時間:2023-03-15 14:50:56
序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇冬季建筑論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
2.1土方工程施工技術在冬季,土由于遭受凍結,挖掘起來非常困難,施工費用增加,回填質量難以保證,因此事先必須進行技術經濟評價,選擇合理方案可進行。土的防凍盡量利用自然條件,以就近取材為原則。其防凍方法有三種:地面耕松耙防凍、覆雪防凍、隔熱材料防凍。凍土的破碎與挖掘一般有爆破法、機械法和人工法三種。在查有關的規范看具體情況適用采取哪種方法。回填土:由于土凍結后成為硬土塊,在回填過程若不能壓實或夯實,土解凍后就會造成土體下沉,所以對于凍土回填應該認真對待。在冬季回填土時應該采取以下措施:(1)把回填用土預先保溫;(2)在冬季挖土時,應先挖出未凍結的土堆積起來加以覆蓋,以備回填用土。(3)回填土方前應將基底清理干凈;(4)采用人工回填時,每層虛鋪度不得超過2m,夯實厚度為10-15cm。
2.2鋼筋施工技術由于氣溫過低使鋼筋塑性及韌性降低、脆性增加,鋼筋的力學性能發生變化,屈服點和抗拉強度增加,伸長率和抗沖擊韌性降低,加工性能下降。影響鋼筋冷脆傾向的因素有:化學成分的影響;焊接的影響;直徑的影響;冷拉的影響;工藝缺陷的影響。其中負溫冷拉、負溫焊接是鋼筋最主要的施工技術,且冷拉鋼筋的閃光焊或電弧焊,應在冷拉前進行。鋼筋負溫冷拉其溫度不低于-20℃。可采用控制應力的方法,其控制應力及最大冷拉率應符合國家規定;鋼筋負溫焊接主要有兩種焊接方法:閃光焊、電弧焊,當溫度低于-5℃的條件下進行這兩種焊接,當溫度低于-20℃時,不得進行焊接。風力超過4級時,應采取擋風措施。除以上這些鋼筋施工工藝外,還應注意鋼筋的腐蝕防護。鋼筋的存放也很重要。鋼筋存放場地有良好的排水措施,對沾泥的鋼筋清理干凈后,才能吊到作業面綁扎。鋼筋堆放用木方墊起,離地面距離大于100mm,以防雪、水、泥土浸泡引起鋼筋銹蝕。鋼筋接頭盡量采用直螺紋連接和搭接連接,使鋼筋工程受冬季施工的影響較小。施工現場降雨雪前,施工單位對鋼筋材料進行覆蓋,防止下雪鋼筋結冰。焊接時將鋼筋提前運入加工棚內,焊接完畢后的鋼筋待完全冷卻后才能搬運往室外。在運輸、加工、倒運過程中,應防止鋼筋碰撞、刻痕等現象出現。
2.3混凝土施工技術混凝土常溫施工各地差異不大,影響因素亦較少,但對于新疆冬季施工來說,由于氣溫較低,要降到0℃以下,無論在材料、設備選擇、施工方法等方面都需要一些特殊的措施,這些都是由于冬季施工的特殊性而定的。混凝土在負溫作用下,內部水分凍結成冰,體積膨脹,產生的凍脹應力破壞了混凝土內部結構,使混凝土的物理、力學性能遭受到損害,引起混凝土的凍害?;炷凉こ潭臼┕ぶ饕茄芯炕炷猎陴B護硬化期間遭受凍害,其抗壓強度、抗拉強度、混凝土與鋼筋的粘結強度以及混凝土的密實性和耐久性等性能的損失,降低強度與防止措施。新澆注的混凝土必須防止遭受凍害。混凝土早期遭受凍害后,其抗壓強度和抗拉強度均有不同程度的損失,鋼筋與混凝土的粘結強度將有較大的損失,混凝土的抗滲性和耐久性都要有降低。采用的方法就是調整配合比方法:(1)選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。如使用早強硅酸鹽水泥;(2)摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下,加入引氣劑后生成的氣泡,相應增加了水泥漿的體積,提高拌和物的流動性,改善其粘聚性及保水性,緩沖混凝土內水結冰所產生的水壓力,提高混凝土的抗凍性;(3)盡量降低水灰比,稍增水泥用量,從而增加水化熱量,縮短達到齡期強度的時間;(4)選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料,使其熱膨脹系數和周圍砂漿膨脹系數相近;(5)摻加早強外加劑,縮短混凝土的凝結時間,提高早期強度。
2.4外加劑的選擇在冬季澆筑的混凝土,應該使用無氯鹽外加劑,外加劑的使用應該符合應用技術規范。外加劑使用前必須有完整的質量保證,運輸和貯存過程中應防止破損和受潮,使用前營仔細閱讀產品說明書,嚴格按照混凝土的配合比報告控制摻入量。
2.5裝飾工程施工技術裝飾工程的冬季施工有兩種施工方法,即熱作法和冷作法。熱作法的施工在進行室內抹灰前,應將們窗口封好,門窗口的邊縫及腳手眼、孔洞等亦應堵好。施工洞口、運料口及樓梯間等處搞好封閉保溫。應盡量利用外架子搭設暖棚。施工環境溫度不應低于5℃。需要抹灰的砌體應提前加熱,使墻面保持在5℃以上,裝飾工程完成后在7d內室內溫度仍不低于5℃;冷作法的施工,所選用的砂漿必須在暖棚中制作,砂漿使用的溫度應在5℃以上。砂漿中摻入亞硝酸鈉作防凍劑或氯化鈉作防凍劑都應滿足一定要求。抹灰基表面如有冰霜雪時,用抹灰砂漿同濃度的防凍劑熱水溶液沖刷,將其表面雜物清除干凈再抹灰。
二、在生態經濟的背景下,分析建筑經濟的特征
1.在生態經濟的背景下更加重視優化和智能。
智能化能夠有效的實現建筑物的節能目標。在生態經濟的背景下,建筑經濟更多的表現就是在現代化技術手段的幫助下實現優化功能以及控制成本。這個時候,現代化的建筑最主要的一個特征就是智能化的系統。
2.在生態經濟的背景下更加的重視環保以及生態。
在設計現代建筑的時候,需要遵循的原則就是環境生態保護,對于可再生材料以及自然應該要最大程度的去利用,對美化自然環境以及綠化人居環境比較的重視。不管是建筑的外墻或者內墻,都應該要盡量的使用木材,在選擇墻體的保溫材料時,也應該要盡可能的選擇那些可再生的木材,在室內和客廳內,基本上都是使用的木地板,有的甚至是使用的舊建筑當中拆除的舊木地板,這樣做的主要目的就是為了能夠有效的減少對自然環境的破壞,讓水泥的使用量能夠得到有效的降低。除此之外,在很多建筑物的外墻上,基本上都不使用油漆,這樣做的主要目的就是為了能夠有效的減少對人體的傷害以及對環境的污染等。
3.在生態經濟的背景下更加的重視自然和節能。
在生態經濟的背景下,現代建筑應該要對能源的有效使用更加重視。而為了能夠達到這樣目的,首先就應該要對自然資源進行充分的利用,對于能源的使用量應該要盡量的節約。比如在節約水資源方面,要對整體的預制衛生間進行合理的規劃,而衛生間內部的設施應該要選用那些節水型的產品。在條件允許或者是必要的情況下,可以考慮回收雨水等,然后在將回收的水經過處理之后進行合理的利用。
三、可持續發展使建筑經濟和生態經濟能夠實現良性互動
在生態經濟與建筑經濟理念互動性機制的一大重要體現就是綠色生態住宅區。綠色生態住宅區關注并研究了生物方面的關系,比如各條食物鏈上面實現的能量流動以及物質循環等,還有非生物方面的比如土壤、水體以及空氣流動等方面的狀態。這些多元化的因素綜合在一起對生態環境起著重大的影響。在可持續建筑的設計中,所參考和收集的信息是多方面、全方位的,無論是住宅區的環境治理保護還是到具體戶型的設計規劃,無論是政府的各個部門還是一套房的業務,都是在經濟條件和生態環境因素的影響下對于可再生資源的利用,制定出適合該區域可持續發展的規劃和目標。
1.構建起生態經濟和綠色建筑的指標體系。
建筑經濟和生態經濟之間的良性互動其實就是看現代建筑和生態經濟之間的最終結合程度。所以就需要制定出一套比較科學和合理的體系,主要的目的就是對現代建筑的現狀進行反映,同時還能夠對現代建筑的生態發展規劃意圖進行相關的指導。另外,在對現代建筑物規劃進行制定的時候,目標應該要確定可定量化以及明確,比如交通網絡以及綜合土地的使用,對于汽車的使用頻率以及使用量要采取有效的措施來進行限制,對于多樣化的本土能源供應以及可再生資源的建設應該要盡量的去落實。
2.對于可持續性建筑的要求和內涵應該要比較明確。
為了讓建筑經濟和生態經濟能夠有效的實現良性互動,那么就需要把建筑經濟和生態經濟放在目標相同的系統當中,而對可持續性建筑的要求和內涵進行明確就是其中比較直接的行動。
3.建筑經濟可持續發展。
建筑經濟和生態經濟的整合,給現代建筑行業的設計帶來了深遠的改革意義。在建筑設計過程中,需要在工程項目的最初階段保證可持續性的規劃,制定出最高效的計劃和角色,可持續性建筑研究并不是對于建筑風格或者造型的追求,而是將建筑當成是能夠實現多種價值的有機系統。生態建筑經濟并不代表需要更高的經濟成本投入,也不是比一般的建筑更為復雜和繁瑣,自是對于建筑的各個部分進行整合性設計來實現建筑的成本和效益之間的最佳關系,目的在于降低建筑的能源消耗,有效的提升人們的生活質量和生活狀況。生態經濟要實現環境與經濟的互動,首先要將經濟、生物和人類的各個系統統一為一個整體,要創設一種“做好事輕而易舉,工作和生活中自然的日常行為理所當然而不是有意識地利他”的新體制,據此需要為可持續發展的經濟設立一系列目標,根據這一系列的經濟發展目標,首先應把可持續性建筑設計的目標明確為:
