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建筑設計在建筑行業中具有十分重要的地位,只有保證建筑設計的科學性,優化建筑設計,才能完成一個好的建筑工程。本文基于此對建筑設計優化措施進行了分析,首先提出建筑設計所存在的問題,然后給出一系列建筑設計的優化措施,最后簡述建筑設計優化未來的發展方向。
【關鍵詞】
建筑設計;優化策略;措施分析
1建筑設計目前所存在的問題
1.1建筑設計過分注重造型而忽視節能環保
現今的建筑設計,在戶型結構上已經實現了多樣化設計,但是在其他方面還沒有很好地實現,而且由于對建筑的外部造型極為重視,這樣就忽視了建筑設計的節能環保性,這樣的設計并不是一個科學合理的建筑設計。近年來節能環保設計理念在建筑領域呼聲高漲,我國也已經開始將節能降耗作為重要的發展指標并進行落實,并把節能設計列入建筑發展規劃之中。但是在實際的建筑設計中卻并不能很好地達到預期的目標,出現較多節能效果差的建筑。例如:在建筑設計中為了追求更大的外窗面積而盲目擴大落地窗的面積,這明顯和節能環保的要求背道而馳;還有的建筑在設計中外墻的凸凹轉折過多,這樣就導致建筑的外表面積增大,同樣也不利于建筑節能效果的發揮。
1.2建筑配套設施不完善
建筑大多數都是用于居住的,所以在設計中必須考慮使用者的生活需求,要滿足其便捷性和舒適性。有一些建筑,特別是住宅建筑在進行整體的規劃設計時單單考慮住宅小區的容積率等指標,而忽視了建筑的一些配套設施的建設,這樣就導致建筑配套設施不足,直接影響居住者生活的舒適性。如果建筑和配套設施分區出現問題甚至會造成擾民的現象。例如:建筑小區沿街布置的商業店面沒有與住宅完全脫離,也沒有進行管理控制和相關規劃設計,這樣就會使配套設施在后期使用時出現一定的問題,導致住戶居住舒適度的降低。
1.3建筑結構設計不科學
大部分建筑設計企業都存在著對傳統經驗和知識技能的思維定勢,建筑結構設計受傳統因素影響較大,常沿用傳統的建筑設計方法和技巧,從而造成許多安全隱患的積累,這就導致了現代建筑結構設計上的不合理。一方面,部分建筑設計人員在意識上還存在對安全認知不足的問題,在進行建筑結構設計時過于注重表面,而忽略了內在的安全問題。另一方面,部分建筑設計人員利益心過重,有時會為了謀求自身的利益而屈從于企業的不合理要求,這樣設計出來的建筑從形式上到安全上都不能很好的滿足建筑結構的安全性要求,最終就會形成建筑結構安全隱患。雖然這些在整個建筑行業中僅是少數,但是建筑事故的危害性通常都是非常大的,所以這些科學性問題必須引起建筑設計企業的高度重視,建筑結構設計企業要從建筑設計行業的發展來進行科學全面的管控工作,有效防范建筑安全問題在建筑結構設計工作中的產生和積累。
2建筑設計優化措施
2.1注重個性化設計,發揮建筑的多功能性
如今隨著人們的生活水平不斷提高,建筑居住者已不再僅僅滿足對居住的要求,還對建筑的辦公、學習和娛樂等功能提出了要求。所以,建筑設計人員在對建筑進行優化設計時就要考慮到這些個性化要求,要采用一些個性化的設計。例如:在進行隔斷、滲透、連通工作中采用攔而不圍、阻而不擋的個性化手段,從而打破常規的建筑設計方法,保證在滿足獲得合理的空間變化的前提下增強其個性化,這樣就可以發揮建筑本身的多功能性。除此之外,還可以利用現代的智能化建筑設計來創造具有個性化的居住型建筑。
2.2合理配置建筑配套設施
在對建筑進行整體的設計規劃時不僅要考慮規劃的整體性,還要重點考慮建筑使用的便捷性、居住的舒適性以及功能的合理性。對于配套設施不足的問題在設計中就要加強對配套設施兼容性和獨立性的考慮,這樣才能避免配套設施建設不足的情況發生。在設計學校、物業管理用房、社區服務中心以及商業店面等配套設施時要考慮到以后的單獨管理以及其運營的可能性。在布局上盡量與居住區分區,有效減少其對住宅區的干擾。
2.3提高建筑結構設計的施工質量
建筑施工質量是提升建筑結構安全性的重要影響因素,因此建筑結構設計人員應該從建筑結構施工的實際出發,有意識的對建筑施工進行良好的管控和科學的設計,在施工工藝和施工流程方面都要規范化,此外還要不斷提高建筑施工人員的專業素養,等等這些都可以有效的提高建筑結構設計的施工質量,從而提高建筑的安全性。
2.4建筑設計要有基本的節能意識并遵守節能設計要求
現在有很多地區都對建筑的單體設計和總體規劃進行了節能設計,對建筑物的空間布置和朝向都做了系統的設計,用以滿足冬季室內光照的要求,這個方法可以改善室內熱環境,具有較好的節能效果,是一項最基本的節能措施。在建筑設計中主要空間朝向南或者偏南方向是比較合理的設計,也是節能設計在建筑優化設計中的合理應用。對于早期的建筑設計來說,臥室通常設計在日照通風條件最好的地方,這樣設計可以為室內創造一個最優的環境。但是隨著社會的不斷發展,人們居住觀念也在不斷發生改變,臥室的功能逐漸趨于單一化,與此相對客廳逐漸成為生活起居最重要的區域,所以現在建筑一般是把客廳設計在光照通風條件最好的地方,而對臥室選擇條件則不那么重視了。在現代的家庭生活中,光照對于主要起居活動區域的客廳的節能意義更加明顯,所以在建筑節能設計時要更加注重對客廳的設計,從而優化建筑設計。
3建筑設計的未來發展方向
眾所周知,建筑設計是一個比較長遠的過程,且受眾多因素的影響。所以未來建筑設計應不斷向優化設計發展,在整體規劃設計中堅持“可持續發展”原則,并將這一思想貫徹到建筑規劃設計與后期的建筑工程施工與應用中去,不斷優化設計。另外在設計中需要提高運用新技術新工藝的意識,從而改善建筑性能,提高建筑的居住舒適度。除此之外,建筑優化設計還需要考慮地域和氣候條件等因素,加大對可再生資源的利用,不斷降低建筑的資源消耗;堅持“因地制宜突出傳統特色”的原則,在優化設計中充分利用當地自然條件,并有效結合當地風俗,將傳統的建筑風格融入到建筑設計中去,從而建設出歷史與發展、傳統與現代緊密結合的新型建筑,建設宜居的生態型居住建筑。
4結語
在建筑設計過程中,只有根據居住者的生活需要和個性要求進行設計才能設計出滿意的建筑;建筑設計要堅持“以人為本”的原則,力求做到流線清晰、布局合理,節能環保。針對現存的建筑設計方面的問題必須采取相應的應對措施加以解決,從配套設施和節能環保等方面來優化建筑設計,不斷推動建筑事業的長遠發展。
作者:徐基祥 單位:深圳市廣田方特幕墻科技有限公司
參考文獻:
關鍵詞:生態建筑,節能,自然環境,設計方法
引言
為了減小建筑污染對生態環境造成的影響,生態建筑的數量不斷增多。在生態建筑的設計工作中,需要注重各個環節的細節處理,設計人員依照綠色環保的設計思路開展不同方面的設計工作。在保證工程質量的同時,實現建筑的綠色化。
1生態建筑優化設計原則
1.1與自然環境相協調
