建筑理论范文10篇

时间:2023-03-26 16:08:21

建筑理论

建筑理论范文篇1

1生态建筑理论的概述

生态建筑理论成为建筑行业未来的一种发展趋势,主要是为了满足人们对于住宅的要求,同时为人们提供一个低噪声、无污染、绿化好以及空气清新的居住环境,让住宅建筑物变得更加生态化。生态建筑理论的应用就是对建筑设计中的环境、建筑以及生态等方面进行合理的组织和优化,尤其是能够实现自然环境和住宅建筑之间的和谐共存,这对在建筑物中体现生态建筑理念具有很重要的意义。所以,在住宅建筑的设计中,设计人员需要重视生态建筑理论的应用,将生态化要求在建筑物中表现的淋漓尽致。在住宅建筑设计的过程中生态建筑理论需要注意以下几个原则:①共同优化的原则,确保生态建筑结合人、自然以及建筑物本身的特点,实现三者的相互融合、共同优化;②以人为本的原则。在生态建筑的设计和建设中要以人为本,保证人们能够拥有一个健康自由的生活环境;③可持续性原则,建筑物的建成是大自然和谐共处才实现的,因此具有可持续利用的价值。

2分析生态建筑理论在住宅建筑设计中的应用现状

我国对于生态环境的保护越来越重视,而生态建筑技术在住宅建筑中的应用也取得了一定的效果,近几年越来越多的生态建筑技术被应用到建筑行业中,比如太阳能技术、中水利用技术。但是这些技术没有进行融合,无法充分发挥出其本身的价值。所以当前我国生态建筑理论在住宅建筑设计中的应用还处于初期,同时存在一定的缺陷。2.1片面重视资源节约,与住宅建筑设计不符。在应用生态建筑理论的过程中,单方面的重视资源的节约,忽视了设计的实际情况。我国的生态建筑本身发展就比较晚,对于资源的节约和利用都过分重视,因此忽视我国的实际情况,缺乏对项目的实际研究。在没有对建筑项目做好充分勘察就盲目的引进节能设备,导致人力、物力以及资金投资过大而无法获得实际效益。2.2专业技术、管理人才匮乏。当前我国还处于生态建筑的起步阶段,在住宅建筑设计当中,缺乏与生态建筑理论相关的专业型人才和管理人才,同时对于生态建筑方面的技术了解不够深刻和系统,无法充分发挥出生态住宅建筑的价值。比如:虽然我国对于通风技术、太阳能技术有了一定的接触,但是怎么对其进行全面分析和应用目前还没有一个系统的计划,但是如果单纯的强调某一方面技术的应用,这样在很大程度上就无法充分体现出生态建筑理论的概念。

3生态建筑理论在住宅建筑设计中的具体应用

3.1建筑规划设计方面。建筑规划设计阶段能够体现出生态建筑的特点,所以在设计过程中需要考察建筑物的选址是否会对周围环境造成不利影响,同时对当地环境状况和自然情况进行深入的研究,根据实际情况做出与自然相协调的生态建筑设计,之后在此基础上考虑建筑的外形和美感,保证建筑外部设计的合理性,同时实现建筑和自然之间的和谐。3.2建筑材料的选择方面。住宅建筑的施工过程中需要用到大量的建筑材料,选择建筑材料的过程中必须要严格把关。在住宅建筑设计的初期,对于各个环节当中需要用到的建筑材料应该进行明确的规定,选择安全、无污染、经济实用的材料,尽量做到就地取材。对于钢材、铁制品、铜以及合金等可循环利用的材料要进行合理的使用和回收,而选用的自然材料要注意尽量不给当地环境造成破坏,考虑到建筑材料从取材、使用以及废弃整个循环过程中不给环境造成污染。3.3绿化水景设计方面。对于住宅建筑区域范围内的绿化水景设计是体现生态环保理念的重要方式,绿化水景设计能够减少小区内的热岛现象,避免周围辐射给小区带来不良影响:①在住宅建筑设计中需要考虑建筑物的分布密度,同时选择绿色环保建筑材料,此外优化建筑布局,选择美观的绿化形式,减少室外的热岛效应;②选用高效美观的绿化方案,最大程度上增加小区的绿化面积,同时还需要考虑水资源的应用,在小区内建设湖泊水景调节环境;③综合考虑绿化、阳光以及水景之间的影响,通过精确的计算合理的设计带给用户最佳的住房享受,这样才能够体现出生态理论在住宅建筑中的应用。3.4平面设计中充分利用可再生资源。在住宅建筑平面设计中需要考虑对“风”的应用,保证门窗和户型尽可能形成穿堂风,确保住宅通风流畅,更好的体现出生态化理念。所以在住宅设计的过程中,设计人员需要结合高层建筑的气流情况以及建筑物的密度进行设计,同时还需要确保空气流动情况满足人们对于空气质量的要求。此外,设计人员还需要考虑到住宅的室内采光,加强对光照的利用。当前的建筑物一般都是高层建筑,高层的用户阳光照射通常比较充足,而如何保证低层用户也能够得到足够时间的光照是我们住宅建筑设计必须要考虑的问题。因此在住宅建筑设计当中需要考虑楼与楼之间的间距以及楼前的植被高度等因素,确保住宅内光照强度、温度以及湿度等方面满足标准要求,做好对建筑物外观的处理和设计,考虑光照的时间和变化,确保楼上楼下都能够得到合理的光照。3.5控制好住宅建筑附近的噪声和空气污染。在住宅范围内如果出现噪声和空气污染都会给人类带来健康方面的损伤,所以在进行建筑设计的过程中,必须要考虑四周的环境、噪声以及空气质量,让住宅建筑能够与交通线等嘈杂的环境间隔一定距离,对于临街区一定要做好绿化,降低噪音和空气污染给住宅建筑带来的影响。如果噪声超标的话,那么在建筑物附近需要安装隔音板隔离噪声,而空气污染方面需要做好通风设计改善这一情况,必要时也可以安装空气净化设备,提升住宅建筑附近的空气质量。

4结语

总而言之,随着各方面技术的发展,城市的现代步伐也不断加快,建筑行业的发展也逐渐受到重视,将生态建筑理论应用到住宅建筑设计当中,既能够提升居住环境的质量,也能够对环境起到保护作用,同时还能够避免资源浪费。在住宅建筑设计中一定要考虑到通风、绿化、噪声以及光照等方面的设计,做到建筑物与自然和谐发展,避免给环境造成破坏。而且在住宅建筑中应用生态建筑理论能够提高建筑行业的发展水平,推动经济持续发展。

参考文献

[1]蒲薇.浅析生态化住宅设计的基本理论和实际应用[J].建筑工程技术与设计,2015(7):2073-2074.

[2]朱心一.绿色生态型的住宅建筑设计方法研究[J].建筑工程技术与设计,2017(20):1032.

[3]邱金涛.浅论生态住宅建筑设计[C].科技研究———2015科技产业发展与建设成就研讨会论文集齐齐哈尔市佳维建筑设计有限责任公司,2015:138.

建筑理论范文篇2

关键词:住宅建筑;生态建筑理论;设计;应用

随着我国建筑业的不断发展,生态建筑理论在众多主流建筑学理论中脱颖而出,逐渐成为建筑行业发展的风向标。住宅建筑设计与生态建筑理论的融合,能够实现对自然资源的合理利用,从而达到保护周围生态环境的目的。

1生态建筑理论特点

1.1设计理念

传统建筑设计侧重对建筑学、环境学的应用与融合,而随着环保理念在我国各领域行业内的普及,如何在建筑领域内融合生态学愈发受到人们的重视。在此背景下,生态学与建筑学融合的趋势推动着相关技术与理念的不断革新发展。进行生态建筑设计理念的分析,是指以生态学理论为基础,采用先进科学手段进行建筑设计创新,促使建筑设计朝着生态化、绿色化的方向不断发展。

1.2理论特点

环境友好型社会建设以及可持续发展理念的提出,促使人们开始正视资源浪费与环境破坏问题。而作为现代社会发展的支柱产业,建筑行业在推动我国经济发展的同时,其高能耗问题愈发凸显,再加上部分建筑工程建设期间存在环境污染、破坏等问题,亟需借助生态建筑学理论来转变这一现状。以生态建筑学理论为依据的生态建筑,可以在为民众营造舒适、美观居住环境的同时,能够做到对建筑工程能源消耗的合理控制,并通过加强环境保护来推动建筑行业的长久发展。纵观现代住宅建筑设计,尽管在建筑美观性、功能性等方面得到提升和优化,但是在生态景观方面的问题愈发凸显,如噪声污染、空气污染、水污染等问题严重影响到人们的生活质量[2]。所以生态建筑理论在现代住宅建筑设计中的应用至关重要,需依托于生态理念的贯彻来创新住宅建筑设计形式,并最大限度地保护环境、节约能源。

2生态建筑理论在住宅建筑设计中的应用

2.1通风设计

作为现代生态建筑设计中的主要环节之一,通风设计是否合理关乎到建筑室内温度的调节效果,并影响到人们的居住舒适度。倘若建筑通风设计不合理,在后期运行阶段人们会选择增设新风机、空调等设备来维持室内良好的通风效果,导致建筑运行能耗居高不下。所以,设计师需要以生态建筑理为依据,进行住宅建筑通风设计的优化。在实际建筑设计过程中,要求设计人员依据对当地气候条件、风向特点的分析,以满足居住者通风需求为目的,进行自然通风的最大化利用。例如在设计时考虑到夏季炎热、干燥等特点,通过合理设计来加快空气流通,提升居住者舒适度,再或者考虑到冬季寒冷特点,保证门窗结构设计的密闭性,采用科学手段进行室内外空气交换的合理控制,避免室外寒冷空气对室内环境造成影响[3]。

2.2热岛现象

分析热岛现象的形成,除建筑自身环境影响之外,还与建筑周围气流流动、辐射情况存在莫大关联。为避免住宅建筑在后期运行阶段出现热岛现象,该项目要求设计人员依托于生态建筑理论的应用,进行建筑密度、容积等要素的合理控制,依据建筑质量需求进行建筑材料的合理选择。同时,依据当地气候特点的分析,合理设置建筑内外布局,结合对建筑周围水景、绿化设施的设计来提升建筑整体生态效果,并有效避免热岛现象。

2.3日照与采光

太阳能资源的合理利用,可以在降低建筑运行能耗的同时,提升建筑整体的生态环保效果。所以在生态建筑理论应用的前提下,设计师需要重视对住宅建筑日照与采光的合理设计。在具体设计过程中,要求人员充分利用自然光照来达到能源损耗控制的目的。当然,在采光设计时设计师还需考虑到建筑遮阳设计,避免因长时间日照导致室内温度增高。针对建筑采光设计,该项目充分借助BIM技术,将建筑参数纳入数学模型,结合有限元分析进行自然采光的模拟,通过BIM技术来实现对建筑采光面积、光照时间等因素的分析,在此基础上进行建筑结构的调整与优化。针对建筑遮阳设计,要求设计人员依据对当地自然光照条件的分析,合理利用遮阳板、百叶窗等材料来提升建筑遮阳效果。