1)仍然以有利于減少能量與資源消耗的技術策略為基礎,盡量減少建筑的資源消耗量與廢棄物的排放量;
2)通過各種途徑想方設法降低可持續性建筑在全生命周期內的各階段成本;
3)提高可持續性建筑設計中的經濟分析與環境影響分析的整合程度,從提高經濟-環境復合價值出發,科學計算可持續性建筑節省的生態成本與其長遠社會經濟效益間的關系,使由建筑活動所帶來的“入”與“出”一目了然;
4)通過建筑的建造行為策略性地向自然資本投資,促進自然資本價值的實現,使可持續性建筑在環境與經濟評價中都表現出比普通建筑更多的優越性。
1建筑節能與住宅被動式節能的概念
1.1建筑節能
建筑節能可以從狹義和廣義兩方面來定義:廣義的建筑節能為在建筑的建造、使用到拆除的過程中通過一定的技術手段達到降低能源的消耗;而狹義的能源消耗是指在建筑使用過程中通過建筑本身來降低電能,煤炭等能源的消耗。由于建筑的能源消耗主要發生在建筑建造完成后的使用過程,因此,本研究主要是從狹義的角度進行建筑節能的研究。建筑節能按其方式可分為主動式節能和被動式節能。主動式節能主要是指在建筑使用的過程中通過對設備的節能來實現建筑節能,被動式節能主要是通過對建筑本身進行結構設計,從而最大限度地利用諸如陽光、氣溫等自然條件來降低能源的消耗,強調優化建筑設計、降低建筑使用時所需的負荷。
1.2住宅被動式節能
住宅的被動式節能始于1920年美國通過設計住宅利用太陽能,被動式設計的核心是根據建筑當地的環境氣候,利用環境控制技術結合住宅功能和滿足的需求,對住宅進行設計使其本身具有適應環境和調節氣候的能力。這種設計不需要借助外部設備,依靠當地的陽光、溫度、地形和風力等自然因素就能完成自動調節建筑內部環境。被動式節能設計簡單,不需要像主動式節能那樣對設備進行依賴,技術要求相對較低。這種節能方式是從根本上降低維持建筑內部環境所需的負荷,不需要額外的能源消耗,因此,節能效果比主動式節能明顯。由于被動式節能只需要自然因素,所以成本低廉。
2住宅建筑的被動式節能設計
2.1住宅建筑場地的選址與節能
住宅與人們的生活息息相關,住宅場所的選取至關重要,對于住宅場所的選址應先對當地的地形進行考察,結合住宅所需滿足的要求,充分利用有利的地形因素和當地的氣候特征進行選擇。建筑選址的基本原則為不破壞當地的保護區(自然景觀、文物、濕地、農田),遠離自然災害經常發生的地帶,避免周圍有大的噪聲和其他危險源。與主要自然因素的關系如下所示:選址與光照:光照是影響當地氣候的重要因素,光照中的紅外線具有大量輻射熱,是住宅建筑的外部熱源,光照時間的長短直接影響溫度,同時,光照中的紫外線具有殺菌的作用,如何獲得充足的光照與選址有關。選址與風:風是另外一個重要的自然環境,夏季充足的風可以起到降溫的作用,但也不能選擇太大、灰塵太多的風環境場所,在山區容易形成“風口”這種災害,選址時應避免,同時也不宜選擇低洼場地,這樣會造成通風不足。對于風這個因素應該考慮冬季風較小,夏季風較大的地方。
2.2建筑群體的布局與節能
在建筑群體布局上,根據當地的環境因素進行合理的規劃,通過改善建筑群體的布局可以改善建筑與建筑之間的微氣候,從而達到節能的效果。將建筑群體按統一的朝向進行布置的方式成為行列式,這樣的布局有序,顯得比較整齊,可以獲得充足的光照,利于建筑與建筑之間的通風,這種布局方式應用比價廣泛。將住宅沿著街道進行布局稱為周邊式布局,這種布局容易造成住宅得不到足夠的光照,建筑之間通風也不暢快,適合寒冷的地區。將住宅前后進行交錯式排列稱為自由式布局,這種方式在節約土地的同時,還可以得到足夠的光照,增加了住宅室外活動的空間。
2.3建筑單體的設計與節能
設計光照分區:對于用戶來說,不同的房間對光照的需求不同,一般的按用戶活動時間長短將房間劃分,其中主臥活動時間最長,次臥次之,然后是書房等房間。在對住宅建筑設計時,首先要根據光照因素設計用戶主要活動的房間,將光照弱的區域設置為次要房間。設計采光分區:在設計住宅時,將對采光需求大致一樣的房間布局到一塊兒,比如主臥和起居室對采光要求較高可設置為南向,而對光照需求較低的廚房和衛生間可設置為北向。通風設計:在小戶型的住宅中,常會出現臥室和客廳缺風、廚房的油煙無法全部排除等問題,這與設計之初對通風的設計有關,為了達到較好的通風,需要對住宅進風和出風口進行合理設計。根據對進風口和出風口的大小和位置的設計區別,獲得的通風效果也不一樣,為了獲得充足的通風,在布局時要盡量減少氣流迂回,盡量保持進風口與出風口對位。設計動靜分區:在滿足用戶建筑使用功能的前提下,將對噪音要求類似的房間布局在一起,比如廚房、衛生間對噪音要求較小可設計在一起,而臥室和書房對噪聲要求較高,可設計布局在一起。墻層保溫設計:建筑墻層保溫主要包括外立面和外墻內保溫和外墻外保溫,外立面主要是通過顏色來實現保溫,當采用淺色墻面的時候,建筑對光照反射的作用會加強,而采用深色則會降低墻面的反射作用。
2.4建筑窗戶的設計與節能
建筑中的窗戶連接著建筑的外部和內部,光照、通風等都是通過窗戶來進行的,窗戶的設計在整個建筑設計中起到關鍵的作用。根據建筑所在地的不同,對窗戶的面積、朝向等的設計也會不同。建筑的窗墻比為建筑窗戶的總面積比上建筑的總面積,由于窗戶具有高的耗熱特性,當窗占比較大時,室內散熱量也會增大,但室內的采光和通風比較好,當窗占比較小時,散熱量減小,同時室內的采光和通風也會隨之下降,如何設置窗占比,應該結合當地的氣候環境和住戶對采光和通風的要求來綜合考慮。
二、實際工程案例驅動教學模式促進交互式教學
實際工程案例驅動教學模式是一種教與學的模式。傳統教學模式中,教師講、學生聽,是一種被動式的“以教定學”的模式,缺乏交互性。實際工程案例驅動教學模式促進交互式教學,創造了以學生為主體,是一種“以學定教”的主動教學模式,拉近了教師與學生的距離。以實際工程案例為平臺,教師與學生積極參與教學過程,共同解決實際案例中遇到的問題,幫助學生消化教師講授的理論知識。居住空間設計是一門綜合性、實踐性很強的課程,適合引入實際工程案例驅動教學模式。以實際工程案例為課題,需要教師對選題、選址做好課前準備工作,以本土項目為宜。除了引入實際項目為設計課題以外,真正做到教師與學生交互,師生與項目交互,學校企業的交互環環相扣、緊密相連。只有真正協調好各個方面的問題,才能使得實際工程案例驅動教學模式有利于學生的能力培養以及就業。
三、實際工程案例驅動教學模式引入新的教學手法
筆者對課程進行了思考和設計,利用廣州地理環境的優勢,在新的一輪教學中提出以“實例驅動教學”作為教學理念。引導學生在設計進行中不單單考慮理論教學的問題,而是要把實際項目案例引進課堂,讓學生與市場需求直接接觸,以客戶與市場需求為出發點設計出符合需要的作品。課程摒棄傳統模式中一味在課堂上完成教學任務的做法,而是把學生帶到企業項目實地。“實例驅動教學”這一教學模式,使學生從“課堂——工地——課題”每一次循環的學習過程中,認識和能力都逐漸提高,從“基礎理論知識——初級實踐能力——更深入的專業知識——更強的實踐能力——完善的設計作品方案”的遞進式課程安排中,將課堂到現場、理論與實踐緊密相扣,從淺至深、循序漸進強化學生的專業素養與應用、創新能力,完成校企合作的無縫對接。培養學生實際項目的設計思維,經過“實例驅動教學”模式的實踐性訓練后,有能力獨立完成居住空間設計項目,脫離了傳統的理論教學模式,上升為對口設計師培養。
四、實際工程案例驅動教學模式有利于校企合作完善
實際工程案例驅動教學模式有效地結合與開展校企之間的發展合作,通過課堂專業教師的教授與企業中優秀設計人才的進一步現場指導,加強學生的參與性和學習的積極性,提高學生思考問題和解決問題的能力。以新的設計理念和教學手段,適應市場的發展和企業的需求。把學與工完美結合,通過課堂與工地學習、教師與設計師共同教授,使學生對居住空間設計的一系列過程了解熟悉,對材料工藝、設計步驟等實踐能力逐漸增強,脫離不實際的空洞理論教育。想為學生爭取更多的就業機會,就必須提高其專業素質,其中實踐能力的培養尤為重要。居住空間的設計是一門應用性、實操性極強的課程,走出學校與企業共同研究培養學生的實踐能力,是雙贏的策略。
中國行業標準JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》第26章《建筑物自動化系統(BAS)》所規定的模擬和數字混合的集散型系統(TDS),已面臨更新為全數字系統的挑戰。就像工業自動化一樣,建筑物自動化市場在技術接受期曲線上,通常落后于商業領域技術應用會有幾年之久,因此,在商業領域已經成功運用多年的個人計算機和以太網通信,現在卻成為BAS更新途徑的熱門話題。PC-BasedControl和以太網技術,已經開始全面進入BAS領域。2000年3月,Honewell公司推出的全數字化閉路電視監視系統DVM,就用PC-BasedVideoServer,類似于商業領域應用的個人計算機式視頻服務器,取代了傳統的模擬和數字混合的CCTV閉路電視矩陣切換器和磁帶錄象設備;DVM系統中,經過信號轉換接口把所有攝像機的視頻信號直接連入以太網通信,每20臺攝像機使用1臺VideoServer。這種第三代保安監控電視的全數字化CCTV以太網系統,已經在澳大利亞悉尼機場使用。
