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篇1
這一實例就是百北居住小區2004年商貿樓工程,該工程總建筑面積11933平方米,其中一號商貿樓1100平方米,二號商貿樓744平方米,住宅樓10089平方米。一、二號樓臨錦江大街而建,二者之間是百北居住小區的東門。一號樓局部三層,二號樓二層,結構均為全框架,功能均為商貿用房。住宅樓緊鄰一、二號樓,位于小區內。在設計過程中,為了將技術與藝術合理應用到工程當中,共抓住了5個設計要點:
1、總平面布置——正負之間的零界限:
世間大多數物體都不是真空存在的,而是處在一定的環境中。這樣,在受環境影響的同時,也影響著環境。建筑則更需要與環境相結合。
該工程南側為吉林油田二鉆辦公樓,西側是吉林油田百北居住小區,東側主立面與錦江大街平行,至錦江大街與臨江路交匯處局部向西轉96度角,從而北側與臨江路平行,并與臨江路旁一棟六層住宅銜接。
在總平面上,該工程處在一個分界線的位置,正面面臨的錦江大街是一條比較繁華的街道,白天車水馬龍,夜晚燈光璀璨;背后是油田職工安居樂業的百北小區,基本上是動與靜的結合之處,就像正數與負數之間的“零”一樣,起著銜接與分隔的作用。對于這兩種性質截然不同的區域,首先在總平面上,底商與內部住宅之間以道路相隔,這樣的處理,可以使住宅盡量少的受繁華街道噪音與灰塵的影響,滿足了居住環境安靜舒適的要求。另外在建筑高度處理上,這兩座建筑盡量加大高度,一號樓還局部升起為三層,從而形成了一座圍墻一樣的屏障,隔絕喧囂,包容平靜。而且高度的處理還對功能使用與造型變化有所幫助。這是在縱覽大局方面進行技術控制和藝術的聯想。
2、平面布局——百家薈萃,各取所需
建筑的功能不同,使用對象也會不同。該建筑的功能明確,全部為商貿用房,理所當然使用對象也只有從事商業活動的人們,可是仔細考慮,購買商貿房的用戶也是千差萬別的,經濟寬裕程度不同,經營項目不同,經營方式不同,個人喜好不同,因此平面設計時,在滿足結構處理的條件下,把多種戶型與面積選擇帶給商家,各取所需。
如一號樓每戶均為矩形,層數有二層、三層之分,面積有大小之分。二號樓均為二層,1—2軸處一戶為矩形,面積略小,其它為矩形與扇型相結合的戶型,面積略大。建筑的室內空間高度足夠滿足使用要求,因為建筑面積相對較大,尤其一層使用率高,室內裝修較復雜,所以將層高定得略高些。
3、外觀設計——歡快的樂章,舞動的音符
外觀的設計給人以直觀上情緒的影響,建筑之所以讓人感到美,是因為它給人的感官傳達令人愉悅的信息。現在,建筑已不僅僅是一個遮風蔽雨的棲身之所,作為人類智慧的結晶,它還被要求以更高的藝術美學價值。人們需要五光十色的世界,需要充滿活力的世界。工作、生活在賞心悅目的環境中,行走于美景紛呈的街道上,如同蜜蜂蝴蝶快樂地穿梭于繽紛花叢中,這樣的世界才可以使眼睛更加明亮,心情更加開朗。該建筑的外觀設計思路,就充分抓住這一主導思想,整體造型具有現代感,立面設計活潑生動,就像一曲歡快的樂章,而其中的各個元素,就像樂章中跳躍的音符。
大門兩側的不規則五邊形立面是整個樂章的主旋律。體型凝重,意境卻歡快。它的重心較低,雖尺度較大卻不失穩重,除此以外,它奇異的形狀、上升的氣勢、深色玻璃幕上鮮明的點綴,以自己獨特的建筑語言向人們展示著它朝氣蓬勃的一面。轉角處的弧面外掛玻璃幕熠熠生輝,起著承接與轉折的作用,并體現一定的韻律感。來往于交叉兩條街道上的路人,都會為之眼前一亮。本建筑的制高點為屋面上方的大板。它位于建筑局部三層處并出挑,二三層處的玻璃幕墻就象穿插在主體建筑中的玻璃盒子,讓厚實感的主體墻面嵌入通透感的玻璃建筑,體現一種虛與實、沉穩與靈動的對比。在此,屋面大板沿側墻折而向下,直達地面。在屋面處,大板由4軸處升起的圓柱作支撐,并出挑4.5米,板面作圓形透空處理,盡端作弧線凹入,從而使之更顯輕盈。本建筑是臨街建筑,臨街立面的重要性不言而喻,但是為了體現以人為本思想和人性化建筑風格,在面向小區居民的背立面上也從未疏忽,既有外掛玻璃幕、大板等建筑構件,又有細節的體現,雖不如主立面豐富多彩,卻另有一分清新淡雅。
在兩建筑之間,突破了以往常規的立面式大門做法,設計成拱廊形,四組柱子縱深排開,柱頂以梁相連,梁上四個圓拱之間穿插著若干不銹鋼圓管,這樣,將單純的大門功能延伸具有一定的空間感,人們穿越大門時,可以感受到立體空間的影響,同時,陽光透過圓拱與不銹鋼管空隙,在地面上形成了光影變幻的效果,從而使靜態的建筑中蘊涵著動感。
在建筑色彩與材料的運用上,主墻面為了與住宅建筑相配合,運用的是淺黃與棕黃兩種顏色面磚,上淺下深。裝飾處一律用玻璃與鋁塑板,因為質地輕,造型結構易處理,并且視覺效果顯著,具有現代感。大面積處用白色鋁塑板,這樣可以與主體建筑在觀感上有效結合,渾然一體;局部運用紅色鋁塑板,看起來色彩熱烈奔放,實際上這幾處是經過仔細斟酌而確定的,意在畫龍點睛,增加顏色上的跳躍性,視覺上的沖擊性,使整個建筑在與環境相協調的基礎上,凸顯其個性。在它們的協助下,建筑的形象更具感染力,輪廓與線條更加鮮明。另外,青灰色鍍膜玻璃的運用,有利于內部功能和外部觀感雙重作用。
整個建筑造型上著重體現出一種生機活力,并隱含著一種健康自然的精神。建筑是為人服務的,內部要適用,外觀上要悅目。本設計通過形態、顏色、質感幾個方面,將建筑的魅力傳遞到人的感官中,給人以美的享受。
4、結構設計——力與美的結合
建筑風格的充分體現,離不開結構的支持。在這里,力與美相輔相成,完美結合。
一、二號商貿樓為現澆(局部三層)框架結構,基本柱距為6米和6.9米兩種,開間和進深尺寸較大,平面布置靈活,能很好地滿足用戶的使用要求。結構計算上采用了PKPM軟件進行結構分析,并通過TAT軟件進行三維空間分析,經過多方案對比和反復試算,確定出梁、板、柱等構件的合理尺寸。在結構安全可靠的前提下,力求經濟合理,降低了造價。
緊鄰商貿樓的是三棟住宅樓,基本戶型均為90平方米標準型,但屋面由原來的平屋頂改為坡屋頂,由鋼屋架、方鋼檁條和藍色彩瓦三部分組成。屋面設計采用了STS軟件進行了結構優化設計,使結構安全與經濟合理兩方面很好地結合起來。屋面平改坡雖然增加了屋面工程的一次性造價,卻省去了以后頻繁的屋面維修費用,延長了住宅的使用壽命。而且在外觀造型方面也給人一種煥然一新的感覺。
5、系統工程設計——建筑的經脈
如果說建筑是一個有機體的話,那么其中的系統工程就象是在全身周轉運行的經脈,位置雖不顯眼,作用卻不可忽視,沒有它們,建筑就會失去生機。
系統工程設計分為水暖電信四個部分。
供排水系統的設計合理,使用方便,且符合現行的國家規范的要求。由于本建筑為商貿樓,為方便使用要求,在每戶只預留上下水口,連衛生間位置也只預留,并未設分隔,這樣在用戶裝修時增加了選擇的靈活性,并降低了建筑造價。
在采暖設計中,管線布置在符合現行的國家規范要求的前提下,充分考慮用戶使用方便。散熱器選用傳熱系數大,型式美觀的散熱器類型。
該建筑在用電設計上滿足用戶的照明需要及基本的用電器使用,并滿足了用電的安全性。隨著生活水平提高,通訊方式的進步,每戶還考慮了電話、閉路、網絡方面的需求。
系統工程的設計除在建筑中注重合理性,也充分考慮了室外接入管網的便利性,為整個建筑充分發揮其功效打下了良好基礎。
通過以上各項措施,在該工程的設計過程中,已從內到外將技術與藝術有機結合,二者相輔相成,互相輝映,即滿足了建筑的適用性,又滿足了建筑美觀大方的要求。在建成后因為其地理位置優越、布局合理、戶型適中、建筑造型獨特,成為居家置業的一片樂土。不但吸引了眾多商家來此投資,也成為街道上一處引人駐足的觀賞風景,為錦江大街增色不少。
篇2
實現經濟可持續發展,建設資源節約型社會,是全社會的共同責任。綠色建筑設計是一個世界性的問題,也是現代建筑技術發展趨勢。綠色建筑節能實施工作,它能夠保證建筑節能工程質量,是實現建筑節能措施的關鍵環節。目前,綠色建筑的熱潮正在全國蓬勃興起,其施工項目都在快速發展,是一個非常困難的任務。在這方面,綠色建筑的設計及其技術質量也很重要,加快我國社會主義現代化建設具有深遠的歷史和現實意義。
一、綠色建筑的內涵及特點
所謂的綠色建筑指的是從施工到使用,都能夠最大限度的節省資源、減少對環境的污染、減少建筑物對人體的傷害的建筑物,實現建筑與自然和諧相處的目標。這里所說的綠色建筑并不單純的指建筑花園,而是一種抽象意義上的概念,所包含的內容也比較廣泛,簡單的說,主要是可以有效的利用對環境沒有污染的建筑材料,建造出對人體和環境沒有傷害的建筑物,保持建筑和環境平衡的一種建筑模式。這種建筑不僅現在受到人們的追捧,在未來的時間里會實現大面積的普及。這種建筑符合國家倡導的可持續發展的內容,實現建筑物的節能、環保,促進建筑、自然、人三者和諧發展。努力實現人工和自然地和諧統一,為人們提供健康舒適的生活環境,減少對環境的破壞,實現自然資源的可持續利用。
二、綠色建筑設計的原則和指導思想
2.1 引入“生態關鍵”觀念,掌握生態技術,樹立生態意識,是搞好生態建筑設計的關鍵。生態建筑的現實意義是引入“生態關鍵”觀念,積極利用低能耗和利用自然資源的作法。生態化的建筑設計應以“生態---技術---建筑”為發展模式,將建筑設計和生態理念的統一貫穿到綠色建筑的全過程,在整個設計過程中,關注建筑生態、環境特征的表現和技術的運用,使之融入建筑設計中,產生建筑形象。一個好的生態建筑,不僅要有出色的構造設計和優秀的建筑材料,更重要的是要有先進的生態技術系統的應用。因此,設計在尊重自然環境、減少能源消耗的同時,還要從環境保護、資源節約的角度考慮建筑功能與生態環境穩定性和持久性。
2.2 綠色建筑設計的特點應符合整體設計與多元共融。結合當地文化內涵,發掘不同建筑類型的特點,開發適合本地生態環境的新型能源和技術,整合并完善建筑功能,以滿足使用者對適宜的、高舒適居住環境的追求,提升整個設計的環境質量和文化品質。其特點應符合建筑設計的整體設計,多元共融。力求科學化、邏輯化、智能化、系統化的設計,使整體功能適應各種功能性質的使用要求。在現代資訊技術飛速發展、日新月異的今天,把握時代脈搏,表現時代的精神,把最新、最美、最現代的建筑奉獻給人們,讓中國建筑融入世界建筑發展的潮流之中。“建筑當隨時代”,倡導綠色建筑設計,是我們在建筑創作中應該明確的主導思想。
三、綠色建筑設計是一項跨學科的綜合性設計
