古建筑設(shè)計論文(2)
古建筑設(shè)計論文
建筑設(shè)計論文篇1
淺談節(jié)能環(huán)保在建筑設(shè)計中的重要性
建筑節(jié)能是整個建筑全壽命過程中每一個環(huán)節(jié)節(jié)能的總和。是指建筑在選址、規(guī)劃、設(shè)計、建造和使用過程中，通過合理的規(guī)劃設(shè)計，采用節(jié)能型的建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備，執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)建筑物節(jié)能設(shè)備的運(yùn)行管理，合理設(shè)計建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，提高采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水和管道系統(tǒng)的運(yùn)行效率，以及利用可再生能源，在保證建筑物使用功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，降低建筑能源消耗合理、有效地利用能源。
如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，將留下很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行。
一、可持續(xù)發(fā)展的因素分析
科技進(jìn)步與可持續(xù)發(fā)展，科技進(jìn)步是資源代換原理的客觀基礎(chǔ)和條件，它促進(jìn)了人類發(fā)展中的資源代換，減輕了對環(huán)境的污染(資源代換：在人類的歷史上，人類生產(chǎn)和生活過程中，起著決定性的資源要素隨著發(fā)展程度的不同而逐步升級，其基本趨勢是高級資源要素代替低級資源要素。)科技進(jìn)步可以有效地拓展人類對資源的利用空間，并高效率的使用自然資源來滿足人類的各類的需要;資源環(huán)境是人類可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)前提，資源的永續(xù)利用和環(huán)境的保護(hù)是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，發(fā)展與資源的開發(fā)和環(huán)境的保護(hù)是相輔相成的。
二、我國能源發(fā)展主要存在四大問題
目前世界范圍內(nèi)石油、煤炭、天然氣三種傳統(tǒng)能源日趨枯竭，人類將不得不轉(zhuǎn)向成本較高的生物能、水利、地?zé)?、風(fēng)力、太陽能、核能，而我國的能源問題更加嚴(yán)重。
(一)人均能源擁有量低、儲備量低;
(二)能源結(jié)構(gòu)依然以煤為主，約占75%，全國年耗煤量已超過13億t;
(三)能源資源分布不均，主要表現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)能源短缺和農(nóng)村商業(yè)能源供應(yīng)不足，造成北煤南運(yùn)、西氣東送、西電東送;
(四)能源利用效率低，能源終端利用效率僅為33%，比發(fā)達(dá)國家低10%。
隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，我國的建筑能耗逐年大幅度上升，已達(dá)全社會能源消耗量的32%，加上每年房屋建筑材料生產(chǎn)能耗約13%，建筑總能耗已達(dá)全國能源總消耗量的45%。我國現(xiàn)有建筑面積為400多億m2，絕大部分為高能耗建筑， 且每年新建建筑近20億m2，其中95%以上仍是高能耗建筑。如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，將留下很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行。
三、 建筑節(jié)能設(shè)計的重要性
建筑節(jié)能設(shè)計是全面的建筑節(jié)能中一個很重要的環(huán)節(jié)，有利于從源頭上杜絕能源的浪費(fèi)。
建筑整體及外部環(huán)境設(shè)計是在分析建筑周圍氣候環(huán)境條件的基礎(chǔ)上，通過選址、規(guī)劃、外部環(huán)境和體型朝向等設(shè)計，使建筑獲得一個良好的外部微氣候環(huán)境，達(dá)到節(jié)能的目的。
1.合理選址
建筑選址主要是根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、土質(zhì)、水質(zhì)、地形及周圍環(huán)境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設(shè)計中，既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環(huán)境，為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件， 同時又要不破壞整體生態(tài)環(huán)境的平衡。
2.合理的外部環(huán)境設(shè)計
在建筑位址確定之后，應(yīng)研究其微氣候特征。根據(jù)建筑功能的需求，應(yīng)通過合理的外部環(huán)境設(shè)計來改善既有的微氣候環(huán)境，創(chuàng)造建筑節(jié)能的有利環(huán)境，主要方法為：①在建筑周圍布置樹木、植被，既能有效地遮擋風(fēng)沙、凈化空氣，還能遮陽、降噪;②創(chuàng)造人工自然環(huán)境，如在建筑附近設(shè)置水面，利用水來平衡環(huán)境溫度、降風(fēng)沙及收集雨水等。
3.合理的規(guī)劃和體型設(shè)計
合理的建筑規(guī)劃和體型設(shè)計能有效地適應(yīng)惡劣的微氣候環(huán)境。它包括對建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。像蒙古包的圓形平面，圓錐形屋頂能有效地適應(yīng)草原的惡劣氣候，起到減少建筑的散熱面積、抵抗風(fēng)沙的效果;對于沿海濕熱地區(qū)，引入自然通風(fēng)對節(jié)能非常重要，在規(guī)劃布局上， 可以通過建筑的向陽面和背陰面形成不同的氣壓，即使在無風(fēng)時也能形成通風(fēng)，在建筑體型設(shè)計上形成風(fēng)洞，使自然風(fēng)在其中回旋，得到良好的通風(fēng)效果，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
4.選用建筑節(jié)能材料
合理選用節(jié)能建筑材料也是全面建筑節(jié)能的一個重要方面。建筑材料的選擇應(yīng)遵循健康、高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的原則。一方面，隨著科技的發(fā)展，大量的新型高效材料不斷被研制并應(yīng)用到建筑設(shè)計中去，更好的起到節(jié)能的效果。如新型保溫材料、防水材料在輕體屋頂中的應(yīng)用，達(dá)到了更好的保溫防潮效果：新型透光隔熱玻璃在門窗中的應(yīng)用，起到了更好的透光隔熱效果：采用可調(diào)節(jié)的鋁材遮陽板，達(dá)到這樣的目的。由于建筑的使用年限長，到時按新標(biāo)準(zhǔn)對既有建筑設(shè)施節(jié)能改造時很困難的，因此應(yīng)貫徹超前性原則，特別是夏季酷熱地區(qū)，建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能指標(biāo)應(yīng)突破節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低要素，予以適當(dāng)加強(qiáng)，應(yīng)控制屋頂和外墻的夏季內(nèi)表面計算溫度。
四、結(jié)語
由以上論述我們可知，有效實(shí)現(xiàn)建筑工程設(shè)計中的節(jié)能設(shè)計不僅關(guān)系到現(xiàn)今的資源能源的科學(xué)合理利用，而且關(guān)系到子孫后代的長遠(yuǎn)發(fā)展。我們要根據(jù)實(shí)際情況，及時制定符合我國的節(jié)能發(fā)展規(guī)范，在實(shí)踐中不斷提高節(jié)能技術(shù)，做到有效節(jié)點(diǎn)節(jié)水等相關(guān)措施，切實(shí)為建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好發(fā)展型國家貢獻(xiàn)一份力量。
建筑設(shè)計論文篇2
淺議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計
摘要：這就要求結(jié)構(gòu)工程師對整體結(jié)構(gòu)體系與各基本分體系之間的力學(xué)關(guān)系有透徹的認(rèn)識，把概念設(shè)計應(yīng)用到實(shí)際工作中去。運(yùn)用概念性近似估算方法，可以在建筑設(shè)計的方案階段迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，易于手算。
關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計，概念設(shè)計
在不斷的結(jié)構(gòu)設(shè)計研究與實(shí)踐中，人們積累了大量有益的經(jīng)驗(yàn)，并體現(xiàn)在設(shè)計規(guī)范、設(shè)計手冊、標(biāo)準(zhǔn)圖集等等。隨著計算機(jī)技術(shù)和計算方法的發(fā)展，計算機(jī)及其結(jié)構(gòu)程序在結(jié)構(gòu)工程中得到大量地應(yīng)用，每個設(shè)計單位都在為徹底甩掉圖板而做努力。。結(jié)果給部分結(jié)構(gòu)工程師造成一種錯覺，覺得結(jié)構(gòu)設(shè)計很簡單，只需遵循規(guī)范、手冊、圖集，等待建筑師給出一個空間形成的方案(非結(jié)構(gòu)的)，使用計算機(jī)，然后設(shè)法去完成它，自己只不過是一個東拼西湊的計算機(jī)畫圖匠而已。這不僅不能有效地運(yùn)用他們的知識、精力和時間，而且還會與建筑師的交流中產(chǎn)生分歧與矛盾。
我國結(jié)構(gòu)計算理論經(jīng)歷了經(jīng)驗(yàn)估算，容許應(yīng)力法，破損階段計算，極限狀態(tài)計算，到目前普遍采用的概率極限狀態(tài)理論等階段。現(xiàn)行的《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ68-84)則采用以概率理論為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計準(zhǔn)則，以使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計得以符合技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用。
概率極限狀態(tài)設(shè)計法更科學(xué)、更合理。但該法在運(yùn)算過程中還帶有一定程度的近似，只能視作近似概率法。并且光憑極限狀態(tài)設(shè)計也很難估計建筑物的真正承載力的。。事實(shí)上，建筑物是一個空間結(jié)構(gòu)，各種構(gòu)件以相當(dāng)復(fù)雜的方式共同工作，且都并非是脫離總的結(jié)構(gòu)體系的單獨(dú)構(gòu)件。目前，人們在具體的空間結(jié)構(gòu)體系整體研究上還有一定的局限性，在設(shè)計過程中采用了許多假定與簡化。作為結(jié)構(gòu)工程師不應(yīng)盲目的照搬照抄規(guī)范，應(yīng)該把它作為一種指南、參考，并在實(shí)際設(shè)計項(xiàng)目中作出正確的選擇。這就要求結(jié)構(gòu)工程師對整體結(jié)構(gòu)體系與各基本分體系之間的力學(xué)關(guān)系有透徹的認(rèn)識，把概念設(shè)計應(yīng)用到實(shí)際工作中去。
所謂的概念設(shè)計一般指不經(jīng)數(shù)值計算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。運(yùn)用概念性近似估算方法，可以在建筑設(shè)計的方案階段迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設(shè)計階段一些不必要的繁瑣運(yùn)算，具有較好的的經(jīng)濟(jì)可靠性能。同時，也是判斷計算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。
比如，有的設(shè)計人員用多、高層結(jié)構(gòu)三維空間分析程序來計算底層框架，還人為的布置一些抗震墻，即不能滿足樓層間的合理剛度比，也不能正確地反映底層框架在地震時受力狀態(tài)。問題在于結(jié)構(gòu)概念不明確，沒考慮這兩種結(jié)構(gòu)體系的差異。軟件的選擇和使用不當(dāng)，造成危害是不容忽視的。美國一些著名學(xué)者和專家曾警告工業(yè)界：“誤用計算機(jī)造成結(jié)構(gòu)破壞而引起災(zāi)難只是一個時間的問題。”然而避免這種情況，概念設(shè)計的思想不妨是個好方法。
運(yùn)用概念設(shè)計的思想，也使得結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路得到了拓寬。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計算理論的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計似乎只關(guān)注如何提高結(jié)構(gòu)抗力R，以至混凝土的等級越用越高，配筋量越來越大，造價越來越高。結(jié)構(gòu)工程師往往只注意到不超過最大配筋率，結(jié)果肥梁、胖柱、深基礎(chǔ)處處可見。以抗震設(shè)計為例，一般是根據(jù)初定的尺寸、砼等級算出結(jié)構(gòu)的剛度，再由結(jié)構(gòu)剛度算出地震力，然后算配筋。
但是大家知道，結(jié)構(gòu)剛度越大，地震作用效應(yīng)越大，配筋越多，剛度越大，地震力就越強(qiáng)。這樣為抵御地震而配的鋼筋，增加了結(jié)構(gòu)的剛度，反而使地震作用效應(yīng)增強(qiáng)。其實(shí)，為什么不考慮降低作用效應(yīng)S呢?目前在抗震設(shè)計中，隔震消能的研究就是一個很好的例子。隔震消能的一般作法是在基礎(chǔ)與主體之間設(shè)柔性隔震層;加設(shè)消能支撐(類似于阻尼器的裝置);有的在建筑物頂部裝一個“反擺”，地震時它的位移方向與建筑物頂部的位移相反，從對建筑物的振動加大阻尼作用，降低加速度，減少建筑物的位移，來降低地震作用效應(yīng)。合理設(shè)計可降低地震作用效應(yīng)達(dá)60%，并提高屋內(nèi)物品的安全性。這一研究在國內(nèi)外正廣泛地深入展開。在日本，研究成果已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程中，取得良好的經(jīng)濟(jì)、適用效果。而我國由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和人們認(rèn)識的限制，在工程界還未被廣泛地應(yīng)用。
同時，在目前建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定及加固中，概念設(shè)計的思想也應(yīng)得到延伸。在1976年唐山地震中，天津市加固的2萬間民房無一倒塌，但天津第二毛紡廠三層的框架廠房，卻因偏重于傳統(tǒng)構(gòu)部件的加固，忽視結(jié)構(gòu)總體抗震性能的判斷，造成不合理的加固使抗震薄弱層轉(zhuǎn)移，仍然倒塌。
概念設(shè)計的思想被越來越多的結(jié)構(gòu)工程師所接受，并將在結(jié)構(gòu)設(shè)計中發(fā)揮越來越大的作用。然而現(xiàn)在的高校教學(xué)中，往往只重視單獨(dú)構(gòu)件和孤立的分體系的力學(xué)概念講解。尤其在專業(yè)課教學(xué)中，單項(xiàng)計算練習(xí)居多，綜合練習(xí)偏少，并著重體現(xiàn)在考題中，使得相當(dāng)部分學(xué)生養(yǎng)成只知套用公式解題的習(xí)慣。而且近年來強(qiáng)調(diào)計算機(jī)應(yīng)用教育，比如，畢業(yè)設(shè)計用結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件計算、出圖。。但由于計算機(jī)設(shè)計過程的屏蔽，手算過程訓(xùn)練程度的削弱，造成學(xué)生產(chǎn)生一定依賴性，結(jié)果綜合運(yùn)用能力下降，整體結(jié)構(gòu)體系概念模糊。這些對于培養(yǎng)具有創(chuàng)造力、未來的工程師是相當(dāng)不利的。
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也提出了更高的要求。發(fā)展先進(jìn)計算理論，加強(qiáng)計算機(jī)的應(yīng)用，加快新型高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟(jì)是當(dāng)務(wù)之急。其中，打破建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的墨守成規(guī)，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力，是相當(dāng)必要的。因?yàn)樗麄兪墙Y(jié)構(gòu)設(shè)計革命的推動者和執(zhí)行者。這則需要工程界和教育界進(jìn)行共同的努力。推廣概念設(shè)計思想是一種有效的辦法。
著名的美國工程院院士林同炎教授在《結(jié)構(gòu)概念和體系》一書中為結(jié)構(gòu)工程師提供了廣泛而又有獨(dú)特見解的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計基礎(chǔ)知識和設(shè)計實(shí)例。該書著重介紹用整體概念來規(guī)劃結(jié)果總體方案的方法，以及結(jié)構(gòu)總體系和個分體系尖的相互力學(xué)關(guān)系和簡化近似設(shè)計方法。為結(jié)構(gòu)工程師和建筑師在設(shè)計中創(chuàng)造性地相互配合，設(shè)計出令人滿意的建筑奠定基礎(chǔ)。這本書第二版的出版，為我們更好的加深概念設(shè)計的理解，提供有益的幫助?？傊?，概念設(shè)計必然會成為今后結(jié)構(gòu)設(shè)計的主流思想，這就讓我們來共同學(xué)習(xí)、發(fā)展它吧，為結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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