時間:2022-05-15 10:42:58
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇建筑研究論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
作為城市人工環境的主體——建筑,其內外部的物流、能流、信息流的利用效率和程度關系到城市代謝質量水平。建筑從建設到使用需要不斷與外部進行物質、能量的交換,消耗地球資源,同時又對環境造成不同程度的影響。在歐洲,約有半數的能源消費被用于房屋的建造和維護。可以說建筑對資源耗竭,環境惡化等問題有直接的影響。而因勢利導-合理利用生態因素建造房屋。既可以有效的減少建筑運營時所需的能量損耗,節約資源,又可以減少廢棄物的排放量,避免污染環境。下面就從節能、環保兩個方面分析建筑對自然環境造成的影響。
1.1建筑節能:針對不可再生資源
建筑節能是指:建筑全過程(從建設籌劃、建設、維持到建筑拆毀全過程)能量及相關能量鏈的相對減少,它的根本是不可再生能源、資源消耗的減少。
1.2建筑環保:資源可持續性,再生性利用
建筑環保是指:建筑全過程對社會環境及自然環境相對小的影響,它的根本在于自然資源可恢復性和再生性地利用。
環保比起節能的分析要復雜得多。環保更像是平衡,一種對于自然大系統的平衡。我們不能只建立在一個房間、一個房子、一群建筑的范圍來分析是否環保,很多所謂環保房子是對大環境平衡的破壞。比如大面積推廣雨水回用和過度抽取地熱(且不說熱水是否得到100%的回灌),都會使得地表生態環境和地質環發生改變,都是對自然平衡的破壞。一種建材是否環保,也不能進行絕對的判斷,比如木頭、石頭是環保的,塑料是不環保的。同是取自天然的木材,過度砍伐和森林自然代謝,或是可恢復性砍伐,意義和性質將是完全不同的。
請看下例:“石材向來被認為是取之不盡的資源,不可再生性資源的列表里絕對沒有它,因而只要無毒無害無放射性,石頭在建筑中的使用一定是環保的。然而事實并非如此。根據調查得出如此數據;買下一座山,山體上可用礦帶只是一部分,或是極小的一部分,20%以上的算是好礦山了。采礦的普遍辦法先是從山下的石材加工廠修一條簡易公路通到山上。然后炸山暴露礦帶,通過進一步爆破形成作業面,最后可供真正開采的僅僅是礦帶的30%~40%。開采通過火焰切割機進行(燒柴油形成噴射火焰),切割下來的石塊夠得上荒料標準的,由大馬力柴油卡車(多為進口)運下山,這樣的荒料占礦帶的1%~10%。荒料到了加工廠,要通過大砂輪鋸的切割形成板材,砂鋸片一般2至3公分厚,板材也是2至3公分厚,因此出材只是原有荒料的50%。這些石板還有根據建筑師的風格設計進一步加工,加上運輸和施工的損耗,鋪在地上、掛在墻上的也就60~70%。按照以上的步驟列成山體利用率的算式;20%×40%×5%×50%×70%=0.14%。
對于一座利用率僅為0.14%的山體,開采過程中山體表面植被幾乎是100%地全部破壞:炸山后遺留下的巖床可達幾平方公里,望去蒼涼一片,碎石塊、碎石渣漫山遍野,山體表面寸草不生。這些堅硬的巖石要經過幾百年的風化和沉積泥土,才可能生長小型植被。而山下石材加工廠幾乎成了粉塵加工中心,讓方圓幾里的植被得上了白化病(植物表面覆蓋著厚厚的白色石粉)。在石材廠門前厚厚的石粉幾乎沒過了鞋子,環境破壞的程度觸目驚心、不忍目睹”。
人類生存在地球上所建造的建筑物是一種對物質環境的營建。在大自然生物圈中,人最具有知識和認識的能力。大自然中有著生態的要求,即自然生態的循環。作為人類賴以生存的建筑,一樣要遵循自然法則,否則就會被無情淘汰。生態環境是人類生存最基本的支撐,地區的生態要素就是建筑設計建造運營的基礎。建筑誕生的幾千年以來,生態因素是物質的,同時也是精神的。從單純的關注建筑的外觀形式,轉而重視了建筑環境的生態命題,從單純的強調用建筑學的知識處理狹義的環境,到自覺的利用綜合交叉的學科去處理廣義的人居環境的問題。綠色建筑、生態建筑、自然建筑也為建筑師關注的新的特點。
2從生態要素到建筑設計:對建筑形態與外觀的影響
建筑出現伊始,無論“穴居”或“巢居”,都是與自然環境相對立的人類的庇護所,卻時時刻刻體現著與自然的交流和對話。生態因素對于建筑的產生和發展起著不可估量的作用,甚至可以說是建筑發展的決定性因素之一。當地的太陽輻射、熱、光、陰影、降雨、水文、風、植物、地形等自然條件參與了建筑生命周期的全過程,從方方面面影響著建筑的功能和外觀。
建筑不是大地的“領主”,建筑的造型語匯是自然風景的直接反映,任何建筑最重要的關系是與自然的協調。建筑的形式、布局、室內外空間組合應與不同時(季節、時令)空(場地)充分聯系起來,力求建筑自然采光,自然通風、自然控制溫濕度。
氣候是重要的自然環境要素。設計師在了解建筑所在地區的溫濕度、風力風向、太陽輻射、降水等氣候要素的時空分布變化規律后,因勢利導,通過適當的建筑體量和空間組合,建筑朝向,建筑材料,表面色彩等選擇來滿足人體舒適感。對于炎熱地區,遮陽、通風、隔熱是提高建筑空間舒適程度的重要手段,形成了深檐、騎樓、敞廊、通透、架空等設計語匯。對于寒冷地區則以保溫、納陽為主,形成雙層墻(窗)、日光廊道,圍護結構蓄熱,封閉等設計語匯。而對于溫帶地區,則需建筑空間具有可轉換的靈活性,即空間有開與閉,內與外的雙重性。中東地區傳統的雙院式住宅小而蔭庇的庭院比大的庭院涼快,從而形成空氣壓力差,引起空氣對流。即從小庭院(涼)到大庭院(熱)的穿堂風,而兩院間過道中的水槽又可以冷卻微風。
土地是建筑的載體,建筑適應于土地成為其存在的條件。土地通過地質條件、地形地貌影響著城鄉、建筑的布局和形態。地形地貌從形態上直觀的影響著城市布局與建筑形態。在中國陜西、甘肅、山西等黃土高原地區,窯洞作為一種特有的建筑形式,既符合當地的自然氣候條件,又體現了獨特的地質特點。黃土高原的條條沖溝,塊塊坡地上挖掘而成的黃土窯洞,既不占耕地,還可防止水土流失,冬暖夏涼,適于人們的居住要求。對地形地貌的尊重可以說是對土地“文脈”的一種延續。地下空間的開發是對土地的創造性利用,不僅提高土地利用率,還意味著較低的運營費用和能源消耗。中國古老的“覆土建筑”——窯洞就是早期開發地下空間的居住地設計。