2.4围护的设计

作为住宅建筑设计的关键环节,围护结构设计是否合理关乎到建筑整体的生态绿化效果。对此,相关设计人员需要秉持生态建筑理论,从防水材料选择、外墙窗体结构设计以及保温材料选择等方面进行围护结构设计的优化,进而在提升建筑防水能力的同时,进一步提升住宅建筑的隔热性能。建筑围护结构采用可调控的智能型结构,能够实现对外界气候变化、室内环境控制需求的有效适应。通过对围护结构的合理设计,使其建筑在冬季阶段的热负荷平均值仅有0.7W/m2,进而实现在冬季采暖阶段的能源消耗控制。需注意,倘若建筑防水、保温材料选择不合理,不仅影响到建筑功能,亦会对居住者生活质量产生不同程度的影响。所以需以生态建筑理论为指导,尽可能选择环保性防水与保温材料,例如环保性保温材料可以选择玻璃棉卷毡、陶瓷保温等材料。

2.5植物景观设计

植物景观设计不仅可以起到美化住宅建筑环境的作用,亦可以通过植物的合理配置来达到优化住宅建筑生态环境的目的。针对建筑绿化设计,设计师除采用常规设计形式之外,还可以以生态建筑学为依据,进行建筑结构与植物景观的有机融合,进一步凸显出景观设计的美观价值,并起到环境微调节的作用。对此,设计师可以依据住宅建筑绿化需求的分析,合理采用以下几种景观设计形式:(1)在建筑内外交互空间处进行微景观的合理设置,如合理选择盆栽植物,并将其设置于阳台位置。以此在满足居住者植物观赏需求的同时利用植物景观来调节环境。(2)植物景观与建筑屋顶相结合。此种设计形式体现在将大面积的植物种植在建筑顶面位置,不仅能够起到美化建筑环境的作用,亦可以通过植物设置来提升屋顶对雨水的抵抗能力,降低建筑屋顶发生雨水渗漏问题的概率。以该项目为例,选择将细叶榕、羊蹄甲、黄槿等植物种植于建筑屋顶,以起到提升建筑生态效果的目的。

2.6节能设计

为实现对住宅建筑的生态化、环保化设计,设计师可以借助新能源技术来强化建筑的节能效果。例如对地热、太阳能等技术的应用,已经在我国建筑领域得到有效实践。选择将光伏玻璃安设于建筑南侧,安设面积达到30m2,主要用于对遮阳百叶、玻璃幕墙进行供电。并且该工程在屋顶位置设置太阳能集热器,以此为建筑室内除湿系统等的运行提供动能。除常规的太阳能热水器之外,设计师可以依据建筑节能需求的分析,合理引进太阳能发电以及地热能技术,通过热能转化为电能为建筑运行提供动力,在降低建筑运行能耗的同时,实现对周围生态环境的改善。

3结语

综上所述,现阶段住宅建筑设计中生态建筑理论的应用,可以在降低建筑运行能耗的同时,避免周围生态环境受到住宅建筑的影响。对此,设计师需积极转变自身理念,以生态建筑学理论为基础,结合对建筑节能环保需求的分析,利用以上设计措施来提高住宅建筑的环保性,推动我国建筑事业朝着绿色化、生态化的方向发展。

参考文献

[1]彭瑶.生态建筑理论在住宅建筑设计中的应用探讨[J].江西建材,2020,(8):74-75.

[2]苋牧.生态建筑理论在住宅建筑设计中的应用探讨[J].中国室内装饰装修天地,2020(1):201.

建筑理论范文篇3

关键词:绿色建筑设计理论;建筑物立面设计;设计方式

引言

随着建筑行业的发展,建筑行业格局也有所扩展和完善,这在推动经济发展的同时也会造成一些发展问题,其中最显著的显示生态环境破坏问题。为了减少建筑行业的资源浪费现象,并完善建设工艺和建设技术,设计人员主张在建筑物立面设计中应用绿色建筑设计理论,以此来提高建筑物立面设计工作的科学性。

1在建筑物立面设计中应用绿色建筑设计理论的必要性

1.1提高建筑物立面设计工作的经济性

在建筑物立面设计中应用绿色建筑设计理论,能够提高建筑企业对建设资源的有效应用率,进而实现了对建筑建设成本的有效控制,并且可以实现对建筑物立面的生态化设计和建设,在提高立面建设方案规范性和科学性的同时,也能推动建筑行业的进步和发展。为了进一步提高建筑物立面设计工作的经济性,设计人员需要结合建设需求和当地环境,应用合理的设备和技术,实现建筑工程经济效益和生态效益的双向提高。

1.2提高建筑物立面设计工作的实用性

在建筑物立面设计中应用绿色建筑设计理论,能够实现对建筑物建设需求的全面分析,具体包括建设技术、建设装置、建设环境等,进而有效确保了建筑工程的建设质量和效率。此外,在具体的施工过程中,设计人员可以对施工过程进行全面分析,以此来实现对施工环节的科学监管,并逐渐提高建筑物立面设计工作的实用性。

2绿色建筑设计理论在建筑物立面设计中应用效果的影响因素

2.1季节影响因素

想要在建筑物立面设计中应用绿色建筑设计理论,设计人员需要结合建筑物所在地的季节因素,并分析不同季节气候条件对建筑工程建设的影响,如果发现在每个季节光照都会对建筑物有影响,设计人员在设计建筑立面时便应当全面考虑建筑物光照因素。如果建筑物的采光能力超过了日常所需光照强度,则需要结合季节因素建立遮阳系统;针对夏热冬暖地区的建筑物,设计人员需要结合建筑物的遮阳需求,并结合环境因素卡站设计工作。

2.2社会环境影响因素

在建筑物立面设计中应用绿色建筑设计理论,必然会成为未来建筑行业的发展趋势,并且绿色建筑设计理念也逐渐在建筑行业中得到了普及,但是在实际的应用过程中,绿色建筑设计理论会受到社会环境因素的影响,具体表现是在部分经济水平相对落后的地区,开展绿色建筑物立面设计会面临一定的经济问题,这回阻碍绿色建筑设计理论的践行。

3基于绿色建筑设计理论的建筑物立面设计方式

3.1在建筑物立面设计中应用植物要素

3.1.1草本植物要素

草本植物的茎相对柔软,其生长周期不等,具有适应能力较强和生长力较为旺盛的生长特点,并且其生长局限性较少,适合应用在建筑立面绿色设计中。例如,南京白云亭文化艺术中心建筑物立面设计应用的便是草本植物要素。

3.1.2种植基盘植物要素

植物生长不能缺少种植基质,尽管不同类型的种植基盘能够为植物提供的营养物质和生长空间个有所不同,但是每种基盘都能够满足其相规划与设计对应植物的生长需求,而种植基盘选择也直接关系到了建筑物立面绿化设计效果。下面对常见种植基盘类型及其应用特点和技术要求进行了分析总结。

3.2加大水体调节方式应用力度

加大水体调节方式应用力度是保障绿色建筑设计理论在建筑物立面设计功中应用效果的直接方式,为此,设计人员需要对水体调节工作进行详细分析,并结合水体运动化学性质,科学计算水体的比热容和流动性,同时开展实验调查,进而确保在设计过程中对环境因素有充分的了解和全面的认知。例如,设计人员可以在立面设计中应用架空层设计理念和方式,以此来通过能量转换的方式实现建筑物的进一步发展;此外,在进行中庭设计时,设计人员可以通过利用烟囱效应来推动空气气流的运转,使其能够转移到中庭的上部,这样中庭上部的空气能够进入到室内,在确保了空气流通质量的同时,能够优化建筑通风设计效果。

3.3合理控制建筑物立面成本

设计人员在开展建筑立面设计时,需要控制好设计成本,并合理的应用各种建筑立面设计技术,按照建筑要求严格执行施工操作,同时需要注重应用新型建设设备,旨在构建多形态的现代化建筑,在保障建筑立面绿色设计的同时,带给群众以新奇和美观的视觉感受。如果建筑立面设计要求相对较少,设计人员需要在设计工作中结合无渍化要求,并对建筑立面进行隐藏处理,此外,在设计绿茵设施时,为了保障绿荫建设设备能够有效运行,应当将其施工温度控制在4℃左右,这样才能保障绿荫建设设备的正常运行,同时推动绿色建设设施向生态化方向前进,在保障绿茵设施建设质量的同时,还能在最大限度上减少建设成本,有利于维护建筑企业的经济效益。

3.4应用先进的建筑物立面绿色植物种植技术

(1)种植槽式技术。该技术指的是在进行建筑物外墙设计时将植物种植槽预留出来,随后将植物种植在槽中,并确保植物能够得到正常的生长。目前该技术应用已经相对成熟,并且适合应用在不同高度的建筑物外墙建设中,具有十分广泛的应用范围,可以种植多种类型的植物,能够形成美观的景观效果。

(2)水培式种植技术。该技术指的是在建筑外墙上制作骨架,并在骨架上固定板材,随后将高分子材料织物固定到板材上,植物则被塞到织物载体中,属于无土栽培方式。

(3)模块式种植技术。该技术指的是在建筑外墙上安装骨架,并在骨架上安装模块,适合种植较为密集的植物,并且模块中的植物及造型需要事先定好,经过一定时间的培训后进行安装.

4结束语

总之,基于绿色建筑设计理论的建筑物立面设计不但要确保建筑物的质量和美观程度,还需要将立面设计工作和环境保护结合到一起,旨在探索一种自然和谐的设计模式,通过绿色建筑设计理念充分的分析施工方式、施工技术、施工材料,在建筑物立面设计中展现绿色设计理念,以此来推动建筑行业可持续发展。

参考文献

[1]程宏柱.基于绿色建筑设计理论的建筑物立面设计探析[J].江西建材,2016,22:11+15.

[2]易斌.基于绿色建筑设计理论的建筑物立面设计探析[J].低碳世界,2017,27:160~161.

[3]陈红.绿色建筑设计理论在建筑物立面设计中应用的探析[J].绿色环保建材,2018,08:100+102.

[4]朱登鹤.基于绿色建筑设计理论的建筑物立面设计探析[J].居舍,2018,19:101+134.

