玻璃艺术论文范文

2023-09-16

玻璃艺术论文范文第1篇

摘要:本文通过了建筑玻璃的种类,简单介绍了玻璃幕墙对节能的影响,并提出建筑玻璃幕墙的几种节能措施。

关键词:玻璃幕墙;节能;措施

1 节能型玻璃幕墙的设计原则

1、科学性:需综合、全面权衡各因素,充分考虑其功能、性能等诸多方面,合理选型(幕墙的型式和窗墙面积比)、选材和构造。幕墙的传热系数由建筑物的外形和所处地区的气候条件、型材的传热系数和玻璃的传热系数等综合确定。

2、适用性:结合环境因素与项目的具体情况,参照标准规定与地方要求,认真落实国家有关节能政策,同时要处理好建筑低能耗与高舒适度的关系。

3、经济性:建筑玻璃幕墙只是建筑围护结构的一部分,只是建筑节能的一个方面,节能的考虑需全盘考虑,只有达到节能与经济的统一才能体现节能的作用与价值。

4、进行幕墙热工设计时,必须对其复杂的传热过程和传热方式进行分析和研究。

2 建筑节能玻璃的种类

目前,国内外推广使用的节能玻璃主要有吸热玻璃、镀膜玻璃、中空玻璃、真空玻璃、光电玻璃等。

吸热玻璃。吸热玻璃是一种能够吸收太阳辐射的平板玻璃,包括本体着色和表面镀膜两类:本体着色吸热玻璃是在无色透明平板玻璃中加入特殊着色剂,采用浮法、垂直引上法、平拉法等工艺生产;表面镀膜吸热玻璃是在玻璃表面喷镀吸热的氧化物薄膜形成的吸热玻璃。吸热玻璃能把太阳能吸收转化为热能,然后通过导热、对流和辐射的形式把热能散发出去,从而减少了进入室内的太阳能,降低了空调制冷费用。

镀膜玻璃。镀膜玻璃通常是在玻璃表面镀上一层金属薄膜,改变玻璃的投射系数和反射系数,它可以与中空玻璃、真空玻璃结合起来使用。近年来发展起来的镀膜低辐射玻璃,对380—780mm的可见光具有较高的透射率,可以保证室内的能见度,同时对红外光具有较高的反射率,达到保温节能的效果。

中空玻璃。中空玻璃中间充灌氪、氩或者空气,其中导热系数很低,具有良好的保温性能。然而,我国目前中空玻璃的使用普及率不足百分之一。中空玻璃是实现玻璃幕墙节能的重要途径。

真空玻璃。真空玻璃玻璃材料从单片玻璃、中空玻璃,发展到真空玻璃已是第三代产品。真空玻璃当中是普通空气或氩,其隔音性能、透光折减系数均优于中空玻璃。

光电玻璃。光电玻璃是在两层玻璃内设太阳能光电模块、金属导线、聚乙烯经塑料(EVA)胶片,并配合外部充电、蓄电系统形成太阳能发电系统。光电玻璃透光率较差,一般设于屋面、南向墙面等阳光充足部位。

3 玻璃幕墙对建筑节能的影响

窗、透明幕墙对建筑能耗高低的影响主要有两个方面:一是窗和透明幕墙的热工性能影响到冬季采暖、夏季空调室内外温差传热;另外就是窗和幕墙的透明材料受太阳辐射而造成的建筑室内的得热。对于夏热冬暖地区来说,夏季,通过窗口玻璃幕墙进入室内的太阳辐射成为空调降温的负荷,因此,减少进入室内的太阳辐射以及减小窗或透明幕墙的温差传热都是降低空调能耗的途径。

公共建筑的窗墙比越大,太阳辐射对建筑能耗的影响较大,为了节约能源,应对窗口和透明幕墙采取外遮阳措施,尤其在南方城市更为重视遮阳。大量的调查和测试表明,太阳辐射通过窗进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因。日本、美国、欧洲以及香港等国家和地区都把提高窗的热工性能和阳光控制作为夏季防热以及建筑节能的重点,窗外普遍安装有遮阳措施。夏季屋顶水平面太阳辐射强度最大,屋顶的透明面积越大,相应建筑的能耗也越大,因此对屋顶透明部分的面积和热工性能应予以严格的控制。

4 玻璃幕墙的节能措施

1、型材选择

在普通玻璃幕墙中,铝合金框架是玻璃幕墙的热桥,它的导热能力是玻璃的上百倍。冷桥是一种独特的热桥,未经断热处理的结构或构件将热量导走的速度比周围的区域都快,因此它的温度较低,这种类型的热桥,俗称为“冷桥”。在冬季未经断热处理的铝型材就是冷桥,室内水蒸气在冷桥的同侧表面形成冷凝水,冷凝水的存在会增加构造处理的难度及在幕墙周边的室内装饰面提供发霉的条件。型材的选择方面,因隐框、点式玻璃幕墙的框架隐藏于玻璃之后,所有金属型材对整个隐框、点式玻璃幕墙的传热系数影响较小;如果选择明框玻璃幕墙,金属框架型材应当选择断热型材。断热型材是在内外两种高导热性的金属框料之间设置低导热性的隔离物,从而形成有效地断热面,减少框体热量散失。断热型材除具有较好的热工性能外,还具有较好的隔声、防风、水密性能。

2、开窗加强自然通风

近来有些建筑为了追求外窗的视觉效果和建筑立面的设计风格,外窗的开启率有逐渐下降的趋势,有的甚至使外窗完全封闭,导致房间自然通风不足,不利于室内空气流通和散热,不利于节能。例如在我国南方地区通过实测调查与计算机模拟:当室外干球温度不高于28℃,相对湿度80%以下,室外风速在1.5m/s左右时,如果外窗的可开启面积不小于所在房间地面面积的8%,室内大部分区域基本能达到热舒适水平;而当室内通风不畅或关闭外窗,室内干球温度26℃,相对湿度80%左右时,室内人员仍然感到有些闷热。人们曾对夏热冬暖地区典型城市的气象数据进行分析,从5月到10月,室外平均温度不高于28℃的天数占每月总天数,有的地区高达60%~70%,最热月也能达到10%左右,对应时间段的室外风速大多能达到1.5m/s左右。所以做好自然通风气流组织设计,保证一定的外窗可开启面积,可以减少房间空调设备的运行时间,节约能源,提高舒适性。

3、安装遮阳系统

遮阳是一种有效的隔热措施,也是目前采用最广泛的一种节能措施。一栋设计不良的全为玻璃幕墙的建筑全年空调耗电量,可能是一般混凝土外墙大楼的四倍。所以玻璃幕墙的节能比其它建筑节能更为重要,而遮阳技术在玻璃幕墙节能措施中又占有重要位置。

(1)遮阳对室内温度的影响

遮阳能够延缓室内温度峰值的时间,房间温度波幅值较小,这样有助于室内温度场均匀。

(2)遮阳对建筑外观的影响

由于人们近年来希望建筑更附加通透明亮,建筑立面更加美观,建筑形态更为丰富,所以大量的使用玻璃幕墙或增大窗墙比面积。人们通常认为加上遮阳系统会影响建筑立面的美观及室内的光线,实际上,遮阳系统可以在玻璃墙体上形成光影效果,体现出现代建筑艺术美学效果。目前,在欧洲建筑中,以把遮阳系统作为一种活跃的立面因素,形成双立面形式。

(3)遮阳形式对建筑节能的影响

由于夏季不同朝向墙面辐射日变化很复杂,不同朝向墙面日辐射强度和峰值出现的时间不同,因此,不同的遮阳方式直接影响到建筑能耗的大小。遮阳系统从位置上来分可分为“外部遮阳”和“内部遮阳”。从遮阳形式上来分,一般为四种:水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳和挡板式。水平式遮阳主要适用于南向的幕墙建筑物,垂直式遮阳主要适用于东北,北和西北向附近的玻璃幕墙建筑。综合式遮阳主要适用于东南或西南向的玻璃幕墙建筑。挡板式遮阳主要适用于东西向的玻璃幕墙建筑。

5 结束语

我国玻璃幕墙设计将由重功能、限造价的现状逐步转变为强调功能、节约能源的要求,达到人工环境和自然环境关系的协调统一,为人们创造出更加丰富多彩的工作和生活环境。伴随着人类社会的发展,建筑设计理念的不断提升,现代建筑在资源利用、能源节约、环境保护等方面提出了新的要求。在玻璃幕墙设计过程中,根据实际情况,合理选择設计方案,使幕墙的节能效果得到最大的提升。

玻璃艺术论文范文第2篇

2007年3月2日,2008年奥运村运动员公寓 \"胡同印象\"正式向外开放参观。公寓的玻璃全部采用了LOW-E节能玻璃设计,据称这种LOW-E节能玻璃比普通玻璃节省能耗70%到80%,真正体现了绿色奥运的概念。

现代生活中,玻璃的应用已无处不在,包括汽车、电子、航空、建筑等领域。当你坐在窗明几净的房间里,享受着透过落地窗撒落的阳光同时,有没有想过使用玻璃时消耗的能源?

2007年3月,北京的两会期间,有代表提出了\"节能降耗要先从建筑节能做起”的提议,引起了广泛的讨论和媒体的关注。据不完全统计,全国现有玻璃幕墙(非节能玻璃)面积已超过900多万平方米,而且呈持续发展趋势。在带来所谓美观的同时,能耗却成倍的增长。

大量建造玻璃幕墙仅是我国建筑浪费的一个缩影。新建住宅中,窗户越多越好、水景越多越好、面积越大越好;公共建筑甚至一些政府大楼,都采取超高层大厅、透光屋顶,看起来十分气派。这种新潮豪华的建筑,往往要比一般建筑浪费能源。

有数据显示,通过玻璃门窗造成的能耗占建筑总能耗的40%。所以有房地产商提出了:建筑节能要从玻璃节能开始。

体验LOW-E玻璃节能

所谓节能玻璃,顾名思义就是节约能源消耗的建筑玻璃贴膜产品。在“节约与发展”为主题的2006北京节能环保展览会上,记者亲自体验了一次节能玻璃。

在一家生产节能玻璃企业的展台上,摆放着普通玻璃和节能玻璃。记者将手放在节能玻璃和普通玻璃间,并没有感觉到明显的冷热温度的变化。当记者将手靠近节能玻璃,发现失去了热感。

专家介绍,这种低辐射玻璃又叫LOW-E玻璃,是镀膜玻璃家族中成员,也是目前节能玻璃中的主力产品。欧洲的制造商早在上世纪60年代末就开始在研究LOW-E玻璃。到1985年英国Pilkington公司实现LOW-E玻璃的商业化生产。

LOW-E玻璃可以降低室外温差而引起的热传递,它是一种既能让室外太阳光透过,又可以将物体二次辐射热反射回去的新一代镀膜玻璃。

通过调整产品性能,使其在任何气候环境下使用,都能达到控制阳光、节约能源、热量控制调节及改变环境的作用。冬季,LOW-E玻璃可以将室内暖气散发的热辐射反射回来,保证室内热量不向室外散失,从而节约取暖费用。夏季,LOW-E玻璃可以阻止室外地面、建筑物发出的热辐射进入室内,节约空调制冷费用。

LOW-E玻璃还有一种特性,无论室内外温差有多大,只要装上低辐射玻璃,花很少的空调费用就可以维持相对稳定的室内温度。与平板玻璃相比,低辐射玻璃具有很高的红外线反射率,可直接反射红外热,无论白天和夜晚都可保持良好的隔热效果。所以又被称为恒温玻璃。

LOW-E玻璃作为节能玻璃届的宠儿,比单片普通玻璃节能75%,比普通中空玻璃节能40%,使用LOW-E玻璃可以有效节省制冷和取暖费用50%左右。也就是说,一套100平米的两居室,每年的采暖费和空调费以1万元计算,使用LOW-E玻璃只用花费5000元。

由于LOW-E玻璃独具的绿色、节能、环保特性,使它在许多国家很快得到广泛的应用,欧盟、北美以及其它一些国家,纷纷制定法规和标准。强制性规定新建筑必须使用以LOW-E玻璃为最佳配置的节能玻璃产品。

在欧洲80%的中空玻璃使用LOW-E镀膜玻璃,美国75%的住宅和三分之一的公共建筑采用LOW-E镀膜玻璃。欧美发达国家LOW-E镀膜玻璃的生产能力占世界总量的90%。

耀眼的商业前景

日前,国家建设部部长汪光焘表示,从今年起我国将对现有建筑进行大规模节能改造。现代建筑中,玻璃首先要承担节能的责任,在这方面所凸现的市场潜力是不可估量的。

从市场总量来看,我国目前城镇现有房屋建筑面积150多亿平方米,对每平方米房屋进行节能改造需要100多元,如果改造完成至少花费两万亿元人民币。国家建设部政策法规司副司长徐宗威说,我国每年竣工的建筑面积还约占世界的一半,其中玻璃的需求将是巨大的,这也是节能玻璃发展的一个很好的时机。

2006年,世界平板玻璃的总需求量约为41亿平方米,按每平方米15人民币计算,市场总量为600多亿元人民币。如果50%全部生产节能玻璃,全球将有300亿人民币的市场。但这个数据只是一个美好的预期,至于节能玻璃到底能够获得怎样的市场份额,需要综合以下几个因素。

首先是政策因素,在许多欧美国家在推行建筑节能前,都出台了硬性的法规以及奖励制度。以建筑能耗最高的美国为例,除了很多强制性的政策以外,还推出了很多奖励性政策。比如,使用地热采暖、太阳能热水和采暖系统最多可减免税收1500美元;新建节能住宅建筑可获税收减免等,即规范了企业的行为和培养了民众的节能意识。

而中国在这方面相对比较粗放,虽然建设部出台了建筑节能的法规,但是只是规范了对房地商在建房节能行为。法规中并没有对实施节能的企业或是个人采取奖励性措施。

作为第二个因素技术是节能玻璃市场竞争力的体现。从节能玻璃诞生以来,各国都没有间断对节能玻璃研究的投入。还是以美国为例,联邦政府2005年用于建筑节能研发的费用达1亿万美元,而且每年的费用还在不断的递增。通过技术水平的不断提高,降低节能玻璃的成本,从而促使产业的规模化生产。

而中国政府对于建筑节能的投资是非常有限,其中对于节能玻璃投资的研究更是微乎其微。总体来讲,节能玻璃已经成为了未来玻璃产业发展的方向。LOW-E玻璃和SUN-E玻璃(太阳能控制低辐射玻璃)是目前潮流产品中综合节能效果最好的两个产品。据了解,国内一些的玻璃企业已经开始与国外企业合作,大批量的生产。

高成本

目前节能玻璃的价格大约是普通平板玻璃的5到20倍。以低辐射玻璃为例,2004年国内玻璃用量4000万平方米,其中低辐射玻璃仅有 600万平方米,与国内已具备的1300万—2500万平方米的生产能力相比,利用率只有50%左右。

“事实上,采用节能玻璃所增加的投资,在今后几年的节能效益中就可以得到补偿,更不用说节能所产生的社会效益了。”中国建筑装饰装修材料协会会长郭一鸣表示,国家提出的建筑节能目标是到2010年,全国新增建筑的1/3达到节能50%的目标,其中涉及节能玻璃面积约6亿平方米,平均每年新增节能玻璃约1.2亿平方米。

可是,到目前为止,中国大陆企业还不能制造离线低辐射玻璃镀膜设备。我国进口超过15条离线低辐射玻璃镀膜生产线,设备进口平均价格超过1000万欧元。高昂的建设投资成本使我国的LOW-E玻璃价格高于欧美国家,因此,我国是世界上进口LOW-E玻璃最多的国家,目前我国有20%的LOW-E玻璃需求依赖进口。

LOW-E玻璃与SUN-E玻璃生产技术,包括专利及专用技术被国际上少数几个玻璃公司垄断,很多没有独立技术能力的企业也只有与国外企业合作。秦皇岛耀华玻璃股份有限公司经多年的自主研究开发,在基本掌握反应机理、沉积工艺和原料制备方法。但是还只是一些实验性的产品,为了寻求出路,他们在2003年选择美国美国QTOFNA公司技术合作,并持有了该公司LOW-E玻璃项目技术在中国大陆的独家使用权。

核心技术的缺失,必然导致成本的增加,也阻碍了节能玻璃产业开疆拓土的步伐。在我国,由于节能意识薄弱以及设备引进费用昂贵、市场占有率较低,造成节能玻璃成本相对较高,导致行业发展缓慢。

许多民用住宅的房地产开发商和业主往往只关注门窗的外形和密封性,对玻璃的节能环保性却没有引起足够重视。很多人只知道双层玻璃可以保暖,却不知道平板玻璃的耗能有多大。

据估计,在今后5年我国LOW-E玻璃需求年增长率将高达50%,需求与供应之间存在很大缺口。我国玻璃加工企业仍将继续进口设备,同时需要改造升级普通镀膜设备以生产LOW-E镀膜玻璃。

节能玻璃的中国表现

在欧美国家,玻璃业经过300年的发展,小型玻璃公司大多被吸收合并,形成了生产的高度集中化,剩下的都是巨无霸型的跨国公司。当前,国际玻璃市场61%的生产能力被日、美、英、法等果的五家公司拥有,并且占据着全球玻璃80%以上的市场份额。

由于他们的玻璃工业生产技术已达到相当高的水平,优质的玻璃产品为节能提供了物质保障。同时,国外的节能环保意识也已进入一个相当成熟期。具有节能环保功效的低辐射镀膜玻璃在发达国家已被广泛应用。欧美发达国家甚至通过立法要求必须或鼓励使用低辐射镀膜玻璃,其用量的大幅度上升,获得了巨大的节能效益。

与国外企业相比,我国的玻璃企业有喜有忧。近年,我国玻璃生产工业也在加快步伐,例如,山东蓝星集团通过10年的科研创新,研制出了具有自主知识产权的蓝星在线LOW-E玻璃。据了解,目前我国拥有自主知识产权的节能玻璃,年产量不及10万平方米。

我国是世界上平板玻璃产量最大的国家,产量已连续10多年居世界第一位。但与国外玻璃工业相比,生产的集中度很低。截止到2006年12月,我国共有玻璃生产企业1885家,其中大型企业为99家,中型151家,小型1635家。

其中技术和产品落后的中小企业仍占绝大多数。同时,各大型企业的产品都集中在平板玻璃等市场供给能力严重过剩的玻璃种类上,技术先进的环保节能型产品寥寥无几。

尽管以中空玻璃、镀膜玻璃、LOW-E玻璃等为代表的节能玻璃在近几年发展迅速,但在国内玻璃行业,引进国外生产技术与设备的现象仍有愈演愈烈的迹象。

由于害怕承担风险,一些企业宁愿引进国外技术,也不愿出资自主研发,致使缺乏自主知识产权的国内玻璃产业,对国外技术的依存度高达50%。

美国建筑节能政策:

建筑业是美国经济的支柱之一,建筑耗能在美国能源消耗中也占重要比例。据统计,近年来美国住房每年消耗能源折合约3500亿美元。

政府进行建筑节能的手段主要是制定行业和产品标准、开发和推荐能源新技术等。10余年间,美国共出台了10多个政策或计划来推动节能。2003年出台的《能源部能源战略计划》更是把\"提高能源利用率\"上升到\"能源安全战略\"的高度。

为鼓励使用节能设备和购买节能建筑,美国对新建节能建筑实施减税政策,凡在IECC标准基础上节能30%以上和50%以上的新建建筑,每套房可以分别减免税1000美元和2000美元;美国各州政府还根据当地的实际情况,分别制定了地方节能产品税收减免政策。

美国能源部提出\"建筑技术计划\",对房屋建筑的供暖、供冷热源、输送渠道及实现方式都考虑比较完善。能源部还支持美国绿色建筑协会推行以节能为主旨的《绿色建筑评估体系》,目前是世界各国建筑环保评估标准中最完善、最有影响力的。美国环保局的\"能源之星\"计划,还对有利于节能的建筑材料授予\"能源之星\"标准。

德国建筑节能政策:

德国《能源节约法》(EnEV)于2002年2月生效,它取代了以往的《供暖保护法》和《供暖设备法》,制定了新建建筑的能耗新标准,规范了锅炉等供暖设备的节能技术指标和建筑材料的保暖性能等。按照新法规,建筑的允许能耗要比2002年前的能耗水平下降30%左右。

德国还有大批老建筑,没有采用新型保温技术措施,新法规鼓励企业和个人对老建筑进行现代化的节能技术改造,并实行强制报废措施。例如,新法规规定,2006年年底前,在1978年10月1日前安装的约200万个采暖锅炉必须报废,由新型节能锅炉取代。在政府的推动下,天然气和太阳能等清洁能源、可再生能源近年来在住宅供暖市场上得到越来越普遍的应用。

玻璃艺术论文范文第3篇

摘要:我国经济高速发展,城市人口也在不断的增长,建筑规模也在逐渐扩大。现如今人们越来越注重绿色环保,经过不断的宣传环保观念深入人心,所以绿色建筑工程是目前最受人们关注的一个话题,本文着重分析了建筑工程目前的管理现状和存在的各种问题,进而对绿色建筑工程的发展提出一些对应的解决方法。

关键词:绿色建筑;工程管理;关键措施

引言

随着我国社会经济的快速发展,对生态环境的重视程度有所提高,可持續发展观念深入贯彻其中。绿色建筑对居民生产生活有着极大的影响,在落实过程中也产生了各种问题,为了提高在工程管理工作中的工作水平,需要重点对绿色建筑工程管理过程中存在的问题展开分析。

一、绿色建筑工程管理存在的主要问题

1.1 初期建设成本较高

发展节能环保的绿色建筑材料需要大量先进技术的支持。例如世界上最大膜结构工程的“水立方”体育馆,建筑物外层采用最先进的环保节能膜材料,膜材料不仅有自清洁功能还有利于光的照射使得游泳池水温恒定以减少耗能。但是这种膜材料的成本是极高的且后续保养维修费用不菲。每一种新型环保材料的研发都给企业增加了前期的资金投入,即使从国外直接引进先进的技术和设备,也会导致成本的必然增加。虽然从长远来看,绿色建筑全寿命周期所花费的总成本是要低于传统建筑的,但先前的超额投资还是需要十多年的时间才能收回。绿色建筑的发展在前期需要很多资金投入和人才培养工作,却难以在短时间内得到回报,致使建筑企业不愿尝试。

1.2 管理体系不够完善

开发商在决策设计阶段就没有考虑到建筑材料的环保性和高利用率,依旧是按照传统的建筑进行设计,例如为了美观而大面积的设计玻璃幕墙导致光污染。在进行各施工项目招标时,最先看中各施工方的最低报价以及施工方以往的承建成品质量,而忽视了融入新鲜环保理念的创新型企业。施工过程当中对已经做完的项目没有很好地进行成品保护,导致业主入户之前还要统一进行检查并且大批量的维修、更换受损成品,这是对人力和物力的极大浪费,同时也大大增加了企业成本。

1.3监管部门力度不够,相关法律不足

由于绿色建筑带来的环境效益和经济效益多体现在国家的宏观层面,作为开发商的收益在短期内并不明显,所以大多数企业在环保意识匮乏的前提下并不积极追求发展绿色建筑。据统计我国建筑工程数量占据世界总量的一半左右,既然建筑工程总量如此之多,那么监管部门对建筑工程企业的监管作用就在绿色建筑工程发展中起到了至关重要的作用。然而就现阶段而言,相关管理部门监管力度不够、责任划分不明,且我国目前针对绿色建筑的相关法律法规较少,且条例中多以“提倡”“鼓励” “建议”等词对企业提出要求,导致工程项目中的不足之处不能及时发现和解决,即使发现污染等问题监管部门也无法强制要求企业杜绝污染行为。

二、对于绿色建筑管理相关问题的解决对策

2.1 各地政府增设专项政策支持企业全面改革

政府部门不断鼓励宣传绿色建筑,建立绿色城市构想,却忽视了开发商的逐利需求。没有足够的政策扶持,开发商很难积极响应国家号召利用大量前期资金投入来发展绿色建筑。开发商缺乏积极性,施工方缺乏主动性导致绿色建筑的发展停滞不前。针对这种情况,政府部门要做的不仅仅是宣传,还要增设具体的扶持政策。例如对积极响应绿色环保理念的先进企业给予简化税收、给予补贴、信贷激励等政策,当建设绿色建筑项目的成本和传统建筑相差不大时,开发商还是有足够的觉悟和社会责任感来遵循绿色环保理念,贯彻落实可持续发展战略。政府在给予补贴的基础上还要做好宣传工作,在施工现场张贴绿色建筑宣传标语,为施工现场分发环保基础设备,敦促施工方及时处理建筑垃圾,潜移默化地将绿色建筑的理念输送到从业者的心中。

2.2 完善建筑项目管理体系

绿色建筑项目需要在全生命周期范围内都遵循可持续发展战略,从项目的最初设计到中期的建筑施工再到最后的报废拆除都应有系统的管理体系来进行约束。在设计之初进行成本预算与成本管控,在招标过程中着重关注绿色建筑做得较好的施工方,采购建筑材料时不应一味节约成本而是要注重材料的环保性以及是否可重复再利用。虽然廉价的材料对控制成本有一定的帮助,但是建筑总体质量差强人意会对企业口碑产生负面的影响,甚至危害到施工工人和业主的健康。在建筑项目报废拆除时要对可回收材料进行整理回收再次加工利用,最大限度地“节材”。企业应着手大局,绿色建筑是顺应主流的发展,致力于人与自然和谐相处。绿色建筑的优势不仅在于长期运行成本远远低于传统建筑还对生态环境保护贡献了巨大的力量。

2.3 高校注重专业人才培养,企业加强从业人员认知

针对我国绿色建筑管理人才的极大缺口,首要解决方案就是各高校对工程管理专业的学生增设绿色建筑和绿色建筑管理等相关学科,加强绿色管理理念,将绿色环保的理念扎根心中。在校阶段着手培养学生的绿色建筑工程理念,加强未来从业者对绿色建筑工程的重视程度。我国近500所高校的工程管理专业会在短时间内为企业输送大量的专业型绿色建筑管理人才。同时,各地教育部门应该起到积极推广绿色理念的作用,定期组织高校进行绿色建筑工程理论与实践竞赛。从活动中让学生知道学习绿色建筑工程对国家实施可持续发展战略的重要意义。对于用人企业来说,去到高校招聘应届专业人才的同时也要对传统管理人员进行系统的专业培训。绿色建筑管理模式相较于传统管理模式较为复杂和烦琐,并且绿色建筑所用的先进技术和高科技材料是不断研发更新的,这就需要企业定期对从业者进行培训,加强从业者对绿色建筑的认知。企业为确保培训效果,可以增设定期考核制度,对成绩好的员工予以绩效奖励。这样不仅能够激励员工的学习兴趣,也能够保证较好的学习效果。在培养和引进人才的过程中,要不断地强化从业者对绿色建筑工程的认知与理解。只有管理人员的专业水平不断提升,才能有助于工程企业关于绿色建筑工程这一概念顺利开展。

2.4 增加针对绿色建筑的专门立法

目前我国针对绿色建筑相关的法律法规有《建筑法》《环境保护法》《民用建筑节能条例》《土地管理法》《中华人民共和国节约能源法》等。然而上述法律法规中只是对节能、节地有所限制,没有关于建筑项目施工中具体做法的相关规定。对于节能减排保护生态也只是“建议”和“提倡”,缺少强制执行的法律条例。没有法律的强制规定就没有明确的法律责任。法律法规的威慑性远高于规章制度,所以我国应该增设法律法规,硬性要求开发商和施工单位在建筑项目的各环节按照绿色建筑标准施工建设。法律法规的颁布会给企业建立正确的价值观,强制要求企业履行社会环保责任。例如建立法规强制施工现场增设雨水收集系统,利用在对水质量要求较低的除尘环节;要求企业在选择建筑材料的时候选择可回收再利用的绿色环保材料;规定施工现场必须对建筑垃圾进行分类并及时处理。对于施工中难免会产生的灰尘、噪音以及光污染,就设立一个不可超过的最大值用以约束。有了专门的法律法规,监管部门在进行监督的时候有法可依,就可以强制要求企业杜绝污染环境的行为。

结语

绿色建筑作为未来主流建筑需要管理人员加强责任感与使命感,将所学的绿色建筑工程管理知识灵活运用于实际工作之中,使得企业在发展绿色建筑的同时将经济效益和生态效益有机结合达到利益最大化。

参考文献

[1]. 绿色建筑工程管理现存问题研究[C]//.北京力学会第26届学术年会论文集.,2020:301-304.DOI:10.26914/c.cnkihy.2020.000445.

[2]耿雪.推进绿色建筑工程管理关键措施分析[J].绿色环保建材,2019(06):199+202.DOI:10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2019.06.149.

玻璃艺术论文范文第4篇

夏天到了,令主妇关心的是,家居环境如同衣服换季一样,需要改变往日的厚重感。其实,只需进行一些小变化,家居环境就能变得整洁、清爽起来。那么,通过怎样的细节处理来为居室“降温”呢?只要我们有充满创意的心灵,便可以为居室来个清凉大变身!

改变墙面颜色,为窗帘和沙发换装

夏天的墙壁,最适合明亮度高的颜色。在闲暇时间,我们不妨为墙面DIY上色。这不仅有意外的迷人效果,而且能享受动手的投入感与成就感。通常而言,米色和白色是许多家庭最常使用的壁面颜色。此外,适合夏季的色彩,包括洋溢着自然风味的风铃草或鼠尾草绿、玫瑰白或百合白,或是刷上地中海风味的淡淡粉红、粉蓝与粉橘。至于挂画装饰,我们可用黑白照片配浅山毛榉框或枫木框,既有质感又不会太沉重。

需要注意的是,窗帘和沙发的质料与色彩对空间的视觉效果影响很大。厚重的窗帘使人感觉沉闷,夏天时的窗帘最好用淡色的清爽布料,也可选择比较活泼的图案,透光度好的紗帘此时最受欢迎。纸帘的穿透性也不错,可考虑搭配运用。沙发布套和靠枕,夏天时宜用棉麻等透气素材,颜色以浅色或冷色调为宜。

善用竹制家具,平添一份“绿色”

竹子的弹性好、可塑性强,用它做的椅子线条简洁、美观。夏季,坐在一把竹制的摇椅上,给我们带来的不只是清凉和舒爽,还有回到童年的感觉。

放置一个竹制茶杯垫,可以凸显竹子的意蕴。细如丝竹,色如润玉;淡淡的竹香,伴随着袅袅茶香,让我们心旷神怡。此外,合理地摆放竹台、竹花瓶等竹制家饰,可以为我们打造一个“隐匿于山林之中”的清幽住所。用竹子做成的家具会给都市人带来质朴古典、返璞归真的感觉,为夏日平添一份“绿色”、吹进一股“凉风”。如今,新式竹制家具保持了竹子的独特质感,大部分的竹材在成为家居制品前,都经过去皮、防裂、防虫、防腐、热压等工序。竹制家具的硬度不仅可以和硬木相比,而且不会开裂变形,保持着原始的质朴和美感。即便夏季已过,我们也可长久使用。

合理安置镜子,换用玻璃材质器皿

夏天,由于人们使用浴室的频率最高,因而制造浴室里的凉爽感相对重要。我们不妨暂时收起浴室里的陶器,换上透明感良好的长形玻璃杯。因为浴室里的洁净感十分重要,所以,我们应尽量使用色彩明亮的道具,以增加清爽的气氛。无论是盛装鲜花的小水瓶,还是收纳牙刷的牙杯瓶罐,或者装肥皂的小碟子,我们不妨都换用玻璃材质的器皿,让浴室能呈现截然不同的清新感。

此外,镜子也能增加清凉感。如果浴室只有一面镜子,我们不妨使用搭配组合镜。镜子所带来的清新感,将由不同的组合形式与不同的位置而变得更丰富、更有层次。夏日里的舒爽感觉,也将因此而加倍提升。还要注意的是,装饰材料的变化也可为浴室空间注入一丝清凉。明智的选择是绿色、蓝色相间与白色的搭配,蓝白、绿白相间的材料是浴室空间里最透气的部分,会让人产生意想不到的清凉感。

摆设玻璃制品,

让花朵成为“天然氧吧”

其实,夏季正是玻璃制品当道的时节,因为晶莹剔透的玻璃制品能够给人带来冰凉的感觉。如果家中有玻璃或金属制作的家具,我们应该尽量露出它们原来的材质。随季节变动而更换家具的人不多,也有执行的困难,因此,利用家饰品来呼应季节的轮替是可行的方法。我们可多采用玻璃花器,将绿色植物置于家中。在室内摆一些翠意盎然的植物盆栽,哪怕只是一株小花,就是家里的“天然氧吧”。在玻璃花器里,不论是插上白色或绿色系的花草,或是拿来栽养水生植物,都能传达清凉的视觉感。

我们可以在家中任何地方摆放一些剔透的玻璃装饰品,也许它并没有实际的用处,但所营造的却是意想不到的浪漫效果。在客厅放置一个玻璃鱼缸,养几条可爱的小鱼,放几株漂亮的水草。透过玻璃鱼缸,我们看到鱼儿在水草间来回穿梭,会带来凉爽的感觉和夏日休闲的乐趣。

当然,我们还有其他一些办法使居室清凉起来。收起地毯,露出大理石或瓷砖地面,或是收起暖暖的拖鞋直接踏在木地板上。如果为了空间搭配的效果而铺设地毯,那么,可将毛毯或棉毯换成亚麻色椰纤毯。如果有条件,可在庭院、阳台或室内设计流动的水景。

玻璃艺术论文范文第5篇

摘要:介绍了玻璃钢螺旋锚、土工格栅、土工泡沫和土工合成材料黏土垫(GCL)在修复河南邓州市膨胀土渠道滑坡中的应用。玻璃钢螺旋锚用来锚固水上坡的混凝土框架梁和水下坡的混凝土板,土工格栅提高渠坡抗整体滑动的安全系数,土工泡沫用以减小混凝土板衬砌下的膨胀力,GCL用作混凝土板下的防渗垫层。文中给出设计方法、监测方案和修复工程的竣工情况,还将玻璃钢螺旋锚方案与其他修复方法,如换填非膨胀土法、抗滑桩法以及土工格栅分层加筋法做了技术和经济比较,说明了该法的优越性。

关键词:玻璃钢;螺旋锚;土工合成材料;修复;渠道渠坡;膨胀土

A Case History of Application of FRP Screw Anchor and Geosynthetics in Repairing of Canal Slope of Expansive Soils

WANG Zhao QIU Zong-qiang2 ,CAI Song-tao3 ,HU Huai-liang4,CUI Bai-jun5 ,LU Yue6

(1.School of Civil and Architectural Eng.,Wuhan Univ.,Wuhan 43007 China; 2.Henan Nanyang Bureau of Yindan

Irrigation District,Henan Dengzhou 474100,China; 3.Henan Provincial Water Conservancy Research Institute,Zhengzhou 45000 China; 4.Henan Province Irrigation and Water Conservation of Water and Soil Technical Promotion Station Zhengzhou 45000 China; 5.Jiangsu Jiuding Group,Rugao 226500,China;6.CETCO,Beijing 10002 China)

1引 言

玻璃钢螺旋锚是国家自然科学基金“非饱和土坡变形机理和FRP螺旋锚护坡技术研究”的初步成果,参见图1。该锚具有强度高、不锈蚀、可自旋入土等优点。为比较玻璃钢螺旋锚力学加固、泡沫塑料板(FPS)减载和土工合成材料黏土垫(GCL)防渗对膨胀土渠坡稳定的影响,笔者从2006年9月起,将上述材料包括部分土工格栅运用于邓州市引丹灌区北干渠一滑坡的修复,至2007年1月15日已全部竣工。特将修复工程的设计、采用的材料、现场试验和施工情况总结如下。

2 玻璃钢螺旋锚

螺旋锚作为一种锚固技术20世纪50年代就用于岩土工程施工或原位测试的临时锚固措施。70年代加拿大等国将螺旋锚用于超高压输电线路杆塔的基础和拉线地锚 [1]。螺旋锚像木螺丝那样,可旋转自进到较深土层,钻进过程扰动的圆柱形土体经过一段时间静置后,强度将有很大程度的恢复,故能承受较大拉拔力;因不需灌浆,施工速度快、无环境污染。螺旋锚曾在基坑支护中采用,锚片由薄钢板制成,焊接在钢管锚杆上,钢管另一端焊有锁紧护坡面板的螺钉。钢制螺旋锚的缺点是为了承担大的入土扭矩需较大截面钢管,而锚能承担的抗拔力所需截面很小,引起材料的浪费,且钢材易生锈[2]

FRP(Fibers Reinforced Plastic) 为纤维增强塑料,其中用玻璃纤维增强的俗称玻璃钢。玻璃钢具有质量轻、强度高、蠕变小、较好的切割性能、较强的抗腐蚀能力。

2.1 玻璃钢螺旋锚的结构

FRP螺旋锚由锚头、锚杆和锚尾组成。

图1 玻璃钢螺旋锚的锚头和锚杆截面

螺旋叶片整体成型在锚头的圆筒上,圆筒一端设两道啮合口与下锚钢管啮合,以备下锚。圆筒的内径渐变(形成3锥面),以便与锚杆通过圆台形楔块锁紧。楔块也是由玻璃钢制成。

锚杆横截面为空心圆环,由六股等弧瓣状组成(参见图1),锚杆截面尺寸由锚杆的设计抗拔力确定。锚杆插入内径渐变的锚头圆筒内,然后用楔块锁接。锚杆的尾部也是通过楔块,借助内径渐变的钢套管和螺母与坡面的护坡结构连接(图2)。

图2 锚尾部分结构示意图

2.2 锚的特性和设计拉力

玻璃钢的力学特性参见表1。锚的设计抗力取决于材料的允许抗拔力和现场拉拔试验的允许抗拔力。

表1 杆体材料的物理力学性能

(1) 材料的允许抗拔力

Tam=σmAKm(1)

式中:Tam—材料的允许抗拔力(MN);

σm—材料的拉伸强度(MPa);

A—锚杆的横截面积(m2);

Km—材料的安全系数,取Km= 4.0。

(2) 拉拔试验的允许抗拔力

Tap=TupFs(2)

式中:Tap—拉拔试验的允许抗拔力(MN);

Tup—拉拔试验的极限抗拔力(MN);

FS—抗拔力安全系数,FRP螺旋锚用于边坡浅层锚固,取2.0。

取Tam 和Tap中的较小者作为锚杆的设计抗力Ta。

本工程使用的螺旋锚为SAF-16型,锚头螺旋叶片的直径为160 mm;锚杆构成空心圆的外直径为14 mm,内径为8 mm,实测抗拉强度为57.6 kN,延伸率为5.08%。在武汉大学完成了三种荷载强度的蠕变试验,历时4个月没有观测到蠕变应变。2006年12月份,在渠坡现场完成了20根试验锚的拉拔试验,参见图3。极限抗拉力在30~40 kN。综上,取锚的设计拉力Ta=14.4 kN。

图3 玻璃钢锚杆的拉拔试验

2.3 锚的安装和坡面锁固

试制的电动拧锚机和安装情况如图4所示,电动机功率为2.5 kW,实测每30 min可下锚1根。

图4 自制拧锚机

坡面锁固方法参见图 其中,与水上坡框架梁节点的锁固和与水下坡混凝土板的锁固参见图5(a)和(b)。

(a)水上坡框架梁节点的锁固

(b)水下坡混凝土板的锁固

图5 钢制锥孔螺钉、销钉和螺母锁固六瓣玻璃钢锚杆

3 土工合成材料

3.1 土工泡沫

土工泡沫用以减小混凝土板衬砌下的膨胀力。它是由聚苯乙烯用模室法生产(EPS)。比较了两种EPS材料的固结特性,密度分别为7.5 kg/m3和15 kg/m3,来自洛阳塑料工业公司聚苯泡沫厂。每种密度均进行两个试样的平行试验,切削圆柱形试样的尺寸为面积50 cm2、高2 cm,在高压固结仪中进行侧限固结试验,应力应变关系见图6。

图6 EPS应力应变关系曲线

从图6可见,随压应力增加,压缩应变迅速呈直线增加,当压力增加至一定值后,压应变增加变小,该压力位于曲线的拐点,记为Pt。图6两种EPS的拐点压力分别大约为 50 kPa和100 kPa。根据EPS的应力应变关系、膨胀力和螺旋锚的拉力与拔出位移曲线,可以确定锚承受的实际拉力,参见文献[3]。工程中采用的为密度7.5 kg/m3土工泡沫,厚度为30 mm,参见图7。

图7 浇混凝土板前铺设的土工泡沫

3.2 土工合成材料黏土垫

土工合成材料黏土垫(GCL) 防渗层铺设在混凝土板下,参见图8,沿渠道布置了20 m,作为一种独立的方案比较对膨胀土渠坡稳定的影响。GCL由CETCO公司提供,其特性指标根据美国ASTM标准方法测试,参见表2。

表2 土工合成材料黏土垫(GCL)特性

图8 含GCL 防渗层的混凝土衬砌

因渠坡整体滑动的滑弧距坡面较远,螺旋锚达不到滑弧位置,故用土工格栅提高渠坡抗整体滑动的安全系数,参见图9。工程采用的单向土工格栅抗拉强度为50 kN/m。

4 滑坡修复工程概况

工程位于河南省邓州市陶营引丹灌区北干0+110处,距南水北调渠首陶岔约28 km。渠道滑坡段长约80 m,渠底宽10 m,渠坡高9.5 m,坡度1∶ 渠道水力坡降1/5 000,正常流量32 m3/s,正常水深1.85 m,流速1.3 m/s。因多次滑坡,滑坡体已深入渠底,滑坡体厚6~8m。滑坡所在渠坡土体的特性指标见表3。根据表中自由膨胀率可知,渠坡土体为弱膨胀土。

图9 渠坡修复布置图

表3 渠坡土体特性指标

4.1 修复方案

渠坡修复时设二级边坡, 马道宽2 m,马道上边坡高5.5 m,下边坡高4 m,坡度均为1∶ 参见图9。沿滑弧面分层铺设土工格栅,防止可能发生的深层滑动破坏。膨胀土渠坡的破坏大多从坡脚开始,故在坡角处设齿墙防护。由于渠坡临空面大,湿度变化频繁,易产生风化和胀缩变形,强度衰减快,故滑动面常具有浅层性。为防止浅层破坏,坡面采用等间距的螺旋锚锚固,间距为2 m,共计260根,即水上坡设装配式钢筋混凝土框架梁,节点用玻璃钢螺旋锚锁固;水下坡现浇钢筋混凝土板,同样用玻璃钢螺旋锚锁固(参见图10)。在钢筋混凝土板下铺设厚度为5 cm、密度为7.5 Kg/m3的土工泡沫(EPS泡沫塑料板)以减小膨胀力。EPS板仅铺至正常水位以上约0.5 m,并且沿渠线方向只铺设1/3长度(约25 m),以便与未铺EPS板的滑坡修复段(约25 m)比较。另外20 m长的滑坡段在混凝土板下布置土工合成材料黏土垫(GCL)防渗层。

图10 玻璃钢螺旋锚加固框架梁和板

4.2 稳定分析

运用美国邓肯(Duncan)等人编制的稳定分析程序STABR,按瑞典条分法自动搜索最危险滑弧,求得处理前后稳定安全系数列于表4中。

表4 稳定分析安全系数

在计算稳定安全系数时,对整体边坡,土工格栅的容许抗拉强度取12.5 kN/m;对水上或水下边坡,每根玻璃钢螺旋锚沿锚杆方向提供13.2 kN的拉力,指向坡内。表4中处理后安全系数满足规范[4]Fs = 1.1~1.3的要求。

5 监测计划

为了评价螺旋锚加固治理措施的质量和效果,了解加固后坡面及内部的受力和变形,同时检验上述设计方法,特安排了试验和监测计划。主要内容是:变形监测、拉力监测、吸力监测和含水量监测。试验点分布在螺旋锚加固段的铺土工泡沫和未铺土工泡沫段的中轴线上,以及铺GCL段的中轴线上,并与滑坡外仅铺混凝土板的渠段比较。

(1)变形监测。边坡变形监测的标记布置在混凝土板和混凝土框架梁上,采用水准仪测沉降、经纬仪测水平方向的位移。在修复段附近设两个基准点;

(2)拉力监测。用测力扳手检测锚尾处锁紧螺母的扭矩,计算得运行期间的实际拉力[3]

(3)土压力监测。共布置了JXY-4型振弦式土压力盒9只,其中,3只一组,测水平和垂直方向的土压力(图11),第三只铺设在混凝土板下,测膨胀压力;

图11 埋设土压力盒

(4)吸力监测。共埋设张力计6支测膨胀土的基值吸力(图12);

图12 张力计和吸力探头

(5)含水量监测。 配合观察井采用小直径的麻花钻,在各监测点取扰动土样用酒精燃烧法测含水量,比较不同衬砌措施的防渗效果,确定含水量有增加的土层厚度,并率定膨胀土含水量与基质吸力间的关系。

6 技术经济分析

6.1 技术分析

目前膨胀土渠坡可能的处理措施主要有:(1)换填非膨胀土;(2)抗滑桩;(3)土工格栅分层加筋;(4)螺旋锚加固的方法。措施(4)的优点对非填方渠坡而言,避免了(1)和(3)的挖填和碾压工序,与措施(2)相比施工较简单,且投资较省(参见经济分析)。

6.2 经济分析

以上述马道下的滑坡处理为例,对4种措施做经济比较。该渠坡马道下坡面长8.9 m,换填非膨胀土1 m厚,或在渠长方向每2 m打入1根长5 m边长30 cm的方桩(体积0.45 m3),或用抗拉强度50 kN/m的单向土工格栅垂直间隔40 cm、深入坡内水平长度4 m布置,或沿坡长采用4根间隔2 m 布置的5 m长螺旋锚、混凝土板下铺5 cm厚质量为7.5 kg/m3的土工泡沫板。4种处理方案的稳定安全系数均能满足设计要求,它们的经济比较见表5。比较时都省略混凝土衬砌板,并换算成每延米基价。定额参考 《湖北省建筑工程消耗量定额及统一基价表》,鄂建[2003]43号文颁发,湖北省建筑工程造价管理总站编印。表中没有列出具体计算分项。

表5 膨胀土渠坡4种处理措施的经济比较

从表5的比较可见,4种方案每延米基价由低到高的排列顺序为:螺旋锚和泡沫塑料,换填非膨胀土,柴油打桩机打预制方桩,土工格栅分层加筋。表5曾经过“河南省南阳引丹灌渠管理局”有关人员校正,并因技术和经济上的优越性,最终方案4被选中。

7 结 语

(1) 玻璃钢螺旋锚具有防锈、施工简单和价格较低等优点,缺点是:抗拔力较低,坡面锁固困难,有待进一步改进;

(2) 土工泡沫板的压缩特性表明,在混凝土板衬砌下面铺设可减小膨胀力。

(3) GCL具有铺设简单、防渗性能好的优点。

(4) 从技术经济分析可见,与换填非膨胀土、抗滑桩、土工格栅分层加筋相比,螺旋锚方案具有优越性。特别是在附近没有合适非膨胀土的地段,并考虑到取土对环境的影响。

(5) 初步提交了螺旋锚和土工泡沫应用的设计和监测方法,监测结果将评判哪个方案最适用于稳定膨胀土渠坡。

(6) 螺旋锚和混凝土框架梁结构还可应用于基坑、公路和铁路工程土质边坡的加固。

致谢:

参加现场试验和分析的还有马彦亮、陈春红、刘素锦和代伟,在此深表感谢。

参考文献:

[1] Klym T W,Radhakrishna H S.Helical anchored plate of tower foundation [J].Soil Engineering and Foundation,199 5(2):39-45.

[2] 王 钊,刘祖德,程葆田.螺旋锚的试制和在基坑支护中的应用[J].土木工程学报,199 26(4):47-53.

[3] 王 钊,陈春红,王金忠.玻璃钢螺旋锚在修复膨胀土渠坡中的应用[J].四川大学学报,2007,39(4):1-5.

[4]GB 50286-98,堤防工程设计规范 [S].

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

玻璃艺术论文范文第6篇

摘要:由于玻璃钢/复合材料具备较强的性能优势,随着玻璃钢/复合材料的发展,生产技术水平的不断提升,使得玻璃钢/复合材料在大跨度结构工程中的应用日益广泛,能够满足结构轻巧、造型新颖、建设简便、实用美观、高强耐用等的大跨度结构工程的结构需求和人们的实用需求。本文简单介绍了玻璃钢/复合材料的涵义,重点介绍了玻璃钢/复合材料的性能,阐述了玻璃钢/复合材料在大跨度结构工程中的应用。

关键词:玻璃钢/复合材料;大跨度结构;应用

前言:随着我国经济的飞速发展,对建筑物的材料和性能提出了更高程度的要求,建造大跨度结构工程已成为未来的发展趋势,比如飞机场、候车大厅、游泳馆、展览馆、体育馆以及CBD等大型活动场所,这些大跨度结构工程要求所用建材须耐久性高、强度大、材料轻巧、受力合理等,玻璃钢/复合材料具备高强耐久、抗腐蚀、承载力强等性能,因此,玻璃钢/复合材料在大跨度结构工程中得到了广泛应用。

1.玻璃钢/复合材料涵义

复合材料指的是由两种或两种以上的材料复合在一起成为具有更好性能的一种材料。玻璃具有透明的特性,且耐高温、耐腐蚀,但是玻璃易碎,不能够满足人们要求,钢材具有坚硬,且不易碎、耐高温的特性,但是钢材抗腐蚀性能弱,同样不能满足要求,于是人们迫切需要一种既具有玻璃耐高温、耐腐蚀、透明且硬的特性,又具备钢材坚硬且不易碎的性能的一种材料。玻璃钢/复合材料就是这样一种既耐高温、耐腐蚀、强度高、质量轻便的复合材料,由于玻璃的抗拉强度较低,但是将玻璃融成玻璃纤维,其抗拉强度可提升十几倍,我们将玻璃纤维和树脂进行组合成为一种复合材料,这才是真正意义上的玻璃钢/复合材料,玻璃钢是众多复合材料中的一种。

2.玻璃钢/复合材料性能

2.1.轻质高强

玻璃钢具有“比钢强,比铝轻”的特性,玻璃钢/复合材料密度为1.5-2.0之间,密度只有钢材的1/4-1/5,但抗拉强度在沿纤维主向上超过普通钢材的2-3倍,可与高级合金钢相比,玻璃钢/复合材料的比强度超过普通钢材10倍。玻璃钢/复合材料轻质高强,在航空航天领域、建筑工程领域应用广泛,玻璃钢/复合材料的应用大大增加了大跨度结构工程的跨度要求和承载力要求,比如建筑工程中所需要的大跨度的屋盖,玻璃钢/复合材料可以实现比钢架或混凝土屋盖大得多的跨度,且玻璃钢/复合材料具有重量轻的优势,在其施工中,安装难度大大降低。

2.2.抗腐蚀

钢材的抗腐蚀能力较弱,玻璃具有较好的抗腐蚀性能,玻璃钢/复合材料是一种抗腐蚀的复合材料,对空气、油类、水、溶剂和一般浓度的酸、碱、盐等都具有良好的抗腐蚀能力。玻璃钢/复合材料正在逐步取代普通钢材、不锈钢材、普通木材及其他有色金属等传统材料,被应用具有防腐要求的各个领域,并且应用玻璃钢/复合材料的建筑工程不需要增加防腐处理的环节,节省了不少的成本,这是传统材料无法实现的。

2.3.导电导热性能好

玻璃钢/复合材料是一种绝缘的复合材料,微波透过性较好,且导热率较低,是一种绝热复合材料,是一种耐高温的理想防护材料,在航天航空领域、消防领域得到的广泛应用。

2.4.工艺性好

玻璃钢/复合材料确切来说由玻璃纤维和填充物复合而成,可以被设计成任意形状,不同的技术要求,可以灵活的选择生产工艺类型,且工艺简单,易成型,还可以进行上色处理,工艺性能和艺术性能显著。

3.玻璃钢/复合材料在大跨度结构工程的应用

3.1.在大跨度建筑工程中的应用

壳体结构工程是大跨度结构工程之一,壳体结构最典型的为是圆柱壳和球壳两种,壳体结构要求材料需要足够薄和轻,建筑结构的需要决定了壳体结构的厚度,壳体结构的屋盖对强度要求较低,可以不做考虑。壳体结构的屋盖可以由形状规整的材料建造而成,因此可以将玻璃/复合材料进行等块分割,现场拼接,且构件质轻,安装简便,大大缩短了工程工期,加快了进度,从而节约了大量的成本,工程投资相应减少。

悬挑结构工程在大型体育中心、体育馆等应用广泛,要满足不遮挡观众视线的基本要求,悬挑屋盖一般采用的是钢架结构加设覆盖面或者钢筋混凝土结构,钢架结构安装工艺复杂,难度系数高且维护防腐要求较高,造成成本费用较高。混凝土结构重量大,且施工工艺复杂,造成工程投资较高。采用玻璃钢这一复合材料,其具有轻质高强,抗腐蚀等优越性能,不仅能够克服钢架和混凝土结构的不足,还能体现复合材料的新颖美观的外观优势。

张拉膜( 壳) 结构由支撑单元、张拉索及覆盖材料三部分组成,这种张拉膜软性,施工简便,但其造价较高。玻璃钢/ 复合材料具有轻质高强的性能,用来制作张拉膜可以实现强度高,质量轻,透光性能好的要求,还可以避免了大量的内外装修工程量,从而降低工程投资,符合经济性要求。张拉膜结构在大型体育场馆、机场候车厅等应用较多,比如亚特兰大奥运会体育馆的屋顶--佐治亚穹顶。

3.2.在大跨度桥梁工程中的应用

玻璃钢/ 复合材料具有轻质高强的性能,在大跨度桥梁工程中的应用,在不增加重量的基础上,可以将桥梁钢材的强度增至数倍,大大提高大跨度桥梁的跨越能力。 我国的四川广汉向阳大桥是由四川大学桥梁设计的,采用的是非对称提篮拱结构,玻璃钢梁长50米,桥长120米,桥宽5米,是世界上规模最大的玻璃钢跨江人工桥。英国的玻璃钢/ 复合材料人行斜拉桥,是当时世界上最长的复合材料桥,桥长120米。柏林

4.结束语

通过以上的研究,我们对玻璃钢/复合材料的性能和应用有了初步的了解。随着玻璃钢/复合材料的发展,其优良的性能优势,在大跨度结构工程中的应用将日益广泛,将会逐步取代传统的建筑材料,成为材料发展的主流趋势,但是玻璃钢/复合材料仍然具备一些不可忽视的缺点,这就需要研究人员加强对玻璃钢/复合材料的研究,不断改进其微观结构,使之更好地为人们所使用。

参考文献:

[1]王春江,钱若军.张力集成单元的几何形态分析[J]. 第九届空间结构学术会议论文集.2000.

[2]曾宪桃,车惠民.复合材料FRP在桥梁工程中的应用及其前景[J] .桥梁建设.2000( 2) : 66-70.

[3]陈绍杰.先进复合材料的现状与趋势. 高科技纤维与应用.2001,26(3),1- 5.

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