關鍵技術論文匯總十篇

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篇（1）

關鍵詞：直埋蒸汽管道、保溫結構、內固定支架、微量變形

一、直埋蒸汽管道技術發展概況

目前，我國直埋蒸汽管道市場需求愈來愈大，而且有迅猛發展之勢。這種局面的出現，訂由以下原因促成：

A、我國推廣"集中供熱"、"熱電聯產"、"三聯代"等節能、環保政策的需要；

B、現代文明城鎮建設的加速和對節能、環保的高要求；

C、國家為了提高人民生活質量水平，供熱范圍由嚴寒的"三北"地區（即華北、東北、西北）向廣闊的冬寒夏熱的"過渡地區"擴展的需求。

1．1、研究、開發、應用等方面取得了長足進步

為適應直埋蒸汽管道迅速發展的市場需求，近幾年來我國廣大科技人員、生產廠家在直埋蒸汽管道技術的研究、開發、應用等方面，付出了大量心血，取得了長足進步。保溫結構型式和選用材料之多樣化，工程實踐規模之大，世界上沒有一個國家可以和我們相比。筆者曾多次和德國布魯格、意大利索克薩姆以及美國等多家公司交流，他們一般最大管徑Φ500mm，用量也不大，而目前我國山東濟南、河北石家莊、陜西西安、遼寧大連、河南、江浙等地區所采用的直埋蒸汽管道已超過Φ500mm，有的已達900mm。保溫結構形式有內滑動、外滑動，選取用的耐高溫保溫材料有微孔硅酸鈣、玻璃棉管殼、熱壓珍珠巖、硅珠保溫材料、復合硅酸鹽等。保溫結構型式、選用保溫材料種類很多。因此在直埋蒸汽管道開發和應用領域，我國并不比發達國家落后。

1．2、一方面肯定研究、開發方面的寶貴經驗，另一方面也應清醒地認識到目前我國蒸汽管道直埋敷設技術在研究、設計、生產、材料、檢測等方面，尚存在著理論、技術、管理等方面諸多問題，距這項技術的完善還有很大距離。筆者通過對南、北方一些工程事故調研發現，由于基礎理論研究滯后于開發，設計計算不準確，產品粗制濫造，施工馬虎從事，運行違規操作等，造成部分蒸汽管道直埋不久便出現"跑、冒、漏、傷"，"帶病運行"問題，遺患于后，危及安全生產。在此種情況下，應冷靜、客觀地對以往的實踐進行實事求是的科學分析、研究、總結，繼而加強科研力度，以促進蒸汽管道直埋技術的進一步提高和完善。

二、對直埋蒸汽管道幾個關鍵技術的思考與探討

蒸汽管道直埋技術是一項涉及熱力學、材料力學、巖土力學、流體力學以及有機材料、無機材料、防腐、電化學等多學科的系統工程，而且投入生產是動態運行，所以蒸汽管道直埋敷設與熱水管道直埋敷設相比較，技術復雜的多。據有關專家總結，蒸汽管道直埋敷設通常有三大系統，十三個結點處理，每一項處理不當，就會立即或即將造成工程事故，隱患性很大。篇幅所限，不能展開討論，下面僅對幾個關鍵技術提幾點參考意見，以期"拋磚引玉"。

2．1關于保溫結構計算

2．1．1蒸汽管道直埋敷設與架空、地溝敷設傳熱狀態不同，架空敷設是向無限空間傳熱，地溝敷設是熱介質通過保溫材料、流動空氣層、溝壁等以不同傳熱狀態向周圍土壤傳熱，而直埋敷設，簡化講熱介質是向周圍土壤按一維穩定傳熱，土壤可視為保溫結構一部分。以目前國內常用的內滑動式復合結構蒸汽管道為例，計算過程中首先應劃定三個界面溫度（見圖1）。

無機保溫材料與有機保溫材料接觸處可視為第一界面，外保護層與土壤接觸處視為第二界面，地表與空氣接觸面視為第三界面。計算時應先控制三個界面溫度，第一界面溫度控制在有機材料耐溫能力以下；第二界面溫度應控制保護層的防腐、防水及機械性能不遭受大幅度衰減或破壞；第三界面溫度則控制不會因界面溫度升高而使得管道周圍土壤熱阻值提高，從而造成第一、二界面溫度升高破壞保溫結構。所以在保溫結構計算過程中，應校核當地極高、構低環境溫度的影響，必要時應適當調整保溫結構各層保溫材料的厚度，以確保保溫結構安全。同時，計算過程中不能簡單地按架空管道保溫結構或按<通則>中公式進行計算，而應結合節能50%，管網輸送效率提高到大于90%的要求（"直埋蒸汽管道保溫結構研究與計算"，《區域供熱》2001年第1期）。

2．1．2保溫計算中，對土壤、保溫材料的導熱系數選取不能草率，這兩個系數的選取正確與否，往往影響保溫效果和管道運行安全性。

土壤的導熱系數在0.5～2.5w/m·k之間，跨度很大，其大小與土壤種類、含水量大小、化學成分、埋設條件等多種因素有關。在工程設計時應堅持實測當地土壤導熱系數或求助當地地質部門提供資料，認真確定土壤導熱系數值。如果只根據"無資料可查時取1.5w/m·k"確定土壤導熱系數不是科學的，因為不能確切反映管道所處的土壤實際情況，造成計算結果誤差很大。例如南方高水位地區和西部干燥地區的土壤導熱系數數值相差成倍，那么保溫結構計算結果也會差異很大，如果草率計算，會造成管道表面溫度過高或過低，破壞管道保護層或不經濟。所以，應使用當地實測土壤導熱系數值來計算。石家莊供熱指揮部等單位堅持實測導熱系數的做法是科學態度。

對各種保溫材料的導熱系數，不能簡單以廠家提供的單體數值為準，而應搞清楚該數值是在何種溫度，何種條件，哪一級檢測部門測定的，有否導熱系數方程式。然后盡量參照行業標準確定的導熱方程式來選取、確定導熱系數。例如微孔硅酸鈣，筆者見過幾個廠家標出的導熱系數都不同，這時應憑據標準GB/T10699-1998<硅酸鈣絕熱制品>相關條文選取，送樣檢測后確定導熱系數。

2．2保溫結構型式選擇應因地制宜

由于蒸汽管道介質溫度高，保溫結構不可能做成像直埋熱水管道那樣"三位一體"，需要做成"脫開式"，即工作鋼管與保溫層或外護層脫開。

2．2．1國外基本是要用鋼外護層

德國、美國采用外滑動式，即綁縛著保溫材料的工作鋼管在鋼外護層內滑動。只有意大利薩克索姆公司是采用工作鋼管在保溫層內滑動，即內滑動式（但他們沒有設內滑動層）。實事求是講，國外對于蒸汽直埋技術基礎理論研究及實驗并不深入，只是由于他們國家的經濟條件、技術條件等優越，制造工藝精細，外防腐技術指標高，施工要求嚴格，所以價格也很高。

2．2．2我國對于蒸汽管道直埋技術的研究與開發，是摸索前進的，在摸索保溫結構形式過程中，大致分為三個階段。

外護層：

第一階段：采用"塑套鋼"型式，即外護層采用高密度聚乙烯，工程實踐發現，聚乙烯耐溫能力太差，當局部熱流外泄，很容易造成外護層蠕變、鼓脹破壞，聚乙燃做外護層不適用于蒸汽管道，目前已成為共識。

第二階段：采用玻璃鋼做為外護層，而溫能力大大強于聚乙烯，加工工藝由于是采用纏撓式，與采用聚乙烯管做保護層需要空管比較，可以克服偏心，質量有保證。但由于對玻璃鋼制造工藝機理了解不透，采用了簡陋方式，同時，玻璃鋼外護層標準發時還沒有頒布，制造的玻璃鋼外護層質量低下，運輸、安裝過程中再違規操作，出現局部開裂破壞，動搖了采用玻璃外護層的信心。

第三階段：依照國外采用鋼外護層，即鋼地溝型式。由于國情所限，完全依照國外，使用單位經濟難以承受，制造企業只能簡易從事，但它的"優勢"是前二年、三年不易發現問題，于制造商保一個運行循環有利，所以近期這種形式較為"走火"。不過建立開發、使用單位應冷靜考慮遺患未來問題，如防腐、電化學、檢修等問題。關于此問題還要詳細探討。

保溫層：

第一階段：主要采用巖棉、復合硅酸鹽氈與聚氨酯泡沫復合。工程事故教訓說明上述兩種材料存在兩大問題，一是遇潮板結變形，二是支撐力不夠，特別較大管徑保溫管，很容易被子埋土壓扁破壞，現在已基本不再用。

第二階段：采用微孔硅酸鈣瓦與聚氨酯泡沫復合。由于硅酸鈣瓦之間有縫隙，當管道運行后容易裂縫，造成局部熱流外泄，破壞有機保溫層和保護層，雖然采取了一些措施，但仍未能保證熱流不外泄問題。

第三階段：多極化，"百花爭艷"，硅酸鈣、高密度玻璃棉管殼、硅珠復合材料等，現在正在通過實踐檢驗。

2．2．3通過上面敘述，說明蒸汽管道結構型式在摸索過程中，廣大供熱科技人員和開發商，確實注入了大量心血，但是，究竟哪一種結構型式最為優呢？筆者認為，目前還不是肯定哪一種結構型工業最優的時候。應當根據我國具體國情，繼續深入研究、實踐、總結。現在標準所正組織部分科技人員編寫。文件中蒸汽管道技術條件，只提出要求，并沒肯定結構型式。這很好，給今后深入研究、開發留有空間，是實事求是的科學態度。

我國地域廣闊，氣候、水文、地質條件差異很大，不能簡單地像國外一些國家采且種模式，筆者通過近二年對南方、沿海、西部等地區調研認為，我國發展蒸汽管道直埋敷設技術，在考慮我國經濟條件情況下，就因地制宜。例如南方主要矛盾是防水問題，沿海地區不僅有防水問題，更關鍵是防止氯、硫氧化物腐蝕問題，而西部地區空出土壤熱阻問題。

沿海地區采用鋼套鋼型式，外護層防腐解決困難，而采用按"標準"制造的玻璃鋼外護層既能防水更能防腐，而城市主要街道地區敷設的管道和由電廠通過野外向城區輸送蒸汽的管道又不宜同等對待。前者要求嚴格些，后者則可簡易些。西部地區干旱，地下不位低，解決的主要矛盾是土壤阻值等問題，因些，保溫層采用廉價的材料，例如硅珠復合材料（硅珠與粉煤灰復合）。而外護層也不一定采用價高的鋼外護層，所以，不同地區當選用蒸汽保溫結構時，一定要根據當地的氣候、水文、地質、經濟以及介質溫度高低、管徑大小等，全面、認真地進行經濟、技術比較，論證后確定方案，不能盲目草率仿照其它地區。

