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建筑设计与技术实用13篇

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建筑设计与技术

篇1

这一实例就是百北居住小区2004年商贸楼工程,该工程总建筑面积11933平方米,其中一号商贸楼1100平方米,二号商贸楼744平方米,住宅楼10089平方米。一、二号楼临锦江大街而建,二者之间是百北居住小区的东门。一号楼局部三层,二号楼二层,结构均为全框架,功能均为商贸用房。住宅楼紧邻一、二号楼,位于小区内。在设计过程中,为了将技术与艺术合理应用到工程当中,共抓住了5个设计要点:

1、总平面布置——正负之间的零界限:

世间大多数物体都不是真空存在的,而是处在一定的环境中。这样,在受环境影响的同时,也影响着环境。建筑则更需要与环境相结合。

该工程南侧为吉林油田二钻办公楼,西侧是吉林油田百北居住小区,东侧主立面与锦江大街平行,至锦江大街与临江路交汇处局部向西转96度角,从而北侧与临江路平行,并与临江路旁一栋六层住宅衔接。

在总平面上,该工程处在一个分界线的位置,正面面临的锦江大街是一条比较繁华的街道,白天车水马龙,夜晚灯光璀璨;背后是油田职工安居乐业的百北小区,基本上是动与静的结合之处,就像正数与负数之间的“零”一样,起着衔接与分隔的作用。对于这两种性质截然不同的区域,首先在总平面上,底商与内部住宅之间以道路相隔,这样的处理,可以使住宅尽量少的受繁华街道噪音与灰尘的影响,满足了居住环境安静舒适的要求。另外在建筑高度处理上,这两座建筑尽量加大高度,一号楼还局部升起为三层,从而形成了一座围墙一样的屏障,隔绝喧嚣,包容平静。而且高度的处理还对功能使用与造型变化有所帮助。这是在纵览大局方面进行技术控制和艺术的联想。

2、平面布局——百家荟萃,各取所需

建筑的功能不同,使用对象也会不同。该建筑的功能明确,全部为商贸用房,理所当然使用对象也只有从事商业活动的人们,可是仔细考虑,购买商贸房的用户也是千差万别的,经济宽裕程度不同,经营项目不同,经营方式不同,个人喜好不同,因此平面设计时,在满足结构处理的条件下,把多种户型与面积选择带给商家,各取所需。

如一号楼每户均为矩形,层数有二层、三层之分,面积有大小之分。二号楼均为二层,1—2轴处一户为矩形,面积略小,其它为矩形与扇型相结合的户型,面积略大。建筑的室内空间高度足够满足使用要求,因为建筑面积相对较大,尤其一层使用率高,室内装修较复杂,所以将层高定得略高些。

3、外观设计——欢快的乐章,舞动的音符

外观的设计给人以直观上情绪的影响,建筑之所以让人感到美,是因为它给人的感官传达令人愉悦的信息。现在,建筑已不仅仅是一个遮风蔽雨的栖身之所,作为人类智慧的结晶,它还被要求以更高的艺术美学价值。人们需要五光十色的世界,需要充满活力的世界。工作、生活在赏心悦目的环境中,行走于美景纷呈的街道上,如同蜜蜂蝴蝶快乐地穿梭于缤纷花丛中,这样的世界才可以使眼睛更加明亮,心情更加开朗。该建筑的外观设计思路,就充分抓住这一主导思想,整体造型具有现代感,立面设计活泼生动,就像一曲欢快的乐章,而其中的各个元素,就像乐章中跳跃的音符。

大门两侧的不规则五边形立面是整个乐章的主旋律。体型凝重,意境却欢快。它的重心较低,虽尺度较大却不失稳重,除此以外,它奇异的形状、上升的气势、深色玻璃幕上鲜明的点缀,以自己独特的建筑语言向人们展示着它朝气蓬勃的一面。转角处的弧面外挂玻璃幕熠熠生辉,起着承接与转折的作用,并体现一定的韵律感。来往于交叉两条街道上的路人,都会为之眼前一亮。本建筑的制高点为屋面上方的大板。它位于建筑局部三层处并出挑,二三层处的玻璃幕墙就象穿插在主体建筑中的玻璃盒子,让厚实感的主体墙面嵌入通透感的玻璃建筑,体现一种虚与实、沉稳与灵动的对比。在此,屋面大板沿侧墙折而向下,直达地面。在屋面处,大板由4轴处升起的圆柱作支撑,并出挑4.5米,板面作圆形透空处理,尽端作弧线凹入,从而使之更显轻盈。本建筑是临街建筑,临街立面的重要性不言而喻,但是为了体现以人为本思想和人性化建筑风格,在面向小区居民的背立面上也从未疏忽,既有外挂玻璃幕、大板等建筑构件,又有细节的体现,虽不如主立面丰富多彩,却另有一分清新淡雅。

在两建筑之间,突破了以往常规的立面式大门做法,设计成拱廊形,四组柱子纵深排开,柱顶以梁相连,梁上四个圆拱之间穿插着若干不锈钢圆管,这样,将单纯的大门功能延伸具有一定的空间感,人们穿越大门时,可以感受到立体空间的影响,同时,阳光透过圆拱与不锈钢管空隙,在地面上形成了光影变幻的效果,从而使静态的建筑中蕴涵着动感。

在建筑色彩与材料的运用上,主墙面为了与住宅建筑相配合,运用的是浅黄与棕黄两种颜色面砖,上浅下深。装饰处一律用玻璃与铝塑板,因为质地轻,造型结构易处理,并且视觉效果显著,具有现代感。大面积处用白色铝塑板,这样可以与主体建筑在观感上有效结合,浑然一体;局部运用红色铝塑板,看起来色彩热烈奔放,实际上这几处是经过仔细斟酌而确定的,意在画龙点睛,增加颜色上的跳跃性,视觉上的冲击性,使整个建筑在与环境相协调的基础上,凸显其个性。在它们的协助下,建筑的形象更具感染力,轮廓与线条更加鲜明。另外,青灰色镀膜玻璃的运用,有利于内部功能和外部观感双重作用。

整个建筑造型上着重体现出一种生机活力,并隐含着一种健康自然的精神。建筑是为人服务的,内部要适用,外观上要悦目。本设计通过形态、颜色、质感几个方面,将建筑的魅力传递到人的感官中,给人以美的享受。

4、结构设计——力与美的结合

建筑风格的充分体现,离不开结构的支持。在这里,力与美相辅相成,完美结合。

一、二号商贸楼为现浇(局部三层)框架结构,基本柱距为6米和6.9米两种,开间和进深尺寸较大,平面布置灵活,能很好地满足用户的使用要求。结构计算上采用了PKPM软件进行结构分析,并通过TAT软件进行三维空间分析,经过多方案对比和反复试算,确定出梁、板、柱等构件的合理尺寸。在结构安全可靠的前提下,力求经济合理,降低了造价。

紧邻商贸楼的是三栋住宅楼,基本户型均为90平方米标准型,但屋面由原来的平屋顶改为坡屋顶,由钢屋架、方钢檩条和蓝色彩瓦三部分组成。屋面设计采用了STS软件进行了结构优化设计,使结构安全与经济合理两方面很好地结合起来。屋面平改坡虽然增加了屋面工程的一次性造价,却省去了以后频繁的屋面维修费用,延长了住宅的使用寿命。而且在外观造型方面也给人一种焕然一新的感觉。

5、系统工程设计——建筑的经脉

如果说建筑是一个有机体的话,那么其中的系统工程就象是在全身周转运行的经脉,位置虽不显眼,作用却不可忽视,没有它们,建筑就会失去生机。

系统工程设计分为水暖电信四个部分。

供排水系统的设计合理,使用方便,且符合现行的国家规范的要求。由于本建筑为商贸楼,为方便使用要求,在每户只预留上下水口,连卫生间位置也只预留,并未设分隔,这样在用户装修时增加了选择的灵活性,并降低了建筑造价。

在采暖设计中,管线布置在符合现行的国家规范要求的前提下,充分考虑用户使用方便。散热器选用传热系数大,型式美观的散热器类型。

该建筑在用电设计上满足用户的照明需要及基本的用电器使用,并满足了用电的安全性。随着生活水平提高,通讯方式的进步,每户还考虑了电话、闭路、网络方面的需求。

系统工程的设计除在建筑中注重合理性,也充分考虑了室外接入管网的便利性,为整个建筑充分发挥其功效打下了良好基础。

通过以上各项措施,在该工程的设计过程中,已从内到外将技术与艺术有机结合,二者相辅相成,互相辉映,即满足了建筑的适用性,又满足了建筑美观大方的要求。在建成后因为其地理位置优越、布局合理、户型适中、建筑造型独特,成为居家置业的一片乐土。不但吸引了众多商家来此投资,也成为街道上一处引人驻足的观赏风景,为锦江大街增色不少。

篇2

实现经济可持续发展,建设资源节约型社会,是全社会的共同责任。绿色建筑设计是一个世界性的问题,也是现代建筑技术发展趋势。绿色建筑节能实施工作,它能够保证建筑节能工程质量,是实现建筑节能措施的关键环节。目前,绿色建筑的热潮正在全国蓬勃兴起,其施工项目都在快速发展,是一个非常困难的任务。在这方面,绿色建筑的设计及其技术质量也很重要,加快我国社会主义现代化建设具有深远的历史和现实意义。

一、绿色建筑的内涵及特点

所谓的绿色建筑指的是从施工到使用,都能够最大限度的节省资源、减少对环境的污染、减少建筑物对人体的伤害的建筑物,实现建筑与自然和谐相处的目标。这里所说的绿色建筑并不单纯的指建筑花园,而是一种抽象意义上的概念,所包含的内容也比较广泛,简单的说,主要是可以有效的利用对环境没有污染的建筑材料,建造出对人体和环境没有伤害的建筑物,保持建筑和环境平衡的一种建筑模式。这种建筑不仅现在受到人们的追捧,在未来的时间里会实现大面积的普及。这种建筑符合国家倡导的可持续发展的内容,实现建筑物的节能、环保,促进建筑、自然、人三者和谐发展。努力实现人工和自然地和谐统一,为人们提供健康舒适的生活环境,减少对环境的破坏,实现自然资源的可持续利用。

二、绿色建筑设计的原则和指导思想

2.1 引入“生态关键”观念,掌握生态技术,树立生态意识,是搞好生态建筑设计的关键。生态建筑的现实意义是引入“生态关键”观念,积极利用低能耗和利用自然资源的作法。生态化的建筑设计应以“生态---技术---建筑”为发展模式,将建筑设计和生态理念的统一贯穿到绿色建筑的全过程,在整个设计过程中,关注建筑生态、环境特征的表现和技术的运用,使之融入建筑设计中,产生建筑形象。一个好的生态建筑,不仅要有出色的构造设计和优秀的建筑材料,更重要的是要有先进的生态技术系统的应用。因此,设计在尊重自然环境、减少能源消耗的同时,还要从环境保护、资源节约的角度考虑建筑功能与生态环境稳定性和持久性。

2.2 绿色建筑设计的特点应符合整体设计与多元共融。结合当地文化内涵,发掘不同建筑类型的特点,开发适合本地生态环境的新型能源和技术,整合并完善建筑功能,以满足使用者对适宜的、高舒适居住环境的追求,提升整个设计的环境质量和文化品质。其特点应符合建筑设计的整体设计,多元共融。力求科学化、逻辑化、智能化、系统化的设计,使整体功能适应各种功能性质的使用要求。在现代资讯技术飞速发展、日新月异的今天,把握时代脉搏,表现时代的精神,把最新、最美、最现代的建筑奉献给人们,让中国建筑融入世界建筑发展的潮流之中。“建筑当随时代”,倡导绿色建筑设计,是我们在建筑创作中应该明确的主导思想。