自然界為建筑的營造提供了豐富的材料。一般建筑通常采用當地資源:木材、石材、土等等。北京的紫禁城、雅典衛城、福建的客家土樓分別是由這三種材料建成的建筑中最具有代表性的一例。除此之外還有大量的植物材料可以利用。蘆葦、麥秸以其柔韌的特性與黏土結合在一起制成土坯磚,可砌筑既堅固耐久又保溫隔熱的建筑材料,在許多地區。茅草是很理想的屋面材料。在非洲的有些地方,甚至用牛糞作為屋頂的覆面材料。竹子的應用就更為廣泛了,既可以直接用作建筑的結構材料,也可以加工成各種構件。
盡管在新修改的《建筑設計防火規范》中增加了對自動噴水滅火系統的設置范圍,但我國多層建筑室內滅火系統仍以設置室內消火栓為主。實踐證明,室內消火栓系統能有效使用的機率不高。火災時,消防人員采用消防車水帶接龍的方式將消防車內的水送入室內使用,或者利用消防車在室外對著火部位進行灌救的情況較多。這樣,室內消火栓設置的意義無法得到體現。主要原因:一是在當前全民消防意識普遍不高,滅火技能和基本的滅火器材操作知識缺乏的現實條件下,火災時一般民眾不可能有效使用室內消火栓系統來滅火。所以室內消火栓系統最終還需要有嚴格訓練的消防隊員來使用。但火災時起火單位熟悉本單位室內消火栓系統的人員不一定在現場,消防人員又對內部系統情況一般都不熟悉,很難快速有效利用室內消火栓來滅火;二是調查發現,室內消火栓系統多數得不到良好的維護保養,或是閥門銹蝕不能開啟,或是水帶水槍缺失,導致關鍵時候無法使用。三是從安全角度上講,在可以利用外來水源滅火,特別是又沒有人員被困火場的情況下,消防隊員沒必要冒險進入建筑內取用室內消火栓來滅火。
還有,眾所周知多層建筑室內消火栓給水系統,主要目的就是為了撲救初期10分種內的火災。但隨著時間的推移,《建規》制定時的許多歷史條件已經發生了變化。隨著經濟的發展,人民生活條件的改善已使得住宅、辦公場所、消費場所的裝修標準大幅度提高,增加了建筑的火荷載,相應的火災危險性和大火蔓延速度也大幅提高;滅火程度極低的室內消火栓系統極易耽誤火災初期極為寶貴的撲救時間,造成火災的蔓延。
二、自動噴水滅火系統的優點及設置必要性
自動噴水滅火系統的優點是:不需人員到起火點操作,值班人員只要在消防控制室就可以完全監控整棟樓的情況,做到早發現、早報告、早撲救。滅火成功率高,特別是對控制初起火災極為有效、可靠。據國外的資料介紹,自動噴水滅火系統的滅火成功率高達90%以上。以美國為例,從1925年到1969年的45年中,安裝這一系統的建筑物共發生火災81425次,滅火、控火成功率達96.2%。又如澳大利亞和新西蘭,從1886年到1968年的幾十年中,安裝這一系統的建筑物共發生火災5734次,滅火成功率達99.8%。國內也有許多成功的實例,如1958年建的廈門紡織廠,曾發生過四次火災,均由噴水頭自動啟動將火撲滅。自動噴水滅火系統以其目的性強,直接面對著火點,效率高,水漬少等諸多優點,已經成為國際公認的可以普及使用的主動固定消防設施。在美國,自動噴水滅火系統不僅在高層建筑、公共建筑、工廠和倉庫中普遍使用,而且已經發展到在家庭住宅中安裝這一系統。
從經濟的角度考慮。我國的自動噴水滅火系統已經有40多年的實踐經驗,經過幾十年的研究、實踐,現在在技術、產品配套、全自動化程度、操作等方面都已經有了較豐富的經驗;自動噴水滅火裝置的大量生產和使用,以及國產化程度的提高,已經使得自動噴水滅火系統的相對價格大幅下降。據統計,國內安裝該滅火系統的費用一般占工程總投資的1~3%。與室內消火栓系統相比,費用并沒有升高多少,而滅火成功率卻增長了數倍。完全符合經濟利益的要求。
結論:
縱上所述,多層建筑建立以自動噴水滅火系統為主體的滅火體系是非常必要的,并且在經濟上和技術上也是可行的。但受《建規》中以消火栓為主進行室內消防系統設計的規定以及消防設計人員多年來形成的習慣影響,要實現以自動噴水為主的目標,勢必要在以下幾個方面尋求突破。
論文摘要:中國傳統園林的繼承問題一直是討論熱點,本文試圖用建筑符號學的視覺去分析中國傳統園林,并從中得到一些繼承傳統的啟示。
1、理筑符號學
1.1建筑符號學的歷史沿革
建筑符號學脫胎于符號學。20世紀初,索緒爾皮爾斯,分別提出關于符號學的理論。索緒爾的理論對符號的能指與所指進行了定義,啟發了后來的符號學家們,被認為是現代符號學之父。而皮爾斯雖然沒有系統闡述符號學的著作,但卻對符號學賦予明晰的定義。在索緒爾與皮爾斯之后,德國人恩斯特·卡西爾認為人類精神文化的所有具體形式,都是符號活動的產物。美國人蘇珊·朗格則延續了卡西爾的符號學理論,為符號學美學一文藝符號學莫定了基礎。莫里斯提出符號學由符用學、符構學、符義學三部分組成,被學術界普遍承認。
20世紀50年代末,建筑師考艾尼格等人將符號學引入建筑學。其后,勃羅德彭特、詹克斯等人也進行了相關研究。文丘里、布朗等人則對建筑符號學的理論和實踐進行探索。
今天,建筑符號學在眾學者、建筑師的實踐與研究推動下,基本框架得以建立,大多數人所接受。
1.2主要的符號學理論及與其建筑的關系
我們的世界到處都充滿著符號,只要有人的意識參與,事物的存在著理由和意義。觀察不是單純地“看”事物的物理過程,人在“看”的過程中必然加入了主體的理論背景等因素,于是事物便被賦予了意義。同樣,人在創造事物的過程中也必然有意無意地賦予造物意義。意義是如何產生的?如何使意義的傳達成為可能?這類問題正是符號學所研究的。建筑符號學以符號學理論為基本出發點,甚至大量地直接應用符號學理論。在此,先介紹三種比較重要的符號學理論系統:
1.2.1索緒爾符號理論索緒爾是《普通語言學教程》的作者,對后來符號系統的研究有著深遠的影響。索緒爾理論的核心所在,是符號的組成要素,即能指與所指。能指是指符號的形象,所指則大約可理解為符號所代表的意義,如理念、情感、思想等。所有人造物都包括了有能指和所指,這就決定了“建筑能被理解”這一基礎,并影響了建筑理論。
1.2.2皮爾斯的符號理論在皮爾斯的符號理論里,符號活動其實是一種事物與其他事物聯系、被解釋的過程。他講符號劃分為三個層次一第一層次是即符號本身;第二層次是符號的能指與所指,具有雙重關系;第三層次是符號與其代表的內容與解釋。皮爾斯的符號學理論有助于人們對于“認識”和“解釋”的過程有更深入的了解,影響了建筑中的設計與解讀的理論。