2．3對"外滑動鋼套鋼"結構型式的探討

目前，國內采用的"外滑動鋼套鋼"結構型式（鋼地溝）基本上是仿照國外直埋蒸汽管道型式，供熱行業為了實現"跨路式發展"，需要引進國外先進技術。但應該認真學習、吸收、消化后再"為我所用"，而不能簡單地根據國外產品商業廣告說明書，"看圖識字"、"照貓畫虎"。筆者通過與國外公司交流和國內采用外滑動式鋼套鋼直埋蒸汽管道工程調研發現，下列幾個問題共同探討。

2．3．1外套鋼管的防腐問題：國外對外套鋼管防腐極為重視，要求嚴格，他們對鋼套管內外側防腐都有措施。歐洲如德國，套鋼管外側是采用涂刷防腐材料后纏HDPE，耐電擊空強度要求達到20000V以上（UBLUC公司21000V），內側面則要用抽成真空（設真空泵房保持），衰減腐蝕條件；美國則是在套鋼管外側面噴涂20～30mm厚聚氨脂絕緣層后再噴涂2mm左右玻璃纖維樹脂（玻璃鋼），類似我國采有玻璃鋼做外護層的熱水預制保溫管，內側面是采用抽真空或噴涂刷陶瓷防腐材料，外側防腐層電擊空強度也要求達到20000V以上。國內目前鋼套管外側面只采用涂刷富鋅、環氧煤瀝青防腐涂料，據測試耐電擊空能力只有5000V左右，鋼套管內側面防腐一般就不考慮了，而套鋼管內側面由于處于高濕熱條件下，又有空氣，會加速套鋼管內側面的腐蝕速度。國內目前有個別廠家已經注意到上述問題。對套鋼管外側面已開始采用類似美國的方法，但套鋼管內側面尚未加強套鋼管防腐措施。因此，目前國內對套鋼管的防腐，特別是在高水位地區，能否保證套鋼管達到標準界定的蒸汽管道壽命大于20年，尚需我們拿出有利的科學依據。應提醒：埋入下的氣蒸汽管道三年五載不出問題，并不等于20年沒問題！因此，建議國內同行應進一步加強研究，拿出既適合國情，又保證外套鋼管壽命的科研成果。

2．3．2鋼套管橢圓化變形帶來的麻煩和解決方法，根據材料力學理論，常規壁厚的鋼管當直徑超700mm，會因橢圓效應產生橢圓變形，使得力學計算復雜化。當介質溫度超過300℃，一般DN>400mm的工作管，鋼套管直徑就有可能超過700mm，鋼套管橢圓變形就會產生。埋地鋼套管橢圓化變形主要與兩個因素有關：A、鋼套管上面作用的垂直荷載，包括隨埋深增加而加大的土壤荷載和隨埋深增大而減小的車輛等活荷載；B、鋼管的截面參數，在相同的垂直荷載作用下，鋼管半徑越大，隨圓化變形越大，管壁越厚，橢圓化變形越小。

鋼套管橢圓化變形，如超過一定限值，會造成局部失穩破壞，即使沒有達到失穩破壞程度，如果預留縫隙與計算變形不符，滑動支架變形、卡腿、斷腿必定會發生，造成管道系統破壞。

為了控制因橢圓化變形造成管道破壞，在進行外滑動鋼套結構型式設計、生產時，應按有關規范，認真計算，將隨圓化變形率控制在3%以內，同時，滑動支架與鋼管內壁間隙應與之適應。關于計算方法及公式，將另文介紹。

2．3．3國外對保溫材料如何長期包縛在工作鋼管上，是有著嚴格技術措施的，他們采用特殊的防腐蝕鋼材帶包縛保溫材料，間距也有具體要求。如果簡單地用細鉛絲或塑料帶包縛保溫材料。在高濕熱條件下，經過一段時間的鉛絲銹斷，塑料帶老化，造成保溫材料脫落，保溫結構破壞。

2．3．4內工作鋼管保溫層外表面與鋼套管內壁的間距尺寸并不隨意，而是將這個空間作為輻射傳熱的保溫層，空間不能產生流動氣流。國外是抽真空達到防止產生氣流，國內由于條件所限，采用抽真空措施，暫時還難以實現。但預留的空氣層厚度不能隨意，一般不大于20mm，以防止空氣對流產生，提高隔熱效果。

2．3．5某些節點處理也存在不安全性和檢修難。如將波紋補償器安裝在外鋼套管內，一旦破壞，如何確定位置、如何檢修均尚沒有明確、成熟的方法，其它像國內固定支架、疏水裝置等同樣存在上述問題。

還有其它諸多因素不一一列舉。通過以上幾點只是想說明在引進國外技術時，應該真正"吃透"后，再"為我所用"。同時，目前對"鋼套鋼"結構型式，尚不應簡單肯定，需進一步深入研究、實驗，拿出經濟、技術符合我國國情，又不會造成遺患于后的鋼套鋼結構型式方案。

2．4關于內固定支架

由于蒸汽管道熱伸長量大，為了保證管道有效地實現熱脹冷縮，需要設置固定支架。（見圖二）如果還是按外固定設置方法，由于蒸汽管道溫度高，補償段短，固定墩設置多，尺寸大，這樣一是增大工程量，二是造成施工難度。為解決這項技術難點，通過對國內外充分調研、交流，我校于1995年立題研究，題目是：《蒸汽管道內固定支架試驗方法研究》，并上了一名研究生專題研究了三年。在研究過程中普得到蔡啟林教授、姚約翰總工、楊明學研究員等專家熱誠指導，課題完成了，但為什么至今沒有向社會發表，原因是有些問題尚需要深入探討，鑒于目前已有單位使用，為了安全，現將兩個技術問題予以簡要說明，供參考。

1.外環2.高強隔熱材料3.內環4.外套管5.工作鋼管6.焊縫7.保溫材料

2．4．1計算理論依據：根據彈性力學理論，內固定支架是采用薄壁小圓環理論進行計算，這種計算方法的邊界條件要求內外鋼環必須緊密結合，受力均勻，但施工過程中很難達到要求，如果采取沿管道周邊分幾片組成不連續圓環，更不可能達到邊界條件要求。所以需要進一步研究、探討可以滿足計算邊界要求的施工技術措施，否則運行后會產生不安全因素。

2．4．2為了防止冷橋作用，熱流外泄，內固定支架的內外環采用石棉橡膠墊隔熱。采用石棉橡膠墊，有兩個問題需要考慮。

A石棉橡膠熱老化問題，一般蒸汽管道壽命介定大于20年，石棉橡膠墊肯定達不到（由于橡膠原因），一旦石棉橡膠老化粉化，不僅隔熱目的達不到，而且造成結構破壞，影響管道安全運行。

B根據石棉橡膠墊導熱系數計算，每10mm只能隔熱26℃左右，如果介質溫度高，又要控制外套鋼管的表面溫度，則石棉橡膠墊需要很厚，難以實現。

為此，我校正研究采用新型隔熱材料取代橡膠墊。

2．5固定墩微量變形與力衰減

即使采用了固定支架方法，一個管網總是有的地方還要采用外固定支架，例如操心彎處、出土墻等。由于蒸汽管道產生的熱應力高，特別是大管徑管道產生的推力數以百噸計，如果按固定墩沒有微量位移進行結構計算。大管徑固定墩的尺寸會非常大，甚至無法實施。土壤不是剛性體，埋在土內的固定墩，在推力作用下，事實上是會產生微量變形的，如果主觀不承認這個客觀事實，不是科學態度。建議采用允許固定墩微量位移的方法設計固定墩，以達到推力大幅度衰減的目的，這一觀點已逐步被國內外接受。我校也已經對這一課題進行了專題研究。通過理論計算、工程實踐研究表明：允許固定墩微量位移（一般控制在30mm內），可以將固定墩承受的推力衰減50～70%。我們不僅在實驗室進行了模擬實驗，而且在內蒙伊敏河煤電集團、河南永城煤電集團等大管徑管道工程進行了實踐，取得了預期成果，前不久某市大管徑管道工程，計算固定墩承受的推力600多噸，按一般結構確定的固定墩尺寸之大，在城市根本無法實施，經過建議采用微量位稱法，推力衰減到200多噸。（詳細計算參閱《區域供熱》2000年第6期拙文）。

三結束語

通過以上對直埋蒸汽管道設計、開發中幾個主要關鍵技術的思考與探討。說明直埋蒸汽管道技術比較復雜，有諸多問題尚水解決，需要深入研究和實踐。因此，生產和科技、院校應協同全作，繼續加強科研力度，共同促進直埋蒸汽管道進一步完善和發展。

參考文獻

1穆樹方："對開發蒸汽管道直埋技術的幾點意見"，《全國供熱情報網文》1997；

2穆樹方："蒸汽管道直埋技術應加強科技力度：，《區域供熱》1998（4）"

3白成生："內固定支架計算研究"《碩士研究生畢業論文》1999；

4婁馥紅："固定墩微量位移與力衰減關系研究"《碩士研究生畢業論文》1994

5王松濤："直埋蒸汽管道保溫結構型式及計算方法研究"《研究生論文課題》2000；

篇（2）

1.1供應鏈管理系統的實現技術供應鏈管理系統的實現技術主要包括兩個方面的內容：一是管理系統的設計與開發技術。即根據供應鏈管理體系結構結合現代信息技術手段來設計相應的管理系統。在供應鏈管理誕生的初期通常使用ElectronicDataInterchange技術來實現，這種技術很好地滿足了當時供應鏈管理的需求。但是隨著科學技術的發展尤其是互聯網技術的發展，供應鏈管理系統的設計與開發已經逐漸地開始以互聯網技術為基礎來進行構建，比較有名的管理系統如SAP公司的等都是通過互聯網技術來實現信息的與傳輸，從而實現各個企業的信息共享，完成協作。目前，專家學者們將目光瞄向人工智能技術，希望通過人工智能技術來實現供應鏈管理系統的自主決策，但從實際情況來看，這種技術不夠成熟，無法大范圍的推廣使用；二是供應鏈管理的體系結構研究。嚴格的來說，供應鏈管理的體系結構并不屬于供應鏈管理的關鍵技術，只是一種理論上的研究，但是由于其是供應鏈管理系統設計與開發的重要前提，因此筆者才將其視為供應鏈管理的關鍵技術。

