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可持续发展的混凝土建筑

信息来源:hunningtu.biz  时间:2006-11-13  浏览次数:307

  在发达国家中,建筑业可能是最大的产业。建筑业约占英国国内生产总值的10%。但是,所有的建筑活动都对环境产生重大的影响。房屋建筑作业消耗的能源比任何其他活动都多,因此,房屋建筑在整个生命周期中的能源利用,对其总能耗起决定性的作用。建筑材料的生产和运输约占英国工业总能耗的25%,房屋建筑将对几代人产生深远的影响。因此,建筑业对可持续发展具有无与伦比的作用。可持续发展的定义  根据英国政府的一项倡议--可持续发展建筑战略:建设更美好的生活质量,把可持续发展定义为:“以满足需求的方式提供:社会进步,环境保护,更好地资源利用,经济增长和充分就业,这需要一种稳定和有竞争性的经济。更好地资源利用的核心就是对建筑业可持续发展提出的挑战。”建筑业是土地和原材料的消费大户。在英国,90%非能源资源被用于建筑业,总量约2.6亿吨,其中包括大量人口稠密地区和风景地区附近的土地。建筑业会产生大量粉尘和噪音,包括使用重型机械设备,产生大量废料。在英国,估计约有7000万吨建筑和拆除废料,包括废土。大约有1300万吨运至工地的材料,最后被浪费掉。生产某些主要的建材产品,特别是水泥和砖块,需使用高温加工生产,因此,建筑材料的生产是能耗大户,并导致释放大量温室气体,其他气体和产生大量废料。估计用于建筑材料生产和运输的能耗,约占英国工业总能耗的25%。可持续发展建筑业中的混凝土  混凝土由于其通用性和经济性,是主要的建筑材料,使用混凝土具有很多环境效益。认识到混凝土对可持续发展建筑更具潜力的贡献,对于规划一个可持续发展的未来,混凝土是至关重要的。当然,混凝土只是适用于不同工程项目材料大家庭中的一员,由于其通用性如此之大,因此,把它用成环保型材料的潜力亦颇为可观。其强度,包括高保温性、良好的隔音性和形式的灵活性,使其能被设计成节能型的材料,融入到建筑构造之中。混凝土还能抵御多种侵蚀性的化学物质。在生产过程中,可使用其他工业废料和副产品,还可用作最廉价的污染土地处理,混凝土还可用来储存许多危险性材料。环境影响  我们必须关注许多来自混凝土生产和使用的环境影响因数,而且在一定情况下,将其与潜在的优点进行对比。混凝土占建筑和拆除废料的53%,是使用比例最高的建筑材料。大多数水泥和集料用于生产混凝土。波特兰水泥和混合波特兰水泥,是当前仅有的用于混凝土所需性能和耐久性要求的廉价胶结材料。水泥生产将消耗大量能源,并产生大量CO2。集料的采集,对环境影响亦很大。相对其人口和经济而言,英国是混凝土应用小户。据估计,生产混凝土释放出的CO2,占总量的2.5%,其中,生产混凝土释放出的CO2大约占8%,生产水泥释放出的CO2大约占4.8%,生产和使用混凝土对环境的影响与日俱增,特别在发展中国家更是如此。向可持续发展的建筑业前进  在“可持续性”和“环境”理念中,有许多能适用于各种特殊目的的思路,其中最重要的是要认识到可持续发展是一个涉及多方面的问题。英国政府倡议的结果,提供了一个卓有成效的行动准则,而这些可应用于可持续发展的混凝土建筑方法,就是该行动准则的依据。该行动准则的战略,提供了十大付诸行动的课题,其宗旨是获得更大的效益,即向研究机构提出挑战,开发更有效的能满足社会需求的,可持续发展方法。研究人员必须深入到建筑行业,全神贯注实施可持续发展的施工方法。可持续发展,必须贯穿于建筑业的全过程,包括从应用到拆除整个生命周期。它不仅仅是个环境问题,而且还有许多需考虑和平衡的潜在冲突和因素。  使用年限预测有助于可持续发展建筑的竣工移交。当综合考虑使用合理的初步方案设计、(详图)深化设计和施工作业时,使用年限预测有助于采用一种经济有效的方式,来满足业主对整个使用期内结构性能的需求。最符合可持续发展建筑战略,就是一种建筑的质量,能使其结构满足规范要求的使用年限。根据可持续发展标准,超标准设计也是一种失败的建筑。因为,这样的建筑所使用的材料,既超量,又超质。而劣质材料、设计和施工工艺,也是一种失败的建筑。因为,这样的建筑会导致维修或重建。何为使用年限  BSEN 1990:2002欧洲规程--结构设计依据,把使用年限定义为一种结构预期被使用的假设(定)期限,其中包括预期的维护,但不包括必需的重大维修。使用年限要求参考表:
  建筑物等级要求的使用年限(年)建筑物种类11-5临时结构225可调换以结构部件房屋或其他普通结构重大房屋结构或其他土木结构3504100
