温室效应形成的原因(6篇)
时间：2024-06-21
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热力学中有一个著名的熵增原理指出，任何自发过程总是朝着无序程度增加的方向进行，要使过程朝着有序的方向进行，必须施加额外的能量。熵增原理告诉我们，要恢复在开发中破坏(或污染)了的生态环境，必须付出比当初开发获得的收益更大的代价。
防患于未然
全球气候剧变已在眼前，这和我们人类活动导致的温室效应增强有什么关系?温室效应增强如何引发气候变化呢?
工业革命以前的40万年间，地球大气中二氧化碳浓度约为180ppmv～280ppmv(每百万升空气中二氧化碳的升数)，但自工业革命以来，由于大量燃烧矿物燃料，大气中二氧化碳浓度急剧上升，到2004年已达到379ppmv。据政府间气候变化专门委员会(IPCC)预计，如果不加控制，到2100年这个浓度将达到650ppmv～970ppmv。
温室效应会使地表温度升高，这个道理很多人都明白，但是温室效应对我们居住的这个地球表面温度的贡献到底有多大却并没有真正弄清楚。
地球曾经是一个炽热的星球，在46亿年前的地球，表面到处流淌着岩浆，温度超过1000℃，38亿年前地球表面才开始有液态水，这时的地表温度在100℃左右，尽管当时的大气二氧化碳浓度很高，温室效应很强，但是地表的温度一直在缓慢下降，到了6亿年前地球的海洋才出现软体动物，这时地表的平均温度应该已下降到6012以下，4亿年前地球上才开始有植物，这时地表的平均温度可能下降到了40℃左右，可能到3亿年前，地表的平均温度才下降到30℃以下，最近有研究表明，1亿多年前的白垩纪中期，地球的平均温度为23～25℃。
当然，随着地球表面的冷却和固化，地球内部热量的释放就会变得越来越不均匀，时间上的冷暖交替和空间上的冷热不均越来越明显。因此，从8亿年前以来，地球上就出现了冰期和间冰期的冷暖交替变化。但是地球内部始终是炽热的，至今仍有热流源源不断地从地球内部向地表散发，目前的平均大地热流(指单位时间通过单位地球表面散失的热量)为63mW／m2，显然地球内部温暖的心脏对维持地球表面较高的温度是有一定贡献的。我们的研究表明，大地热流每增加约5mW／m2可使地表温度升高1℃。目前来自地球内部的热流足以使地球表面的平均温度升高12．612，把地球看作黑体而估算出的数字是温室效应使地表温度提高33℃，那么过去的温室效应对地球表面温度的贡献就只有20．4℃。
如果没有地球内部上传的热流，在没有太阳辐射的冬季夜晚，温室效应的作用也非常有限，地表最低温度将要比目前观测到的最低温度低得多。温室气体就好像一个被窝，但最好的被窝，如果没有入睡在里面，它也是冷被窝。地处云贵高原的昆明市为什么冬暖夏凉、四季如春?主要就是因为其大地热流较高，绝不是因为其温室效应强。昆明的大地热流比全球平均大地热流高出30％多。
温室效应增强是怎样引发气候变化的?
地球的大气由78％的氮气、21％的氧气及总量约1％的其他气体(其中包括约0．03％的二氧化碳)构成，这些气体最重要的一个特性就是热胀冷缩。地球大气的运动主要是下垫面热力分布的不均匀性驱动的，较热的地面加热其上方的空气使得热空气膨胀上升，周围的相对较冷空气为填补热空气上升腾出的空间而出现空气的横向流动，而冷空气流失的地方则有高空的冷空气下沉来填补空间，结果在热的下垫面上方形成上升气流，在冷的下垫面上方出现下沉气流。
在没有人类活动影响的情况下地球大气层的二氧化碳经过长期的对流混合，并在地球生态系统长期响应过程中达到平衡，浓度较低而且是近乎均匀的，工业革命前浓度长期维持在280ppmv左右，各地的温室效应强度较弱而且是近乎一致的，各地近地表大气层的温度格局主要与大气系统下垫面(即地表)的热力景观特征有关。
由于温室效应较弱，近地表大气层温度较低，地表热力景观(指地球表面不同区域温度高低不同而形成的温度高低起伏在地面的分布格局)的自然起伏很清楚，大气系统的运动和变化主要与地表热力景观特征的变化有关。随着时间的演变，来自地球内部的热流(大地热流)的空间分布在一定程度上决定了地球陆地表面的热力景观特征，比如在大范围的高热流区域形成大气低压系统，常年由上升气流主导而降水充沛：在大范围的低热流区域形成大气高压系统，常年由下沉气流主导而干旱少雨。当大气中二氧化碳浓度急剧升高时，由于温室效应较强，近地表大气层温度有明显的提高，地表热力景观的自然起伏将逐步被掩盖。原来长期形成的高低压系统发生改变或季节性改变，这种改变达到一定程度就会引发气候变化。
下垫面相对较冷的地区，区域大气层的温度及大气温度的分层完全由温室效应和太阳辐射强弱所决定，由于不同高度的大气层接受的太阳辐射热量不同，不同高度的大气层温度有明显的不同，大气分层较明显，大气的运动主要表现为水平运动，因而不利于形成降水，下垫面相对较热的地区，区域大气层的温度，虽然在白天，特别在夏季的白天也主要由温室效应和太阳辐射强弱所决定，但到了夜晚，特别是冬季的夜晚，则由于较热的下垫面驱动较热的气流上升，而周围较冷的气流下降，使得区域大气的垂直对流运动增强，有利于形成降水。对于陆地而言，在没有人类活动干预前，大地热流的高低决定了下垫面温度的高低。
大地热流形成的地表热力景观在一定程度上影响降水的分布。
温室效应还不足以掩盖地表热力景观中强烈的异常，可是一些比较弱的异常却容易被掩盖。比如在温室效应比较弱的时候，广东省的降水分布有明显的三个峰值区域，年均降雨量大于2000mm，即阳江―恩平一带、清远―佛冈―龙门一带，海丰―丰顺――带，这三个地带也是广东省大地热流最强的地带，是温泉分布最多的区域，可以认为地热形成的地表热力景观在一定程度上影响了广东省降水的分布。但是随着温室气体排放量的不断增加，珠江三角洲地区温室效应和城市热岛效应逐步增强，在2003年以来广东省降水量出现了明显的减少，2003年和2004年连续两年全省降水量比多年平均降水量少20％以上，同时，降水分布也出现了明显的变化，靠近珠江三角洲的清远―佛冈―龙门一带的降水峰值区南移到了温室效应和城市热岛效应最强的广州市和东莞市一带。显然，温室效应形成的地表热力景观在――定程度上影响了降水的分布。
人类行为增强温室效应
关键词:钢筋混凝土；梁裂缝处理
Abstract:thispapermainlyforreinforcedconcreteroofribbedbeamscrackingreason,throughthesettlementobservation,temperatureanalysisandbeamcrackwidthdesigncheck,putsforwardthepreventionandcontrolofcracktheimprovementoftheheatpreservationperformanceandstrengthentheroofcomponentofconstructiontreatmentmeasures.