基于建筑工程的自身特點,必定會對自然環境造成一定的損害。如果在設計工作中沒有重視對自然環境的保護工作,則工程在施工階段以及投入使用之后,將會對環境造成極大的負面影響。不僅不利于建筑的長期使用,還會使人們生活的環境加倍惡化,對人們的身心健康造成傷害。為了避免上述現象發生,設計人員在開展生態建筑的設計工作中,必須在各個環節中注重對自然環境的合理保護,同時,對自然資源進行適度、合理的利用。這樣做的優點在于:不僅可以減少建筑本身的能源利用與消耗,還可以最大限度的滿足降低能耗和環保方面的要求。對人與自然和諧相處有著積極的意義。例如:如果在建筑設計中,合理利用太陽能,則降低了照明設備的使用頻率;如果采用噴水裝置達到降溫的目的,則減少了建筑內部空調以及制冷裝置的使用頻率;如果在建筑中合理設置通風孔洞,則能夠保證建筑內環境與外部的空氣正常循環與流通。
1.2以人為本的設計理念
生態建筑的設計和施工等一系列工作最終都是為人們的工作和生活服務的,也就是說,生態建筑最為關注的問題就是人們的身心健康是否得到有效的保障,是否提供了一個有益于人們開展社會交流的社交環境,滿足人們生活方面的要求,這些都是生態建筑在人文方面所需要實現的目標。生態建筑的建設目標之一就是最大程度的滿足其人文屬性,為人們營造一個健康、舒適、合理的生活和工作空間。生態建設的設計和施工過程不僅僅涉及到普通建筑工程的全部工作,還必須對社會、人文以及施工和自然狀況等因素進行合理的融合,是一個涉及問題較多的系統性工程。
2生態建筑設計的優化方法
2.1整體設計方法
只有從建筑的整體出發,全面的分析和設計建筑中的每一個環節,才能實現對建筑物的全面把握,從全局的角度開展設計工作。整體的設計方法涉及到兩個方面的內容:一方面是自然生態環境與建筑本身的協調關系,另一方面是社會環境和建筑本身的協調關系。由于較好的自然環境能夠陶冶人們的情操,改善人們的健康狀況,調節心情,緩解疲勞,所以在對建筑區位進行選擇的時候,其他條件相近的情況下,應該優先考慮生態狀況優越的地點進行建筑設計與施工。由于自然環境的缺陷需要通過對建筑物的改進來彌補,所以,在進行施工的過程中,應該盡量減小建筑物對土壤的損壞程度以及對周邊環境的污染和干擾程度。在確定好建筑地點以后,下一階段的工作要滿足以下幾個方面的要求:首先,對于已有的生態組成部分和因素,要盡可能的保留,不做改動,使自然環境保持其固有的特色和狀態,盡可能降低人為修飾的程度。其次,設計人員在設計工作中,需要滿足確定的要求,包括:盡量保持原有的地形和地貌特點;保護植被不受損壞;對地質狀況和水文條件有全面的把握,并且不進行改動;保護土壤不被損壞。社會環境和建筑協調的設計方法,即在進行建筑設計以及施工的全過程中,要有效把握幾個方面,包括:對于已被國家列為保護建筑的名勝古跡、古建筑等,要重點保護,具有不同時代氣息的景觀和景點、建筑,要進一步的繼承和發展;具有地域特點的生態環境和自然景觀要受到合理保護,并在此基礎之上進行適當的維護和保養;適當、合理的建設城市新景觀,適度使用城市中的能源和資源,比如:土地。不允許過度使用資源。尊重地方居民的風俗習慣以及生活方式,不允許擾亂當地居民生活的設計與施工;設計和施工中,適當引用當地的施工技術和手段,使生態建筑在具有地方特色的同時,又得到了長足的進步和發展;使居民融入到綠色建筑設計當中。
2.2高效節能的設計方法
這種設計方法主要強調兩個方面的內容,第一方面:高效率;第二方面:節約能耗。建設投入使用以后,會利用大量的能源,如果對不同環節的設計工作中進行適當的節能考慮,將會節約大量的能源,也就是實現了建筑設計的低能耗。設計人員在工作中盡量減少浪費,同時,注重合理利用自然能源。比如在不同的工作環節中,材料的選擇方面,采用節能環保的新型建筑材料;合理使用太陽能、風能等。技術的不斷進步,帶動了能源利用方式的改變和優化。設計人員在很多建筑設計當中對太陽能進行了合理的利用,不僅節約了能耗,也積極響應了國家新能源建設的號召。在目前的建筑設計和施工中,太陽能已經承擔了多項工作,包括:取暖、干燥、加熱、降溫等。另外,基于物理學中的原理,也可以通過適當控制溫度差和壓力差的方式來減少建筑本身的能量消耗。
2.3靈活的設計方法
生態建筑設計中,需要根據施工地點的實際狀況以及外部的自然環境,合理、靈活的選取設計方法和手段,設計中遵照適度、合理、高效、科學的原則。對建筑材料的合理選擇是設計工作中的一個重點環節,生態設計者根據建筑的狀況,提出所需材料的主要性能參數,然后進行節能、環保方面的考慮。建筑材料首先要保證工程質量、性能以及安全性;其次,綠色環保,對環境低污染或者零污染;最后,減少能源的損耗,節約材料和自然資源。國家大力宣傳可持續發展的工作戰略,將這一原則應用在綠色建筑的設計方面,為設計工作增加了一定的難度。材料的選擇過程中更加需要進行全方位、多角度的考慮與比較。設計和施工每一個環節中的工作,可能都與其他環節有所聯系,只是程度有所不同,包括:選擇材料、合理加工、功能特性、維護保養以及廢棄物的回收與處理等。每一處都體現著生態功能與自然環境的緊密聯系。
2.4循環利用的設計方法
生態建筑中需要合理開展通風、空調以及采暖系統的設計工作。建筑外表面的設計中,要全面考慮不同的細節,注重保證圍護結構的熱效率;不同的用電電器、使用設備和照明設備需要從節能的角度進行合理設計。對建筑垃圾和生活垃圾進行合理處理,避免或者降低微生物的肆意生長和繁殖。控制建筑材料的采購渠道,降低材料揮發性氣體揮發的概率,使建筑中照明設備的光線與陽光光線相近,營造一個適合人們正常工作和生活的光照條件。盡量減少建筑垃圾的產生,對于能夠二次利用的材料,做好回收工作,不僅降低了污染,而且節約了資金投入,提高了人力資源的使用效率。比如:鋁、鋼等金屬材料都是可回收利用的建筑材料,可以再次加工成產品進行使用。為了保證建筑的安全性能以及再次利用,屋面、門窗、地板等部位均需進行絕熱處理;為了節約水資源,在建筑中合理安裝可循環利用的設備。
3結語
生態建筑的設計與施工必須建立在保護環境、節約能源、與自然協調發展的前提下。設計人員應該在確定建筑地點以后,針對施工地點的實際狀況因地制宜的開展設計工作,在保證建筑工程質量以及使用壽命的前提下,滿足建筑綠色化、節能化與可持續發展方面的要求。
參考文獻:
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[關鍵詞]綠色建筑技術;建筑設計;原則;優化;結合
應用綠色建筑技術不僅能夠在施工中保護環境,達到生態施工的目的,提升建筑的綠色技術應用水平,而且還能有效促進經濟的發展。綠色建筑技術首先要求使用環保的建筑材料,提升資源的利用率,應用綠色節能的施工技術,達到節能減排的效果,綠色建筑技術預計實現的生態效益十分可觀。
1 綠色建筑設計的原則
1.1 整體美化原則
綠色建筑是響應當前生態綠色的施工技術的政策,打造出來的具有舒適宜居性的生態建筑。整體美化的原則可以這樣理解。首先,當代社會隨著經濟的發展,人們對于審美的需求逐漸變化,在滿足人們生活和工作的需要基礎上,建筑的整體要有審美的效果,如圖1 。圖1 美麗的建筑圖景達到美觀,符合大眾的審美。其次,在人們審美觀念逐漸變化的當下,結合綠色的設計理念,將建筑的美化由于自然的和諧統一結合,促進人與自然的和諧發展。
1.2 因地制宜原則
因地制宜原則有兩個方面,一方面指的是新建設的建筑項目,建設施工要符合因地制宜的原則,比如靠近山水的環境可以打造成田園小區等,實現資源利用的最大化,不僅提升資源的利用率,而且減少破壞保護生態環境。另一方面,針對當前國家的政策號召,老舊小區的改造項目如火如荼地進行中,所謂因地制宜就是要在原有的建筑基礎上合理規劃設計,最大程度對材料和空間等加以利用,減少施工中的粉塵、水、空氣污染等,減少建筑垃圾的產生,提升建筑的升級改造效率。
1.3 資源再生原則
資源再生原則的應用更多地是指建筑內部裝修的應用,比如在室內裝飾裝修的設計中,遵循資源再生的原則,一些能夠通過在加工可以使用的材料盡量使用,來代替新材料的應用,提高材料的利用效率,減少資源的浪費。
1.4 少量化原則
少量化原則首先可以應用在建筑內部的裝飾裝修上,比如一些年輕人選擇的裝修風格是及其簡易的風格,用少量的裝修建材達到簡易時尚的裝修裝飾效果,是建筑內部的空間更加寬敞,摒棄了傳統復雜的裝修風格,有助于節省資源的同時,又能夠減少裝修的成本,一舉兩得。其次,少量化的原則應用在建筑施工上,在保障使用質量的前提下,節約資源,比如當下流行的裝配式使用方式,用料節約,成本支出低,建筑質量高。因此,少量化原則也是綠色建筑技術施工的指導性原則之一。
2 綠色建筑技術的分析
2.1 水資源循環
我國水資源的現狀是人均水資源占有率小,且南北地域分布不均勻,水資源越來越珍貴。建筑設計應用綠色建筑技術首先要提高水資源的利用率,使建筑具備水資源循環利用的功能。比如建筑的內部可以修建一個蓄水池,選擇雨水進行收集,設計雨水的供水裝置,將雨水簡單凈化后可以作為重要的生活用水來源,比如沖刷衛生間等,如果建筑內部有小的景觀特色,雨水可以用來做觀賞用水,大大提升了雨水的利用效率,使得建筑物具有水循環利用的功能,提升了建筑物的宜居性。
2.2 綠色節能暖通技術
在建筑中安裝暖通設備是建筑功能中必不可少的設備,保障建筑物具有通暖的功能,更好地滿足人們的居住。要使得暖通建設具有綠色節能性,首先體現在設計方案上,比如建筑物可以提升對自然風的利用效率來節約資源,自然風對人類的呼吸系統有益,建筑的格局最好設計成南北通透的格局,這樣有利于自然風的對流,提高建筑物的居住舒適度。即使在設計方案中沒有行程南北通透的格局,也可以利用后期對建筑物的改造來實現,比如改變窗戶或者門的位置是實現。其次暖通的綠色節能還體現在施工方面,按照綠色節能施工的相關要求,做好建筑內部的保溫工作,選用可再生的[摘要]當今社會經濟的發展不能犧牲生態環境為代價,既要發展經濟,又要保護我們賴以生存的生態環境,這是時保溫材料,減少對資源的浪費。最后,綠色節能暖通技術的應用,可以選擇使用暖通空調,具有變頻技術的暖通空調比較節能,保障建筑物溫度的同時又有美觀的效果,對于綠色節能設計來說,建筑暖通空調是一個良好的選擇。
2.3 自然資源的應用
大自然饋贈人類的資源數不勝數,比如風能、太陽能、雨水等自然資源,如果能夠合理地加以利用,就會實現綠色節能、降耗減排的作用。比如利用太陽能可以發電、集熱,用來生產和生活,太陽能清潔能源的利用就會減少電量的使用,減少污染,節能降耗;通過設計或者改造建筑物的格局充分利用太陽的光照資源,代替室內照明資源的利用;利用風能進行發電,減少煤礦等非再生資源的使用;利用降雨儲存進行代替部分生活用水,或者利用降雨進行澆灌植物或者農作物,減少水資源的利用。通過利用大自然饋贈的可再生的無污染的資源,能夠減少不可再生資源的使用,真正達到節能降耗的作用。
2.4 綠色環保材料的應用
室內設計或者裝飾裝修的方案制定要選用綠色環保的建筑材料,即可再生、污染小、有助于人體的健康的材料為綠色環保材料。比如當前建筑施工中中空玻璃的使用就有很大的環保優勢,相比較于傳統的玻璃,中空玻璃具有保溫、隔熱、透射可見光的絕對優勢,而且其對于紅外線的反射率高,隔音效果好,是當前建筑施工中玻璃類中良好的選擇。再比如室內燈具的選用多種多樣,設計者應該注重綠色理念的應用,選用不含汞的節能型燈具,當下最好的選擇就是白光LED燈具,相關數據顯示,白光LED燈具不含有汞因素,不會對環境造成污染,同時白光LED燈具的能耗是普通燈具的十分之一,而且使用年限長,內部結構非常簡單,拆裝不需要專業的技術,如果后期使用年限到期,廠家還可以回收,避免產生垃圾。室內裝飾裝修中墻面壁紙的選用盡量選擇污染小、異味小的天然纖維的壁紙,或者PVC材料的壁紙,環保好用,減少垃圾的產生。地面的裝修中,也盡量選用環保建材,比如地磚盡量選用不含污染元素的材料,不建議選用地毯,其既不好清理,材料也非可再生,如果成本允許的話盡量選用純天然的材料,比如天然石材,減小污染的同時有益于人體健康。
3 綠色建筑設計中綠色建筑技術的優化結合
3.1 綠色理念的優化與結合
在綠色建筑施工中融入綠色理念,應用先進的綠色節能施工技術,才能提升建筑施工的水平。首先,我們應該選擇性的借鑒國外先進的綠色施工技術,將國外綠色施工技術與我們的具體國情相結合,建設有中國特色的綠色建筑。其次,隨著經濟的發展,綠色理念也是動態發展的。綠色建筑涉及的建筑領域比較廣闊,各個領域之間存在聯系,不是獨立存在的,因此,綠色理念在應用的過程中應該注重優化與結合,促進綠色施工技術的合理應用,從而進一步確保建筑物的施工質量。
3.2 氣候相宜的優化與結合
我國的氣候類型多樣,南北方差異明顯,為了使建筑物能夠更好地滿足南北方氣候的差異,同時借助南北方氣候的特點,為了使建筑物發揮本身的特性,更應該具體氣候具體分析,結合不同的氣候特點來實現綠色施工技術的優化。首先,要對建筑物需要適應的不同的氣候的能力了解清楚,比如,南方的氣候多降雨,建筑物的屋頂應該設計成人字形的形狀,或者建筑高懸地面,避免暴雨的侵襲,保持建筑物的干燥,比如南方的著名建筑―吊腳樓,如圖2 。圖2 吊腳樓建筑圖北方的氣候特點多暴雪、氣溫低,例如東北的建筑就應該設計暖炕或者地暖,以此來應對東北地區嚴寒的天氣特點。同時,對于建筑材料也要采取優化措施,盡量使用可再生的建材,達到節約能源的作用。其次,在制度管理規范方面,關于綠色建筑技術的應用應該統一管理制度,規范綠色施工技術的要點,才能進一步確保建筑的施工質量。
3.3 節能設計的優化與結合
綠色建筑設計中應用綠色節能技術,首先考慮應用綠色可再生資源,比如前文提到過的風能、太陽能、地熱能等,充分利用清潔可再生能源,是對生態環境的另一種保護。同時,當今時代是科技發展的時代,應該充分利用科學技術,保障綠色建筑節能設計的優化與結合,使綠色建筑技術更好的應用于綠色建筑中,切實保障綠色建筑建設水平的提升。
4 結語
經濟的發展是不能以犧牲環境為代價的,但是當前環境污染問題已成為亟解決重要問題,綠色節能的施工技術是當今時展的需要。綠色節能施工技術順應當前發展的趨勢,響應環境保護的主題,是可持續發展的技術。因此,我們應該保護賴以生存的環境,打造人與自然和諧相處的畫面。本文分析了綠色建筑設計的原則,指出了綠色建筑施工技術,以及討論綠色建筑設計中綠色建筑技術的優化結合措施,旨在促進綠色建筑設計水平的提升,切實保障綠色建筑的建設水平。
參考文獻
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關鍵詞:建筑設計;綠色建筑;技術優化
綠色建筑主要是以保護環境、節約資源、以人為本和可持續性發展為設計理念的,這也是我國整體建筑行業發展的重要目標。但如何能夠更好的發揮設計理念的作用,將理念與實際操作相結合仍然是綠色建筑發展的一大難題。因此,綠色建筑的技術優化和設計整合顯得十分必要。
1綠色建筑設計的思路和執行策略
綠色建筑在設計過程中,主要針對現場設計及室內環境綠色規劃、資源的節約與環保等方面進行綠色設計。設計時,綠色的建筑理念要貫徹設計過程的始終,并且要根據建筑實地的氣候因素進行被動設計。具體的體現在光照、熱工性能、通風遮陽、綠色建材、可再生能源選擇等方面。將綠色理念在設計圖紙上呈現是綠色設計的執行意圖,也是設計執行的關鍵。首先要進行計算機的模擬分析,根據模擬分析情況確立整體的設計思路,從而展開設計。在工程初期階段,可以建立一支專業人員較多的設計團隊,設計人員要以綠色設計為目標,對于不同的設計矛盾可以根據設計目標進行調節。每位設計人員全力協作,參與到設計的整個過程中,對每個設計細節加以完成,才實現綠色設計的目標。
2綠色建筑設計中遵循的基本原則
首先,要保證設計的高效性。充分合理的利用建筑實地周圍的自然資源、綠化資源、生態環境資源。在綠色建筑的設計規劃階段,更加側重對整體建筑生命周期的提高,主要體現在對建筑土地科學合理規劃、節約生態資源、使用可回收材料等方面。其次,要充分掌握設計的地域性要求。我國幅員遼闊、地大物博,很多地區的自然地質條件、環境條件、氣候條件、生態資源條件以及社會經濟的發展情況、文化發展都有著較大的差異。所以,在綠色建筑設計中要充分考慮到不同地域的特點,因地制宜地進行建筑設計。最后,要保證設計效果的協調性。從經濟發展的角度來看,綠色建筑也屬于工程建筑范圍內;但在社會生態發展的角度來看,綠色建筑屬于社會生態建設的一部分,可以單獨作為一項綠色生態系統,對人們的生活產生影響。因此,在綠色建筑的設計過程,要將整個規劃設計結合城市地區及周邊生態環境進行綜合考量,保證建筑要與城市氛圍和周邊環境相融合。
3綠色建筑設計技術的優化分析
3.1規劃期間設計技術的優化分析
規劃期間,主要通過對建筑現場的氣候特征研究,結合計算機模擬技術,優化設計朝向和平面布置對建筑風、聲、光等方面的影響。當建筑工程報規后,就不能對設計進行整改,所以規劃時期一定要有充足的時間。如某地區的建筑設計日照強度的計算,利用總平面的計算進行設計優化,調整整體空間的布局和結構,完善陰影區域位置,保證室內的光照達到最佳效果。建筑通風模擬是在室內布局優化的基礎上,進行室外風的環境模擬,更好對通風進行設計[1]。
3.2客觀因素的設計技術優化分析
通過對不同地區不同氣候特征的綠色建筑進行研究,發現地域結構會影響到建筑的根本特性,例如建筑的性能和構造、空間和結構、資金的投入、室內的環境,以及表現出的經濟性、安全性、舒適性等特性。建筑的外在要與建筑實地的氣候特征相符,建筑的外貌要與地區的文化特色、地質地貌相適應,建筑的設計性又要滿足使用性[2]。例如遵義科技管就是根據地區的土質的熱穩定特性,進行創新,建設為半覆土式建筑,這樣可以盡最大程度保護好地區的地質地貌,防止過度的開挖。也能夠對客觀的水質體系和植物進行很好的利用。
4綠色建筑設計技術的優化結合分析
首先,規劃階段進行技術的優化整合。規劃階段是建筑設計的重要內容,通過一系列的措施和方法,對建筑施工場地進行充分的掌握,保證建筑技術優勢的充分發揮,提高建筑設計的效果,保障建筑設計的科學性,避免在設計過程中出現差錯。在綠色建筑技術的應用過程中,根據以往的設計經驗,對規劃階段的建筑設計做好初步的優化。首先,要對建筑工程的基礎材料進行深入分析,對建筑的光、聲、電做到充分熟悉,提高對綠色建筑技術的應用力度,在根源上避免浪費資源材料的現象,并將建筑的成本造價控制在合理范圍內[3]。其次,合理控制綠色建筑總平面,將不同設計師的設計內容進行結合,確保設計內容的優化,明確能夠對建筑規劃造成影響的因素,從而明確不同階段設計的差異性,嚴格按照施工設計圖紙的內容對建筑平面工程展開設計,使建筑平面設計得到深度優化。最后,平面設計人員要時刻關注施工進程,避免施工效果受到外界因素的影響。其次,根據氣候因素進行建筑技術優化。在經典綠色建筑的經驗指導下,要加強對不同氣候特征地區的建筑設計進行深入研究,明確建筑設計的基本功能屬性。首先,在建筑設計過程中,要考慮到施工材料的性價比和環保性,將整體的施工效果進行優化,增強建筑的穩固性,以便應對極端天氣的影響。其次,明確好綠色建筑技術規范,根據規范內容確定綠色建筑設計內容,并不能進行天馬星空的想象,提高綠色建筑的氣候適應能力,并在設計過程中對保護性建筑進行設計[4]。最后,將綠色建筑的形態設計與節能優化結合,綠色建筑秉持著可持續發展的設計理念,所以不能只解決建筑設計的當下問題,還好將建筑與自然相結合。例如,在重慶綠色建筑設計中心,應用了許多綠色技術進行工程建造,其中主要采用了透水磚、太陽能、綠色再生混凝土等綜合材料進行整體的建筑設計。首先在通風設計上采用太陽能技術,在拔風井外部安裝平面玻璃,內部采用蓄熱材料與絕熱隔層相互配合,防止熱量傳入建筑內部,并向夜晚通風的熱壓傳遞能源。由于是南部的日光照進,對井中的空氣進行加熱,增強其拔風的功效[5]。并通過網絡的研究,配合CFD的分析法驗證是否能夠達到室內通風的需求。再次,對建筑設計的外觀形態與節能技術進行優化整合。綠色建筑的設計與傳統一般性建筑的設計存在著本質性的差異。綠色建筑設計主要是在進行實地考察和各項數據測量后,對數據進行合理的量化分析,取代了傳統感性認知的設計方式,綠色建筑的設計是在定量化分析的基礎上進行的。綠色建筑設計要以形態美觀和節能優化為基礎,將外觀形態與節能技術相結合,通過模擬技術手段對結合效果進行分析,對存在問題的地方要進行及時的處理和重新設計,實現綠色建筑設計的最優效果。因此,綠色建筑設計形態不僅要滿足美觀的要求,還要體現綠色建筑技術。最后,對采光遮陽技術進行優化結合。綠色采光遮陽技術設計主要是根據建筑所在地區的氣候條件,通過采光的模擬軟件進行不同形式的采光技術和遮陽技術模擬分析[6]。根據分析數據總結建筑物受內光環境的影響規律,并設定合理的遮陽設計參數。同時結合對建筑實地的自然通風情況進行分析,并通過CFD軟件分析風向對采光和遮陽的影響以及采光遮陽對建筑物室內風向內循環的影響,做出綜合的設計策略,為綠色采光遮陽技術的應用提供理論依據。
5結束語
綠色建筑設計是我國建筑業發展的目標和方向,綠色建筑秉持著可持續發展的設計理念,不僅能夠保證建筑設計的科學合理性,構建完善的室內環境,還能夠加強對工程成本的控制,所以,綠色建筑在未來的發展中,要加強對綠色建筑合理性設計的分析,將建筑設計內容與現代綠色技術更好的結合起來,加強對高科技手段的應用,降低建筑成本,為綠色建筑創造更大的經濟收益、環境收益和社會收益,促進建筑事業的良性發展。
參考文獻
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【關鍵詞】:建筑設計;節能優化;設計;分析
【導言】:伴隨著經濟的迅猛發展,能源消耗的額度也逐年增大,能源問題已成為焦點,其嚴重違背了可持續發展原則,制約了國家經濟建設,阻礙社會發展。目前,建筑業耗能居于首位,我國出臺了一系列的節能標準,切實貫徹落實可持續發展原則。
1、我國建筑節能設計的現狀分析
由于建筑節能設計具有很強的綜合性與系統性,涉及到的專業領域較為廣泛,技術含量較高,使得在節能建筑設計方面依然缺乏完善的建筑設計技術,建筑設計體系也不成熟。具體現狀歸納如下:
1.1建筑節能標準執行率低
由于我國各地區的氣候條件和經濟條件差異較大,與當前的能源節能標準尚未細化,也沒有充分考慮當地的經濟條件,導致所有的標準在實施過程中存在一定的問題。
1.2設計人員缺乏J識
雖然建筑業已經成為我國經濟的支柱產業,但仍然存在著很多問題,在建筑行業的發展上建筑設計沒有充分展現出建筑節能創新的理念,這主要是由于設計人員缺乏充分認識和了解建筑節能設計,仍沿用傳統的設計過程中的設計理念,從而導致在建筑行業的建筑節能理念和技術不能得到充分的體現和應用,阻礙了節能建筑的開發應用。
1.3管理人員節能意識薄弱
建筑節能設計不僅體現在建筑中,它與建筑的管理密切相關。但在建筑節能技術應用的現狀并不樂觀,原因是創新和管理意識缺乏,不會使用節能建筑的設計理念,施工管理,施工企業的管理模式仍然是傳統的粗放式管理應用,這顯然不利于建筑節能技術。
1.4先進節能技術應用不足
當前,我國的建筑行業對國外先進技術的依賴性強,特別是在建筑節能設計技術領域。因此,先進的節能技術在節能建筑設計中不能得到充分的應用,許多設計理念仍然沿用傳統的設計理念和方法,嚴重制約了資源的保護和環境的保護。
2、建筑設計中的節能措施分析
2.1屋面節能措施
屋面是建筑圍護結構的重要組成部分,對于屋面的節能措施,在屋面進行保溫隔熱處理顯得尤為重要。在夏季,太陽輻射很強,經受太陽輻射后的建筑屋面的溫度能夠達到七十攝氏度或以上的高溫;在冬季,雖然太陽的輻射要弱得多,但是室內外溫差卻很大,從屋頂散發到室外熱量非常多。基于這方面原因的考慮,很有必要對屋面采取節能設計。在屋面節能設計方法上,以把保溫層鋪設到建筑屋面這種方法運用得比較多。然而,為了使屋面的保溫隔熱效果更加的理想,則需要嚴格要求和控制保溫材料質量。具體的做法是:第一,在設計上對保溫材料的吸水率以及密度要把握好尺度,屋面自重更是要控制在合理范圍之內。第二,在選取保溫材料的時候,應盡量選用具有環保的、優良保溫隔熱性能的以及性價比高的等優點的材料。第三,設計人員還可以用蓄水或者是綠色種植的方法運用到屋面設計中。其中蓄水式的屋面能夠散熱,還能使屋面溫度降低,綠色種植式的屋面不但可以增加建筑的綠化,隊環境起到美化的作用;還可以使屋面的保溫隔熱效果更加理想。
2.2墻體節能措施
墻體也是建筑圍護結構的重要組成部分,在墻體上采取行之有效的節能措施,能夠使建筑墻體的節能效果得到很大程度的提升。對于墻體的節能設計,主要采用以下幾種方法:在建筑外墻的材料選擇上,采用隔熱保溫性能較為理想的材料;在墻體中間,將保溫的材料放入其中,形成墻體和保溫材料凝結在一起的復合墻體;在建筑的外墻添加保溫層,不但能起到隔熱的效果,還能為墻體充當保護的功能,這種方法也叫外墻外保溫。如果只考慮保溫節能的效果,第三種方法可以說是最佳的選擇,因為室外的溫度不會對外墻外的保溫材料產生太大的影響。
2.3門窗節能設計
2.3.1控制建筑窗墻比
窗墻比顧名思義就是窗和墻之間的面積比,指的是窗戶洞口的面積和房間立面單元面積之比,常常把窗墻比作為指標參數運用到建筑和建筑工節能設計中。其中房間立面單元面積指的是建筑的層高與開間定位線所圍成的面積。不同的區域,不同的氣候條件,在窗墻比的要求也很不同。盡管如此,對于門窗節能方面的措施來說,控制好建筑外窗的面積是很好的也是有效的一個途徑。
2.3.2門窗玻璃的選擇
著色玻璃:著色玻璃是一種節能裝飾性玻璃,它不但具有良好的透明度,還可以對陽光中的熱射線顯示出很強的吸收能力,有效吸收太陽輻射出來的熱量,從而達到隔熱節能的功效。不但如此,從外面透入隔熱玻璃的陽光,會被其柔化掉,大大降低陽光刺眼的程度,隔熱玻璃還能把太陽光中的紫外線過濾掉,有效隔絕了紫外線對室內物品的直接作用而引起的物品褪色和變質情況的發生。鍍膜玻璃:鍍膜玻璃也叫反射玻璃,它是通過改變玻璃的光學性能,來達到某種特定要求的。具體來說,是將一層或者多層金屬、合金或金屬化合物薄膜涂鍍到玻璃的表面。在建筑門窗節能中,采用的鍍膜玻璃指的熱反射玻璃,它具有在對熱輻射進行反射時候,還能發揮很好的透光性能的優點。陽光控制鍍膜玻璃和低輻射鍍膜玻璃是比較常用的鍍膜玻璃,陽光控制鍍膜玻璃,可以對陽光起到一定的控制作用,隔熱性能極佳,從而降低了室內空調的使用率,最終達到節能的目的。這種玻璃在安裝時,還要在室內側安裝膜層來延長它的使用壽命。低輻射鍍膜玻璃可以放射遠紅外線,也可以很好地阻隔可見光里的熱射線,保溫效果極其理想。中空玻璃:中空玻璃是一種將兩片或者三片玻璃,用高強度高氣密性的復合粘結劑,將其與含有干燥劑的鋁合金窗框粘結在一起,從而形成的高效隔音隔熱玻璃,門窗的保溫隔熱性能得到很大的提升。
關鍵詞:住宅;建筑設計;優化;建議;方案
中圖分類號:[F287.8] 文獻標識碼:A 文章編號:
每一年,國家為了改善人們的居住條件和居住環境,需要投入大量的資金到住宅修建中,只有對住宅設計的方案進行了優化,才能夠為國家節約資金、創造財富,并且為居住者提供一個良好、舒適的居住環境。
一、住宅功能、空間設計優化
(一)設計的時候要遵循“人性化”原則
遵循“人性化”原則,是為了創造合適、舒適的居住空間。因為人體在空間中的活動尺度是有比例的,因此必須根據這個比例來進行規范的設計。設計的時候,要對住宅中的各個空間的面積進行量化。這就需要設計師結合人們的生活習慣,對住宅內的空間進行仔細的分析與研究,使房間尺度既不會因為太寬而顯得太過于空曠,又不會很狹小,這樣才能讓住宅符合人們的生理要求和起居要求,并且滿足人們的住宅需求。
(二)提高住宅的舒適度
住宅是人們學習和生活的重要場地,人們每天大約有近一半以上的時間都呆在房屋內,房屋的功能就是滿足人們的生活起居。因此,必須要提高住宅的舒適度。不僅如此,國家也在建筑房屋的節能、環保方面提出了一些要求,設計師要在節能和環保的基礎上來提高舒適度。比如,在進行設計的時候盡量使用新材料和環保材料,結合一些新的施工工藝,比如太陽能技術、節能取暖技術、循環用水系統等等,通過這些材料的使用,既要讓居住者更加方便的用水、用電,又可節約水、電資源。
(三)完善住宅的功能
完善住宅的功能,并不是要一味的增加房屋面積,而是在滿足起碼的廚房、廁所、客廳、臥室需求的基礎之上,設計隱藏的儲藏空間,使房屋使用起來更加方便和完善。比如,在廁所中,坐便器單獨設計了一部分:坐便器上有獨立的龍頭,從而使洗完手的水可以集中起來沖洗坐便器,這樣不但解決了廁所空間擁擠的問題,還節約了水資源。同時,這也是很多的普通住宅設計師沒有考慮到的問題,因此,設計師應該多花點心思考慮和構思,使小空間能夠滿足更多的居住需求,大空間在功能完善的同時分出空間和層次。不管是大房子還是小房子,都應該盡量滿足居住者的需求,功能的完善是必不可少的。
(四)對環境進行優化
住宅小區的環境也能在一定程度上對居住者造成影響,所以,設計師還要對住宅小區進行規劃設計,既要使周圍的環境能滿足人們的需要,又要增加小區的整體藝術感,使每一棟建筑物看起來不僅僅只一個普通的住宅,更像是一個藝術品的象征。比如,一棟小區主要是由7棟35層和4棟19層的高層組成,建筑物兩邊很低,中間很高,儀式感很強,并且建筑天際線高低起伏,給人以自然群落的景象,這樣也顯示出了小區不凡的品質和設計功底。另外還設置了獨特的坡屋頂、溫暖的紅褐色瓦面、富有精致線條的米黃色墻面,小區周圍的綠化帶也很規范和整齊,整體形成了典雅、沉穩、優美的建筑風格。
(五)規范的交通系統
要合理設計和安排小區的交通系統,就要采用綠化分割、景觀引導、設施限制等辦法,這樣才能使人和車分離開來。可以適當的在住宅區設置人數、規模相當的停車場,這樣既不會使人和車的距離太遠,又能夠使人們享受到移步換景的外部環境景觀。這種規范的交通系統設計,同時也有利于交通安全和居住者的出行。
(六)滿足人們的社交需求
現代的小區住宅把鄰里之間的關系拉遠了,生硬的分割把人們的社交范圍變小了。住宅建筑有個特點,它既要求保護居住者的隱私,又要求構建和諧的鄰里關系模式,以滿足人們的社交需求。如今的城市小區住宅都是單元式的,這在一定程度上對人們的交往和交流都起到了阻礙作用。
因此,在進行設計的時候應該盡量的減弱和消除這種距離感與隔閡感,首先要構建有序的交流流向,創造良好的交往環境。并且以住宅組團為基本單位,采用豐富多彩的規劃手法,合理引導人們進行交往,構建良好的鄰里社交模式。
(七)對室內進行優化
在過去,人們買了房子之后都要進行二次裝修,比如拆墻、打洞等等,因為如果不進行二次裝修的話就會面臨使用功能不全的問題。盡管這樣做很麻煩,但是大多數人為了日后的起居生活更加的方便,還是會進行第二次裝修。這樣一來,就會浪費大量的材料和勞動力,除此之外,拆改帶來的安全隱患也是一個很大的問題。國家已經出臺了相關規定,禁止出售和上市毛坯房,并且提倡精裝修房屋,這樣既可以節約資源、保護環境,又有利于居住者的起居生活。精裝修房內應該合理的進行裝修,一切為居住者考慮,在設計的時候,要充分的考慮功能需求,提供良好的裝修基礎,比如要考慮家具擺放的統一和協調,插座的數量要滿足家用電器的需要,水、煤氣管的走向要考慮到安全性和便捷性,等等。
二、住宅建筑套型的優化設計
(一)主臥室
主臥室的設計要從常規來考慮,因為主臥室是用來休息和睡覺的地方,還可以延伸到其他附屬的功能,比如化妝、看書等。一些主臥室可以增大面積,再配上多功能的專用衣帽間,以及具有極好視野的八角陽臺。主臥室要緊鄰書房,這樣才能使居住者在獲得休憩空間的同時,還能擁有更加便捷和舒適的起居生活,另外,還要做好隔音的處理,在生活和學習中減少對其它家庭成員的干擾。
(二)起居室
起居室是親友聚會、家庭娛樂的地方,因此可以設計地更加寬敞和明亮,并且要設計好室內的流線組織,避免因為室內較為空曠,面積過大而影響到房屋的使用功能。比如一位設計師在進行設計的時候,起居室除了通向陽臺的門以外,只有一條公共走道來連接各個房間,這樣能夠為起居室減少多余的空間,并且能夠使起居空間看起來更加的完整,并方便放置沙發、家具等等。
(三)陽臺
陽臺對于住宅來說非常的重要,因為陽臺是居住者接觸室外、休憩的地方,所以應該充分發揮出陽臺的優勢。如果空間允許,還可以設置大型陽臺或者多個陽臺,從而更大的滿足人們的休閑要求。
三、總結與體會
設計師在進行住宅建筑設計的時候,所有的設計理念都必須建立在居住者需要的基礎之上,既要滿足居住者對房屋的要求,又要注重環境對居住者的要求,使房屋發揮出自身的特點和優勢,并且被人們所充分利用。
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質量是產品的生命,沒有好的質量,產品就沒有市場,只有高質量的產品,在市場上才有競爭力,建筑設計也是同樣如此。
本人認為,只有在建筑設計質量的優化管理上做文章,才能產出高質量的建筑設計成品。建筑設計,在某種意義上講可等同于建筑產品,它是藝術創作與科學技術的結合體。它不能用工業化、工廠化、程序化的過程進行生產,對于不同使用功能、性質的建筑從內容到外表形態是不同的。
建筑設計成果的質量評定不能用固定的標準去衡量,即使達到建筑設計規范、標準和規程,也不能稱該建筑設計就是優良品或精品。建筑設計是科學與藝術雙重創作的結合,是創作構思加科學計算合成的結果。在運行過程中設計構思組合產生出全新的東西,不可能有固定的模式可套用,建筑設計具有一定的隨機性變化。
建筑設計質量的優劣,確切地說是一個目標范圍的界定,建筑規范、規程和標準是建筑設計合格的下限。建筑設計精品是在設計運行過程中優化取舍,完善完美。因此,設計質量的優化管理是十分值得重視的。
建筑設計質量的優化管理,就在于強化、強調了設計的“全過程管理”,這是動態管理。它也打破了過去靜止的簡單化的“結果管理”淘汰制。從而避免浪費時間和造成直接經濟損失。建筑設計運行過程要自始至終,由部分到整體、由管理點到強化點,由方案到施工圖,這些工作都要進行細化、優化和篩選。它是積極主動、極具挑戰性的動態管理。
2、健全建筑設計質量優化管理的基礎——質量管理保證體系
(1)建立法人掛帥的組織機構。成立監督機構,即法人親自掛帥,專家起主導作用的全方位的有機結合體。設立質量檢查小組,每個項目均設質檢員。以專家為主導是為了掌握專業技術的高標準高質量,法人掛帥是保證質量管理體系順利運行。主要目的是使這項工作經濟化,制度化,責任化。
(2)健全可操作的規章制度。主要包括以下方面:一是規章制度的制訂要結合實際情況,一定要具體化、細化、量化,特別是要具有可操作性,以保證其運用的經常性和可檢查性,以其達到預定目標。二是規章制度要量化,做到可以制成表格分門別類填寫打分。三是設計人員行為要規范,原則性要強,只有我們自己有效地規范了行為,才能使我們的服務對象滿意。四是跟蹤服務、反饋信息及時更正與處理。五是事前計劃要具體,事中控制有措施,事后總結有效果。
3、建筑設計質量優化管理的運作
建筑設計質量優化,不僅是為了設計產品合格,滿足設計規范的要求,而是為了高標準的追求。在設計優化管理運行的前后,從計劃到分工、從人員到產品,從部分到整體等都是為了篩選出最優的方法和手段,產出最佳產品。
(1)在定崗定位人員時即時挑選,既要進行優化思想教育,又要注重量才使用,使每一個設計人員都有進取精神,思想中時刻存在著爭奪市場的競爭意識。這就是人員的優化組合。
(2)確定每一個項目的優化管理。所謂管理點,就是項目中起決定作用的關鍵點。比如:項目設計的方案圖、施工圖、預算,這就是建筑設計項目宏觀中既有影響又起決定性作用的關鍵點。
(3)設計項目的優化統籌安排。設計項目的各個專業及專業內部的不同程序的交叉運行必須要進行周密地安排。只有這樣才能使各個專業及專業內部密切聯系,避免出現差錯,大大地縮短設計時間,提高工作效率。
(4)隨時制訂與研究項目的創新計劃。凡是設計項目運行過程出現新情況新問題,都應該進行分析研究。只有不斷地向較高的目標前進,優良產品才會不斷產出。
(5)提倡精品化、集成化、信息化。要創新要精品就必須掌握足夠的信息,如向國外發達國家學習,他們的設計理念和先進經驗,做到這一點也就等于找到了捷徑。
(6)提高設計人員整體水平和素質,給設計對象創造更多的學習,深造的機會,使他們在設計運行中的各個環節都能獨當一面。
(7)制定優化的最佳目標,打出最低的要求線,盡量把一些定性的要求變成定量的標準,以具有明確的可操作性。
(8)建筑設計方案的優化管理。建筑設計方案對于設計項目十分重要,建筑設計方案的確定不僅僅是為了評選好的方案,優化選取方案不是目的,重要的是在建筑設計方案運行中進行優化管理。當建筑設計方案選取后,按專業部分進行優化、細化、量化而后運行。建筑設計方案優化管理,旨在于打破舊的、固定不變的教條,采取積極地動態管理方法。
建筑設計質量的優化管理,首先在于建筑設計質量的優化,然后才是管理。建筑設計質量的優化關鍵在于建筑設計思想目標的確立,建筑設計思想的優化。
4、建筑設計運行系統與過程的優化控制
設計運行系統指總體的各個部分運行一體化,而過程是進行設計的全過程。要對其進行優化控制。首先,要確定系統部分的控制點,也就是運行的各個部分,即管理點,使每一個部分都進行優化處理。然后,進行過程的優化控制。如果只提達到質量標準、滿足規范、規則的要求,那么建筑設計這個特殊的產品并非是精品。因為建筑設計的創作意識包括科學與藝術的排列與組合。提倡設計質量的優化管理,就是始終有一個較高的目標去奮斗。這里目標指的是一個范圍,而不是具體的標準。方案有幾個,而最好的只有一個。復雜的建筑設計周期短的幾周、長的幾年,施工的周期更長。
【關鍵詞】 結構設計優化;建筑設計應用
傳統的結構優化設計,實際上指的是結構分析,其過程大致是假設-分析-校核-重新設計。重新設計的目的也是要選擇一個合理的方案,但它只屬分析的范疇;且只能憑設計者的經驗作很少幾次重復以通過“校核”為滿足。結構優化指的是結構綜合,其過程大致可歸納為:假定-分析-搜索-最優設計四個階段。其中的搜索過程是修改并優化的過程。它首先判斷設計方案是否達到最優(包括滿足各種給定的條件),如若不是,則按某種規則進行修改,以求逐步達到預定的最優指標。[7]
一、結構設計優化方法的理論基礎
在工程項目結構設計過程中,需要認真考慮的問題有很多,最終要實現的目的是需要在設計對象基本適用功能和安全可靠性有一定保障的基礎上,更好地設計設計對象,使其達到最佳效果。在此基礎上,工程和結構最優化的問題就必須要引起重視。
從建筑理論上分析結構設計優化方法可以得知,結構設計優化方法主要體現在兩個方面,其一是房屋工程部分結構的優化設計,其二是房屋工程結構總體的優化設計。后者的優化設計包括:屋蓋系統方案的優化設計、圍護結構方案的優化設計和結構細部設計的優化設計。穿插其中的,還包含選型、布置、受力分析、造價分析等項目,在實施過程中,應遵循一定的原則,結合具體工程的實際情況,從實際出發,圍繞房屋建筑的綜合經濟效益目標進行結構優化設計。
在設計安全被保證的情況下,建筑師應開拓創新,挑戰新的結構形式。在建筑結構設計的過程中,建筑師的設計意圖應能夠得到基本滿足,應設置盡量符合規則的平面布局,使其對稱;同時縮小質量中心和剛度中心的差異,使建筑物在水平荷載作用下不致于產生太大的扭轉效應。在豎直方向的布置上,應確保在滿足功能要求的情況下,盡最大可能貫通豎向的承重構件;為使結構分析和設計上的難度不致于太大,減少不必要的經濟浪費,使應力分散,轉化層應盡可能少地使用;豎直方向的剛度要漸變,而不要突變,如若不然,在水平荷載作用下,突變處會產生嚴重的應力集中現象,這是非常不利于結構抵抗水平動力荷載的。
二、優化的結構設計技術在實踐中的應用
在優化結構設計方案設計好以后,就可以在實踐中融入這種理論方法。當前,結構設計優化屬于一個較為普遍的課題,在能夠充分利用結構優化方法而且其適用性能不出現改變的基礎上,使工程造價目的得以實現,在實踐中充分地運用結構設計優化方法,對于我國建筑工程設計人員而言,是很有必要的,也是很重要的。結構設計優化設計在項目的整體設計、前期設計、舊房改造以及抗震設計等環節中,能夠產生巨大的效益。在結合結構設計優化方法以及模型的基礎進行實踐,一定要注意一下三方面的問題:在結構設計優化的前期工作中積極參與,優化概念設計和細部結構設計,對下部的地基基礎結構設計進行優化。下面就針對這三方面開展進一步的分析和討論:
1.在結構設計優化的前期工作中積極參與
由于前期方案的確定與建筑的總投資之間有著直接的關系,而現在存在的普遍問題就是前期方案階段結構設計并不參與其中,建筑師在實施建筑設計的時候,通常情況下都不對結構的合理性以及其可行性進行充分地考慮和分析,但是建筑設計的結果對于結構設計而言,能夠產生直接影響,有一些方案可能會使結構設計的難度有所增加,在此基礎上會使建筑的總投資得以提升。若是在方案初期,結構優化設計就能夠參與到其中,那么我們就能夠依據不同的建筑類別,將合理的結構形式和合理的設計方案選擇出來,從而有一個好的開始。
2.優化概念設計和細部結構設計
針對那些沒有具體數值量化的情況,概念設計是最佳的選擇,例如,地震防烈度的設置,由于它具有一定的不確定性,計算式與現實之間難免會存在一定的差距,在設計過程中,概念設計的方法是比較適用的,將數值作為輔助參考資料。在設計過程中,設計人員需要能夠對結構設計優化的方法靈活充分地運用,從而達到最佳效果。
3.對下部的地基基礎結構設計的優化
在地基基礎結構設計優化過程中,合適方案的選擇是很重要的,若是樁基礎,那么就需要與現場地質條件相結合,將樁基類型合理地選擇出來,使造價得到最大程度地節省。樁端持力層會對灌注樁樁長的選擇產生一定的影響,在這種情況下,應該多比較,最終確定最佳方案。
例如:某中學藝體館,三層22m跨大梁采用后張有粘接預應力新技術,解決了跨度大、荷載大的問題;梁截面400*1500mm,選用后張有粘接部分預應力混凝土梁,預應力鋼筋
3-7∮5,利用荷載平衡法平衡恒載+1/4活載,以保證在無荷載時不至于反拱過大。
三、結論
對結構設計優化的技術方法進行充分有效地利用,可以使有限的空間、有限的資源得到一定程度的提升,從而使其的效果得到最大化的發揮,在此基礎上,經濟化、實用性以及適用性的目標得到有效實現。在這種情況下,建筑產品的品質要求實現了不斷提升,從而使人,們對居住條件以及生活環境的要求得以實現,與此同時,建筑商滿足顧客需求的手段也實現不斷更新的目的,最終使建筑工程造價成本的目標得到有效地降低。
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關鍵詞:居住區建筑 設計優化 綜合特征
居住區建筑的主要構成:
居住區的建筑構成簡單的可以劃分為居室、廚房、衛生間、戶內過道(戶內樓梯)或前室、 貯藏間、室外活動空間(庭院、陽臺、露臺)等。按照其使用用途主要可以劃分為用來聚會、娛樂、進餐的較大的公共空間,我們把它叫做集中活動空間;還有以工作、學習、睡眠為主的需要安靜的較小的分散活動空間,根據使用用途我們就可以確居住區建筑設計優化的方向。
二、居住區建筑設計的特征分析
居住區的建筑設計是一個將社會、經濟、技術等多種因素交叉而成的建筑規劃學科。它具有多元化特征。這些綜合性的特征可分為環境因素和居住感受兩個方面:
環境要求
環境要求涉及到多種因素,一般是與自然環境以及人們的實踐和認知的客體對象有關的,比如,建筑所在的大環境、施工結構、氣象、氣候、材料、設備、綠化、衛生等因素。一個宜居的環境離不開其周圍的環境,周邊的基礎設施,以及房屋與房屋之間的間距,房屋朝向、周邊的綠化、小區的環境衛生等等諸如此類的環境因素。
2、居住感受:
建筑自身同樣涉及到多種因素,它一般是與社會的發展環境以及人們的主觀認識和實踐活動有關的。比如,居住者在建筑物內生活所帶來的感受,他可能于建筑本身有關系外與居者的修養、心境、學習等等都有關系。除了一部分的經濟及人口因素以外,大多數的軟性因素集合的邊界難以確定,因而無法直接進行計量和分析,只能用比較彈性的方法做模糊的處理。
二.居住區的建筑設計的雙重特征
居住區的建筑設計在規劃系統是介于比較微觀的建筑單體設計與比較宏觀的城鎮設計之間的一個層次外置,因此居住區的建筑設計規劃具有環境要求和居住感受的雙重特征。
由于居住區建筑設計本身所具有的雙重性,所以僅僅依靠人模糊的認知或者舉例分析是無法準確處理設計中的具體問題的。因此,我們必須借助各種現代科學的理論和方法。運用科學的方法對居住區建筑設計中的具體問題進行描述和分析,才能提出更合理而準確的方法。
通常用于居住區建筑設計優化的科學方法理論有:優化論方法、系統論方法、信息論方法、控制論方法、仿生論方法、物元論方法、壽命論方法、智能論方法、模型論方法以及模糊論方法等等。
以上各種理論方法雖然在數學分析方法上有所差異,在理論的認識角度上有不同的側重點,但是在哲學思維方面比較接近,而且都帶有辯證邏輯的特點。比如:我們可以將設計的對象分割為一些基本的因素,那么這些因素之間必然會存在普遍的聯系和相互的作用,這種相互關系既具有一致性,又具有對立性,系統的結構與特定部分的功能相互制約、量變質變關系、時空存在的形式,這些都是設計中的方法和原則的體現。此外,在技術與藝術的軟硬關系之中也充分的體現了設計中的辯證關系。比如:建筑的造型帶給人的視覺感受、文化生活、視野舒暢等設計要求都屬于藝術和心理方面的因素,而面積、人口、光照、服務設施以及交通等因素則屬于設計中需要考慮的人的生理因素和技術因素。居住區的建筑設計師在對以上的特性進行辯證的分析之后,可以對前者采取軟處理的方法,也就是憑靈感創作、經驗和技巧以及形象思維、形象描述、定性調查等方法進行處理。而對后者則應該采取硬處理的方法,即依靠數理統計、邏輯思維、各種標準規范、抽象模型、物理實驗、電腦系統以及抽象模擬等方法對硬因素進行處理。
設計內容的不同不僅體現在從設計草圖到施工圖的整個過程,還反映在環境生態、建筑造型、居住功能以及技術經濟等方面,因為這些方面最終決定了設計的目標效益。軟硬綜合交叉的設計方法應該貫穿在整個方案的構想之中,從構思到描述,到質量的評定,到識別反饋以及方案的修改和文件的編制,整個過程都要注意軟硬思想的綜合交叉。此外,在居住區的建筑設計優化中還必須通過一定的接口技術將各種因素和方法聯系起來,最好是能構成技術系統,以便更好的使用軟硬綜合技術。
建筑設計優化的綜合特征:
在建筑設計優化應該注意一下問題:
1、建筑設計應該綜合考慮其實際用途-宜居
建筑設計優化就是要讓不同用途的建筑最大化的滿足其功能需要,居室要求合理的大小,充足的采光,能夠擺開大床的空間,墻壁的隔音性要好,適合舒適安逸的睡眠需要;客廳是家庭公共活動的空間,需要滿足娛樂、會客、進餐的需要,因此客廳的設計要掌握視野開闊,采光盡量充足;陽臺門帶窗可居中;靠一側設置,宜與居室門在同側;室內有多個門窗位置適當靠近,以保留較大的完整墻面;作為輔助用處的廚房,設計時應該兼顧其內設物品的擺放以及人在其中活動的方便,廚房內存的物品主要有冰箱、操作臺、洗槽、配餐桌、灶具、廚具、消毒設施等等,所以在進行廚房設計時應該針對這些物品適宜的長寬高以及擺放以后人自由進出以及兩個人同時操作時的方便程度進行有目的的優化,同時應注意盡量利用空間,炊具、餐具、糧、菜、雜物等的貯藏;好的通風,墻內設置通風道;連接服務陽臺;墻、地面的防水和清洗等因素。衛生間的設計應考慮座便器、洗浴空間的合理布局。
2、建筑設計應該綜合考慮環境對居者內心的影響-樂居
居住區建筑設計優化應重點考慮環境對居者內心的影響,一個建筑設計優化的評判標準還是居住者內心的滿足。讓居者滿意出了關注獨立的空間外,公共環境以及其他的配套建筑的設計都能給身處大環境中的人有一個內心的改變。新穎別致的樓體造型、清新亮麗的樓面顏色、溫馨浪漫的院中小湖、綠綠蔥蔥的綠化帶,這些無不對這個建筑的優化起到了非常大的促進作用。在小區內設置供人休息的長凳、供兒童游玩的樂園、設置能滿足人們日常生活的購物場所,這些看似平常的設計都對整個設計的成功與否起到了決定性的作用。
3、助新的技術對建筑設計優化
由于人工智能只是在一定的經驗知識基礎上和一定機制條件下的固化,所以設計師的思維創作應該是影響和主導設計方案的最主要因素。同時,計算機能夠對數據、圖形以及文字信息進行綜合處理,從而大大提高設計人員的工作效率。
離散數學以及模糊數學的方法都是在居住區建筑設計中處理雙重性問題經常使用的技術。而數學方法、邏輯方法以及形象方法和經驗的交叉使用常常也能取得很好的效果,即用平衡常數方式和權值來解決對不可直接計量因素的量化分析問題。
作為人機交互和軟硬件結合的設計條件,CAD是進行居住區建筑設計優化所必備的,在開展設計工作之前,要做好CAD系統環境的軟硬件配套,為設計工作的做好軟硬件的準備工作。
結語:居住區的建筑設計介于微設計與宏設計之間,受到許多軟性因素和硬性因素的影響,具有明顯的雙重性特征。在進行居住區的建筑設計優化時,要綜合考慮和處理軟硬因素,交叉使用相關的科學方法。同時處理好在各種技術交叉使用時的接口問題。本文對居住區建筑設計優化的綜合性特征進行了介紹和分析,并對處理各種技術運用中的接口問題時應該注意的問題進行了分析和探討。希望能對相關領域的設計人員和研究人員提供一定的參考。
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