海綿城市的缺點大全11篇

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中圖分類號：F291

文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2016）08-203-02

一、海綿城市的概念

海綿城市，簡單地來理解，就是城市像海綿一樣，在降雨過程中將雨水收集起來，等待需要的時候在釋放出來，用于灌溉、沖洗路面、補充景觀水體。城市可以像海綿一樣壓縮和恢復，能夠最大限度上地防洪減災。城市的“海綿體”不僅包括小區建筑物的屋頂、植草溝、園林綠化、透水鋪裝等，還包括城市的各種水系，例如江、河、各種自然人工湖等。

傳統城市，未能考慮城市降水資源的綜合利用，只考慮到“排”。傳統城市雨水通過管道將雨水快速排出城市。隨著傳統城市的不斷發展，道路硬化增多，不透水的路面面積大大增加，盲目的發展使得雨水無法下滲到土地內，這樣就造成了城市的內澇和徑流污染發生次數大大增加。和傳統城市不同，海綿城市可以有效地解決城市內澇問題，對于維持房地產開發前后的水文特征，維持人與自然的和諧發展有著極其重要的作用。

二、安陽市城市概況

河南省安陽市處于太行山脈與華北平原交界的過渡地帶，地勢總趨勢為西高東低，自西向東呈階梯式下降，大致以京廣鐵路為界，西部為山丘區，間有小型盆地，最高山峰海拔1632米。安陽市東部為沖擊平原，最低洼地海拔高度為50米。地貌由山地、山間盆地、丘陵、平原、崗地、泊洼六種自然形態組成。

安陽市全市多年平均水資源總量為16.403億m3，人均水資源占有量為322m3/人，畝均水資源占有量301m3/畝，低于河南省人均占有量470m3/人、畝均占有量400m3/畝的水平，分別為全國人均水資源占有量的七分之一，畝均水資源占有量的六分之一，屬于水資源匱乏，供需矛盾嚴重的地區。

三、海綿城市的構成

海綿城市利用低影響開發雨水系統，使得開發前后的環境水文保持不變，能夠使得城市像海綿一樣吸收和釋放雨水，達到調節環境的目的。低影響開發影響的種類有很多，以下就介紹幾種低影響開發設施。

綠色屋頂，顧名思義是將植被種植于各類建筑的屋面、天臺、露臺等。綠色屋頂由建筑屋頂的結構層、防水層、保護層、排水層、隔離濾水墊層、蓄水層和種植基質、植被層組成。綠色屋頂可以有效地增加小區的人均綠化面積，以30萬m2的住宅小區為例，假設屋頂面積為25%，則將近有7.5萬m2的綠化面積；傳統的屋面材料在視覺上觀感較差，綠色屋頂則能帶給人賞心悅目的感覺；綠色屋頂還能調節屋頂溫度，研究表明，在夏日屋頂最高溫度可達80攝氏度，而冬天最低可達零下20攝氏度，巨大的溫差容易導致屋面材料老化，而綠色屋頂可以克服這一缺點，種植植被的屋面夏季溫度通常可以保持在20～25℃，可以有效地防止屋面的老化變形，減小了屋面裂縫的可能，提高了建筑物的使用壽命。同時在冬季，綠色屋頂可以起到保溫的作用，統計表明，冬季無綠色屋頂的屋面比有綠色屋頂的屋面溫度低2.4℃；綠色屋頂可以有效地截留雨水，削減雨水徑流總量，減少排水不暢和洪澇災害。同時，綠色屋可有效的節約水資源，促進環境的保護和水循環的平衡；綠色屋頂可以吸收空氣中的灰塵及二氧化碳，減少溫室效應。植物可以通過光合作用及葉片的吸附等作用，對空氣污染進行削減。同時，綠色屋頂可以通過綠化層的滯留、吸收，將屋頂的污染物有效削減。從而保護大氣環境和水環境，免受破壞。

透水鋪裝是指將孔隙率較高、透水性較好的材料應用于道路路面。它可以使雨水進入透水鋪裝的內部，貯存適量的雨水或隨內部的排水管道排出，減少洪峰流量，削減徑流系數。透水鋪裝由土基、墊層、基層、過濾層、面層等構成。透水鋪裝可以有效的削減徑流流量，使雨水迅速的入滲，減少洪澇災害的風險；使得水資源得到有效的補充，利于生態環境的保護；透水鋪裝可以使路面無積水或有少量積水，從而增強道路的安全性能，保證了行人和駕駛人員的生命安全；透水鋪裝的較大孔隙不僅可以吸收噪音，還可以緩解溫室效應，使得路面溫度得到有效的降低，延長道路的壽命。

植草溝又稱為植被淺溝，是一種種植有植被的具有景觀欣賞性的地表溝渠，它可以通過重力流收集、轉輸和排放雨水。植被淺溝既是一種徑流傳導的設施，也可以與低影響開發的其他設施一起，輸送徑流雨水并且收集、凈化雨水。植被淺溝根據構造的不同，共分為干式植被淺溝、濕式植被淺溝和轉輸型植被淺溝三種。植草溝可以有效地滯留雨水，促進土壤的滲透。同時，它還可以減緩雨水的流速，保持水土，削減徑流量。植草溝對于污染物的去除和遷移也起到了較好的作用。

雨水花園通常建設在地勢低洼的地區，由種植的植物來實現初期雨水的凈化和消納，是低影響開發技術的一項重要措施。雨水花園具有造價低、管理維護方便，易于與當地的景觀所融合等特點。它被歐、美等多個國家廣泛應用在居住小區、商業區等不同的地區。雨水花園主要由蓄水層、覆蓋層、種植土層、人工填料層和礫石層等五部分組成。重金屬、沉淀物等不同的污染物質隨雨水徑流匯入雨水花園。通過植物的吸收、微生物的作用等，將污染物去除。植物的根系，對土壤的凈化也起到了一定的作用。雨水花園可以有效地去除氮、磷等污染物，與傳統的措施相比，具有成本低、與周圍環境融合度高、不產生其他污染等優點。

下沉式綠地有廣義和狹義之分，廣義的下沉式綠地除包括了狹義之外，還包括滲透塘、雨水濕地、生物滯留設施等；狹義的下沉式綠地，又叫下凹式綠地，低勢綠地，指高程低于周圍的路面或鋪砌硬化地面約20cm內的綠地。下沉式綠地可以在降雨時，讓雨水較大程度的入滲至綠地中，滯留大量的雨水，避免了傳統方式中雨水管渠的阻塞、下水緩慢等問題。雨水中攜帶了較多的有機污染物和無機物等，隨著雨水徑流進入下沉式綠地。下沉式綠地可有效的阻斷面源污染，使污染物得到削減。下沉式綠地的建設，減少了雨水檢查井的修砌，避免了雨水井蓋的偷盜事件，確保了行人的安全，防止傷人事故。

蓄水池指專門儲存雨水的收集利用設施，同時它能夠削減洪峰流量。蓄水池需結合當地的土質、地形等條件，可選用鋼筋混凝土、磚砌等多種形式，用于地上或地下。蓄水池可用于具有雨水回用要求的小區等，回用的雨水可用于沖廁、澆灑綠地、景觀用途等。

濕塘是指具有收集雨水和凈化雨水的功能，是景觀水體的一種。濕塘能夠在平時發揮其景觀功能，供人們休閑和娛樂。在降雨時，發揮雨水調蓄的功能。濕塘可以用在居住小區、公園、廣場等具有較大空間的地方，對于生態保護和豐富居民生活有著重要意義。

四、構成海綿城市低影響開發小區案例研究

低影響開發的技術措施的探討，主要是為了指導工程實踐，為建設海綿城市奠定堅實的基礎。下面通過對安陽市某小區的工程案例的模擬，探究低影響開發技術措施的環境效益、經濟效益和社會效益，同時利于低影響開發技術措施的推廣與應用。

御水園商住小區建設項目位于安陽市中華路與金沙大道東北角，項目規劃總用地面積21.5公頃，規劃總建筑面積71.07萬m2，容積率2.47，建筑密度22.05%，綠地率達42.35%。項目主要由23棟高層住宅樓和17棟多層住宅樓組成，設計總戶數約3295戶。小區以水為名，小區內有河流通過，正符合了海綿城市合理利用雨水的初衷，河道的經過也有利于小區進行低影響開發。

現對該小區低影響開發的效果進行簡單的評估，以判定低影響開發技術措施對于建筑小區的作用：在建筑小區的各個高層的屋頂建設綠化屋頂，種植適宜安陽市當地的種植植物，從而削減屋頂雨水徑流量，減少徑流污染，提高屋頂的美觀及樓宇的舒適性。小區的人行道、廣場等地、非機動車道均采用透水混凝土鋪設，以促進雨水的盡快滲透，減少小區雨后的積水，確保行人的安全，降低小區的噪聲，減少環境污染。小區綠化均設置為下沉式綠地，下沉深度比地面高程低約100mm左右，使雨水從路緣石的缺口處流入綠地。在小區設置雨水花園，從而減少雨水的徑流總量，削減徑流污染，提高居住小區的生活質量。

結論

安陽市是水資源匱乏的城市，水資源有著很大的不足，同時水資源污染的問題也十分嚴重。由于城市化進程的不斷推進，居民小區拔地而起，不透水路面面積的增大，造成了安陽市部分低洼地區逢雨必澇的現象。本論文針對以上問題進行分析研究，得出以下結論：

海綿城市安陽市小區建設中應用是十分有必要的。海綿城市將傳統的雨水管渠與低影響開發技術措施相結合，使得城市在小區開發前后的水文及生態環境特征保持不變，在抵抗自然災害時，如同海綿一樣，具有一定的“彈性”。在安陽市建設海綿城市，需要利用低影響開發技術措施從源頭、中途和末端三方面進行控制。源頭的控制，可以通過綠化屋頂、初期雨水棄流、滲透井、植被淺溝等措施實現；中途的控制，可以通過透水鋪裝、下凹式綠地、雨水沉淀池、滯留池等措施來實現；末端的控制，可以通過穩定塘、濕塘、人工濕地、滲透塘、雨水花園等措施來實現。

參考文獻：

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[3] 張偉，王建龍，王思思.利用綠色基礎設施控制城市雨水徑流[J].中國給水排水，2011，27（4）

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我國地域遼闊，不同地區的年降雨量、溫濕度等氣候條件差異極大，屋面綠化形式和采用的植物材料因此可能差別很大，需要根據實際情況進行調查、試驗，作出適當選擇。以北京為例，北京冬季溫度低、風沙大，氣候條件都不利于一些綠化植物的生長和存活；另外北京降水分布不均，可用水資源較少，無法提供大量灌溉用水。因此，形成節水型屋頂綠化模式是推進北京地區屋頂綠化的重要手段，而節水型屋頂綠化模式中，選擇適合北京地區特殊條件的抗逆、耐粗放管護的植物配置，研究合適的管護技術是關鍵因素。

1屋頂立地生長條件及其對植物生長的影響

屋頂綠化因與地面綠化的環境條件存在較大差異，因此在植物的選擇方面受到種種因素的限制。因此，屋頂綠化與地面綠化植物的選擇也不一致，對養護的要求也就不同。

1.1頂環境對植物生長的有利影響

屋頂地處位置較高，被其他建筑物遮擋的部分比較小，因此接受日照的時間較長并且日輻射量較多，能夠為植物的光合作用創造良好的環境。夏季，屋頂上的溫度白天比地面溫度高3～5℃，晚上則低2～3℃，這種較大的晝夜溫差有利于植物內的有機物積累。

1.2屋頂環境對植物生長的不利影響

屋頂綠化由于荷載原因，種植用土要質輕且薄，而且屋頂的風力比地面要大得多，植物相對來說更容易失水；種植基質層較薄，再加上植物的根系淺，相對于地面植物來說易倒伏，對植物種類的選擇造成很大限制，體大且量重的喬木及深根性植物須慎重應用。種植基質層薄也使其易受環境變化的影響，水分容量少導致易干燥、蒸發快，并且植物因與地面土壤隔離，不能夠吸收水分，需要選用耐旱節水的植物種類，否則就必須有專門的屋頂綠化灌溉設施進行全方位的均衡灌溉，才能保證植物良好生長。

2屋頂綠化植物種植結構層的選擇

屋頂綠化是指在各類建筑物的頂端或露臺處進行人工造園，在園內種植花草樹木等，由于建筑物高低不齊，為了給人整體美感和層次感需要進行層次化設計，不僅能極大地提升城市綠化面積，還可以為植物提供一個合理的環境。

