时间:2023-07-10 17:33:50
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇高层建筑设计标准,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
【关键词】建筑给水排水;设计标准;体系优化;效益;途径
一、建筑给水排水设计标准体系
建筑给水排水设计标准体系分为基础标准、通用标准、专用标准三个层次[1]。
1. 1基础标准
基础标准是指具有广泛指导意义的术语、计量单位、符号、图形、模数、基本分类、基本原则等的标准[2]。在某一专业范围内普遍使用的标准的基础标准例如《房屋建筑制图统一标准》。
1. 2通用标准
通用标准一般是指为标准化对象制订的共性标准,具有广泛性,涵概率比较高,适用的方面比较广,也可以作为专门使用的标准与依据,比如具体的卫生与环保要求、施工要求管理技术等,通用标准主要有《室外给水设计规范》 、《建筑给水排水设计规范》。
1. 3专用标准
专用标准指的是针对标准化对象的通用标准的补充与延伸的专项标准,覆盖面较小。比如适用于工程的规划、施工等步骤的质量验收要求与方法,关于卫生、环保的要求与规定也属于专用标准的范畴。
二、关于建筑给排水设计工作体系的应用分析
2.1要做好建筑给排水设计工作的协调
建立健全的建筑给排水体系是建筑设计工程的基础,在室内给排水环节,需要遵循我国建筑室内给水排水设计规范,完全落实好建筑给排水设计步骤与应用程序。近年来,我国经过一系列的建筑给排水项目的实践,吸取了丰富的经验,矫正了相关的错误,并紧跟国际的科学技术,借鉴国外的优秀的案例与经验,结合实际进行给排水的具体设计。
我国建筑业的发展一直结合实际的需求,进行科学化的体系构建。我国的建筑由于需求量巨大,对于排水资源的设计就显得尤为重要。在建筑给排水设计工程中,要充分利用实践人员的经验与专业知识建立完备而合理的排水设计体系,加快建筑给排水设计工作体系的完善。
2.2规范设计标准,保证居民生活
随着经济体系日益完善与进步,对于建筑设计水平提出了更高的要求,设计系统的智能化发展使当前发展的趋势。对于高层建筑需要考虑防火设计,避免产生较大的经济损失以及人员伤亡,我们应规范设计标准,提高标准体系的执行力,对于建筑设计的各个环节都要进行协调与兼顾。这就要求相关建筑管理与设计人员遵守建筑给水排水设计的规范,健全高层建筑的管道体系,同时要将防火设计作为设计的重点来抓,保证室内良好的排水性,可以利用防火套管等措施进行防火,保证人们生活的安全性。
常见的民用住宅建筑的建设中要将生活给排水设计作为重点,我国建筑的排水设备地漏装置不合理是比较常见的现象,在设计中应把握用户需求,按照设计规范标准对地漏装置进行合理的设计,尤其是阳台、卫生间等地方的地漏设计。
在建筑空间设计地漏的过程中,设计人员与施工人员应对管线的沉积性进行检验,不能忽视这个重要的环节,以防有害气体的产生,对人体健康造成巨大的影响。
我国的很多建筑设计都忽视了地漏设计,尤其是装修过多次的建筑,容易造成地漏数量的减少[3],一旦缺少地漏装置的支持,就会水分渗入地板,给人们的生活带来损失与影响。
在建筑给排水设计中,要按照设计的规范标准进行管线的布置,先根据实际情况排水管线位置的确定,利用设计标准体系进行规范,保证管线处于适当的间距。同时要注意普通塑料排水管道的使用,防止因其管壁太薄而发出共振噪音,影响到居民的日常生活。
三、建筑给排水应用方案的更新
在建筑物设计施工中,要遵循以用户的实际需求为基础,保护用户自身的利益,为用户提供便利与人性化的服务,实现建筑给排水施工中所有环节的协调。
对于高层建筑要合理的进行消防系统的设计,按照排水设计规范进行设计与施工,工作,使用合适型号的排水管,有效的对火灾情进行控制。对于塑料排水管要进行管径的控制,还要根据实际需求设立消防水泵,保证居民建筑物内部的消防水栓的安全设计与施工,有效的对火灾蔓延进行防治,提现建筑设计的合理性与经济性。
在建筑物设计过程中要对地漏设计进行优化,按照我国的建筑给排水设计规范进行实施与设计,控制地漏水封的深度,与防涸功能的相适应,摒弃传统的
地漏设计的应用。在在建筑物设计过程中对于特殊地段应采用特殊的地漏设置
比如在淋浴间工作中,可以采用DN75型号地漏,将地漏与存水弯配合使用,不提升了美观性,还对水封深度进行了有效的控制。
给水管设计中需要采用正规化的土建支模,为了防止建筑在浇筑过程中出现渗漏,土建施工过程中就可以采取相关的措施比如预埋套管的方式防止漏水现象的发生。排水管道在材料选择上也应该根据实际情况而定,一般选用特殊的隔音材料,管道在施工中也可以加入减压阀门,从而更好的防止了共振噪声的产生,为人们创造一个宁静舒适的生活环境。
在建筑物设计中还应结合节能性分析,近年来,太阳能环保系统的设置为建筑设计增加了可持续发展性,节水型器具的广泛普及与运用,有效的节约了水资源,并减少了人们生活的经济开支。建筑设计人员应把消费者的切身利益作为根本,严格按照规范设计标准进行建筑给排水系统的设计与应用。
四、结束语
在建筑给排水工程中,应严格遵循规范设计标准,同时要考虑节能设计原则。进行建筑给水排水设计标准的控制有利于保证建筑设计的安全性与稳定性,健全建筑给水排水设计体系,落实好相关的建筑给水排水工作是建筑工程的重中之重。我们应协调建筑给水排水工程的各个环节,以人们实际生活的需要为基础,在实践中逐渐发展与完善建筑给排水工程的设计体系。
参考文献:
[1]李雄华. BIM技术在给水排水工程设计中的应用研究[D].华南理工大学,2009.
关键词 高层建筑 结构设计 问题
在国内市场经济改革不断推进的经济环境之下,物质文明已经达到了较高水准,由此人们对作为衣食住行四大生活要素重要载体的建筑也有了更高的标准。而就高层建筑来看,由于其规模较大,且结构力学设计较为复杂,由此在结构设计的过程中往往存在一定的困难。由此,为经验提高高层建筑结构的稳定性,必须从设计入手,针对现今高层建设结构设计所存在的问题,不断提升其可靠性指标。
一、高层建筑结构设计问题分析
(一)短肢剪力墙设计缺陷
就现实情况而言,当下高层建筑结构设计者在设计短肢剪力墙的过程中,大多会出现增设短肢剪力墙的问题。根据国内对结构设计的全新规范不难得出,现今短肢剪力墙其截面高厚比应该处于5~8的范围内。根据高层建筑结构设计经验与设计参数不难得出,在对其结构进行设计的过程中不应该设置过多的短肢剪力墙,以进一步提高结构的稳定性。
(二)抗震Y构设计规范问题
在进行高层建筑抗震结构设计时,由于其高度较高,所以必须考虑较多不确定性因素对结构抗震性能的影响,所以一直是高层建筑结构设置中的难点。现今国内对高层建筑设计年限的规定至少为50年,并且对其烈度与震级对应下的高层建筑抗震能力指标做出了明确规定。但由于国内生态问题的持续恶化,国内地震问题在近10年间已经多次发生,其震级与烈度都有了不同程度的要求,如果仍然按照原有的设计规范,一旦出现地震事故,高层建筑的抗震性能堪忧。
(三)超高设计问题
超高是现今高层建筑结构设计过程中普遍存在的现实问题,多由于建设方为谋取更多的经济效益,罔顾建设规范准则,过度增加建筑层高或加高建筑层高,这一问题将大幅度削减高层建筑的力学性能,对其抗震性与可靠性都有不同程度的降低。特别是在风荷载较大及地震烈度较高等极端恶劣条件时,建筑的稳定性很难得到保障,甚至将会严重威胁业主的生命财产安全。
(四)扭转设计缺陷
高层建筑设计必须要尽可能保证建设工程的质量重心、刚度中心与几何中心处于同一位置,以避免产生由于偏心弯矩过大所导致的结构扭转坡外。但就现实情况来看,现今大部分高层建筑的设计都难以保证其三心处于同一位置,偏心问题普遍存在,一旦受到水平荷载的作用,建筑结构将很容易产生扭转破坏,这也就给其投产埋下了不小的安全隐患。
二、高层建筑结构设计问题优化措施
(一)合理选用结构设计方案
为确保高层建筑结构的稳定性,必须合理选用适宜的结构设计方案。首先在设计过程中必须结合建筑设计师所提供图纸以及国内对高层建筑结构设计的相关规范系统的确定其整体结构,防止所选择设计方案与建筑设计标准的冲突。另外还需要结合项目建设地点的地质情况、气候因素以及近50年来地质变动与水文情况对其结构细节加以优化,尤其需要根据工程规模对结构设计整体方案加以优化,在提高其结构稳定性的同时,确保设计方案具有较高的可行性与经济效益。
(二)完善抗震结构设计
在进行抗震结构设计时,应当结合项目区域地震基本烈度等级,对其抗震等级加以详细认定。必须对其抵抗侧向荷载结构组件的位置加以详细认定,确保其节点受力平衡与结构受力的合理分布。另外还应该保证建筑结构设计具有连续稳定性,并在保证其结构组件刚度与强度的同时,确保其经济合理性。在初步设计时,应该尽量对高层建筑的结构片面加以简化处理,在保障其基础强度、刚度的同时,增加基础的荷载传递能力。也就是说,必须避免其结构整体性的破坏与地基沉降对建筑的损害,进一步提升其抗震能力。
(三)优化结构性能设计
高层建筑的结构设计需要尽量符合结构性能的各项标准,大体涵盖以下几大方面:其一,优化对高层建筑结构的延性设计,避免其由于层高问题而产生变形与坍塌。其二,结合其水平荷载作用(主要包括地震横波、面波与风荷载),通过结构设计提高其抵抗侧向变形的能力。也就是说必须根据计算结果对建筑结构组件的弯矩调幅、塑性内力分布原则,确保建筑结构能够满足于性能化设计的各项标准。
(四)完善扭转设计
为避免高层建筑受到地震、地质水文条件与气候因素影响而产生的扭转性损坏,在对其结构加以设计之时,必须对其结构模式与平面布局进行综合考量,尽量确保其质量重心、刚度中心与几何中心处于同一位置。在一些特定条件下,由于高程建筑需要满足预定的功能指标,因此在需要选择不规则平面结构时,必须将其长厚比与宽厚控制于允许范围中,并尽量确保建筑结构的对称,以提高其抗弯扭能力。
三、结语
高层建筑结构的设计是一项复杂的系统工程,具有较强的技术性与思辨性,能够为建筑的稳定性提供充分的保障。而就实际设计工作来看,由于其高层建筑设计需要较高标准,因此必须要综合考虑建筑设计规范与建筑工程实况,并选用优化的结构设计模式确保结构的力学性能,同时针对当下高层建筑结构设计问题,选用适宜的优化方案,以此在提高其结构设计可行性的同时,促进我国高层建筑的可持续发展。
(作者单位为四川大学锦城学院)
参考文献
[1] 岳文萍,茂,刘飞飞.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].住宅与房地产,2016(03):90-91.
[2] 赵军.高层建筑结构设计的问题与对策研究[J].门窗,2016(01):137-138.
[3] 赵华琪.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].江西建材,2015(17):18+
24.
[4] 王号.高层建筑结构设计相关问题及对策分析[J].低碳世界,2015(01):233
关键词:节能设计建筑应用分析
中图分类号:TE08文献标识码: A
一、高层建筑能耗特点分析
1、能耗组成及特点分析
高层建筑容纳人数众多,信息处理量大。为保持正常的运作,高层建筑在电梯、空调、供水、供暖、管理等方面要消耗大量的能源。主要的能源消耗形式包括电、煤、天然气以及集中供热的蒸汽和热水等。其中供暖空调系统、照明系统、动力系统和办公设备系统是建筑能耗的4个主要系统。供暖空调系统耗电量占到整个建筑能耗的50%以上;照明系统次之,大约为20%;动力系统约为10%;办公设备系统约为10%。
2、采光和通风的要求
高层建筑基本空间由主要使用房间、交通联系空间(水平交通和垂直交通)、辅助使用房间(餐饮和卫生间)以及设备系统等几部分构成,平面布局与空间组织相对固定,各部分功能空间对自然采光与通风的需求都不容忽视。因此,高层建筑能耗对气候的依赖性较弱,若通过调节建筑与环境的关系来达到节约能耗的目的,效果甚微。高层建筑的节能问题应从建筑自身出发(如平面形式、进深大小、围护构件、设备系统等),进行节能措施的探讨。
二、高层建筑设计常见问题
高层建筑设计中常出现围护结构保温隔热能力差的问题,建筑的护结构包括屋面、外墙、外窗以及地面等部位。对于高层建筑而言,由于其竖向表面面积远大于横向屋面面积,因此,建筑屋顶、建筑外墙及建筑外窗的保温隔热能力成为了衡量其围护结构保温隔热能力的决定性因素。影响建筑外墙节能的主要因素是墙体材料,以及影响墙体材料节能效果的墙体外饰面,东、西外墙遮阳,墙体构造形式等。
在研究中发现,高层建筑外墙应设置保温层,采用双层玻璃。由于西安高新区清扬国际大厦,外墙采用加气混凝土砌块,未设置保温层,使得该办公建筑供暖空调能耗占总能耗的比例高达60.27%。另外,当建筑外墙采用玻璃幕墙配合外挂铝塑板的构造做法时,虽然设置了聚苯板外保温但其供暖空调能耗普遍较高,如旺座现代城B座和D座,供暖空调能耗高达54.62%~56.08%。在窗户类型的选择上,分析可知,供暖空调能耗较高的都采用了单层单玻窗,能耗高达56.8%~60.27%。除此之外,还发现几乎没有高层建筑采取遮阳手段来降低供暖空调能耗,尤其是西向遮阳的问题,值得引起专业人员的重视。
三、设计对策
1、通风设计
关于自然通风的引入,一方面可以对建筑的空间形式进行组织,尽可能形成穿堂风,这一点在条形高层建筑中比较容易实现。对于点式高层,应尽可能组织两垂直墙面窗户之间的通风。自然通风的组织需要更大的窗墙面积比并形成风的通路。另外,还可以结合双层玻璃来实现降温。在国外,建筑利用通风已经成为了一种趋势,很多建筑在设计阶段均考虑了通风的构造体系,例如津巴布韦的Eastgate大楼、英国中部北安普敦近郊的巴克莱卡公司总部大楼等都采用了这种通风构造形式(见图1)。
2、护结构设计
(1)护结构材料。针对目前高层建筑护结构材料以实体围护结构和透明围护结构为主的现状,且基于高层建筑护结构并非承重结构,材料选取较为灵活的特点,对于实体围护结构,应尽量选用导热系数小的多孔/空心砌块或加气混凝土砌块等,配合外墙外保温和合理的窗墙面积比,控制由护结构保温隔热带来的能耗损失。对于处于寒冷地区与夏热冬冷地区交界的城市,应尽量减少玻璃幕墙的使用。
当实体围护结构达到保温隔热要求后,透明围护结构应遵循以下措施:尽量减少使用玻璃幕墙;控制合理的窗墙面积比,控制可开启面积以组织通风;选用节能的玻璃和窗框材料,注意控制密封性能。
(2)墙体外饰面。建筑外墙饰面是围护结构抵御外界气候影响的第一道防线,其材料的热工性能将直接影响围护结构的热工性能。建筑墙体外饰面对建筑节能设计的影响主要通过围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数表现出来:一是在房间制冷状态下,对房间能耗的影响;二是对墙体传热系数的直接影响;三是房间在自然通风状态下对墙体内表面最高温度的影响。《居住建筑节能设计标准》规定:建筑外墙采用“浅色外饰面(太阳辐射吸收系数<0.6)”节能措施时,计算外墙的总热阻时可附加“隔热措施的当量附加热阻0.2”,当外墙的传热系数由于其构成而不能达到《建筑节能设计标准》要求时,采用“浅色外饰面”的节能措施则可使每种材料包括200mm厚钢筋混凝土的传热系数值均可满足“民用建筑节能设计标准”对传热性能的规定要求。建筑的外墙饰面目前有瓷砖、涂料、石材以及金属幕墙材料等等,最典型的2类外墙饰面是瓷砖及涂料。节能设计中采用浅色外饰面或部分采用浅色外饰面显然是有利的。
(3)墙体外遮阳。除护结构材料的选择外,还可增加建筑遮阳,以减少供暖空调能耗。建筑遮阳包括水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳等方式,可结合立面设计意图进行设计,尤其应注意西向遮阳对节约建筑能耗的作用。《居住建筑节能设计标准》规定:建筑的“东、西外墙采用花格构件或爬藤植物遮阳(透射比<0.5)”的节能措施时,计算外墙的总热阻时可附加“隔热措施的当量附加热阻0.3”,节能设计中应考虑“东、西外墙遮阳”,在夏天东、西晒非常严重的地区,东、西外墙遮阳措施有待加强。这方面可以借鉴热带地区城市,如马来西亚和香港等的设计经验。在这些城市,高层建筑遮阳措施的使用在带来较好遮阳效果的同时,也丰富了建筑立面,增加了城市景观。
(4)可再生能源的利用
在系统的能源使用方面,应尽量开发可再生能源的利用,如太阳能、地热能、风能、水能、生物质能等。利用风力发电、太阳能光伏发电、垃圾发电、太阳能热利用、地热利用和沼气发电等,来减少对煤和天然气等不可再生能源和电、蒸汽、热水等二次能源的依赖。例如,使用分体空调的建筑建议增设地源热泵,这样可大大降低空调系统能耗;使用螺杆式水冷机组的建筑建议增加蓄冷装置,冷却塔的废热应予以回收利用;热泵作为一种新型节能技术,也应该在办公建筑中考虑采用;关于太阳能的利用,可以在冬季利用太阳能供暖、夏季采用太阳能制冷系统,全年中都可以使用太阳能光电系统和热水系统。
在信息化、智能化高速发展的时代,高层建筑因节约城市用地、信息处理量大、容纳人数众多而应运而生,但能源消耗巨大。在可持续发展理念大力推行的今天,高层建筑生态化发展的重点是节能问题,可在设计阶段注意组织利于自然采光的平面形式,亦可采取节能灯具节约电能;通过改变空间形式、建筑角度等组织自然通风或改变围护结构构造等蓄存冷量;提高护结构保温隔热能力以减少供暖空调能耗;利用太阳能、风能、地热能、水能、生物质能等可再生能源供给设备系统等。以上改进措施,如:组织自然通风、改善围护结构、可再生能源利用等应在节能设计中综合运用,以有利于高层建筑生态化发展。
【参考文献】
【关键词】超高层 控制 方案 工程造价
一、房屋工程造价对建筑建设的作用
有利于资金的合理分配。工程价格的构成具有一般商品价格的共性,即由工程成本及费用、利润和税金组成,但是与一般商品价格的形成有很大区别,主要的特点是动态性,任何一项工程从策划―前期研究―决策―设计―施工―竣工交付使用需要经历一个较长的过程,影响工程造价因素很多,在决策阶段确定工程投资的规模后,工程价格随着工程的实施不断变化,直至竣工验收工程决算后才能最终确定工程价格。
强化资金控制。通过造价我们首先可以对信息来源进行优化和分析。对信息来源的准确分析是工程前期资金控制的前提。就拿投标来说,企业应组建投标组进行合理的分析筛选,而不是盲目的投入人力,财力去奔波。其次,在对房屋造价进行大概估算后,我们对各个项目投入资金比例的状况会有所了解,通过了解我们可以在房屋工程关键的部分花更多的精力和时间去管理和控制,以避免管理过程中无重点的情况。只有把握了重点才能强化对资金的控制,最终使投资效果更好。
二、超高层建筑设计及施工对房屋造价的影响
根据材料分析,房屋工程设计的费用虽然仅占了全部工程费用的不到1%,但是在整个房屋建造的过程中,设计阶段对整个投资阶段的影响是最明显的,设计将会对房屋的结构、用料、造型产生决定性作用。只有采取稳定的设计标准和稳定的设计功能,才可以保障房屋工程的顺利进行。虽然超高层建筑有利于节省地面空间,将上部空间合理地进行利用,但是随着建筑的高度增加,房屋的造价将会因为很多因素产生波动。例如,超高层房屋的供水系统,以及承重骨架等的造价将会在房屋达到一定高度后迅增。另外,由于施工工程程造价管理是一种在拟定的规划、设计方案下,预测、计算、确定和监督,所以,一般情况下,超高层的施工管理及各项施工人工、机械费用都会比高层建筑高很多。以下将分类分析各个因素对超高层房屋造价的影响。
(1)超高层建筑设计与造价控制的关系。控制工程造价和质量必须从龙开始。一个好的设计方案不但可以节省工程投资.也为确保工程质量创造了先期的条件。前期的设计对后期工程的建设以及施工管理以及施工工艺等起着决定性的作用。与此同时一个高素质的设计队伍和一个优良的设计方案对降低投资和控制工程造价,以及确保工程质量提供了切实可行的先决条件和实现优良工程质量的可能性。高水准的设计,可以节约投资;低素质的设计,盲目追求安全系数,设计过于保守,肥梁、胖柱、密钢筋等。设计中的错、漏、补、超标准设计等只能是加大投资,浪费人力、财力、物力。设计质量的高低、设备的选型、材料的选用、设计标准的选择将直接对工程造价造成影。因此.水电工程要开展设计革命,耍强化设计管理。提高设计水平、优化设计方案。以达到缩短建设工期、降低工程造价并提高经济效益的目的。
(2)超高层建筑的主要受力特点。影响结构布置和机构尺寸的主要因素是水平力的作用――地震作用和风作用。地震作用主要是由结构自重产生的惯性力。主要影响因素为:结构自重、结构刚度以及机构的阻尼比。在高烈度地震区,地震起主导作用。对结构的要求是在具备一定刚度的同时应尽量减小结构自重。在沿海地区如深圳、厦门等,由于风荷载较大,对超高层其重要作用是风荷载。虽然飓风多年难遇,但是其对结构变形的影响以及结构舒适度的影响都是极高的。因此,超高层建筑队结构的刚度要求很高。
三、攻克难点控制造价
要想控制超高层房屋的造价,除了要从设计和管理入手,还要攻克许多实体施工中存在的难点。我们必须认识到的是超高层建筑具有其独特的施工工艺。只有精化施工步骤以及选择环保适用的材料,提升施工科技技术水平,才能真正在实体建设中控制超高层房屋的造价。以下将分析超高层建筑施工中的几个难点及其造价控制:
(一)难点1――结构系统
由于超高层建筑结构的特殊性,建筑内部的梁柱将会不可避免的存在,在结构设计中要考虑异型柱的使用,办公场所及会所等设计中,充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用是设计的难点
(二)难点2――垂直交通设计
超高层建筑,核心筒的设计只有在满足平衡采光、节能、易于维护、减少公摊、不同业态核心通上下统一等多方要求的情况下,才能有效控制造价。为此,设计及施工管理人员往往需通过多方案论证比较,找寻最优化方案。高层建筑与其它建筑之间的最大区别,就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核”。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重,决定着高层建筑的空间构成模式。核心筒的施工是超高层建筑的核心,也是整个超高层建筑造价控制的重心。
(三)难点3――消防
消防难点:超高层建筑由于其特殊的构造和功能要求,致使其内部火灾荷载大,火势蔓延迅速,人员疏散困难,救援难度大,形成重大火灾的隐患大。消防设计要点:防火―控火―耐火。另外在消防系统的设计上,我们一方面要考虑符合国家对超高层建筑的防火规范要求,另一方面要采用合理的方案,拒绝浪费多余资源
四、结语
房屋工程造价与房屋设计是一项非常复杂的工程,在这其中,我们不仅需要很多相关的工程知识,善于借用他人设计技巧,还要自我改善施工工艺。造价的控制依赖于的经济分析、财务分析、管理知识等,这是一项对综合知识要求很高的一项技能。在实际的运用中,高层建筑的设计风格、楼层数、技术应用等影响着工程造价,我们既要高度重视工程造价,又要做好建筑的设计。总而言之,我们只有将工程造价的经济分析和建筑的实际施工相结合,秉着踏实但不乏创新的精神,具体问题具体分析,制定具体合理方案,这样房屋设计才能发挥其最大作用。
参考文献:
关键词:超高层建筑物;设计;绿色策略
目前,绿色环保已成为各行各业发展的核心内容,建筑设计行业当然也不例外。尤其是在城市人口不断增多的新时期,人们已经不再局限于传统的城市面积扩大设计了,更多的是对城市立体空间进行研究,以此来增加城市容积率,由此引发了城市超高层建筑物建设。在这种时代背景下,我们有必要对超高层建筑物绿色设计分析,指出了绿色策略在超高层建筑设计工作中的必要性,并探讨相关设计要点。
1 超高层建筑设计概述
21世纪,人类面临资源危机和气候变化的双重挑战,超高层建筑物在这两大挑战中占据关键地位,这也使得超高层建筑物绿色环保设计成为建筑设计工作的必然趋势。基于这种社会发展背景,我们有必要对超高层建筑设计中的绿色策略进行分析。
1.1 超高层建筑绿色设计趋势
在人类社会发展进程中,人类曾经做出了许多改造自然的活动,其中大部分社会活动都给生态环境造成了极大的破坏。一直到今天,环境问题已成为人类生存和发展中面临的首要问题,保护环境也成为当今社会持续发展的指导性原则。绿色作为环保的代言词,它在各行业发展中发挥着重要作用,建筑领域当然也不例外,绿色建筑、生态建筑等发展理念和方向早已不再陌生,成为当今建筑设计发展的关键方向。尤其是近年来,随着超高层建筑物高度的增加和建筑物数量的增多,实施绿色环保设计势在必行,也是建筑设计行业未来发展的关键方向。在这个时候,设计人员在进行建筑设计的时候要做到充分利用现有土地资源,加强生态环境设计,大力开发新能源、提高节能效益和水资源利用率。
1.2 超高层建筑设计绿色策略应用的必要性
近年来,节能、环保和低碳理念已成为当今市场发展的必然,也是市场需求推动下产生的一种特殊趋势。高层建筑作为建筑业发展的必经之路,建设超高层建筑与普通高层建筑相比节能效果显著、室内环境质量保障程度高、低碳效果突出等特征。由此可见,绿色超高层建筑无论从设计、施工还是运营方面都有着显著效果,因此可以在发展中真正的达到绿色、生态、环保的发展要求。
2 超高层建筑设计绿色策略应用要点
就国外超高层建筑绿色环保设计分析,其最早出现于二十世纪六七十年代,当时这种绿色建筑主要应用在个人房屋设计中,政府和企业很少采用。直到二十世纪七十年代中期,绿色建筑逐渐发展为备受政府重视、关注的施工策略,并逐渐上升到国际层次。超高层建筑物作为特殊建筑结构形式,它的整体高度非常大,就我国的超高层建筑结构而言,大多建筑物的高度都超过了两百米以上。这过大的高度使得建筑结构中需要注重建筑物层次感的设计标准,同时对其进行绿色设计中具有一定区别,这里我们可以从空间、顶部方面进行讨论和研究。
2.1 空间组织设计
通常情况下,超高层建筑在现代化大都市发展中具有标志性意义,代表着整个城市发展水平和城市规模。因此在空间组织以及其外观造型设计都需要高度重视,从内容、特征等不同方面重视起内容。为了更好的达到绿色、节能、环保的建筑节能要求,在超高层建筑外墙设计中尽可能的避免选择玻璃幕墙,这主要是因为玻璃幕墙的采用大大提高城市光污染程度,同时该幕墙容易受到风力等自然因素的影响而产生其他质量问题。在超高层建筑施工建设中,裙房设计相当关键,虽然这类房屋对城市市容影响较小,但是它对街道的尺寸、人情化空间的创造意义非凡。一般来说,裙房外表通常都用来置放广告牌等色彩鲜艳的标志,这给裙楼立面设计提出了新要求。
2.2 顶部设计
超高层建筑结构由于本身高度高的特征,因此其顶部设计可谓是构成城市天际线的重要因素,这就要求超高层建筑物设计中高度重视顶部设计,设计出能彰显建筑风格、城市品位的产品。对于超高层建筑结构顶部设计而言,独特的设计风格对整个建筑物形象来说有画龙点睛的作用,并且使得建筑物在形形的建筑群中更好的区别于其他建筑物。如要使超高层建筑的顶部在白天透射出天空的湛蓝,晚上成为灯塔,其顶部与主体立面形成退台,这就需要通过增加高度来进行视觉修正。运用“隐蔽”的手法:采用高高的女儿墙,精巧的屋顶,半透明的建筑材料将顶部的功能用房隐藏起来。顶部条纹在材料、色彩上和中段相呼应。主楼的平面呈切边三角形,为不等边六角形,顶部则收缩为三角形,就象一颗璀灿的钻石镶嵌于屋顶,装点着城市的天空。若在顶部不仅设置设备用房,而且再设置一个空中会所,集休闲、娱乐、餐饮于一体,即解决了隔热、遮阳、改善室内微气候以及节约资源等功能,又使人能感到前所未有的大气之感,一览众山小的气魄,望尽全市风景。
2.3 结构体系
超高层建筑的应用缺点主要表现在以下几个方面:一,超高层建筑的楼层数量比普通建筑多得多,这样一来,超高层建筑在运行时消耗的各类能源总量也会随之增多,不利于生态环保;二,超高层建筑的室内环境相对较差,比如在建筑幕墙方面,现阶段几乎所有的超高层建筑都采用玻璃幕墙作建筑幕墙,这很容易造成光污染,降低建筑室内环境质量;三,超高层建筑抗震设计难度更大,设计不当会造成建筑抗震性能降低,一旦发生地震,建筑内部人员的逃生几率会大大减小。
超高层建筑高耸挺拔,但对结构设计无疑是个不小的挑战,地震作用是决定选择其结构体系的关键。显著提高工作和生活效率:超高层建筑将工作和生活设施适当集中,一般性工作和生活问题在建筑内部即可解决,极大地方便了人们工作和生活。根据超高层建筑结构的复杂程度和不规则性,确定结构抗震性能化设计的合理性能目标,采用弹性、弹塑性的方法进行分析,对结构不同部位采取不同的加强措施。人为控制结构在地震作用下的损伤顺序和程度,达到合理的结构抗震设计。
2.4 建筑节能多元化
超高层建筑的能耗为一般建筑的数倍,这是个综合性的课题。包括:新能源的开发和应用,选择低能耗的设备,智能化的管理,有效利用自然资源和管理资源,使建筑和设备方面的寿命成本最小,减少污染并达到可持续发展。从建筑设计角度讲,群体布局、单体设计、构造处理都是节能的关键。
结束语
总之,在现代城市的发展进程中,超高层建筑必将成为未来主要的城市建筑发展方向,为了减少建筑对自然生态环境的破坏,促进绿色城市建设的发展,在进行超高层建筑的设计中,必须要引入一定的绿色策略,通过对空间组织以及结构体系等方面实施环保节能的技术措施,加强建筑的节能多元化发展。使超高层建筑真正成为一个具有节能、环保、绿色品质、景观特色以及实用价值的现代化城市建筑。
参考文献
[1]王尚平.超高层建筑火灾的危害性与防火疏散研究[J].科技创新导报,2009(3).
[2]王志强,李丽.超高层建筑施工质量问题探析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010(12).
关键字:高层建筑 应急照明 设计
引言
在高层建筑中消防应急照明和疏散指示标志作为建筑内发生火灾时给现场人员提供疏散照明和指示的重要消防设施, 已经被广泛安装使用在各类建筑中,成为建筑消防系统不可缺少的重要组成部分。尤其是高层建筑中得应急照明性能的好坏直接关系到高层建筑中人员的生命安全,国内发生的几起大火,造成死亡人数较多,几乎都涉及到了消防应急照明,如洛阳的东部商厦、吉林的中百商场、上海高层住宅的大火等,在高层建筑中消防应急照明和疏散指示在发生火灾的时候都没有起作用,使高层的人员无法以最快的速度逃离。虽然人们普遍增强了高层消防意识,同时消防应急照明也得到了较快得发展。但是当前在高层建筑电气设计中,对高层住宅建筑公共部分应急照明的设计,尤其是走廊、公共走道、楼梯间应急照明的设计仍旧存在混乱现象,同时设计方案也是五花八门,究竟哪种方案更为合理? 笔者对此情况进行深入的思考。
一、高层建筑应急照明的设置依据
(一)根据《建筑照明设计标准》第2.0.18 条,正常照明的电源失效后启用的照明。应急照明包括以下三种照明:疏散照明、安全照明、备用照明。
(二)根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95 2005 版)第9.2.1 条,高层建筑防烟楼梯间前室、楼梯间以及合用前室等应设置应急照明;
(三)根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95 2005 版)第9.1.1 条,应急照明等的用电,应按现行的国家标准《供配电系统设计规范》(GB50052)的规定进行设计,一级负荷由两个独立电源供电,二级负荷由两回路线路供电。一类高层建筑应按一级负荷要求供电, 二类高层建筑应按二级负荷要求供电。
(四)根据《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-2008 )第6.3.1.8条,消防控制室确认火灾后,必须能够及时的切断有关部位的相关非消防电源,并及时操作接通警报装置以及应急照明灯和疏散标志灯。[2]
二、应急照明电源的类型
一类高层建筑的应急照明用电是一级负荷。因此一类高层建筑的应急照明必须是两个电源供电,这样如出现一个电源故障的时侯,另一个电源便不会在同时受到不必要的损坏。因此应急照明在正常的电源停止供电后,应及时的转换到应急电源进行供电。应急电源供电的转换时间不能够大于5s,同时有规定金融商业等交易场所内的应急电源的供电转换时间更是不能够大于1.5s。所以消防的应急照明电源根据其不同特点大致可分为以下四种类型。
(一)专用馈电线路:即供电网络中独立于正常电源的。
(二)柴油发电机组:即独立于正常电源的。
(三)蓄电池组,又可以根据不同的设置分为以下三种情况:
①自带电源型的应急灯,即应急灯内自带蓄电池;
②蓄电池组集中设置;
③蓄电池组分区集中设置。
(四)发电机组与蓄电池组相结合。由于发电机的投入时间在15s以上,不能满足应急电源的转换时间要求,因此将其与蓄电池(组)相结合,既可满足转换时间的要求,又可减少蓄电池的供电时间,在建筑中被广泛使用。
三、备用电源的设置
目前我国高层建筑,大多是以柴油发电机组作为备用电源进行使用,因此笔者设计高层建筑应急照明时要求机组必须要配套提供应急备用电源的自动切换装置,以保证备用电源在在市电断后的15s内迅速的启动并同步进行供电,同时还需要具有三次启动功能,备用电源的踪迹时间不能大于30s,在市电进行恢复后,需要适当的延时后再自动停机。但目前大多数的高层建筑工程在实际的运行中,为了确保高层见者的供电安全,大多将发电机的起动设定为手动位置;个别工程即便设定在自动位置,如不经常进行检查和维护的话,也不能确保发电机自动起动成功。选用柴油发电机组时一般选用风冷方式机组。需与土建及暖通专业配合解决进出风及排烟通道。在进出风通道难于解决时,可将排风机、散热管与机组主体分开,单独安装在室外,用水管将散热管与主机相连,但对于北方工程而言,并不适用。选型时注意应选择排烟少、耗油量小、需要通风量小的产品。
高层建筑中楼梯间内的应急照明,建议应急电源使用专用的回路,并采用树干式供电。根据工程具体情况设置应急照明配电箱,一般来讲位置最好是居于建筑物的中间位置,方便并利于配电。同时要注意的是备用照明及疏散照明,不应该使用一样的分支回路供电,同时要严格要求严禁在应急照明的电源输出回路中进行连接插座。
四、高层住宅公共照明设计方案
现笔者根据以上所述设计依据以及高层建筑应急电源类型、备用电源设置,同时《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 第10.8.1 条“住宅的公共走道、走廊、楼梯间应设人工照明,除高层住宅的电梯厅和火灾应急照明外,均应安装节能型自熄开关或带指示灯的双控延时开关” 。现阶段的高层建筑公共应急照明的设计方案主要有以下三种(以下三种方案中使用的应急照明灯全部采用进而自带蓄电池的应急灯具进行设计)。
(一)高层住宅公共照明设计的三种方案
方案一:
走廊、公共走道、楼梯间的正常照明与应急照明需要分别各自使用一套灯具,灯具为普通的稀土三基色节能灯,在平时正常的情况下灯具均处于外电供电同时给应急灯具处于自带蓄电池的充电状态,同时电源由总低压配电室使用专用的回路从就近的双电源切换箱进行引入,因此,使灯具的启、灭只通过一组双控开关进行控制,从而实现就地控制以及远距离在消控室内进行控制,如出现火灾等紧急情况时通过消控室迅速启用应急照明。
方案二:
走廊、公共走道、楼梯间的正常照明与应急照明需要分别各自使用一套灯具,应急电源的灯具为普通的稀土三基色节能灯,电源由总低压配电室的专用回路至就近的双电源切换箱分回路供电。应急灯在正常情况下处于外电供电并给自带蓄电池充电状态,正常照明灯具的启、灭使用节能型得自熄开关或者是带专用指示灯类型的双控延时开关;应急照明灯具的启、灭则是使用单联开关在远距离如消控室进行专门的控制,如出现火灾等紧急情况时通过消控室迅速启用应急照明。
方案三:
走廊、公共走道、楼梯间的正常照明与应急照明需要分别各自使用一套灯具,灯具为普通的稀土三基色节能灯,电源通过就近的普通配电箱进行线路的引入,而应急灯具在日常的正常情况下将应急灯具处于外电供电的同时将自带蓄电池处于充电状态,在日常正常的照明时应急灯具启、灭全部使用节能型的自熄开关或者是带专用指示灯类型的双控延时开关;如出现火灾等紧急情况时需要迅速的切除外电,避免出现不必要的损失,而应急照明的灯具由本身自带的蓄电池供电进行相应的工作。
(二)三种设计方案的优缺点
方案一:节省灯具,但在正常情况下使用时不节电,尤其是在楼梯间,容易出现长明灯现象,这就要求有较好的物业管理。方案二:应急照明灯具仅为火灾时准备,一次性投入的经济性差,正常情况下使用时节约用电。方案三:节省灯具,正常情况下使用时节约用电,对蓄电池的可靠性要求较高,要定期检查;不能实现由消控室直接启动应急照明。
五、结论与建议
方案一、方案二更适合于集中电源型消防应急灯具,其主要由集中应急电源和消防应急灯具组成,且不自带蓄电池,根据国家标准《消防应急灯具》(GB17945-2000),对集中电源型消防应急灯具性能有明确要求,其主要有:
(一)必须具有试验按钮以及试验开关;
(二)必须具有工作状态专用指示灯;
(三)用荧光灯作为光源时不能同时将启辉器接进应急回路;
(四)灯泡以及灯管在出现异常情况时灯泡以及灯管的内部元件的表面温度最高不允许超过90℃;
(五)灯具外壳必须要选用不燃或者是难燃材料进行制造,同时应急照明灯具内部的连线最好可以使用耐温不小于105℃的专用导线,以防自身出现起火情况。
在实际的高层建筑工程中,应急照明灯多数是使用自带蓄电池应急灯具,因此方案一与方案二就有设计过为繁复的情况出现,直接造成了不必要的材料浪费。同时自带蓄电池应急灯具,不仅具有外部的交流供电线路外,还具有专用的内部独立备用应急电源,因此完全可以达到一级负荷所要求的供电线路要求,正常情况下外部交流线路供电并给自带蓄电池充电,火灾时使外电,转为自带的蓄电池供电,连续供电时间保持不小于30 分钟,已能充分满足安全疏散需求。因此方案三既满足高层建筑对于应急照明要求的同时又节能,因此建议在高层住宅建筑走廊、公共走道、楼梯间的应急照明采用方案三的设计为好。
参考文献:
[1]GB 50045―95,高层民用建筑设计防火规范[S].
[2]JGJ 16―2008,民用建筑电气设计规范[S].
【关键词】高层建筑;建筑设计;低碳设计理念
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
引言
高层建筑体形庞大,容积率过高,相邻建筑互相遮挡,不通透,形成大面积阴影区,从而使城市人居环境质量下降,市中心人口膨胀、交通拥挤。除此之外,设计者往往贪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略了对于生态环境的保护。建筑设计节能意识淡薄,造成高能耗、低效益,影响建筑使用效率,浪费巨大。所以,高层建筑的低碳节能设计是当代建筑设计的重要问题。
1 建筑低碳设计理念的重要意义
建筑能耗约占社会总能耗的1/3,我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已从20世纪70年代末的10%,上升到近年的27.45%。而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。国家建设部科技司研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能 比例最终还将上升至35%左右。如此庞大的比重,使建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋,急需改良建筑设计来改善这一状态。
目前,全球煤炭、石油、天然气能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的水利、风力、太阳能、生物能、地热、核能等。我国能源发展主要存在四大问题:能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低10%;能源资源分布不均,造成西气东送、北煤南运、西电东送;能源结构依然以煤为主,约占75%,全国年耗煤量已超过 13 亿t;人均能源拥有量低、储备量低。随着城市建设的高速发展,建筑能耗量也大幅度增加,在我国已超过全社会能源消耗量的三分之一,加上每年房屋建筑材料生产能耗,建筑总能耗已接近全国能源总消耗量的一半。因此,与当前发达国家建筑能耗已经大大降低的情况相比 , 我国单位建筑面积采暖能耗是发达国家标准的3倍以上,与发达国家存在较大的差距。而对于美国而言,全球石油资源的战略布局以及石油的开采区域和运输线路等关键点的调整工作已基本完成,我国却没有那样强有力的能源后盾支持,在这样的国情下,建筑节能水平的改善实际上应该比发达国家更为紧迫。
2 我国高层建筑低碳设计的现状
2.1 建筑节能意识淡薄
建筑节能是一个融技术、意识、管理为一体的综合性工作,需要通过教育和宣传,在全社会营造一个节能大环境,推进节能技术和产品的广泛使用,形成全民节能的社会氛围。有的建设单位和房产开发商为追求利润最大化和所谓“新时尚”,开发大落地窗,大开问、小进深住宅,户型面积越造越大,使用假冒伪劣建材,无视节能环保标准,设计和施工单位对已有建筑节能法规政策和强制性标准执行不坚决 。节能不节钱的现状:一方面节能建筑增加了造价,造价的增加部分转嫁给了用户和建设单位;另一方面寒冷地区和严寒地区冬季采暖费用的收取却大多不按节能和非节能建筑分类收取,造成了诸多不合理的情况。各级监管部门放松或放弃了监督管理职能,住户对建筑节能关心度低,不了解围护结构和门窗等保温隔热性能,不大关心建筑寿命周期,习惯于冬天有暖气、夏天开空调,缺乏民众参与和社会监督。
2.2 建筑节能技术人才缺乏
加强宣传和教育力度,增强他们的节能意识。建筑节能是一个综合性的学科,而目前主要是以建筑师为主进行节能的设计,这样做显然是不全面的。因为建筑节能涉及的专业和学课很多,它涉及到规划、建筑、结构、材料、给排水、暖通等相关专业。对大多数设计师来说,建筑节能还是一个比较生疏的领域,诸多新的东西是以往教材中都没有的内容,以往的建筑师只注重建筑的美观,而忽视了建筑的内在使用功能;只注重外形的标新立异,而忽视了材料的节约。因而,推行建筑节能就有可能与建筑师的理念相碰撞。从另一个层面上讲,大多数建筑师和暖通工程师所学的知识都非常单一,缺乏综合性,无法从系统上、功能上统一设计出最佳的建筑节能方案,从而直接影响了建筑节能的效果。
2.3 可再生能源在建筑中的应用进度缓慢
据报道,我国是目前世界上最大的太阳能光伏电池生产国,但80%的产品都进行出口,在国内建筑应用的比率依然很低。原因在于,太阳能热水器与建筑一体化设计标准至今尚未出台。虽然建设部于1995年就已经发文推广可再生能源在建筑中的应用,但由于相关部门缺乏有效的激励手段,至今仍处于试点阶段。
3 低碳设计理念应用于高层建筑设计的策略分析
3.1 优化建筑位置及朝向设计
高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响,容积率过高很难满足日照要求,阳光有着巨大辐射能量。从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能接收器, 阳光不仅对人的身体健康有着很大的益处,对建筑的节能也有着十分重要意义。城市规划应注重应用日照原理,合理地确定建筑位置与朝向,使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能,因此,建筑的方位与节能有着直接关系。不同朝向、不同季节,建筑物所得到的太阳辐射热能量不同,热损失也不同。尤其是在冬至前后,由于太阳高度角低,房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况,按其太阳高度角做出日影响图,以确定冬季每天的日照时间,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。
3.2 优化围护结构墙体设计
(1) 外墙是围护结构的主体部分,高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋,前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重。因此,围护结构属于填充材料,为了减轻荷载,达到保温、隔热要求,采用轻质高效保温材料,目前在寒冷地区常用的墙体做法有:页岩陶粒混凝土空心砌块、黏土空心砖与实心砖复合墙体黏土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。但存在问题较多,节能的效果仍达不到标准的要求。围护结构的材料布置分外侧和内侧,在寒冷地区的同一气候条件下,由于材料层次布置不同,所取得的保温效果也不尽相同,为防止墙体内产生冷凝水,保温层设在外侧更好些。
(2)高层建筑的围护墙体不宜采用外侧保温的聚苯乙烯泡沫板(舒乐板、PG板),岩棉板等轻质保温材料。一幢建筑的寿命少则几十年,多则上百年,材料的应用与建筑整体的寿命应同步。轻质的外保温复合墙体存在以下不足之处: 抗震能力差、易松散、与结构构件结合不好、整体性能差;不能承受外部装修贴、 挂荷载,如:贴石材、安装装饰构件等;不能承受有振动的凿刨装修,如:剁斧石面层、予留洞、槽易出现冷桥;墙表面易出现裂纹。除此之外,复合墙体由于框架梁拉、剪力墙的嵌入,墙体内容易造成冷桥,是保温、隔热的薄弱环节。据测定, 高层建筑所出现的冷桥约占整个热损失的5%一13%,因此,应引起设计者重视,采取有效构造措施尽可能避免产生冷桥。
另外,高层建筑护墙体耗能较大,占整个建筑耗能的25%左右。建筑的形体变化是建筑外露面积的主要因素之一,体形系数越大耗能越多,国外的一些高层建筑造成圆塔形,比如美国洛杉矶的好运饭店、法国戴高乐机场候机楼都是圆型或椭圆形,我们知道,相同的面积,圆的周长最短,这样使建筑外露面积较小。因此,基于能量损耗的考虑,高层建筑的形体变化不宜过多,也不宜复杂。
结束语
总之,我国高层建筑能源消耗巨大,蕴藏着很大的节能潜力,同时我国经纬度范围大,建筑所处地域的气候、温度、湿度等差异较大,这就为低碳设计带来了难度,因此建筑节能环保的技术探讨和研究对国家的长远发展具有重要的战略意义。
参考文献
【1】倪红.浅议空中庭园在现代高层建筑中的作用[J].山西建筑,2007(8).
关键词:高层建筑;结构设计建筑设计
中图分类号:TU97文献标识码: A
对于经济实力还不发达的中国,对于目前设计人员按传统设计法造成财产大量浪费的现状,推行能实现资源合理分配、利用,节约建筑造价的结构优化设计方法是势在必行的,同时也是刻不容缓的。建筑发展是一个高效化、集约化的综合系统工程,建筑设计者必须从当今经济现状和发展趋势出发,建立一个宏观的、合理的结构设计理念,合理确定建筑设计标准、经济性措施和原则,这样不仅满足设计各类需求,同时改善人类的居住环境。
一、高层建筑产生的原因及存在理由
产业革命带来了生产力发展与经济的繁荣,大工业的兴起使人口集中到城市中来,造成城市用地紧张,地价上涨,城市不断向周边扩展,但城市空间仍然局促。为了在较小的用地范围内建造更多的使用面积,建筑物不得不向高空发展。也是高层建筑产生的根本原因。也可以说高层建筑的产生是社会发展的必然产物,两者相互依存,相互影响。概括而言,高层建筑类型可以被认为是土地经济、金融、城市运输、投资机遇和技术进步、再加上其他原因造成的结果。简单地讲,高层建筑是在一个不大的底层上叠加许多层。从功能上.它能使可用的楼层空间向高出堆积。从商业上,它能使其所有者从土地上获利更多,并且可以放置更多货物、更多的人,和在一个地方收入更多租金。它在经济上的存在是土地高价的结果,土地高价与城市交通便利密切相关,也是配套基础设施和土地利用的必然结果。高层建筑实际上是一种商业建筑类型,它的开发将增加城市的就业及生产力,促进城市的有益发展。同时由于它的发展也推动了与之相关的建筑结构,技术、材料、交通等的发展,进而影响到整个城市的发展。
二、高层建筑结构设计特点
1.水平荷载成为决定因素。一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对某一定高度楼房来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
2.轴向变形不容忽视。高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。
3.侧移成为控制指标。与较低楼房不同,结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
4.结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。
四、某建筑设计控制实例
(一)工程概况
该建筑是城市建设中的公益设施中的重要项目,作为整个城市构成的组成部分,所面临的现实场景确却是:在高楼林立包下的,相对狭小的用地环境。周边高强度的城市化开发忽略了城市空间环境的护和培育,城市空间秩序较为零乱,人流和车流较为混杂,城市特色和传统文的缺失使城市和建筑都失去了活力。
总建筑用地面积0.96公顷,其建筑占地0.65公顷范围以内,所在规划地块的总面积为2.91公顷。
(二)设计控制要素
1.规定性要求。
(1)该建筑选址位于狭小的范围内,用地面积2.91公顷,综合布置建筑、广场、绿地、停车场、租车停靠港、道路等设施。要求功能分区明确,交通组织合理,环境美观舒适;
(2)1号地块净面积为8858平方米,作为城市开敞空间,集中绿地不得小于7平方米,尽量利用该地块地下空间布置停车库和商业服务及公共配套设施,合设置地下车库出入口。该地块中场地(地下建筑屋顶)标高原则不得超过临近路面标高(249.0);
(3)在2号地块中布置不小于8000 平方米的绿地广场(广场标高不超249.0),其中文化艺术广场面积不小于4000平方米;
(4)布置不少于10个车位的地面旅游车停车场,地下停车泊位按相关规范配置,并应充分设置出租车停车港;
(5)1、2号地块之间应充分利用地下空间,统一组织人流、车流交通,保证两地块的交通连接便捷通畅,并注意与都市广场和时代广场及两地块周边其它地下商业设施、周边道路、轻轨2号线等外部地下、地上交通的衔接。1、2号地块之间的人行通道须作无障碍设计;
(6)地下空间的开发利用应满足国家现行消防与防灾的法律法规。地下空间的边界与开挖深度应充分考虑相邻高层建筑的地下建筑深度、结构、基础形式,确保地下空间建筑在设计、施工中不致对周
边建筑造成不利影响。
2.指导性意见。
(1)应充分考虑城市广场及地块周边道路标高,合理设置人流、物流的出入口;
(2)1、2号地块中可适当设置下沉式公共空间,合理组织地上与地下商业空间的人行交通;
(3)1、2号地块中可利用地形高差布置半地下或地下商业服务及公共配套设置,地下商业部分考虑与人防和轨道交通出入口的联系;
(4)1号地块中可多种植常绿树木,形成都市中心区的一小片“城市森林”。
四、建筑结构经济性分析
建筑结构经济性包括内容注重经济性的建筑设计包含非常广泛的内容。传统中只强调改进建筑材料保温性、改善建筑体形系数、提高建筑材料的气密性等一系列节能降耗措施,现在建筑随着形势的发展,人们对居住环境不仅从结构性出发,更要在建筑结构的经济性角度考虑,如空间组织、技术组织、结构设置、能源与资源利用,以及建筑循环再利用等方面全面地确立经济性的原则、方法。
建筑结构的经济性就是只以较少的成本来获得最大的效用。其中由美国建筑师、工程师R·B·富勒提出的“少费多用”原则是较常用普通的原则。“少费多用(more withless)”原则的含义是,凭借有效的手段或方式,利用最小化的量的材料、资源来投资,目的在于获得尽可能大的发展效益。“少费多用”原则,顺应目前的发展形势,在建筑坚持可续费发展的思路上,该原则是一条重要的、有效的、节约型的设计方式。
“少费多用”原则还体现在建筑空间组织、利用的高效化方面。原则坚持对平面面积的充分利用,还注重三维空间的挖掘。比如某市图书馆设计中提出了“ 模块式”图书馆的创作思路,将图书馆划分成不同的功能模块,采用不同的层高、柱网,进行类比布局。这样可以减少“三统一”标准空间所造成的浪费,充分发挥空间效益。某高效空间住宅的设计中则对厨房、厕所的上区、卧区上下等潜在空间进行了有效的利用。将每户主、次二个开间设置为不同层高,对应于不同的功能使用要求,大大提高了住宅空间的使用效益。
五、结语
文章分析了高层建筑结构的设计特点,以高层建筑结构设计理论为基础,以现行的国家相关规范标准为根据,对高层建筑结构经济性进行了深入的分析研究,得出了一些具有实用价值的结论,对高层建筑的优化设计具有很大的实用意义。
参考文献:
[1]张钦楠。建筑设计方法学[m].北京:清华大学出版社,2007
关键词:高层建筑;消防设计;管理措施
1 高层建筑在消防设计中存在的不足与问题
在我国经济蓬勃发展的今天,建筑领域中推出多种不同类型的建筑来满足人们对居住环境的需求。目前,在各种不同类型的建筑物中高层建筑物应用比较广泛,因为高层建筑物不仅能够为人们提高舒适、安静等方面的需求,还能为城市节约土地资源。然而,高层建筑物的建设比较复杂容易出现问题,尤其是消防方面。在消防方面比较容易在设计环节出现问题,使高层建筑的消防效果不佳。高层建筑在消防设计中存在的不足与问题主要有:
1.1 不具备自然排烟条件的封闭楼梯未采用防烟设计
在我国《高层民用建筑设计防火规范》中已经明确的规定封闭楼梯间当中不能直接采光和自然通风时应按防烟楼梯间规定设置。所以,对于高层建筑物中所设置的楼梯如若出现采光和自然通风都达不到情况下,需要设计人员在设计楼梯时按照防烟楼梯标准进行设计。但是,一些建筑企业为了尽量降低建筑成本,要求设计人员在设计楼梯时尽量简化,即便没有采光和自然通风条件,也不按照标准防烟楼梯设计标准进行设计。如此,将会大大的降低高层建筑的安全性,一旦发生火灾难,无法有效的控制高层建筑的火势,很可能造成高层建筑严重受损。
1.2 高层建筑消防给水系统不佳
《高层民用建筑设计防火规范》中就高层建筑消防给水这一方面也提出非常严格的规定。但实际上,规范中所提到的内容并未有效的实施到高层建筑物中,导致高层建筑消防措施不够标准。在消防给水方面存在的不足主要是临时高压给水系统的每个消防栓附近并未设置消防水泵启动按钮及相应的保护设施,这使得消防栓的应用受到一定的限制,一旦高层建筑发生火灾,人们不能够就近的使用消防栓,只有在打开消防水泵总闸的情况下才能够应用消防,将会消防工作带来很多不便,并增加高层建筑的损失。因此,就当前消防给水系统设计不合理的问题进行整改是非常必要的。
1.3 供水管与消防管管径协调问题
高层建筑物中所用的供水管与消防管是建筑物不可缺少的组成部分。从技术的角度来说,供水管与消防管的管径必须协调,才能够保证供水管与消防管合理的应用,促使高层建筑供水正常进行,消防用水顺畅。由于当前自来水公司按进水管水表口径收取报装费和水表口径基价,如若供水管与消防管管径相同,将大大增加居民的经济负担。但是,一些高层建筑设计人员为方便或其他原因等,设计的供水管与消防管口径相同,促使供水管过大,消防管相对较小,造成供水管与消防管管径不协调,不仅影响消防效果还增加居民的经济负担。
2 优化高层建筑的消防设计的管理对策
在我国国民安全意识逐渐增强的今天,高层建筑的安全性已经成为人们选择住房的一个必要条件。因此,建筑单位需要加强对高层建筑消防设计的管理,提高消防设计的合理性,为人们建设出安全的高层建筑。具体的高层建筑消防设计的管理对策是:
2.1 从安全的角度设计排气道
通风排气烟道和通风设施是为了保持空气净化、防止空气污染的有效设计。在进行排气道设计是以安全为主进行合理的、有效的设计,充分的发挥排气道的作用,也就是通过排气道将高层建筑内含有天然气或其他有害气体排出;通过排气道对含有容易起火或爆炸的危险气体进行净化,在排出室外。从安全的角度出发所设计的排气道非常适合应用到高层建筑中,能够有效的避免大火通过多楼层的排风道引起火灾串联的事故发生。
2.2 正确合理的布置消防栓
在高层建筑物中设计消防栓是非常必要的,通过其能够实现消防给水,施行紧急的灭火。设计高层建筑物消防栓时容易出现的问题是布局不合理和消防栓附近缺少消防水泵启动按钮及其保护设施。因此,在对高层建筑消防栓设计进行管理的过程中一定要严格的监督与控制容易出现问题的两方面,同时也要按照相关规范性文件对消防栓的设计进行详细的、全面的管理,设计出适用于高层建筑的消防栓建设方案。
2.3 正确设置消防水池
通常在高层建筑中,在市政供水不能满足消防用水量要求或市政为单路进水时,《高层民用建筑设计防火规范》中规定设置消防水池。在对高层建筑消防设计管理时,如若出现需要设置消防水池的情况,需要对设计人员所设计的消防水池的容积、补水时间、水池池壁等方面进行监督,确定消防水池的容积是否为火灾延续时间内室内各消防用水量之和减去市政进水管的补水量;确定补水时间是否按照最长的火灾延续时间计算的;严禁生活、消防水池池壁按照建筑物本体结构设计,这将会导致生活水质受到污染。
2.4 加强消防水泵出口处防水阀设计的管理
加强消防水泵出口处防水阀设计的管理是为了最大限度的提高整个高层建筑消防效果。由于消防水泵是对高层建筑进行消防的关键。为了能够在火灾发生时最大限度的提高消防速度和扩大消防面积,设计出最佳的消防水泵出口处放水阀才是最佳的方法。加强消防水泵出口处放水阀设计的具体管理内容是结合高层建筑实际情况以及相关规范性文件中关于消防水泵出口处防水阀设计的内容,严格监督与控制设计人员对消防水泵出口处放水阀设计的各个方面,从而保证消防水泵出口处防水阀设计能够应用到实际高层建筑消防建设中。
3 结束语
高层建筑是我国近几年出现的一种应用性较强的建筑,其不仅能够满足人们对舒适生活的需要,还能够大大的节约土地资源。尽管高层建筑具有良好的应用性,但是同时也存在一些弊端,具体表现为一些消防措施不符合要求,而导致此种情况出现的原因是高层建筑消防设计环节存在很多不足或问题。为了避免此种情况再出现在高层建筑中,应用采用有效的管理对策严格的监督与控制高层建筑消防设计,进而最大程度的提高消防设计的合理性和有效性,为建设出高质量的消防系统创造条件。
参考文献
[1]谢伟.建筑消防设计中存在的问题与对策研究[J].中国公共安全(学术版),2012(02).
[2]谢伟.建筑消防设计中存在的问题与对策研究[J].中国公共安全(学术版),2012(02).
[3]徐少波.从高层建筑火灾风险指标探究消防设计措施[A].自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C].2009.
关键词高层建筑 高层建筑结构设计 问题 设计 探讨
引言
我国的高层建筑在十余年里可谓突飞猛进,其建设速度和建造数量在世界建筑史上都是少有的。我国的理论研究多偏重于介绍国外的思潮流派,或是探讨文化、艺术、美学等与外在形式相关的东西,而对于功能组织和空间构成模式的研究却较少有人问津。
1高层建筑结构设计方面的原则
1.1 选用适当的计算简图:结构计算式在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生,所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
1.2 选择合适的基础方案:基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型与载荷分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案,设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下,同一结构单元不宜用两种不同的类型。
1.3 合理选择结构方案:一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案,也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确,传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。总而言之,必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、电、水、暖通等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时应进行多方案比较,择优选用。
1.4 正确分析计算结果:在结构设计中普遍采用计算机技术,但是由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。在计算机辅助设计时,由于结构实际情况与程序不相符合,或人工输入有误,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析,慎重校核,做出合理判断。
1.5 采取相应的构造措施:结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则”,注意构件的延性性能;加强薄弱部位;注意钢筋的锚固长度,尤其是钢筋的执行段锚固长度;考虑温度应力的影响力。
2高层建筑结构的相关问题分析
2.1 结构的超高问题:在抗震规范和高规范中,对结构的总高度有着严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为A级高度以为,增加了B级高度,处理措施与设计方法都有较大改变。在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题,导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。
2.2 短肢剪力墙的设置问题:在新规范中,对墙肢截面高厚比为5~8的墙定义为短肢剪力墙,且根据实验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。
2.3 嵌固端的设置问题:由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面,如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题,而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
2.4 结构的规则性问题:新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
3.高层建筑空间构成模式演化
3.1 内核的形成 高层建筑与其它建筑之间的最大区别,就在于它有一个垂直交通和管道设备集中设置,在结构体系中又起着重要作用的“核” (Core)。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重,决定着高层建筑的空间构成模式。
在建筑的中心部分,有意识地利用那些功能较为固定的服务用房的围护结构,形成中央核心筒,而筒体处于几何位置中心,还可以使建筑的质量重心、刚度中心和型体核心三心重合,更加有利于结构受力和抗震。
3.2 核的分散与分离 随着时代的发展、技术的进步,人们对建筑需求的变化和设计侧重点的不同,以中央核心筒为主流的高层建筑“内核”空间构成模式开始受到了挑战。
对于结构专业来说,加强建筑周边的刚度也会有效地抵抗地震对高层建筑的破坏,所以如果将垂直交通和设备用房等分散地布置在周边,则无疑也会对结构抗震有利。同时,这种分散的多个外核的空间构成模式,也正好适用于新兴的巨型框架结构,使这种结构体系中的巨型支撑柱具有了使用功能。
而从建筑设计的角度来看,核的移动、垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边,对于高层建筑的空间构成模式和立面造型上的变化也是极具革命性的。它不但适应了其它专业的需求,而且还有利于避难疏散,创造更大的使用空间和使高层建筑的底部获得解放。这种空间构成模式所具有的灵活性和先进性,很快便被推崇技术表现的欧洲建筑师们所发现,并创造性地应用在他们的作品之中。
3.3 中庭空间的出现 受高层旅馆的影响,一些办公大楼为了追求气派和空间变化,便在入口处附设一个中庭,实际上,核心筒的分散和分离,中庭空间的介入,已使高层建筑的空间构成模式彻底发生了变化。新一代的高层建筑空间组织更为灵活多样,由于空间设计的侧重点已由追求经济效率向营造宽松舒适的生活环境转变,所以许多新建的高层建筑都以“景观空间”的概念,将共享空间与功能空间相结合,把核分散向四周,垂直交通采用玻璃电梯,直接采光,给人们以开敞明亮、将动线视觉化的空间感受。空间构成模式也由封闭的“积层式”,变为上下贯通的“动态流动空间”。
3.4 底部空间的变化 早期的高层建筑多直接面对街道,从街道进入门厅,再由门厅进入电梯厅,垂座电梯至各楼层,这是高层建筑中最为普遍的空间流线组织方式。建筑空间与城市空间之间缺乏过渡,没有“中间领域”的概念,在人流集散的高峰期,对城市交通环境的影响也较大。尽管许多高层建筑都在门厅的艺术处理上颇费心机,设计得非常富丽壮观,但是由于空间组织方面的缺陷,门厅内往往留不住人,形不成公共活动空间,而入口处也常出现人流拥塞的现象。
4我国的高层结构建筑的发展
4.1 钢材的国产化 国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求,制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》(YB 4104-2000),比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/ T1591-94)又前进了一步,其性能指标优于国外同类产品。
4.2 钢结构设计国产化 国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定,在一般情况下,应遵守规范的规定,否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2010]109号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》,对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大,具有可操作性。
4.3 高层及超高层结构体系 对于高层建筑的划分,建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定,一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑,建筑总高度超过100m为超高层建筑。
对于结构设计来讲,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为六大类:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架―剪力墙结构体系、框―筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系
关键词:高层住宅建筑;设计原则;立面; 户型; 节能设计
Abstract: with the development of the modern high-rise residence, not only to meet the people to live requirement, more should "people-oriented", is to provide a comfortable life environment. Residential construction also from a began to pursue the amount of gradually transition to the pursuit of confrontation, especially housing system reform, the people to use function of the residence, comfort and environmental quality care more about. This paper the design of high-rise residential buildings are discussed.
Keywords: high-rise residential buildings; Design principle; Facade; family; Energy saving design
中图分类号:TU2文献标识码:A文章编号:
引言
随着高层建筑的迅速发展,结构理论和建筑技术也不断得到提高,高层建筑结构形式也开始趋于多样化发展,其表现形式也是多种多样,如何多方面实现高层建筑设计的完善,是目前高层建筑设计所追求的主要理念。
1、高层住宅的设计原则
“适用”就是方便居民生活,有利于工农业生产和工商业经营,适合不同地区、不同民族的生活习惯需要。包括各种房间面积大小、院落各组成部分相互关系,以及采光、通风、防寒、隔热,卫生等设施是否满足生活、生产等需要。“经济’就是住宅建设在因地制宜、就地取材的基础上合理设计。要合理布置平面,充分利用室内、外空间,节约建筑材料,降低住宅造价,节约用地。“安全”是指住宅坚固耐久,具有足够的强度、刚度、抗震性和稳定性,在满足防火规范的要求,以保证住户的人身及财产安全。“美观”是在适用、经济的原则下,就地取材,创造具有地方特色的住宅形式。
2、立面设计
高层住宅的立面设计应注重建筑的人体尺度,充分利用高层建筑挺拔向上的韵律感,精心处理好建筑顶部和底部,通过处理主体建筑和裙房轮廓线,使住宅建筑的风格得以确认,并有所创新。不过外立面的设计创新不应以牺牲功能为代价,比如某些建筑外墙面采用玻璃幕墙,为了防止光线射入过多,就在各建筑的南边加遮阳板,全通透式的设计看起来很有个性,但却影响到建筑的功能及适用性。在外立面的设计中,比例、尺度、色彩的对比都是从美学角度考虑的,这些都是不变的标准,其中比例的把握是最为重要的。有些高层住宅建筑的屋顶作一些特大的花架,类似一个大的飘带,既不适用也不美观,还造成浪费。建筑上成功的装饰是结合功能的装饰,同时立面也要注重细部设计,就其建筑外部而言,优秀的设计不仅要着眼于环境、体型、尺度、色彩设计,还应有合理的细部设计来完善。通过细腻丰富的细部来增强建筑物的整体表现力,使建筑更具有亲切感和人情味。
3、户型的设计
合理空间分布,使动静空间能有机融合。每个房间都能做到自然采光通风,提倡采用节能灯具,适宜人体健康和提高工作效益。户内交通面积应紧凑,每户客厅均带有一个观景阳台,客厅设有宽大的落地玻璃窗,将户外大自然尽收眼底,卧室采用飘窗,部分采用转角飘窗,空间更加通透、舒适。大套型厨房部分附设服务阳台,在阳台中应考虑洗衣机位置及晾衣设施,使居室环境更为洁净和舒适。餐厅与客厅连接,在细部的设计中充分考虑各种电器如:空调、冰箱、微波炉、电视机等位置。特别是空调位置,经精心布置既方便安装又不影响建筑立面效果。
3.1户型造型设计
设计师应该悉心去倾听业主在功能上的需要和审美上的需求,使设计为人创造一种家庭构架,使人在其间尽可能是按照自己的意愿去生活,从而在精神上也找到一种归属感。家是属于自己的房屋,这房屋不仅是生活起居之处。也是人们生命的文化形态和存在方式,尤其对个人而言,家是盛载爱情与亲情的容器,是最能凝系人类情感的,无比温暖的归巢。设计师就是为人找到归属感,让人美梦成真。
3.2客厅设计
客厅设计要满足自然通风和直接采光的要求,其使用面积不应小于12㎡,尽量减少交通走道的面积,提高平面利用率。在经济收入比较低下的家庭,客厅便成为住宅最核心、最常用的空间,占有非常重要的地位。因此要留足开间、进深的尺度空间,提高住宅时间、空间相对上的舒适性。
3.3卧室设计
根据《住宅设计规范》的要求:卧室之间不能相互穿越,应尽可能将卧室设计在建筑物有最佳通风、采光的朝向。对于卧室面积的要求:双人卧室不宜小于10㎡,单人卧室不宜小于6㎡;除此之外还要根据家具、室内装饰的尺寸合理布置。卧室的最原始的功能作用是供人们睡觉和休息,不过随着城市建筑业地发展,新型居住模式也随之产生,现在大多数建筑中的卧室功能趋于多样化,除了供人睡觉及休息外还兼有衣帽间、书房等功能。
3.4厨房、卫生间设计
厨房、卫生间是住宅的重要组成部分,在其间的活动时间长、内容多。其设置从一个侧面反映了住户的生活水平和现代文明居住程度。在中小套型设计中厨房位置应力求接近户门,便于食品、蔬菜及垃圾的进出,与家务阳台和餐厅应力求联系方便,减少对其它房间的干扰。卫生间可将洗漱与浴室分开,以减少干扰、也有利于洗衣机、热水器的布置。对于中小套型住宅,不必设置两个卫生间,位置得当,也能较好地满足使用要求,节省的面积可留给起居室,以便提高面积的利用率。
3.5餐厅设计
餐厅面积的大小及平面的装潢对于建筑户型设计的舒适度及居住用户的满意度很重要,设计应该根据用户家庭的人数和购置的家具尺寸来确定。在一些低收人家庭中,他们对于就餐环境的要求相对简单,可以适当缩小餐厅的面积而相对扩大其他分区的空间,他们一般会将客厅兼做餐厅。
3.6阳台设计
阳台不仅是建筑物的识别尺度,而且是住宅中必不可少的结构。阳台空间可作为学习、存储、晾晒及休闲的空间,甚至作为客厅的延伸,对于住房面积相对紧张的低收人家庭来说,阳台甚至还可以兼当卧室的作用,是他们生活空间的重要部分。
4、节能设计
高层住宅节能设计越来越受到人们的重视,如何在高层住宅建筑设计中,更好地利用自然能源,提高能源利用效率。是建筑师需要探讨的课题。随着能源危机的出现。越来越多的开发商开始重视节能住宅。节能住宅需要通过对建筑的合理设计、合理选材,最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内,从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间,降低建筑物的运行能耗。另外,从使用效果、居卫的淋浴费用和投资回收周期来看,太阳能热水器也具有较大的成本优势。在设计时应将太阳能热水器设备纳入到建筑设计之中,预留太阳能设置位置,特别是在厨房卫生间内。如果太阳能热水器能够充分加以推广应用,就可以大大节省常规能源,也是建筑节能的发展方向。
另外,住宅节能应提高建筑围护结构的保温隔热性能。影响建筑能耗最直接的因素是建筑围护结构保温隔热性能的优劣。我国现有居住建筑围护结构的热工性能普遍较低,直接影响了室内热舒适度。处于夏热冬暖的地区,夏天普遍需要空调,建筑整体的耗能量大。居住建筑节能设计标准,把提高建筑围护结构的热工性能作为核心内容,这也是建筑节能的最有效手段。建筑围护结构主要包括屋顶、外墙和外窗三个部分。屋顶:屋面的保温隔热与防水是其主要功能,常规的屋面保温材料与防水材料存在性能单一问题,防水的不能保温,保温的不能防水。屋顶的建筑材料推广采用屋面保温、隔热、防水一体化体系的材料和做法。采用高效的保温隔热屋面,其传热系数、热惰性指标应满足标准规定,有条件的可采取屋顶绿化等措施,降低夏季太阳辐射得热。屋面的保温措施有:一种是采用保温隔热材料,如加气混凝土、轻质陶粒混凝土、XPS挤塑聚苯板、膨胀聚苯板、以聚氨酯;另一种是在屋面种植草、灌木等绿化措施,这种方法既环保又可增加居民的休闲活动空间。
5、结束语
现代住宅作为商品已完全进入市场,但对开发商来说,并不能做到统筹兼顾,有时为了获得高额回报,过于追求高标准,超豪华,而对于大量急需的经济适用性住宅则缺乏热情。通过调查,在我国高标准商品房和意识过于滞后的房型在商品房空置率中占有很高的比例,而一些政府参与指导的经济适用、价格适中的房型销路通畅。看来,只有提高科技含量,运用超前设计,在政策的宏观控制下大力推进康居工程,才能满足下世纪的居住需求。
参考文献
1李世权.高层建筑设计的可持续性理念[J].山西建筑,2009,(01)
2李峰.高层建筑结构概念设计[J].山西建筑,2009,(23)
3陶任重,秦海福.基于城市空间的高层建筑设计理论研究[J].黑龙江科技信息, 2009,(06)
4刘勇,马腾飞,宓学民.高层建筑设计与城市空间[J].科技致富向导,2009, (10)
5陈平.高层建筑外部空间的构成要素和设计手法分析[J].中国新技术新产品, 2009,(15)
关键词:节能技术;高层建筑;建筑设计
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言
经济的发展,人们生活水平提高,居住、公共建筑条件在不断地改善,建筑设计要求的提高,现代建筑不仅要考虑美观舒适,还要在考虑到设计的个性的同时,兼顾以人为本的环保与节能的设计和运用,这也造就了环保型建筑是未来建筑的发展方向。其核心内容是尽量减少能源、资源消耗,减少对环境的破坏,并尽可能采用有利于提高居民品质的新技术、新材料。
一、建筑设计中节能设计的重要性
设计是贯彻节能技术标准、规范的关键环节,工程项目设计工作前承业主建设意图,后接具体的施工建设,在我国基本建设程序中起到不可替代的作用。它既通过图纸表现出业主的建设意图,又系统化了工程项目的具体实施方案,是后续施工最为关键的依据。工程实践证明,项目功能是否实现基本取决于设计,设计时没有考虑到或考虑不周,必然造成先天不足。另一方面,在工程建设的各参与方中,施工单位、监理单位的主要职责是按图施工、按图监理;业主单位虽然处于主导地位,但是业主单位一般对相关节能设计的各技术标准、规范知之甚少。因此真正能理解并贯彻节能设计标准、规范要求的非设计单位莫属,这为发展节能建筑提供了先天条件。
二、高层建筑的能耗分析
1、能耗解析
由于城市的土地可利用面积较小,因而城市建筑开始向着高层的方向发展,这也是由于高层建筑可以容纳人数较多,信息处理量也相对较大所致。而为了保证高层建筑能够运行正常,高层建筑中耗能的结构较多,电梯、供水以及供暖和空调管理都需要消耗巨大的能源。其主要的能源耗费来自于集中供热、集中的热水供应以及煤、电和天然气的供应。而在建筑能耗中,可以将能耗系统总结为以下四种,分别是动力系统、照明系统以及供暖空调系统和办公设备系统。而电量的能耗一半以上都是供暖空调系统;而电量能耗的20%来自于照明系统;而动力系统耗电量仅为总能耗的10%;而办公系统耗能仅占到了10%。
2、采光要求以及通风要求
高层建筑的结构主要由以下几部分系统构成:首先是空间,包括垂直空间和水平空间;其次是高层建筑的使用房间空间;此外例如卫生间以及餐饮空间,即辅助使用房间;最后则是设备系统所使用的空间。在高层建筑中,空间组织以及平面布局中相对较为固定,建筑中各部分功能空间的通风以及采光都相对需要予以重视。另外,建筑能耗相对于气候的依赖性相对较弱,建筑层数越高对于气候的依赖性越弱,建筑的节能降耗仅仅通过建筑同环境之间的关系进行调节,所收到的效果较低。而针对高层建筑,应当从建筑自身的围护构件以及进深大小和平面形式等方面对建筑的能耗进行确定,并考虑能耗设备系统,提出相关节能措施。
三、建筑设计中的节能设计的应用
1、选择节能环保的建筑材料
高层建筑的护所采用的材料主要包括实体结构材料以及透明结构材料两种,这是当前高层建筑建设所用到的主要材料,并且考虑到高层建筑的护并非用于承重,因此在材料的选择上较为灵活,针对实体结构,应当选取空心砌块或者多孔的砌块,并且材料的导热系数相对较小,而加气混凝土砌块也是高层建筑护选取的优良材料,另外配合合理的窗墙比例和外保温结构的设置,能够有效控制高层建筑的能耗损失。一些区域的气候分明或者处在寒冷地区,那么针对这类城市应当减少玻璃幕墙的应用。
2、屋面的节能
太阳辐射吸收最多的地方就是建筑屋顶,如果没有做好建筑屋顶隔热的工作,这样的话,室内的温度就会受到很大的影响,特别是在夏季,建筑要是没有隔热的措施,其温度就会比有隔热的措施建筑高很多,尤其是建筑高楼,随着温度的升高,幅度变化很大,而且空调消耗大量的能源,这样的情况就会直接地造成建筑的耗能量增加。因此:(1)使用新型的反射涂料,增强屋面的太阳光反射能减少太阳光对屋面的辐射,进而使室内的空调冷负荷降低,在一定的程度上可以实现节能的目的。(2)在建筑规划设计的时候就可以考虑在屋面上设置构架层,可以在构架层上种植一些热带的植物或者是建造一个蓄水池。这样的话,就可以降低屋面的温度,还可以具有美化屋顶的作用。设置一些隔热的设施,减少太阳的辐射。一些的隔热方法即使不能够大幅度减少太阳的辐射,不可以保持室温长期的稳定,而且长期使用这些方法也可以在一定程度上起到了减少空调的冷负荷并且实现节能的目的。
3、关于墙体的设计
对墙体外形进行合理的设计以及材料的正确选择同样可以对节能起到很好的促进作用。可以在墙体的外遮阳上多加考虑,以减少空调制冷等方面的耗能。比如,可以在建筑物的东西面墙根上种植爬藤类植物以此来起到隔热效果;也可以在墙体的建筑材料上多加考虑,可以使用隔热效果好,保温性能高的材料,同时在设计时也应当适当的设计保温层等等。
4、科学设计窗墙比
窗前比就是指窗口的大小和墙面大小之间的比例,窗墙比大的话,就意味这两者之间的大小差距非常大,窗墙比小的话,就意味这两者之间的大小差距很小,窗墙比大非常不利于空调的建筑节能。研究表明,建筑窗外总耗的热量是整个建筑耗热量的百分之四十,因此,做好门窗节可以对于建筑的节能有着很重大的意义根据多项研究表明,最少耗能、最科学、最合理的窗前比大小应该是东西方向小于百分之三十,南北方向分别小于百分之三十五和百分之二十五。
5、安装遮阳设施和减少窗面积
门窗总消耗的能量占整个建筑消耗能量的百分之四十,而且门窗的面积在整个建筑结构的结构当中占据了非常大的一部分,相当于维护结构面积的三分之一。因此,实现建筑规划节能目的一定要减少门窗的面积,面积减少了以后建筑内应该有足够的通风和光照条件,这点一定要注意。太阳的光线可以通过窗户、屋顶以及墙面等地方进入到房屋的内部,使室内的温度增加,使空调的耗能增大。因此,为了可以实现节能,在已经受到阳光的辐射地方安装一些装置,例如窗户挂热反射的窗帘、屋顶设置的隔热层等。而且为了可以使隔热降能的效果达到最佳,就必须尽可能地选择由最新的材料以及技术的遮阳设施。
6、玻璃的使用
事实上玻璃是墙体材料的一种,之所以特地单列一项主要是由于在现代建筑中玻璃的使用率特别高,而使用玻璃或墙体对于建筑耗能的影响也特别大。因为玻璃的反光作用便得在对玻璃的使用上应特别谨慎。目前,高层建筑的窗户多采用的是单层的铝合金窗,这种窗户有利于解决高效保温的问题。一般而言,向阳一面应采用热反射玻璃,当然这只是从建筑节能的角度来说,因为反射玻璃在现代社会中己产生了“光污染”,所以在选择时也应该谨慎。
7、可再生能源的利用
在系统的能源使用方面,应尽量开发可再生能源的利用,如太阳能、地热能、风能、水能、生物质能等。利用风力发电、太阳能光伏发电、垃圾发电、太阳能热利用、地热利用和沼气发电等,来减少对煤和天然气等不可再生能源和电、蒸汽、热水等二次能源的依赖。例如,使用分体空调的建筑建议增设地源热泵,这样可大大降低空调系统能耗;使用螺杆式水冷机组的建筑建议增加蓄冷装置,冷却塔的废热应予以回收利用;热泵作为一种新型节能技术,也应该在办公建筑中考虑采用;关于太阳能的利用,可以在冬季利用太阳能供暖、夏季采用太阳能制冷系统,全年中都可以使用太阳能光电系统和热水系统。
结束语
综上所述,随着经济的高速发展,全球资源的匮乏,人们对建筑的要求不仅仅局限在稳固,舒适和美观上,对于建筑中的节能问题表现得越来越关注。高层建筑的节能不仅是国家的政策之一,也应该越来越引起人们的重视。但是实现这一目标,不仅需要设计者的专业知识和努力,也需要各行各业的人共同配合努力才能完成。
参考文献