Keywords:reinforcedconcrete;Beamcrackprocessing
中图分类号：TU528.571文献标识码：A文章编号：
1裂缝原因及处理
某办公大楼2005年8月开工，2006年7月竣工交付使用，建筑面积1890m2，为一幢3层框架及部分砖混结构建筑。基础采用钢筋混凝土梁板式基础，三层局部楼面及屋面为井字梁结构。于2011年3月发现⑦～⑩轴、A～D轴间井字梁两侧屋面板底以下部位出现多道肉眼可见的垂直裂缝。在清除表面粉刷层后发现裂缝沿构件截面高度呈上宽下窄状，宽度约0.5～1mm，多为表面裂缝，基本未贯穿梁底，且大都分布在跨中区域，在LB梁_L的分布多于LAI及LA2梁，同时井字梁的周边梁与其下砌体结构产生了明显错位。
1.1裂缝原因
(1)该楼共设8个沉降观测点。根据基础沉降观测结果，地下基础进行人工加强处理，并采用板式基础，沉降量均较小，最大沉降量10.4mm，最小沉降量9.3mm，最大差异沉降仅1.1mm，故可排除基础沉降量过大引起梁体裂缝的可能。
(2)对梁进行回弹测得混疑土强度等级达到C20，符合原设计要求，故可排除梁混凝土强度等级不足引起梁开裂的可能。
(3)该井字梁结构系夏季施工，原定屋面做法为刚性防水层上用1：10水泥珍珠岩找坡，再做架空层隔热，而后考虑铝白色SBS具有反光、防漏的双重作用，而改用铝白色塑膜面SBS防水卷材替代架空层。通过实地检查发现，该防水材料已老化变质，其上铝白色也已褪尽。南京地区冬季最低室外温度在一5℃左右，室内温度可达到10℃，夏季室外温度可达到38℃左右，在阳光直射处则可达到45℃以上，室内温度为30℃左右。该井字梁层面上虽做有珍珠岩找坡层，但厚度较薄，且其上SBS已失去原有的反光作用，故该层面保温性较差，梁的室内外温差无论冬夏季至少在10℃以上。
现以LB梁为例进行裂缝宽度复核。该构件的裂缝控制等级应为三级，最大裂缝允许宽度为0.3mm。复核工作分两部分进行。
(1)接受弯构件验算梁裂缝宽度，其最不利情况应是荷载效应与温度效应产生的弯矩叠加。因该梁是夏季施工的，冬季则产生收缩变形，梁顶与梁底的温差使梁顶收缩大于梁底，因此，冬季温度效应产生的跨中弯矩与荷载效应产生的跨中弯矩是同号的，即冬季二者的影响是叠加的。
经计算得屋面综合荷载q=7.58kN/m2，区格的长a和宽b分别为3.4m和3m，则荷载效
应产生的弯矩:
M1=0.34qa2b=0.34×7.58×3.42×3=89.4kN・m
而由构件上下表面温差产生的温度弯矩M1:
M1=Elat/h=Ebh2at/12=2.55×104×250×700×700×10-5×10/12=26kN・m
其中E为C20混凝土弹性模量取2.55×104/mm2;a为C20混凝土线膨胀系数，取1×10-5，I为构件截面惯性矩，矩形时为bh2/12(b为构件宽250mm，h为构件高度700mm);t为构件上、下表面温度，取为10℃。
因而M=Ml+Mt=115.4kN・m
按《混凝土设计规范(GB50010―2002)》受弯构件公式算得最大裂缝宽度:Wmax=0.215mm
(2)按受拉构件验算梁裂缝宽度。由于该梁为夏季施工，冬季则产生收缩变形，但受支座的约束，在混凝土内产生拉应力。如夏季施工时的温度为35℃，冬季按0℃计算，则冬夏温差将达35℃左右。如近似按轴心受拉构件验算，则可算得最大裂缝宽度Wmax=0.82mm>0.3mm。
由计算过程中得知，温度变形产生的伸缩应力很大(本例为781kN)，虽然计算中已考虑了钢筋混凝土构件同砖混结构的协同变形因素，但由于两者的线膨胀系数不同，砖混部分还是对构件产生了较大的约束。其中温度变形造成钢筋混凝土屋面井字梁产生裂缝的特点为:裂缝一般发生在有较大连续边长且向两端边界受到约束的构件上;裂缝的方向与混凝土内主拉应力方向垂直，但裂缝位置不确定;裂缝的中部宽度较大，易沿构件截面的较小边贯通;裂缝的开口宽度一般随构件受拉边缘的配筋率增大而减小。
(3)很明显，本工程屋面井字梁侧面出现的裂缝是由冬夏季温差引起的混凝土收缩变形以及冬季室内外温差所产生内力效应的影响叠加于荷载效应的综合作用结果。因该梁是在夏季施工的，而且保温隔热措施较差，在冬季的低温下，沿梁长方向产生收缩。当收缩变形受到支座的约束时，在梁体内产生了拉应力。由于混凝土的抗拉强度较低，当拉应力超过抗拉强度时，便产生裂缝。此外，设计中没有按构件由于温度收缩变形引起的拉应力进行抗拉强度验算，抗拉筋明显不足，也是导致井字梁构件裂缝的主要原因之一。由于LAI、LAZ梁配筋大于LB梁，故裂缝在LB梁上分布较广。
1.2处理措施