（1）除有些植物需要大量的水，而有些植物不需要太多水，因此需要進行防水設計，另外對于植物基質的選用需要給予高度重視。一般隋況下，基質是由種植土、肥料、草灰等各類物質按照某種比例混合而成，其中肥料可包含動物糞便或人工合成化肥，可為植物提供必要的腐植酸。基質中還需要包含可預防植物爛根并促使其大量吸收鈣、鎂等微量元素的物質，如膨脹珍珠巖。現階段，市場上推出了一類保綠素，這類物質對植物產生了很多積極的意義，能有效預防植物枯萎并提高植物鮮亮度。

（2）大部分的區域都為全日照、太陽輻射強、風大，加上北京地區夏季氣溫高，濕度比南方低很多，夏季時，屋頂溫度一般較高，種植層保濕的能力比較差；而冬季北京地區氣溫低，空氣干燥，導致保濕性和保溫性都較差。為此，屋頂綠化植物的選擇可偏向抗逆性較強的植物，尤其是抗旱性和抗寒性都較強的植物。為了方便植物的種植、運輸及后期養護，結合屋頂特殊的環境，可選用體型較小的喬木或草本科植物。

3節水灌溉技術

北京地區天然降雨量小而集中，大多數時間種植基質層很容易干燥。雖然選用的植物自身一般都有一定的耐旱能力，沒有一種植物能夠在干燥的土壤中長期生存，此時常常需要一定的灌溉。北京市的屋頂綠化項目在后期養護方面目前主要的灌溉方式是人工澆灌，采用節水灌溉技術的大約僅占26%。從以上可以看出節水灌溉技術與灌溉系統不受重視，不同的屋頂綠化可采用不同的灌溉方法。對于簡單式屋頂綠化選用的植被都具有較強的抗旱性，規律的灌溉不僅浪費大量的水，而且效果不佳。采用滴灌的方法比較合適，這種方式水的利用率十分高。針對花園式屋頂的綠化，由于種植的植物多為花草，且受植物高度、種植密度的影響，一般不采用傳統的灌溉方法，可應用噴灌方式。另外，對于那些復雜且面積比較大的屋頂可結合多種灌溉方法，主要是為了節約水資源并充分發揮水資源的作用，雨水、可再生水源等也可以作為灌溉用水源，只有這樣才能在水資源壓力很大的情況下積極建設屋頂綠化工程。屋頂綠化項目可行性有較為直接的影響。節水灌溉技術可以在滿足植物生長的前提下提高水資源的利用率，同時還可以減少肥料中有機物在灌溉過程中的流失量，減少屋面被污染的幾率。屋頂綠化的后期養護中適宜選用滴灌、微噴或滲灌等灌溉系統。

3.1滴灌

滴灌能把水直接送到植物的根部附近，并通過滴頭使水慢慢滴出，保證水分能夠有效率地到達根部并且被利用，使植物根部處于良好的生長條件，而同時由于遠離根部的土壤保持干燥，也就很有效地降低土壤板結的幾率。

滴灌的優點是能夠經濟用水，損失量少，自動化的程度高，能耗少；缺點是由于滴頭的口徑小，出水速度慢，因此對水質的要求比較高。

3.2噴灌

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透水混凝土功能研究透水混凝土指內部結構能夠形成連通孔隙，具有高滲水性的一種混凝土材料，又稱作間斷級配混凝土、開放孔隙混凝土等。高滲水性是其主要功能特點，此外，還具有以下功能：減輕城市排水系統壓力，有效分配城市排水負荷，避免發生局部積水以及內澇情況，對濟南等交通壓力巨大、車輛眾多的城市意義重大；改善地下水水位情況，通過透水混凝土的滲透作用，可將雨水通過混凝土層向基層和土壤中滲透，增加地下水補水量，尤其對于泉城濟南，可很好的保持地下水位，確保泉眼正常噴涌；滲透入基層的部分雨水，可在晴好天氣時進行部分蒸發，從而對城市的熱島效應起到較好的緩解作用；透水混凝土路面具有低噪聲的特點，能夠很好降低狹小區域內的車輛路面噪聲，降低聲污染對環境的影響，提高居民生活質量；滲透入地面的雨水，可避免與市政管網中的污水等接觸，實現對降雨滲透的凈化，避免二次污染；可提高城市行車安全，一方面，透水混凝土具有大摩擦力和小的摩擦力衰減梯度，一方面，下雨天氣能夠避免局部積水帶來的車輛側滑，最后，夜間行車時，局部積水帶來的濺射以及反光現象能夠得到很好的緩解。透水混凝土分類透水混凝土依據制備材料的不同，可分為以下兩類：水泥透水混凝土。該種類型混凝土以高標號水泥作為膠凝材料，骨灰比3～4，水灰比0.2～0.35，孔隙率10%～25%，15～35MPa抗壓強度以及3～5MPa的抗折強度。高分子透水混凝土。該種混凝土膠凝材料為橡膠、瀝青等膠結材，以高強度著稱，且橡膠、瀝青等來源廣泛，價格便宜。缺點是易老化、耐久性差，環境友好性差，高溫條件下，易堵塞內部孔隙，滲水能力下降。透水混凝土參數分析透水混凝土在制備過程中，主要關注的參數為水灰比、骨料粒徑、目標孔隙率、礦物摻合料和外加劑等。水灰比透水混凝土強度和透水性與水灰比有直接關系。當水灰比較小時，若保證一定的混凝土孔隙率，則成品試塊中水泥含量會增多，而水的含量降低，導致試塊硬化快，大幅降低透水混凝土中拌合物的流動性；同時，也會導致混凝土中粗骨料不能被完全包裹，導致空隙增多，雖然透水性能有所提高，但是混凝土整體強度下降。反之，當水灰比較大時，除對混凝土的透水性有負面影響外，混凝土強度也會受到較大影響。依據相關試驗數據，透水混凝土的水灰比推薦取值范圍為0.25～0.40。骨料粒徑粗骨料堆積構成透水混凝土骨架，骨料粒徑大小對混凝土強度、透水性都會有較大影響。當骨料粒徑較小時，混凝土整體的比表面積增大，導致填充所需水泥漿增加，將會降低混凝土孔隙數和孔隙尺寸，從而影響透水混凝土透水性能；但是強度隨著混凝土骨料粒徑的減小反而會有所增加。當骨料粒徑增加時，透水混凝土則表現出高透水性及適當的強度降低。依據相關實驗數據，骨料粒徑推薦值如下：石子：5～10mm，陶粒4.75～9.5mm，9.5～13.2mm，13.2～16mm。目標孔隙率透水混凝土孔隙率是影響透水性的關鍵指標，同時也對混凝土強度有較大影響。針對不同的混凝土需求，當弱化強度要求，強調透水性時，需要選取較大的孔隙率；反之，當以強度為主要目標時，則要控制孔隙率在一定范圍以內。此外，目標孔隙率還與混凝土實際孔隙率直接相關。在進行目標孔隙率設計時，需選取適當孔隙率，例如15%、20%、25%。礦物摻合料和外加劑混凝土礦物摻合料的主要功能是減少混凝土中水泥的用量，同時在一定程度上提高拌合物的流動性能，防止出現泌水和離析現象，提高混凝土密實程度以及成品強度。常見的礦物摻合料有粉煤灰、二氧化硅微粉等。透水混凝土制備過程中的外加劑有多種，功能各異，主要包括可調節拌合物流動特性的減水劑、引氣劑等；可調節凝結時間的緩凝劑、早強劑等；可改善耐久性的防水劑；其他性能改善的外加劑包括膨脹劑、防凍劑等。

橡膠集料透水混凝土配合比分析

配合比分析建設海綿城市符合國家提出的節約型和綠色型社會的要求，而采用橡膠集料透水混凝土進行城市道路建設，一方面能夠緩解城市熱島效應，提高路面抗凍、抗壓、抗腐蝕、抗裂等能力，另一方面，可以將城市中每年淘汰的廢舊輪胎等進行重復利用。本文將對橡膠集料混凝土的最優配合比進行研究。據有關實驗數據表明，混凝土制備過程中加入砂率為10%的中砂和50kg/m3橡膠集料，可明顯提升混凝土抗壓強度，同時能夠獲得1.47mm/s的透水系數。本文在研究中，參照《透水混凝土路面技術規程》（CJJ/T135－2009）和己有的透水混凝土配合比設計方法，對橡膠集料中的透水混凝土配合比選定水膠比0.3，進行對比試驗，其中空白對照組為表1中的A組，未摻加任何集料，其余組別如表1所示。圖1所示，為對上述5組進行強度測試的結果，結果表明，5組抗壓強度平均值24.1MPa，最低21MPa，最高27MPa，強度符合要求。圖2所示為5組數據透水系數測試結果，結果顯示，透水系數大小依次為B＜E＜D＜C＜A，設計要求透水系數1mm/s，5組試樣均滿足要求。綜合抗壓強度測試以及透水系數測試結果分析，D組集料配比（10.5kg/m3）同時具備較高的抗壓強度以及較高的透水系數，為該試驗5組中最佳配合比。透水混凝土制備流程圖3所示為透水混凝土制備流程。依據2.1節所得橡膠集料配合比，進行透水混凝土的制備。制備過程中，漿體粘聚性應足以保證包裹骨料后的形狀，工程采用的判斷標準為手攥觀察坍塌度，50mm以內為合格，方能保證硬化后仍可維持多孔結構。與1.3節分析的水灰比同理，較稀或干硬的漿體都不能保證成品后的混凝土透水性能。

透水混凝土失效形式研究

透水混凝土在應用過程中，常見開裂、沉降、磨損、凍融等幾種失效形式。主要原因如下。開裂。局部交通負荷惡劣，荷載超限可導致開裂。此外，不適宜的透水系數選擇，或將導致透水速度過快，對基層土壤產生沖刷，從而形成局部基層凹坑，導致基層承載能力下降，導致開裂。溫度對于開裂也有較大的貢獻，由于混凝土并非各向同性材料，在受到高低溫影響時，容易出現脹縮不均，從而引發開裂。沉降。排水過程中，基層較大范圍的連續沖刷凹坑，會導致路面出現連續的沉降現象，影響行車安全。磨損。無論透水混凝土還是其他形式路面，在應用過程中，磨損為常見失效形式，主要原因是車輛超重，局部摩擦力過大或者車輛急剎車等情況，都會對路面帶來一定程度磨損。凍融。凍融損害是透水混凝土特有的損害形式，主要由于孔隙中水飽和的相變帶來的體積變化，會導致混凝土的破壞。對于凍融損害，透水混凝土本身一方面較難達到水飽和狀態，另一方面，在制備過程中加入的引氣劑等外加劑也能很好的防止凍融損害發生。

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中圖分類號：TU992 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）20-0109-02

1 概述

近年，隨著海綿城市的發展以及人們對于綠色建筑的關注度逐漸提升，雨水收集利用系統也愈發的體現了其在建筑系統中的重要性。但是由于常用的室外雨水收集池存在占地面積大，埋深要求高等缺點，尤其是對于一些位于市中心的改造項目，如何平衡用地緊張與雨水利用二者關系成為很多建設單位的關注點。本項目即在室外用地緊張的情況下，綜合考慮設計雨水收集系統，解決了這一難題。

2 項目概況

常州市中醫醫院位于常州市天寧區的核心區域，西臨城市主干道和平路，南臨麻巷路，始建于1956年，是常州地區唯一一所集醫療、教學、科研、預防保健、急救于一體的三級甲等綜合性中醫醫院。本次在現有院區內規劃建設急診病房綜合樓，總建筑面積41993.36平方米，其中地上32309.77平方米， 地下9683.59平方米。床位數345張。主要使用功能為急診急救、胸痛門診、口腔門診、中醫康復及治未病、產科門診、病房、行政辦公等功能。地上19層，地下2層。

本項目由于與老樓共用院區，用地緊張，既要滿足室外綠地面積及管線布置的需求，又要達到綠色二星年徑流總量控制率55%的標準，考慮到室外院區無法設置安裝雨水收集池，所以本項目通過在裙房屋面設置了一套雨水收集回用系統來解決這一問題。流程如下：首先主樓屋面雨水通過87式雨水管系統收集到7層裙房屋面減壓初濾雨水箱中，雨水經過7層裙房屋面的減壓初濾雨水箱進行減壓并過濾大塊顆粒物（5mm以上的顆粒物），然后進入到6層小屋面的雨水收集水箱，最后通過設置在6層小屋面的雨水消毒設備處理后，進入到室外澆灑系統進行院區的綠化。

