建筑工程維修與改造設(shè)計(jì)探討

肖俊 劉松

【摘要】維修設(shè)計(jì)與改造設(shè)計(jì)是進(jìn)行建筑物維修與改造工作必不可少的環(huán)節(jié)，維修、改造設(shè)計(jì)的科學(xué)合理也是保證維修改造工作順利進(jìn)行的關(guān)鍵。本片文章主要對(duì)建筑工程的維修設(shè)計(jì)和改造設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，闡述了工業(yè)建筑維修設(shè)計(jì)的評(píng)估體系，介紹了民用建筑項(xiàng)目的改造設(shè)計(jì)要點(diǎn)及主要內(nèi)容，最后針對(duì)舊建筑的改造設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，為日后建筑工程的維修改造工作提供參考。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；維修設(shè)計(jì)；改造設(shè)計(jì)

前 言：

維修與改造是建筑物在建成投入使用之后所需要或可能需要進(jìn)行的工作。維修是確保建筑物質(zhì)量恒定、提高建筑物使用壽命的關(guān)鍵性措施，也是建筑物在試用期間需要定時(shí)進(jìn)行的。改造主要是指在不改變?cè)薪ㄖ锘靖窬值幕A(chǔ)之上，對(duì)建筑物的部分格局及結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，使之更適應(yīng)使用需要。建筑物的維修與改造工作的最終目的在于保證建筑物能夠更好的服務(wù)于人類(lèi)社會(huì)。維修、改造同工程建設(shè)一樣在施工前需要預(yù)先設(shè)計(jì)，以保證用最優(yōu)的方式達(dá)到最好的效果，本篇文章就主要對(duì)建筑維修設(shè)計(jì)和改造設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

1.工業(yè)建筑維修設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)評(píng)估

一些建筑結(jié)構(gòu)，特別是工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土材料在使用過(guò)程中會(huì)受到外界物質(zhì)的影響而使自身有效截面面積和相關(guān)力學(xué)性能降低，這些外界物質(zhì)多為腐蝕性介質(zhì)，它們的介入會(huì)直接導(dǎo)致建筑物的承載能力減弱，隨著時(shí)間的推移鋼筋混凝土等材料的安全性、耐久性指標(biāo)將逐漸不符合設(shè)計(jì)要求，這就要求建筑工程在一定期間內(nèi)需要對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)耐久疲勞的建筑物進(jìn)行維修和加固，現(xiàn)階段，基于設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)可靠性評(píng)估是建筑維修設(shè)計(jì)進(jìn)行前的重要環(huán)節(jié)，也是保證工業(yè)建筑物可以正常使用的關(guān)鍵。

1.1動(dòng)態(tài)評(píng)估可靠度

建筑結(jié)構(gòu)在于腐蝕性介質(zhì)的長(zhǎng)期接觸中，用于承重的建筑材料的抗力因素會(huì)逐漸變化，這一變化過(guò)程較為隨機(jī)，不同的時(shí)間截口隨機(jī)變量值也有所不同，一次二階矩方法是現(xiàn)階段常用的一種計(jì)算建筑物動(dòng)態(tài)可靠性指標(biāo)的計(jì)算方法，具體公式如下：

在維修設(shè)計(jì)個(gè)過(guò)程中，為簡(jiǎn)化計(jì)算可以將荷載變量看作固定值，不會(huì)隨著服役時(shí)間改變。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)可靠度的計(jì)算方法是結(jié)構(gòu)抗力均值與方差的函數(shù)，在這一函數(shù)中，抗力均值和方差又會(huì)隨著服役時(shí)間的增長(zhǎng)而減小，因此可以把建筑結(jié)構(gòu)的服役時(shí)間函數(shù)看作工程整體的動(dòng)態(tài)可靠度，具體公式如下：

1.2建筑工程可靠性維修設(shè)計(jì)

實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們可以將腐蝕性介質(zhì)的腐蝕作用同建筑承受的外力當(dāng)作同等效果，這樣便可以將提升維修設(shè)計(jì)水平看作是在腐蝕環(huán)境下提高結(jié)構(gòu)重要性程度。在此基礎(chǔ)之上來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)中的重要系數(shù)進(jìn)行反算，進(jìn)而可以計(jì)算結(jié)構(gòu)承載能力并進(jìn)行相應(yīng)的維修設(shè)計(jì)。

總之，想要保證建筑工程的正常使用就需要在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)維修和加固工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，以防止結(jié)構(gòu)問(wèn)題的產(chǎn)生給建筑物的使用者帶來(lái)困擾。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮腐蝕環(huán)境下可靠度指標(biāo)的變化，只有在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行維修設(shè)計(jì)才能保證定量可靠性，這對(duì)于合理規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)、保證建筑使用安全具有重要意義。

2.民用建筑的維修設(shè)計(jì)

建筑物維修設(shè)計(jì)需要以建筑維修理論作指導(dǎo)，只有基于這種理論指導(dǎo)之上，再通過(guò)研究維修工作同建筑質(zhì)量、成本等相關(guān)參數(shù)的關(guān)系才能擇選出最優(yōu)維修設(shè)計(jì)。

2.1建筑質(zhì)量的設(shè)計(jì)影響

建筑施工質(zhì)量受工程設(shè)計(jì)、施工材料及施工技藝的影響極大，不進(jìn)行維修的建筑物質(zhì)量再好隨著使用年限的增加質(zhì)量也會(huì)下降。進(jìn)行經(jīng)常性的建筑維修有利于保證建筑物質(zhì)量恒定，圖1為建筑物維修頻率同建筑物質(zhì)量間的關(guān)系。在這里需要明確一點(diǎn)，維修并不等于維護(hù)，并非是進(jìn)行簡(jiǎn)單的壞損修理，它是保證建筑質(zhì)量的關(guān)鍵。

圖1

2.2維修設(shè)計(jì)要點(diǎn)

進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)維修設(shè)計(jì)，需要在充分考慮建筑設(shè)計(jì)整體完整性的基礎(chǔ)之上來(lái)對(duì)建筑物局部維修設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)之上所形成的維修設(shè)計(jì)需要有圖表及說(shuō)明，設(shè)計(jì)完成之后設(shè)計(jì)文件需上交給施工公司。建筑工程的維修設(shè)計(jì)首先需要遵循以下幾點(diǎn)：①維修設(shè)計(jì)遵循可清掃性原則，要考慮維修過(guò)程中不同區(qū)域的難清掃程度。②維修設(shè)計(jì)中針對(duì)易損壞管線、設(shè)備的檢查與維修工作需要體現(xiàn)出來(lái)。③維修設(shè)計(jì)要堅(jiān)持可修復(fù)性，對(duì)于壞損部位主要采用修復(fù)和替代兩種維修方式。④維修設(shè)計(jì)要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的耐久及匹配來(lái)進(jìn)行材料選擇，保證材料具有可取代性。

3.基于舊建筑物的改造設(shè)計(jì)探索

基于舊建筑物的改造設(shè)計(jì)是現(xiàn)階段資源環(huán)境問(wèn)題壓力下所出現(xiàn)的一種建筑設(shè)計(jì)。基于舊建筑物的改造可以延長(zhǎng)舊建筑的使用壽命，減少城市建筑拆除重建現(xiàn)象的發(fā)生，有利于降低污染、減少耗能，是一種具有前瞻性的可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)。下面就針對(duì)這種改造設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探討。

3.1統(tǒng)一兼顧改造設(shè)計(jì)的技術(shù)與風(fēng)格

對(duì)舊建筑進(jìn)行改造設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要在新技術(shù)支持下統(tǒng)一兼顧改造設(shè)計(jì)中各種關(guān)系，保證被改造設(shè)計(jì)物既能相比之前有所進(jìn)步同時(shí)又能同當(dāng)下時(shí)代環(huán)境相和諧。以舊建筑物外墻為例，傳統(tǒng)舊建筑物中有些是以水刷石來(lái)進(jìn)行墻體修飾的，這些水刷石受使用年限影響多數(shù)已出現(xiàn)褪色、剝落。針對(duì)這種建筑物的改造設(shè)計(jì)首先應(yīng)該在節(jié)能的基礎(chǔ)之上注重墻體保溫，聚苯顆粒外墻保溫裝飾系統(tǒng)就是比較好的選擇，它可以增加墻體保溫強(qiáng)度，同時(shí)色澤的選擇也應(yīng)與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。

3.2改造設(shè)計(jì)需遵循使用需求變化

建筑物修建年代的不同決定了它們對(duì)使用需求的適應(yīng)性也各不一樣，進(jìn)行舊建筑物的改造設(shè)計(jì)，除了要改造建筑物整體結(jié)構(gòu)使之更適應(yīng)現(xiàn)代建筑風(fēng)格之外，還需要對(duì)建筑物的實(shí)用性進(jìn)行改造，即改造工作要基于現(xiàn)代社會(huì)使用需求的變化來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如根據(jù)使用需要可拆除舊建筑物原有的樓梯改設(shè)電梯以提高便捷性。此外，在進(jìn)行改造設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)改造區(qū)建筑的具體用途來(lái)重新進(jìn)行分區(qū)，整體設(shè)計(jì)需符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念，盡量保護(hù)建筑主體并在此基礎(chǔ)之上盡可能的利用可持續(xù)發(fā)展思想來(lái)進(jìn)行改造。

3.3改造設(shè)計(jì)中科學(xué)數(shù)據(jù)的利用

改造設(shè)計(jì)在很大程度上決定了改造工作是否成功、改造后的建筑物是否能體現(xiàn)新時(shí)期的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。因此在進(jìn)行舊建筑物改造設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要注意利用科學(xué)數(shù)據(jù)，以避免設(shè)計(jì)缺陷給改造工作帶來(lái)巨大損失。例如可以使用計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)改造設(shè)計(jì)構(gòu)思進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，它有利于保證設(shè)計(jì)客觀性，減少人為設(shè)計(jì)帶來(lái)的失誤。

小 結(jié)：

綜上所述，在進(jìn)行建筑物維修設(shè)計(jì)與改造設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要綜合考慮的因素較多，一些技術(shù)上的應(yīng)用也具有較大靈活性。但是，無(wú)論是維修設(shè)計(jì)還是改造設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)的最終目的是為了讓建筑物更加滿足人類(lèi)生產(chǎn)生活，因此設(shè)計(jì)工作要基于建筑物實(shí)際情況科學(xué)合理的進(jìn)行，只有這樣才能確保維修、改造工作的順利進(jìn)行，提高它們的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁宸.老建筑改造與可持續(xù)發(fā)展[D].東北師范大學(xué) 2012

[2]李強(qiáng).關(guān)于既存建筑改造的思考[D].天津大學(xué) 2010

[3]王鎮(zhèn)中.既有工業(yè)建筑改造再利用項(xiàng)目社會(huì)與生態(tài)效益后評(píng)價(jià)研究[D].西安建筑科技大學(xué) 2013