该工程从竣工到发现裂缝已经过四年多时间，此后又经过近三个月的现场裂缝发展的观测，证实裂缝的开展已处于稳定状态。引起构件裂缝的主要因素―混凝土收缩变形由于各种井字梁及其支承系统的协调变形已趋稳定，同时按温度效应与荷载效应组合验算构件抗弯强度证明梁截面承载力能够满足使用要求，故工程上仅按温度裂缝的因素对构件作了如下处理。
(1)改善屋面保温性能。考虑到原有屋面防水材料SBS已老化变质，为防止屋面渗漏，揭去重做。同时重新在屋面上铺设了架空层，以降低梁体的冬夏季温差与室内外温差。具体做法为:首先将屋面清扫干净，放出支撑中线，间距为600mm，然后用25#水泥砂浆砌砖带支承，间距偏差≤10mm，再用C25水泥砂浆铺混凝土小板，并用1：2水泥砂浆嵌缝。
(2)鉴于构件裂缝宽度较小，故采用表面处理法施工。具体方法为:凿去裂缝两侧各宽5cm范围内的粉刷层，对裂缝处用水冲洗，然后刷掺有107胶的水泥浆，最后用1:2水泥砂浆抹平凿出的凹槽。对井字梁边梁与支承墙体间的错位处，先贴上宽300mm的铅丝网，再用水泥砂浆进行重新粉刷。同时在构件修补后经过一年左右的跟踪观测，没有发现新裂缝产生，因此可以认定以上分析结果以及裂缝处理方法是正确的。
2结论
对于象井字梁构件这类体量较大，相互之间约束又较多的混凝土构件，为防止产生温度裂缝，可采取如下一些措施。
(l)选择适宜的季节浇注混凝土。因为混凝土的抗拉强度较低，为防止其收缩变形使梁体内产生拉应力，应尽量选择温度低的季节浇注。必须在热天浇筑时，可采用冰水或深井水拌制，或设置简易的遮阳装置，并对骨料进行喷水预冷却，以降低混凝土的搅拌和浇筑温度。
(2)选用水化热小和收缩小的水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)，选用级配良好的骨料，并严格控制砂、石子的含热量，尽量降低水灰比，合理使用减水剂，加强振捣，以减少水化热，提高混凝土的密实性和抗拉强度。
(3)做好保温隔热工作，尽量减少构件的冬夏季温差和室内外温差。
关键词：超长地下室；混凝土结构；防裂措施
一、工程案例
某建筑工程地上5层、地下3层，其中地下2、3层为车库。地下一层为商场、办公间及设备用房等。本工程结构为钢筋混凝土框架体系，选取主、次梁楼盖体系进行各楼层施工。梁、板及柱都为混凝土构件。第一层～5层所有楼板都有开洞。其余楼层洞口分布基本一致，其中与中央共享大厅较近位置从地下一层逐步向上变大，形状转换为长方形。该工程屋盖体系可划分为13个部分。结构上附近屋面都连接其相邻楼层，中央上方几个楼盖则独立存在。因工程施工特征，屋盖为钢结构的为#1、#3、#8；玻璃为屋盖#1的屋面；压型钢板为屋盖#3、#8的屋面，其他都选取混凝土梁板结构作为屋盖，具体如图1所示。因本工程平面超长，x方向平面尺寸大概为180m，Y方向平面尺寸为170m。与施工规范规定的框架结构体系伸缩缝最大间距相比较大，为此，在结构设计时无需进行伸缩缝设计。
二、混凝土温差效应及长期收缩的影响
1、温差效应影响。竖向温差与水平温差效应是高层建筑的主要温差效应类型，而于本工程而言，因其结构高度较低，平面尺寸较大，因此仅需对水平温差效应进行分析即可。以构件自身条件来讲，温差产生的主要原因包含季节变化、太阳辐射等，具体分为2种，其一构件自身内外表面温差，也就是一般意义上的局部温差；其二为构件中面的温差，是指相应时间段内构件中面温度和混凝土终凝温度之间的差值，也就是所说的整体温差。据大量实践经验分析得出，于整体结构而言，局部温差影响较小，水平温差效应产生的主要原因为整体温差。
因该工程具有较大平面尺寸结构形式，顺着水平方向大量竖向构件将导致混凝土楼层出现变形问题，进而产生极大约束。如“-”温差出现于楼层内，由于收缩现象梁板受拉；除此之外，因水平剪力作用，附近竖向构件将产生水平方向剪切变形。
本工程由混凝土主体结构合拢到运营使用环节，因上部结构和地下室之间存在极大温度变化，因整体温差较大，地上各层、第一层与地下各层之间极易产生水平变形差异。第一层楼板为地下室顶盖，因地下室外墙约束，导致第一层和第二层之间水平变形差异极为突出。因地下一层开洞较大，地上温度必定会对地下一层造成极大影响，致使地下一层温度基本等同于地上温度，这样不利于地下一层、地上第一、二层梁板及第一层柱施工。
2、长期收缩影响。由于水分蒸发在空气中暴露的混凝土构件极易出现收缩现象。作为一个长期过程，影响混凝土收缩的因素较多，如最终收缩量、材料构成及环境因素等。该工程因截面尺寸、环境等因素，导致地下室底板与其他各层楼板长期收缩量之间存有一定差异。整体来讲，因厚度较大，地下室底板无法充分接触空气，导致其长期收缩量不大，其他所有楼板则具有较大收缩量。在地下室外墙与混凝土柱约束下，该收缩差异将导致部分楼层，尤其是地下室各层产生受拉现象。混凝土长期收缩效应可同时与结构施工、使用阶段的温差效应一起存在，采取防裂技术措施时应综合考虑以上两种效应。
三、超长地下室混凝土结构防裂技术措施
高层建筑混凝土规定，现浇框架结构伸缩缝间距必须控制在55m以下。如选取一定构造及施工措施，降低温度及混凝土收缩对结构影响，可将伸缩缝最大间距适当放宽。根据施工规范规定，如该工程进行伸缩缝设置，则具有大量永久缝数量，将严重影响建筑效果与使用空间，因此，可选取适当措施放宽伸缩缝间距。具体方式如下：
1、后浇带及膨胀加强带设置
该工程需保证膨胀加强带结合后浇带设置，后浇带内需进行收缩混凝土浇筑，通过一定膨胀应力对结构合拢后温差收缩应力进行补偿。按照温度分析结果显示，在第一层与地下室一层及地下室外墙连接楼板较大应力位置，需将膨胀加强带设置到X、Y方向。
设置后浇带可错开混凝土收缩应变高峰期，并将部分收缩应力释放出来。施工过程中浇筑后浇带时间应具有合理性，确保结构合拢温度适当。与本工程所在地气温情况相结合，9.7℃为每年4月、10月的平均温度，10℃为分析取值。按照该工程施工工期预测，后浇筑封闭时间和混凝土楼板完成时间相隔超过180天，以完成大部分混凝土收缩。为避免施工阶段“-”温差较大，完成浇筑后浇带作业后，即将步入冬天，外幕墙需封闭。
2、选取保温隔热构造
选取双层玻璃用于结构外立面及屋顶#1，屋顶需选取保温隔热措施。同样保温隔热措施也可用于暴露于外面的地下室顶板，且选取双层楼板。滤水层安设到地下室底板位置，防水内隔墙设置到外墙内，止水带应设置到施工缝位置。根据施工实际情况，应在20到22℃之间控制室内常年温度。商场为地下室一层，其室内温度应与地面上各层温度一致。
3、合理选择原材料
建筑结构中补偿收缩混凝土的主要功能为结构自防水、减免后浇带无缝施工及大体积混凝土裂渗控制。于超长地下室混凝土结构防裂分析，可选取补偿收缩混凝土技术进行有效处理。膨胀水泥为混凝土膨胀剂与抗裂防水剂的发展基础，目前应用最多的为硫铝酸钙类膨胀剂，要求在混凝土掺加8%到12%的硫铝酸钙类膨胀剂，和水泥水化反应形成钙矾石膨胀结晶，此时将改变混凝土结构特性。具体如下：
第一，钙矾石体积膨胀，因钢筋与邻位约束，将由0.2到0.7mpa预压应力产生于混凝土结构内，进而将混凝土应力状态改善，并达到混凝土抗裂性能提升的目的。
第二，因钙矾石可对毛细孔缝进行充分填充，进而达到混凝土孔结构改善及总孔隙率减少的作用。
选取补偿收缩混凝土进行超长钢筋混凝土结构连续施工，选取补偿收缩混凝土在大体积混凝土内进行防裂防渗控制，不仅能够缩短工期、简化施工工艺，提高工程施工|量，还具有良好经济效益。
4、O置钢筋加强区域
混凝土抗拉强度及变形能力直接对其是否开裂起到决定作用，通常可通过极限拉伸衡量混凝土变形能力。于混凝土极限拉伸能力提升而言，配筋数量是否准确、位置是否正确极为关键。要求在外荷载影响下，混凝土构件受力钢筋全截面最小配筋率必须相关规范规定相符，并在此基础上适量增加配筋量，以此对混凝土温度收缩及干缩起到有效控制。要求在0.2%以上控制超长墙体单面水平构造钢筋配筋率；0.3%以上控制楼板单面钢筋配筋率；0.25%以上控制带外采取补偿收缩混凝土时的配筋率。具体配筋方式如下：
按照以上温度、收缩效应分析情况，需将钢筋加强区域设置到楼板、梁与竖向构件内较大应力位置，以此达到结构抗温及收缩效应能力提升。楼板加强区域设置到楼板薄弱及较大应力位置，需全截面配置加强配筋。第一，洞口钢筋加强板带。第一、二层具体较大洞口，则其附近具有较为显著应力。顺着边缘方向在洞边3m范围内设置钢筋加强区域，全截面进行加强配筋设置除此之外，在洞口转角位置，斜方向进行抗裂钢筋增设。第二，楼板钢筋加强板带。因楼板具有较大开洞，将大大消弱局部楼板有效板宽。因此，地下室外墙约束，与地下室外墙相连第一层、地下一层楼板应力较大，此区域增设额外配筋。第三，楼板构造配筋增加。与所有层非削弱楼板区域配筋相比，需进行额外构造全截面配筋率的增加，增加比例为0.1%到0.3%之间。
四、结束语
综上所述，伴随我国建筑工程建设规模的进一步扩大，为了确保建筑物的功能需求得到满足，要求做好地下室施工工作，不仅能够使建筑物的综合利用率大幅提高，还能有效提升工程质量。因此，必须在充分结合施工现场具体情况下，做好施工准备工作，规范施工流程，采取行之有效的质量控制措施，只有这样才能实现建筑工程经济效益最大化。■
参考文献
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[2]王武建.浅析深圳欢乐海岸项目超长地下室结构的设计方法与施工措施[J].现代物业（上旬刊）.2012（06）
[3]高宇程，邹正.超长地下室结构设计及实例介绍[J].中国新技术新产品.2011（03）
[4]刘山林.谈地下室大体积混凝土工程施工防裂防渗漏技术措施[J].工程建设与设计.2013（10）
关键词:钢筋混凝土；梁裂缝处理
l引言