1.2供應鏈管理的決策優化技術在供應鏈管理的過程中會涉及到一系列的管理問題，如生產決策、產地決策、運輸決策、合作伙伴的選擇決策等，決策的好壞與否決定了供應鏈的效率高低，因此一直以來都備受各個企業的重視。而供應鏈管理決策優化技術是通過數學建模的方式來為企業管理者提供更好的數據服務的一種技術。例如產地決策主要包括生產位置、倉庫和貨源三個內容，其對供應鏈的效率、企業的效益有著最直接的影響。如果僅僅依靠管理者的主觀經驗來進行決策往往會出現重大的失誤，對企業造成很大的影響，這種情況下可以通過線性規劃、啟發式算法或者仿真等方法來進行求解，從而保證決策的正確性。此外，合作伙伴的選擇決策可以通過招標法、直觀法、數學規劃與統計概率法來解決，生產決策可以通過排隊論模型、網絡流模型或者流體近似法來求解等。

2供應鏈管理的應用趨勢

隨著科學技術的發展，現代社會已經逐步的開始進入知識經濟與電子經濟并存的時代，電子商務已經逐步成為了主流商務模式。所謂的電子商務指的是通過網絡來進行生產、營銷、銷售等經濟活動，其并不僅僅指依靠互聯網技術來進行的商務活動，還包括利用其他電子信息技術來解決問題、降低成本、增加效益的商務活動。從供應鏈管理的發展趨勢來看，筆者認為，供應鏈管理在未來將更多地應用于電子商務領域，如通過網絡來實現對原材料的查詢和采購，對產品信息的展示等。

2.1企業內部供應鏈管理在企業內部，供應鏈管理將逐步通過互聯網技術來實現自動處理商務操作和工作流，同時增加對重要系統的數據的存取，以便于企業內部之間能夠共享信息，共同解決客戶問題。同時企業內部的供應鏈管理還能夠更好地提高企業開展商務活動的靈活性，對市場的變化做出最及時的反應，為客戶提供更好的服務。

篇（3）

一、概述

膜結構是一種由高強薄膜材料及加強構件(鋼結構或拉索)通過一定方式使其內部產生一定的預張應力以形成某種空間形狀，可作為覆蓋結構并能承受一定的外荷載的空間結構形式。膜結構以良好的自潔性、隔熱性以及高強耐久、造型新穎、自重輕等優點廣泛應用于各類休閑小品、輕型大跨度無柱空間或輕型屋蓋建筑結構。由于膜結構是張力結構的一種，只有在一定的張力作用下，膜結構才有一定的形狀和剛度，因而膜結構建筑表現了力的平衡美，是一種受力最為合理的結構形式。采用輕質膜材，同時輔以柔性拉索、輕型鋼桁架的結構形式，可以很好地達到大跨度、覆蓋大空間的目的。

本文主要對空間膜結構的加工制作、安裝、張拉等過程中的注意事項和關鍵技術進行了介紹，總結了施工中需要注意的一些問題，供廣大技術人員討論參考。

二、施工前的準備工作

工程的施工過程是由業主、設計、監理、質檢等多個單位多個部門共同合作完成的，如何協調組織各方的工作和管理，是能否保證工期與施工質量的關鍵之一。因此，為了保證這些目標的實現，應注意以下幾點，確保將各方面的工作協調好：

第一，制定設計圖紙交底、安裝與設計的配合等會審制度。施工單位的項目部應組織有關技術人員配合設計，充分考慮設計與施工整體安裝方案的匹配，參加業主組織的圖紙交底會審等協調工作。

第二，建立例會制度。應定時召開業主、設計、施工、監理等多方參加的例會，商討工程施工和配合情況。

第三，制定專題討論會。對施工中的重大技術問題，各方的有關人員應集中在一起，共同商量解決。

第四，由于膜工程的施工技術質量要求高，故需選擇技術熟練、責任心強，有經驗的施工員、班組長組織各項工作，并簽定施工組承包范圍、質量技術要求、工期進度、安全指標等責任書。根據工程需要，勞動力要合理調配，杜絕窩工現象。

三、建筑材料的加工制作過程

（一）鋼結構的加工制作

膜結構工程中，主要的建筑材料就是鋼材和膜材。對于鋼結構，其主要加工流程包括：進料開料檢驗拼裝焊接除銹編號包裝出廠。其中注意事項有：

1．材料必須有材質合格證書。

2．根據設計人員所計算的每種桿件的下料長度、桿件規格進行分類堆放，以便于下一步施工。

3．根據鋼管的相貫尺寸，考慮壁厚和坡口的影響，利用自動切割機自動切割相貫線。

4．在焊接過程中，為了盡量減少節點處應力集中的不良影響，支管與主管的連接焊縫應全周連續焊接并平滑過渡，若主管出現對接焊縫時，營口應刨坡口以確保焊縫焊透。

5．由質檢專業人員對焊縫進行超聲波探傷檢驗，若發現有不合格的焊縫，應作記號，并及時通知焊工進行返工。

6．主桁架與次桁架要進行預拼，組成一個單元組，并且編號。

7．對構件表面進行干噴砂除銹處理，等級，刷二遍油性防銹底漆，再涂表面面漆。

（二）膜結構的加工制作

膜材的主要加工流程包括：進料檢驗膜材膜片下料、編號膜片編排放樣膜片初粘駁接包裝。由于膜材的裁剪、包裝過程都較為復雜，各種角度變化較多，且加工精度要求非常高，所以在制作過程中要加強質量管理，保證制作精度。加工時的注意事項有：

1．膜材經檢驗后要運進已除塵的清潔車間。在下料區、編排放樣區、駁接區及三個區的連接處鋪上柔質的板膠，避免膜片直接接觸地面，防止磨損或者弄臟膜材。進入車間的人員必須穿潔凈的衣服，換上車間專用的柔軟拖鞋或只穿襪子。

2．抽樣取20組膜片和背貼條樣品，采用60mm寬的駁接刀，確定4組不同的駁接溫度、電流、壓刀時間，駁接好后進行雙向拉斷試驗，獲取最佳受力和外觀的駁接數據，填好確定的數據貼在駁接機上，膜片駁接按此表數據進行駁接。其中熱熔合方案應根據排水方向和膜片連接節點確定。在正式熱合加工前，要進行焊接試驗，確保焊接處強度不低于母材強度。

3．膜片下料按順序要經三道程序：讀取裁剪設計的坐標，取點；復核坐標，劃下料線；復檢坐標，落刀下料。然后貼上編號標簽，抬到放樣區。

由于索膜結構通常均為空間曲面，裁剪就是用平面膜材表示空間曲面。這種用平面膜材擬合空間曲面的方法必然存在誤差，所以裁剪人員在膜材裁剪加工過程中加入一些補救措施是相當必要的。對已裁剪的膜片要分別進行尺寸復測和編號，并詳細紀錄實測偏差值。裁剪作業過程中應盡量避免膜體折疊和彎曲，以免膜體產生彎曲和折疊損傷而使膜面褶皺，影響建筑美觀。

4．在放樣區，對已完成下料的膜單元的所有膜片進行放樣，核對無誤后劃騎縫線。擦拭駁接縫的膜和背貼條時要用柔軟的棉質布。

5．上駁接機時，背貼條設在膜的下底面，膜片與駁接刀對中后，壓平壓穩膜片，使膜片在高頻駁接過程中不產生移動。

6．超重的膜單元，駁接時再細分，最后駁接縫用小型起重車搬移膜塊，折疊包裝。在包裝前，應根據膜體特性、施工方案等確定完善的包裝方案。如聚四氟乙烯為涂層的是玻璃纖維為基層的膜材料可以以卷的方式包裝，其中卷芯直徑不得小于100mm；對于無法卷成筒的膜體可以在膜體內襯填軟質填充物，然后折疊包裝。包裝完成后，在膜體外包裝上標記包裝內容、使用部位及膜體折疊與展開方向。

四、現場施工的關鍵技術

（一）鋼結構的拼裝與吊裝

對于鋼結構，可根據構件的長度、重量選用合適的車輛運輸。注意在車輛上的支點要合理，捆扎要牢固，保證在運輸過程中鋼構件不產生變形，不損傷涂層。

鋼結構運抵現場后，施工安裝順序一般為：分段拼裝吊裝安裝其它構件拆臨時支撐鋼塔架。對于一些大型的鋼桁架，吊裝時可利用幾臺汽車式吊車，分別在場內、外把主桁架及主預應力索吊到作業面上，有支承段的放在砼柱旁，并在業面上設置若干個支座。然后根據廠內預拼裝情況進行焊接，焊縫質量經檢驗合格后涂油漆，再進行吊裝；斜柱拼裝后，用臨時備用索固定安裝斜拉桁架索，通過頂升斜柱來拉緊斜拉索，并在索上安裝可調法藍調節斜拉索的松緊。由于鋼結構安裝誤差的大小直接影響到結構內的預應力分布，嚴重者甚至還影響結構的安全性，所以在安裝支承鋼結構前，應按規范和設計要求對鋼結構基礎的頂面標高、軸線尺寸做嚴格的復測，并作復測紀錄。

（二）膜結構的安裝與張拉

在膜材運輸過程中要盡量避免重壓、彎折和損壞。同時在運輸時也要充分考慮安裝次序，盡量將膜體一次運送到位，避免膜體在場內的二次運輸，減少膜體受損的機會。

膜體安裝包括膜體展開、連接固定、吊裝到位和張拉成形四個部分。

1．打開膜體前，在平臺上鋪設臨時布料，以保護膜材不被損傷及膜材清潔，嚴格按確定的順序展開膜體。打開包裝前應核對包裝上的標記，確認安裝部位，并按標記方向展開，盡量避免展開后的膜體在場內移動。在展開的膜面上行走時要穿軟底鞋，不得佩帶硬物，以防止刺穿膜材。

2．打開膜體后，用夾板將膜材與索連接固定。夾板的規格及夾板間的間距均應該嚴格按設計要求安裝。對一次性吊裝到位的膜體，也必須一次將夾板螺栓、螺母擰緊到位。

3．目前索膜結構吊裝較多應用多點整體提升法，是將已經成熟的整體“提升”技術加以改造用于索膜結構這種柔性結構的施工過程中，該工藝要求整個過程必須同步。起吊過程中控制各吊點的上升速度和距離，確保膜面的傳力均勻。亦可采用分塊吊裝的方法，將膜體按平面位置分為若干作業塊，每塊膜體同樣采用多點整體吊裝技術，整體吊裝到位。

4．未張緊的膜材在風載下容易鼓起造成破壞，所以在整個安裝過程中要特別注意防止膜體在風荷載作用下產生過大的晃動，施工時應盡量在無風情況下進行。該階段的任務是使膜布張緊不再松弛以承受載荷，操作上特別要注意避免由于張拉不均造成膜面皺褶。預應力的大小由設計人員根據材料、形狀和結構的使用荷載而定，要求其最低值不能使膜面在基本的荷載工況組合（風吸力或者雪荷載）下出現局部松弛，一般常見的膜結構預應力水平在1～4kN／m，施工中通過張拉定位索或頂升支撐桿實現。對傘形膜單元，一般先在底部周邊張拉到位，然后升起支撐桿在膜面內形成預應力；馬鞍形單元則要對角方向同步或依次調整，逐步加至設定值；而對于由一列平行桁架支撐的膜結構，慣常作法是當膜布在各拱架兩側初步固定的情況下，首先沿膜的緯線方向將膜布張拉到設計位置。在施工過程中應注意無論張拉是否能順利到位，均不應輕易改變預先設定的張拉位置。若確定懷疑是設計問題，則應經結構工程師研究同意后方可作出修正。