1.2.3莫里斯的理論莫里斯把符號學分為符構學、符義學和符用學三個部分。符用學是主體部分,包含了符義學,而符義學又包含了符構學。這三個層次,與皮爾斯符號理論的三個層次基本被視為是相當的。這就進一步使建筑符號學更加完善。
1.3建筑符號學的重要概念
建筑符號學將建筑視為一種符號,其大前提是確信建筑意義的存在。那么人們是如何理解建筑意義的?它有著怎樣的含義?人們是如何接受建筑傳達的含義的?又通過何種機制去表達思想?這種種問題,正是建筑符號學所要回答的。下面舉出一些建筑符號學里的重要概念:
1.3.1能指在建筑中能指可理解為建筑的空間、形態形式、構圖等等。人的感覺確定了人類可接受的建筑表現特征如韻律、色彩等。
建筑的能指是有一定規律和限制的。
1.3.2所指建筑的所指可大約理解為建筑的內容。山于社會文化、規范等種種因素的制約,建筑的內容一所指,并不是隨意的。
1.3.3圖像符號建筑的圖像符號指建筑形式和內容間存在著形似關系。
1.3.4指示符號建筑的指示符號指建筑的形式與內容間存在這一種實質性的因果關系,如墻體往往代表分隔。
1.3.5象征符號建筑的象征符號指建筑形式與內容建立起來的任意性關系,如之前玻璃幕墻作為美國辦公樓的代表,幕墻和辦公建筑間其實沒有天然的關系。
2、理筑符號學視野下的中圈傳統園林
分析中國傳統園林常常用到以下一些方法:園林各要素的拆分、組合研究,文化背景研究,詩畫意境的分析,歷史沿革的研究,園林建筑空間分析。這些分析研究,都希望知道“中國傳統園林之為中國傳統園林的根本”一它的本體、它的特征一并從中得到啟示。
本文則試圖從建筑符號學的角度出發去看待中國園林,希望得到一些新穎的視,從中獲得歷史沉積下來的智慧。在建筑符號學中,建筑符號的能指和所指是最基本的部分,下面將主要通過分析中國傳統園林的能指和所指來研究它的特點。
2.1中國傳統園林之能指
建筑的能指就是建筑的形式、空間等。中國傳統園林的營造,注重開發了游人的感官體驗,故其表現特征是飽滿而充滿變化的。這些特征基本取材于大自然與生活,故傳統園林中“人的感官一建筑表現特征一建筑表現形式”這層層約束的關系是通達的。所謂“行、望、游、居”一居住要環境優美、舒適,出游、行走要方便,眼之所及都是大自然的景象一身心因此而舒泰,五感則得到滿足。《園冶》就提到不少園林的空間、形式。如廳堂立基要“深奧曲折,通前達后”,說的就是空間布局的豐富性;“軒楹高爽,窗戶虛鄰”指出園林建筑必須舒適;造園需要一些趣味元素,如“多方題詠,薄有洞天”。另外,傳統園林也注重使用者五感的開發,如“夜雨芭蕉,似雜絞人之泣淚;曉風楊柳,若翻蠻女之纖腰”,這里面就包含了視覺、聽覺、觸覺。其實,中國傳統園林的特點不應僅用元素拆分的方法去逐個看待,應把之視為一個統一的人居整體,這個整體的能指一表現形式,是以自然意趣之通達、五感享受之交錯為基礎的。
2.2中國傳統園林之所指
中國傳統園林的所指,就是其內涵與內容。從所指里的美學含義看,傳統園林追求的是“雖由人作,宛自天開”的自然美;“納干傾之,收四時之爛漫”則源自于一種“萬物皆備于我”的哲學理念。園林功能也是多種多樣的,如有“養鹿堪游,種魚可捕”的農業飼養,也有“一二處堪避暑”的生活空間。總之,中國傳統園林的所指,體現出一種完備的生活結構,以及與這種完備生活結構相符合的美學觀、空間內涵。
3、建筑符號學之啟示一中國傳統園林的繼承
從建筑符號學給予了從新的角度看待中國傳統園林的問題,相應地我們也從中得到一些關于繼承傳統的啟示。
3.1繼承傳統的意義
羅蘭·巴爾特指出“意義從來都是一種文化現象……功能衍生出符號,而這一符號又被重新轉化為功能的展示。”從羅蘭·巴爾特的這段話中我們可以看出,意義以及意義的解讀是人類不能避免的問題。在符號學的理論中,這個可感知的世界無一不是符號作用的結果,符號的能指與所指并不是天然的,而是受到眾多制約因素共同作用而產生的。在創新的同時,不能也不可能將文化背景等在意識內抹除,它們總會在有意無意間影響著人。與其同傳統撇開關系,倒不如好好地審視自己血液中的固有文化特點,從而更好地在新時代的條件下發揮其作用。
3.2傳統一現代的轉換機制
要繼承傳統就必須有“傳統一現代轉換機制”。從建筑符號學的角度去分析中國傳統園林,發現其自身也存在一種適合轉換的雙向譯碼一精英與大眾的雙向譯碼。
比如,古代一個中國農民就與士人有同一種譯碼一當他走進士人的園林,看不懂的只是石頭的形象,建筑的布局,但卻看出一個萬全的自然環境一山、水、植物、居所,而這種環境正是農民所擁有的或追求的,他能明白當中含義一于是傳統園林便成為一個農民也能解讀的符號。
文化建筑最大的特點就是公眾性,隨著經濟的飛躍式發展,富足的生活使人們更加重視精神上的愉悅和生活品質的提高,對各種文化活動的熱衷成為一種典型的社會現象,城市的文化色彩在市民生活中扮演著越來越重要的角色。隨著文化建筑功能的不斷發展與完善,其對城市的空間環境產生新的重大的影響,文化建筑在城市生活中扮演著越來越重要的角色。社區文化建筑應定位于對居民開放的服務性質建筑,其發展也會帶動社區文化的發展。它不但豐富了城市的市民生活,而且提高了城市的文化品位,同時有助于提高城市的整體素質,改變城市形象,進一步推動城市經濟建設的發展,吸引投資和增加凝聚力。
2項目概況
“揮毫當得江山助,不到瀟湘豈有詩”,一條湘江將長沙城隔成“西文東市”兩番不同的特色。而作為長沙的西大門,岳麓區已發展成科教大區和長沙的文化名片。岳麓區高等院校云集,科研院所遍布,人文歷史悠久。
岳麓文化藝術產業園以岳麓區政府為主,聯合中南大學、湖南大學、湖南師范大學等多所高校及省內外知名文化企業共同開發建設,充分發揮岳麓區湖湘文化深厚底蘊和岳麓山大學城教育文化科技資源優勢,依托“山、水、洲、城”的自然資源,創新“區校合作”模式,合力打造一個富有湖湘文化氣息的文化藝術產業基地。
桔子洲街道位于大學城的中心地段,從溁灣鎮到岳麓漁場,形成了以湖南師大、湖南大學、中南大學為代表的大學城產業鏈。在1.5km2的范圍內,有210所畫室和近100個音樂、舞蹈、播音、體育等特長培訓班。每年來自全國各地的藝術專業學子有4.5萬余人,他們在這里求學,他們在這里消費,他們在這里發展。師大、中南、湖大一帶的麓山腳下成為湖南藝術家的一個集中活動區域。