  一项建筑使用的直正终结,取决于若干因素,包括使用目的的变化和经济因素,另外还包括全部或局部结构损坏。在设计和施工过程中,还有许多因素可决定所设计的使用终结,这些问题强调的是需求:采用整体方法进行设计,包括整个施工过程,并明确使用年限。根据对已建工程的性能评估,进行整个使用年限的成本分析,并决定达到业主目的的施工方法。  最初,这种方法似乎对大多数结构而言相当复杂,而现在,它已成为一种简单的设计惯例。在设计阶段,一种简单明了的考虑使用年限的理念,可大大提高结构在其整个使用年限的性能。  使用年限设计必须深刻掌握导致结构提早毁损的机理,并且掌握过期后会发生的种种变化。当前,工程师都很好掌握了结构的逐渐恶化效应,并最终失去使用能力,因此,许多工程都需要进行有关使用年限的设计。获得所需的使用年限  要获得所需的使用年限,需分三步进行考虑:尽可能精确地确定结构所需的使用年限;确定可能潜在导致结构提早毁坏的机理;确保落实克服结构毁坏机理及其后果的措施,分阶段分析施工过程,包括设计、施工、使用维护和管理。  这些步骤与相对简单,但更需用智慧,就有关外界环境对结构影响的设计和细部设计作出决定相比,很少涉及特殊材料的选择或结构毁坏的精确分析,这里需考虑的问题,大都只与温度和渗水有关。结束语  本文的目的旨在描述依靠混凝土来开发可持续发展建筑技术的方法。本文还总结归纳了当前正在进行的这类开发研究工作。混凝土是最基本的建筑材料,根据研究结果和经验,要使混凝土对可持续建筑工作出贡献,必须使其性能获得最有效的应用。当前的研究工作证明,各种含有废料和再生材料的新型混凝土,是可以被当作“低能源”水泥材料,进行有效应用的。  使用年限设计,在可持续混凝土建筑中,可以起到至关重要的作用。当前英国研究院的研究工作正至力于解决建筑全过程中的使用年限和耐久性问题。使用年限设计有助于可持续发展,即以低成本,满足业主要求,避免由于超标准设计,给结构耐久性带来浪费,或由于劣质设计和材料,使结构提早维修,产生昂贵的维修费。此外,采用这种结构方法型的使用年限设计,也向我们提供了一种机会,即鼓励我们在各合理的施工过程中,吸取其他与可持续性有关的建议。(顾耀臣 自译 英国《CONCRETE》杂志2004/March P.31-33)  在发达国家中,建筑业可能是最大的产业。建筑业约占英国国内生产总值的10%。但是,所有的建筑活动都对环境产生重大的影响。房屋建筑作业消耗的能源比任何其他活动都多,因此,房屋建筑在整个生命周期中的能源利用,对其总能耗起决定性的作用。建筑材料的生产和运输约占英国工业总能耗的25%,房屋建筑将对几代人产生深远的影响。因此,建筑业对可持续发展具有无与伦比的作用。可持续发展的定义  根据英国政府的一项倡议--可持续发展建筑战略:建设更美好的生活质量,把可持续发展定义为:“以满足需求的方式提供:社会进步,环境保护,更好地资源利用,经济增长和充分就业,这需要一种稳定和有竞争性的经济。更好地资源利用的核心就是对建筑业可持续发展提出的挑战。”建筑业是土地和原材料的消费大户。在英国,90%非能源资源被用于建筑业,总量约2.6亿吨,其中包括大量人口稠密地区和风景地区附近的土地。建筑业会产生大量粉尘和噪音,包括使用重型机械设备,产生大量废料。在英国,估计约有7000万吨建筑和拆除废料,包括废土。大约有1300万吨运至工地的材料,最后被浪费掉。生产某些主要的建材产品,特别是水泥和砖块,需使用高温加工生产,因此,建筑材料的生产是能耗大户,并导致释放大量温室气体,其他气体和产生大量废料。估计用于建筑材料生产和运输的能耗,约占英国工业总能耗的25%。可持续发展建筑业中的混凝土  混凝土由于其通用性和经济性,是主要的建筑材料,使用混凝土具有很多环境效益。认识到混凝土对可持续发展建筑更具潜力的贡献,对于规划一个可持续发展的未来,混凝土是至关重要的。当然,混凝土只是适用于不同工程项目材料大家庭中的一员,由于其通用性如此之大,因此,把它用成环保型材料的潜力亦颇为可观。其强度,包括高保温性、良好的隔音性和形式的灵活性,使其能被设计成节能型的材料,融入到建筑构造之中。混凝土还能抵御多种侵蚀性的化学物质。在生产过程中,可使用其他工业废料和副产品,还可用作最廉价的污染土地处理,混凝土还可用来储存许多危险性材料。环境影响  我们必须关注许多来自混凝土生产和使用的环境影响因数,而且在一定情况下,将其与潜在的优点进行对比。混凝土占建筑和拆除废料的53%,是使用比例最高的建筑材料。大多数水泥和集料用于生产混凝土。波特兰水泥和混合波特兰水泥,是当前仅有的用于混凝土所需性能和耐久性要求的廉价胶结材料。水泥生产将消耗大量能源,并产生大量CO2。集料的采集,对环境影响亦很大。相对其人口和经济而言,英国是混凝土应用小户。据估计,生产混凝土释放出的CO2,占总量的2.5%,其中,生产混凝土释放出的CO2大约占8%,生产水泥释放出的CO2大约占4.8%,生产和使用混凝土对环境的影响与日俱增,特别在发展中国家更是如此。向可持续发展的建筑业前进  在“可持续性”和“环境”理念中,有许多能适用于各种特殊目的的思路,其中最重要的是要认识到可持续发展是一个涉及多方面的问题。英国政府倡议的结果,提供了一个卓有成效的行动准则,而这些可应用于可持续发展的混凝土建筑方法,就是该行动准则的依据。该行动准则的战略,提供了十大付诸行动的课题,其宗旨是获得更大的效益,即向研究机构提出挑战,开发更有效的能满足社会需求的,可持续发展方法。研究人员必须深入到建筑行业,全神贯注实施可持续发展的施工方法。可持续发展,必须贯穿于建筑业的全过程,包括从应用到拆除整个生命周期。它不仅仅是个环境问题,而且还有许多需考虑和平衡的潜在冲突和因素。  使用年限预测有助于可持续发展建筑的竣工移交。当综合考虑使用合理的初步方案设计、(详图)深化设计和施工作业时,使用年限预测有助于采用一种经济有效的方式,来满足业主对整个使用期内结构性能的需求。最符合可持续发展建筑战略,就是一种建筑的质量,能使其结构满足规范要求的使用年限。根据可持续发展标准,超标准设计也是一种失败的建筑。因为,这样的建筑所使用的材料,既超量,又超质。而劣质材料、设计和施工工艺,也是一种失败的建筑。因为,这样的建筑会导致维修或重建。何为使用年限  BSEN 1990:2002欧洲规程--结构设计依据,把使用年限定义为一种结构预期被使用的假设(定)期限,其中包括预期的维护,但不包括必需的重大维修。使用年限要求参考表:
  建筑物等级要求的使用年限(年)建筑物种类11-5临时结构225可调换以结构部件房屋或其他普通结构重大房屋结构或其他土木结构3504100
  一项建筑使用的直正终结,取决于若干因素,包括使用目的的变化和经济因素,另外还包括全部或局部结构损坏。在设计和施工过程中,还有许多因素可决定所设计的使用终结,这些问题强调的是需求:采用整体方法进行设计,包括整个施工过程,并明确使用年限。根据对已建工程的性能评估,进行整个使用年限的成本分析,并决定达到业主目的的施工方法。  最初,这种方法似乎对大多数结构而言相当复杂,而现在,它已成为一种简单的设计惯例。在设计阶段,一种简单明了的考虑使用年限的理念,可大大提高结构在其整个使用年限的性能。  使用年限设计必须深刻掌握导致结构提早毁损的机理,并且掌握过期后会发生的种种变化。当前,工程师都很好掌握了结构的逐渐恶化效应,并最终失去使用能力,因此,许多工程都需要进行有关使用年限的设计。获得所需的使用年限  要获得所需的使用年限,需分三步进行考虑:尽可能精确地确定结构所需的使用年限;确定可能潜在导致结构提早毁坏的机理;确保落实克服结构毁坏机理及其后果的措施,分阶段分析施工过程,包括设计、施工、使用维护和管理。  这些步骤与相对简单,但更需用智慧,就有关外界环境对结构影响的设计和细部设计作出决定相比,很少涉及特殊材料的选择或结构毁坏的精确分析,这里需考虑的问题,大都只与温度和渗水有关。结束语  本文的目的旨在描述依靠混凝土来开发可持续发展建筑技术的方法。本文还总结归纳了当前正在进行的这类开发研究工作。混凝土是最基本的建筑材料,根据研究结果和经验,要使混凝土对可持续建筑工作出贡献,必须使其性能获得最有效的应用。当前的研究工作证明,各种含有废料和再生材料的新型混凝土,是可以被当作“低能源”水泥材料,进行有效应用的。  使用年限设计,在可持续混凝土建筑中,可以起到至关重要的作用。当前英国研究院的研究工作正至力于解决建筑全过程中的使用年限和耐久性问题。使用年限设计有助于可持续发展,即以低成本,满足业主要求,避免由于超标准设计,给结构耐久性带来浪费,或由于劣质设计和材料,使结构提早维修,产生昂贵的维修费。此外,采用这种结构方法型的使用年限设计,也向我们提供了一种机会,即鼓励我们在各合理的施工过程中,吸取其他与可持续性有关的建议。(顾耀臣 自译 英国《CONCRETE》杂志2004/March P.31-33)

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