房屋建筑设计标准范文
时间:2023-07-19 17:39:08
导语:如何才能写好一篇房屋建筑设计标准,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公文云整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
为加强城市基础设施建设,合理征收和使用房屋建筑城市基础设施配套费,创造有利生产发展、方便人民生活的良好环境,现对房屋建筑城市基础设施配套费征收标准作适当调整,具体规定如下:
一、民用住宅:配套费征收项目由十二项调整为十四项,征收标准由每平方米二十七元五角调整为五十元五角。
二、公共建筑:配套费征收项目由七调整为九项,征收标准由每平方米十七元调整为三十二元。
三、工业厂房:配套费征收项目由七项调整为五项,征收标准由每平方米十五元调整为二十一元。
篇2
关键词: 房屋建筑结构;设计;要点
1 建筑结构设计的标准和原则
在对房屋建筑进行结构设计之前,设计人员必须要遵循一定的设计标准和设计原则,保证设计出来的房屋建筑稳定、安全和可靠。
1.1 建筑结构设计的标准
房屋建筑设计一般的标准为: 房屋建筑结构设计过程中不能破坏原来的建筑设计,要根据设计的建筑来制定出合理、科学的结构,不能超出设计的能力之外。总的来说,判断房屋建筑结构设计是否符合设计的标准,主要从安全、经济、美观、实用以及施工方便这五个方面来进行评定。只要符合这五个评判标准,就说明这个房屋建筑结构的设计是成功的,如果不符合这些要求,这个设计就不能通过。可以说,这五个设计的标准是设计人员付诸种种努力最终想要实现的目标。
1.2 建筑结构设计的原则
对于房屋建筑结构的设计原则,总的来说,主要包括以下四个方面: 设计要顾全大局,抓大放小; 设计要设置多道防线,保证安全; 设计要刚柔并济,保证稳定; 设计要将结构中的各个关节打通。
1) 设计要顾全大局,抓大放小。在房屋建筑结构的设计中,对于建筑结构的概念设计一定要重视,如强剪弱弯、强柱弱梁等要牢记于心,要将全局观念深深的牢记于心,虽然在房屋建筑结构的设计中,各个构件在整个结构中担任的角色不同,但是它们是作为整体一部分出现的,缺少一个,都会酿成大祸。在房屋建筑结构设计中,一定要抓大局,对于那些细小的环节也不能放松。
2) 设计要设置多道防线,保证安全。在对房屋建筑结构进行设计的过程中,要重点考虑结构的多道防线,考虑它们的安全系数,在房屋建筑中,由于多肢墙比单片墙的抵抗力大,因此在建筑设计中要充分考虑多肢墙的位置设置。在对房屋建筑结构设计过程中,要知道结构的安全体系就是靠多道防线来进行设计的,在突发灾难时,寄希望于某一单体结构是很危险的。
3) 设计要刚柔并济,保证稳定。在设计结构过程中,要充分考虑结构的刚柔对比,因为如果结构的刚性太强,就会使得建筑的变形能力变小,当突然发生灾难时,瞬间强大的破坏力会让建筑损伤严重。如果在结构中适当的加入一些柔软的结构,就能弥补刚性结构的不足,做到稳定、安全。
4) 设计要将结构中的各个关节打通。在房屋建筑结构的设计中,房屋建筑的关节无处不在。在房屋建筑结构的体系中,变化的统一是最终目标,虽然在结构的理想模型中是一体的,没有任何的关节出现,这样的浑然一体能够让外力迅速地分散、传递、消减。将建筑结构中的关节打通,就可以让建筑保持平衡,使其处于稳定的静态模式下,保证建筑的稳定和安全。
2 建筑结构设计要点分析
2.1 房屋的地基基础设计要点
对于房屋的地基与基础设计,必须以安全为设计过程中最重要的设计原则,必须根据地面定性调查数据,进行综合研究地质,土壤和地下水,以及其他因素的影响,全面提高基本类型和上部结构的设计,不要片面追求耐力容许值,让小的耐力容许值成为建筑行业广泛的标准。一般来说,施工前的设计过程中,设计部门应该看到比相关部门提供更多的详细的地质层住房建设的调查报告,并以此为设计的依据进行设计。
当然,还要特别注意建筑物的施工单位,要根据合理的基础设计数据为基础。此外,一个简单的经验法则,应避免处理软基换土垫层的设计方法,必须保证地基的换土垫层安全。例如,如果在处理仅开采的经验加强砂垫层承载能力,就可以保证地基基础的安全。
2.2 结构体系的选择
随着技术标准的发展,更多的高层建筑结构体系已经超出了原来的框架和剪力墙结构,从框架、剪力墙、支撑框架剪力墙、框架―核心筒、筒中筒、梁管和混合结构等开始广泛的应用。在无尽的创新解决方案的挑战下,建筑师、结构工程师必须要摒弃按约定办事,大胆创新,但是前提就是要保证安全。柱、梁、板等组成框架的结构,主要优点是柱布置灵活,能获得的空间大,但是缺点为抗侧力刚度小,因此一般适用于商场、车站、停车场等公共场所; 在对框架的设计过程中,要注意避免大量使用单跨框架结构,以避免更多的短柱,还要考虑偏心影响梁、考虑地震对于楼梯的影响。剪力墙结构是典型的体系弯曲变形结构,在对剪力墙结构的设计中应控制墙肢的高宽比不宜过小,以避免剪切破坏,刚度应该是在相似的两个方向上,同时剪力墙设计中应注意剪切孔布局要统一规则,紧凑排列成行。剪力墙的两种基本结构系统,主要由两个框架剪力墙结构、框架的融合衍生的筒―筒结构、框架―核心筒结构等组成,它们的结构侧向变形的性能被优化,增加了结构的刚性,从而提高结构的性能,可以抵御强度大些的地震灾害。随着越来越多创新的建筑风格,建筑布局和建设材料科学不断创新、不断发展,房屋建筑结构的结构体系也会越来越多。
2.3 房屋建筑楼板的设计要点
在房屋建筑设计中的楼板设计,不能简单的以单向板的作用来进行计算,要考虑到连续板的作用,如果按照单向板来计算,就会造成计算出的结果和实际的情况不符,导致设计的楼板在实际的使用过程中出现裂缝。接着就是对于楼板的双向板的计算问题,由于泊松比的影响,如果不对跨中弯矩进行精确的调整,就会导致计算结果出现误差。因此,在对双向板跨中弯矩钢筋的铺设的方案设计中,要尽量采用纵横叠放,将那些跨度短的钢筋放于最低端,长的放在上面,要将两个方向的有效长度考虑进去,这样才能避免出现漏算、少算荷载量等情况的发生,保证房屋建筑设计的科学、合理、安全。
3 结语
随着我国改革开放政策的深入,我国的经济取得了骄人的成绩,建筑业也开始突飞猛进,取得了巨大的成绩。在建筑行业中,建筑物的结构设计的作用非常重要。尤其是房屋建筑结构设计,它关系到公司直接的经济效益,还关系着广大住户的生命财产安全,因此,房屋结构设计必须要科学合理,保证人们的安全。
参考文献:
[1] 蒋石峰. 浅析房屋建筑结构设计中的基础设计[J]. 城市建设理论研究( 电子版) ,2013( 13) : 23-25.
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关键词:房屋建筑设计;节能设计
中图分类号:TU201.5文献标识码:A文章编号:
1.我国房屋建筑中节能技术的现状
从上世纪末开始,我国政府针对建筑节能问题陆续颁布了一系列相关的标准和法律法规,如《采暖通风与空气调节设计规范》、《民用建筑热工设计规范》、《既有采暖居住建筑节能改造技术》、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》等等。在贯彻这些标准和法律法规的同时,节能技术也得到长足发展,日新月异。近年来,我国继续加大节能技术的科学研究、推广与应用,大力发展用于墙体、屋面和地面的墙体保温隔热技术、屋面保温隔热技术、门窗密闭保温隔热技术等新的节能技术,除此之外,我国还在研究高效节能玻璃、太阳能利用技术等。
2.房屋建筑节能设计的必要性和重要性
我国是世界上每年新建建筑量最大的国家,每年20亿平方米新建面积,相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材,同时每年产生数以亿计的建筑垃圾,给中国乃至世界带来巨大的环境威胁。而且,我国能源、土地、水、原材料等资源严重短缺而实际利用效率却很低、环境污染严重且仍在不断加剧。随着国家节能环保意识的增强和能源短缺的压力,“节能建筑”、“绿色建筑”成为当前受关注的话题。节能建筑就是环保建筑,充分利用阳光、雨水等可再生能源,最大限度的节电节水,大力发展绿色节能建筑是中国建筑业未来发展的方向。事实表明,我国加大建筑节能设计工作刻不容缓。
建筑是用能大户,建筑节能是发展建筑业的需要。在经济发展步伐加快的同时,房屋建筑所消耗的能源比例也逐年呈上升趋势,为了降低房屋建筑消耗能源量,最关键的举措在于做好房屋建筑节能设计工作,建设节能型房屋建筑,这也是“十一五”规划和科学发展观的客观要求。同时,随着国家经济的发展,人们生活水平提高,住房条件不断地改善,居民对于建筑的设计不仅考虑美观舒适,还关注设计个性以及“以人为本”“环保节能”方面。
建筑设计中重视节能问题,有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展。
3.节能建筑的设计关键所在
3.1设计是贯彻节能技术标准、规范的关键环节
工程项目设计工作前承业主建设意图,后接具体的施工建设,在我国基本建设程序中起到不可替代的作用。它既通过图纸表现出业主的建设意图,又系统化了工程项目的具体实施方案,是后续施工最为关键的依据。工程实践证明,项目功能是否实现基本取决于设计,设计时没有考虑到或考虑不周,必然造成先天不足。另一方面,在工程建设的各参与方中,施工单位、监理单位的主要职责是按图施工、按图监理;业主单位虽然处于主导地位,但是业主单位一般对相关节能设计的各技术标准、规范知之甚少。因此真正能理解并贯彻节能设计标准、规范要求的非设计单位莫属,这为发展节能建筑提供了先天条件。
3.2设计人员应树立正确的节能建筑发展观
要树立正确的节能建筑发展观。工程实践证明,基于我国国情,相当一部分的低技术策略也能取得很好的节能效果,关键是如何因地制宜、关注那些替代的适宜技术与方法、有没有花费必要的精力进行经济技术比较等。为此英国著名建筑师邓斯特认为:节能住宅的关键之处在于“智能设计”,即尽可能用最简单的方法,使能源得到最大限度的节约。他所强调的“智能”也意味着“挖空心思”寻求简单有效的节能方法。虽然节能建筑在很大程度上依赖于节能产品、节能材料的应用,但站在长期发展的角度看,如果没有相应的工程需求,就不能促进节能材料、产品的研究开发。节能建筑与节能产品之间是相辅相成、互为促进的关系。而且工程实践也不断证明,不少项目的特殊需求却成为节能材料、节能产品研发的推动力。
4.房屋建筑节能设计分析
为推进绿色房屋住宅的发展,降低建筑能耗,将低碳技术运用到房屋住宅的智能化设计当中,建立舒适、安全、健康和环保的绿色房屋住宅。以下几点是低碳技术运用在绿色房屋建筑中的节能设计方案。
4.1智能化与自然通风
住房之间对通风管道进行智能化研究,房屋住宅采用空间对流方案,大多数楼宇均可南北对流,楼距加宽,单元中窗户的对流情况,要考虑在自然通风条件下建筑热湿过程的双向传递,达到流通的效果。东南朝向最佳,能够达到南北对流的更为上乘。朝向选择的原则是,冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。为提高室内空气质量,避免采用有毒物质材料及维修方法。
4.2遮阳及间热
住宅整体建筑规划中,研究住宅的遮阳措施,顶层住宅要进一步做好隔热,首层及楼顶尽可能考虑绿化,提高居住区的绿化面积及居民的活动空间。避免因窗体的面积过大或全落地窗,使夏季的太阳辐射对建筑能耗影响极大,太阳辐射通过窗进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因。外墙采用节能型墙体、加气混凝土砌块、浅色外墙面;窗玻璃采用Low-E玻璃,做到透光不透热,减少室内空调的能耗;层面采用保温材料挤塑板和绿化种植防水屋面。对于遮阳及间热采用计算机辅助设计,研究分析每时每刻日照对楼宇的角度,根据具体情况设计相关的遮阳措施。
4.3太阳光及遮阳板的使用
利用太阳能集热器吸收太阳辐射能,将冷水加热并储存于带有保温结构的水箱中,控制温差循环,实现24h供应热水;设置太阳能庭院灯,将太阳能转换为电能并储存起来,在光线暗到一定程度时自动发光,照亮小区街道。
建筑中充分利用太阳光,建筑设计时,加强太阳光与空气流通的配合,设计中液对遮阳板进行研究,住宅中的遮阳板一方面要起到蔽峡烈阳光的作用,另一方面要保证室内具有充足的阳光。同时要盔智室内的温度和气流,在遮阳磅上安装先进的感光器材,感光器材与室砸的电源开关相连,当室内的温度和湿度超过规定的标准时,自动控制电源开关,加强我内空气的流通,增强室内的湿度,调节遮阳板的夹角,节省能源,保证空气质量。
4.4低能耗和可循环物料
使用高性能、低材耗的建筑材料,如采用轻钢结构,空间形体灵活,压缩了建筑周期,质量仅为传统钢筋混凝土结构的1/4。每个地区的气候环境有所差异,要因地制宜,尽量采用本土生产的低能耗建筑材料。
实验表明,本土的建筑材料从建筑物开始修建到建筑物整个生命周期结束,耗散出的能量最少。非本土的建筑材料从建筑物开始修建,所耗的能量比本土建筑物耗能高出4~5倍。同时,在建筑物中要提高可循环再用物料的比重。节能型建筑主要体现在循环再用物料所占比重、新型材料的运用、施工工艺和施工难度上。现阶段提倡建筑节能和低碳技术,从建筑物开始施工,按照设计及施工环节采用钢、铁塑胶、软木等模板。为保护热带林木,采用压缩板凳制作建材,建筑物中要采用经指定及受监管之木材制品。为节省物料,可以选择耐久的建筑材料,如花岗岩等,采用灵活空间的住户设计,可避免将来扩展所引起的反复改动等。
4.5隔声及路风控制
隔声在房屋建筑设计当中十分重要,不仅要考虑所用的建筑材料的隔音效果,同时应考虑该建筑物距离交通要道的距离。采用先进的技术设备,对该区域的交通情况进行调研,模拟声量,测试噪音的大小,以及建筑物的隔音能力,距离交通要道的实际抗干扰能力,选择好建筑材料,并设置隔声屏障,使室内与噪音有所分离。
高低房屋建筑之间以及建筑物通道之间产生空气的流动,此种气流一方面来自建筑物的排放,另一方面来自气候的影响。那么在建筑物之间要计算高低建筑物对立形式下空气流动的速度,进而控制气体的流动速度和流动的截面积,可以采用模拟风管量度风速,进而控制空气的流动不影响路人。
5.总结语
节能是国内住宅建设的重中工作之一,建筑节能更是国家发展的基本国策之一,随着我国建筑节能工作的开展,以及人们对发送建筑热环境的迫切需求,建筑节能技术必将得到迅速发展。因此,抓好房屋建筑的节能设计,合理地使用节能设计方法,提高能源的有效利用率,必将会带动国家和地方的建筑节能事业,促进全社会建筑节能技术的进步。
参考文献:
篇4
关键词:房屋建筑;结构;加固
房屋建筑在使用过程中不仅要受到自然环境和人文因素的影响,同时还要抵抗结构自身老化和材料退化所导致的不可逆损坏,因此做好结构加固是提高房屋建筑耐久性和安全性的重要途径。加固技术涉及到建筑结构、构件的可靠性、耐久性和力学性能,是目前房屋建筑结构领域的主要技术之一。以下将从房屋建筑结构加固的必要性出发,加固方法和施工中的技术要点进行探讨。
一、房屋建筑结构加固的原因和必要性
(一)加固原因
①房屋建筑设计标准低,且后期使用不当,е陆ㄖ功能无法满足房屋的正常使用需求;②存在设计概念性错误,导致计算偏差和设计缺陷;③建筑施工水平和技术限制,导致设计问题得不到解决,或因施工材料自身质量标准不达标导致建筑结构在后期使用期间出现劣化;④结构或构建在使用过程中出现用途变更,导致使用荷载过高,建筑稳定性降低;⑤遵循政策改变建筑功能,对结构进行改造,或增加层数和吨位,提高建筑设备等级;⑥房屋处于长期恶劣环境导致建筑材料性能每况愈下,在生物作用下,钢混结构和木结构力学性能逐渐降低。
(二)必要性分析
房屋建筑结构性能通常以可靠性进行表征,在我国建筑结构设计标准中有明确规定:结构的可靠性是指结构在规定使用期限内,在规定条件下预定功能完成的概率。一般情况下,建筑结构可靠性设计的标准期限为50年,但可靠性会随着时间延长和材料的生物学演变而逐渐降低,因此为了确保房屋建筑使用安全,对其结构进行必要的鉴定、检测、加固和维修十分必要。
二、房屋建筑加固技术的应用原则
①总体效应原则。虽然在对房屋建筑结构进行加固时往往只针对某些危险构件,但同时也要考虑到采取加固措施后对建筑结构整体产生的影响;②先鉴定后加固原则。在加固前首先要对房屋建筑结构和构件进行全面检测,通过分析其可靠性全方位了解到结构材料的性能、结构体系、存在缺陷、受损程度、受力和持力状态等,为建筑结构加固方案的实施打下前期基础;③加固方案选择应充分考虑到材料性能取值与原结构设计的符合程度,若缺少房屋建筑结构的原始资料时,通常先要对材料强度等级进行实测,然后按照现行规范标准对材料性能进行取值,例如在使用混凝土强度等级标准进行鉴定时,应在原结构混凝土强度的等级上再提高一级后再对结构进行加固处理;④经济效益原则。在加固时尽量利用房屋建筑原有的构件和材料,虽然存在一定的损坏,但仍然具备一定的荷载能力,因此应尽量减少对原有结构的损坏,避免结构拆除导致的二次破坏;⑤加固与抗震相结合的原则。我国属于地震多发国家,从房屋建筑过程来看,我国建筑物抗震规范出台时间晚,导致地震严重破坏了社会经济发展和城市建设,因此在加固时需考虑到抗震等级,避免自然因素对房屋建筑产生的破坏影响。
三、房屋建筑加固方法
(一)加大截面加固
在钢混结构的房屋建筑中,将混凝土现浇层加入受弯构件受压区,可有效扩大截面积,增加截面有效高度,提高斜截面的抗剪力和截面刚强度,且能提高构建正截面的抗弯力,从而起到补强加固的效果。在适筋范围内,钢筋面积和强度越高,混凝土弯变构件的正截面承载力越强,因此在房屋建筑原构件正截面配筋率低的状况下,增大主筋面积可充分提高原构建正截面抗弯荷载力。此外,在截面受拉区浇筑混凝土套圈,可增加构件截面,新增部分与原构件共同抗载,从而能改善建筑结构承载力,保证正常使用性能。
加大截面加固的工法简单,且施工经验和设计理念成熟,因此具备较强的适应性,在墙、板、梁以及一般构造物的混凝土加固中非常适用,但现场施工时湿法作业时间长,会对生产和生活产生影响,且加固后的建筑物空间会缩小,需因地制宜的考虑实际情况后采用。
(二)预应力加固
采用预应力水平拉杆加固的混凝土弯变构件在新增外部荷载和预应力的作用下,拉杆内会产生轴向拉力,通过杆端锚固偏心传递到构件上,从而在构件中心产生偏心受压力,克服部分外部荷载导致的弯矩,减少外荷载效应力,提高构件抗弯性能。此外,在拉杆传递给构件的压力作用下,可缓解和控制构件裂缝发展,提高斜截面抗剪力。
(三)外粘碳纤维布加固
在构件表面粘接碳纤维片材料,可让碳纤维片承受一定的拉力,并与混凝土形成变形协调效应,通过配套粘结材料共同受力,提高构件的稳定性。碳纤维布混凝土结构加固是近年来国际上兴起的新技术,由于碳纤维布具有高强度、轻质量、抗疲劳、耐腐蚀、粘合性良好的优异物理性能,因此在房屋建筑结构加固中有广泛的适用性。
(四)钢结构加固
在对原有钢结构加固时,需由专业实验室对原有钢结构以及加固采用的新钢材进行取样检测,出具评估报告后再采购符合要求的材质、螺栓和焊条,严格按照加固焊接工艺进行钢结构加固。此外,需根据现场条件对旧钢结构进行除锈、清除表层氧化层,再确定加固方案,目前常用的钢结构加固技术以外贴钢板加固为主,利用粘结剂粘帖钢板补强加固,提高原设计结构的承载力和抗破坏性能,利用结构胶粘剂的粘结性能可将钢结构与混凝土牢固粘结,形成一个整体,有效传递应力,从而提高钢结构力学性能。
篇5
【关键词】房屋建筑;建筑结构设计;问题
1、前言
经济发展、城市规模的扩大尤其是城市用地资源的短缺导致目前的房屋建筑朝着高层化、地下化的发展,同时由于节能理念、先进技术、新型材料的有效运用,使得目前的房屋建筑结构设计方案更加复杂,也更加关注房屋建筑的节能设计、舒适设计、安全设计、可靠设计等内容。但是根据笔者多年的工作经验来看,目前的房屋建筑设计当中存在着较多的问题,而这些问题成为了制约房屋建筑设计质量水平的重要因素。在本文中,笔者为了提高今天房屋建筑设计的科学性与合理性,分析并探讨了房屋建筑结构设计中常见问题,供人们思考。
2、房屋建筑结构设计中常见问题
2.1 房屋建筑基础和地基设计中的常见问题
第一,基础和地基的荷载值偏大。在进行房屋建筑基础、地基以及梁、中柱的负载设计过程中,需要依照相关技术规范来乘以折减系数,但是在目前不少设计人员在进行相关设计的时候没有依照相关技术规范来乘以折减系数,最终导致房屋建筑的基础、地基以及梁、中柱的负载设计数值偏大。
第二,软土地基处理缺乏合理性与科学性。有些房屋建筑设计人员在进行房屋建筑地基设计的时候没有充分认识到软弱地基的危害,往往只是凭借自己的经验进行地基处理,而不进行换土垫层设计。例如,往往只是采用砂垫层提高房屋建筑的承载力,同时也不计算砂垫层的厚度和宽度,不仅不能够节约施工成本,也降低了房屋建筑地基的安全性。
第三,未能在施工之前进行地质勘探。不少房屋建筑的基础设计方案仅仅是参考了附近房屋建筑的基础设计资料或者依照以往的类似设计经验,没有提供准确科学的地质勘探报告。依照规定,设计人员在进行房屋建筑基础设计的时候为了确保建筑的安全性和设计合理性,必须要充分参考相关的地质勘探报告,在综合考虑多种因素之后来确定具体的基础设计方案。如果在设计过程中,设计人员仅仅单纯凭借土地耐力来选择并设计建筑基础,不仅使得整个基础设计方案有失偏颇,而且也无法确保该设计方案的安全性和可靠性。
2.2 房屋建筑砖混结构设计的常见问题
房屋建筑设计方案中,砖混结构设计存在着最为显著的问题便是构造柱兼作承重柱用。构造柱对于砖混结构而言具有非常重要的作用,它不仅能够强化建筑墙体的抗剪能力,同时也因为圈梁和构造柱的相互连接成为一个整体,能够有效约束建筑砌体裂缝开展,在总体上提高了建筑结构的抗震能力。正是基于以上考虑,在进行砖混结构设计时必须要高度重视构造柱问题。一般而言,构造柱设计存在着以下几种问题:
第一,重大梁下面的构造柱未能依照承重柱设计。通常而言,构造柱生根在地圈梁当中,不会在另行设置单独的基础,使得构造柱同时发挥着承重柱的作用,因此,构造柱底部所承载的荷载必然会超过基础自身设计的抗冲切、抗弯部以及局部承压强度,非常容易导致构造柱底部出现裂缝。因此,建议重大梁下面的构造柱应该依照承重柱进行设计。如果梁的跨度和上部荷载均比较小,假设在不考虑构造柱作用的前提之下墙体抗弯强度和局部承压满足要求,则也可以把构造柱设计在该梁的下面。
第二,构造柱通常作为承重柱来进行设计。不少建筑设计方案将构造柱作为承重柱进行设计,如此一来,使得构造柱提前受力,显著降低了柱体本身对于砌体的约束作用和拉结作用,如果建筑物所在地为地震多发区,一旦发生地震,则构造柱一定会因为应力集中成为最先遭受破坏的部位。这样的设计方案不仅无法发挥出构造柱原本具备的约束作用和拉结作用,而且会成为整个建筑构造当中的薄弱环节。
2.3 建筑框架设计中的纵向框架设计没有得到重视
依照目前现行的建筑抗震设计标准当中的规定,需要依照两个主轴方向来各自计算水平地震作用,该主轴方向上的抗侧力构件需要承担该主轴方向的地震作用。这便说明了对于建筑框架设计而言,不论是横向框架设计还是纵向框架设计均具有着同等重要的功能与作用。但是在一些非抗震的建筑设计方案当中,不少设计者在设计纵向框架的时候仅仅将其视为普通的连续梁,进而导致该梁柱的节点、框架中的箍筋配置和纵筋配置不能够满足框架柱和框架梁的相关要求。建筑框架设计中的纵向框架设计没有得到重视会使得设计方案在实际中出现箍筋配置、纵筋配置、支座负筋等三者都无法满足相关要求的问题。
2.4 未能够合理选择悬挑梁截面高度
设计者往往只注意了对梁的强度和抗倾覆进行验算,而忽略了对梁挠度的验算。梁高选用过小,常引起梁截面的受压区应力过高,在正常使用状态下,梁截面受压区产生非线性徐变。梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝,裂缝宽度随着挑梁变形的加大而加宽,影响了房屋的正常使用。据笔者观察,这种挑梁的变形发展到后期,梁支座截面上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近剪弯作用的影响,竖向裂缝向下延伸发展为斜裂缝,此时梁已接近破坏,当为托墙挑梁时,粱过大的挠度引起梁上墙体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿斜向延伸,梁缝愈靠上愈宽。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利。悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁高小时.截面的相对受压区高度较大,梁的延性减小,在竖向地震作用下易发生脆性破坏,失去承载力。
2.5 未能够合理设计承重柱截面高度
这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计人员误认为六度设防就是不设防,为受力分析方便,他们故意把柱子的截面高度设计得过小,使粱柱的线刚度比加大(由于一些结构设计手册中规定:当梁柱的线刚度比大于4时,计算简图中梁柱节点可简化为铰支)。把梁简化为铰支梁,梁柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析,但却给房屋结构埋下了隐患。因为,这样做忽略了梁柱间的刚结作用,即忽略了柱对梁的约束弯矩,加之柱截面的配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯刚度必然不足,从而柱子在梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝,形成塑性饺。这样在正常使用情况下,柱子已开始带铰工作。这不但影响了房屋的耐久性,而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是,这样的结构一旦遭遇地震作用,将会倒塌,这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。
3、结束语
房屋建筑结构设计不仅具有高度的系统性和全面性,还必须要符合自身的设计规律,其设计人员不但必须要具备深厚的理论知识,还必须要具备认真负责的设计态度、创新开阔的设计思维。本文以为,通常分析和研究当下房屋建筑结构设计中常见问题,能够有效提高设计方案的质量,产生更多的更加经济、更加科学、更加现代的建筑结构设计方案。
参考文献:
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关键词 房屋建筑学 建筑节能 创新 教学改革
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2017.01.068
Study on the Reform of Teaching System of Building
Architecture Based on Energy Saving
――Based on the cultivation of innovative talents of University Students
AN Qiaoxia, HAN Yue
(College of Water Resources and Architectural Engineering, Alar, Xinjiang 843300)
Abstract On the problem of civil engineering focus of building energy saving, while cultivating students innovative talents based on the thesis teaching of building architecture course is the core of teaching from the curriculum theory, practice teaching system construction method to explore innovative talents in building energy conservation oriented culture. Eventually forming a distinctive feature of "building architecture" course teaching mode.
Keywords building architecture; building energy conservation; innovation; teaching reform
1 改革的目的及际意义
建筑业作为我国国民经济的支柱产业之一,其从业人员人数已为各行业之首。然而其专业技术人员和管理员所占比例较低,同时具有高等文化教育程度的人员比例也较低,如专业技术人员仅占建筑业从业人员总数的4.1%。在这些专业技术和管理人员中,中专以上学历者占58%,本科以上学历仅占11%。随着我国建设事业大规模的发展及建筑技术的发展,急需与之相应的大量的土木工程专业技术人才。
能源作为经济发展的命脉,能源问题是已成为世界各国普遍关注的问题。在社会能耗的三大能耗中,不管是发达国家,还是发展中国家,建筑能耗已占社会总能耗的相当一部分(约占30%~40%)。因此,为实现我国可持续发展的战略,建筑节能已成为我国一项基本国策。基于此,我国相应的制定了一些建筑节能规范,如《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-95)、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ75-2003)、《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)、《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411-2007)等建筑节能规范,然而,我国的建筑节能相对还是比较滞后,节能技术及建筑节能效果等与发达国家还存在一定的差距,如单位建筑面积能耗较高,能源利用率相对较低,建筑护能耗是同等气候的发达国家的2~3倍。另一方面,墙体改革步伐较慢,虽然墙体改革以提出有10余年,新型墙材的产量的比例有一定提高,如从不足5%提高到22%,粘土实心砖还在生产使用。为了促进建筑节能工作的顺利开展,除了立法、技术、管理等措施外,应加强从业人员建筑节能发面的教育。
高校土木工程专业作为培养未来建筑师与工程师的摇篮,在教学培养方案中应加强未来建筑科学技术人员的建筑节能意识潜能和技能培养。然而目前土木工程专业课程设置及课程教学中,与建筑节能设计,施工,节能有关的知识或技能训练相对较少。例如:在材料力学性能实验中,没有对有关建筑节能材料力学性能进行实验;在建筑材料课程中,有关节能材料及新型墙体材料的知识相对较少;在建筑材料实验安排中,保温材料保温性能实验;建筑设备中缺乏对有关对雨水的收集及利用等水资源循环利用的知识;在建筑施工中,未对建筑节能施工、质量控制和验收等方面的知识进行系统的介绍;在房屋建筑学中,建筑的总体规划设计、单体建筑的体型系数,朝向,等都影响着建筑节能,但在课程教学中很少涉及。因此,为了提高学生的综合素质及未来在建筑行业的竞争力,应加强建筑节能方面的知识及技能,将建筑节能知识有机的融合于各门专业课程中。
近年来,“参与科学研究”已成为我国研究型本科生人才培养改革的重要举措,本科生科研已在更多高校普及,如2007年教育部出台了 “大学生创新性实验计划”项目(以下简称 “大创”),被认为是培养大学生创新意识和能力的有效方法之一。①塔里木大学水利与建筑工程学院作为工科学院,学生在历年的大创项目中有一定的优秀成果出现,但暴露出的问题是有很大一部学生虽有一些科学创新的积极性,但不知如何“下手”,如何促进学生创新素质发展成为我们应解决的问题。
图1 建筑节能为导向的房屋建筑学教学改革模式
“房屋建筑学”是土木工程专业的一门非常重要的专业课,建筑节能知识与房屋建筑学教学息息相关。同时基于建筑行业发展趋势,以及当今社会对建筑行业技术人员的素质要求,论文提出以房屋建筑学课程教学为核心,从课程理论教学、实践教学等方面对以建筑节能为导向的创新型人才培养体系的构建方法进行研究。构建以建筑节能为导向的房屋建筑学教学体系(如图1)。强调建筑节能导向作用,是为了抓住房屋建筑学教学中主要内容于热点问题――建筑节能之间的关系,形成有特色的房屋建筑学教学模式。
2 目前国内房屋建筑学改革现状
目前国内外学者以培养新型土木人才为目标,从房屋建筑学课程改革与建设的角度提出的改革有较多的研究,如王英姿等提出在“房屋建筑学”课程中创立了基于“能力―素质―知识”架构的课程大纲以及借助团队协作项目设计等形式强化学生各项能力培养的教学模式。②张亮等以培养新型土木人才为目标,从房屋建筑学课程改革与建设的角度,探讨房屋建筑学课程在更新教材内容、运用现代化教学手段、建立内容丰富的备课资料库方面的教学改革。③此外,也同样重视综合能力和全面素质的考核方式、重视实践教学环节以及转换学习模式等方面,力求改善教学效果,提高教学质量。高巍等针对教育部提出的“卓越工程师教育培养计划”, 结合自身已有的教学经验,从教学内容、教学手段和实践性教学活动等几个方面提出了相应的改革措施。④齐岳等在在分析了目前房屋建筑学课程中存在的问题,将 BIM技术引入到房屋建筑学课程教学中,并提出了BIM技术在房屋建筑学课程教学中应用新模式。⑤黄海燕等为服务工程管理应用型人才的培养,加强学生实践能力和创新意识的培养,就房屋建筑学课程的教材内容优化、教学方法多元化、教学手段立体化及教学实践环节多层次化等内容进行了探讨。⑥
国内学者对本科生创新能力培养模式进行一定的研究,郭卉等提出科研参与频次和科研参与强度是大W生创新素质的重要影响因素;持续参与科研活动有助于提升大学生的创新素质,尤其是创造性人格的发展。⑦王锋锋等提出通过搭建校内创新创业研究平台、建设师生创新创业科技团队、完善创新创业制度来培养工科大学生的创新创业能力。⑧
综上,国内外学者对以培养新型土木人才为目标,从房屋建筑学课程改革与建设的角度提出的改革有较多的研究,国内学者对本科生创新能力培养模式进行一定的研究,但将本科生创新能力培养切入到某一门课程的教学过程的较少,本研究提出以建筑业的热点问题和前言领域――建筑节能为切入点,该论文将大学生创新意识和能力的培养融入到相关课程中,让本科生的创新意识和能力的培养紧密和所学专业知识相结合,让本科生的创新灵感来源有踪可依。
3 改革的内容
(1)建筑节能为导向的房屋建筑学课程内容改革。项目以建筑节能为导向原则对房屋建筑学课程的课程体系进行优化,增加建筑节能的内容,使建筑节能与整个课程体系有机融合起来。在课程设计乃至毕业设计中增加建筑节能效果评价内容。
(2)以建筑节能为导向的房屋建筑学实践教学改革。在房屋建筑学中有部分认知实习课,在其中增加建筑节能认知实习内容:包括规划节能设计,单体建筑节能设计调查,保温材料及节能施工技术认知,增加保温材料抗渗试验以及墙体热传导系数测定等试验。
(3) 以建筑节能为导向,培养学生的自主创新能力。新材料及其施工方法的研究,新型组合结构的研究等,将会带来土木工程应用技术发生更新更快的发展。新技术的不断出现给应用型人才在市场经济社会竞争中创造了良好的机遇。因此,在教学过程中,结合课堂教学内容以及当今科技热点问题,并将其科研成果引入到学生学习成绩考核体系中去。
4 实施办法
(1)建筑节能为导向的房屋建筑学课程内容改革。增加建筑节能的内容,让建筑节能与原有课程内容有机融合起来。例如:在建筑设计中增加规划节能设计和单体建筑节能设计,在墙体及屋面构造设计中增加自保温材料内容;在课程的最后增加建筑节能专题讲座,引入被动式、主动式建筑节能、及绿色建筑等概念,以典型的案例讲解绿色建筑的构造做法。在教学大纲及教案设计中增加建筑节能设计内容。
在课程设计乃至毕业设计中引导考虑节能设计,同时对自己所做设计进行建筑节能效果评价。编制建筑节能设计指导书。
(2)以建筑节能为导向的房屋建筑学实践教学改革。在房屋建筑学中有部分认知实习课,在其中增加建筑节能认知实习内容:形成:保温材料生产厂等单位认识节能材料到施工现场认知节能施工技术,在条件允许的情况下配合建筑材料课程的学习,增加保温材料抗渗试验以及墙体热传导系数测定等试验。
对已有建筑设计的节能现状进行调查,包括规划节能设计,单体建筑节能设计及节能材料应用情况等,让学生产生一定的感性认识。在上述调查的基础上,完成以建筑节能为主的认知实习报告。
(3)以建筑节能为导向,培养学生的自主创新能力。建筑节能为现为建筑领域的前言课程,在课堂教学中,设及建筑节能的部分,引入一些建筑节能设计和构造设计的新理论新方法,启发学生创新思维。
引导学生到当地调查传统民居建筑,了解传统民居建筑的节能设计及构造,引导学生将这些建筑节能设计及构造有效应用到现代建筑中;根据当地资源,启发学生研制保温建筑材料。
以专题讨论的形式,学生分组讨论对建筑节能、绿色建筑的认识,要求学生针对当地的气候及资源特点,提出自己对建筑节能设计、构造及建筑节能材料研发的一些观点。
鼓励学生参与科研课题,以节能材料开发及节能构造设计为主,并培养学生开发和应用新材料的兴趣。培养学生解决工程实际中难题的思维方式,鼓励学生参加全国大学生节能减排大赛等竞赛活动,全面激发学生的创新意识。
5 结论
“房屋建筑学”是土木工程专业的一门非常重要的专业课,建筑节能知识与房屋建筑学教学息息相关。基于建筑行业发展趋势,以及当今社会对建筑行业技术人员的素质要求,论文提出以房屋建筑学课程教学为核心,从课程理论教学、实践教学等方面对以建筑节能为导向的创新型人才培养体系的构建方法进行研究。构建以建筑节能为导向的房屋建筑学教学体系。形成有特色的房屋建筑学教学模式。通过教学改革与实践,让本科生的创新意识和能力的培养紧密和所学专业知识相结合,让本科生的创新灵感来源有踪可依,另一方面也加强了所学知识与所从事工作的对接。
*通讯作者:韩越
塔里木大学高教研究项目(TDGJ1635)
注释
① 刘长宏,李晓辉,李刚.大学生创新创业训练计划项目的实践与探索[J].实验室研究与探索,2014.33(5):163-166.
② 王英姿,熊光晶,康全礼.基于“能力―素质―知识”架构的房屋建筑学课程大纲及教学实践[J].高等工程教育研究,2010(1):155-158.
③ 张亮.培养新型土木人才与“房屋建筑学”课程教学改革[J].土木建筑教育改革理论与实践,2010(12):340-343.
④ 高巍,何爱琴.卓越工程师背景下《房屋建筑学》课程教学改革探讨[J].才智,2012(20):322.
⑤ 齐岳,张俊华,赵文军.结合BIM技术的房屋建筑学课程改革探讨[J].高等建筑教育,2014.23(6):147-149.
⑥ 黄海燕.房屋建筑学教学改革探讨[J].云南大学学报(自然科学版),2014.36(S1):157-160.
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关键词:房屋建筑结构设计;常见问题;解决措施
为了满足广大消费者的需求,房屋建筑的设计也逐渐由往日单层、低层向多层、高层发展,房屋结构设计的形式也由简单的砖土混合结构变的日趋复杂。对此,本文就房屋结构设计中常出现的病症给予分析并提出相应的解决办法。
一、房屋建筑结构设计的基本方法
房屋建筑结构的设计是房屋建造的基础,因此,在房屋结构设计的图纸上要做到规范要求,合理要求。房屋结构设计的基本方法大致上有五种:绘制结构平面图,是否需要输入结构软件进行建模取决于建筑所在地抗震设防烈度的大小;屋顶结构图,建筑物呈现不同形态时,结构的处理方式有不同种类,在此,结构设计者一定要具备一定的空间概念,正确掌握设计图纸的意图;大样详图,在建筑详图确定的基础上,可以直接绘制大样详图;楼梯,楼梯图纸的绘制要注意楼梯梯板、梯梁的位置处理;基础图纸的绘制主要要注意条基交接部位的规范处理。
二、房屋建筑结构设计中的常见问题
1、房屋建筑结构设计者设计方案不合理,考虑细节问题不够严密谨慎。设计者应把抗震减灾等设计理念加到设计图纸中,以确保房屋建筑的安全使用。
2、房屋结构基础设计不当。房屋结构设计者忽略当时当地的地质条件,仅使用单一的设计方案,对建筑设计造成安全隐患。单一考虑地质上可能出现的问题,忽略了对当地的综合因素进行分析。房屋基础结构设计荷载取值不准确,其主要在于设计和计算时的不尽合理。
3、房屋结构布置不合理、不规则,即建筑的平立面外形尺寸的不规则,抗侧力构件布置、质量分布,以及承载力分布等诸多因素的综合要求。出现的最常见的一种情况就是建筑物平面凹凸不规则。结构整体平面扭转不规则,使建筑物存在安全隐患,影响建筑的使用。同时,消费者的需求得不到满足,设计建造高层建筑成为一股热潮,但是,高层建筑通常没有采取有效的抗震加强措施,使建筑本身带有明显的薄弱层。
4、 最基本的房屋设计要符合相关规范要求,但是往往在房屋设计上,独立基础(尤其是高杯基础)没有考虑基础粱两端的搁置长度,使施工中出现偏差。设计条形基础时,未能及时准确考虑房体纵横墙交叉处的重叠问题,导致对墙体交叉处的重叠部分未做设计修正。因此,房屋设计上所计算出的房屋基础面积实际小于屋体上部结构所需要的基础面积,造成重叠范围内的墙体开裂。
5、近年来,建筑商为了减少占地面积,减小建筑成本,高层或小高层住宅不断出现,而这种住宅又相继采用了异形柱结构。,由于异形柱结构发展的并不成熟,目前在异形柱结构设计中仍然存在很多问题,突出表现在异形柱结构房屋的高度过高、体型不规则、结构布置不合理、抗震构造措施不当等方面,使建筑本身蕴藏了巨大的安全隐患。
三、解决房屋建筑结构设计中常见问题的办法
1、首先,主要的是房屋建筑设计人员的设计专业性,这要求设计人员对国家现行的设计规范、规定和技术标准足够掌握,并且不断提高自身修养。在经济高速发展前提下,有的设计人员为追求进度而忽视质量,出现了致命的错、漏、碰、缺等现象。为此,应重点加强设计人员和审核人员对我国相关设计标准条文的学习和设计规范、技术措施的学习,在技术上严格要求。
2、在工程设计中设计人员一定要实地考察,设计方案要符合当时当地的地质特征,采用科学技术来设计房屋建筑的框架结构,在设计上应尽量避免采用不规则结构。在特殊条件下设计不规则结构时,应采用符合该特殊结构的实际受力状态的力学模型进行计算分析,并采取有效的抗震加强措施,加固建筑物的安全性。
3、尽管高层建筑结构的追求是现代高速发展的经济社会的发展趋势,但是企业不能盲目追求高效益。房屋设计上要实事求是,具体问题具体分析,杜绝为了企业自身利益,建造存在安全隐患的房屋。因此,在采用现下热门的异形柱结构设计时,要严格注意对房屋高度的计算,房屋结构尽量保持规则性以及从严掌握建筑的抗震措施。
4、在房屋的框架结构设计中,房屋的框架设计影响房屋建筑的抗震性,若是只关心纵向框架的设计,将会导致实际设计中出现建筑梁的支座负筋,跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。因此,纵向横向框架要互相协调,不应只注重横向框架的设计,而忽略纵向框架的设计。
5、确保建筑中使用的建筑材料符合国家规定的质量要求,避免因部分问题影响建筑物整体的质量,给建筑物后期带来更大的隐患。
四、结构设计优化的应用
“经济、适用、合理、环保”是现代建筑结构追求的一个跨度,而房屋建筑的结构设计优化正是实践了这一要求。结构设计优化不仅可以解决我国占地问题,同时还会为企业带可观的经济效益。因此,应用现代科技手段,选择合理适用的建筑结构设计方案,是实现降低建筑成本取得最大经济效益的有效方式。
在满足建筑结构长远效益的前提下,应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度、合理性和安全性。与传统设计相比,设计优化技术可以为企业的建筑工程造价减少5%~30%。结构设计优化技术的应用,同时可以使建筑材料得到合理的利用,减少不必要的资源浪费。在优化的结构设计下,建筑的内部单元将会得到最好的利用,使之最好的协调应用。这是结构实际优化产生的巨大的实践价值所在。
结构设计优化的应用体现在房屋建筑工程结构的优化设计和房屋工程分部单元结构的优化设计上。其中房屋建筑工程分部结构的优化包括:基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、结构细部设计的优化设计和围护结构方案的优化设计。另外具体还包含房屋结构的选型、布置、造价分析、受力分析等内容,并应在满足设计规范和使用质量安全达标的前提下,结合具体工程的实际情况,围绕其产生的综合经济效益的目标进行结构的进一步优化设计,以达到建筑的高质量完工。
结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用体现在直觉优化(概念设计优化)技术与建筑结构设计和 概念设计处理的实际建筑设计问题的两方面。在概念设计优化技术与建筑结构设计上,概念设计存在于建筑结构设计师对多种备选方案进行选择的过程中,而选择的最终方案是根据设计参数、材料、荷载的取值决定的。另一方面,概念设计处理的实际建筑设计问题上,所需要处理的问题多种多样,但最终重要目的是通过概念设计,使建筑结构能在各种外力作用下下免受破坏,或者将破坏程度降至最低 。这其中,适合建筑的抗震措施是概念设计中最重要的。
五、结语
在社会经济高速发展的今天,建筑业也产生着日新月异的变化,无论房屋建筑结构发生如何翻天覆地的变化,不变的永远是房屋建筑本身的安全质量问题。作为民生重要一项的建筑质量问题,设计人员、施工人员以及企业人员务必要做好严格规范、安全生产的工作,保证建筑本身的质量,提高建筑的舒适度,以达到满足消费者需求,为社会服务的目的。
参考文献
[1]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
[2]连远雄,房屋结构设计中的一些常见问题分析,建筑与设计,2007年8月下旬刊
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关键词:建筑设计;节能;措施
Abstract: Building energy efficiency is to reduce the energy consumption used for construction, improve energy efficiency, environmental protection, efforts to promote building energy efficiency. Building energy efficiency is a complex systems engineering, housing construction of ontology technology to the housing construction materials, products, building thermal environment with equipment and so there is energy-saving potential. Building functional requirements and local climatic parameters in the overall planning and monomer design, scientific and rational way to determine the building toward the plane shape, spatial layout, appearance, size, spacing, the height of the selection of energy efficient building materials, to ensure that the building envelope the structure of the thermal insulation properties and the construction of the surrounding environment, green design, the full application of energy-saving technical measures to minimize the energy consumption of buildings in order to get a good energy saving effect.
Keywords: architectural design,energy conservation,measures
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
0前言
能源是社会发展的物质基础,已探明可利用能源是越来越匮乏的自然资源,节约能源是关乎社会可持续发展的重要事项。建筑节能已是我国节能工作的重要组成部分,从我国建筑用能的发展趋势来看,能源浪费十分严重,因此提高建筑能源的有效利用率、节约用能、减少浪费,已是当务之急,刻不容缓之事。我国对能源的需求量大而能源不足,现需大量进口。因此节能是国家的一项长远战略方针。我国建筑的耗能量约占全国耗能的30%,而且还在不断上升, 所以建筑节能刻不容缓。建筑节能是一个综合概念:建筑节能包括建筑设计和建造过程中采用节能型的建筑材料、结构、器具设备和产品,提高保温隔热性能,通过以上措施,可以提高能源的利用效率,减少建筑能耗。从发展趋势上看建筑节能已经从初期的单纯节约能源,发展到了如何在建筑中合理的使用利用能源方面。对于建筑节能设计,只要掌握几个要点。具体如下:
1 合理布置建筑平面
建筑节能工作的目标是:按照建筑节能设计标准和规范,在建筑项目设计、建造和改造过程中对建筑围护结构采取隔热保温措施,实现建筑节能。在建筑平面布置时,朝向和日照间距是影响室内冬季获得太阳辐射热最为关键的两个因素。一般来说,对于地处东南沿海,受季风影响,一般冬季多西北风,夏季多东南风,因此,其最佳的建筑朝向为东南向布置,室内在冬季上午晒东,下午晒西,获得太阳辐射比朝南向要少,可谓是冬暖夏凉,且又往往处于冬季主导风向位置,会使空气渗透耗热增加。根据民用建筑节能设计标准规定:建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向,主要房间宜避开冬季主导风向。当其他条件相同情况下,东西向板式多层住宅建筑的传热耗热量比南北向高5%左右。日照间距是2栋建筑间外墙的间距,在民用建筑设计通则中规定:住宅应每户至少有一个居室能获得冬至日满窗日照不少于1h。目前,在住宅楼栋布置时,往往忽视了这一点,导致楼栋间距满足不了规范要求,其底层住户在整个冬季见不到太阳,严重影响了人们的身心健康和居室中热环境的改善,应当引起设计师的重视。合理控制建筑的体形系数。建筑物与室外大气接触的外表面与其所包围的体积的比值称之为建筑的体形系数,在其他条件相同的情况下,建筑物耗热量指标与体形系数是成正比的。标准规定:建筑物的体形系数宜控制在0.3及0.3以下;若体形系数大于0.3,则屋顶和外墙应加强保温。为达到这一目标,在采暖住宅建筑设计中应尽量避免建造单元过少,特别是点式平面的多层住宅。从有关资料获悉,当板式住宅单元数达到4个以上,层数达到6层,体形系数控制在0.3以下是不难做到的。建筑的平立面尽量规整,避免出现过多的凹凸面。住宅套型设计在满足使用功能的要求下应减少面宽,增加进深,降低层高,这些均能相应地减少建筑的体形系数。
2 提高外门窗的保温能力
2.1 合理确定窗墙比
在选择住宅或为住宅装修时,人们应关注门窗的气密性、保温性,这两方面的物理性能与住宅的热舒适性和节能关系最紧密。窗墙比是窗洞口与墙的面积比值,增大这两个比值不利于空调建筑节能,应尽量减少空调房间两侧温差大的外墙面积及窗的面积。控制窗墙比、对外墙及屋顶的导热系数等提出具体要求。通过外窗的耗热量占建筑物总耗热量的35%~45%。故在进行前期建筑设计时,在保证室内采光通风的前提下合理控制窗墙比是很重要的,一般北向不大于25%;南向不大于35%;东西向不大于30%。
2.2 选择保温性能良好的门窗材料
目前常用的门窗材料有木、钢、铝合金和塑钢为4种;其中,塑钢门窗具有保温隔音、耐腐蚀、造价低,制作、表面色泽鲜艳美观等优点,与木、钢和铝合金等门窗相比可节约取暖能源的30%~50%,而塑钢门窗又是我国大力推广的一种新型材料。
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关键词:房屋建筑;节能;可持续发展;外墙
Abstract: energy is the foundation of human survival, is rich in energy in China, but with the rapid development of economy, more and more demand for energy, energy conservation has become a social and economic sustainable development and improve people's quality of life of the primary issue. Construction in the energy consumption accounts for the proportion of more and more big, in the present advocate energy conservation and environmental protection of the environment, energy-saving construction as the important issues of mutual concern have been on the agenda. In this paper, starting from the necessity of building energy efficiency design, discusses the main points of building energy efficiency design in detail.
Key words: building construction; Energy saving; Sustainable development; Exterior wall
中图分类号:TU201.5文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1、房屋建筑节能设计的必要性
1.1建筑能耗量大
我国是世界上每年新建建筑量最大的国家,每年20亿平方米新建面积,相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材。据有关资料统计证明,建筑能耗一般占到全国总能耗的百分之三十五左右,关系到国计民生,我国90%以上的在建建筑都是高能耗建筑。建筑行业与交通行业、工业是三个能耗最高的行业。随着建筑业的高速发展和人民生活质量的改善,建筑能耗占全社会总能耗的比例还将增长。
1.2我国建筑节能水平远远落后于发达国家
我国的建筑围护结构保温隔热性能普遍较差,外墙和窗户的传热系数为同纬度发达国家的3~4倍。以多层房屋建筑为例,外墙的单位面积能耗是4~5倍,屋顶是2.5~5.5倍,外窗是1.5~2.2倍,门窗空气渗透率是3~6倍。
1.3节能建筑是国家持续发展战略目标的需要
我国的现状是建筑耗能巨大,人均能源分配不足,再加上人们对冬冷夏热这一环境改变的迫切要求,使得建筑设计中节能设计工作的落实变得十分重要。全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
2、房屋建筑节能的控制内容
2.1合理规划节能方案
根据地方环境特点,依照国家及地方住宅建筑节能标准,综合考虑住宅开发、使用、维护成本,合理地规划设计节能方案,保证住宅建筑节能效果。
2.2合理利用节能材料
节能材料进场前应按照规范标准及设计要求认真核对,审核有关质量保证资料、技术推广证书。对于保温隔热材料、隔热型材、外窗及中空玻璃、幕墙玻璃、散热器、风机盘管机组、低压配电系统的电缆、电线在使用前应根据有关规范要求取样试验合格。
2.3墙体工程
优先选择节能墙体砌筑材料;控制保温隔热材料的厚度、与基层粘结的强度以及基层的粘结强度;采取构造措施保证饰面材料的粘结强度。
2.4屋面工程
合理设置保温层厚度及重视热桥部位的保温隔热措施。
2.5楼地面工程 重视基层处理;对于设置地热系统、地源热泵空调系统的住宅工程,应合理采取楼地面保温措施,合理设置隔热层、防潮层、保护层。
2.6门窗工程
合理设置采光面积、可开启面积;必要时应考虑外窗、天窗的遮阳系统;重视外门窗或副框与洞口间隙的填充密实度。
2.7幕墙工程
控制单元幕墙板间的密封处理;合理设置玻璃幕墙开启扇;首选保温材料及热桥部位的隔断措施;考虑玻璃幕墙遮阳设施;重视幕墙冷凝水的收集与排放。
房屋建筑节能设计的要点
3.1建筑选址
房屋建筑节能设计的一个重要方面是建筑的总体规划。其设计原则是使建筑冬季获得足够的日照并避开主导风向,夏季能自然通风并防止太阳辐射。
城市房屋建筑的基地的选择除了要考虑方位、水体、风速、地表结构、土壤等因素的影响,还必须要服从整个城市规划的宏观控制。这样就有可能使所选的建筑基地周围环境不太理想。为了降低建筑在修建和使用中的资源消耗,需要计算对自然资源利用的程度和对现有生态系统干扰的程度,尽量减小对现有自然系统的干扰,并且尽量利用现有的公共设施网络。在与市政设施联系时,应尽量减少与电力、给排水、等市政设施的连接长度。
3.2空间节能规划
合理的建筑平面布局使建筑在使用上带来极大的方便,同时也能有效的提高室内的热舒适度,并有利于建筑的节能。在建筑中,由于房间使用功能的不同,其要求的室内热环境也是不同的。因此,在设计时应根据这种对热环境的不同需求来进行合理分区,即将热环境质量要求相近的房间布置在一起,将室内热环境要求较高的房间布置在较好区域。比如办公室比卫生间、楼电梯等的热环境要求要高,除了要将办公空间相对集中布置以外,还要将其布置在热环境舒适度较高的区域(有利于实现自然采光和通风并有较好室外环境的区域)。
3.3房屋建筑单体的节能设计
3.3.1房屋建筑体形设计
房屋建筑的体形系数是建筑体形设计的重要参数。建筑物的体形系数是指外表面积与外表面积所容纳的体积之比,体形系数越小,单位建筑面积对应的外表面积越小,护结构的导热损失就越小。体形系数还与建筑的造型、布局、采光、通风等紧密相关。建筑物的朝向合理能使建筑在被动式和主动式太阳能系统中充分利用太阳能,对于建筑节能有着很大的影响。对于高层建筑来说,设计合理的平面进深也是一种有效的被动式节能设计方法。
3.3.2外墙保温技术
在其它情况基本不变的条件下,房屋建筑节能设计可应用外墙外保温技术,在实施时可多采用轻型保温板材和保温涂料。现在,复合墙体的设计理念和高效建筑绝热材料不断推广。对于部分较为重视建筑视觉的工程,建筑节能设计可应用外墙内保温和外保温相结合的设计形式,在墙体做内保温加固处理后进行外保温处理。相对于外墙内保温来说,外墙外保温效果更佳,不仅可大幅降低取暖成本,还可完全避免热桥。在保温厚度合理情况下,不会轻易出现保温层内部或结构内表面冷凝的现象。由于结构墙体的热存储能力被充分发掘,室内热稳定性得到改善,墙体外保温无论在夏季还是冬季都取得了很好的作用,隔热保温作用效果显著。
3.3.3屋面保温技术
屋面的面积较大,是在建筑护结构中,得到室外温度最高的地方,在现代高层房屋建筑的节能工作中,重要性尤为突出。所以,屋面的保温隔热措施在建筑节能设计中占有重要地位。通常,我国采用的墙面保温节能设计是正铺法,就是将轻质高效保温材料放置在屋面板和防水层中间。还有倒铺法也会被采用,就是将防水层放置于保温层下,减少了防水材料受到外界空气的影响,也避免了施工人员走动带来的影响,从而达到材料防水的功效,这样做到了节能的需要,但是费用相对要高些。
3.3.4 房屋建筑外门窗节能技术
3.3.4.1控制住宅窗墙比
住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定,指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。
3.3.4.2提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透
如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。
3.3.4.3改善房屋门窗的保温性能
户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。
3.3.4.4设置“温度阻隔区”
所谓温度阻隔区就是在室内与室外之间设有一中间层次,这一中间层次像热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来, 外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。
3.4开发利用新能源
太阳能的应用地球拦截的太阳能辐射相当于目前全球电力消费量的1500倍,而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能,只占理论资源量的很小一部分。太阳能在暖通空调中的应用主要有太阳能采暖和太阳能制冷两个方面。
3.4.1太阳能采暖
太阳能采暖用电作为辅助能源,驱动用太阳能加热的水在管道中循环流动向房间供热。
3.4.2太阳能制冷
太阳能制冷主要包括太阳能压缩式制冷、太阳能吸收式制冷和太阳能吸附式制冷。太阳能压缩式制冷研究的重点是如何将太阳能有效地转换成电能,再用电能去驱动压缩式制冷系统。太阳能吸附式制冷是将系统中的加热器和冷却器去掉,将太阳能集热器与吸附床合二为一,冷却功能则利用夜间室外空气的自然冷却来完成。
3.5运用新型节能建筑材料
合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面,随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到房屋建筑节能中去。
结语
综上,节能是实现可持续发展的关键。而从可持续发展理论出发,房屋建筑节能的关键又在于提高建筑能量高效率。房屋建筑节能是一个复杂的系统工程,涉及方方面面的问题。作为设计人员,在对房屋建筑进行节能设计的同时应根据当地资源条件,因地制宜,就地取材,合理利用,将房屋建筑节能设计真正落到实处。
参考文献
[1]刘金萍.住宅建筑规划与设计的节能措施[J].山西建筑,2009.17.