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2、具有靈活的通信方式及兼容性。4G通信技術在實現人與人之間快速交流溝通，以及實現相關信息傳輸下載的情況下，更是實現了將信用卡功能囊括在自身的設置，人們可以通過手機實現真正的購物以及現金取現等。除此之外，4G技術的兼容性很大，除了開放接口以及全球漫游的功能之外，也有兼容各個分散網絡的連接功能。

3、實現高質量的多媒體通信。多媒體服務的高速數據性和分辨率的要求通過4G通信技術得到了滿足，它的主要服務內容如下：影像以及文檔、文本數據等，信息的傳輸借助寬帶得以實現。4G通信技術中還會逐漸應用3D技術，也就是人們可以通過手機觀看3D立體視頻。

4、具有更寬的網絡頻譜。為了更好的實現4G通信技術的應用，通信運行商就需要在3G通信網絡基礎上大大提高通信網絡的帶寬，這樣做的原因很簡單，4G通信技術需要的帶寬大概是3G技術的20倍左右。

5、提供各種增值服務。4G技術基于的核心技術已經不是CDMA技術了，它所依靠的是OFDM技術，這是兩者之間最明顯的區別。這也意味著4G手機多了很多增值服務，相比于3G手機，它更有推廣性，在人們實際生活中更具有實用性。

二、4G移動通信關鍵技術

1、正交頻分復用（OFDM）技術。0FDM傳輸技術的抗衰落力很強，原因在于它的信號傳輸使用的是多子載波，正交頻分復用技術的成功使用在降低通信信道快衰落可能性的基礎上，大大提高了脈沖噪聲阻力。該技術主要使用于進行高速數據傳輸，加上改變調制模式、渠道以及加載算法時采用自適調制機，進一步提高了信息傳遞的速度。

2、智能天線技術（SA）。智能天線技術主要是指波束間沒有切換多波束以及自適應陣列天線。智能天線技術本身就很有優勢，首先它有很好的信號抗干擾能力，其次又有著對數字波束的自動跟蹤以及調節的能力，這兩點都預示著智能天線技術有著很好的應用前景。4G通信技術中采用了這種技術，表示著其通信能力將大大得到提升。

3、IPv6技術。IPV6技術本身的網絡地址空間就很廣闊，廣闊的網絡地址空間保證了它可以針對全部通信網絡設備提供全球特有的網址；該技術可以實現自動配置，進而促使形成全球唯一的路由地址；和傳統的IPV4相比，前者含有更高的技術質量，可以形成更容易的服務水平系統。

三、4G移動通信展望思路及展望

1、4G通信技術與Ipv6技術。當前，現有的大多數網絡都是在Ipv4協議基礎上建立的，但由于Ipv4采用32位的地址長度，導致其容納通信地址數量限制于43億內，這與日益擴大的應用空間相矛盾，從而限制了網絡的發展空間。Ipv6采用128位的地址長度，可有效地增大通信地址數量，解決網絡的發展空間的限制問題。因此將4G通信技術與Ipv6技術有機結合起來，不僅有效地促進各種網絡設備的應用，同時也擴大信息數據的傳播范圍。

2、4G通信技術與關鍵通信技術。由于4G通信技術存在著標準統一化差、容量限制、設備更新難度大、市場使用率低以及部分關鍵核心技術研發未實現等問題，限制了4G通信技術的進一步發展。根據4G通信技術的特點和功能，應推進OFDM技術與CDMA雙核技術的融合。不斷的對3G軟件進行更新升級，提高其運行精度、速度以及穩定性，以此推動通信技術由第三代向第四代過渡。

3、4G通信技術與軟件無線電技術。軟件無線電技術（SDR）是應用數字信號處理方法，在無線電氛圍中，基于相對規范化和模板化的硬件平臺中，運用各種軟件程序，使得無線通信系統各項功能得以實現。隨著技術水平不斷進步，4G通信技術將改變原有的基于硬件和面向用途思路，將逐漸利用軟件的靈活性，功能的多樣性。4G通信技術與軟件無線電技術的結合運用，可見不同軟件和硬件相互交換使用，并實現不同的功能。這項技術的結合，將有效地降低硬件的成本，實現了集約化發展思路。

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    隨著電子通信技術的發展,它同時在很大程度上改變著人們的生活和方式。人們也能很好地運用電子通信技術突破時間和空間的局限來學習和工作。電子通信技術不僅改變著人們,它還在改變著社會和國家,使得國家不斷發展,特別表現在衛星通信技術上。當然我國的電子通信技術還存在一些關鍵技術的問題,有待人們改善和加強。

    一、電子通信系統概述

    電子通信技術屬于現代通信技術中的一大部分。電子通信技術還是信息社會的主要支柱,是現代高新技術的重要組成部分,甚至是國家國民經濟的神經系統和命脈。在現代化信息社會,電子通信技術無處不在,它涉及的范圍也很廣,包括移動電信、廣播電視、雷達、聲納、導航、遙控與遙測以及遙感等領域,還有軍事和國民經濟各部門的各種信息系統都要運用到電子通信技術。

    電子通信系統中最具代表性也最常見的就是移動通信和衛星通信。其中移動通信就包括了衛星通信,此外還有蜂窩系統、集群系統、分組無線網、無繩電話系統、無線電傳呼系統等多個領域。

    二、電子通信系統關鍵技術問題

    近幾年來,電子通信技術應用十分廣泛,就其最具代表性的移動通信和衛星通信來看,就存在很多關鍵性的技術問題,有待加強和改善。移動通信技術在電子通信技術中發展范圍最大最迅速,傳統的蜂窩通信因為可用無線頻譜資源的增加和無線信號的衰弱而變得越來越受局限。不斷縮小的小區半徑代表著基站的密度也在不斷增加。除此之外,頻繁的越區切換導致空中資源的浪費和頻譜效率降低,這也使得網絡建設的成本也是越來越高。從以上各種因素可以看出,要想獲得更高的頻譜效率和更大更充足的系統容量,就應該突破傳統蜂窩體制,應用新的移動通信技術。

    1、移動通信系統關鍵技術問題

    在移動通信系統中采用分布式天線是很有效也很成功的一種方式,每個小區內都有很多個無線信號處理單元,這些單元距離都比載波波長要遠得多,并且它們都能進行功放變頻和信號預處理。要在核心處理單元實現信號處理的功能,首先就要完成信號的收發功能和一些簡單的信號預處理,然后就要與核心處理單元連接,通過光纖和同軸電纜或微波無線信道來實現。有兩種方式可以實現分布式移動通信,第一種就是在所有的無線信號處理單元上所有相同的下行鏈路信號同時發射,然后小區內的無線信號處理單元接收到上行鏈路信號之后直接傳送到中心處理單元。這種方案優點是簡單,缺點則是會不斷干擾系統,阻礙了系統容量的擴大。第二種方式則是在整個業務區域內完成無線覆蓋的分布式天線結構,通過用大量的無線信號處理單元來實現,從而突破傳統蜂窩小區的理念。這種方式也可稱之為“受控天線子系統”,即“僅與移動臺相近的信號處理單元負責與移動臺進行通信”的方式。第二種較之第一種更理想,但同時它也更復雜。

    分布式移動通信較傳統的移動通信技術有幾點優勢,第一是小區間干擾低、SIR高且系統容量大,第二是它內部的分集能力不僅能用來抵抗陰影效應,還能夠保證不衰落和擴大系統的容量。第三是它能全面提高其自身切換性能和接受信號的功率,還能降低其切換次數。第四是它對其他通信系統的干擾小并且在相同發射功率下覆蓋的區域更大,反之其發射功率更低。第五是它不僅能更方便快捷地實現任意形狀的無線業務服務區,還能核心處理單元集中處理信號。更能有效利用無線資源。

    子通信系統分為5層:應用層、驅動層、傳輸層、數據鏈路層和物理層。這5層之間功能劃分應明確,接口應簡單,從而為硬軟件的設計實現奠定良好的基礎:應用層是通信系統的最高層次,它實現通信系統管理功能(如初始化、維護、重構等)和解釋功能(如描述數據交換的含義、有效性、范圍、格式等)。驅動層是應用層與底層的軟件接口。為實現應用層的管理功能,驅動層應能控制子系統內多路傳輸總線接口(簡稱MBI)的初始化、啟動、停止、連接、斷開、啟動其自測試,監控其工作狀態,控制其和子系統主機的數據交換。傳輸層控制多路傳輸總線上的數據傳輸,傳輸層的任務包括信息處理、通道切換、同步管理等。數據鏈路層按照MIL—STD一1553B規定。控制總線上各條消息的傳輸序列。物理層按照MIL—STD一1553B規定,處理1553B總線物理介質上的位流傳輸。應用層、驅動層在各個子系統主機上實現,傳輸層、數據鏈路層、物理層在MBI上實現。

    2、衛星通信系統關鍵技術問題

    衛星通信在電子通信技術中最為先進,它也有很大的優勢,包括通信距離遠并且容量大,通信線路質量穩定可靠以及機動性能優越和靈活地組網等這些都是別的技術沒有的特點。但隨著不斷快速發展的全球信息化產業,人們對信息的需求也越來越復雜多樣,電子通信技術已進入高速、多媒體、業務多樣化和可移動的個性化時代。

    目前的衛星通信的一些關鍵技術也存在一些問題,它包括高速數據的業務需求。以及衛星通信應用寬帶IP的難點。現代衛星通信技術采用一些關鍵技術來解決問題,一個就是數據壓縮技術,它能讓靜態和動態的數據壓縮都能有效提高通信系統在時間、頻帶、能量上的工作效率;第二個就是智能衛星天線系統;第三個就是寬帶IP衛星通信技術的研究;第四個就是新型高效的數字調制及信道編碼技術;第五個就是多址連接技術的改進和發展;第六個就是衛星激光通信技術。

    未來的衛星通信數據率會通過激光通信來實現,激光的優勢會在互聯衛星網中得到充分發揮,因為在那里經常會應用到激光通信技術,它在外層空間進行,所以不會受到大氣層的影響。還可以利用“星際激光鏈路”技術來縮短全球衛星通信中的“雙跳”法的信號時長。有專家提出“在衛星激光通信在比微波通信數據速率高一個數量級的理想情況下,天線孔徑尺寸會比微波通信衛星減小一個數量級”的觀點。那么如果在空間無線電通信中以激光作為載體來進行工作和運行未來的衛星之間進行激光通信是很有前途的。

