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關(guān)鍵詞:校園;仿古建筑;波形琉璃瓦;施工技術(shù)
一、前言
最近這些年由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)正在飛速發(fā)展,社會(huì)文化也在經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中不斷進(jìn)步,關(guān)于校園建筑類型也在不斷改進(jìn),種類也更加全面。仿古建筑就是一種加入了古代建筑的元素,來(lái)達(dá)到古色古香的建筑效果,以此形成一定的景觀形象,提高城市的古文化氣息。而琉璃瓦最為古建筑材料的中杰出代表,是在仿古建筑工程施工中最常采用的建筑材料,對(duì)于琉璃瓦屋面的施工質(zhì)量好壞對(duì)于仿古建筑的整體施工質(zhì)量是有著很大影響的。以目前在建筑方面比較受歡迎的就是仿古建筑風(fēng)格,所以關(guān)于仿古風(fēng)格校園建筑中琉璃瓦屋面也在逐漸被廣泛應(yīng)用,這種建筑風(fēng)格具有簡(jiǎn)單大方及規(guī)格多樣化等不同優(yōu)點(diǎn),本文主要對(duì)比做出具體分析。
二、波形琉璃瓦施工準(zhǔn)備
琉璃瓦技術(shù)是一項(xiàng)傳統(tǒng)屋面建筑施工技術(shù),它在歷史發(fā)展的長(zhǎng)河中至今仍然被應(yīng)用,具有傳統(tǒng)和歷史性?,F(xiàn)在所應(yīng)用的琉璃瓦施工技術(shù)已經(jīng)和現(xiàn)在屋面施工技術(shù)相融合是一種具有現(xiàn)代特性的仿古技術(shù)。在現(xiàn)代仿古建筑屋面波形琉璃瓦施工時(shí),主要需要保證的就是施工技術(shù),整體質(zhì)量好壞和施工技術(shù)密切相關(guān)。除此指在還需要從多個(gè)不同方面綜合考慮,屋面波形琉璃瓦施工過(guò)程中每一個(gè)步驟都要嚴(yán)格進(jìn)行,以下對(duì)施工流程做出分析。
1.施工前準(zhǔn)備
(一)技術(shù)方面準(zhǔn)備
在任何一項(xiàng)工程開(kāi)始之前都需要對(duì)工程全體做出一個(gè)具體設(shè)計(jì)分析,首先需要在工程進(jìn)行環(huán)節(jié)做出分段,每一個(gè)步驟都要定點(diǎn)設(shè)計(jì)。具體操作人員要嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)計(jì)圖紙操作,理解好圖紙上每一個(gè)細(xì)節(jié)步驟。在實(shí)際操作時(shí)可以及時(shí)提出不合理問(wèn)題,并有相對(duì)應(yīng)配瓦方案。施工之前要對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)具體測(cè)量,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合整理,對(duì)設(shè)計(jì)方案詳細(xì)規(guī)劃,對(duì)圖紙熟悉掌握。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)要對(duì)于房屋正脊,細(xì)節(jié)不容易注意到的陰溝,房檐借口,四個(gè)翼角這些非常細(xì)節(jié)的部分進(jìn)行具體設(shè)計(jì),一旦出現(xiàn)操作問(wèn)題也可以有效進(jìn)行解決,在進(jìn)行測(cè)量放置樣品之后,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和綜合測(cè)量。
(二)材料提前準(zhǔn)備
在工程進(jìn)行時(shí)如果出現(xiàn)材料不夠或是質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)來(lái)說(shuō)是重大失誤。因此在施工之前提前要將材料準(zhǔn)備充分,是指在保證工程順利完工前提下琉璃瓦準(zhǔn)備工作要細(xì)致進(jìn)行。需要有專門工作人員進(jìn)行采購(gòu)選擇,根據(jù)校園仿古建筑數(shù)量多少還需要對(duì)寶頂和滴水瓦的數(shù)量進(jìn)行管理。只有這樣才能保證在施工進(jìn)行中不受材料限制而影響施工進(jìn)程。
(三)施工工具準(zhǔn)備
進(jìn)行校園仿古建筑屋面波形琉璃瓦施工時(shí)主要應(yīng)用的設(shè)備有桅桿式吊車和測(cè)量用水準(zhǔn)儀等。施工進(jìn)行時(shí)所需要應(yīng)用的材料有工具用棉紗,測(cè)量用線繩、裝置石灰的灰桶、腳踏板和各種類型的測(cè)量用尺。在施工之前要對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行具體細(xì)致的檢查,并且需要準(zhǔn)備備用工具,只有這樣才能保證工程施工順利完成。
(四)施工作業(yè)條件準(zhǔn)備
在具體施工時(shí)有具體施工要點(diǎn),首先在施工時(shí)要目測(cè)房屋側(cè)面弧形流暢程度并且對(duì)于整體高度要有一個(gè)準(zhǔn)確測(cè)量。其次在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆板施工時(shí),如果為了保證主體澆筑砼不進(jìn)行上浮,在具體操作時(shí)對(duì)于房梁面負(fù)壓彎矩筋的處理就十分關(guān)鍵,要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格固定來(lái)防止校園仿古建筑屋面發(fā)生變動(dòng)影響其順暢性。對(duì)于房屋脊梁高度要保證足夠,如果高度不夠在此基礎(chǔ)上可以考慮用砼加高,具體高度應(yīng)該考慮到筒瓦、底瓦和溝瓦總體的高度。關(guān)于校園仿古建筑屋面防水層施工以前需要注意的問(wèn)題是對(duì)于屋面上存在的雜物要做徹底清除,如果存在不平要對(duì)其進(jìn)行平整度修理。按照規(guī)定要求和規(guī)范進(jìn)行防水層鋪墊,進(jìn)行鋪墊時(shí)要保證其不能存在氣泡和其他破損處。對(duì)于琉璃瓦鋪墊和普通屋面鋪墊操作過(guò)程沒(méi)有一致性,在操作時(shí)需要保證其橫向平整性,順暢性并據(jù)此對(duì)其粘合力進(jìn)行加強(qiáng),防止底層波形琉璃瓦和粘層發(fā)生分離而出現(xiàn)問(wèn)題。
三、琉璃瓦施工工藝
在琉璃瓦施工是需要在進(jìn)行琉璃瓦安裝隨后才能安裝脊,這種方式就是調(diào)脊方案。[1]另外一種操作方案就是先進(jìn)行脊安裝隨后進(jìn)行瓦安裝工作。這種方法在具體操作上工序十分復(fù)雜,在縱向進(jìn)行琉璃瓦分布時(shí)對(duì)于尺寸難以很好控制。在不同類型琉璃瓦進(jìn)行銜接是可能因?yàn)楹臀菁怪g搭接不方便而造成施工出現(xiàn)問(wèn)題。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題來(lái)講方法一可以解決這個(gè)難題,并且非常容易操作。在進(jìn)行施工時(shí)主要操作流程包括瓦件質(zhì)量數(shù)量挑選隨后進(jìn)行分別歸攏居中然后對(duì)于屋面坡度進(jìn)行瓦數(shù)控制,最后安裝底瓦和屋脊上的琉璃瓦。在進(jìn)行這些步驟之后對(duì)屋面灰塵做出徹底清掃然后再涂抹保護(hù)劑,下文將對(duì)這些步驟做出具體描述。在對(duì)校園仿古建筑琉璃瓦進(jìn)行施工時(shí)根據(jù)筒瓦和板瓦施工所需長(zhǎng)度對(duì)其進(jìn)行加工。在加工過(guò)程中不可以采用過(guò)去舊方法對(duì)板瓦進(jìn)行砍打,目前普遍應(yīng)用的是手提式切割來(lái)對(duì)其進(jìn)行具體裁量。這樣新技術(shù)應(yīng)用在寬度準(zhǔn)確問(wèn)題上有著很大提升并且材料損耗小,如果下雨更不容易滲漏,這樣對(duì)于校園仿古建筑施工有效保證了其質(zhì)量。在屋面波形琉璃瓦施工過(guò)程中工期時(shí)間很緊張,在施工時(shí)需要保證有足夠工作人員進(jìn)行操作,并采用工作面擴(kuò)大方法來(lái)保證施工快速進(jìn)行,這樣才能有效縮短工作時(shí)間,創(chuàng)造出更加優(yōu)秀的施工工程。[2]在屋面進(jìn)行琉璃瓦安裝時(shí),要保證屋脊前后兩面對(duì)稱進(jìn)行施工,在這個(gè)過(guò)程中需要有計(jì)劃進(jìn)行,在進(jìn)行操作時(shí)也要進(jìn)行第二次琉璃瓦選擇,這樣可以保證整體工程質(zhì)量,一定要嚴(yán)格禁止質(zhì)量不合格琉璃瓦被應(yīng)用到工程當(dāng)中。工作人員在進(jìn)行波形琉璃瓦安裝時(shí),不可以穿硬底鞋,防止在工程操作時(shí)滑倒導(dǎo)致安全問(wèn)題或者是損害已經(jīng)安裝完工的瓦面。需要施工時(shí)配置腳踏板,并且在屋面周圍設(shè)置防護(hù)設(shè)施才可以有效保證操作安全。在瓦片安裝之前要在其底部放置三十毫米厚度的砂漿,并覆蓋到脊根都。一定要保證均勻鋪蓋,在進(jìn)行這些初步工作之后才可以進(jìn)行底層琉璃瓦擺放。需要嚴(yán)格按照房屋建筑規(guī)定的壓六露四方法進(jìn)行操作,并結(jié)合具體操作時(shí)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。這是一種科學(xué)性安裝方法,這樣既可以避免了完工之后兩段塌陷問(wèn)題,也避免了發(fā)生漏水問(wèn)題,提高了整體美觀性。進(jìn)行底瓦鋪設(shè)時(shí),具體操作是要將外側(cè)瓦沿放置稍稍高于內(nèi)測(cè)邊緣,在壓實(shí)之后它會(huì)自然發(fā)生改變。[3]底瓦如果在雨水存積情況下會(huì)坐中。如果不按照這種方法有可能會(huì)發(fā)生偏斜現(xiàn)象。對(duì)于邊緣角瓦在進(jìn)行收工時(shí)要適當(dāng)對(duì)其進(jìn)行加密處理,所以一定要對(duì)瓦口進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,保證其在不同天氣狀況下應(yīng)用時(shí)都可以有效解決漏水問(wèn)題。
四、注意問(wèn)題及改進(jìn)方向
在校園仿古建筑屋面波形琉璃瓦施工時(shí)元注意到關(guān)于存在裂縫問(wèn)題。在進(jìn)行勾縫時(shí)需要應(yīng)用專業(yè)工具對(duì)其進(jìn)行多次操作才能勾滿,時(shí)縫密實(shí)不易漏水。在覆蓋進(jìn)行測(cè)量時(shí)要具體使用尺來(lái)進(jìn)行測(cè)量,不能依靠目測(cè)方式,那樣會(huì)造成屋面不順暢。仿古建筑工程在實(shí)施過(guò)程中可能會(huì)遇到很多問(wèn)題需要工作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況及時(shí)進(jìn)行解決。防止以后校園建筑使用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,影響整體效果。
五、結(jié)束語(yǔ)
根據(jù)上文所做的描述,仿古建筑是對(duì)于傳承民族風(fēng)貌一種重要體現(xiàn)。在校園建筑中采用仿古琉璃瓦風(fēng)格更具特色,對(duì)于這樣傳統(tǒng)施工工藝需要保護(hù)。施工工藝是否良好涉及到整體建筑效果,對(duì)于其功能和觀賞方面也有重要作用,因此對(duì)于加強(qiáng)屋面波形琉璃瓦施工技術(shù)需要更加重視。總之,在對(duì)仿古建筑的琉璃瓦屋面進(jìn)行施工時(shí),要注意考慮到仿古建筑的景觀特色要求,精心設(shè)計(jì),確保施工設(shè)計(jì)方案合理優(yōu)化,且施工圖紙要明確標(biāo)明相關(guān)的施工參數(shù),不可馬虎大意,以免施工人員不能正確領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)者的意圖。另外,要做好施工準(zhǔn)備,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求與施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行作業(yè),注意對(duì)施工中出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行合理修補(bǔ),確保仿古建筑的琉璃瓦屋面能夠滿足建筑屋面的基本功能要求且美觀大方.
參考文獻(xiàn)
[1]劉小楠.仿古建筑屋面琉璃瓦施工工藝[J]時(shí)代建筑,2013,56-58.
[2]楊洋.古建筑琉璃瓦坡屋面施工工法[J]建筑工藝,2012,89.
一、前言
仿古欄桿是仿古建筑中一項(xiàng)重要表現(xiàn)手段,是古建筑不可缺少的重要構(gòu)件。仿古欄桿示意圖如圖1所示。古典欄桿是古建筑挑臺(tái)、廊道、外廊、樓梯和棚頂?shù)扰R邊設(shè)置的常見(jiàn)圍欄構(gòu)造,有攔擋圍護(hù)防止游人失足墜落的重要功能。古時(shí)有木質(zhì)欄桿和石作欄桿兩種形式,隨著混凝土材料的應(yīng)用,仿古欄桿多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)替代木結(jié)構(gòu),使欄桿在抗震能力、防蛀能力、使用年限等方面都有很大的改善。如何利用混凝土材料運(yùn)用現(xiàn)澆施工工藝制作出清水混凝土仿古欄桿,經(jīng)過(guò)油漆涂刷后達(dá)到木質(zhì)欄桿質(zhì)感要求,同時(shí)滿足蓮花柱頭、升子小型構(gòu)件花紋與木雕形式接近,也對(duì)仿古欄桿施工提出了更高的考驗(yàn)。傳統(tǒng)混凝土仿古欄桿多采用預(yù)制拼裝施工,或依據(jù)施工順序依次現(xiàn)澆拼接安裝,施工縫留置多,銜接太隨意,接頭處多采用后期粉刷處理,達(dá)不到清水混凝土效果,接縫處易開(kāi)裂,二次維修費(fèi)用較大,費(fèi)工、費(fèi)時(shí),造型不是很準(zhǔn)確,預(yù)制件焊接偏差大,一般需二次調(diào)整。
本文結(jié)合古建筑施工經(jīng)驗(yàn),以往仿明清欄桿施工技術(shù),異型石膏模具施工技術(shù)等,創(chuàng)新形成了一套完善的欄桿組合現(xiàn)澆施工技術(shù)。
二、仿古建筑混凝土欄桿施工創(chuàng)新技術(shù)
(一)技術(shù)要點(diǎn)
總結(jié)形成了仿古欄桿多類型定型模具組拼及小型復(fù)雜預(yù)制構(gòu)件整體組拼,并用混凝土一次澆筑成型技術(shù)。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的前提是對(duì)模具進(jìn)行專門系統(tǒng)深化設(shè)計(jì),首先確定出模具組合方式及加固方法,最終實(shí)現(xiàn)一次制作。本技術(shù)質(zhì)量控制方法與傳統(tǒng)鋼筋混凝土一致,符合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混凝土材料理論和相關(guān)規(guī)范要求。
(二)施工過(guò)程操作要點(diǎn)
1柱頭預(yù)制操作要點(diǎn)
(1)柱頭玻璃鋼模具翻制
采用質(zhì)地堅(jiān)硬、遇水變形小、利于雕刻的梨木作為雕刻材料。請(qǐng)專業(yè)雕刻師依據(jù)圖紙1︰1進(jìn)行雕刻,首先用機(jī)械加工出“蓮花柱頭”的形狀,再用雕刀精心雕刻出花紋圖案。木質(zhì)胚胎形式確定后,翻制出玻璃鋼柱頭模具。模具經(jīng)試用驗(yàn)收合格后,方可進(jìn)行批量模具及成品制作。
(2)模具加固
玻璃鋼模具自身附加鋼肋進(jìn)行加強(qiáng),相鄰兩塊玻璃鋼模具利用兩道螺栓進(jìn)行連接,加固形式如圖2所示。
(3)混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)
混凝土澆筑時(shí)應(yīng)采用35型插入式小型振動(dòng)棒振搗。養(yǎng)護(hù)采用棉氈吸水覆蓋噴壺灑水養(yǎng)護(hù)。
(4)模具拆模及保養(yǎng)
模具拆模做好成品保護(hù)工作,避免柱頭花紋損傷。模具拆除后應(yīng)及時(shí)對(duì)模具進(jìn)行清理保養(yǎng),涂刷水溶性脫模劑,分開(kāi)堆放。避免整體堆放導(dǎo)致擠壓變形。
2升子預(yù)制要點(diǎn)
(1)升子鋼模具制作及加固
依據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求,采用電腦輔助制作鋼模具,鋼模具采用對(duì)角組合形式,加固方式如圖3所示。鋼模具經(jīng)試用驗(yàn)收合格后方可大批量生產(chǎn)。
(2)混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)
依據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì),下部橫梁為7cm厚,鋼模具底部墊5cm擠塑板,進(jìn)行升子預(yù)制,混凝土澆筑時(shí),預(yù)留兩根貫通鋼筋,如圖4所示。升子混凝土采用小型振動(dòng)棒振搗模具側(cè)壁進(jìn)行振搗?;炷琉B(yǎng)護(hù)采用棉氈吸水覆蓋噴壺灑水養(yǎng)護(hù)。
(3)拆模及保養(yǎng)
拆模時(shí),應(yīng)把握好拆模時(shí)間,拆模時(shí)間以三天為宜,確保拆模時(shí)不出現(xiàn)缺棱掉角現(xiàn)象。對(duì)拆除后模具及時(shí)進(jìn)行清理,刷油,整齊堆放。對(duì)制作好的升子構(gòu)件歸類堆放、養(yǎng)護(hù)。在拆模過(guò)程中如出現(xiàn)少量缺棱掉角,則可采用環(huán)氧膠泥進(jìn)行修復(fù),待環(huán)氧膠泥凝固后用角磨機(jī)進(jìn)行打磨修復(fù)。
3整體組拼施工操作要點(diǎn)
(1)定位放線
依據(jù)軸線施放欄桿中線、地栿梁邊線及200mm控制線,通過(guò)水準(zhǔn)儀將樓層50線引至欄桿相鄰墻、柱位置。欄桿中線、200控制線誤差不應(yīng)大于3mm,50線誤差不應(yīng)大于3mm。
(2)模板工程
對(duì)于欄桿組合施工方案,應(yīng)先進(jìn)行預(yù)拼施工,現(xiàn)澆制作出兩跨欄桿,通過(guò)預(yù)拼施工,使工人獲得了欄桿施工經(jīng)驗(yàn),驗(yàn)證組合施工工藝的同時(shí),也考驗(yàn)了操作工人個(gè)人業(yè)務(wù)素質(zhì)。對(duì)于欄桿成品依據(jù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格檢查,為大面積欄桿施工提供完善施工經(jīng)驗(yàn)。預(yù)拼施工驗(yàn)收合格后,方可進(jìn)行大面積欄桿施工。
模板加固及驗(yàn)收:①地栿模板宜采用12mm厚鏡面竹膠板施工,模板外側(cè)附加兩道6cm方木,模板加固采用卡具固定,卡具間距不應(yīng)大于80cm。模板驗(yàn)收依據(jù)200控制線復(fù)核,同時(shí)拉通線進(jìn)行檢驗(yàn),誤差不應(yīng)大于驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求。
②望柱、立柱組合鋼模具除采用“U”型連接外,模板外側(cè)還應(yīng)采用鋼管(加木楔)整體二次加固,如圖5所示。模板驗(yàn)收采用線錘、鋼尺檢查驗(yàn)收。
③橫梁模板選材同地栿,跨度大于1.5m欄桿應(yīng)進(jìn)行起拱處理,起拱大小以跨度1‰~2‰為宜。下部橫梁模板安裝完畢后,進(jìn)行升子預(yù)制構(gòu)件安裝,橫梁上部模板應(yīng)預(yù)留升子孔,孔洞大小同升子截面尺寸,升子與下部、上部橫梁采用點(diǎn)焊固定。下部及上部橫梁應(yīng)搭設(shè)架體進(jìn)行整體加固,橫梁上口采用卡具固定,間距不應(yīng)大于0.8米。模板驗(yàn)收采用鋼尺檢查截面尺寸,采用拉通線檢查橫梁整體是否順直,保持一條線。
模板拆除:拆模時(shí)應(yīng)保證構(gòu)件不出現(xiàn)缺棱掉角現(xiàn)象,拆模過(guò)程中嚴(yán)禁野蠻施工,防止損壞欄桿棱角,應(yīng)采用榔頭、小簪子配合拆除。
(3)鋼筋工程
鋼筋應(yīng)有出廠合格證,經(jīng)過(guò)復(fù)試合格方可使用,鋼筋制作過(guò)程中防止污染。鋼筋安裝位置要正確,規(guī)格及形式應(yīng)滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。鋼筋施工應(yīng)嚴(yán)格控制保護(hù)層,鋼筋綁扎時(shí)可彈出鋼筋綁扎位置線,地栿梁、橫梁采用水泥墊塊,望柱鋼筋采用塑料墊塊控制保護(hù)層。
望柱、立柱鋼筋應(yīng)在主體施工時(shí)進(jìn)行預(yù)留,地栿、立柱、下部橫梁鋼筋安裝完畢后,必須及時(shí)預(yù)埋萬(wàn)字造預(yù)埋件,宜采用50×5mm扁鐵預(yù)埋,寬度應(yīng)超出需焊接萬(wàn)字造每邊3cm左右,便于后期焊接。
(4)混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)
依據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求,混凝土采用細(xì)石混凝土,因欄桿各部分構(gòu)件截面尺寸較小,混凝土塌落度宜控制在8-12cm之間,振搗應(yīng)采用35型插入式小型振動(dòng)棒進(jìn)行振搗。
混凝土澆筑順序:首先進(jìn)行地栿混凝土澆筑;在地栿混凝土終凝前進(jìn)行望柱及立柱混凝土澆筑;望柱與柱頭采用粘結(jié)技術(shù)施工,即望柱混凝土達(dá)到終凝前,,安裝蓮花柱頭,確保蓮花柱頭與望柱粘結(jié)成為一個(gè)整體,安裝時(shí),依據(jù)50線拉通線進(jìn)行控制,確保柱頭標(biāo)高一致;最后依次進(jìn)行下部及上部橫梁混凝土澆筑。
地栿、橫梁混凝土應(yīng)至少進(jìn)行兩次以上收面,收面應(yīng)把握好收面時(shí)間,確?;炷翢o(wú)收縮裂縫,達(dá)到清水混凝土觀感效果。地栿、橫梁混凝土收面后應(yīng)及時(shí)加封頂模,確?;炷吝B續(xù)及整體性。
欄桿混凝土養(yǎng)護(hù)應(yīng)采用棉氈吸水覆蓋養(yǎng)護(hù)。特別是在夏季施工中更應(yīng)注意,避免欄桿出現(xiàn)裂縫。冬季施工時(shí),應(yīng)采用塑料薄膜加棉氈及時(shí)覆蓋。
4、萬(wàn)字造(金屬材質(zhì))加工及安裝
萬(wàn)字造加工必須先進(jìn)行放樣,按照放樣尺寸先制作萬(wàn)字造固定外框,控制萬(wàn)字造方正及焊接變形,外框宜比放樣尺寸小4mm左右。萬(wàn)字造制作應(yīng)在專用平臺(tái)上進(jìn)行焊接,與預(yù)埋件焊接采用小焊條進(jìn)行點(diǎn)焊,宜先豎縫,再水平縫焊接,焊接應(yīng)內(nèi)、外及上、下兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行,減少焊接變形,焊縫高度以2mm為宜,安裝時(shí)采用線錘檢驗(yàn)萬(wàn)字造垂直度及順直度,防止安裝扭曲。焊縫應(yīng)及時(shí)進(jìn)行拋光打磨處理。
――當(dāng)代鋼筋混凝土仿古建筑的典范之作
在海河之濱,矗立著一座宏偉璀璨的大悲禪院,十方信眾、國(guó)內(nèi)外游客,聚集在此。大雄寶殿是大悲院擴(kuò)建工程的重點(diǎn)項(xiàng)目,大殿金碧輝煌、晨鐘暮鼓、香煙繚繞。這座肅穆莊嚴(yán)的大殿是馬炳堅(jiān)和他的團(tuán)隊(duì)的智慧和勞動(dòng)結(jié)晶。
讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊密配合著建筑,嚴(yán)格遵從現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范,采取了許多特殊的措施,改革施工工藝,創(chuàng)造性地施工,大至柱、梁、枋、檁,細(xì)至翼角檐口,甚至山花結(jié)帶,構(gòu)件頭飾,統(tǒng)統(tǒng)按木構(gòu)建筑外形要求,用鋼筋混凝土代替木結(jié)構(gòu),千方百計(jì)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖,最大限度實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)初衷,將建筑設(shè)計(jì)發(fā)揮到極為詳盡的程度,創(chuàng)造出一座堪稱當(dāng)代鋼筋混凝土代替木結(jié)構(gòu)仿古建筑的典范之作,得到了行業(yè)內(nèi)專家的一致稱贊,這個(gè)項(xiàng)目最終捧回了天津市海河杯獎(jiǎng)杯。
武漢歸元寺圓通閣
――建造最大也是最復(fù)雜的木構(gòu)建筑
基座、樓閣、周圍環(huán)廊、門廡、角亭這些傳統(tǒng)建筑元素有機(jī)構(gòu)成了武漢市著名佛教寺院歸元寺擴(kuò)建工程的主體建筑――圓通閣。
圓通閣主體為一座復(fù)合式全木結(jié)構(gòu)建筑,設(shè)計(jì)構(gòu)思取材于佛教傳統(tǒng)的金剛寶座塔,由基座、樓閣和周圍環(huán)廊、門廡、角亭組成。主建筑是一座正方形四面帶抱廈的樓閣。樓閣高42.3米,首層建筑面積1211平方米,是我國(guó)自清代中晚期以來(lái)建造的最大的也是最復(fù)雜的木構(gòu)建筑。
圓通閣變幻的造型,復(fù)雜的內(nèi)部構(gòu)造,與北京故宮的角樓相比,有過(guò)之而不及,這一再地給馬炳堅(jiān)提升了設(shè)計(jì)木造結(jié)構(gòu)的難度系數(shù)。然而奇思妙想,不斷調(diào)整之后,細(xì)覽樓閣,一層抱廈檐面朝外,二層變成山面朝外,三層又變成了四角置四個(gè)亭子,最上層則是一個(gè)十字脊歇山,每層抱廈都截然不同。
北京萬(wàn)佛華僑陵園
――既有傳統(tǒng)建筑風(fēng)格,又有濃郁的現(xiàn)代氣息。
這是一塊難得的風(fēng)水寶地――北京萬(wàn)佛華僑陵園(簡(jiǎn)稱萬(wàn)佛園),建于京郊門頭溝區(qū),占地600畝,距戒臺(tái)寺6公里,背山面川,龍脈環(huán)抱。
萬(wàn)佛園的門前區(qū)是陵園規(guī)劃的三組重要建筑的第一組,由主殿、東西配殿、東西掖門、廣場(chǎng)、浴佛池、石橋及入口牌坊組成,是中軸線最宏偉的建筑群。
馬炳堅(jiān)與其團(tuán)隊(duì)成員一起,將建筑面積4014平方米門前區(qū)打造成集辦公、業(yè)務(wù)商洽、吊唁、祭祀、商品流通以及鍋爐房配電、設(shè)備間等配套設(shè)施為一體的多功能區(qū)。他們沿襲明清官式傳統(tǒng)建筑樣式,將主殿定為七開(kāi)間重檐歇山,地上二層,地下一層;采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),將東、西配殿為單檐歇山與頂相結(jié)合;專門設(shè)計(jì)了萬(wàn)佛園建筑彩畫(huà),使得彩畫(huà)裝飾與建筑功能相吻合。
俯覽全局,飛檐翼角,琉璃屋面,貼金彩繪,肅穆莊嚴(yán);墻面灰白相間,門窗通透明亮;既有傳統(tǒng)建筑風(fēng)格,又有濃郁的現(xiàn)代氣息。打造出了中華傳統(tǒng)文化與佛教文化交融,陵園與旅游功能兼具的高檔陵園。
北京天壽陵園
――一座古典式、園林化高檔陵園
踏進(jìn)天壽陵園門前區(qū),映入眼簾的是紅墻黃瓦、玉階丹楹,身心感觸的是金碧輝煌、莊嚴(yán)肅穆,儼然是一處環(huán)境優(yōu)美的游覽憑吊勝地。
這個(gè)突顯出古典式、園林化特色的高檔陵園出自于馬炳堅(jiān)及其團(tuán)隊(duì)之手,他和成員主要負(fù)責(zé)天壽陵園門前區(qū)建筑群的設(shè)計(jì)。天壽陵園占地面積600余畝,是繼北京萬(wàn)佛華僑陵園之后,他們公司在北京地區(qū)設(shè)計(jì)的又一座高檔墓園。
和北京萬(wàn)佛華僑陵園一樣,天壽陵園門這個(gè)占地面積約36000平方米,由石橋、園門、正殿及東西配殿等建筑組成的門前區(qū),在馬炳堅(jiān)的手里也同時(shí)具備了接待、洽談、辦公、舉行祭奠儀式和出售殯葬紀(jì)念品等功能。他依舊選取我國(guó)明清官式建筑風(fēng)格,仍然選用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)仿木構(gòu)外形。
與一般仿古建筑不同的是,這種仿木結(jié)構(gòu)不是一般性的模仿,而是精仿、高仿。雖然采用的是現(xiàn)代鋼筋水泥材料,卻能達(dá)到亂真的效果。精心規(guī)劃的園林設(shè)計(jì)和古典風(fēng)格建筑設(shè)計(jì),為天壽陵園贏得了很多人的認(rèn)可,很多名人都安葬在這里,不僅成為了有名的陵園,也成為環(huán)境優(yōu)美的游覽憑吊勝地。
在我國(guó)很多學(xué)者做了相關(guān)BIM的研究并取得了成果。例如,清華大學(xué)的張建平教授完成了“基于IFC的建筑工程4D施工管理系統(tǒng)”的研究,并成功地將其應(yīng)用到了國(guó)家體育場(chǎng)等大型的項(xiàng)目中;另外,清華大學(xué)和中國(guó)建筑科學(xué)研究院合作了國(guó)家“十一五”項(xiàng)目“建筑設(shè)計(jì)與施工一體化信息共享技術(shù)研究”和“基于BIM技術(shù)的下一代建筑工程應(yīng)用軟件研究”,側(cè)重于BIM應(yīng)用軟件的研究,正在推出基于BIM技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)、建筑成本預(yù)測(cè)、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、建筑施工優(yōu)化、建筑工程安全分析以及建筑工程耐久性評(píng)估等一系列應(yīng)用軟件[9]。在鳥(niǎo)巢、水立方這些近年來(lái)舉國(guó)矚目的項(xiàng)目上,已經(jīng)運(yùn)用了BIM。在水立方的設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員用BentleyStructural和MicroStationTriForma有效實(shí)現(xiàn)了維倫第爾式空間梁架(Vierendeelspaceframe)的建模和計(jì)算,2005年贏得了美國(guó)建筑師學(xué)會(huì)(AIA)頒發(fā)的建筑信息模型獎(jiǎng)。然而國(guó)人似乎更加津津樂(lè)道于這些建筑具有震撼力的表皮和外國(guó)建筑大師對(duì)中國(guó)文化的借鑒。其實(shí),這些建筑留給中國(guó)建筑界的最大財(cái)富,可能正是信息時(shí)代以數(shù)字信息模型為基礎(chǔ)的全新工作方式。從歷史建筑的數(shù)字化保護(hù)研究領(lǐng)域來(lái)看,隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,歷史建筑保護(hù)也跨入了信息時(shí)代,數(shù)字技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于建筑遺產(chǎn)的保護(hù)研究。信息化技術(shù)在歷史建筑保護(hù)與管理中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛。特別是地理信息系統(tǒng)(GIS)、三維激光掃描、信息化建模、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的應(yīng)用,給傳統(tǒng)的歷史建筑保護(hù)模式帶來(lái)了新的技術(shù)手段[10]。文化遺產(chǎn)保護(hù)工作進(jìn)入了一個(gè)新的信息時(shí)代,數(shù)字化遺產(chǎn)成為世界各國(guó)的共識(shí)和共同推進(jìn)的目標(biāo),遺產(chǎn)的數(shù)字化、可視化和信息化等技術(shù)正在文博部門廣泛開(kāi)展。世界各國(guó)成立專門的機(jī)構(gòu)將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于歷史建筑保護(hù)研究。1992年,聯(lián)合國(guó)教科文組織開(kāi)始推動(dòng)“世界的記憶”項(xiàng)目,用現(xiàn)代信息技術(shù)使文化遺產(chǎn)數(shù)字化,這是信息技術(shù)與文化遺產(chǎn)結(jié)合的關(guān)鍵時(shí)期。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)成為人們承載歷史記憶的方式之一[11],1995年英國(guó)巴斯舉行了虛擬遺產(chǎn)會(huì)議(VirtualHeritage)展示歷史建筑的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。1997年在芬蘭的倡議下,歐盟國(guó)家就開(kāi)始為信息社會(huì)“第二發(fā)展階段”描繪藍(lán)圖,文化遺產(chǎn)數(shù)字化是其基本內(nèi)容之一。美國(guó)對(duì)文化遺產(chǎn)數(shù)字化建設(shè)非常重視,國(guó)家投入巨額資金開(kāi)展“美國(guó)記憶”項(xiàng)目,各方協(xié)調(diào)合作將其珍貴的歷史文獻(xiàn)資源發(fā)展為數(shù)字資源庫(kù),并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向全球傳播。同時(shí)一些碩博士論文和專著開(kāi)展數(shù)字技術(shù)在歷史建筑保護(hù)領(lǐng)域的理論研究,探討信息技術(shù)對(duì)于建筑遺產(chǎn)的管理與運(yùn)行機(jī)制[12];研究可視化等數(shù)字技術(shù)對(duì)文化遺產(chǎn)的沖擊和影響[18]。同時(shí)也有一些研究是針對(duì)BIM技術(shù)在遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用,如PrabhuVenkatesh以多倫多市區(qū)歷史建筑改造為例探討B(tài)IM技術(shù)在文物建筑整體改造過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用[13]。Kim,J和Jeon,BH提出用BIM和參數(shù)化建模等技術(shù)復(fù)原傳統(tǒng)的韓屋構(gòu)造[14]。國(guó)內(nèi)歷史建筑保護(hù)與信息技術(shù)結(jié)合最早是從故宮和敦煌開(kāi)始數(shù)字化遺產(chǎn)保護(hù)。隨著GIS軟件功能及GIS數(shù)據(jù)處理方法信息技術(shù)的推廣,GIS在地理信息系統(tǒng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[21],這些信息技術(shù)對(duì)文化遺產(chǎn)保護(hù)起到重要的輔助作用。清華大學(xué)建筑學(xué)院人居環(huán)境研究中心進(jìn)行了GIS技術(shù)在北京舊城保護(hù)研究。
南京大學(xué)城市與資源學(xué)系也開(kāi)展了基于GIS技術(shù)的蘇州古城規(guī)劃。2000年聯(lián)合國(guó)教科文組織與東南大學(xué)建筑學(xué)院合作成立了GIS中心,并編制國(guó)內(nèi)第一個(gè)專門用于歷史街區(qū)保護(hù)的信息管理系統(tǒng)(鎮(zhèn)江西津渡歷史街區(qū))[15],胡明星和董衛(wèi)老師翻譯聯(lián)合國(guó)教科文組織地理信息系統(tǒng)手冊(cè)[16],并開(kāi)展GIS應(yīng)用于歷史街區(qū)的現(xiàn)狀調(diào)查、保護(hù)規(guī)劃編制、保護(hù)和管理的全過(guò)程研究。武漢大學(xué)建筑系在歷史建筑保護(hù)方面也做了相關(guān)探索和研究,把GIS技術(shù)和歷史建筑價(jià)值評(píng)估等現(xiàn)狀研究工作緊密結(jié)合(圖1)。另外,有一些國(guó)內(nèi)院校的碩士論文集中在數(shù)字化、GIS等技術(shù)手段與歷史建筑保護(hù)的結(jié)合,研究構(gòu)建古村落文化遺產(chǎn)資源管理信息系統(tǒng)[17]、探討利用GIS技術(shù)分析舊城區(qū)土地性質(zhì)、面積、空間分布等變化[18]、利用現(xiàn)代信息技術(shù)(3S)手段構(gòu)建文化遺產(chǎn)保護(hù)工程管理綜合信息平臺(tái),通過(guò)該系統(tǒng)為文物日常管理、搶救性保護(hù)以及修復(fù)實(shí)施和管理監(jiān)測(cè)工作提供支撐[19]。另外也有一些研究集中在根據(jù)古建筑的模式化特征,分析研究應(yīng)用參數(shù)化技術(shù)的方法,嘗試將參數(shù)化技術(shù)應(yīng)用到古建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程,建立古建筑的參數(shù)化模型,選用GDL(GeometricDescriptionLanguage)參數(shù)化技術(shù)研究中國(guó)古建筑大木的參數(shù)化設(shè)計(jì)[20]。以及建立參數(shù)化古建筑構(gòu)件庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)古建筑三維模型的精確重建,實(shí)現(xiàn)古建筑的數(shù)字化存檔,為古建筑工程的復(fù)原、修復(fù)提供技術(shù)支持[21]。并探討參數(shù)化在建立單個(gè)古建筑模型時(shí)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)領(lǐng)域也有研究通過(guò)對(duì)實(shí)體擴(kuò)展數(shù)據(jù)的研究和對(duì)ESTL文件的定義,利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)、ObjectARX和OpenGL等開(kāi)發(fā)技術(shù),研發(fā)古建筑的三維建模組件和虛擬仿真平臺(tái)[22]。在實(shí)際建造案例中,目前所能找到的將設(shè)計(jì)的具體信息公開(kāi)的案例有雞足山佛塔寺項(xiàng)目,此設(shè)計(jì)中用BIM完整地做了一套重檐歇山頂仿古建筑模型,并運(yùn)用于施工。清東陵景陵修繕設(shè)計(jì)方案中也探討了建筑信息模型在古建筑修繕過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用[23]。研究歷史建筑的結(jié)構(gòu)、表皮以及設(shè)備管線等模型信息分“層”復(fù)原,擴(kuò)充建筑數(shù)據(jù)采集的任務(wù)量與最終成果的信息涵蓋量[24]??梢?jiàn)國(guó)內(nèi)歷史建筑數(shù)字化技術(shù)與實(shí)踐已經(jīng)邁出了可喜的一步。但由于我國(guó)起步較晚,歷史建筑的各類信息和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)仍然不能及時(shí)準(zhǔn)確地獲取、分析、共享,也無(wú)法解決面臨海量信息處理的難題。歷史建筑的知識(shí)庫(kù)不僅數(shù)據(jù)量大,而且根據(jù)時(shí)間的推移和技術(shù)的革新變化很快,需要建立追蹤監(jiān)測(cè)機(jī)制。
2歷史建筑保護(hù)工作納入云服務(wù)平臺(tái)的可能性
歷史建筑保護(hù)一直以來(lái)是城市規(guī)劃、建筑學(xué)的研究重點(diǎn)之一,也是城市規(guī)劃和政府決策必不可少的一部分。然而目前歷史建筑保護(hù)工作和信息時(shí)代的差距仍然較大,歷史建筑信息大多數(shù)仍停留在紙質(zhì)文檔,或者是單個(gè)計(jì)算機(jī)的電子文檔,這些文檔沒(méi)有形成統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)庫(kù),不能很好地滿足用戶對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)和資料的查詢需求;傳統(tǒng)的測(cè)繪及保護(hù)手段不能滿足人們管理與保護(hù)古建筑的需求,二維的觀測(cè)也不能滿足人們對(duì)于古建筑的全方位認(rèn)知。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和激光技術(shù)的發(fā)展,地理信息系統(tǒng)(GIS)、三維激光掃描和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用,我們可以清楚地看到在歷史建筑保護(hù)領(lǐng)域里全方位引入現(xiàn)代信息工具已經(jīng)迫在眉睫。
2.1歷史建筑保護(hù)工作的數(shù)字化和信息化
目前的歷史建筑保護(hù)開(kāi)始運(yùn)用數(shù)字化技術(shù),BIM則可以統(tǒng)籌這些數(shù)字化技術(shù),加速文物建筑的數(shù)字化、信息化進(jìn)程。其實(shí)BIM的內(nèi)涵及外延早已超出了模型的范疇,也延伸出了建筑行業(yè),甚至到整個(gè)工程行業(yè)。因此BIM的實(shí)用性十分適用于歷史建筑保護(hù)的工作。從時(shí)展的脈絡(luò)來(lái)說(shuō),BIM把以2D圖紙為基礎(chǔ)的保護(hù)手段轉(zhuǎn)變?yōu)?D模型為基礎(chǔ)的保護(hù)手段(圖2)。目前歷史建筑保護(hù)管理系統(tǒng)還只能局限于一個(gè)單位內(nèi)部,無(wú)法做到所有參與方的協(xié)同合作,數(shù)據(jù)可視化和關(guān)聯(lián)性差,技術(shù)層級(jí)不夠,迫切需要形成統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù),在海量信息中自動(dòng)搜集到相關(guān)的信息。BIM為歷史建筑保護(hù)的協(xié)同合作提供了很好的平臺(tái)。BIM的應(yīng)用對(duì)于實(shí)現(xiàn)文物建筑保護(hù)及文物建筑管理,提高文物建筑保護(hù)的科學(xué)技術(shù)水平,促進(jìn)文物建筑保護(hù)全面信息化和現(xiàn)代化,具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。如何利用BIM,往下統(tǒng)籌歷史建筑的各項(xiàng)數(shù)字化保護(hù)技術(shù),往上整合到云服務(wù)平臺(tái),很多技術(shù)細(xì)節(jié)迫切需要立項(xiàng)深入開(kāi)展研究。
2.2歷史建筑保護(hù)工作的海量數(shù)據(jù)分析
歷史建筑的數(shù)字化保護(hù)已經(jīng)將建筑學(xué)和計(jì)算機(jī)學(xué)科緊密結(jié)合。而近年來(lái)云計(jì)算的風(fēng)起云涌給我們帶來(lái)了服務(wù)模式與技術(shù)上的創(chuàng)新思想和理念。云計(jì)算的設(shè)計(jì)思想就是把分散的計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成資源上,使各種應(yīng)用系統(tǒng)能根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和各種服務(wù)。云服務(wù)是基于云計(jì)算的各種服務(wù),在基于云計(jì)算的云服務(wù)平臺(tái)中,計(jì)算壓力從客戶端轉(zhuǎn)移到服務(wù)終端,應(yīng)用服務(wù)也由技術(shù)商提供遠(yuǎn)程支持。這種新型的計(jì)算資源組織、分配和使用模式,有利于合理配置計(jì)算資源并提高其利用率,實(shí)現(xiàn)綠色計(jì)算。云計(jì)算為城市信息化建設(shè)提供了有效手段,通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)提供的“云服務(wù)”經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)可以提供給包括城市管理部門、行業(yè)部門以及大眾用戶各種資源信息[25]。云服務(wù)技術(shù)與云服務(wù)系統(tǒng)使智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)與城鄉(xiāng)規(guī)劃的協(xié)同研究符合城鄉(xiāng)規(guī)劃的發(fā)展趨勢(shì)[26]。數(shù)字地球和智慧城市為歷史建筑的數(shù)字化保護(hù)指明了方向,基于云服務(wù)平臺(tái)的建筑信息模型為歷史建筑保護(hù)工作實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、高效的時(shí)空信息管理提供了技術(shù)支撐。引入云計(jì)算技術(shù)統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)訪問(wèn)和開(kāi)發(fā)技術(shù),實(shí)行各種不同系統(tǒng)信息之間的互聯(lián)互通,保障信息的有效溝通和整合,從而實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的快速獲取與更新功能,實(shí)現(xiàn)真三維動(dòng)態(tài)建模與可視化功能,使得歷史建筑向智能化、智慧化、語(yǔ)音化、真實(shí)化方向發(fā)展。
3基于云服務(wù)系統(tǒng)的歷史建筑管理信息系統(tǒng)
歷史建筑保護(hù)地域性強(qiáng),需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)支撐,而且根據(jù)時(shí)間的推移和技術(shù)的革新變化很快。歷史建筑保護(hù)的先進(jìn)技術(shù)包括虛擬復(fù)原技術(shù)需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理;歷史建筑保護(hù)的材料選購(gòu)、價(jià)格計(jì)算也需要數(shù)據(jù)分析;歷史建筑的分類、壽命分析預(yù)測(cè)也需要運(yùn)用數(shù)學(xué)模型。這些工作需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析工具。同時(shí),依托歷史建筑綜合數(shù)據(jù)庫(kù),規(guī)劃設(shè)計(jì)、文物保護(hù)和相關(guān)管理部門需要及時(shí)掌握各種能反映現(xiàn)狀的動(dòng)態(tài)資料,建立一定的監(jiān)測(cè)機(jī)制。目前歷史建筑的數(shù)字化保護(hù)技術(shù)多限于GIS、數(shù)字化測(cè)量、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等方面,GIS可以對(duì)歷史建筑模型的空間信息進(jìn)行有效的組織和處理,參數(shù)化技術(shù)可以解決歷史建筑信息數(shù)據(jù)的數(shù)字提取,數(shù)字化測(cè)量技術(shù)解決了傳統(tǒng)歷史建筑測(cè)繪方式不可比擬的存儲(chǔ)和傳遞優(yōu)勢(shì),虛擬仿真平臺(tái)的交互性、沉浸感和構(gòu)想性在建筑的多媒體展示方面更顯其優(yōu)越性,這些技術(shù)信息都是針對(duì)歷史建筑保護(hù)過(guò)程的某個(gè)片段,不能實(shí)現(xiàn)歷史建筑保護(hù)過(guò)程的全生命周期管理,缺乏在歷史建筑保護(hù)全生命周期中對(duì)歷史建筑的現(xiàn)狀、變化規(guī)律及發(fā)展趨勢(shì)做出完整的分析和評(píng)估的研究。BIM模型中包含的建筑信息可以被用于模擬歷史建筑保護(hù)更新中的狀態(tài)和變化,其普及與完善將對(duì)歷史建筑保護(hù)工作產(chǎn)生變革式的飛速發(fā)展。歷史建筑管理信息系統(tǒng)是以歷史建筑數(shù)據(jù)庫(kù)為核心,將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)、城市規(guī)劃及系統(tǒng)科學(xué)、歷史建筑資源管理和保護(hù)的理論和方法,綜合應(yīng)用于歷史建筑保護(hù)與管理事務(wù)的圖文一體化技術(shù)集成系統(tǒng)。
3.1基于建筑信息模型的歷史建筑保護(hù)模式
從歷史文化角度對(duì)城市中的歷史建筑進(jìn)行保護(hù)和再利用已成共識(shí),但仍需要著眼于拓寬視野,從歷史建筑的生態(tài)觀、歷史文化觀、法制觀和經(jīng)濟(jì)價(jià)值觀等方面,對(duì)當(dāng)今城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展性進(jìn)行了較為全面的研究,從更廣闊長(zhǎng)遠(yuǎn)的視角挖掘當(dāng)今的城市建設(shè)中歷史建筑的價(jià)值并提出相應(yīng)的數(shù)字化保護(hù)對(duì)策。這種價(jià)值發(fā)現(xiàn)和挖掘是系統(tǒng)的過(guò)程,其模式與方法研究能夠最大限度地發(fā)揮歷史建筑所蘊(yùn)含的各種價(jià)值,提高現(xiàn)代城市的核心競(jìng)爭(zhēng)力。在歷史建筑實(shí)體的保護(hù)層面,將基于數(shù)字技術(shù)研究方式進(jìn)一步發(fā)展成為能支持對(duì)于歷史建筑的協(xié)同研究過(guò)程、管理過(guò)程和保護(hù)實(shí)施過(guò)程的新型研究和保護(hù)模式。根據(jù)文物建筑保護(hù)方案建立和維護(hù)BIM模型,使用BIM平臺(tái)匯總各項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)所有的維護(hù)相關(guān)信息,將得到的信息結(jié)合三維模型進(jìn)行整理和儲(chǔ)存,以備項(xiàng)目全過(guò)程中各相關(guān)方隨時(shí)共享。探索數(shù)字測(cè)圖和各種檢測(cè)技術(shù)在歷史建筑實(shí)體保護(hù)應(yīng)用中的可能性,通過(guò)調(diào)研和測(cè)試,用相關(guān)技術(shù)對(duì)歷史建筑遺產(chǎn)保護(hù)的適用性進(jìn)行評(píng)估和總結(jié)。將歷史建筑信息管理系統(tǒng)與歷史知識(shí)庫(kù)等進(jìn)一步集成,借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理,使歷史建筑研究過(guò)程、管理決策過(guò)程、以及實(shí)施優(yōu)化過(guò)程進(jìn)一步制度化、規(guī)范化,從而有效地提高歷史建筑的研究和保護(hù)水平。
3.2基于云服務(wù)的歷史建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)
歷史建筑的空間數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建對(duì)于數(shù)字化保護(hù)至關(guān)重要。這其中要運(yùn)用掃描技術(shù)、CAD技術(shù)、3dsmax建模技術(shù)、VRML虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、PhotoShop后期處理等。按照前期信息建模研究所確立的建構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)和方法,分別建構(gòu)建筑遺產(chǎn)單體數(shù)據(jù)庫(kù)、維修歷史檔案庫(kù)以及既往研究案例庫(kù)中。以“三庫(kù)”中蘊(yùn)藏的大量建筑遺產(chǎn)知識(shí)為研究對(duì)象,運(yùn)用人工智能原理分析知識(shí)間相互關(guān)系、知識(shí)的表達(dá)方式和檢索方式,從中總結(jié)出基本規(guī)律,從而建構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)框架模型。采用云計(jì)算技術(shù),建立歷史建筑云數(shù)據(jù)中心,以在線信息服務(wù)的方式支撐歷史建筑保護(hù)相關(guān)專題信息系統(tǒng)建設(shè)。系統(tǒng)集成多源、多維、多尺度、多時(shí)態(tài)的信息,通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以顯示歷史建筑的相關(guān)數(shù)據(jù)及屬性,特別是其現(xiàn)狀影響信息,包括平、立、剖面,通過(guò)虛擬建造、信息化建模實(shí)現(xiàn)建筑的可視化和信息數(shù)據(jù)的可查詢化,并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,滿足多領(lǐng)域、多部門的應(yīng)用需求。歷史建筑轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息后需要的是信息方面的技術(shù),包括信息建模技術(shù)(XML)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)(SQLServer)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VRML)、信息集成技術(shù)(Internet)等。海量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)全過(guò)程統(tǒng)計(jì)分析、方法選定、特征歸納、維護(hù)分類等需要功能強(qiáng)大的、能根據(jù)需要及時(shí)更新的、實(shí)現(xiàn)集群計(jì)算的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析軟件。在歷史建筑轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息的研究基礎(chǔ)上,引入數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)理論,研究多維矩陣分析理論對(duì)一些涉及時(shí)序和PanelData的經(jīng)典模型以及我們自己提出或改進(jìn)的一些模型,對(duì)演化計(jì)算及其收斂性證明過(guò)程,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型的多維矩陣表達(dá)。進(jìn)一步研究并實(shí)現(xiàn)基于多維矩陣?yán)碚摰乃惴ǖ某绦虮磉_(dá),同時(shí)盡可能多地實(shí)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)可視化。使用戶直觀地理解、分析數(shù)據(jù),最終能多角度、多側(cè)面地觀察數(shù)據(jù),深入地了解包含在海量歷史建筑BIM數(shù)據(jù)中的信息和內(nèi)涵。
關(guān)鍵詞:建筑垃圾 處理 綜合利用
建筑垃圾的狹義定義為舊建筑物與構(gòu)筑物拆除以后廢棄物部分,廣義定義在建(構(gòu))筑物的建設(shè)、維修、拆除過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物。綠色施工中節(jié)材的重點(diǎn)就是針對(duì)我國(guó)目前新建建筑施工過(guò)程中的建筑垃圾不僅要減量,而且加強(qiáng)回收利用。
一、我國(guó)城市建筑垃圾處理現(xiàn)狀
近年來(lái),中國(guó)環(huán)境衛(wèi)生行業(yè)有了較快的發(fā)展,使城市垃圾處理水平提高,垃圾包圍城市的現(xiàn)象有所減輕。但仍有一些問(wèn)題存在,垃圾處理技術(shù)還較低,城市建筑垃圾處理還處于由粗放到處理的發(fā)展階段。整體來(lái)看,我國(guó)城市建筑垃圾的處理主要有以下幾個(gè)問(wèn)題:①建筑垃圾分類不夠,不同建筑垃圾混合在一起,給后續(xù)建筑垃圾管理工作帶來(lái)麻煩。②建筑垃圾回收利用率較低。③我國(guó)建筑垃圾減量化處理及資源化利用技術(shù)水平較發(fā)達(dá)國(guó)家落后,城市建筑垃圾多采用直接填埋處理,既占用土地又污染環(huán)境。④投資者對(duì)建筑垃圾處理投入少,國(guó)家相關(guān)政策不健全,建設(shè)人員的環(huán)保意識(shí)不強(qiáng)。
建筑垃圾已經(jīng)加劇了我國(guó)城市土地、資源的緊張局面,嚴(yán)重影響到了社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,加強(qiáng)建筑垃圾的綜合利用已經(jīng)迫在眉睫。
二、建筑垃圾的環(huán)境危害性
建筑垃圾的環(huán)境危害性,資源浪費(fèi)性,主要表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面:
(1)侵占土地。目前我國(guó)對(duì)建筑垃圾的處理方式基本是直接運(yùn)往城市郊外堆放,據(jù)估計(jì),每堆積1萬(wàn)t建筑垃圾需占用約0.067k㎡的土地,會(huì)減少我國(guó)人均土地占有量。
(2)污染水體。建筑垃圾經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間堆積和埋填,由于雨水的侵蝕而發(fā)酵,對(duì)周圍地表和地下水產(chǎn)生嚴(yán)重污染,加劇我國(guó)水資源短缺現(xiàn)象。
(3) 污染大氣。建筑垃圾經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的堆放,由于空氣中含有水分的腐蝕,使一些不穩(wěn)定的有機(jī)物發(fā)生分解、產(chǎn)生有毒體;一些腐敗的垃圾分解出有毒氣體、細(xì)菌等散發(fā)到空氣中,造成環(huán)境污染;一些可燃燒建筑垃圾因?yàn)榉贌a(chǎn)生有毒的物質(zhì),造成空氣再次污染。
(4)污染土壤。建筑垃圾因腐蝕而產(chǎn)生的有害物質(zhì)對(duì)土壤會(huì)產(chǎn)生污染,包括改變土壤原有的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì),使其營(yíng)養(yǎng)成分流失,從而影響農(nóng)作物生長(zhǎng),影響土壤中微生物的活動(dòng),破壞土壤內(nèi)部應(yīng)有的生態(tài)平衡,有害物質(zhì)在土壤中積累以致超標(biāo),嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致農(nóng)作物死亡,還有可能滲入到果實(shí)體內(nèi),通過(guò)食物鏈影響人類和動(dòng)物的健康。
(5)影響市容和環(huán)境衛(wèi)生。建筑垃圾在運(yùn)往郊區(qū)或鄉(xiāng)村后,通常是露天堆放或直接埋填,且運(yùn)輸過(guò)程中大多采用非封閉式,不可避免導(dǎo)致運(yùn)輸時(shí)垃圾遺散、灰塵飛揚(yáng)等問(wèn)題,嚴(yán)重污染城市道路,影響市容。
(6)安全隱患。國(guó)內(nèi)多數(shù)城市對(duì)建筑垃圾堆放未采取及時(shí)處理方案,從而導(dǎo)致不同程度的安全隱患,例如建筑垃圾的坍塌,甚至有時(shí)會(huì)阻隔地表排水,在雨季時(shí)泄洪能力的降低。
由此可見(jiàn),合理利用建筑垃圾涉及能否實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)兩大問(wèn)題,是當(dāng)今社會(huì)綠色施工中一個(gè)非常重要的課題。
三、建筑垃圾處理和利用技術(shù)
要實(shí)現(xiàn)綠色施工,建筑垃圾的減量化是關(guān)鍵因素之一。目前國(guó)內(nèi)建筑垃圾的數(shù)量很大。無(wú)論堆放或填埋均占用大量的土地,不符合我國(guó)人多地少的現(xiàn)狀,且對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響,包括建筑垃圾的腐蝕液體滲入地表土層,破壞土壤結(jié)構(gòu),污染地下水,有機(jī)物發(fā)生分解產(chǎn)生有害氣體,污染空氣。同時(shí)忽視對(duì)建筑垃圾的循環(huán)利用,會(huì)浪費(fèi)大量的資源。因此,重視建筑垃圾的回收利用,將涉及節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)這樣一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的綜合性問(wèn)題。我們的目的是要實(shí)現(xiàn)建筑垃圾減量化,實(shí)現(xiàn)建筑垃圾的循環(huán)利用。
1、建筑垃圾制再生磚(砌塊)
用建筑垃圾中的廢磚瓦生產(chǎn)骨料,用于生產(chǎn)再生磚。其生產(chǎn)工藝和設(shè)備比較簡(jiǎn)單、成熟,免燒結(jié),產(chǎn)品性能穩(wěn)定,市場(chǎng)需求量大。據(jù)測(cè)算,一億塊再生磚可消納建筑垃圾37萬(wàn)噸。除了有效地利用建筑垃圾外,制磚成本僅為0.18元/塊,而目前磚的市場(chǎng)售價(jià)為0.35元/塊,其生產(chǎn)成本僅為市場(chǎng)售價(jià)的一半。
建筑垃圾普通再生磚的主要規(guī)格為240毫米×115毫米×55毫米,強(qiáng)度等級(jí)可達(dá)到MU7.5~MU15;也可按照古建施工要求定制建筑垃圾再生古建磚。
(1)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
建筑垃圾生產(chǎn)的再生磚應(yīng)滿足《非燒結(jié)普通粘土磚》(JC422)技術(shù)性能要求,建筑垃圾生產(chǎn)的再生砌塊應(yīng)滿足《普通混凝土小型空心砌塊》(GB8239)技術(shù)性能要求;再生磚、再生砌塊放射性能還應(yīng)滿足《建筑材料放射性核素限量》要求。
(2)適用范圍
建筑垃圾普通再生磚可用于多層建筑的承重墻及建設(shè)工程的非承重結(jié)構(gòu),再生古建磚僅適用于仿古建筑的修建。
(3)應(yīng)用實(shí)例
河北省石家莊市,北京市昌平區(qū)等地已有再生磚試驗(yàn)建筑850多萬(wàn)平方米,最長(zhǎng)應(yīng)用時(shí)間已達(dá)六年以上。
(4)主要工藝
原料:進(jìn)料 篩分 破碎 篩分 二次破碎 雙層篩分
合格原料
制磚(砌塊): 進(jìn)料 混合攪拌 壓制成型 自然養(yǎng)護(hù) 成品
(5)主要設(shè)備
原料(生產(chǎn)能力130-160噸/小時(shí)):進(jìn)料斗、喂料機(jī)、反擊破、振動(dòng)篩、攪拌機(jī)、運(yùn)輸機(jī)(一般為五臺(tái))、鏟車等;亦可參考現(xiàn)行人工砂石生產(chǎn)線所用設(shè)備選擇;合計(jì)功率約455KW。
制磚(生產(chǎn)能力4000萬(wàn)塊/年):原料罐4個(gè)、攪拌設(shè)備兩套、液壓振動(dòng)制磚成型設(shè)備兩臺(tái)、、叉車等;亦可參考現(xiàn)行水泥機(jī)制磚生產(chǎn)線所用設(shè)備選擇);合計(jì)功率約145KW。砌塊生產(chǎn)工藝類似于此。
2、利用建筑垃圾再生混凝土
利用建筑垃圾中的廢混凝土生產(chǎn)粗細(xì)骨料,用于C30及以下強(qiáng)度等級(jí)的混凝土中。
(1)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
再生骨料可以參考《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 52)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定,配制的再生混凝土應(yīng)滿足《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GB107)、《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB50164)、《預(yù)拌混凝土》(GB/T 14902)、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
(2)適用范圍
現(xiàn)澆混凝土及預(yù)制混凝土制品。
(3)應(yīng)用實(shí)例
北京建筑工程學(xué)院框架-剪力墻現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)樓,混凝土等級(jí)C30。復(fù)旦大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)校內(nèi)部分道路混凝土路面,混凝土等級(jí)C30。
(4) 主要工藝
骨料:進(jìn)料 篩分 破碎 分選篩分 二~三次破碎 多層篩分 分級(jí)原料(0~5毫米、5~16毫米、5~2毫米、5~31.5毫米)
制品:進(jìn)料 混合攪拌 成型 養(yǎng)護(hù) 成品
現(xiàn)澆混凝土:分現(xiàn)場(chǎng)攪拌和攪拌站預(yù)拌生產(chǎn)兩種,生產(chǎn)工藝參考現(xiàn)行《預(yù)拌混凝土》(GB/T 14902)等執(zhí)行。
(5)主要設(shè)備
骨料(生產(chǎn)能力120-150噸/小時(shí)):進(jìn)料斗、強(qiáng)制式振篩機(jī)、顎破機(jī)、反擊破、立式?jīng)_擊破、多層振動(dòng)篩、膠帶運(yùn)輸機(jī)若干、鏟車等;亦可參考現(xiàn)行人工砂石生產(chǎn)線所用設(shè)備選擇);合計(jì)功率約600KW;
3、利用建筑垃圾進(jìn)行地基加固處理
近些年來(lái),用建筑垃圾夯擴(kuò)超短異型樁施工技術(shù),在綜合利用建筑垃圾方面有了新的突破。該項(xiàng)技術(shù)是利用舊房改造、拆遷過(guò)程中產(chǎn)生的碎磚瓦、廢鋼渣、碎石等建筑垃圾作為填料,經(jīng)重錘夯擊形成擴(kuò)大樁頭的鋼筋混凝土短樁,并配套減隔振設(shè)備,具有擴(kuò)大端頭面積和擠密地基的作用。單樁豎向承載力實(shí)際值可達(dá)600~800KN。經(jīng)計(jì)算,該項(xiàng)技術(shù)可節(jié)約基礎(chǔ)投資25%左右。
四、結(jié)束語(yǔ)
所以,加快研究建筑垃圾綜合利用技術(shù),實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然環(huán)境的同步推進(jìn)、協(xié)調(diào)發(fā)展,是今后的發(fā)展方向。建筑垃圾的資源化利用涉及到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等多項(xiàng)問(wèn)題,是個(gè)系統(tǒng)工程。因此,需要提高警惕,動(dòng)員全國(guó)人民快速、廣泛、積極地參與進(jìn)來(lái)。
參考文獻(xiàn)
[1]劉登 建筑垃圾資源化管理現(xiàn)狀及對(duì)策研究.[J]中小企業(yè)管理與科技.2009.(13).