建筑理论范文篇4

关键词:中国特色,建筑哲学思想,建筑理论,建筑技术方法

建筑理论,历来成为建筑界争论的焦点。建筑理论涵盖哪些内容,在建筑界存在很大争议。研究建筑理论的最高层次是建筑的哲学思想,它是对建筑科学本体性质属性特点的看法观点,是提出建筑理论的指导思想。建筑理论的研究目的,是在建筑哲学思想的指导下,对于建筑科学的认识提出理论原理,并在建筑理论的指导下,研究建筑技术方法,提出技术方法的原则。现就中国特色建筑理论浅谈如下。

1建筑的理论基础

建筑基础理论,结合现行的建筑设计实践,从初级到高级有不同层面,所涉及的问题各有侧重,诸如建筑概论、建筑构图、建筑设计原理、建筑空间等等。总的说来,建筑的基础理论可以分为建筑设计原理和建筑理论两个层次。

1)建筑设计原理,侧重于阐述建筑创作和实践中的基本理论与方法,大都较为明显突出,内容包括建筑构成、建筑组合、建筑形式构图、空间组织、建筑构架、环境设计、艺术处理、建筑创作等。

2)建筑理论,侧重于建筑深层哲理的探索,是多层面、多角度、多方位的研究和深化,涵盖建筑的群体态势、地理环境、居住建设、不同建筑层次的需求、建筑文化品位的深化、建筑创作思维的阐述、建筑哲理的剖析、建筑机能组织的变化、建筑形象的表现、评论的准则、未来建筑趋势的预测等,涉及多学科交叉内容。

2中国特色建筑理论的哲学思想

2.1城建园林一体化

城市建筑园林是一个不可分割的整体。中国传统的建筑学统称为“营造”,它包括建筑城市和园林,几千年来的城市建设都体现着城市建筑园林三位一体的内容,三者的关系十分紧密。

1)城市的选址在大自然中,城市本身具有绿地系统和庭院绿化,城市和园林密不可分;

2)城市的整体由中心区街道院落各个层次的建筑组成;

3)建筑与园林的关系可以用“建筑在园林中,园林在建筑中”来概括。

由此可见,三者的关系是紧密联系的整体。整体性的哲学思想,是中国特色的建筑理论哲学思想。

2.2建筑理论是自然社会相结合的学科

建筑科学是自然科学和社会科学相结合的一门独立学科。过去人们一直将建筑学划分在自然科学范畴内,20世纪80年代末,才提出自然科学和社会科学相结合的方向。实际上,建筑科学本身的特点就是自然科学和社会科学结合的学科,城市规划和建设,不仅包括自然科学的内容,也包括社会、经济、人文、管理、安全等社会科学的内容,因此,建筑理论是自然科学和社会科学相结合的一门学科。

2.3城市不同现代化

中国城市现代化,因地区不同,现代化水平不同,现代化建设的发展指标和发展步骤也不同。不同地区有不同的特点,有北京、上海、天津及沿海城市等发达地区,有新乡、成都等中等发达地区,还有甘肃、新疆等不发达地区,对于发达程度不同的地区,应当区别对待,针对不同地区城市现代化特点和发展重点,应确定不同的发展指标和发展步骤,既要重视发展知识经济,还要重视城市基础设施的现代化建设和历史文化的保护,更要重视生态节能和环保的建设。各城市的现代化建设要发挥各自的优势,扬长避短,快速发展。

2.4综合效益节俭论

以前说起中国,人们总是很骄傲地用“地大物博”来形容她。但是,随着我国人口急剧增长,我国人均资源明显不足。针对这一特点,中国特色的建筑理论提倡“勤俭建国”的建筑理念。在城市建设时,采用全寿命造价控制,强调综合效益,力争社会效益、经济效益、发展效益的最佳综合效益。

3建筑理论在建筑实践中的应用

建筑理论的发展与建筑实践紧密地联系在一起。任何理论都要经过实践的检验,才能确立其价值和地位。中国特色的建筑理论在我国建筑实践中的应用,体现在以下几个方面:

3.1建筑与生态和谐,注重环保建设

中国的传统建筑与自然的关系十分和谐,因地取材,因地制宜,这在现在一些自然保护区,如新疆哈纳斯自然保护区的建筑,云南的傣族部落民居等,至今仍保留了这些传统。但是,许多地区的环境却因工业建设时未考虑保护生态环境的要求,致使生态平衡遭到破坏,大气污染、水源污染、资源过度开发、交通拥挤所有这些,都给人们的生活带来很大不便,严重影响了人们的生活质量。

20世纪80年代,人们意识到环境保护、合理开发资源、维持生态平衡的重要性,在建设和设计时,重视生态、节能、环保全面考核,从选址、建材、布局、结构形式、空间造型各方面,在建筑的全寿命过程中,走天人合一的道路,充分利用当地自然地理环境,全面考虑生态、环保、节能的要求,注意废气污水处理,重视回收可重复利用的物质,如污水经处理后的再次使用,一些建材的回收使用等,不仅节约了开支,也减少了建筑垃圾造成的环境污染。

3.2重视规划,在建设中体现全局意识

现在,我国的各级城市建设,非常重视规划。在建设时,先给城市定位,确定城市规模,划分建筑区域,再根据建筑类型确定建筑定位,全面考虑建筑在城市中的定位,使城市水电交通等资源能够充分利用,使城市工业、交通、居住、商业、服务、文化、教育和休闲娱乐均衡发展。

3.3重视保护历史文化,在建筑设计和规划中充分考虑建筑与周围历史文物的和谐统一

我国历史悠久,人口众多。各地和各民族都有自己的传统文化。在建设现代化城市的过程中,既要创建新的建筑空间环境,又要重视各地城市与建筑历史文化的保存,保留和发展地域文化、民族文化,要在研究传统建筑文化的基础上,创造新的建筑文化。既创建新的建筑文化,又要符合当地历史文化、民俗、自然条件,在创新的同时,保持新建筑与历史民俗文化的和谐统一,在建筑设计时,考虑各地民族风情、装修特点及造型手法,使新建筑既有时代风貌,又不失民族特色。

3.4重视艺术创作在建筑中的应用,建筑创作体现标准化和艺术表现形式的和谐统一

建筑理论范文篇5

历来评论是创作发展的必要因素,没有建筑评论就没有建筑创作的发展。

处于世纪之交的中国建筑界正面临着前所未有的思想、意识、观念和标准的纷繁。曾经有人呼吁重新研究诸如"建筑美学的标准到底是什么?","当今建筑评优的标准到底是什么?","建筑学还是不是具有客观规律与法则的科学?",如此等等,真的使我们建筑师坐不住了。笔者几年来与国内外一些同仁多有切磋,也作了一些设计和研究,偶尔在建筑杂志上也有几篇拙著发表,自以为感悟颇深,今有机会写出也希望能与同行交流。

一、关于21世纪"可持续发展"口号下的建筑创作与评论的标准问题

1.当今世界建筑界的脉搏

本世纪人类经历了两次环境革命,第一次发生在6O年代末7O年代初,人们开始辩论环境质量与经济增长的关系并转向对环境的关注。8O年代末和9O年代初是第二次环境革命,这一次重新界定和扩大了许多原有的慨念,并提出可持续发展问题。

1987年以布伦特兰(Bruntland)为主席的联合国与世界环境发展委员会,对"可持续发展"下的定义可概括为:"既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展"。从国际建协2O次大会的议题来看,建筑学发展到今天已经在全球范围内开始与自然进行全面的对话。今天"人类环境科学"基础上的建筑学使众多建筑师真切体会到了自己肩上担子的沉重,也因此感到了新趋势下当代建筑师的责任和创作的冲动。"可持续发展"作为时代的主旋律促使建筑学有了重大的发展。人居环境的研究成为一门科学,而建筑、城市和园林则成为其主导学科。研究绿色建筑、智能建筑和创造无废、无污、可持续发展的建筑环境并在此基础上发展建筑文化已成为当代建筑师的历史使命。

2.美学标准的发展

世纪更替,建筑学领域的拓展,不仅使建筑学的体系框架发生了变化,也使建筑师对建筑学中所包含的一些分支理论提出了再认识。

建筑美学可算是建筑学体系中老资格的一个分支。从《建筑十书》、《模式语言》、《形式美的原则》到我们今天建筑学的教科书,古典的比例、尺度、色彩等美学原则一直左右着我们老一辈和新一代建筑师对建筑的评判标准,至今它也仍是我们许多专家在对国优、省优和部优建筑进行评判时不可不提的关键点。以往如若某位专家或口头或撰文,以连篇累续的美学原则来评价一幢建筑是如何如何美或如何如何丑时,只要他的美学原则引用得无误,众同僚大约都会颔首称是一致曰正确。可是就在传统建筑学被拓展、建筑师被更广博的知识和技术所武装、人类要求在改造生存环境中站得更高看得更远的今天,一定会有不止一位建筑师站出来大声提出异议:我们以前一直公认为美的建筑,放在人居环境这样一个大范围中,从资源评价、景观评价、生态环境分析、无废无污绿色建筑等方面来评判,它还能是一个优秀的建筑吗?传统建筑美学的原则是否应当更新?或许现在或将来某一天我们回过头来用发展了的美学原则再来检验我们当初的结论会得到一个完全相反的结果。

这不是耸人听闻,更不是哗众取宠,因为就在我们建筑师们仍不舍得抛弃旧的观念、不情愿接收新的观念的同时,我们的近邻经济地理学家们、人口学家们和生态学家们已经开始做着本应属于我们建筑师的研究工作。他们运用GIS系统、资源评价系统、生态分析等对我们一些建筑师来讲还很陌生的理论和方法,切切实实地对人居环境进行了全新的研究和评价,使建筑学内含得以扩大,使建筑学的研究方法得以更新。他们的成果是显然的,是有说服力的,是科学而进步的,我们没有理由不赞成他们。当然最关键的是我们没有理由不修正我们的思想,不去跟上时代的步伐。

二、从传统建筑美学走向生态美学

1.传统建筑设计及美学标准的局限性

随着自然环境危机对人类的警示,传统建筑设计及评判标准在面临人类越来越高的生活质量要求和复杂的生态问题时其局限性就显现出来。面对当今建筑这样一个超越形式与功能的复杂系统,传统建筑设计及评判标准由于缺乏对环境、生态和与建筑相关的自然的深刻认识,使得我们对建成的建筑及城市环境对外部系统大自然未能有良好的作用,因而其生态效益由于环境污染等问题而微乎其微。

从生态出发的建筑设计不同于传统的建筑设计,是将建筑视为一个人工生态系统,一个自组织、自调节的开放系统,是一个有人参与、受人控制的主动系统。其侧重研究的并不是单纯的形式问题,而是建筑系统的能量传递和运动机理,其目标是多元的。

2.自然美学和生态美学

建筑,凝结了建筑师的情感。在传统(自然)美学中,它强调形式与功能的结合,注重体量、色彩、比例、尺度、材料和质感等视觉审美要素及空间给人的心理感受。具有代表性且为世人所传诵的作品皆出自大师之手,因为他们独具各自的风格,美妙的构图、精致的比例、完美的空间组合无不给人美的感官享受。显而易见,这种偏重审美的评判取向均是以人为衡量的标尺的,它为了人类而美。然而,实际上建筑并非只为人而美,它包含着自身的价值。汉斯·萨克塞指出:"物体的美是其自身价值的一个标志,当然这是我们判断给予它的。但是,美不仅仅是主观的事物,它比人的存在更早。"

在自然中,众多生命与其生存环境所表现出来的协同关系与和谐形式就是一种自然的生态美。"空气、水、植物在生命维持的循环中相互协调,这本身就是美,并创造着美。"建筑师的创作是一种人工环境的创造,如果我们不否认当代建筑设计的最高目标应该是创造出可持续发展的人工生态系统的话,那么在建筑这一人类基本生存的环境中,我们也完全能够在遵循生态规律和美的创造法则的前提下,借助于建筑师的生态观念、高超的科学技术和结构手段,进行加工和改造,创造出具有生态美学标准的人居环境。

3.建筑审美的生态美原则

如若从生态美学的角度去研究建筑审美的标准,那么生态美学的三个特征(或称原则)应是建筑评判的尺度。

生态美学的第一特征,生命力。生态美是以生命过程的持续流动来维持的,良好的生态系统遵循物质循环和能量守恒定律,具有生命持续存在的条件。如果这一生命持续存在的条件不具备或是被破坏,诸如因建筑的营造造成了景观的破坏、环境的污染、能源的巨额耗费等等,那么这一建筑显然是没有生命力甚至是具有破坏力的,也就根本谈不上美了。

生态美学的第二特征,和谐。人工与自然的互惠共生,使人工系统的功能需要与生态系统特性各有所得,相得益彰,浑然一体,这就造就了人工和生态景观的和谐美。对建筑而言,和谐不仅指的是视觉上的融洽,而更应包括物尽其用、地尽其力、持续发展。

生态美学的第三特征,健康。建筑最终是服务于人类的,在争取到自然与和谐的前提下,创造出使人生理、心理、现实、未来的需求能得以满足且具有健康特质的建筑应是当代建筑师设计的一个原则。"一个能使人类天性得到充分表现的环境,是进化的环境。"

三、建筑策划是建筑创作与评论的重要依据

1.建筑策划的意义

"建筑策划"是什么?建筑策划就是在建筑学领域中,建筑师根据总体规划目标设定,运用建筑学及相关学科的原理,通过对目标环境及条件的实态调查,对目标相关因素进行分析,从而得出既满足业主要求又具有环境效益、经济效益和社会效益的科学而全面的建筑设计的依据。

由于建筑活动的特殊性使得建筑创作和评论在很长的一个历史时期内得不到新的发展,从思维方式、调查手段、数据分析方法等方面一直沿用传统的建筑创作模式,建筑评论与评价也多是停留在意识形态和感性描述上。2O世纪6O年代以后,建筑学理论流派竞相出台,建筑理论新概念不断涌现,然而方法的研究和科学的评价却相对滞后,于是出现了所谓的"纯粹建筑理论家"和"建筑设计匠人"。这种现象到6O年代末7O年代初随电子技术为中心的现代工业变革,出现了一些转机。系统论、信息论、计算机等现论和技术的应用为现代建筑设计方法论提供了科学的准备,建筑策划的萌芽在此出现了。它一方面强调建筑师创作思想的体现,强调建筑的社会性、文化性、地域性和精神性等主观感性的因素;另一方面又运用计算机、统计学、科学调查法等近代科技手段对感性的、经验的建筑创作思想进行整理、归纳和反馈修正,使建筑创作在理论与方法、经验和逻辑推理中进行。它是建筑创作和建筑评论在理论和技术方面的必然要求。

2.建筑策划是创造"精品"和建筑评论客观标准的保证和先决条件

建筑学在中国的发展经历了不同于西方的过程。中国建筑从殷商时代开始至今三千多年形成了自身独特的建筑体系。中国古代建筑理论从老子对建筑的释义到先秦古籍的《考工记》、汉代的《九章算术》、唐代王孝通的《缉古算经》、宋代秦九韶的《数学九章》及李诫的《营造法式》、明代的《园冶》、清代的《工段营造录》直到近世的《营造法原》等专著对中国古代建筑的理论特别是方法进行了详细的论述,是我国建筑界的重要宝藏。但中国的建筑知识的教习一直是师徒相授、父子相传,往往人亡艺绝,阻碍了建筑学的发展。直到20世纪初,现代建筑师的称号及其知识传授方式才由西方传入中国,上述情况才得以改变。

由于我国建筑教育模式的特征和自身的局限,加上建筑创作中的社会经济因素等的影响,使建筑创作理论、方法和建筑评论的研究和发展较西方国家滞后了很长一段时间。建筑创作环境的窘迫、建筑论坛的封闭、建设部门结构体制的几十年一贯制,加上建筑商品化进程的缓慢,使得几十年来我国的建筑创作和评论或多或少地出现一些偏差。主要表现为只片面强调经验传统,忽略方法论的研究;只注重经验资料的借鉴,忽略建筑创作思想和方法的创新;只强调建筑的空间组合、比例、尺度等感性的因素而忽略建筑与社会、环境、文化、使用以及技术中的科学性,使建筑完全变成了刻意追求风格和标新立异的个人情感的载体。建筑评论也雷同于欣赏一个雕塑或一幅画,浮于表面的感官评价被炒来炒去,缺乏社会责任感和科学的态度,此时的建筑师无疑已经沦为一个匠人。这种情景在我国目前"大建设"时期同时又是外来各种流派蜂拥而至,而我们建筑师又极想一下子成名的特殊时期尤为显得突出。难怪有些我们认为相当不错的作品在外国人眼里是那么不可理解。

建筑策划的理论和方法正是为我们提供了一个这样一个环节,在这里建筑师可以对项目的各种内部和外部条件进行分析,对项目的社会、经济和环境的相关因素进行科学的研究,对建筑设计的条件进行定量的分析和逻辑的推理,使得建筑师在此基础上完成的设计具有较高的社会效益、环境效益和经济效益。

3.关于建筑策划的"全民意识"

建筑创作无论有多少理论内涵和技术含量,其成果总是以一种具象的方式展现在世人面前。这种类同于艺术品且明明白白立于世间的展示,其招至而来的评论必将是全社会的。显而易见,全社会人群组成的不同、文化背景的不同、价值观念的不同以及生活环境和方式的不同,使得评判的结论干差万别。但无论如何,一幢建筑的客观条件是一定的,其使用及内在运作机理是一定的,因而它的社会、环境和经济效益的评价结论应是唯一的。可实际上,当众人评价一幢建筑时往往由于不懂得运用相关的原理和科学的方法而只是停留在对外观和体形的评判上。公众都来有意识地提高评论的水平和评价的科学意识,普及建筑策划的基本概念和方法,提高全民的建筑审美素质是我们建筑创作健康发展的重要基础。

随着建筑策划理论和方法的普及,它的社会效益和经济效益也将日益被人们所重视。目前世界上已有许多国家已经有明确的法律规定,何种等级以上的建筑一定要进行建筑策划之后才能开始建筑设计。当建筑策划成为建筑创作中一项不可缺的环节时(这一天很快就会到来),就会有许多专职建筑策划师及建筑策划事务所出现。随着建筑策划研究的社会化、商品化,其研究机构的组织形式、收费标准、管理体制直至法律程序也都将完善起来。那时,我国基本建设及建筑创作的发展就会呈现出一个全新的格局。讲求科学的、逻辑的以及社会和经济实效的建筑创作之风将盛行。

四、关于中国当代建筑评优标准刍议

1.优秀建筑的困惑

首规委一年一度在北京举办首都建筑设计成果汇报展,展出期间评选出当年度"十佳建筑"。建设部及其他部委和地方系统也每年举行国家、部委和地方的建筑评优活动。评优活动的成效是显著的,从中许多优秀建筑和设计脱颖而出,也缔造了一批基本功扎实、有社会责任心、不断追求完美的新一代建筑师。

但评优过后,再坐下来细细品味和研究那些获奖作品时,会发现其中有些建筑和设计尽管造型、比例、尺度和色彩雕琢得尽善尽美,但把它们放到环境中去,其与环境的结合是那么令人失望,不是标新立异与环境格格不入就是摆出自我为中心的架势。如若再深入研究更会发现在平面布局上大有将锅炉房面向周围居民区、大片的镜面玻璃幕墙明晃晃地反射向一侧小学校、为追求立面效果东西向大开玻璃幕墙使能源消耗大大超出规范要求、一味追求造型破坏自然的采光和通风的例子,如此等等实在令人不敢苟同。

如果有心翻看一下近来国外获奖作品,会发现其评选的标准似乎与我们大相径庭。获奖作品有些外观、造型极其普通甚至算不上美,但其对环境的分析与理解以及利用环境、改善环境、融入到环境中去、与自然合而为一却研究得那么透彻。其中利用自然的光、自然的通风、自然的景观、节能、储能的设计构想以及因此而衍生出来的全新的建筑形制其巧妙令人赞叹。特别是国外建筑师对待环境、自然、能源及人居环境可持续发展的认识和积极投入其中的热情着实令人钦佩。

显然,在当今潮流中优秀建筑的标准已绝不是单纯的造型上的好看与难看的问题了、没有对环境的分析与理解,没有可持续发展的意识,如此创造出来的建筑充其量只能是一个仅代表建筑师个人情感和意愿的作品。不可否认,时代的发展要求我们必须对建筑评论提出适应时展的全新的标准。

2.现代建筑评论对传统美学标准的拓展

现代建筑评论尽管加入了浓重的时代色彩,但也并非是对传统美学标准的全面扬弃。建筑创作的最原始的机理仍旧使我们不能放弃传统的美学原则。准确地讲,现代建筑评论的标准应是对传统美学原则的拓展。

首先是建筑的评论要有可持续发展理论的宏观指导。可持续发展的概念早在198O年就已被国际自然联盟(InternationalUnionfortheConservationofNature)所接受,但大体而论,它只限于保护主义者的论坛,此概念引入建筑界只是近十年的事。它描述了一个不允许使自然资源基础恶化的过程。在建筑中"可持续性"特别强调地球与人类共生环境不被破坏,能够持续向未来发展,它超越了"节能"这一单一的概念,考虑寻求共生未来。既然当代建筑创作已不得不遵循这一原则,那么显然,衡量与评价它的标准也必然应遵循这一原则。

其二,现代建筑评论的标准应把自然和建筑对环境的影响放在第一位。建筑不是孤立的艺术品,它是人类活动的载体,更是社会环境的一部分。如果一幢建筑破坏了景观,污染了环境,妨害了社会秩序,即便它再美也不能算是一个优秀的建筑。所以,现代建筑评论应首先考察建筑对其环境的作用,看其在人文环境、自然环境、景观、能源、小气候、排污及自净等方面是否达到相应的标准,是否能是一幢无废无污的绿色建筑。只有当环境这第一位的问题考察充分了才能进行下一步对功能、空间、比例、尺度、美观等的评价。

第三,现代建筑评论标准应建立在客观的、科学的、定量的统计与分析的基础上。这一点现代科学技术的发展已完全可以解决。GIS系统、全球定位系统、动态模拟系统、实态调查快速跟踪系统等近代科技手段已逐渐为建筑师所熟悉,并愈来愈被广泛地运用到建筑设计与建筑评论中。

3、建筑与自然和谐共生是建筑师追求的最高境界

尊重自然、可持续发展是时代赋予建筑师的历史使命,克服个人主义,拓展知识面以适应时代的发展是当代建筑师的首要任务。

建筑理论范文篇6

1.1边界层理论的概念

物理学家朗普特认为边界层具有如下特点:当流体处于大雷诺数条件中进行运动时,可以认为流体的导热作用和粘性是在流体自身表面的薄层中发生的,这个薄层就是边界层。根据上述特点,可以借助流体的相关参数将流体的传热规律和阻力大小推断出来[1]。

1.2边界层理论的分析方法

大雷诺数的流动区域被流体边界层划分成两个不同的区域,其中,外部区域不存在粘性问题,因此可以将其称之为无粘性流动区;而另一区域处于流体粘性的作用下,因此其分析难度相对较高。对此,可以将该区域(或粘性流体)的分析方法确定为:在不考虑大雷诺数条件中热传导和粘性的基础上,确定出流场。利用流场因素将物体便面的温度分布情况、压力参数以及速度参数等估算出来。当上述计算过程结束之后,可以将物体速度、温度分布情况等作为边界层的外边界条件,进而为粘性流体的分析提供数据参考。

1.3边界层理论中的能量耗散

边界层理论认为:当边界层从物体表面分离出来时,其原本接触位置会产生回流现象。该现象的原理为:如果边界层的外流压力逐渐增加,且方向与气流流动方向相同时,黏性阻力的作用及反方向的逆向作用力会引发流体动量的变化(逐渐降低)。此时,当边界层出现分离变化时,将会在物体表面形成一定尺寸的漩涡,同时引发能量耗散(能量耗散参数大小与漩涡有关)。

2建筑结构风致内压理论分析

这里主要从以下几方面入手,对边界层理论下的建筑结构风致内压理论进行分析:

2.1建筑内压的变化原理方面

出于通风、利用自然光线等原因,建筑结构中通常包含着多个开孔。当外界环境中出现强风时,建筑内会产生风致内压,这种因素会引发建筑总风荷载的变化。在强风作用下,外部环境中的气流通过建筑结构的各个开孔进行流通,此时,建筑内压将会产生极为明显的变化。当强风达到一定程度时,建筑物可能会出现玻璃幕墙破碎、建筑物倒塌等事故。

2.2建筑结构风致内压的分析工具

通过对以往学者研究的分析可知:大多数学者利用非定常伯努利方程作为分析建筑结构风致内压的工具[2]。事实上,这种工具的适用于无旋流体流动、不可压且流体没有粘性的分析环境中。而就建筑结构风致内压而言,气流在建筑内部的流通会产生旋流气体,且这种流体具有一定的粘性。为了保证建筑结构风致内压分析结果的准确性,这里将边界层理论作为风致内压的分析工具(边界层理论的适用范围与风致内压的特点相符)。

2.3边界层理论下的建筑结构风致内压

无论湍流强度大小如何,当其进入存在开孔的建筑内部之后,会在开孔的作用下转化成湍流。在建筑结构中,可以将其开孔位置的气流特性描述为:在建筑内部结构中,气流的流通不会与建筑壁面产生接触[3]。从这个角度来讲,可以认为气流在建筑结构内部的流通不会受到建筑边界约束作用的影响。与湍流应力相比,建筑开孔位置气流的黏性应力相对较小。因此,在实际分析过程中,可以忽略气流的黏性应力参数。除此之外,在开孔位于建筑墙面中间位置的情况下,当作用于建筑结构的来流域迎风面为垂直关系时,气流流动方向的尺度远远高于与该方向垂直的尺度参数。因此可以做出如下判断:建筑结构此时的气流流动与边界层流通特点完全一致,则可以利用边界层理论分析建筑结构的风致内压。

2.4基于风致内压的建筑能量损失

部分学者在分析建筑结构风致内压的过程中指出:黏性剪切应力的存在会使得处于建筑结构开孔位置的流体产生能量耗散变化。为了更加精确地判断出建筑结构开孔位置的能量耗散参数,可以作出如下分析:将边界层理论引入建筑结构风致内压的分析过程之后,可以判断出:基于强风产生的气流流动至建筑结构的开孔位置时,会产生相应的湍流应力,而来自气流粘性的黏性剪切应力参数显著低于湍流应力参数。当气流通过建筑表面的开孔进入建筑内部的瞬间,建筑表面开孔位置的周围会产生旋涡。在旋涡的作用下,建筑结构开孔位置处于静止状态的流体会被旋涡产生的湍流射流卷入旋涡中,并随着这两种气流逐渐流通至建筑结构的下部位置[4]。为了判断黏性剪切应力与能量耗散参数之间的关系,利用边界层理论分析方法对二者进行详细对比。对比结果表明:建筑结构开孔位置的黏性剪切应力参数大于能量耗散参数。此外,边界层理论的应用还可以将能量耗散的产生原因分析出来:在建筑结构风致内压中,开孔位置的能量耗散是由不同流体(分别处于不同状态)各自的湍流剪切应力、流经建筑表面开孔的主流流体中的旋涡破碎引发的[5]。从这个角度来讲,能量耗散与建筑结构开孔壁面的黏性剪切应力参数无关。

3结束语

通过对现有研究资料的分析可以发现:大部分学者在分析建筑结构风致内压的过程中,都会将非定常伯努利方程作为基本工具。建筑结构风致内压的特殊性(有旋、有黏性)对非定常伯努利方程所得研究结果的准确性产生了一定干扰。为了更好地分析风致内压,可以利用边界层理论替换原本的工具。结果表明:建筑结构缝制内压中的能量耗散与建筑开孔位置的黏性剪切应力无关。

作者:张文倩 单位:泰山学院

参考文献:

[1]全涌,王轶翔,顾明.基于边界层理论的建筑结构风致内压理论研究[J].同济大学学报(自然科学版),2015,(3):332-336.

[2]赵民.开孔结构风致内压及屋盖风振响应的数值模拟研究[D].重庆大学,2012.

[3]熊捷.建筑结构风致瞬态内压响应及内外压相关性研究[D].华南理工大学,2014.

建筑理论范文篇7

摘要:建筑智能化飞快发展,要全方位、全过程对工程项目进行监理,监理人员必须掌握和提高技能,才能做好建筑智能化工程监理工作。关键词:建筑智能监理智能建筑在我国进入了一个前所未有的发展阶段,它将计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机地结合在一起,通过对建设设备的自动控制,对建筑内信息资源的管理和对使用者的信息服务,并把设备的监控技术、资源管理和信息服务与建筑要求优化结合,使人们获得一个投资合理、适应、信息安全、高效、舒适、灵活、智能的建筑物变为可能。它使人们的工作效率、管理水平及生活质量进一步提高。随着现代智能化建筑的发展,怎样做好建筑智能化系统工程监理工作,摆在了广大监理人员面前。一、建筑智能系统工程建筑智能系统主要有楼宇自控系统、火灾自动报警与消防联动系统、综合布线系统、闭路电视监控系统、安防报警管理系统、有线广播系统、共用电视无线系统及计算机网络系统组成。而强电系统和弱电系统在计算机的有机结合下,实现了系统集成的有机整体,各子系统在中央计算机的控制下有条不紊地工作,实现智能建筑的各种功能。建筑智能系统是一个涉及多学科、多技术的综合性应用领域,而且由于用途、规模不同,所需要的功能系统也不同,它是一个复杂的系统工程,技术含量高,业主在工程实施过程中往往采用对智能化系统工程的总承包以及总价合同的形式,在很多招标和合同签订中存在缺少对技术方案以及工程量清单的详细描述,概念化内容较多,技术清单部分也只是一个粗框内容的总价。例如:在设备清单中的数量、型号、预算单价许多不准确,甚至不标明或者遗漏。建筑智能化系统从设计到施工集一家承包商,他们在设备选型、设备价格的制定、设备进场时间、工程量的测算往往偏重于自己的利益,主动权无形地转移到承包商手中,加大了业主的风险,智能化施工图纸质量不高,图纸会审不完善,也对工程产生许多不利因素,作为监理人员要维护业主的利益,必须熟悉掌握大量的相关技资料,了解智能化工程及各种设备的市场情况,同工程项目需要进行比较,推荐给业主。为了帮助工程监督、检测从业人员不断提高专业技术水平,二、建筑智能化系统工程的监理1、协助业主做好招标投标工作招标文件是投标人编制投标文件的依据,评标定标的依据,招标文件内容要力求完整、详尽,用词准确严谨,对于建筑智能化系统应重点从技术方案上提出要求。主要包括:总体要求;设计标准和规范;系统包括的内容和功能;主要设备、元件及其技术要求;设备清单;安装调试与验收。通过公开、公平、公正的招标、评标选择一个合格的、最适合本工程的承包商,使业主得到技术先进、质量可靠、交货准时、价格合理的产品。2、建筑智能化系统的管理监理人员在审核承包商的施工组织设计与服务承诺时,重点对技术方案;工程进度计划安排;保证系统能正常、安全、有效运行并达到合同约定的技术标准方法与措施;对于系统的所有设备、材料软件等的完整性和保证措施;需配合的具体事项及土建、安装的工作界面划分;用户培训计划;产品保护措施及维修保养服务计划等进行全面审核,主要看其对工程的针对性、合理性和适用性及质量管理体系和保证体系的有效性。3、监理要从维护业主的利益出发,有利于整体建设项目的实施根据监理规范的要求,采取旁站、巡视和平行检验等形式,对每一个分项工程、分部工程进行认真检查,并对施工中电气管线、设备经常与土建、给排水、消防、暖通、物流、气体等专业发生交叉、错位、碰撞的预控工作落实好。确保各系统安装到位、可靠运行。要求承包商在施工过程中严格按操作程序作业,对进场各种繁杂的多规格、多型号的施工材料、机械设备进行检验、复试,不合格的清理出场,减少偷工减料、浑水摸鱼等不正常行为,确保工程质量并建立完整、准确、详实的工程资料。4、工程变更工程项目在施工中会因工程的变化产生许多变更,或承包商在施工中发生的材料代用和局部变更,都必须有书面变更通知,业主签署明确的意见,监理如实详尽地记录因工程变更而造成的工程量增减情况和质量确认工作。并根据合同把大量的电子设备、材料、计算机网络设备受市场因素影响的价格做好记录,以控制工程变更价格。三、完善建筑智能化系统工程监理工作随着城市现代化建筑物的增多,建筑智能化的技术等级也在不断提高,技术含量迅猛增加,建筑智能正向数字化,无线网络远程化控制、人性化方向发展,监理要适应社会发展的趋势,提高监理能力,学习方方面面的技能,把项目参加各方,各自独立的经济利益和权力,同项目团队的利益相统一,协助解决共同目标与不同利益者目标之间的矛盾,在项目目标的实施和运行过程中取得项目的成功。要实现项目监理目标,监理必须是高效率的。从提高服务质量和降低成本考虑,对人员进行培养和培训,加深专业技术知识、招标投标、概预算、有关法律、法规方面的学习,使监理人员具有良好的职业素质和强烈的责任心,具备相关的理论知识和丰富的实践经验。并提出要求,让其在业余时间对建筑智能化系统工程控制进行全面学习,有的放矢地开展工作,促进项目目标的实现。提高监理人员素质,完善建筑智能化系统工程的监理,造就和培养综合性人才,全面提高监理服务质量,全方位、全过程开展监理工作。完成工程项目,把建筑智能化系统工程在设计、施工和操作过程的复杂问题统筹解决。四、结束语质量是建筑的生命,也是企业的生命,良好的监理业绩,精诚的服务态度来自高素质的监理队伍。建设工程需要大量的既懂技术又懂管理,既懂经济又懂法律,既掌握理论又善于实践的复合型监理人才,不断进取,为监理事业的发展做出应有的贡献。

建筑理论范文篇8

关键词:建筑智能监理

智能建筑在我国进入了一个前所未有的发展阶段,它将计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机地结合在一起,通过对建设设备的自动控制,对建筑内信息资源的管理和对使用者的信息服务,并把设备的监控技术、资源管理和信息服务与建筑要求优化结合,使人们获得一个投资合理、适应、信息安全、高效、舒适、灵活、智能的建筑物变为可能。它使人们的工作效率、管理水平及生活质量进一步提高。随着现代智能化建筑的发展,怎样做好建筑智能化系统工程监理工作,摆在了广大监理人员面前。

一、建筑智能系统工程

建筑智能系统主要有楼宇自控系统、火灾自动报警与消防联动系统、综合布线系统、闭路电视监控系统、安防报警管理系统、有线广播系统、共用电视无线系统及计算机网络系统组成。而强电系统和弱电系统在计算机的有机结合下,实现了系统集成的有机整体,各子系统在中央计算机的控制下有条不紊地工作,实现智能建筑的各种功能。

建筑智能系统是一个涉及多学科、多技术的综合性应用领域,而且由于用途、规模不同,所需要的功能系统也不同,它是一个复杂的系统工程,技术含量高,业主在工程实施过程中往往采用对智能化系统工程的总承包以及总价合同的形式,在很多招标和合同签订中存在缺少对技术方案以及工程量清单的详细描述,概念化内容较多,技术清单部分也只是一个粗框内容的总价。例如:在设备清单中的数量、型号、预算单价许多不准确,甚至不标明或者遗漏。

建筑智能化系统从设计到施工集一家承包商,他们在设备选型、设备价格的制定、设备进场时间、工程量的测算往往偏重于自己的利益,主动权无形地转移到承包商手中,加大了业主的风险,智能化施工图纸质量不高,图纸会审不完善,也对工程产生许多不利因素,作为监理人员要维护业主的利益,必须熟悉掌握大量的相关技资料,了解智能化工程及各种设备的市场情况,同工程项目需要进行比较,推荐给业主。

二、建筑智能化系统工程的监理

1、协助业主做好招标投标工作

招标文件是投标人编制投标文件的依据,评标定标的依据,招标文件内容要力求完整、详尽,用词准确严谨,对于建筑智能化系统应重点从技术方案上提出要求。主要包括:总体要求;设计标准和规范;系统包括的内容和功能;主要设备、元件及其技术要求;设备清单;安装调试与验收。通过公开、公平、公正的招标、评标选择一个合格的、最适合本工程的承包商,使业主得到技术先进、质量可靠、交货准时、价格合理的产品。

2、建筑智能化系统的管理

监理人员在审核承包商的施工组织设计与服务承诺时,重点对技术方案;工程进度计划安排;保证系统能正常、安全、有效运行并达到合同约定的技术标准方法与措施;对于系统的所有设备、材料软件等的完整性和保证措施;需配合的具体事项及土建、安装的工作界面划分;用户培训计划;产品保护措施及维修保养服务计划等进行全面审核,主要看其对工程的针对性、合理性和适用性及质量管理体系和保证体系的有效性。

3、监理要从维护业主的利益出发,有利于整体建设项目的实施

根据监理规范的要求,采取旁站、巡视和平行检验等形式,对每一个分项工程、分部工程进行认真检查,并对施工中电气管线、设备经常与土建、给排水、消防、暖通、物流、气体等专业发生交叉、错位、碰撞的预控工作落实好。确保各系统安装到位、可靠运行。要求承包商在施工过程中严格按操作程序作业,对进场各种繁杂的多规格、多型号的施工材料、机械设备进行检验、复试,不合格的清理出场,减少偷工减料、浑水摸鱼等不正常行为,确保工程质量并建立完整、准确、详实的工程资料。

4、工程变更

工程项目在施工中会因工程的变化产生许多变更,或承包商在施工中发生的材料代用和局部变更,都必须有书面变更通知,业主签署明确的意见,监理如实详尽地记录因工程变更而造成的工程量增减情况和质量确认工作。并根据合同把大量的电子设备、材料、计算机网络设备受市场因素影响的价格做好记录,以控制工程变更价格。

三、完善建筑智能化系统工程监理工作

随着城市现代化建筑物的增多,建筑智能化的技术等级也在不断提高,技术含量迅猛增加,建筑智能正向数字化,无线网络远程化控制、人性化方向发展,监理要适应社会发展的趋势,提高监理能力,学习方方面面的技能,把项目参加各方,各自独立的经济利益和权力,同项目团队的利益相统一,协助解决共同目标与不同利益者目标之间的矛盾,在项目目标的实施和运行过程中取得项目的成功。

要实现项目监理目标,监理必须是高效率的。从提高服务质量和降低成本考虑,对人员进行培养和培训,加深专业技术知识、招标投标、概预算、有关法律、法规方面的学习,使监理人员具有良好的职业素质和强烈的责任心,具备相关的理论知识和丰富的实践经验。并提出要求,让其在业余时间对建筑智能化系统工程控制进行全面学习,有的放矢地开展工作,促进项目目标的实现。

提高监理人员素质,完善建筑智能化系统工程的监理,造就和培养综合性人才,全面提高监理服务质量,全方位、全过程开展监理工作。完成工程项目,把建筑智能化系统工程在设计、施工和操作过程的复杂问题统筹解决。

建筑理论范文篇9

关键词:钢管混凝土住宅建筑多高层建筑工程应用

钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土后形成的构件,它是在型钢混凝土及螺旋配筋混凝土的基础上发展起来的。钢管混凝土利用钢管和混凝土在受力过程中的相互作用使混凝土处于复杂应力状态下,从而使混凝土的强度得以提高,塑性和韧性性能大为改善;同时由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲,从而保证材料性能的充分发挥。可见,二者相互贡献,协同互补,共同工作,提高了钢管混凝土构件的整体性,使其具有承载力高、塑性和韧性好、抗震性能好、施工方便、较好的耐火性能和良好的灾后可修复性以及经济指标先进等优点,因而得到了广泛的应用[1-2]。

1钢管混凝土的研究进展

按照截面的形式,钢管混凝土可分为圆钢管混凝土(习惯称为钢管混凝土)、方钢管混凝土、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。最早采用钢管混凝土结构的工程之一是1879年英国的Severn铁路桥的桥墩,当时在钢管内填充混凝土在承受压力的同时也用来防止钢管锈蚀。早期的研究不考虑钢管及其核心混凝土之间的相互作用对构件承载力的提高,只是对两者进行简单地迭加。随着研究的深入,人们发现在受力过程中,由于钢管对混凝土的约束作用使混凝土处于复杂应力状态下,从而使混凝土的强度得以提高,塑性和韧性性能大为改善;同时由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲,二者相互作用协同互补,提高了钢管混凝土的整体性,使其具有一系列优越的力学性能和先进的经济指标。

对钢管混凝土力学性能的研究存在各种不同的研究方法,如实验研究、实验系数回归、极限状态分析法、以及纤维模型法和有限元法等的数值解法[3-4],它们的区别在于如何估算钢管与核心混凝土之间的相互约束作用,这种约束作用的存在导致了其力学性能的复杂性。由于研究者们从不同角度对上述问题进行研究,对钢管和混凝土之间的紧箍效应理解不同,因此所获计算方法和计算结果就会有所出入。各国研究者分别对钢管混凝土构件在静力、动力、火灾作用下以及钢管混凝土与钢梁或钢筋混凝土梁组成的框架结构的力学性能进行了系统研究[1-4]。世界各国在有关研究成果的基础上分别制订了钢管混凝土结构设计与施工规程,如欧洲的EC4(1996)、DIN18800(1997),美国的ACI-319-89、SSLC(1979)、LRFD(1994),日本的AIJ(1980,1997)。我国是在上世纪60年代开始研究钢管混凝土的,主要集中在钢管中灌素混凝土,虽然起步较晚,特别是近十几年取得了令人瞩目的成就,已颁布了几个设计规程,如JCJ01-89、CECS28:90、DL/T5085-1999和GJB1029-2001。这些规程的制定,拉开了钢管混凝土在我国建筑业中广泛应用的序幕。

2钢管混凝土在住宅中的应用

20世纪60-80年代钢管混凝土开始应用于工业与民用建筑。随着理论研究的深入、设计规程的颁布和其自身具有的优点,钢管混凝土被越来越广泛地应用于单层和多层工业厂房柱、设备构架柱、各种构架、支架、栈桥柱、地铁站台柱、送变电杆塔、桁架压杆、桩、空间结构,近10年又被应用于桥梁结构、高层和超高层建筑中,特别是近2-3年,它被越来越多地应用于住宅建筑中,并取得了良好的经济效益和建筑效果。