PC機技術日新月異的進步,使BAS的中央站功能不斷增強;PC機的商業軟件,如ODBC、API等等,已成為BAS的標準軟件;基于PC機技術的分站不斷發展。信息領域的以太網技術對工業自動化和建筑物自動化各個層面的影響,從上到下。BAS管理層的以太網正在下植到自動化層和更低的現場層。BAS三層結構將會成為以太網"一網到底"的三層網絡。完成這項"通體透明網絡"革新的主要技術,就是以太網現場總線。以太網現場總線,也可稱為以太網I/O(Input/Output),是控制技術和信息技術的完美結合,性能發揮到極致,它或許能夠解決工業自動化長期爭論不休的現場總線標準化問題,是商業技術影響工控技術的一個范例。
以總線為脈絡,分析計算機總線、測控總線和網絡總線在BAS技術發展中分別擔綱的角色,可以加深對BAS未來發展的了解。
1、總線BUS
總線一詞,源于計算機技術??偩€是各種信號線的集合(包括地址、數據、控制、電源等),是各種信息傳輸的通路,有匯總的涵義。微軟百科詞典定義總線為:計算機系統中各部件之間用于數據傳輸的一組硬件連線(導線)。IBM公司將其簡稱為用于傳輸信號或功率的一根或多根導體。在建筑物自動化中,BAS總線可解釋為用來連接中央站分站、現場設備或者各種系統的那些具有導電性的通路,以完成數據或信號的傳輸。
以應用范圍來分,BAS總線可劃分為計算機總線、測控總線和網絡總線、。計算機總線用于上位管理計算機和中央站內部部件的連接。測控總線用于中央站與分站的連接,分站與現場設備的連接,現場設備之間的連接。網絡總線則是將上位管理計算機和中央站、瀏覽器等視為節點而共同連接在一起的一條多分支線路,將數據置于網絡總線中,數據將會經所有的節點檢測后,由其指定地址的節點接收。BAS管理層的以太網就是網絡總線。當以太網下植到自動化層和現場層以后,以太網又扮演著測控總線的角色,在這種背景下,我們借用"網絡就是計算機"的概念,不免也可以說"網絡就是控制器",因為所有傳感器、執行器、分站、中央站已經遍布以太網中,以太網被賦予完成分布式控制兼有普通信息存取的能力,人們可以隨心所欲使用以太網,無論是進行實時控制還是傳遞管理信息。
2、標準化Standardization
作為信息傳輸通路的總線,追求標準化,是各種總線的共同目標;只有標準總線,才能夠支持更多的性能不同的產品的連接,完成更多更好的系統的集成,實現更完善的控制和管理,因此,總經以其有匯集性能的特點,尤其需要標準化。標準總線的形成,主要有兩種方法,一種是由非商業的或政府組織所產生的標準,目的在于使某一種類型總線開發和使用規范化,例如RS232C;這種正規的合法的技術標準,是在對已有方法、途徑及技術開發進行仔細研究的基礎上起草,并經正式批準后產生,這種標準通常包括著一些國際標準。另外一種方法,是有某一家公司先行開發出一種總線技術,由于成功,得到其它公司模仿和廣泛使用,以至一偏離該總線就會產生不兼容問題,導致產品在市場中受到限制,例如現場總線LonTalkBus;這類事實上的總線技術標準,是基于市場需求產生而形成的,無需正式批準,這種標準通常包括大量流行的工業標準。
3、計算機總線ComputerBus
中國行業標準JGJ/T16-92第26章BAS,對中央站硬件、組態、系統軟件的規定(26.4.26.5)非常簡單,僅是基于采用計算機作為監控中心的一般原則,如應設置CPU、CIU、CRT、打印機等規定,對上位管理計算機則僅限于優化控制與管理某些功能要求。但是,近年來計算機技術發展很快,系統軟件、應用軟件、存儲系統、處理器技術、輸入輸出系統和計算機結構,都是如此,其中,計算機總線技術與工業自動化、建筑物自動化關系密切,計算機總線是計算機系統信息總通道,性能優劣,對BAS上位管理計算機和工作站的影響是至關重要的。因為采用先進的計算機總線,可以提高工作站的帶寬,改變工作站的兼容性和開放性,并能提高工作站的可靠性,這對控制系統無疑是最重要的性能。例如,使用PCI總線技術的PC機,每年停機時間可以小于315秒中,可靠性高達99.99%,因此,BAS用戶已經開始關心工作站的計算機總線,2000年9月山西省太原市某國際貿易中心大廈BAS招標文件中,明確提出中央站應該使用計算機33MHz三總線結構PCI(外部設備互聯總線),說明用戶不僅關心各種功能模塊設置,還要求提供工控級別的總線來保證工作站性能。隨著基于PC機控制的技術進展,計算機總線對BAS的影響會更加重要。因為BAS將逐漸最終成為由一臺PC機控制幾條現場總線的系統。
3.1計算機總線的發展歷史
1970年,DEC公司首先推出了稱為Unibus的總線,把PDP11小型計算機上所有的部件、設備都連接在一起。它是一種單總線結構。
1981年,IBM公司在第1臺個人計算機IBMPC/XT上推出了XT總線,也是單總線,1984年,采用16位CPU的IBMPC/AT出臺,AT總線在XT總線結構上,增加了一組輸入/輸出總線,形成雙總線結構。AT總線就是著名的工業標準總線ISA,全稱是IndustrialArchitecture工業標準結構,它是通過將板卡出入IBMPC及其兼容機的標準擴展槽來添加計算機部件的總線設計規范。1989年康柏、惠普等9家公司在ISA基礎上,推出EISA,擴展工業標準結構,這是一種把附加卡(例如視頻卡、內置卡MODEM卡及支持其它設備的卡)聯接到PC機主板的一種總線標準。EISA總線操作頻率比ISA高很多,能提供很多的數據吞吐率。
為了提高PC機性能,使某些擴展板可以直接與微處理器通信,而不必經過通常使用的系統總線,Intel公司提供了PCI總線規范。這種局部總線允許在計算機上安裝多至10個PCI兼容的擴展卡,PCI局部總線系統需要在某個PCI兼容插槽中安裝一塊PCI控制卡,每次可以以32位或64位的速度與CPU進行數據交換。PCI規范還考慮了多路復用Multiplexing。因此,PCI總線已成為今天計算機事實上的局部總線標準。由于PCI獨立于處理器,不僅Intel系列可用,DEC的Alpha、Motorola的PowerPC等系列也可以用,它的向前向后兼容性,能使現有的多種計算機都能平滑過度到新標準,所以尤其受工業控制機行業的歡迎,建立了PCI工業計算機協會PCIIndustrialComputerManufacturersGroup(PCIMG),致力于在工控機行業推廣PCI總線。1995年,出版了CompactPCI規范。
PCI總線在計算機中配置了3組總線,時鐘33MHz,與CPU時鐘頻率無關,寬度32位,可擴展至64位,帶寬達132Mbps至246Mbps,可以和ISA、EISA、VL-BUS等總線兼容,支持5V和3.3V兩種電壓,可以在芯片、軟件和開發工具方面廣泛利用PC機豐富資源,它具有良好的網絡性能、圖形視窗介面和數據存貯性能,是工業自動化和建筑物自動化中央站理想的計算機總線。
3.2標準計算機總線
國際標準
IEEE969(S-100)微機通用
IEEE488(HP-IB)測試儀器
IEEE1394(FireWire)測試儀器
EIARS232C設備總線
EIARS422/423/449/485設備總線
ANSISCSI小型計算機,設備總線
VESAVL-BUS局部總線
工業標準(流行微機總線)
ISA系統總線
EISA系統總線
PCI局部總線
3.3新一代計算機總線(正在開發中)
1998.9PCI-XCompaqIBMHP
1998.12NGIO(NextGenerationI/O)IntelDellSunNEC日立NEC西門子
1999.2FutuieI/OCompaqIBMHP
4、網絡總線NetworkBus
中國標準JGJ/T16-92第26章BAS,規定"優先采用共享總線型"局域網結構作為BAS管理層、自動化層、現場層的網絡拓撲,即用一條總線,把上位管理計算機、中央站、分站、現場設備各自連接在一起,形成三層局域網。因為所有節點共享一條傳輸通路,一次只能允許一個節點發送信息,所以需要建立信息發送的控制方式,JGJ/T96-在26.6.6條文說明中,沒有明確規定是用IEEE802.3以太網的CSMA/CD波及監聽多路訪問/沖突檢測爭搶發送,還是用IEEE802.4令牌總線排隊訪問控制,只有指出這兩種方法都是"目前流行的",但是"并無一致的看法"。在26.6《信號傳輸與數據通信》中,則把現場層至自動化層之間的信息傳遞成為"信號傳輸",把自動化層和管理層之間的信息傳遞,稱為"數據通信",以示區別,前者為現場設備與計算機通信,包括模擬信號,后者為計算機之間通信,全部為數字信號。
