工程測量技術(shù)在校區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用

任英橋　鄭孝波　徐歡　岳軍紅

摘要：分析了工程測量技術(shù)，闡述了工程測量的評價(jià)方法。針對某高職學(xué)院新校區(qū)中的建設(shè)，研究了校園的建筑布局和整體概況，重點(diǎn)分析了化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓的建設(shè)項(xiàng)目，利用工程測量技術(shù)，確定了化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓的樓層布局。開展對化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓的平面設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)樓的功能空間設(shè)計(jì)，結(jié)果表明：均能滿足建筑行業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：工程測量;新校區(qū)建設(shè);工程測繪;化工學(xué)院;功能空間設(shè)計(jì)

中圖分類號：TU198

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001-5922（2022）06-0083-06

Application of engineering survey technology in the construction of new campus——taking an Institute of Chemical Engineering as an example

REN Yingqiao， ZHENG Xiaobo， XU Huan， YUE Junhong

（1. Shaanxi Railway Institute， Weinan 714000， Shaanxi China;

2.Infrastructure Department of Xi'an Aeronautical University， Xi'an 710077， China

）

Abstract：This paper analyzes the engineering survey technology and expounds the evaluation method of engineering survey. For the construction of a new campus of a higher vocational college， the architectural layout and overall situation of the campus are studied. With a special focus on the analysis of the construction project of the experimental building of the Institute of Chemical Engineering. It determines the floor layout of the experimental building of the Institute of Chemical Engineering by using engineering measurement technology. Then， the paper explore on the graphic design of the experimental building of the Institute of chemical engineering and the functional space design of the experimental building. The results show that the building can meet the national standards of the construction industry.

Key words：engineering survey; new campus construction; engineering surveying and mapping; chemical engineering institute; functional space design

職業(yè)教育作為國家發(fā)展水平和發(fā)展動(dòng)力的象征，具有不可替代的作用。職業(yè)教育自20世紀(jì)90年代提出科教興國戰(zhàn)略開始，開展了高速的發(fā)展，同時(shí)也伴隨著高校的擴(kuò)建和校區(qū)的規(guī)劃，許多院校的新校區(qū)建設(shè)處于蓬勃發(fā)展的狀態(tài)[1]。在我國的院校建設(shè)中，校園規(guī)劃始終是重要的一部分，其中涉及了許多專業(yè)的交叉融入。對于校區(qū)中的建筑、道路、景觀等空間布局，都有著極其重要的規(guī)劃。建設(shè)規(guī)劃是測繪工程、道路工程、建筑工程等的分期的進(jìn)度計(jì)劃[2]。陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院高新校區(qū)作為正在興建的院校，其規(guī)劃建設(shè)對于當(dāng)?shù)氐慕逃l(fā)展和職業(yè)教育的提高具有不可替代的作用。在借鑒國內(nèi)高校建設(shè)規(guī)劃的情況下，考慮工程測量技術(shù)對于校區(qū)建設(shè)的影響，通過具體分析化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓的研究與評價(jià)，總結(jié)工程測量技術(shù)對校區(qū)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，指明遇到的問題，有助于對今后的校區(qū)建設(shè)研究具有積極的指導(dǎo)意義。

1工程測量技術(shù)

1.1工程測量數(shù)據(jù)處理方法

工程測量技術(shù)包含范圍很廣，是測繪技術(shù)在國民建設(shè)與經(jīng)濟(jì)中的直接應(yīng)用技術(shù)[3]。針對不同領(lǐng)域的的工程項(xiàng)目，需要進(jìn)行針對性的工程測量，其要求也是五花八門。在校區(qū)的建設(shè)規(guī)劃中所采用的工程測量技術(shù)，主要是利用常規(guī)儀器精確地測量建筑物的尺寸，通過分析高程測量與平面測量獲取到的數(shù)據(jù)[4]，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后繪制相應(yīng)的CAD圖。本文著重分析二等水準(zhǔn)測量、邊角工程控制測量等數(shù)據(jù)處理方法[5]，并利用處理軟件生成平差文件，進(jìn)行嚴(yán)密平差計(jì)算，求取測點(diǎn)的高程[6]。每條水準(zhǔn)線通過往返測高差不符值得出每公里偶然中誤差M，當(dāng)水準(zhǔn)網(wǎng)的環(huán)數(shù)超過20個(gè)，就應(yīng)依據(jù)環(huán)線的閉合差獲得每公里全中誤差M，具體如式（1）所示。

式中：Δ為測段往返測（或左右路線）高差不符值，mm;R為測段長度;N為測段數(shù);W為經(jīng)各項(xiàng)改正后的水準(zhǔn)環(huán)閉合差，mm。