綠色建筑設計就是將有關復雜的生物技術、生態技術、人文精神、環境與能源策略融入傳統的建筑設計(含場地設計)中,強調發展生態經濟和能源結構的生態化,以綠色GDP 為政策導向促進知識經濟、循環經濟、生態產業的持續發展。因此,綠色建筑設計比傳統的建筑設計涉及的技術領域更為廣泛,是一項跨學科的復雜綜合性設計,是多學科交叉融合的產物。綠色建筑設計要解決的問題是城市建設和人居環境問題。所以在操作上應以廣義建筑學為主導,在協同景觀生態學、恢復生態學、城市生態學、自然資源學、植物群落學、地理學的基礎上,還應與結構、材料、生物、環境、熱能、經濟等進行綜合研究,多學科的技術特點增加了設計的復雜性,也為綠色建筑設計拓展了新的發展空間。
四、綠色建筑設計要點
4.1 立足本土
從經濟學理論而言,國內經濟現代化過程之從農業經濟跨越工業經濟而直接進入知識經濟,即在實現工業經濟目標的同時疊加了更高的現代化目標,國內環境的獨特性決定了不能照搬照抄發達國家的既有經驗,也不可機械的引進綠色技術和產品,但更不可待經濟發展起來后再考慮綠色和節能,而應不失時機的在現代化進程中加上信息化、生態化水平等基本衡量指標,即在實現程式化的同時推行綠色建筑。
4.2 因地制宜
我國地域廣闊,南北的差異很大,在進行綠色建筑設計時,也呈現出了不同的特點。作為建筑公司在設計時應該充分的考慮到不同地區的地質和氣候條件以及其他對建筑有影響的條件,保證建筑物的采光、通風等方面都能夠符合當地消費者的需求,同時應該因地制宜的減少能源和資源的消耗,保護當地的生態環境。例如,對于光照充足的地區,可以充分的利用太陽能;對于北方寒冷的地區,可以在建筑施工時增加一些保暖措施。
4.3 重視整體設計
在進行綠色建筑設計的過程中應該要全面的考慮到當地的地質、氣候、水文等自然條件同時也要聯系當地的經濟發展狀況和地域文化特點。一定不可以直接照抄照搬別的地區的建筑設計,因為不同地區的建筑條件是不同,直接使用其他地區的設計就會造成“水土不服”的現象。我們一定要重視建筑設計,因為設計的好壞直接關系到建筑的整體性能。
4.4 采用節能新技術
綠色建筑的重要內容就是節能,指的是在建筑施工及以后的使用過程中要達到使用最少的資源和能源來為人們建造出舒適健康的居住和工作環境,所以在具體的設計中不僅要考慮到所處的環境也要考慮到建筑物的整體規劃,盡量的達到生態施工的設計方案,與周圍的環境是否和諧一致,形成一整套的節能建筑方案,盡量采用新型建筑材料和技術,提高建筑物的利用率和使用年限。
五、加快綠色建筑設計的建議
5.1 提高認識
我國在經濟快速發展的同時資源的消耗程度也在日益的增多,導致我國資源的嚴重匱乏,影響了經濟的發展。綠色建筑設計理念的提出,有效的說明了人們認識到環境保護和節約資源的重要性,積極的促進經濟和環境的可持續發展。
5.2 發展新材料
綠色建筑要求建筑材料的節能環保,這就導致建筑材料的生產商開始研制新型的綠色建筑材料,實現建筑材料的節能。在生產材料的過程中應該盡量減少能耗,實現資源的優化利用,盡量選擇那些消耗機械熱量少的材料來減少建筑物自身的熱量,增強建筑物的使用壽命。
5.3 重復、循環利用
大多數的建筑施工中,在建筑材料應用上面,出現了很多浪費的現象。而在綠色建筑中倡導施工材料的重復利用,不僅能夠節省建筑之處,還可以節約能源資源,降低廢棄物的產生,保護環境。
六、結束語
綠色建筑可以緩解能源短缺,改善人們的工作和生活環境,在一定程度上,減少環境污染,有利于發展循環經濟,對于促進我國經濟的可持續發展是最廉價和有效的措施,目前已成為中國深化改革的經濟體制的一個重要的部分。積極推進建筑節能,發展循環經濟,有利于提高人們的生活質量,改善居住環境,有利于國民經濟穩定發展,有利于減少對環境的污染,在今后,建筑節能和綠色建筑的推廣運用不僅要在新建筑中得到運用,我國的老建筑所占的比例還是很大的,因此也要充分在老建筑物中得到運用。
參考文獻:
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[2]馬志龍.綠色建筑設計淺析[J].科技風.2010(11)
篇3
1綠色建筑設計的思路和執行策略
綠色建筑在設計過程中,主要針對現場設計及室內環境綠色規劃、資源的節約與環保等方面進行綠色設計。設計時,綠色的建筑理念要貫徹設計過程的始終,并且要根據建筑實地的氣候因素進行被動設計。具體的體現在光照、熱工性能、通風遮陽、綠色建材、可再生能源選擇等方面。將綠色理念在設計圖紙上呈現是綠色設計的執行意圖,也是設計執行的關鍵。首先要進行計算機的模擬分析,根據模擬分析情況確立整體的設計思路,從而展開設計。在工程初期階段,可以建立一支專業人員較多的設計團隊,設計人員要以綠色設計為目標,對于不同的設計矛盾可以根據設計目標進行調節。每位設計人員全力協作,參與到設計的整個過程中,對每個設計細節加以完成,才實現綠色設計的目標。
2綠色建筑設計中遵循的基本原則
首先,要保證設計的高效性。充分合理的利用建筑實地周圍的自然資源、綠化資源、生態環境資源。在綠色建筑的設計規劃階段,更加側重對整體建筑生命周期的提高,主要體現在對建筑土地科學合理規劃、節約生態資源、使用可回收材料等方面。其次,要充分掌握設計的地域性要求。我國幅員遼闊、地大物博,很多地區的自然地質條件、環境條件、氣候條件、生態資源條件以及社會經濟的發展情況、文化發展都有著較大的差異。所以,在綠色建筑設計中要充分考慮到不同地域的特點,因地制宜地進行建筑設計。最后,要保證設計效果的協調性。從經濟發展的角度來看,綠色建筑也屬于工程建筑范圍內;但在社會生態發展的角度來看,綠色建筑屬于社會生態建設的一部分,可以單獨作為一項綠色生態系統,對人們的生活產生影響。因此,在綠色建筑的設計過程,要將整個規劃設計結合城市地區及周邊生態環境進行綜合考量,保證建筑要與城市氛圍和周邊環境相融合。
3綠色建筑設計技術的優化分析
3.1規劃期間設計技術的優化分析
規劃期間,主要通過對建筑現場的氣候特征研究,結合計算機模擬技術,優化設計朝向和平面布置對建筑風、聲、光等方面的影響。當建筑工程報規后,就不能對設計進行整改,所以規劃時期一定要有充足的時間。如某地區的建筑設計日照強度的計算,利用總平面的計算進行設計優化,調整整體空間的布局和結構,完善陰影區域位置,保證室內的光照達到最佳效果。建筑通風模擬是在室內布局優化的基礎上,進行室外風的環境模擬,更好對通風進行設計[1]。
3.2客觀因素的設計技術優化分析
通過對不同地區不同氣候特征的綠色建筑進行研究,發現地域結構會影響到建筑的根本特性,例如建筑的性能和構造、空間和結構、資金的投入、室內的環境,以及表現出的經濟性、安全性、舒適性等特性。建筑的外在要與建筑實地的氣候特征相符,建筑的外貌要與地區的文化特色、地質地貌相適應,建筑的設計性又要滿足使用性[2]。例如遵義科技管就是根據地區的土質的熱穩定特性,進行創新,建設為半覆土式建筑,這樣可以盡最大程度保護好地區的地質地貌,防止過度的開挖。也能夠對客觀的水質體系和植物進行很好的利用。
4綠色建筑設計技術的優化結合分析
首先,規劃階段進行技術的優化整合。規劃階段是建筑設計的重要內容,通過一系列的措施和方法,對建筑施工場地進行充分的掌握,保證建筑技術優勢的充分發揮,提高建筑設計的效果,保障建筑設計的科學性,避免在設計過程中出現差錯。在綠色建筑技術的應用過程中,根據以往的設計經驗,對規劃階段的建筑設計做好初步的優化。首先,要對建筑工程的基礎材料進行深入分析,對建筑的光、聲、電做到充分熟悉,提高對綠色建筑技術的應用力度,在根源上避免浪費資源材料的現象,并將建筑的成本造價控制在合理范圍內[3]。其次,合理控制綠色建筑總平面,將不同設計師的設計內容進行結合,確保設計內容的優化,明確能夠對建筑規劃造成影響的因素,從而明確不同階段設計的差異性,嚴格按照施工設計圖紙的內容對建筑平面工程展開設計,使建筑平面設計得到深度優化。最后,平面設計人員要時刻關注施工進程,避免施工效果受到外界因素的影響。其次,根據氣候因素進行建筑技術優化。在經典綠色建筑的經驗指導下,要加強對不同氣候特征地區的建筑設計進行深入研究,明確建筑設計的基本功能屬性。首先,在建筑設計過程中,要考慮到施工材料的性價比和環保性,將整體的施工效果進行優化,增強建筑的穩固性,以便應對極端天氣的影響。其次,明確好綠色建筑技術規范,根據規范內容確定綠色建筑設計內容,并不能進行天馬星空的想象,提高綠色建筑的氣候適應能力,并在設計過程中對保護性建筑進行設計[4]。最后,將綠色建筑的形態設計與節能優化結合,綠色建筑秉持著可持續發展的設計理念,所以不能只解決建筑設計的當下問題,還好將建筑與自然相結合。例如,在重慶綠色建筑設計中心,應用了許多綠色技術進行工程建造,其中主要采用了透水磚、太陽能、綠色再生混凝土等綜合材料進行整體的建筑設計。首先在通風設計上采用太陽能技術,在拔風井外部安裝平面玻璃,內部采用蓄熱材料與絕熱隔層相互配合,防止熱量傳入建筑內部,并向夜晚通風的熱壓傳遞能源。由于是南部的日光照進,對井中的空氣進行加熱,增強其拔風的功效[5]。并通過網絡的研究,配合CFD的分析法驗證是否能夠達到室內通風的需求。再次,對建筑設計的外觀形態與節能技術進行優化整合。綠色建筑的設計與傳統一般性建筑的設計存在著本質性的差異。綠色建筑設計主要是在進行實地考察和各項數據測量后,對數據進行合理的量化分析,取代了傳統感性認知的設計方式,綠色建筑的設計是在定量化分析的基礎上進行的。綠色建筑設計要以形態美觀和節能優化為基礎,將外觀形態與節能技術相結合,通過模擬技術手段對結合效果進行分析,對存在問題的地方要進行及時的處理和重新設計,實現綠色建筑設計的最優效果。因此,綠色建筑設計形態不僅要滿足美觀的要求,還要體現綠色建筑技術。最后,對采光遮陽技術進行優化結合。綠色采光遮陽技術設計主要是根據建筑所在地區的氣候條件,通過采光的模擬軟件進行不同形式的采光技術和遮陽技術模擬分析[6]。根據分析數據總結建筑物受內光環境的影響規律,并設定合理的遮陽設計參數。同時結合對建筑實地的自然通風情況進行分析,并通過CFD軟件分析風向對采光和遮陽的影響以及采光遮陽對建筑物室內風向內循環的影響,做出綜合的設計策略,為綠色采光遮陽技術的應用提供理論依據。
5結束語
綠色建筑設計是我國建筑業發展的目標和方向,綠色建筑秉持著可持續發展的設計理念,不僅能夠保證建筑設計的科學合理性,構建完善的室內環境,還能夠加強對工程成本的控制,所以,綠色建筑在未來的發展中,要加強對綠色建筑合理性設計的分析,將建筑設計內容與現代綠色技術更好的結合起來,加強對高科技手段的應用,降低建筑成本,為綠色建筑創造更大的經濟收益、環境收益和社會收益,促進建筑事業的良性發展。
參考文獻
[1]王海容.綠色建筑技術要點及推行綠色建筑的建議措施[J].城市建設理論研究(電子版),2015,5(34):3111.