    總而言之,電子通信系統在這個信息化時代無處不在。在電子通信系統中范圍最廣最常見的就是移動通信技術和衛星通信技術,移動通信技術體現在日常的電視廣播網絡等各種電子傳輸工具上,而衛星通信系統則運用在比較大型的工程上。電子通信系統的發達和完善與否直接決定了一個國家和社會的強弱,所以對其關鍵技術問題的分析和研究是很有必要的,掌握了其關鍵技術就能很好地運用和完善它。

    參考文獻

    [1]劉旭東,衛星通信技術[M].北京:國防工業出版社,2000

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21世紀傳統圖書館和自動化圖書館雖然暫時不會消失，但隨著電子出版物的增多，數字圖書館將成為未來圖書館業發展的主要方向。所以，數字圖書館建設是本世紀圖書館業迎接網絡時代挑戰的重要戰略選擇，這項工作不僅關系到圖書館的生存與發展，而且將直接關系到我國圖書館在未來信息時代的地位和作用，我們應該充分利用信息時代帶給我們的大好機會，認真研究數字圖書館建設及目前存在的問題。

數字圖書館（Digital Library DL）是進入90年代以后伴隨著互聯網發展而產生的一個正在成長中的新生事物，是為了從根本上改變目前互聯網上信息分散、無序、不便使用的現狀而提出來的下一代互聯網上信息資源的管理模式。它通過集成和利用最新的計算機技術、通信技術以及數字化的多媒體信息內容，建設超大規模、可擴展、可互操作的分布式海量知識庫群，并提供在互聯網上高速、跨庫檢索的電子存取服務。

當前世界范圍內正在掀起數字圖書館建設，數字圖書館已成為國際高科技競爭中新的制高點，成為評價一個國家信息基礎設施水平的重要標志。它具有以下特征：

（1）數字圖書館是一個分布式的圖書館群體。

（2）數字圖書館是面向對象的數字化多媒體信息庫。

（3）數字圖書館是與平臺無關的數字化資源集合。

（4）數字圖書館具有強大的信息傳播與功能。

數字圖書館是一個開放式的硬件和軟件的集成平臺。它由各種載體的數字化、數據的存儲和管理、組織有效的訪問和查詢、?數字化資料的傳遞、權限管理和版權保護等五大模塊組成。建立數字圖書館意義非常重大：

（1）它占用的物理空間相對很小。（2）數字圖書館收藏數字形式的信息，可以滿足讀者的多種需求。（3）最重要的是建立以中文信息為主的各種信息資源。（4）利用數字化圖書館的用戶可以不與圖書館的工作人員直接見面，非常方便快捷地辦理相關業務。（5）數字圖書館擴大了讀者的范圍，允許人們在任何地方、以任何身份進入圖書館自由查詢。

1996年在北京召開的第62屆國際圖聯(IFLA)大會上，正式提出了數字圖書館概念。1997年7月“中國試驗型數字式圖書館項目”立項。該項目的實施是我國數字圖書館建設開始的標志。1998年數字圖書館開始升溫。重點項目——“中國數字圖書館示范工程”于1999年啟動，首都圖書館成為“中國數字圖書館工程首家示范單位”。1998年10月，文化部與國家圖書館啟動了中國國家數字圖書館工程。該工程由“中國數字圖書館有限責任公司”負責，標志著中國數字圖書館工程進入實質性操作階段。1999年初，國家圖書館完成“數字圖書館試驗演示系統”的開發。2000年底，文化部在海南召開“中國數字年圖書館工程資源建設”工作會議。2001年初，國家計委批準立項“全國黨校系統數字圖書館建設計劃”。2001年5月23日，國家重點科技項目“中國試驗型數字式圖書館”通過專家技術鑒定。

我國當前幾個主要的數字圖書館是中國數字圖書館、中國期刊網、超星數字圖書館。我國華東師大、上海圖書館等單位建立的數字圖書館也在不斷的完善與發展之中。與國外相比，雖然我國的數字圖書館起步較晚，但由于跟蹤及研發都比較及時，加上立項與操作也跟進較快，大大縮短了建設進程，但要想獲得順利的發展，還必須解決好以下幾個問題：

（1）普及互聯網，提供技術保障

數字圖書館是采用現代高新技術所支持的系統工程，信息技術的集成在數字圖書館的建設中扮演了非常重要的角色。我們必須針對數字圖書館的應用背景，綜合運用有關原理和方法，普及互聯網，重點突破關鍵技術，才能為數字圖書館的建設提供堅實的技術保障。

（2）統一標準、統一規范

在進行數字圖書館研究和建設數字資源庫的過程中，應借鑒發達國家數字圖書館建設的經驗教訓，盡早制定統一的適合中國數字圖書館建設的資源描述﹑標識﹑查詢﹑交換和使用的標準規范及法規。

（3）開發和利用各類數字化資源

數字圖書館建設必須以建立豐富的數字資源庫為基礎。各類型圖書館應針對本館實際情況，將本館館藏資源數據化，建立具有本館特色的數據資源庫。

（4）培養人才，提高素質

數字圖書館的建設和發展離不開高素質人才。數字圖書館工作需要掌握多方面知識結構的人才，如計算機﹑網絡信息加工與管理﹑知識產權與保護﹑數字圖書館運營與管理等方面人才。

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施工是事故發生率較高的行業，通過近幾年頻發的建筑安全事故，我們不難發現：人的安全意識薄弱是引發這些安全事故發生的最主要原因。安全意識的薄弱性體現在這幾方面：

1）領導的重視不足，片面的追求經濟效益；

2）人力資源配置不合理，缺乏有效的安全監督管理體系；

3）建筑安全生產責任制落實不到位，措施薄弱；

4）基礎管理工作薄弱，安全管理制度不健全。

1.2建筑安全技術方面，安全科學技術相對落后

傳統的手工操作，人為制約的因素很多，如操作人員的懈怠、疏忽等都會影響工程的質量，不僅要投入更多的勞動力資源，同時也增加了施工的成本，施工的效率和進度都會有所降低。而近年來，施工難度大、施工危險性大、科技技術含量高的工程增多，而我國建筑業安全科技相對落后，這些都對施工安全的管理提出了新的挑戰。

1.3建筑安全生產法律法規不夠完善，安全管理制度不健全

2004施行的《建筑工程安全生產管理條例》對加強我國建筑工程的安全生產，規范國內建筑市場具有積極的作用。然而，隨著社會的進步和經濟的發展，相關的建筑法律法規暴露了不少的問題和缺陷，相對于建筑業發達國家，我國的建筑法律法規可操作性差，法律法規體系不夠健全，部分的法律法規存在著交叉和重復的問題。此外，建筑企業在執行相關的規章制度中，在具體落實過程中，往往安全生產責任制落實不到位，出現“真空”段，措施薄弱，安全管理制度不健全，基礎的管理工作也相當不規范。

1.4安全監督部門監管不力建筑安全監督管理部門依法監管工作的開展并未完全到位。主要體現在：

1）主體責任尚未落實，對建筑工程安全生產監管職責不清，安全管理體系不健全；

2）缺乏日產的監督管理制度及措施，對建筑業安全生產監督管理停留在突擊性的大檢查上；

3）監管體系不夠完善、監管力度不足，資金不落實，手段落后，未能有效適應市場經濟發展的要求。

2建筑安全技術管理的改進措施

2.1強化安全意識首先，將安全教育培訓全面覆蓋所有的管理人員和施工人員，嚴格執行三級安全教育制度；其次，利用多媒體、報告演講、案例分析及新興的企業微信等多種形式，提升安全教育培訓的效果；最后，是要營造安全的環境氛圍，個體的安全行為離不開現場的環境氛圍，如果現場施工條件差、腳手架私搭亂設、材料設備隨意堆放等，這些都會很容易降低施工人員的安全意識，因此，整齊擺放現場材料，清晰明確的安全標識，會潛移默化地使得施工人員提高安全意識，降低安全隱患和違規操作的行為。

2.2積極引進先進設備和技術，充分利用先進科研成果，做好安全技術交底工作在建筑施工中，先進的機械設備和施工技術是建筑工程優良品質的重要保證。積極引進先進的機械設備，推廣使用自動化技術，合理運用先進的施工技術，不僅能極大降低人為因素所帶來的安全隱患，同時也提升了工程的效率和質量。此外施工企業要做好安全技術措施的交底工作，包括工程項目施工作業的特點、危險點、危險源及其具體預防措施，相應地安全操作規程和標準，應注意的安全事故，以及發生事故后應采取的避難和緊急救援措施等交底內容。

2.3建立和完善建筑安全技術管理體系除了國家部門積極完善相應的法律法規外，作為建筑企業，更多的是需要建立自身的安全管理體系。包括：

1）制定安全控制目標，包括傷亡事故控制目標、安全達標目標、文明施工實現目標；

2）制定安全生產管理制度，包括安全交底制度、安全技術交底制度，專業性強、危險性大的專項施工方案審批制度，設備安裝、拆除驗收制度等；

3）明確安全生產責任制，明確各崗位安全生產職責，明確各部門的職責分工，并定期進行安全生產責任制的執行情況考核等。

2.4嚴格執行安全監督機制，保證監管到位，建立安全監督管理信息系統可從這幾方面展開：

1）建立合理的建筑安全監管模式，建立合理的施工監管模式，如引進建筑安全生產評價中介組織機構，構建企業、社會中介組織、政府三級管理體制；

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我國建筑給排水自1949年建國以來,經歷了三個發展階段:

一、房屋衛生技術設備階段即初創階段,自1949年至1964《室內給水排水和熱水供應設計規范》開始試行時為止。其主要標志是我國開始設置給水排水專業,房屋衛生技術設備被確定為一門獨立的專業課程。第一代通過專業培養的建筑給排水專業技術人員走上工作崗位,開始形成自己的專業隊伍。

二、室內給排水階段即反思階段,自1964年至1986年《建筑給水排水設計規范》被審批通過時為止。其主要標志是通過工程實踐,對以往機械搬用國外經驗并造成失誤進行了認真總結和反思,進而形成和確立有我國特色的建筑給排水技術體系。

三、建筑給排水階段即發展階段,自1986年至今。1986年以來,隨著建筑業的發展,建筑給排水專業迅速發展,已成為給水排水中不可缺少而又獨具特色的組成部分。在發展階段,專業隊伍上已具備積累了一定經驗并經過專業培訓的設計、施工、安裝管理人員;技術上積累了以前的實踐經驗、借鑒了國外的新技術,專業技術有了明顯的突破和發展,其中消防給水系統在建筑給排水中的發展尤為突出;組織上成立了全國建筑給排水工程標準技術委員會和中國土木學會給排水學會建筑給水排水委員會。近年來,學術活動踴躍,并加強了國際間的技術交流。

下面就建筑給排水在建筑給水、建筑排水、熱水供應、建筑滅火技術等幾個具體方面的發展現狀闡述如下:

1關于建筑給水

1.1增壓設施

在我國城市供水中,某些城市的供水能力不足,城市水廠發展速度滯后于住宅和公共建筑發展速度,加之管道的老化、承壓能力下降,不少城市不但高層建筑需升壓供水,一般多層建筑也不能滿足上層水壓的要求,使我國兩次加壓設備廣泛使用,增壓設施成為建筑給水中比重最大,發展最快的一種裝置。我國常用的增壓設施是水泵、氣壓給水設備和變頻調速給水設備,后二者技術的運用已日趨成熟。

1.2儲水裝置

設于屋頂的調節貯水水箱是常用的儲水裝置,但由于其存在二次污染嚴重等缺點,現在水箱從材料和加工上已有很大改進,向多元化發展。新穎水箱從材質上說有鍍鋅、搪瓷、復合鋼板、涂塑、玻璃鋼和不銹鋼的水箱,其和水接觸的內表面不易銹蝕,對水質無污染,出減輕結構重量,解決施工不便等問題。材質改變了,水箱的成型方式和形狀也隨之改變,組合式水箱、裝配式水箱可以提高水箱質量,有利于工廠化生產并縮短現場施工安裝時間,也減少了水箱內底的死水區范圍;球形水箱和槽形水箱是外形變化,用呼吸閥替代浮球閥,解決了因浮球閥關閉不嚴造成的漏水問題,同時也使水箱從重力供水變為壓力—重力供水的新工況。鋼筋混凝土貯水池也是常用的儲水裝置,其底部及內壁應鋪設白瓷磚

1.3分質供水

在營造現代化生活的住宅環境和高質量的生活社區中,人們對飲用水水質提出了更高的要求。為了改善飲用水水質,我國最初是以小型家用凈水器的方式來處理飲用水,其主要方式是用活性炭吸附過濾,但是它在使用時濾料更換不易控制。近年來,出現了“優質飲用水”這一概念。它是指能達到直接生飲水水質標準的水,其中有超純水、純水、蒸餾水、礦泉水和深度處理水等。優質飲用水的水源是來自城市自來水或地下礦泉水,其處理工藝有離子交換、超濾、膜濾、蒸餾、消毒殺菌等。供水方式有桶裝供應和管道分支供應。桶裝供應是設置集中的優質水供應站,用桶裝送至居民家中或自取,這種方式目前占大多數;管道分質供應系統在上海住宅小區已有建成,工藝采用臭氧氧化、活性炭吸附、預涂膜精濾、微電解和紫外線殺菌等技術,可以去除對人體有害的有機物質,特別是致癌、致畸、致突變物,同時又保留了水中對人體有益的礦物質和微量元素。優質飲用水經凈化處理后送至每戶廚房,采用變頻恒壓供水系統,管道末端循環,以保證水質要求。

1.4節水技術

我國水資源缺乏,再加上水污染,使得水資源已成為制約我國經濟發展的主要因素之一。在建筑給排水中,節水重點在于推廣節水配件和建筑中水道。節水配件有液壓式沖洗水箱配件、二擋沖洗大便器配件、屋頂水箱的配重逆開止回閥、水力控制的多功能閥以及給水的衛生器具配件,可具有限流、溫度自動調節、高溫限制等功能。改進配件還著重于節省用水量和防止漏水。建筑中水道應用已是建筑給排水的發展趨勢。沐浴排水、盥洗排水等均可作為沖廁用水的水源,中水還可用于消防、洗車、清掃、綠化用水,這樣即可節約用水,又可緩解水資源不足。中水水源可取自生活廢水和冷卻水,一般可按下列順序取舍:冷卻水沐浴排水盥洗排水洗衣排水廚房排水廁所排水。醫院污水不易用作中水水源。在建筑中水設計中,將污廢水分流,廢水經生化處理后回用。我國北京市目前已建成首都機場、中國國際貿易中心、清華浴池等幾十項中水工程。大連、天津、青島、太原、深圳等城市也先后建成一系列中水工程。這些城市中有些已明確要求廢水回用,以節約用心,保護環境

2關于建筑排水

2.1衛生潔具

生活水平的提高對衛生潔具提出了新的要求,衛生器具更注重舒適、可靠、安靜、節能。近年來,具有代表性的衛生潔具有:水力按摩浴盆,用噴嘴產生大量回旋式氣泡和沖擊水流,可達到康健和休閑的效果;連體式低位沖洗水箱漩渦式大便器,沖洗時噪聲低,沖洗效果好,可節省沖洗水量;高標準的全自動坐式大便器可實現正常使用、沖洗污物、清洗人體和吹干等全部過程自動化;休閑衛生器具,包括桑納浴設備、蒸汽浴設備、熱能震蕩按摩設備和身體機能調理運動器等。國外很多知名廠家也進入了我國生產各類新產品。

2.2排水通氣技術

主要目的是提供排水中氣體的散逸,達到透氣的作用;防止排水系統中出現水封的負壓虹吸及正壓噴濺現象,確保空氣的循環;保持排水迅速通暢、安靜。在我國已建立了可適應不同建筑標準、不同要求的五級標準,即伸頂通氣管、不伸頂通氣管、專業通氣立管、環行通氣管和器具通氣管等。在通氣系統基礎上開發的是通氣閥和特制配件單立管排水系統。通氣閥是一種減少伸頂通氣,替代專用通氣管系具有通氣功能的閥件,采用優質塑料和橡膠制作。單路進氣閥可安裝在室內立管頂部或橫支管上,即可補氣又可防止管道內部氣體進入室內;雙路通氣閥可安裝在室外立管頂部代替通氣帽,使用時以單路進氣閥為主。特制配件單立管排水系統已出臺了設計規程,其立管的通水能力增大1/3,減少了立管的數量。但該產品現局限于鑄鐵制品。

3.關于熱水供應

熱水供應技術是建筑給水排水技術的薄弱環節,但是近年來由于建筑標準的提高,熱水供應工程的普及,熱水供應技術也有極其明顯的發展。

3.1熱水的加熱方式和設備熱

水的加熱方式有直接加熱和間接換熱。在采用熱水鍋爐加熱設備中,主要有燃氣熱水鍋爐、燃油熱水鍋爐從總體上講一次換熱的效率要高于二次換熱的效率。現國內研究的全自動,高效熱水鍋爐,基本解決了熱水鍋爐設于樓上的安全問題,以適用于我國南方無熱力管網的地區。在直接加熱中,利用太陽能也取得了很大進展。近幾年,國內還多次開展了熱水供應、加熱方式和設備方面的研討。在間接加熱方式上,采用的熱媒主要為蒸汽和熱水。其換熱設備的理論得到一定的發展,對容積式水加熱的設計提出了“紊流加熱”的概念,即提高熱媒和被加熱水的流速,以提高熱媒對管壁的放熱系數和管壁對被加熱水的放熱系數,用以改善傳熱效果。在二次加熱設備中,出現了導流型容積式熱交換器、半容積式熱交換器、半即熱式熱交換器。在設計中已意識到綜合考慮設備的安全、先進性以及設備一次性投資與占地面積

的因素,合理經濟地選擇加熱設備。

3.2節能

熱水供應系統節能是建筑給排水節能的重點,其節能措施主要有:提高給水溫度;降低使用溫度;減少熱水耗量,在滿足使用要求前提下減少流率;減少熱損失,采用高效能保溫材料;改進加熱方式和熱水系統;提高水加熱器的傳熱效率;利用新熱源;采用節能產品等

3.3熱水的水質處理

主要是防止熱水結垢,損壞設備管道,降低傳熱效率。當用水量大、水質差時,集中熱水供應系統應在加熱前進行水質軟化處理,在處理技術上除運用加藥處理外還有運用靜電處理技術、電子處理技術和磁化處理技術,以保證熱水在循環中的水質穩定。此外,熱水中的軍團菌問題,也引起了關注。我國在熱水器或貯缶的容積以及構造上進行了改進,采取了一定的抑制細菌和軍團菌滋生的條件。

4.關于建筑滅火技術

4.1消火栓給水系統

建筑滅火設計已成為建筑給水排水的重要部分。在消火栓給水系統中更注重撲救初期火災,系統中常采用穩壓泵保持系統的常高壓。增設小口徑自救式水槍,提供給非消防專業人員使用,以便自救。在分區中可采用減壓閥、多出口水泵、穩壓閥,以保證消火栓的水壓和出水量。為保證滅火設置能及時投入運行,加強了工作泵和備用泵的自動切換裝置。

4.2自動噴水滅火技術

近年來我國確立了以消火栓給水系統為主逐步向自動噴水滅火系統為主過渡的原則。高層、超高層以及大規模工業建筑發展,加強了自動噴水滅火技術的應用。自動噴水噴頭除了設置在容易起火部位、疏散通道和人員密集場所外,還擴大設置在火災蔓延通道,不易發現火災、不易撲救火災部位和需淋水降溫保護等場所,使火災撲救更及時、更迅速。這也是我國消防給水系統設置標準和發達國家逐步接軌的重大舉措。在高層建筑中對玻璃幕墻,中庭回廊,自動扶梯開口部位和普通防火卷簾處,采取了噴頭加密的方式來替代水幕。在高架倉庫內引進了國外的大水滴噴頭、ESFR噴頭,把噴水滅火從“控火”引入以“滅火”為目的。并且在建筑高度超100m的高層建筑,其消防也有了相應的措施,如設置避難層、避難區和屋頂設直升飛機停機坪等,與此相配套的也有相應的消防給水設施。

4.3氣體滅火

氣體消防中的鹵代烷滅火劑是破壞大氣臭氧層的主要原因。我國在鹵代烷滅火劑替代物方面做了大量工作,并獲得一定進展,以FM200型為代表的鹵代烷替代物已開始應用,為最終取消鹵代烷滅火劑取得一定經驗。目前,氣體滅火劑和滅火系統日趨多樣化,有FM200、CEA、INERGEN、Trioxide等等,此外還有將水噴霧運用到電氣滅火,將泡沫噴水運用到汽車庫滅火,擴大了自動噴水滅火系統的應用范圍。

最后還應當重視智能化建筑中的給排水設計重視樓宇自動化系統和運用計算機技術對給排水設備進行測量、監視及自動控制。給排水專業主要對衛生設備及滅火設備方面提出監控要求。在給水系統中提出對流量、壓力(壓差)、溫度、液位的監視、控制、測量、記錄;排水系統中,提出能對流量的測量、記錄、阻塞的顯示等;消防滅火系統中,提出監控方式、監測位置,并能及時反映運行狀態。自動化系統起步較晚,但現已有了智能建筑設計標準。在住宅區內給水計量開始推廣應用遠傳水表,徐州市已經開始應用,新落成的科教小區采用了這一新技術,并在幾年內市區全面實行“抄表出戶”。

在新世紀,建筑給排水將擔負新的歷史重任,面臨新的挑戰。建筑給排水將更突出以人為本的原則,并將重點調整到民用建筑與工業建筑并重,公共建筑與居住建筑并重,冷水供應與熱水供應并重,供水的水量、水壓與水質并重等方向上來,走上全面、均衡、務實、安全的發展之路。

參考文獻

(1)中國期刊網、維普網、水網

篇（9）

Studyontheintegrationofbuildingenergysavingtechnology

---Introductionoflow-energyconsumptionprojectinTsinghuaUniversity

DepartmentofBuildingScienceArchitectureSchoolTsinghuaUniversityBeijing100084

Abstract:LowenergyconsumptionprojectwasonedemobuildingconstructedbythebuildingsciencedepartmentofTsinghuaUniversity.Theenergysavingtechnologyintegrationusedinthisprojectincludedintelligentfa?ade,naturalventilation,personalventilationair-conditioningterminal,humiddependentairsupplymode,BCHPsystemandintelligentcontrolsystem.Thisarticleintroducedthebuildingandtechnologyschemeusedinthisproject.

Keywords:energysaving,technologyintegration,demobuilding

清華大學超低能耗示范樓是北京市科委科研項目，作為2008年奧運會辦公建筑的“前期示范工程”，旨在通過其體現奧運建筑的“高科技”、“綠色”、“人性化”。同時，超低能耗示范樓是國家“十五”科技攻關項目“綠色建筑關鍵技術研究”的技術集成平臺，用于展示和實驗各種低能耗、生態化、人性化的建筑形式及先進的技術產品。在此基礎上陸續開展建筑技術科學領域的基礎與應用性研究，研究和示范系列的節能、生態、智能技術在辦公建筑上的應用。包括建筑物理環境控制與設施研究（聲、光、熱、空氣質量等），建筑材料與構造（窗、遮陽、屋頂、建筑節點、鋼結構等），建筑環境控制系統的研究（高效能源系統、新的采暖、通風、空調方式及設備開發等），建筑智能化系統研究。超低能耗樓還將成為展示與宣傳各種最新技術的舞臺，為技術交流、產研掛鉤、知識普及搭建橋梁；成為清華大學與企業界合作開發、展示新產品的平臺，以及向社會、大眾宣傳、展示建筑節能和可持續發展建筑概念、技術和產品的展臺。

超低能耗示范樓座落于清華大學校園東區，建筑設計如圖1所示，總建筑面積3000m2，地下一層，地上四層。由辦公室、開放式實驗室或實驗臺及相關輔助用房組成。從建筑全生命周期的觀點出發，采用了鋼框架結構。建筑物內部為靈活隔斷，空調和強弱電系統為模塊化結構，從而可根據不同使用要求極其方便地改變空間布局。

圖1清華大學超低能耗示范樓效果圖

1．圍護結構方案

超低能耗示范樓護結構體系主要示針對對可調控的“智能型”護結構進行研究，使其能夠自動適應氣候條件的變化和室內環境控制要求的變化。從采光、保溫、隔熱、通風、太陽能利用等進行綜合分析，給出不同環境條件下的推薦形式。圖2標明了示范樓外各個外立面采用的圍護結構方式。通過圍護結構的節能設計，使得冬季建筑物的平均熱負荷僅為0.7W/m2，最冷月的平均熱負荷也只有2.3W/m2,圍護結構的負荷指標遠小于常規建筑，如果考慮室內人員燈光和設備等的發熱量，基本可實現冬季零采暖能耗。夏季最熱月整個圍護結構的平均得熱也只有5.2W/m2。

圖2清華大學超低能耗示范樓圍護結構設計方案

1.1玻璃幕墻和保溫墻體

東立面和南立面采用雙層皮幕墻及玻璃幕墻加水平或垂直遮陽兩種方式，綜合得熱系數1W/m2K，太陽能得熱系數0.5。雙層皮幕墻按照室內室外的溫度差別，調節室外空氣進出風口的開合，夏季室外空氣經過熱的玻璃表面加熱后升溫，在幕墻夾層形成熱壓通風，帶走向室內傳遞的熱量，冬季進風口出風口關閉后，可減少向室內的冷風滲透。水平遮陽和垂直遮陽葉片寬度600mm，每個葉片均設置單獨得自控系統，分別根據采光、視野、能量收集、太陽能集熱的不同區域功能要求進行控制調節，實現冬季最大限度利用太陽能、夏季遮擋太陽輻射，同時滿足室內自然采光的最佳設計。

西北向采用300mm厚的輕質保溫外墻，鋁幕墻外飾面，傳熱系數0.35W/m2K。外窗采用雙層中空玻璃，外設保溫卷簾。

1.2相變蓄熱活動地板【1】

示范樓的圍護結構由玻璃幕墻、輕質保溫外墻組成，熱容較小，低熱慣性容易導致室內溫度波動大，尤其是在冬季，晝夜溫差會超過10℃。為增加建筑熱慣性，以使室內熱環境更加穩定，示范樓采用了相變蓄熱地板的設計方案。如圖3所示，具體做法是將相變溫度為20～22℃的定形相變材料放置于常規的活動地板內作為部分填充物，由此形成的蓄熱體在冬季的白天可蓄存由玻璃幕墻和窗戶進入室內的太陽輻射熱，晚上材料相變向室內放出蓄存的熱量，這樣室內溫度波動將不超過6℃。

活動地板架空層高度1.2米，空調風道、各類水管、電纜、綜合布線等均隱藏在架空層內。保證室內干凈整潔，而且不需要吊頂，房間凈空高度大，有效利用空間多。

圖3清華大學超低能耗示范樓相變蓄熱地板設計方案

1.3植被屋面和光導采光系統

為提高屋頂的隔熱保溫性能，同時改善生態與環境質量，采用種植屋面技術，結合防水及承重要求，選用喜光、耐干燥、根系潛的低矮灌木和草皮，適合于北京地區氣候特征。

屋頂同時設置光導管采光系統，利用太陽光為地下室提供采光，減少白天照明電耗。

2．室內環境控制系統方案

2.1自然通風利用【2】

室內環境控制系統有限考慮被動方式，用自然手段維持室內熱舒適環境。根據北京地區的氣候特點，春秋兩季可通過大換氣量的自然通風來帶走余熱，保證室內較為舒適的熱環境，縮短空調系統運行時間。

利用熱壓通風和風壓通風的結合，根據建筑結構形式及周圍環境的特點，在樓梯間和走廊設置通風豎井，負責不同樓層的熱壓通風。在建筑頂端設計玻璃煙囪，利用太陽能強化通風。此外在建筑外立面合適部位設置開啟扇，使得室外空氣在風壓通風的作用下可順暢地貫穿流過建筑。

2.2濕度獨立控制的新風處理方式【3】

超低能耗示范樓共設置4臺4000m3/h新風機組，通過溶液除濕設備的處理，可提供干燥的新風，用來消除室內的濕負荷，同時滿足室內人員的新風要求。

目前空調工程中采用的除濕方法基本上是冷凍除濕，這種方法首先將空氣溫度降低到露點以下，除去空氣中的水分后再通過加熱將空氣溫度回升，由此帶來冷熱抵消的高能耗。此外為了達到除濕要求的低露點，要求制冷設備產生較低的溫度使得設備的制冷效率低，因而也導致高能耗。

溶液除濕方式能夠將除濕過程從降溫過程中獨立出來，利用較低品位能源進行除濕，同時減少顯熱冷負荷，不僅能夠保證室內環境質量，而且還能降低空調能耗。

此外為保證室內空氣質量要求有足夠的新風，隨之而來的新風負荷是空調系統高能耗的原因。示范樓的新風機組同時可實現全熱回收效率超過80％的高效熱回收，可充分利用排風中的全熱同時又保證新風不被排風污染。

2.3模塊化的末端調節設備【4】

通過溶液除濕后的新風可帶走室內的濕負荷，房間內的末端裝置僅負責顯熱部分（冷凍水溫度可采用18℃），按照干工況運行，不存在結露現象，徹底避免了潮濕表面滋長霉菌，惡化空氣質量。

示范樓內提供模塊化的空調末端配置，根據房間實際使用功能靈活組合。

辦公室室內人員密度低，人員工作時間及活動區域相對固定，個人的舒適要求不盡相同，采用冷輻射吊頂或者輻射墻來消除室內的基本顯熱負荷，溶液除濕后的新風通過置換通風來消除室內的基本濕負荷。工位送風則提供每個辦公人員個人活動區域的送風，通過調節風口角度、出風速度來滿足自身的要求。

示范樓內另一類房間為報告廳和會議室，室內人員密度高，散熱散濕集中，單位面積冷負荷大，且使用時間不穩定。因此除冷輻射吊頂和置換通風外，采用仿自然風的動態風FCU來消除室內尖峰負荷。

3．能源系統方案

3.1BCHP系統

超低能耗樓采用固體燃料電池及內燃機熱電聯供系統，清潔燃料天然氣作為能源供應，BCHP系統總的熱能利用效率可達到85％，其中發電效率43％。基本供電由內燃機或者氫燃料電池供應，尖峰電負荷由電網補充。發電后的余熱冬季用于供熱，夏季則當作低溫熱源驅動液體除濕新風機組，用于溶液的再生。

3.2高溫冷水機組或直接利用地下水

配合獨立濕度控制的新風機組，夏季冷凍水溫度18℃即可滿足供冷的要求。采用電制冷，冷凍機COP可達到9以上，高效節能。另一種方式更為簡單，就是直接利用地下水，超低能耗樓所在清華大學校園東區地表淺層水溫基本穩定在15℃，單口井出水量可達70m3/h，完全能夠滿足示范樓的供冷要求。地下水通過板換換熱后全部回灌，僅利用土壤中蓄存的的冷量，不會造成地下水資源的流失。

3.3太陽能利用

超低能耗樓南側立面裝有30平米的光伏玻璃，發電用于驅動玻璃幕墻開啟扇和遮陽百葉。屋頂設有太陽能集熱器，所獲得的熱量用于除濕系統的溶液再生。此外屋面還裝有太陽能高溫熱發電裝置，該系統為拋物面碟式雙軸跟蹤聚焦，峰值發電功率3kW。

4．測量和控制系統方案

4.1智能化的控制系統

控制系統自動采集室外的日照情況，根據不同的朝向方位，調節遮陽百葉的狀態，同時根據室外氣象參數，決定外窗、熱壓通風風道、雙層皮幕墻進出風口的開閉。控制系統采集工作區各點的照度數據，調節百葉的角度和人工照明的燈具。室內的新風量根據房間內的CO2濃度和濕度來調節。其余能源設備、水泵、太陽能裝置等均根據負荷情況自動調節。

4.2實時測量系統

示范樓屋頂布置氣象參數測點，測量數據包括室外溫度、濕度、風速、太陽輻射強度。圍護結構的測試包括各玻璃、窗框、遮陽百葉、保溫墻體的表面溫度、熱流。環境控制系統和能源系統的測試包括各設備的運行參數，如冷輻射吊頂表面溫度、送回風溫度濕度、盤管出水溫度、溶液除濕系統的溶液濃度等。

5．小結

清華大學超低能耗示范樓是建筑節能各項技術和新產品的集成應用，在實施過程中得到了北京市政府、北京市科委、國家科技部的大力支持，同時要感謝在示范樓建設過程中提供技術和產品支持的國內外企業。2004年6月示范樓將全面建成，服務于今后我國綠色建筑的深入研究。

參考文獻

•定形相變材料的熱性能張寅平清華大學學報（自然科學版）2003.6

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THEDEVELOPMENTOFCONSTRUCTINGTECHNOLOGY

OFSUPER-TALLBUILDINGS

自1968年日本外交部大廈（地上36層，高度147m）建成以來，日本的超高層建筑的發展已有30年的歷史了。隨著強震記錄的收集技術和計算機技術不斷發展，動力設計方法的不斷完善以及建筑用鋼材的發展，日本正迎接鋼結構超高層建筑時代的到來。

1超高層建筑的現狀

高度超過60m的建筑物，需受到日本建筑高層評委的評審，并通過建設大臣的認定后，方可允許建造。從日本《建筑通訊》上刊載的這些建筑物的有關數據資料，可以看出，除塔狀構筑物及煙囪等以外，高度超過60m的建筑物，日本現在(1998年1月）有1000棟以上，其結構類型：純鋼結構（S結構）為60.6％；下部為鋼－鋼筋混凝土結構（SRC結構）、上部為S結構（S＋SRC結構）為3.8％；SRC結構為21.3％（如圖1），以RC（鋼筋混凝土結構)高層住宅為主的建筑數量不斷增加，且比率達13.9％。高度超過150m以上的建筑物，已有65棟，其中S結構占84.6％；下部為SRC結構、上部為S結構占6.2％；SRC結構占7.7％，從而可以看出超高層建筑以S結構為主的變化狀況（如圖2）。

圖1受高層評委評審的全部建筑物

（1072棟）的結構類型

圖2高度為150m以上的建筑

（65棟）的結構類型

把日本的超高層建筑按高度順序由大到小進行20位的排列（排列表略），第20位的建筑最高高度為200m。如果看一下這些建筑物的結構特性，其主要的結構材料，全部是S結構。并在S結構中，配置了支撐系統及鋼板抗震墻、帶縫墻等，以減小強震或強風時的側移變形。此外還增設了抗震裝置。

2新材料的利用

在抗震設計中，一直以保證骨架結構的強度為重點。通過分析強震記錄，發現強震時，僅是強度抵抗，并沒有給予建筑物以充分的塑性變形能力。而塑性變形卻可以吸收能量，減輕震害，這在抗震設計中，顯得十分重要。因此，對鋼材性能的要求也發生了變化，研制和開發出了適用于超高層建筑的高性能鋼材，同時，還開發出了新的高層結構體系。

2.1高性能鋼

80年代后期，超高層建筑，大跨結構迅速發展，對鋼材性能的要求也越多。主要包括有高強度，低屈強比，窄屈服幅等的耐震性能；可焊性，形狀尺寸加工精度的施工方面的性能以及耐久性等。

2.1.1高張力鋼

建筑用鋼材的應力－應變曲線如圖3所示。其屈服點在100～780N／mm2的范圍，其中屈服點為400N／mm2的鋼材，占一半以上。

圖3鋼材應力－應變曲線

1－780N鋼；2－建筑結構用780N鋼；

3－建筑結構用高性能590N鋼；4－SN490；

5－SS400；6－極低屈服點鋼

鋼材屈服點的提高，在設計方面就需要保證結構的剛度要求，防止局部屈曲；在施工方面就要保證結構的可焊性。另一方面，在多震國，地震時確保結構建筑物的安全性是一個最大的課題。因此，高張力鋼不僅要有很高的屈服點及抗拉強度，還要具備充分的塑性變形能力。從這些觀點出發，1988～1992年間，日本開發研制了屈服點為590N／mm2的高張力鋼，廣泛用于超高層建筑中。近些年來，又開發研制了屈服點為780N／mm2的高張力鋼，已開始部分應用于超高層建筑中。

2.1.2低屈服點鋼

另一方面，還開發研制了利用鋼材的低屈服點和屈服特性的技術，耐震設計中的隔震和抗震構造技術得到了迅速發展，地震對建筑物輸入的能量，通過建筑物特殊的部位吸收，從而確保整個結構的安全，防止結構構件（梁，柱）的破壞和損傷，低屈服點鋼主要用于這些特殊部位，作為吸收地震能的材料。低屈服點鋼，其化學成分主要是純鐵。如屈服點為100N／mm2的鋼材（為普通鋼材屈服點的一半左右），具有很大的塑性變形能力。

2.1.3TMCP鋼

建筑物的高層化、大跨化等，要求使用的鋼材高強度化，大斷面化，極厚化。以往的冶煉方法，若保證鋼材的高強度，就需加入相應的碳元素，鋼材含碳量的增加會導致可焊性的降低。為了解決這個問題，開發研制了490N／mm2級的建筑結構用TMCP鋼。建筑結構用TMCP鋼，是通過TMCP（熱處理）處理后得到的。已廣泛用于超高層建筑中，如東京都新（廳）舍大廈（地上48層，檐口高241.9m）中的柱子全部采用此種鋼。TMCP鋼的特點是：①改善了可焊性，②保證了極厚部位的強度，③降低了屈強比。

2.1.4SN鋼

根據超高層建筑的抗震要求，鋼材應具有足夠的彈塑性性能和較好的機械性能，可焊性能，具有吸收地震能的能力，日本JIS制定了“建筑結構用鋼材”（SN鋼）標準。廣泛用于超高層建筑。SN鋼要求：①保證可焊性，②保證塑性變形能力，③保證板厚方向的性能，④保證經濟性和加工方便，⑤保證與國際規格接軌。SN鋼的規格有A、B、C三種，其板厚都是在6～100mm，分400N／mm2和490N／mm2兩個等級。

2.2新RC結構（鋼筋混凝土）

在鋼結構鋼材的強度不斷提高的同時，鋼筋混凝土結構中的鋼筋和混凝土強度也在迅速地提高。1988年以來，進行了強度為58.8～117.6MPa的混凝土及強度為686～1176.7MPa的鋼筋的開發，并已用于超高層住宅中，如禮新城北高層住宅（地上45層，高度160m），所用混凝土強度為58.8MPa，主筋強度為686MPa，斷面加強筋強度為784MPa，是以前高層RC結構所用材料強度的兩倍。現在超高層建筑已開始使用78.4MPa，98MPa的混凝土。

2.3CFT結構（鋼管混凝土）

由于高強度鋼的使用，可以使構件截面做得小而薄，然而這必帶來局部屈曲和剛度降低的問題，解決這個問題的途徑之一就是采用CFT柱。

繼S結構、SRC結構、RC結構之后，它形成了第四種結構體系。CFT結構體系，就是用圓形或多邊形鋼管內填充混凝土的柱子和S結構，鋼－混凝土結構的梁連接起來而形成的結構體系，具有剛度大，耐久力大，變形能力強，防火性好等方面的優良結構性能。因此，超高層建筑，大跨結構等開始廣泛采用此種結構體系。

CFT柱的優點是，混凝土填充在鋼管中，在受壓和受彎共同作用下（如圖4所示），混凝土向橫向擴散，然而卻受到鋼管的橫向約束（稱為鋼箍效應）。所以，混凝土的強度和變形能力提高。另一方面，由于混凝土的填充，鋼管的局部屈曲受到了有效的抑制，如圖5。這樣，CFT柱可以最充分利用高張力鋼的強度。隨著高強混凝土及其組合的研究不斷發展，將來高度為1000m級的超高層建筑的構想實現，期待著CFT柱將起主要作用。

3隔震，抗震結構構造

1995年1月的阪神大地震以來，隔震結構急劇增加。從地震加速度反應譜曲線上可知，為了減小建筑物上的地震力，需要延長建筑物的固有周期，使其獲得大的衰減。隔震結構是指，在建筑物基礎上，安裝夾層橡膠等水平方向柔軟的減震支承，使水平變形集中在減震層上，把整體結構的固有周期延長2～3S的同時，再利用某種衰減裝置（阻尼器），使作用在建筑物上部的反應加速度、位移得到大幅度衰減的結構體系。有許多種實用的減震支承和衰減裝置，現將有代表性的列于表1中。

表1減震裝置的性能和種類

裝置

分類

性能種類

支承*支承荷載

*延長固有周期

*降低反應加速度

*降低上下水平振動夾層橡膠

高衰減夾層橡膠

鉛芯夾層橡膠

滾動支承

水平

衰減

裝置*限制水平地震反應位移

*降低水平地震加速度

*限制共振反應彈塑性阻尼器，高粘

性阻尼器，油性阻尼

器，摩擦阻尼器，高

衰減夾層橡膠，鉛

芯夾層橡膠，滑動支

承

這種隔震結構的上部結構常是較剛性的。超高層建筑的固有周期都比較長，所以它自身已包含了減震效應。但是如果把衰減裝置安裝其上，則對于抗震更是一個有效的方法。

圖6蜂窩式阻尼器的循環過程

用于超高層建筑（高層建筑）上的衰減裝置，有對應于建筑物上下層的水平位移差（層間位移）而運動的鋼制彈塑性阻尼器；高衰減的油性阻尼器；粘性抗震墻；粘彈性阻尼器等。其中，鋼制彈塑性阻尼器，是利用鋼材塑性荷載－變形關系曲線描述大的循環過程，并把振動能用循環面積消耗掉的一種裝置。蜂窩式阻尼器就是一例。它是利用200N／mm2級的低屈服鋼，利用它有限的塑性變形特性，提高吸收地震能的能力的裝置。圖6表示蜂窩式阻尼器的循環過程。

把這些衰減裝置設置在超高層建筑上，多數情況下，可使設計地震力減小約30％左右。

4結論

超高層建筑不僅在日本、美國等發達國家較為普遍，就是在發展中的中國，它仍然是今后我國建筑事業發展的方向。為此，隨著我國國力的不斷增強，不斷借鑒外國先進的建筑技術，并結合我國的具體實際，必將能走出一條具有中國特色的超高層建筑之路。