錦繡瀟湘文化藝術中心作為文化產業園的重點項目更是受到社會關注。項目占地約15畝,總建筑面積約27090m2。項目交通便利,與南面的城市道路阜埠河路通過規劃的24m綠化帶相連,景觀環境優越,離湘江風光帶僅百米之遙,有8路公共交通直達市區的各個方向。藝術中心集藝術交流、展示、交易、培訓為一體,建成之后對于促進區域文化產業發展、提升區域形象必將起到積極作用。(圖1、圖2)
3“藝術的盒子”——形式與功能的重新詮釋
當代社會,設計行業的發展,不管是“功能”還是“形式”,都經歷了一種從物質性到非物質性的過程,即功能與形式的脫離。這也是以靈活性對抗復雜性,由形式激發功能的過程。設計領域越來越追求“一種無目的性的、不可預料的和無法準確測定的抒情價值和種種能引起詩意反應的物品”,設計過程與藝術創造過程越來越相似。
錦繡瀟湘文化藝術中心建筑造型是按功能分區,在用地范圍等外部條件限定下的理性分析思考所激發出來的靈感,形成一組具有獨特流暢外形的“藝術盒子”的疊加。隨著視點的轉換達到不一樣的效果,其本身就是一項層次豐富的造型藝術作品,通過其自身的藝術形象來喚起人們的思想感情上的共鳴,是靈感和熱情的激發容器,體現了無拘無束的生活精神。
“藝術盒子”錯落地疊加更突出其藝術感與趣味性。疊——人上架人,物上疊物,相環相扣,相行相錯,或同或異,妙趣自出。(圖3)疊加作為一種最簡單的砌筑手段,便捷、實用、穩定,其中均蘊含著奇妙的藝術法則。單純、韻律、平衡、變化、動感。
同時“藝術盒子”的疊加,突出了獨立單元+自由組合的特色。該藝術中心主體功能為藝術家創作室、設計師工作室、工作坊、藝術品展示區、展銷及藝術培訓區。鑒于藝術活動的相對自由屬性,其建筑空間形態的相對多變、靈活、可塑是十分重要的。既要保持整體的自由開放形態,同時又要盡量保證個體的相對獨立,提供其個性化活動的可能。所以采取獨立單元組合形式,可同時滿足與兼顧這種既矛盾又共生的需求。
選擇基本單元以疊合形式構成,我們關注:
⑴基本單元具有相同或相似結構形態。
⑵規律或規律中有變化的組合形式(漸變或變異)
所以,變化與不一的功能其實均可以在制約中進行,或曰在“盒子”中進行,正所謂“規則中有變化、變化中有規則”。所以,綺麗紛繁景象還原后其本原往往是最簡單模式組合而已,只是我們熟視無睹罷了。
4技術表現與形象“自由化”
文化建筑的技術表現不應是單純地為了表現高技術,更重要的是考慮人的因素,關注人的情感、心理領域,探索高新技術在人類心理領域的認同。多數情況下,新技術主要是在應用在建筑的結構上,但技術的表現也越來越多地體現在外觀、表面、其至建筑的細部,而且這些因素常表現為自發的產物。只有把技術表現的內涵加以擴展,才能實現建筑的人性化和情感化。
形象“自由化”意指建筑形象的非物質化傾向,體現了一種模糊、輕盈、塑性、空無的形象。在高度發達的技術條件下,建筑師的創造力不再受原來的美學法則束縛,建筑幾乎已經沒有實現不了的形式,不再拘泥于規正、方整的形象,而以更自由的形象出現。建筑師在創作過程中很大程度上是要打破那種傳統的,人們頭腦里固有的一些東西,而且并不一定帶有強烈的目的性。總之建筑師不再創造那種一望即知的建筑形象,像后現代的美術作品一樣,更重要的是表達建筑師在創作過程中對建筑傾注的情感因素,而人們更能從中體會朦朧的美感。
本項目通過疊加、錯位、懸挑等處理手法,既體現了建筑的技術表現,同時外掛采用鋁條和玻璃條的隨機組合,形成時尚的數碼語言,與造型結合構成了一個面向城市的醒目標志,帶動周邊領域的活力。鋁板和玻璃因不同的反射度等物理特性,隨著季節氣候以及時間的不同,光在建筑上繪制出一幅色彩和圖案不斷變幻的流動畫面,每時每刻都呈現出不同的表情。富有特色的形象給人們帶來強烈的不同的視覺和心理感受。(圖4)
5休閑化、交流空間的增加以及與環境的融合
休閑是文化活動的基礎,二者從來就交融在一起。作為當代的文化活動的載體--文化建筑更體現這一特色。在當今社會,博物館、影劇院、展覽館已成為公眾假期休閑的重要場所。這對文化建筑的社會性提出了更高的要求,這樣的公共場所擔負著越來越重的提供大眾交流和休閑活動可能性的任務。它從一個文化教育場所變成了一個“具有多重職責的社會中心”。
文化建筑最重要的功能之一就是為人們提供休閑、交流的場所。文化建筑中的交流空間、共享空間的比重也在不斷增大。一些具有歷史主義的傳統文化建筑的擴建,更主要的也是為了增加原有不敷重荷的公共空間。
現代文化建筑中的許多傳統意義上的交通空間,正肩負越來越多交流空間的功能,如廣場、樓梯、走廊、坡道、臺階等。交流空間的增加還體現在更多非確定空間的出現。建筑內部的樓梯本身除了滿通功能外,又是多向度的空間聯系體,不只是空間之間的轉換與延伸,更是兩層空間對話的中介,一個充滿活力的空間。以往的走廊多是單一功能性的通過式空間,因此多只是滿足了疏散寬度即可,對空間的連系也是越直接越好。現在走廊往往從房間的一側脫離成為公共空間,甚至成為人們愿意留連的臨時展廳和咖啡座。走廊與樓梯一起成為建筑內部的停頓空間,在原來人們看似無法達到之處架起一座空中橋梁,完成空間的躍遷。坡道在建筑內部也大量地被應用,這更多地體現出空間的連續性并消減建筑人工刻畫的痕跡。坡道除了是考慮人性化的無障礙設計外,越來越多地表現了空間滲透和意識誘導的意愿。建筑外部廣場設置的大臺階則對人們有著天然的吸引力,人們更愿意在這里駐足、休憩,因此往往成為城市或建筑中最具活力的空間。外部臺階具有無可比擬的對城市空間的開放性和親和力,因此突顯了文化建筑的公眾意義。同時中庭、餐廳、咖啡廳這些交流空間在文化建筑中的重要性也越來越突出。本項目在入口空間、樓梯、走廊、交流平臺、挑空露臺等位置的處理中,盡可能地擴大交流空間,使人們在建筑中的活動本身也成為一種交流體現。(圖5)
現代文化建筑的發展也越來越重視與環境的融合,這不僅包括自然環境,也包括城市的空間環境。文化建筑多以一種文雅的姿態與周圍城市建筑、街道廣場或公園融為一體。設計過程中往往注重在建筑內部引入城市空間,或構造類似城市肌理的群體結構,以此來延續參觀者的空間感受,取得與環境的協調。或者抽取周圍環境建筑的共有要素語言如色彩、質地、比例、構件等,進行重新闡釋和翻譯后形成符號,應用到新建筑中去,以取得視覺上的延續和形式上的相似。建筑的空間布局也多采用分散化的方式,順應地勢分布建筑的各個組成空間,利用連廊、庭院等,聯系各部分,并做到內外環境滲透。
6小型化與專業化——社區文化建筑發展趨勢
目前,城市的文化建筑多是向綜合體發展,其往往包括圖書館、展覽館、劇場、教育場所等,有的更包括了商店、旅館及娛樂設施。而社區文化建筑的發展趨勢則應是小型化與專業化。由于人們多元化、個性化的選擇需要,以及日常活動范圍的限制,相當多的人更愿意在自己喜歡的專業和社區范圍內的場所進行交流、探討,而不選擇城市的大型綜合文化場所。小型化、專業化趨勢的迅速發展,一方面是社會對公眾交流意識的日益重視及為提升公共環境品質而做出的選擇,像小型的社區中心或文化會館等。比如歐美的社區中心以及日本社區的公民館,在社區的文化生活中都扮演著重要的角色。另一方面是一些旅游城市為增加地方特色而設立的一些主題非常鮮明的展覽館等設施,如畫廊、手工藝品博物館、民俗博物館等等。綜上所述,社區文化建筑的發展要進行全面規劃,并納入經濟、社會發展規劃和城市建設規劃。在建設中應力戒主觀隨意和盲目性、不講科學性,而應合理規劃、分級發展。對社區文化建筑來說,小型化、專業化的建筑投資較少,建設周期短,內容也更貼近市民生活。所以我們應結合本地區文化產業特色來發展合適的文化建筑,二者也必將會相輔相成、互相促進。
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論文關鍵詞:高層概況發展體系施工
論文摘要:本文簡要介紹了高層、超高層建筑的結構體系,通過對國內已建和在建的高層建筑鋼結構國產化問題的調研,分析了在鋼材、設計、施工和監理等方面國產化所面臨的主要問題,為高層建筑鋼結構的發展提出了一些建議。
高層鋼結構建筑在國外已有110多年的歷史,1883年最早一幢鋼結構高層建筑在美國芝加哥拔地而起,到了二次世界大戰后由于地價的上漲和人口的迅速增長,以及對高層及超高層建筑的結構體系的研究日趨完善、計算技術的發展和施工技術水平的不斷提高,使高層和超高層建筑迅猛發展。鋼筋混凝土結構在超高層建筑中由于自重大,柱子所占的建筑面積比率越來越大,在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結構受到質疑;同時高強度鋼材應運而生,在超高層建筑中采用部分鋼結構或全鋼結構的理論研究與設計建造可說是同步前進。
超高層建筑的發展體現了發達國家的建筑科技水平、材料工業水平和綜合技術水平,也是建設部門財力雄厚的象征。來源于/
一、我國的高層與超高層鋼結構建筑的發展
我國的高層與超高層鋼結構建筑自改革開放以來已有20年的歷史,并在設計和施工中積累了不少經驗,已有我國自行編制的《高層民用建筑鋼結構技術規程》。
1、鋼材的國產化
國內鋼鐵企業根據我國高層建筑鋼結構設計標準的要求,制訂我國第一部高層建筑鋼結構的鋼材標準《高層建筑結構用鋼板》(YB4104-2000),比目前仍在實施的《低合金高強度結構鋼》(GB/T1591-94)又前進了一步,其性能指標優于國外同類產品。
2、鋼結構設計國產化
截止2003年3月,我國已建和在建的高層建筑鋼結構有60余幢,按其結構類型劃分,鋼框架-RC核心筒占4314%,SRC框架-RC核心筒占1617%,二者合計6011%;鋼框架-支撐體系占1813%;巨型框架占813%;純鋼框架占617%,筒體和鋼管混凝土結構各占313%。統計表明,目前我國高層建筑鋼結構以混合結構為主。
鑒于我國對混合結構尚未進行系統的研究,所以《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)暫不列入這種結構類型是合理的。
國家標準《高層民用建筑鋼結構技術規程》(JGJ99-98)和《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)等有關高層建筑最大高度和最大高寬比的規定,在一般情況下,應遵守規范的規定,否則應進行專項論證或試驗研究。建設部第111號令《超限高層建筑工程抗震設防管理規定》和建質[2003]46號文《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》,對加強高層建筑鋼結構設計質量控制意義重大,具有可操作性。
鋼結構設計分兩個階段,即設計圖階段和施工詳圖階段。現在有的設計院完全采取國外設計模式,無構件圖、節點圖和鋼材表等,對工程招投標和施工詳圖設計帶來不便。因此,建議有關部門對此做出具體規定。關于節點設計問題,國內應多做一些理論和試驗研究工作,比如柱梁剛性節點塑性鉸外移和防止焊接節點的層狀撕裂等。由于鋼結構的阻尼比較低,在研發各種耗能支撐和節點的減震消能體系方面,國際上研究和應用較多,國內應加快進行此方面的研究。
二、高層及超高層結構體系
對于高層及超高層建筑的劃分,建筑設計規范、建筑抗震設計規范、建筑防火設計規范沒有一個統一規定,一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑,建筑總高度超過60m為超高層建筑。
對于結構設計來講,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設防烈度以經濟、合理、安全、可靠的設計原則,選擇相應的結構體系,一般分為六大類:框架結構體系、剪力墻結構體系、框架—剪力墻結構體系、框—筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系。
三、鋼結構制作與安裝1、鋼柱的安裝
鋼柱是高層、超高層建筑決定層高和建筑總高度的主要豎向構件,在加工制造中必須滿足現行規范的驗收標準。
100m高的超高層鋼柱一般分為8~12節構件,鋼柱在翻樣下料制作過程中應考慮焊縫的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形,所以鋼柱的翻樣下料長度不等于設計長度,即使只有幾毫米也不能忽略不計。而且上下兩節鋼柱截面完全相等時也不允許互換,要求對每節鋼柱應編號予以區別,正確安裝就位。
矩形或方形鋼柱內的加勁板的焊接應按現行規范要求采用熔嘴電渣焊,不允許采用其他如在箱板上開孔、槽塞焊等形式。
鋼柱標高的控制一般有二種方式:
(1)按相對標高制作安裝。鋼柱的長度誤差不得超過3mm,不考慮焊縫收縮變形和豎向荷載引起的壓縮變形,建筑物的總高度只要達到各節柱子制作允許偏差總和及鋼柱壓縮變形總和就算合格,這種制作安裝一般在12層以下,層高控制不十分嚴格的建筑物。
(2)按設計標高制作安裝。一般在12層以上,精度要求較高的層高,應按土建的標高安裝第一節鋼柱底面標高,每節鋼柱的累加尺寸總和應符合設計要求的總尺寸。每一節柱子的接頭產生的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形應加到每節鋼柱加工長度中去。
2、框架梁的制作與安裝
高層、超高層框架梁一般采用H型鋼,框架梁與鋼柱宜采用剛性連接,鋼柱為貫通型,在框架梁的上下翼緣處在鋼柱內設置橫向加勁肋。
框架梁應按設計編號正確就位。
為保證框架梁與鋼柱連接處的節點域有較好的延性以及連接可靠性和樓層層高的精確性,在工廠制造時,在框架梁所在位置設置懸臂梁(短牛腿),懸臂梁上下翼緣與鋼柱的連接采用剖口熔透焊縫,腹板采用貼角焊縫。框架梁與鋼柱的懸臂梁(短牛腿)連接,上下翼緣的連接采用襯板(兼引弧板)全熔透焊縫,腹板采用高強螺栓連接。
由于鋼筋混凝土施工允許偏差遠遠大于鋼結構的精度要求,當框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁連接時,腹板的連接板可開橢圓孔,橢圓孔的長向尺寸不得大于2d0(d0為螺栓孔徑),并應保證孔邊距的要求。
框架梁的翻樣下料長度同樣不等于設計長度,需考慮焊接收縮變形。焊接收縮變形可用經驗公式計算再按實際加工之后校核,確定其翻樣下料的精確長度。
框架梁上下翼緣的連接可采用高強螺栓連接或焊接連接,目前大部分采用帶襯板的全熔透焊接連接。施工時先焊下翼緣再焊上翼緣,先一端點焊定位,再焊另一端。
廣州建城兩千多年,傳統民居受嶺南氣候和文化的影響,建筑風格具有顯著的地方特色。西關大屋和竹筒屋是具有濃郁嶺南特色的廣州傳統民居,主要分布在西關一帶。所謂西關,是老廣州人對位于荔灣區北接西村,南瀕珠江,東至人民路,西至小北江,明清時地處廣州城西門外一帶地方的統稱。
西關大屋是清朝末期,一些官僚和商賈在商業繁盛的西關興建的大屋。這類古式大屋多是坐北朝南,磚木結構,坡形屋頂,1~2樓層,縱深二三進。進門有門廳、天井、轎廳、正廳、二廳(飯廳)、房間等。內部裝飾多采用木刻的花楣、花罩、屏風和滿族花窗,裝修精細,典雅古樸。正門由“腳門”、“趟櫳”和大門組成,正面外墻是色彩淡雅的青磚和白色花崗石墻裙,俗稱“青磚石腳”。①
竹筒屋。建筑開間小,進深大,兩者之比由1:4至1:8,由前至后排列以天井間隔的多所房間,形如竹筒。通風、排水及交通主要靠天井和巷道來解決,屋身增長則天井相應增多。外觀似為一層,但因層高達4.5m,故常置夾層,并設電梯。墻基用石塊砌筑,墻身用青磚,山墻承重,木構架,瓦頂。民國以后,由于西方建筑技術的傳入,竹筒屋也起了一些變化,出現兩三層建筑,樓層用混凝土梁,門楣上使用混凝土過梁,上設小陽臺,并采用西洋建筑的局部裝飾,屋頂該位平頂,時稱“洋樓”。②
西關大屋和竹筒屋主要分布在今荔灣區,在建筑形式上有一些共同的特點,就是都設三道門:腳門、趟櫳、大門,屋內多用滿洲窗等做間隔。西關大屋為富商巨賈建造,故寬敞氣派、工藝精良。竹筒屋為普通百姓所住,故面窄進深大。
據載,西關大屋清末民初鼎盛時期數量多達800多間,至今留下不足十分之一。走進西關,走進彎彎曲曲的小巷,走在青石板上,時而可以發現還保留著大門三件套的房子,從殘破的大門看進去,幸運的還可以發現鑲著彩色玻璃的屏風。西關大屋保存比較好的有耀華大街西關大屋區、泰華樓、黃寶間石屋、小畫舫齋、龍津西西關大屋建筑保護區、十五甫、十六甫西關大屋等。西關大屋保護區外的傳統建筑,正日漸衰頹,不少隨著舊城改建永久地消失了。
2廣州傳統民居建筑構件的存世情況
清代手工藝術品制作十分發達,雕刻技藝廣泛應用于民居裝飾。嶺南民居也廣泛運用木雕、磚雕等技藝。特別是西關大屋,興于清末,其室內裝修集工藝美術大成,木石磚雕,陶塑灰塑,壁畫石景,琉璃及鐵漏花,蝕刻彩色玻璃等應有盡有,許多既有應用功能,同時也是藝術珍品。不少消逝的傳統建筑構件,或因為精美,或因為實用,留存了下來。腳門、趟櫳、大門、封檐板、石腳、石門、水磨青磚、階磚、麻石板、屏風、滿洲窗、花罩、磚雕、掛落、花窗、欄桿、瓦當、滴水、紅梁……這些傳統民居建筑構件中保留下來比較多的有:腳門、趟櫳、大門、封檐板、屏風、滿洲窗、花罩、掛落等。這些建筑構件,一部分是市民為了保存家族記憶在老房子拆除時留下來的,一部分是在舊城改建中,具有傳統文化意識的市民或文物商人收集保存下來的。這兩年筆者在荔灣區拆遷完還沒開建的工地上,經常可以見到丟棄的柱礎、已斷裂的石門套,還有一堆堆等待出售的青磚、陶瓦。走進廣州文昌北路時,偶爾會遇到拆遷的工人用三輪車載著老舊的門窗什么的來問店主是否收購。經了解,現在私房改建時很多房主采用以工代料的方式,拆遷的工人就盡可能把舊料賣出去多掙一點錢。筆者在文昌北路上見到的傳統民居建筑構件,有的品相完好,價格也相當高昂。有的則是從剛從舊房子上拆下來的,經歷了幾十年上百年的風雨,已非常殘破。
3充分發揮傳統民居建筑構件記憶歷史、再現歷史的功能
傳統民居是一座城市重要的文化單元之一,在當今趨同化的全球社會經濟發展中,保護傳統民居,就是保護城市的文化個性,傳承城市的歷史。更為重要的是,對傳統民居的理解還在不斷深化,理解的角度也在變化,為我們的后代保留研究素材,也是傳統民居保護的意義之一。收集傳統民居建筑構件,在傳統民居已經大量拆除的情況下,是傳統民居保護中的補救措施,對保存記憶載體,研究、傳承傳統民居也大有益處。要重視傳統民居建筑構件的收集工作,充分發揮傳統民居建筑構件記憶歷史、再現歷史的功能。
3.1重視傳統民居建筑構件的收集
城市舊城區改造工程大量開展的時候,也是傳統民居被大量拆遷的時候,也是大量收集傳統民居建筑構件的最好時機。有的城市在城市改造的時候認識到了收集保存傳統民居建筑構件的必要性和重要性,以較低的經濟和時間成本保留下了大量的傳統民居建筑構件。并非所有的城市都有這樣的幸運,待到保留城市特色的意識深入人心時,大量的傳統民居已隨著舊城改建、道路拆遷等被拆除。筆者在走訪廣州一些收藏家時,他們談起前幾年廣州荔灣區的改建時,痛惜地說那時很多老房子的構件被丟棄,想收集但苦于無處存放,也只能選擇其中一些工藝較好、體積不大的收藏。
亡羊補牢,猶未為晚,現在我們仍然可以通過各種途徑收集到部分傳統民居建筑構件。一是通過掌握舊城區危房改造的信息,在部分傳統民居改建時收集建筑構件。二是利用市場渠道。筆者了解到一些懷舊的市民在裝修房子時會利用一些傳統民居建筑構件,另有一些文化類的公司在設計辦公、酒店等公共空間時也會運用到傳統民居的一些元素,這使傳統建筑構件具有一定的市場價值。有市場,就有人專門收集出售傳統民居建筑構件。這無意中保存了部分傳統民居構件。盛世收藏,近年興起的收藏熱,特別是收藏類電視節目的宣傳,使舊物的“文物”價值深入人心。不少拆遷的工人,因為想到傳統民居建筑構件是“文物”,值錢,不再隨意處置,這也有助于傳統民居傳統構件的保存。
收集傳統民居建筑構件,就是保存傳統建筑文化的殘篇斷簡。有了記憶的載體,就有可能再現歷史。碧桂園集團正是以大量的傳統民居建筑構件為基礎,通過復建建筑物,展示民俗,再現當時的生活環境,是對傳統建筑構件記憶功能的成功再現。
3.2研究傳統民居建筑構件
不能承載當時居住的環境信息,不能傳達當時居住的空間環境和社會心理,這是傳統民居建筑構件記憶歷史的局限。但是構件的尺度、材質、工藝等可以為建筑學、民俗學等學科的研究提供大量素材。建筑學、民俗學對傳統民居建筑構件的研究,也有助于加強人們對于收集保護傳統民居建筑構件意義的認識。就廣州傳統民居的建筑構件來說,在具有同時期中國民居建筑的一般特征外,還具有一些典型的地域特征,期待學者對傳統民居建筑構件中地域性文化符號的解讀。
有些城市在收集、展覽傳統民居建筑構件的基礎上,分類出版傳統民居建筑構件圖集。這也不失為傳播傳統建筑文化,開展傳統民居建筑構件基礎研究的好辦法。
3.3舉辦傳統民居建筑構件展
在民俗館整理保存傳統建筑歷史文化的同時,各城市興建的規劃展覽中心(館)成為展示所在行政區建筑歷史的重要場所。不少規劃展覽館設置“歷史廳”、“歷史文化名城廳”等展廳展示城市的發展史,在布展時大量收集利用歷史照片的同時,一些城市也收集利用了城建歷史實物,其中就有傳統民居建筑構件。有些展館更是大量地收集展示傳統民居建筑構件,如佛山市規劃展覽館,這既推進了傳統民居建筑構件等城建歷史實物的收集保存工作,也通過展覽讓公眾關注到傳統民居的保存現狀,關注到傳統民居建筑構件的另一保存方式:展覽。通過展覽,在失去構建房子的實用功能后,這些傳統民居建筑構件所承載的歷史記憶得到突顯,成為人們了解城市歷史的線索,回憶過去家園的載體。
我們需要了解城市的歷史,回味過去的家園,建筑民居建筑構件具有歷史記憶和再現的功能,就有了存世的理由。這些從消失的老房子中幸存下來的片瓦只礎,帶著歲月的饋贈和消磨,靜靜地讓人憑吊、回憶、追溯、再構。
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關鍵字:中水污水回用
0概述
在人類即將步入21世紀的時候,當今世界卻有80個國家,約20多億人口面臨淡水資源危機,其中26個國家的3億多人正生活在缺水狀態中。預計到2010年,還將增加8個國家,缺水已成為一個世界性的問題。節水是緩解這一問題較現實的辦法,而污水回用是一條有效的節水途徑。采用建筑中水系統,使污水處理后回用,有著雙重意義既可減少污染,又可增加可利用的水資源,有明顯的社會效益和經濟效益。因此在建筑逐步向綠色生態建筑發展的同時,建筑中水系統成為建筑給排水的一個發展方向。
不少國家已著手建筑中水道系統的研究和實施,各國根據自己區域特點確定出適合其國情的中水回用技術。早在1926年,美國亞利桑那州的CrandCanyon國家公園將處理過的廢水回用于沖廁所、草地噴水、冷卻水和鍋爐給水。1960年科羅拉多州修建了一套中水回用系統提供高爾夫球場、公園、高速公路等的景觀用水。美國在1975年的中水利用量占總取水量的38.7%,并以每年4%~5%遞增。1977年,佛羅里達州建成一套200km長的中水系統為公園、高爾夫球場、校園、住宅區草地、冷卻塔提供水源[1]。目前哥倫比亞城有1/3經生物處理的城市污水回用作為城市雜用水;加利福尼亞州約有200余座中水工程,城市污水回用中水量占污水總量的31%。南非溫得和克市已建成處理能力為450m3/d的污水回用作中水的系統。印度孟買已建成7座處理能力為150m3/d~250m3/d的中水工程,用于補充空調冷卻用水[2]。英國需用淡水量以每年2.5%的比例增長,其給水量的1/3不得不取自含有污水處理后排放河流的河段。前聯邦德國70年代時的地面水污染較為嚴重,所取河灘滲濾水和人工地下水都是地面水經過不同處理后,再經滲濾和回灌地下的。這說明英、德兩國的污水回用是客觀存在的[3]。日本在1989年有844套中水設施,東京市就有日處理量約為200m3的中水系統建筑物60余座。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,總設計能力約3000m3/d。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。《北京市中水設施建設管理試行辦法》規定:新建的面積20000m2以上的旅館、飯店、公寓等;新建的面積30000m2以上的機關、科研單位、大專院校、大型文化體育建筑等;按規定應配套建設中水設施的住宅小區、集中建設區等都應配套建設中水設施,現有建筑屬前兩項的可根據條件逐步配建中水設施。
中水水源可取自生活污水和冷卻水,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。醫院污水不宜用作中水水源。中水水源可分為3類[4]:A不含廚、廁排水,以冷卻水、雨水、洗浴水為主的優質雜排水;B含廚房排水的雜排水;C雜排水+廁所排水。
全世界人均用水量約為100L/d。加拿大埃德蒙頓市1994年人均用水量為434L/d,漏水率為4.8%;新加坡1994年人均用水量為135L/d,比1993年增加6.5%,漏水率為8%;1981年日本東京都人均用水量為250L/d,千葉縣人均用水量為205L/d;廣州市1997年為350L/d[5~6]。根據不同的處理程度、出水指標和各用途的用水水質標準,中水可作不同的用途,見表1。中水的最大用途是沖洗廁所,占使用量的90%以上。以東京都為例,沖廁用水為90.6%,冷卻用水為3.0%,消防用水為2.4%,洗車用水為1.2%,清掃用水為1.2%,綠化用水為0.7%,其它0.9%。
原水格柵調節池混凝處理或氣浮沉淀生物處理沉淀過濾消毒中水
日本、美國、南非等國還采用活性炭吸附、臭氧消毒、反滲透等方法進行中水處理,其中日本在中水處理及應用方面較為突出,一些實例[8~9]見表2。日本中水原水多為生活雜排水,也有試驗用水和研究用水。處理流程中多采用了活性炭吸附和混凝沉淀法。我國80年代起建立了一些中水回用試點工程并逐步推廣,主要采用物化與生化相結合的方法,其實例[10~11]3中水的回用方式
3.1單獨循環方式
單獨循環方式是指在單體建筑物中建立中水處理和回用設施,這種方式不需要在建筑物外建立中水管道,但其處理費用較高。如日本電氣大樓、日本電視大樓、北京勁松賓館等。
3.2小區循環方式
這種方式一般用于大規模的住宅區、較新的開發區等范圍較小的地區,區內建筑可共同使用一套中水處理系統和中水道。如日本八王子市多摩新城區、千代田區、大手町地區等。
3.3地區循環方式
利用城市污水處理廠的三級出水、雨水、河水等作為中水水源,供給某個區域的建筑或住宅。如日本新宿副都心地區、幕張新都心地區等。
4中水供水方式
中水的供水方式由建筑物高度、室外中水配水管網的可靠壓力、室內管網所需壓力等因素決定,一般可分為以下幾種。
4.1簡單的供水方式
當室外中水配水管網所具有的可靠水壓大于室內中水系統所需總水壓時,可采用不另設泵和水箱中水供水方式。這種方式具有設備少、維護簡單、投資少的優點。其水平干管可布置在首層地下、地溝內或地下室天花板下,也可布置在最高層的天花板下、吊頂內或技術層中。
4.2單設屋頂水箱的中水供水方式
當室外中水配水管網的水壓大部分時間可滿足室內中水系統所需水壓,只是在某一用水高峰時間不能保證室內供水時,可采用單設屋頂水箱的中水供水方式。當室外中水配水管網壓力較大時,可供水給樓內用戶和水箱;當水壓下降時,高層的用戶可由水箱供給中水,該方式的水平干管一般為下行敷設。
4.3設置水泵和屋頂水箱的供水方式
當室外管網水壓低于室內所需水壓時,靠水泵抽水到屋頂水箱(見圖1)。
4.4分區供水方式
對于多層和高層建筑,為緩減管中配水壓力過高,可將建筑豎向分區供水。低區由室外配水管網直接供水,高區通過水泵和水箱供水(見圖2)。
5經濟性分析
污水處理作為中水原水,無疑增加了處理設施建設費、運行費和管道鋪設費。但從長遠來看,中水回用在經濟方面具有以下的優越性:
(1)中水就近回用,縮短了運輸距離,而且由于減少了城市供水和排水量,從而減輕了城市給水排水管網的負荷,對總投資而言是經濟的。
(2)以污水再生作為水源,經濟上低于開發其它水源。為了取得水源,一些城市不惜遠距離調水,取水費高達0.10元/m3(上海市)。由于水源的污染,一些水廠不得不花費重金將取水口上移。北京從懷柔水庫引水修建的供水規模為100萬m3的水源九廠,工程投資為7億元,張坊水庫總投資為7.2億元。每天處理1m3污水的投資大約為1200元~1500元,處理相當于1m3自來水的污水投資約為960元~1350元(按80%~90%計),那么城市每日供應1m3自來水,不包括供水管網和排水管網,其總投資約為2160元~2850元,而中水處理工程造價約為同等規模上、下水工程造價的35%~60%。
(3)中水道的維護管理費低于上下水維護管理費,而隨著上下水價格的提高,中水的成本逐步接近上、下水費。使用1m3的中水就相當于少用1m3的上水,同時少排放接近1m3的污水,這就相當于2m3的上下水的價格和維護費用,故利用中水是合算的。
(4)可節約用水,有利于可持續性發展。中水回用可節省水資源,減少水資源污染,具有良好的社會效益、環境效益和經濟效益。一般而言,商住小區設置中水系統可節水70%,研究單位可節水40%,民用住宅區可節水30%,日本某些建筑物節水率達76%。深圳市規定建筑面積大于2萬m2的商住區,4萬m2以上的辦公建筑,日排水量250m3以上須設置中水設施。1992年符合此規定的有200項,可節水3.2萬m3/d。
6結語
(1)中水道技術是污水資源化綜合利用技術。在我國由于多方面原因,尚未得到普遍推廣應用,應從立法、政策、宣傳等方面加以解決。
(2)中水設施可設置在建筑的地下,以減少占地面積。中水系統設計和施工時應防止中水污染上水。中水管道與上、下水管道平行埋設時,水平凈距應大于0.5m;交叉埋設時,中水管道應位于上、下水管道的中間。為了防止中水處理系統故障,應設以上水作為中水水源的切換裝置。
(3)不斷改善中水的處理工藝,盡量降低中水系統的造價和運行成本。在保證中水水質的同時,提高上水的水質,并拉開上水和中水的價格,以推動中水道技術的應用。還要注意解決中水對設備、管道的腐蝕和結垢問題。
(4)中水回用作為開源節流的有效途徑,將成為城市建筑給排水的發展趨勢。首先在單個建筑中應用單獨循環方式;并在一些新建小區中應用小區循環方式。走一條從小循環到大循環,從新建區向舊城區,從缺水地區到其它地區,從經濟富裕地區向貧困地區的路子,最終建立完善的城市中水系統。
(5)大力加強節水宣傳和中水道知識的普及,改變人們認為中水很臟、都用自來水也多花不了多少錢的觀念,提高用戶對中水回用的承受能力。
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