20多年來,發展極為成功的以太網技術,已經得到公認。人類進入英特網時代,以太網也迅速進入工業自動化的各層網絡。電氣電子工程師協會IEEE基于802.3以太網國際標準,正在積極制定現場與以太網通信的新標準,使以太網能夠直接為現場層所使用,可以預見,正象個人計算機PC迅速進入工業自動化領域一樣,以太網以及TCP/IP、UDP/IP協議將十分迅速進入工業自動化各個領域,包括BAS。
網絡總線是網絡通信總線的簡稱,在BAS中,網絡總線是上位管理計算機、中央站、分站、現場設備之間的連接總線,從計算機系統結構的角度上看,它是計算機的外部總線,計算機總線則可視為內部總線。網絡總線屬于網絡技術,計算機總線屬于計算機技術,網絡是多個計算機的集合系統,數據通信和資源共享是其特點。今天,已經進?quot;網絡就是計算機"的時代,通信和計算機技術緊密結合、同步發展,計算機總線和網絡總線是計算機一種技術的兩個方面。新一代的計算機已經把網絡接口集成到計算機母板上,網絡功能已經嵌入到操作系統中,使得網絡總線可以視為計算機總線的外部延伸,密不可分。不進入網絡的工作站,是不完整的工作站。在建筑物領域,BAS是建筑物整體計算機網絡的重要子網,形成建筑物管理和建筑物設備控制一體化是從網絡開始的。計算機總站維系著BAS的通信子網,資源子網和通信子網的組合,就是建筑物自動化網絡,就是建筑物自動化系統。
4.1以太網的發展歷史
1968-1972Aloha無線電系統夏威夷大學開創爭用型通信
1972-1977首臺以太網2.94MMetcalf和Boggs先生建立CAMA/CD
1979-1983粗同軸以太網10MCom(DEC、Intel、Xerox)10BASE5
1980-1982細同軸以太網商品化10M3ComISA總線與10BASE2相連
1984-1987雙絞線以太網1MUTPHP、AT&T1BASE5
1986-1990綜合布線+雙線絞線以太網10MSynOptics、HP10BASET
1990-1994交換式和全雙工以太網10MKalpanaEtherSwitch
1992-1995快速以太網100MUTPGrandJunction100BASET
1996-?千兆位以太網1000MIEEE802.3z1000BASEF
4.2以太網與局域網國際標準IEEE802.3
以太網是商業市場上發展的,而802.3標準是獨立的標準組織《電氣與電子工程師學會》開發的802.3是基于以太網第1個版本制定,但在一定程度上改進了設計,1983年公布以后,以太網以此又作了修改,原來互不兼容的局域網,變為互相兼容(但不完全兼容)。二者主要區別是結構不同,例如,最大數據單元,802.3是1460字節,以太網是1500字節。但是,通常可以把802.3視同以太網。
以太網速率有10M和100M兩種,最大1518字節,最大段長度500米(粗同軸)、185米(細同軸)、100米(UTP),中斷段綜合長度2500米(粗同軸)、925米(細同軸)、2500米(UTP)。
在BAS中用以太網作為網絡總線時,現在BAS供應商所提供的以太網接口卡NIC(安裝在中央站中),應該是10M/100M自適應型,以滿足用戶部署100M快速以太網的要求,例如Intel公司的PRO/100+管理適配器,適用于有PCI總線的臺式機,能自動監聽集線器速度,從而自動選擇10M或100M,能支持最新的連接管理規范wfw2.0,支持所有的主要操作系統和網絡操作系統,WinNT、95、98、2000,Nerware、UNIX,支持10BAS-TX,5類UTP,RJ-45連接器,數據路徑寬度32位,可在0-55℃環境中工作。
4.3以太網介質訪問控制(MAC)CSMA/CD
載波監聽多址訪問/沖突檢測是以太網搶先式信息發送的主要技術,它包括有先聽再講、無聲則講、有空就講、邊講邊聽、一人獨講、退避三舍等信息發送規則,保證所有站點都能以公平方式通過競爭來訪問大家共享的以太網,雖然難免有"后到先服務"的現象,但是,由于CSMA/CD有一套完整的處理沖突的方法,大體上實現了對網絡總線的公平訪問。它是退避三舍的自調整功能,保證所有信息的發送都是成功的,例如常用的一種沖突退避延遲算法,稱為"截斷的二進制指數回退(EBE)",它使發送信息的站點,每沖突一次,自動延遲一個以2的冪函數計算的退避時間,用這種不斷擴大回退時間來適應網絡流量的變化,這是一種很巧妙的方法。它規定了退避也是有限度的,即最大退避時間以210倍為限,忍讓次數也是有限的,以216次為限,否則就會丟掉這個屢發屢敗以太岡幀,這種情況是絕少發生的,除非以太網已經癱瘓。
以太網每幀發送之間有一個固定的間隙64字節、512位,稱為時間片,用來識別由于沖突而失敗的發送信息幀碎片(最小幀規定為64字節,包括48字節數據),在512位時間內,網絡岡所有站點檢測到載波(有信息發送)和合法的沖突、信息幀碎片,從而保證以太網能正常工作,不受非有效幀(碎片)的影響。
一般談到以太網,主要是指802.3的CSMA/CD協議,它是以太網的主經軟件(其它還幀結構軟件等)此外,以太網還包括以太網接口卡NIC、收發器、中繼器硬件??傊蕴W是一種局域網,是共享總線型局域網(包括集線器Hub網絡),是國際標準局域網之一,應用最廣泛。
4.4以太網與TCP/IP
傳輸控制協議/網際協議(TCP/IP)是實踐中產生的解決網絡互連和異構計算機之間提供可行的透明通信服務的一組協議,它是世界上最大網絡因特網的基礎。以其公用性和有效性,成為公認的開放系統。TCP/IP是網絡數據傳輸事實上的標準,或者簡稱其為因特網通信協議。
BAS結構圖中,標明以太網,是說網絡采用共享總線拓撲,標明TCP/IP,是說數據傳輸采用因特網通信協議。
TCP/IP獨立于特定的計算機軟硬件、獨立于特定的網絡系統,即使你不接入Internet,用它也是最好的組網方案,所以,我們在本文開始,對JGJ/T16-92BAS的網絡結構就標明采用TCP/IP,更何況,BAS進入Internet也是勢在必行的事情。
TCP/IP協議有三個特點,首先它的開放性,可以把現行的各種局域網互聯起來,其次,它統一了地址規則,這種IP地址與域名系統的唯一性,保證了因特網走向全球,最后,高層協議基本標準化,使各種用戶可靠而且便利,這一特點,在工業自動化中,有很好的應用,可以把標準化的控制總線協議,包裝在高層協議中,使TCP/IP成為工業控制通信協議。
TCP/IP分成4個層次:
應用層--常用的應用程序有SMTP(郵件傳送)、NFS(網絡文件)、NIS(網絡信息)、SNMNP(網絡管理)、FTP(文件傳輸)、DNS(域名系統)等,以及工業自動化通信協議,也可在本層打包,如Moddbus、HoneywellC-Bus等。
傳輸層--提供端到端(即應用程序之間)的通信,主要功能是信息格式化、數據確認和丟失重傳等,主要有(TCP傳輸控制協議)和UDP(用戶數據報協議UserDataprogramProtocol,它在工業自動化應用中看好,它把數據先打包,后經IP發送,效率高于TCP)
網絡接口層--不同網或同網中計算機之間的通信,處理數據報和路由,主要是IP(網際互連協議)
網絡接口層--提供與物理網絡的連接,它包括所有現行的網絡訪問標準,最重要的是以太網(802.3系列)。
5、測控總線MeasureandControlBus
BAS現場層和自動層的總線,可視為測控總線。JGJ/T16-92第26章BAS26.6.l節規定"從現場到計算機系統的信號傳輸,需綜合考慮""(1)簡化傳輸控制的硬件結構;(2)減少傳輸導線的根數;(3)弱化維修的技術難度",還進一步指出了采用的方法"可選用一對一的傳輸方式、矩陣選碼一公用線傳輸方式或多路復用技術的一路通道多方使用的傳輸方式(陣列式傳輸方式)""首先考慮時分制"等等。反映中國行業標準對測控信號傳輸的重視以及要求采用最新技術的愿望。在當時的歷史條件下,已經把測控總線闡述得淋漓盡致。
自從HGH/TI6頒布近十年來,測控信號傳輸領域發生了重大的變化,這就是現場總線技術所帶來的深刻變革,對BAS的影響當然也是非常深遠的。只有現場總線技術才能符合JGJ/T1-92第26.6.1節規定的三項要求:最簡單的傳輸控制,最少的導線根數,最方便的維修技術;而且,最重要的是,現場總線帶來了工業自動化開放系統的新局面,減少了自控系統壽命周期成本LifeCycleCost。
因此,測控總線的討論,可以歸納為現場總線的討論。
國際電工委員會IEC定義現場總線是安裝在制造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的數字式、串行、多點通信的數據總線。
安裝在控制室內的BAS中央站與現場的分站,分站與現場的傳感器,它們之間的信號傳輸均適用現場總線技術。換言之,自動化層和現場層,采用現場總線技術是歷史發展的必然。當有人提?quot;現場總線是管理控制一體化方案的催化劑"時(美國Fisher公司Martin先生),我們深刻體會這一雋語的豐富內涵。
5.1現場總線發展歷史
1983年,Honeywell公司推出的差分信號驅動器,成功地在4-20mA直流信號上疊加了數字信號,隨即投入市場的智能化儀表Smart變送器,是現場總線產品的前驅,這些帶有微處理器芯片的儀表,除了在原由模擬信號儀表的基礎上增加了復雜的計算功能外,還在4-20mA直流信號上迭加了數字信號,使現場與控制室之間的連接,從模擬信號過渡到了數字信號。這種工作機制,成為美國fisher-Rosemount公司著名的現場總線HART通信協議的基礎。
1984年,美國儀表協會ISA/SO50工作組,開始制定現場總線標準。IEC也成立現場總線工作組IEC/TC65/SC65C/WG6,開始研究現場總線標準。
1985年,國際電工委員會決定由ProwayWorkingGroup負責研究現場總線體系結構和制定標準。
1986年,德國推出Profibus過程現場總線標準。
1990年,美國Echelon公司推出LonWorks現場總線產品。
1992年,Siemens、Rosemount、Rosemount、ABB、Foxboro、Yokogawa等80家公司聯合,成立ISP協會,著手在Profibus基礎上制定標準。
1993年,Honewell、Bailey等公司成立WorldFIP協會,有120家公司參加,準備以法國標準FIP(FactorInsrtumentationProtocol)為基礎制定標準。
1994年,ISP和WorldFIP北美部份合并,成立FF現場總線基金會(FieldbusFoundation)。推動現場總線國際標準的開發。
1996年,FF公布了低速總線H1標準。
2000年1月4日,IEC宣布現場總線國際標準以86%贊成、12%反對通過,IEC-61158面世。
5.2現場總線國際標準IEC-61158
8種現有的現場總線納入國際標準,如果考慮到世界上已有30多種現場總線,這也還是在統一的路程上,前進了一大步。
從上表可以看出,8種現場,有8種通信協議,互不兼容,距離統一標準的現場總線,還有很大距離,雖然這些現場總線在功能上可以互補。
為了解決現場總線統一問題,借鑒IT行業的統一網絡通信標準,就是第5種類型,即以太網現場總線。1998年,在美國休斯敦召開的ISA展覽會期間,成正了工業自動化開放式網絡聯盟IAONA,建議把FF的H2高速現場總線,改成高速以太網HSE,有Honeywell參加的18個公司31位工程師正在Foxboro公司積極進行開發,希望HSE能成為眾望所歸的現場總線。
HSE的特點是速度高(100Mbps),數據通過量大,與計算機聯接容易,價格低。有兩類用途,一類是完成由于計算量過大而不適合在現場儀表中進行的運算,另一類是作為多條低速H1總線或其他網絡的網關設備。
HSE是否適用干BAS,是有待研究的事情。
在IEC61158國際標準中,有歐洲標準建筑物自動化系統MBS-TC247推薦的ProfibusFMS總線和WorldFIP總線,但是沒有歐洲推薦的LonWorks總線和歐洲設備總線EIB。
5.3現場總線的三層結構
從IEC61158標準中的8類總線,可以看出現場總線并不需要保持與ISO/OS17層結構一致,只需物理層、數據鏈路層、應用層等三層就可以了。因為面向控制的信息比較簡單,但需要快速而可靠地到達目的地,七層模式使數據轉換變慢,會滯后實時控制的時間要求,七層有關的網絡接口成本也較高,同時,現場設備也不需要OSI地址。
IEC61158還規定,所有2至8類現場總線,均需對類型1的FF總線提供接口,但2至8類總線之間,不要求提供接口。
5.4以太網作為現場總線的主要問題及其解決方法
由于以太網802.3采用隨機式的CSMA/CD信息發送方式,對事實控制來說,就帶來一?quot;不確定性"問題,不能事先預言測控信息傳送的時間,存在著"后到先服務"現象。而令牌式"排隊發言"信息傳送是可以預言的。要克服這個缺點,就要提高以太網的傳輸能力。由于10/100BASE-T全雙工交換式以太網技術發展,基本上解決了CSMA/CD隨即發送帶來的"不確定性"問題。1990年,智能交換機的出現,基本上淘汰了信息發送時的沖突,而且,智能交換機的成本不斷下降,為工業控制實際應用提供了可能。智能交換機(網絡開關EtherSwitch),能同時提供多條數據傳輸途徑,功能和電話交換機相似,使整體吞吐量顯著提高,同時智能交換機還使用一種名為"切入法"(CutThrough)的新橋接技術(常規橋接是使用存儲轉發技術),是延遲時間又降低了一個數量級。1993全雙工技術是以太網可以同時發送和接收數據,理論上又可以使傳輸速度翻上一番,再加上快速以太網的出現,以太網在處理事實控制方面,已經可以做到測控信息的傳輸不再是"不確定"的,而是有著"良好概率GoodProbability"的表現,能夠適應事實控制的需要。
以太網傳送測控信息的另一個問題是線路"利用率",線路效率。利用率是指線路用來成功地傳輸幀的時間部分。每個以太網數據包中那些不代表實際數據部分(同步、地址、字段長度、錯誤檢驗)較大,共26個字節,這種"開銷"使線路利用率下降。在測控領域,實際數據很短,例如,DI20個字節、DO16個字?、AIAO200個字節、通信接口500字節、PID運算500字節、計數器4個字節等,這樣,當使用以太網信息包包裝時,大量信號還需要加上填充符才能滿足最小48個字節數據段的長度要求,如DI、DO、計數器,因此,效率較低。
但是,實際上,由于爭先式發送,會改變效率,計算指出,如果連續發送兩個64字節的以太網信息包,效率可以提高到54%。盡管如此,在工業自動化領域,仍然重視如何減少"開銷",提高通信效率,例如,在通信協議中,想已用戶數據報協議UDP來取代最常用的傳輸控制協議TCP,因為UDP信息包的包裝比TCP簡單,只有4個字節,而TCP,則是26個字節。IEC61158國際標準現場總線HSE高速以太網就考慮采用UDP/IP來代替TCP/IP。
不過,以太網的高速度,已經把這些問題全部覆蓋了,就算是以最低速3Mbps有效速率運行,一個100個字節的實時控制信息,在以太網的傳輸時間,只有0.336毫秒([100+26]×8/3M),對BAS,已是很理想的數據了。
5.5TCP/IP作為現場總線的通信協議的討論
TCP/IP協議是一組協議,采用四層結構,與現場總路線三層結構很相似,因此,適用于現場總線。
采用TCP/IP的以太網現場總線,由于數據鏈路層的CSMA/CD,使得數據傳輸時間是建立?quot;概率"基礎上,但由于以太網線路的改進,情況大為改善。
TCP/IP是非常流行的技術,移植到現場總線是順理成章的事,問題之一是TCP/IP是為因特網設計的,TCP是要處理面對成千上萬的網站,它要處理好這么多路由的連接,只能采取在TCP層,設置發送機和接收機,提供端到端的可靠的進程間的通信,使數據報在傳輸過程中始終保持連接狀態,只有雙向通信。TCP才去發送數據報(雙向通信不是指兩機器獨占式通過網絡對話,而是說兩臺機器間有一交互信息流),TCP發出信號后,必須等待對方應答信號,否則會重發,這種定向連接協議,使兩個端機經常以適當的速度相互通話,TCP傳輸控制在兩個機器問來回發送狀態信息。而UDP用戶數據表協議卻比TCP簡單得多。對于自動控制的應用程序來說,并不需要時時保持個連接,以節約開銷和網絡通信量,而UDP是一個無連接系統,從TCP到UDP放棄了許多功能,簡單了許多,只是作為一個數據報的發端機和收端機操作,而不理會二者之間的連接。幀的結構簡化為源端口2字節,目的端口2字節,長度2字節,校驗2字節。UDP傳遞服務不建立通信雙方的連接,發完數據就完事大吉,所以,比較靈活,效率高,非常適合測控數據的發送,因為這類數據非常短,還有,在控制網絡中,通行的站點比起因特網來,少之又少,非常強調二者之間的連接管理,就顯得多余,比起TCP的大文件來,測控程度只是"發出一個請求"或者"等待一個響應",三言兩語,傳遞本身就會很可靠。此外,在實時控制中,有時強調一種完全控制,即使在信號傳輸過程中發生錯誤,控制器業能夠自行處理作出決策,而不需要讓TCP一遍又一遍重復發送數據,因為自控系統控制器的自制能力都極強。
無論TCP還是UDP,應用程序都是駐留在通信協議頂層的應用中,包括控制和人機接口等一系列應用程序以及用于系統集成的OPC,都藉信息傳輸,獲取其中的數據。
5.6以太網在工業自動化中的應用
美國Foxboro公司在1995年就推出了采用以太網10BASE-5粗同軸電纜I/AnodeBus用于現場總線控制系統,近年來,新I/A現場總線系統已經改為雙絞線BASE-T,室內及機柜內,都使用RJ-45接插件,對室外及振動嚴重的場所,則按防護等級IP-67生產了密封式RJ-45的連接器,Hirschman公司也能提供現場總線中作為以太網連接的接插件,抗震密封,適用于工業環境。
1997年,Schneider公司為其著名現場總線ModbusTCP通信協議產品,它的PLC產品中的I/O模塊,Momentum系列,均可以設置以太網端口。這些I/O模塊通過這些端口直接連入以太網中。Schneider公司把Modbus通信協議變址為TCP/IP通信協議,這是世界上較早的以太網I/O產品。TCP/IP和UDP/IP的一個重要的優點是在同一個以太網中,可以運行許多不同的通信協議,它們都變址在TCP/IP或UDP/IP中。
Honeywell公司幾年前就已經開始著手把以太網用于建筑物自動化系統自動化層總線通信的應用工作,目前,第一步已經實現,即,把所有測控總線通過TCP/IP接口連入以太網中,通過以太網得數據通信,進行實時控制。以太網成為BA、FA、SA集成的通信平臺,進而與管理系統在此平臺上完成管理控制一體化集成。
隨著以太網應用技術的進一步發展,把以太網芯片內嵌與現場設備的一天,也許會很快來臨,意味著因特網內置與現場設備的時代終會來到,其意義在于因特網與控制網融為一體,因特網無處不在,會進一步改變工業自動化和建筑物自動化的面貌。
5.7建筑物自動化的現場總線
現場總線這個技術熱點,長期爭論不休,雖然出臺了IEC61158所推薦的8種國際標準總線,但是仍然沒有一種統一的標準現場總線能夠滿足各種行業有要求。在這紛爭的局面中,以太網的確受到了許多廠商的重視,在管理層(工廠級)采用以太網已經成了共識,而在低層次上的應用,還要假以時日,許多廠商正在積極研究和開發。
1.1智能建筑設備監控系統組成與結構框圖(圖1)
1.2智能建筑設備監控系統組成與結構
簡要介紹上圖為智能建筑設備監控系統組成與結構框圖,在智能建筑監控系統中,監控系統主要實現對六個子系統(照明、供配電、冷熱源、空調、給排水、電梯)的監控,并可控制其運行。由中央控制器統一全分布式控制運行,但由于每個子系統都由路由器分開,所以也可獨立運行,控制系統涉及智能建筑各個系統設備自動化控制,可實現高檢測功能。
1.3各設備監控子系統應該實現的功能
1.3.1供配電系統
主要功能為智能建筑提供電力。樓層配電設備分布在各樓層,電設備一般放置在建筑底層。監控系統主要實現對配電設備運行參數、配電電源、每個電源蓄電池的工作狀態和數據變化進行監控,同時對各樓層電設備電源運行狀態進行監控,若發生故障會產生警報并記錄故障數據。
1.3.2照明系統
主要功能是為智能建筑照明。其設備建設于建筑物的各個平面上,方便實現各角度全方位照明。照明監控分為室內和室外兩部分,室外照明分為公共照明部分,通過監控可根據室外照度值設定開關時間,也可通過更改程序實現不同照明燈具的啟動時間。室內照明監控可通過監控數據,采用總線控制方式,設定程序對不同場景開啟不同的照度。
1.3.3冷熱源系統
為智能建筑供給冷源和熱源,其噪音較大,設備一般置于建筑底層地下室內。通過對冷熱源系統運行數據和冷熱源供給量的監控和分析,可通過程序控制實現不同季節冷熱源供給量和供給時間。
1.3.4空調系統
保障智能建筑的環境溫度處于適宜狀態,空調設備一般置于各樓層高處位置,地下室也可以配置??刂谱酉到y主要對空調機組、風機盤管的工作參數和運行狀態進行監測,并通過監測數據進行分析,控制和設定主機房的溫度、濕度和運行時間。同時監測子系統還具備空調漏水監視功能,可有效實現對空調系統的漏水監測和控制。
1.3.5給排水系統
既能為智能建筑提供水源,又能排除建筑產生的污水,排水設備一般置于建筑物的地下室或建筑頂層,也可設置在樓宇夾層位置。監控系統可監控水泵的工作狀態,并對水池的液位隨時檢測,當設備出現故障或者水池液位異常時,子監控系統就會向中央控制器發出報警信號,并將故障數據記錄反饋,自動顯示故障發生區域和故障詳細情況。1.3.6電梯系統是為高層建筑提供上下交通的便利系統,設備一般置于建筑的垂直豎井內。電梯監控子系統主要實現對電梯設備運行狀態,監視電梯啟動、停止、方向等,動態顯示出電梯實時狀況,一旦發生故障,監控系統會對電梯設備電動機、電磁制動器等進行檢測,自動報警并顯示故障地點、狀態、時間等信息,并將故障記錄記憶并反饋給中央控制器。
2建筑設備自動化控制系統設計要素
2.1各監控子系統控制功能參數明細
將上文中所述設備監控子系統功能要求進行統計和匯總,確認各子系統監控點的分布位置和分布數量,將子系統的監控點設置類型、數量、相關設備、安裝需求、使用地點等詳細列出,并備份保留。依據各子監控系統技術和系統設備實際特點,以系統高效性、可靠性、實用性為前提,以滿足子系統功能需求為標準,以建筑設備自動控制系統設計的節能環保為核心,以建筑設備維護保養便捷性和低成本性為主要指標,詳細將設備子系統的各種功能參數、控制參數、技術參數列出并進行歸檔,為日后整體系統搭建安裝提供依據。
2.2監控系統控制器、傳感器和執行器的確定
按照監控系統被控設備的控制標準和監控點數量,結合安裝現場實際情況,對現場控制點進行設置和篩選,設計出被控設備安裝現場控制器控制區域內部的監控點分布圖,并根據實際要求確定選擇現場控制器。除了現場控制器,還要確定現場傳感器和執行器使用標準,傳感器和執行器是對被監控設備現場數據進行現場數據采集的基本組成部分,傳感器可監測設備狀態和數據變化,執行器對此進行分析和反饋,可以說兩者在自動監控系統中屬于核心構件。根據系統設備特性,對關鍵設備要采用高精度和高可靠性的智能型傳感器和執行器,以提高整個自動化系統的控制質量。非關鍵設備上可以采用傳統傳感器和執行器,如此可減少成本,降低整個系統造價。
2.3建筑設備監控系統
網絡構建智能建筑設備自動化監控系統整體網絡構建如上圖2所示,建筑設備LON現場總線設備自動化控制系統是現實意義上實現了分布式監控。此系統不同類型的控制器節點都具備高智能化特性和網絡通訊能力。由于控制器各節點具備通訊能力,能夠使節點與節點之間實現相互通訊功能,構成完整的通訊網絡。系統中的控制機構和管理機構可以通過總線現場連接為一個整體,彼此之間可以相互協作,共同完成自動化監控任務,兩者可實現控制數據和信息的共享。
2.4建筑設備監控系統硬件支持
智能建筑自動化監控系統構建必須有硬件支持,在硬件方面,主要選用以下器件:中央監控器(計算機,監控系統的核心部分,處理子系統反饋的綜合數據下達控制指令);監控顯示屏(將監控圖像實時顯示,便于觀察和分析故障狀況);鍵盤(更改程序或設定程序,典型的輸入設備);鼠標(輸入設備);不間斷電源(為監控中央系統和子系統供電,保障監控系統不間斷運行,保證整體系統的可靠性);網絡路由器(中繼器、橋接器、配置型路由器等聯合使用,實現網絡分布);控制總線(無屏蔽雙絞線、控制總線LON);控制節點(視具體情況而定)。
2.5建筑設備自動化監控系統軟件支持
建筑設備自動化中央監控器軟件功能具備操作級別和身份識別管理功能。軟件系統采用8位通行字進行鑒別和管理,對操作人員實現權限設置,只允許有權限操作人員在一定范圍內進行數據瀏覽,并對訪問者身份信息、訪問時間、訪問內容進行識別和記錄,且具備交互式菜單,為操作人員提供清晰的數據目錄,節省操作時間,便于高效作業;中央控制系統設計還具備邏輯格式數據顯示功能,可描述短語、數值、單位等數據,對不正常數據報警顯示;具有高效數據分離終端,控制特定數據在特定端口運行,只允許一個操作人員或打印機進行處理;具備特殊指令操作功能,響應命令,邏輯顯示并進行標識。
當下,隨著我國建筑文化事業的快速發展,一些國外的建筑師不斷積極參與到我國的建筑業的競爭中來,而且其建筑設計作品每每得以在中國中標。不能否認,“狼來了”固然是一種威壓,給人一種焦慮,但是也有它好的一面,這一方面使得國人面對具有國際水準的設計方案張開了視野、尋到了靈感,另一方面由于受到西方霸權文化的撞擊和擠壓,使得大量的中國本土設計師深感被邊緣化了,喪失了應有的話語權,大有一種落寞之感,以此反思自我。當然也有其雄強者不以為然,力挺“西風”,以民族尊嚴為基準、以理性明判為本位、以本土適應為導向,敢于站出來以表達自己的高見,相當一部分的設計師、學者以及關心中國現代建筑發展的民眾“對這些方案頗為不滿,認為它們不能反映中國特色,與中國實際不符”,故須理性對之。