三、绿色建筑设计是一项跨学科的综合性设计

绿色建筑设计就是将有关复杂的生物技术、生态技术、人文精神、环境与能源策略融入传统的建筑设计(含场地设计)中,强调发展生态经济和能源结构的生态化,以绿色GDP 为政策导向促进知识经济、循环经济、生态产业的持续发展。因此,绿色建筑设计比传统的建筑设计涉及的技术领域更为广泛,是一项跨学科的复杂综合性设计,是多学科交叉融合的产物。绿色建筑设计要解决的问题是城市建设和人居环境问题。所以在操作上应以广义建筑学为主导,在协同景观生态学、恢复生态学、城市生态学、自然资源学、植物群落学、地理学的基础上,还应与结构、材料、生物、环境、热能、经济等进行综合研究,多学科的技术特点增加了设计的复杂性,也为绿色建筑设计拓展了新的发展空间。

四、绿色建筑设计要点

4.1 立足本土

从经济学理论而言,国内经济现代化过程之从农业经济跨越工业经济而直接进入知识经济,即在实现工业经济目标的同时叠加了更高的现代化目标,国内环境的独特性决定了不能照搬照抄发达国家的既有经验,也不可机械的引进绿色技术和产品,但更不可待经济发展起来后再考虑绿色和节能,而应不失时机的在现代化进程中加上信息化、生态化水平等基本衡量指标,即在实现程式化的同时推行绿色建筑。

4.2 因地制宜

我国地域广阔,南北的差异很大,在进行绿色建筑设计时,也呈现出了不同的特点。作为建筑公司在设计时应该充分的考虑到不同地区的地质和气候条件以及其他对建筑有影响的条件,保证建筑物的采光、通风等方面都能够符合当地消费者的需求,同时应该因地制宜的减少能源和资源的消耗,保护当地的生态环境。例如,对于光照充足的地区,可以充分的利用太阳能;对于北方寒冷的地区,可以在建筑施工时增加一些保暖措施。

4.3 重视整体设计

在进行绿色建筑设计的过程中应该要全面的考虑到当地的地质、气候、水文等自然条件同时也要联系当地的经济发展状况和地域文化特点。一定不可以直接照抄照搬别的地区的建筑设计,因为不同地区的建筑条件是不同,直接使用其他地区的设计就会造成“水土不服”的现象。我们一定要重视建筑设计,因为设计的好坏直接关系到建筑的整体性能。

4.4 采用节能新技术

绿色建筑的重要内容就是节能,指的是在建筑施工及以后的使用过程中要达到使用最少的资源和能源来为人们建造出舒适健康的居住和工作环境,所以在具体的设计中不仅要考虑到所处的环境也要考虑到建筑物的整体规划,尽量的达到生态施工的设计方案,与周围的环境是否和谐一致,形成一整套的节能建筑方案,尽量采用新型建筑材料和技术,提高建筑物的利用率和使用年限。

五、加快绿色建筑设计的建议

5.1 提高认识

我国在经济快速发展的同时资源的消耗程度也在日益的增多,导致我国资源的严重匮乏,影响了经济的发展。绿色建筑设计理念的提出,有效的说明了人们认识到环境保护和节约资源的重要性,积极的促进经济和环境的可持续发展。

5.2 发展新材料

绿色建筑要求建筑材料的节能环保,这就导致建筑材料的生产商开始研制新型的绿色建筑材料,实现建筑材料的节能。在生产材料的过程中应该尽量减少能耗,实现资源的优化利用,尽量选择那些消耗机械热量少的材料来减少建筑物自身的热量,增强建筑物的使用寿命。

5.3 重复、循环利用

大多数的建筑施工中,在建筑材料应用上面,出现了很多浪费的现象。而在绿色建筑中倡导施工材料的重复利用,不仅能够节省建筑之处,还可以节约能源资源,降低废弃物的产生,保护环境。

六、结束语

绿色建筑可以缓解能源短缺,改善人们的工作和生活环境,在一定程度上,减少环境污染,有利于发展循环经济,对于促进我国经济的可持续发展是最廉价和有效的措施,目前已成为中国深化改革的经济体制的一个重要的部分。积极推进建筑节能,发展循环经济,有利于提高人们的生活质量,改善居住环境,有利于国民经济稳定发展,有利于减少对环境的污染,在今后,建筑节能和绿色建筑的推广运用不仅要在新建筑中得到运用,我国的老建筑所占的比例还是很大的,因此也要充分在老建筑物中得到运用。

参考文献:

[1]陈敬文.绿色建筑在可持续发展中的具体体现[J].广东科技.2008(18)

[2]马志龙.绿色建筑设计浅析[J].科技风.2010(11)

篇3

1绿色建筑设计的思路和执行策略

绿色建筑在设计过程中,主要针对现场设计及室内环境绿色规划、资源的节约与环保等方面进行绿色设计。设计时,绿色的建筑理念要贯彻设计过程的始终,并且要根据建筑实地的气候因素进行被动设计。具体的体现在光照、热工性能、通风遮阳、绿色建材、可再生能源选择等方面。将绿色理念在设计图纸上呈现是绿色设计的执行意图,也是设计执行的关键。首先要进行计算机的模拟分析,根据模拟分析情况确立整体的设计思路,从而展开设计。在工程初期阶段,可以建立一支专业人员较多的设计团队,设计人员要以绿色设计为目标,对于不同的设计矛盾可以根据设计目标进行调节。每位设计人员全力协作,参与到设计的整个过程中,对每个设计细节加以完成,才实现绿色设计的目标。

2绿色建筑设计中遵循的基本原则

首先,要保证设计的高效性。充分合理的利用建筑实地周围的自然资源、绿化资源、生态环境资源。在绿色建筑的设计规划阶段,更加侧重对整体建筑生命周期的提高,主要体现在对建筑土地科学合理规划、节约生态资源、使用可回收材料等方面。其次,要充分掌握设计的地域性要求。我国幅员辽阔、地大物博,很多地区的自然地质条件、环境条件、气候条件、生态资源条件以及社会经济的发展情况、文化发展都有着较大的差异。所以,在绿色建筑设计中要充分考虑到不同地域的特点,因地制宜地进行建筑设计。最后,要保证设计效果的协调性。从经济发展的角度来看,绿色建筑也属于工程建筑范围内;但在社会生态发展的角度来看,绿色建筑属于社会生态建设的一部分,可以单独作为一项绿色生态系统,对人们的生活产生影响。因此,在绿色建筑的设计过程,要将整个规划设计结合城市地区及周边生态环境进行综合考量,保证建筑要与城市氛围和周边环境相融合。

3绿色建筑设计技术的优化分析

3.1规划期间设计技术的优化分析

规划期间,主要通过对建筑现场的气候特征研究,结合计算机模拟技术,优化设计朝向和平面布置对建筑风、声、光等方面的影响。当建筑工程报规后,就不能对设计进行整改,所以规划时期一定要有充足的时间。如某地区的建筑设计日照强度的计算,利用总平面的计算进行设计优化,调整整体空间的布局和结构,完善阴影区域位置,保证室内的光照达到最佳效果。建筑通风模拟是在室内布局优化的基础上,进行室外风的环境模拟,更好对通风进行设计[1]。

3.2客观因素的设计技术优化分析

通过对不同地区不同气候特征的绿色建筑进行研究,发现地域结构会影响到建筑的根本特性,例如建筑的性能和构造、空间和结构、资金的投入、室内的环境,以及表现出的经济性、安全性、舒适性等特性。建筑的外在要与建筑实地的气候特征相符,建筑的外貌要与地区的文化特色、地质地貌相适应,建筑的设计性又要满足使用性[2]。例如遵义科技管就是根据地区的土质的热稳定特性,进行创新,建设为半覆土式建筑,这样可以尽最大程度保护好地区的地质地貌,防止过度的开挖。也能够对客观的水质体系和植物进行很好的利用。

4绿色建筑设计技术的优化结合分析

首先,规划阶段进行技术的优化整合。规划阶段是建筑设计的重要内容,通过一系列的措施和方法,对建筑施工场地进行充分的掌握,保证建筑技术优势的充分发挥,提高建筑设计的效果,保障建筑设计的科学性,避免在设计过程中出现差错。在绿色建筑技术的应用过程中,根据以往的设计经验,对规划阶段的建筑设计做好初步的优化。首先,要对建筑工程的基础材料进行深入分析,对建筑的光、声、电做到充分熟悉,提高对绿色建筑技术的应用力度,在根源上避免浪费资源材料的现象,并将建筑的成本造价控制在合理范围内[3]。其次,合理控制绿色建筑总平面,将不同设计师的设计内容进行结合,确保设计内容的优化,明确能够对建筑规划造成影响的因素,从而明确不同阶段设计的差异性,严格按照施工设计图纸的内容对建筑平面工程展开设计,使建筑平面设计得到深度优化。最后,平面设计人员要时刻关注施工进程,避免施工效果受到外界因素的影响。其次,根据气候因素进行建筑技术优化。在经典绿色建筑的经验指导下,要加强对不同气候特征地区的建筑设计进行深入研究,明确建筑设计的基本功能属性。首先,在建筑设计过程中,要考虑到施工材料的性价比和环保性,将整体的施工效果进行优化,增强建筑的稳固性,以便应对极端天气的影响。其次,明确好绿色建筑技术规范,根据规范内容确定绿色建筑设计内容,并不能进行天马星空的想象,提高绿色建筑的气候适应能力,并在设计过程中对保护性建筑进行设计[4]。最后,将绿色建筑的形态设计与节能优化结合,绿色建筑秉持着可持续发展的设计理念,所以不能只解决建筑设计的当下问题,还好将建筑与自然相结合。例如,在重庆绿色建筑设计中心,应用了许多绿色技术进行工程建造,其中主要采用了透水砖、太阳能、绿色再生混凝土等综合材料进行整体的建筑设计。首先在通风设计上采用太阳能技术,在拔风井外部安装平面玻璃,内部采用蓄热材料与绝热隔层相互配合,防止热量传入建筑内部,并向夜晚通风的热压传递能源。由于是南部的日光照进,对井中的空气进行加热,增强其拔风的功效[5]。并通过网络的研究,配合CFD的分析法验证是否能够达到室内通风的需求。再次,对建筑设计的外观形态与节能技术进行优化整合。绿色建筑的设计与传统一般性建筑的设计存在着本质性的差异。绿色建筑设计主要是在进行实地考察和各项数据测量后,对数据进行合理的量化分析,取代了传统感性认知的设计方式,绿色建筑的设计是在定量化分析的基础上进行的。绿色建筑设计要以形态美观和节能优化为基础,将外观形态与节能技术相结合,通过模拟技术手段对结合效果进行分析,对存在问题的地方要进行及时的处理和重新设计,实现绿色建筑设计的最优效果。因此,绿色建筑设计形态不仅要满足美观的要求,还要体现绿色建筑技术。最后,对采光遮阳技术进行优化结合。绿色采光遮阳技术设计主要是根据建筑所在地区的气候条件,通过采光的模拟软件进行不同形式的采光技术和遮阳技术模拟分析[6]。根据分析数据总结建筑物受内光环境的影响规律,并设定合理的遮阳设计参数。同时结合对建筑实地的自然通风情况进行分析,并通过CFD软件分析风向对采光和遮阳的影响以及采光遮阳对建筑物室内风向内循环的影响,做出综合的设计策略,为绿色采光遮阳技术的应用提供理论依据。

5结束语

绿色建筑设计是我国建筑业发展的目标和方向,绿色建筑秉持着可持续发展的设计理念,不仅能够保证建筑设计的科学合理性,构建完善的室内环境,还能够加强对工程成本的控制,所以,绿色建筑在未来的发展中,要加强对绿色建筑合理性设计的分析,将建筑设计内容与现代绿色技术更好的结合起来,加强对高科技手段的应用,降低建筑成本,为绿色建筑创造更大的经济收益、环境收益和社会收益,促进建筑事业的良性发展。

参考文献

[1]王海容.绿色建筑技术要点及推行绿色建筑的建议措施[J].城市建设理论研究(电子版),2015,5(34):3111.

篇4

Keywords: building technology; Building structure; Building equipment; Architectural design

中图分类号:TU3 文献标识码:A文章编号:

建筑技术的主要内容包括建筑设计、建筑结构、构造、力学、材料、电气、给排水、暖通、施工、维修、生态、环境及可持续性建筑等,是建成一幢建筑物的前提和基础。建筑设计则包括很多方面知识,包括从整体规划,建筑外观设计,建筑内部设计到施工工艺,结构设计等。例如景观设计,建筑设计,室内设计,人工挖土工艺,机械挖土工艺等。建筑设计和建筑技术具有密切的联系,在现代建筑中的作用不可忽视。缺乏了建筑技术,再好的建筑设计也无法发挥实际作用。缺乏了建筑设计,再优秀的建筑技术也无处可施展。

正如奈尔维所说:“建筑师主要的和真正的职责,是把各种不同的因素都表现出来,并且协调各种专业,共同建成现代化的建筑。”建筑者师是建筑设计的主体,其主要任务是按照建设具体任务,把施工过程和使用过程中存在或也许会发生的问题,作好整体的设想,并拟定解决问题的方案,用图纸和文件的形式表达出来,是建筑物整体形象的设计者。一幢建筑的出炉,是各种建筑技术运用的结晶,也是建筑师协调各种技术类型进行整合设计的结果。现代建筑设计包含在建筑技术里,二者具有密切的联系,但同时又存在着不可避免的矛盾。

一、关于建筑结构技术

建筑结构是指建筑物的结构形象,是建筑物赖以生存的物质基础,也是建筑物风格特色的重要体现。建筑结构设计的效果如何,直接关系到建筑设计的整体效果,也影响着建筑物的经济、使用、美观、安全等多方面效果。为了进一步提高建筑结构设计中的实用可靠和安全效果,建筑者在进行建筑结构设计时要充分注意技术要点和规范。

建筑结构技术的发展历程缓慢而悠长,人类的建筑物从利用天然洞穴、树技开始搭建建筑,到利用石块的砌筑、砖块的烧制进行建筑,经历了漫长的历史。混凝土在建筑结构中发挥的巨大作用是在与钢材相结合形成的钢筋混凝土结构之后,建筑师可以加入个人想象,设计出任意形状的建筑物,成就伟大的建筑奇观。随着钢筋混凝土的应用,人类建筑史上又添注了新的成就。但是,摩天大楼等高层建筑物的建造、使用和维护一则凝聚了人类优秀的建筑技术智慧结晶,二则还凝聚了人类空前的想象力和奇特的构想思路。建筑技术与建筑设计具有矛盾,纽约世界贸易中心双子楼于2001年9月11日的倒塌,正是对建筑事业的警告和打击。

二、关于建筑通风技术

随着现代建筑技术的不断发展和完善,每一栋建筑物中的建筑设备工程都在不断向智能化方向发展,确保建筑的舒适和安全。现代建筑设备含量逐渐增大,技术要求越来越多,且要求专业之间的配合度紧密,给建筑设计师的建筑设计带来了不少挑战和压力。在进行建筑空间造型时,建筑师要充分考虑各设备的安置情况和安置效果,除了尽量将设备隐藏起来外,还要对设备的出口、管道处理效果等进行有效设计。

制冷技术的发明和使用,使得人们可以在温度较高的外部环境下坐在舒适的冷气房中工作、学习和生活。当然,随着玻璃作为建筑物的墙面的构想出炉,为了保持玻璃纯净,建筑师们又创造了另一个设想天地,即依靠室内空气制冷或制热系统进行空气调节,形成一种新型的通风技术。正是新型的建筑设计和建筑技术的保证实施才使得一幢幢舒适优雅的建筑物拔地而起,在世界各地都有它的身影。

但是,这种建筑设计却也有不可发挥作用的时候。2003年SARS在世界流行起来,吞噬了无数人的生命,其传播路径使得人们再也不敢使用空调等通风设备,坐在炎热的室内也是无计可施。因此,通风技术的发明,给人类生活带来了方便,但由于长期使用形成的依赖心理,使得人类在遇到较大灾难时表现出的只是更多的无可奈何。物极必反,超强的建筑技术要与自然和谐统一,不能一味地追求改造自然和形体立面效果。

三、关于建筑设计评价

现代建筑设计在一定程度上追求感性的构思,这本来无可厚非。但是,在实际生活中,现代建筑设计还需要理性硬性技术的融合。这就产生了一种矛盾,即建筑设计和结构、设备等专业协调的矛盾。建筑设计强调美观,着重美学,而建筑结构设计还要强调具体适用,着重于力学。力学与美学相结合的课题不是现代提出来的,早已在古希腊、古罗马就已出现。因此在现代建筑中,各种类型的结构设计与材料建筑技术不断发展体现出探索和无奈的局面。

另外,现代社会的人们对于某一幢建筑物的评价往往停留在其形象上,使得建筑师在形象设计上花颇多功夫,在建筑技术可行性上较少照佛,而是将这个任务交给了结构、设备的专业技术人员。这种现象造成的结果是,不懂技术和不考虑技术的建筑师设计出的建筑模型给专业技术人员造成了困难或设计时被传统技术牵着鼻子走,其创作无法体现新意。但是,随着现代建筑的功能要求越来越多,建筑的设计越来越复杂,对建筑的技术要求也越来越高,因此对建筑师的要求越在不断增强。无论在哪一个建筑设计中,运用的建筑技术夜已经渐渐成为评价一个建筑的主要标准之一。

四、关于建筑材料技术

古埃及、古罗马和古希腊的建筑技术让人叹为观止,谱写了建筑史上的辉煌历史。中国的木结构建筑技术的代表——“清明上河图”中的东京汴京城的建筑景观也引起了无数建筑师的考证和研究,给人们留下了无数想象和神秘感。但是,众所周知,古代的木结构由于材料的局限性,很难持久。现代建筑中,天然建筑材料仍然给人以无数美感和自然清新的感觉,但是为了自然资源的可持续发展,不宜过多使用。这一矛盾仍然需要建筑师合理协调自然材料和建筑设计的矛盾,也促使了人们加紧对人工合成材料的探索和研究。

五、结束语

综上所述,现代建筑技术和建筑设计是相互依托、相互矛盾的,如果现代建筑技术中缺少了建筑设计,就会使整个建筑物缺少其独有的色彩,但是,如果过分要求建筑设计,又会使现代建筑技术无法发挥其应有的作用。因此,想要避免现代建筑设计和建筑技术之间产生不必要的矛盾,就应该使两者协调配合,只有这样才可以使我国现代建筑业持续健康的发展下去。

参考文献:

[1] 徐志恒. 浅谈现代建筑技术与建筑设计的矛盾[J]. 现代经济信息, 2009,(15)

[2] 秦石. 钢结构住宅建筑的发展[J]. 黑龙江科技信息, 2004,(02)

[3] 冯清林. 钢结构住宅建筑的发展[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2009,(07)

篇5

Key words green building, building design, energy saving technology

中图分类号:TU2文献标识码:A 文章编号:

随着人们对绿色环保节能意识的增强,“节能建筑”“绿色建筑”已成为当前的热门话题,绿色节能建筑的标准是统一的,节能建筑就应该是环保建筑,充分利用阳光、雨水等可再生能源,最大限度的节电节水,大力发展绿色节能建筑是中国建筑业未来发展的方向。

一 绿色建筑设计理念

⑴绿色建筑。所谓“绿色建筑”是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康,适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。

⑵绿色建筑设计理念。从生态方面来讲,人类的建筑行为实质上就是一种破坏,它不但会消耗自然资源,而且还可能会造成自然资源的改变和恶化,对生态环境造成影响。在建筑设计的过程中,为了尽可能减少建筑对生态环境造成的影响,就必须采取一系列合理的建筑设计手段来保证,保证人与自然和谐相处、协调发展。这种理念也就是通常人们所说的“可持续发展”的理念,是未来建筑与设计的主导理念。在建筑设计的过程中,引入绿色建筑设计理念,将建筑和周围的环境进行综合考虑,并将它们作为一个整体进行设计。在进行设计的过程中,除了要综合考虑建筑与环境之间的关系,还要综合考虑建筑的个组成系统之间的相互关系。据调查分析,经过绿色建筑设计理念建设出来的建筑,其能耗比普通建筑的能耗能够节约50―72%。这样,通过引入绿色建筑理念,既保证了人与自然的和谐共处,又使建筑物节约了能耗。

二 绿色建筑设计的原则

⑴对建筑的过程进行全程监控。建筑建设的过程是一个相当复杂的过程,要想使建筑符合绿色节能设计的原则,必须密切关注建筑从设计、选材、建造、使用到拆除的整个过程,对整个过程实行全程监控。不但保证所选材料符合低能耗、环保的条件外,还要保证在建筑的设计、建设、使用和拆除的各个阶段符合低能耗、环保的条件。

⑵综合利用各种资源。在建筑建设的过程中,要选择合适的原材料通过适当的技术加以整合,这样可以优化资源的配置,不但可以减少资源的浪费,而且还可以提高资源的综合利用效率,有效延长建筑物的使用时间。

⑶节能设计。绿色建筑的最主要的特征就是节能设计。在建筑的规划、设计、建设、使用的过程中,要严格按照规定的标准,使用各项先进的技术手段,达到节约能源的目的。在设计过程中,要积极筹划各种材料、设备,充分利用自然界中的光、热、风等自然资源,在保证建筑物功能的前提下,尽量减少使用采暖供热,空调制冷等设备。在设计过程中,要注意新技术、新材料的使用,注意使用节能材料,以达到节约能源的目的。

三 建筑设计中实施的节能技术措施

⑴建筑物的朝向。通过对建筑物的朝向设计可以节约能耗。通常状况下,相同建筑面积的建筑物,南北朝向比东西朝向能够节约能耗,因此在进行建筑设计时,要尽量把建筑物设计成南北朝向。为保证夏季的通风和冬季的采暖,在设计时可以在东西墙上增设窗户。如果一座建筑物的长度和宽度的比例关系为四比一,那么设计成东西朝向比设计成南北朝向冷负荷可以增加3/5 左右。在住宅的设计中,要尽量设计成建筑面积不等的房间,以方便安装采暖炉或者空调。在安装采暖炉或者空调时,要尽量选择外表面积比较小的房间,因为外表面积越小,房间的冷负荷越小,其能耗也就越小,越能节约能耗。

⑵选择合适的建筑物体形系数。建筑物的体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。外表面积中,不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。从这个概念上可以看出,如果建筑物的体积相同,体型系数越大,单位建筑空间的能耗就越高。数据表明,体型系数如果每增大0.01,能耗就增加2.5%左右,因此,为了达到减少能耗的目的,建筑体型系数最好设计在0.3 以下。

通常情况下,在选择合理的体型系数方面主要采取下列方法:调整建筑面宽、调整进深、调整建筑物的层数等。另外,建筑物的形体越复杂、越不规整,其体型系数就越大。因此,在建筑设计中要对建筑物各部位的尺寸进行综合考虑,从而有效降低体型系数,达到降低能耗的目的。

⑶墙体设计。墙体节能设计包括两种类型,一种是单一墙体节能设计,另一种是复合墙体节能设计。单一墙体节能设计是通过改善主体结构材料的热工性能来实现的。而复合墙体节能技术是指在墙体主体结构基础上增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善墙体的热工性能,降低外墙传热系数。根据复合材料与主体结构的位置不同,又可以分为内保温技术、外保温技术和夹心保温技术等类型。在建筑过程中,外墙外保温技术是一项既节约能耗,有便于施工的节能技术。

在建筑外墙上使用导热系数低的加气混凝土砌块材料,这样可以降低墙体的导热系数,从而降低能耗。

⑷门窗的设计。门窗是建筑能耗散失的最薄弱的部位,近几年来,由于采光的需要,许多设计师都将门窗的面积设计的比较大,但是,不恰当的比例会导致能耗增加,致使夏季室温过高,冬季室温过低,这样就会增大空调和采暖炉的能耗。综合考虑采光和降低能耗,各朝向的窗墙比不能大于下面的规定:北面朝向25%、东西朝向30%、南面朝向35%。一般来讲,在门窗的节能设计中主要考虑减少渗透量、减少传热量、减少太阳能辐射等方面。渗透量主要是指居室内部和外部的气体流动导致能耗增大,在设计时可以使用密封材料增加门窗的气密性,尽量减少居室内外气体的流动。减少传热量是为了避免居室内外温差过大而引起的热量传递导致能耗过大,这样的情况下要尽可能减小窗户的传热系数,例如可以使用中空玻璃窗或者单框双玻璃窗等设计方法。南方地区太阳能辐射相当强烈,为避免孤独的辐射带来制冷设备的耗能,一般可以采取遮阳设备以及使用遮阳系数比较大的镶嵌材料,这样可以大大改善门窗的隔热性能,例如百叶窗、窗板或者特殊材料玻璃的使用。另外,不同地区的门窗设计也不尽相同,在南方地区的北窗相对要大,其他朝向的窗小,而北方地区南向的窗要相对较大,其他朝向的窗小。

⑸屋顶设计。普通居室的房顶主要受到太阳光的辐射,从而引起房间内过热。为了降低能耗,在设计时可以考虑在屋顶铺设隔热层,设计架空通风层,还可以采取种植隔热屋顶,建设阁楼等办法降低能耗。在建筑设计过程中引入绿色节能理念,尽可能地使用自然条件降低能耗,不但能够达到降低能耗的目的,同时还可以减少污染,保护环境。

四 结语

节能措施主要体现在能源和环境上面,做好了这两方面的绿化设计,对于实现绿色建筑的设计理念,改善环境,提高空间的使用率都有着重要的作用。随着城市化进程和新农村建设不断加快以及人们的思想觉悟不断提高,绿色节能理念必将越来越普遍地应用于建筑设计之中。

参考文献

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1.2生态技术掌握较少

建筑设计中的生态技术是为实现生态建筑设计目标而采取的技术或非技术手段,属于建筑生态学的技术应用。建筑设计时具体生态技术的选择要与建筑所在地区的环境、气候以及经济、技术和文化的发展相适应,具体实施时可选择一种或多种生态技术。目前,我国对生态技术的掌握和运用并不十分成熟,往往陷入片面追求生态技术、盲目使用生态名称做宣传的误区,也混淆了高新技术与生态技术的概念,易出现脱离实际的生态技术研究,不利于建筑设计的生态化进程。

1.3设计实践不足

建筑生态设计的时设计师需要把握好设计尺度,充分发挥建筑所在地的地势、地貌等空间优势和把握周围自然环境、文化氛围等特征,尽可能使建筑作品与周边环境有机结合起来,但这都需要在不断设计实践中完善和思考。目前,我国生态技术与建筑设计融合的实际案例尽管不少,但主要偏向于节能设计、建筑环保改造试点、设计的理论框架、设计原则和生态理论对建筑设计的指导,建筑设计时也缺乏多学科的融合。同时,我国文化、人口分布、自然环境等国情与国外存在较大差异,国外生态技术与建筑设计融合的实践经验对我国参考有限,我国建筑设计时不能照搬照套。

2.生态技术的融合

2.1整体观生态技术的融合

整体观生态技术主要针对都市圈、区域圈建筑群,是将建筑设计融入一个整体生态循环系统,是广义上的生态技术。建筑设计时从整体角度出发,根据植物、生物、河流、山川及人口分布、乡土文化甚至当地民俗民风等,综合考虑能源和资源的循环流动,将建筑所在区域的大圈子及建筑本身的消耗和产生计入整个生态系统,改变传统的资源、能源单向方式,使建筑对环境的影响趋于“零放射”,构建良性循环模式。

2.2被动式生态技术的融合

被动式生态技术是是传统技术的现代化表达,建筑设计充分利用建筑朝向、建筑窗墙比、建筑体形系数、和气候风向、日照以及建筑材料、布局等,结合地方特色,通过环境绿化、空间规划和光线利用等提高能源和资源的使用效率。被动能源策略、双层皮外墙、旧建筑材料的回收使用以及太阳能发电、太阳能光电转换装置的配套设施设计建设等也属于此范畴。被动式生态技术在建筑设计中运用较多,如福斯特事务所方案、皮克林太阳城方案、新疆通风塔方案、被动式采暖设计方案和传统窟洞改造方案等。

2.3高技生态技术的融合

利用航空和汽车工业技术、计算机软件等现代高科技手段,结合新型材料、构造和施工新技术对建筑物的外界光线导入、室内照明、支撑结构、温度、空气阻力、通风和湿度进行控制,融入这样高技生态技术的建筑物设计完成后必然具有时代前沿的特征。目前融合较为成功的有关西国际航空港等代表性建筑设计作品。同时,高技生态技术与超高层、特异型等建筑物的设计融合已成为新的研究课题。事实上,高技生态技术与建筑设计的融合不仅是设计潮流,更是人类社会发展到一定阶段后对自身地位反思和向大自然的学习与致敬。

2.4高新技术的转化

高新技术一般只是生态技术的实现手段,并不能与高技生态技术混淆。但是,高新技术却是生态技术难得的催化剂,基于可持续发展理念和生态理念对建筑设计时的高新技术进行生态转化是高新技术自身魅力在建筑设计中的体现。如利用计算机技术和新型特殊材料,将传统的固定建筑结构设计成能够根据气候变化自行调整的围合式建筑;或引入风能、太阳能、沼气、废水处理等新技术实现建筑或建筑群落的能源资源循环等。而成功实现高新技术生态转化的法兰克福商业银行总部大楼设计方案成为“生态高技建筑”的典范。

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近年来,中国许多专家和学者也在不断的探索绿色建筑之路,编制了《绿色建筑评价标准》,提出“在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑”。这标志着我国绿色建筑发展进入新阶段,为我国绿色建筑事业奠定了坚实的基础。

由此可见绿色建筑设计已成为未来建筑设计领域的发展趋势,在不断的探索和实践中,绿色建筑设计已有了很大的发展,但仍然存在的诸多问题,制约着绿色建筑设计的普及和应用。

1.1.工作流程缺乏统一性

在《绿色建筑评价标准》的执行过程中,设计、申报、评审工作分别由不同的单位各自完成,缺乏标准化和制度化,难以形成统一高效的工作系统。且申报、资料整理、评审等工作,多数都由手工完成,工作效率低下,耗费人力物力[1]。

1.2.设计过程缺乏整体性

在设计过程当中,各个专业之间的配合并不默契,缺少协同性设计思路,因此经常出现诸多矛盾。加之,设计中各专业间绿色技能分析软件众多,兼容性差,专业性强,上手难度大,只为某个方面提供专业分析,这也严重阻碍了设计团队之间的协调配合。

1.3.设计思维缺乏创新性

目前多数设计人员缺乏对绿色建筑适宜性设计方法的研究,仍采用传统AUTOCAD等二维平面设计软件在设计工作基本完成以后,再进行建模,对建筑进行性能和能耗分析、计算等工作,而后返回对方案进行修改,如此反复。分析计算的性能数据与建筑空间和形态的关联性不强,缺少对方案空间形象和性能技术的整体把控,导致工作效率的降低。

1.4.实施管理缺乏有效性

高成本的绿色建筑技术常常只是作为设计的噱头,很少有效利用。绿色物业脱节,也给相关技术的使用带来很大不便。因此,在设计之初就应该兼顾绿色建筑在全生命周期内的使用效果。

为尽快解决绿色建筑设计中的瓶颈,扫清不必要的障碍,全面提高绿色建筑设计质量和效率,引入新的设计技术、工具、思维已经迫在眉睫。

2.基于BIM技术的绿色建筑设计基础

2.1.两者共同点:

作为建筑设计领域的两大发展趋势,BIM技术与绿色建筑设计具有许多相似和相同的理念,主要表现在以下几个方面:

(1)二者都关注建筑的整体设计

绿色建筑的设计需要整合、分析包括来自环境、材料、构造、造价方面的信息,而BIM建筑信息模型的信息全面丰富。两者结合有利于信息整合、协调,提高工作效率。

(2)二者都关注建筑的全生命周期

从时间跨度上看,绿色建筑设计从理念和技术上对建筑实现全程的“四节一环保”,而BIM则侧重于具体的设计、建造、运营的工作协调和实际效果[2]。两者都是关注于为建筑的全生命周期进行优化。

(3)二者都重视模拟分析及信息反馈

绿色建筑在设计过程中需要对采光、通风、节能、舒适度、可视性等多方面进行分析模拟,以优化设计方案。而BIM技术自身强大的模拟能力可帮助绿色建筑设计实现各种分析,并以可视化的分析结果进行及时的反馈,指导优化绿色建筑设计。

2.2. 两者结合点:

同是关注建筑全生命周期的绿色建筑设计和BIM技术,在不同的阶段,他们有各自的工作和侧重点,同时也能相互配合,贯穿建筑生命周期的各个阶段。

(1)规划设计阶段

在绿色建筑设计的规划布局阶段,应整体把握建设项目的情况,在BIM中记录建设工程的名称、属性、描述等基本信息,以便后期管理。并在BIM中录入包括地理位置,周边环境、气候条件等外界因素,运用BIM技术进行通风,采光,日照等基础分析,并建立初步的建筑总体布局模型,确定建筑的位置、朝向、大致形体尺寸、高度等设计要素,从而为后续绿色设计和环境分析提供数据基础和准备[3]。

(2)建筑设计阶段

该阶段是绿色建筑设计的重点阶段这里的绿色建筑设计包括建筑、结构、设备、景观、造价等多专业的共同协调工作,是绿色建筑设计中最重要阶段。利用BIM技术的协调性和可视化特点,使用同一模型数据,实现多专业同平台共享,避免重复劳动,让设计师真正全方位思考,多专业协同工作,提高各工种间合作效率。例如,BIM的综合碰撞检测功能,可将不同专业间的模型整合进行3D协调、检查、动态模拟等,避免在施工过程中才发现问题,反复修改,浪费人力物力[4]。

另一方面,绿色建筑设计过程中,将涉及到众多的分析模拟计算,包括日照、采光、通风、节能、给排水、暖通空调等性能设计分析,BIM中包含的建筑数据信息可直接作为其分析的基础,经过直观的结果反馈之后,可对设计进行及时的调整。通过分析计算后的数据结果,形成数据库,直接与绿色建筑评价标准对应评价,以达到绿色建筑等级标准。

(3)施工阶段

绿色建筑设计其本质核心是关注建筑的全生命周期,在施工阶段,通过BIM技术可全程监控施工组织、材料信息、用量、运输成本、以及可再利用建筑材料等,有效的控制在施工过程中的能源消耗。利用BIM模型,不仅能够自动生成施工图的平立剖面和详图,也能自动生成材料、门窗表等,并结合相关的造价数据计算出所需成本。另外,BIM技术可对施工项目进行管理,分析施工计划可行性,优化进度计划,时刻跟踪项目进度。虚拟建设模式,可对施工现场进行模拟,通过施工设计,合理布置物料运输路径、物料堆放位置以及施工机械位置等。

(4)运维阶段

最终阶段的BIM模型将作为中心数据库整合到建筑运营和维护系统中去,其包含了建筑完整的参数和属性。从绿色建筑设计角度考虑,将重点考察绿色物业管理体系、节能设施使用情况、设备运行维护费用等。同时,BIM系统还将同步提供有关建筑的使用情况或性能,建立物资、设施等数据库,保障配套的物业服务高效运行,并能通过生成财务数据,监控和管理运营成本和收益。

3.基于BIM技术的绿色建筑设计方法及具体内容

3.1基于BIM的绿色建筑设计方法――集成化设计

集成化设计是将工程学的相关知识与建筑设计过程交织整合的整体设计方法,从而对优化建筑性能形成全新的、综合的策略[5]。绿色建筑设计作为一种新的设计形式,需要纳入设计范围进行思考的方面也相应增加,尤其是各种复杂的分析模拟,如此繁琐的工作,光靠传统的设计方法和思路,不利于高效准确的进行设计。BIM技术的介入,可极大提升设计效率和信息准确性,将传统的依靠建筑师经验完成的定性分析,转换为依靠准确数据逻辑形成的定量分析。

基于BIM的绿色建筑设计,以BIM模型为核心展开,将整个设计作为一个统一的整体,减少传统设计分头独立工作模式对效率的影响。在设计过程中,与各种性能分析对接,避免重复建模,方便直观的对建筑性能进行精确模拟,并能针对模型,快速全面修改,最终自动生成各类图纸以及分析报告(见图3.1)。另一方面,以BIM模型为基础的绿色建筑设计,可以有效的整合各专业之间的工作,利用同一个模型完成各自任务,避免重复建模,同时也增加各专业之间的兼容性和协调性(见图3.2)。

3.2基于BIM的绿色建筑设计具体内容

基于BIM技术的绿色建筑设计具体内容主要有以下几个方面:

3.2.1场地设计与规划布局

利用BIM模型数据为基础,对场地条件、气候情况、景观条件等进行综合分析,充分利用土地资源,对建筑进行整体布局。以结合环境气候为原则,对日照、通风、景观、场地等因素加以模拟分析,从整体上优化建筑布局、建筑体量、道路关系、景观系统。

3.2.2建筑物理环境分析与设计

(1)光环境分析与设计

基于BIM建筑模型以及当地日照数据,真实模拟出全年建筑阴影遮挡关系、建筑各处 日照时间,动态可视化的显示出任意时间任意点的日照效果及遮挡关系,再结合当地标准规范,进行合理优化调整。同时,对有需要的部分进行遮阳设计分析,确定遮阳形式、构件尺寸及遮阳效果。

利用BIM技术采集到的日照条件、周边环境关系、房间自身信息等,可分析计算出任意房间的天然采光效果。再根据分析结果,以及照明的相关规范,进行辅助照明设计。通过输入照明设备的相关信息,合理布置,仿真模拟出房间内部的光环境情况,并对照明能耗进行监控。这对绿色建筑设计开窗位置、尺寸的确定,照明设备的选择与设置有很大的辅助作用。

(2)风环境分析与设计

根据BIM建筑信息模型及风环境数据,全面把握当地气流影响、周边环境影响、场地内建筑形式自身影响等多方面因素,对建筑室内外任意区域进行通风模拟,直观反映出各点风温、风速、风频、风向、空气污染指数等数据,再根据功能需求和人体舒适度综合考虑,合理利用风环境,体现绿色建筑以人为本,同时减少设备负荷。

(3)热环境分析与设计

绿色建筑设计以人为本,基于人体舒适度的室内热环境控制是其重要部分。利用BIM模型数据基础,进行室内热环境分析,准确显示出室内温湿度、焓湿量等于人体舒适度之间关系,再通过设备介入,计算得出最终室内环境舒适度。

(4)声环境分析与设计

基于BIM建筑信息模型,确定声源信息和声环境。以可视化的方式,动态模拟出包括混响时间、声学响应、关联声波线等进行分析,以优化厅堂等的室内声场的设计。通过可视化结果可直观的显示出声场的均匀度、声音传播方向及折射和衰减的效果。同时,利用BIM模型,还可对周边的噪声污染程度进行模拟,并从设计的角度合理布局,增加防噪措施等有效减少噪声的干扰。

3.2.3能耗与成本控制及优化

(1)太阳辐射与太阳能利用

结合BIM建筑信息模型数据和当地气象数据,分析得出任一点的太阳辐射量,利用主动或被动的方式控制太阳辐射量,减少设备负荷。同时利用各种太阳能采集技术,通过不同方式、设备的选择,分析辐射量与太阳能利用率的关系,最大化合理利用可再生能源。

(2)节能负荷与能源消耗

节能是绿色建筑设计的重要特点之一,通过BIM技术对节能效果进行定量分析,准确计算出各种设备负荷、能源消耗。通过数据反馈,从设计的角度优化改善节能技术,并及时进行再次计算,以定量的方式最终确定设备在运行过程中的能源消耗量和费用。

(3)材料选择与建筑造价

在绿色建筑设计过程当中,应充分考虑到材料的利用和造价的控制,实现绿色建筑节材的目标。运用BIM技术,各种建筑材料的相关信息都一目了然,可严格控制材料的选用和成本,减少不必要的浪费。

3.2.4其他方面优化设计

(1)雨水采集与利用

结合各地降雨数据,建立完整数据库,作为雨水采集的基础依据。利用BIM技术对不同雨水采集方式、地形地貌特点等加以综合分析,计算得出集雨量,再通过相关设备,达到对雨水的有效利用[7]。同时,通过BIM还可监控相关设施在运营阶段的运行情况。

(2)绿化环境设计与分析

绿化环境设计也是绿色建筑设计的重要组成部分。通过BIM技术,可分析出绿色植物对环境带来的生态优化效果,这直接影响了相关区域内的温度、湿度、日照、空气质量、噪声干扰等与绿色建筑设计息息相关的物理指标[6]。

4.结语

BIM技术与绿色建筑设计已经成为当前建筑行业发展的必然趋势,准确把握两者特点,并有效的利用BIM技术参与绿色建筑设计,可综合各方面信息,提供全面准确的分析数据支持,成为设计过程的基础和依据。通过分析计算,对有效利用土地、材料、气候环境等提供强有力的技术支撑,对真正实现“四节一环保”具有很强的现实意义。随着我国绿色建筑事业的大规模发展和相关规范的不断完善,对绿色建筑设计也提出新的要求,BIM技术引导的高效的、准确的、统一的建筑设计方法必将大行其道。而随着BIM技术在我国的研究和应用的不断深入,也必将对绿色建筑设计产生深远的影响。

参考文献

[1]云朋,钟崇光.面向绿色建筑的BIM基础数据结构标准化初探[C].第十届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集,2014,1

[2]魏慧娇,李丛笑,尹波,周海珠.应用于绿色居住建筑评价的BIM模型要点[C].第九届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集,2013,2

[3]赵志安.BIM技术在绿色建筑设计系列软件中的应用探讨[J].土木建筑工程信息技术,2012,(4),116

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2.1可视化

传统的建筑设计只能通过纸张或者计算机2D/3D软件完成,其主要作用是为后期施工提供相应的规格尺寸及效果展示,但还需要借助人们的空间想象才能将整个建筑在自己的脑海中呈现。BIM技术的出现为建筑模型的直观展现提供了平台,设计人员的设计理念能够直接在建筑模型中展示出来,有助于建筑企业内部的人员交流,并对相关的设计进行讨论,做出最佳决策。

2.2协调性

协调性首先是建筑企业内部各专业人员间的组织协调,在内部形成一个有效的标准性文件,便与推动建筑工程的进程。另外BIM技术还能够在建筑内部相关布置以及空间设置上起到协调的效果,例如楼梯井的布置、防火区布置、水管布置、线路布置以及其他辅助布置等。

2.3模拟性

传统建筑设计在施工前只存在一个理论上的工程项目,具体效果只有等到施工后才能体现,很多难以预料的问题会在施工中一一呈现出来,但难以进行更正,最有效的方法是在设计中消除问题,进行设计优化。BIM技术能够利用建立模型来模仿现实中的建筑,并通过其表现形态得出一些具有重要参考意义的数据。例如在进行材料配与承受应力之间的关系时,仅仅通过经验与猜测难以找到最佳配比的真实比例,因此可以借助BIM技术将利用优化技术设计的方案数据输入仿真系统中,模拟房屋的结构,在模拟环境中测试不同材料比例的受力情况,将得到的数据绘制成统计图,明确找到最佳配比点。只要不存在突然变数,计BIM技术得到的结果一般比较准确。由此可见,设计人员在建筑设计之初时可以结合BIM技术,对设计的可行性通过模型进行仿真,让设计可能存在的问题及早呈现并将其消除,减少施工中不确定性,便于设计工作的进行,减少设计偏差。另外通过BIM技术还能够实现自动出图功能,提高了建筑设计效率。

3BIM技术在建筑设计中的应用

3.1BIM技术在建筑空间规划上的应用

空间规划是建筑设计的第一步,在选定建筑地点后可以对当地的空间进行地形分析,尤其是在地形比较复杂的建筑基地上地形分析必不可少。通过BIM技术对建筑基地进行空间分析,例如具体的坡高、斜率、以及坡向等分析,对于建在地形复杂地区的建筑物可以利用BIM技术进行初步探索,为设计工作提供有力的支持,开阔思路。在坡度分析是可以利用GIS建模,并对其中的各项参数进行模拟,设计人员能够对根据需要从不同角度进行探索,并生成一系列基础数据,供后期设计参考。地形探索完毕后即可进行与建筑物的空间规划。对建筑物的空间规划一般利用BIM技术的可视化分析技能,将建筑通过3D技术立体呈现出来,并进行室内的视野分析、规划可视度分析、道路可视分析等,在进行各项分析前首先建立相应的模型,并利用BIM技术进行调试,结合各因素综合参考,得出最佳的空间规划模型。

3.2BIM技术在建筑模型构建上的应用

建筑模型是对建筑实物的替代,在建筑设计中建筑模型可以看做是设计人员设计理念具象化后的产物。在设计过程中,建筑模型具有重要作用,其中包含了各项自然科学及建筑理念,一般来说,建筑模型构建的合理程度将直接决定建筑物的实际质量。计算机原有的三维模型软件虽然能利用3D形式将建筑物呈现出来,但缺乏灵活性,在信息标注上存在一定的局限性,无法将众多信息融为一体,缺乏参考性。建筑物模型构建首先需要为建筑物构建一定的物理条件,保证物理条件适当后即可将相关的设计方法和理念加入其中,开始构架建筑物的具体状态和具体特征,并对建筑物的内部及外部进行全方位分析,确保建筑模型的合理性。在建筑结构中一定要加入建筑常用的参数,将建筑物量化,改变传统建筑模型缺乏灵活性及参考性的弊端,实现人与建筑模型的直观对话。此处的参数化模型相当于一个实用的数据库,设计人员能够从中得到有效信息与科学性启发,并在原有的基础上进行设计延伸,减少不合理设计出现的可能性,找出建筑各组成部分间的联系,简化施工过程,提高建筑物的整体质量。

3.3BIM技术的仿真技术应用

BIM技术相比于传统建筑设计不仅实现了建筑的参数化设计,还有效的将计算机仿真技术应用起来。设计人员在将建筑物设计完成后可以通过计算机仿真技术对建筑物的各项标准进行检验,确保在受力以及各建筑部分协调上具有可行性,最低标准是在使用期内不能发生结构安全,同时在建筑过程中应该体现经济性特点。在设计中除了要满足日常居住需求还要考虑一些突况,例如受到重物的冲击或者地震等因素的影响,保证承受一定范围外力的影响,降低居民的生命财产安全。在设计中应该考虑到相关因素可能造成的影响,利用BIM技术对设计方案进行演练,并结合仿真结果在设计之初需要理由巧妙地力学原理,从不同角度进行受力分析,例如在建筑物的抗震能力可以通过仿真来实现。

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一、我国低碳建筑的发展现状

尽管人们越来越重视低碳建筑的设计,但是从我国的具体情况而言,也只是开展的初期,在设计理念、施工技术、政府政策支持以及行业规范标准等方面均没有成立系统化的体系;在建筑设计、图纸绘制与审核以及施工操作等方面均没有受到充分的重视。大多数的建筑单位已经习惯了传统的设计理念,要想改进设计理念,就会导致增加造型与结构的难度以及工程项目的施工成本。除此之外,相关施工人员的综合素质普遍偏低,对于低碳技术的了解也比较少,在具体的施工方面不敢去做一些尝试。相关的行业以及政府部门均没有制定一套明确的低碳建筑体系以及规范标准,缺少相应的管理与鼓励制度。对于我国的低碳建筑行业的发展来说,这些都是制约其发展的主要因素,但是也有一部分的先进设计理念已经在建筑行业的设计工作中占据有一定的地位,并且正在逐渐的得到应用,这也就说明低碳建筑的发展趋势越来越好。

加强低碳建筑技术的设计与开发的关注度,在上海的世博会上很好的宣传了环保、低碳的设计理念,给以后的低碳建筑技术开发与设计奠定了良好的基础。在上海世博会的园区内建设了200多栋绿色环保的建筑物,主要体现了各国房屋建设的绿化新技术,很好的表达了应用新能源以及开展节能减排的低碳环保的生态理念,使上海世博会成为一个低碳环保的建筑物博览会。此次上海世博会的主题就是“城市让生活更美好”,各个场馆内的建筑均坚持着环保理念的设计,以低碳建筑作为一贯的执行原则。在多数的场馆内都做到了节能、环保以及低碳的要求,甚至有的场馆内都已经做到了零碳。以零碳场馆为例:首先,在零碳场馆内墙面涂上特殊的荧光涂料,建筑物在白天吸收以及储存部分太阳能,在夜晚的时候就会发出荧光,进而降低照明所消耗的能源。其次,在零碳场馆的顶部设置二十二个色彩多样的风帽,利用风帽改变风向,并且风帽也可以利用风力压强以及温度压强将新鲜的空气送入到每一个场馆内,进而达到净化室内空气的目的。最后,充分利用阳光与水,通过屋顶的太阳能热水器将吸收的太阳能转化为热能加以利用;通过收集屋顶的雨水,进行卫生间与车辆的清洗,以及部分植物的灌溉等,降低场馆内自来水的需求量。

二、低碳建筑设计的关键因素

(一)自然采光的设计

自然采光的方式主要是利用阳光进行空间照明,其设计可以分为两个方面:一是主动式的自然采光设计,二是被动式的自然采光设计。其中,被动式的自然采光设计指的是充分利用阳光进行空间照明,为正常的学习、生活、工作以及生产提供足够的照明,这样的设计属于传统式的节能设计,但是到目前为止依然是有效的。但是这样的设计认为建筑的采光均是阴天的情况,没有考虑晴天或者是阳光直射的情况,这样的情况变化容易导致采光的不稳定性,在设计过程中基本上已经忽略了过热、眩光以及光化作用引起的光热、光电等问题。就目前情况而言,这样的方式确实浪费了部分光能,一定要加以改进。

(二)自然通风的设计

目前在建筑中得到应用的自然通风设计大致可以分为三个类型:一是风压作用通风,二是热压作用通风,三是风压与热压综合作用通风。这三个类型的通风方式均是因为自然形成气压存在一定差异引起的。风压作用通风是由于自然风力形成的气压差引起的;热压作用通风是由于湿度与气压的差异产生的压力引起的。所以,对于不同建筑的通风设计一定要选用不同的通风设计。

(三)太阳能得热与温度梯度之间的设计

达到低碳建筑设计要求的主要途径有两个方面:第一是充分开发与利用可再生能源,第二是充分利用各类余热提高供暖以及空调设备的工作效率,除此之外,还要少用或者不用供暖以及空调设备,以此来提高建筑结构的的保温能力,降低建筑的热能损失。太阳能得热与温度梯度的设计完全可以具有上述特点:首先,太阳能属于取之不竭,并且对环境不会产生污染的可再生能源;其次,设计良好的结构性能、合理的方向、适合的形体以及科学的空间布局均可以降低建筑物的热量损失。

三、低碳建筑设计的技术要求

(一)外墙的节能技术

墙体的复合技术主要有三种:一是内附保温层,二是外附保温层,三是夹心保温层。在我国比较常用就是夹心保温层;欧洲各国大多数选用的是外附发泡聚苯板的方式。

(二)门窗的节能设计

具有节能特性的玻璃种类有:中空玻璃、反射玻璃、吸热玻璃、防火玻璃、智能玻璃以及利用磁控真空溅射的方式制作而成的含有金属层的玻璃。

(三)屋顶的节能设计

可以充分利用生态技术以及智能技术来达到建筑节能的目的,比如:可以控制通风的屋顶以及太阳能集热的屋顶等。

(四)新能源的开发与利用

随着社会的不断发展,资源的利用越来越多,其消耗量也在不断的增加,这就促使我们开发与利用新能源,比如:太阳能热水器、光电天窗、光电外墙板、光电玻璃幕墙以及光电屋面板等。

四、低能耗低碳建筑技术及应用

从传统的低能耗低碳建筑技术方面而言,包括苯板、稻草砖以及稻草板等节能技术,具体技术有竹子建造技术、木结构填充岩棉技术以及陶土夹心墙建造技术等。随着科学技术的不断进步,逐渐发明了一些新型节能技术。其墙体材料与结构技术以及屋面材料与结构技术等均已经突破了低碳经济以及技术的基础,特别是在机电系统方面得到了广泛的应用。一方面在使用燃料的基础上,提高了系统运行的效率,进而实现了节能的目标。另外一方面选用恰当的方式,降低了系统运行过程中能源的损耗。比如东莞生态园大楼的节能环保设计理念:这座大楼是由何镜堂院士领导设计的,其有效的结合了岭南地区独特的气候条件,加强了自然通风进行降温的设计功能,并且很好的结合了现代绿色环保的建筑设计理念,采用了中水处理、水源热泵等多项先进的节能技术,进而更好的实现节能环保的效果。在每一栋楼内均建设了一个直通的中庭式建筑结构,不仅可以达到通风采光的目的,还可以充分利用空气的对流,调节室内的温度。

五、结语:

综上所述,低碳建筑设计理念符合我国可持续发展的战略需要。其是一个系统工程,要想建设这个工程就要建筑设计本身、建筑行业以及有关的政府部门共同进行引导。其不仅是要达到建筑的节能,还要将能源消耗与环境中的各种因素结合在一起的整体理念。面对能源日益减少的形势,我们应当根据我国的实际情况开展建筑的节能设计,尽可能达到建筑低碳化的标准。

参考文献:

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数字技术又称为数字化技术,数字技术包括两大方面:一方面是将要处理的对象用数字信号进行描述(例如将话音信号用“0”和“1”序列表示出来),另一方面是对该对象进行所需的加工和处理;数字技术依赖于模数转换技术、数字信号处理技术、微电子技术、微处理器和计算。在这一个数字化的时代,建筑的空间、造型、功能等基本要素都被重新定义,应用数字技术在建筑设计中正逐步发挥着越来越大的积极作用。

1 数字技术与德勒兹哲学思想的结合

吉尔.德勒兹(Gilles Deleuze)法国后现代主义哲学家,他是又一位继德里达以后的对建筑设计领域产深远影响的重量级人物,他反对总体的、秩序的、以及中心的僵化思想,主张复杂、偶然、差异、分化、生成、变化、共存。在同一时期,复杂性科学理论也得到了长足发展,而他的哲学也是与复杂性科学理论相辅相成的。他重新阐述了褶皱(Fold)、图解(Diagram)、生成(Becoming)、平滑(Smooth)、条纹(Striation)、块茎(rhizome)等哲学概念。其哲学思想对先锋建筑师影响巨大,90 年代以来这些概念被以数字技术为创作工具的先锋建筑师们大量应用,并影响了建筑师们认识、解决问题的方式。他的哲学思想为创作新的建筑形态提供了支承,而数字技术也符合新建筑形态的表达要求,新哲学观与数字技术的结合推动了建筑设计的发展。德勒兹的哲学思想被认为是与数字建构方法非常契合的,他的哲学思想因为数字技术而得到了实现的动力,而数字技术因为它也更有生命力。

2 数字技术有力支撑复杂性科学理论指导建筑设计

2.1 复杂性科学理论及其特征

从 20 世纪开始,还原论和简单思维已经不能满足迅猛发展的科学研究现状,他们面对复杂性问题研究已经捉襟见肘。复杂性科学产生解决了这一困境,提出了系统性和整体性的思想,为科学研究的发展以及处理复杂性问题指出了新的方向。复杂性科学是研究复杂系统行为与性质的科学,它的研究重点是探索宏观领域的复杂性及其演化问题;它涉及数学物理学、化学、生物学、计算机科学经济学、社会学、历史学、政治学、文化学、人类学和管理科学等众多学科。突现、演化、自相似、自组织、自适应等是复杂性科学所具有的一些共同特征。复杂性科学理论包括:一般系统论、控制论、人工智能、超循环理论、混沌理论、耗散结构理论、突变论、协同学、分形理论及元胞自动机理论等一系列理论;复杂性科学理论具备一下三个特征,1)本体层面,事物有组成结构和层次;2)认识层面,能从关于部分(或低层次)的概念、定律、理论和学科中推导出关于整体(或较高层次)的概念、定律、理论和学科,当然完成这样的推导需要一些条件;3)方法层面,对事物进行研究时,把整体分解为部分,或把较高层次的物质结构分解为较低层次的物质结构。

2.2 应用于建筑设计的几个复杂性科学理论

混沌理论(Chaos theory),是美国气象学家爱德华研究模拟天气系统时发现的,初始条件的细微改变,将产生差别巨大的结果,这也正是所谓的“蝴蝶效应”。混沌理论所研究的现象是一些看似随机的现象,多产生于非线性力学系统,表面不相关联的因素之间往往有着某种紧密的关系,复杂的现象中会存在简单的规律,简单的事物中复杂的变化。混沌理论转换了人们观察事物的机械方式,使人们认识到事物是变化的、联系的、非线性的、异质融合的、时空统一的,任何事物都是矛盾的集合体。混沌理论对建筑设计产生了一定的积极影响,批判了现代主义的线性几何建筑,倡导建筑设计应贴近自然并充分考虑人的认知和感受。质疑建筑设计所要求的特定尺度,建筑应该已经包含各种尺度,无论观察位置远近,都应该有合适的构造与细节。混沌理论使建筑师的创作更加自由,不再受困于原有的理论框架之中,建筑更加富于变化、具有深意、富于张力。建筑师屈米也是该理论积极实践者,反对稳定、静止、一成不变,在他的许多建筑作品中充满了变化、冲突、不稳定的因素,尝试建造非线性形态空间、以及充满混沌意义的组织建构。

分形理论,又称分维几何理论,当代应用比较活跃的新型理论,非线性科学重要的分支及前沿,曼得布罗——美籍数学家最早创立了分形概念。利用分形理论制作出的很多图形具有类似于植物生长的特殊美感,这些图形跟以往的欧式几何图形差异明显,这些图形具有一些不规则的形式,但是这些在不同的尺度上又表现出一致性,把任何一部分放大都会保持与原来整体相同的性质。分形理论拓宽了人们对几何的认知范围,更加丰富了建筑师的造型基础;数字技术与分形理论的结合,为建筑师创作复杂的韵律美感提供了有力的工具,从而丰富了建筑形式。应用分形理论可以对自然形式进行逼真的模仿,随着数字技术的发展,使分维几何从建筑造型的后台走上前台,不少新的商业软件把分维几何的造型计算与三维建模结合了起来,它们内置复杂的分维几何形状生成机制,建筑师只要改变程序运行的初始状态和参数,便能得到各种不同的丰富造型。

描述并解释系统内的有序结构以及其生成过程,这就是组织的基本概念。哈肯(H.Haken)——德国理论物理学家,从其演化方式出发,将组织分成两类:他组织和自组织。无论是在物质世界中还是在人类社会中,都大量的存在着自组织现象。所以系统的自我更新能力取决于其自组织能力的大小。

2.3 数字技术结合复杂性科学理论

20 世纪90年代,众多先锋建筑师将数字技术与复杂性科学的概念相结合,从而创造出了更复杂的建筑空间形态,并发展出更新颖的设计方法。代表性人物和机构如格雷格 林恩、NOX、FOA、UNstudio 等为代表。他们以将复杂性科学理论与数字技术几何,将复杂性系统的突现性、演化性、自相似、自组织和自适应的性质赋予建筑作品中,从而创造出耳目一新的空间体验。以数字技术的优势,充分利用分析计算和数据整理的强大功能,将以往无法处理的复杂性问题化解,这也不断提升了数字技术在建筑设计中所占据的比重,往往贯穿设计的始终。数字技术将复杂性科学与建筑学联系起来,以往无法完全理解的生物学、社会学、经济学甚至量子力学等新兴科学也成为了建筑学的借鉴对象。人类正在经历由经典科学的线性思维到复杂性科学的非线性思维的转变,世界原本就是复杂的、多义的、相对的、模糊的,充满了偶然性与不确定性,建筑也是这个世界的一个有机构成部分,是对于生存环境的再塑造,因此建筑也是具有复杂性的。

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1 板式高层建筑定义与特点

板式高层建筑又称条式高层建筑。通常指建筑平面外廓基本成矩形,其长边与短边之比大于或等于2的建筑,并且短边长度小于或等于16米,板式高层建筑是长条型的高层建筑,一般有多个单元。板式高层的名词并不属于规范的叫法,通常人们把我国高层建筑笼统分为“板楼”和“塔楼”两种,板楼分为各住户靠长走廊连在一起的长走廊式板楼和若干个单元连在一起的单元式拼接板楼,平时常见的单元住宅就是属于这种。而塔楼是以一组公共竖向交通设施围绕建立的若干户最终共同形成的楼房平面,塔楼一般高度较高,通常最低到12层,最高35层。塔楼住户一般是一梯4户到12户之间。不管从技术或者实际使用上来看,塔楼和板楼都是各有特点。板楼朝南户型比较多,南北通风条件好,且板式住宅多为低密度住宅,其居住的舒适性要高于塔楼。而“点式楼”可以节约用地,而且一楼一般都会设有比较豪华的大堂,但小区的容积率一般都比较高。板式高层建筑按高度也可以分为小高层,高层和超高层三种。板式小高层建筑一般是8-13层间,板式高层建筑通常在15-24层间,高度大于24米,超高层板式建筑在24层以上。板式高层建筑特点可以笼统的概括为四大优点和两项缺点。板式高层建筑四大优点首先是建筑户型南北通透,板式建筑多是南北方向,进深为15米左右,户型多呈方正型,布局合理,功能建设空间尺度适宜。所以板楼建筑内部的面积一般比较充裕,当然在户型设计上就更加容易出现精品;二是板式建筑各套户型之间的的优劣差别小,住户不多,居家生活清静等自身特点决定了板楼建筑的均好性较高。三是板楼建筑的管理成本低廉,相较塔楼管理费用板式高层建筑的管理费用要低的多,同时相关配套设施要求也比较少。最后一项有点是板式高层建筑实际使用面积率大大高于塔楼户型。塔楼建筑需要占用的电梯井、候梯厅等公共设施面积要比板式建筑楼大的多,而这些被占去的使用面积都是要摊到业主人头上的,势必影响了实际使用面积率。板式高层建筑两项缺点一个是板式建筑密度较低,高房价板楼社区多呈低密度,底层,容积率低等现象。居住舒适性强但房价过高等特点导致消费受众范围受到限制。第二个缺点是板式高层建筑内部户型格局不宜改造,板楼墙体起着承重作用,不可随意改造,在这一点塔楼的可改造性要强的多。再从美学角度讲,板式高层建筑有着以下几点特点。

1.1 天际化。板式高层建筑不断上升的建筑高度,不断改变和突破着城市的天际线,形成一道自身独有的风景的同时,也成为了城市发展的历史写照与城市气魄格局的展示。

1.2 个性化。高层建筑造型设计建设越来越呈现出多样化个性化,世界各地的各式各样“地标建筑”,已经在很大程度上起着城市或地域的象征意义,成为城市地域辨识对象,对城市和地域外在形象有着很高的影响。绽放独特的奇幻景象。世界各地的板式高层建筑建设都在力争能偶成为城市的主角。

1.3 高技化。科技技术在不断发展,板式高层建筑从策划设计到建设使用处处透露着科技之光,板式高层建筑建设离不开科技,板式高层建筑的未来发展同样需要在科技基础上不断创新进步。呈现出科技的具象美感。

1.4 生态化。生态、低碳、环保是当今建筑建设的行为准则和目标追求重要因素之一,在板式高层建筑建设使用当中,有机结合建筑内在和外在日照、通风、景观、绿化等生态环境因素,是板式高层建筑发展大趋势。

1.5 风格化。独具特色的地域人文风格在很大程度上影响着板式高层建筑建设外在形象和内在应用风格。建筑师设计思考有意识或无意识的地域风格特色,造就了世界各地板式高层建筑的多样化风格化地域化。比较典型的案例有超过800米的迪拜塔与当地沙漠地域文化的融合,上海金茂大厦的东方传统地域文化特色等。

2 板式高层建筑意义

板式高层建筑设计作为一项社会责任工作,需要大批的专业建筑师进行结合实际的严肃思考。我国社会经济在高速发展,社会建筑面积每年数以亿计平方米的在增长,可以预见高层建筑的比例只会是越来越大。据科学预计,我国总人口数将会达到15亿之多,占全世界人口的1/6,越来越多的城市人口要求城市建筑要向上发展,以满足城市人口生活居住工作等问题。因为人口量大,我国城市发展对板式高层建筑的研究建设更为迫切和必要,是我国城市社会经济发展的大课题。重视板式高层建筑研究设计,建设应用问题,充分结合板式高层建筑特点规律,以科学发展观为指导,保障我国板式高层建筑的研究应用,是中华民族伟大复兴和现代化可持续发展的重要环节。

3 板式高层建筑的设计与创新技术

3.1 采光。板式高层建筑进深的因素导致自然采光受自然光照深度的限制。很多建筑体选择塔式建筑的原因就是因为板式高层建筑的进深严重影响了建筑容积率,采光深受限制。传统窗采光已经明显不能满足板式高层建筑采光需求,采用新的“日光跟踪系统”可以有效解决大进深建筑内部的采光问题。“日光跟踪系统”利用光的折射、反射或衍射等特点,将自然光引入建筑内部,并且输送到需要自然光照的地方。“日光跟踪系统”常见的采光系统有导光管,光导纤维,采光搁板等。

3.2 通风。建筑内部通风能驱除房间闷热,排除房间内部异味,维护室内环境,保护住户身体健康等作用,板式高层建筑相较其他建筑体更容易组织穿堂风,良好的朝向决定了其内部通风条件成熟稳定。我国大部分地区夏季盛行东南风,有利于板式高层建筑的通风,而冬季盛行西北风,板式高层建筑在关闭朝北窗户后,住户多居住活动于朝南房间,可以有效抵御寒冬侵袭,保证优良居住环境。

3.3 户型设计。(1)在有限面积限制下,尽量做到大厅小居室;(2)加大卫生间尺度以满足现代生活方式;(3)有机合理的建筑内部空间分布;(4)注重视觉感官效应;(5)厨房位置靠门,便于垃圾清理;(6)在面积允许的情况下,尽可能充实服务空间;(7)尽量要求每个房间自然通风采光,集中用水房,卫生要求达标。

3.4 错层技术。如何“错”的恰到好处,即丰富了空间,又不至伤害了建筑结构,是板式高层建筑使用错层手法的标准和要求。

3.5 生态环境。通过生态和节能理念设计营造良好的居住环境。实现板式高层建筑的节能绿化等可持续发展策略。

3.6 防火。板式高层建筑的防火安全设计十分必要,且需得到确定保障。除却必要的专用消防水箱水泵设备,建筑防火材料外,在建筑体中部设置避难层能够在紧急情况下发挥有效作用。

4 结语

板式高层建筑作为城市建筑的重要组成部分,有着广阔的发展空间。做好相应的板式高层建筑设计和创新技术探讨有着很高的研究和实用价值。

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一、地铁建筑设计原则

地铁属大型公益交通设施,它的最直接最易被人们认识的功能是人们出行时的代步工具。其主要表现特点是:方便、快捷、舒适、安全等等。同时它噪音小、污染小、对环境影响小,更有利于人们的身心健康。它还和人们的生活水平、生活习惯、生活方式相适应,能满足所有层次人群的出行需要。基于这些,构成了人们目前倡导的绿色地铁,人文地铁的主旋律。地铁倡导“以人为本”,可要做到这点并非易事。它不仅需要地铁具有完善的装备和设施(比如自动化程度,适合民族文化特色的建筑装修,满足人们生理和心理需求的各种手段和措施等),同时,它还应有较高的服务水平,这也需要从各个层面加以体现(比如工作人员亲切周到的服务、温馨高雅的乘车环境、灾害情况下的紧急疏散措施、残疾人设施的建立、一目了然的路标指引、甚至小到卫生间和电话亭等服务设施),让人消除陌生感、距离感;带来亲切感、安全感。简言之,应当有家的感觉,这才是人性化、智能化的设计,“以人为本”才能得以充分体现。

二、地铁建筑设计的技术要点

2.1车站各层建筑布置及功能分区设计

一般在车站站厅层的两端,设有设备以及管理用房。车站主要的管理用房在站厅层两端进行布置,在这些管理用房设备中还需要对一条直通地面的消防通道口留置。站台层是指地下二层的楼层,同样的设备区和管理房一般需要在站台层的两端设置。一般在该楼层安排管理人员将楼梯间和车站站厅两端的设备相互联系起来。车站的集散厅一般在公共区域内设置,通过检票机和栅栏划分整个区域为付费区和非付费区,在公共区域内通过设计出多个出入口可以对乘客的集散功能得到实现。另外可以采取楼梯和电动扶梯相组合的形式组成出入口方式,此外在各个出入口还需要对垂直电梯进行单独设置,从而对残疾等特殊人群进出车站实现方便。在地铁中,需要划分车站内部的各个区域,并且对各自分工的责任得到明确,才能使乘客有序地进出车站、上下乘车等得到实现,从而使交通性建筑的特点得到了满足。

2.2地铁建筑装修设计

地铁本身的客流量较大,因而在装修设计的过程防止华而不实的现象出现。在对各项装修功能不断完善的基础上,还需要使现代化气息和地域性的人文特色得以体现,这样做都是为了使大众乘客的审美追求得到满足,防止小型车站的封闭沉闷压抑的感觉出现,从而营造出一个舒适温馨愉悦的乘车环境,以便为乘客更好的服务。这便需要对灯光、色彩以及材质的变化等进行合理地利用,对站台厅的布局进行设计时要对虚实结合的处理方式加以利用,墙面和柱子的表面可以对浅色的玻化砖进行选用,同时地面同样可以对浅色的花岗岩进行选择,而在条块分割处则可以对深色花岗岩进行选用,从而进行分割,关高灯箱的光源则可以对荧光灯进行为乘客,从而使地下空间的压抑感觉相应的得到减少。在对车站内部的装修布置完成的同时还需要对车站地面建筑的装修同周边环境是否匹配以及协调进行考虑,同时还需要根据市民对轨道交通建筑应具备特点的要求进行了解,从而在满足市民要求的同时尽可能实现简单经济实用的原则。

2.3地铁施工现场消防设计

2.3.1设置自动喷水灭火系统

在实际运营过程中,车站内报刊亭、商铺、广告牌的设置不可避免,且地铁内附设了许多商业场所,现行规范对于这些场所与地铁运营场所之间已经提出必须采取防火分隔的措施,我们还需要对具体如何采取作出明确的规定,设置动喷水灭火系统。一旦发生火灾,水喷淋系统会及时扑救初起火灾,从而使这些场所与运营场所的消防安全得到安全保障。另外在地下车站站厅、站台层公共区都应设置自动喷水灭火系统。

2.3.2防火卷帘门控制

对于疏散通道上设置的防火卷帘门,FAS系统接收到卷帘门所在防火分区内任两只独立的感烟火灾探测器或任一只专门用于联动防火卷帘门的感烟火灾探测器的报警信号后,向防火卷帘门控制器发出下降指令,使卷帘门自动下降至距地面1.8m处;当FAS接收到任一只C庞糜诹动防火卷帘门的感温火灾探测器的报警信号后,向防火卷帘门控制器发出下降到地面的指令。对于用作防火分隔的防火卷帘,FAS系统接收到防火卷帘门所在防火分区内任两只独立的火灾探测器的报警信号后,向防火卷帘门发出下降到地面指令。设在变电所的防火卷帘门正常在关闭状态,FAS不控制。防火卷帘下降至距地面1.8m处、下降到地面的动作信号应反馈至车控室。

2.3.3防排烟系统的设计

一是在主疏散通道内设置机械送风系统,确保站厅通向主疏散通道的入口处有足够的气流速度,阻止烟气进入主疏散通道;二是在站厅通向主疏散通道的入口处设置风幕;三是根据防火分区的数量设置各防火分区的防排烟启动装置;四是在送排风口预留供排烟消防车位。

2.4车站总平面设计思路与要点

地铁的设计需要综合考虑原建筑征用拆迁占地以及后期的商业开发等众多问题,在实际设计中可以将地铁车站建设与物业综合开发相结合起来,统一规划,同步实施,对城市的发展有着积极的作用,所以地铁建设之初应多加考虑,并根据当地的特点选择与之相协调的结合设计模式。

2.4.1 地铁公司主导进行结合设计。对于由地铁公司自行组织开发的地铁上盖物业,该模式具有无可比拟的优势。地铁公司作为地铁线路建设的业主,能够统一协调地铁和物业这个有机的大系统。通过对这种“地铁+物业”的模式进行系统化的规划构建,从而可以实现充分利用各方面设计专家的智慧设计出美观的地铁物业结合发展的建筑方案。

2.4.2 地铁公司与物业开发商组成联合设计团队进行结合设计。这种形式是由地铁公司联合物业开发商共同组建设计团队进行项目建设设计工作,在设计的过程中双方设计人员进行及时有效的沟通,对设计接口的处理进行协商处理,旨在从源头上充分提高建筑项目的设计质量,满足双方业主的意愿。

2.4.3 地铁公司与物业开发商平等进行结合设计协调。地铁前期的规划需要充分考虑到政府相关方面政策的限制,而在地铁站点周边又存在着较多的独立物业开发地段,尽管这些地块不受地铁设计开发公司的控制,但是考虑到整个城市环境的美观设计以及乘客流量的互补等方面,需要将地铁的站点同周边的设计环境有效地衔接起来,地铁建筑公司和物业开发商双方进行平等友好的协调设计。这种设计模式在地铁设计中最为复杂,需要综合考虑多方面因素,从全局出发进行工作创新,切实处理好设计接口的问题,避免出现“错、漏、碰、缺”等不良现象。

结语

地铁车站的建筑需要在有限的地面面积上向纵向延伸以实现充分利用空间资源的目的,我们在设计时需要尽可能地降低车站的造价和缩减其规模。地铁车站在设计时需要格外注意公共区域的布置,这便需要设计者从乘客的心理出发,努力为乘客们营造一个良好的乘车环境,满足现代社会以及未来时代人们出行的需要。

参考文献

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Key words exterior insulation technology; architectural design; application

中图分类号:TU2 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

引言

外墙外保温技术是通过将憎水性和低收缩率的建筑保温材料以粘结在建筑物外墙,并且在其外墙施工装饰层的施工方法。随着目前社会的发展,能源资源危机已经蔓延全球,就我国能源资源问题的实际情况而言,我国对能源的消耗也是逐年上升,而建筑行业作为名副其实的耗能大户,其耗能战略社会总耗能的百分之四十五以上,在建筑耗能中又以热能的损耗最为显著,因此为了人类社会的可持续发展开展建筑节能不仅意义重大,而且迫在眉睫。而随着科学技术的日新月异,建筑行业的发展速度也随着加快,在现代的建筑工程中各种先进的施工技术和施工材料以及施工设备层出不穷,随着这些技术和材料以及设备在现代建筑工程中的应用,使得当前建筑工程的质量和性能都得到了大幅度提升,从而有效地满足了人们对现代建筑的新要求。在现代建筑工程中,为了提高建筑的节能水平,通常会应用到外墙保温技术,随着外墙保温技术在现代建筑工程中的应用,使得现代建筑的节能环保以及性能水平都得到了大幅度提升。而随着可持续发展这一科学发展观的贯彻落实,使得外墙外保温技术的应用更加广泛,因此为了进一步促进建筑行业的发展,加大对外墙外保温技术的分析研究力度就显得尤为重要,从而才能够使外墙外保温技术水平得到进一步提升。本文从外墙保温技术的主要特点出发,对外墙外保温技术的研究,然后对外墙外保温技术在建筑设计中的应用进行了详细的阐述,希望能够起到抛砖引玉的效果,使同行相互探讨共同提高,进而为外墙保温技术的发展起到一定的促进作用。

一、外墙外保温技术的主要特点外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。在同样规格、同样尺寸和性能的保温材料的情况下,外保温比内保温的效果更好,其主要特点具体如下:

1.1外墙外保温适用范围 外墙外保温适用范围十分广泛,适用于各种建筑,如新建结构工程、旧楼的节能改造等。

1.2保护主体结构,延长建筑物的寿命 采用外墙外保温技术,由于其保温层处于建筑物围护结构的外侧,其保温材料保护了主体结构免受雨、雪、冻、融、干、湿循环造成的结构破坏,减少了碱骨料的反应等对主体围护结构的侵蚀。因此,当外墙所选取的保温隔热材料适当,厚度合理,外保温可以有效防治和减少墙体和屋面的温度变形,有效消除常见的斜裂缝或八字裂缝,从而相对延长了建筑物的使用寿命。 1.3基本消除了“热桥”的影响 “热桥”是指在内外墙交界处、构造柱、框架梁、门窗等部位形成散热的主要渠道。对于内保温而言,主墙体越薄,保温层越厚,“热桥”的问题就越趋于严重。而采用外保温,其不仅可防止“热桥”部位产生潮湿、结露等现象,而且由于外保温要比内保温的热损失减少约20 %,这就消除了“热桥”造成的热损失,从而降低了热能的支出费用。

二、外墙外保温技术的应用目前,在住宅工程中,主要流行有聚苯颗粒浆料外墙外保温、EPS板薄抹灰外墙外保温、EPS板与墙体一次现浇注成型外墙外保温等几种外保温技术。

2.1聚苯颗粒保温料浆外墙外保温 将聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)加工破碎成0.5 mm~4 mm的颗粒,作为轻集料来配制保温料浆;将保温浆料抹在墙体外侧作为保温层,并在外表面再做抗裂保护层、抗渗保护层和饰面层;可避免外墙保温工程中因使用条件恶劣造成的墙体表面空鼓、面层出现裂纹等现象。这与其他外墙外保温技术相比,在达到同样保温效果的前提下,其建筑造价低。 适用范围:寒冷地区、夏热冬冷和夏热冬暖地区民用建筑混凝土或砌体外墙外保温工程。

2.2EPS板薄抹灰外墙外保温 EPS板,即膨胀聚苯乙烯泡沫塑料板。该技术以聚合物砂浆作粘结剂,将EPS板固定在墙体外侧(也可采用以锚栓做辅助的粘结固定方式),并在外表面涂刷一道界面剂,然后抹聚合物砂浆底层,用作粘结剂或保护层;抹聚合物砂浆后立即压入网格布,并使其紧贴底层聚合物砂浆,不得使网格布皱褶、空鼓、翘边;待底层聚合物砂浆干至不粘手时,再抹面层聚合物砂浆,抹灰厚度以盖住网格布为准;表干后施工装饰面层。 适用范围:新建建筑和旧有房屋节能改造的各种外墙外保温工程;也可用于外墙内外保温和阳台的内外保温。

2.3 EPS板与墙体一次现浇注成型外墙外保温

在当前的建筑设计中,通常会应用到EPS板与墙体一次现浇注成型外墙保温技术,随着EPS板与墙体一次现浇注成型技术在建筑工程中的应用,使得外墙保温技术的水平得到了进一步提升,EPS板与墙体一次现浇成型外墙保温技术是在建筑墙面的内侧面开有水平方向的齿槽,并且在建筑外墙的内外侧表面都设置EPS板。该技术有效地解决了建筑外墙外挂式保温的大多数问题,由于在施工过程总应用的是一次成型技术,因此不仅提高了施工效率缩短了施工工期,同时还提高了施工质量和确保了施工人员的生命财产安全。

三、外墙外保温设计应注意的问题

3.1外保温的安全性 保温层与结构层、保温层与保护层以及保护层与饰面层应有良好的粘结性能和安全的构造措施。 (1)风荷载对外保温的影响。外保温由于受风荷载的作用特别是高层建筑,建筑外墙承受风荷载较大,墙体部分会产生很大负风压(吸力),再加上外保温材料自重作用,容易产生脱落。在设计时,应尽可能提高粘结面积,采用无空腔,减少空腔,并在此基础上做好补充的机械固定防护措施,以提高建筑的抗风压性能。 (2)外保温材料大多数为有机材料,而基层材料通常为各种砖、砌块或混凝土属无机材料,两者自身材性不相容,黏结性不好容易产生脱落。在设计时保温层与基层之间的粘结必须有一定的强度,目前工程上常用专用粘结胶粘结或锚钉机械固定两种连接方式,为确保外保温系统粘结可靠、牢固。