论文部分内容阅读
摘 要:在全球气候变化的情况下,本文从全球气候变化对建筑工程的影响出发,就其影响因素进行探讨,对建筑地基、主体结构、建筑材料、施工管理的影响等方面进行了分析,并且提出了相应的建议。
关键词:气候变化 建筑工程 施工管理
当今世界经济飞速发展,给世界各国带来变化的同时,伴随而来的一个严峻问题就是全球气候变暖,进而导致全球极端气候发生的频率不断增多,天气变化影响着人类社会的各个方面,这种气候变化对建筑行业的影响也越来越大,根据一些机构的统计,在现行建筑设计标准的情况下,风速如果每提高6%,将有近100万座房屋和其他建筑物受到各种不同程度的破坏,会造成超过20亿的直接经济损失。此外,气温的逐渐变暖,暴雨和泥石流等发生的频率增多,部分地区的建筑物不能抵御这种频发的自然灾害,容易造成人员和财产损失。气候变化同时也影响到建筑节能的设计标准,催生绿色建筑这一概念,使得建筑行业在新材料和新工艺等方面的不断更新,一些建筑材料和建筑工艺面临被淘汰。
因此,气候变化对建筑行业的影响是巨大的,不断加强对气候变化的趋势研究,对整个建筑行业的发展是非常重要的,既可以对现行建筑设计标准进行重新定位,更对以后建筑行业的建筑地基、工程结构、施工管理、建筑材料、建筑环境、外观设计等,提供相对应的改进措施,使我们的建筑设计更加节能,建筑材料更加绿色,建筑工艺更加环保,人们的居住环境更加舒适和安全。
一、全球气候变化加剧对建筑工程的影响
气候变化为工程建设带来许多显著的影响。全球气候变暖使得海平面上升及海水的侵蚀,随之而来的是洪灾、热浪等极端恶劣气候现象,这些气候现象都严重威胁着建筑工程的多个方面,从大的方面看,长时间的暴雨会延误建筑工期,风力加大会妨碍大型施工机械的工作,过热的天气会导致露天作业的工人中暑。从建筑学角度看,水泥、钢材等建筑材料的性能受气候的变化影响很大,下雨会影响混凝土的浇筑,多雨潮湿的天气极易导致钢材生锈,降雨量的大小会对建筑地基施工造成极大的影响。
气候变化对建筑设计的挑战。全球气温变暖,长期的暴雨、旱灾等情况出现,要求建筑设计部门在设计的过程中要充分考虑这些极端天气带来的影响。在我国的北方地区,由于温度升高,建筑在设计过程中考虑的冬季取暖设备,要做相应的设计调整;在南方地区,在进行设计的过程中,要考虑应对暴雨、洪灾等极端天气,气候过度干旱或潮湿,会使土质变得过度松软或变硬,降低土体抗剪强度。建筑物的承载能力要提高设计标准,特别是对建筑物排水工程的设计,提高抵抗性能。
气候变化对建筑规划的影响。气温升高造成城市热岛效应,將一些城市干旱区扩大,这些问题将对城市建筑物的选址、功能定位等的选址产生影响,这些建筑物本身规模的大小,规划的结构、设计的方案等都要重点考虑气候变化带来的因素。以此相关的建筑项目的环境保护、经济效益等都要进行全面可行性评价。
二、全球气候变化对建筑工程的影响因素分析
1.对建筑地基的影响。气候变化给建筑物的地基带来严重隐患。温度升高会导致土壤里的水分蒸发过快,造成含水量的减少,土地干缩会使地基裂缝,基坑边坡上附加了太多荷载或外力的影响,会不断增加土体中的剪应力,如果超过了土体的抗剪力,容易使边坡塌方。长时间的大雨会对泥土造成冲刷,土壤里含水过多,湿化程度越高,会降低土壤里的摩阻力和内凝力,同时降低土壤抗剪强度,雨水侵蚀到建筑物地基下面,会破坏沉载土层的强度,使地基产生位移,容易造成地基的变形和沉降,严重的会导致建筑的主体结构开裂。
此外,土壤的霜冻现象以及土壤变形造成的排水管道问题等也会对建筑物地基带来危害,这种危害最常见于层数不高且地基较浅的民用建筑中。当土壤出现霜冻现象时,土壤会膨胀使得建筑地基隆起,造成基础位移,基础位移会引起建筑物的整体结构的沉降或开裂等损害。同时,由于土壤变形还会给建筑的给排水管道造成影响。大雨长时间冲刷土层,雨水流向建筑物的地基并向地基下面进行渗透,会带走一些下面的土层,这些土层不断向建筑物地基汇集,很容易造成排水管道的变形。
2.对主体结构的影响。气候变化中,各地经常出现的暴雨、洪水等自然灾害,这些自然灾害发生的频率不断增加,暴雨、洪水等对建筑的主体结构会产生重要影响。
长期的暴雨对建筑工程的结构提出了巨大的挑战,因此必须要有更高的维护条件才能应对,这就势必会影响建筑物的屋顶设计、基础设施的规划等,以便能应对短时间出现大量雨水带来的冲击。此外,建筑物的主体结构如何才能更好的防止雨水带来的侵蚀风化及降雨强度带来的冲刷等。
洪水带来的冲击力和危害性更为严重。洪水巨大的冲刷力可以立即破坏房屋的基础,地基达到最大承载力后,会使得地基下层,从而导致墙体变形,造成整个建筑物倒塌。房屋内部的结构将会遭到毁坏,如吊顶、抹灰等都会因为洪水而完全破坏,建筑物的恢复重建将会更加艰难,这些后果都是不堪设想的。
3.对建筑材料的影响。各种气候因素都会对建筑材料造成影响。在常用的建筑材料中,钢材、塑料、砖瓦、石材、水泥、木材等,均会受到诸如暴雨、高温、侵蚀等气候变化的影响。其中以混凝土受到化学侵蚀的危害最为严重。混凝土的性能在很大程度上受到温度和湿度的影响。温度的变化在进行混凝土浇筑的时候体现尤为明显,墙体大模块在正常温度条件下,混凝土强度一般可以达到符合要求的1N/m㎡,但如温度升高导致混凝土的强度和弹性模量的降低,会使其在凝固的时候产生变形。对于大体积的工程来说,如发生膨胀开裂会造成毁灭性后果。
混凝土受化学物质侵蚀将会对其他建筑材料带来的一系列后续影响,如在高温和湿度大的环境下,采用高铝水泥进行配置的混凝土的强度将会大大降低。在水泥中碱质作用条件下,会产生体积变形导致混凝土出现开裂。在温度高,湿度大的情况下,水泥凝结硬化快,相反则凝结硬化慢,若是在完全干燥的情况下,水泥水化无法正常进行,硬化停止,强度也不再增加,当温度低于零摄氏度时,水泥容易和水的作用结成硬块,若存放时受潮会自行水化,降低强度或结成硬块,此外,酸雨会导致还未进行混凝土浇筑时,对模板内钢筋的产生腐蚀,大气中二氧化碳浓度过高会加快混凝土的碳化作用。 4.对施工管理的影响。建筑施工最大的特点就是露天高处作业多,手工操作,繁重体力劳动。气候的变化会对工地施工的建筑工期、工艺技术、大型设备的安装运行、施工安全、现场环境等多方面造成影响。长时间的暴雨会使土方基础工程无法施工,导致整个工期的延误。大风会给起重机等大型设备的使用带来严重隐患。如当风力大于6级时,露天作业的轨道式塔式起重机等起吊设备,必须停止作业。为了达到坍落度,在进行混凝土搅拌时就必须在增加水灰比以加快收缩,带来的后果就是混凝土凝固后会形成较多孔隙,降低了现浇楼盖及框架结的耐久性。如现浇钢筋混凝土、梁、板,当跨度大于4m时,按要求模板应该起拱,这种水灰比的改变会降低框架结构的强度。温度过高会使工人产生不适,影响施工效率。气候变化影响建筑室内热环境、光环境。建筑工程的室内环境也受气候变化影响。低温且湿度大影响工地油漆作业,同时也影响从业人员的职业健康。
三、大力发展绿色建筑以适应气候变化
全球气候变化对于建筑行业的未来发展有着很深远的影响,由于气候变化的不确定性,基于目前全球气候变化的现状,应以提倡新的建筑标准等方面出发,分别对建筑结构、地基设计、能源消耗、防洪要求等方面进行修改,并且制定出适应新时期发展的绿色建筑的新标准,根据气候变化的特点,采用适宜的建筑技术和具体措施,使得新建的建筑能更好的适应气候变化所带来的不利影响,让建筑工程能在将来更好的可持续发展。
