發布時間:2023-09-03 14:56:54
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的建筑設計與技術樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
Abstract: with the height of the development of modern society, human life, all aspects of energy has tremendous demand, because conventional energy non-renewable and geographic distribution and lead to global energy competition becomes increasingly intensified, which require us in all sectors to energy saving measures, reduce energy consumption, especially important in the construction industry. In recent years, due to the practical needs of the energy conservation of the building and the rapid development, promote the building each a fields of development, building design and development of energy saving in the show vigorous vitality, new technology emerge in endlessly, the new products are continuously emerging. This paper describes this building energy of the architecture design of the building industry deep low carbon and energy saving has become the focus in the field of building key, and the key to building energy efficiency design. This paper discusses the design of building energy-saving method, this paper analyzes the general planning stage in the building and single building design phase of the energy-saving design, at last, the paper introduces the solar energy conservation of the building in the role of. The paper analyzes the whole process of building energy saving design. In order to reduce construction resources and achieve the sustainable development of society and economy.
Keywords: architectural design; Energy saving technology; solar
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
隨著中國經濟的高速發展,中國工業進入了工業化中期,即重工業化階段,但是高消耗、高污染、低效率的粗放型擴張和外延為主的經濟增長模式沒有改變,經濟增長對能源需求明顯提高。經濟的發展又大大促進了中國城市化的進程,居民收入的快速增加,居民消費結構性升級,房屋和汽車消費高速增長,房地產和汽車工業空前繁榮。中國能源的短缺亦
日益嚴重,能源已成為中國經濟可持續發展的命脈。因此,節能減排必將是中國可持續發展的工作重點,建筑節能又是重中之重。 建筑節能技術可以在對建筑物的特性進行全面模擬和分析的基礎上,對建筑的能量消耗 室內物理環境節能技術建筑材料的選用保溫設計窗墻比風環境設計采光日照遮陽噪聲與污染綠化空調與通風系統等諸多方面進行分析,模擬出結果,然后將該結果用于設計中建筑節能技術是我國十五重點發展的技術,在建筑界有著十分巨大的應用前景。該技術具有國內領先水平,曾應用于2008年奧運會奧運村和體育場館的各項建筑的分析,以滿足“綠色奧運,科技奧運,人文奧運”對各項建筑物的要求。建筑節能技術運用于建筑領域,該技術是和建筑師一起進行建筑設計,或是建筑設計已經完成,對該設計進行建筑節能和建筑性能評估的技術運用計算機軟件對建筑設計圖進行各項評估由于國家對節能的重視,以及國家已經頒布智能建筑和綠色建筑的技術導則,因此,建筑節能的設計是當前必須要完成的工作。建筑節能的現實需要建筑設計的觀念和設計方法進行變革,從建筑功能和價值形成的初期保證建筑節能目標的實現。
1建筑規劃節能設計
建筑的規劃節能設計應從建設選址、建筑和道路布局、建筑朝向、建筑問距等方而進行深入研究,通過建筑的規劃布局對自然因素等進行充分利用與改造,形成良好的居住條件,并有利于建筑的節能。
1.1建筑選址
選址的節能問題要符合自然規律,盡量利用自然環境來創造適合人類生存的條件。總體來說,建筑選址需爭取日照,避風建宅。
1.1.1爭取日照
爭取日照包括爭取日照時數、日照量和日照質量三個方面。建筑基地宜選在向陽的地段上,為爭取日照創造先決條件:依據各地最佳建筑朝向范圍合理選擇建筑朝向,以爭取更多日照;選擇滿足要求的日照間距。應依據所處地理緯度、城市環境條件等確定日照間距標準:合理布局建筑樓群。建筑樓群的不同建筑的形狀、布置走向產生不同的陰影區,緯度越高,陰影區范圍越大,應采取不同布局規則以爭取日照。
1.1.2避風建宅
冷風滲透和風壓均對建筑物的保溫造成不利影響,建筑應該盡量選擇避風基址建造,采用錯列式布局避免“風影效應”。主要避風措施有:利用建筑物。建筑物的恰當布置(如緊湊布局、建筑組合)能夠降低風速,減少建筑物的熱損失;設置風障。設置防風墻、板、防風林帶等可有效實現對建筑物擋風避風作用:避開不利風向。合理選擇封閉或半封閉周邊式布局的開口方向和位置,實現建筑群的避風節能。
1.2建筑布局
建筑群的布局影響建筑的節能。應合理規劃和組合建筑物。住宅群的形狀和道路的不同走向對風向和風速有明顯的影響,住宅群和道路問的管狀氣流很難穿越建筑物,必須適當布置建筑物,使住宅高層、低層錯落排列,形成自然通風和口照。并利用道路和植被,冬季避免冷風滲透,減少熱損失,節省能耗;夏季則形成穿堂風,達到自然通風和降溫,實現建筑物的有效節能。
1.3建筑朝向
建筑朝向對其能耗具有顯著影響。朝向范圍是日照和通風兩個主要因素共同作用的結果,應綜合考慮上述兩種因素確定建筑物個體以及建筑群的朝向。朝向選擇需滿足以下要求:夏季盡量減少太陽直射室內及居室外墻面:冬季具有適量和一定質最的日光照入室內;夏季通風良好,冬季避免冷風吹襲,以使建筑獲得冬暖夏涼的宜人室內環境。確定住宅朝向范圍后,再根據季風主導方向進行朝向的調節,以獲得良好的夏季穿堂風。影響住宅朝向的因素很多,如地理緯度、地段環境、地區氣候特征以及建筑用地狀況等。應充分考慮各種因素,確定最佳的建筑朝向。
1.4建筑間距
建筑間距的確定主要是由日照和通風決定的。一般居住建筑要求夏季避免日曬,冬季保證充分陽光照射,因此選擇日照時間時,通常取冬至中午前后2h日照為下限,再根據實際情況加以調整,從而保證住宅室內具有一定的日照量,進而確定建筑的最小間距,并結合其他條件來綜合考慮住宅群的布置。
建筑間距直接影響著風向和漩渦風的產生及正負風壓值的大小。建筑物越長、越高、進深越小,其背風面產生的渦流區越大,流場越紊亂,對減少風速、風壓有利。因此,應根據地區的主導風向設計合理的間距,為、以保證建筑組織良好的自然通風。
2建筑單體節能設計
2.1自然通風節能設計
自然通風能夠降低室內溫度,節約能源。同時有效的自然通風能夠帶走室內異味,選擇合適的建筑朝向及排列方式,使房屋迎向夏季主導風從低到高依次布置。建筑間距愈大,自然通風效果愈好。考慮建筑用地的節約,房屋間距不可太人。一般在滿足日照的要求下就能滿足通風的要求。進行單體設計時,門窗的合理設置可有效對調節室內通風。如將房屋前后門窗設計成對開時,可形成穿堂風。
2.2平面節能設計
合理的平面設計能夠顯著節約建筑能耗。在平面設計中,夏季穿堂風和全明房是建筑物節能的關鍵因素。住宅房問進深決定著穿堂風的形成和效果,一般房間進深不大于15m,但可適當增加套型進深,以便在限定的建筑面寬內增加建筑面積。建筑平面的巧妙布局也能獲得顯著的節能效果,如將樓梯、輔助用房等布置在建筑外層或西側,可有效阻擋日射;陽臺的設計能夠實現夏季遮陽和通風的作用:封閉陽臺既可保證冬季室內熱量散失緩慢,又可節約夏季空調冷量等;陽光間的設計能夠降低建筑能耗,而且與之相連的房間可以減少熱量損失以及制冷需耗;平面突出部位的合理設置對引導自然通風和遮陽亦有明顯的效果。
2.3立面節能設計
根據當地氣候狀況改變墻體的角度,可以提高建筑對環境氣候的適應性以及最大限度的利用自然資源。如內傾斜南墻屋面和層層退臺可以獲得更大的陽光照射面;外傾斜南墻屋面和層層出挑可以獲得更大遮陽面:適度內傾斜北向墻面以及屋頂,可減少冬季風的風壓,以降低圍護結構的熱滲透;西墻綠化和遮陽架有助于降溫隔熱,若在墻面和植物之間設置通風構架,則能夠加強西墻的散熱性能等。
2.4遮陽節能設計
適當的遮陽措施可減少不必要的夏季太陽輻射熱,有效降低空調負荷,減小建筑
物的能耗。外遮陽足最有效的遮陽設施,它直接將太陽輻射熱量遮擋于室外。主要遮陽
措施有:藤蔓植物、深凹窗、外廊、陽臺、遮陽板等遮陽措施;熱反射窗簾、選擇性透
光遮陽、可手動調節的遮陽百葉等。現代化自動控制的智能化遮陽設施可在無人的情況下,根據室內外溫度等參數自動調節,以降低太陽輻射的影響,節約能源。
2.5門窗節能設計
門窗是建筑能耗的最火因素,由門窗引起的熱損失約占整個建筑熱損失的50%~60%,增大窗戶面積可增多太陽能,但是窗戶傳熱系數比其他護結構大,窗戶面積增大則會引起更多的能量消耗,因此必須將窗墻比控制在合適的范圍內,在滿足基本采光和通風的前提下,盡量縮小窗墻比。門窗材料和密閉性對室內溫度變化起著一定的作用。設計中應采用密閉性良好的門窗,通過改進門窗結構、采用中空玻璃窗、雙層真空玻璃窗等目前市而上的保溫性能好的窗戶,提高門窗氣密性,防止空氣對流傳熱,以節約建筑能源。
3結語
綜上所述,建筑節能是一個綜合的、復雜的系統工程.隨著社會的發展,在節能要求越來越高的情況下,單方面的建筑節能已無法滿足要求,這就要求從建筑物的設計開始,到建筑節能材料的選用,再到可再生資源的利用逐一對節能指標進行考核,這樣我國的建筑節能才能邁上一個新的臺階。
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關鍵詞:現代建筑設計 技術 藝術
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A
社會的進步必然使各個領域不斷向多元化發展,建筑業也逐漸成為技術與藝術的綜合體,二者缺一不可。冷靜面對技術與藝術的關系,使建筑除了提供舒適的居住條件外,還充滿了藝術和文化氣息,在技術和藝術都達到一定的高度。
1 現代建筑設計中技術的體現
1.1 計算機智能技術在建筑設計中的應用
1.1.1 數字化信息技術的廣泛推廣。當今社會,數字化的概念已經被無限擴大,不僅僅指數字,還代表著所有的信息形式。網絡信息的不斷發展,促使人們將生活的每個方面都與科技聯系起來。例如:SOHO大廈在設計理念上吸取了時尚熱點以及新的生活理念,受到了大批青年人的青睞。
1.1.2 CAD 和CSCD技術是建筑業設計的基礎,處于不斷更新中。建筑設計領域引進了具有強大制圖功能的CAD技術,有助于對空間和平面的結構進行技術上的計算和分析,使具體工作有據可依。現代建筑業的不斷發展,需要CAD技術不斷完善和提高,從而為現代建筑設計的發展水平做出更大的貢獻;同時,隨著網絡技術的高速發展,CSCD技術出現。它是一種協同設計技術,體現了CAD、信息關系和遠程管理的統一。
1.2 建筑設計中綠色環保設計技術的應用。
1.2.1 針對太陽輻射,采用先進的遮陽環保技術。遮陽技術主要針對夏日里強烈的太陽輻射。主要從兩方面進行考慮:一是采用新型的環保材料;二是實現能源的轉換,將太陽輻射變成新型的環保能源。
1.2.2 太陽能技術在建筑中的得到了充分的利用。面對能源日益短缺的局面,尋找新的替代能源成為各個國家亟需解決的問題。在建筑設計中,太陽能應用范圍廣泛,如太陽能熱水器、凈化器、太陽能集水灶等,都是充分發揮太陽能優勢的體現。太陽能的使用,既體現了科技的進步,又實現了節能減排。
1.2.3 利用保溫材料的特性,選擇隔熱性好的材料,提高外墻熱工性能,實現建筑設計抵抗風壓的設計目的。對于建筑中墻體的保溫工程,要將整個建筑工程的相關施工結構等程序作系統的分析,緊密協作。減少室外溫度對室內熱量的影響,降低波動。
2 現代建筑設計中藝術性的表現。
2.1 現代建筑中含有的西方現代藝術因素。為了使現代建筑與世界接軌,體現國際元素,越來越多的西方藝術形式和作品出現在建筑設計中,如油畫、繪畫、雕塑等藝術表現手法。這樣設計出的建筑就含有了濃厚的西方藝術氣息。
2.2 建筑設計者要具有獨特的藝術眼光,較高的審美能力,將自己對建筑的理解與創作理念融入建筑的實際設計中。在充分考慮建筑原則與技術水平的前提下,將自己的靈感運用到建筑物中。這些具體的藝術元素包括:地方民俗、風土人情等形式。
2.3 構成藝術在現代建筑設計中被廣泛使用,支撐著整個建筑結構。構成藝術是一種簡單的藝術形式,主要包括點、線、面、體等基本的元素,組成了建筑物的架構。另外,色彩作為最具沖擊力的因素,被設計者發揮得淋漓盡致,滿足不同人群的審美需求。
3 現代建筑設計中技術和藝術的關系。
3.1 在現代建筑設計中技術與藝術并存。
建筑的含義有狹義與褒義之分。狹義的建筑是指居住的意思,而廣義的含義就突破了局限性。凡是以建筑為載體而涉及到的眾多領域都是建筑的范疇,如商用建筑、用于娛樂的場所等。建筑設計是指在建筑物執行施工操作以前,根據企業文化、施工目標所勾勒出的建筑物的款式,并實現由想法到實物的轉換;建筑業除了需要實現其基本的建筑功能外,同時還要與藝術相結合,實現建筑本身的獨特性。 隨著人類社會的不斷發展,人們對美的追求越來越高,并逐漸延伸到建筑領域。這就需要設計者對建筑物的設計理念要新穎,給人以美感。面對這種有增無減的勢頭,創造出又實用、又美觀的建筑是設計者的最終追求。
3.2 技術的發展促進了藝術造詣的提高。
任何建筑物的形成都必須有與之相匹配的技術作為支撐,保證建筑設計的結構成型。正是技術上的支持,使藝術由理想變成現實,避免藝術與現實相脫節,無的放矢,錯過發展的機會。人類的進化過程正是體現了這一點。人類由穴居到石屋,再到古代唯美的房屋建筑,這一過程得益于生產力的不斷發展,建筑技術的不斷提高。技術的發展與不斷完善,促使人們開始逐漸考慮藝術,崇尚美感,將藝術理念融入建筑設計中,而且這種要求呈上升趨勢。到了現代社會,人們的審美眼光達到更高的層次,這就需要更加先進的技術作為基礎,在設計中更加注重藝術性的體現,使人們真切地感覺到美感。建筑設計是意識形態的體現,表達的是一種理念與想法,需要物質基礎作為后盾,否則就是空談。因此,建筑設計藝術是以建筑技術作為依托,最終在建筑物中實現其價值。 一種新興技術的產生,必然使設計者產生新的設計思想,并且運用到設計理念中,創造處非凡的建筑,最終受到使用者的歡迎。
3.3 藝術對建筑設計技術產生相應的反作用。
完美的設計理念只有得到技術的支持才能變成現實。當設計者擁有了新的藝術靈感的時候,研發部門就要開發新的技術來迎合這一藝術靈感,在技術上下功夫,不斷創新。時代的進步使這一要求越來越高。設計師為了滿足人們的迫切需要,不懈努力,改善方案,努力使自己具備新穎的創作理念。一旦實現創新后,就要求技術上進行援助。這體現的就是藝術對技術的反作用。例如:現代人喜歡簡單大方的建筑風格,那么這一風格就會作為設計師的設計思路和理念。在技術上就出現了清水混凝土的風格與之相呼應。這一技術下,墻面平整,顏色平衡,給人以大方的感覺。于是在施工過程中采用直接在表面進行粉刷,不額外加入其它的裝飾的方法,體現了簡單、樸大方的設計理念。
4只有將現代建筑設計的技術與藝術相結合才能跟上時展步伐。
4.1 建筑行業要緊隨時代的發展,體現現代人的生活觀念和價值取向。現代的建筑設計正是設計者在吸取前人經驗的基礎上,融合時代特點創造出來的。它是人類社會進步的標注,是智慧的結晶。脫離時代的美學觀念及建筑技巧必將不為時代所欣賞和接受。
4.2 現代建筑設計體現現代的生活理念和價值觀。可持續發展戰略是當前各個領域提倡的發展方向。涉及到節能減排、低碳的生活方式,這就要求建筑設計要充分考慮這些內容。在技術上要減少能源浪費,尋找可替代能源,減少不可再生能源的使用率。與此同時,也要考慮藝術上所能達到的效果。如現代建筑中開始使用保溫隔熱墻以及頂樓玻璃房,既美觀又舒適,深刻體現了現代建筑設計技術與藝術的結合,又迎合了時代的需求。
結束語:
為了順應新時展的要求,現代建筑設計要將技術和藝術有機地結合在一起,相輔相成,相互促進;藝術賦予建筑設計新的思維,技術使設計思想變成現實,將凝聚了設計者與建設者的建筑結晶呈現在使用者的眼前。讓他們真切地感受到時代的氣息和藝術的美感。使人文、生態的和諧統一真正融入人們的生活,使可持續的發展思想深入人心。
參考文獻
[1]邢凱. 建筑設計創新思維研究[D].哈爾濱工業大學,2009.
【關鍵詞】綠色;建筑設計;工程技術
1、前言
工程技術的不斷發展,為建筑的不斷自我突破提供了可能性,發展綠色建筑是建立在一個比較高的工程技術水平之上,是發展未來建筑的新趨勢和新希望。在過去的幾十年里,石油的危機造成了太陽能、風能等各種綠色建筑技術應用而生,節能建筑就成為了建筑行業發展的先導,經過在實踐中的不斷升華和應用,最終成為另外綠色建筑。隨著綠色環保的提出和人們對環境的要求在不斷地提高,綠色建筑已經成為了全球的共識。
2、綠色建筑的含義
綠色建筑主要把是指綠色建筑沒有對環境造成危害,能夠充分的利用環境資源和自然資源,并且確保在不破壞環境基本生態平衡條件下建造一種沒有污染的建筑,又可稱其為可持續發展建筑、生態建筑、回歸大自然建筑或者節能環保建筑等它最大限度的節約了資源消耗、保護了環境和減少了污染,為人類提供了一個健康、適用和高效的生活空間,與自然和諧共存的綠色建筑。綠色建筑中的“綠色”,并不僅僅指一般含義上的立體綠色,而且代表著一種概念和象征。
3、綠色建筑在我國的發展現狀
綠色建筑在我國起步的比較晚,發展的比較緩慢,與國外的綠色建筑相比,差距比較大。我國現有的綠色建筑項目主要是在沿海地區,在數量和來說,我國城市建設每年完成的建筑面積數值比較龐大,其中真正純綠色的建筑數目比較少。近年來,我國高度的重視綠色建筑的發展,國家制定了一系列相關的政策和制度,嚴格的要求建筑綠色建筑,保護環境。截止目前為止,我國以綠色建筑評價、住宅性能、建筑節能為藍本的三大性能指標體系為根本,以節能環保、舒適生活、節能科技為主要技術集成,以實現當代城市科技綠色生活品質為目標,國內綠色建筑評價機制正在蓬勃發展。
4、綠色建筑設計與工程技術更新原則
綠色建筑設計應綜合考慮節能、生態、環保和可持續發展等,注重人與自然和諧共生,關注環境保護和材料資源的回收和重用,減少廢棄物,貫徹環境保護的原則。
4.1 老師建筑設計和工程技術更新要樹立以人為本的設計思想。人是我們這個社會的主體,追求高效節約不能降低生活質量,犧牲人的健康和舒適性為代價,樹立以人為本的設計思想。
4.2 要遵循生命周期設計原則二設計綜合考慮人居環境的調研、規劃及設計、建筑的施工與使用、環境的保護與發展、材料回收與處理等生命周期中各環節對環境及人的影響的設計方法。
4.3 利用并行工程技術,強調整體的生態設計思想,把并行工程設計的技術運用到人居環境的設計中,綜合考慮人居環境的綠色設計中的各因素,并在設計過程中隨時在各環節間進行信息交流和反饋,實現多因素、多目標、整個設計過程的全局最優化;每一個環節的設計都要遵循生態。
5、綠色建筑設計與工程技術更新策略
5.1 節約能源。
綠色建筑能充分利用太陽能,采用節能建筑的采暖和空調以及圍護結構,減少采暖和空調的使用。根據自然通風的原理設置風冷系統,使建筑能夠有效地利用夏季的主導風向。建筑采用適應當地氣候條件的平面形式及整體布局。
5.2節約資源。
在建筑設計、建造以及建筑材料的選擇過程中,都要考慮資源的合理利用和處理。要減少資源的使用量,做到最大限度的使資源可再生利用,要節約水資源,包括生活用水和建筑施工用水量。
5.3 回歸自然。
綠色建筑與施工外部要強調與周邊環境相融合,要和諧一致,動和靜相互補充,做到保護自然生態環境。創造舒適和健康的生活環境,建筑內部不使用對人體有害的建筑材料和裝修材料。建筑室內空氣要清新,溫度和濕度要適中,讓戶主感覺氣候的良好,身心健康。
5.4 “綠色”設計
(1)室內空氣質量設計健康建筑要減少污染物、排除污染物、用新鮮空氣稀釋室內空氣。(2)水質容易受到工業和農業的污染,引起了人們對飲用水質量的關心。要盡量采用市政水,無市政供水時才進行除菌處理。(3)提高房屋能源效率,選擇合適的建筑材料,改善圍護結構。(4)減少房屋設計對工地、林木、煤炭、石油或與水有關的原材料的需求,緩沖對環境的壓力。
5.5為了使工程技術與綠色建筑設計相結合,應摒棄現代建筑中對于藝術造型和視覺沖擊的過度追求,提倡將滿足實際功能需要的工程技術為綠色建筑設計的出發點在充分實現工程技術更新為綠色建筑設計提供實施保障的前提下,應以建筑單體為實施的主體,基于個體建筑綠色生態自組織,積極采用先進結構工程技術,如新能源工程技術、給排水工程技術等逐步實現和塑造一個生態平衡的新城市。
5.5.1自主利用綠色能源的建筑,防止開發能源對生態平衡破壞。在風能未來的建筑能否利用風能,實現采集能量和建筑設計結合;在太陽能上,窗戶與太陽能板相結合,采光的同時就采集太陽能;自然雨水收集雨水不再需要排走,而可以通過地源熱泵和一系列蓄水系統成為統一的供水系統;生物能根據研究,藻類光合作用產生大量的能量,能否將它們作為建筑的表皮,一方面遮陽,另外一方面提供能源。
5.5.2利用生活、生產垃圾的建筑,防止繼續對生態破壞。建筑垃圾的回收利用建筑垃圾總是在拆遷中不斷產生,能否利用它們達到回收目的,或者在設計中盡量利用舊建筑改造。處理凈化和利用污水的建筑:凈化已經破壞區域污水處理器成為建筑結構支撐,加入綠化和公共空間的污水處理器。
6.結語
綠色建筑的觀念已經很受人們的高度重視。但綠色建筑只是一個載體,給居住其中的人們提供了生活的平臺,還需提倡全民的“綠色”意識,從生活中的一點一滴做起,合理的、有效的使用綠色建筑提供的功能,區避免因為追求一時的享受而破壞了環境生態,影響了綠色建筑原本設計的功能。綠色建筑的本質在于循環利用資源,其直接效果就是節約了資源,有利于資源的自然循環,保護了自然環境和地球環境。但是綠色建筑的觀念并未步入平常百姓,因此政府大力宣傳綠色建筑帶來的各種效益,倡導綠色生活方式,加強人們的綠色意識,從而逐漸增加綠色建筑的市場需求。
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關鍵詞:傳統;建筑設計;現代技術;結合
中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著城市化進程的不斷加快和人們生活水平的提高,人們對建筑設計的要求越來越高。建筑設計行業之間的競爭也日趨激烈。在競爭激烈市場中建筑設計自身的創新非常重要。而要想實現建筑設計的創新就必須要把傳統的建筑設計手法與現代技術結合起來。
傳統建筑設計有其自身技巧和魅力,合理運用傳統建筑的設計手法不僅有助于增強建筑物的性能,同時還有助于提升建筑物的整體美感。傳統建筑設計手法在現代技術的支持下將會展現更大的魅力。傳統建筑設計手法與現代技術的有機結合,筆者認為主要可以從實用與藝術的結合;結構與審美的結合;設計與傳統圖案的結合;符號與多媒體技術的結合等角度來進行探討。
實用與藝術的結合
在傳統建筑設計理念之中,通常利用門罩,屏門,隔扇來進行裝飾設計,采用這些器具不僅利于通風采光,同時還可以合理分配房屋空間。傳統的建筑設計手法近些年來被廣泛的應用在了現代建筑設計中。在現代建筑中通過設計古典門窗等不僅能夠增強建筑物本身的實用性,同時還能夠增強建筑物本身的文化底蘊。
建筑物本身有兩種價值,一種價值是使用價值,另外一種價值就是審美價值。同理,建筑設計本身有兩種目的,一是實用性,二是審美性。實現傳統建筑設計與現代技術的有機結合的主要目的就是要滿足建筑物本身的兩種價值。采用傳統的建筑設計手法,把傳統的建筑元素融入到現代建筑設計中來,用現代技術重新塑造傳統的建筑元素,這樣不僅可以提升文化底蘊,同時還能夠提升建筑物本身的審美價值。隨著經濟社會的發展,在現代技術的推動下人們的建筑設計理念也在發生著重要變化。人們的審美視野不斷擴大,對傳統建筑元素的研究也在不斷深化,在這樣的背景下一批新的傳統建筑元素,被人們挖掘出來得到了充分利用并取得了良好效果。瓦當,磚雕等就是其中的典型代表。相信在未來的發展中建筑本身在傳統建筑設計手段和現代技術的支持下,實用與藝術能夠實現有效結合。
結構與審美的結合
建筑物的結構設計非常重要,科學合理設計建筑物結構不僅有助于提升建筑物實用功能,同時還能提升建筑物的審美功能。可是建筑結構卻是現代建筑設計中比較薄弱的一個部分,相反傳統建筑設計的一個最大亮點,就是能夠實現對房屋建筑結構的科學設計。單純從建筑物本身的結構角度而言,我們就需要實現與傳統建筑設計手段的有效結合。傳統建筑設計手法在建筑物結構以及材料應用方面具有重要意義。傳統建筑設計理念主要是通過在柱子上設計精美的雕飾以及在承重墻上砌上磚雕,木雕等來增強建筑物本身的美感。這中設計手法在現代建筑設計理念中得到了廣泛應用。現在建筑設計中有很多吊頂,立面裝飾等都采用的是傳統木結構。運用這種傳統木結構,同時還可以通過咬合手段等來增加建筑物本身的穩定性。這項設計手法與傳統的西方現代建筑設計理念是非常相符是。運用這種技術可以有效地實現對現代建筑理念的創新與發展。
盡管現在有很多人意識到了傳統建筑設計的重要性,但是在如何實現傳統建筑設計理念與現代建筑設計理念這個問題上,還沒有明確的思路,這是值得我們反思的。
設計與傳統圖案的結合。
在現代建筑設計理念中傳統圖案的應用取得了良好效果。筆者認為在建筑設計的發展中大量運用傳統雕刻圖案可以展現出建筑物本身不具備的特點。我們在現代建筑設計中必須要精心選擇傳統圖案,要盡量選擇那些與建筑物本身形象相符的圖案。傳統的建筑圖案具有濃厚的倫理色彩和大屏的教化意義。最典型的傳統圖案有“楊門女將”,“八仙祝壽”,“桃園結義”此外還有一系列的珍禽異獸,奇花名卉等圖案。梅,蘭,菊等花都具有怡情養性的特質,合理利用這些圖案能夠給給人以吉祥如意,生生不息的氛圍。
在現代建筑設計理念中傳統圖案的應用可以取得良好的效果,我們在建筑設計過程中應該大膽結合建筑物本身的特點來選擇傳統圖案,這是傳統建筑設計理念與現代技術相結合的必然要求,是提升建筑物審美價值的重要措施。我們在設計過程中一定要按照設計規范來做。這樣既可以滿足人們的日常居住需求,同時又能在無形中提高建筑物本身文化底蘊,這是我們未來建筑設計理念的必然要求。
符號提煉與多媒體技術的結合
傳統建筑設計理念一個重要特征就是符號,在傳統文化中不同的符號具有不同的意義。在建筑設計中應用經典符號,實現與多媒體技術的有機結合,可以有效地實現建筑目的。筆者經過對我國現代設計進行觀察發現當前的建筑設計,對于傳統符號的提煉有了不少進步,有些建筑設計人員根據傳統符號來分析當地居民的特點,而后再結合不同環境的要求,根據國外的先進理念,對現有建筑大膽設計,最終取得了成功。最典型的例子就是北京炎黃藝術館,儲英閣,武夷山莊,福州建漳浦西湖公園民俗館,中國國家圖書館,京菊幾胡同四合院住宅。
在現代建筑設計中應把符號提煉與多媒體技術有機結合起來,多媒體技術是一種展示技術,其中最為典型的就是LED技術,LED技術的應用可以使得建筑物本身表達的出來的形象更加逼真,我們在設計過程中應該大膽應用多媒體技術,多媒體技術在建筑設計中的應用,有助于傳統符號的表達,對于提升建筑物本身的文化底蘊具有重要意義。
傳統設計手段與現代技術結合的原則
筆者認為要想實現傳統設計手段與現代技術的結合,就必須要堅持科學的原則。堅持科學的原則是保證建筑設計手段與現代技術有效結合的關鍵。筆者認為在實現兩者的有機結合過程中必須要堅持以下幾個原則:一是要堅持以開闊的事業和舒展的心情來進行設計。在建筑設計過程中設計人員必須要具有寬廣的胸懷,要能夠容納傳統的建筑設計手段,要學會全面處理建筑物中理性與感性,空間與環境的關系,要盡量消除虛偽造作的風氣。二是要堅持“協調中有刺激,熟悉中有陌生,平淡中有味道”。做到這一點就是能夠實現傳統建筑設計手段與現代技術的有機結合。我們在設計過程中必須要結合這一原則來進行創新。三是要堅持不斷創新原則。現代建筑設計是永無止境的,我們要想在競爭激烈的市場中獲得長遠發展,關鍵在于創新。實現傳統建筑設計手段與現代技術的有機結合也是一種創新。在設計過程中如何實現創新,這是我們必須要認真考慮的問題。筆者認為要想實現現代建筑設計的創新必須要深刻把握傳統建筑設計的內涵,把握各種符號和圖案的意義,其次是要對建筑物所在居民的特點有所了解。要結合自身經驗,大膽采用傳統的建筑設計手段,但同時又不照搬照抄。只有這樣才能實現創新。
當前我國的現代建筑設計理念與其他國家相比還有一定差距,同時在傳統建筑設計理念的應用方面也還存在著不足。在這樣的背景下我們要想實現現代建筑設計的不斷創新就必須要大膽運用傳統的建筑設計理念,傳統建筑設計理念中建筑結構就是我們應該掌握的。本文詳細分析了實現傳統建筑設計手段與現代技術結合的措施,而后又論述了所要堅持的原則。筆者認為要想實現現代建筑設計的創新就必須要堅持上文提到的措施和原則。
參考文獻:
[1]余志華. 中國古代建筑技術史[M] . 北京:科學出版社,2004.
關鍵詞:高層建筑;規劃設計;施工技術
中圖分類號:TU97文獻標識碼: A
引言
建筑行業的快速發展帶動了我國城市化進程的步伐不斷加快,合理的建筑規劃設計與先進的施工技術促進著我國建筑事業的快速發展。在實際施工中,一定要加強對建筑設計和施工技術的重視,這樣才可以避免發生延誤工期、影響施工質量等情況,控制好建筑的整體質量。
一、高層建筑的建筑設計
1、高層建筑的結構設計
伴隨著科技的發展,現在有的建筑已經達到80多層,在中外建筑行業上處于領先水平;隨著新材料的不斷發現和應用,也產生了新的結構形式,例如作為建筑業的基礎物質的混凝土的質量在不斷的提高,對建筑質量有較大的影響;外形更加復雜化,現在新建的很多高層建筑不像之前那樣大多是很規則的外形,現在更多的是表達美的曲線外形或部隊稱的結構,這些都充分利用了會計發展的力量。
2、防雷擊的問題
高層建筑防雷系統應該按照“綜合治理,整體防御,突出重點,多重保護”的原則,充分利用高層建筑物的結構,做好防雷措施,進行防雷擊問題上的治理。在高層建筑物的頂端以及其他容易受雷擊的部位裝設避雷針或者避雷帶、避雷網。利用結構中的主鋼筋作引下線,利用整個鋼筋混凝土基礎作接地裝置。在建筑物周圍用扁鋼做避雷帶。為了防止靜電感應產生火花,建筑物內的金屬物體和突出屋面的金屬物均要接地。
3、高層建筑的抗震設計
首先,檢測構造柱設計方位的正確性。構造柱應該設計在建筑物大廳內的四個角落處,同時外墻的轉向位置也應該設置構造柱。在進行抗震設計的時候要檢測構造柱是否已經安放在這些位置,并且檢測其位置的正確性。與此同時,還要對山墻與縱墻的交匯處進行檢測,并且看這些部位的磚墻承重有沒有被其代替。其次,缺乏巖土工程勘察資料或者資料不全。如果施工之前還沒有完備的勘察資料,則施工無法順利進行。因為如果缺少這些勘察資料,就會沒有堅實的設計理論依據。所以,在設計的時候要注重在方案審查并通過之后或者在對工程進行規劃之時就開展建筑設計工作,做出建筑設計圖。另外,在擴初設計審查合格之后也要直接設計建筑施工圖。最后,抗震設防標準掌握不當。在高層建筑設計時要嚴格按照《建筑抗震設防分類標準》劃分的設防等級,不能任意的提高或者降低設防等級,前者會造成工程投資超支,后者則會影響整棟建筑的安全性,不利于抗震。
4、高層建筑的節能設計
在對高層建筑的節能設計時,應當充分考慮到地區、方位、朝向、建筑布局、地形地勢等客觀因素,重視地熱、風能、太陽能等清潔能源的應用。在對單體建筑進行設計時,要保證有充足的迎風面,冬季都有充足的日照,以滿足采暖、通風與采光的要求;同時,在設計中,應結合居住區規劃布置綠化和水體,以此進一步改善室內外的物理環境,減少熱島效應。此外,還應當重視節能材料、節能技術和節能工藝在高層建筑設計中的應用與推廣。
5、高層建筑的環保設計
隨著人們對環保的重視,高層建筑在設計時也要考慮對環保的體現,向建筑無污染、可循環的方向努力。這就要求設計者再設計時,要根據所在地區的氣候、地質、人文等條件合理的進行設計工作;還要強調以人為本,注重建筑的整體設計,重視綠色科技的應用,因為綠色環保技術的應用可能會提高建筑的造價,但是對于長期使用來說會帶來較大的效益。
三、高層建筑施工技術要點
1、基礎施工技術
高層建筑的基礎施工工作主要分為基坑支護、土石方的開挖以及混凝土的澆筑三部分,由于高層建筑上面十幾層甚至是幾十層的重量都是由基礎承擔著的,因此,基礎施工的質量對于整棟高層建筑的施工質量是有著決定性的影響,在高層建筑施工的總成本和計劃的工期中,基礎施工的工期和成本也占著較大的比例。在《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》等文件中對基礎埋置的深度也是有著明確的說明的,如果是樁基基礎,那么其埋置的深度就應為整個建筑高度的1/15左右;而如果是天然的地基,那么其埋置的深度就應為整個建筑高度的1/12左右。深基礎在滿足了這樣的埋置深度的要求,整個建筑才具備成為高層建筑的條件。在高層建筑施工過程中,常見的基礎類型有樁基礎、箱式基礎、復合基礎、筏板基礎以及十字交叉條形基礎等,施工時要特別注意混凝土的澆筑、支護工程的施工以及地下水位的防護等工作,避免基礎出現滑移的情況,真正的保證基礎的強度和穩定性。
2、鋼筋施工技術
在高層建筑工程施工中,必然要進行一些鋼筋施工,在應用鋼筋施工技術的時候,一定要對以下三點予以注意:選材和材料進場、現場鋼筋施工、鋼筋加工工藝。在選擇鋼筋材料的時候,經常存在著一些質量低下的產品,充當優質產品的情況,進而導致鋼筋的抗壓強度根本無法達到施工要求,影響了施工質量。因此,在選材的時候,一定要予以高度重視,進行多家對比,選擇質量優良,價格合理的產品,在保證施工質量的同時,也可以節省工程造價。除此之外,在鋼筋施工的時候,其工序非常復雜,如果沒有嚴格按照施工規范標準執行,必然會出現浪費施工材料的情況,還會在一定程度上,延誤工程工期。因此,在進行鋼筋施工的時候,一定要加強對施工工序的控制,保證每一道工序都可以符合相應的設計標準,進而確保施工的順利進行。
3、滑升模板施工技術
滑升模板施工指的就是利用滑升模板系統開展的相關施工,主要包括模板系統、液壓提升系統以及操作平臺系統這三個部分。滑升模板施工示意圖如圖1所示。在進行實際施工的時候,一定要沿著建筑結構設置一個1.2米高的滑升模板,同時在結構內部進行分層的混凝土澆筑施工,利用液壓提升系統,沿著支撐桿進行相應的滑升操作,達到指定高度為止,進而完成相關的施工操作。在高層建筑施工中采取此種施工技術,可以有效減少支撐材料與模板的使用量,同時還可以節省大量的勞動力,也就是說,可以節省一部分人工費用,降低了工程造價,通過此項施工技術的應用,有效提高了施工的效率。但是在應用此種施工技術的時候,也存在著一些不足,比如,鋼材的使用量較大、一次性模板投入較多、確保連續施工等,這些情況也就提高了對施工組織設計的要求,在施工中可能會出現一些問題,因此,一定要加以注意,保證施工的順利進行。
4、混凝土工程施工技術
長久以來,混凝土工程施工技術一直是困擾著高層建筑施工的重要問題,在高層建筑混凝土工程的施工過程中,主要暴露出了兩大問題,分別為商品混凝土的強度問題和混凝土施工泵送過程的問題,這兩個問題都是較為復雜的,因此在這里我們重點強調混凝土工程的施工工藝流程,無論是多層建筑還是高層建筑,其施工工藝流程都差不多,而高層建筑對于混凝土工程的施工規范要求更加嚴格,具體的施工工藝流程均為混凝土攪拌-混凝土運送-柱、梁、板、剪力墻、樓梯混凝土的澆筑和振搗-養護,高層建筑的要求標準與多層建筑的規范要求還是有一定的區別,也就是說規范的不同也就導致了技術等級的差異。
結束語
要想使高層建筑給人們的生活帶來方便和較好的審美體驗,就必須科學合理的進行設計和規劃工作。高層建筑在希望發達國家發展較早,但是隨著我國經濟和社會的發展,其在我國的發展也較快,只要相關設計者能夠做好高層建筑的設計規劃工作,那么我國的高層建筑行業一定會取得長足的進步。
參考文獻
關鍵詞:低碳節能;建筑設計方法;技術
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A
低碳節能設計理念具有非常大的價值,其在現代建筑設計中,占有非常重要的位置。隨著時代不斷向前發展,人們的環保意識也越來越強,建筑設計的要求自然也就越來越高。將低碳節能理念運用進建筑設計中,是現代建筑設計的必然要求,在提供給人們一個舒適環境的同時,對建筑行業的可持續發展有積極意義。
1 關于低碳節能的建筑設計概述
建筑設計師的建筑理念對于整個建筑的格調、品位等有很大影響,將建筑設計付諸實踐的過程中,其理念在一定程度上對建筑質量有決定作用。為了使建筑的低碳節能得以有效實現,建筑設計師就要在設計思想中積極運用低碳節能理念,促進建筑行業的持續健康發展。對城市予以規劃和設計時,要堅持非擴張性原則,并將低碳節能理念運用進來,科學利用并保護自然環境,使土地的利用率能夠得到最大程度的提高,降低開發對環境造成的影響,確保建筑項目有一個好的建設環境,能夠使低碳節能理念的指導作用得到充分發揮,確保其實施的合理性。
2 關于建筑低碳節能設計的方法分析
2.1 建筑環境
在對建筑進行合理規劃和設計時,要充分了解建筑物周圍環境的實際情況,并站在客觀角度對其進行分析,依據環境和建筑和諧統一的原則,對建筑實行低碳節能設計。針對建筑環境,要最大限度的使其綠化面積得以增加,同時其植被的密度也應當擴大。在規劃和設計城市建筑時,調整城市環境的布局,使其滿足科學合理的要求,對交通線路予以合理規劃,使人工環境和自然環境能夠有機融合,為推進建筑環境的發展創造良好條件。
2.2 低碳節能理念下的建筑材料設計
2.2.1 合理選用綠色建材
在生產和使用過程中,建筑材料能耗消耗大,對環境有很大影響。比如有的混凝土會散發出氡氣,對環境很不利,人造板材釋放出來的甲醛物質,對人體健康有很大影響。如果選取的建筑材料不合理的話,不利于建筑的使用和維護,會造成很大麻煩。因此,建筑材料要盡可能選擇能源消耗低的,并且其再生和重復利用性能較好,能夠有效實現低碳節能設計的目標。在選擇建筑內部的裝修材料時,要對材料的性能特點加以特別注意,盡量使選擇的裝飾材料有高效簡單的功能、低消耗,有利于施工維護,并可以調節室內環境。
2.2.2 提高材料的使用率
對建筑進行低碳節能設計時,要對節約材料資源的設計予以高度重視,使其符合節能理念,要使建筑物垃圾的排放度降低,充分利用資源,使資源得以有效節約,從而使得成本降低,經濟效益得以有效提高。首先,堅持一體化設計的原則,對建筑和室內進行設計,讓建筑結構要素得以盡量減少,從而使得材料損耗和建筑能耗得以有效降低 ;其次,充分掌握和了解材料的各種性能,這樣可以充分利用其優勢,將其與建筑進行緊密的結合 ;第三,選擇的低碳節能建材,確保其有很強的耐久性,例如鋼結構構件,這種材料利于搭接,施工也比較簡單,有較短的施工周期,使施工成本得以有效降低的同時,對材料的充分利用以及廢棄物排放的減少,有利于保護環境。
2.2.3 提高建筑空間利用率
在對建筑進行設計時,為了降低建筑總面積,就必須使其空間得到最大限度的利用,使其利用率提高。針對建筑集群,或者有些建筑工程需要較大的建筑空間,這時就應當對建筑空間予以充分利用,并合理控制住房面積的標價,對建筑能耗的降低有積極意義,有利于促進建筑的可持續發展。對建筑空間的合理和充分利用,也是低碳節能手段之一。在設計建筑戶型時,對其靈活性、可變性以及改變功能的可能性進行充分考慮,這樣不僅可以延長建筑的使用壽命,也可以使建筑垃圾得到最大限度的降低,有利于建筑成本和能耗的降低。
2.2.4 建筑形式
節能設計在現代建筑中有很重要的位置。首先,在設計墻體時,建筑材料應當選擇保溫性能好的,在建筑節能指標中,它是關鍵之一,許多國家在開發建筑節能環節時,也將它作為重點。建筑墻體的節能,是充分利用太陽能,選擇的不同的墻體材料、材料的結構方式以及顏色等,極大得影響著建筑能耗。其次,利用立體綠化網絡體系設計建筑屋面,架空、蓄水以及覆土種植等是屋面保溫隔熱設計方式中最常見的。將墻體和屋面結合起來實行綠化,在美化建筑的同時,對太陽能、雨水予以充分利用,有效調節室內溫度和適度。
3 綜合利用能源基礎上的低碳節能設計
建筑低碳節能的高要求,使得整個建筑設計中低碳節能理念的運用在設計階段就要開始,在進行低碳節能設計時,還必須優化資源能源的使用方式,積極開發和利用可再生能源及新技術新材料。首先,在建筑設計中,依據實際情況對低碳節能設計予以合理選擇。依據建筑行業的發展規律,影響建筑能耗的一個主要因素,就是地區性差異,因此能源利用方式對不同地區的建筑來說有重大意義。例如北方城市需要的采暖能耗很大,炭的使用量也是非常大的,這就要求在設計建筑時,對其保溫方面的設計要加強,積極對新的采暖方式予以采用,以求有效實現低碳節能的目標。其次,綜合利用可再生資源、能源。在建筑使用壽命期限內,充分考慮能源結構,使得建筑和環境能夠和諧統一,綜合利用太陽能、風能、生物能以及地熱能等,使污染物的排放可以有效降低,獲得良好的低碳節能效果。
4 結語
綜上所述,低碳節能理念對建筑設計方法和技術有很好的指導意義。隨著時代的進步和科技的發展,許多新材料和新技術不斷涌現,其利用技術也在不斷提高當中,為現代建筑節能的設計提供了良好的條件。將低碳節能和建筑設計有機融合,在促進建筑的持續發展的同時,也可以有效保護我們生存的環境。
參考文獻
第一,在選擇設計方案時,應選擇簡化的建筑構造。因為它也是影響造價的一個重要因素,例如,同樣面積的墻和門窗,門窗的造價要超過墻的造價,因此門窗不宜過多過大,當然這是在滿足了通風采光等條件之后來說的。另外,采暖地區的面積也不宜過大,因為這會增加采暖的費用。
第二,提高平面利用率,節約建筑面積和體積。建筑物的面積和體積與建筑造價有著直接的聯系。計算造價是以單位面積為標準的,能否嚴格控制建筑面積,達到規定的面積要求。建筑物各部分的面積分配是否合理,起到提高使用面積的利用率和充分利用建筑面積是建筑設計節約中的關鍵。在實際操作中可以最大限度地利用空間尺寸,縮短走廊的長度,選用經濟實用的樓梯,在某些房間采用套間或是穿過式的方式來減少建筑面積。
在劇院的舞臺、體育館、展覽館等地應盡量控制其建筑體積。只控制面積并不能很好地證明它的經濟適用性。
第三,合理地提高建筑密度。隨著城市面積的不斷擴大,建筑經濟中一個不可忽視的問題便是節約用地。因為在一般的建筑中,室外工程費也占一定的費用比例。提高建筑密度并不是不顧一切地片面追求經濟指標,而是在滿足人們日常生活中所需要的日照、通風、安全、衛生的前提下提供密集程度。
