土木材料論文范文
時間:2023-03-23 11:13:20
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篇1
1)涵蓋內(nèi)容繁多、邏輯關系較差。本課程學習內(nèi)容涵蓋了無機材料、有機材料和復合材料等研究領域,包括了各類材料組成、性能及其影響因素、技術要求以及質(zhì)量檢測和控制等等;各類材料性能各異且用途不同,因此各章之間聯(lián)系較少,導致邏輯關系不強。2)內(nèi)容敘述性較強。教材內(nèi)容涉及到與各類材料、工程密切相關的試驗資料、實踐經(jīng)驗和技術標準,偏重于敘述性,基本概念多、經(jīng)驗性的內(nèi)容多,因此學生極易感覺到雜、亂、枯燥乏味,甚至產(chǎn)生厭學心理,影響學習效果。本課程具有很強的理論性和實踐性,除了應抓住重點學好理論知識以外,還應重視實踐環(huán)節(jié),為此,本課程開設有多個學時的實驗課,旨在通過動手實踐,加深和鞏固對理論知識的理解,培養(yǎng)學生對土木工程材料的檢測技能。
2土木工程材料實驗教學的傳統(tǒng)模式
大量調(diào)研表明,多數(shù)高校土木工程材料實驗的教學模式表現(xiàn)為“灌輸式”,實驗性質(zhì)基本為驗證類,綜合類、設計類和研究類實驗較少,具體表現(xiàn)如下:1)開展形式:多以分組。高校本科學生基數(shù)較大,實驗教學多為分組進行。2)指導模式:授課教師的講解和演示。每個實驗小組的人數(shù)較多,學生通過演示實驗觀察實驗過程,了解實驗的基本操作流程。3)實驗項目:根據(jù)實驗教學大綱確定。一般只限于教材中規(guī)定的特定實驗,其中驗證類實驗所占比例過大,而設計類和啟發(fā)類實驗相對較少;且考慮到實驗學時的設置,實驗過程較復雜、耗時較長且耗資較大的實驗,實驗教學盡量不涉及。4)實驗教材:實驗教師根據(jù)實驗教學大綱編寫實驗指導書。實驗過程中,學生根據(jù)指導書的實驗目的、實驗方法、實驗要求、所用儀器設備進行相關實驗即可。5)實驗報告:近似或者雷同。不同層次的學生所做的實驗項目相同,做相同的實驗,得到近似的實驗結(jié)果,一組或一個班寫出基本相同的實驗報告,不能充分調(diào)動學生的學習興趣和積極性。
3“塔式”實驗教學模式
基于兄弟院校土木工程專業(yè)實驗教學改革的成功經(jīng)驗,結(jié)合現(xiàn)有實驗室的條件,遵循層次化、模塊化的指導思想,對土木工程材料實驗教學模式進行改革探索,分三階段逐步提升的“塔式”方式:基礎設計階段、對比分析階段與后期處理階段。1)基礎設計階段:將一個行政班的學生分組后,要求其根據(jù)與本次實驗項目相關的多種工程材料進行實驗設計,且將設計方案在實驗之前上交給實驗教師審批,待審批合格后方可安排實驗。這一階段可以讓學生根據(jù)實驗目的,自行設計實驗,使學生由被動變?yōu)橹鲃?,培養(yǎng)學生自主探究的能力;2)對比分析階段:同一批次實驗結(jié)束后,實驗教師組織學生分別匯報實驗設計方案與實驗現(xiàn)象、結(jié)果,要求學生分析不同小組的結(jié)果并找到原因,可以增強學生分析問題和解決問題的能力;3)后期處理階段:待同一個實驗項目全部結(jié)束后,實驗教師將本年度所有批次的實驗方案與結(jié)果公布后,要求每個同學對本項目進行總結(jié),并以此作為實驗部分的考核。下面以“膠凝材料(水泥)的基本性質(zhì)”為例,詳細說明一下“塔式”教學模式。1)根據(jù)理論課進程,實驗室要及時備好不同標號的水泥。實驗教師通知學生進行實驗方案設計,學生根據(jù)實驗目的,每個小組選用不同膠凝材料設計方案。根據(jù)已經(jīng)審核的實驗方案與實驗指導書,嚴格按照實驗操作逐步完成水泥細度、水泥標準稠度用水量、水泥凝結(jié)時間、水泥安定性與水泥膠砂強度等實驗內(nèi)容,并做好相關數(shù)據(jù)的記錄工作。2)同一批次實驗全部結(jié)束后,各小組通報實驗材料的選擇與實驗結(jié)果,要求每小組成員做好記錄,并引導學生回顧理論課程中的相關知識,分析不同膠凝材料的性質(zhì),加強學生對理論課程敘述性知識的理解與記憶。3)所有班級本實驗項目結(jié)束后,實驗老師將所有小組的實驗情況匯總并向?qū)W生公布,要求每人采用正交實驗分析法對統(tǒng)計的實驗結(jié)果進行分析,并結(jié)合理論知識對本次實驗進行總結(jié),與此同時,教師也可以對學生實驗結(jié)果的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析總結(jié),做好自己科研的支撐。
4教學模式改革效果
篇2
論文摘要:在世界建筑體系中,中國傳統(tǒng)建筑源遠流長、自成一體,并在幾千年中始終保持著自己獨特的結(jié)構(gòu)和布局原則,廣泛影響其他國家。中華民族以其獨特的傳統(tǒng)文化孕育出了以“土木為材”的中國傳統(tǒng)建筑。本文從文化的角度出發(fā)探討中國傳統(tǒng)建筑的“親地”傾向與“戀木”情結(jié);同時從結(jié)構(gòu)工程技術的角度出發(fā)簡述中華傳統(tǒng)建筑的優(yōu)越之處,有助于繼承和發(fā)揚中華傳統(tǒng)建筑,建設具有民族特色的現(xiàn)代中國建筑。
論文關鍵詞:中國傳統(tǒng)建筑;材料選擇;土木結(jié)構(gòu);群體組合;斗拱
一、概述
中國是世界四大文明古國,中國有著悠久的歷史,中國的勞動人民用自己的血汗和智慧創(chuàng)造了輝煌的中國建筑文明。中國的古建筑是世界上歷史最悠久,體系最完整的建筑體系。中華民族是一個具有悠久文化傳統(tǒng)的偉大民族,它創(chuàng)造出許多燦爛的文化,為世界文明做出巨大的貢獻。建筑是一個民族文明的極其重要的標志,往往偉大的文明都伴隨著偉大的建筑。如我們所熟知的雄偉古老的中國長城、方正高聳的埃及金字塔、典雅靜穆的希臘帕提儂神廟、清麗純美的印度泰姬陵等。中國傳統(tǒng)的木構(gòu)建筑,將木材這一主要結(jié)構(gòu)材料的性能充分發(fā)揮和運用到淋漓盡致的地步,在許多方面可以與現(xiàn)代建筑將鋼與混凝土這兩種材料的充分運用相媲美。對于中國傳統(tǒng)建筑的分析,不僅有助于我們了解我國古代匠師們在建筑領域做出的巨大貢獻,并且能夠看到我們現(xiàn)代中國建筑師和結(jié)構(gòu)工程師的不足之處,有助于繼承和發(fā)揚中華傳統(tǒng)建筑,建造具有民族特色的現(xiàn)代中國建筑。
中國建筑的發(fā)展歷程主要經(jīng)歷了四個階段,(一)發(fā)生階段:從原始社會至漢代。木結(jié)構(gòu)建筑技術已日漸完善,并確立自身體系,成為之后2000年中國古代木構(gòu)建筑的主體構(gòu)造形式。同時,人們掌握了夯土技術,燒制了磚瓦,建造了石建筑。秦漢時期,開始出現(xiàn)規(guī)模宏大的工程,如秦之上林苑、阿房宮、長城,漢之長樂宮、未央宮等;(二)過渡階段:魏晉南北朝。魏晉為秦漢之余脈,南北朝為隋唐之初始。磚瓦的產(chǎn)量、質(zhì)量及木構(gòu)架技術都有所提高。大量興建佛教建筑,云岡、龍門石窟建于此時,敦煌石窟亦始建于此時;(三)成熟階段:隋唐五代宋遼金,中國古代建筑達到頂峰。磚被更多地使用,琉璃制作工藝大為提高,建筑構(gòu)件比例逐步定型。建筑類型完善,規(guī)模極恢宏,圖樣和模型在建筑中被廣泛使用,建筑師成為專門職業(yè)。這一階段中隋唐建筑雄偉、簡潔、樸實,兩宋建筑則精巧、繁縟、絢麗;(四)程式階段:元、明、清(1840年前),建筑技術達到極至,建筑體系高度標準化、定型化,個體建筑形制凝固,總體設計發(fā)達。磚的生產(chǎn)大量增加,琉璃瓦的數(shù)量及質(zhì)量都超過過去任何朝代。無論處于哪個階段,中國傳統(tǒng)建筑材料的基本“語匯”都離不開土與木。
二、中國傳統(tǒng)建筑之精神
中華民族的建筑文化是獨一無二的,世界上沒有哪個民族像中國這樣,如此執(zhí)著地熱衷于土木結(jié)構(gòu)及其群體組合。梁思成曾指出:“從中國傳統(tǒng)沿用的,土木之功這一詞句作為一切建造工程的概括名稱可以看出,土和木是中圍建筑自古以來所采用的主要材料。這是由于中華文化的發(fā)祥地黃河流域,在古代有茂密的森林,有取之不盡的木材,而黃土的本質(zhì)又適宜于用多種方法(包括經(jīng)過挖掘的天然土質(zhì)、曬坯、版筑以及后來燒制的磚、瓦等)建造房屋。這兩種材料之摻合運用對于中國建筑在材料、技術、形式傳統(tǒng)之形成是有重要影響的?!?/p>
中國建筑從其起源意義上的材料選擇開始,就走上了土木結(jié)構(gòu)這獨特的文化發(fā)展之路。由于中國地大物博,中國建筑的原型可分為“穴居”和“巢居”商大類型。《墨子·辭過》對穴居起源有以下描敘:“古之民未知宮室,就陵阜而居穴而處。下潤濕傷民,故圣王作為宮室。”對于巢居起源,在《莊子·盜跖篇》有記載:“古者禽獸多而人民少,于是民皆巢居以避之,晝拾橡栗,暮棲木上,故命之日有巢氏之民。”黃土地帶源于穴居的建筑發(fā)展,是土木混合結(jié)構(gòu)的主要淵源;而沼澤地帶源于巢居的建筑發(fā)展,是穿斗結(jié)構(gòu)的主要淵源。
人類文化史的一條規(guī)律告訴我們,人類的生產(chǎn)方式?jīng)Q定生活方式,兩者往往是同步對應的。建筑在人類社會中的角色,主要是作為一種生活方式出現(xiàn)的,它必然受一定的生產(chǎn)方式的制約;而生產(chǎn)方式又深受時代、地理與種族因素的影響。中華原始初民世代繁衍生息于“東漸于海,西被于流沙。朔南暨聲教,訖于四海”的廣闊的亞洲北溫帶區(qū)域,這里氣候濕潤,土地肥沃,植被豐富,為創(chuàng)造無與倫比的農(nóng)業(yè)文明提供優(yōu)越的條件。以“耕耘為食”的大地文化與“土木為居”的大地文化,恰成內(nèi)在的文化對應。中國建筑文化的主要物質(zhì)構(gòu)架是土地和木材,這正是東方大地農(nóng)耕文化的有力饋贈。
中國又是一個非常重視生命的民族,此即《易經(jīng)》所謂“天地之大德日生”,“生生之謂易”。在原始初民看來,植物春華秋實,夏榮冬枯,死而復生,綿綿不絕,生命永存,比起石頭之類“死物”來,自然是更富于生氣的。同時大地本身,雖然不是生命本身,但它含蘊著生命之氣,此亦即《易經(jīng)》所謂“地勢坤”,大地“厚德載物”,“含吐萬物”,“應地無疆”。《管子·水地篇》所謂“地者,萬物之本原,諸生之根菀也”,大地與生命是聯(lián)系在一起的。
因此。中國建筑自古以土、木為材,在文化理念與審美意識上,又是與遠古農(nóng)業(yè)文明相聯(lián)系的,對大地(土)、植物(木)永存生命之氣的鐘愛與執(zhí)著。
三、中華傳統(tǒng)建筑之特色
以土木為材,決定了中國建筑技術、結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。在結(jié)構(gòu)上,由于以土木為材,墻只成為劃分空間的一種手段,一般不用于承重,而以木構(gòu)架為主要結(jié)構(gòu)方式,創(chuàng)造了與木構(gòu)架相應的平面與建筑外觀。從而出現(xiàn)中國建筑所獨特的群體組合和獨有的技術文化即斗拱。
斗拱,可以說是中國建筑的名片,“知名度”極高,是中國建筑文化一項突出的技術與藝術成就。它的出現(xiàn)由以下所決定:
(一)為中國建筑的主要材料之一的木材的性能所決定。木材是自然形態(tài)的建筑材料,它具有與石材等不同的韌性,但木材的長度、粗度與剛度是有限的,這就造成了木材這種建筑材料的性能與整座建筑荷載之問的矛盾,正是這一矛盾的存在,推動了斗拱的發(fā)明。
(二)為中國建筑的空間造型所決定。中國建筑的傳統(tǒng)樣式,是一種大屋頂形制,而且是一種以大屋頂為主要空間造型的土木合構(gòu)的建筑樣式。其始終要求較大的出檐,這就造成了梁柱最大的承重力與屋頂重量之間產(chǎn)生了尖銳的矛盾。這便促使承檐結(jié)構(gòu)大發(fā)展,而逐漸發(fā)展成為組合復雜的斗拱。從結(jié)構(gòu)技術意義上講,斗拱對屋之重載具有一定的承托作用,加強了柱子與梁、枋、檁的結(jié)合,使其木構(gòu)接榫處不因過重的壓力而受到損害,在力學上具有分力的作用。由于外檐斗拱具有逐層挑出支承荷載的分力作用,正是這樣,才能使沉重的屋面出檐深遠;在倫理學功能上,斗拱是中國封建社會倫理品位、等級觀念在建筑文化中的象征,斗拱形象的政治倫理色彩總是以中國皇家宮殿、壇廟之類為最典型、最強烈,推崇王權(quán),是以建筑技術所表達的斗拱文化的強烈主題;在審美功能上,斗拱是獨具風韻的美的構(gòu)件,它的美由技術轉(zhuǎn)化為藝術,是技術與藝術的完美結(jié)合。斗拱之結(jié)構(gòu)錯綜多姿,具有錯綜之美;邏輯清晰,具有蔥郁的理性之美;作為整座建筑的裝飾,又具有裝飾之美。
篇3
寫好公文必須詳盡地占有材料。材料是形成觀點的基礎,事實、數(shù)字,這都是公文表達出來的“干貨”,當然十分重要?!捌┤绱蠼巢俳?,無土木材料,縱有成風盡堊手段,何處設施?”(清·劉大:《論文偶記》)寫公文如巧匠有具有禾無材無料也做不成東西。以上是從形成與表達兩方面說的。
所謂詳盡地占有材料,一是要“盡”,就是盡可能廣泛地占有材料,“貪多務得”、“竭澤而漁”、“韓信將兵,多多益善”;二是要“詳”,就是詳細具體。一件事情的起因、過程、結(jié)果、多種因素的干擾、正反影響效果;一件工作的動因、背景;一個問題的正反觀點、來龍去脈,都要盡可能詳細具體地占有,寫出來的才有說服力。
占有材料,就公文寫作而言,有三條途徑:
1.平時積累,就是積學儲材。平素注意學習、觀察積累,用時才能厚積薄發(fā)。古人所謂“積學”,指的就是這個道理?!暗弥诙眄?,積之在平日”(清·袁守定:《占畢叢談》;“占”,看;“畢”,簡冊),說的是一個道理。平時學習、觀察積累豐富,知識面廣,寫作時其構(gòu)思就容易觸類旁通、思路開闊,擇優(yōu)而用,妙緒泉涌。
2.受領任務后,查閱文件,搜集資料。這樣得來的材料,就是間接材料。搜集資料時應注意與撰寫任務、與公文主旨的相關性,也就是說,要有一定的方向、范圍。操作方法是首先學習相關的中央文件,進一步領會精神實質(zhì),然后查閱上級領導機關所頒布的相關政策、規(guī)定,最后翻閱手冊、年鑒等工具書及報刊、雜志上相關的情況報道和國內(nèi)外研究成果。這一過程中,始終應注意查閱、收集圍繞本單位工作的各項統(tǒng)計數(shù)字以及信息、簡報、總結(jié)、報告、會議紀要等相關資料,做到:上下通達,全局了然于胸,命筆瞻前顧后。
3.構(gòu)思之前,實地調(diào)查,掌握第一手情況。這是最重要的一步。一般情況,也要調(diào)查了解,不僅可以核實已掌握的材料,而且可以發(fā)現(xiàn)新問題、新經(jīng)驗、新動向;重點情況,尤其要進行深入的調(diào)查研究。實踐證明,組織召開座談會、調(diào)查會是一種快捷而有效的方法。如果發(fā)現(xiàn)實際調(diào)查的情況與撰寫者已經(jīng)掌握的情況有出入,可以修正;出入較大,要尊重實際。即使發(fā)現(xiàn)實際情況與領導意圖相抵觸,也要尊重客觀實際,采用恰當?shù)姆椒ǎ咨茀f(xié)調(diào)。這是唯物主義者應有的態(tài)度,也是黨性的表現(xiàn)。
(二)嚴格篩選材料
調(diào)查、搜集、積累而來的材料,不是堆砌在寫字臺上,而是要不斷地分類整理,分析研究,爬梳剔抉,進行篩選。篩選材料,貴在一個“嚴”字,重在一個“新”字。主要是根據(jù)以下三個標準:
1.材料的相關性
這是以寫作要表現(xiàn)的主旨,即寫作意圖和逐步形成的觀點為依據(jù)來區(qū)別對待不同材料的。與公文主旨有關聯(lián)的材料,??;無關的材料,舍。在已經(jīng)選取的材料中進一步篩選:與表現(xiàn)主旨、說明觀點十分有力、緊密相關的材料,要詳,要具體、充分;與表現(xiàn)主旨、說明觀點雖有關系、必不可少,但是關系又比較一般的材料,要略,要概括。有的論者提出“實則詳,虛則略;新則詳,舊則略;特點詳,一般略”;或主張“重則詳,輕則略;近則詳,遠則略;點則詳,面測略”。這些來自實踐經(jīng)驗的認識,是頗有見地的。材料的取舍、詳略,對于公文構(gòu)思十分重要。不經(jīng)過這一步,就很難搭起架子。
篇4
精神依據(jù)是指黨和國家的路線、方針,國家的法律、法規(guī),上級領導機關所頒布的相關政策、規(guī)定以及其他有關的文件精神。
事實情況包括直接發(fā)生的和間接轉(zhuǎn)引的。公文中所反映的情況主要指直接發(fā)生的、發(fā)現(xiàn)的、總結(jié)概括的事實情況,即本地區(qū)、本部門、本單位遇到的問題、發(fā)生的事情(過程、動向)、工作的進程(作法、經(jīng)驗)種種。它在公文里表現(xiàn)為具體事例、現(xiàn)象概括、數(shù)字統(tǒng)計等形式。這種直接發(fā)生的事實情況,是第一手材料。此外,公文的事實情況里也包括間接轉(zhuǎn)引來的事例、概述、數(shù)字、經(jīng)驗、成果等。
無論哪一類材料,都要求做到真實、準確、可靠?!扒闆r確實”,是寫好公文的基本要求。這在新舊兩個《辦法》中是一致的。為了做到材料可靠、情況確實,我們在材料準備上一般要抓好四個環(huán)節(jié)的工作:占有、篩選、核實、加工。
(一)詳盡占有材料
寫好公文必須詳盡地占有材料。材料是形成觀點的基礎,事實、數(shù)字,這都是公文表達出來的“干貨”,當然十分重要?!捌┤绱蠼巢俳?,無土木材料,縱有成風盡堊手段,何處設施?”(清·劉大:《論文偶記》)寫公文如巧匠有具有禾無材無料也做不成東西。以上是從形成與表達兩方面說的。
所謂詳盡地占有材料,一是要“盡”,就是盡可能廣泛地占有材料,“貪多務得”、“竭澤而漁”、“韓信將兵,多多益善”;二是要“詳”,就是詳細具體。一件事情的起因、過程、結(jié)果、多種因素的干擾、正反影響效果;一件工作的動因、背景;一個問題的正反觀點、來龍去脈,都要盡可能詳細具體地占有,寫出來的才有說服力。
占有材料,就公文寫作而言,有三條途徑:
1.平時積累,就是積學儲材。平素注意學習、觀察積累,用時才能厚積薄發(fā)。古人所謂“積學”,指的就是這個道理?!暗弥诙眄?,積之在平日”(清·袁守定:《占畢叢談》;“占”,看;“畢”,簡冊),說的是一個道理。平時學習、觀察積累豐富,知識面廣,寫作時其構(gòu)思就容易觸類旁通、思路開闊,擇優(yōu)而用,妙緒泉涌。
2.受領任務后,查閱文件,搜集資料。這樣得來的材料,就是間接材料。搜集資料時應注意與撰寫任務、與公文主旨的相關性,也就是說,要有一定的方向、范圍。操作方法是首先學習相關的中央文件,進一步領會精神實質(zhì),然后查閱上級領導機關所頒布的相關政策、規(guī)定,最后翻閱手冊、年鑒等工具書及報刊、雜志上相關的情況報道和國內(nèi)外研究成果。這一過程中,始終應注意查閱、收集圍繞本單位工作的各項統(tǒng)計數(shù)字以及信息、簡報、總結(jié)、報告、會議紀要等相關資料,做到:上下通達,全局了然于胸,命筆瞻前顧后。
3.構(gòu)思之前,實地調(diào)查,掌握第一手情況。這是最重要的一步。一般情況,也要調(diào)查了解,不僅可以核實已掌握的材料,而且可以發(fā)現(xiàn)新問題、新經(jīng)驗、新動向;重點情況,尤其要進行深入的調(diào)查研究。實踐證明,組織召開座談會、調(diào)查會是一種快捷而有效的方法。如果發(fā)現(xiàn)實際調(diào)查的情況與撰寫者已經(jīng)掌握的情況有出入,可以修正;出入較大,要尊重實際。即使發(fā)現(xiàn)實際情況與領導意圖相抵觸,也要尊重客觀實際,采用恰當?shù)姆椒?,妥善協(xié)調(diào)。這是唯物主義者應有的態(tài)度,也是黨性的表現(xiàn)。
(二)嚴格篩選材料
調(diào)查、搜集、積累而來的材料,不是堆砌在寫字臺上,而是要不斷地分類整理,分析研究,爬梳剔抉,進行篩選。篩選材料,貴在一個“嚴”字,重在一個“新”字。主要是根據(jù)以下三個標準:
1.材料的相關性
這是以寫作要表現(xiàn)的主旨,即寫作意圖和逐步形成的觀點為依據(jù)來區(qū)別對待不同材料的。與公文主旨有關聯(lián)的材料,取;無關的材料,舍。在已經(jīng)選取的材料中進一步篩選:與表現(xiàn)主旨、說明觀點十分有力、緊密相關的材料,要詳,要具體、充分;與表現(xiàn)主旨、說明觀點雖有關系、必不可少,但是關系又比較一般的材料,要略,要概括。有的論者提出“實則詳,虛則略;新則詳,舊則略;特點詳,一般略”;或主張“重則詳,輕則略;近則詳,遠則略;點則詳,面測略”。這些來自實踐經(jīng)驗的認識,是頗有見地的。材料的取舍、詳略,對于公文構(gòu)思十分重要。不經(jīng)過這一步,就很難搭起架子。
篇5
關鍵字 舊廠房 功能再生 生態(tài)策略 建筑改造
Abstract This article takes gold factory in southwest forestry university as the research object, to divide space function of the old factory building, explores the specific methods of ecological renovation aim at building facade, interior space and roofing, to prolong the life of old factory building from improving the building space comfort, energy saving and waste material utilization rate, and make a reasonable development and utilization of its intrinsic value.
key words The old factory building Functional regeneration Ecological strategy
Building renovation
建筑的建造和運行對環(huán)境產(chǎn)生了很大的破壞,每棟建筑從建造、竣工、運行到最后的拆毀階段都伴隨著能源的消耗。而當舊建筑被人們在情感上所遺忘和拋棄時,只有對它們進行重新梳理、挖掘、整合,賦予其新的功能,使其高效、節(jié)能、環(huán)保 ,才能使它們重新煥發(fā)出內(nèi)在的活力與激情。如果能將生態(tài)技術策略有效地和改造策略相結(jié)合,一方面避免了建筑拆毀需要的能量,另一方面,生態(tài)策略將會減少建筑運行時的能源消耗?;谏鷳B(tài)理念下對舊建筑進行空間功能再生的最終目的是在賦予其新功能的同時降低建筑使用能耗,并積極使用可再生能源來提高室內(nèi)環(huán)境舒適度與健康指標,使舊建筑重獲新生[1]。
1 從舊廠房到校園文化創(chuàng)意展覽館
西南林業(yè)大學交通機械與土木工程學院金工廠建于20世紀90年代初期,是學校遷至新校址建設的第一批建筑,現(xiàn)為學校的教學實踐基地。本研究試將其改造為大學生文化創(chuàng)意展覽館,主要考慮到目前工廠僅用來存放小型機械設備,利用效率低。而校園里經(jīng)常有各種規(guī)模不同的畫展,模型展,手工藝品展,創(chuàng)意作品展等,一般都在學校標本館門前空地舉行,但室外空間風雨無常經(jīng)常給展覽活動帶來諸多不便。因此校園內(nèi)急需一個文化創(chuàng)意展覽館來促進師生之間的文化精神交流。然而廠房通透開敞的大空間、自然的結(jié)構(gòu)構(gòu)件、不加掩飾的構(gòu)造細部都能夠與文化創(chuàng)意展覽館明亮、流動、自由的建筑特點相適應。
2 從空間的開放到功能的開放
原廠房建筑采用框架結(jié)構(gòu),內(nèi)部墻體間隔著柱子、梁等結(jié)構(gòu)構(gòu)件,映襯著梁與柱的搭接方式,整個空間表現(xiàn)出大跨度、大空間、大面積和大體量的特點(見圖1及圖2)。正是這近乎15米高的開敞空間引導著設計以開放的方式布置展覽館的功能。在垂直方向上,為了滿足不同的功能需求,需要加層以獲得更多的使用面積,加層方案在利于結(jié)構(gòu)加固的前提下完成[2]。在水平方向上結(jié)合廠房的建筑結(jié)構(gòu)積極營造自由流動且富于變化的開放空間,用流線型的展墻和展板打破橫平豎直的空間格局,努力使空間環(huán)境有起伏、有節(jié)奏、有隱現(xiàn)、有收放還有明確的導向。一層中庭下沉空間結(jié)合室內(nèi)綠化來組織展覽,加強交流空間的質(zhì)量,同時也實現(xiàn)了“綠色”的生態(tài)理念(見圖3)。二層抬高的多功能展示廳由可移動的展板來組織展覽,當有臨時的展覽活動或舉行畢業(yè)設計展時,可通過移動展板和增加展示柜的方式來改變展廳格局以滿足不同的需求,多余的展板可放置在三樓的儲藏間(見圖4)。三層則進行學生個人收藏的展示與出售,參觀者在欣賞時也可動手參與制作,提高趣味性學習的效能(見圖5)。
圖2 原廠房平面圖(作者自繪)
圖3 廠房改造一層平面圖(作者自繪)
圖4 廠房改造二層平面圖(作者自繪)
圖5 廠房改造三層平面圖(作者自繪)
3 采用適宜的生態(tài)策略
廠房的改造理念首先基于生態(tài)。然而,保留和節(jié)約并不意味著生態(tài)的全部,從以人為本和發(fā)展的角度來看,改造后的生態(tài)策略同樣應予關注。因此,在改造過程中,挖掘適宜的生態(tài)策略十分重要。本方案生態(tài)性能的提升主要體現(xiàn)在建筑節(jié)材、節(jié)能水平和建筑內(nèi)部環(huán)境舒適度的提高上,改造從建筑外立面﹑室內(nèi)空間和屋面等使用了多種生態(tài)策略,并力爭與舊廠房的改造內(nèi)容結(jié)合起來,尤其注重使用低技術前提下的適宜策略[3]。
3.1外立面表皮的生態(tài)改造策略
從材質(zhì)特點來看,原廠房使用的主要材質(zhì)為混凝土、紅磚,外窗面積比較大,立面風格稍顯簡單呆板(見圖6)。由于考慮到展覽館需要豐富活躍的氛圍,本方案采用引入新材料進行墻體局部更新的方式進行改造。首先,在原有墻面的基礎上,通過局部覆蓋木柵格來打破較為呆板的原始立面風格,對于大多數(shù)外窗則采用了隱藏和摳顯的手法進行完整保留。其次,將入口處的少許墻面拆除換上玻璃幕墻。從生態(tài)的角度來看,木材屬于可再生資源,導熱系數(shù)低,隔熱性能好,改造后形成的類似雙層的表皮系統(tǒng)有助于建筑的保溫隔熱;而從建筑美學的角度來看,木材及玻璃的使用為原廠房注入了鮮活的血液,它們與傳統(tǒng)的混凝土實材形成實與虛、質(zhì)樸與華麗、粗壯與精細等多種對比關系[4](見圖7)。
圖6 原廠房建筑立面(作者拍攝)
圖7 廠房建筑立面改造圖(作者自繪)
3.2室內(nèi)空間的生態(tài)改造策略
室內(nèi)空間的生態(tài)改造策略主要是引入了中庭系統(tǒng)。研究表明,中庭的大面積玻璃維護結(jié)構(gòu)在透射陽光的同時,阻擋了來自室內(nèi)的長波輻射,有效防止了室內(nèi)熱量的外溢,形成溫室效應,有利于提高冬季建筑室內(nèi)溫度;而中庭內(nèi)外部空間空氣壓力差引起室內(nèi)外空氣流動,中庭較高的垂直高度加快了氣流速度。形成煙囪效應,所產(chǎn)生的良好自然通風,在引入室外新鮮空氣的同時,加快了室內(nèi)多余熱量的對外排放,降低了夏季室內(nèi)溫濕度[5]。中庭的應用不僅有效控制了室內(nèi)的溫濕度,還改善了建筑內(nèi)部的自然采光和通風,它不僅是建筑的聯(lián)系功能模塊的核心空間也是建筑的視覺中心(見圖8)。此外,設計在一層下沉中庭空間內(nèi)栽種植物,以室內(nèi)綠化的方式組織展覽,種植植物不僅能達到凈化室內(nèi)空氣的目的還能通過植物葉片的遮陽作用減少太陽輻射熱地吸收,改善建筑內(nèi)部的熱環(huán)境,實現(xiàn)節(jié)能。
圖8廠房空間改造剖面圖(作者自繪)
3.3 屋面的生態(tài)改造策略
原廠房的屋面是鋼桁架,上面承載著石棉瓦頂面,無任何采光及通風措施,因而不能滿足展廳的采光和通風要求(見圖9)。設計將原屋面改造為采光屋面來提供自然采光以減少照明開支,用玻璃透光材料取代部分原屋面材料并架高形成屋面采光帶,在側(cè)面設置通風氣窗[6]。但頂部采光很容易產(chǎn)生眩光,所以室內(nèi)空間局部使用遮光卷簾布作為反光板,不僅簡單經(jīng)濟而且外形美觀。此外,室內(nèi)墻壁和天花板選擇利于漫反射的淺色材質(zhì),為了自然光在室內(nèi)的漫射效果,內(nèi)墻用白色涂料重新粉刷。屋頂?shù)母脑煸黾恿耸覂?nèi)庭院綠化的可行性,淡化了“冰冷”的舊廠房氣氛,形成了充滿人性化氣息和人文關懷的展覽建筑形象。同時,屋面改造結(jié)合雙側(cè)窗以及中庭系統(tǒng),很好的改善了室內(nèi)自然通風和采光,在節(jié)能環(huán)保的前提下大大增加了空間舒適度(見圖10及圖11)。
圖9 原廠房屋面(作者拍攝)
圖11 廠房自然采光示意圖(作者自繪)
4 將從前的記憶注入現(xiàn)在的功能
4.1 舊建筑的保留狀況
改造中舊建筑保留程度較高,綠色節(jié)能技術的運用是重點。原廠房的結(jié)構(gòu)構(gòu)架傳達出特別的空間氣氛,被完整保留;對于外墻則采用更換材料進行墻體局部更新的方式基本保留,內(nèi)墻面被重新粉刷;而建筑內(nèi)部主要按照改造后的功能需要進行了加層及空間的劃分;屋面改造則是在原基礎上利用透光玻璃設置了采光帶并增設了通風氣窗。整個建筑基本保持了原有的建筑風貌和開敞通透的空間特點。
4.2 廢舊材料的再利用
在舊建筑改造中,最合理的節(jié)材手段就是充分地利用原有材料,發(fā)揮其再利用的潛力,通過“再利用”、“重復使用”體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的設計思想[7]。因為舊建筑中留有不少帶著歷史記憶的舊材料,本次設計盡量將它們運用到新空間場所的營造中。改造將廠房原有隔墻保留作為行為藝術展廳的墻體;將拆除下來的廢舊門窗作為室內(nèi)欄桿及中庭的玻璃維護結(jié)構(gòu);原廠房的吊車梁被保留下來用作室外的造景元素;室內(nèi)可移動的鋼樓梯及梯狀鋼架構(gòu)件也被保留作為室內(nèi)綠化支架及墻面裝飾;除此之外,可利用的還有廢舊的小型機器設備﹑廢棄鋼管及廢舊輪胎,設計將它們分別作為室外造景元素及室內(nèi)裝飾用品,它們變成了營造建筑內(nèi)外環(huán)境的重要景觀因素并以一種特定的方式去延續(xù)場所精神(見圖12)。設計盡力去挖掘原有廢棄材料的內(nèi)在價值,對它們加以利用,這樣不僅實現(xiàn)了生態(tài)節(jié)能的初衷,也保留了原廠房的特色和氣息,可謂是一舉兩得。
圖12 廢舊材料再利用意向圖(作者自繪)
5 結(jié)語
本文基于生態(tài)理念下對西南林業(yè)大學交通機械與土木工程學院金工廠進行了功能再生設計,設計結(jié)合了原廠房自身的建筑特點、使用特點及空間特質(zhì)得出改造與再生的基本生態(tài)策略。在改造設計中結(jié)合了宏觀及微觀的改造策略,外立面表皮、室內(nèi)空間以及屋面的更新是結(jié)合舊廠房特點進行生態(tài)改造的具體措施。其次,改造設計根據(jù)改造條件選擇適宜的策略和更新方式,使各系統(tǒng)間相互配合,盡可能降低系統(tǒng)內(nèi)的互相干擾[8]。總之,基于生態(tài)節(jié)能技術的系統(tǒng)改造方式減少了建筑運行過程所需的能源消耗,增加了室內(nèi)環(huán)境舒適度并提高了廢舊材料的利用率,具有可持續(xù)發(fā)展的潛力。
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篇6
關鍵字:建筑施工噪聲、特性危害、控制防護、合理措施。
中圖分類號:P733.22文獻標識碼: A 文章編號:
緒論
隨著人們生活品質(zhì)日益提高,市民對城市環(huán)境質(zhì)量提出更高的要求。如何解決建筑施工過程中噪聲污染一直是人們致力研究的課題。通過對以宜春市某醫(yī)院建筑工程施工過程中噪聲對附近人群的影響的分析和調(diào)查,對減噪防噪問題做了一些探討,提出了一些可操作的方案。
目前,隨著人們生活品質(zhì)日益提高,市民對城市環(huán)境質(zhì)量提出更高的要求。作為傳統(tǒng)的建筑施工生產(chǎn)給人的印象往往是臟、亂、雜、吵。建筑施工工地往往是城市污染的主要源頭之一,所以如何解決建筑施工過程中環(huán)境污染一直是人們致力研究的課題。
噪聲的危害
在建筑工地生產(chǎn)過程中,存在著多種音調(diào),無規(guī)律的雜亂聲音,被人們稱為生產(chǎn)性噪音,這些噪音不僅對工作聽覺系統(tǒng)有損害,可以造成職業(yè)性難聽(噪聲聾),而且對神經(jīng)、血管系統(tǒng)也有不良作用,因此,國家把它列為規(guī)定的職業(yè)病之一。
二、控制施工現(xiàn)場噪音措施:
1、進場前與建設單位和使用單位取得聯(lián)系,在環(huán)保部門指導下,訂立協(xié)議,明確各方權(quán)利和義務;
2、貼出“安民告示”主動邀請使用單位代表開會,介紹信、竣工日期和各項環(huán)保措施,建立起互相理解信任、相互支持配合的良好關系;
3、現(xiàn)場施工機具要經(jīng)常檢查維修,保持正常運轉(zhuǎn)。采取有效措施,盡量降低噪音強度等級在《建筑施工場界限值》規(guī)定的噪場限值等級以內(nèi)。
4、中午和夜間加班使用噪場源機具施工,要遵守當?shù)卣囊?guī)定,提前向環(huán)保部門辦理申報手續(xù)。
5、做好施工作業(yè)時間的安排,對噪音較大的施工作業(yè)(如攪拌砼等),安排在白天當班的時間進行,盡理降低施工噪聲音,減少擾民,做到不影響周邊人員的生產(chǎn)和生活。
6、噪聲超過55DB的工程一律安排在早上6時至晚上10時進行。各種木材、金屬的切割工作一律在現(xiàn)場的作業(yè)棚內(nèi)進行,作業(yè)棚搭成封閉式?;炷翝仓钸t在下午18時開始,保證4小時內(nèi)澆完。
7、在施工現(xiàn)場設隔音圍擋,將施工區(qū)和生活區(qū)分隔開,達到減少施工擾民,加強施工現(xiàn)場管理,保護原有綠地的目的。
噪聲污染防治措施主要從三方面進行控制:噪聲源,傳播途徑,接受者
(一)噪聲源控制
1,消除噪聲發(fā)生的根源:改進結(jié)構(gòu),改進生產(chǎn)工藝,減少機械摩擦,改變噴口形狀
2,采用吸聲,隔聲裝備
(二)從噪聲傳播途徑上控制
1,阻斷傳播途徑
2,改變機器設備的安裝方向
3,原理噪聲源
(三)對接受者的防護
對接受者進行防護,除了減少人員在噪聲環(huán)境中的暴露時間外,可采取各種個人防護手段,如佩帶耳塞,耳罩或頭盔等。
1 加強施工管理,提高施工人員環(huán)保意識
施工單位應當根據(jù)建筑施工噪聲污染防治方案,按照建設項目的性質(zhì)、規(guī)模、特點和施工現(xiàn)場條件、施工所用機械、作業(yè)時間安排等情況,采取相應的建筑施工噪聲污染防治措施,并保持防治設施的正常使用。建筑施工噪聲污染防治所需費用列入建設工程造價的預算和決算。
合理制定作業(yè)時間
在施工現(xiàn)場超出規(guī)定時間帶作業(yè)的一般是混凝土連續(xù)澆注,支模板等作業(yè)。這些噪音的產(chǎn)生在正常作業(yè)中是避免不了的,而且這些噪音的強度非常大,如在夜間作業(yè)噪音尤為突出。為了有效控制施工單位夜晚連續(xù)作業(yè),就應該嚴格控制作業(yè)時間。在居民稠密區(qū)進行強噪聲施工作業(yè)時,夜晚作業(yè)不超過22 時,早晨作業(yè)不早于6 時,在特殊情況下(高考期間) 更應該縮短或暫停施工作業(yè)。晝間盡量將施工作業(yè)時間與居民的休息時間錯開,當特殊情況下確需連續(xù)施工作業(yè)的,事先應該與附近居民協(xié)商,并上報工地所在地的環(huán)保局和有關環(huán)保行政執(zhí)法部門。
減少人為噪音
應嚴格執(zhí)行《建筑工程施工現(xiàn)場管理規(guī)定》,進行文明施工,建立健全現(xiàn)場噪聲管理責任制,加強對施工人員的素質(zhì)培養(yǎng),盡量減少人為的大聲喧嘩,增強全體施工人員防噪聲擾民的意識。
1.3加強對施工現(xiàn)場的噪聲監(jiān)測
為及時了解施工現(xiàn)場的噪音情況,掌握噪聲值,應加強對施工現(xiàn)場環(huán)境噪聲的長期監(jiān)測。采用專人監(jiān)測、專人管理的原則,凡超過《建筑施工場界噪聲限值》的,要及時對施工現(xiàn)場噪聲超標的有關因素進行調(diào)整,力爭達到施工噪聲不擾民的目的。
1.4 提倡綠色施工
綠色施工是可持續(xù)發(fā)展思想在工程施工中應用的主要體現(xiàn),是綠色施工技術的綜合應用。綠色施工涉及到可持續(xù)發(fā)展的各個方面,如生態(tài)與環(huán)境保護、資源與能源的利用、社會經(jīng)濟的發(fā)展等。實施綠色施工應遵循一定的原則,如減少場地干擾、尊重基地環(huán)境、結(jié)合氣候施工。
2合理使用施工機械,改進施工方法
2. 1合理使用施工機械施工
機械和運輸車輛是產(chǎn)生建筑施工噪聲的主要原因。為減少施工期噪聲對周圍環(huán)境的影響,施工單位在施工過程中應當合理布局和使用施工機械,妥善安排作業(yè)時間。施工中應當使用低噪聲的施工機械和其他輔助施工設備,對高噪聲施工機械采取必要的降噪措施,禁止使用國家明令淘汰的產(chǎn)生噪聲污染的落后施工工藝和施工機械設備。
2. 2積極改進生產(chǎn)技術
(1) 生產(chǎn)作業(yè)盡量向現(xiàn)場外部發(fā)展,減少現(xiàn)場施工作業(yè)量或作業(yè)內(nèi)容。對于產(chǎn)生強噪聲的成品、半成品的機械加工及制作,可以在工廠、車間內(nèi)完成,減少因施工現(xiàn)場加工制作產(chǎn)生的噪聲。如推廣商品混凝土,使得混凝土的攪拌遠離施工現(xiàn)場,減少該作業(yè)的噪聲源;采用噪聲比較小的振動打樁法和鉆孔灌樁法等;另外以焊接代替鉚接,用螺栓代替鉚釘?shù)?其他建筑材料如木材、鋼筋及其他金屬材料的加工等,也要盡量實現(xiàn)非現(xiàn)場作業(yè)。
(2) 積極改進作業(yè)技術,采用先進設備與材料,降低作業(yè)噪聲的產(chǎn)生量。盡量選用低噪聲或備有消聲降噪聲的施工機械,研制低噪聲的施工機械并推廣使用。如以液壓打樁機取代空氣錘打樁機,在距離15 米處實測噪聲級僅為50 分貝。施工現(xiàn)場混凝土施工使用低噪聲振搗棒、機械刨鑿作業(yè)使用低噪聲的破碎炮和風鎬等剔鑿機械,空氣動力性機械,安裝消聲器和彈性支座,或采取有效降低噪聲和振動。
3采取合理措施,在傳播途徑上控制噪聲
3. 1吸聲
利用吸聲材料(如玻璃棉、礦渣面、毛氈、泡沫塑料、吸聲磚、木絲板、甘蔗板等) 和吸聲結(jié)構(gòu)(如穿孔共震吸聲結(jié)構(gòu)、微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)、薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)等) 吸收通過的聲音,減少室內(nèi)噪聲的反射來降低噪聲。
3. 2隔聲
把發(fā)聲的物體、場所用隔聲材料(如磚、鋼筋混凝土、鋼板、厚木板、礦棉被等) 封閉起來與周圍隔絕。常用的隔聲結(jié)構(gòu)有隔聲間、隔聲機罩、隔聲屏等,有單層隔聲和雙層隔聲兩種結(jié)構(gòu)。
3. 3隔振
防止振動能量從振源傳遞出去。隔振裝置主要包括金屬彈簧、隔振器、隔振墊(如剪切橡皮、氣墊) 等。常用的材料還有軟木、礦渣棉、玻璃纖維等。
3. 4阻尼
用內(nèi)摩擦損耗大的一些材料來消耗金屬板的振動能量并變成熱能散失掉,從而抑制金屬伴隨的彎曲振動,使輻射噪聲大幅度消減。常用的阻尼材料有瀝青、軟橡膠和其他高分子涂料等。
3. 5 加強日常監(jiān)督管理和施工現(xiàn)場檢查,杜絕噪聲污染的發(fā)生
為把施工噪聲控制在允許范圍內(nèi),環(huán)境監(jiān)測部門應加強日常監(jiān)督管理和施工現(xiàn)場檢查,首先要根據(jù)實際情況制訂工作方案和行之有效的具體措施,著力查處違法行為,嚴格控制噪聲污染;其次要增加巡查頻次,加強對可能產(chǎn)生噪聲污染場所的檢查,重點加強對學校、居民區(qū)周圍的現(xiàn)場監(jiān)督;最后是把一些違章現(xiàn)象頻繁、違章情況嚴重的單位列入重點整改單位,以“先教育后處罰”方式,督促其有效整改。充分發(fā)揮工程監(jiān)理的作用,加大對施工區(qū)及施工影響區(qū)的監(jiān)督力度,采取巡回檢查、抽查等手段,及時發(fā)現(xiàn)問題并通知施工方及時改正,把建筑施工噪聲的污染降低到最小。
3. 6加強施工公示,加強溝通
施工單位應該加強與附近居民住戶的溝通,施工時,應在建筑施工工地顯著處懸掛建筑施工工地環(huán)保牌,注明工地環(huán)保負責人及工地現(xiàn)場電話號碼,以便公眾監(jiān)督及溝通。
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篇7
關鍵詞:木結(jié)構(gòu) 代換 工程對策
DOI:10.3969/j.issn.1672-8289.2010.10.059
吊腳樓木建筑(圖1)是黔東南、湘西、渝東、鄂西北及桂西的土家、苗、侗、壯族聚居區(qū)一種具有民族人文特色及民族建筑內(nèi)蘊的木結(jié)構(gòu)民居建筑,建筑依山傍水而建,建筑群與自然完美協(xié)調(diào),優(yōu)雅的建筑氛圍及舒適居住環(huán)境引起國內(nèi)外廣泛注目。采用以砼代木結(jié)構(gòu)形式,既能繼承、保護中華民建筑倩苑中這一奇葩,也是促進地域民生工程的科學進步的需要。吊腳樓典型屋架結(jié)構(gòu)形式(圖2)有從橫向懸挑吊腳部分的、也有從山墻懸挑吊腳部分的,從實際結(jié)構(gòu)抽象的模型如圖3。
對于吊腳樓的研究,一般均策重于建筑學方面[1][2][3][4]。出于傳承民族建筑傳統(tǒng)文化保護生態(tài)環(huán)境;防火減災目的,采用仿木混凝土代換木結(jié)構(gòu)體系,成為西南民族聚居地區(qū)農(nóng)房建設中急待解決的課題之一。
一、現(xiàn)狀及存在問題
1.1 吊腳樓群的防火減災現(xiàn)狀:
較典型的原木結(jié)構(gòu)建筑如圖4。因建筑環(huán)境的限制,消防設施缺乏,火患一但發(fā)生,瞬間即蔓蔓延成災,建筑群落毀于一旦。據(jù)統(tǒng)計[5],1991年至2006年間,貴州省黔東南州共發(fā)生農(nóng)村火災1459起,燒死261人,直接經(jīng)濟損失9484.87萬元,其中重大火災114起,特大火災69起。黔東南每年發(fā)生火災357起,燒死53人,直接經(jīng)濟損失千萬元,相當于每年燒毀1-2個貧困縣的財政收入。僅2007_2008年間,據(jù)不完全統(tǒng)計,黔東南全州共發(fā)生農(nóng)村火災39起,燒死5人,直接經(jīng)濟損失247.21萬元。2007年11月28日,貴州省黔東南州劍河縣溪鄉(xiāng)團結(jié)村發(fā)生村寨火災,導致69棟民房被燒毀,82戶327人受災。12月1日,黎平700多年的堂安侗寨發(fā)生火災,21棟48間房屋被燒毀。2007年11月9日,臺江縣南宮鄉(xiāng)擁黨村發(fā)生一起寨火,大火燒毀村民居住的木質(zhì)房屋100多棟,導致近90戶村民受災,圖5為受災后現(xiàn)場。2001.1.21湖南永順發(fā)生吊腳樓群火災,燒毀民房13間,經(jīng)濟損失22.4萬元;2001.8.10,湖南懷化的一場吊腳樓群大火,燒毀民居建筑31座,至使7死1傷。通過對實地考察統(tǒng)計資料的分析,可得出火患的主要原因:
耐火級限:按現(xiàn)行規(guī)范[6]要求,木結(jié)構(gòu)民用建筑的主要構(gòu)件的耐火極限為:防火墻梁難燃燒體,3h;梁、柱、承重墻:難燃燒體1h;房間隔墻:難燃燒體0.5h;室內(nèi)吊頂難燃燒體0.25h。根據(jù)建筑構(gòu)件的耐火等級,既有吊腳樓木結(jié)構(gòu)建筑整體耐火限顯然難于達到民用建筑四級的規(guī)范要求。
防火間距:村落無合理規(guī)劃,主要矛盾是建筑物間距不滿足規(guī)范限值()據(jù)我們的大量調(diào)查,即使按外墻的門窗洞口面積外墻面積10%時,村寨的部分房屋間距也難于滿足6m的最低間距要求。
建筑功能分區(qū):按民俗,吊腳樓建筑底層用作牛圈,柴草堆房,廚房,用火區(qū)與其他房間之間無防火墻分隔,無排煙通道,每年春節(jié)期間,各戶熏制臘肉是引發(fā)火災的主要原因。
消防設施:現(xiàn)存部分村落尚無給水公用工程建設,村民用水靠收集雨水解決。整體建筑群缺乏必要的消防供水設施,火患一但發(fā)生,瞬間即成曼延之勢。
1.2 耐久性現(xiàn)狀
木結(jié)構(gòu)民居建筑的正常使用年限遠低于國家規(guī)定的50年正常使用年限,其主要原因有:
原材防腐、防蟲及預干燥處理工序不規(guī)范。據(jù)我們對雷山一苗族聚居村的調(diào)查,民間一般采用在木構(gòu)件上刷桐油防腐,難于按規(guī)范[7]進行防腐、防蟲處理;大部分建筑用材含水率,因木榫松馳引起的結(jié)構(gòu)變形嚴重,導致房屋傾斜占全村民房40%,嚴重影響建筑正常使用功能,有的建筑甚至倒塌。
按民間工技制作的連接構(gòu)造與規(guī)范要求存在差異,造成多數(shù)結(jié)點強度及剛度不高。
1.3生態(tài)及環(huán)保現(xiàn)狀
黔東南地處珠江的西江水系源,林木復蓋率達80%,出于民生需求及千百年來傳統(tǒng)建筑習俗影響,閥木建房屢禁不止,自然生態(tài)環(huán)境遭破環(huán)現(xiàn)象在所難免,據(jù)粗略估計,每幢100木結(jié)構(gòu)建筑耗木材約20―30,按建筑更新周期50年計,西部民族聚居區(qū)每年耗木材至少在數(shù)萬立方米。
1.4、結(jié)構(gòu)體系現(xiàn)狀
據(jù)我們對大量吊腳樓屋架進行的有限元計算分析及對其主要構(gòu)件強度、剛度驗算結(jié)果,按民間工技建造結(jié)構(gòu)體系存在的影響可靠度的一系列問題,主要表現(xiàn)在:
一些薄弱部位組合設計內(nèi)力超限。西南地區(qū)常用的建筑用材有:馬尾松,材質(zhì)強度等級TC13、西南云TC15。按順紋抗壓強度fc=12Mpa、fv=1.5Mpa順紋抗剪強度計算[6],原結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的受彎抗力、偏壓抗力、部份結(jié)點的斜紋抗壓力及受壓構(gòu)件的縱向穩(wěn)定均難于完全滿足規(guī)范強度要求,雖然超限構(gòu)件比率僅5%―15%,但對結(jié)構(gòu)的長期正常使用勢必產(chǎn)生不利效應。
因三角屋架未設置斜腹桿(圖2),制約結(jié)構(gòu)體系幾何可變的約束數(shù)量相對較少,結(jié)構(gòu)變形主要靠結(jié)點的轉(zhuǎn)動剛度承擔,但按民間習慣結(jié)點連接構(gòu)造存在與規(guī)范方法[7]差異,難于保證構(gòu)件間剛結(jié)要求,導至整體結(jié)構(gòu)剛度、尤其是抗側(cè)剛度較弱。
構(gòu)造坡屋面的屋架之間缺乏必要的上弦橫向支撐,且邊柱頂及屋架的縱向的系桿較弱,是造成屋架整體縱向及橫向抗側(cè)剛度較弱的原因。
二、科學發(fā)展、保護民族建筑文化,傳承民族建筑特色
針對既有建筑前述不利特征,我們認為:在這類民族聚居區(qū)農(nóng)房建設中,采用耐火等級高的混凝土材料代換,并結(jié)合合理規(guī)劃、完善基礎工程設施建設是杜絕火災、有效提高這類建筑可靠度指標的根本途徑。設計應遵循以下理念:
2.1保護、繼承、發(fā)揚民俗建筑文化遺產(chǎn),遵遁新建如舊的理念。
近年來,雖然我們在農(nóng)房改造中提出了眾多單體建筑的方案,但出于對上千年傳統(tǒng)建筑形式的依念,眾多新穎建筑方案難于為村民接受。新建建筑應遵遁新建如舊的設計理念。包括結(jié)構(gòu)形式、建筑平面布置、仿木外裝飾、美人靠等構(gòu)造與原建筑的一致性。圖6為按民俗設計的典型平面之一。
圖 6 典型建筑平面
2.2 砼結(jié)構(gòu)體系的工廠化生產(chǎn)
這一工作的意義在于有效提高建筑的技術經(jīng)濟指標,主要構(gòu)件工廠化預制生產(chǎn)不僅使建造成本顯著降低,且便于現(xiàn)場安裝,目前這一工作已取得初步成果。擬采用離心成型空心砼柱等成熟技術,為確保結(jié)點及構(gòu)件的剛度,關鍵技術主要通過在預制砼構(gòu)件上預埋鋼連接件現(xiàn)場焊接;局部拉桿采用鋼桿的方式處理。
2.3現(xiàn)場易行安裝的可行性
設計充分考慮到吊腳樓結(jié)構(gòu)的建造場地均為崎嶇山地,不便大型吊裝機械進場,且一般無需正規(guī)施工隊伍實施的特點,解決這一問題的關鍵是在屋架立柱上預埋的吊裝滑輪掛鉤,結(jié)構(gòu)構(gòu)件兼有吊裝巴桿作用,由民工隊伍即可施工,施工工期短。
2.4 適應民情的建筑設計改進
在不影響建筑物整體外形及民間習俗的平面功能分區(qū)原則下,建筑設計應策重消防要求,如設置底層用火間、柴草間的防火墻的耐火級限至少應達到1.5h,用火間應設置排煙通道。如圖6所示。
2.5結(jié)合地方民俗的科學規(guī)劃
設計應結(jié)合吊腳樓建筑群地形錯落不平,高差大的特點,充分考慮地域風水、民俗習慣,科學合理規(guī)劃[8][9][10]。對既有村寨改造及新建村寨規(guī)劃應盡可能配套完善公用工程設施,按規(guī)范[10]做好區(qū)域性詳規(guī)。突出防火、收集天然降水等方面規(guī)劃特征。
2.6 結(jié)構(gòu)設計改進
對吊腳樓這一民族建筑的保護、傳承工作應賦予科學發(fā)展設計理念。在注重建新如舊的同時,對結(jié)構(gòu)的薄弱部位采取有效的改進措施。例如:為提高結(jié)構(gòu)整體的抗側(cè)性能,克服三角屋架無斜桿而至的側(cè)移剛度較低的問題;采用砼代木結(jié)構(gòu)后應作重這類結(jié)構(gòu)的鋼構(gòu)結(jié)點構(gòu)造,確保結(jié)點具有足夠的轉(zhuǎn)動剛度;至少在一個跨間設置屋架上弦的縱向斜撐;改變原柱腳無任何約束的鉸支模式,采用原巖鑿杯,細石混凝土嵌固形式。有關砼代木結(jié)構(gòu)的設計計算及構(gòu)造,雖然已做了一些工作,但大量更充分的研究尚待深入,有關吊腳樓砼代木結(jié)構(gòu)的設計措施將在后續(xù)論文中發(fā)表。
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篇8
關鍵詞:新型生態(tài)建筑材料;資源能源消耗;環(huán)保建筑材料
正文
中圖分類號:S891 文獻標識碼: A
一、前言
生態(tài)建材,又稱作“綠色建材”、“健康建材”及“環(huán)保建材”,源自于20世紀末山本良一教授,直到現(xiàn)在,各學科專家還沒有給予生態(tài)建材權(quán)威的定義。傳統(tǒng)的土木工程材料包括:鋼材、木材、砌筑材料、氣硬性無機膠凝材料等。但在其生產(chǎn)、使用過程和回收中,不僅消耗了大量的資源和能量,而且?guī)砹谁h(huán)境污染等問題。和傳統(tǒng)建材相比,生態(tài)建材不僅具有健康、環(huán)保、安全等基本特征,同時其良好的使用性能確保了其對環(huán)境的污染程度降到最小,對能源及資源的損耗減小到最少。
二、生態(tài)建筑材料的研究意義
近幾年,從雪災到汶川大地震,從洪澇災害到沙塵暴、玉樹地震、西南大面積干旱等自然災害的頻繁出現(xiàn),無不提醒著人們生態(tài)環(huán)境污染嚴重、保護環(huán)境的重要性。面對大自然的示警,傳統(tǒng)建材生產(chǎn)不僅高消耗著能源和資源,也造成了嚴重的環(huán)境污染。具有綠色環(huán)保安全等標簽的生態(tài)建筑材料日益得到社會的關注和人們的熱捧。生態(tài)建筑材料是從原料選取到生產(chǎn)加工再到廢棄再循環(huán)使用等各個環(huán)節(jié)嚴格要求把關,不僅做到了低耗能,低廢氣、廢水、廢渣的排放,將建筑材料對環(huán)境污染減到最小,而且滿足了我國方針政策(可持續(xù)發(fā)展)的需要,使得發(fā)展與環(huán)境和諧統(tǒng)一。既滿足著人們的健康、環(huán)保、長壽、安全等日常需求,又不妨礙后代人對資源能源環(huán)境的最大需求。
三、生態(tài)建筑材料的分類
不同的研究者對生態(tài)建筑材料的分類不同。有研究者認為可分為: 天然建材、循環(huán)再生建材、低環(huán)境負荷建材和環(huán)境功能性建材;也有研究者認為在此基礎上還應加上利用可再生能源的復合型建材;還有一些研究者認為根據(jù)生態(tài)建材的性能分為: 節(jié)能型、利廢環(huán)保型、安全舒適型、保健型和特殊環(huán)境型。所以說生態(tài)建筑材料不是單純的建材品種,而是對建材所具有的“健康!環(huán)保!安全”等屬性的評價。
與傳統(tǒng)的建筑材料相比,生態(tài)建筑材料具有以下幾個顯著的特點:第一、原材料的選取盡可能少用天然材料,多用廢棄物。第二、采用先進的生產(chǎn)工藝,減少材料生產(chǎn)過程中的能源消耗和污染。在材料生產(chǎn)過程中不添加對人體和環(huán)境有害的物質(zhì)。第三、材料的設計是以提高人的生活質(zhì)量和改善環(huán)境為目的,副產(chǎn)品容易回收和循環(huán)利用,環(huán)境負荷小。第四、具有地方特色,降低運輸能耗;包裝材料盡量少。
1、生態(tài)水泥是一種重要的建筑材料,當今社會的發(fā)展離不開水泥,從工業(yè)與民用建筑、公路、鐵路到架橋等,這些建筑設施極大地改善了人們的生活。但是水泥行業(yè)也給資源、能源以及環(huán)境帶來了很多負面的影響。
2、低溫再生水泥。我國正大力發(fā)展基礎建設,這必然會導致建筑垃圾的大量產(chǎn)生,保守估計,我國每年廢棄的混凝土要達到近億噸。低溫再生水泥是從廢棄混凝土中分離出水泥石粉末,在高溫下煅燒所得到的水泥。再生水泥降低了水泥行業(yè)的能耗,而且高效地利用了廢棄混凝土。
3、生態(tài)陶瓷??咕沾墒翘沾僧a(chǎn)品在原有的基礎上添加了抗菌新功能的陶瓷材料。抗菌陶瓷根據(jù)抗菌劑的種類可以分為3種:金屬離子摻雜型抗菌陶瓷、光催化型抗菌陶瓷和其
他抗菌陶瓷。陶瓷透水磚是以工業(yè)廢料、建筑垃圾及生活垃圾為原料,經(jīng)過粉碎、壓制成型、低溫燒成等工序制得的具有一定的透水功能的建筑材料,將其應用于城市路面不僅可以緩解城市排水系統(tǒng)的壓力,而且可以吸收車輛噪聲。
4、生態(tài)玻璃。自潔玻璃是指表面具有納米級光催化劑薄膜,在光照作用下能自發(fā)地分解表面大部分有機污染物和部分無機污染物的玻璃。泡沫玻璃是一種以廢玻璃或其他各種富含玻璃相的物質(zhì)為主要原料,經(jīng)過粉碎磨細!添加發(fā)泡劑等
材料,均勻混合形成配合料,再將其放置在特定模具中,經(jīng)熔融、發(fā)泡、退火等工藝加工而成的氣孔。與其他無機隔
熱材料相比,泡沫玻璃具有導熱系數(shù)小、不燃、不吸水、可鋸可釘、強度高等優(yōu)點。利用粉煤灰研制泡沫玻璃,通過試驗得到了各原料的配合比,制得的泡沫玻璃質(zhì)輕、高強、保溫性能好,為粉煤灰的利用開辟了新途徑。
四、我國生態(tài)建材發(fā)展的現(xiàn)狀和前景
我國建材工業(yè)歷史悠久,20世紀90年代前建材產(chǎn)品長期處于供不應求的狀態(tài)。建材工業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)建材在很大程度上是以能源、資源的過度消耗和環(huán)境污染為代價而獲得的。這種粗放型建筑材料的生產(chǎn)和使用造成了建材工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)落后、耗能大、占地多、污染嚴重,并已成為我國經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的負擔。所以為盡快改變這種狀況,研發(fā)和使用生態(tài)建筑材料迫在眉睫。中國已經(jīng)認識到了生態(tài)建材對中國建筑業(yè)未來發(fā)展的重要性。但是在推行生態(tài)建筑材料的過程中還面臨著許多的問題。在西方發(fā)達國家,生態(tài)建筑和生態(tài)建材已經(jīng)有幾十年的成功發(fā)展史,積累了大量的經(jīng)驗,并有一個平臺供學術機構(gòu)、業(yè)界進行交流,而我國目前還缺乏這個平臺,目前很多的新型生態(tài)建材技術只能庫存在電腦里,或作為學術論文使用,其社會價值難以發(fā)揮。部分具有高科技含量的生態(tài)復合型材料,成本很高,難以大范圍地推廣使用。
針對這些問題,我們也在做出相應的努力。組織國際研究交流會,搭建平臺,探索生態(tài)材料發(fā)展的前沿動態(tài),盡可能的與新的國際潮流接軌;因地制宜地選擇和使用生態(tài)建筑材料,在吸收引進國外的先進技術下,建造生態(tài)試驗性建筑,研究和推廣適合自己的新型生態(tài)建材。
1、生態(tài)建材是綠色建筑的發(fā)展需要
綠色建筑是綜合運用當代建筑學、生態(tài)學及其他現(xiàn)代科學技術成果,把建筑建造成一個小的生態(tài)系統(tǒng),為人類提供生機盎然、自然氣息濃厚、方便舒適并節(jié)省能源、沒有污染的環(huán)境。這里所講的“綠色”并非一般意義的立體綠化、屋頂花園,而是對環(huán)境無害的一種標志,是指這種建筑能夠在不損害生態(tài)環(huán)境的前提下,提高人們的生活質(zhì)量及保障當代與后代的環(huán)境質(zhì)量。生態(tài)建筑是十分全面的,涉及到建筑材料的生產(chǎn)、建筑的設計、施工及使用,在整個生命周期中都有廣泛的內(nèi)容,其“綠色”的本質(zhì)是物質(zhì)系統(tǒng)的首尾相連、無廢污、高效和諧、開發(fā)式閉合性良性循環(huán)。通過建立起建筑物外的自然空氣、水分、能源及其他各種物資的循環(huán)系統(tǒng),來進行“綠色”建筑的設計,并賦予建筑物以生態(tài)學的文化和藝術內(nèi)涵。
2、生態(tài)建材是生態(tài)建筑發(fā)展中的一個關鍵環(huán)節(jié),尤其在對建筑的節(jié)能、減少建筑對環(huán)境的壓力以及創(chuàng)造健康舒適和高效的室內(nèi)空間都能起到重要的作用。生態(tài)材料的發(fā)展過程與生態(tài)建筑的發(fā)展過程是相輔相成的。
五、結(jié)語
面對人類社會可持續(xù)發(fā)展的嚴重問題,發(fā)展生態(tài)環(huán)境材料已成為歷史的必然。發(fā)展生態(tài)建材不僅可以解決傳統(tǒng)建材的環(huán)境、資源問題,還為社會的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻,也是提高我國建材科技水平、促進建材行業(yè)技術進步、實現(xiàn)我國建材工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本途徑。
生態(tài)是現(xiàn)代建筑設計中的一個主題,中國的建筑師正在為將生態(tài)技術從紙面付諸到實際工程而努力。關注和研究生態(tài)建筑發(fā)展和應用,制定完善的生態(tài)節(jié)能評估體系,讓生態(tài)建筑不再只是一個標牌,而是我們的目標。
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篇9
[關鍵詞] 復合生態(tài)系統(tǒng);膠州灣;生態(tài)系統(tǒng)服務功能
[中圖分類號]X37[文獻標識碼]A[文章編號] 1673-5595(2012)06-0033-06
一、生態(tài)系統(tǒng)服務功能概述
(一)生態(tài)系統(tǒng)服務功能的含義
近年來,由于社會經(jīng)濟發(fā)展帶來全球環(huán)境危機,生態(tài)系統(tǒng)健康受損,其為人類提供的各種服務開始下降甚至缺失,這使得對生態(tài)系統(tǒng)服務功能(ecosystem services)的研究逐漸成為生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學研究領域的熱點問題。生態(tài)系統(tǒng)服務功能源于Costanza等人提出的“Ecosystem services”。對于生態(tài)系統(tǒng)服務功能概念,不同的學者有不同的理解。1997年Daily編輯出版的《大自然的服務:社會依賴于自然生態(tài)系統(tǒng)》和Costanza等13位學者在《自然》雜志上發(fā)表的著名論文《全球生態(tài)系統(tǒng)服務和自然資本的價值》被認為是對生態(tài)系統(tǒng)服務功能研究的開始。他們的界定雖然存有諸多爭議,但很具代表性。Costanza等學者認為生態(tài)系統(tǒng)功能主要指生態(tài)系統(tǒng)的生境、生物的和系統(tǒng)的屬性及過程。生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)品(如食品)和服務(如廢棄物消化吸收)指人類直接或間接從生態(tài)系統(tǒng)功能中獲取的收益。[1]253Daily等人認為:生態(tài)系統(tǒng)服務功能是指“自然生態(tài)系統(tǒng)及其物種維持和滿足人類生存,維持生物多樣性和生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品(如海產(chǎn)品、牧草、木材、生物燃料、自然纖維、藥材、工業(yè)產(chǎn)品及其原料)的條件和過程”[23]。此后,他又對這個概念做了進一步闡述:“生態(tài)系統(tǒng)服務是指通過生態(tài)系統(tǒng)及其中的物種提供的有助于維持和實現(xiàn)人類生活的所有條件和過程?!保?]聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)評估(Millennium Ecosystem Assessment, MA)項目綜合之前的學術觀點提出:“生態(tài)系統(tǒng)服務是指人類從生態(tài)系統(tǒng)獲得的各種惠益。它們包括生態(tài)系統(tǒng)在提供食物和水等方面的供給服務;在調(diào)控洪水和疾病等方面的調(diào)節(jié)服務;在提供精神、消遣和文化惠益等方面的文化服務;在養(yǎng)分循環(huán)等方面維持地球生命條件的支持服務?!保?]49
本文從“系統(tǒng)功能”的角度闡述“生態(tài)系統(tǒng)服務功能”。自貝塔朗菲創(chuàng)立“一般系統(tǒng)論”①以來,用系統(tǒng)論的思想與方法研究生物或生命系統(tǒng)逐漸成為一種重要趨向。系統(tǒng)的功能是指系統(tǒng)內(nèi)部各種要素或行為之間活動關系的總體在相互作用中的總體效能,系統(tǒng)的功能只有在系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用中才能體現(xiàn)出來。[6]簡單來講,系統(tǒng)的功能就是“起什么作用,派什么用途”[7]。在這種角度上,生態(tài)系統(tǒng)服務功能主要是指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部各種要素之間相互作用展現(xiàn)出來的整體效能。具體來講包括兩方面內(nèi)容:一是作為系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)整體具有的在系統(tǒng)層次上的屬性及特征,與Costanza等人的生態(tài)系統(tǒng)功能相對應;二是作為系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)施加于外部環(huán)境的各種作用的總體,包括對人類的作用和對其他生命非生命體的作用,對人類來講即是指生態(tài)系統(tǒng)服務。
(二)生態(tài)系統(tǒng)服務功能的分類
Costanza等人對生態(tài)系統(tǒng)服務與功能的劃分是最具代表性的觀點,具體總結(jié)為17個方面,并舉出了具體實例。[1]254當下,學術界比較有代表性的生態(tài)系統(tǒng)服務分類,是由聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)評估(MA)項目組給出的[5]5662,他們把生態(tài)系統(tǒng)服務總結(jié)為從生態(tài)系統(tǒng)獲得的各種惠益。具體來講包括四個方面:一是供給服務,指人類從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的各種產(chǎn)品,包括食物和纖維、燃料、遺傳資源、生化藥劑、天然藥物和醫(yī)藥用品、裝飾資源和淡水;二是調(diào)節(jié)服務,指人類從生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用中獲得的各種惠益,包括維護空氣質(zhì)量、調(diào)節(jié)氣候、調(diào)節(jié)水資源、控制侵蝕、凈化水質(zhì)和處理廢棄物、調(diào)控人類疾病、生物控制、授粉和避免遭受風暴侵襲的保護;三是文化服務,指人類從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的包括精神滿足、認知發(fā)展、思考、消遣和美學等方面的非物質(zhì)惠益,包括文化多元性、精神與宗教價值、知識系統(tǒng)(傳統(tǒng)的和正式的)、教育價值、靈感、美學價值、社會關系、故土情結(jié)、文化遺產(chǎn)價值、消遣和生態(tài)旅游;四是支持服務,生態(tài)系統(tǒng)提供其他服務所必需的生態(tài)系統(tǒng)服務,其他三種類型服務中的一些在不同角度上可以劃入支持服務,比如控制侵蝕、調(diào)節(jié)氣候、氧氣生產(chǎn)等,除此之外,還包括初級生產(chǎn)、大氣中氧氣的生產(chǎn)、土壤形成與保持、養(yǎng)分循環(huán)、水分循環(huán)和提供棲息地等。[5]5660
中國石油大學學報(社會科學版)2012年12月第28卷第6期葉立國:復合生態(tài)系統(tǒng)視域下的膠州灣生態(tài)系統(tǒng)服務功能本文以上述的傳統(tǒng)分析為基礎,以馬世駿等人創(chuàng)立的“社會—經(jīng)濟—自然復合生態(tài)系統(tǒng)”觀點為理論背景,從自然、經(jīng)濟、社會三個維度對膠州灣生態(tài)系統(tǒng)服務功能進行具體探討。這種劃分方式的優(yōu)勢在于服務功能的層次性更加清晰:服務功能的自然維度主要是維護生態(tài)系統(tǒng)健康,為經(jīng)濟維度和社會維度的服務功能提供基礎;經(jīng)濟維度直接與人類的物質(zhì)生活相關;社會維度直接與人類的精神生活或生活的舒適度相關。王如松等人曾經(jīng)對復合生態(tài)系統(tǒng)功能進行過簡要闡述,可以為后文研究提供一定的基礎。[8]
二、膠州灣生態(tài)系統(tǒng)服務功能的自然維度
膠州灣生態(tài)系統(tǒng)服務功能的自然維度是建立在生態(tài)系統(tǒng)自然維度之上的。膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的自然維度主要包括生物部分和非生物部分。生物部分構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的主體,非生物部分主要指生物生存的物理環(huán)境。
膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的生物部分主要包括膠州灣內(nèi)及沿岸濕地中豐富的植物、動物和各種微生物。第一,植物是膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者,在整個生態(tài)系統(tǒng)中扮演著基礎性的角色,包括人類在內(nèi)的所有異養(yǎng)生物的食物來源都直接或間接來自膠州灣內(nèi)及沿岸的各種植物。膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的植物類型主要包括底棲植物和浮游植物。底棲植物是生活于淺海的有根植物,主要包括單細胞藻類、部分海藻和維管植物等。膠州灣底棲植物多分布于膠州灣沿岸濱海濕地上。浮游植物是各種類型海洋生態(tài)系統(tǒng)中最重要的自養(yǎng)生物,膠州灣生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物種類眾多,生成力水平很高。第二,膠州灣動物主要包括三種類型:底棲動物、浮游動物和游泳動物。由于膠州灣水域水較淺,底棲動物在三種動物類型中占很大比重。浮游動物主要包括原生動物、甲殼動物、水母類動物、毛顎動物、背囊動物等。游泳動物的主要類型包括魚類、甲殼類、海洋哺乳類、海洋爬行類、海鳥類和頭足類等。第三,膠州灣生態(tài)系統(tǒng)中的各種微生物承擔著生態(tài)系統(tǒng)的分解者角色。包括細菌、真菌等各種微生物一直在進行著分解作用,把復雜的有機質(zhì)分解為簡單無機物,使之回歸于自然環(huán)境。從生態(tài)系統(tǒng)整體性的角度看,微生物起著連接生物部分與非生物部分的功能,使得生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成一個循環(huán)、閉合整體。
膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的非生物部分主要涉及該地區(qū)的氣候、基質(zhì)和介質(zhì)等。氣候因素包括降水、溫度、光照、濕度、風等;基質(zhì)和介質(zhì)因素主要包括膠州灣水文特征(涉及膠州灣內(nèi)及各入??诤恿魉那闆r,尤其是膠州灣濕地水文特征)以及各種代謝原料等。非生物部分承擔著為生態(tài)系統(tǒng)中各種生物提供生存基礎和環(huán)境的作用,構(gòu)成了生命支持系統(tǒng)。
膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的生物部分和非生物部分共同構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的自然維度或生態(tài)維度,它們不僅是自然維度服務功能實現(xiàn)的前提,也是整個復合生態(tài)系統(tǒng)服務功能實現(xiàn)的基礎。
建立在生態(tài)系統(tǒng)自然維度之上,膠州灣生態(tài)系統(tǒng)服務功能的自然維度主要包括兩個方面內(nèi)容:一是維護生態(tài)系統(tǒng)健康,為人類的生存提供舒適的自然環(huán)境;二是為人類生產(chǎn)、生活的發(fā)展提供便利的自然環(huán)境,為經(jīng)濟維度和社會維度的服務功能奠定基礎,從而間接服務于人類。具體包括以下內(nèi)容:
(一)氣候調(diào)節(jié)
生態(tài)系統(tǒng)通過吸收和排放溫室效應氣體,對局部地區(qū)乃至對全球的氣候調(diào)節(jié)都發(fā)揮著重要作用,其中各種類型的海洋生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮的作用尤為突出。膠州灣生態(tài)系統(tǒng)在區(qū)域氣候調(diào)節(jié)方面具有非常重要的服務功能,氣候調(diào)節(jié)主要區(qū)域是膠州灣沿岸地區(qū),即主要影響青島市地區(qū),對周邊地市也有一定影響。膠州灣1/3以上的面積被濕地占據(jù),濕地具有熱容量大、異熱性差等特點,對區(qū)域小氣候影響明顯。[9]210濕地生態(tài)系統(tǒng)是最重要的氣候調(diào)節(jié)器和指示器[10],對氣候調(diào)節(jié)的作用主要是通過溫室氣體吸收與排放、水蒸氣蒸發(fā)增大空氣濕度、調(diào)節(jié)降水來實現(xiàn)的。膠州灣氣候調(diào)節(jié)的功能使得沿岸地區(qū)明顯具有冬暖夏涼的氣候特征。青島向來享有“東方瑞士”的美譽,其中大部分原因要歸功于膠州灣生態(tài)系統(tǒng)服務功能。
(二)水調(diào)節(jié)
水調(diào)節(jié)是膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的重要服務功能之一。膠州灣生態(tài)系統(tǒng)水調(diào)節(jié)服務功能主要包括調(diào)蓄水量和凈化水質(zhì)等。在調(diào)蓄水量方面,膠州灣沿岸濕地可以存儲大量水分,是一個巨大的蓄水庫,維持著青島地下水和河流入??谒康姆€(wěn)定。在膠州灣沿岸,每年都有大量污染物進入海灣或海灣濕地,各個入海河流又把河流沿岸的污染物帶進膠州灣。濕地生態(tài)系統(tǒng)具有很強的凈化水質(zhì)功能,主要包括兩種類型:物理凈化和生物凈化,具體包括懸浮物的吸附沉降、營養(yǎng)物質(zhì)和有毒物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和固定等。[9]213膠州灣濕地生態(tài)系統(tǒng)的水調(diào)節(jié)功能是其他諸多服務功能的基礎,在整個地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務功能中占據(jù)重要地位。
(三)氣體調(diào)節(jié)
膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的氣體調(diào)節(jié)功能主要發(fā)揮著維護膠州灣空氣質(zhì)量的功能。生態(tài)系統(tǒng)通過從大氣中吸收化學物質(zhì)和向大氣中釋放化學物質(zhì),從而實現(xiàn)這一功能。[5]58膠州灣濕地生態(tài)系統(tǒng)在碳、氮、硫、磷等循環(huán)中實現(xiàn)膠州灣及沿岸氣體調(diào)節(jié),發(fā)揮著維護膠州灣地區(qū)空氣質(zhì)量的功能。
(四)廢棄物處理
膠州灣沿岸居住著大量人口,又有多條河流入海,同時,膠州灣又是重要的經(jīng)濟活動區(qū),因此,大量陸源污染物和海上污染物進入膠州灣水體,其中重金屬污染物和各種持久有機污染物的影響尤為突出。膠州灣生態(tài)系統(tǒng)可以很好地濾除和分解進入膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的污染物,阻止污染物進入陸域生態(tài)系統(tǒng)。
除以上幾種服務功能之外,在養(yǎng)分循環(huán)、候鳥遷徙、控制侵蝕、土壤形成、疾病調(diào)控、基因資源等方面,膠州灣生態(tài)系統(tǒng)也都提供諸多服務。
三、膠州灣生態(tài)系統(tǒng)服務功能的經(jīng)濟維度
生態(tài)系統(tǒng)服務功能的經(jīng)濟維度是指能為人類提值的方面,可劃分為兩方面內(nèi)容:一是生態(tài)系統(tǒng)的直接產(chǎn)出,為人類生活、生產(chǎn)提供物質(zhì)資源,如漁業(yè)資源、藥材、水資源等;二是以生態(tài)系統(tǒng)的自然維度為依托建立起來的各種產(chǎn)業(yè)類型,如對于膠州灣生態(tài)系統(tǒng)而言的造船業(yè)、石油化工業(yè)、濱海旅游業(yè)等。各種產(chǎn)業(yè)直接促進該地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展,因此,將其歸之于服務功能的經(jīng)濟維度。對于膠州灣生態(tài)系統(tǒng)而言,服務功能的經(jīng)濟維度主要包括以下內(nèi)容:
(一)漁業(yè)資源
膠州灣漁業(yè)資源非常豐富,每年為青島地區(qū)乃至相關地區(qū)提供大量海產(chǎn)品,同時也為海產(chǎn)品加工提供原材料。漁業(yè)資源主要包括動物類的魚、蝦、貝和植物類的藻等。漁業(yè)資源的使用方式主要包括三種:海洋捕撈、海水養(yǎng)殖和海產(chǎn)品加工。青島地區(qū)的海水養(yǎng)殖業(yè)在全國都占有重要地位,其中膠州灣又是其重要組成部分。青島市近10年漁業(yè)總產(chǎn)值都在70億以上,從2003年開始,首次突破80億。②
(二)濱海旅游業(yè)資源
濱海旅游業(yè)在青島市經(jīng)濟發(fā)展中一直占據(jù)重要地位。當前的旅游主要集中于外海沿線,但是隨著“環(huán)灣保護、擁灣發(fā)展”戰(zhàn)略的進一步推進,膠州灣內(nèi)灣將成為未來旅游業(yè)發(fā)展的重要地區(qū)。旅游業(yè)的未來發(fā)展將貫穿膠州灣沿岸全線,逐步形成“以唐島灣中心區(qū)、膠州少海新城、大沽河生態(tài)濕地、紅島生態(tài)城、四方濱海新區(qū)、郵輪母港、小港灣等區(qū)域為主構(gòu)成的旅游格局”?!巴怀鰠^(qū)域特色,東海岸重點發(fā)展以大規(guī)模旅游觀光、運動娛樂、餐飲購物為主的都市型旅游產(chǎn)業(yè),北部地區(qū)依托大型生態(tài)濕地的建設,形成以健身休閑度假為主的生態(tài)型旅游產(chǎn)業(yè),西海岸形成以大型工業(yè)港口為特色的產(chǎn)業(yè)旅游;充分發(fā)揮‘同城同業(yè)’的效應,推動膠州灣旅游資源的整合與提升;大力發(fā)展水上旅游,環(huán)灣建設輪渡、游艇、帆船、郵輪等各類碼頭,完善水上娛樂設施的規(guī)劃建設,形成中國北方水上旅游活動中心?!薄。?1]膠州灣旅游業(yè)的發(fā)展將直接帶動沿岸生態(tài)環(huán)境的恢復和生態(tài)環(huán)境建設,使得膠州灣沿岸環(huán)境質(zhì)量大幅度提升,從而也為其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供地區(qū)優(yōu)勢。
(三)交通運輸業(yè)、造船業(yè)、石油化工業(yè)等企業(yè)資源
在傳統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)服務功能中一般沒有這一項,但是在經(jīng)濟—社會—自然復合生態(tài)系統(tǒng)視野下,膠州灣生態(tài)系統(tǒng)沿岸直接或間接依賴于膠州灣的企業(yè)已經(jīng)成為這一復合生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,它們的發(fā)展狀況就成為生態(tài)系統(tǒng)服務功能經(jīng)濟維度的重要內(nèi)容。以青島港為龍頭的交通運輸業(yè)、以北船重工和青島造船廠為首的青島造船業(yè)、以海洋石油和青島石化為首的石油化工產(chǎn)業(yè)、包括海水淡化在內(nèi)的海水綜合利用業(yè)、以跨海大橋和海底隧道工程為代表的海洋工程建筑業(yè)、以雄厚的科研實力為基礎的海洋生物制藥業(yè)以及海洋新能源的開發(fā)和利用等各種產(chǎn)業(yè),都將成為膠州灣生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟維度服務功能的重要內(nèi)容。
(四)房地產(chǎn)開發(fā)資源
房地產(chǎn)開發(fā)資源將逐漸成為膠州灣沿岸的重要資源。房地產(chǎn)開發(fā)現(xiàn)在已經(jīng)逐漸成為各個地區(qū)的支柱性產(chǎn)業(yè)之一,青島市依靠其優(yōu)越的自然環(huán)境,日益成為房地產(chǎn)開發(fā)的重要城市。這一方面的資源與傳統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)服務功能關系不大,但是對膠州灣生態(tài)系統(tǒng)而言卻關系密切。從青島市的市北區(qū)、李滄區(qū)、城陽區(qū)、黃島區(qū)以及膠州市的未來發(fā)展規(guī)劃看,都已經(jīng)把膠州灣沿岸地區(qū)作為了未來房地產(chǎn)開發(fā)的重要區(qū)域。該地區(qū)房地產(chǎn)開發(fā)主要是依賴膠州灣優(yōu)越的自然環(huán)境,或者說以膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的自然維度為基礎。這一產(chǎn)業(yè)對膠州灣沿岸的發(fā)展將發(fā)揮重要作用。
除此之外,服務功能之經(jīng)濟維度還包括裝飾資源(如海洋貝殼等)、遺傳資源(動植物物種多樣性)等。
四、膠州灣生態(tài)系統(tǒng)服務功能的社會維度
生態(tài)系統(tǒng)服務功能的社會維度是指在精神方面提高人類生活質(zhì)量、生活品位的服務功能,從大的角度講可分為三方面:一是在已有生態(tài)系統(tǒng)之上通過簡單維護或改造的載體提供的服務功能,如濕地公園;二是以生態(tài)系統(tǒng)為依托人工建造的設施為人類提供的服務功能,如以膠州灣為基礎建造的立體化交通網(wǎng)絡;三是以生態(tài)系統(tǒng)為自然載體提供的純精神方面的服務功能,如科普教育、科研等。這一方面與MA的文化服務具有一定的相似性。所謂文化服務是指“人們通過精神滿足、認知發(fā)展、思考、消遣和美學體驗而從生態(tài)系統(tǒng)獲得的非物質(zhì)惠益”?。?]59。對于膠州灣生態(tài)系統(tǒng)而言,服務功能的社會維度主要包括以下內(nèi)容:
(一)休閑娛樂
閑暇時間的休閑娛樂是提高人們生活質(zhì)量的重要方面,生態(tài)休閑又必將成為未來休閑生活的主要選擇[12],消遣和生態(tài)旅游是生態(tài)系統(tǒng)服務功能尤其是濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能之文化服務的主要內(nèi)容之一。膠州灣豐富的生態(tài)旅游資源將為生活在該地區(qū)的人口提供休閑娛樂的重要場所。青島市已經(jīng)成為以海洋特色為主的休閑旅游城市,未來“環(huán)灣保護、擁灣發(fā)展”戰(zhàn)略的進一步實施,將大大推進膠州灣沿岸生態(tài)休閑區(qū)的建立,必將使得休閑娛樂成為膠州灣生態(tài)系統(tǒng)服務功能之社會維度的重要內(nèi)容。濕地由于其空氣清新、景觀獨特,同時又棲居著多種具有觀賞價值的動植物,必將成為人們休閑娛樂的重要去處。膠州灣沿岸五大濕地公園的建立,將直接豐富人們的休閑娛樂生活(包括垂釣、劃船、觀鳥等各種形式),從而提升人們的生活質(zhì)量。因此,休閑娛樂將逐漸成為膠州灣生態(tài)系統(tǒng)服務功能之社會維度的首要方面。
(二)生活設施
隨著“環(huán)灣保護、擁灣發(fā)展”戰(zhàn)略的深入展開,膠州灣沿岸將成為青島市人口的主要居住區(qū)之一,依賴膠州灣生態(tài)系統(tǒng),沿岸地區(qū)的社會、經(jīng)濟發(fā)展將使得膠州灣可以為人們提供各種各樣的生活設施,如購物、醫(yī)療、交通等。在“環(huán)灣保護、擁灣發(fā)展”戰(zhàn)略布局中,環(huán)膠州灣沿岸將成為未來青島市非常重要的商務、購物中心[11],為該地區(qū)居民提供諸多便利的生活設施。在復合生態(tài)系統(tǒng)視域下,膠州灣生態(tài)系統(tǒng)之社會維度是該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的主要部分之一,因此,生活設施的完善也將直接提升人們的生活質(zhì)量。
(三)科研和科普教育
“生態(tài)系統(tǒng)及其組分和過程可以為社會提供開展正式教育和非正式教育的基礎?!保?]59近年來,膠州灣已經(jīng)成為諸多高校和科研院所的科研對象,尤其是涉海高校和院所,如中國海洋大學、中國科學院海洋研究所、國家海洋局第一海洋研究所等都對膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的方方面面展開了研究。膠州灣及其濕地生態(tài)系統(tǒng)日益受到科研人員的重視,僅以中國知網(wǎng)(CNKI)為例,近10年就發(fā)表相關論文近1200篇,而且每年還在迅速增長,膠州灣生態(tài)系統(tǒng)承載著重要的科研服務功能。
另外,未來將建成的膠州灣五大濕地公園將在科普教育方面發(fā)揮重要功能。
(四)美學價值
許多人可以從生態(tài)系統(tǒng)的多個方面發(fā)現(xiàn)美的東西或美學價值,這已經(jīng)反映在人們對公園和“林蔭大道”的喜愛,以及對住房位置的選擇當中。膠州灣及其濕地生態(tài)系統(tǒng)是典型的半封閉型海灣、景色獨特,尤其是濱海一線正在逐漸建成風景宜人的步行街、休閑娛樂長廊。膠州灣濕地又是亞太地區(qū)鳥類遷徙的重要越冬地和遷徙地之一,目前膠州灣濕地鳥類大約有156種,其中不乏全球瀕危和國家重點保護鳥類。[13]這些都將提供重要的美學價值,為膠州灣濕地觀水、觀鳥、觀美景提供基礎。
五、膠州灣生態(tài)系統(tǒng)服務功能的復合維度
膠州灣生態(tài)系統(tǒng)服務功能是自然、經(jīng)濟和社會三個維度服務功能的復合體。通過對生態(tài)系統(tǒng)服務功能分類的研究,結(jié)合膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的具體情況,以及上文對其服務功能的主要類型進行的具體分析,可總結(jié)如下,見表1。表1膠州灣復合生態(tài)系統(tǒng)自然、經(jīng)濟和社會維度主要服務功能
維度自然維度經(jīng)濟維度社會維度DD服務功能的主要類型氣候調(diào)節(jié)D水調(diào)節(jié)D氣體調(diào)節(jié)D廢棄物處理 漁業(yè)資源D濱海旅游業(yè)資源D企業(yè)資源D房地產(chǎn)開發(fā)資源 休閑娛樂D生活設施D科研與科普教育D美學價值
膠州灣生態(tài)系統(tǒng)服務功能的復合維度是以其復合生態(tài)系統(tǒng)特征為基礎的,同時三個維度之間又存在著密切聯(lián)系。膠州灣生態(tài)系統(tǒng)是一個融自然、經(jīng)濟和社會于一體的復合生態(tài)系統(tǒng)。本文把生態(tài)系統(tǒng)三個維度之間和服務功能三個維度之間的復合關系總結(jié)如下,見圖1:
圖1膠州灣復合生態(tài)系統(tǒng)三個
維度服務功能之間的關系膠州灣復合生態(tài)系統(tǒng)三個維度之間處于密切的相互作用之中,本文僅就服務功能三個維度之間及其與生態(tài)系統(tǒng)三個維度之間的相互作用關系進行具體說明:
(一)膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的復合維度與復合維度服務功能之間整體的相互作用
首先,膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的自然維度是整個復合生態(tài)系統(tǒng)服務功能的基礎,自然維度、經(jīng)濟維度和社會維度的服務功能都直接建立在生態(tài)系統(tǒng)自然維度之上。自然維度生態(tài)系統(tǒng)的健康將直接提升生態(tài)系統(tǒng)復合維度下的服務功能;反之,如果自然維度生態(tài)系統(tǒng)健康受損,則必然會直接損害三個維度下的生態(tài)系統(tǒng)服務功能。
其次,膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的社會維度和經(jīng)濟維度分別與服務功能的社會維度和經(jīng)濟維度之間處于密切的相互作用中。復合生態(tài)系統(tǒng)的社會維度和經(jīng)濟維度為這兩個維度服務功能的實現(xiàn)提供基礎。服務功能水平提高,將直接促進復合生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟維度和社會維度的健康發(fā)展;反之,這兩個維度服務功能下降將會直接危害經(jīng)濟維度和社會維度的健康,從而危害整個復合生態(tài)系統(tǒng)的健康。
(二)膠州灣生態(tài)系統(tǒng)三個維度服務功能之間的關系
首先,在服務功能的三個維度中,自然維度居于基礎地位,這一服務功能的實現(xiàn)是其他兩個維度服務功能實現(xiàn)的前提條件。如果自然維度的服務功能能夠很好地實現(xiàn),將為膠州灣沿岸乃至青島地區(qū)提供優(yōu)美的自然環(huán)境,使得該地區(qū)更加適合經(jīng)濟和社會發(fā)展,從而促進經(jīng)濟維度和社會維度服務功能的實現(xiàn);反之,如果自然維度服務功能不能很好地得到實現(xiàn),將帶來青島地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化,從而阻礙膠州灣生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟維度和社會維度服務功能的發(fā)揮。
其次,膠州灣經(jīng)濟維度服務功能的發(fā)揮也直接影響著其他兩個維度服務功能的實現(xiàn)。經(jīng)濟維度服務功能的實現(xiàn)將為該地區(qū)發(fā)展提供大量的資金支持,從而有利于維護膠州灣生態(tài)系統(tǒng)健康,促進自然維度和社會維度服務功能的提升;反之,如果經(jīng)濟維度服務功能受損,則可能帶來該地區(qū)發(fā)展的資金短缺,由此影響其他兩個維度服務功能的實現(xiàn)。當然,如果為了經(jīng)濟維度服務功能實現(xiàn)的最大化,也有可能直接危害生態(tài)系統(tǒng)健康,從而有礙于自然維度和社會維度服務功能的實現(xiàn)。
最后,社會維度服務功能是提升人口生活質(zhì)量的重要方面,它將直接依賴于自然維度和社會維度服務功能的實現(xiàn)。
總之,膠州灣復合生態(tài)系統(tǒng)三個維度之間、服務功能的三個維度之間,以及復合生態(tài)系統(tǒng)與服務功能的復合維度之間處于閉合的相互作用之中,任何一個節(jié)點的狀況都會對其他節(jié)點產(chǎn)生直接影響。但是也必須意識到,在所有節(jié)點中,生態(tài)系統(tǒng)的自然維度處于最基礎的地位,維護膠州灣生態(tài)系統(tǒng)自然維度的健康是其他節(jié)點健康或功能實現(xiàn)的前提,切不可以任何理由或方式危害自然維度的健康,否則必將危害整個復合生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。當前,為了短期經(jīng)濟發(fā)展而采取的一系列開發(fā)、利用膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的舉措,如填海造地、破壞沿岸濕地大興土木等,都正在威脅著膠州灣生態(tài)系統(tǒng)的健康,從而損害其服務功能的發(fā)揮,需引起有關部門的高度重視。
注釋:
① 參見馮·貝塔朗菲《一般系統(tǒng)論:基礎、發(fā)展和應用》(林康義、魏宏森等譯,清華大學出版社,1987年版)。
② 參見2001—2011年青島統(tǒng)計年鑒,.
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