我国不同地区的气候条件、地理環境等有很大的差异,绿色建筑可以充分考虑建筑物所在地的气候变化,因势利导的控制各类不利的气候因素,将其融合在设计和建设中。如四川属于亚热带气候范围,由于复杂的地形造成气候复杂多变,气候特征差异明显,垂直变化大,气候类型多,根据不同的气候情况,优化建筑布局,改善建筑物的微气候环境,大力发展绿色建筑已经迫在眉睫。
因此气候变化对绿色建筑标准的制定提出了新的要求,绿色建筑标准应该保护人们的生命和财产安全不受气候变化的过多影响,保证建筑物在建造和使用的过程中能有更多的安全性,适应不同气候变化,居住能感到更加舒适,同时尽可能的延长建筑物的使用寿命。为此,四川省发布了《四川省绿色建筑设计标准》,为了适应气候变化和可持续发展,就绿色建筑概念、主动和被动措施、可再利用材料和再循环材料、建筑全寿命期等,进行了规范,为新时期建筑工程适应气候变化等提供了法规支撑。
参考文献:
[1]周峰.气候变化对建筑工程的影响研究[D].北京:北京交通大学土建学院,2009:1-89.
[2]张国学,刘晓航.温度对混凝土材料性能的影响[J].华东公路,2000,122.56-57.
[3]王元丰,韩冰.极端气候事件对桥梁安全性的影响分析[J].土木工程学报,2009,42(3):76-80.
[4]宋戈飞,赵琪,谢剑彬.浅谈全球气候变化对建筑环境的影响[J].建筑施工,2003,25(6):498-500.
[5]李百战.绿色建筑概论[M].北京:化学工业出版社,2007.
作者简介:刘奇欣,男,讲师,成都信息工程大学管理学院工程管理教研室副主任;李朝安,男,高级工程师,成都信息工程大学管理学院工程管理教研室教师。
※基金项目:成都信息工程大学气象灾害预测预警与应急管理研究中心课题“气候变化对建筑工程的影响研究”(项目编号:ZHYJ15-YB14).
关键词:气候变化 建筑工程 施工管理
当今世界经济飞速发展,给世界各国带来变化的同时,伴随而来的一个严峻问题就是全球气候变暖,进而导致全球极端气候发生的频率不断增多,天气变化影响着人类社会的各个方面,这种气候变化对建筑行业的影响也越来越大,根据一些机构的统计,在现行建筑设计标准的情况下,风速如果每提高6%,将有近100万座房屋和其他建筑物受到各种不同程度的破坏,会造成超过20亿的直接经济损失。此外,气温的逐渐变暖,暴雨和泥石流等发生的频率增多,部分地区的建筑物不能抵御这种频发的自然灾害,容易造成人员和财产损失。气候变化同时也影响到建筑节能的设计标准,催生绿色建筑这一概念,使得建筑行业在新材料和新工艺等方面的不断更新,一些建筑材料和建筑工艺面临被淘汰。
因此,气候变化对建筑行业的影响是巨大的,不断加强对气候变化的趋势研究,对整个建筑行业的发展是非常重要的,既可以对现行建筑设计标准进行重新定位,更对以后建筑行业的建筑地基、工程结构、施工管理、建筑材料、建筑环境、外观设计等,提供相对应的改进措施,使我们的建筑设计更加节能,建筑材料更加绿色,建筑工艺更加环保,人们的居住环境更加舒适和安全。
一、全球气候变化加剧对建筑工程的影响
气候变化为工程建设带来许多显著的影响。全球气候变暖使得海平面上升及海水的侵蚀,随之而来的是洪灾、热浪等极端恶劣气候现象,这些气候现象都严重威胁着建筑工程的多个方面,从大的方面看,长时间的暴雨会延误建筑工期,风力加大会妨碍大型施工机械的工作,过热的天气会导致露天作业的工人中暑。从建筑学角度看,水泥、钢材等建筑材料的性能受气候的变化影响很大,下雨会影响混凝土的浇筑,多雨潮湿的天气极易导致钢材生锈,降雨量的大小会对建筑地基施工造成极大的影响。