[2]孙亚飞.节能建筑外墙保温材料的应用研究[J].四川建筑科学研究,2009.12.
篇10
【关键词】房屋建筑;结构设计;原则;方法
在对房屋建筑结构进行设计时,一定要以结构设计的基本原则为指导,采用科学合理的方法进行设计,在此过程中,要求设计人员一定要具备扎实全面的房屋建筑专业知识,严谨负责的工作态度以及灵活创新的头脑,保证房屋建筑结构的合理性、科学性、可行性与经济性。
一、房屋建筑结构设计的内容
房屋建筑结构设计包含多方面的设计内容,如建筑设计、结构设计、暖通设计、电气设计,以及给排水设计等。当然虽然有如此多的设计内容,但我们在设计每一项内容时都是要遵循最基本的可靠性、安全性、实用性、经济性以及美观性等设计原则的。要想充分的保证房屋建筑结构的可靠性以及安全性,设计时就要满足以下的要求:首先就是抗震设计,在进行房屋建筑结构设计的工作时,应充分的考虑到房屋建筑自身所处位置的高度、烈度以及具体结构类型的差异,选择最适合的抗震等级;其次就是要重视相关计算,各种结构构件都应进行正常的使用验算以及承载力极限状态的计算工作,如承受动力荷载的结构构件就应进行疲劳强度的验算工作。
二、房屋建筑结构设计的主要方法
1.在结构平面图上的设计方法
如果建筑的地域的防震烈度为六度区的时候,按照我国的防震设计要求,可以不必采用截面抗震验算,但结构的设计也一定要达到抗震的标准。所以对于砌体结构的建筑,软件建模可以省略,在进行设计的时候只要注意受压和局部受压的问题,就可以直接设计。如果条件和时间允许,要做建模也无可厚非,因为它可以利用建模来荷载导算。但是,如果建筑的地域防震烈度为七级时,就必须采用建模来进行计算。
2.屋面结构图的设计方法
如果建筑的屋面是坡面式的,可以采用梁板式和折板式两种的结构处理方式。其中,梁板式可以用在建筑平面不整齐,板的跨度比较大,而且,一般屋面坡度和屋脊线转折比较复杂的坡屋面也都采用这种结构。而折板式则和梁板式的适用条件则相反。这两种结构处理方式的板都是偏心受拉的构件。在板配筋的时候必须有板负筋拉通,这样可以抵抗拉力。板厚基的厚度不能小于一百二十厚。另外,梁板的折角处对钢筋的配置必须有大样的示意图。
3.大样详图的设计方法
建筑详图如果没有发生错误,在这基础上可以进行绘制大样详图,还可以在曾经做过的详图基础上进行部分的改进。只要让建筑的整体外形不改变,考虑到结构的受力能力和施工起来比较方便即可。但在外形尺度和标高上必须和建筑专业统一协调。
4.楼梯的设计方法
在设计楼梯时,对楼梯的梯板要控制好它的挠度,梯梁的梁下净高度要符合建筑标准,梯梁的位置要使上下楼层的位置一致。如果遇到有些不合适的地方可以运用折板楼梯,折板楼梯的钢筋在里面的折角处要把它断开分别进行锚固,这样可以预防局部应力集中在一处。对于梁下的净空要求和梯板宽度的问题都要注意。第一段梯板的基础要注意它的基础沉降问题,如有必要应该设置梯梁。
5.房屋建筑基础要求
对于混凝土的采用要选用具有耐久性的材料,基础配筋最少要达到最小配筋率的要求,条基交接位置的钢筋布置要用标准图或者采用详图。对于条基交叉处的基底面积不可循环使用,基础宽度要调节好。在基础图中的构造柱定位不够确定时要对它准确定位。
6.根据抗震要求,对房屋建筑进行合理的结构设计
对于普通的多层砌体结构的建筑,可以采用横墙承重或者纵横墙一起承重的结构体系。对于纵横墙的布置要力求对称均衡,在平面内要对整齐,竖向要上下连接好;不能采用没有锚固的钢筋的砼预制挑檐;楼梯间不能设置在房屋的转角处和近端。而对于有比较多钢筋砼住宅又比较高的建筑结构,尽量要做到:对于抗测力结构如框架和抗震墙要进行双向布置,这样可以各自承担地震力;框架体系的各个抗震力的结构要统一形成空间工作状态,不仅要对抗震墙之间的楼和屋盖的长宽度比以及对抗震墙的刚度进行控制以外,还要保证楼、屋盖的统一性和抗震墙的连接也要可靠;对于建筑结构的布置力求采用规则结构,如果碰到比较复杂的结构,可采用防震缝。
7.对于建筑的结构计算和构造设计都要求合理
首先,对建筑底框砌体结构进行验算的时候应该注意以下几点:底部剪力方法仅对于刚度较均衡的多层结构,而比较薄弱的底层混合结构,还要把塑性变形集中的影响考虑进去;底层框架的混合结构不可以采用简易的防震墙方法,应该采用双保险的措施,抗震墙承担了所有的剪力,而框架可以根据刚度的比例对剪力进行承担。在对刚度进行计算时,框架不能折减,抗震墙的折减则可以减到刚度的百分之二十到三十之间。另外,在对楼板进行计算时,方法要准确,应该注意以下几点:在对双向板进行查表计算时,对材料泊松比的影响在计算时不可以忽视,不然会导致它的计算值偏小;在计算连续板时不可以用单向板进行简单地计算。最后,荷载计算不能发生错误。
三、房屋建筑结构设计途径和方法
1、做好结构计算和地基基础设计工作。施工图设计的最重要的依据就是房屋建筑结构计算的结果,同时这个计算的结果也会给房屋建筑结构的安全性和可靠性带来重要的影响,所以设计应高度的重视这项工作。鉴于科学技术水平是在不断的进步的,绝大部分的结构计算都可以采用计算机程序进行计算,这与实际情况存在一定误差,所以为了保证其正确性,我们必须对电算结果进行综合的分析和评价。地基基础设计也是房屋建筑结构设计中的一个重要环节,它将直接的影响着后期的设计工作的进度和质量,所以相关的设计人员必须熟练的掌握国家相关的设计标准和法律法规,掌握地基基础设计的特点,这样才能真正的确保地基基础设计是符合房屋建筑工程当地的实际的地基基础特点和实际地理情况的。
2、重视资料收集工作,确定好相关的计算参数。对于房屋建筑工程来说,它们所处的位置是具有很大的特殊性的,所以在对其进行结构设计时所涉及到的一些计算参数也是具有特殊性的。举例来说,房屋建筑所处区域存在差异,那么当地的雪压、土壤类别、风压以及地震强度就也都是存在差异的。对于一些情况较为特殊的房屋建筑,我们在选取相关参数的数值时,要充分的结合过往的类似工程的经验以及相关的试验数据,在结构设计工作开始之前,相关人员就应收集好相关的资料,如具体规范和工程资料等,这样才能最大限度的保证相关参数的准确性,从而避免因参数错误而导致的停工和返工情况的发生。
综上所述:房屋建筑结构设计是一个系统而全面的工作不仅是建筑设计成功实现的保证更是建筑安全应用的基础。房屋建筑结构设计足一项经验性很强的工作作为结构设计人员在工作实践中一定要善于总结工作中的经验和教训要严格遵照设计规范、标准进行同时也应具备灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。在加深对当前房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究的基础上不断提高自身的结构设计水平以保证建筑质量确保人民生命财产安全。
参考文献: