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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篇房屋设计方法,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:绿色建筑;设计理念;房屋设计;运用
随着社会经济的持续快速增长,人们对于社会生活各方面的要求都在逐步提升,想要满足人们日益增长的新要求,生产经营者就需要不断提高自身的管理水平,积极应用当前的新工艺新技术,为人们提供更为优良的产品和服务。建筑行业始终是与人们生活息息相关的重要产业。随着建筑行业的迅猛发展,新兴的设计思维和设计模式,逐渐融入到了当前的房屋建筑当中,为人们提供了更加适宜的生活条件。
1传统房屋设计工作中存在的问题
第一,传统房屋设计工作中的质量问题。市场经济的深入发展,对为建筑行业的飞速发展提供了良好的市场环境。房屋设计工作,关系到人们的日常生活。在房屋设计工作当中,人们最为关注的也是最为重要的是质量问题。良好的施工质量,能够保证房屋为人们提供较好的居住环境。在传统的房屋设计工作中,存在着一定的质量问题。传统房屋在进行设计时,通常最先考虑的都是房屋的居住空间问题,而对于最为重要的质量问题却不够重视。因为房屋的设计工作没有做好,就需要不断的返修和重建,这些工作,都会给房屋的质量造成影响[1]。第二,传统房屋设计工作中不够注重环境保护问题。节能减排、低碳生活,是当前社会经济发展的重要建设主题。在传统的房屋设计工作中,对于节能环保的设计问题不够重视,这就导致房屋在建设施工过程中,就存在着很多污染环境的现象。建筑垃圾的产生,将会对环境产生较大的影响,还不利于人们居住。在进行房屋设计工作时,就需要将房屋建设施工中的各种问题进行综合考虑,由此才能够有效满足节能减排的社会要求。
2运用绿色建筑设计理念需要遵循的原则
2.1房屋设计工作中需要遵循保护环境的基本原则
随着经济的飞速发展,环境污染问题也越来越严重,对人们的生活造成较为严重的负面影响。在进行房屋设计时,需要将保护环境的基本原则贯彻到底。进行房屋设计的人员,需要将绿色建筑的设计理念,积极融入到房屋设计中,使得房屋设计工作中的各个阶段都能够满足保护环境的要求。负责房屋设计的工作人员应该能够根据施工现场的各项数据进行勘察,从中发现一些有用的信息,为绿色建筑设计方案的制定工作提供重要前提条件。这样做的效果是能够有效防止一些有害建筑的出现,对环境造成较大污染[2]。
2.2房屋设计工作中需要遵循节约能源消耗的原则
节约能源的原则,也是进行房屋设计工作的必要原则之一。随着人口的急剧增加,人们对于能源的需求也在逐步增长,节约能源的消耗情况,已经成为了当前建筑行业的重要任务之一。设计人员在应用绿色建筑设计理念进行房屋设计时,需要将节约能源的原则贯穿其中。采用新型的节能材料,能够为遵循节能的原则提供较好的前提。建筑性能,是进行房屋设计工作时的重要目标,在保证建筑性能达到一定标准的前提下,尽可能地减少房屋设计中可能使用到的能源,这样就能够为防止能源浪费现象提供一定保障[3]。
2.3房屋设计工作中需要遵循消除污染的原则
消除污染,是进行环境保护的重要方法之一,同时也是进行房屋设计工作中需要遵循的重要原则之一。在进行房屋的建设施工时,必然会产生较多的建筑垃圾,这些垃圾会对周围环境造成较大污染。尽可能地降低房屋建设工作中出现的各种污染问题,是进行绿色建筑设计工作的重要设计目标,同时也是在进行房屋设计工作过程中就需要事先进行考虑的。在进行房屋设计工作之前,就需要将房屋建设施工中可能遇到的各种污染情况,采取有效措施,做好相应的应对工作,这其中主要针对房屋建设中的水资源污染问题、土壤污染问题、建筑垃圾污染问题以及噪声污染污染问题。针对房屋建设中可能出现的这些问题进行控制和管理,能够在很大程度上有效降低污染情况的发生[4]。
3绿色建筑设计理念应用到房屋设计工作中的具体情况
根据具体情况选择良好的设计方案,能够为房屋设计工作的顺利进行提供良好的前提条件。在进行房屋设计工作时,需要将房屋周围的整体环境进行综合考虑。绿色建筑,在一些时候,会受到整体气候环境的影响,因而,在进行房屋设计时,首先需要进行考虑的及时当地的气候条件。根据气候情况,进行房屋的总体设计,能够有效结合到当地的情况,做好绿色建筑设计理念的融入工作。做好选材工作,能够起到保护环境的效果。合理的选材,能够为房屋室内设计中的温度和湿度进行有效的控制,从而能够减少一些能源材料的使用,有效遵循了节约能源消耗的原则。在进行房屋设计工作时,就要将材料的运输工作考虑在内,尽可能地减少材料的运输,相应也能够有效减少其中出现的能耗问题,为降低建筑物本身的原料消耗也起到良好作用,换句话说,这是对建筑材料的保护措施。使用环保节能的建筑材料,能够为减少环境污染问题的产生发挥良好作用。充分利用自然资源,是绿色建筑设计理念的重要主题,将自然资源有效结合到房屋设计工作之中,能够做到各项自然资源的合理转换,为做好节能环保工作提供良好前提条件[5]。绿色建筑设计理念在房屋设计中的运用情况。
4总结
绿色建筑的理念,保护了周围的环境,同时还有效降低了建筑过程的各种能耗,是一种节能且环保的设计理念,将这种设计理念融入到房屋设计工作当中,已经逐渐成为了当前众多设计者们的普遍共识。合理的设计方案,能够在很大程度上有效提高房屋设计中对绿色建筑设计理念的积极应用效果。
参考文献
[1]孙静.绿色建筑设计理念在房屋设计中的应用分析[J].旅游纵览(下半月),2013(12):339.
[2]王忠义,郭大鹏.绿色建筑设计理念在房屋设计中的融入[J].门窗,2014(12):273.
[3]夏琳.绿色建筑设计理念在工业建筑设计中的运用[J].科技创新导报,2015(2):108.
[4]刘年臣.浅谈绿色建筑设计理念在建筑设计中的整合与应用[J].江西建材,2015(16):6-7.
【关键词】绿色建筑;设计理念;房屋设计
1引言
近些年来,我国的经济在飞速发展,经济的发展同时对人们生活的环境也造成了一定的不良影响。所以,人们越来越关注生态环保的问题,绿色环保逐渐成为各行各业发展的目标,建筑行业也不例外。绿色环保理念逐渐成为建筑工程中重要的、具有指导性意义的理念,故有关企业及施工单位应加强对绿色房屋设计理念的认识和应用。在房屋设计的工作中应用绿色房屋设计理念,能有效地满足当前社会对房屋设计越来越高的品质要求,同时响应了国家可持续发展的号召,是当前房屋设计的重要指导理念。为了达到可持续发展的目的,真正的做到节约能源、减少废物排放、保护环境。设计工作者在学习绿色建筑理念及方式后,充分了解建筑场所的实际情况,在设计建筑方案的时候将土地资源、水资源、建筑材料等充分结合起来,提高资源利用率,建造循环有效、节能环保的建筑环境,从而为建筑与环境的和谐共处做出关键的一步。
2绿色建筑设计理念的要求
2.1提高环境保护标准
建筑物及其所处自然环境之间是一个和谐共生的整体,因此为了能得到共同发展,必须提高环境保护的标准,减少污染物的排放,加大对历史人文的管理力度,根据当地的实际情况来制定环保措施,充分利用当地材料,循环利用,从而优化环境。
2.2便捷、快速、高效
建筑中融入绿色理念之后,就应该尽可能的降低不可再生能源的消耗程度,取而代之的是增加可再生能源和非燃烧体能源利用。将设计的建筑方案更加的智能和人性化,利用现代科技技术充分当前和未来的规划内容,为未来建设留出足够的位置。
2.3以人为本
绿色建筑的基本理念就是以人为本,所有建筑过程中所采用的方案措施都是为了提高居民生活质量,保证人们能健康舒适的居住生活。比如说,房屋设计师设计过程中会充分考虑光照、水源等因素,在保证空气流通及温湿度达标的情况下进行设计工作。施工队伍也会选择无污染或是低毒的建筑材料。
3房屋设计中绿色建筑设计理念的应用
3.1降低工程造价,优化建筑结构选型
在房屋设计时,不仅要考虑建筑物的实用和美观,还要尽可能地降低建设成本及工程造价。根据节能环保的原则进行结构优化,在保证质量的同时,尽可能减少资源消耗。根据调查,建筑工程中消耗最大的资源是电能资源和热能资源,其次是水资源。在设计建筑结构时,首先要考虑到建筑的类型,如居住型建筑,需要注意节约使用热能和水资源;在商业建筑中,则要注意节约使用电能和热能。另外,在设计建筑结构时,还应根据建筑整体刚度要求、建筑位置等等对建筑结构进行合理布置,对设计进行反复推敲,考虑到生态环保、节能、耐久、实用等多个方面的因素,在此基础上对建筑的稳定性和刚度进行控制。在建筑选型过程中,如在地震频发的地区我们应采用钢结构建筑,因为这种建筑结构具有投入成本较低、自身重量较轻、受力地基较小的特点,具有较强的使用性,因为它自身重量较轻,方便安装和拆卸,可在短时间内建成,具有较强的抗震能力。但如果我们在台风频发地区使用这种建筑结构,它便失去了优势作用。混凝土结构建筑不能拆卸,自身重量较重,抗震能力较差,成本较高,但抗寒能力比较强,这种建筑在工业化城市中比较常用,并且具有较高的安全性能。但这种建筑的材料大多数不可以重复使用,不利于生态环保。地震区采用钢筋混凝土结构比混凝土结构较好,而在台风区则采用混凝土结构较好。在优化建筑结构设计过程中,可采用绿色综合分析法,在保证建筑质量和安全的前提下,采用最有利于生态环保的建设方案,降低能源消耗,减少成本。在优化建筑结构设计过程中,设计人员要敢于突破传统,要勇于创新,设计出新的作品,在满足质量要求的前提下,尽量提高建筑的保暖和通风效果,减少建筑成本,降低工程造价。
3.2减少后期维修成本
选择合适的负载,提高建筑的可改变性,可以减少后期的维修成本。在进行房屋设计过程中,设计人员要学会创新,尽可能地设计出灵活的可变更的建筑结构,这样在后期维修中,只需要维修其中的出问题的某部分结构,无需将整个建筑物都拆除。当然,设计这样的建筑结构,也要预留可拆卸的空间,否则很难实现后期变更的要求。
3.3绿色房屋设计理念下的选材设计
建筑选材是建筑工程设计中的重要工作内容,建筑的材料直接影响着建筑的寿命及能耗等。所以,在选材的过程中,要根据建筑所在地环境、建筑类型、气候等选择较为合适的建筑材料,降低能源的消耗、提高建筑的质量、延长建筑使用年限。首先要遵循就近取材的原则进行选材。随着国家经济的发展,建筑材料生产厂家越来越多,很多厂家在全国各地都设有分厂。在选购建筑材料时,切记不可为了追求价格上的优势舍近求远,而应比较价格、运费等一系列总支出,然后选择条件最优的厂家进行建筑材料的购买。遵循这个原则,是因为远距离运输材料,运输成本相对较高,时间相对较长,可能增加材料采购成本,拖延工期,影响工程进度,造成严重的经济损失。而且,长途运输也会浪费资源和污染环境,不利于生态环保。在施工过程中,虽然根据国家颁布的《噪声污染防治法》规定,禁止现场搅拌混凝土等材料,但某些施工单位会贪图方便,选择在施工现场搅拌混凝土等材料。所以,应该严格要求建筑单位在选材时选择预拌材料,在施工场地周边购进预拌材料,根据需要直接运输到施工现场,这样不仅可以解决现场搅拌材料带来的空气和水污染的问题,也可以避免非专业搅拌导致的材料浪费。另外,在选择建筑材料时应尽量选择可循环利用、可再生的环保类型的材料。
3.4选择合适的建筑地点
在选择绿色建筑地点时,会有很多的限制条件,例如常发生地震或是泥石流的地区,或是存在爆炸物或是污染严重的地区就不适合建造绿色建筑。在进行施工之前,原有场地上的绿色植被应采取有效的保护措施,增加土地生态利用率。原有场地上的水资源也要充分利用起来,可以制成人工水景或是建筑用水等,从而节约水资源。当建筑在山地上时,不必非得全部铺平,可以根据场地环境来设计建筑布局,像是庭院式的建筑布局就与山地环境相适应,不仅通风顺畅,而且光照充足。根据场地的环境并结合居民实际情况来设计地下空间功能,通过停车场、储藏室等形式来实现地下空间的有效利用。
3.5合理分布绿地景观
在施工过程中的施工材料通常具有很高的蓄热功能,在施工完成后,其热量发散缓慢,严重了可能使施工工地出现热岛效应。为了解决这一问题,最为环保有效的方法就是从生态环境因素着手,栽种乔、灌、草等植物种类,增加绿化面积,从而改善气候问题。增加的绿化面积不仅能解决热岛效应影响,对净化空气污染,维持周围温湿度适宜也有非常重要的作用。设计师在设计场地的时候,应将绿化与居民生活相结合,在保证绿化面积增加的同时,不断提高居民生活质量,使人与自热和谐相处。为了做到在不影响居民生活的情况下,增加绿化面积,可以考虑在停车场或是建筑物中间的空隙中增加绿化面积。例如在停车场上种植草砖,这不仅增加了绿化,还不影响居民使用,可谓一举两得。或是使用三维立体绿化的方式,充分利用地面、建筑屋顶和墙面来增加绿化面积,提高生态环境质量。
4结语
总而言之,相关建筑施工单位在进行房屋设计时应充分考虑生态环保问题,在不影响经济收益的标准之下,利用更加环保的材料来设计建筑方案,不断整合建筑场地、自然环境、节能环保的要求,合理分析利用自然资源,做到循环利用,建设一个健康舒适的居住生活环境,为人民生活质量提升做出贡献,确保社会走向绿色的、可持续的未来。
作者:孙海明 单位:桂林平乐阳光壹佰置业有限公司
参考文献
目前,我国建筑行业的发展目标就是要使新型建筑实现高效与节能的工业化的生产形式。为了使我国的建筑行业实现可持续的发展,我们必须将建筑行业与信息化相结合,对BIM等新兴技术予以充分采用。本文对在建筑行业采用BIM技术的优点进行了论述,对处于信息化技术下的建筑工业化进行了分析,同时探讨了新型建筑工业化中采用BIM技术的意义。
1 在新型建筑行业采用BIM技术的优点
建筑信息模型就简称为BIM,建筑工程项目的每项有关的数据信息就是BIM构建建筑模型的依据,然后借助数字信息将建筑物所具备的确切的信息逼真地虚构出来。运用数字化的形式将一个建设项目的功能性质与物理性质展现出来就是BIM技术,BIM是一个通过对相关实际建设项目信息知识数据进行共享,以便提供真实的数据给此建设项目从建设到拆除全程的所有决断作为根据的过程,在建设项目的各个环节,各自利益的有关方对其各自职责协作的体现与配合都是借助于对BIM中的信息进行更新、插入、修改与提取来实现的。
在对建设项目进行设计的时期,BIM技术使得设计各个专业的工作都是通过将同一个模型作为依据来进行的,进而实现三维集成协作设计。对共享的内容进行修改也因三维的冲突检查与显示而实现了更加便捷化,设计各个专业之间的协作也因此而实现了更加的高效和容易。在对建设项目进行施工期间,BIM技术不仅能对相关的进度、成本及建筑质量等信息予以同步更新,而且还能使模拟施工得以实现。BIM技术还能便捷地对施工期间所需要的各方面的信息,如概预算、工程量清单和各个环节的材料准备等信息予以提供,从而使整体施工过程的管理和模拟实现可视化。在将建设项目投入运营使用期间,对相关的建筑性能和使用状况、建筑财务和建筑物已经使用的时间以及建筑物的容量和入住人员等方面的信息,BIM技术都能实现同步地更新并予以提供。
2 新型建筑工业化中采用BIM技术的意义
2.1 在构配件生产中采用BIM技术的意义
使构配件的精确度实现提升是构配件工厂化生产的目的之一,依靠传统的生产技术是无法彻底避免生产与记录中的误差或者错误的,但是BIM模型可以实现完整地将所搜集的资料录入BIM技术的其他系统或者完整地将所搜集的资料展现给制作工作者,采用BIM技术制作与设计构配件,能够使构配件的制作精确度与设计精确度的提升成为可能。
2.2 在建筑设计中采用BIM技术的意义
重复化、标准化、模块化等都属于新型建筑工业化建筑设计的特征,因此其会有众多且重复的数据产生,如果采用传统的建筑设计技术来进行整合记录,则必定会耗费众多的物力和人才,而且还极易出错。然而BIM模型在建立模型期间不仅能够借助多种设计软件来对构配件进行设计,而且对数据的共享也能够通过数据共享平台来实现,从而对规则与标准予以建立。
2.3 在施工安装中采用BIM技术的意义
新型建筑要想实现工业化,其中最重要的一个环节就是要使施工安装实现装配化,而这当中构配件信息的记录,像搭接的顺序与搭接的位置等,这些都是需要耗费众多的人工来进行的,而且极易出错。如果在施工安装中采用BIM技术,那么不仅信息的准确性与完整性能够得到保障,而且人工成本也将大大地降低。在BIM模型中能够完整地展现各个构配件的信息,3D模型也会对各个构配件的搭接顺序与搭接位置予以精确地展示,从而使施工安装实现顺利地进行。
3 BIM技术在新型建筑工业化中的具体应用
建筑工业化是建筑生产形式改革的产物,其施工形式是现场装配的,而其生产形式也已经实现了工业化,这在很大程度上使建筑行业的工作实效与工作重点得以切实地把握住,使建筑行业环保、低碳、高效及节能的目标得以实现,同时也使当下房地产行业的发展突破了困境,使住宅产业实现了高质量的保障,使劳动生产率实现了有效地提升。然而,迄今为止,建筑工业化在对构配件的生产、房屋设计的标准及施工操作等方面的有效整合还是略显不足,无法将完整的建筑体系信息模型予以建立,另外,由于生产形式信息和建筑设计信息分离下的统一化和标准化,使得无法全方位地对生产技术形式与其他各方面的因素进行有效协调,这在一定程度上也会阻碍用户今后的房屋实现多样化。为了使不同的构造体系与建筑体系得以建立,必须在施工、生产及设计等每个阶段将每个有关功能块存在的问题予以有效地处理。
3.1 BIM技术下构配件的生产
要实现建筑工业化首先就必须实现构配件的生产工厂化,通过工厂预制楼板、墙板和楼梯等构配件,不仅可以使标准化中建立的规则与标准得以有效地实现,而且可以使生产效率实现提升,使人工成本大大降低,使生产周期实现缩短,同时也可以在很大程度上避免不必要的原材料浪费,从而使建筑达到绿色环保的目标。然而,因为每个建筑构配件的生产单位缺乏一致的生产技术体系,为了有利于销售,生产单位会对标准的、单调的构配件生产方式予以注重,以使生产单位的经济效益得以实现,这便又在很大程度上促使了标准化、单调化的设计将应用于房屋设计中。但是在信息化技术下构配件的生产能够为生产构配件供给更多详尽的生产技术体系,以便构配件生产单位将更多多样化的产品生产出来,以适应市场的要求。
3.2 BIM技术下的房屋设计
建筑工业化的首要条件就是要实现房屋设计的标准化,这不仅可以使构配件的通用性得以加大,使建筑产品的生产效率得以提升,而且可以实现生产经济效益的提升和建筑产品损耗率的减少。然而如果在设计房屋过程中忽视多样化和个性化,只是单纯地重视标准化的话,则会使人们对房屋舒适度、房屋外观效果和房屋户型的选取等多方面的要求受到限制,进而阻碍建筑工业化的发展,但是信息化技术下的房屋设计能够为设计房屋供应更多的设计信息资料。
3.3 BIM技术下的施工操作
建筑工业化的核心就是实现施工机械化,施工机械化不仅可以使现场施工装配所需的人工减少,极大地减少施工作业量,使施工周期得以缩短,进而使施工人员的工作强度实现降低,使工期实现合理化,而且能够使建筑物实现节能性、安全性、耐用性。然而建筑物的外观与质量也会因不同施工方法的安装特征而存在差异。而信息化技术下的施工操作能够将施工技术指导信息更加详尽地供应给施工操作人员,其中就包含怎样根据房屋设计的需求,在各种各样的构配件中对有关的机械仪器和施工操作的程序予以选取,以防止施工现场的机械和材料造成不必要的浪费,从而使施工操作的质量和安全得以确保。
关键词:房屋设计;绿色建筑理念;应用
引 言:绿色建筑设计理念下的房屋设计是一种科学、合理、绿色的房屋设计方式,在保护环境、节约资源的同时,也为广大居民提供了良好的居住环境,并实现节能环保效果,值得全国大力的推广。
1 绿色建筑概念及原则
绿色建筑中的“绿色”,指的不是通常意义的绿化,而是一种概念和象征,是指在建筑可以满足居民使用需求的前提下,不会破坏生态环境的基本平衡,而且对人体健康无害。
1.1 绿色建筑概念
所谓的绿色建筑指的是在建筑寿命周期里,尽可能最大限度地节约资源,保护自然环境,减少污染,给人们提供一个健康、舒适、高效的空间,和自然和谐共存的建筑。绿色建筑对环境没有破坏性,可以充分利用自然资源,不会影响生态平衡。
1.2 绿色建筑特征
绿色建筑遵循当地的自然、人文和气候,就地取材、因地制宜,所以在建筑时没有明确的规则、模式。绿色建筑对自然进行充分地利用,比如阳光、空气、绿地,有效地联通内部和外部,布局十分开放,这跟传统封建式建筑布局是有很大差别的。与传统的建筑相比较,绿色建筑本身的耗能大大减少了。在建设绿色建筑过程之中要时刻注重环保。
(1) 节约环保
节约环保指的是人们在建造、使用建筑的时候,尽可能地节省资源利用,保护周围环境,呵护生态,减少对环境的污染,把由于人类对建筑建造与使用活动造成的对环境和资源的负荷与影响减到最小程度和生态再创造能力的范围内。
(2) 健康舒适
建立一个健康舒适的生活工作环境,是人们建造、使用建筑的基本要求。要给人们提供健康、舒适和高效的空间。
(3) 自然和谐
自然和谐就是人们在建造、使用建筑的过程里,爱护、亲近所处的自然环境,使人、自然、建筑三者和谐共存。只有如此才可以兼顾协调环境效益、经济效益和社会效益;才可以实现人类社会、生态环境、国民经济的快速可持续发展。
1.3 绿色建筑设计原则
(1) 节约能源原则
目前我国人口还在不断增长,能源需求日益增长,所以建造房屋的时候,需要十分重视能源使用情况。绿色建筑的设计理念给建筑节能方面提出了更严格要求,既会运用新型材料,还会建立新节能体系,增强建筑的综合性能,防止能源的浪费。
(2) 保护环境原则
保护环境是绿色建筑设计理念的核心原则,这点对绿色建筑产业来说意义重大。在建筑房屋以前,设计人士必须对施工场地进行大规模数据勘查,然后整理出详尽的信息,再制定环保方案,由材料、结构和外观等大方面分析整体建筑绿色设计理念,以免有害建筑的出现。
(3) 消除污染原则
对污染进行消除是绿色建筑的设计理念里的重要内容,同时也是保护生态环境的一方面,在房屋建筑中,提出与应用消除污染的观点意义十分重大。在建筑的内部装设除污系统,除去烟尘污染,保证空气能够正常流通,与此同时在施工的时候要采取各种方法,降低噪音污染,以保护生态环境。
2 绿色建筑设计理念在房屋设计中的应用
2.1 对可再生能源的有效利用
在建筑设计中,加强对可再生资源的利用,其中太阳能能源是其主要的利用能源,其具有可再生、环保等优点。在房屋建筑设计中,对太阳能能源利用,主要体现在电力系统以及热水供应系统方面。利用太阳能技术,可以由电池板、控制器以及逆变器、蓄电池等组成的光伏发电系统,可以用于建筑额照明、道路灯以及草坪照明等。我国光照时间长以及受光照的区域分布较广,年均日照时间达到2200个小时。随着我国科技水平的不断提升,太阳能光伏发电系统的造价越来越低,这种系统在房屋建筑设计中的应用越来越广泛。“绿色”建筑设计理念在太阳能热水供应系统中的应用,主要表现在太阳能热水器方面。随着人们生活质量的不断提高,人们对建筑功能的要求越来越高,其中热水供应就是其中重要的一项要求,房屋建筑中利用太阳能热水供应系统,在建筑设计过程中,尽可能的实现建筑与太阳能热水器一体化。太阳能热水供应系统是房屋建筑屋建设中绿色设计理念的重要表现,也是一项利国利民的重要手段。
另外,绿色建筑设计理念,还体现在对风能等其他可再生环保能源的使用方面。其中,利用风能对建筑提供电能是一个具有创造性的设计,目前国外一些发达城市中,利用风能的建筑设计理念已经慢慢的成熟,并取得了良好的效果。一般来说,等风力等级达到3级就具备了利用的价值,当风速达到4米每秒就能用于发电。生态能源的利用也是绿色建筑设计理念的一种具体体现,我国利用生态节能技术进行建筑设计的实例很多,如清华大学中心设计大楼、张家港生态农宅、济南高等专科学校图书馆等。
2.2 在房屋建筑设计中要对资源进行合理调配、节约使用
在房屋建筑工程设计阶段,要选择环保性能高的建筑材料。目前我国建材市场中,节能环保材料占有很大的比重,且其材料价格也比较适中,适合大规模的推广使用。以混凝土为例,普通的混凝土是达不到质量要求标准的,所以必须采用符合标准的优质产品。这样工程的成本就会上升,为了节约资本,所以必须节约使用好每一份混凝土。在施工过程中,必须严格遵循绿色施工技术,按照规范的建筑设计标准使用材料,保证材料的充分利用与节约利用。土地是不可再生的资源,绿色建筑设计中除了节约材料外,还应该保护土地资源,充分利用土地资源。工程的开发与建设必须使用土地,但是这也不能成为工程随意占用土地的借口,所以必须有效的监督土地的合理使用和有条件的短期租用,提高土地资源的利用效率,避免资源的浪费。
2.3 在房屋建筑设计中加强绿色化管理
对于房屋建筑中绿色管理理念应用,还体现在对智能化系统的应用。包括智能照明系统、智能空调系统、智能管理系统、智能安保系统、智能给排水系统等。现代房屋建筑中,智能自动化系统设计表现在方方面面,通信网络系统、照明系统等都充分体现了节能环保的理念。如在智能照明控制系统的应用中,可以实现对建筑物室内、室外照明的智能化控制,在白天减少照亮需求,对照明系统的照度进行合理的调控。房屋设计需要充分的考虑到建筑周围的环境,并且建筑的风格、色彩、构造等需要根据当地的技术、环境、习俗等条件进行,将建筑与周围的环境形成一个有机的整体。在房屋设计过程中,要立足与生态环境建设,坚持生态平衡的主流观点以及生态循环再生的原则。另外需要注重房屋艺术环境以及社会环境的再造。在房屋设计过程中,还需要充分的利用新产品、新技术,加大对新型节能材料的使用。在房屋设计完成后,需要进行房屋建筑的性能评估、生态评估等工作。
3 结束语
总之,房屋建筑与人们的生活密切相关,其节能环保的实现,对于提高人们生活的品质以及促进社会的和谐发展有很重要的意义。所以,我们应该加大对绿色建筑设计理念的推广力度,坚持社会和谐发展理念以及可持续发展的战略思想,以实际行动来保护我们赖以生存的生活环境。
参考文献:
[1]冯雅.中国建筑西南设计研究院绿色建筑设计实践与思考[J].建筑技艺.2011(11).
【关键词】房屋结构;设计;问题;决策
房屋结构设计在建筑设计人员的世界里,是整个建筑工程的灵魂和核心,它不仅渗透了设计者的设计理念而且还结合了现代科技。然而,仍然存在很多的问题。譬如对房屋结构设计重视不够,对有些设计方法和设计规范理解片面,加之计算方法的不合理,盲目的借鉴设计成果等。因此,对房屋结构设计中存在的问题进行系统分析,并采取相应的措施,是改善我国房屋结构设计的一个有效途径。
1 房屋结构设计中存在的问题
目前,对于房屋结构设计中存在的一些问题主要有:
1.1 房屋设计者对设计理念重视不足。房屋设计者对房屋结构设计的重要性把握不够,对设计方法和设计规范理解片面,一些工程设计涉及的内容思考不全面。有的甚至抄袭别人的设计成果,或者对实地没有做足够的调查和分析。
1.2 忽略地基变形计算。地基在荷载作用下, 由于建筑物压缩使得土层发生不均匀沉降,因而必须根据现行规范实行地基变形计算。另外,在判断地基是否进行变形验算时,应把持力层范围内土层是否均匀变化,有无软弱土夹层等因素考虑进去。
1.3 房屋结构基础设计不当。①房屋基本的地质详勘报告不详细,仅凭借建设单位口头或简单的基础资料作为唯一材料进行施工。②仅分析地基土冻胀和融陷因素的影响,而忽略了综合因素的分析。对于无特殊构造要求,多层及低层房屋建筑的基础是地基要突破冻结线,而对于是否产生冻胀和融陷则往往被忽略,另外对水文、地质等因素没有相关调查或资料不足,导致了房屋基础工程造价费用高昂。③房屋基础结构设计荷载取值不准确。如多层框架的钢筋混凝土建筑常采用柱下独立地基。在设计独立基础时,作用在于建筑基础顶面上的外荷载取值不当,其主要在于设计和计算的不尽合理。而其主要承受力范围不在软弱粘性土层,故可以不必考虑地基和基础的抗震承载力计算,但应考虑风荷载的影响。④建筑基础拉梁层的计算模型脱离实际情况。基础拉梁层由于无楼板的特点,在用电算程序进行计算时,在考虑定义弹性的影响外,其楼板厚度应取零,结合总刚分析方法来进行分析、计算。否则就会与实际情况不符,如果房屋平面不规则,则更要特别注意这一点。
1.4 房屋框架结构设计中不应只注意横向框架的设计,还要重视纵向框架的设计。现行房屋建筑的抗震设计要求, 水平地震作用应考虑横向和纵向方向分别计算, 其地震作用应由抗侧力构件来分析。一些结构设计者对非抗震建筑结构的设计,只关心纵向的、普通的连续梁延伸设计,而没有关注横向发展的设计,导致在实际设计中出现梁的支座负筋,跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。
1.5 框架计算简图及模型不合理。对于无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋建筑,由于独立基础埋置较浅,在设有基础拉梁的前提下,考虑基础拉梁的断面与配以钢筋按构造设计以及基础按中心受压的计算。第一,按构造设计的拉梁无法平衡柱脚弯矩;第二,框架结构底柱的高度应取基础项面至首层楼盖顶面的高度。
2 房屋结构设计中的对策
针对当前出现的有关房屋结构设计中出现的问题,我们也提出来一些相应的措施和决策。首先遵照相关部门的有关规定,提高房屋设计者的责任心。由于设计者在设计过程中考虑问题不全面,或者对新规范的学习和认识不足,加之对现场环境的调研不充分,很多问题的存在使得设计单位对设计人员要求和上岗培训更加紧迫。而从长远的角度出发,定期地安排设计培训,提高设计人员的总体素质,防止设计与实践脱钩。其次要讲究经济、安全、高质的基础设计理念。不管是工业用房还是民用的房屋,高层结构的追求是现代社会的发展趋势,这对设计者在地基和基础设计方面上提出更高的挑战。地基与基础设计要做到即经济合理,又安全适用,设计人员应该多借鉴地质勘察资料,并综合多方面因素进行考虑来提出设计方案。再次应用科学技术来设计框架结构。①应尽量避免在框架结构中设置钢筋混凝土楼电梯小井筒的设计。②在框架结构参数的选取上,要考虑电算用的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层间位移、楼层的侧向刚度比、振型参与质量系数、抗震墙结构抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值等指标。③在结构的配筋上,注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。严格按照规范要求,保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度,材料选用也必须满足强度要求。④对于建筑物顶层的特殊性,严格遵循国家及当地标准来设计、实施,防止屋面温度应力引起的墙体开裂、变形。
参考文献
[1]闫世成、赫英福,谈谈房屋结构设计中应引起注意的几个问题,林业建设,2002年第4期(26-29)
[2]查全平, 浅谈房屋结构设计以及应注意的几个问题, 建筑与设计, 2006.10总第160期
关键词:房屋建筑设计;节能环保
如今人们生活水平的提高使他们对居住条件有着较高的要求,建筑行业由此得到较快发展,传统的建筑设计中对能源的消耗过大,不符合科学发展的要求,因此,在现代建筑设计中需要重视节能环保问题,社会的发展使人们的节能环保意识越来越高,所以,很多的节能环保思路正应用在房屋建筑设计中,并且也将成为以后房屋建筑发展的潮流趋势,这不仅是建筑上的创新设计,也能够有效缓解我国近年来能源紧张的问题。
1房屋建筑设计中节能环保的意义
1.1使建筑更具有艺术性
我国经济发展迅猛,随着经济的发展,人们的生活节奏也变得越来越快,这就导致了人们经常无暇顾及身边的美丽景色,而在建筑方面,大部分的建筑又充满着现代气息,所以在建筑中增添一些绿色植物,能够让建筑看起来显得有很大生机,让建筑内的人感觉心旷神怡,达到视觉上的享受,从而让建筑更具有艺术性[1]。建筑与绿化之间的呼应也使现代艺术与古典景色达到完美结合,从而使人能够修身养性,情操得到陶冶。
1.2减少能源的消耗
由于我国人口较多,近年来经济的发展也使用了过多的不可再生能源,从而在能源问题上,我国面临着越来越紧张的局势,国家乃至每个国民都对能源问题非常关注,能源的缺乏日益成为制约我国经济发展的主要问题,发展逐渐走向瓶颈阶段,在这基础上,传统的房屋建筑悄然加重了我国的能源负担,而采用环保设计对房屋进行建设,能够有效减少能源的消耗,提高房屋建筑的环保理念以及环保水平,从而达到保护环境的作用,材料的高利用率也能使企业的总收入得到有效增加,符合我国科学发展观的理念,使我国向节约型社会迈进一步。
2我国房屋建筑节能设计现状
2.1房屋建筑设计的环保技术理念较为落后
房屋建筑设计的环保理念于上世纪80年代被提出,经过这些年的不断实践,在房屋建筑设计环保技术方法上取得了一定的进展,但是,由于房屋建筑方面知识复杂,需要考虑的因素较多,往往制约着我国环保理念应用在房屋设计,最终导致我国房屋建筑设计环保理念落后于发达国家,这不仅不利于节能减排、降低能源消耗工作的顺利实施,也使我国经济越发落后于发达国家。
2.2房屋建筑中节能环保设计没有重视
建筑的协调性在对房屋建筑进行环保设计的时候,很多设计都太过于形式化,更重视建筑的外观和造型,而忽视了影响建筑整体的协调因素,没有对房屋建筑的环境以及地理位置等各种因素进行综合考虑,从而没有真正体现出房屋建筑中的环保特点,使整个建筑难以进行协调发展,难以实现其统一性,没有真正实现设计建筑的目的。
2.3设计时没有考虑全面节能环保的因素
现在很多建筑设计师在对房屋进行设计的时候都会在通风技术以及光照技术上使用节能环保理念对房屋进行设计,但是设计人员在进行环保设计的时候,没有对建筑进行合理细致的规划,更没有对建筑将消耗多少能源进行预估,从而不能够充分考虑到节能环保的影响因素,导致节能环保就只是理论化,应用不到实际中[2]。
3对房屋建筑设计中出现的节能环保问题具体建议
真正实现节能环保的理念还需要设计师考虑全面,比如房屋朝向、周围环境以及建筑造型和布局设置等等因素,具体建议如下:
3.1屋顶、门窗以及墙体的设计
在对房屋进行设计的时候要全面考虑设计的各个要素,对房屋的每一个地方的节能设计都做到细致入微:①屋顶设计。由于屋顶可以直接大面积接触到阳光,所以相对而言温度要高一些,因此,如果在屋顶上增加一层隔热层,就能够很好的使屋顶与空气之间形成一定的温度差,有利于屋顶将热量散发出来,防止屋顶温度过高。除此之外,也可以采取相应的措施来减弱阳关的辐射,比如,在屋顶的上方安装一个遮阳板,使太阳不至于直接照射到屋顶上,热量不能直接到达屋顶上,从而强化了屋顶的隔热效果,对屋顶形成了一定的保护;也可以在防水层上放置一层保温材料,避免因为强烈的阳光而导致防水层快速老化,从而增加防水层的使用年限;这些方法都是对房屋结构做一些调整,除了这些方法外也可以在屋顶种植一些绿色植物,降低太阳光到达屋顶的强度;②门窗设计。设计人员在对房屋进行设计的时候要对墙体与门窗的面积比进行很好的控制,确保房屋内采光足够,还要减少消耗不必要的热量。
在选取材料时,应该选用具有良好保温效果的窗框材料,玻璃材料可以选取吸热玻璃或者低辐射、中空玻璃等,使用气密条来降低热量损耗,除此之外,设计师还要对材料的规格和尺寸有很好的把控,防止材料变形情况的发生,要仔细观察材料连接处有没有较大缝隙,降低空气在缝隙处的渗透流通,保证室内空气质量,室内使用较厚的窗帘消弱强光带来的室内温度变化;③墙体设计。外部墙体也是房屋对热量进行消化的重要通道之一,优质的墙体材料可以有效减少热量的损失,在供暖上有很大作用。在对墙体进行设计的时候应该选用具有节能效果的墙体,例如,一些内含粉煤灰和砂加气的混凝土墙体,其具有良好的保温效果;除此之外,也可以使用一些外保温复合体,外保温复合体良好的热稳定性能够有效避免发生建筑冷桥情况。选择有较高质量的保温效果的材料才能有效达到保温目的[3]。
3.2绿化房屋建筑
在对房屋建筑进行设计的时候,应该合理考虑周围绿色植物的种植,足够的绿色植物能够对太阳辐射产生有效的阻挡作用,并且能够对噪音进行一定程度的消弱,优化建筑环境,提高居民的生活舒适度,从而达到节能环保的作用。房屋建筑的绿化应该成为设计师对房屋进行设计的时候着重考虑的方面,增加建筑的绿化,能够有效提高房屋建筑的使用质量,为人们提供一个宜居环境,提升房屋建筑的人文价值。
3.3提高新能源的利用率
目前,我国采用风能和太阳能代替不可再生能源取得了一定的进展,房屋建筑设计中也可以采用新能源来实现节能环保,太阳能当前使用较为广泛,阳光采集方便,只需要在房屋外放置一些太阳能吸收设备就可以对太阳能进行采集,进而转化为人们需要的电能和热能,太阳能的利用,可以使能源得到充分利用,从而减少过多消耗不可再生能源;除此之外,也可以使用地热能来对房屋建筑进行能量的供给。这些方法都能够有效对能源的结构进行改善,减少其对环境的影响,并且这两种能源使用都较为方便,又是可再生能源,使用不仅对环境没有影响,而且能够保证能源的充足供给。
4结束语
房屋的环保设计不仅满足了人们生活的需求,更是社会发展之必然要求,所以重视房屋建筑设计中的节能环保,能够有效避免能源的浪费,这也是建筑企业想要持续快速发展之必然选择。综上所述,想要加强房屋建筑设计中的节能环保,就要在房屋设计中对节能环保措施进行不断研究,对房屋设计的各个方面进行节能环保设计,采用节能环保材料,使用新能源,加大房屋建筑周围的绿化面积,在此基础上还要继续对环保设计进行创新,在房屋建筑中最大程度的使用节能环保新设计。
参考文献
[1]贺娜.浅谈室内设计中绿色环保节能设计的新理念[J].科技视界,2013(32):138.
[2]孙静.绿色建筑设计理念在房屋设计中的应用分析[J].旅游纵览(下半月),2013(12):339.
关键词:结构设计;优化方法;实际应用
随着社会的发展进步和土地资源需求量逐渐增加的同时,人们对房屋建筑设计和房屋质量的要求也在越来越高。为了满足广大购房者的需求和提高经济效益,很多的房屋建造设计商开始进行房屋建筑结构设计的优化。目前,从房地产的市场销售情况来看,应用建筑结构设计优化方法的房屋得到了大多数购房者的好评和青睐。本文主要围绕建筑结构设计优化方法在房屋设计的应用展开分析和探讨。
一、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实意义
建筑结构优化方法在房屋结构设计中进行应用的现实意义主要有两方面。一方面,对于购房者来说,在进行房屋选购的过程别关注房屋的价格、安全性和外观设计等。而结构优化技术在房屋结构设计中的运用在很大程度上可以实现房屋的经济型、适用性、安全性和美观性等。另一方面,对于房屋的建造商来说,建筑结构设计优化方法的使用,在满足购房者需求的同时,可以最大限度的降低建造成本来实现房屋建设的最大经济效益,这不仅实现了双赢,而且有助于房屋建筑得到更好更长远的发展[1]。过去的房屋设计技术经常是难以同时满足房屋消费者和房屋建筑商的双向需求,而建筑结构设计优化技术就可以实现。因此结构设计优化技术在房屋结构设计中具有重大现实意义。
二、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的具体应用方法
一个成功的建筑房屋设计是进行了审美功能与实用功能的有效结合。在进行房屋建筑设计的过程中,首先要从房屋建筑的整体效应和实际情况出发,在满足房屋各项设计要求的前提下,对房屋平面设计的规模进行布置,然后,通过缩小房屋建筑质量中心与其刚度之间的差距来实现力度承载方向的均衡。建筑结构优化主要包括房屋顶盖的优化系统、房屋基础结构的优化设计、房屋周围护栏方面的方案优化设计和其他结构细节部分的优化设计。以下是几种常用的房屋建筑设计优化的模型和具体的优化计算方案:
(一)模型的设计
总的来说,对于建筑机构优化设计模型的建立主要是通过对影响结构优化设计的具体相关参数和相关变量的参数进行分析来建立初步结构设计的函数模型,再通过一些合理的计算方案等对初步结构设计进行优化设计。具体的建筑结构优化设计模型的建立主要有这几点:第一步,结构设计人员要将影响整体结构设计的主要因素设置为设计变量,将影响不是特别大的因素变量设置为预定参数,从而达到从整体上减少设计程序的工作冗余。第二步,将预定参数中房屋建筑切面的尺寸和有关房屋建筑截面积的相关数据用函数表示出来,从而到达对成本总费用进行控制的目的[2]。第三步,规划好有关制约建筑结构设计优化的条件,在进行约束条件的规划过程中,设计人员要在满足结构设计优化方案和房屋结构的实际标准的情况下,对房屋建筑结构的各项约束条件进行最佳优化。其中房屋建筑结构设计优化的约束条件主要有预应力的相关参数限制、变形情况的规定、房屋的尺寸规划、结构的整体强度等方面。
(二)计算方案的优化
建筑结构的优化方法,主要是一种以房屋结构可靠性为基础的房屋结构优化方案,这项方案中的变量较多,而且不同种类的数据也比较复杂,但结构设计优化人员一般都是在进行房屋结构设计规划方案的计算时习惯于将一些具有限定条件的问题变为了没有限定条件的问题。在房屋结构设计优化方案设置时可以采用拉氏乘子法、Powell 等计算方法。
三、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用
在进行房屋结构优化的实际施工中,设计人员不仅要对实际施工情况进行全面考察的情况下对房屋结构的实际应用性进行优化,而且要追求房屋综合价值的优化。这样才能才能真正实现房屋结构设计的全面优化和实用。
(一)结构优化模型的建立
在进行房屋结构整体优化设计的过程中,要建立结构优化模型。优化结构模型主要有三点:第一,选择并且确定合理的设计变量。设计变量的选择不仅会影响到对设计要求影响较大的参数的选择,也会涉及到参数重要性的区分问题,而且在很大程度上可以减少计算和编程的工作量。第二,确定优化设计目标函数。首先,设计人员要找出满足函数条件的的目标函数,然后在根据目标函数进行结构设计优化的计算[3]。第三,确定模型的约束条件。在房屋的优化设计中,存在很多的约束条件,如结构强度约束、裂缝约束、变形约束和弹性约束等。在房屋结构的设计中使用设计优化方法,不仅可以在确保约束条件符合设计要求的基础上,通过对结构设计模型的约束条件与建筑的实际约束条件的进行对比进行房屋结构的最佳设计。
(二)优化设计计算方案的选择和程序的设计
第一,在进行结构的优化过程中,要在充分考虑所有变量因素的前提下,运用各种熟悉计算方法进行将所有的约束条件转为非约束条件的计算,从而达到设计计算方案的优化。第二,在将优化计算方案和结构优化模型构建好的前提下,设计人员可以将编写好的程序导入计算机中,然后只需要将相关的数据输入到相关的系统中,再通过计算机程序的自动运行和计算就可以得到相关的结果。
(三)结果的分析
在得到计算结果之后,就要通过对计算结果进行分析来确定最佳的方案。房屋的建筑是一项资金、人力和施工材料等耗费量大的工程,因此,在进行房屋结构设计优化的主要目的就是能够在确保房屋美观和质量的前提下降低各种成本费用。因此,在进行房屋建造的过程中,必须进行总体法规的考虑,不能为了资金的节约而忽视设计的优化作用,要正确处理技术与经济的对立统一关系。在进行房屋建筑结构设计的过程中,既要反对片面强调节约,忽视节航速上的合理性,导致整个工程项目达不到功能的要求,又要反对只注重技术,而忽略了对经济的考虑。
(四)在进行房屋结构优化设计的过程中要注意的问题
一方面,前期方案的制定对建筑的总投资会有直接的影响,因此,设计人员在进行房屋结果设计优化时,要注意在前期方案的制定中,就要进行结构优化技术的运用来提高房屋建筑设计的经济性。另一方面,在进行结构设计时,设计人员在对整个建筑进行整体宏观把握的同时,要关注到细节方面。做好每一个小细节的结构设计优化,才能从根本上确保整个房屋建筑的整体结构达到优化。
结束语
总之,建筑结构设计优化技术在房屋结构设计中不仅实现了房屋结构设计方法的更新的突破,而且使房屋的结构设计实现了经济型、美观性和适用性的完美的结合。但建筑结构设计优化技术在具体的应用中是一个非常复杂的综合性决策问题,因此房屋建筑商需要在实践的过程中不断的进行经验的总结和问题的发现与解决,从而使结构优化设计方法能够真正为我国的房屋建筑的发展服务和产生重大现实价值和意义。
参考文献:
[1]范国兴.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].鸡西大学学报,2014,(8):23-25.
关键词:房屋;建筑设计;发展;措施
中图分类号: TU2 文献标识码: A
一.房屋建筑设计存在的问题
现阶段我国现代房屋设计的问题主要表现在以下两方面:
首先,在进行房屋设计的过程中,很多设计师不重视房屋产品与建筑设计之间的配合,我国很多住宅建筑建设还处于分散且自然发展的初级阶段,建筑物的建设具有盲目性和自发性的特点,这就已严重影响到了建筑自身所具有的特点的体现,建筑设计与住宅产品模式之间缺乏协调性,生产配套不完善,严重影响了住宅建筑设计的质量。
其次,目前我国建筑设计观念较落后,大多数住宅建筑设计者在建筑设计过程中存在急功近利的心理,对居民用户的各种需求考虑不足,过分于考虑建筑开发商的利益,这就导致很多房屋建筑的设计功能不全或者功能性较差,不能满足当下人们对房屋建筑的设计质量的要求。另外,房屋户型设计单调,空间设计缺少灵活性,没有自身特色,后期室内空间改造更新困难,很难满足现代人对生活方式和居住模式的多样性的需求。
二.房屋建筑设计的发展措施
1. 房屋建筑舒适性的提高
房屋建筑设计的首要目的在于满足居民的生活需要,以人为本,为此,房屋建筑设计人员应该除了要充分了解房屋建筑的面积、户型特点外,还应根据房屋建筑用户的自身需要,结合建筑物的自身空间结构特点,进行合理的结构划分,保证房屋建筑空间的高效合理使用。为了不断提高房屋建筑的舒适度,房屋结构设计一方面要充分保证室内环境质量,确保房屋可以进行较好的采光和通风,同时也要保证室内各个空间的相对私密性;另一方面,对于房屋建筑的外部空间环境设计,设计师要保证居民交往空间设计的舒适得当,多种设计方式相结合,私密空间与半私密空间相结合,搭配得当,例如房屋建筑的设计者可以充分利用广场、走廊、绿化带等元素构成一个统一的景观结构,为居民构造一个安静祥和的小区环境,同时也方便居民之间的日常交往。
2. 房屋建筑使用寿命的增长
现阶段国内的房屋建筑使用寿命一般都在50年左右,但是受目前中国房屋价格普遍较高的影响,人们一般需要花费十几年甚至几十年代时间来购买一套住宅,房屋建筑使用寿命达到之后如果进行拆除,人们的正常生活便得不到有效保证,所以我国迫切需要提高房屋建筑是使用寿命,增加建筑物的耐久性。然而,伴随建筑行业的不断发展,超耐久型混凝土的研究正在发展,相信在不久的将来,混凝土的使用寿命会大大延长,这样就会相应的提高国内房屋建筑的使用寿命,保证人们的正常生活,给国家和人们带来巨大的经济效益和社会效益,同时也有利于社会的安定团结和长期稳定发展。
3.坚持可持续发展的设计原则
目前,党和政府正在全国倡导贯彻实施可持续发展战略,对房屋建筑设计而言,也应该坚持贯彻可持续发展的设计原则,保证建筑设计的可持续性。这就要求房屋建筑设计人员在进行房屋建筑设计之前要加强对房屋建筑周围的风土人情的了解,重视当地的地域特色,保证房屋建筑设计与当地的地域特点相融合;在房屋建筑设计过程中,要注意选择环保型建筑材料,增强自身的环保意识,避免使用各种含有放射性物质或各种有害化学元素的建筑材料,优先选择具有可再生性的建筑材料;另外,要注重完善房屋建筑设计的灵活性,尽量减少建筑物的体量,保证房屋建筑物的设计空间还可以根据居住者的不同需要进行进一步的改革。在房屋建筑设计实施阶段,一定要尽量减少资源浪费,确保资源的高效合理使用,优化资源配置,减少建设过程中对环境的污染和破坏,促进社会的长期可持续发展。
4.提高房屋建筑设计的功能性
受房屋建筑居住者的文化层次、价值取向、审美观、家庭结构等的不同,居民对房屋建筑设计功能性的要求也各不相同;而对于同一个居住者来说,受不同时期家庭结构的不同对房屋建筑空间结构的要求也会出现不同。所以设计者在进行房屋建筑设计时一定要注重空间结构设计的灵活性,保证房屋建筑的空间结构可以使用各种差异性的改造,不断提高房屋建筑功能空间的专用程度。一般而言,按分室标准要求,起居与主卧室分开,食寝分开,工作与学习空间应该相对独立。
对于固定的卫生间、厨房、单元的形状,按照居住者的不同需要,设计者要进行空间布局的不同划分,对厨房而言,厨房是居民家务劳动最集中的地方,通常情况下,厨房的适用与否取决于厨房的使用面积,以及厨房的形状和尺寸,厨房的台面一般会设计为H型或者L型,保证有足够充裕的空间来放置各种家电。对于卫生间的设计,设计人员应该随着套型面积的扩大增加相应的洗刷用具,特别是盥洗室分设之后,上部空间一般可以设置吊柜,同时也可以和厨房入口相结合,合理而高效的利用空间。
三. 房屋建筑设计中的如何运用节能措施
1.我国房屋建设节能设计的现状
根据相关材料显示:我国房屋建筑节能设计起步落后于西方发达国家,一定程度上造成了能源浪费。其主要表现为:(1)在建筑设计过程中没有较强的节能意识,只顾外观美观以及奇异性,忽略房屋的合理性,从而增加了能耗。(2)保温结构技术应用不足。
2.在实际工程设计中如何运用房屋建筑设计的节能措施
(1)房屋建筑设计中的基础节能措施。房屋建筑设计阶段的节能措施一般分为建筑形体、建筑维护结构及屋顶的节能设计措施。需要严格按照相关的施工标准进行操作,其中不得偷工减料也不得以次充好,才能保质保量,初步实现房屋建筑的节能。
(2)节能房屋设计中空间空气对流设计。在房屋的平面布置设计时需注意:门窗的位置、大小、户型的设计要充分考虑空气对流和穿堂风的组织,避免气流的转折,使气流通畅均匀。自然通风能够很好的改善人体热舒适、降低气温,为主动的调节措施,有明显的节能效益和生态作用。值得一提的是:保持通风开口面积的平衡。在实际设计中发现,除通风效果外,冬天也有利于集热的效果,北向窗在北方可小些但在南方炎热地区则不宜过小。窗户开启方式(平开窗立轴旋转窗)及活动式侧墙可影响风向提高通风效果。
(3)景观设计在房屋建筑中的节能应用。在多个房屋建筑体中场地景观设计和建筑节能密切相关。景观设计是根据住宅建筑所处的纬度、气候特点、风向类型进行植物配置,在不同的季节为建筑提供良好的宜居环境;它还可以结合门窗位置设计场地和绿化,借助树木形成的空气流动来提高建筑室内通风效果。譬如:在住宅建筑冬季主导风向布置常绿植物(马尾松、枫杨、榆树、榉树、水杉、台湾相思树等)可达到防风效果;在房屋建筑东西向布置落叶乔灌木起遮荫效果;植物的合理配置可有效减弱高层建筑间的强风效果。
(4)节能房屋建筑中遮阳设计。建筑遮阳构件多种多样,如何保证其功能性的同时也节能?简单介绍一下实际中常用的节能遮阳的基本形式有:①水平式遮阳能遮挡高度角较大。从窗户上方照射下来的阳光,适用于南向窗口。②垂直式遮阳能遮挡高度角较小。从窗口两侧斜射过来的阳光,适用于东北向和西北向窗口。③综合式遮阳遮挡效果较好,能遮挡高度角中等从窗口上方和两侧斜射过来的阳光,适用于东南向和西南向窗口。
此外,还有多种多样形式的遮阳系统,例如人们经常使用的折叠、滑动或介于闭与开之间的百叶窗、能调节叶片角度的百叶窗、遮阳窗帘等可调节式遮阳夏天可遮阳,冬天可减少夜间窗户散热,改善室内热环境,其节能效果显著,是住宅建筑设计中应该考虑的一大因素。
四.结语
房屋建筑设计要想不断满足居民的需求,就必须改变传统的设计理念,在设计时要严格遵守设计安全、适用、美观、经济四大原则,保证设计的科学性和合理性,提高建筑设计的安全度和节能效果,注重房屋居住者的需求,避免在建筑设计过程中出现以上问题,进而不断提高我国房屋建筑设计的质量水平。
参 考 文 献
[1] 裴玉萍.北方住宅建筑节能设计探析[J].安徽农业科学,2009.
[关键词] 新农村 住宅 单体设计手法
[中图分类号] TU241.4 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2016)12-0013-01
引言
在新农村的建设过程中,人们摒弃了传统的房屋设计方法,而是将套路化和手法成熟的城市集合住宅引入到了新农村建设的房屋建造中,农村住宅设计采用联排式和独立的方式,平面格局为上卧室、下客厅。将这种城市住宅的设计模式应用到农村中过于固定。一些农村居民具有较强的自主性,不受外界的影响和制约,自说自建,反映了真实的需求。
1 新农村住宅设计应考虑的因素
在新农村的住宅设计过程中,应该考虑到众多因素,首先,在住宅的设计过程中,应该考虑到建筑的功能空间组合,应该和当地农民的生活习惯结合,在设计过程中,还应该考虑到当地的地理气候,对于比较寒冷的地区,应该注重建筑的保暖性能,对于阳光非常充沛的地区,则应该考虑到如何充分利用当地的阳光代替灯光提供光照,以节约能源。在新农村建设过程中,出现了越来越多的农民公寓,改变了传统独立的农民住宅形式,使其和城市的住宅更相像。此外,在农村的住宅设计过程中,还应该考虑到当地的经济发展情况,对于经济发展比较落后的地区,受到经济的制约,在项目的建造过程中应该对项目的经济性提出了更高的关注,尽量就地取材,可以提高对各种资源的利用效率,同时还能够节约项目的建设资金。对于建筑物的建造工艺,应该和当地的建造习惯相符合。对于建筑物的形式,还应该和当地的环境相协调,建筑物的色彩和造型都应该考虑到当地的实际环境,建立与自然和谐新出的农村住宅。此外,在新农村建设中,还应该反映当地的特色,展现房屋的地域性[1]。
2 新农村住宅单体设计手法
2.1 对可变空间的设计
对于新农村的住宅,在进行设计时应该考虑到当地农村家庭的居住形态和人口构成。随着社会的不断发展,农村的人口构成以及居住的形态也和以往不相同,因此在房屋设计中也不能沿用传统的设计手法。这对人口居住形态和构成这一变化,在单体设计中应该采用灵活分割的设计理念,就是将大开间进行分割设计。农村的居民在结婚、生子以及养老过程中,生活空间有所不同,对居住空间的要求也不相同,进行单体设计时应该有所考虑。另外,农村的红白事也属于宅内活动,在设计时也应该考虑其中。针对这些需求,在实际的单体设计过程中,应该将住宅单体的首层设置为可开敞的形式,在大型活动中就可以利用。此外,对于住宅整体,由于需要分割设计,因此需要应用到很多隔墙,除了隔墙之外,还应该应用可拆卸的多扇折门将居住空间和后院、内院以及前院等分离开,使墙体的可开启洞口面积大大增加。对于单体设计,还应该减少室内和室外的高度差。为了实现对住宅基地的最大化使用,还应该在院落从住栋入口向围墙排水口找坡[2]。在温度比较适宜的地区,房屋设计一般不会考虑住宅的冬季采暖问题,并且冬天也会通过敞开楼门进行通风和排湿,虽然可以有效提高室内的舒适度,但是其是一种技术含量非常低的方式,可以通过门洞口扩大的方式进行改善。
2.2 农村住宅单体的厅堂设计
农村住宅现阶段一般采用分代居住的方式,因此在实际的单体设计过程中,应该将单体的平面格局设置成多层和多厅堂的格局,进行分层设置。从实际调查来看,一般家庭,不同带的人居住在不同楼层,为了满足这一需求,就应该适当的增加楼层数。在设计过程中,对于家庭的起居重心一般在二牵因此应该将洋式的起居区设置在楼上,以便家庭中心人员居住。另外,目前一些农村地区会采用统一规划和统一建设的方式进行建设,针对这种情况的,应该对大空间灵活分割,对于空间的功能设计,应该根据家庭的结构变化进行适当调整。在平面格局的设计上主要以多层多厅堂的理念进行设计,将楼上和楼下分开,同时应该将洁污彻底分离。一般将二楼的厅堂设计为家庭聊天和团聚的地方,因此应该设计看电视、喝茶的活动中心。对于第一城的入户厅堂,应该强调功能多样化和适用性。
2.3 针对农村生活的精细化设计
对于新农村的住宅单体设计,应该针对农村生活和生产等具体事务进行精细化设计,对于家庭重大事件,例如红白喜事等对住宅的需求,也应该根据其使用权限的需求进行合理设计。在设计过程中,还应该考虑到农村特有的生活方式和生产方式,例如户内农事,根据其实际需求增加养鸡、养鸭专用空间。此外,还应该满足农村地区的蓄水、种植、晾晒和设备放置等多种功能。增加一些辅助空间才能满足农村生产和生活的实际需求,如图1所示,为空间布局图,对于主要使用空间和辅助空间的设置上,应该考虑到采光问题。对于一些宅基地比较狭窄的建筑物,第一层的厅堂往往被当做储物间、停车间和农事间,为了避免首层厅堂的浪费,应该设置专门的储藏间,对于有车辆的家庭,还应该设置专门的停车位置。在储物间应该设置专门独立的出入口,物品从专门的出入口出入,避免对室内的环境造成污染,以保证住宅区域的干净和整洁[3]。
3 结语
对于新农村住宅的单体设计,不应该完全照搬城市的房屋建设模式,而是应该结合农村的实际生产、生活需求以及个性化的需求进行设计,对于当地农村家庭的居住形态和人口构成采用灵活化的分割设计理念,农村住宅单体的厅堂设计应该采用多层多厅堂的格局,此外还应该针对农村的生活进行精细化设计。
参考文献
[1]罗小明.新农村建设问题与住宅设计方法探讨[J].城市建筑,2014,34(24):24-24.
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【关键词】房屋建筑、房屋结构、设计、问题与对策
Abstract: The rapid development of the knowledge economy era, making it more and more access to information, understand and grasp the information more and more, housing design, not only to meet people used to shelter, to enjoy their sleep function is enough, but also in the design are more concerned about their safety, environmental protection, aesthetics, and so much more additional features.Key words: housing construction; housing structure; design; problems and countermeasures
中图分类号 : TU3文献标识码: A 文章编号:
引言
现今社会已经步入知识经济的时代,人们的生活水平也不同程度的得到提高,房屋建筑设计技术也随之而得到发展。人们生活水平的提高,也对我们建筑技术提出了更高的要求,在我们不断钻研和完善房屋建筑结构设计技术的时候也会遇到许多不同的问题,房屋建筑结构设计技术可以说是在问题的解决过程中得到进步的。笔者将就实践中遇到的问题和应对策略在下文中展开论述。
房屋建筑结构设计的基本方法
房屋建筑结构设计是房屋建筑的基础,建筑工人都是根据这些设计图纸进行施工的,因此设计人员对此必须要有严谨认真的态度,从而使得图稿的设计满足设计规范和施工使用的要求。大致上,我们可以把房屋建筑结构设计的方法分为六种。
⑴绘制结构平面图
在绘制这类平面图时,对于是否需要输入结构软件,进行楼体建模,关键取决于建筑物所在地抗震设防烈度的大小。若抗震设防烈度为6度时,那么,根据抗震设计的规范要求,是可以不进行截面抗震验算的,但设计仍必须符合有关的抗震措施要求。当然,如果设计的时间允许,最好还是建模,因为该软件有一个优点,就是可以进行荷载导算。如果抗震设防烈度为7度以上,那么建模就是必须的。
⑵绘制屋顶结构图
绘制建筑屋顶结构图,是便于施工人员更好地理解和把握建筑的方法。因为当建筑物呈现不同的形状时,其结构的处理方法也不同,主要有梁板式与折板式两种。对于建筑平面不规整,板跨度较大、屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡面采用梁板式较好;相反,则适宜采用折板式。结构设计者必须对空间概念有一定的把握,争取理解建筑图纸的设计意图,才能设计出有利于施工的图纸,提高工程的质量。
⑶绘制大样详图
大样详图可以建立在准确无误的建筑详图基础之上,也可以利用以前的详图来进行局部改制。这一阶段需要设计者在保持建筑外形不变的前提下尽量使结构合理和施工方便。标高和外形尺寸也一定要和建筑专业协调一致。
⑷绘制楼梯图纸
楼梯图纸的绘制中,要注意楼梯梯板和梯梁的位置处理。要注意控制楼梯梯板的挠度,梯梁的梁下净高度要满足建筑的要求,局部不合适应该采用折板楼梯,绘制这类楼梯的时候应该要注意梯板钢筋在内折角处要断开并且分别锚固,以防止局部的应力集中。此外,还要注意一下楼梯粱下的净空、梯板宽度以及首段梯板可能沉降的问题等。
⑸绘制基础图纸
混凝土的标号选择,必须要符合结构耐久性的要求;基础配筋也应该满足最小配筋率的要求;条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交错处的基底面积不能重复使用,注意调整其宽度。
⑹绘制梁柱结构图
梁、柱、墙体就是建筑物稳定的保证, 在框架结构中如果柱体遭到破坏,那么必然会造成建筑物的倒塌,而梁的破坏则只会导致部分区域功能失效,梁与柱的破坏相比之下,柱体破坏的损失更大,因此,在设计的时候必须要对柱体的轴压比进行严格的控制,如果轴压比过高,受到地震的影响时,就会对边柱施加很大的附加轴力,进而破坏柱体。建筑物设计规范规定轴压比在任何情况下的都不应该也不适宜超过0.9,并且对于柱断面以及配筋的设置时,设计师应该要进行分部处理,通常边柱角柱建议进行钢筋补强,且柱筋品种不应过于复杂等。
房屋建筑结构设计中的问题
桩间距过小,没有办法满足规范对桩的最小中心距的规定。尤其是试桩、锚桩之间的距离,往往是最容易被忽视的,这种忽视将直接影响到试桩结果的正确性。桩身钢筋笼长度不足,对挤土灌注桩,桩身钢筋长度没有穿越软弱土层的层底深度,无法满足桩基规范。承重砖基础采用多孔砖砌筑,是根据多孔砖墙体结构构造,地面一下或室内防潮层一下的基础不可以采用多孔砖砌筑。房屋高度、高宽比超过现行规范、规程的限制,在设计时应该按照规范进行设计,除外,还应考虑到抗震设防烈度。结构设计不规则不合理,将会导致工程中出现抗震结构较差的建筑。楼板,是建筑工程中的主要承重构件之一,通过楼板可将楼面与层面的荷载传给建筑物周围的墙体、柱体和梁,故其设计必然会涉及墙、柱和梁等房屋构建的安全问题。如果在楼板设计的换件出现问题,则很容易反映在楼体上,出现我们常说的设计质量漏洞,严重的还会对楼体的安全存在不可估计的隐患。如,为了计算方便,或者对于楼板的受力状态认识不够,简单地用单向板的计算方式来计算双向板,这样一来出现受力状态与实际的不符,就会因为两个方向的配筋过大或不足,导致楼板裂缝的产生。
房屋设计最起码要符合相关的规范要求,但是设计者在设计时,关于独立基础特别是“高杯基础”,缺少对基础梁两个端头搁置长度的充分考虑,进而在施工中出现误差;在条形基础的设计时,对于楼体纵梁和横梁交叉处的重叠问题也是欠缺慎重而准确的考虑,未对设计稿做及时的修正;设计时计算的房屋基础面积小于实际面积,故此在重叠范围内出现墙体开裂的问题。近些年,建筑商为了尽可能降低建筑成本,而缩减占地面积,使建筑物向纵向发展,而这种类型的住宅又多采用异形柱结构设计,这一结构的发展虽然在日趋完善,但是始终不够成熟,设计师在设计时又没有充分而全面的考虑,就导致了高度过高、结构不合理、抗震系数不足等的问题,从而对建筑本身的安全造成了极大的威胁。
[关键词]门式刚架 轻型钢结构 问题 策略
一、门式刚架轻型房屋钢结构设计存在的问题
1.设计方面的问题
设计方面的问题主要是在结构形式和布置、屋面活荷载取值、节点的设计和檩条放入计算等几个方面。
(1)结构形式和布置。确立房屋结构形式和布置是设计好门式刚架轻型房屋首要前提,要根据房屋的体系特征、荷载分布情况及性质等综合考虑。通常情况要力学模型清晰,尽量限制大荷载或移动荷载的作用范围,使荷载以最直接的线路传递到基础。对难以精确分析或者规范中没有涉及到的问题,可根据从整体结构体系和分体系的力学关系、地震灾害等中获得的设计理念,从各个方面来确定轻型结构房屋的结构形式及布置。
(2)屋面活荷载取值。屋面活荷载的取值应根据实际施工情况做出改动,国内的《钢结构设计规范》中没有考虑到房屋的附加荷载问题,如果遇到超载情况,就要出安全问题。原先的框架荷载取0.3kN/m2在设计时可适当提高到0.5kN/m2。在设计中严禁人为减少荷载情况,决不允许在有限的荷载中偷工减料。
(3)节点的设计。节点设计是钢结构设计中重要的内容之一。节点分刚接、铰接和半刚接。连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法,前者主要侧重安全。因此在结构分析前,就应该对采用何种节点充分思考和确定。
(4)檩条的计算。檩条是一种冷弯薄壁构件。檩条计算问题较大,受压板件或压弯板件的宽厚比大,当受力弯曲时,强度计算应采用有效宽度,不能像热轧型钢那样全截面有效。在设计时往往忽略强度计算要用净断面,忽略钉孔减弱。当这种减到一定数值时会对小截面窄翼缘的梁影响较大。
2.施工方面的问题
(1)没有柱间支撑。这种情况出现较多,柱间受力较大时,会出现安全问题。较多情况下,工作人员使用蒙皮作用,但蒙皮作用的影响因素很多,并不任何情况下都能使用。当受力过大时,柱间支撑决不能省略。
(2)端板合不上。由于工程要求不严格,造成腹板与端板间出现夹角,有时甚至两块端板完全合不上,强行用螺栓连在一起,仍有很大的缝隙,这将严重影响工程质量。
(3)柱子易被拔出。有的钢架遇到大风时被拔起,主要原因是没有考虑支撑传给柱脚的拉力。特别是房屋纵向尺度较小时,只设置少量柱间支撑来抵抗纵向风荷载,支撑传给柱脚的拉力很大,而柱脚又没有采取可靠的抗拔措施,很可能将柱子拔起。
(4)保温材料吸水。有些房屋的防水施工太差,当屋面的设计荷载很小时,保温材料吸水超重,超过结构的承受能力,房屋就会倒塌。如有些房屋被雪压垮就是这个原因。
(5)锚栓不够铅直。框架柱柱脚底板水平度差,锚栓不够铅直,柱子安装后不在一条直线上,使房屋外观很难看,这样既影响美观也影响房屋结构的稳定性。在对锚栓安装时应坚持先将底板用下部调整螺栓调平,再用混凝土进行再次浇灌。
二、门式刚架轻型结构房屋设计的应对策略
1.遵循轻钢结构规范
轻钢结构在我国的迅速发展,相关部门也出台了相应的规范,规范也有不同的种类。目前在我国,钢结构设计的规范有:《钢结构设计规范》、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》等。而这些规范的适用条件、规定等有一定的区别。如《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》规程只适用于承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车制作和安装。因此,根据所建的房屋类型、侧重点,依据相应的规范进行设计和施工。在优化设计的同时,能更好的保证工程质量。
2.材料的优选
对于轻型钢结构房屋的材料主要是钢材、彩钢板和焊接材料三种。对与钢材的选取应按国家标准、规范选取。如对于直接承受动力荷载或振动荷载、低温结构不允许选用沸腾钢。对于彩钢板的选取,由于彩钢板的品质参差不齐,如果不当将影响建筑物的强度和耐久性。钢板表面涂层的厚度对彩钢板的质量有很大影响,因此彩钢板的厚度及技术条件设计者应给予明确指出。对于焊接材料只需要根据母材的种类型号选择与其匹配的相同等级焊条或焊剂、焊丝即可。
3.节点设计的优选
节点的优化设计主要体现在梁柱节点、柱脚连接和抗风柱的设计上。一般来说,端板连接是门式刚架中应用得最多的梁柱节点连接类型,主要适用于无吊车结构。主要包括外伸式、外伸式加肋、平板式等几种形式,通常情况下选用外伸式加肋的节点形式。
柱脚根据能否抵抗弯矩分为刚接柱脚或铰接柱脚。而实际生活中多半是半刚接半铰接状态。如果结构对侧移控制较严,采用刚接柱脚。反之,则使用铰接柱脚。因此在实际设计中应比较分析后确定哪种方法。
抗风柱与刚架梁的连接形式通常有三种:刚接、铰接和弹簧板连接,但抗风柱与刚架梁的连接形式建议使用弹簧板连接。该结构有利于端跨屋面梁与中间梁的变形协调抗风柱柱脚与基础连接建议采用铰接,可减少基础工程量,构造简单,便于施工。
参考文献:
[1]贺德昭,袁树玲.门式刚架轻型钢结构房屋设计浅谈.煤炭工程,2008,(9).
[2]赖建民.关于轻型房屋钢结构优化设计.四川建材,2008,(3).
关键词:铁路房屋;地震区划;抗震隔震
Abstract: The application of base isolation technology in railway building, still need to the Department in charge of policy guidance and owners actively support. This will generally promote the railway building seismic collapse prevention ability, promote the railway scientific and technological innovation, life advantage will make railway building construction with the traditional " seismic " housing can not match. In order to improve the seismic capacity of railway important production and living of housing, to improve the seismic fortification on the seismic zoning map is analyzed. At present, the vast majority of railway building seismic method is to rely on the housing structure “seismic " the status quo, analysis of the " earthquake " of housing defects, discusses the " isolation " housing on the new and the suitability of railway building reinforcement.
Keywords: railway building; seismic zoning; seismic isolation
中图分类号:U415.6 献标识码:文章编号:2095-2104(2013)1-0020-02
1问题的提出
我国近年来地震频发,且震源浅、分布广。仅汶川地震,就造成了大量铁路生产生活房屋的倒塌或损坏。目前铁路房屋抗震设防烈度主要是依据《中国地震动参数区划图》。汶川、玉树等历次大地震之后,迫切需要针对地震区划图的完善性,深入探讨铁路房屋抗震防倒塌的技术对策。
迄今为止,我国已经编制了四代地震区划图。几代区划图的编制反映了我国地震科学发展的不同阶段。编图方法从简单的“地震重复”、“百年尺度地震预测”发展到地震危险性概率分析方法;编图参数由地震烈度发展到地震动参数。汶川、玉树地震倒塌的大批房屋中,许多是由于未按地震区划设防而倒塌,例如大量的未经正规设计的村镇民居。
而有些“抗震”房屋虽然已按地震区划设防但仍未免于倒塌。这说明,现行地震区划图对许多地区的罕遇地震参数估计过低,尚不能保证房屋抗倒塌目标的实现。因为这些房屋遭遇的实际地震烈度,高于地震区划设防烈度不止一度;而根据现行建筑抗震设计规范,“抗震”房屋“大震不倒”的保障前提仅限于遭遇到比设防烈度高一度的地震作用。
我国铁路建设正处在一个高速发展的历史时期。普遍提高铁路重要生产生活房屋的抗震能力,是保障公众生命安全、减轻地震对铁路运输破坏程度的前提。对于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关铁路房屋,例如行车调度、运转、通信、信号、供电、供水建筑,以及6 000人以上的旅客站房等,按现行规范规定,即按高于区划设防烈度一度的要求加强其抗震构造措施,确实能提高抗震能力,但其提高效果是很有限的。因此建议,对于建在硬土场地的此类铁路重要房屋,宜积极采用国内外较为成熟的基础隔震先进技术。国内外大量试验和工程经验表明,基础隔震房屋的抗震能力高于同条件下的传统“抗震”房屋。
2铁路房屋采用基础隔震技术的进一步探讨
2.1“抗震”房屋与“基础隔震”房屋
“抗震”房屋是用房屋结构自身的承载力和塑性变形能力直接抗震,立足于“抗”。其缺点是:当房屋遭遇高于设防烈度一度的“大震”时,即使能够“大震不倒”,但结构构件在利用自身承载力和塑性变形能力耗散地震能量的同时,构件本身也遭到损坏,使房屋丧失了使用功能,且房屋内部设备或物品难免被震坏。而且,即使通过“超规范”设计,能提高房屋的抗震能力,但由于房屋结构构件断面加大,质量放大,不仅造价上升,所受到的地震作用也必然增大,形成了不良循环。
区别于“抗震”房屋,“基础隔震”房屋立足于“隔”:当地震来袭,基础隔震层能阻隔地震能量向上部结构的传递,因而能保护房屋上部结构和内部设备免遭大的损坏。
2.2国内外基础隔震房屋的应用情况
我国古建筑营造技术已体现出房屋基础隔震理念的朴素雏形,譬如北京故宫上部结构与基础之间的糯米石灰垫层等。
现代的建筑基础隔震理念是19世纪末由日本提出并且在日本、美国等国家获得快速发展,较为成熟的是采用橡胶隔震支座。应用范围从桥梁到住宅,包括政府大楼、医院、学校、体育场馆、博物馆等。在1994年美国洛杉矶6.8级地震和1995年日本阪神7.2级大地震中,与常规“抗震”房屋相比,隔震房屋显示了令人惊叹的优越性。
20世纪80年代以来,基础隔震技术在我国开始得到关注并采用。1994年台湾海峡发生7.3级地震并波及汕头地区时,汕头市区同地段的传统“抗震”房屋发生了较为剧烈的晃动,而“隔震”房屋的住户们却没有震感。目前我国已建造了超过200万的隔震房屋,其中绝大多数采用的是叠层橡胶隔震装置。
目前,房屋隔震技术标准日趋完善。美国、日本、新西兰等国家相继颁布了建筑隔震设计规程。我国也在2001年颁布了《叠层橡胶支座隔震技术规程》(GECS126:2001)。
在国内铁路房屋建设中,基础隔震技术已在“桥建合一”铁路客站等极少量工程中被采用;而众多的设计使用年限为50年的铁路重要生产生活房屋,仍以“抗震”方式为主。
2.3新建铁路房屋
为满足铁路运输生产工艺布局等多因素综合需求,混凝土框架、剪力墙和多层砌体结构类型在铁路房屋中所占比例很大。而此类房屋结构类型正是国内外基础隔震技术应用较早、较成熟的房屋结构类型。
按照《中长期铁路网规划》,到2020年,全国铁路网营业里程将达到12×104km以上,这必将引发各类铁路重要生产生活房屋的建设高峰。而这些新建房屋无论其建筑规模的大小,都将和房屋内部的工艺设备结合为一体,成为铁路运输的神经枢纽,牵一点而动全局。因此,房屋和设备均不丧失使用功能才是地震后铁路运输系统快速恢复的关键。
若按基础隔震理念设计这些新建铁路房屋,不仅将使房屋本身少受震害,同时将能很好地防护房屋内部工艺复杂的设备。同条件下,新建铁路房屋“抗震”与“隔震”两种方式宏观性能预测对比见表1。
表1新建铁路房屋“抗震”与“隔震”两种方式宏观性能预测对比
2.4既有铁路房屋
在既有线改扩建中,对于需要抗震加固利旧的房屋,用传统的“抗震”加固方式(即加固后靠房屋结构自身承载、变形能力来抵抗地震作用)较难达到强度和延性的合理匹配。若采用基础隔震技术对房屋进行加固利旧,不仅加固后抗震能力高于“抗震”房屋,对于铁路运输系统的畅行更具独特益处。同条件下,“抗震”与“隔震”两种加固方式的宏观性能预测对比见表2。
表2既有铁路房屋“抗震”与“隔震”两种加固方式宏观性能预测对比
2.5基础隔震支座的耐久性
按现行标准,大部分铁路重要生产生活房屋设计使用年限为50年。实践表明,隔震支座的工作寿命可超过50年。如澳大利亚墨尔本某铁路桥使用橡胶支座,于1889年建成,已使用100多年,老化深度仅为5 mm。目前的橡胶隔震支座产品,大都采用了保护层以及抗老化剂、阻燃剂等措施,寿命可达到或超过房屋设计使用年限。即使隔震层部件在房屋设计使用年限内需要改装、更换,其施工也是不难操作的。
2.6基础隔震房屋的宏观造价
从表1和表2还可以看出,和“抗震”房屋相比,由于地震动本身主要由隔震层承担而不完全需要上部房屋结构本身“硬抗”,因而房屋上部结构的土建造价会降低很多,可用于抵消隔震层造价。有文献认为,隔震技术是在增加不多的投资情况下来提高建筑物的抗震目标。近年来一些隔震房屋工程实例的宏观评估认为,同等造价条件下或造价略有增、减的条件下,“隔震”房屋的抗震设防目标高于传统“抗震”房屋的目标。
如果再考虑与“抗震”房屋相比,基础隔震房屋在地震时减轻了房屋结构的破坏、减轻了内部设备的损失、减轻了人员伤亡、减轻了铁路运营停工停产损失和震后修复费用等,可见隔震房屋全寿命造价明显降低。
参考文献:
[1] 文佳,魏世宏,朱浪涛.隔震技术原理及存在问题分析[J]. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2007(02)
[2] 楼杨,潘金生.既有建筑结构隔震加固原理与应用现状[J]. 特种结构. 2003(01)