气候变化对建筑设计的挑战。全球气温变暖,长期的暴雨、旱灾等情况出现,要求建筑设计部门在设计的过程中要充分考虑这些极端天气带来的影响。在我国的北方地区,由于温度升高,建筑在设计过程中考虑的冬季取暖设备,要做相应的设计调整;在南方地区,在进行设计的过程中,要考虑应对暴雨、洪灾等极端天气,气候过度干旱或潮湿,会使土质变得过度松软或变硬,降低土体抗剪强度。建筑物的承载能力要提高设计标准,特别是对建筑物排水工程的设计,提高抵抗性能。
气候变化对建筑规划的影响。气温升高造成城市热岛效应,將一些城市干旱区扩大,这些问题将对城市建筑物的选址、功能定位等的选址产生影响,这些建筑物本身规模的大小,规划的结构、设计的方案等都要重点考虑气候变化带来的因素。以此相关的建筑项目的环境保护、经济效益等都要进行全面可行性评价。
二、全球气候变化对建筑工程的影响因素分析
1.对建筑地基的影响。气候变化给建筑物的地基带来严重隐患。温度升高会导致土壤里的水分蒸发过快,造成含水量的减少,土地干缩会使地基裂缝,基坑边坡上附加了太多荷载或外力的影响,会不断增加土体中的剪应力,如果超过了土体的抗剪力,容易使边坡塌方。长时间的大雨会对泥土造成冲刷,土壤里含水过多,湿化程度越高,会降低土壤里的摩阻力和内凝力,同时降低土壤抗剪强度,雨水侵蚀到建筑物地基下面,会破坏沉载土层的强度,使地基产生位移,容易造成地基的变形和沉降,严重的会导致建筑的主体结构开裂。
此外,土壤的霜冻现象以及土壤变形造成的排水管道问题等也会对建筑物地基带来危害,这种危害最常见于层数不高且地基较浅的民用建筑中。当土壤出现霜冻现象时,土壤会膨胀使得建筑地基隆起,造成基础位移,基础位移会引起建筑物的整体结构的沉降或开裂等损害。同时,由于土壤变形还会给建筑的给排水管道造成影响。大雨长时间冲刷土层,雨水流向建筑物的地基并向地基下面进行渗透,会带走一些下面的土层,这些土层不断向建筑物地基汇集,很容易造成排水管道的变形。
2.对主体结构的影响。气候变化中,各地经常出现的暴雨、洪水等自然灾害,这些自然灾害发生的频率不断增加,暴雨、洪水等对建筑的主体结构会产生重要影响。
长期的暴雨对建筑工程的结构提出了巨大的挑战,因此必须要有更高的维护条件才能应对,这就势必会影响建筑物的屋顶设计、基础设施的规划等,以便能应对短时间出现大量雨水带来的冲击。此外,建筑物的主体结构如何才能更好的防止雨水带来的侵蚀风化及降雨强度带来的冲刷等。
洪水带来的冲击力和危害性更为严重。洪水巨大的冲刷力可以立即破坏房屋的基础,地基达到最大承载力后,会使得地基下层,从而导致墙体变形,造成整个建筑物倒塌。房屋内部的结构将会遭到毁坏,如吊顶、抹灰等都会因为洪水而完全破坏,建筑物的恢复重建将会更加艰难,这些后果都是不堪设想的。
3.对建筑材料的影响。各种气候因素都会对建筑材料造成影响。在常用的建筑材料中,钢材、塑料、砖瓦、石材、水泥、木材等,均会受到诸如暴雨、高温、侵蚀等气候变化的影响。其中以混凝土受到化学侵蚀的危害最为严重。混凝土的性能在很大程度上受到温度和湿度的影响。温度的变化在进行混凝土浇筑的时候体现尤为明显,墙体大模块在正常温度条件下,混凝土强度一般可以达到符合要求的1N/m㎡,但如温度升高导致混凝土的强度和弹性模量的降低,会使其在凝固的时候产生变形。对于大体积的工程来说,如发生膨胀开裂会造成毁灭性后果。
混凝土受化学物质侵蚀将会对其他建筑材料带来的一系列后续影响,如在高温和湿度大的环境下,采用高铝水泥进行配置的混凝土的强度将会大大降低。在水泥中碱质作用条件下,会产生体积变形导致混凝土出现开裂。在温度高,湿度大的情况下,水泥凝结硬化快,相反则凝结硬化慢,若是在完全干燥的情况下,水泥水化无法正常进行,硬化停止,强度也不再增加,当温度低于零摄氏度时,水泥容易和水的作用结成硬块,若存放时受潮会自行水化,降低强度或结成硬块,此外,酸雨会导致还未进行混凝土浇筑时,对模板内钢筋的产生腐蚀,大气中二氧化碳浓度过高会加快混凝土的碳化作用。 4.对施工管理的影响。建筑施工最大的特点就是露天高处作业多,手工操作,繁重体力劳动。气候的变化会对工地施工的建筑工期、工艺技术、大型设备的安装运行、施工安全、现场环境等多方面造成影响。长时间的暴雨会使土方基础工程无法施工,导致整个工期的延误。大风会给起重机等大型设备的使用带来严重隐患。如当风力大于6级时,露天作业的轨道式塔式起重机等起吊设备,必须停止作业。为了达到坍落度,在进行混凝土搅拌时就必须在增加水灰比以加快收缩,带来的后果就是混凝土凝固后会形成较多孔隙,降低了现浇楼盖及框架结的耐久性。如现浇钢筋混凝土、梁、板,当跨度大于4m时,按要求模板应该起拱,这种水灰比的改变会降低框架结构的强度。温度过高会使工人产生不适,影响施工效率。气候变化影响建筑室内热环境、光环境。建筑工程的室内环境也受气候变化影响。低温且湿度大影响工地油漆作业,同时也影响从业人员的职业健康。
三、大力发展绿色建筑以适应气候变化
全球气候变化对于建筑行业的未来发展有着很深远的影响,由于气候变化的不确定性,基于目前全球气候变化的现状,应以提倡新的建筑标准等方面出发,分别对建筑结构、地基设计、能源消耗、防洪要求等方面进行修改,并且制定出适应新时期发展的绿色建筑的新标准,根据气候变化的特点,采用适宜的建筑技术和具体措施,使得新建的建筑能更好的适应气候变化所带来的不利影响,让建筑工程能在将来更好的可持续发展。
我国不同地区的气候条件、地理環境等有很大的差异,绿色建筑可以充分考虑建筑物所在地的气候变化,因势利导的控制各类不利的气候因素,将其融合在设计和建设中。如四川属于亚热带气候范围,由于复杂的地形造成气候复杂多变,气候特征差异明显,垂直变化大,气候类型多,根据不同的气候情况,优化建筑布局,改善建筑物的微气候环境,大力发展绿色建筑已经迫在眉睫。
因此气候变化对绿色建筑标准的制定提出了新的要求,绿色建筑标准应该保护人们的生命和财产安全不受气候变化的过多影响,保证建筑物在建造和使用的过程中能有更多的安全性,适应不同气候变化,居住能感到更加舒适,同时尽可能的延长建筑物的使用寿命。为此,四川省发布了《四川省绿色建筑设计标准》,为了适应气候变化和可持续发展,就绿色建筑概念、主动和被动措施、可再利用材料和再循环材料、建筑全寿命期等,进行了规范,为新时期建筑工程适应气候变化等提供了法规支撑。
参考文献:
[1]周峰.气候变化对建筑工程的影响研究[D].北京:北京交通大学土建学院,2009:1-89.
[2]张国学,刘晓航.温度对混凝土材料性能的影响[J].华东公路,2000,122.56-57.
[3]王元丰,韩冰.极端气候事件对桥梁安全性的影响分析[J].土木工程学报,2009,42(3):76-80.
[4]宋戈飞,赵琪,谢剑彬.浅谈全球气候变化对建筑环境的影响[J].建筑施工,2003,25(6):498-500.
[5]李百战.绿色建筑概论[M].北京:化学工业出版社,2007.
作者简介:刘奇欣,男,讲师,成都信息工程大学管理学院工程管理教研室副主任;李朝安,男,高级工程师,成都信息工程大学管理学院工程管理教研室教师。
※基金项目:成都信息工程大学气象灾害预测预警与应急管理研究中心课题“气候变化对建筑工程的影响研究”(项目编号:ZHYJ15-YB14).