篇4
Keywords: building technology; Building structure; Building equipment; Architectural design
中圖分類號:TU3 文獻標識碼:A文章編號:
建筑技術的主要內容包括建筑設計、建筑結構、構造、力學、材料、電氣、給排水、暖通、施工、維修、生態、環境及可持續性建筑等,是建成一幢建筑物的前提和基礎。建筑設計則包括很多方面知識,包括從整體規劃,建筑外觀設計,建筑內部設計到施工工藝,結構設計等。例如景觀設計,建筑設計,室內設計,人工挖土工藝,機械挖土工藝等。建筑設計和建筑技術具有密切的聯系,在現代建筑中的作用不可忽視。缺乏了建筑技術,再好的建筑設計也無法發揮實際作用。缺乏了建筑設計,再優秀的建筑技術也無處可施展。
正如奈爾維所說:“建筑師主要的和真正的職責,是把各種不同的因素都表現出來,并且協調各種專業,共同建成現代化的建筑。”建筑者師是建筑設計的主體,其主要任務是按照建設具體任務,把施工過程和使用過程中存在或也許會發生的問題,作好整體的設想,并擬定解決問題的方案,用圖紙和文件的形式表達出來,是建筑物整體形象的設計者。一幢建筑的出爐,是各種建筑技術運用的結晶,也是建筑師協調各種技術類型進行整合設計的結果。現代建筑設計包含在建筑技術里,二者具有密切的聯系,但同時又存在著不可避免的矛盾。
一、關于建筑結構技術
建筑結構是指建筑物的結構形象,是建筑物賴以生存的物質基礎,也是建筑物風格特色的重要體現。建筑結構設計的效果如何,直接關系到建筑設計的整體效果,也影響著建筑物的經濟、使用、美觀、安全等多方面效果。為了進一步提高建筑結構設計中的實用可靠和安全效果,建筑者在進行建筑結構設計時要充分注意技術要點和規范。
建筑結構技術的發展歷程緩慢而悠長,人類的建筑物從利用天然洞穴、樹技開始搭建建筑,到利用石塊的砌筑、磚塊的燒制進行建筑,經歷了漫長的歷史。混凝土在建筑結構中發揮的巨大作用是在與鋼材相結合形成的鋼筋混凝土結構之后,建筑師可以加入個人想象,設計出任意形狀的建筑物,成就偉大的建筑奇觀。隨著鋼筋混凝土的應用,人類建筑史上又添注了新的成就。但是,摩天大樓等高層建筑物的建造、使用和維護一則凝聚了人類優秀的建筑技術智慧結晶,二則還凝聚了人類空前的想象力和奇特的構想思路。建筑技術與建筑設計具有矛盾,紐約世界貿易中心雙子樓于2001年9月11日的倒塌,正是對建筑事業的警告和打擊。
二、關于建筑通風技術
隨著現代建筑技術的不斷發展和完善,每一棟建筑物中的建筑設備工程都在不斷向智能化方向發展,確保建筑的舒適和安全。現代建筑設備含量逐漸增大,技術要求越來越多,且要求專業之間的配合度緊密,給建筑設計師的建筑設計帶來了不少挑戰和壓力。在進行建筑空間造型時,建筑師要充分考慮各設備的安置情況和安置效果,除了盡量將設備隱藏起來外,還要對設備的出口、管道處理效果等進行有效設計。
制冷技術的發明和使用,使得人們可以在溫度較高的外部環境下坐在舒適的冷氣房中工作、學習和生活。當然,隨著玻璃作為建筑物的墻面的構想出爐,為了保持玻璃純凈,建筑師們又創造了另一個設想天地,即依靠室內空氣制冷或制熱系統進行空氣調節,形成一種新型的通風技術。正是新型的建筑設計和建筑技術的保證實施才使得一幢幢舒適優雅的建筑物拔地而起,在世界各地都有它的身影。
但是,這種建筑設計卻也有不可發揮作用的時候。2003年SARS在世界流行起來,吞噬了無數人的生命,其傳播路徑使得人們再也不敢使用空調等通風設備,坐在炎熱的室內也是無計可施。因此,通風技術的發明,給人類生活帶來了方便,但由于長期使用形成的依賴心理,使得人類在遇到較大災難時表現出的只是更多的無可奈何。物極必反,超強的建筑技術要與自然和諧統一,不能一味地追求改造自然和形體立面效果。
三、關于建筑設計評價
現代建筑設計在一定程度上追求感性的構思,這本來無可厚非。但是,在實際生活中,現代建筑設計還需要理性硬性技術的融合。這就產生了一種矛盾,即建筑設計和結構、設備等專業協調的矛盾。建筑設計強調美觀,著重美學,而建筑結構設計還要強調具體適用,著重于力學。力學與美學相結合的課題不是現代提出來的,早已在古希臘、古羅馬就已出現。因此在現代建筑中,各種類型的結構設計與材料建筑技術不斷發展體現出探索和無奈的局面。
另外,現代社會的人們對于某一幢建筑物的評價往往停留在其形象上,使得建筑師在形象設計上花頗多功夫,在建筑技術可行性上較少照佛,而是將這個任務交給了結構、設備的專業技術人員。這種現象造成的結果是,不懂技術和不考慮技術的建筑師設計出的建筑模型給專業技術人員造成了困難或設計時被傳統技術牽著鼻子走,其創作無法體現新意。但是,隨著現代建筑的功能要求越來越多,建筑的設計越來越復雜,對建筑的技術要求也越來越高,因此對建筑師的要求越在不斷增強。無論在哪一個建筑設計中,運用的建筑技術夜已經漸漸成為評價一個建筑的主要標準之一。
四、關于建筑材料技術
古埃及、古羅馬和古希臘的建筑技術讓人嘆為觀止,譜寫了建筑史上的輝煌歷史。中國的木結構建筑技術的代表——“清明上河圖”中的東京汴京城的建筑景觀也引起了無數建筑師的考證和研究,給人們留下了無數想象和神秘感。但是,眾所周知,古代的木結構由于材料的局限性,很難持久。現代建筑中,天然建筑材料仍然給人以無數美感和自然清新的感覺,但是為了自然資源的可持續發展,不宜過多使用。這一矛盾仍然需要建筑師合理協調自然材料和建筑設計的矛盾,也促使了人們加緊對人工合成材料的探索和研究。
五、結束語
綜上所述,現代建筑技術和建筑設計是相互依托、相互矛盾的,如果現代建筑技術中缺少了建筑設計,就會使整個建筑物缺少其獨有的色彩,但是,如果過分要求建筑設計,又會使現代建筑技術無法發揮其應有的作用。因此,想要避免現代建筑設計和建筑技術之間產生不必要的矛盾,就應該使兩者協調配合,只有這樣才可以使我國現代建筑業持續健康的發展下去。
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Key words green building, building design, energy saving technology
中圖分類號:TU2文獻標識碼:A 文章編號:
隨著人們對綠色環保節能意識的增強,“節能建筑”“綠色建筑”已成為當前的熱門話題,綠色節能建筑的標準是統一的,節能建筑就應該是環保建筑,充分利用陽光、雨水等可再生能源,最大限度的節電節水,大力發展綠色節能建筑是中國建筑業未來發展的方向。
一 綠色建筑設計理念
⑴綠色建筑。所謂“綠色建筑”是指在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材),保護環境和減少污染,為人們提供健康,適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。
⑵綠色建筑設計理念。從生態方面來講,人類的建筑行為實質上就是一種破壞,它不但會消耗自然資源,而且還可能會造成自然資源的改變和惡化,對生態環境造成影響。在建筑設計的過程中,為了盡可能減少建筑對生態環境造成的影響,就必須采取一系列合理的建筑設計手段來保證,保證人與自然和諧相處、協調發展。這種理念也就是通常人們所說的“可持續發展”的理念,是未來建筑與設計的主導理念。在建筑設計的過程中,引入綠色建筑設計理念,將建筑和周圍的環境進行綜合考慮,并將它們作為一個整體進行設計。在進行設計的過程中,除了要綜合考慮建筑與環境之間的關系,還要綜合考慮建筑的個組成系統之間的相互關系。據調查分析,經過綠色建筑設計理念建設出來的建筑,其能耗比普通建筑的能耗能夠節約50―72%。這樣,通過引入綠色建筑理念,既保證了人與自然的和諧共處,又使建筑物節約了能耗。
二 綠色建筑設計的原則
⑴對建筑的過程進行全程監控。建筑建設的過程是一個相當復雜的過程,要想使建筑符合綠色節能設計的原則,必須密切關注建筑從設計、選材、建造、使用到拆除的整個過程,對整個過程實行全程監控。不但保證所選材料符合低能耗、環保的條件外,還要保證在建筑的設計、建設、使用和拆除的各個階段符合低能耗、環保的條件。
⑵綜合利用各種資源。在建筑建設的過程中,要選擇合適的原材料通過適當的技術加以整合,這樣可以優化資源的配置,不但可以減少資源的浪費,而且還可以提高資源的綜合利用效率,有效延長建筑物的使用時間。
⑶節能設計。綠色建筑的最主要的特征就是節能設計。在建筑的規劃、設計、建設、使用的過程中,要嚴格按照規定的標準,使用各項先進的技術手段,達到節約能源的目的。在設計過程中,要積極籌劃各種材料、設備,充分利用自然界中的光、熱、風等自然資源,在保證建筑物功能的前提下,盡量減少使用采暖供熱,空調制冷等設備。在設計過程中,要注意新技術、新材料的使用,注意使用節能材料,以達到節約能源的目的。
三 建筑設計中實施的節能技術措施
⑴建筑物的朝向。通過對建筑物的朝向設計可以節約能耗。通常狀況下,相同建筑面積的建筑物,南北朝向比東西朝向能夠節約能耗,因此在進行建筑設計時,要盡量把建筑物設計成南北朝向。為保證夏季的通風和冬季的采暖,在設計時可以在東西墻上增設窗戶。如果一座建筑物的長度和寬度的比例關系為四比一,那么設計成東西朝向比設計成南北朝向冷負荷可以增加3/5 左右。在住宅的設計中,要盡量設計成建筑面積不等的房間,以方便安裝采暖爐或者空調。在安裝采暖爐或者空調時,要盡量選擇外表面積比較小的房間,因為外表面積越小,房間的冷負荷越小,其能耗也就越小,越能節約能耗。
⑵選擇合適的建筑物體形系數。建筑物的體形系數是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。外表面積中,不包括地面和不采暖樓梯間隔墻和戶門的面積。從這個概念上可以看出,如果建筑物的體積相同,體型系數越大,單位建筑空間的能耗就越高。數據表明,體型系數如果每增大0.01,能耗就增加2.5%左右,因此,為了達到減少能耗的目的,建筑體型系數最好設計在0.3 以下。
通常情況下,在選擇合理的體型系數方面主要采取下列方法:調整建筑面寬、調整進深、調整建筑物的層數等。另外,建筑物的形體越復雜、越不規整,其體型系數就越大。因此,在建筑設計中要對建筑物各部位的尺寸進行綜合考慮,從而有效降低體型系數,達到降低能耗的目的。
⑶墻體設計。墻體節能設計包括兩種類型,一種是單一墻體節能設計,另一種是復合墻體節能設計。單一墻體節能設計是通過改善主體結構材料的熱工性能來實現的。而復合墻體節能技術是指在墻體主體結構基礎上增加一層或幾層復合的絕熱保溫材料來改善墻體的熱工性能,降低外墻傳熱系數。根據復合材料與主體結構的位置不同,又可以分為內保溫技術、外保溫技術和夾心保溫技術等類型。在建筑過程中,外墻外保溫技術是一項既節約能耗,有便于施工的節能技術。
