時間:2023-09-07 17:55:18
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在全球經濟一體化進程不斷加劇與計算機網絡應用系統及其相關技術不斷普及的推動作用下,建筑工程項目的結構設計相關工作人員開始從傳統模式下大量、繁雜的手工設計與計算工作中解脫出來,結構設計的工作效率也得到了較大的提升,這對于工業建筑的結構設計工作而言更是如此。然而結構設計過分依賴現代計算機應用軟件雖然能夠在一定程度上起到對結構設計工作效率與質量的保障,但它對于概念設計工作的忽視也很容易造成工業建筑設計脫離實際,建筑項目的相關功效也會因此受到限制。據此,如何在當前技術條件支持下,做好工業建筑中的結構概念設計已成為當下相關工作人員最亟待解決的問題之一。
1 當前工業建筑中結構概念設計存在的問題分析
一般而言,結構設計根據建筑項目最終服務對象的不同可以分為民用建筑設計與工業建筑設計兩大類。就民用建筑設計而言,無論是面向居住服務或是面向公共服務的建筑,其體型一般來說是比較規則、比較統一的,整個建筑的負載能力也比較恒定,因而對于建筑結構概念設計的要求并不是特別高。然而在工業建筑設計當中,受工業建筑不同施工工業的特性影響,建筑物應具備的結構形式及各種建筑資源的布局情況也千差萬別,工業建筑對于建筑體型、荷載能力的差異性影響最終也會使得其結構概念設計工作相對而言較為系統、復雜。具體而言,當前工業建筑中結構概念設計工作存在的問題可以歸納為以下幾個方面。
1.1 首先,工業建筑施工項目對某些特殊工藝的規定,使得工業建筑在結構概念設計中需要以工藝布置的合理化為基本前提。然而當前工業建筑結構設計工作所選用的結構計算軟件對這種工藝布置問題始終缺乏一個較為明確的規定,再加上結構設計工程師的工業建設設計實踐經驗不夠充分,或是對這種資源整合型問題的重視程度不高,在實際建設過程中常常會出現如電纜夾層在不合理的框架結果中循環纏繞并形成短柱、工業建筑室內環境涉及到大型設備的安裝與運行工作室,框架柱容易出現在某一個或是幾個方向的計算長度的取值失誤以及振動設備抗震減震構造設計存在缺陷或是系統功能無法得到全面發揮等問題,進而給整個工業建筑的結構設計帶來一定的制約。
1.2 其次,工業建筑當中存在的復雜性、差異性建筑物載荷工況也會對工業建筑的結構設計帶來極大的沖擊。就我國而言,在當前技術經濟支持下,國內建筑行業廣泛使用的建筑結構計算軟件多是以民用建筑為設計原型及參考對象,這也就意味著結構計算軟件只適用于那部分建筑載荷比較單一、外部結構設置比較規范的民用建筑。而如果將這種結構計算軟件盲目套用在工業建筑結構設計工作當中,不僅工業建筑所具備的某些特殊形體構造或是工藝運行需求無法在結構計算軟件中得到全面、真實的反映,與此同時這些差異性的結構數據還可能導致結構計算軟件最終計算出的數據顯示異常、計算結果失真問題嚴重。
2 工業建筑中的結構概念設計重要性分析
針對上述有關當前工業建筑在結構設計工作中存在的問題分析,相關工作人員需要認識到結構概念設計作為彌補當前單一結構設計工作于工業建筑特殊性之間的矛盾有著極為重要的作用與意義,同時它也是工業建筑又好又快發展過程中的必然選擇與趨勢。只有將合理的簡化模型、建筑載荷組合與當前建筑結構計算分析軟件有效結構在一起,在確保結構設計工作順利開展的基礎上,做到工業建筑結構安全性與經濟性的統一,才能杜絕肥胖梁柱等多種工業建筑安全問題的產生,進而為工業建筑的安全穩定運行提供可靠性保障。筆者接下來對結構概念設計在工業建筑各環節、各步驟中的重要意義做簡要分析與說明。
2.1 結構概念設計在工業建筑中必要性分析。概念設計從本質上來說是結構設計相關工作人員設計思想的核心體現。一個好的工業建筑結構設計人員需要具備在一定建筑功能與特殊工藝要求的限制條件下,在完成工業建筑結構設計工作的同時,兼顧工業建筑與結構、結構與結構、特殊工藝需求與結構等交互關系的工作能力。在這一過程中注重強調概念設計工作開展的必要性與重要性,最重要的依據在于當前結構設計計算軟件無法全面、準確的解決工業建筑在實際過程中存在的結構性問題,這些問題都需要采用概念設計與結構措施相結合的方式來解決。只有在此基礎上結合工業建筑的實際工況需求分析,結構概念設計才能夠為工業建筑提供全面、及時的設計依據。
2.2 結構概念設計在工業建筑初步設計階段的重要性分析。就工業建筑初步設計階段而言,結構設計工作人員需要以工藝特殊性作用下確定的整合及布置方案為依據,對整個工業建筑的結構步驟、結構體系進行初步規劃,并通過對這種結構體系的建模運算來確定整個結構設計方案的經濟性與可行性。在這一過程中,相關工作人員需要特別關注結構設計與大型工業設備的融合情況。這是因為大型工業設備的生產制造周期一般來說都比較長,一旦該項工業設備的購入與使用得到相關部門的授權審批,工業建筑工程建設企業就會在第一時間聯系相關的制造廠商開始訂貨、購貨的相關事宜,此時的工業建筑結構設計方案就順勢成為了建筑施工企業下一施工環節中的設計基礎。如這部分結構設計方案考慮的不夠全面周詳,下一步驟的持續沿用就勢必會帶給整個工業建筑帶來極為嚴重的經濟損失。
基于這一實際情況,筆者認為工業建筑結構設計相關工作人員需要在工業建筑的初步設計階段充分利用自身掌握的各種結構概念設計知識,以建筑物的工藝特殊性為參照依據,優先選擇方案結構性能比較好、結構建設獲取經濟效益比較明顯的結構設計方案作為整個工業建筑工程建設的基本依據。
2.3 結構概念設計在工業建筑抗震分析階段中的重要性分析。當前經濟社會建設過程中,各行業領域的發展對新時期工業建筑的抗震結構設計提出了較為嚴格的要求,尤其是化工建筑、能源建設、核電企業受其特殊經營性質的影響,對建筑結構當中的抗震設計有著格外嚴格的要求。相關工作人員需要認識到抗震設計對整個工業建筑結構設計的重要意義,在結構設計中對砌體結構、墻體梁柱承重能力進行著重處理。首先,概念設計需要明確工業建筑建設區域內的地震能力傳遞途徑與相關的建筑薄弱環節,并對采取何種抗震措施對該區域進行抗震能力的優化作出明確說明;其次,工業建筑在結構設計中需要妥善處理建筑抗震承載能力、變形能力以及地震能量消耗能力三者之間的關系。
3 結束語
伴隨著現代科學技術的飛速發展與經濟社會不斷進步,人民日益增長的物質與精神文化需求對新時期的工業建筑提出了更為嚴格的要求。本文對工業建筑中的結構概念設計工作進行了簡要的說明,希望對今后相關研究工作的開展提供一定的意見與建議。
參考文獻:
關鍵詞:工業建筑;綠色建筑;設計理念工業
中圖分類號:S611 文獻標識碼: A
前言:
工業建筑是建筑創作的一個重要類型,是企業生產運作的基本設施。綠色建筑設計可以優化企業生產環境,提高工業生產效率。綠色設計理念的核心是環保和節能,這是建筑理念時展的需要,也是建筑行業可持續發展的必然選擇。
l綠色建筑設計理念的主要內容
(1)環保:全方位考慮建筑設計要素,尋求建設設計和投入最佳平衡點,降低污染,保護環境,這是綠色設計理念的核心。工業建筑設計人員要樹立生態環保、節能減耗的理念,做好前期勘測、調研工作,充分利用自然條件和人工手段減少建筑過程中的能源消耗,從材料、結構、外觀因素入手,降低建筑生命周期內的資源消耗對環境帶來的沖擊,實現建筑、人和自然的和諧統一。
(2)節能:在建筑能耗逐年上升,能源緊張、環境污染嚴重的社會環境下,減少建筑能耗勢在必行。建筑節能不是一個單獨的環節,它是一個系統的技術集成。提高地域自然資源利用效率,加強節能材料利用和推廣工作,綜合考慮能暖、水電因素,合理規劃建筑結構、能源系統,采用多方位技術手段,是提高建筑節能的有效途徑。
(3)無害:綠色建筑強調建筑與周邊環境的融合與協調。綠色建筑設計要求建筑不使用對人體有害的材料,保證室內空氣流暢、清新,溫度、濕度適當,為居住著提供健康的居住環境。因此,綠色建筑應盡量采用天然材料,嚴禁使用有害的裝修和粉刷材料,那些有害的木材、石灰、油漆材料都要經過專門處理,確保對人體無害后再投入使用。綠色建筑還要積極利用可再生清潔能源如太陽能、風能等來設計取暖、供熱裝置,減少因資源利用和廢棄物排放給周邊環境帶來的危害。
2綠色工業建筑設計的基本要求
(1)設計工藝及環境優化要求。建筑是一個系統的、開放的有機整體,工業建筑設計要求除了要滿足特定的生產工藝對建筑環境的要求,還要追求最佳環境效益,提高建筑環境舒適度和人員使用滿意度數。因此,工業建筑綠色設計理念要保證建筑的工藝、結構、性能都滿足國家規定要求。建筑設計人員要尊重自然資源和社會生態環境發展現狀,積極利用已有條件保護自然和人文景觀,因地制宣,加強現有材料的運用,減少資源浪費和環境污染,用獨特的美學眼光和發展理念來進行建筑設計。在設計時,應充分考慮各部門的次序、相互聯系和生產特點,將氣體排放量大、噪音大的部門安排到合理的位置。
(2)高效發展要求。綠色建筑要重視能源的節省,也要滿足工業生產對建筑的需求。綠色建筑設計應進了能利用可再生能源,提高智能化設計水平,廣泛利用電子通訊技術和信息技術來進行遠景規劃和近期規劃,為企業發展、建筑擴建和改建留下空間。為了滿足企業生產需要,綠色設計要合理選用建筑工藝材料,選擇施工方便、耐火耐蝕、抗震能力強的鋼筋混凝土結構。在進行特種作業生產建筑設計時,應采取相應的防火、防潮、防腐措施。
(3)生產化境安全可靠需求。工業建筑是工業企業進行生產運營的重要場所。綠色建筑設計理念一定要滿足工業生產對建筑的基本要求,建筑要有良好的采光、通風條件。如紡織車間采光條件不好,會降低生產效率。自然通風可以保證室內的溫度、濕度處在一個相對平衡的位置,能提高建筑的健康活力和舒適度,有益人們身心健康。
(4)各類用房布置合理。工業建筑的主要用途是工業生產,但是工業建筑內部也有生活用房、行政管理用房和生產管理用房之分。如廁所、淋浴室、餐廳、操場、存衣間都屬于生活用房的范疇。綠色建筑設計要充分考慮不同種類的用房需求,結合企業發展需要合理規劃各類用房布局。
3綠色建筑設計理念在工業建筑設計中的運用
(1)構建開放的空間形象和建筑布局:線性空間布局方案是形成動態、開放園區的常用手法,如帶狀綠化帶、道路景觀設計、生產區發展軸形排列等,可以實現資源共享,為動力供應、廢水處理提供了集中處理保障。綠色建筑空間和使用功能要適應企業工業發展的要求,建筑空間要有極強的包容性,功能使用上要有一定的綜合性,為建筑靈活、適用擴展提供保障。
(2)綠色建筑理論的引入和運用:工業建筑設計應與當地自然和社會環境相結合,在設計和建設環節,有目的、創造性地保護和利用已有條件。建筑設計人員加快工藝改造和新型材料利用力度,運用先進的節能、排污材料,優化建筑結構。在綠色理念的引導喜愛,設計單位要積極探索工藝改造新道路,精簡原始工藝,采用節能降耗的建筑工藝,利用綠色材料,為建筑節能創造條件。
(3)工業建筑單位的設計:合理的工業建筑的體型系數。合理的工業建筑的體型系數即工業建筑表面積與工業建筑體積比,盡量縮小這一比值,可以減少建筑熱耗,減少體型凸凹變化,為綠色設計的理念得到展現和實施提供可靠保障。
(4)工業建筑外墻設計。工業建筑外墻不但要滿足自然采光、通風要求,還要努力提高室內環境的熱穩定性。要想達到這樣的效果,工業建筑首先要采用良好的外墻材料,如使用隔熱性能好的隔熱磚和保溫性能好的稻草板,起到良好的保溫、隔熱、隔溫效果。選用導熱系數較小的鍍膜窗戶,可加強門窗的氣密性,減少熱交換。
(5)智能、排污設計:工業建筑設計既要節約不可再生能源,做到建材無污染、無輻射,還要重視新型材料和自動化技術的運用,真正實現經濟方便的目的。如電子通訊技術的運用,可以使工業建筑根據濕度、溫度和風力情況自行進行空調調節和開關。而針對工業企業生產繁忙、排污壓力大等特點設計的自動化除污系統,可以提高有害氣體的輸送能力和污水排放處理能力,既有效避免了污水匯聚產生的污染,還提高了生產企業的智能化生產能力和腦力勞動的工作效率,有利于企業沿著高標準、低能耗、低污染的道路持續發展。
4綠色設計方案的管理
工業建筑體系是一個復雜的系統工程,工程的完成需離不開各單位的有效合作。①設計單位接收建筑方案之后,應采取積極措施進行方案實施優化管理,確保建筑滿足企業生產需求。工程設計人員要樹立綠色設計的理念,運用可持續發展的方法和手段來進行工程設計;②設計單位要按照工業建筑設計要求對生產區域的自然環境進行實地勘察,通過勘測收集數據,完善輔助設計,并利用計算機建立自動化數據管理模式,為工程實施提供真實可靠的數據保障。監理單位要安排專業人員進行全面審核,一旦發現問題要及時提醒設計單位進行修改。各單位只有明確自己在這一復雜系統中的職責和作用,努力完善決策思維、設計規劃、建設實施各個環節,才能實現綠色設計的目標。’
5結束語
工業生產是拉動經濟增長、解決就業問題、提高人民生活水平的重要途徑。綠色設計理念彌補了工業建筑在節能環保方面的缺陷,使工業建筑變得更加美觀、實用。綠色設計理念的推廣和應用為現代建筑設計指明了發展的新方向,建筑設計師要正視綠色設計理念對工業建筑發展的影響,通過實際行動推動這一理念不斷向前發展。
參考文獻
[1]博偉.綠色建筑設計理念在工業建筑設計中的體現[J].建材技術與應用,2012,03.
[2]谷巖,閩曉玲.現代建筑設計理念在工業建筑設計中的運用[J].工業建筑,2007,08.
論文摘要:本文闡述了我國建筑教育的現狀,重點強調了在成功素質教育理念下的建筑學專業教學體系、設計課程建設等方面的改革。
現代科學技術日新月異,如管理科學、信息科學、生態學等等,都對建筑學專業教育產生積極的影響。建筑學專業教育如何適應現代社會發展的需求,是建筑學專業教育改革必須面臨的重要問題。在國家實行改革開放、建設事業突飛猛進、市場經濟不斷發展的形勢下,如何培養學生的創新能力,確保教學質量的穩定提高,是建筑教育改革面臨的重大課題。圍繞這一課題,我院建筑學專業在專業目標教學體系化改革的基礎上,強化教學質量,進一步探索在成功素質理論指導下的建筑學專業教學改革,不斷完善,取得一定的成效。
一、我國建筑學專業教育的現狀
近年來,我國高等建筑教育為與國際接軌不斷探索教學改革,在評估的標準要求下, 培養計劃逐步規范,產學研結合較緊密。但總體而言,全國近80 所建筑院校普遍存在著重技能培訓的傾向,教學體系中主干課與相關課的關系呈縱向線型模式,基本知識的傳授較扎實。但是我國建筑學專業教育的現狀還存在以下不足。
(一)重書本輕調研, 重表象輕能力
從教與學兩方面來看, 大多重視和強調書本知識的傳授。學生多依賴于書面資料獲取知識, 重視對優秀作品的表象學習, 輕視調查研究, 缺乏對深入、細致、艱苦的實地考察環節重要性的認識。而我們的設計課教學由于受課時的制約, 學生調研“走馬觀花”, 研究問題、解決問題也不夠深入, 勢必影響對學生能力的培養。
(二)重成果輕過程
建筑設計作為主干課程, 我們一貫以“最終圖面成果”為評判依據, 圖面的表現技能則直接影響了其好壞的評價。而對設計過程中學生對具體問題的分析、思考及提出與解決問題的能力培養重視不夠, 或少作評判依據。在此無形的導向之下, 學生往往只注重手上功夫的技能訓練, 計算機制圖等手段的運用, 而淡化對自身人文素質的培養, 因而涉及問題面窄,研究問題膚淺。
(三)重仿學輕創新, 重專業輕綜合
隨著網絡技術的飛速發展, 信息量大、速度快, 查閱資料十分便捷, 加之我國建筑知識的普及性低, 人們對建筑好壞的評價常取決于表象、取決于 “新奇”。 出現了在建筑設計中拼湊“名作”、“復制雜志”的“仿學”現象。這樣一來無形中抑制了學生們的創新意識, 造成在特色與創新方面能力的匱乏。
(四)重分值輕素質
建筑學專業具有藝術與技術的雙重特征。在我國目前的招生制度下, 大多數院校建筑學專業招生按分數線自高而低進行錄取, 幾乎無法考察考生是否具備攻讀建筑學專業的基本素質。招生中這種重分值輕素質的現象, 常常導致大學學習階段“高分低能”的局面。
二、成功素質教育理論指導下的建筑學
專業教學改革措施成功素質教育理論指導下的建筑學專業教學特點是專業間相關課程的開放和專業的開放。如何發揮優勢, 學習先進國家和地區的成功經驗, 探求自身培育特色, 形成有利于培養創新思維、創新能力、創新精神的開放性教學體系和教學方法, 值得廣泛、持續和深入地研究。專業間相關課程的開放,目前的教學計劃中安排了12個學分的跨學科選修課,體現了專業間的開放性。根據建筑學專業教育的特點,我們開設了建筑經濟、建筑環境心理學、西方哲學專題、現代企業管理概論、建筑文化與評論、房地產開發與經營、建筑攝影等選修課,這樣,既可與社會對建筑學專業人才的多元化需求相接軌, 也可以使學生在建筑設計中研究和分析問題的深度得以升華, 進而起到促進其創新思維和創新意識的培養。專業的開放, 則應充分調動專業教師的積極性, 發揮教師來源廣泛和年輕富有活力的優勢, 加大系內選修課的開課量。城市建設學院有建筑學、土木工程兩個專業屬相關學科,專業間選修課甚至專業課和學科基礎課亦可以有一定量的開放性, 如土木工程的“房屋結構、地下結構、大跨度結構、特種結構、道路立交設計”及建筑學專業的“美術、設計基礎、公共建筑設計(一)、建筑構造、陰影透視”等課程, 若以開放的觀點來看待這樣的選修課環境, 相信定會對學生的培養創造富有特色的良好發展空間。主要措施如下:
1.貫徹整體優化的原則,修訂教學計劃,使之更加符合教育規律,并嚴格執行,以保證教學的系統性和科學性;
2.改革設計主干課程的教學內容,變類型教學為目標教學,重新修訂教學目標和教學計劃;
3.在一至三年級實行教學年級責任人和骨干教師制度,而在四至五年級則實行教學專門化制度,強調教學的環節控制,激發教師的主觀能動性和責任感;
4.聘任教師實行公開評圖制度,加強學生參與意識與競爭意識;
5.建立完善的教學管理制度,通過對教學各環節的規范化要求,實行規范化管理,建立教學保障體系,以保證教學秩序的穩定正常進行;
6.抓緊重點課程建設,以專業主干課(含試驗課) 、專業基礎課和主要基礎課為課程建設重點,對其在教學計劃中的地位、作用、教學內容、師資力量配備、教材及參考資料等均進行了認真研究,制訂出改革措施。從而帶動了各相關課程的整體發展;
7.發揮教學督導小組的作用。組成由系主管副主任任組長的督導小組,對教學計劃、上課情況、設計任務書的制定、各個教學環節的檢查等作出評定工作;
8.完善教學實踐基地建設,加強實習中的教學環節,規范實習要求和內容,全面提高實習質量;
9.構建專職兼職結合的教學評價機制;建立開放的教師教學業務能力資質認證制度,擴大學生在教師評定過程中的發言權。
三、在成功素質教育理論指導下的
設計課程教學改革為了避免技術基礎課與設計主干課脫節的現象,要求按職業資格考試和專業評估要求培養學生。根據成功素質理論在建筑學專業教學改革的要求,在每個設計課程中,注重配合環境設計、建筑物理、技術、設備、防災等方面的知識要求;注重教學目標及教學內容分析,按教學要求將技術基礎課的知識貫穿到各個設計主干課教學環節中。該系列課程包括建筑技術、建筑物理、建筑設備、建筑力學及結構等,它的建設主要是解決與設計主干課程的配合、交融問題,使其真正起到為設計服務的作用。采取的主要措施為:
1.三年級上期的設計課中,結合住宅設計將建筑構造的知識運用,讓學生完成從環境設計、建筑單體方案設計、建筑構造設計等系列設計。
2.在三年級下期的設計課中,結合科技設計將工業設計、智能設計等構造知識相融合。結合博覽、美術建筑將建筑物理中的光學、熱工等知識相運用。
3.在四年級的高層設計中,要求運用建筑設備、建筑防災知識。
4.五年級的廳堂設計中,要求結合建筑物理的聲學知識。
5.畢業設計則是綜合運用各類知識。
四、幾點思考
城市建設學院建筑學專業從起步到穩步發展,雖然已奠定了一定的基礎,形成了一些特色,但仍然需要不斷地探索和拼搏。社會在發展,時代在進步,如何解放思想,樹立“可持續性”的學科發展觀念,完善成功素質教育理論的建筑學教學體系是擺在我們面前的緊迫課題。本著總結過去面向未來的宗旨,我們初步設想:首先,強化產、學、研緊密結合的教育模式,使建筑學專業在成功素質理論教學體系中求發展,以加強教學、研究和工程實踐的密切結合,為提升教師隊伍水平、培養學生的成功素質創造良好的條件;其次,立足“以人為本”,堅持“以學生為主體,以教師為主導”的教改思路,要積極培養、引進高、精、尖人才進一步充實教師隊伍,要研究探索學生樂于接受、行之有效和適合學生“綜合素質和創新能力”培養的教學新方法。此外,要進一步改善辦學條件、強化現代化教學手段的建設與應用。只要我們勤于思索,勇于創新,不久的將來,我們的成功素質教育理論的建筑學教學體系一定會顯出勃勃生機。
參考文獻
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[3]建筑學專業指導委員會,歐洲教育考察團. 歐洲建筑教育考察思索[J]. 建筑學報, 2000(6).
(沈陽鋁鎂設計研究院有限公司,遼寧 沈陽110001)
[摘要]節能設計理念是鑒于資源的有限和現代工業的可持續發展需求而提出的一種現代先進設計理念,將其應用于工業建筑中有助于減少資源消耗,有助于循環利用資源,有助于提高生產效率,有助于減少腐蝕帶來的損失。要做好建筑節能設計需從優化工業建筑結構、選用性能良好的節能材料、按照工業特點和生產需求進行設計、應用節能系統等四個方面進行。
[
關鍵詞 ]節能設計理念;概念;意義;應用
1前言
工業建筑是企業運行和生產產品的重要基本設施之一,也是企業工作人員從事生產活動的主要、重要的場所,其設計受到多種因素的綜合影響,如日照、風向、濕度等。隨著現代工業建筑質量要求的提高,工業建筑設計也適時地進行了調整,如設計時不僅要凸顯建筑的實用性,還需兼顧建筑的藝術性,并體現建筑設計的人性化、科技化、智能化等[1]。在現代工業建筑設計中,許多現代先進理念被融入其中,如潔凈設計理念、綠色設計理念、節能設計理念等[2]。本文以節能設計理念為研究對象,圍繞節能設計理念的概念、意義及其在工業建筑設計建造過程中的應用等方面進行闡述。
2節能設計理念的概念
節能設計理念是鑒于資源的有限和現代工業的可持續發展需求而提出的一種現代先進設計理念。在現代工業建筑中,節能設計理念概念包括以下內容:設計人員在進行工業建筑設計時,需考慮采用其他途徑盡量減少投入使用的工業建筑能源資源的損耗,如使用太陽能、風能等,需考慮盡量減少工業建筑工程中的能源資源的損耗。
3采用節能設計理念的意義
我國當前許多工業建筑均存在高能耗問題,造成了資源的浪費和環境的污染。工業建筑施工和使用過程中均會消耗大量能源,因此在設計過程中需進行節能設計。將節能設計理念應用于工業建筑中,具有重要意義。
3.1有助于減少資源消耗
工業建筑施工建設和投入使用過程中,如果能夠采用節能技術,盡可能合理地配置和使用能源資源,最大程度地提高能源的有效利用率,就可減少能耗,可以較少的能耗獲取更高的經濟和社會效益;或者能夠理性面對市場上的能源危機,充分了解市場上能源價格的變動,以較低價格購買足夠的能源,即可降低生產成本,以低于市場成本水平的實際成本達到與市場水平持平或超越市場水平的建設目的,從而減少資源消耗[3]。可見,合理的節能設計有助于減少資源消耗。
3.2有助于循環利用資源
工業建筑需要資源的支持,傳統的工業建筑過程和建筑使用過程中并未考慮資源循環利用的問題,未設計資源循環再利用環節,使得許多可再利用的資源被白白浪費掉。而現代工業建筑的節能設計理念中則會充分考慮建筑建設和使用過程的能耗、熱損失等問題,并會根據建筑周圍的環境設計理想的節能生產和使用模式,盡量實現資源的高效初利用和高效循環再利用,從整體上降低能耗。
3.3有助于提高生產效率
工業建筑的外圍是導致工業建筑熱量損失的重要因素之一,而在節能理念下,可在工業建筑中采用高效保溫隔熱材料降低建筑墻體、屋頂、地基等結構的傳熱系數,減少熱損失,提高效能;而采用高效保溫隔熱材料還能降低生產機械設備的運行強度,降低生產機械設備的損壞風險,最大程度延長機械設備的使用壽命和維持機械設備的使用性能和使用效率良好,以減少機械設備的維修養護次數,提高生產效率[4]。
3.4有助于減少腐蝕帶來的損失
在工業建筑建設和使用過程中,建筑及其相關設備不可避免地面臨著來自外界的腐蝕,如生銹腐蝕、酸腐蝕等,因此在工業建筑設計階段需對建筑及其相關設備的防腐蝕能力引起足夠重視,采取一定的處理措施提高建筑及其相關設備的防腐蝕能力,盡可能嚴懲建筑及其相關設備的使用壽命。在節能設計理念中,工業建筑的設計人員會通過控制空調的降溫面積和室內溫度來減少能耗和資源浪費,而這種做法也避免使用了大面積、大空間采暖和全空調,降低了機械設備生銹腐蝕的風險;此外設計人員會考慮通過自然通風來保持室內的生產環境,將工業生產過程中散發的大量熱氣、濕氣和腐蝕性氣體排出,以減少熱氣、濕氣和腐蝕性氣體對建筑本身和建筑被其他機械設備的腐蝕。
4節能設計理念在工業建筑中的應用
4.1應用節能系統
熱損失是建筑能量消耗的重要原因之一,因此在進行工業建筑設計時,需注意控制和減少建筑內部外圍的熱能消耗。常見的控制和較少熱能消耗的系統是由內墻保暖系統、外墻保暖系統等組成的保暖系統,具體保暖結構如屋面板、保溫墻等。該系統中保暖結構在夏、冬兩季協調供熱,為工業生產創造并維持著良好的環境。
4.2按照工業特點和生產需求設計
只有根據工業特點進行工業建筑設計,才能確保工業建筑具備完整的生產條件,才能保證工業生產的安全性;而只有根據工業生產需求設計工業建筑,才能保證工業建筑具有良好的實用性,才能有針對性地進行節能設計,使節能設計真正發揮功效。例如在進行建筑設計時,設計人員應充分考慮工作人員、操作工具如運輸工具活動的高度,努力讓工作人員感到舒適;如果生產過程中工業建筑內部具有較大的濕氣,并含有一定腐蝕性介質,在設計建筑時避免使用孔隙率和吸水率大的保溫材料,以免腐蝕建筑本身及相關機械設備,降低建筑本身及相關機械設備的使用壽命,造成資源浪費。
4.3選用性能良好的節能材料
在進行建筑節能設計時,節能材料的選用是影響建筑質量和節能效果的重要環節。在傳統建筑材料逐漸被淘汰的今天,輕質、高彈性、耐久性、綠色環保的節能材料得到了大眾的認可和青睞,并逐漸成長為新型工業建筑材料的主力。在選擇節能材料時,材料的用途、建筑的設計特點等應是主要考慮因素之一。如為了獲得理想的通風條件,設計時應適當調整窗墻比,將窗墻比控制在20%—35%之間,而為了配合建筑結構特點通風效果,選擇外墻用節能材料時,材料的厚度需能夠減少熱量損失,并能夠保持良好的通風效果。
4.4優化工業建筑結構
優化工業建筑結構是實現節能理念的重要措施,在優化建筑結構時,縮小開窗面積是獲取良好節能效果的手段之一,因為性能不同的外窗具有不同的傳熱系數,在傳熱系數固定不變的情況下,控制外窗面積是提高門窗氣密性和減少熱損失的有效方法。一般情況下,北向和東向的窗墻比應低于20%,西向窗墻比應低于30%,而南向窗墻比應低于35%;而建筑外墻門窗的氣密性應在4級以上,而玻璃幕墻門窗的氣密性則應在3級以上,這樣才能較好地實現工業建筑節能[5]。
5結 語
工業建筑的節能設計有助于減少資源消耗和減少腐蝕帶來的損失,更有助于循環利用資源和提高生產效率,是符合當下能源資源緊缺的國情和工業建筑持續發展需求的一種舉措,勢必是現代工業建筑設計的發展趨勢。要做好建筑節能設計,不僅要兼顧建筑周圍環境、氣象水文、施工技術等基本因素,還需綜合考慮工業建筑結構、節能材料、工業特點、生產需求、節能系統等因素。只有這樣,才能設計出切實可行的節能方案,節能設計才能真正發揮效用。
參考文獻:
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關鍵詞:工業建筑;民用建筑;建筑設計;特點
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A
引言
工業與民用建筑工程是我國建筑行業的重要組成部分,承擔著我國工業生產以及居民生活的建筑任務,對于國家的經濟發展和社會的繁榮穩定具有十分重要的意義。
一、工業建筑的概念及特點
工業建筑是指從事各類工業生產及為生產服務而建造的房屋,俗稱為廠房。由于生產工藝的要求,因此對建筑平面空間布局、建筑構造、建筑結構及施工等,都有很大影響,一般工業建筑具有如下特點: 工業建筑有著體量大、層高較高的特點,為滿足室內通風、采光的需要,屋頂上往往需要設置天窗和采光帶;建筑設計應滿足生產工藝的要求。工業建筑在總平面布局、單體的設計上需要考慮各工藝銜接的關系,并且要充分考慮整體物流的需要;工業建筑中會有眾多的生產設備,而且生產設備體量較大,各部分生產聯系密切,因此建筑內部應有較大的通暢空間。
二、民用建筑設計的概念及特征
所謂的民用建筑就是指給人們提供日常住所、活動場地的建筑物,不一樣的人群要求民用建筑具有不一樣的功能,然而不一樣的功能又決定了民用建筑具有不一樣的結構外觀,民用建筑也可以定義成使用一定數量的材料、一定水平的技術而建立起來的工程實體,民用建筑設計的精華體現在:把設計工程師的構想轉換成了看得見、摸得著的實物,而這一奇跡般的轉變過程,不僅說明了設計人員具有較高的專業技術水平,同時還使得消費者的需求得到了最大程度的滿足;民用建筑使用不同的結構便會有不同的受力特點,普通磚混建筑和墻是典型的受力結構,因而在設計的時候,我們應該盡量避免在磚混建筑和墻等受力不強的地方設置門、窗等,如果必須要在磚混建筑和墻等受力弱的地方設置門、窗等,那么首先應在其上面鋪設預制過梁之后才可施工,對于設計高層(超高層)民用建筑時應首先考慮使用框架結構,因為墻中到處布滿鋼筋,所以門、窗等位置要計算準確,以防止事故發生,對于框架結構,其主要受力地方是梁、板、柱,外墻受力很小,因而可以在外墻上設置落地窗、百葉窗等,這既可以使建筑物美觀大方,還使消費者需求得到滿足。
民用建筑設計的環境特征民用單體建筑是整個規劃群體中一個分體,民用群體建筑則是整個城市規劃一個分體,民用建筑設計者所設計出的民用建筑,在內外空間組合及建筑風格等方面要充分考慮單體與群體配合。考慮民用建筑與周圍地形、綠化環境相一致,使民用建筑與室外環境有機結合在一起,達到和諧統一的效果。建筑設計者在山區規劃民用建筑,應順山勢起伏來設計民用建筑布局與形式,將山勢與民用建筑有機結合在一起,從而產生高低錯落、復雜多變的建筑布局。此外陽光、朝向、氣候等環境因素也會對民用建筑外形及功能產生巨大影響。對于屋頂設計,南北方就因氣候不同而設計不同,南方雨水多,在設計民用建筑屋頂時一般采用坡屋頂,設計坡屋頂可以便于房屋排水,而北方氣候干燥,雨水較少,設計平屋頂即可。
三、工業建筑與民用建筑設計不同之處分析研究
1、設計程序不一樣
工業建筑在進行設計的時候要比民用建筑多一個藝術資料,在進行工業建筑的時候第一步就是進行工藝設計,之后再對工業設計人員提供的工業設計資料進行分析。進行工業建筑的形式和結構進行選擇的時候會有一些因素影響,比如工藝和設備還有生產操作還有生產要求等等。在進行建筑設計的時候要與工業專業進行詳細的交流,根據不一樣的要求進行不一樣的設計。廠房就是為生產進行設計的,所以進行廠房設計的時候必須滿足的就是工藝要求。在工藝設計人員進行不是的時候會和結構設計出現一些矛盾,所以結構設計的時候要進行的進行協調,不給施工帶來麻煩。
2、工業建筑只注重實用性而不注重人性化
很多工業建筑只是為了生產而建立,一切都是為了生產而服務,并沒有人性化的設計,但是在整個產品的生產過程中,人才是主體,如果沒有一個好的生產環境,那么又如何讓制造效益。所以,在現在的建筑中,設計師應該摒棄傳統的生產觀念,注重人性化的設計,體現對員工的關懷。只有為勞動者著想了,勞動者才會去主動的工作,而不是被動的接受。在工業建筑的設計上,要做到工業環境與人文環境相結合,讓那個員工的身心都可以得到放松,對這個環境有親切感,才能夠全身心的投入到工作中去,從而創作出最好的業績。現在,“人性化設計”這一理念雖然在現社會中很少有體現,但是在將來,他會慢慢的被大眾所接受,并加以運用。
3、服務的目的不同
根據平常的狀況可以看出民用建筑最終的用途就是為人們的生活提供便利。工業建筑都是運用到生產需要,主要的作用就是保證設備的安全和讓生產順利的進行。工業建筑就是為生產提供方便的地點,也是人們進行集約的地點。一般情況下工業建筑必須能夠進行生產和運輸還有存庫等效果,不僅如此還要為人們在進行工作的時候提供一個舒適的環境。
4、荷載的作用是不同的
荷載值的準確性將直接關系到框架結構的穩定性。所以在計算荷載的時候,要特別注意不僅要考慮靜荷載的影響還要考慮到動荷載的作用。另外為了滿足工程建設中,設備的擺放、維修、更新等多方面的要求,露面的何在要求較高。在很多的建筑工地都有吊車,那么吊車就會有吊車荷載,吊車的荷載是由兩組移動的荷載所組成分別是豎向上的垂直輪壓和橫向的水平制動力,最大可承受got的荷載量,吊車的荷載一般都具有沖擊和振動的作用,最重要的是,吊車還是重復荷載,據計算在五十年之內,重量級的吊車的工作的荷載重復次數能達到大約五十萬次左右,小一點的中級吊車荷載重復次數也達到了二十萬次左右,這兩個數字告訴我們要考慮到機器的疲勞度,荷載值的計算。還有,眾所周知,工業建筑的抗震能力不高,是由于建筑的結構設計的并不均勻,建筑的重心也偏離了原來的軌道,很多的樓層板面有錯落的現象,一旦發生地震,整個大樓就會發生扭曲,所以在計算荷載,應該及時的采取一些措施來預防。
四、工業建筑設計的未來發展問題分析研究
1、生態化
人類與自然和諧共生,“可持續發展”思想已成為人們的共識,在此原則下,提出了生態建筑學的理念。有關工業建筑的各種生態化建筑的探討,已從建筑理論的研究深入到建筑設計的實踐中,并與新建筑形式創造性地結合在一起。
2、節能省地
工業建筑設計歷來就很重視設備節能,利用自然通風,利用自然采光。但工業企業合理提高建筑密度,發展節能省地型的工業廠房,嚴格控制新增工業建設用地,并加強監督和監管,仍是今后工業建筑設計面臨的重要任務。
3、人性化
以人為本,擯棄只重生產工藝要求,輕視人的行為和心理要求的傾向,致力于真正體現與對人文關懷相結合的建筑是時代的要求。工業建筑中的空間及環境與人相融合讓人們置身于良好環境中產生歸屬感、生活感和親切感,最終達到提高員工的工作效率。在工業建筑設計中越來越多運用人類工程學、行為學原理,創造滿足生產和人的行為需求的建筑環境。
結束語
隨著工業建設的發展及科學技術進步,我國的工業建筑設計水平,在大量創作實踐過程中,有了長足的進步和飛躍的發展。目前已步入了完善和科學化、現代化的軌道。但從發展的眼光來看,在工業建筑設計領域中,尚有需要改進、提高、完善、充實的方面。建筑師的責任是在一個工程中主要進行功能、環境景觀、造型、美學的總體構思使工業建筑設計達到既能滿足建筑藝術、空間和色彩、建筑環境要求同時又能滿足工藝生產的特殊功能要求的目的。
參考文獻
[1]劉彬傳 對民用建筑結構設計的研究 2012
1.1傳統工業建筑缺乏可持續發展
在當今低碳社會和綠色建筑浪潮的影響下,可持續發展已經成為世界發展的主題,綠色建筑的理念也已經進入工業建筑設計領域。我國《“十二五”建筑節能專項規劃》指出,到“十二五”期末,我國建筑節能要形成1.16億t標準煤的節能能力,其中在綠色建筑環節,要形成4500萬t標準煤的節能能力。這就要求包括工業建筑在內的建筑業必須積極走上綠色發展之路。
1.2從傳統工業建筑到現代工業建筑
在人們的觀念里,相對于民用建筑,工業建筑追求的僅僅是經濟實用。一般的工業建筑給人的印象總是“笨重”、“龐大”、“丑陋”、“粗獷”等,這是人們對工業建筑的基本認識。但是,進入21世紀以來,社會分工有了新的變化,產業結構已經與數十年前不同,我國經濟的發展方式也由粗放式為主轉變為集約式為主,企業的升級改造日新月異,現代化的高精尖工業取代了傳統工業。在此背景下,工業建筑也有了新的需求:一方面,出于對人員的健康保護,對建筑室內外環境要求更高了,與此同時,建筑的建造成本和能源消耗也大幅提高;另一方面,人們對于工業建筑形象也有了新的需求,工業建筑也需要成為體現時代特色和精神訴求的新建筑。
2工業建筑的優勢和價值
工業建筑的優勢在于其具有典型的示范性樣板作用和獨一無二的創新優勢。現代建筑先驅格羅皮烏斯認為,工業建筑應當是住宅建筑的樣板。一直以來,工程師就尋求用最少的勞動力、時間、原材料和資金生產出最簡潔產品,工業建筑很早就已經開始在工廠像其他產品一樣裝配和制造,這比建筑行業為住宅建筑采取同樣的預制裝配措施要早得多。在這一方面,工業建筑無疑是具有領先性優勢的。對每一項建筑工程來說,有技巧性的、創新性的方案,包括形式、材料、色彩、從內而外每個細節都體現出完整、清晰的觀念。工業建筑由于其特殊性在追求綠色建筑的創新方面更具優勢。新的材料、形式、構造細節等,都可以在綠色工業建筑中得到嘗試創新,在這一方面,工業建筑面臨的不僅是巨大的挑戰,同時也是巨大的機遇。
3發展可持續發展的綠色工業建筑
3.1綠色建筑的發展成為社會主流
綠色建筑這一概念源自20世紀60年代,當時主要聚焦于建筑技術發展的研究,希望通過技術的進步取得建筑節能領域的發展和突破。綠色建筑關注的范圍,既有新型建筑材料的研發和既有構造節點的創新研究,也有新型建筑結構體系的探索和可再生能源的利用等諸多方面。隨后數十年,關于綠色建筑的實踐在世界很多國家展開,眾多的研究成果包括建筑節能技術、綠色種植技術、可再生能源技術、新能源技術、循環再生技術等逐漸應用于建筑實踐。時至今日,綠色建筑的發展已經成燎原之勢,遍布全球。
3.2綠色工業建筑中離不開設計
工業建筑的綠色節能設計不是一個單獨學科,是一個設計與實踐結合的過程,是一個系統工程。這個工程要求從前期的規劃中就考慮建筑的低碳策略,將綠色、低碳、節能、環保等概念引入,并貫穿到整個設計之中。設計伊始就應該有各專業工程師介入,共同制定建筑的綠色計劃。例如,如果暖通工程師最初沒有介入的話,后期往往是很多補救的措施,這些措施將難以成為最優化的措施,進而造成浪費。以建筑節能為例,節能設計首先要有節能設計的目標,目標的設定應該是科學合理、符合經濟發展水平的,同時,節能設計的目標又要具有一定的前瞻性和長遠觀點。這個目標,除了滿足國家規定的節能百分比要求外,還可以根據項目特點提出更高要求。只有不斷的提出更高要求,才能不斷取得突破和超越;在指定節能目標的基礎上,要綜合各方面因素,選取最合適的節能技術和策略,這一步則是最為關鍵性的,是決定性的。同時,建筑節能的技術需要合理組織、靈活運用,不能簡單堆砌或者顧此失彼。沒有合理規劃的節能措施往往難以達到節能的目的,反而造成資源和能源的浪費。
4大力發展綠色工業建筑
早在2010年6月,我國《綠色工業建筑評價導則》就已經編制完成,并于同年8月由住建部批準頒布。在此《導則》基礎上,由機械工業第六設計研究院會同中國建筑科學研究院等14家單位參編的《綠色工業建筑評價標準》已于2011年通過審查,2013年8月,2014年3月1日起實施。該標準在世界上首次提出“綠色工業建筑”的概念,抓住了工業建筑的特點和共性問題,并為各行業工業建筑進行綠色設計提供了有力依據和評價標準。該標準針對工業建筑的節地、節能、節水、節材、室外環境和污染物控制、室內環境與職業健康、運行管理等方面提出了評價標準。其中,關于室內污染和職業健康部分的評價標準,是《綠色工業建筑評價標準》的創新之處,反映了以人為本的精神。
4.1綠色工業建筑與節地
隨著城市化進程加快,我國大量土地資源消失,建設項目中節地的要求也越來越突出。綠色工業建筑節地,首先要充分研究工業生產形式以及內部的物流特點,再以此為依據進行合理規劃設計,充分利用有限的土地資源;其次,設計合理高效用地的單體建筑也非常重要。要地上、地下統籌考慮,充分考慮立體空間的應用,打破以往工業建筑以單層空間為主的思維,充分研究、科學論證,做到疏密得當、簡潔高效;第三,要充分利用非耕地類的土地如荒山、荒灘、劣地等,盡量不占越來越寶貴的耕地資源;第四,在工業建筑設計中,要合理處理建筑物內產生的廢棄物、污染物,以免污染周邊耕地,這也是節地的重要體現。
4.2綠色工業建筑與節能
能源節約和新能源的開發是解決當今能源危機的兩個重要方面。因為建筑的能耗占到全社會能耗的30%~40%,因此,建筑領域的節能在整個社會的節能中至關重要。工業建筑在節約能源方面,具有較大的潛力。在綠色工業建筑設計中,能源消耗應該成為一個重要設計目標參數,這個參數決定著工業建筑設計從最開始選址到正常運行的每一個細節:在總體規劃和選擇結構形式中,要明確地根據太陽的方位來判斷;要將氣候條件和擬采用的綠色技術相結合;要合理組織流線以減少交通方面能源消耗;要充分利用工業建筑運行過程中的采暖通風空調以及生產過程中產生的廢熱為生產服務。總的來說,優秀的綠色工業建筑內部僅僅需要很少的機械或者人工采暖、通風和采光。關于綠色工業建筑的節能,建筑師應形成以下認識:首先,最便宜的能源其實就是好的節能設計方案,好的節能設計方案是最佳選擇;第二,因為要充分利用被動式太陽能。而且,現代工業建筑往往有條件充分利用太陽能采暖、自然通風等被動節能措施;第三,有條件時,優先使用可再生能源。盡管目前可再生能源相對昂貴且效率不及常規能源,但可再生能源的使用能夠節約石化礦物能源且環境污染小。就太陽能應用來說,盡管目前應用太陽能比較昂貴,但使用太陽能仍然是值得的。目前,國外很多綠色工業建筑在設計中嘗試用技術方法將可再生資源轉變為電能、熱能等建筑消耗的能源,實現了太陽能建筑設計一體化。例如,在屋頂安裝太陽能光電裝置和風力渦輪發電裝置,將太陽能和風能轉化為電能等,實現建筑自身能源供給平衡,即建筑運行不再需要額外的能源供應,甚至建筑自身產能大于消耗,并能將剩余的電能輸送給城市電網。綠色工業建筑節能主要是護結構的節能,包括屋頂、外墻、門窗等部位。在這些部位,要優先采用綠色環保建材作為保溫隔熱材料,以起到節能作用。高性能保溫隔熱材料一方面可以減輕建材的使用量,另一方面也能減輕建筑結構自身重量,減少熱量損耗和資源損耗。同時,建材使用量降低可以加快施工進度,節約了人力資源。
4.3綠色工業建筑與節水
水資源短缺已經成為世界性問題。據有關資料,我國人均淡水供應只有2000m3,按照世界銀行標準(世界平均水平是3000m3)屬于缺水國家。同時,我國人均淡水供應正在急劇減少。另一方面,我國淡水資源分布極不平衡,南方較為充足而北方嚴重缺水。還有一點不容忽視,由于以前粗放式的發展,我國大部分河流和湖泊等天然水源均受到不同程度的污染,有超過6億人口正在飲用被污染的水。對于綠色工業建筑的節水,要從開源、節流、高效利用和創新利用4個方面考慮。開源方面,主要是提高非傳統水源利用率,工業建筑一般所占區域大,建筑層數低、屋頂面積大,同時地面鋪裝面積大,雨水完全靠自然滲透是不現實的,反過來,將屋頂、硬質路面、廣場等區域的雨水進行收集、儲存、凈化,將會是一筆不小的資源;節流方面,主要是減少水資源流失和浪費;高效利用方面,是指利用技術創新,安裝節水型設備和器材,正確、科學地設計城市管網,使水資源的利用更加高效合理;創新利用方面,是指依托技術創新,加強水的循環使用。可以通過污水、廢水凈化系統、中水系統等設置達到這一目的。
4.4綠色工業建筑與節材
根據法國《環境建筑報》,綠色建筑材料可分為以下5個類別:材料有利于環境;不含有某種有害成分;可減少建造、維護、拆除過程中的環境影響;建筑運行過程中對環境影響;有助于形成安全而健康的室內環境。綠色建材的宗旨是保護人體健康、保護環境的。綠色建材在生產中,采用清潔的生產技術,大量使用工農業或者城市廢棄物,盡量少用天然資源和能源,生產出的建材無毒、無污染、無輻射,有利于人類身心健康和環境保護。目前,業內綠色建材主要有以下三類:首先是一些傳統綠色建材,如鋼材。這類建材的特點是可回收、可循環利用。雖然材料的生產消耗了大量能源,但材料的重復使用有利于節材節能;其次是用工業生產和建筑廢棄物為原料在經濟合理的條件下制造的建筑材料,如利用建筑廢棄物現場制造各種磚材。據報道,我國某企業研發出一種移動式建筑垃圾處理———制磚組合生產線,即移動制磚工廠。該生產線將建筑垃圾處理移動破碎站與移動制磚機配套,把“磚廠”移動到拆遷和施工現場,現場制作道牙磚、植草磚、廣場磚等十幾種市政用磚。這類建筑材料的特點是既獲得了新的建筑材料,又消化了大量廢棄固體垃圾,一舉兩得,實現了可持續發展;第三類是新研發的各種新型綠色建材。這類建材主要特點是在某些方面有著很強優勢,如保溫方面。對于新型建材是否能夠推廣,還要綜合各方面因素由市場進行判斷。對于建筑師來說,一方面在設計中要積累材料信息,在經濟合理的情況下積極使用新型綠色建材,同時,也要加強甄別能力,防止因為綠色建材魚龍混雜而失去判斷力。
4.5綠色工業建筑與職業健康
傳統工業建筑中一般都有大量余熱和煙塵散出,大量化工類工業建筑不斷排出大量酸、堿、鹽等腐蝕性物質或者有毒、易燃、易爆氣體,還有很多工業建筑內部時刻產生大量電磁輻射,對人體健康產生嚴重威脅。現代綠色工業建筑設計中,要緊緊圍繞以人為本的原則,不僅要關注人在工業生產過程中的身體健康,還要關注人的精神健康,力爭創造宜人、舒適、高效的綠色空間。在這里,不僅僅生產活動能夠高效有序進行,人與人之間的交流溝通也能夠得到滿足。具體設計時,要打破傳統觀念的束縛。例如迪斯•喬比恩建筑事務所設計的法蘭克福奈爾曼售后服務部中,企業決策者和建筑師力求給廣大員工提供積極的趣味性空間。整個設計強調自然采光、自然通風的重要性,并且按照人員規模和比例精心設計建筑結構,同時為員工設計了精彩的生態休息大廳作為交流的場所;再例如德國諾伊格鮑爾與羅斯設計的格特拉克研發中心,設計理念強調建筑的開放性、交流性。在建筑師的精心設計下,該建筑內部各部門之間清晰可見,視覺上形成溝通。
4.6綠色工業建筑與環境保護
關鍵詞:工業建筑;結構設計;復雜性;安全性
對于工業建筑而言,其結構設計合理與否,不僅決定著工業建筑建設質量,也影響著工業建筑建設資金投入。只有科學的設計,工業建筑結構才會合理,與生產活動和工藝要求等相適應。工業建筑與民用住宅建筑不同,其結構設計更復雜,安全性要求更高,要適應生產活動和工藝要求。介于此,進行工業建筑結構設計的復雜性與安全性分析是必要的,利于加深對工業建筑結構的認識。
1工業建筑簡述
1.1概念
工業建筑,指的是提供人民從事各類生產活動的建筑物或構筑物[1]。其中,構筑無有煙囪、水塔等,建筑物有化工廠房、紡織廠房、醫藥廠房等各類型廠房。
1.2特點
工業建筑主要特點:(1)要有足夠的面積和空間;(2)符合生產工藝要求,安全性要求很高;(3)具體的生產活動不同,工業建筑結構形式也不同,要根據生產活動及其特點進行結構設計;(4)屋面排水、通風、采光及構造處理等方面復雜性較高。
2工業建筑結構設計的復雜性與安全性
2.1結構選型
由于工業廠房建成后的使用用途不同,不同的工業廠房,其生產工藝等方面要求是不同的[2]。所以,進行工業廠房結構選型時,要充分考慮工業廠房的使用用途、施工條件等因素,不僅要使用材質好、壽命長的材料,還要確保建成后的工業廠房結構能夠靈活的適應的生產容量等方面變化。下面對工業建筑常用的結構形式進行了分析:第一,鋼筋混凝土結構。鋼筋混凝土結構,具有建材采購方便、施工便利、耐火耐蝕、現場建筑、成本低等優勢。而且,按照這種結構建造出來的建筑,有著很廣的適用性,很多廠房都采用鋼筋混凝土結構。第二,鋼結構。鋼結構一般采用工業化體系建設,工期短、成本低、施工方便,且適用于大跨度、大空間的工業廠房。但是受材質限制,這種結構防火、防腐蝕性能較差,如果工業建筑采用這種結構類型,必須注重防火、防腐蝕方面設計。從以上內容可以看出,一般情況下,工業建筑結構建議采用鋼筋混凝土結構,因為這種建筑結構優勢明顯,不需要特別注意防火、防腐蝕方面的設計,安全性較高。但是如果是大跨度、大空間、振動較大的工業建筑,適宜采用鋼結構。
2.2平面布置
確定工業建筑選址后,以生產工藝流程為依據進行建筑總平面設計,合理確定各分區、豎向設計、公用設施等[3]。進行工業建筑總平面布置時,除了以生產工藝流程為依據外,還要考慮職工生活用戶、生產經營管理用房、福利設施用房,以及污染問題,按照全局角度考慮平面布置。為了確保總平面布置的合理性,設計者可以采用計算機軟件輔助設計,如建筑信息模型,基于同一模型設計多種設計方案,優選出最佳平面布置方案。
2.3生產工藝要求
建造后的工業建筑是用于生產活動的,為了生產活動的正常運作,工業建筑結構設計必要以生產工藝為依據,將生產工藝和生產活動做出結構設計的出發點,這樣才能保證工業建筑結構設計合理。對于工業建筑而言,其生產工藝要求主要體現在三個方面:(1)生產流程。生產流程影響著各部門、各工段平面的次序和相關關系;(2)運輸方式及工具。運輸方式及工具影響著工業建筑結構類型選用、平面布置等設計工作;(3)生產特點。生產活動具有污染、易燃易爆等特點,做好生產環境、防腐蝕等方面的設計工作。
2.4防腐蝕設計
工業建筑建成投入使用后,受生產工藝和生產活動影響,生產過程中經常使用或產生酸堿鹽類物質,容易腐蝕建筑物。所以,進行工業建筑結構設計時,要特別注重防腐蝕設計。第一,選用防腐性能好的材料,或對建材采用防腐措施。如,門窗使用木質、塑料、玻璃鋼等防腐性能好的材料;金屬掛件涂抹耐腐蝕的涂料,在金屬表面形成防腐層;地面采用瀝青混凝土、花崗巖等材料。第二,結構構件采用鋼筋混凝土材質,同時是混凝土表面涂抹耐腐蝕的涂料。如果結構構件使用鋼材,務必要做好防腐蝕措施,必須在鋼表面涂抹環氧樹脂漆等材質的防腐蝕涂料。第三,帶有腐蝕性的生產活動要集中布置在下風側或水流的下游,限制酸堿鹽類物質腐蝕工業建筑結構。
2.5防震設計
防震設計是關鍵的,它在工業建筑結構設計上占據首要位置,因為它直接決定著工業建筑后結構的安全性。根據我國相關規定,工業建筑方防震設計要求比較高,如果不能達到安全性要求,一旦遭受意外的沖擊振動,所造成的后果是嚴重的,特別是生產活動具有易燃易爆特點的,危及工業建筑區內及周圍范圍內的人員生命安全。因此,進行工業建筑結構設計時,必須合理進行防震設計,符合抗震要求。當工業建筑結構規則、對稱,整體性比較好時,按照工業建筑結構及其抗側力結構進行抗震設計;當工業建筑結構整體性比較差使,要按照工業建筑結構抗震設計要求采用相應的加強措施,增強工業建筑結構的抗震性;當工業建筑廠房的結構高差比較大時,必須將生產用房與生活用房、管理用房等分開來布置,并分開相鄰的抗震縫,便于提高結構的抗震性。此外,抗震縫兩側要布置墻等構件,并按照設計要求合理控制抗震縫寬度。
3結論
綜上所述,工業建筑不同于民用住宅建筑,其結構設計具有較高的復雜性與安全性。為滿足工業建筑結構設計的復雜性與安全性要求,要認真的進行工業建筑結構選型、總平面布置、防腐蝕設計、防震設計等工作,使工業建筑結構設計符合生產工藝要求,滿足建造后的使用用途,達到相關設計標準。
參考文獻:
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關鍵詞:工業建筑;結構設計;構件;問題
隨著經濟建設的快速發展,我們國家經濟發展的支柱產業就是工業,而且隨著工業大規模的發展,使得其離不開與配套的工業廠房,因此建筑行業的一個重要分支就是廠房建筑施工。在建筑設計領域中,工業建筑占有舉足輕重的地位,它具有一般建筑的共性,但在設計和施工方面又具有自身的特點。由于工業建筑是以工業生產為導向,它的外形、內部構造與我們熟知的常規形式和固有類型差別很大,處處彰顯出功能主義的氣息,表現出很強的經濟適用性、靈活性和高科技特征。因此,一個優秀的工業建筑結構設計,既要滿足庫存、運輸、設備安置等生產要求,還要能提供適宜的勞動環境。
1 建筑結構設計中常見問題分析
1.1 設計圖紙過于簡略
如果要保證建筑施工能夠順利進行,就要具有科學合理的建筑結構設計圖紙。建筑圖紙的完善要詳細的說明建筑結構設計的相關情況,從而對任何一個細節、任何一個環節都不放過。如今,部分建筑施工方的設計圖紙因為較為簡略,而且依舊對高精度的測量儀器進行測量不采用,使得測量數據與實際數據相差懸殊,在實際的建筑施工中,現場缺乏秩序,使建筑安全事故很難規避。
1.2 建筑結構抗震性較弱
我國較多地區在近些年來都頻頻發生地震災害,而且其破壞力較強,從而對人民的生產生活以及生命財產安全造成嚴重的威脅。在地震中,較多事故都因工業建筑倒塌現象造成人員的傷亡,由此證明,與國家制定的相關標準相比,現階段的工業建筑設計還相差很遠,工業建筑的安全性與人們的切身利益息息相關。而加強建筑物的抗震性,使建筑結構設計的抗震水平得以提高就是減少災害發生且保證將傷亡率降至最低的有效措施。早有相關法規規定,工業建筑的質量需保證經過小地震后工業建筑的毀壞性不得大于35%,工業建筑的毀壞性在發生中型地震時不得超過88%,經過大型地震,需保證大于3%的工業建筑沒有毀壞。但現階段,建筑設計公司并沒有重視工業建筑抗震性。同時,也沒有對設計人員進行培訓,從而對足夠的認識沒有形成,因此,建筑工程中有許多都未達到標準,抗震性設計明顯缺乏,對人們的生活質量嚴重威脅著。
1.3 建筑基礎選型不科學
在建筑結構設計中建筑的基礎選型起著重要的作用,它不僅會影響建筑質量,而且還會影響建筑的美觀程度。目前,部分高層建筑的選址不合理,地基承載力較弱,對建筑變形的要求無法滿足,建筑的沉降不均勻,這樣的基礎選型對建筑的安全和質量無法保證。還有的建筑對筏基方式無法合理地采用,施工人員對梁板式筏基和平板式筏基分不清,建筑施工時隨便選擇一種,這就大大降低整個建筑的安全性,也大大減少建筑的使用壽命。
2 提升工業建筑結構設計的策略
2.1 嚴格遵守設計規范
現如今,因為我國社會經濟已取得突破性進展,所以,如果建筑行業要想獲取長遠的生存和發展,就要使建筑的質量和安全性不斷提高。因此,建筑商看待建筑行業的發展時要用長遠的眼光,不要一味對眼前利益追求,要使建筑行業的發展保證符合相關的法律標準,建筑施工合法進行。同時,建筑師要全面的了解結構設計的章程,還要科學合理的設計建筑結構,對設計的每一個環節、每一個細節加以注意,從而保證建筑結構設計的整體效果,使建筑安全事故的發生有效規避。
2.2 科學的建筑基礎選型
因為建筑結構的選型會受到當地地質條件和建筑外形設計情況的影響。因此,不要在看到相關的圖紙時,主觀的對其建筑結構做出判斷,而要實事求是,因地制宜,仔細分析當地的地質情況和建筑的外形。主觀的判斷建筑結構會有兩種后果:(1)要不在施工后期有問題出現。(2)要不在施工前期對問題發現,從而增加工作量。以上兩種后果都會對建筑施工的進程造成阻礙,這就要求和相關的專業人員進行商榷并對有效的方案制定出。只有對所有因素綜合考慮才能使設計方案更加科學合理,從而使工作量最大限度地減少,使建筑結構設計的整體效果提升。
2.3 設計詳細的建筑圖紙
為施工提供重要依據的就是圖紙,并且還能體現建筑結構。一旦圖紙有差錯或不合理出現,就會對建筑結構設計的整體效果造成影響。因此,建筑結構設計師設計圖紙時一定要嚴格謹慎,使其符合相關的標準,不能為圖方便粗略標注或不標注。同時,對于建筑結構的細微處或結構較為復雜處,要詳細的進行標注,從而讓人很容易就看到;對于結構較為簡單處也不能不標注,也需要進行清晰的標注。設計師要使自己的工作態度端正,從而對圖紙反復地審核設計好,對圖紙中的不足或缺陷及時發現并做出修改,以免造成不必要的損失。此外,還要使圖紙的設計規范完善,力求圖紙設計更加科學合理。
2.4 結構概念設計
概念設計,是指對工程結構計算所需的材料性能、力學知識和結構分析方面在施工圖階段,一定要有一個正確的概念,這對總體設計方案的實現,保證施工圖設計質量來說是至關重要的。其思維方式習慣于重視橫向思維、重視實`、重視綜合考慮、重視改革創新、重視相對性。在結構設計選型中對概念設計的采用能夠在一定程度上使裂縫形成得到控制。結構設計的中的一種新思路就是概念設計,能夠用整體概念對結構總體系統和各個基本分體之間的力學關系進行考慮,從而創造一個良好、安全和經濟的結構總體方案。
3 結語
總的來說,在工業結構設計中,要對地基、梁柱與板件、樓梯等各個結構設計中存在的問題充分考慮到,對施工設計的工藝流程全面掌控,將各方面的影響因素綜合分析,使工業建筑的構造不斷優化,進而使建筑的整體質量提高,從而使建筑的使用壽命延長,進而使工業建筑經濟性和技術性的統一實現,同時設計人員要響應發展潮流,對先進技術和新的設計思路努力發掘,以使工業建筑的發展得以推動。
參考文獻
[1] 趙曉莉.工業建筑結構設計中需注意的問題[J].江西建材,2016 (05):15+21.
關鍵詞:工業建筑;結構設計選型;混凝土裂縫;裂縫處理
前 言
結構裂縫是我國工業建筑施工中普遍存在的問題,結構超大化、復雜化都增加了裂縫出現的幾率。混凝土結構裂縫一直是工業建筑施工的關鍵控制點,它不僅影響了項目工程的整體質量,還給人們的生命安全帶來了隱患。
在結構選型和施工過程中要采取有效措施減少裂縫數量和寬度,避免有害裂縫的產生,保證整個建筑工程質量。工業建筑中,結構裂縫的種類多,關乎到設計、材料、溫度、施工等,而且特點和形成規律各不相同。首先要選擇一個合理的結構形式,降低結構約束程度。
1 工業建筑結構設計選型
工業建筑結構設計選型包括結構體系的選擇,柱網的布置,梁的布置,剪力墻的分布,基礎的選型等。設計人員根據建筑物的性質、高度、重要程度、當地的抗震設防列度、風力情況等條件來選擇合適的結構體系。是采用磚混結構、框架結構、框剪結構、框支結構、筒體,還是巨型框架、脊骨體系……選定結構體系后,就要具體決定柱、梁、墻(剪力墻)的分布和尺寸等。工業建筑高度、規模、投資都在日益增大,加上影響結構選型的各種綜合因素增多,都需要更加先進、更優化的結構系統相匹配。在結構設計選型中選擇預應力鋼筋混凝土結構,輕鋼結構和各種輕型空間結構等輕型結構能夠在一定程度上增加建筑的抗載能力。
結構設計選型的過程中要考慮到對裂縫的控制。首先要從早起就對裂縫進行預防控制,工程單位在設計方案階段和施工圖階段都要樹立較強的裂縫意識。對于荷載裂縫,要將其控制在規范規定的限制范圍以內,要采用“抗放”結合的原則,“抗”可以對結構構件某些部位從構造合理上加強配筋、提高混凝土彈性極限拉伸,約束混凝土變形。當“抗”原則控制裂縫代價過高或者沒有作用時,可以采用“放”的原則,合理設置伸縮縫、沉降縫、滑動層。
1.1 結構概念設計
概念設計,是指在施工圖階段,對工程結構計算所需的材料性能、力學知識和結構分析方面,必須有一個正確的概念,這對實現總體設計方案,確保施工圖設計質量是至關重要的。其思維方式習慣于重視橫向思維、重視實踐、重視綜合考慮、重視改革創新、重視相對性。在結構設計選型中采用概念設計能夠在一定程度上控制裂縫形成。概念設計是結構設計的中的一種新思路,能夠用整體概念考慮結構總體系統和各個基本分體之間的力學關系,創造一個良好、安全和經濟的結構總體方案。
計算機技術和信息技術的發展使得現在結構分析常常借助于計算機運算,即結構電算。結構電算中的程序選擇和應用分析都和概念設計密切相關。結構計算的過程中要簡化計算模型,簡化計算程序。模型要盡量符合真實受力情況,包括結構構件的空間布置、荷載的分布、結構構件的剛度、形式、約束、連接、位移變形特征等,實際結構的簡化模型應與軟件假定的力學模型相符。
1.2 極限狀態設計
工業建筑結構要滿足承載力極限和正常使用極限。混凝土結構最大裂縫寬度控制標準是根據環境和使用情況調制定的,普通鋼筋混凝土構件內力接近30%極限荷載容易出現裂縫,這種裂縫寬度在0.05~0.1mm之間,很容易影響結構安全。很多工程的梁式結構、框架結構在自重作用下出現受拉區開裂或者剪力區主拉應力裂縫。
2 現澆鋼筋混凝土結構是現代工業建筑中常用的結構形式
鋼筋混凝土結構裂縫主要包括:外荷載直接應力產生裂縫;外荷載作用產生結構次應力引起的裂縫;結構變形差產生的裂縫。
加強建筑物剛度和強度。①采取結構加固控制。鋼筋混凝土結構加固能夠有利于結構強度加固、穩定性加固、剛度加固、抗裂性能加固。結構加固可以分為不改變結構受力圖形和改變受力圖形兩種加固方法。②設置封閉圈梁和構造柱。圈梁設置在基礎頂面,頂層門窗上方。圈梁的寬度等于墻厚,高度不小于120mm。所采用的混凝土強度等級不低于C15。縱向連續澆注,一次完成以形成整體結構。構造柱應設置在外墻四角和內外墻交接處,其鋼筋與圈梁連接成整體。
3 混凝土材料控制
3.1 材料選擇
選擇水熱化較低的水泥,檢查安定性不合格的水泥。選擇有利于抗拉性能的混凝土配級,減小水灰、減少坍落度、降低砂率,降低砂率增加骨料粒徑,降低含泥量和雜質含量。對水平構件梁、板、墻等可以采用中低強度級混凝土,加強構造配筋。選擇水熱化和收縮性比較小的外加劑和摻合料。
3.2 配筋設計
砂漿配合比要結合施工要求和現場材質進行準確確定,并且根據材質的變化進行及時調整。適當提高構件配筋率能夠控制構件裂縫寬度。在《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)中對受拉鋼筋的最小配筋率做出了明確規定:0.2和45ft/fy中較大值。對梁、板不同構件,其配筋率和鋼筋間距都有明確規定,對板的受力鋼筋配置,選擇直徑較小間距較密為原則,減少構件裂縫。
3.3 加強力學裂縫控制
采取表面處理法和填充法。表面涂抹法是當裂縫細小而淺,漿材難以灌入到其中,可以采用這種方式控制裂縫。涂抹法主要應用于裂縫深度還沒有達到鋼筋深處,且不漏水、不伸縮的裂縫;填充法是使用使用材料進行填充的,適用于寬度較大、面積較大的裂縫。
3.4 選擇合適的混凝土澆筑方法
混凝土經常采用分層澆筑,這種澆筑方法能避免證混凝土裂縫的產生。還可以采用分段分層法,從混凝土底層澆筑,在澆筑2~3層里面的時候再返回去澆筑第二層,這樣逐層澆筑。斜面分層法也是混凝土澆筑的一種方法,比較適合結構長度超過厚度3倍以上的情況。當整個混凝土斜面坡度小于30%時,進行連續澆筑,在下一次混凝土初凝之前將上層混凝土澆筑完畢。
3.5 混凝土養護
混凝土產生開裂的一重要原因是養護部到位。混凝土等到放熱高峰期過后,要進行灑水養護,養護期間要注意溫度變化,保證混凝土溫差控制在適當的范圍之內。混凝土表面覆蓋薄膜、草袋,減少混凝土表面的熱擴散,為混凝土提供潮濕環境。在夏季等高溫天氣,很容易發生干縮裂縫,要尤其注意防干保濕。
4 總 結
工業建筑結構要滿足生產需要根據使用功能、自身條件、環境因素等多方面進行設計和選擇。盡量達到合理性和經濟性。在設計的過程中還要考慮對裂縫的影響,在設計之初就做好裂縫預防措施,能夠在很大程度上避免結構裂縫,保障建筑的質量。
參考文獻
[1]張吉人.建筑結構設計施工質量控制[M].中國建筑工業出版社.2006.9.