數(shù)據(jù)處理方法流程主要包含數(shù)據(jù)預(yù)處理過程與網(wǎng)平差計(jì)算過程。利用CODAPS軟件可以實(shí)現(xiàn)上述操作。數(shù)據(jù)預(yù)處理的作用是將記錄本的觀測數(shù)據(jù)編輯成軟件可以識別的平差文件格式[7]。然后，在生成平差文件之后利用軟件進(jìn)行平面網(wǎng)平差計(jì)算，獲得測量數(shù)據(jù)的平差坐標(biāo)及其精度。

1.2工程測量技術(shù)評價(jià)方法

在實(shí)際的工程測量技術(shù)中，為了對在新校區(qū)建設(shè)中正確地進(jìn)行評價(jià)，需要制定合理的評價(jià)規(guī)則，主要是依據(jù)現(xiàn)有建筑行業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)作為判定的依據(jù)，包括對測量中全站儀的正確測量方式，測邊、測角過程的合理性[8]，數(shù)據(jù)預(yù)處理的方式等等進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑u價(jià)，保證在新校區(qū)的建設(shè)中，有著合理的評價(jià)體系。評價(jià)體系包含建筑組織形式，化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓的所在區(qū)位、建筑面積、樓梯設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)室布局、采暖性能等等[9-10]。另外，還包含對功能化建筑的功能布局評價(jià)和用地指標(biāo)的評價(jià)，在這里需要結(jié)合工程測量技術(shù)分析建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2新校區(qū)建設(shè)的概況與布局分析

2.1新校區(qū)建設(shè)概況與空間現(xiàn)狀

新校區(qū)占地面積為73.33 hm，代征道路的面積為12 hm，凈用地面積為61.27 hm，預(yù)留的發(fā)展用地為0.73 hm。校內(nèi)環(huán)境優(yōu)美，科研氛圍濃厚。校內(nèi)由教學(xué)區(qū)、學(xué)生公寓、體育活動(dòng)區(qū)、輔助配套的基礎(chǔ)設(shè)施。一期建設(shè)的建筑面積為30 hm，綜合容積率為0.867，建筑密度保持在25.43%左右，綠地面積為330.66 m，綠化率達(dá)到30.06%。校園被社會(huì)道路分為東西2個(gè)校區(qū)，校園教學(xué)樓布局形態(tài)為線式布局。從主入口進(jìn)入到校園中，校園西側(cè)由行政樓和教學(xué)樓組成，行政樓后面為綠化區(qū)。校園東側(cè)為學(xué)生服務(wù)中心和餐飲中心，作為校區(qū)的配套設(shè)施。校園西南區(qū)為體育活動(dòng)區(qū)，包含室外運(yùn)動(dòng)場、游泳館和體育館。新校區(qū)整體由主干道路圍合，空間整體具有統(tǒng)一感。化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓位于校區(qū)西側(cè)，化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓的建設(shè)規(guī)劃為本文研究的關(guān)鍵。通過工程測量技術(shù)，重點(diǎn)闡述化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓的建設(shè)情況。新校區(qū)總體布局規(guī)劃圖如圖1所示，圖1中還標(biāo)注了化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓的位置。

2.2化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓建設(shè)的布局分析

化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓的建設(shè)主要是針對各個(gè)專業(yè)的研究方向設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)樓通過連廊與其他實(shí)驗(yàn)樓進(jìn)行連接，屬于整體式教學(xué)樓。教學(xué)樓共計(jì)5層高，其內(nèi)部合圍庭院，整體實(shí)驗(yàn)樓的教學(xué)和辦公空間由單側(cè)環(huán)廊串聯(lián)而成，內(nèi)部分布眾多的實(shí)驗(yàn)室。其建筑形象活躍不單調(diào)，主體顏色由褐色和米黃色組成，其主立面為實(shí)驗(yàn)樓的東側(cè)山墻。化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓的外部建設(shè)圖如圖2和圖3所示。

實(shí)驗(yàn)樓一層平面圖如圖4所示。該實(shí)驗(yàn)樓可達(dá)性良好，由一層門廳引入，一層建筑設(shè)有多個(gè)出入口。為方便人員進(jìn)出實(shí)驗(yàn)樓和內(nèi)部庭院，特設(shè)有底層通道。實(shí)驗(yàn)樓的內(nèi)部立面造型基本是一致的，連廊之間由柱梁劃分與串接。門廳尺寸約為6.3 m×30 m，建筑內(nèi)的走廊為3 m左右。室內(nèi)公共交往空間主要功能為交通功能，并且建筑從平面圖看功能排布相對緊湊。實(shí)驗(yàn)樓門廳為貫穿式門廳，三面為大面積玻璃窗，并在其中布置展板，門廳空間成為教學(xué)樓的信息中心。

化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓主要包括教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和辦公室。南北貫通的長廊建設(shè)，有利于學(xué)生上下課的疏散。化工實(shí)驗(yàn)室有著自己的組合形式與規(guī)范要求，其內(nèi)部布置與化工實(shí)驗(yàn)室的具體工作流程相關(guān)，其具備更強(qiáng)的通風(fēng)系統(tǒng)、廢液廢料處理排放系統(tǒng)等。同時(shí)，還需要在實(shí)驗(yàn)室中增加防爆柜和通風(fēng)罩等設(shè)施，并且針對具備有機(jī)溶液等腐蝕性強(qiáng)的化學(xué)用品的化工實(shí)驗(yàn)室需要保證地板的防滑和耐腐蝕性等。

3工程測量技術(shù)對化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓建設(shè)的應(yīng)用

3.1樓梯測量設(shè)計(jì)研究

樓梯設(shè)計(jì)作為建筑的重要組成部分，在校區(qū)建設(shè)中化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓的樓梯采用現(xiàn)澆板式普通樓梯，依照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2010）和《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009—2012），通過已知的幾何信息，樓梯的左標(biāo)高為0.000 m，右標(biāo)高為2.100 m，平臺長度（左）為0 mm，平臺長度（右）為0 mm ，平臺厚度（左）為100 mm，平臺厚度（右）為 150 mm，內(nèi)延長（左）為0 mm，內(nèi)延長（右）為0 mm。樓梯的平臺梁尺寸，B為200 mm，H為400 mm，B為200 mm，H為400 mm。梯段長度設(shè)置為3 640 mm，則樓梯的踏步數(shù)為14。樓梯的附加恒荷載為1.500 kN/m，活荷載為3.500 kN/m，恒載分項(xiàng)系數(shù)是1.3，活載分項(xiàng)系數(shù)為1.5。活載調(diào)整系數(shù)： γ L為1.00，混凝土等級為C30級別，混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)β為1.0，f為14.30 N/mm。為了簡化計(jì)算板段配筋，采取沿著寬度方向單位長度的板帶，利用矩陣位移法作為計(jì)算方法，如圖5所示。

對樓梯進(jìn)行設(shè)計(jì)，樓梯的彎矩和剪力圖如圖6所示，該化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓樓梯的塑性撓度圖和裂縫圖如圖7所示。

3.2節(jié)能設(shè)計(jì)研究

對于建設(shè)的化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓，建筑外表面積為11 687.53 m，建筑體積為73 984.44 m。采用的工程材料如表2所示。為了有效提高節(jié)能能力，在設(shè)計(jì)窗墻比例時(shí)。既要注重保暖，又要考慮材料的節(jié)約不浪費(fèi)，其設(shè)計(jì)表如表3所示。通過測量，設(shè)計(jì)外墻構(gòu)造，構(gòu)造的外墻采用的材料分別為厚巖棉板和燒結(jié)多孔磚以及厚巖棉板和鋼筋混凝土，表3、表4中顯示材料的各種系數(shù)。根據(jù)這類系數(shù)，對外墻的平均熱工特性進(jìn)行計(jì)算，依照不同的方向，太陽光直射的日照時(shí)間不同，所以東西南北向的外墻建設(shè)略有不同，如表5所示。同時(shí)。基于節(jié)能設(shè)計(jì)的部分還有采暖與非采暖墻的分開設(shè)計(jì)，采暖墻與非采暖墻的傳熱系數(shù)為1.64，兩者的平均熱工特性和總體熱工性能的計(jì)算結(jié)果，具體如表6所示。通過上述的測量計(jì)算，將上述結(jié)果作為計(jì)算條件，得出要獲得的耗冷耗熱量，具體如表7所示。將計(jì)算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50189—2005）的標(biāo)準(zhǔn)要求相比，化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓滿足建筑綜合權(quán)衡的要求，其結(jié)果如表8所示。

4結(jié)語

本文在對新校區(qū)的建設(shè)項(xiàng)目中，重點(diǎn)對化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓的建設(shè)進(jìn)行闡述與設(shè)計(jì)。運(yùn)用工程測量技術(shù)合理地進(jìn)行布局和分析，充分考慮學(xué)生因素和環(huán)境因素。利用工程測量技術(shù)對化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓進(jìn)行多層次的設(shè)計(jì)，在經(jīng)過精確測量后，計(jì)算測量數(shù)據(jù)，進(jìn)行建設(shè)圖紙的繪制。通過工程測量技術(shù)，保證建筑質(zhì)量的控制更加定量化和科學(xué)化。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)樓的過程中，對于通用功能空間作合適的聯(lián)系，有利于功能空間的轉(zhuǎn)換與利用。在未來的研究中，更加充分的從建筑經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性出發(fā)，增加技術(shù)與設(shè)計(jì)的融合理念，在后續(xù)實(shí)際施工建造過程中提升整個(gè)建筑的品質(zhì)，為建筑的可持續(xù)化發(fā)展服務(wù)。

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