2.1钢管混凝土在非住宅建筑中的应用及特点

20世纪60年代,钢管混凝土开始应用于工业厂房。据统计,到1994年我国就有上百个单层、多层厂房或构架柱工程采用钢管混凝土柱,每根构件的造价与钢筋混凝土柱的相当或有所降低,但截面明显减少,施工周期缩短。钢管混凝土厂房遍布全国各地,如上海三十一棉纺厂,大连造船厂船体装配车间,武昌造船厂和中华造船厂船体结构车间,太原钢铁公司三炼钢连铸车间等[2]。钢管混凝土在厂房中的应用迈出了其在实际工程中应用的第一步。

近十几年,钢管混凝土被广泛地应用于拱桥和空间桁架梁式桥梁结构中。据不完全统计,截止1999年,我国共建造钢管混凝土拱桥一百多座,钢管混凝土劲性骨架拱桥10余座。与此同时,钢管混凝土在我国高层和超高层建筑中的应用发展很快,经历了由局部柱子采用,到大部分柱子采用,最后发展到全部柱子采用的过程。其中局部采用钢管混凝土柱子的高层建筑有:福建泉州市邮电局大楼(高87.5m)、福建南安邮局大厦、福州环球广场、广州好世界广场(116.3m)、北京四川大厦、福建省政府屏山综合楼二区;大部分柱子采用的有:厦门阜康大厦(86.5m)、北京世界金融中心大厦(120m)、广州新中国大厦(201.8m)、深圳市邮电信息中心大厦、天津工商银行办公大楼;全部柱子采用的有:厦门金源大厦(96.1m)、天津今晚报大厦(137m)、深圳赛格广场大厦(291.6m)、上海陆海工程(84.7m)等。其中深圳赛格广场大厦获得2000年国家科技进步二等奖,这是我国自行设计、自己加工制造自己施工并全部采用国产钢材、自行投资的第一个组合结构高层建筑。钢管混凝土在桥梁及高层建筑中的应用迈出了其在实际工程中应用的第二步。

近十年,钢管混凝土被应用于叠合柱。随着对钢管混凝土理论研究的深入和工程应用的日益广泛,提高钢管混凝土的抗火性能和核心高强混凝土的脆性等问题成为迫切需要解决的问题。目前,解决这一问题主要有两种方法:其一是通过在钢管内填充配筋混凝土或钢纤维混凝土来解决钢管混凝土的脆性问题,通过在钢管外表面喷吐防火涂料来解决钢管混凝土的抗火问题;其二是采用叠合柱。叠合柱是将钢管混凝土布置在柱的核心,外面再包围灌浇一圈钢筋混凝土所形成的钢管、管内素混凝土和管外钢筋混凝土三种材料组合的组合柱[5]。叠合柱由于外包混凝土,所以其防火、耐腐性较好,同时,因总轴力的相当大部分由核心内钢管混凝土承担,混凝土分担(按竖向刚度比分配)的轴压力小,因此轴压比也较小,具有良好的延性。目前,辽宁地区采用叠合柱结构的工程有:沈阳日报大厦(105m)、辽宁省邮政枢纽(96.6m)、辽宁物产大厦(100m)、沈阳和泰大厦(75.6m)、沈阳和平区地税局(76.8m)、沈阳电力花园双塔(110m)、沈阳方圆大厦(99.8m)、沈阳富林广场(125m)、大连边业银行大厦(200m)[5]。钢管混凝土在叠合柱中的应用迈出了其在实际工程中应用的第三步。

2.2钢管混凝土在住宅中的应用特点及其应用

一方面是因为钢结构自身具有科技含量较高,利于环境保护,且可再生利用等优点,另一方面是由于我国钢产量大幅度增加,世界钢产量日趋饱和,钢材价格随之下降,所以近年来我国开始大力推广钢结构,鼓励采用钢结构。建设部等部门也为此制定了加速推广建筑钢结构发展和应用的目标,确定"十五"期间以推广住宅钢结构为重点,力争在"十五"期间使我国建筑钢结构用钢量达到全国钢材总产量的3%,到2015年达到6%[6]。住宅建筑历来居建筑业首位,所以在住宅建筑中推广钢结构势在必行。

住宅钢结构,有低层、多层和高层之分。3层以下为低层,9层以下为多层,9层以上为高层,10~12层又称小高层。住宅钢结构,考虑抗震要求,一般不宜超过12层,同时又由于我国人口众多,土地资源相对不足,城市住宅需求量迅速增长,所以宜发展多层和小高层钢结构住宅,但在人口密度大的城市,仍然是以高层为主。住宅钢结构,具有柱子用量少,室内有效使用空间大,房屋空间布置灵活,结构性能好等优点。它所选择的结构体系一般是:5~6层以下,框架体系或框架-支撑体系;6层以上,框架-支撑体系或框架-混凝土剪力墙(核心筒)体系;多层,大多采用双重体系。钢结构住宅采用的框架柱有H型钢柱,钢管砼柱和钢骨砼柱,后两种为组合柱。在小高层建筑中,组合柱比H型钢柱省钢,进而也就可以降低工程造价,但是,钢骨砼柱的施工较钢管混凝土柱施工复杂,因此,在住宅钢结构中推广钢管混凝土势在必行。

我国在上海、天津、辽宁、新疆等地分别兴建了一些以钢管混凝土作为框架柱的钢结构住宅试点工程,促进钢结构住宅在我国的发展历程。众所周知,上海人口密度大,土地资源宝贵,因此,上海的试点钢结构住宅多选用高层。而天津、辽宁、新疆等地人口密度相对较小,所以多选用了小高层和多层。表1列出了这些地区在高层住宅中采用钢管混凝土作为框架柱的钢结构部分工程情况[7-10]。钢管混凝土在住宅建筑中的应用迈出了其在实际工程应用的第四步,这一步的迈进意义重大,因为它实现了由高层到小高层、多层钢管混凝土结构的发展,为其大量的应用开辟了新局面。

表1高层住宅中采用钢管混凝土的部分工程

Table1PartofengineeringapplicationsofadoptedCFSTinsteelhousebuildings

工程

层数

高度/m

建筑面积/104m2

构体体系

设计(开发)单位

上海中福城一期

18+1

约66

约3.3

钢框架-混凝土剪力墙

上海冶金设计研究院

上海中福城二期

17+1

60

6.0

钢结构框架+混凝土核心筒

上海中福地产职业有限公司

上海中福城三期

30+1

约100

5.2

钢结构框架+混凝土核心筒

上海建筑设计研究院

天津彩丽苑二号楼

11

约33

1.015

钢-砼组合结构钢-撑

天津建工集团二建公司

天津监狱综合楼

11-13

约40

1.5

钢-砼组合结构钢-撑

天津建工集团二建公司

天津重华西里8#楼

9

约30

0.92

钢-砼组合结构钢-撑

天津建工集团二建公司

辽宁本溪华夏花园

11+1

33.8

0.5577

钢框架-剪力墙形式

本溪华厦集团

新疆库尔勒住宅楼

8+1

约25

0.5850

钢框架-支撑体系

上海冶金设计研究院

3结论与展望

钢管混凝土在我国的发展只有几十年的历史,但发展速度非常快,如今,已广泛地应用到各个工程领域。尤其是它在住宅中的应用,使其由高层建筑中的应用过渡到小高层、多层建筑中的应用,为其发展创造了广阔空间。预计在21世纪前20年,我国每年需新建住房4.86-5.49亿平方米,后30年每年需新建住房5.76亿平方米。今后50年住宅建设将成为国民经济建设新的增长点和消费热点。因此,钢结构住宅的发展有着广阔的空间,钢管混凝土在住宅中的应用有着广阔的前景。所以,有必要对钢管混凝土做进一步的研究。今后应该做好以下几个方面的工作:

(1)在防火设计方面,要简化钢管混凝土防火极限的设计方法,制定钢结构(钢管混凝土结构)住宅建筑的防火设计规范。只有这样,才能有助于推广钢管混凝土在住宅建筑中的应用。

(2)加强钢结构(钢管混凝土)住宅建筑在火灾后的残余力学性能评估与灾后的维修、加固措施的研究。

(3)钢结构住宅的关键在于外墙板的价格、质量、防水、耐久性及接缝的处理等。目前虽然有的墙板各个方面性能比较好,但价格较高,开发商和住户无法接受,所以暂时还无法大力推广。因此,我们应该大力开发价廉物美、轻质高强且具有耐久性的外墙板与相应的配套构件。

建筑理论范文篇10

关键词:建筑节能评价体系室内环境品质

1概述

发达国家的能源统计,是按产业(Industry)、交通(Transportation)、居民和商业等四个部门统计。因此,很容易得到建筑能耗数据,即居民(Residential)和商业(Commercial)能耗之和。其建筑能耗一般占全国总能耗的三分之一左右。如美国,2000年的建筑能耗占全美总能耗的35%。但我国的能源统计模式与发达国家不同,是分工业、农业、建筑业、交通运输及邮电通讯、批发零售、生活消费和其它等多个部门统计。如果将后三个部门的能耗当作建筑使用能耗,则我国的建筑能耗在总能耗中的比例多年来一直在20%左右。2000年为20.4%。而我国建设部公布的2000年建筑能耗比例数字是27.6%。建设部的数字中包括了建材工业的能耗,实际是广义建筑能耗。此外,还有好几个版本的比例数字。

其次,在很多建筑中,也没有区分各部分能耗。比如,通常认为在公共建筑中,空调采暖的能耗在总能耗中占最大比例。其实这一结论在我国并没有实际数据的支持。因为国内建筑物中能耗计量很粗糙,一般只有冷水机组有单独的功率表,而空调的末端装置和输送系统的耗能无法与其它动力设备和照明的耗能区分开来。在工业建筑中,传统上又把空调等建筑设备能耗计入生产能耗。笔者曾经引用过日本建筑环境·省能机构统计得到的办公楼中各部分能耗比例的调查结果,但这一数据在被许多文章多次转引之后,以讹传讹,变成“上海地区办公楼能耗比例”,甚至进入某些正式的研究报告和文件。

在基础数据和能耗现状不清的情况下,难以恰当地确定建筑节能的目标(例如,在某一时间节点基础上的节能率),也难以恰当地分配各部分的节能率(例如,总节能率中围护结构、照明、空调各承担多少)。

图1某高层办公大楼全年能耗分布

图1是上海某高层办公楼全年的总能耗曲线。可以发现,图1的能耗曲线有两个最低点,分别出现在4月和11月。在上海地区,这两个月是气候最宜人的时期,一般来说建筑物既不需要采暖,也不需要供冷。取这两个月能耗量的平均值,在曲线图上划一道水平线(图2-17中的虚线)。可以认为,这道水平线以上由曲线所围成的面积就是该大楼采暖空调所消耗的能量;水平线以下的矩形面积则是照明和其它动力设备(如电梯)所消耗的能量。

因此,可以把照明、插座、电梯等设备能耗当作稳定能耗。尽管冬季昼短夜长,夏季则相反,人们使用照明的时间有一些差别,但在现代商用建筑中从全年能耗角度来看,这种差别并不明显。而采暖和空调的能耗是变动的、不稳定的能耗,它不但随气候区变化,而且随建筑类型、形状、结构和使用情况变化,甚至今天和明天都会有所不同。这就给建筑节能工作带来了复杂性和多样性,但同时也是建筑物中节能潜力最大的部分。

在美国,建筑能耗统计是由政府进行的,在日本,则是由专业学会和学术团体完成的。但在中国,还没有像美、日等发达国家那样大规模地进行建筑能耗调查。因此,大多数节能政策制定者和从事建筑节能的研究者都不能像发达国家那样对全国或一个城市的建筑能耗情况了如指掌。而由于缺乏必要的检测计量手段,许多建筑楼宇的物业管理人员对自己所管理的建筑各部分能耗情况也是心中无数。因此,建筑节能必须从计量做起。

2结构节能与空调系统节能

围护结构采取节能措施,是建筑节能的基础。由于我国建筑节能是从采暖居住建筑起步的,因此,建筑节能首先考虑加强围护结构保温无疑是正确的决策。从管理的角度看,可以对围护结构制订限定性指标,易于评价。但是,建筑节能的关键是空调采暖系统的效率,最终的节能量也要从空调采暖系统来体现。北方地区在墙改之后又发展到热改。如果没有调节阀和热计量,围护结构保温越好,可能浪费的热量越多。

图2采用不同形式窗户的空调总冷负荷(MWh)

图3不同墙体传热系数条件下的全年总负荷(MWh)

而在间歇运行的空调建筑中,在空调关机之后,室温升高,当室外气温低于室温时,通过围护结构的逆向传热可以降低第二天空调的启动负荷。因此,围护结构保温越好,蓄热量越大,空调负荷也越大(见图2)。

对公共建筑而言,围护结构形成的负荷在总负荷中所占比例很小,因此,围护结构的节能潜力有限。

从图3中可以看出,墙体传热系数降低40%,所得到的节能率最大8.1%(哈尔滨),最小2.8%(广州)。可见,在公共建筑节能中重要的环节是降低内部负荷、减少内部发热量。例如,在保证照度的前提下降低照明负荷,既降低照明耗电,又降低空调负荷,可谓一举两得。

3节能与室内环境品质

非典之后,人们的健康意识和自我保护意识增强,对室内环境品质提出更高的要求。

我国大城市80%以上的公共建筑中的空调末端(AHU)仅有一级粗效过滤,有的甚至只有一层滤网。而根据美国ASHRAE标准62-2001,应在冷却盘管或其具有湿表面的处理设备的前端加设最小效率(MERV,MinimumEfficiencyReportingValue)不低于6的除尘过滤器或者净化器。欧洲标准也要求AHU过滤器达到F7标准。即需要有粗效和中效两级过滤。整个风系统阻力至少比现在增加200Pa。假定一台3600m3/h的空调箱,全年运行,要增加耗电量2500kWh。

另外,很多大楼的空调新风量也没有达到规范的要求。而且,非典之后,一些新建大楼的业主对新风量提出了超出规范的要求。新风负荷占空调负荷的20~30%,加大新风量就意味着能耗的增加。

在公共建筑中,室内环境品质直接影响用户的舒适、健康和工作效率。对大楼管理者来说,这是“开源”。而建筑节能则是降低运营成本,是“节流”。开源和节流应该是相辅相成。

因此,建筑节能工作要以室内环境为底线。一方面,建筑节能决不能以牺牲室内环境品质为代价;另一方面,对不合理的环境消费(例如夏季过低和冬季过高的环境温度、过大的新风量、边使用空调边开窗等)行为,即不合理的用能,则应该改变。

解决节能与室内环境品质矛盾还可以采用很多新技术或原有技术的集成。例如,独立新风系统(DOAS)、辐射吊顶+置换送风系统、除湿空调系统等。

4节能与节电

2003年夏季高温期间全国19个省市严重缺电和美国加拿大部分地区的大停电事故为我们敲响了警钟,电力空调的应用关系到电网安全,因此,在节能的同时还要关注节电。

某些节能技术可能可以降低全年建筑能耗,但却不节电。例如本文第2节所论述的围护结构保温就是如此。在传统的空调能源结构中,夏季用电供冷、冬季用一次能源供热。对于采暖为主的地区,加强围护结构保温隔热可以降低全年能耗(例如哈尔滨);而在供冷为主的地区,加强围护结构保温隔热的总节能效果有限,反而会增加空调能(电)耗。

某些技术可能能耗稍大,但是可以使用清洁能源,对保护环境有利。例如,燃气直燃机在国内一直被很多人视为“节电不节能”。但是,直燃机不使用CFC和HCFC冷媒、燃用天然气对环境影响极小、温室气体排放极低,从而被世界各国当作一项绿色技术。夏季利用低谷燃气、平整高峰电力负荷,可以使电力和燃气得到“双赢”。

某些技术可能在微观层面上不节能、但在宏观层面上却是节能的。例如蓄冰空调,利用夜间低谷电力制冰时制冷机组的COP值降低。在用户侧,如果没有合理的峰谷差价,则蓄冰空调是既不节能又费钱。但在发电侧,大量蓄冰空调的使用填平了夜间电力负荷低谷,使发电机组常时处于高发和满发,发电煤耗下降。满负荷工况与40%部分负荷工况相比,30万千瓦发电机组可以节能15.7%。同时,发电设备的利用率提高。发达国家电力平均年负荷率为66.6%,我国发电设备年平均负荷率1999年达到最低值50%。以后逐年有所上升,2002年达到54.8%。与发达国家相比还有很大差距。

因此,建筑节能工作需要在能源、环境、经济、技术等各个方面进行权衡,这应该成为建筑节能工作者的一项基本素质。

5设备节能和系统节能

节能设备不一定能连成节能系统。例如,空调冷水系统的扬程与楼高无关,一般在30m~40m。如果水泵的扬程选择过大,定水量系统中会使流量过大,水温差往往只有2~3℃。这时测得的离心机COP仅在2~3之间。这说明,空调系统的配置合理是系统节能的重要环节。

我国正在积极推广建筑热电冷联产技术。但在热电冷联产应用上,存在一些误区。似乎凡热电冷联产系统就一定是节能系统。笔者认为,热电冷联产技术的关键并不在于其动力装置用微型燃气轮机还是用内燃机,也不在于其理论效率有多高。实际上如果系统配置不当,热电冷联产系统的节能效益便完全不能发挥。热电冷联产的理论效率达到70%或80%的前提是设备满负荷运行。在我国热电联产电力尚不允许上网的条件下,还必须将热电联产所发电力和所产热量全部用掉,才能体现出效益。

热电联产机组的产热和发电之间存在着平衡关系。取得的热量多、得热的品位(温度)高,就势必要降低发电效率;反之亦然。无论从热力学第一定律还是从热力学第二定律的观点分析,热电联产系统都应该充分发挥发电效率、充分利用排热,而不应该是相反。

图4微燃机热电联产系统全供冷模式

(直燃机热力制冷+离心机电力制冷)

图5电动离心式制冷机能流图

图6微燃机热电联产系统全供冷模式

(双效吸收机热力制冷+离心机电力制冷)

假定某建筑的微型燃气轮机热电冷联产系统的产热和发电完全用来为大楼供冷,分别采用热力制冷和电力制冷。其能流图见图4。在图4的模式下,总一次能效率为1.51。因为在热力制冷部分采用了直燃机,就必须使微燃机排气温度达到500℃以上,而此时发电效率只有13~15%。

与传统电制冷相比,用离心机制冷的能流图见图5。

可见其一次能效率(1.5)与热电冷联产基本持平。说明对热电联产机组和直燃机的投资是无效投资。而如果要提高发电效率,则相应的排气温度比较低,只适于采用热力制冷效率比较低的吸收式制冷机。(见图6)

图6中的供冷一次能利用率高于传统电制冷。

由此可见,热电冷联产系统的本质是回收发电系统过去被丢弃的排热、废热或余热,以提高综合能效。即在保证发电效率的前提下充分利用余热。如果为了用热而抑电,就是本末倒置了。尤其是楼宇热电冷联产,所用的发电机组功率比较小,效率远远比不上大型电厂的大发电机组。它的优势在于综合效率和就近供能。而发挥其综合效率的关键是系统合理的配置和科学的运行。

在建筑节能中,选择设备不仅要看它在额定工况下的效率,更要看它在部分负荷条件下的效率。对制冷机而言,就是综合部分负荷值(IPLV)。

制冷机的综合部分负荷值IPLV在空调系统节能中是一个十分重要的参数。我国的制冷机标准中基本沿用了美国空调与制冷学会(ARI)标准。而ARI最初制订IPLV标准时是用美国亚特兰大市的气象参数、通过对一幢假想办公楼的模拟计算得到的。即使对美国的不同气候区,这一IPLV都不能完全适用,ARI用不同纬度的美国29个城市的数据得到新的IPLV(ARI550.590-1998)。因为没有自己的数据,我国新版的制冷机标准中没有IPLV。

笔者根据我国的气象参数,用实测数据和计算机模拟的方法,得到适应我国气候特点的平均IPLV。

对IPLV的研究,还要进一步深入。

6建筑节能的评价

开展建筑节能,需要建立一套科学的建筑能效评价体系。我国基本上还在沿用按建筑面积平均的能耗绝对值的评价方法。这种评价方法属于静态评价,对不同档次、不同用途的建筑很难区分在建筑节能方面孰优孰劣。在上海市地方标准《集中式空调系统(中央空调)合理用能技术要求与运行管理》中引用了日本建设省所推行的PAL/CEC方法。

所谓PAL,是PerimeterAnnualLoad的缩写,即“全年热负荷系数”:

另外还有设备系统能量消费系数(CEC,CoefficientofEnergyConsumption)。分别有空调、换气、照明、电梯和供热水5个能耗系数。以空调能耗系数CEC/AC为例,表达式为:

很明显,能量消费系数CEC实际上是建筑设备系统全年能效的倒数。因此,用PAL能够评价建筑物围护结构的保温隔热性能,而用CEC则可以更直接地评价建筑的能量转换效率。PAL和CEC反映了动态节能的思想和转换效率的思想,是一种性能性指标。

7结论

空调公共建筑的节能,是一个比较复杂的课题。必须建立动态节能、系统节能的思想,正确处理好几对看似矛盾的关系。有很多中国特有的建筑节能课题等待我们去研究。

主要参考文献

[1]龙惟定:国内建筑合理用能的现状及展望,能源工程,2001年02期,1~6