一個時期以來,當遭遇多年的西風東漸之侵蝕后的大師與學人們,在經歷了一段效仿外人風氣之后,開始有了反思的需求和能力。因此,對之意氣風發,激揚文字,極力倡導著“結合文脈,反映地域特色”或“歷史內涵”。然而,再聯系眼下的投標與中標的情況,在中標方案中,除了“氣派現代”作為一個邊際走時外,其他則顯其跳蕩脫羈狀,成為最新一代域外圈落里的本土尤物或異變為裸的異國變種。沒了中國意識還不關緊,而失卻民族身份則應醒思。因脫胎換骨過于急切地忘記了自己的基因所在,行嗎?在這些建筑設計作品里,很少看不到些民族氣,在這些建筑所處的區域中沒法與中國的歷史發生聯系,更不要說其地方特色了。在近二十年來,因國門的大加開放,西方的現代主義、后現代主義的以及國際主義的建筑風格無情而多情地侵襲著祖國的大地廣廈,再造了一片中國都市現代化的“西洋面貌”。應該明白,中國是個有著五千年歷史的文明大國,豈具有的歷史傳統,有弊也有利,明暗互現,我們現應以一種揚棄的態度來對待自己的民族歷史,弊端理應避之,而優良的一面則須發揚光大、遷延后世。因而說,中國的現代化發展應與西方有所不同,這絕非是對被同化恐懼心態的作祟,也非獨標自我、妄自尊大的多情化做秀,而是因明乎其理:“建立在對傳統文化的揚棄的基礎之上,既丟棄又保留,那些優秀的美好的傳統理應留守下來,此是對民族文化的尊崇、也對美學文化的熱愛。而決不能為了所謂的現代化,把孩子和水一概拋棄,最終使得我們的建筑之廈、亦即現代化建筑地建立在對傳統建筑徹底背叛基礎上的一片廢墟之上?;赜^歷史,80年代以來,在那些發展中全新推出的城市里,除了深圳等個別城市以外,而大量的中國的新城市則是通過拆舊建新所建起來的,也正因為如此,一大批的具有相當歷史價值的有地域特色的建筑被摧毀。”中國的現代化建筑是以毀滅文脈、毀滅地域特色為最后的代價。我們可以在西方的現代建筑中發現,像西方的羅馬、巴黎等城市,整個城貌在基本“保守”著那傳統建筑特色和骨架,民族的根脈成為他們顯示自尊和美德的重要依據和法則。中國則與西方對待歷史遺留的態度截然不同:即便像日本也十分注重對歷史的保護,使之傳統建筑與現代建筑互不干擾,并且善于將現代建筑深深融入傳統血脈中,這是國人比之令人羞愧不已的。
一、園林建筑小品的分類與作用
園林建筑小品是在園林綠地中為市民提供服務功能,方便綠化管理的,用作裝飾、展示、照明、休息等的小型建筑設施。它的特征是體量較小、造型豐富、功能多樣、富有特色。按照功能來分,園林建筑小品可分為四種類型:
(1)服務小品:供游人休息、遮陽用的亭、廊架、座椅,為游人服務的電話亭、洗手池等,為保持環境衛生的廢物箱等。
(2)裝飾小品:各類綠地中的雕塑、鋪裝、景墻、窗、門、欄桿等,有的也兼具其他功能。
(3)展示小品:各種布告欄、導游圖、指路標牌、說明牌等,起到一定的宣傳、指示、教育的功能。
(4)照明小品:以草坪燈、廣場燈、景觀燈、庭院燈、射燈等為主的燈飾小品??萍颊撐?,建筑小品。
二、園林植物與建筑小品的配置的方法
建筑小品與植物一起配置,處理得當,不僅可以獲得和諧優美的景觀,而且還可突出單體達不到的功能效果。園林植物與建筑小品配置的方法有以下幾種??萍颊撐?,建筑小品??萍颊撐?,建筑小品。
2.1植物配置突出建筑小品的主題
在園林綠地中,許多建筑小品都是具備特定文化和精神內涵的功能實體,如裝飾性小品中的雕塑物、景墻、鋪地,在不同的環境背景下表達了特殊的作用和意義??萍颊撐?,建筑小品。在古典園林中,漏窗、月洞門和植物相得益彰地配置,其包涵的意境就更加豐富了。科技論文,建筑小品。這里的植物配置,應該要通過選擇合適的物種和配置方式來突出、襯托或者烘托小品本身的主旨和精神內涵。例如,冰裂紋鋪地象征冬天的到來,在鋪裝周圍的綠地區域中選擇冬季季相特征的植物種植能夠呼應小品的象征意義,如冬季開花的蠟梅、掛紅果的南天竹、常青的松柏類、竹類植物,與冰裂紋鋪地一起可以起到彼此呼應、相互融合體現景觀所要表現的主題。又如紀念革命烈士為主題的雕塑物以色葉樹叢作為背景,一到秋天,色葉樹的金色和紅色把莊嚴凝重的紀念氛圍渲染得淋漓盡致。
2.2植物配置協調建筑小品與周邊環境的關系
建筑小品因造型、尺度、色彩等原因與周圍綠地環境不相稱時,可以用植物來緩和或者消除這種矛盾。如以照明功能為主的燈飾,在園林中是一項不可缺少的基礎設施,但是由于它分布較廣、數量較多,在選擇位置上如果不考慮與其他園林要素結合,那將會影響綠地的整體景觀效果,所以利用植物配置和燈飾的結合設計可以解決這個矛盾。將草坪燈、景觀燈、庭院燈、射燈等設計在低矮的灌木植物叢中、高大的喬木下或者植物群落的邊緣位置,既起到了隱蔽作用又不影響燈光的夜間照明。另外,園林中還有些功能性的設施小品如垃圾桶、廁所等,假如設置的位置不合適也會影響到景觀,也可以借助植物配置來處理和改變這些問題。
此外,植物配置不僅可以解決客觀存在的問題,而且也可以配合建筑小品使園林中的景觀和環境顯得更為和諧、優美。如休息亭以濃郁、成片的樹林為背景或以常綠樹叢隱亭其中,比單獨放在一片草坪或者硬地上,在景觀上要顯得更加自然、不突兀,對于游人來說這樣的休息亭也更易靠近、更具有安全感。
2.3植物配置豐富建筑小品的藝術構圖
一般來說,建筑小品特別是體量較大的休息亭、長方形的坐凳、景墻等的輪廓線都比較生硬、平直,而植物以其優美的姿態、柔和的枝葉、豐富的自然顏色、多變的季相景觀可以軟化建筑小品的邊界,豐富藝術構圖,增添建筑小品的自然美,從而使整體環境顯得和諧有序、動靜皆宜。特別是建筑小品的角隅,通過植物配置進行緩和柔化最為有效,宜選擇觀花、觀葉、觀果類的灌木和地被、草本植物成叢種植,也可略作地形,高處增添一至幾株濃蔭喬木組成相對穩定持久的景觀。
景墻、欄桿、道牙主要起到分隔和裝飾的作用,在進行植物配置時常種植爬藤類、低矮地被植物使其自然攀援,這樣不僅柔化、覆蓋、遮擋了建筑小品硬質的棱角線條,而且也美化了環境,為游人增添了親近自然之趣。在道路臺階邊緣可用蔓長春花、扶芳藤等地被植物;在欄桿、景墻、圍墻邊上可以種植像金銀花、常春藤、紫藤等垂掛類的爬藤植物。
另外,建筑小品一般為淡色、灰色系列居多,而綠色的、色葉類的、帶有各種花色和季相變化的植物和建筑小品的結合,可以彌補它們單調的色彩,為建筑小品的功能和內涵表現增添另一種語言的表達。
2.4植物配置完善建筑小品的功能
好的植物配置不僅起到美化建筑小品的作用,而且還可以通過配置更加完善建筑小品本身的功能。如指示小品(導游圖、指路標牌)旁的幾棵特別的樹可以起到指示導游的作用;在廊架上以攀援類植物栽植,更加完善了廊架蔽蔭的效果和功能。
座椅是園林中分布最廣、數量最多的小品,其主要功能是為游人休息、賞景提供停歇處。從功能完善的角度來設計,座椅邊的植物配置應該要做到夏可蔽蔭、冬不蔽日。所以座椅設在落葉大喬木下不僅可以帶來蔭涼,植物高大的樹冠也可以作為賞景的“遮光罩”,使透視遠景更加明快清晰,使休息者感到空間更加開闊??萍颊撐?,建筑小品。
三、結論
0.引言建筑體型設計應綜合考慮建筑功能、造型以及節能的要求。針對北方寒冷地區氣候特點,設計的基本原則為盡可能的減小建筑外表面積,使熱工性能較差的的外表面積降至最少,考慮到建筑在冬季采用被動式采暖,則需盡量擴大南立面,在滿足通風采光的要求的基礎上,減少北向、西向等不利朝向墻面面積及窗墻比。
1.控制體型系數體型系數S指建筑物與室外大氣接觸的外表面積F(不計算地面)與其所包圍的建筑體積V之比(S=F/V)。論文格式。體型系數越大,說明單位建筑空間所分擔的熱散失面積越大,能耗就越多。有研究資料表明:體型系數每增大0.01,耗熱量指標約增加2.5%。
建筑的體型系數與建筑物的體型是否規整及建筑的體量大小有關,建筑的規模越大,其體型系數越小。因此單層的小建筑的體型系數一般比較大,而規模較大的建筑,體型系數一般比較小。對于高層建筑來說,體型系數一般在0.10-0.15之間,遠小于規范規定的0.3界限,且高層建筑屋面面積相對外墻面積要小得多。
2.增加南向表面積與體型設計從利用太陽能采暖的角度考慮,應盡量增加南向的面積,以南向表面足夠大,其它外表面總面積盡可能小為判斷節能與否的標準更合理。這意味著要增加建筑面寬,減小進深。
作者以濟南某小區套型面積為116m2,層高為2.8m的六層住宅為例,計算分析一個單元時和三個單元時的體型系數變化,如表5-1,由分析結果可以看出:在增加南向表面面積的同時,勢必會造成在標準層面積一定的情況下,體形系數增大的情況。因此,在滿足必要的平面功能布局的要求之后,盡量控制體形系數在一定范圍內,盡量的增加面寬,減小進深。
表 5-1相同面積不同套型的體型系數比較
進深m 面寬m 套型面積m2 一個單元體型系數 三個單元體型系數
戶型一 12.6 18.3 116 0.34 0.26
戶型二 10 23.1 116 0.33 0.29
(圖表來源:自繪)
同樣我們需注意到,當建筑物南向表面面積增大,滿足了冬季被動式采暖需求時,必然引起夏季室內外受熱量增加的問題。所以,在夏季應采取適當的外表面的遮陽措施,將增大南向表面面積作為優點來利用。論文格式。
3.底層架空與體型設計黑川紀章認為:“城市已失去了它曾有過的最完美的過渡空間”,為恢復城市中這種性質的空間,他借鑒日本傳統文化中的“緣側空間”理念,在福岡銀行總部設計了一個巨大的開敞架空空間———介于室內與室外、公共與私有之間的城市公共開放空間。論文格式。
底層架空空間是室內外的過渡空間,具有加強通透性,提供灰空間,對外開放等特點,雖然增加了建筑的體形系表面面積,而總體積不變,體形系數一定增加,但是它卻從而降低了住宅內部的氣溫,改善了微環境。