钢筋混凝土结构是由于种种不同原因产生的裂缝，不仅种类繁多，形态各异，而且较为普遍，轻微者影响建筑物的美观，造成建筑物渗漏水;严重者降低建筑物结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性，甚至还会引起整体倒塌重大质量事故。
2裂缝原因及处理
一建筑大厦2001年七月开工，2002年六月竣工验收，总建筑面积为1890平方米，其是一幢3层框架和砖混结构建筑。在处理粉刷层后发现裂缝沿构件截面高度呈上宽下窄状，宽度约0.5～1mm，一般为表面裂缝，基本未贯穿梁底，而且很多分布在跨中区域，同时井字梁的周边梁与其下砌体结构产生了很明显错位。
2.1裂缝原因
(1)该楼共设8个沉降观测点。根据基础沉降观测结果，地下基础进行人工加强处理，并采用板式基础，沉降量均较小，最大沉降量10.4mm，最小沉降量9.3mm，最大差异沉降仅1.1mm，故可排除基础沉降量过大引起梁体裂缝的可能。
(2)对梁进行回弹测得混疑土强度等级达到C20，符合原设计要求，故可排除梁混凝土强度等级不足引起梁开裂的可能。
(3)该井字梁结构系夏季施工，原定屋面做法为刚性防水层上用1：10水泥珍珠岩找坡，再做架空层隔热，而后考虑铝白色SBS具有反光、防漏的双重作用，而改用铝白色塑膜面SBS防水卷材替代架空层。通过实地检查发现，该防水材料已老化变质，其上铝白色也已褪尽。南京地区冬季最低室外温度在一5℃左右，室内温度可达到10℃，夏季室外温度可达到38℃左右，在阳光直射处则可达到45℃以上，室内温度为30℃左右。该井字梁层面上虽做有珍珠岩找坡层，但厚度较薄，且其上SBS已失去原有的反光作用，故该层面保温性较差，梁的室内外温差无论冬夏季至少在10℃以上。
现以LB梁为例进行裂缝宽度复核。该构件的裂缝控制等级应为三级，最大裂缝允许宽度为0.3mm。复核工作分两部分进行。
(1)接受弯构件验算梁裂缝宽度，其最不利情况应是荷载效应与温度效应产生的弯矩叠加。因该梁是夏季施工的，冬季则产生收缩变形，梁顶与梁底的温差使梁顶收缩大于梁底，因此，冬季温度效应产生的跨中弯矩与荷载效应产生的跨中弯矩是同号的，即冬季二者的影响是叠加的。
经计算得屋面综合荷载q=7.58kN/m2，区格的长a和宽b分别为3.4m和3m，则荷载效应产生的弯矩:
M1=0.34qa2b=0.34×7.58×3.42×3=89.4kN·m
而由构件上下表面温差产生的温度弯矩M1:
M1=Elat/h=Ebh2at/12=2.55×104×250×700×700×10-5×10/12=26kN·m
其中E为C20混凝土弹性模量取2.55×104/mm2;a为C20混凝土线膨胀系数，取1×10-5，I为构件截面惯性矩，矩形时为bh2/12(b为构件宽250mm，h为构件高度700mm);t为构件上、下表面温度，取为10℃。
因而M=Ml+Mt=115.4kN·m
按《混凝土设计规范(GB50010—2002)》受弯构件公式算得最大裂缝宽度:Wmax=0.215mm
(2)按受拉构件验算梁裂缝宽度。由于该梁为夏季施工，冬季则产生收缩变形，但受支座的约束，在混凝土内产生拉应力。如夏季施工时的温度为35℃，冬季按0℃计算，则冬夏温差将达35℃左右。如近似按轴心受拉构件验算，则可算得最大裂缝宽度Wmax=0.82mm>0.3mm。
由计算过程中得知，温度变形产生的伸缩应力很大(本例为781kN)，虽然计算中已考虑了钢筋混凝土构件同砖混结构的协同变形因素，但由于两者的线膨胀系数不同，砖混部分还是对构件产生了较大的约束。其中温度变形造成钢筋混凝土屋面井字梁产生裂缝的特点为:裂缝一般发生在有较大连续边长且向两端边界受到约束的构件上;裂缝的方向与混凝土内主拉应力方向垂直，但裂缝位置不确定;裂缝的中部宽度较大，易沿构件截面的较小边贯通;裂缝的开口宽度一般随构件受拉边缘的配筋率增大而减小。
(3)很明显，本工程屋面井字梁侧面出现的裂缝是由冬夏季温差引起的混凝土收缩变形以及冬季室内外温差所产生内力效应的影响叠加于荷载效应的综合作用结果。因该梁是在夏季施工的，而且保温隔热措施较差，在冬季的低温下，沿梁长方向产生收缩。当收缩变形受到支座的约束时，在梁体内产生了拉应力。由于混凝土的抗拉强度较低，当拉应力超过抗拉强度时，便产生裂缝。此外，设计中没有按构件由于温度收缩变形引起的拉应力进行抗拉强度验算，抗拉筋明显不足，也是导致井字梁构件裂缝的主要原因之一。由于LAI、LAZ梁配筋大于LB梁，故裂缝在LB梁上分布较广。
2.2处理措施
该工程从竣工到发现裂缝已经过四年多时间，此后又经过近三个月的现场裂缝发展的观测，证实裂缝的开展已处于稳定状态。引起构件裂缝的主要因素—混凝土收缩变形由于各种井字梁及其支承系统的协调变形已趋稳定，同时按温度效应与荷载效应组合验算构件抗弯强度证明梁截面承载力能够满足使用要求，故工程上仅按温度裂缝的因素对构件作了如下处理。
(1)改善屋面保温性能。考虑到原有屋面防水材料SBS已老化变质，为防止屋面渗漏，揭去重做。同时重新在屋面上铺设了架空层，以降低梁体的冬夏季温差与室内外温差。具体做法为:首先将屋面清扫干净，放出支撑中线，间距为600mm，然后用25#水泥砂浆砌砖带支承，间距偏差≤10mm，再用C25水泥砂浆铺混凝土小板，并用1：2水泥砂浆嵌缝。
(2)鉴于构件裂缝宽度较小，故采用表面处理法施工。具体方法为:凿去裂缝两侧各宽5cm范围内的粉刷层，对裂缝处用水冲洗，然后刷掺有107胶的水泥浆，最后用1:2水泥砂浆抹平凿出的凹槽。对井字梁边梁与支承墙体间的错位处，先贴上宽300mm的铅丝网，再用水泥砂浆进行重新粉刷。同时在构件修补后经过一年左右的跟踪观测，没有发现新裂缝产生，因此可以认定以上分析结果以及裂缝处理方法是正确的。
3结论
对于象井字梁构件这类体量较大，相互之间约束又较多的混凝土构件，为防止产生温度裂缝，可采取如下一些措施。
3.1选择适宜的季节浇注混凝土。因为混凝土的抗拉强度较低，为防止其收缩变形使梁体内产生拉应力，应尽量选择温度低的季节浇注。必须在热天浇筑时，可采用冰水或深井水拌制，或设置简易的遮阳装置，并对骨料进行喷水预冷却，以降低混凝土的搅拌和浇筑温度。
3.2选用水化热小和收缩小的水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)，选用级配良好的骨料，并严格控制砂、石子的含热量，尽量降低水灰比，合理使用减水剂，加强振捣，以减少水化热，提高混凝土的密实性和抗拉强度。
关键词：自然通风原理应用
0前言
随着空调技术的不断发展，人们越来越能主动的控制室内环境，创造前所未有的室内舒适气候要求，从而使人们逐渐淡化对自然通风这种气候适宜性技术的应用。然而，在今天全球能源紧张、节能压力增大、空气品质（IAO）恶化以及建筑综合征（SBS）等发生的情况下，人们不得不从新审视自然通风这一传统的气候适宜性技术，自然通风这种古老而有效的技术在今天得到了前所未有的重视。空调的产生，使人们可以主动地控制居住环境，而不是象以往一样被动地适应自然；空调的大量使用，使人们渐渐淡化了对自然通风的应用。而在空调技术得以普及的今天，迫于节约能源、保持良好的室内空气品质的双重压力下，全球的科学家不得不重新审视自然通风这一传统技术。在这样的背景下，把自然通风这种传统建筑生态技术重新引回现代建筑中，有着比以往更为重要的意义。
1自然通风技术的原理
通常意义上的自然通风指的是通过有目的的开口，产生空气流动。这种流动直接受建筑外表面的压力分布和不同开口特点的影响。压力分布是动力，而各开口的特点则决定了流动阻力。就自然通风而言，建筑物内空气运动主要有两个原因：风压以及室内外空气密度差。这两种因素可以单独起作用，也可以共同起作用。
1.1风压作用下的自然通风
风的形成是由于大气中的压力差。如果风在通道上遇到了障碍物，如树和建筑物，就会产生能量的转换。动压力转变为静压力，于是迎风面上产生正压(约为风速动压力的0.5-0.8倍)，而背风面上产生负压(约为风速动压力的0.3―0.4倍)。由于经过建筑物而出现的压力差促使空气从迎风面的窗缝和其他空隙流入室内，而室内空气则从背风面孔口排出，就形成了全面换气的风压自然通风。某一建筑物周围风压与该建筑的几何形状、建筑相对于风向的方位、风速和建筑周围的自然地形有关。
1.2热压作用下的自然通风
热压是室内外空气的温度差引起的，这就是所谓的“烟囱效应”。由于温度差的存在，室内外密度差产生，沿着建筑物墙面的垂直方向出现压力梯度。如果室内温度高于室外，建筑物的上部将会有较高的压力，而下部存在较低的压力。当这些位置存在孔口时，空气通过较低的开口进入，从上部流出。如果，室内温度低于室外温度，气流方向相反。热压的大小取决于两个开口处的高度差和室内外的空气密度差。而在实际中，建筑师们多采用烟囱、通风塔、天井中庭等形式，为自然通风的利用提供有利的条件，使得建筑物能够具有良好的通风效果。
1.3风压和热压共同作用下的自然通风
在实际建筑中的自然通风是风压和热压共同作用的结果，只是各自的作用有强有弱。由于风压受到天气、室外风向、建筑物形状、周围环境等因素的影响，风压与热压共同作用时并不是简单的线性叠加。因此建筑师要充分考虑各种因素，使风压和热压作用相互补充，密切配合使用，实现建筑物的有效自然通风。
1.4机械辅助式自然通风
在一些大型建筑中，由于通风路径较长，流动阻力较大,，单纯依靠自然风压与热压往往不足以实现自然通风。而对于空气污染和噪声污染比较严重的城市，直接的自然通风还会将室外污浊的空气和噪声带入室内，不利于人体健康。在这种情况下，常常采用一种机械辅助式的自然通风系统。该系统有一套完整的空气循环通道，辅以符合生态思想的空气处理手段(如土壤预冷、预热、深井水换热等)，并借助一定的机械方式加速室内通风。
2自然通风技术的优势
自然通风是当今建筑普遍采取的一项改革建筑热环境、节约空调能耗的技术，采用自然通风方式的根本目的就是取代（或部分取代）空调制冷系统。而这一取代过程有两点至关重要的意义：一是实现有效被动式制冷，当室外空气温湿度较低时自然通风可以在不消耗不可再生能源的情况下降低室内温度，带走潮湿气体，达到人体热舒适，即使室外空气温湿度超过舒适区，需要消耗能源进行降温降湿处理，也可以利用自然通风输送处理后的新风，而省去风机能耗，且无噪声。这有利于减少能耗、降低污染，符合可持续发展的思想。二是可以提供新鲜、清洁的自然空气（新风），有利于人的生理和心理健康。室内空气品质的低劣在很大程度上是由于缺少充足的新风。空调所造成的恒温环境也使得人体抵抗力下降，引发各种“空调病”。而自然通风可以排除室内污浊的空气，同时还有利于满足人和大自然交往的心理需求。
3自然通风系统设计中的限制性条件
自然通风技术作为一种免费的技术，它的应用必然受到环境的限制。对于室外环境温、湿度比较温和的地区（如英国），该技术的应用非常成熟，下面基于他们的应用经验，介绍有关自然通风技术应用的限制性条件。
3.1室内得热量的限制
应用自然通风的前提是室外空气温度比室内低，通过室内空气的通风换气，将室外风引入室内，降低室内空气的温度。很显然，室内、外空气温差越大，通风降温的效果越好。对于一般的依靠空调系统降温的建筑而言，应用自然通风系统可以在适当时间降低空调运行负荷，典型的如空调系统在过渡季节的全新风运行。对于完全依靠自然通风系统进行降温的建筑，其使用效果则取决于很多因素，建筑的得热量是其中的一个重要因素，得热量越大，通过降温达到室内舒适要求的可能性越小。现在的研究结果表明，完全依靠自然通风降温的建筑，其室内的得热量最好不要超过40W/m2。
3.2建筑环境的要求
应用自然通风降温措施后，建筑室内环境在很大程度上依靠室外环境进行调节，除了空气的温、湿度参数外，室内的空气品质和噪音控制也将被室外环境所破坏。根据目前的一些标准要求，采用自然通风的建筑，其建筑外的噪音不应该超过70dB；尤其在窗户开启的时候，应该保证室内周边地带的噪音不超过55dB。同时，自然通风进风口的室外空气质量应该满足有关卫生要求。
3.3建筑条件的限制
应用自然通风的建筑，在建筑设计上应该参考以上两点要求，充分发挥自然通风的优势。
3.3.1建筑位置
周围是否有交通干道、铁路等一般认为，建筑的立面应该离开交通干道20米，以避免进风空气的污染或噪音干扰；或者，在设计通风系统时，将靠近交通干道的地方作为通风的排风侧。地区的主导风向与风速根据当地的主导风向与风速确定自然通风系统的设计，特别注意建筑是否处于周围污染空气的下游。周围环境由于城市环境与乡村环境不同，对建筑通风系统的影响也不同，特别是建筑周围的其它建筑或障碍物将影响建筑周围的风向和风速、采光和噪音等。
3.3.2建筑形状
形状建筑的宽度直接影响自然通风的形式和效果。建筑宽度不超过10米的建筑可以使用单侧通风方法；宽度不超过15米的建筑可以使用双侧通风方法；否则，将需要其它辅助措施，例如烟囱结构或机械通风与自然通风的混合模式等。建筑朝向为了充分利用风压作用，系统的进风口应该面对建筑周围的主导风向。同时建筑的朝向还涉及减少得热措施的选择。开窗面积系统进风侧外墙的窗墙比应该兼顾自然采光和日射得热的控制，一般为30%-50%。建筑结构形式建筑结构可以是轻型、中型或重型结构。对于中型或重型结构，由于其热惰性比较大，可以结合晚间通风等技术措施改善自然通风系统的运行效果。
3.3.3建筑内部设计
层高比较大的层高有助于利用室内热负荷形成的热压，加强自然通风。室内分隔的形式直接影响通风气流的组织和通风量。建筑内竖直通道或风管可以利用竖直通道产生的烟囱效应有效组织自然通风
3.3.4室内人员
室内人员密度和设备、照明得热的影响对于建筑得热超过40W/m2的建筑，可以根据建筑内热源的种类和分布情况，在适当的区域分别设置自然通风系统和机械制冷系统。工作时间工作时间将影响其它辅助技术的选择（如晚间通风系统）。
3.4室外空气湿度的影响
应用自然通风对降低室内空气温度效果明显，但对调节或控制室内空气的湿度，效果甚微。因此，自然通风措施一般不能在非常潮湿的地区使用。
4建筑中的自然通风考虑因素
自然通风技术在运用的过程中，要充分结合当地气候、环境条件，采取相适应的技术措施，才能保证自然通风达到良好的生态效能。自然通风在考虑普通的诸如气候、建筑朝向、室外绿化、通风构造细部等要素的影响外，越来越多的考虑以下两点要素：①太阳能强化自然通风。太阳能强化自然通风的建筑构件主要有屋面太阳能烟囱、Trombe墙以及与建筑一体化安装的太阳能空气集热器。为了在夏季达到更好的冷却效果，通常将这些作法与其他建筑构件复合成一个有组织的自然通风系统；②计算机模拟自然通风。计算机模拟技术，特别是计算立体力学（CFD）对自通通风设计有着非常重要的作用，它利用连续性方程、动量方程、能量方程等控制方程对空气动力进行分析，然后利用计算机软件进行计算机模拟，得出可视化的直观效果，对建筑师设计出合理的建筑风环境提供了重要的参考。因此，随着计算机模拟技术的不断发展，计算机模拟对自然通风的设计无疑会产生巨大的推动作用。
关键词：大棚草莓;畸形果;挂果脱节;原因;防止方法
近年来,广德县大棚草莓栽培生产中,时常出现畸形果和挂果间断脱节现象。据调查统计,一些轻发田块减产20%～30%,重发田块可减产40%以上,严重影响了草莓的产量和质量。因此,解决大棚草莓畸形果和挂果期间断脱节问题对促进草莓经济发展具有重要意义。
1草莓畸形果与挂果脱节原因
1.1低温冻害
从12月至翌年2月,既是低温时段,又正值棚室草莓开花坐果盛期,气温0～7℃,强对流暴风雪或雨雪后初晴,温度骤降时有发生。据调查,草莓花期落前2～3d,遭遇1h的-2℃的低温时,雌蕊变黑;花后7d内的小果经3h的-2℃或1h的-5℃低温后果实变黑,形成无效果;花前4～8d,中等程度的花蕾经1h的-2℃低温以后,花粉的发芽受阻。可以看出,遇短时间低温完全可以发生冻害从而抑制花药的正常开裂授粉成果。
1.2湿度过大
据调查,棚室草莓开花时花药的开裂最适空气温度为20%,花粉萌发则以40%为宜。湿度过高或过低发芽率均会降低。另外,棚室覆盖普通膜上的水滴冲刷了花器的柱头等也会影响花粉的授粉受精。
1.3光照不足
大棚草莓花粉的形成大约自开花2周前开始,这一期间光照不足会减少花粉萌发时所需淀粉的积累,从而使花粉萌发率降低,进而影响授粉受精与果实的发育[1]。
1.4喷布农药不当
棚室草莓开花期间花药开裂散粉时(晴天10～14时)喷布农药,药水冲刷了花器柱头,或药水浓度过高,药剂量过大,而影响授粉受精;同时药剂也会杀死访花昆虫等,致使畸形果和无效果增多,坐果率降低,果品小而品质差[2]。
1.5施肥过量
据调查,生产中大棚草莓肥害,主要是有机肥未腐热施用,或施用量过大,或氮素化肥过多,浓度过大,或施入根区较近而引起的。肥害引起烧腋芽、烧茎叶、烧花、烧脱果。
2防止方法
2.1合理调控棚室内的温湿度
采用高畦地膜覆盖降低空气湿度,棚膜选用长寿无滴膜,减少水滴浸湿柱头。遇连阴雨天沟内垫稻草等秸秆物,或其他吸水物。采用微管暗灌技术,进行膜下微管、滴管灌水、浇肥,结合浇水施肥、灌水带肥。根据天气变化保温,当气温降到6～8℃时覆大棚膜;0℃时覆小棚膜;-5℃以下时盖草苫;遇强对流天气应牢固拉绳防止风吹坏棚膜,遇雨雪初晴时,用火炉、火盘、灯光等加温[3,4]。
2.2放养蜜蜂
反季节棚室草莓栽培生产中采用蜜蜂传花授粉,简单易行、效益高,对降低畸形果,提高坐果率和果品质量效果十分显著。选在草莓开花前几天把备好的蜜蜂箱移入棚内,以每棚放蜂1箱为宜,使其适应棚内生活习性。当棚内草莓施药时注意将蜂箱关好移出棚外,直到气温明显升高的3月中下旬,再将蜂群移出棚外。
2.3科学施肥
在施足基肥的基础上,根据作物需肥规律行科学追肥,补充速效性肥料,以弥补土壤中养分的亏缺和植株生长的需要,一般每次施三元复合肥(15-15-15)225kg/hm2左右为宜,冲施肥液浓度掌握在0.4%～0.6%。同时,适量加入腐熟人粪尿,或腐熟饼粕浸泡液更佳。追肥最好做到有机肥与无机肥结合、速效肥与缓效肥结合、根浇与根外喷施结合,并掌握以“少吃多餐”为原则,忌一次性浓度过大、剂量过多。
2.4巧妙防病免药害
在保证无病壮苗移栽的基础上,加强农业措施管理为主,尽量不用农药或控制使用农药。在开花前应根除田间病虫害,一是时常注意打老叶、脚黄叶、病叶和清除病株、杂草等。二是采用闭棚提温法和敞棚膜通风换气降温法,以恶化或破坏病害的生存环境条件。三是必要用药时,选择开花数较少的时期和药害较小的药剂,且避开花粉开放时间施药。提倡烟薰剂和粉尘法施药防病虫。
2.5增施二氧化碳气肥
冬季闭棚时间长,棚内气体交换少,二氧化碳亏缺,补施二氧化碳可增强光合作用。选在11月扣棚保温后植株长出2～3片新叶时施用,选晴天9～16时进行,并将棚内温度控制在20～25℃为宜。
3参考文献
[1]韩秋萍,王本辉,王海峰.大棚草莓畸形果发生的原因和防止方法[J].北京农业(实用技术),2008(3):21-22.
[2]方曙棠,叶金华,程罗生.大棚草莓畸形果成因与预防[J].农业装备技术,2006(3):44.
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