第四,降低設備的價格。根據建筑不同的質量要求和使用要求,可適當地降低所需設備的數量。例如,空調、電梯及設計昂貴的大型吊燈的數量應盡可能地減少。
第五,結構是否經濟取決于結構方案的是否合理。像造價指標、結構平面空間的布局、建筑材料的耗用量,合理的施工、建筑的美感和藝術形象都需要充分考慮到。建筑結構的自重要輕,用料要一省再省,勞動力消耗量和建筑結構系數要小。同時,結構構件要統一化、規格化、少量化。
第六,節約材料的一個重要方法便是能充分利用材料的特性。材料不同,特性特點就不同,價格也不同。在設計的過程中,一定要牢牢把握材料的性能,根據它們的特性來選擇,然后再加以利用。如,從物理作用方面或物體的力學角度去選擇,從物體的形狀來選擇。節約材料的一個重要原則便是就地取材,這樣,既解決了勞動力過大和運輸費用的問題,又能夠及時了解建筑材料在當地的供應情況,是降低造價的一種有效的方法。節約鋼材、木材、水泥、磚是節約材料的關鍵。社會的不斷進步和建筑行業越來越龐大,使我國建筑材料的生產量不能滿足社會的消耗量。因此,工作人員應當選擇生產工藝簡單、生產速度較快的建筑材料。
2降低工程造價的技術措施
研制開發輕質高強的建筑材料是降低工程成本,從而降低工程造價的一種方法,同時也是降低工程造價的一項技術措施。技術先進才能使建筑材料質輕耐用,這就在運輸、施工和吊裝上減少了勞動力的使用,在人力、物力、財力等方面都會有所節省。施工組織方案要有效明確。施工單位應及時地編制正確可行的組織施工技術文件。在充分利用工程客觀條件的同時,滿足施工組織方案的具體要求,再充分利用時間和空間采用先進的科學技術,合理地安排、全面地組織施工單位對人力、機械裝備的運用。用最低的成本、最短的工期,求得最高的質量、最高的效益。安排施工進度要均衡。正確地排列施工的先后順序,合理地劃分施工工段。在實際的操作中最大可能地減少臨時建筑物的搭建,排開工作較為集中的時段,合理地消減高峰期的工程量,以避免因部分突發事件而造成誤工。保證施工按照計劃走,工作有規律、有節奏地進行,這也是降低工程造價的一個方面。在施工中,主要運用的是人力和和施工機械。其中,大型的施工機械成為了施工進度和工程成本的直接影響。能夠合理地利用設備的特性才能夠讓其發揮出最大的效率。除了合理地利用設備的特點外,還可以把中小型機械同大型的機械有效地結合起來運用。為提高大型機械設備的利用率,可以對工作計劃的進度和施工進度予以合理調整,以達到降低成本和工程造價的目的。
西北地區由于光照資源豐富、晝夜溫差大、冬季室外氣溫低等氣候特性,合理的建筑設計是保證西北非耕地區域日光溫室光熱性能滿足生產要求的首要步驟。
“西北非耕地溫室結構與建造技術”項目組,根據修正后的合理采光時段理論[1]和自主開發的日光溫室桁架結構優化設計軟件(SGS V1.0),結合非耕地區域的地理緯度、極端溫度等氣象參數,提出了各示范基地適宜的日光溫室主體建筑參數的取值,并經過示范驗證的檢驗,效果良好。本文以寧夏吳忠孫家灘示范基地為例,詳細介紹9 m跨裝配式示范溫室和15 m跨厚土墻溫室主體建筑參數取值方法和設計思路,供相關技術人員參考。
寧夏吳忠孫家灘示范基地的地理緯度為37.53°,近20年的極端最低溫度為-27.1 ℃,區域氣象學上(連續5 天日平均氣溫超過5 ℃)的塑料大棚定植日的日序數為75。針對當地的氣候參數和種植習慣,裝配式示范溫室的跨度定為9 m,種植地面下沉0.6 m;厚土墻溫室的跨度定為15 m,種植地面下沉0.8 m。兩種類型溫室均采用前走道的排布形式,溫室整體建筑形式如圖1所示。
設計方法
前屋面角和脊高
根據修正后的合理采光時段理論,日光溫室至少要保證冬至日中午前后(10:00~14:00)4 h時段內,太陽直射光線對溫室前屋面的入射角應不大于43°(部分大跨度溫室由于空間大、采光性好,控制條件可放寬至45°),以此為依據計算得出溫室適宜的前屋面角α的取值。然后,利用三角函數關系,得出跨度L對應前屋面角α、室外地坪至屋脊高度H和后屋面水平投影P之間的相互關系。
后屋面水平投影
以滿足夏季種植區最后一排作物的冠層全天能接受到太陽光照射為控制條件,得到后屋面水平投影P和室外地坪至屋脊高度H之間的關系。
后屋面傾角
以滿足日光溫室春季作物定植生產時,后屋面白天都有太陽直射光照射為設計條件,得出后屋面傾角θ后坡的取值,并得出θ后坡與后墻高度H1之間的關系。其中,日光溫室春季作物定植日是根據選定地區氣象學上(連續5天日平均氣溫超過5 ℃)的塑料大棚定植日的日序數基礎上,提前15 天確定。針對大跨度溫室,可適當放寬限制條件,使后墻高度在一個合理的范圍內。
前走道寬度及控制高度
以保證前走道寬度大于等于冬季由于溫室下沉造成的陰影為條件,計算得出前走道寬度的取值。同時,為便于操作人員的進出,提出前走道中心位置處,地坪至骨架下弦的高度不低于1.8 m。
建筑參數
根據上述的設計方法,結合吳忠孫家灘地區的基礎參數,計算得出裝配式示范溫室和新建厚土墻溫室的建筑參數,如表1所示。
與基地原有溫室對比,新設計的兩類溫室采光角更大,截獲太陽能的效率更高;此外,新設計的兩類溫室均采用不同程度的下沉、較適宜的后屋面長度,理論上,保溫性能也優于原有溫室。裝配式示范溫室、新建厚土墻溫室以及基地原有土墻溫室的建筑形式實景如圖2、圖3、圖4和圖5所示。
結論
通過2 個月的實際運行,項目組設計的裝配式日光溫室和新建厚土墻日光溫室的生產性能和使用便利性等方面均好于基地內的原有設施類型。主要體現于以下4方面:
1.通過合理的采光設計,溫室光熱環境較好。溫室冬季透光率在80%以上,夜間最低溫度相比基地原有設施能夠提高4~6 ℃。
2.種植地面適當下沉,保溫性能較好。通過適當的下沉設計,利用土壤進行保溫,有利于提高溫室的空氣溫度。
3.采用前走道的布局形式,增加栽培面積。前走道的設計形式,一方面能夠有效規避溫室下沉帶來的陰影問題;另一方面,避免了傳統日光溫室前端由于栽培空間和溫度的影響,造成的前排作物生長不佳。
4.溫室室內空間較大,便于環境調控及輕簡化栽培設備的使用。室內空間充足,內保溫、自動落蔓、室內自動物流等裝備可以安裝于溫室內,從而改善室內環境條件,減輕勞動作業強度。
關于溫室內安裝的各種設備以及溫室性能測試分析結果,將在隨后的報道中詳細呈現。