目前的多層住宅的普遍做法是:底層另加小庭院,庭院的欄桿圍護都采用通透性強的鑄鐵、不銹鋼欄桿等,庭院內綠化由用戶栽種,這方面的嘗試較成功。但帶來的問題是庭院綠化不統一、防盜的要求也更高,加上底層潮濕問題,導致購房者瞻前顧后。
底層住戶由于接近地面,室內濕度比較大,防潮問題未解決,而且日照間距普遍不夠。而設置架空層之后就避免了這一問題。并且一層的住房冬季接收陽光時間比較短,這個也是主要原因之一??梢姀奶柲艿睦媒嵌瓤?底層架空也有好處。而且在底層架空層種植綠化,設置自行車停車場以及布置休閑娛樂設施等,對增加綠化面積,促進人與人交流等方面均有積極意義。
然而,底層架空帶來夏季自然通風暢通的同時,也會帶來冬季防風問題的嚴重性。為同時解決夏熱與冬冷的問題,可以采取一些輔助設計手段。例如:結合底層架空空間的綠化景觀以及兒童游樂場地設計移動隔墻,移動墻通過人工調節可以隨著冬、夏季的主導風向移動或旋轉,起到夏季導風、冬季防風之作用。也可以安裝玻璃,不但可以防風,而且可以成為利用太陽能直接受益式的附加陽光的暖房??傊?并非體形系數越小越好,應該綜合考慮多方面的因素。
4.控制體型的設計策略(1)盡量減少體型的不必要的、小尺度的凸凹不齊,以利于降低體形系數,減少熱量損失。
中圖分類號: TU74文獻標識碼: A
一、前言
由于我國的地域遼闊,我國氣候條件的差異,特別是區域間溫度差異較大,很多地方,尤其是北方地區,冬季氣溫較低,使得房屋建筑施工過程中面臨著很多的問題,同時也讓建筑施工過程中的質量管理變得更為復雜。所以,在冬季,如何采取更加先進的技術和施工管理水平,去進行房屋建筑施工,對房屋建筑的安全和質量影響較大,而本文就是針對這個問題進行分析闡述的。
二、冬季房屋建筑施工技術特點分析
1、氣溫
我國處于北半球,冬季氣溫整體比較寒冷,尤其是我國大部的北方地區,整個冬季都會在零下度過。在如此嚴寒的溫度下施工的難度可想而知,很多建筑用材的保管難度、商用混凝土的制造及運輸難度、材料的運送難度、鋼筋焊接的難度、砌筑難度都很大,這在某種程度上也制約了施工的進度。
2、時間
北半球冬季黑夜時間長,而且夜間溫度特別低,幾乎無法進行施工,這就造成了冬季有效施工時間較短的特點,施工單位不能像其他季節一樣高效進行施工操作。再加上由于冬季施工條件惡劣,建筑工人的工價也會隨之上漲,這一因素也制約了冬季房屋施工的開展。
3、技術文件
房屋建筑施工工程進行冬季施工時,工程施工相關人員要提前做好冬季施工的文件處理工作和文件編制工作,將所有的技術要點以及施工注意事項記錄下來,指導施工隊伍進行冬季建筑施工工作,這些文件主要包括施工組織、施工方案以及施工技術措施三個方面工作,具體說來,要完成如下幾個方面工作:建筑施工原材料的采購和倉儲工作計劃,冬季建筑施工的建筑工程任務安排和時間安排工作,相關人員配備計劃,原材料部署計劃,建筑工程質量控制要點方面計劃,施工人員上崗培訓計劃,建筑施工安全方面的注意事項以及冬季施工工地工序以及工程進度方面的安排計劃。
三、冬季房屋建筑施工中存在的問題闡述
1、建筑材料質量難以達到相關的標準
在進行施工準備時候的材料物資質量管理問題。工程建設項目的材料物資將直接關系到整個項目質量管理的成敗,目前,我國很多單位在采集物料時候,難以達到質量要求,或是不符合設計施工的標準,或者是材料的保管不當,發生揮發磨損等等一系列問題,都使我國的工程項目質量管理存在著巨大的隱患。
2、缺乏對施工過程的監督
在我國,加強對施工過程的施工質量監督管理是整個施工質量控制的重要環節。但是,我國的監理部門或者是監理人員,在多數情況下,剛剛受到施工建設單位的監理委托,便會立刻安排監理工作人員去進行監理,對整個工程的實際情況缺乏實際的了解,僅僅限于對施工一般工藝標準和施工工序流程進行監理,忽視了對整個工程全過程的開展監理工作,對施工過程中存在的問題因為各種利益關系和或限于監理水平,面對施工過程中的違規操作,忽視施工階段個部分的質量標準,面對問題,難以及時迅速的采用有效措施進行管理,很大程度上喪失了監理的真正職能。因此,使得施工過程中存在很多忽視施工規范,忽視工序的科學性,忽視施工工序的質量標準等多種現象,這些都對整個施工過程的質量管理產生了及其消極的影響。
四、冬季房屋建筑工程施工技術措施分析
1、做好施工前的準備
《建筑工程冬季施工規程》中,對施工的溫度有著明確的規定,一般認為,室外的平均氣溫連續5天低于5攝氏度,就意味著冬季施工的時間來臨了。所以,我們在施工前,首先要收集施工地冬天的氣溫變化資料。把對施工有可能產生不利影響的因素各個擊破、一一化解,做好充分的準備和防范。認真聽取天氣預報,對于未來一周甚至更長一段時間的天氣變化有個預判,了解氣溫變化趨勢和持續的時間等細節,防患于未然。
2、加強施工圖紙的會審
圖紙是建筑工程的靈魂,而如果圖紙出現錯誤且沒有被發現,就會給整個建筑工程帶來不可言喻的后果。所以在工程中標之后,在做好一切準備工作之后,就要組織人力對圖紙進行細致的審查,在不影響其設計理念以及確保工程質量和功能為前提,檢查設計中存在的漏洞和弊端,是否違反國家規定,是否在某些地方不符合合同要求,并且進行積極的修改。并且在審查之后,工程施工的管理人員必須認真的熟悉整個圖紙,了解設計者的理念和整個工程的施工過程,對特殊的項目要加以注意。
3、加強施工過程的質量控制
(一)控制好原材料的加熱溫度。混凝土原材料的加熱是保證混凝土早期強度增長的重要因素,在施工過程中要確定原材料的加熱溫度,作好加熱措施,定時進行溫度測量,保證加熱溫度達到要求。
(二)控制好混凝土的人模溫度?;炷翝仓肽囟纫话悴粦陀? qc。溫度過低,則容易造成新澆灌的混凝土冷卻過快,使混凝土在很短時間內降至冰點溫度而影響混凝土早期強度增長。
(三)作好試塊的留置工作。根據規范冬季施工試塊留置不少于2組(6塊),與結構同條件養護,分別用于檢驗受凍前混凝土和轉入常溫養護28 d的混凝土強度。
(四)加強成品的養護。冬期混凝土的養護管理是保證混凝土質量的重要措施。新澆筑的混凝土,一是作好覆蓋保溫工作,并經常檢查;二是作好混凝土的測溫工作,隨時掌握混凝土的內部溫度,保證混凝土在初凝期不受凍。
五、冬季房屋建筑施工具體分析
1、鋼筋工程
(一)鋼筋冷拉
(1)在拉鋼筋的時候,可以采用控制應力方法,溫度降低,伸長率隨之而減少,而控制應力不變,伸長率不足。所以,在負溫下要使用大于常溫的控制應力,才能達到實際設計要求。(2)鋼筋負溫冷拉可以采用控制應力的方式,也能夠使用控制冷拉率的方式。然而,不可以采用控制冷拉率的辦法對那些不能分清爐批的冷軋鋼筋冷拉。
(二)鋼筋負溫焊接
(1)在負溫的狀態下進行焊接施工,常用的焊接方法有閃光對焊和電弧焊,有時也采用電渣壓力焊,電弧焊又分為幫條,搭接,坡口焊三種。(2)為了確保施工安全,對施工隊伍的施工資質一般都有比較嚴格的規定,要求工人必須具備焊工上崗證明。(3)鋼筋的焊接作業一般是在室內,如果條件不允許,只能在室外施工,這時應確保室外環境不能太低,否則會影響焊接質量,遇到雨雪天氣,一定要采取必要的遮蔽措施。
2、混凝土工程
(一)混凝土運輸
冬季運輸混凝土要使用恰當的運輸容器,遴選正規的商用混凝土公司。在運輸的過程中,高度關注混凝土混合材料的保溫,具體地從控制運輸的距離、為車輛裝設保溫裝置或者是現場直接攪拌的方式實施操作。
(二)混凝土澆筑
在進行澆筑操作前,施工人員要充分了解所購混凝土抗凍方面的性能,并根據這一信息制定相應的保暖措施。
在混凝土澆筑時,應該清除模板和預埋件上面的水、冰、霜以及雜物,在必要的時候還要設置保溫以及防風裝置。此外值得我們注意的是,混凝土入模時的溫度應該控制在10℃~20℃之間。
(三)混凝土的養護
(1)要采用干燥的草袋或者麻袋,作為保溫材料,不能水分過高。(2)一般來說,澆筑的混凝土抗壓強度不宜過低,不然會影響使用壽命,一般說,這個比例大約是40%,即抗壓強度應高于40%的標準量。(3)混凝土拆模后,要及時的將保溫材料蓋上,讓混凝土表面溫度不產生驟降,降低裂縫的發生率。
3、模板工程
冬施澆筑混凝土前,認真檢查模板,清理模板內的冰雪。模板在混凝土達到抗凍臨界強度(混凝土設計等級的30%并不低于5MPa) 并冷卻到5℃后方可拆除。拆模時混凝土溫度與環境溫度差大于20℃時,拆模后的混凝土表面應及時覆蓋,使其緩慢冷卻,以防出現溫差裂縫。
墻柱模板外側掛滿草簾或模板后嵌入聚苯板。冬施過程中,要注意及時清理模板上粘結的混凝土,澆完混凝土和拆模后的模板要保持干凈,一定要隨用隨清理,以保證混凝土質量和增加模板周轉使用次數。
六、結束語
綜上所述,在冬季房屋建筑工程的施工中,由于季節、溫度的變化,其施工具有一定的特點,因此需要采取相應的施工技術措施確保房屋施工的質量和安全,這對于居民的居住水平和安全具有重要的意義。
參考文獻: