超高层建筑结构优化过程中的环境成本计算

近年来中国大陆掀起了超高层建筑的兴建热潮。超高层建筑体量巨大,其碳排放和能源消耗对环境有显著影响。在评估和优化超高层建筑的全生命周期环境成本时,提出了一个全新的全生命周期模型。新模型有两大特征：首先,同时考虑了建筑材料的空间分布与时间特征;其次,把单尺度生命周期概念拓展到多尺度生命周期概念,以从更多角度来研究碳排放情况。建立了一个基准超高层建筑模型来阐释对新模型的应用。根据初步研究结果,应用新方法可以选择出更优化的结构设计方法,以最大程度减少碳排放量。     

建筑全生命周期碳足迹评价标准发展历程及趋势研究

对国际、国家及地区建筑全生命周期碳足迹评价标准的内容、逻辑关系、发展历程和不足等进行梳理.在解析各标准内容的基础上,按照环境管理、生命周期评估、温室气体核算和建筑全生命周期碳足迹评价四个层级探讨标准的发展过程;通过各国际标准之间、国际标准与国家/地区标准之间的横向和纵向对比,厘清其逻辑关系;在此基础上指出现行标准的不足,为中国制定相关标准提供参考.本文旨在促进标准的理解和应用,推动建筑全生命周期环境效益评估工作的发展,对中国建筑碳排放政策创新和制度设计具有指导意义.     

基于蒙特卡罗模拟的建筑中水回用效益模型应用研究

以建筑中水设施所服务的整个生命周期为尺度,对前期设计、落地建设、实际运维、废弃肃清四个阶段内发生的成本及直接效益进行识别,并以此为基础,进一步构建起以净现值为评价指标的建筑中水项目全生命周期效益预测模型,也即节约洁净水资源所带来的利益.对厦门某高校中水回用项目进行模拟分析,结果表明:该项目全生命周期效益为964.75万元,其全生命周期成本为3 313.65万元,仅刚收回成本,收益甚微.水价增长率为对建筑中水回用项目全生命周期效益影响最大的因素,为更好的推广建筑中水发展,建议采取以下措施:(1)形成规模效益降本增效;(2)采取经济补贴措施或适当提高自来水价;(3)合理增加初期投资以降低后期运行方面非年度发生的大修、替换等成本.     

典型超高层建筑风荷载的风洞试验研究

通过测力风洞试验对典型超高层建筑风荷载的作用机理进行了系统的研究。评估了各风力脉动分量的相关特性,研究了结构顺风向、横风向和扭转基底谱的分布特征,分析了结构三维等效静力风荷载及顺风向风振系数,并与规范结果进行了对比研究。研究成果可为超高层建筑的抗风设计及相关研究提供有用的资料及依据。     

基于全寿命的隔震结构费用分析

汶川大地震引发的灾难,使我们不得不对城市建筑进行一些认真地思考.根据隔震结构的特点,介绍隔震结构体系全寿命的费用构成;从建筑全寿命的角度探讨隔震结构的费用效益,通过定性因素定量化的分析方法,提出将隔震结构全寿命费用化作以结构全寿命中各影响因素为变量的相关函数,运用函数模糊计算隔震结构全寿命费用;同时,对实际隔震结构进行算例分析,并与相同结构功能及平面布置下的普通框架结构进行全寿命成本分析对比,讨论隔震结构全寿命费用计算方法的可行性.分析表明:提出的隔震结构全寿命费用的计算方法能够满足实际工程的需要,补充和完善了隔震结构全寿命工程经济效益的分析与计算方法,关于隔震结构的研究及推广也将为灾后重建起到积极的作用.     

木薯酒精汽油全生命周期经济性分析

木薯酒精全生命周期经济性评估是木薯酒精燃料汽车全生命周期评估和多目标优化的重要环节。通过分析木薯酒精燃料的经济性以及其影响因素 ,建立了全生命周期评估模型 ,运用全生命周期评估方法对已有数据进行分析、处理和综合 ,得到了木薯酒精全生命周期各子周期的成本构成以及经济性指标 ,得出影响木薯酒精经济性和市场竞争力的主要因素是木薯种植、副产品价格、汽油价格、零售商利润率和国家税率 ,为木薯酒精项目的实施和今后木薯酒精汽油的推广使用提供重要依据。     

玻纤锚杆技术在超高层建筑基坑支护中的应用研究

介绍了玻璃纤维锚杆强度高、质量轻、不导电、耐腐蚀等特点,分析了工程实际中的体现.以某超高层建筑基坑为载体,针对玻璃纤维锚杆与传统锚杆进行力学性能对比,阐明了玻璃纤维注浆锚杆的工作特点及其施工方法,得出了其在现阶段城市土体资源稀缺的大环境下在超高层项目基坑支护工程中的适用性,提出了相应的施工工艺及特点.     

木薯酒精汽油全生命周期经济性分析

木薯酒精全生命周期经济性评估是木薯酒精燃料汽车全生命周期评估和多目标优化的重要环节。通过分析木薯酒精燃料的经济性以及其影响因素，建立了全生命周期评估模型，运用全生命周期评估方法对已有数据进行分析、处理和综合，得到了木薯酒精全生命周期各子周期的成本构成以及经济性指标，得出影响木薯酒精经济性和市场竞争力的主要因素是木薯种植、副产品价格、汽油价格、零售商利润率和国家税率，为木薯酒精项目的实施和今后木薯酒精汽油的推广使用提供重要依据。     

基于BIM的考虑多源信息的超高层建筑结构智能监测方法

超高层建筑结构复杂,施工周期长,在进行超高层建筑结构监测的过程中,如何准确、及时地完成监测内容是监测的重点和难点.针对以上问题,结合某超高层结构,研究了多源信息融合方法、建筑信息模型(building information modelling,BIM)技术在结构监测方案制定、三维可视化施工模拟指导传感器安装及可视化智能监测系统搭建等方面的具体应用.解决了超高层建筑结构监测过程中,由于施工过程复杂并且传感器种类、数量过多导致的未能及时完成监测内容的问题,搭建基于BIM技术的智能监测平台,可以更直观地读取监测数据,为类似的超高层建筑施工过程监测项目提供参考.     

大型空调系统生命周期评价与能源利用评价模型

基于西安咸阳国际机场货运中心空调系统,利用生命周期理论和层次分析法针对能源高效利用途径进行了研究。针对生命周期方法和层次分析法应用于建筑能源进行了深入分析,结合实际案例数据进行了生命周期清单分析,数据来源与所提模型紧密结合,基于层次分析法框架性模型,以空调工程各种资源的消耗值和各种环境影响潜值分析为例,量化剖析了如何利用全生命周期影响评价对耗能项目进行评价。结合案例数据的生命周期评价提出了能源利用评价层次模型,并针对模型给出了从全生命周期角度调整建立能源利用过程监控与评价等建议。     

低碳建筑评价指标体系

低碳建筑是指在建筑生命周期内,从规划、设计、施工、运营、拆除、回收利用等各个阶段,通过减少碳源和增加碳汇实现建筑生命周期碳排放性能优化的建筑。笔者以重庆市《低碳建筑评价标准》为例,对低碳建筑评价指标体系进行简要介绍;并与重庆市《绿色建筑评价标准》对比,找出低碳建筑与绿色建筑评价指标体系的异同点。通过对比分析发现,绿色建筑评价指标体系侧重于建筑资源、能源消耗的基本情况以及营造的环境水平,而低碳建筑评价标准侧重于建筑资源能源消耗的详细情况及碳排放性能。     

住宅建筑生命周期CO2排放的核算方法

从全生命周期的角度,对住宅建筑生命周期进行了阶段划分,并建立了住宅建筑生命周期CO2排放的核算模型。选取马鞍山市某栋住宅建筑作为实例研究,计算得到该住宅建筑单位面积年CO2排放量为25.38kgCO2/(㎡.a)。在整个生命周期过程中,日常使用阶段的碳排放量占整个生命周期的比例最大,达到72.26%。最后通过对比日本、台湾住宅建筑生命周期过程中CO2排放的分布情况,以验证核算模型的科学性。     

腹部开孔钢筋混凝土简支梁非线性数值模拟

钢筋混凝土开孔梁是降低建筑层高,节约建筑成本的有效途径之一。目前国内外对腹部开孔的钢筋混凝土梁进行了一些研究,但大多局限于试验研究。运用大型结构分析软件ANSYS对六根腹部开有矩形孔的钢筋混凝土简支梁建立空间有限元模型,通过选择适当的单元、材料模型、本构关系对其进行非线性数值分析,将模拟得到的截面抗剪承载力、荷载-挠度曲线与试验结果进行比较,分析结果与试验结果吻合较好,验证了ANSYS分析钢筋混凝土开孔梁的可行性,并进一步对影响开孔梁受力性能的孔洞高度、孔侧加强筋等因素进行了参数分析,得出了一些有价值的结论。     

农村建筑室内热环境评估与优化设计——以马鞍桥村灾后重建项目为例

以四川南部攀枝花地区的马鞍桥村灾后重建示范项目为例,对该地区灾后重建基本完成之后,新建建筑的室内热环境进行监测与评估,对比分析不同建造方式的热工效果,进而对灾后重建的方案进行进一步的优化设计。     

安庆市某基督教堂加固改造设计方案

安庆市某基督教堂年代久远,距今有一百多年的历史,已超过现行国家规范所规定的使用年限,为满足该基督教堂新的使用功能及相关规范要求,需对其进行修缮改造。文章充分考虑到该建筑有着较高的历史和文化价值,遵循"修旧如旧"的文物建筑加固原则,通过墙体加固、增设圈梁和支撑以及砌砖拱圈加固的方法对该建筑进行加固改造,提出了切实可行的施工方案,以此达到建筑和结构之间的和谐统一,做到以最少的变动获得最佳的经济效果。文中的加固方案,可供同类工程参考。     

办公建筑人员工作效率室内环境影响因素及经济分析

对上海市两处代表性办公建筑进行实地调研。采用主观问卷调查了建筑内人员对室内环境的总体感觉,各项人的因素及室内环境质量因素对人员工作效率的影响程度,病态建筑综合症症状等,并客观调查了空调系统运行能源消耗费用及人员薪酬等支出情况,同时对室内的空气温度、湿度、风速、噪声、甲醛和二氧化碳浓度等物理参数进行测量。结果显示,尽管建筑室内各项物理参数都在标准范围内,接近50%的人员抱怨有病态建筑综合症,且大多数人希望增加室内新风量,(尤其是开放式办公室)降低室内噪音水平。热环境、空气品质和噪音是影响人员工作效率的主要环境质量因素。因此,办公建筑可优先考虑改善这些环境质量因素以提高人员的健康舒适水平和工作效率。在调查的两幢建筑中,人员薪酬与建筑运行能耗(电费)支出之比也达到100倍之多。这表明在中国,尤其是北京、上海这样的大城市的办公建筑中,提高人员工作效率有获得巨大经济效益的潜力。     

基于位移的适应谱Pushover方法及其应用

文章基于非弹性位移反应谱来定义结构的位移模式,通过对一个6层框架结构的动力特性进行分析,提出了基于位移的适应谱Pushover方法(DASPA法)。利用DASPA法和传统的Pushover方法分别对一高架梁式桥进行静力弹塑性分析,并将计算结果与非线性时程分析的结果进行对比。结果表明,由于DASPA法考虑了高阶振型的影响以及结构屈服后振动特性的改变,其计算结果比传统的Pushover方法更加准确合理。同时,由于DASPA法直接基于位移来控制结构在地震中的行为,因此概念清晰,计算过程简单,更适用于工程实际。     

桥梁工程生命周期碳排放计算方法

为了量化评价桥梁工程的碳排放,提出了桥梁工程生命周期碳排放计算方法。从固定燃烧源、流动燃烧源、购买电力等方面分析了在桥梁设计、原材料生产加工、现场施工、运营和维护及废弃这5个阶段的碳排放。应用该方法对武汉市南太子湖大桥生命周期碳排放进行了计算。结果表明,原材料生产加工阶段的碳排放最大,桥梁运营期因车辆尾气排放导致其碳排放次之,施工阶段的碳排放相对较小。该结果可作为指导桥梁工程碳减排的基本数据。     

南方岩溶区公路隧道施工期围岩分级方法及其应用

针对南方岩溶区公路隧道施工期围岩分级特点,分析获得以岩石强度、岩体完整程度、地下水状态、结构面状态、结构面走向与隧道轴线关系和岩溶发育对隧道影响程度为基础的遗传神经网络模型和岩溶发育对隧道影响程度指标评价标准。并将其运用于广西河池六寨—宜州高速公路天生桥隧道和关上二号隧道进行实例验证,将分级结果与专家判定级别进行对比,准确率达93.3%。     

典型钢框架结构节点的动态力学性能与延性分析

采用ABAQUS有限元软件分析了典型钢框架节点(狗骨式节点、端板螺栓连接节点和T型钢连接节点)抗倒塌性能,通过改变冲击荷载大小得到节点的荷载-位移曲线关系,从而得到节点的动态力学性能。分析结果表明,对于不同类型节点,在冲击荷载作用下均未形成悬索机构,且翼缘削弱部分和螺栓连接是梁柱子结构中的薄弱环节。提出了采用节点延性系数评估连续倒塌过程中节点延性的方法,定义不同类型节点结构动力荷载下的极限转动能力θmax与结构开始形成悬链线效应所达到的转角(θc)比值为节点延性系数。当节点延性系数大于1.0时,表示该节点结构能够形成悬链线效应,进入悬索作用阶段;延性系数越大,结构的安全储备越大。节点延性系数可以用于结构抗连续倒塌设计,评估结构是否考虑悬链线效应,以便对结构进行经济、合理的设计。