在建筑外墻上使用導熱系數低的加氣混凝土砌塊材料,這樣可以降低墻體的導熱系數,從而降低能耗。
⑷門窗的設計。門窗是建筑能耗散失的最薄弱的部位,近幾年來,由于采光的需要,許多設計師都將門窗的面積設計的比較大,但是,不恰當的比例會導致能耗增加,致使夏季室溫過高,冬季室溫過低,這樣就會增大空調和采暖爐的能耗。綜合考慮采光和降低能耗,各朝向的窗墻比不能大于下面的規定:北面朝向25%、東西朝向30%、南面朝向35%。一般來講,在門窗的節能設計中主要考慮減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽能輻射等方面。滲透量主要是指居室內部和外部的氣體流動導致能耗增大,在設計時可以使用密封材料增加門窗的氣密性,盡量減少居室內外氣體的流動。減少傳熱量是為了避免居室內外溫差過大而引起的熱量傳遞導致能耗過大,這樣的情況下要盡可能減小窗戶的傳熱系數,例如可以使用中空玻璃窗或者單框雙玻璃窗等設計方法。南方地區太陽能輻射相當強烈,為避免孤獨的輻射帶來制冷設備的耗能,一般可以采取遮陽設備以及使用遮陽系數比較大的鑲嵌材料,這樣可以大大改善門窗的隔熱性能,例如百葉窗、窗板或者特殊材料玻璃的使用。另外,不同地區的門窗設計也不盡相同,在南方地區的北窗相對要大,其他朝向的窗小,而北方地區南向的窗要相對較大,其他朝向的窗小。
⑸屋頂設計。普通居室的房頂主要受到太陽光的輻射,從而引起房間內過熱。為了降低能耗,在設計時可以考慮在屋頂鋪設隔熱層,設計架空通風層,還可以采取種植隔熱屋頂,建設閣樓等辦法降低能耗。在建筑設計過程中引入綠色節能理念,盡可能地使用自然條件降低能耗,不但能夠達到降低能耗的目的,同時還可以減少污染,保護環境。
四 結語
節能措施主要體現在能源和環境上面,做好了這兩方面的綠化設計,對于實現綠色建筑的設計理念,改善環境,提高空間的使用率都有著重要的作用。隨著城市化進程和新農村建設不斷加快以及人們的思想覺悟不斷提高,綠色節能理念必將越來越普遍地應用于建筑設計之中。
參考文獻
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1.2生態技術掌握較少
建筑設計中的生態技術是為實現生態建筑設計目標而采取的技術或非技術手段,屬于建筑生態學的技術應用。建筑設計時具體生態技術的選擇要與建筑所在地區的環境、氣候以及經濟、技術和文化的發展相適應,具體實施時可選擇一種或多種生態技術。目前,我國對生態技術的掌握和運用并不十分成熟,往往陷入片面追求生態技術、盲目使用生態名稱做宣傳的誤區,也混淆了高新技術與生態技術的概念,易出現脫離實際的生態技術研究,不利于建筑設計的生態化進程。
1.3設計實踐不足
建筑生態設計的時設計師需要把握好設計尺度,充分發揮建筑所在地的地勢、地貌等空間優勢和把握周圍自然環境、文化氛圍等特征,盡可能使建筑作品與周邊環境有機結合起來,但這都需要在不斷設計實踐中完善和思考。目前,我國生態技術與建筑設計融合的實際案例盡管不少,但主要偏向于節能設計、建筑環保改造試點、設計的理論框架、設計原則和生態理論對建筑設計的指導,建筑設計時也缺乏多學科的融合。同時,我國文化、人口分布、自然環境等國情與國外存在較大差異,國外生態技術與建筑設計融合的實踐經驗對我國參考有限,我國建筑設計時不能照搬照套。
2.生態技術的融合
2.1整體觀生態技術的融合
整體觀生態技術主要針對都市圈、區域圈建筑群,是將建筑設計融入一個整體生態循環系統,是廣義上的生態技術。建筑設計時從整體角度出發,根據植物、生物、河流、山川及人口分布、鄉土文化甚至當地民俗民風等,綜合考慮能源和資源的循環流動,將建筑所在區域的大圈子及建筑本身的消耗和產生計入整個生態系統,改變傳統的資源、能源單向方式,使建筑對環境的影響趨于“零放射”,構建良性循環模式。
2.2被動式生態技術的融合
被動式生態技術是是傳統技術的現代化表達,建筑設計充分利用建筑朝向、建筑窗墻比、建筑體形系數、和氣候風向、日照以及建筑材料、布局等,結合地方特色,通過環境綠化、空間規劃和光線利用等提高能源和資源的使用效率。被動能源策略、雙層皮外墻、舊建筑材料的回收使用以及太陽能發電、太陽能光電轉換裝置的配套設施設計建設等也屬于此范疇。被動式生態技術在建筑設計中運用較多,如福斯特事務所方案、皮克林太陽城方案、新疆通風塔方案、被動式采暖設計方案和傳統窟洞改造方案等。
2.3高技生態技術的融合
利用航空和汽車工業技術、計算機軟件等現代高科技手段,結合新型材料、構造和施工新技術對建筑物的外界光線導入、室內照明、支撐結構、溫度、空氣阻力、通風和濕度進行控制,融入這樣高技生態技術的建筑物設計完成后必然具有時代前沿的特征。目前融合較為成功的有關西國際航空港等代表性建筑設計作品。同時,高技生態技術與超高層、特異型等建筑物的設計融合已成為新的研究課題。事實上,高技生態技術與建筑設計的融合不僅是設計潮流,更是人類社會發展到一定階段后對自身地位反思和向大自然的學習與致敬。
2.4高新技術的轉化
高新技術一般只是生態技術的實現手段,并不能與高技生態技術混淆。但是,高新技術卻是生態技術難得的催化劑,基于可持續發展理念和生態理念對建筑設計時的高新技術進行生態轉化是高新技術自身魅力在建筑設計中的體現。如利用計算機技術和新型特殊材料,將傳統的固定建筑結構設計成能夠根據氣候變化自行調整的圍合式建筑;或引入風能、太陽能、沼氣、廢水處理等新技術實現建筑或建筑群落的能源資源循環等。而成功實現高新技術生態轉化的法蘭克福商業銀行總部大樓設計方案成為“生態高技建筑”的典范。
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近年來,中國許多專家和學者也在不斷的探索綠色建筑之路,編制了《綠色建筑評價標準》,提出“在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑”。這標志著我國綠色建筑發展進入新階段,為我國綠色建筑事業奠定了堅實的基礎。
由此可見綠色建筑設計已成為未來建筑設計領域的發展趨勢,在不斷的探索和實踐中,綠色建筑設計已有了很大的發展,但仍然存在的諸多問題,制約著綠色建筑設計的普及和應用。
1.1.工作流程缺乏統一性
在《綠色建筑評價標準》的執行過程中,設計、申報、評審工作分別由不同的單位各自完成,缺乏標準化和制度化,難以形成統一高效的工作系統。且申報、資料整理、評審等工作,多數都由手工完成,工作效率低下,耗費人力物力[1]。
1.2.設計過程缺乏整體性
在設計過程當中,各個專業之間的配合并不默契,缺少協同性設計思路,因此經常出現諸多矛盾。加之,設計中各專業間綠色技能分析軟件眾多,兼容性差,專業性強,上手難度大,只為某個方面提供專業分析,這也嚴重阻礙了設計團隊之間的協調配合。
1.3.設計思維缺乏創新性
目前多數設計人員缺乏對綠色建筑適宜性設計方法的研究,仍采用傳統AUTOCAD等二維平面設計軟件在設計工作基本完成以后,再進行建模,對建筑進行性能和能耗分析、計算等工作,而后返回對方案進行修改,如此反復。分析計算的性能數據與建筑空間和形態的關聯性不強,缺少對方案空間形象和性能技術的整體把控,導致工作效率的降低。
1.4.實施管理缺乏有效性
高成本的綠色建筑技術常常只是作為設計的噱頭,很少有效利用。綠色物業脫節,也給相關技術的使用帶來很大不便。因此,在設計之初就應該兼顧綠色建筑在全生命周期內的使用效果。
為盡快解決綠色建筑設計中的瓶頸,掃清不必要的障礙,全面提高綠色建筑設計質量和效率,引入新的設計技術、工具、思維已經迫在眉睫。
2.基于BIM技術的綠色建筑設計基礎
2.1.兩者共同點:
作為建筑設計領域的兩大發展趨勢,BIM技術與綠色建筑設計具有許多相似和相同的理念,主要表現在以下幾個方面:
(1)二者都關注建筑的整體設計
綠色建筑的設計需要整合、分析包括來自環境、材料、構造、造價方面的信息,而BIM建筑信息模型的信息全面豐富。兩者結合有利于信息整合、協調,提高工作效率。
(2)二者都關注建筑的全生命周期
從時間跨度上看,綠色建筑設計從理念和技術上對建筑實現全程的“四節一環保”,而BIM則側重于具體的設計、建造、運營的工作協調和實際效果[2]。兩者都是關注于為建筑的全生命周期進行優化。
(3)二者都重視模擬分析及信息反饋
綠色建筑在設計過程中需要對采光、通風、節能、舒適度、可視性等多方面進行分析模擬,以優化設計方案。而BIM技術自身強大的模擬能力可幫助綠色建筑設計實現各種分析,并以可視化的分析結果進行及時的反饋,指導優化綠色建筑設計。
2.2. 兩者結合點:
同是關注建筑全生命周期的綠色建筑設計和BIM技術,在不同的階段,他們有各自的工作和側重點,同時也能相互配合,貫穿建筑生命周期的各個階段。
(1)規劃設計階段
在綠色建筑設計的規劃布局階段,應整體把握建設項目的情況,在BIM中記錄建設工程的名稱、屬性、描述等基本信息,以便后期管理。并在BIM中錄入包括地理位置,周邊環境、氣候條件等外界因素,運用BIM技術進行通風,采光,日照等基礎分析,并建立初步的建筑總體布局模型,確定建筑的位置、朝向、大致形體尺寸、高度等設計要素,從而為后續綠色設計和環境分析提供數據基礎和準備[3]。
(2)建筑設計階段
該階段是綠色建筑設計的重點階段這里的綠色建筑設計包括建筑、結構、設備、景觀、造價等多專業的共同協調工作,是綠色建筑設計中最重要階段。利用BIM技術的協調性和可視化特點,使用同一模型數據,實現多專業同平臺共享,避免重復勞動,讓設計師真正全方位思考,多專業協同工作,提高各工種間合作效率。例如,BIM的綜合碰撞檢測功能,可將不同專業間的模型整合進行3D協調、檢查、動態模擬等,避免在施工過程中才發現問題,反復修改,浪費人力物力[4]。
另一方面,綠色建筑設計過程中,將涉及到眾多的分析模擬計算,包括日照、采光、通風、節能、給排水、暖通空調等性能設計分析,BIM中包含的建筑數據信息可直接作為其分析的基礎,經過直觀的結果反饋之后,可對設計進行及時的調整。通過分析計算后的數據結果,形成數據庫,直接與綠色建筑評價標準對應評價,以達到綠色建筑等級標準。
(3)施工階段
綠色建筑設計其本質核心是關注建筑的全生命周期,在施工階段,通過BIM技術可全程監控施工組織、材料信息、用量、運輸成本、以及可再利用建筑材料等,有效的控制在施工過程中的能源消耗。利用BIM模型,不僅能夠自動生成施工圖的平立剖面和詳圖,也能自動生成材料、門窗表等,并結合相關的造價數據計算出所需成本。另外,BIM技術可對施工項目進行管理,分析施工計劃可行性,優化進度計劃,時刻跟蹤項目進度。虛擬建設模式,可對施工現場進行模擬,通過施工設計,合理布置物料運輸路徑、物料堆放位置以及施工機械位置等。
(4)運維階段
最終階段的BIM模型將作為中心數據庫整合到建筑運營和維護系統中去,其包含了建筑完整的參數和屬性。從綠色建筑設計角度考慮,將重點考察綠色物業管理體系、節能設施使用情況、設備運行維護費用等。同時,BIM系統還將同步提供有關建筑的使用情況或性能,建立物資、設施等數據庫,保障配套的物業服務高效運行,并能通過生成財務數據,監控和管理運營成本和收益。
3.基于BIM技術的綠色建筑設計方法及具體內容
3.1基于BIM的綠色建筑設計方法――集成化設計
集成化設計是將工程學的相關知識與建筑設計過程交織整合的整體設計方法,從而對優化建筑性能形成全新的、綜合的策略[5]。綠色建筑設計作為一種新的設計形式,需要納入設計范圍進行思考的方面也相應增加,尤其是各種復雜的分析模擬,如此繁瑣的工作,光靠傳統的設計方法和思路,不利于高效準確的進行設計。BIM技術的介入,可極大提升設計效率和信息準確性,將傳統的依靠建筑師經驗完成的定性分析,轉換為依靠準確數據邏輯形成的定量分析。
基于BIM的綠色建筑設計,以BIM模型為核心展開,將整個設計作為一個統一的整體,減少傳統設計分頭獨立工作模式對效率的影響。在設計過程中,與各種性能分析對接,避免重復建模,方便直觀的對建筑性能進行精確模擬,并能針對模型,快速全面修改,最終自動生成各類圖紙以及分析報告(見圖3.1)。另一方面,以BIM模型為基礎的綠色建筑設計,可以有效的整合各專業之間的工作,利用同一個模型完成各自任務,避免重復建模,同時也增加各專業之間的兼容性和協調性(見圖3.2)。
3.2基于BIM的綠色建筑設計具體內容
基于BIM技術的綠色建筑設計具體內容主要有以下幾個方面:
3.2.1場地設計與規劃布局
利用BIM模型數據為基礎,對場地條件、氣候情況、景觀條件等進行綜合分析,充分利用土地資源,對建筑進行整體布局。以結合環境氣候為原則,對日照、通風、景觀、場地等因素加以模擬分析,從整體上優化建筑布局、建筑體量、道路關系、景觀系統。
3.2.2建筑物理環境分析與設計
(1)光環境分析與設計
基于BIM建筑模型以及當地日照數據,真實模擬出全年建筑陰影遮擋關系、建筑各處 日照時間,動態可視化的顯示出任意時間任意點的日照效果及遮擋關系,再結合當地標準規范,進行合理優化調整。同時,對有需要的部分進行遮陽設計分析,確定遮陽形式、構件尺寸及遮陽效果。
利用BIM技術采集到的日照條件、周邊環境關系、房間自身信息等,可分析計算出任意房間的天然采光效果。再根據分析結果,以及照明的相關規范,進行輔助照明設計。通過輸入照明設備的相關信息,合理布置,仿真模擬出房間內部的光環境情況,并對照明能耗進行監控。這對綠色建筑設計開窗位置、尺寸的確定,照明設備的選擇與設置有很大的輔助作用。
(2)風環境分析與設計
根據BIM建筑信息模型及風環境數據,全面把握當地氣流影響、周邊環境影響、場地內建筑形式自身影響等多方面因素,對建筑室內外任意區域進行通風模擬,直觀反映出各點風溫、風速、風頻、風向、空氣污染指數等數據,再根據功能需求和人體舒適度綜合考慮,合理利用風環境,體現綠色建筑以人為本,同時減少設備負荷。
(3)熱環境分析與設計
綠色建筑設計以人為本,基于人體舒適度的室內熱環境控制是其重要部分。利用BIM模型數據基礎,進行室內熱環境分析,準確顯示出室內溫濕度、焓濕量等于人體舒適度之間關系,再通過設備介入,計算得出最終室內環境舒適度。
(4)聲環境分析與設計
基于BIM建筑信息模型,確定聲源信息和聲環境。以可視化的方式,動態模擬出包括混響時間、聲學響應、關聯聲波線等進行分析,以優化廳堂等的室內聲場的設計。通過可視化結果可直觀的顯示出聲場的均勻度、聲音傳播方向及折射和衰減的效果。同時,利用BIM模型,還可對周邊的噪聲污染程度進行模擬,并從設計的角度合理布局,增加防噪措施等有效減少噪聲的干擾。
3.2.3能耗與成本控制及優化
(1)太陽輻射與太陽能利用
結合BIM建筑信息模型數據和當地氣象數據,分析得出任一點的太陽輻射量,利用主動或被動的方式控制太陽輻射量,減少設備負荷。同時利用各種太陽能采集技術,通過不同方式、設備的選擇,分析輻射量與太陽能利用率的關系,最大化合理利用可再生能源。
(2)節能負荷與能源消耗
節能是綠色建筑設計的重要特點之一,通過BIM技術對節能效果進行定量分析,準確計算出各種設備負荷、能源消耗。通過數據反饋,從設計的角度優化改善節能技術,并及時進行再次計算,以定量的方式最終確定設備在運行過程中的能源消耗量和費用。
(3)材料選擇與建筑造價
在綠色建筑設計過程當中,應充分考慮到材料的利用和造價的控制,實現綠色建筑節材的目標。運用BIM技術,各種建筑材料的相關信息都一目了然,可嚴格控制材料的選用和成本,減少不必要的浪費。
3.2.4其他方面優化設計
(1)雨水采集與利用
結合各地降雨數據,建立完整數據庫,作為雨水采集的基礎依據。利用BIM技術對不同雨水采集方式、地形地貌特點等加以綜合分析,計算得出集雨量,再通過相關設備,達到對雨水的有效利用[7]。同時,通過BIM還可監控相關設施在運營階段的運行情況。
(2)綠化環境設計與分析
綠化環境設計也是綠色建筑設計的重要組成部分。通過BIM技術,可分析出綠色植物對環境帶來的生態優化效果,這直接影響了相關區域內的溫度、濕度、日照、空氣質量、噪聲干擾等與綠色建筑設計息息相關的物理指標[6]。
4.結語
BIM技術與綠色建筑設計已經成為當前建筑行業發展的必然趨勢,準確把握兩者特點,并有效的利用BIM技術參與綠色建筑設計,可綜合各方面信息,提供全面準確的分析數據支持,成為設計過程的基礎和依據。通過分析計算,對有效利用土地、材料、氣候環境等提供強有力的技術支撐,對真正實現“四節一環保”具有很強的現實意義。隨著我國綠色建筑事業的大規模發展和相關規范的不斷完善,對綠色建筑設計也提出新的要求,BIM技術引導的高效的、準確的、統一的建筑設計方法必將大行其道。而隨著BIM技術在我國的研究和應用的不斷深入,也必將對綠色建筑設計產生深遠的影響。
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2.1可視化
傳統的建筑設計只能通過紙張或者計算機2D/3D軟件完成,其主要作用是為后期施工提供相應的規格尺寸及效果展示,但還需要借助人們的空間想象才能將整個建筑在自己的腦海中呈現。BIM技術的出現為建筑模型的直觀展現提供了平臺,設計人員的設計理念能夠直接在建筑模型中展示出來,有助于建筑企業內部的人員交流,并對相關的設計進行討論,做出最佳決策。
2.2協調性
協調性首先是建筑企業內部各專業人員間的組織協調,在內部形成一個有效的標準性文件,便與推動建筑工程的進程。另外BIM技術還能夠在建筑內部相關布置以及空間設置上起到協調的效果,例如樓梯井的布置、防火區布置、水管布置、線路布置以及其他輔助布置等。
2.3模擬性
傳統建筑設計在施工前只存在一個理論上的工程項目,具體效果只有等到施工后才能體現,很多難以預料的問題會在施工中一一呈現出來,但難以進行更正,最有效的方法是在設計中消除問題,進行設計優化。BIM技術能夠利用建立模型來模仿現實中的建筑,并通過其表現形態得出一些具有重要參考意義的數據。例如在進行材料配與承受應力之間的關系時,僅僅通過經驗與猜測難以找到最佳配比的真實比例,因此可以借助BIM技術將利用優化技術設計的方案數據輸入仿真系統中,模擬房屋的結構,在模擬環境中測試不同材料比例的受力情況,將得到的數據繪制成統計圖,明確找到最佳配比點。只要不存在突然變數,計BIM技術得到的結果一般比較準確。由此可見,設計人員在建筑設計之初時可以結合BIM技術,對設計的可行性通過模型進行仿真,讓設計可能存在的問題及早呈現并將其消除,減少施工中不確定性,便于設計工作的進行,減少設計偏差。另外通過BIM技術還能夠實現自動出圖功能,提高了建筑設計效率。
3BIM技術在建筑設計中的應用
3.1BIM技術在建筑空間規劃上的應用
空間規劃是建筑設計的第一步,在選定建筑地點后可以對當地的空間進行地形分析,尤其是在地形比較復雜的建筑基地上地形分析必不可少。通過BIM技術對建筑基地進行空間分析,例如具體的坡高、斜率、以及坡向等分析,對于建在地形復雜地區的建筑物可以利用BIM技術進行初步探索,為設計工作提供有力的支持,開闊思路。在坡度分析是可以利用GIS建模,并對其中的各項參數進行模擬,設計人員能夠對根據需要從不同角度進行探索,并生成一系列基礎數據,供后期設計參考。地形探索完畢后即可進行與建筑物的空間規劃。對建筑物的空間規劃一般利用BIM技術的可視化分析技能,將建筑通過3D技術立體呈現出來,并進行室內的視野分析、規劃可視度分析、道路可視分析等,在進行各項分析前首先建立相應的模型,并利用BIM技術進行調試,結合各因素綜合參考,得出最佳的空間規劃模型。
3.2BIM技術在建筑模型構建上的應用
建筑模型是對建筑實物的替代,在建筑設計中建筑模型可以看做是設計人員設計理念具象化后的產物。在設計過程中,建筑模型具有重要作用,其中包含了各項自然科學及建筑理念,一般來說,建筑模型構建的合理程度將直接決定建筑物的實際質量。計算機原有的三維模型軟件雖然能利用3D形式將建筑物呈現出來,但缺乏靈活性,在信息標注上存在一定的局限性,無法將眾多信息融為一體,缺乏參考性。建筑物模型構建首先需要為建筑物構建一定的物理條件,保證物理條件適當后即可將相關的設計方法和理念加入其中,開始構架建筑物的具體狀態和具體特征,并對建筑物的內部及外部進行全方位分析,確保建筑模型的合理性。在建筑結構中一定要加入建筑常用的參數,將建筑物量化,改變傳統建筑模型缺乏靈活性及參考性的弊端,實現人與建筑模型的直觀對話。此處的參數化模型相當于一個實用的數據庫,設計人員能夠從中得到有效信息與科學性啟發,并在原有的基礎上進行設計延伸,減少不合理設計出現的可能性,找出建筑各組成部分間的聯系,簡化施工過程,提高建筑物的整體質量。
3.3BIM技術的仿真技術應用
BIM技術相比于傳統建筑設計不僅實現了建筑的參數化設計,還有效的將計算機仿真技術應用起來。設計人員在將建筑物設計完成后可以通過計算機仿真技術對建筑物的各項標準進行檢驗,確保在受力以及各建筑部分協調上具有可行性,最低標準是在使用期內不能發生結構安全,同時在建筑過程中應該體現經濟性特點。在設計中除了要滿足日常居住需求還要考慮一些突況,例如受到重物的沖擊或者地震等因素的影響,保證承受一定范圍外力的影響,降低居民的生命財產安全。在設計中應該考慮到相關因素可能造成的影響,利用BIM技術對設計方案進行演練,并結合仿真結果在設計之初需要理由巧妙地力學原理,從不同角度進行受力分析,例如在建筑物的抗震能力可以通過仿真來實現。
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一、我國低碳建筑的發展現狀
盡管人們越來越重視低碳建筑的設計,但是從我國的具體情況而言,也只是開展的初期,在設計理念、施工技術、政府政策支持以及行業規范標準等方面均沒有成立系統化的體系;在建筑設計、圖紙繪制與審核以及施工操作等方面均沒有受到充分的重視。大多數的建筑單位已經習慣了傳統的設計理念,要想改進設計理念,就會導致增加造型與結構的難度以及工程項目的施工成本。除此之外,相關施工人員的綜合素質普遍偏低,對于低碳技術的了解也比較少,在具體的施工方面不敢去做一些嘗試。相關的行業以及政府部門均沒有制定一套明確的低碳建筑體系以及規范標準,缺少相應的管理與鼓勵制度。對于我國的低碳建筑行業的發展來說,這些都是制約其發展的主要因素,但是也有一部分的先進設計理念已經在建筑行業的設計工作中占據有一定的地位,并且正在逐漸的得到應用,這也就說明低碳建筑的發展趨勢越來越好。
加強低碳建筑技術的設計與開發的關注度,在上海的世博會上很好的宣傳了環保、低碳的設計理念,給以后的低碳建筑技術開發與設計奠定了良好的基礎。在上海世博會的園區內建設了200多棟綠色環保的建筑物,主要體現了各國房屋建設的綠化新技術,很好的表達了應用新能源以及開展節能減排的低碳環保的生態理念,使上海世博會成為一個低碳環保的建筑物博覽會。此次上海世博會的主題就是“城市讓生活更美好”,各個場館內的建筑均堅持著環保理念的設計,以低碳建筑作為一貫的執行原則。在多數的場館內都做到了節能、環保以及低碳的要求,甚至有的場館內都已經做到了零碳。以零碳場館為例:首先,在零碳場館內墻面涂上特殊的熒光涂料,建筑物在白天吸收以及儲存部分太陽能,在夜晚的時候就會發出熒光,進而降低照明所消耗的能源。其次,在零碳場館的頂部設置二十二個色彩多樣的風帽,利用風帽改變風向,并且風帽也可以利用風力壓強以及溫度壓強將新鮮的空氣送入到每一個場館內,進而達到凈化室內空氣的目的。最后,充分利用陽光與水,通過屋頂的太陽能熱水器將吸收的太陽能轉化為熱能加以利用;通過收集屋頂的雨水,進行衛生間與車輛的清洗,以及部分植物的灌溉等,降低場館內自來水的需求量。
二、低碳建筑設計的關鍵因素
(一)自然采光的設計
自然采光的方式主要是利用陽光進行空間照明,其設計可以分為兩個方面:一是主動式的自然采光設計,二是被動式的自然采光設計。其中,被動式的自然采光設計指的是充分利用陽光進行空間照明,為正常的學習、生活、工作以及生產提供足夠的照明,這樣的設計屬于傳統式的節能設計,但是到目前為止依然是有效的。但是這樣的設計認為建筑的采光均是陰天的情況,沒有考慮晴天或者是陽光直射的情況,這樣的情況變化容易導致采光的不穩定性,在設計過程中基本上已經忽略了過熱、眩光以及光化作用引起的光熱、光電等問題。就目前情況而言,這樣的方式確實浪費了部分光能,一定要加以改進。
(二)自然通風的設計
目前在建筑中得到應用的自然通風設計大致可以分為三個類型:一是風壓作用通風,二是熱壓作用通風,三是風壓與熱壓綜合作用通風。這三個類型的通風方式均是因為自然形成氣壓存在一定差異引起的。風壓作用通風是由于自然風力形成的氣壓差引起的;熱壓作用通風是由于濕度與氣壓的差異產生的壓力引起的。所以,對于不同建筑的通風設計一定要選用不同的通風設計。
(三)太陽能得熱與溫度梯度之間的設計
達到低碳建筑設計要求的主要途徑有兩個方面:第一是充分開發與利用可再生能源,第二是充分利用各類余熱提高供暖以及空調設備的工作效率,除此之外,還要少用或者不用供暖以及空調設備,以此來提高建筑結構的的保溫能力,降低建筑的熱能損失。太陽能得熱與溫度梯度的設計完全可以具有上述特點:首先,太陽能屬于取之不竭,并且對環境不會產生污染的可再生能源;其次,設計良好的結構性能、合理的方向、適合的形體以及科學的空間布局均可以降低建筑物的熱量損失。
三、低碳建筑設計的技術要求
(一)外墻的節能技術
墻體的復合技術主要有三種:一是內附保溫層,二是外附保溫層,三是夾心保溫層。在我國比較常用就是夾心保溫層;歐洲各國大多數選用的是外附發泡聚苯板的方式。
(二)門窗的節能設計
具有節能特性的玻璃種類有:中空玻璃、反射玻璃、吸熱玻璃、防火玻璃、智能玻璃以及利用磁控真空濺射的方式制作而成的含有金屬層的玻璃。
(三)屋頂的節能設計
可以充分利用生態技術以及智能技術來達到建筑節能的目的,比如:可以控制通風的屋頂以及太陽能集熱的屋頂等。
(四)新能源的開發與利用
隨著社會的不斷發展,資源的利用越來越多,其消耗量也在不斷的增加,這就促使我們開發與利用新能源,比如:太陽能熱水器、光電天窗、光電外墻板、光電玻璃幕墻以及光電屋面板等。
四、低能耗低碳建筑技術及應用
從傳統的低能耗低碳建筑技術方面而言,包括苯板、稻草磚以及稻草板等節能技術,具體技術有竹子建造技術、木結構填充巖棉技術以及陶土夾心墻建造技術等。隨著科學技術的不斷進步,逐漸發明了一些新型節能技術。其墻體材料與結構技術以及屋面材料與結構技術等均已經突破了低碳經濟以及技術的基礎,特別是在機電系統方面得到了廣泛的應用。一方面在使用燃料的基礎上,提高了系統運行的效率,進而實現了節能的目標。另外一方面選用恰當的方式,降低了系統運行過程中能源的損耗。比如東莞生態園大樓的節能環保設計理念:這座大樓是由何鏡堂院士領導設計的,其有效的結合了嶺南地區獨特的氣候條件,加強了自然通風進行降溫的設計功能,并且很好的結合了現代綠色環保的建筑設計理念,采用了中水處理、水源熱泵等多項先進的節能技術,進而更好的實現節能環保的效果。在每一棟樓內均建設了一個直通的中庭式建筑結構,不僅可以達到通風采光的目的,還可以充分利用空氣的對流,調節室內的溫度。
五、結語:
綜上所述,低碳建筑設計理念符合我國可持續發展的戰略需要。其是一個系統工程,要想建設這個工程就要建筑設計本身、建筑行業以及有關的政府部門共同進行引導。其不僅是要達到建筑的節能,還要將能源消耗與環境中的各種因素結合在一起的整體理念。面對能源日益減少的形勢,我們應當根據我國的實際情況開展建筑的節能設計,盡可能達到建筑低碳化的標準。
參考文獻:
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數字技術又稱為數字化技術,數字技術包括兩大方面:一方面是將要處理的對象用數字信號進行描述(例如將話音信號用“0”和“1”序列表示出來),另一方面是對該對象進行所需的加工和處理;數字技術依賴于模數轉換技術、數字信號處理技術、微電子技術、微處理器和計算。在這一個數字化的時代,建筑的空間、造型、功能等基本要素都被重新定義,應用數字技術在建筑設計中正逐步發揮著越來越大的積極作用。
1 數字技術與德勒茲哲學思想的結合
吉爾.德勒茲(Gilles Deleuze)法國后現代主義哲學家,他是又一位繼德里達以后的對建筑設計領域產深遠影響的重量級人物,他反對總體的、秩序的、以及中心的僵化思想,主張復雜、偶然、差異、分化、生成、變化、共存。在同一時期,復雜性科學理論也得到了長足發展,而他的哲學也是與復雜性科學理論相輔相成的。他重新闡述了褶皺(Fold)、圖解(Diagram)、生成(Becoming)、平滑(Smooth)、條紋(Striation)、塊莖(rhizome)等哲學概念。其哲學思想對先鋒建筑師影響巨大,90 年代以來這些概念被以數字技術為創作工具的先鋒建筑師們大量應用,并影響了建筑師們認識、解決問題的方式。他的哲學思想為創作新的建筑形態提供了支承,而數字技術也符合新建筑形態的表達要求,新哲學觀與數字技術的結合推動了建筑設計的發展。德勒茲的哲學思想被認為是與數字建構方法非常契合的,他的哲學思想因為數字技術而得到了實現的動力,而數字技術因為它也更有生命力。
2 數字技術有力支撐復雜性科學理論指導建筑設計
2.1 復雜性科學理論及其特征
從 20 世紀開始,還原論和簡單思維已經不能滿足迅猛發展的科學研究現狀,他們面對復雜性問題研究已經捉襟見肘。復雜性科學產生解決了這一困境,提出了系統性和整體性的思想,為科學研究的發展以及處理復雜性問題指出了新的方向。復雜性科學是研究復雜系統行為與性質的科學,它的研究重點是探索宏觀領域的復雜性及其演化問題;它涉及數學物理學、化學、生物學、計算機科學經濟學、社會學、歷史學、政治學、文化學、人類學和管理科學等眾多學科。突現、演化、自相似、自組織、自適應等是復雜性科學所具有的一些共同特征。復雜性科學理論包括:一般系統論、控制論、人工智能、超循環理論、混沌理論、耗散結構理論、突變論、協同學、分形理論及元胞自動機理論等一系列理論;復雜性科學理論具備一下三個特征,1)本體層面,事物有組成結構和層次;2)認識層面,能從關于部分(或低層次)的概念、定律、理論和學科中推導出關于整體(或較高層次)的概念、定律、理論和學科,當然完成這樣的推導需要一些條件;3)方法層面,對事物進行研究時,把整體分解為部分,或把較高層次的物質結構分解為較低層次的物質結構。
2.2 應用于建筑設計的幾個復雜性科學理論
混沌理論(Chaos theory),是美國氣象學家愛德華研究模擬天氣系統時發現的,初始條件的細微改變,將產生差別巨大的結果,這也正是所謂的“蝴蝶效應”。混沌理論所研究的現象是一些看似隨機的現象,多產生于非線性力學系統,表面不相關聯的因素之間往往有著某種緊密的關系,復雜的現象中會存在簡單的規律,簡單的事物中復雜的變化。混沌理論轉換了人們觀察事物的機械方式,使人們認識到事物是變化的、聯系的、非線性的、異質融合的、時空統一的,任何事物都是矛盾的集合體。混沌理論對建筑設計產生了一定的積極影響,批判了現代主義的線性幾何建筑,倡導建筑設計應貼近自然并充分考慮人的認知和感受。質疑建筑設計所要求的特定尺度,建筑應該已經包含各種尺度,無論觀察位置遠近,都應該有合適的構造與細節。混沌理論使建筑師的創作更加自由,不再受困于原有的理論框架之中,建筑更加富于變化、具有深意、富于張力。建筑師屈米也是該理論積極實踐者,反對穩定、靜止、一成不變,在他的許多建筑作品中充滿了變化、沖突、不穩定的因素,嘗試建造非線性形態空間、以及充滿混沌意義的組織建構。
分形理論,又稱分維幾何理論,當代應用比較活躍的新型理論,非線性科學重要的分支及前沿,曼得布羅——美籍數學家最早創立了分形概念。利用分形理論制作出的很多圖形具有類似于植物生長的特殊美感,這些圖形跟以往的歐式幾何圖形差異明顯,這些圖形具有一些不規則的形式,但是這些在不同的尺度上又表現出一致性,把任何一部分放大都會保持與原來整體相同的性質。分形理論拓寬了人們對幾何的認知范圍,更加豐富了建筑師的造型基礎;數字技術與分形理論的結合,為建筑師創作復雜的韻律美感提供了有力的工具,從而豐富了建筑形式。應用分形理論可以對自然形式進行逼真的模仿,隨著數字技術的發展,使分維幾何從建筑造型的后臺走上前臺,不少新的商業軟件把分維幾何的造型計算與三維建模結合了起來,它們內置復雜的分維幾何形狀生成機制,建筑師只要改變程序運行的初始狀態和參數,便能得到各種不同的豐富造型。
描述并解釋系統內的有序結構以及其生成過程,這就是組織的基本概念。哈肯(H.Haken)——德國理論物理學家,從其演化方式出發,將組織分成兩類:他組織和自組織。無論是在物質世界中還是在人類社會中,都大量的存在著自組織現象。所以系統的自我更新能力取決于其自組織能力的大小。
2.3 數字技術結合復雜性科學理論
20 世紀90年代,眾多先鋒建筑師將數字技術與復雜性科學的概念相結合,從而創造出了更復雜的建筑空間形態,并發展出更新穎的設計方法。代表性人物和機構如格雷格 林恩、NOX、FOA、UNstudio 等為代表。他們以將復雜性科學理論與數字技術幾何,將復雜性系統的突現性、演化性、自相似、自組織和自適應的性質賦予建筑作品中,從而創造出耳目一新的空間體驗。以數字技術的優勢,充分利用分析計算和數據整理的強大功能,將以往無法處理的復雜性問題化解,這也不斷提升了數字技術在建筑設計中所占據的比重,往往貫穿設計的始終。數字技術將復雜性科學與建筑學聯系起來,以往無法完全理解的生物學、社會學、經濟學甚至量子力學等新興科學也成為了建筑學的借鑒對象。人類正在經歷由經典科學的線性思維到復雜性科學的非線性思維的轉變,世界原本就是復雜的、多義的、相對的、模糊的,充滿了偶然性與不確定性,建筑也是這個世界的一個有機構成部分,是對于生存環境的再塑造,因此建筑也是具有復雜性的。
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1 板式高層建筑定義與特點
板式高層建筑又稱條式高層建筑。通常指建筑平面外廓基本成矩形,其長邊與短邊之比大于或等于2的建筑,并且短邊長度小于或等于16米,板式高層建筑是長條型的高層建筑,一般有多個單元。板式高層的名詞并不屬于規范的叫法,通常人們把我國高層建筑籠統分為“板樓”和“塔樓”兩種,板樓分為各住戶靠長走廊連在一起的長走廊式板樓和若干個單元連在一起的單元式拼接板樓,平時常見的單元住宅就是屬于這種。而塔樓是以一組公共豎向交通設施圍繞建立的若干戶最終共同形成的樓房平面,塔樓一般高度較高,通常最低到12層,最高35層。塔樓住戶一般是一梯4戶到12戶之間。不管從技術或者實際使用上來看,塔樓和板樓都是各有特點。板樓朝南戶型比較多,南北通風條件好,且板式住宅多為低密度住宅,其居住的舒適性要高于塔樓。而“點式樓”可以節約用地,而且一樓一般都會設有比較豪華的大堂,但小區的容積率一般都比較高。板式高層建筑按高度也可以分為小高層,高層和超高層三種。板式小高層建筑一般是8-13層間,板式高層建筑通常在15-24層間,高度大于24米,超高層板式建筑在24層以上。板式高層建筑特點可以籠統的概括為四大優點和兩項缺點。板式高層建筑四大優點首先是建筑戶型南北通透,板式建筑多是南北方向,進深為15米左右,戶型多呈方正型,布局合理,功能建設空間尺度適宜。所以板樓建筑內部的面積一般比較充裕,當然在戶型設計上就更加容易出現精品;二是板式建筑各套戶型之間的的優劣差別小,住戶不多,居家生活清靜等自身特點決定了板樓建筑的均好性較高。三是板樓建筑的管理成本低廉,相較塔樓管理費用板式高層建筑的管理費用要低的多,同時相關配套設施要求也比較少。最后一項有點是板式高層建筑實際使用面積率大大高于塔樓戶型。塔樓建筑需要占用的電梯井、候梯廳等公共設施面積要比板式建筑樓大的多,而這些被占去的使用面積都是要攤到業主人頭上的,勢必影響了實際使用面積率。板式高層建筑兩項缺點一個是板式建筑密度較低,高房價板樓社區多呈低密度,底層,容積率低等現象。居住舒適性強但房價過高等特點導致消費受眾范圍受到限制。第二個缺點是板式高層建筑內部戶型格局不宜改造,板樓墻體起著承重作用,不可隨意改造,在這一點塔樓的可改造性要強的多。再從美學角度講,板式高層建筑有著以下幾點特點。
1.1 天際化。板式高層建筑不斷上升的建筑高度,不斷改變和突破著城市的天際線,形成一道自身獨有的風景的同時,也成為了城市發展的歷史寫照與城市氣魄格局的展示。
1.2 個性化。高層建筑造型設計建設越來越呈現出多樣化個性化,世界各地的各式各樣“地標建筑”,已經在很大程度上起著城市或地域的象征意義,成為城市地域辨識對象,對城市和地域外在形象有著很高的影響。綻放獨特的奇幻景象。世界各地的板式高層建筑建設都在力爭能偶成為城市的主角。
1.3 高技化。科技技術在不斷發展,板式高層建筑從策劃設計到建設使用處處透露著科技之光,板式高層建筑建設離不開科技,板式高層建筑的未來發展同樣需要在科技基礎上不斷創新進步。呈現出科技的具象美感。
1.4 生態化。生態、低碳、環保是當今建筑建設的行為準則和目標追求重要因素之一,在板式高層建筑建設使用當中,有機結合建筑內在和外在日照、通風、景觀、綠化等生態環境因素,是板式高層建筑發展大趨勢。
1.5 風格化。獨具特色的地域人文風格在很大程度上影響著板式高層建筑建設外在形象和內在應用風格。建筑師設計思考有意識或無意識的地域風格特色,造就了世界各地板式高層建筑的多樣化風格化地域化。比較典型的案例有超過800米的迪拜塔與當地沙漠地域文化的融合,上海金茂大廈的東方傳統地域文化特色等。
2 板式高層建筑意義
板式高層建筑設計作為一項社會責任工作,需要大批的專業建筑師進行結合實際的嚴肅思考。我國社會經濟在高速發展,社會建筑面積每年數以億計平方米的在增長,可以預見高層建筑的比例只會是越來越大。據科學預計,我國總人口數將會達到15億之多,占全世界人口的1/6,越來越多的城市人口要求城市建筑要向上發展,以滿足城市人口生活居住工作等問題。因為人口量大,我國城市發展對板式高層建筑的研究建設更為迫切和必要,是我國城市社會經濟發展的大課題。重視板式高層建筑研究設計,建設應用問題,充分結合板式高層建筑特點規律,以科學發展觀為指導,保障我國板式高層建筑的研究應用,是中華民族偉大復興和現代化可持續發展的重要環節。
3 板式高層建筑的設計與創新技術
3.1 采光。板式高層建筑進深的因素導致自然采光受自然光照深度的限制。很多建筑體選擇塔式建筑的原因就是因為板式高層建筑的進深嚴重影響了建筑容積率,采光深受限制。傳統窗采光已經明顯不能滿足板式高層建筑采光需求,采用新的“日光跟蹤系統”可以有效解決大進深建筑內部的采光問題。“日光跟蹤系統”利用光的折射、反射或衍射等特點,將自然光引入建筑內部,并且輸送到需要自然光照的地方。“日光跟蹤系統”常見的采光系統有導光管,光導纖維,采光擱板等。
3.2 通風。建筑內部通風能驅除房間悶熱,排除房間內部異味,維護室內環境,保護住戶身體健康等作用,板式高層建筑相較其他建筑體更容易組織穿堂風,良好的朝向決定了其內部通風條件成熟穩定。我國大部分地區夏季盛行東南風,有利于板式高層建筑的通風,而冬季盛行西北風,板式高層建筑在關閉朝北窗戶后,住戶多居住活動于朝南房間,可以有效抵御寒冬侵襲,保證優良居住環境。
3.3 戶型設計。(1)在有限面積限制下,盡量做到大廳小居室;(2)加大衛生間尺度以滿足現代生活方式;(3)有機合理的建筑內部空間分布;(4)注重視覺感官效應;(5)廚房位置靠門,便于垃圾清理;(6)在面積允許的情況下,盡可能充實服務空間;(7)盡量要求每個房間自然通風采光,集中用水房,衛生要求達標。
3.4 錯層技術。如何“錯”的恰到好處,即豐富了空間,又不至傷害了建筑結構,是板式高層建筑使用錯層手法的標準和要求。
3.5 生態環境。通過生態和節能理念設計營造良好的居住環境。實現板式高層建筑的節能綠化等可持續發展策略。
3.6 防火。板式高層建筑的防火安全設計十分必要,且需得到確定保障。除卻必要的專用消防水箱水泵設備,建筑防火材料外,在建筑體中部設置避難層能夠在緊急情況下發揮有效作用。
4 結語
板式高層建筑作為城市建筑的重要組成部分,有著廣闊的發展空間。做好相應的板式高層建筑設計和創新技術探討有著很高的研究和實用價值。
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一、地鐵建筑設計原則
地鐵屬大型公益交通設施,它的最直接最易被人們認識的功能是人們出行時的代步工具。其主要表現特點是:方便、快捷、舒適、安全等等。同時它噪音小、污染小、對環境影響小,更有利于人們的身心健康。它還和人們的生活水平、生活習慣、生活方式相適應,能滿足所有層次人群的出行需要。基于這些,構成了人們目前倡導的綠色地鐵,人文地鐵的主旋律。地鐵倡導“以人為本”,可要做到這點并非易事。它不僅需要地鐵具有完善的裝備和設施(比如自動化程度,適合民族文化特色的建筑裝修,滿足人們生理和心理需求的各種手段和措施等),同時,它還應有較高的服務水平,這也需要從各個層面加以體現(比如工作人員親切周到的服務、溫馨高雅的乘車環境、災害情況下的緊急疏散措施、殘疾人設施的建立、一目了然的路標指引、甚至小到衛生間和電話亭等服務設施),讓人消除陌生感、距離感;帶來親切感、安全感。簡言之,應當有家的感覺,這才是人性化、智能化的設計,“以人為本”才能得以充分體現。
二、地鐵建筑設計的技術要點
2.1車站各層建筑布置及功能分區設計
一般在車站站廳層的兩端,設有設備以及管理用房。車站主要的管理用房在站廳層兩端進行布置,在這些管理用房設備中還需要對一條直通地面的消防通道口留置。站臺層是指地下二層的樓層,同樣的設備區和管理房一般需要在站臺層的兩端設置。一般在該樓層安排管理人員將樓梯間和車站站廳兩端的設備相互聯系起來。車站的集散廳一般在公共區域內設置,通過檢票機和柵欄劃分整個區域為付費區和非付費區,在公共區域內通過設計出多個出入口可以對乘客的集散功能得到實現。另外可以采取樓梯和電動扶梯相組合的形式組成出入口方式,此外在各個出入口還需要對垂直電梯進行單獨設置,從而對殘疾等特殊人群進出車站實現方便。在地鐵中,需要劃分車站內部的各個區域,并且對各自分工的責任得到明確,才能使乘客有序地進出車站、上下乘車等得到實現,從而使交通性建筑的特點得到了滿足。
2.2地鐵建筑裝修設計
地鐵本身的客流量較大,因而在裝修設計的過程防止華而不實的現象出現。在對各項裝修功能不斷完善的基礎上,還需要使現代化氣息和地域性的人文特色得以體現,這樣做都是為了使大眾乘客的審美追求得到滿足,防止小型車站的封閉沉悶壓抑的感覺出現,從而營造出一個舒適溫馨愉悅的乘車環境,以便為乘客更好的服務。這便需要對燈光、色彩以及材質的變化等進行合理地利用,對站臺廳的布局進行設計時要對虛實結合的處理方式加以利用,墻面和柱子的表面可以對淺色的玻化磚進行選用,同時地面同樣可以對淺色的花崗巖進行選擇,而在條塊分割處則可以對深色花崗巖進行選用,從而進行分割,關高燈箱的光源則可以對熒光燈進行為乘客,從而使地下空間的壓抑感覺相應的得到減少。在對車站內部的裝修布置完成的同時還需要對車站地面建筑的裝修同周邊環境是否匹配以及協調進行考慮,同時還需要根據市民對軌道交通建筑應具備特點的要求進行了解,從而在滿足市民要求的同時盡可能實現簡單經濟實用的原則。
2.3地鐵施工現場消防設計
2.3.1設置自動噴水滅火系統
在實際運營過程中,車站內報刊亭、商鋪、廣告牌的設置不可避免,且地鐵內附設了許多商業場所,現行規范對于這些場所與地鐵運營場所之間已經提出必須采取防火分隔的措施,我們還需要對具體如何采取作出明確的規定,設置動噴水滅火系統。一旦發生火災,水噴淋系統會及時撲救初起火災,從而使這些場所與運營場所的消防安全得到安全保障。另外在地下車站站廳、站臺層公共區都應設置自動噴水滅火系統。
2.3.2防火卷簾門控制
對于疏散通道上設置的防火卷簾門,FAS系統接收到卷簾門所在防火分區內任兩只獨立的感煙火災探測器或任一只專門用于聯動防火卷簾門的感煙火災探測器的報警信號后,向防火卷簾門控制器發出下降指令,使卷簾門自動下降至距地面1.8m處;當FAS接收到任一只C龐糜諏動防火卷簾門的感溫火災探測器的報警信號后,向防火卷簾門控制器發出下降到地面的指令。對于用作防火分隔的防火卷簾,FAS系統接收到防火卷簾門所在防火分區內任兩只獨立的火災探測器的報警信號后,向防火卷簾門發出下降到地面指令。設在變電所的防火卷簾門正常在關閉狀態,FAS不控制。防火卷簾下降至距地面1.8m處、下降到地面的動作信號應反饋至車控室。
2.3.3防排煙系統的設計
一是在主疏散通道內設置機械送風系統,確保站廳通向主疏散通道的入口處有足夠的氣流速度,阻止煙氣進入主疏散通道;二是在站廳通向主疏散通道的入口處設置風幕;三是根據防火分區的數量設置各防火分區的防排煙啟動裝置;四是在送排風口預留供排煙消防車位。
2.4車站總平面設計思路與要點
地鐵的設計需要綜合考慮原建筑征用拆遷占地以及后期的商業開發等眾多問題,在實際設計中可以將地鐵車站建設與物業綜合開發相結合起來,統一規劃,同步實施,對城市的發展有著積極的作用,所以地鐵建設之初應多加考慮,并根據當地的特點選擇與之相協調的結合設計模式。
2.4.1 地鐵公司主導進行結合設計。對于由地鐵公司自行組織開發的地鐵上蓋物業,該模式具有無可比擬的優勢。地鐵公司作為地鐵線路建設的業主,能夠統一協調地鐵和物業這個有機的大系統。通過對這種“地鐵+物業”的模式進行系統化的規劃構建,從而可以實現充分利用各方面設計專家的智慧設計出美觀的地鐵物業結合發展的建筑方案。
2.4.2 地鐵公司與物業開發商組成聯合設計團隊進行結合設計。這種形式是由地鐵公司聯合物業開發商共同組建設計團隊進行項目建設設計工作,在設計的過程中雙方設計人員進行及時有效的溝通,對設計接口的處理進行協商處理,旨在從源頭上充分提高建筑項目的設計質量,滿足雙方業主的意愿。
2.4.3 地鐵公司與物業開發商平等進行結合設計協調。地鐵前期的規劃需要充分考慮到政府相關方面政策的限制,而在地鐵站點周邊又存在著較多的獨立物業開發地段,盡管這些地塊不受地鐵設計開發公司的控制,但是考慮到整個城市環境的美觀設計以及乘客流量的互補等方面,需要將地鐵的站點同周邊的設計環境有效地銜接起來,地鐵建筑公司和物業開發商雙方進行平等友好的協調設計。這種設計模式在地鐵設計中最為復雜,需要綜合考慮多方面因素,從全局出發進行工作創新,切實處理好設計接口的問題,避免出現“錯、漏、碰、缺”等不良現象。
結語
地鐵車站的建筑需要在有限的地面面積上向縱向延伸以實現充分利用空間資源的目的,我們在設計時需要盡可能地降低車站的造價和縮減其規模。地鐵車站在設計時需要格外注意公共區域的布置,這便需要設計者從乘客的心理出發,努力為乘客們營造一個良好的乘車環境,滿足現代社會以及未來時代人們出行的需要。
參考文獻
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Key words exterior insulation technology; architectural design; application
中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
引言
外墻外保溫技術是通過將憎水性和低收縮率的建筑保溫材料以粘結在建筑物外墻,并且在其外墻施工裝飾層的施工方法。隨著目前社會的發展,能源資源危機已經蔓延全球,就我國能源資源問題的實際情況而言,我國對能源的消耗也是逐年上升,而建筑行業作為名副其實的耗能大戶,其耗能戰略社會總耗能的百分之四十五以上,在建筑耗能中又以熱能的損耗最為顯著,因此為了人類社會的可持續發展開展建筑節能不僅意義重大,而且迫在眉睫。而隨著科學技術的日新月異,建筑行業的發展速度也隨著加快,在現代的建筑工程中各種先進的施工技術和施工材料以及施工設備層出不窮,隨著這些技術和材料以及設備在現代建筑工程中的應用,使得當前建筑工程的質量和性能都得到了大幅度提升,從而有效地滿足了人們對現代建筑的新要求。在現代建筑工程中,為了提高建筑的節能水平,通常會應用到外墻保溫技術,隨著外墻保溫技術在現代建筑工程中的應用,使得現代建筑的節能環保以及性能水平都得到了大幅度提升。而隨著可持續發展這一科學發展觀的貫徹落實,使得外墻外保溫技術的應用更加廣泛,因此為了進一步促進建筑行業的發展,加大對外墻外保溫技術的分析研究力度就顯得尤為重要,從而才能夠使外墻外保溫技術水平得到進一步提升。本文從外墻保溫技術的主要特點出發,對外墻外保溫技術的研究,然后對外墻外保溫技術在建筑設計中的應用進行了詳細的闡述,希望能夠起到拋磚引玉的效果,使同行相互探討共同提高,進而為外墻保溫技術的發展起到一定的促進作用。
一、外墻外保溫技術的主要特點外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節能技術。在同樣規格、同樣尺寸和性能的保溫材料的情況下,外保溫比內保溫的效果更好,其主要特點具體如下:
1.1外墻外保溫適用范圍 外墻外保溫適用范圍十分廣泛,適用于各種建筑,如新建結構工程、舊樓的節能改造等。
1.2保護主體結構,延長建筑物的壽命 采用外墻外保溫技術,由于其保溫層處于建筑物圍護結構的外側,其保溫材料保護了主體結構免受雨、雪、凍、融、干、濕循環造成的結構破壞,減少了堿骨料的反應等對主體圍護結構的侵蝕。因此,當外墻所選取的保溫隔熱材料適當,厚度合理,外保溫可以有效防治和減少墻體和屋面的溫度變形,有效消除常見的斜裂縫或八字裂縫,從而相對延長了建筑物的使用壽命。 1.3基本消除了“熱橋”的影響 “熱橋”是指在內外墻交界處、構造柱、框架梁、門窗等部位形成散熱的主要渠道。對于內保溫而言,主墻體越薄,保溫層越厚,“熱橋”的問題就越趨于嚴重。而采用外保溫,其不僅可防止“熱橋”部位產生潮濕、結露等現象,而且由于外保溫要比內保溫的熱損失減少約20 %,這就消除了“熱橋”造成的熱損失,從而降低了熱能的支出費用。
二、外墻外保溫技術的應用目前,在住宅工程中,主要流行有聚苯顆粒漿料外墻外保溫、EPS板薄抹灰外墻外保溫、EPS板與墻體一次現澆注成型外墻外保溫等幾種外保溫技術。
2.1聚苯顆粒保溫料漿外墻外保溫 將聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)加工破碎成0.5 mm~4 mm的顆粒,作為輕集料來配制保溫料漿;將保溫漿料抹在墻體外側作為保溫層,并在外表面再做抗裂保護層、抗滲保護層和飾面層;可避免外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成的墻體表面空鼓、面層出現裂紋等現象。這與其他外墻外保溫技術相比,在達到同樣保溫效果的前提下,其建筑造價低。 適用范圍:寒冷地區、夏熱冬冷和夏熱冬暖地區民用建筑混凝土或砌體外墻外保溫工程。
2.2EPS板薄抹灰外墻外保溫 EPS板,即膨脹聚苯乙烯泡沫塑料板。該技術以聚合物砂漿作粘結劑,將EPS板固定在墻體外側(也可采用以錨栓做輔助的粘結固定方式),并在外表面涂刷一道界面劑,然后抹聚合物砂漿底層,用作粘結劑或保護層;抹聚合物砂漿后立即壓入網格布,并使其緊貼底層聚合物砂漿,不得使網格布皺褶、空鼓、翹邊;待底層聚合物砂漿干至不粘手時,再抹面層聚合物砂漿,抹灰厚度以蓋住網格布為準;表干后施工裝飾面層。 適用范圍:新建建筑和舊有房屋節能改造的各種外墻外保溫工程;也可用于外墻內外保溫和陽臺的內外保溫。
2.3 EPS板與墻體一次現澆注成型外墻外保溫
在當前的建筑設計中,通常會應用到EPS板與墻體一次現澆注成型外墻保溫技術,隨著EPS板與墻體一次現澆注成型技術在建筑工程中的應用,使得外墻保溫技術的水平得到了進一步提升,EPS板與墻體一次現澆成型外墻保溫技術是在建筑墻面的內側面開有水平方向的齒槽,并且在建筑外墻的內外側表面都設置EPS板。該技術有效地解決了建筑外墻外掛式保溫的大多數問題,由于在施工過程總應用的是一次成型技術,因此不僅提高了施工效率縮短了施工工期,同時還提高了施工質量和確保了施工人員的生命財產安全。
三、外墻外保溫設計應注意的問題
3.1外保溫的安全性 保溫層與結構層、保溫層與保護層以及保護層與飾面層應有良好的粘結性能和安全的構造措施。 (1)風荷載對外保溫的影響。外保溫由于受風荷載的作用特別是高層建筑,建筑外墻承受風荷載較大,墻體部分會產生很大負風壓(吸力),再加上外保溫材料自重作用,容易產生脫落。在設計時,應盡可能提高粘結面積,采用無空腔,減少空腔,并在此基礎上做好補充的機械固定防護措施,以提高建筑的抗風壓性能。 (2)外保溫材料大多數為有機材料,而基層材料通常為各種磚、砌塊或混凝土屬無機材料,兩者自身材性不相容,黏結性不好容易產生脫落。在設計時保溫層與基層之間的粘結必須有一定的強度,目前工程上常用專用粘結膠粘結或錨釘機械固定兩種連接方式,為確保外保溫系統粘結可靠、牢固。