系統流程圖（如圖1所示）：

3 雨水收集利用系統設備的選擇

3.1 雨水收集系統計算

3.1.1 室內外雨水系統計算

采用常州市的暴雨強度公式：

q：暴雨強度L/（s?hm2）

T：重現期 a；

t：降雨歷時 min；

屋面雨水量計算：降雨重現期按10a，降雨歷時5min計算，q10=4.49（L/s?100m2）；

主樓屋面雨水量=ψFq=0.90*1600*4.49/100=64.66L/s

3.1.2 屋面雨水收集系統計算

公式：W=10ψFh

ψ：雨量徑流系數

F：匯水面積（hm2）

h：設計降雨厚度（mm）

主樓屋面面積1600m2=0.16hm2

（1）雨水可利用量計算

參見10SS705《雨水綜合利用》南京資料

降雨重現期按1a，最大降雨厚度45.6mm，棄流厚度3mm；

設計主樓屋面雨水收集量V=10*ψFhy=10*0.90*0.16*（45.6-3）=61.34m3

（2）總澆灑用水量

院區綠化面積：2600m2

室外綠化澆灑面積用水：Q=Qd*F=4*2600/1000=10.4m3

（3）院區道路面積：7500m2

室外道路澆灑面積用水：Q=Qd*F=4*7500/1000=30m3

總澆灑用水量W=10.4+30=40.4m3

（4）雨水收集池容積計算

V（61.34m3）≥W（40.4m3）

綜上所述雨水收集池有效容積需大于等于61.34m3，水箱尺寸為5m*3.5m*4.5m（h），有效容積為65m3。

3.1.3 年徑流總量控制率校核

已知條件：項目場地面積7783m2

參見南京55%年徑流控制率對應設計控制降雨量11.5mm，場地綜合徑流系數：0.649， 室外院區80mm下凹綠地面積：200m2。

建設項目場地內設計降雨控制量：V=11.5/1000*7783=89.5m3

入滲實現控制率：1-0.649=0.351

實現降雨控制量：V1=89.5*0.351=31.41m3

下凹式綠地收納容積：V2=200*0.08=16m3

通過調蓄收集回用措施的降雨控制量：V3=89.5-31.41-16=42.09m3

雨水收集池有效容積65m3>42.09m3，滿足年徑流總量控制率55%的要求。

3.2 雨水收集系統設備選型

3.2.1 雨水排水系統的選擇與設計

根據計算，主樓屋面雨水按照十年重現期，設計排水量為64.66L/s，共設置5個DN100的87式雨水斗，設計排水能力為75L/s；減壓初濾水箱進水管管徑為DN250排水能力117L/s。七層裙房屋面雨水按照十年重現期，設計排水量為8.73L/s，考慮水箱事故發生的情況，在裙房屋面上設置2個DN200一個DN300的87式雨水斗，設計排水能力為96L/s，滿足主樓屋面及裙房屋面的總排水量73.39 L/s的要求；六層小屋面雨水按照十年重現期，設計排水量為1.54L/s，考慮故障發生情況，共設置兩個DN150的87式雨水斗，并且在女兒墻上開設一個據地面高100mm，長*寬為300*300的泄水口，設計排水能力為114L/s，滿足主樓屋面及小屋面的總排水量66.2L/s的要求。

3.2.2 雨水水箱的選擇與設計

根據計算，初濾減壓水箱進水管管徑為DN250，從主樓屋面至七層裙房屋面高差為50.7m，在雨水較大時，管道內雨水為半有壓或有壓流態，考慮安全因素，選擇不銹鋼作為水箱的材質，為了減少對水箱的沖擊，進水管采用淹沒出流，并且在出水口設置一個180°的向上回彎，在回彎底部開設一個De50的小孔，用于初期棄流及減壓；初期污染較嚴重的雨水進入水箱后，先通過設置在水箱底部DN150的棄流管直接排到7層裙房屋面上，隨著時間的推移，雨勢逐漸增大，雨水通過設置在p壓初濾水箱中打有5mm孔洞的過濾鋼板網，進入到DN250的出水管里，出水管管中心距離水箱底450mm，保證棄流厚度，使進入到雨水收集水箱的雨水不存在較大的顆粒物；同時為了安全，分別在水箱中兩側各設置了一個DN250的溢水管，保證在流量較大時，也可以把超過溢流水位的雨水排到室外屋面上。減壓初濾水箱作為中轉水箱，設計儲存不小于20%即13m3的雨水量，為了方便檢修，高度不宜小于2m，故尺寸定為5m*2m*2m（h），有效容積為15m3。

減壓初慮水箱剖面圖（如圖2所示）：

雨水從減壓初濾水箱出來后，再經過設置在出水管的Y型過濾器，進一步對雨水進行過濾，隨后進入到六層小屋面上的雨水收集水箱，同樣考慮到安全因素，選擇不銹鋼作為水箱的材質，為了減少對水箱的沖擊，進水管采用淹沒出流，并且在出水口設置一個180°的向上回彎，在回彎底部開設一個De50的小孔，用于減壓，并且在水箱中設置兩根DN250溢流管，保證超過溢流水位的雨水可以及時排出。為了不影響建筑整體外立面效果，充分利用六層小屋面面積，雨水收集水箱尺寸為5m*3.5m*4.5m（h），設置兩根DN50的出水管與雨水加壓泵連接，經過加壓的雨水先進入到全自動自清洗過濾器進行處理，再進入到紫外線消毒裝置進行消毒后重力流進入到院區澆灑系統中，高差22m，經過處理后的雨水無需二次加壓，即可滿足澆灑使用需求。

雨水收集水箱平面圖（如圖3所示）：

4 結束語

篇（5）

多年專注于商務藍牙耳機的Jabra這次終于結合自身優勢推出了消費級無線音樂耳機。230克這不輕的體重源于金屬部件的大量使用，讓耐久度大大提升。同時加入了Jabra世界級的消噪技術，讓人聲表現真實自然。最絕的是耳機的左右單元都設計了接線口，除了可以隨意左右走線之外，還擁有音源共享功能，最多可同時串聯20個耳機，與朋友分享音樂，而音質不會有絲毫損耗。另外還與Dolby杜比合作推出了Dolby Digital Plus 音效增強技術，你只要下載Jabra Sound App，就可以體驗杜比音效帶來的震撼音樂。

KEF M500 2380

輕，是這款耳機給人的第一感受，裝置了獨特的KEF多維智能鉸鏈，其輕質耐用的鋁質框架完美貼合頭形，方便折疊收攏，超輕銅包鋁線音圈，僅為傳統銅線一半重量，不僅提升高頻延伸，也增強解析力。40 mm釹磁鐵驅動單元的輸出表現清晰、細膩，耳殼的調音板的每一個細孔都可以讓你精確確定其位置，以便帶來最優化的清晰度、動態感和重低音量感。無論是歌劇或流行音樂，都能盡情享受。

羅技UE 18 Pro入耳式隔音定制耳機

這一款絕對是UE目前的音質巔峰，配備 6 個平衡電樞、多個無源分頻器和 3 個聲學調諧揚聲器，UE 18 PRO 無疑是當下的巔峰之作，呈現出細膩、清澈、純粹和畫面感。另外它還提供可選環境功能，允許進行舞臺干擾，控制隔音效果。如果真的說起來唯一的缺點就是定制過程較為復雜：需要找到醫生制造你的耳印膜，再發由美國原廠定制。不過話又說回來，若不是如此哪還稱得上定制？

Klipsch MODE M40

主動降噪頭戴式耳機

讓人覺得眼前一亮的首先是它的動圈式雙單元配置：左右兩邊鈞有40mm中低音與15mm高音單體各一支，這樣對音質的提升自然是顯而易見，聲音表現上，真實，基本上在所有頻段里你都不會聽到太多的音染現象，不會出現某S牌日貨耳機的“悶頭”現象。頭梁與一流太陽鏡采用的堅韌材料相同，具有卓越的抗折性能。耳墊采用高密度記憶海綿材料，長時間佩戴舒適。主動降噪功能，適合在飛機等有長時間噪音的場合使用，對音質的減損略為明顯。不過當然在你關閉后，它依然還是一款頂級的HIFI耳機。

森海塞爾IE800

作為森海塞爾大熱款IE8的后代產品，這款IE800完全打破了傳統耳塞的常規，在耳塞材質的選用上摒棄了金屬和塑料而選用了陶瓷。在我們看來，也許耐磨性和音質上都會得到一些提升。整體聲音表現依然純凈、溫暖，低頻和高頻的表現都非常令人滿意，縱橫聲場依然是寬大自然。唯一想吐槽的是，導線采用了短線+延長線的設計方式，意味著這副耳塞便是傳說中“我一扭你就掉”，耳機線容易脫落的麻煩貨。

安橋Audio On The Go ES-FC300

作為馳名多年的音響品牌，安橋這次推出的第一款耳機ES-FC300采用了14.3毫米的動圈單體，低音表現平衡柔滑，中音效果飽滿豐富。在線材上采用了類似BEATS的扁平彈性線材，使得耳機線纏結這一問題得到比較良好的解決。此外，安橋還專為智能手機和平板電腦的用戶開發了一個APP，讓用戶能更快、更準確的調整頻率響應。是的，這一點在現有的耳機廠商里真的很難得。

哈曼卡頓（Harman/Kardon） HARKAR-BT 藍牙耳機

篇（6）

一、視覺檢查法

簡單的視覺檢查是直接觀察沿管線的路面是否有裂縫或凹陷，對不放空管段在地面作視覺檢查，截污格柵是否清洗，檢查沿管線的排入口，還可以檢查氣體的濃度和特殊的氣味，適用于確定窨井內的局部損壞。檢查完填寫檢查報告，做好記錄。

鏡檢適用于簡單的直管，不適用于較長管段。鏡檢能確定管道是否需要疏通和評價疏通結果，發現窨井附近的錯位、徑流受阻和塌陷等情況。

復雜的視覺檢查是對管道進行的一種仔細檢查，可以是人進入溝道的直接檢查或者攝像機進入溝道行駛的間接檢查。檢查時必須注意幾點：一是檢查前必須清洗和放空溝道；二是確定管段的損壞情況，包括徑流受阻、漏水、錯位、機械磨損、腐蝕和涂層損壞、斷面變形、裂縫和破損、管道破碎和坍塌等情況；三是檢查助進設施，及時排除損壞，確保設備正常工作，注意工作安全。

1.間接檢查

發達國家對管道的間接檢查絕大部分是用自行彩電裝置（攝像機遠距離電眼）來進行。對這種裝置的設計要求及工作環境是非常嚴格的，系統必須是防爆的，否則必須對管道作充分的通風，避免形成爆炸性混合氣體。攝像機的圖像在現場直接進行處理并作檢查記錄。所有有用的數據（如實驗地點、管道材料、管道直徑、損壞標示等）做好記錄，與攝像機的圖像一起記載備用。這種檢查方法的優點：可用于檢查不能行駛攝像機運載車的管道，在管道中人工消耗少，而且攝制的錄像帶可用于制訂管道的修繕計劃；其缺點是設備昂貴，管網較小時需租用車輛。

2.直接檢查

進入管道內用眼睛直接進行的檢查。除了做好筆記外，還應該用照相機或攝像機對損壞部分進行拍照。在管道內進行直接行走檢查時，必須絕對遵守安全操作規章制度。其最大的優點就是比較直觀，缺點是容易發生人身安全事故。無論哪一種檢查必須對檢查結果進行詳細記錄，以備查用。

二、定量法對管道的檢查

要對管道的狀況作完整的評價，僅用視覺法往往是不夠的，因為有些損壞是不能用視覺發現的，如管道的接口部位不密封、嚴重滲水現象、隱蔽的非法排污口等。為了查出此類問題的溝道損壞可以用定量法對管道進行檢查。

1.煙熏法

把煙鼓入封閉的管段，檢查是否有煙冒出。這樣不僅可以查出封閉段管道是否有滲縫，而且還可以查出污水管網上未知的和未經許可的非法接管。這種方法使用起來非常簡單。

2.水壓試驗法

在兩端封閉的管道內灌水，測量管中的水壓，在監測的一定時間內觀察壓降變化，如果出現大壓降說明管道漏水，對壓力管可以施加較大的試驗壓力。這種方法適用于比較短的管段，而且檢查用時比較長。

3.空壓試驗法

在兩端封閉的管道內充滿壓縮空氣，測量封閉管段的氣壓，觀察氣壓變化。與水壓試驗法相比，這種方法測試時間比較短、費用比較低。

三、損壞的修復

如果在管道檢查中發現有損壞的部分，就必須采取措施進行修復，使管道恢復正常。在安排實施修復措施時，必須考慮如下幾點： 造成損壞的原因； 損壞的形式、地點和程度； 損壞的數量和后果； 溝道的特性，如運行方式、大小、水力負荷、埋深、使用年限、材料及位置； 土壤及地下水情況。

根據管道的損壞情況，修復的方法主要有以下幾種：

維修：主要修復有明顯域界的損壞，也是最簡單的修復措施。

整修：主要修復一些大的管段或重疊出現的損壞。

重建：在原來的地點或新的地點重新建造管段，原來的設施停止運行。維修及整修管道的方法有多種，一般由專業施工單位來實施。

四、事故保護和勞動保護

由于排水管道中的污水通常能析出硫化氫、甲烷、二氧化碳等有害氣體，易造成人員傷亡，尤其是硫化氫濃度超標后，在幾秒鐘內可損害人的中樞神經，致人死亡。另外煤氣管道失修可導致煤氣滲入管渠，造成爆炸隱患。近年來，在人工管內清淤（含泵站、污水廠集水池、污泥池）及新舊排水管道接管井下打口時，頻發多人傷亡事故。甚至在中水檢查井、附近有化工等有毒有害廢水的自來水檢查井內作業，也發生過人員傷亡事故，教訓深刻。因此養護作業人員必須增強安全意識，要配備必要的氣體檢測儀、勞保用具、安全用具（安全繩、鼓風機、對講設備、氧氣呼吸機等）。排水管理部門要舍得在安全檢測、安全保護設備和器具上的投入。

在管道作業中可能發生的危險及應對措施有如下幾種：

來源于交通的危險：由于管道（窨井）的維修點大多被布置在馬路上，為了減少來自地面交通帶來的危險必須設置相應的路標和護欄。

滑倒和絆倒的危險：在管道內裝扶手或欄桿以防滑倒。

危險氣體：污水中所含的物質在溝道內會很快形成氣體，如CH4、CO2、H2S，管道內的氧氣也會被有害的氣體排擠掉。當進入管道時必須攜帶相應的保護面罩和警報器，并保證足夠的通風。

爆炸的危險：污水中產生的甲烷能使管道內的空間變成爆炸性的空間。另外，可能還有煤氣管道泄漏因素。

突然來水的危險：遇降雨，或因作業段上下游管道封堵不嚴密，氣囊、擋墻的損壞，會導致突然來水的危險。

感染的危險：污水中有細菌和病毒，可能會危害健康。高壓沖洗管道時會形成污水水霧。為了減少感染危險，必須帶保護面罩。

由活動部件造成的危險：構筑物中的活動部件（如閘門和閥門等）對人是一種危險。

為了避免傷害操作人員，在進入管道時要由負責人員說明危險性，對操作人員作遇到危險時的行為指導，備好相應的急救和監測設備，并且到時必須使用。每次作業都要作記錄，嚴格按照操作規程執行，尤其要執行下井作業票制度。

必須準備防范危險的工具： 正壓式空氣呼氣機；通風設備，在較長時間的作業時，用鼓風機強制通風比帶保護面具更適宜；救生帶、保護設備、提升機、救生繩；人身保護用具（安全帽、手套、安全膠鞋、工作衣、警示服）；防爆工具和燈具；人工井下作業時，必須設專職安全員負責警戒及監督。

參考文獻：

[1]孔凡銘，朱明珍，等.排水溝道系統的養護[J].中國給水排水，2006（20）：93-96.

[2]張志軍.邯鄲市排水系統運行狀況分析[J]. 中國給水排水，2009（4）：15-18.

[3]陳銳.城市排水系統運行安全性分析[J].城市管理與科技，2007（2）：55-57.

我國首個三維城市地圖“天津三維城市”4月上線

本刊綜合報道 4月26日，我國首個三維城市地圖“天津三維城市”上線。“天津三維城市”是國家批準的我國首個在互聯網上的三維城市信息，由天津市與國家測繪地理信息局共同建設，從城市中心的高樓大廈、道路設施到農田村鎮、山區地貌都能直觀顯示。“天津三維城市”提供的地理信息最短每半年更新一次，將為市民出行、旅游等方面提供服務。用戶將可以在天地圖和北方網網站上在線全方位瀏覽天津的三維城市全貌。

天地圖是國家測繪地理信息局建設的地理信息綜合服務網站，它包含了中國區域最全面、最權威和最詳實的數據，以門戶網站和服務接口兩種形式向公眾、企業、專業部門、政府部門提供24小時準確、方便的不間斷“一站式”地理信息服務。未來，天津將成為“天地圖”產業發展的改革先試先行區，通過建設天津濱海地理信息創新園，形成從數據采集、培訓到的完整產業鏈模式，為“天地圖”未來發展奠定更好的基礎。

鏈接

放眼看世界——發達國家先進排水系統建設

本刊綜合報道 夏季來臨，進入多雨期。城市排水系統又進入考驗期。在國外，為防范城市內澇，城市排水標準普遍較高，紐約是“十至十五年一遇”（注：一年一遇指每小時可排36毫米雨量）的標準，東京是“五至十年一遇”，巴黎是“五年一遇”標準。

■巴黎：世界一絕的“地下城”

巴黎的地下排水系統被稱作“地下城”。據統計，巴黎的地下水網道均位于地下50米以下，設計縱橫交錯，密如蛛網，并且像河一樣可以行船，其總長近2400公里，宛如這座大城市的消化系統，堪稱世界一絕。巴黎的地下井蓋就多達2.6萬個，蓄水池也有6000座之多，每天有1300多名專業人員負責維護這座地下城市的正常運轉，其科學性、歷史性與實用性均可以成為世界各大都市的楷模。

■東京：建世界最先進排水系統

日本是個臺風多發國家，首都圈地區也常降暴雨，卻很少出現內澇。首先，東京設有先進的降雨信息系統來預測和統計各種降雨數據，再進行各地的排水調度。其次，暴雨后路上不積水得益于人工建造的“川”。類似壕溝的“川”密布東京都，排澇作用非常大，所有細小水道都通往“川”，再通過比“川”更深更寬的地下水道通入東京灣進海。此外，東京投巨資，耗時14年（1992年—2006年）建成了堪稱世界上最先進的下水道排水系統——首都圈排水道，其排水標準是“五至十年一遇”，全長6.3公里，包含5根直徑30米、深60米用管道聯通的豎井和1個調壓水槽，系統總儲水量達67萬立方米。

■倫敦：河流下方建排水隧道

英國首都倫敦的排水系統建于19世紀中期，距今超過150年歷史。1865年，倫敦共修建了超過20000公里的排水工程，構成了倫敦排水系統的基礎。2007年，倫敦政府投入17億英鎊實施“泰晤士隧道”方案，即在泰晤士河下方建設一條長35公里、最深處達75米的“深層排水隧道”。隧道將連接34條位于“污染最嚴重”地帶的下水道，有效阻止未經處理的污水在降雨的時候流入泰晤士河。2011年，倫敦泰晤士河水務公司又投資36億英鎊修建一條近40公里長的超級污水排水溝，據稱能有效吸納污水，并能解決泰晤士河100年的污染問題。

■柏林：推行“雨水費”制度

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中途分類號：TU5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-01-0191-01

高層建筑是社會經濟發展很科技進步的產物。隨著城市的發展，城市用地緊張，市區低價日益高漲，促使近代高層建筑的出現，電梯的發明更是高層建筑越建越高。高層建筑不僅在材料和結構體系上逐漸多樣性，而且在高度上也有大幅度增長。然而一次又一次的地震災難及教訓，警示著我們。高層建筑設計及材料是工程設計面臨的迫切任務。

高層抗震可選用的材料：

一、框架抗震結構

框架―剪力墻結構，俗稱為框剪結構。主要結構是框架，由梁柱構成，小部分是剪力墻。墻體全部采用填充墻體，由密柱高粱空間框架或空間剪力墻所組成，在水平荷載作用下起整體空間作用的抗側力構件。適用于平面或豎向布置繁雜、水平荷載大的高層建筑。（1）、加強框架的角柱。角柱是連結縱橫框架的樞紐，要增加框架的空間整體性，就要加強角柱的抗剪性能。（2）、沿周圈框架平面按K形支撐和X形支撐布置一定數量的鋼筋砼抗剪墻板或配筋砌塊抗剪墻板，能有效克服框架的剪力滯后現象，顯著提高框架的整體性和抗推剛度，減少結構的整體側移，特別有利于減小層間側移。但這種結構的延性較差，因此，可以在墻板上開十字形結構豎縫使之出現薄弱部位，形成延性耗能墻板。（3）、設置偏交斜撐等贅余桿件，用彎曲耗能代替軸變耗能，其中折曲撐由鋼纖維砼桿制造，偏心連結支撐可用鋼桿或勁性鋼筋砼桿組成。在強烈地震作用下，一方面可利用這些贅余桿件的先期屈服和變形來耗散能量，另一方面當贅余桿件破壞或退出工作后，使得結構由一種穩定體系過渡到另一種穩定體系，引起結構自振周期的改變，以避開地震卓越周期的長時間持續作用所引起的共振效應。

.在框剪結構中，保護和改善剪力墻的抗震性能是關鍵。增加多道抗震防線和延性耗能機構是提高結構抗震性能的有效途徑。協調各構件的剛度、承載力和延性相匹配，可大大提高框剪結構的空間整體性能和抗震可靠度。

二、加氣混凝土

加氣混凝土是一種輕質多空，保溫隔熱，防火性能良好，可腚，可鋸，可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料。加氣混凝土是以硅質材料（砂、粉煤灰及含硅尾礦等）和鈣質材料（石灰、水泥）為主要原料，摻加發氣劑（鋁粉），通過配料、攪拌、澆注、預養、切割、蒸壓、養護等工藝過程制成的輕質多孔硅酸鹽制品。 因其經發氣后含有大量均勻而細小的氣孔，故名加氣混凝土。英文：Autoclaved aerated concrete （AAC）。分類從廣義上來講是所有加了氣的混凝土，包括加氣混凝土砌塊，泡沫混凝土及加了引氣劑的混凝土。狹義上的講就是加氣混凝土砌塊。一般根據原材料的類別、采用的工藝及承擔的功能進行分類。加氣混凝土按形狀，可分為各種規格砌塊或板材。加氣混凝土按原料，基本有三種：（水泥，石灰，粉煤灰加氣磚）；（水泥，石灰，砂加氣磚）；（水泥，礦渣，砂加氣磚）加氣混凝土按用途，可分為非承重砌塊、承重砌塊、保溫塊、墻板與屋面板五種。加氣混凝土的特性由于加氣混凝土具有容重輕、保溫性能高、吸音效果好，具有一定的強度和可加工性等優點，是我國推廣應用最早，使用最廣泛的輕質墻體材料之一。性能優點：質輕 防火 隔音 保溫 抗滲 抗震 環保 耐久 快捷 經濟

高層框架建筑。多年的實踐證明。加氣混凝土在高層框架建筑中的應用是經濟合理的，特別是用砌塊來砌筑內外墻，已普遍得到社會的認同。抗震地區建筑。由于加氣混凝土自重輕，其建筑的地震為就小，對抗震有利，和磚混建筑相比，同樣的建筑，同樣的地震條件下，震害程度相差一個地震設計設防級別，如磚混建筑在達7度設防，它會受破壞，而此時加氣混凝土建筑只達6度設防，就不會破壞。1975年海城地震時，30余幢多孔混凝土建筑展害輕微，而鄰近的磚混建筑則震害嚴重；1976年唐山地震時，北京市白家莊的一棟五層加氣混凝土承重樓，自重僅700kg/m2，當時處于地震烈度為6度強的情況下，震后沒有出現新的裂縫，而在50m處的四層混合結構的住宅，下部卻產生大斜裂縫。嚴寒地區建筑。加氣混凝土的保溫性能好，它200mm厚的墻的保溫效果相當于490mm厚的磚墻的保溫效果，因它在寒冷地區的建筑經濟效果突出，有競爭力。軟質地基建筑。在相同地基條件下，加氣混凝土建筑的層數可以增多，經濟上有利。 加氣混凝土主要缺點是收縮大，彈性模量低，怕凍害，因此加氣混凝土不適合下列場合，溫度大于80℃的環境，有酸、堿危害的環境；長期潮濕的環境，特別是在寒冷地區尤應注意。3抗震防水建筑材料；4碳纖維復合材料；具有抗拉強度高，密度小，耐腐蝕性和耐久性好等優點。5緩沖抗震材料；聚乙烯，EVA，EPE，橡膠，海綿等。6高速公路地下防潮抗震材料――XPS擠塑板7一種隔熱抗震幕墻復合材料――由內層板，中間層，聚氨酯發泡塑料，外層板，蜂窩支架組成。

三、結束語

經濟安全是抗震設計的重要技術政策。從長遠來看，如何從我國高層建筑抗震設計現狀及國際高層抗震設計發展趨勢出發，探求一種新型的結構與材料的應用，應該成為地震區高層建筑的發展新方向。

參考文獻：

[1]《抗震結構設計》（化工版） 抗震結構設計

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一、萍鄉、新余和我市的相似之處

（一）地理區位優劣勢相近。一是萍鄉、新余系江西省西部和中西部的地級市，與我市一樣都不靠近沿海,均屬內陸三線城市；二是比鄰（融入）中心城市經濟區。萍鄉比鄰長株潭城市群經濟區，新余躋身鄱陽湖生態經濟城市群、我市是沈陽經濟區的副中心城市。

（二）人口、GDP規模相近。萍鄉市人口187萬，新余市人口120萬，我市人口152萬，均屬100—200萬人口規模的城市。十以來，GDP累計總值萍鄉市為5071億元，新余市為5474億元，我市為5320億元，生產總值相近，增速相近。

（三）均為資源型城市。萍鄉是因煤而興的城市，曾經有著“江南煤都”的美譽，2007年被國務院列入第一批資源枯竭型城市；新余市是國內著名的以鋼鐵為基礎的老工業城市，2012年被國務院列入第三批資源枯竭型城市。我市是馳名中外的“煤鐵之城”，上世紀九十年代煤資源枯竭后，形成了“一鋼獨大”的產業格局。

(四)環境優美、山川錦繡，旅游資源豐富。萍鄉市有全國重點保護單位2處，省市重點保護單位67處，著名風景區武功山集雄、奇、峻、秀于一身，有南方罕見的十萬畝高山草甸和眾多瀑布群；萍鄉義龍洞被譽為“天下第一洞”。新余市著名風景名勝有仙女湖、仰天崗森林公園、孔木江濕地公園等，其中仙女湖景區流泉飛瀑多，動植物種類繁多，喬被譽為“亞洲最大的亞熱帶樹種基因庫”，2002年列入第四批國家級風景名勝區名單。仰天崗森林公園山谷幽幽，怪石嶙峋，翠竹如畫，有諸多巧奪天工、神奇美妙的自然景觀。我市擁有國家、省級風景名勝區26處，其中著名的有：世界文化遺產——桓仁五女山高句麗山城；亞洲最大的天然溶洞——本溪水洞；東北道教發祥地——九頂鐵剎山；國家森林公園——關門山等，集山、水、林、泉、洞為一體，素有“燕東勝境”之稱。

（五）都在城市轉型方面進行了探索實踐。2008年萍鄉市全面實施轉型戰略，萍鄉“因為煤、不唯煤、延伸煤、跨越煤”，充分結合產業發展實際，提出了重點打造冶金、機械電子、煤炭綜合利用、新能源、生態文化旅游、生物醫藥等十大接續替代產業。新余因鋼設市，緣礦而興，2011年列入第三批資源枯竭型城市后，大力培育新型產業體系，提升產業核心競爭力。優化工業內部結構，著力打造新能源、新材料和鋼鐵深加工產業“三足鼎立”產業格局。2009年,本溪市委、市政府基于東北老工業基地振興和沈陽經濟區“雙重國家戰略”,從總體上對本溪未來主導產業發展和城市內涵特征進行了準確定位,明確提出了大力發展鋼鐵深加工、生物醫藥、原生態旅游三大產業，建設“三都”的奮斗目標和發展思路，,即建成“中國鋼都”、“中國藥都”和“中國楓葉之都。

二、萍鄉市、新余市轉型升級的做法及成效

萍鄉、新余分別依托煤炭資源、鋼鐵資源均有著一段輝煌歷程。但當資源日趨枯竭時，在經濟發展方式轉變的大背景下，作為江西省3個資源枯竭型城市中的兩個，面對重重壓力，他們加快轉變經濟發展方式，著力推進城市轉型，讓百年老城迸發出新的生機和活力。

萍鄉、新余兩市的產業升級、城市轉型，主要有以下三種模式。

（一）產業延伸與更新的“老樹發新芽”模式

萍鄉、新余在轉型升級過程中充分運用產業延伸與產業更新相結合的復合模式，大力發展接替型產業，在原有企業基礎上進行轉產，或在原有產業發展的基礎上繼續發展并延伸相關的產業工業、拓寬其產業鏈，大力開發原有資源型產業的新興產品，并廣泛利用新技術進行深加工和精處理，為其原有主導產業的永續發展開辟出一條新路子。

素有“江南煤都”之稱的萍鄉煤礦，是中國代近工業史上的“十大”廠礦之一。上世紀七八十年代企業鼎盛時期，江西省40%的原煤、30%的鋼鐵產自萍鄉。2008年萍鄉市全面實施轉型戰略以來，一方面穩定煤炭生產，逐步降低原煤產量，一方面積極致力于非煤生產，狠抓多種經營，形成新的經濟增長優勢。萍礦根據轉產發展的需要，堅持老廠技改與新項目建設并重，對水泥廠和矸石電廠進行了技術改造和擴建，新建了浙江永慶熱電廠和萍鄉浮法玻璃廠。其中全國煤炭系統最大轉產項目之一的浮法玻璃廠，填補了江西工業的一項空白。萍礦還依靠科技進步，開發出6110型豪華空調大客車、乳化炸藥和全自動乳化炸藥裝藥機、客車空調、玻璃鋼冷庫系列、FBT系列保溫涂料、402不銹鋼焊條和557特種焊條等新產品，由于科技含量高，質量好，為企業贏得了信譽和效益。近年來，萍礦相繼組建了中鼎國際工程有限責任公司、中煤科技股份有限公司、安源玻璃有限公司（浮法玻璃廠）、安源管道實業股份有限公司等6個子公司。開創了科技研發、承包工程、對外投資、進出口貿易、勞務輸出五項業務齊頭并進的良好格局。從“一煤獨大”，向多元支撐轉變。萍礦為企業轉型探索了一條出路。

新余鋼鐵股份有限公司，是國內乃至世界知名鋼鐵企業。2010年，全球鋼鐵企業產量排名36位，國內排名16位。船板的產量、市場占有率 2007 、2008 年連續兩年位居全國首位。自2011年開始城市轉型之初的 “新鋼獨大”，到現如今配套企業聚集，新余在打造傳統產業高地上，畫出濃墨重彩的一筆。近年來，新余著力做好做強產業鏈文章，全力推動鋼鐵產業招商和下游裝備制造產業據商，引進冷軋鋼帶、汽車零部件、特鋼精深加工等配套項目，讓舊動能煥發新生機。2017年全市新簽5000萬元以上裝備制造產業項目33個，簽約金額106億元，投資30億元的裝備制造產業園、投資20億元的寧夏錦繡物流裝備項目、投資10億元的聯天橋梁鋼項目、投資10億元的新能源汽車用電工鋼項目等一批優強項目接連落戶。 鋼鐵產業已逐步改變了“新鋼獨大”的局面， 形成了以新鋼集團為核心，百余家鋼鐵企業相配套的產業集群，2017年鋼鐵產業主營業務收入完成720億元。

（二）引進新興技術及產業的“另起爐灶”模式

萍鄉、新余兩市經濟轉型，在保留原有主導產業“根基”的同時，也注重植入新興產業的“血液”——發展替代型產業，即與原有的主導產業不同，重新開辟新的經濟增長點，極力發展新興產業以及現代服務業。

1.依托經濟開發區，大力引進發展新興產業、無煙工業。萍鄉經開區、新余高新區作為兩市經濟發展主戰場、對外開放主平臺，始終堅持全域開放、全面開放，不斷招大引強、招強引優，產業集聚效應和產業競爭力進一步提高。十以來，萍鄉經開區累計引進省外投資億元以上的項目95個，實際進資530億元；新余市高新區已引進并開工170個重點項目，實際引資488億元，另外引進外資24億美元。

位于萍鄉經開區的江西省長益光電有限公司總投資8億元、目前在國內光電行業排名第二，年產5000萬套手機數碼鏡頭等產品，已成為華為、OPPO、VIVO等國內一線手機廠商的主要供應商，還遠銷日本、韓國和歐洲各國。江西網是科技有限公司是萍鄉市經開區2018年5月投產的電子信息龍頭企業，該公司主營萬兆交換機、智能路由器、無線網卡等產品，產品銷往國內28個省市區和海外50多個國家。今年預計銷售收入8億元，利稅2000萬元。

扶上市、育龍頭、抓創新，新余高新區著力打造新動能高地。近幾年來，采取創新升級、上市融資、戰略合作、集中優勢資源等措施，推動以鋰電、手機觸控、LED為代表的新制造經濟實現了迅猛發展。2017年三大產業主營業務收入同比分別增長50.6%、40.2%和358.8%，其中鋰電產業成為當前新余眾多產業中最具發展潛力的優強產業，鋰鹽產量占全國、全球的份額分別達到34.28%和17.97%。產業結構的更加優化，新舊動能的加速轉換，帶來的是新產業新動能茁壯成長。目前，新余市光電信息、裝備制造、生物醫藥、節能環保、綠色食品等新興產業正在迅速崛起。全市現有主營業務收入過百億元企業3家，過10億元企業25家，過5億元企業42家，戰略性新興產業占規模以上工業的比重達65%。當前，新余已初步形成了以鋼鐵深加工、新能源、光電信息、裝備制造等產業為主導，多元支撐的新型產業體系。

2.減“黑”增“綠”，大力發展生態旅游及環保產業

萍鄉市大力推動增綠工程，不斷修復礦區生態環境。森林覆蓋率從2007年的61.9%提升到2017年的66.9%。特別是在海綿城市建設中，萍鄉市通過建設雨水花園、下沉式綠地、濕地公園，配置了喬、灌、草多種植物群落和園林植物景觀，使城市生態得到了有效恢復；通過武功山景區、楊歧山景區、玉湖公園、聚龍公園等的建設，極大提升了城市魅力，迅速壯大了旅游業。旅游收入由2007年不足全省的2.1%，提高到了現如今的10.4%。在推動增綠工程的同時，萍鄉通過政策引導、規劃引領，大力發展綠色產業。一批曾經在煤炭行業賺取了第一桶金的煤老板趁勢而為，紛紛“洗腳上岸”，逐漸從地下走向地上，投身于高效農業、鄉村旅游、現代物流等產業。曾經的煤老板彭建鵬就是綠色產業的參與者、受益者之一。從2006年開始，他主動跳出煤炭行業，先后投入5000多萬元興辦了一家體驗式茶場，年產茶葉6000公斤，年銷售收入700多萬元，其旗下的“萬龍松針”高端茶還入選中國名優名茶名錄。2015年竣工投產的格豐科技材料有限公司，是一家新型環保公司，銷售收入從當年100萬元、2016年的1000萬元到2017年3億元，快速實現“三級跳”。如今，環保產業已經成為助推萍鄉城市轉型的新引擎。目前，全市共有64家節能環保企業投產，2017年完成主營業務收入122億元，利稅14億元。

新余市牢固樹立和認真踐行綠水青山就是金山銀山的理念,堅決打好污染防治攻堅戰,還自然以寧靜、和諧、美麗。堅持以最嚴的標準加強生態保護。推進“保家行動”常態化。堅決把好項目準入關,從源頭上防止環境污染和生態破壞。在修復生態治環境的同時，新余市大力發展旅游這一朝陽產業，提出“打造全國一流的文化生態休閑旅游勝地”和“將旅游業打造成全市轉型升級的支柱產業”的戰略目標，適時出臺了加快推進旅游產業優化升級的意見和獎勵辦法等政策性文件。市財政安排了1000萬元旅游發展資金，各縣區也相應設立專項資金。2015年，依國家5A級景區標準建成的現代休閑觀光農業博覽園——臺灣蘭花博覽園開園；全國首個集超自然觀光、穴居體驗及洞穴養生的溶洞之都——中國洞都開業；亞洲最大亞熱帶植物園——新余國家亞熱帶植物園納客……2018年，受在仙女湖錄制的央視七夕晚會強烈影響,新余城市光旅游和鄉村休閑旅游旅游蓬勃發展,旅游業接待游客和旅游收入均增長22%，預計全年新余旅游及相關收入150億元，創外匯收入850萬美元，接待總人數1300萬人次，從業人員10萬人，逐步建成布局合理、功能完善、特色鮮明的旅游產業體系。

（三）產學研合作發展模式

作為典型資源型城市的萍鄉、新余非常缺乏人力資本，而人才的缺失也限制了技術的研發開拓，進而導致缺乏自主創新能力，技術水平低下造成資源利用效率低、污染嚴重，經濟效益與環境效益都達不到一般發展指標。所以，萍鄉、新余兩市在城市轉型升級中，深刻認識到要想提高自主創新能力，提高可持續發展能力，必須加快人力資本內流以及企業人才的培訓，所以產學研合作是其轉型的必經之路。

實現產學研合作，首先建立人力資本支撐體系，通過完善高等院校以及研究院的人才培養體制，培養出具有創新能力的新型復合型人才。除了加強對人才的理論知識教育，更注重了對其的實踐能力的培養。其次，建立企業技術支撐體系，通過加大對企業開發研究新技術的資金支持力度，鼓勵企業對相關方面的研究；同時注重了與國際合作，在吸引外來資金、外來技術的同時，注意與當地資源條件的有效結合，通過開展中小企業與大型國企的合作競爭，整合企業資源，使之轉型成更適合新技術開發利用的企業系統。再次，在實現產學研合作的同時，發揮好政府的引領導向功能。

萍鄉轉型以來，通過產學研合作，連續4屆8年獲全國科技進步先進市稱號，2013年被科技部列為“科技創新試點城市”。并與北京大學、南京大學等14所高等院校和研究所簽訂合作協議、目前全市共有52家規模以上高新技術企業。高新技術產業增加值占工業增加值的比重上升為40.5%。安源管道實業有限公司是由萍鄉礦業集團安源實業股份有限公司與哈爾濱工業大學星河實業有限公司合資設立的現代化企業，投資兩億元。該公司生產的鋼骨架塑料復合管由哈爾濱工業大學有全部知識產權，獲得45項國家實用新型專利，2項美國專利，被列入國家級科技成果重點推廣計劃項目和國家重點新產品，并且因其先進性被若為“管道制造業的一場革命。這種管道集鋼材與熱塑料兩種材料的優點于一身，克服了金屬管附壓不耐腐、純塑料管耐腐不時壓的缺點，具有防腐與環保等綜合性能，可廣泛應用于市政給水、燃氣、石油、化工和礦山等行業。安源管道公司目前在全國鋼骨架復合管行業綜合實力排名第二，擁有12條生產線，產品銷往除西藏以外的三十多個省市區，并出口歐美等10余個國家。2017年生產Dn600型直管2000余公里，主營業收入150億元。

位于新余的江西賽維LDK太陽能高科技有限公司十分注重產學研之間的合作，2005年成立之初，除與上海交通大學、 南昌大學建成聯合實驗室和研究中心外，還與清華大學、浙江大學、南昌航空學院、中國中材集團公司、北京京運通公司等單位組建起戰略聯盟，共同構筑起光伏太陽能領域的產學研協作平臺。2012年，賽維LDK太陽能高科技有限公司建立了博士后研究工作站，2017年，建立了院士工作站，簽約中科院院士2人，擁有外籍專家和博士10人、國內光伏相關專業博士42人，高端研發人員共計120余名。圍繞企業發展急需解決的重大關鍵技術難題，組織院士、博士及其團隊開展聯合攻關，在賽維LDK共同開展技術轉化工作，推動了賽維LDK的飛速成長。經過8年的快速發展，江西賽維LDK成長為世界第二大光伏制品生產商，2011年實現主營業收入6000億元，硅片產能世界第一。

在轉型過程中，萍鄉市、新余市借助國家產業結構調整和“央企入贛”、“民企入贛”的東風，扶持壯大電瓷、陶瓷、鋼鐵深加工、裝備制造等傳統優勢產業，培育新材料、新能源、機械制造、電子信息等戰略性新興產業，萍鄉擦亮了“中國工業陶瓷之都”“中國電瓷之鄉”品牌。昔日“江南煤都”已經成功嬗變，成為今日之“贛西明珠”。新余市是世界最大的鋰鹽生產基地和硅片生產基地，雖然近年來遭遇了世界光伏危機，但新能源之都的霸主地位仍不可撼動。

三、對我市產業升級的幾點啟示

（一）樹立工業強市理念不動搖，做大做強支柱產業。積極應對經濟新常態，立足當前、著眼長遠，堅持“工業強市”發展理念不動搖，大力推動新型工業化，以結構調整為主線，積極構建門類齊全、優勢突出的工業發展體系。集中優勢資源做大做強鋼鐵深加工產業，著眼高附加值產品，積極推動綠色發展，促進鋼鐵產業鏈向高端延伸，引進電工電氣設備及其它通用設備產品高端化企業，發展機械制造產業，建設區域性先進制造業基地；加快推進生物醫藥產業規模化、集聚化建設，強化產能釋放，樹立發展優勢產業集群的理念，拉延產業鏈和拉近產業群，積極發展工業包裝、物流等配套產業；提高集約化和綠色化發展水平，促進新型建材產業轉型升級。轉變觀念，大力培育和發展復合金屬新材料、電子信息、以及生物醫藥等戰略新興產業。

篇（9）

中圖分類號： TU74文獻標識碼：A 文章編號：

1引言

隨著城市的大規模發展，高大空間的開發建設也日益增多，出現了大量的高層建筑，相應出現了大量大截面框架柱，模板工程已成為混凝土結構中越來越重要的一個分項工程。研究與推廣應用先進適用的模板技術，對于加快工程進度、保證工程質量和降低成本和實現文明施工上均能發揮重要作用。

2工程概況

中國建設銀行洋橋計算機業務樓工程位于北京市南三環中路，是一棟高檔辦公樓。結構形式為框架-剪力墻結構。該工程中框架柱最大截面為1200×1200，樓層高度為4.5～4.8m，且柱截面尺寸隨樓層高度呈間斷變化，由1200×1200（地下）1100×1100（1～10層）1000×1000（11～16層），另外，混凝土設計強度為C60、C55高強混凝土。該柱每層為18根，考慮到施工進度及模板加工改造需要的周期，現場配置6套1200柱模，2套1100柱模，等到地下柱子施工完后將1200柱模改制成4套1100，2套1000交叉使用，確保施工順利進行。該工程質量目標為“國優”，因此，對質量、觀感等各方面要求頗為嚴格。

3施工方案設計

3.1方案比選

框架柱模板體系主要有3中：①定型鋼模板，其優點是整體剛度高、混凝土成型效果好、周轉次數多等，其缺點是存在一次性投入鋼材量大，且占用塔吊時間長、安裝速度較慢，精度較差，混凝土表面存在氣泡多、易污染鐵銹等問題；②定型木模板，其優點是混凝土成型效果好，一次性投入較少。缺點是整體剛度差，周轉次數少，安裝時間長，耗費人工多，木方、材料浪費較嚴重；③采用定型鋼框木模板，其特點是安裝精度高，混凝土成型效果好，周轉次數多，施工簡便快捷，工效高等特點。經比較論證，決定采用模板方案③，并在逐漸的施工實踐中，對其技術工藝進行不斷的創新、改進，形成技術成熟、性價比高的模板配板設計方法及應用技術。

3.2設計原理及構造

3.2.1因工程質量目標定位較高，在模板選型初期，摒棄了木模而選用大鋼模。但大鋼模在施工中存在施工吊裝困難（工程場地異常狹小，剪力墻配置全鋼大模板，主體施工只有一臺塔吊），面板變形后難以更換且混凝土澆筑完畢后氣泡較多的缺點。在綜合考慮提高施工質量、方便施工的前提下，確定模板采用定型鋼框膠合板這種形式。

3.2.2面板選用進口維薩板（WISA）膠合板，其參數特點為：酚醛樹脂覆膜、表面光滑易脫模、沸水煮泡不開膠、周轉次數高（20～80次）、防水、防腐、低甲醛釋放基板、全樺木膠合板，北歐寒帶樺木單板十字交叉粘結，厚度公差為±0.1mm。

3.2.3考慮到傳統的木模與鋼管背塄剛度不夠而容易發生變形漲模的問題，背塄采用雙向定型鋼框，鋼框縱向背楞為10號方鋼，水平加強背楞為雙10號槽鋼，水平及豎向背塄焊接連接。為方便模板調節，按照最大柱截面尺寸1200mm×1200mm設計，中間偏下幾道豎向背塄間距設置較小，兩側兩道間距較中間幾道大，在調整截面尺寸時，拆除最兩側背塄向中心移動再進行螺栓連接。為保證柱混凝土澆筑成型后表面的觀感質量，面板選用18厚維薩板。

3.2.4相鄰模板接茬為企口縫，一側為雙層面板，上層面板寬＝柱寬，底層面板＝上層面板＋2×（100+18）mm，其作用是形成整體大企口、安裝方便，還可以作為上層面板的保護面，假如上層面板板面出現損壞，可以翻轉后再利用；另一側為單層面板，面板寬＝柱寬+2×18mm。背塄上間隔500mm焊接L型角鋼，在其上通過沉頭木螺絲與面板連接。見圖3.2.4。

3.2.5因在吊裝及清理過程中模板面板底腳容易開裂，將模板底部整體焊接6mm鋼板作為面板防護底座。見圖3.2.5。

3.2.6鋼框木模板緊固采用穿Φ20（T）螺栓于外側水平背塄上，替代了傳統模板設計中采用穿墻螺桿外套PVC管的連接緊箍模板的工藝，從而有效防止了螺栓孔眼周邊漏漿及減少了后期孔眼封堵等問題，大大改善了混凝土柱的外觀效果。

4主要施工技術措施

4.1 模板安裝：

4.1.1大截面鋼框木模板施工工藝流程：測量放線涂刷模板脫模劑模板安放就位穿對拉螺栓、組拼調整、緊固檢查驗收。見圖4.1.1。

4.1.2 模板安裝前，將模板表面清理干凈并涂刷水性脫模劑。

4.1.3將柱子的四面模板按設計就位好后開始組拼，按照放好的定位控制線調整就位，并使其各面豎向垂直，對角線相等。在模板拼裝時，企口部分要求硬拼，不允許粘貼海綿條。

4.1.4 穿入Φ20螺栓固定柱模，保證面板企口部位完全結合且垂直對齊。緊固完成后，應對模板體系進行整體校正。

4.1.5依據控制線對整體柱模板的位移偏差、垂直偏差、扭向等全面校正，并安裝鋼管斜撐固定在預埋在樓板中的鋼筋環上。

4.1.6 檢查柱模板的安裝質量，最后進行群體柱子支撐桿的緊固工作。

4.2 模板拆除及維護

4.2.1 柱模板拆除時，應先拆除模板之間的對拉螺栓及連接件，再拆模板斜支撐。以防操作人員攀爬背楞拆除螺栓造成模板傾覆傷人。

4.2.2柱模板拆除時要從上口外側開始輕擊背塄，使模板后傾與柱體脫開，檢查無誤后方可起吊模板。

4.2.3柱模板吊裝前要仔細檢查卡具是否卡牢，必要時附以外力測試牢固程度。吊裝過程中信號工要和吊裝工人默契配合。

4.2.4柱模拆除后及時清灰，人工用小鏟刀將模板上漿清理干凈，對面板破損處可用鐵膩子進行修復，并在修復膩子上刮2遍清漆。

4.2.5 柱模板拆下來后堆放到樓層指定地點，其上不得堆放重物，面板不得被污染或損壞。

4.2.6柱模鋼框背楞上的混凝土殘留物應及時清理干凈，定期檢查鋼框構件的連接情況。對拉螺栓、螺母等相關輔件應及時進行清理、保養。

5實施效果

中國建設銀行樣橋B座計算機業務樓工程通過使用該模板體系：①模板的吊裝、調節固定速度加快。每根柱子兩個工人安裝完成僅需5min，從而使得豎向結構施工速度得到加快，對整個工期的保證作出了一定貢獻。②模板周轉速度快、次數多。模板周轉次數：（4+16）×3=60次（地下4層，地上16層，每層分三個流水段施工）。③模板資金投入減少。柱子模板僅投入一個流水段的模板，周轉使用后的模板還未出現開裂、損壞現象，鋼框無變形。④混凝土質量效果好。從澆筑后的柱混凝土觀感上可以看到，使用此模板體系后，較以往的高強大體積砼氣泡減少，表面平滑美觀，柱角順直，截面尺寸偏差為0mm，整體效果得到很大提高。

結束語

該大截面鋼框木模板獨特的設計和應用在建行計算機業務樓工程施工中證明，具有以下特點。

1）現場安裝速度快、周轉率高、從而大大降低了模板攤銷費用。

2）模板整體剛度高，拼縫嚴密，即保證了清水混凝土效果，又省去抹灰，降低了成本。

3）值得一提的是大截面柱體上沒有對拉螺栓孔眼，截面尺寸無偏差，混凝土外觀效果及好，符合實際使用要求。

4）該模板重量較輕，施工時可選擇就近堆放在樓層作業面上，這樣可減少塔吊高空吊裝頻數，節省塔吊臺班費用。

參考文獻：

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綜合已有研究,將城市化過程中對區域水循環和水文過程產生的影響以及由此引發的水文現象稱為城市化水文效應.從水文過程的本身來看,城市化帶來的水文過程效應主要包括:城市降雨過程特征突變、城市耗散強度增大以及城市產匯流過程畸變等.對于城市降雨過程,眾多研究表明,城市市區內的降水量顯著高于郊區降水量,城市周圍降水時空趨勢性分布十分明顯.其主要原因是城市化對水分和能量收支的影響,這些影響被稱之為城市“熱島效應”、“雨島效應”、城市“干/濕島效應”等.其中,城市“雨島效益”和“干/濕島效應”與城市“熱島效應”密切相關.在城市“熱島效應”方面,Gedzelman等人、Champollion等人、Bottyan和Unger、Nadir基于城區和郊區的氣溫觀測數據分別研究了美國紐約、法國巴黎、匈牙利塞巨(Szged)、蘇丹喀土穆等城市的熱島效應,發現紐約城市熱島效應最強,城區和郊區的氣溫差最高可達8℃.張景哲等人、周淑貞對北京、上海的“熱島效應”做了系統研究.在“熱島效應”定量模擬方面,日本學者Kimura和Takahashi,Toshiaki和Kazuhiro建立了人工熱排放(包括汽車尾氣、工業廢熱、人工取暖等)的精細模擬模型,繪制了較為詳細的逐日和年際人工熱排放變化圖.香港城市大學Chan教授建立了考慮熱島效應的城區溫度變化修正曲線.在“雨島效應”方面,黃國如和何泓杰,王棟成等人在濟南的研究表明:“雨島效應”導致城市增雨率約為10%;曹琨等人選取1959~2007年上海市龍華站降水、氣溫資料及青浦、嘉定降水資料,運用累積曲線、距平統計和相對偏差對比等方法對上海地區降水量進行統計分析,發現“雨島效應”主要集中于汛期5~10月,市區降水平均年增長率為郊區的1.6倍;目前,在國際上關于“雨島效應”具有2個基本觀點:一是城市化導致城區高強度降水增加;二是城市化及其工業污染產生的氣溶膠導致城區降水減少.第一種觀點的代表性研究在墨西哥城,Jauregui和Romales通過1941~1985年的數據分析,發現夏季城區“>20mm/h”的高強度降水明顯增加,而同時期郊區雨量站的降水沒有顯著變化.第二種觀點的代表性人物是Daniel,他基于NOAAAVHRR數據和歷史降水數據分析得出“城市化和工業污染導致區域降水量減少”.這兩派觀點看似矛盾,實際具有科學上的內在一致性,城區點上極端(高強度)降水增加,是以面上其他區域降水的減少為代價的,因為區域水汽通量條件并沒有發生大的變化,“點”上多必然導致“面”上少.在“干/濕島效應”方面,目前的研究主要集中在對長時期、大范圍氣象觀測資料的對比分析上,Katharine等人基于全球1973~2003年系列5°5°分辨率的逐月地表濕度分布數據分析發現,城市化及其他人類活動導致地表水汽含量(絕對濕度)明顯增加.Brown和Degaetano基于美國145個氣象站的逐小時濕度數據分析了美國1930~2010年的地表濕度演變趨勢,發現絕對濕度普遍增加,相對濕度在城市和郊區表現不一樣,東部、中部和西部表現也不一樣,大體是東部城市呈現“干島”,西部城市呈現“濕島”.顧麗華等人利用4個氣象站1961~2005年水汽壓、相對濕度的資料,對南京市的城市干島和濕島效應進行了全面、細致的研究,發現南京在平均相對濕度和水汽壓上表現為明顯的干島效應,隨著城市規模的發展,南京城市干島效應總體為增強的趨勢;在浙江麗水和福建廈門,潘婭英等人和張少麗等人的研究也得到了“城市干島”的結論.在城市蒸散發研究方面,已有研究認為,由于城市化進程使植被、土壤等下墊面條件被不透水硬地面替代,持水下墊面的減少會導致蒸發量的減少.倪廣恒和敬書珍基于遙感技術研究了城市蒸散發過程與土地利用/覆蓋的響應關系;吳炳方和邵建華基于遙感影響建立了區域蒸騰蒸發量的時空推演方法,該方法在流域大尺度范圍內應用較好,但其空間分辨率較低,對城市區的模擬精度受到限制,而且也沒有考慮城市人工取用水的蒸發耗散.Qin等人將下墊面分為5類(耕地、城鄉居工地、陸生植被區、水生植被區、未利用土地),分別提出了各項ET的理論與計算方法,在城市耗水計算中綜合運用了用水定額、耗水系數和水量平衡法.在耗水率計算方面,李彥東認為“工業和生活用水的蒸發耗水率不超過10%”.孟凡貴在博文“制度性干旱”的附文中()測算北京市區工業和生活蒸發耗水僅為133mm,由此推斷城市單位面積水耗遠比農田小,對水源的貢獻遠比農田大,這一計算忽略了城市中水回用及復雜的循環轉化消耗過程,結果偏小.“制度性干旱”的觀點一度引起學術界的爭論.中國科學院南京土壤研究所張佳寶研究員()在接受《科學時報》采訪時說:“(孟凡貴)之所以能得出一些令人觸目驚心的結論,是因為該文在計算各項水資源消耗量時有一些問題”.以上爭論從一個側面反映了學術界和社會公眾對蒸發耗水的關注.總體來看,目前城市蒸散發對自然側、大尺度的研究較多,對考慮城市耗用水過程的綜合蒸散發過程的研究還比較少.

1.2城市化伴生的水環境及水生態效應

從歷史的發展來看,城市化和工業化往往導致城市環境惡化,生態受到較大破壞.中國目前處于工業化中后期和快速城市化時期,城市環境和生態質量逐漸成為制約社會可持續發展的重要因素.其中,水環境和水生態是城市生態環境體系的重要組成部分.2007年,經濟合作與發展組織(OECD)的“中國環境報告”指出,中國在經濟迅速發展的同時,環境質量水平大幅度下滑,“與世界上最貧窮的國家近似”.根據中國人民共和國環境保護部《2013中國環境狀況公報》,中國已有超過30%的主要河流、70%的湖泊和20%的沿海水域遭到嚴重污染,尤其是河流流經城市段的污染最為嚴重.同時,城市區域地下水污染問題不容忽視,地下水水質優良的比例僅占37.3%.水環境和水生態惡化不僅對居民飲用水安全構成威脅,也是城市實現可持續發展,經濟穩定增長的絆腳石.因此,近些年來,城市化、工業化伴生的水環境與水生態效應相關研究成為城市水文學領域的熱點之一.在城市水環境方面,以水環境承載力研究為著眼點,Zacharof等人,Schütze等人在此基礎上提出了水環境納污能力計算、水環境過程演變模擬等模型和污水處理系統的實施監控方案.水環境納污計算模型可以定量求解水環境承載力,對城市建設決策,可持續發展提供有力依據.郭懷成和唐劍武以山東臨淄為例,建立了該區水環境系統動態預測與決策模型,由模型獲得定量化水環境承載力,以研究城市水環境與社會、經濟綜合協調發展戰略及對各協調策略進行評價.崔鳳軍采用系統研究方法,利用城市水環境承載力指數分析城市水環境,對策略變量做出預測、優化,并利用系統動力學模擬手段進行了實證研究.左其亭等人提出了計算城市水環境承載能力的“控制目標反推模型”(COIM模型),同時以鄭州市為應用范例,介紹城市水環境承載能力計算模型應用及水環境調控對策制定.水環境和水質過程演變研究主要從污染物性質,污染事件的過程與方式等方面認識環境惡化與水質劣變過程的演化機理,同時提出相關防治對策.張學勤和曹光杰就城市水質問題提出了節約用水、控制點源和面源污染、加強城市綠地建設、生態修復城市水體等改善城市水環境質量的具體措施.任玉芬等人通過對不同城市下墊面的分析,研究了屋面和路面等不透水面以及綠地3類城市主要下墊面形式的降雨徑流污染.Zheng等人通過動態建模方法,研究城市雨水徑流多環芳香烴(PAH)的污染評估.Gnecco等人研究了在城市表面的降雨污染,分別調查了屋頂和路面污染情況.結果顯示在路面徑流中最顯著的污染物為溶解形式的Cu,Pb和Zn的重金屬;關于屋頂徑流,鋅濃度是非常高的.Vizintin等人使用結合過程的模型,測定考慮城市水循環的城市沖積含水層地下水污染.在城市水生態方面,相關研究結合城市生態建設管理實踐,通過水與其他生態要素的統一分析,為城市生態可持續發展提供決策依據與科學建議.早期的城市生態建設規劃主要考慮城市結構、形態設計等,忽視了能源的節約和環境的保護,直到20世紀90年代初,城市水問題、水環境和水生態的研究才逐漸受到重視.Kattel等人認為,城市生態是一個聯合的整體,是建筑、土地利用、城市綠地、道路、濕地、棲息地及島嶼等不同的組合聚集在一起形成的,維持城市生態,保障城市可持續發展十分重要.Gbel等人提出了擬自然的城市水文生態管理方法,并評估了這種管理模式下城市地下水的響應規律.王沛芳等人提出了水安全、水環境、水景觀、水文化和水經濟五位一體的城市水生態系統建設模式.Wang等人研究了青島嶗山區水資源和生態環境的綜合管理,對于城市居民區的廢水排放,為預防水體富營養化和藻類的營養物質匯集,人工濕地和沿岸水生植物形成了緩沖地帶.周文華等人以北京市為例,探討了城市水生態足跡的內涵和4種典型城市水生態足跡的發展軌跡,提出了基于城市生態需水量的水生態足跡的核算方法.劉武藝等人定義了基于城市水生態系統健康的生態承載力,提出了“基于城市水生態系統健康的生態承載力-壓力量化模型”,并根據理論模型設計了計算模型.綜上所述,城市水環境與水生態效應研究不單單局限于水資源本身,需要結合城市整體建設規劃,考慮經濟和社會因素.在水環境治理方面,水環境承載力具備了一定的研究基礎,今后主要的研究方向應該側重于污染物的運移轉化,以及污染事件和水質劣變過程機理的認識和模擬等方面.水生態研究作為城市生態建設的重要部分,則緊密結合了經濟、社會等各類因素.城市生態需水量、城市生態承載力等研究都已開展.在城市生態建設日益得到重視的情況下,水生態學的研究將以可持續發展為目標,為統籌規劃、綜合管理提供理論依據.

1.3城市化水文過程機理研究

城市化水文過程機理研究是城市水文研究的另一重要分支,這部分研究可劃分為“自然”和“社會”2個方面.“自然”方面重點研究天然降水在城市復雜下墊面上的運動轉化和消耗過程;“社會”方面則集中于城市供用水方式和排水過程特征等領域.“自然”方面早期主要關注城市暴雨洪水及市政排水設計等工程問題,中國部分高校為此開設了“城市水利工程”專業.近期關注城市水文內在機理與模擬預測等基礎科學問題,包括不同城市下墊面的降雨-徑流關系、城市產匯流集成模擬、城市暴雨洪水的源頭控制(Perrine等人),代表性成果包括Smith等人,Ragab等人,Amaguchi等人,Naftaly等人,Thomas等人,Yang等人,Ramier等人.研究結果表明,城市化對天然水循環的影響作用主要集中在以下幾個方面:

(1)城市化進程改變了天然的下墊面條件,隔斷了地表、土壤與地下的水文聯系,在一定程度上改變了區域的產匯流特性;

(2)城市化進程破壞了已有的水文格局,改變了原有的水生態系統平衡,對城市生態環境造成一定程度的影響;

(3)城市化進程從整體上改變了城市水文系統的調節能力,增大了城市洪水內澇的發生風險.“社會”方面,已有研究重點關注城市供水安全,研究不同城市單元的用水量及其影響因素以及城市水體水質劣變與驅動機制研究等.Mercedes等人對巴塞羅那居住區游泳池的用水量進行了分析,發現城市游泳池的用水約占了總用水量的10%,富人區游泳池相對較多,人均用水量也更高一些.Rachelle等人通過澳大利亞金海岸城132個家庭的用水觀測和行為分析,研究了有無節水意識對最終生活用水量的影響.Peter和Denny對澳大利亞布里斯班城市資源消耗(水資源、能源、住房)的決定因素的半定量分析表明,用水量的決定因素主要取決于收入水平,個人節水意識對片區用水量的影響較小.Angela和Thomas研究了西班牙馬洛卡旅游度假區的用水量,指出高端旅游度假區人均用水量最高,其原因之一就是其私家花園的用水量占到了夏天總用水量的70%,大眾旅游度假區的花園用水量占30%,城市居住區約占20%.劉家宏等人、左其亭剖析了中國城市生活用水指標的演變機理,建立了考慮氣候、經濟發展水平等因素的城市生活用水指標計算模型.城市水質劣變和污染負荷驅動機制是“社會”側的新的研究熱點.Chebbo和Gromaire通過法國巴黎一個名叫“LeMarais”的城市試驗小區的綜合觀測,定量分析了下水道系統的污染負荷,分別估計了徑流,廢污水和下水道的沉積物對總污染負荷的貢獻.Campisano等人利用數學建模和實驗觀測,研究了下水道的沖洗脈沖波對管道沉積物的沖刷效應.李家科等人從機理模型、統計模型和概念模型3個方面進行了歸類整理,梳理總結了城市面源污染估算的主要方法和模型,系統地闡述了城市地表徑流污染的過程機理與描述方案.

1.4城市水文過程模擬模型

城市水文過程模擬模型研究主要集中在城市產匯流與暴雨內澇過程方面,已有研究認為城市化導致城市產匯流機制和產匯流特性均發生改變.Urbonas等人繪制了城市暴雨徑流系數與城市不透水面積比例的相關關系圖,表明隨著城市下墊面不透水特性的增強城市產流系數迅速增大.Brun和Band研究表明,城市不透水面增加0.1~1倍,產生的地表徑流將增加2~5倍.Seth等人在美國對高度城市化流域和自然流域進行對比研究后發現,城市化區域降雨徑流峰值要比自然流域高出30%以上,同時,城市化區域徑流衰退系數要比自然流域低40%左右.Mark等人和Schmitt等人解析了暴雨洪水時城市表面流和下水管道流量之間的相互作用.我國學者在城市產匯流和洪澇研究領域主要集中在對城市降雨和徑流的預報上.許有鵬等人以我國南方城市地區為例,借助“3S”技術平臺,對區域徑流過程進行了模擬,結論表明快速城市化導致區域不透水率增加,河網滯蓄能力下降,區域徑流深度和徑流系數增大.由于水文過程的復雜性和不確定性,原型觀測的難度較大.隨著計算機技術和數學模擬技術的發展,借助區域或者流域水文模型對城市化過程中的水文過程進行模擬越來越受到研究者的重視.Lhomme等人建立了基于GIS的城市地表產匯流模型.Vieux和Bedient用數值方法分析了人口稠密的城市化地區洪水預報的不確定性.Valeo和Ho分析了目前融雪模型的一些問題,建立了以野外實驗得到的城市融雪參數為基礎的融雪模型,解決了城市地區的融雪問題.Berthier等人用二維數值模型來確定土壤在城市集水區徑流的形成中的作用,發現土壤出流的貢獻可以占到徑流總量的14%.城市水文過程模擬模型基本上可以分為以下幾類:

(1)概念性水文模型;

(2)物理性水文模型;

(3)水動力模型.其中,水文模型將城市水循環系統看做一個“黑箱”或者“灰箱”系統,借助輸入-輸出響應關系或者具有一定物理機理關系的方程來描述系統的水文過程和水循環行為.此類模型結構簡單,對輸入數據和參數的要求不高,便于普及應用,缺點在于模擬精度受到一定的限制,模擬過程的時空尺度不宜太小.水動力學模型對城市水文過程進行了顯式刻畫,利用地表水動力學方程,管道流體運動方程等對城市水循環過程進行模擬計算,大大地提高了模擬精度,并且可以顯著降低模擬的時間尺度.但是由于建模過程需要大量復雜的輸入數據和參數,限制了模型的廣泛應用.當前,城市水文和水動力模型層出不窮,但每一種模型都具有其獨特的適用范圍.這些模型在特定區域和特定工況條件下取得了較好的研究成果.總結來看,SWMM模型、InfoWorks模型和MIKE模型是應用成功的典型.SWMM模型的全稱是城市暴雨雨水管理模型(StormWaterManagementModel),是由美國環保局于20世紀70年代初開發的.該模型可以模擬城市區域次降雨徑流過程,包括城市地面暴雨徑流的過程響應以及在城市排水系統的水力運動過程等.模型問世以來,被廣泛地應用于世界各地的城市規劃和管理中,在城市暴雨徑流預報模擬、污水排放的環境效應分析以及城市雨水污水排水設計等領域均有應用.我國學者針對SWMM模型開展了廣泛的應用研究,劉俊和徐向陽利用SWMM模型對天津主城區外環河以內的主要河道進行了建模計算,得到了研究區重要河道斷面的流量過程.陳鑫等人對鄭州市主城區的暴雨徑流過程進行了模擬,并對研究區設計排澇標準和排水重現期進行了分析.InfoWorks模型由英國Wallingford集團負責研發.該模型的最大特點是可以仿真模擬城市水循環過程,對城市管網的水流過程模擬能力比較強大.我國學者近些年來也積極引進該模型.姚宇建立了城市工業園區排水網絡模擬模型,仿真模擬城市排水管網的運行性能.張偉分析了城市排水管網的水力特性,并模擬管網水流的沉積規律,為城市管網防淤塞管理提供有力工具.MIKE模型是丹麥水資源及水環境研究所(DHI)的產品.DHI是非政府的國際化組織,基金會組織結構形式,主要致力于水資源及水環境方面的研究,擁有世界上最完善的軟件、領先的技術.MIKE模型家族中有一款專為城市水系統量身定做的模擬工具-MIKEURBAN模型,其前身為MIKEMOUSE模().MIKEURBAN是模擬城市排水,污水系統的水文,水力學和水質等集成工程軟件,它集成了城市下水系統中的地表流,明渠流,管道流,水質以及泥沙傳輸等計算模型,具有強大的城市水循環及伴生過程模擬能力.文獻檢索顯示,MIKE系列模型目前在國內已有廣泛的應用,但是MIKEURBAN模型的應用還不是很多.隨著我國城市化的迅速推進,基于城市水循環調控與城市水生態系統保護修復的需要,MIKE-URBAN模型會有更廣闊的應用前景和提升空間.

2城市水文學發展趨勢

城市水文研究是通過分析城市化對于降水、城市下墊面產匯流規律、城市暴雨洪水以及供需水、水資源保障、水環境、水生態等方面的影響機制,來實現對城市氣候成因分析、洪水預測計算、污染事件防控、景觀生態系統建設、雨洪資源化利用等目的.通過以上國內外文獻檢索可以發現,城市水文學興起于20世紀80年代,主要開展城市化的水文效應、城市水文機理與模擬等方面的研究.目前學術界對城市熱島效應的研究結論基本一致,對產生“熱島效應”的機理認識也比較清楚.研究手段已從數據對比法(包括城/郊觀測數據對比、城區長系列歷史數據對比)上升到模型模擬和實驗室模擬階段,建立了一系列能夠反演城市“熱島效應”的統計模型、能量平衡模型、數值模型、解析模型和物理模型.目前對城市夏季“雨島效應”的研究結論基本一致,對“雨島效應”的產生機理認識也比較統一.但對城市干/濕島效應的研究結論在不同地區并不一致,這與城市水循環的復雜性、城市所在區域氣候背景的差異性,以及水分相變過程與能量平衡(顯熱/潛熱轉化)過程的高度契合性密切相關.城市干/濕島效應與城市蒸散發密切相關,欲從機理上闡釋干/濕島形成的原因,必先弄清城市蒸散發的機制及其各項水分來源.城市水文機理與模擬方面,“自然側”的降水-產匯流研究比較系統,已建立了包括城市屋面、硬化地面、城市綠地等復雜城市下墊面的降水-蒸發-徑流定量模擬模型.“社會側”的用水規律和需求預測研究也比較多,剖析了收入水平、節水意識、生活習慣等因素對城市用水量的影響,建立了考慮氣候、經濟發展水平等因素的城市生活用水指標計算模型.對城市人工取用水的耗水機理研究較少,在城市綜合耗水強度“是高還是低”的定性認識上還存在激烈爭論.目前對工業、生活及城市景觀生態用水消耗的定量計算做了一些探索,定量方法主要是經驗性的耗水系數法,尚沒有建立具有物理機制的城市用水蒸發耗散模型.從城市化的發展趨勢、水資源消耗的空間分布,以及城市化對水分收支影響等關鍵科學問題來看,城市綜合耗水的內在機理研究將是現代城市水文學研究的前沿和熱點,該方面研究獲得的城市蒸發耗水的定量計算成果,可以建立水分相變過程(蒸發)的能量吸收(潛熱)與氣溫(顯熱)的關系模型,從而架起城市蒸發耗水與能量收支之間的橋梁,為解釋不同地區、不同季節、不同濕度條件下城市熱島效應的強弱奠定科學基礎.理論上,蒸發耗散強度大(相對于郊區)的城市,其熱島效應弱,反之則強,因為蒸發吸收顯熱,對溫度升高具有抑制作用.在應用方面,隨著城市內澇問題的日益凸顯,城市建成區短歷時暴雨洪水的精細模擬預測、城市水文極值事件的定量描述、“海綿型”社區建設(低影響社區)模式及其水文響應規律等也是城市水文研究重要方向.城市水文學理論的發展過程中還存在很多問題需要解決,目前國內在機理和模型上的研究還要朝以下幾個方面努力:首先,要重視水文效應機理研究.之前諸多研究結果表明:城市水文效應存在明顯的區域性,不同地區存在不同的水文現象.把握城市水文效應的規律性并開發定量模擬模型是今后工作的重點.如城市暴雨產流過程的時空精細化模擬,重點要探究城市“雨島效應”、“干濕島效應”對城市局部氣候的定量化影響,提高降雨預報精度和預見期.其次,要發展多學科交叉及應用研究.做好城市水文學研究必須涉及多個領域、學科的交叉合作,城市水文研究不僅與大氣科學密切相關,還與環境科學、生態學及社會科學、城市規劃等學科領域相互關聯,只有協調好學科間的相互關系,領域之間互相合作,才能更好地認識和理解城市水文效應機制.最后,要把握好氣候變化對城市水文過程的響應.全球變暖已經成為科學界不爭的事實,諸多學者認為全球變暖現象對于城市水文過程及水生態系統存在一定的影響,相對于其他系統而言,城市系統對于氣候變化的影響更加脆弱,因此分析氣候變化對于城市水文過程的影響十分必要.

3結論與展望

城市水文學是水文學的一個重要分支,20世紀80年代正式獨立成為一門學科,早期重點關注城市排水工程設計等水文計算問題.21世紀以來,隨著城市化進程的加快,城市水文學面臨的問題更趨復雜,學科研究領域逐漸拓寬,囊括了城市化伴生的水環境與水生態效應、城市水文過程機理解析和過程模擬等內容.近30年來,城市水文學在城市水文與伴生過程模擬、城市水資源配置與高效利用、城市防洪減災等方面取得了豐碩成果,基本形成了一套完整的機理、模型和實驗觀測方法.但是,目前城市水文學還有諸多問題存在爭議.隨著氣候變化和城市化進程的推進,這些問題逐漸受到廣泛關注.

(1)城市區域局部氣候變化與極端天氣事件頻發問題.目前,城市區域的“熱島效應”、“干島效應”和“濕島效應”受到學界廣泛認可,但上述效應的產生機理以及定量表征方法研究還很不充分.