既有工业建筑节能环保升级改造,结构检测鉴定不容忽视
博思塔尼亚
2023年05月22日 09:04:39
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自2021年国务院颁布《“十四五”节能减排综合工作方案》以来,中央及地方各企业,尤其是以钢铁、有色金属、煤炭、建材、电力、石油化工等行业为重点改造对象,推进产业节能改造、超低排放与环保升级。彰显了我国大力推动节能减排、助力经济社会发展绿色转型、为实现碳达峰、碳中和目标的坚定决心与信心。此举有助于我国坚定不移地走可持续发展之路,也必将造福于民。


自2021年国务院颁布《“十四五”节能减排综合工作方案》以来,中央及地方各企业,尤其是以钢铁、有色金属、煤炭、建材、电力、石油化工等行业为重点改造对象,推进产业节能改造、超低排放与环保升级。彰显了我国大力推动节能减排、助力经济社会发展绿色转型、为实现碳达峰、碳中和目标的坚定决心与信心。此举有助于我国坚定不移地走可持续发展之路,也必将造福于民。

宏观层面上讲,这项伟大工程离不开以工业生产为核心的各行业的共同努力,从具体实施的角度看,是围绕各企业对其 建构筑物及设备实施 为主要载体进行的升级改造。由于工业生产日趋多元化,加之其工艺的复杂性,为满足生产需要,厂区内建构筑物往往数量众多,形式各异,且建造年代与生产环境也各不相同。在此背景下,若企业为朝着节能、环保、减排的改造目标迈进,对厂区原有建构筑物及设备设施大规模地推倒重建无异于饮鸩止渴,这种粗犷的方式并不符合当下我国节能减排的理念与初心。反之,对既有工业建筑盲目地保留与利旧,不经任何专业机构评估便对年久失修、超期服役等危及结构安全的建筑赋予其升级改造后的生产及使用功能,也必将后患无穷。

因此,在 保证安全 的前提下,最大限度地通过对既有工业建筑及设备设施的改造,以实现节能、环保、减排的目的,在经济及资源投入等方面与安全生产之间找到平衡点。以上种种,为合理利用既有建筑并最终实现改造目标指明了方向。 那么如何保证建筑安全?结构检测鉴定成为了一项必要的措施。 通过对以下问题的解答,希望各位能够对此类工程在 改造前后进行结构检测鉴定的必要性与重要性 有所了解,毕竟安全大于天。

01  既有工业建筑节能环保升级改造的范畴主要有哪些

对于建筑节能环保升级改造,目前还没有明确的定义,但是对于“ 改造 ”二字而言,国家现行规范 《既有建筑维护与改造通用规范》GB?55022-2021 (图1所示)中有明确的术语解释,具体如下:“ 根据改造要求和目标,对既有建筑的室外环境、建筑本体、设施设备进行全面、系统的更新,使其建筑空间、结构体系、使用功能得到明显改善的工程行为 。”显然,既有工业建筑节能环保升级工程属于上述“改造”中的一种情况。

 
 

图1  规范中对于“改造”二字的解释

通过近年来从事建筑结构安全诊治领域相关的工作经验与积累,小编列举了部分既有工业建筑节能环保升级改造类的工程,如有不当之处,敬请各位读者点拨指正。

1.1通廊(栈桥)围闭

……

此类工程大多通过对通廊(栈桥)主体或皮带机进行封闭(见图2与图3),以防止物料运输过程中的粉尘及其他污染物扩散至大气环境;此外,对于运输有温度要求的物料,围闭处理也能够减少在输送过程中造成的热量损耗,从而达到节能、环保的目的。

   

图2 通廊(栈桥)围闭改造前

   

图3 通廊(栈桥)围闭改造后

1.2厂房封闭

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对于厂房封闭类的改造工程,主要包括两种类型, 一类是对于厂房四周进行围闭 (见图4与图5),改造方式与上述通廊围闭的情况类似; 而另一类则是以露天栈桥为典型的建筑,对其进行加盖封闭改造 (见图4至图7)。上述改造的目之一是为防止厂房内物料及粉尘扩散至大气环境,二是防止厂房内各类烟气的无组织排放。

   

图4  厂房四周围闭完成前

   

图5  厂房四周围闭改造后

   

图6 常规露天栈桥结构

   

图7 增设屋盖系统---加盖改造

1.3厂房内部及屋面增设除尘管道

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厂房围闭后,生产过程中的各类烟气往往需要通过厂房内的除尘系统进行有序排放,常见的方式是在厂房内部及屋面增设各类除尘管道,以便于烟气、粉尘等污染物通过管道进行有序处理并排放。(见图8至图11)

   

图8 厂房内部未设除尘管道前

   

图9 厂房内部增设除尘管道改造后

   

图10 改造前厂房屋面

   

图11 厂房屋面增设除尘管道改造后

1.4建筑屋面加装光伏板

……

随着光伏发电技术的日趋成熟,近年来在各类建筑的屋面加装光伏板,通过太阳能实现绿色发电的目的。(见图12与图13)

   

图12  建筑屋面改造前


   

图13  建筑屋面加装光伏板改造后

1.5烟囱增设烟气排放监测装置

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为防治大气环境污染,改善环境质量,根据环保相关部门的要求,对于有烟囱排气的生产企业大部分都需要安装烟气排放在线监测系统。由于增设相关监测装置,往往需要在烟囱原结构上增设楼梯、平台等附属设施,此外,监测装置的安装高度也有相应规定,不少烟囱在此类装置安装前还存在需先进行加高改造等情况。(见图14与图15)


   

图14  改造后烟囱增设监测装置及平台

   

图15   烟囱因增设监测装置进行加高改造

1.6钢包(铁包)加盖

……

此类节能环保改造工程在冶金行业较为多见,通过对敞口的钢包进行加盖的方式,从环保的角度看能够防止烟气肆意排放至厂房内或室外大气;从节能的角度讲能有效降低高温熔融金属等在吊运过程中的热量损失,节约能耗且环保的同时,也有利于企业降本增效。(见图16与图19)


   

图16 钢包未加盖前

   

图17 钢包加盖改造后

   

图18 铁包未加盖前

   

图19 铁包加盖改造后

1.7工业建筑非工业化改造

……

随着工业行业的不断发展,越来越多的老旧建筑正逐步退出历史的舞台,一味地拆除重建对企业与生态环境无疑都是一种损害,且其中时代感鲜明、蕴含企业文化的建筑并不在少数。当下各行业对工业遗产保护的需求也日趋旺盛,通过工业建筑的非工业化改造可以在合理利用资源的同时,实现对生产园区的创新升级。使工业建筑也能够“不忘初心,砥砺前行”。(见图20与图21)

   

图20  生产园区非工业化改造

   

图21  高炉系统非工业化改造

02 为什么在此类改造前应先进行结构检测鉴定?

原因之一是国家标准强制性条文中有明确规定,二是为发现并及时消除建筑结构存在的隐患,两者最终目的都是为了保证结构安全。具体如下:

2.1法律法规层面

……

(1)根据国家2022年4月1日实施的全文强制性条文规范 《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB 55021-2021 中第2.0.2 条,在下列情况下,既有建筑应进行检测鉴定:

   


该《规范》中规定应进行结构检测鉴定的情况:

①达到设计工作年限需要继续使用;

②改建、扩建、移位以及建筑用途或使用环境改变前;

③原设计未考虑抗震设防或抗震设防要求提高;

④遭受灾害或事故后;

⑤存在较严重的质量缺陷或损伤、疲劳、变形、振动影响、毗邻工程施工影响;

⑥日常使用中发现安全隐患;

⑦有需求进行质量评级时。

上述第②款对改造前应进行鉴定作了明确规定。

(2)对于工业建筑,根据国家现行标准 《工业建筑可靠性鉴定标准》GB 50144-2019 中第 3.1.1 条的规定,在下列情况下,应进行可靠性鉴定:

   


本《标准》中规定 应进行可靠性鉴定的情况

①达到设计使用年限拟继续使用时;

②用途或使用环境改变时;

③进行改造或增容、改建或扩建时;

④遭受灾害或事故时;

⑤存在较严重的质量缺陷或者出现较严重的腐蚀、损伤、变形时。

上述第②款与第③款对涉及改造前应进行鉴定的情况作了明确规定。

以上为国家标准规范明确规定的相关条文,具有法律效力,必须遵守,如果违反上述规定,存在追究法律责任的风险。

2.2建筑结构安全层面

……

通过第一章的介绍不难看出,此类改造往往是通过增加构件、装置或加高等方式来实现的, 因此会导致建筑承受的荷载增加以及荷载分布发生变化,还可能会因为局部拆改、用途改变影响结构受力体系。 此时改造后的情况与原结构相比已发生较大变化,如不提前进行调查、检测、分析、评定等一列检测鉴定工作,改造后的结构将存在较大的安全风险。

此外, 即使是改造前后的荷载没有明显变化,按照原设计直接进行复核也存在极大的风险 ,在违反法律法规的同时,因建筑本体存在损伤与缺陷(见图22至图27)在原设计中并未考虑,相对原设计而言,结构现状下的承载能力将大打折扣。 若原结构已经存在安全风险,且未及时发现并未加固处理,对于改造后的结构必将埋下严重的安全隐患,甚至在改造实施过程中就可能出现结构安全事故 。举个简单的例子,建筑改造好比人做手术,检测鉴定好比术前体检,不事先进行体检化验就盲目开刀,尤其对于体弱多病的患者(存在缺陷损伤的建筑),后果可想而知。

   

图22 混凝土开裂、钢筋锈蚀等耐久性损伤

   

图23 钢结构腐蚀

   

图24 吊车梁疲劳损伤

   

图25 节点连接损伤缺陷

   

图26 地基基础不均匀沉降

   

图27 随意拆改导致结构传力体系破坏

03 改造完成后是否还需要进行检测鉴定?

根据国家现行规范《既有建筑维护与改造通用规范》GB?55022-2021第2.0.11条中的规定: “既有建筑维护与改造工程应进行质量控制。工程全部完成后,应进行验收。” 其条文说明中也提到了 “工程最终完成且经验收后方可投入使用” 。由此可知,在此类改造工程历经合规检测鉴定、加固设计、加固施工及验收后,不需要再进行检测鉴定。但对于前三项(检测鉴定、加固设计、施工)已实施完成,但因种种原因无法进行验收时,可通过改造后检测鉴定的方式,当结果为合格时也能够作为后续投产使用的依据。

04 结语

工业建筑是工业生产的重要基础设施,是安全生产的保障,其安全与否直接影响企业生产的正常运行。对于工业建筑节能环保升级改造,在落实推进的同时,也应秉承合理合法,严谨务实的原则,对建筑结构安全心存敬畏, 切勿“手捧环保先进的奖状,却丢了安全生产的底线”



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