时间:2023-04-08 11:46:40
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中国的国情
中国作为最大的发展中国家,二氧化碳排放居第二位,根据《京都议定书》的要求,中国要采取一系列减少温室气体排放的政策和措施,包括努力提高能源利用效率,改善能源结构,促进新能源和可再生能源的利用等。
就能源消费而言,在我国化石能源资源探明储量中,90%以上是煤炭,人均储量也仅为世界平均水平的二分之一;人均石油储量仅为世界平均水平的11%;天然气仅为45%;而目前我国单位建筑面积能耗水平是发达国家的2~3倍以上。就土地的情况而言,我国人均耕地只有世界人均耕地的1/3,水资源仅是世界人均占有量的1/4;实心黏土砖每年毁田12万亩;物耗水平与发达国家相比,钢材消耗高出10%~25%,每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤;卫生洁具的耗水量高出30%以上,而污水回用率仅为发达国家的25%。严峻的事实表明,中国不仅要走可持续发展道路,发展节能与绿色建筑也刻不容缓。
我们应该认识到我国不仅经济上“穷”,在资源和环境上更“穷”,但要想做到可持续发展的目标就要摆脱狭隘的“唯经济穷论”,全面在“四节一环保”上提高标准,用强有力的税收、金融、土地政策鼓励有条件的地区或开发绿色建筑项目,走在地区、国内甚至国际的前列。同时,强制要求经济发达地区和大型城市的节约标准,提到一个和自身地区资源相符合的程度。
成本问题
从全国范围里来讲。绝大多数普通的民用建筑在节能等方面存在巨大的缺陷和不足,因此需要我们进行综合的设计来增加建筑这些方面的品质和性能,每一方面的改善基本上都需要增加一定的成本,比如成本增加10%以上,是必然的。就住宅而言,一说到因为“节能要增加成本”,就有许多人说会增加购房人的负担,好像以后使用过程中的使用成本对老百姓无关紧要一样。因此,我们不仅要关注建造的经济成本,更要关注今后使用中的经济成本以及生态成本和社会成本。就生态成本来讲,今天对环境的污染今后需要花费更大的代价去治理;就社会成本来说,绿色建筑由于改善了室内的环境,使人的疾病发生率大幅度下降,因为人有80%的时间是在室内活动,这样疾病发生率将会大幅度下降.寿命将会延长,生存质量也大大提高,这就是另一方面的节约;同时,在建筑数十年的使用过程中.使用成本将高于建造成本数倍以上。,因此,我们应该把注意力放在生态成本、社会成本和全寿命周期的经济成本上,况且现在的房价即使没有技术含量和“四节”,性能的提高也在不断的增加,这种价格的增加加大了房地产泡沫的可能性,因此房地产价格的理性回归应该是建立在价值的增加基础上的。我认为可以鼓励各个地方的高档住宅或其他民用建筑通过适当的高投入,带来项目的内外环境质量、提升“绿色”性能,从而提高房子的品质,以品质来支撑高于其他普通房子的价格,让这些高价房成为“绿色建筑”的榜样,以此带动地方住宅技术及产业化的发展,最终让更多的普通房子更容易实现“绿色”梦想。
绿色建筑需要什么样的技术?
在探索绿色建筑的技术路线时.经常会听到一些专家主张应该采用“低技术”,有些认为应该采用“适宜技术”,还有些认为应该采用“适宜技术结合高技术”等等不同的观点,我个人认为这种争论没有意义。技术是用来解决我们所面临的具体问题的,应该根据具体项目的具体情况和实际需求来选择。更多技术选择的可能性一方面能够满足建筑师的创造需要,另一方面能够满足市场的需求。。在我们国家目前普遍技术非常落后的今天,如果不是大力去发展高新技术而一味强调低技术,只能是更落后,离我们自己的标准也会越来越远。
阿尔瓦·阿尔托曾说“建筑的历程始于绘画”。无论是被人颂称的“文艺复兴三杰”,还是纯粹主义绘画的倡导者勒·柯布西耶,亦或是俄罗斯构成主义的实践发展者扎哈·哈迪德,我们都能从这些建筑师身上看到,绘画艺术对建筑设计是具有潜移默化的影响。表面上看似毫不相关的两者,在效果上却有因果关联的逻辑关系。如普利兹克奖的获得者建筑大师帕斯拉玛,对绘画曾做过详尽而独特的研究。他说:“我为艺术家们描绘的建筑世界而着迷。画家会为一个事件选择一种自然的、暗示的且有重点场景的布置方式,无论景观、建筑、房间或仅仅是一个物体。如此一来,由空间和建筑现象构成的基本体验便能触及到它的本质。”可以看出,帕斯拉玛对绘画中建筑的描述是发自内心的洞察,因而可以说建筑之心始于绘画之意。
常人对于绘画作品的解读,往往停留在视觉表象层面,而建筑师对于画作的分析,却带有深入浅出的专业性。在弗拉·安吉列克的《圣母领报》一画中,阿尔阿·阿尔托认为描述了矛盾而逆反下的封闭与开敞的空间关系,其中包含院子的室内体验以及房间内部的室外体验。例如,室内天棚的蓝色和星空点缀的的方式将门廊与室外花园联系,被安排在画面中央的天使斜上方有一道阳光直接照射在画面右侧的天使身上,光成为了构成画面纵深感的要素,暗示了空间的渗透性与方向性,塑造了空间从无形到有形的过程。这种表达房间里活动关系的绘画,正是诠释建筑体验过程的实质语言。从建筑师身上我们看到了其赏画的独特视角,亦从绘画艺术中我们看出了建筑设计的基本语汇。
2设计思维中的手绘语言
思维产生设计,设计由表现来推动和深化。在设计过程中手绘语言是描述空间丰富性、环境多样性和视觉直观性的最为直白的形式。同时,也是沟通设计方案理念、表达方案独特意象和交流设计思想最为便利的手段。通过手绘设计语言,可以更高效、便捷地触及设计本质内容和核心思想。现代建筑的旗手勒·柯布西耶作为20世纪最有影响的建筑大师,是手绘表达建筑思想的典范。他用图画记录自己的灵感来用作思维笔记,随时记录突发的灵感闪现。他常常简略勾出头脑中对建筑的思维印象,充分利用手绘表达的各种可能性,通过与设计思维的对话,来完善作品的可读与独特性,最终成为一种固定的设计思维模式。所以,手绘表达设计思维模式的必要性是明显的。手绘语言的表达,自身具有一定的真实预见性。如在设计前期对建筑尺度、材料、形式、方向的推敲,经过手绘图示语言的简述,在纸上呈现出草图分析的设计结果。设计师将建筑思维表达从抽象中提炼、概括,最终形成具象的图案,为设计创作开辟了自由创作的空间,高效、准确地表达出设计意图。如下面的设计师草图,通过对建筑总体和细部之间的把控,经过微调变化、揣摩推敲等一些列的方式,不断做出比对与配合,最终达到合理、满意结果。
3手绘表达与设计思维互动性
“思维”在现代认知心理学和头脑生理学的相关研究中,已经建立了通过视觉形象构成思维的一种综合的形象观点。即观看、想象、表达。当思维被以具象的形式表达出来时,我们就称之为图像化思维,这种图像化思维的产生过程就是设计师将抽象空间思维建立成具象设计成果的过程,那么手绘表达的思维意识就成了过程中必不可少的桥梁,成为设计语言。这是一种手脑协调、感官并用的过程表达,这种思维的完善是依靠视觉图示和大脑思考的多次沟通交流与对接互动所完成,并且交流互动在重复的过程中不断提高,从而达到设计思路的不断完整和设计方案的不断完善。可以说设计质量好坏的决定性因素一定程度上来源于手绘设计思维与表现的交融互动。
虽然建筑师在前期设计阶段的思维意识、目标成果还并非很明确,其思维呈现出模糊性、易变性和盲目性的特点,很难把握准确唯一的设计进行方向。因而此时需要一定的演变空间,这种空间可以是抽象的,也可以是具体的,思维在演变空间中不断自我蜕变与衍生,好比分裂阶段的细胞体,相互之间并无绝对意义的关联,但在大背景下是按照一定的内在规律运行和发展。而手绘表达恰恰作为便捷、高效的记录方式,启发设计者的思维,巧妙捕捉设计者的方案灵感构想,与思维运作节奏形成良性互动,将抽象设计推向具象化的图面表达中。当然,这其中最重要的是思维与表达的正确互动策略,整体观、全局观和具象观是正确运用手绘表达的关键。尽量把握好各个关系之间的度,把握对象特点,确定重点并做到有的放矢,以清晰的逻辑思维为指导,利用图像的多层次、多递进的特点,实现手绘与思维的实时互动。
4透过手绘看设计思维创新性
所谓创造,就是从无到有的过程,而创新,则是从现有到突破的改变。既然思维是人脑对客观事物的准确、间接和概括的反映,是人类智力活动的主要表现形式,那么创新性思维就是一种高于常规性逻辑思路和智力活动且打破常规的思维形式,它是各种思维的高级综合运用和反复辩证发展的过程。而灵感往往来自于创新性思维,它打破固有模式的束缚,改变以往对待事物的看法、认识和观点,从传统中剥离出来。由此可见,创新性思维与灵感在本质上具有内在统一性,并且灵感是创新性思维形成发展过程中的重要环节和阶段。而手绘表达则是灵感的再现,在短时间内迅速将抽象的灵感通过图示语言和具象图案表达出来。反而言之,获取灵感也是手绘表达的一个重要目标,通过大量已有的设计图式、造型来拓宽视野、启发思路,达到设计目标。
手绘表达激发灵感的涌现,灵感又孕育出思维创新。在方案创作初期阶段,新的思路产生往往在于灵感的诱导迸发,这种迸发并非是随机产生的,而是通过手绘图示所进行的抽象思路与具象语言之间的转换变更所潜移默化形成的。当针对某个设计主题进行苦思冥想而百思不得其解时,在草图纸上将思考过程、体块、空间关系一一表示并仔细解读,经反复的推敲、论证后发现,最快捷敏锐地突破设计难点的往往是手绘表达的辅助设计过程。这种发散式的设计程式正是思维创新的基点和源泉。
5萌生在设计手稿灵感中的建筑
蓬皮杜中心位坐落于巴黎塞纳河岸,设计师是第二十届普利兹克奖的获得者伦左·皮亚诺。通过外露钢骨及复杂的管线以及一反传统的建筑风格,打破文化建筑所应有的设计常规造型,强调现代科学技术同文化的密切联系,是现代建筑中高技派的典型代表作。蓬皮杜中心的剖面草图,反映了广场下沉空间和建筑内部在空间关系上的处理方式,其中有建筑师对广场休憩、观演、展览等活动的剖面视线设计考量,还有下沉广场与建筑主体主立面的对位关系。从设计草图上可以看出,其线条流畅、肯定,比例准确到位,充分表达了建筑的结构特点以及主要空间的关系,简练、概括的手绘思路特点反映了设计本身在图纸上的主要信息,并不拘泥于细节,从设计草图中我们可以读出建筑师对于空间关系的理念意象和思维把控。
关西国际机场航站楼位于日本大阪湾东南部关西国际空港内,设计师为伦左皮亚诺。从设计开始,东线明确便是主要的设计目标,为了达到这一目标,设计之初便做了两项规划,一是调整房间的布置位置,二是建长廊来满足造型需要。屋顶由一连串格状钢桁架组成,线条呈现强烈的方向性,引导旅客在建筑内部的交通方向。设计还特别注意了视觉上的明确性和结构上的逻辑性,使从屋顶到下部整体结构保持一致。其方案草图简略而准确,充分表达了建筑形态中的优雅曲线与室外场地与建筑的衔接关系,在手稿中我们看到了伦左·皮亚诺对概念表达与实际项目的把控力,很好地将草图对于建筑的影响诠释在前期设计阶段。航站楼的剖面草图简要表达了建筑基本结构单体的组成方式以及连续拱形的强烈运动变化特征,并在下面描绘了桁架结构的主要特征。
提巴欧文化中心位于新喀里多尼亚,伦左·皮亚诺在设计前期研究了卡纳克文化的精髓,对卡纳克民族的生活进行了自习的考察,观察到当地人常在棚屋旁举行盛大的祭祀活动,因此认为棚屋是最能代表其民族特征的建筑形式。又因卡纳克人喜欢群居,因而皮亚诺借鉴传统树桩的布局形式,组合成为建筑群体空间。由于基地的特殊气候条件,皮亚诺特别注意利用当地信风和阳光的因素,并受之启发。建筑通过生态策略捕获微风,引导新鲜空气通过结构中较低的部分,使热空气经过对流交换与热压通风作用后经系统而排出。在草图设计中我们可以看到皮亚诺对于各项策略熟练应用而进行的手绘表达,简明而生动,从对环境的思考,到建筑空间与环境的关系,再到材料的使用和地形地势利用,这份手绘概念图解将建筑师的思想体现的淋漓尽致。建筑剖面草图中准确表达了建筑对场地高差的利用方式,以及结构建构的意象设计,反映了建筑师手脑协调,灵活并用的建筑素养。
劳埃德大厦位于英国伦敦,设计师理查德·罗杰斯,该大厦是英国标志性建筑之一。设计上夸张地使用高科技特征,将建筑结构明显暴露出来,用不锈钢及铝制构件突显建筑的科技感,整个建筑熠熠发光。其设计草图反映了高技派对于暴露结构体系及材料质感的表达,从剖面设计手稿和透视表达看出设计师对于体块关系和体量交接的把控,最大化表现出韵律感以符合高技派设计特征。
扬州地处亚热带气候带北边缘,冬夏温差大,全年湿度水平偏高。夏季降雨多,由于阴雨天气总辐射量较低,冬季相对干燥,总辐射较髙。特定的气候条件形成扬州传统的建筑形式。
1.1传统建筑具有的优点
建筑在整体布局上较为紧凑,以便外表面面积尽可能降最低水平来减小夏季太阳辐射的影响以及冬季能量的散失。群体内部分隔加以火巷,防火的同时还形成负压区,诱导街巷空间的自然通风。有些巷内设置水井收集雨水,局部改善小环境。单体采用多进布局形式,前后空间形成贯通产生“穿堂风”。院落宽度与建筑高度至少1:1的比例关系,以最小的比例尺度保证了院落日照的充足。室内面积通常较小,南向幵窗大北向开窗小或不设窗,保证建筑内部的采光保暖效果。传统坡屋顶形式以30°至35°的角度南向以便接受更多太阳辐射能量提升冬季时的室内温度,屋面伸出的大出檐在夏天更能抵挡太阳暴晒的影响。
1.2传统建筑存在的缺陷
在传统建筑形式的组群中,建筑密度较大,相邻建筑相互之间易形成遮挡导致阳光无法直射进入屋内,从而造成房间的阴暗和伴随的潮湿情况出现。房屋的层高一般较高,与层高低的建筑相比,室内维持相同温度所需的能量较多。砖木结构的传统建筑保存至今,即便是维护,屋面、木构架等也均会出现一定程度的损坏,如木格门窗这类传统构件也不能满足现代对建筑保温等的需求。在当今各种资源紧缺要求低碳节能的大环境下,天井内“四水归堂”的做法未对雨水进行收集利用,造成水资源的浪费。
2节能技术在扬州传统建筑中的运用分析
2.1结构节能技术
2.1.1外墙节能改造由于是建筑改造,墙体节能只能釆取复合墙体保温这种形式,在基层墙体上另设保温层,配合使用粘结剂、防护层等,增加墙体保温隔热效用。对比内保温和外保温两种形式,确定外墙外保温更适宣。做法是泡沫玻璃保温板或加以石膏保温层二者结合。设计泡沫玻璃保温板需要先把基层打毛,刷掺了建筑胶的水泥浆一道,然后是专用瓷砖胶粘结层,最后贴面砖。加设石育保温层的构造自里向外分别为石裔板、面层、木结构、泡沫玻璃保温板、塑料薄膜、岩棉保温层、石育保温层、木面板。
2.1.2窗户节能改造窗户采用三玻双层窗户和内侧断热铝合金窗框、外侧木花格窗框。三玻双层窗户热传导系数较小,因为中间空气夹层缓冲,比单层防渗透性能更好,具有较好的密闭、保温、隔声性能。双层中空窗扇设置于内侧,保温性能比置于外侧更好。另外内外双层窗框大大地减小了热桥效应,也减少了窗框和墙体之间的冬季冷风渗透且与整体风格融为一体,保持了传统建筑风貌。南向大窗扇在冬季的被动太阳能采暖减少能源的浪费且有效提髙了室内温度。
2.1.3天井遮阳在公建和围合式的庭院内设置遮阳棚,采用可活动的的竹帘或是高密度聚乙烯编织轻材等,夏季时防止露天区域和邻近房间受到太阳热量的影响。
2.1.4屋面节能改造坡屋顶的做法以用泡沫玻璃保温板或PU(聚亚安酯Polyurethane)保温层为例。在木桁条、木緣、望砖之上,或是厚泡沫玻璃保温板或是120mm聚亚安酯保温层,然后顺序铺设木顺水条、防水卷材、网格布、木防滑条、40厚1:1:4的混合砂浆座浆,最后是外层的小青瓦。节能改造做法多种多样,只要能减少不必要的能源消耗且与环境适宜即可。
2.2设备节能技术
2.2.1太阳能利用太阳能热水系统——采用太阳能热水供应系统,利用光能——热能转换原理,集热装置利用太阳辐射热量将冷水加热,通过循环管将热水储存起来,即可随时取用,也可将其分配到采暖散热器中使建筑内部暖和起来;太阳能光电系统——亭、廊架顶或屋面直接利用光伏板,将太阳能转换为电能。所得电能可用于照明也可用于水的加热以及其他一些设备供电。虽初期投资不少但其回收期短且节能效果明显,减少了资源与能源的浪费,同时也间接地降低了C02的排放量。
2.2.2雨水收集系统采用雨水收集系统将屋面雨水、基础渗水、地面雨水过滤后送入组合式雨水箱储存,其后直接用于绿地浇灌、冲洗厕所、洗车等,节约了水源,形成循环再利用,不仅可以缓解供水压力,而且这些水资源不进入城市管网,减轻了城市排水、防洪和处理系统的负荷。
2.2.3地源热泵VRV系统利用浅层地能进行供热/冷,转移地下土壤中热/寒量到建筑空间需要的地方,利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力,在年度内上下形成冷热循环以节约能源。
2.2.4回收新风系统此系统主要是全热交换器、新风净化箱、进气风口、排气风口四部分的设置,重点在于全热交换器。全热交换器运作时,通过热交换芯体用室内空气温度预热或冷却室外送入室内的空气,使两者温度达到一致。这样无论在冬季还是夏季均在保室内空气的清新的同时还减少了热量损失,强化室内通风换气,提高室内空间的热舒适度以及室内空气质量。
3结语
建筑艺术是技术和艺术的综合体现形式。建筑艺术属于建筑建设的一种意识形态模式,在很大程度上对建筑技术的发展具有一定的影响,有时甚至具有一定的反作用。随着建筑艺术的不断发展,要求有更高的技术水平对日益增长的审美需求进行满足,这就促使人们在技术上不断革新发展。很多时候,艺术性的追求往往使人们在思想意识形态及物质技艺上不断提高,而新的艺术需求也将会带来巨大的技术革新。总之,建筑技术与建筑艺术之间存在着一定的协调关系。建筑技术在一定程度上总是对建筑艺术的表现内容和表现形式具有一定的影响,有时甚至是决定性作用。一般意义上来说,技术越是先进,越是能够解决规律性与目的性的矛盾,就越是能够达到一定的自由形式和艺术美学境界。而建筑从本质上说是一种现代化的艺术形式,建筑艺术离不开一定的技术手段,同样也需要一定的艺术表现。所以建筑界上一直有这样一种定论,在技术上趋于完美的建筑,在艺术效果上很可能差强人意,但是在艺术上达到一定美学价值的建筑在技术上一定是卓越的。当然,由于受到审美观念的制约,建筑结构只有在逻辑关系上体现出艺术美,才能够实现建筑艺术与建筑技术创作的完美契合。⑤
二、处理好建筑技术与建筑艺术协调关系的有效途径
建筑是一门物化了的艺术,通过视觉效果给人以美感,它既要满足建筑学、科学技艺以及人体工程学等方面的客观规律,还要满足人们的文化物质需求,能够给人以最大化的功能享受与美学体验。因此,在处理建筑技术与建筑艺术协调关系时,应以建筑技术为基础,对艺术进行考究,使艺术性更加符合人们的生活需求和审美要求。而且在处理两者关系时,要因时因地而异,对建筑所在的历史时期、民族文化、地理气候及生活进行深入考据。只有在发展我国建筑艺术过程中,不断引进先进的建筑技术,将传统的中华文化元素有机地融合在一起,不断推动我国建筑文化的承袭与创新,才能创造出更多具有历史意义的经典建筑。
(一)提高建筑师的综合素质能力,促进建筑技术与艺术的协调发展
高技术性和高艺术性的建筑不是通过人们的意识想象凭空产生的,而是物质文化发展到一定阶段的产物。因此,在处理建筑技术与建筑艺术两者的协调关系时,要注意对物质文化的考量,要根据现有的技术水平,对建筑物进行艺术设计。与此同时,还要充分利用新技术实现建筑艺术的超前性,使其既根植于现代文化土壤,又高于现代审美,进一步促进审美观念的革新与发展。因此,建筑师不但要具有过硬的技术水平,还要有一定的艺术创作能力,能够将建筑技术与艺术完美地结合在一起。
(二)不断强化建筑的艺术性
经济基础决定上层建筑。人们的价值观、人生观及审美观往往受经济文化的影响较深,且随着经济的发展,人们在审美上也日益发生着改变,而这些变化在很大程度上都在建筑艺术上得以呈现,所以每个时期的建筑物都是当时文化意识形态的物化形式。当前,在市场经济的推动下,人们在建筑上更加注重其功能性和美感。所以,在建设过程中,不仅要加强对建筑技术的管理监督,还要保证建筑技术与艺术的协调统一,强化建筑的艺术特质。
(三)提高建筑技术,促进建筑艺术的发展
关键词:智能建筑医院建设应用
引言
医疗改革必然加剧医疗市场的竞争,为了更好地适应医院从“以病人为中心”发展到“以患者为中心”,再到如今的“以人为中心”的经营理念的转变。医疗环境建设显得越来越重要,人们都知道:建筑是凝固的音乐的道理。因此,医疗建筑就更强调建筑的可持续发展(SustainableDevelopment,SD)和人性化。
1.门急诊楼的特点和任务
医院门急诊楼是医院的窗口和门面,是患者最先接触医院的地方。门诊人流复杂,在有限的空间和时间内,易形成健康人与患者混杂的局面,造成患者与患者、患者与健康人之间的交叉感染[1]。因此、合理的空间布局,现代化的建筑物自动化系统(BuildingAutomationSystem,BAS)、快捷的通讯网络、智能化门诊综合电子信息系统、人性化的候诊大厅,必将成为医院门急诊楼建筑智能化的全新理念。
2.门急诊楼智能化设计原则和目标
2.1设计原则每个时代的建筑无不打上时展的烙印。在智能化门急诊楼的设计上,将技术先进、符合主流标准、满足实用要求和便于系统维护作为出发点[2]。由于智能化建筑有很好的投资汇报率,经济效益显著,给建筑艺术与信息技术完美结合提供了良机,综观国内外医院建筑设计主流思想和设计理论,突破了以功能为主的设计理念,“以人为中心”成为医院建筑设计的首要原则。因此,在进行医院门急诊楼的智能化设计时,既要做到功能的叠加,又要防止设备的堆积[3]。避免以“A”的多少来评价智能建筑水平的高低。将建筑设计的前瞻性、科学性、创新性以及设计、施工与管理作为门急诊楼的设计原则。防止“病态建筑[4](sickbuilding)”或“室内空气质量(1ndoorAirQuality,IAQ)恶劣”的建筑出现。以结构化布线为基础,架构智能化门急诊楼的信息高速公路,给就诊患者和医务人员提供集人性化、信息化、专科化和商业化于一体的新型智能化门急诊楼。
2.2设计目标广大患者渴望有一个温馨、舒适、方便、和谐的就医环境,渴望医院提供高水平、快捷周到的医疗服务。而尽最大努力满足广大患者的要求[5],是建设智能化、现代化门急诊楼的宗旨和努力方向。门急诊楼在软环境的设计上除应具备完善的数据、语音、图像及多媒体通信与信息综合服务功能外;在硬环境上也应将门诊医生诊室设计成“一医一患一室一床”,以便保护就诊患者的私密。
3.门急诊楼智能化建筑设计的内容
3.1结构化布线系统的设计作为智能化建筑工程中的神经中枢——结构化布线系统(StructuredCablingSystem,SCS)是智能化建筑的关键部分和基础设施[6]。门急诊楼的智能化设计,必须充分重视SCS。从技术的角度讲,应根据SCS技术的发展适度超前,在经费许可的情况下,可以考虑光纤到桌面(FiberToTheDesk,FTTD)的布线方案,提升网络的整体性能。医院信息管理系统(HIS)、医学影像存档与通信系统(PACS)等的投入运行,以及电子商务(EC)、办公自动化系统(OAS)在医院的应用等都离不开SCS。而且随着医院数字化、网络化建设的发展,在未来的5-10年内,门诊医生工作站必将全面投入使用,更是离不开SCS的支持。
3.2BAS的设计广义的BAS不但包括建筑物楼宇设备的监控,还包括安全保卫系统
(如电视监控、门禁系统、防盗报警等)、管理服务系统(如各类报表编制、计量系统、物业管理系统等)。此外,用于消防的火灾自动报警与消防联动控制系统(FA)也属于该范畴,因其要求更高,国内近年来将其作为一个独立的系统进行设计和施工。本文所讨论的是狭义的BAS,主要包括以下几个方面:
3.2.1空调系统对空气流通有特殊要求的医院门急诊楼建筑,应以提高空气质量、降低噪音和节约能源为目的,同时综合考虑中央空调的类型、辅助设备、末端设备,气流、风量等因素。以外,在医疗建筑中将医疗环境检测系统纳入空调系统进行设计是十分必要的,在建筑的不同区域和空调系统的排风口等处安装相关传感器(如二氧化碳传感器等),进行必要的环境检测,同时在空调系统的设计上参考防治“非典”的空调设计要求。
3.2.2停车场管理系统随着数字化城市建设的加快,机动车数量迅速增加,就诊患者车辆的停放及管理将成为门急诊楼建设又一重要课题。采用先进的停车场管理系统既能对车辆进行有效管理和控制,保持良好的医疗环境,又能产生一定的经济效益。
3.2.3建筑医疗设备的设计和传统的楼宇建筑设备如电力监控系统、给排水系统等相比,建筑医疗设备有其自身的特点:第一,与建筑环境结合紧密,如集中供氧、负压吸引、压缩空气以及笑气供应和回收等子系统都必须结合医疗环境需求进行设计和施工。第二,各子系统前没有国家规范,医院在进行三气系统的设计时,必须结合医院需求,量身定做。同时在管理上,应将三气系统纳入BAS系统进行统一监控,实现普通楼宇设备与建筑医疗设备的统一管理。
3.2.4火灾自动报警与消防联动控制系统的设计该系统往往与BAS分开考虑,但是,在目前计算机技术、网络技术飞速发展的今天,火灾自动报警与消防联动控制子系统与BAS分开设计、施工和管理的模式,是与今天的科技发展不相适应的。不利于BAS的系统集成(systemintegrated,SI),不能达到节约人员,节省维护费,提高工作效率的建设目的。在施工期间,强调隐蔽工程的施工和验收,杜绝消防隐患,同时在建筑设备的选择上,严把质量关,因为建筑产品有使用后不可逆的特性,即建筑安装完毕后,很难通过“修改”的方式弥补缺陷、完善其功能。智能化建筑尤其如此[7]。
3.3门急诊背景环境调节系统的设计用于对门诊大厅、候诊厅等公共场所的软环境进行调节。从就诊患者的心态来讲,都想尽快就医,离开医院。但由于一些客观条件的制约,
候诊是必然的。在候诊期间,患者及陪护者如何度过这段时间,是医院在建设门急诊楼时必须考虑的问题。背景环境设计是门急诊楼家庭化设计的体现,优美的轻音乐,舒缓的旋律萦绕在门急诊楼内外,使患者有一种亲切感和归属感。背景灯光通过计算机来调节照度、色度,如在夏季以冷色调为主,冬季以暖色调为主,系统对改善门急诊楼的就医环境将起到积极作用。
摘要:本文对近年来有关建筑智能化技术的应用与研究进行了论述,虽然文献报道了许多有关智能建筑的最新技术,但对于医疗建筑智能化方面的报道较少,作者就医疗建筑智能化的内容进行了论述和归纳,期望为国内医院门急诊楼智能化建设与设计提供参考。
关键词:智能建筑医院建设应用
引言
医疗改革必然加剧医疗市场的竞争,为了更好地适应医院从“以病人为中心”发展到“以患者为中心”,再到如今的“以人为中心”的经营理念的转变。医疗环境建设显得越来越重要,人们都知道:建筑是凝固的音乐的道理。因此,医疗建筑就更强调建筑的可持续发展(SustainableDevelopment,SD)和人性化。
1.门急诊楼的特点和任务
医院门急诊楼是医院的窗口和门面,是患者最先接触医院的地方。门诊人流复杂,在有限的空间和时间内,易形成健康人与患者混杂的局面,造成患者与患者、患者与健康人之间的交叉感染[1]。因此、合理的空间布局,现代化的建筑物自动化系统(BuildingAutomationSystem,BAS)、快捷的通讯网络、智能化门诊综合电子信息系统、人性化的候诊大厅,必将成为医院门急诊楼建筑智能化的全新理念。
2.门急诊楼智能化设计原则和目标
2.1设计原则每个时代的建筑无不打上时展的烙印。在智能化门急诊楼的设计上,将技术先进、符合主流标准、满足实用要求和便于系统维护作为出发点[2]。由于智能化建筑有很好的投资汇报率,经济效益显著,给建筑艺术与信息技术完美结合提供了良机,综观国内外医院建筑设计主流思想和设计理论,突破了以功能为主的设计理念,“以人为中心”成为医院建筑设计的首要原则。因此,在进行医院门急诊楼的智能化设计时,既要做到功能的叠加,又要防止设备的堆积[3]。避免以“A”的多少来评价智能建筑水平的高低。将建筑设计的前瞻性、科学性、创新性以及设计、施工与管理作为门急诊楼的设计原则。防止“病态建筑[4](sickbuilding)”或“室内空气质量(1ndoorAirQuality,IAQ)恶劣”的建筑出现。以结构化布线为基础,架构智能化门急诊楼的信息高速公路,给就诊患者和医务人员提供集人性化、信息化、专科化和商业化于一体的新型智能化门急诊楼。
2.2设计目标广大患者渴望有一个温馨、舒适、方便、和谐的就医环境,渴望医院提供高水平、快捷周到的医疗服务。而尽最大努力满足广大患者的要求[5],是建设智能化、现代化门急诊楼的宗旨和努力方向。门急诊楼在软环境的设计上除应具备完善的数据、语音、图像及多媒体通信与信息综合服务功能外;在硬环境上也应将门诊医生诊室设计成“一医一患一室一床”,以便保护就诊患者的私密。
3.门急诊楼智能化建筑设计的内容
3.1结构化布线系统的设计作为智能化建筑工程中的神经中枢——结构化布线系统(StructuredCablingSystem,SCS)是智能化建筑的关键部分和基础设施[6]。门急诊楼的智能化设计,必须充分重视SCS。从技术的角度讲,应根据SCS技术的发展适度超前,在经费许可的情况下,可以考虑光纤到桌面(FiberToTheDesk,FTTD)的布线方案,提升网络的整体性能。医院信息管理系统(HIS)、医学影像存档与通信系统(PACS)等的投入运行,以及电子商务(EC)、办公自动化系统(OAS)在医院的应用等都离不开SCS。而且随着医院数字化、网络化建设的发展,在未来的5-10年内,门诊医生工作站必将全面投入使用,更是离不开SCS的支持。
3.2BAS的设计广义的BAS不但包括建筑物楼宇设备的监控,还包括安全保卫系统
(如电视监控、门禁系统、防盗报警等)、管理服务系统(如各类报表编制、计量系统、物业管理系统等)。此外,用于消防的火灾自动报警与消防联动控制系统(FA)也属于该范畴,因其要求更高,国内近年来将其作为一个独立的系统进行设计和施工。本文所讨论的是狭义的BAS,主要包括以下几个方面:
3.2.1空调系统对空气流通有特殊要求的医院门急诊楼建筑,应以提高空气质量、降低噪音和节约能源为目的,同时综合考虑中央空调的类型、辅助设备、末端设备,气流、风量等因素。以外,在医疗建筑中将医疗环境检测系统纳入空调系统进行设计是十分必要的,在建筑的不同区域和空调系统的排风口等处安装相关传感器(如二氧化碳传感器等),进行必要的环境检测,同时在空调系统的设计上参考防治“非典”的空调设计要求。
3.2.2停车场管理系统随着数字化城市建设的加快,机动车数量迅速增加,就诊患者车辆的停放及管理将成为门急诊楼建设又一重要课题。采用先进的停车场管理系统既能对车辆进行有效管理和控制,保持良好的医疗环境,又能产生一定的经济效益。
3.2.3建筑医疗设备的设计和传统的楼宇建筑设备如电力监控系统、给排水系统等相比,建筑医疗设备有其自身的特点:第一,与建筑环境结合紧密,如集中供氧、负压吸引、压缩空气以及笑气供应和回收等子系统都必须结合医疗环境需求进行设计和施工。第二,各子系统前没有国家规范,医院在进行三气系统的设计时,必须结合医院需求,量身定做。同时在管理上,应将三气系统纳入BAS系统进行统一监控,实现普通楼宇设备与建筑医疗设备的统一管理。
3.2.4火灾自动报警与消防联动控制系统的设计该系统往往与BAS分开考虑,但是,在目前计算机技术、网络技术飞速发展的今天,火灾自动报警与消防联动控制子系统与BAS分开设计、施工和管理的模式,是与今天的科技发展不相适应的。不利于BAS的系统集成(systemintegrated,SI),不能达到节约人员,节省维护费,提高工作效率的建设目的。在施工期间,强调隐蔽工程的施工和验收,杜绝消防隐患,同时在建筑设备的选择上,严把质量关,因为建筑产品有使用后不可逆的特性,即建筑安装完毕后,很难通过“修改”的方式弥补缺陷、完善其功能。智能化建筑尤其如此[7]。
3.3门急诊背景环境调节系统的设计用于对门诊大厅、候诊厅等公共场所的软环境进行调节。从就诊患者的心态来讲,都想尽快就医,离开医院。但由于一些客观条件的制约,
候诊是必然的。在候诊期间,患者及陪护者如何度过这段时间,是医院在建设门急诊楼时必须考虑的问题。背景环境设计是门急诊楼家庭化设计的体现,优美的轻音乐,舒缓的旋律萦绕在门急诊楼内外,使患者有一种亲切感和归属感。背景灯光通过计算机来调节照度、色度,如在夏季以冷色调为主,冬季以暖色调为主,系统对改善门急诊楼的就医环境将起到积极作用。
4.门诊综合电子信息系统
系统以患者信息为依托,通信网络为基础,智能化导医为核心,计算机为工具,从而完成门诊各项服务性任务。该系统借助系统集成技术,将硬件(含系统软件、工具软件等)、网络、数据库及相应的应用软件组合成为有效实用的,具有良好交互界面的计算机应用信息系统。通过信息查询系统,消除长期困扰医院门急诊楼“三长一短”现象。
4.1门急诊大屏显示系统采用大屏显示系统,可对医院概况、科室设置、出诊专家、收费标准和药品价格等及时提供给患者,方便患者进行相关信息的查询,从而实现诊间医令、划价、取药等快捷准确的计算机管理。
4.2智能化导医系统为避免患者就诊时的顺序混乱和提高医务人员工作效率。在门诊管理系统的挂号预约子系统基础上,增设患者就诊科室的相关信息,设计安装小型电子屏幕,导向标志,指示患者就诊去向。导医系统的智能化设计应充分展现计算机技术,发光二极管(LED)、液晶显示器(LCD)、等离子电视(PNP)等显示技术和通信技术的优势,并结合医院HIS系统,将门急诊叫号和导医系统进行柔性设计。患者挂号后即生成患者就医的相关信息,提示就诊科室的去向,门诊管理系统将挂号患者的信息传递给门诊智能化导医系统。该系统完全以患者就医为中心,以降低医务人员的工作强度为目的,以提高医院门急诊楼的使用效率为目标,来提高门急诊楼的整体功能。克服目前医院门诊患者就医由专人负责维持秩序和增设导医人员的诸多不利因素。
4.3增设计算机查询系统系统采用条码识别技术或密码确认技术,在门急诊楼的不同功能区域配置计算机触摸屏,方便患者查询在医院内的所有消费及患者所需要的各类医学信息资料,加强医院宣传力度,提高对患者的吸引力。
4.4构建全信息化门诊专用视频会诊系统根据科技的发展和21世纪就医模式的需要,智能化门急诊楼建设应设有电话预约挂号、医疗咨询、远程门诊视频会诊系统等,从而实施交互式多媒体有偿服务,解答患者常识性的医疗问题,指导就医,方便那些只需询问相关症状即可解决病痛的患者[8]。也为被距离和时间分割开的医、患之间建立一条信息高速公路。在智能化门急诊楼的建设中,构建一个集多媒体教学、远程门诊视频会诊系统于一体的全信息化门诊医师平台,通过门诊专用视频会议系统,开展远程专家门诊。系统联结成功后,异地协作医院只需将患者安排在有门诊视频会诊系统的门诊办公室或其他适合的场所,患者与远端的医学专家即可进行异地门诊。该系统将充分利用我国宝贵的医疗资源,同时可减少患者的医疗费用开支。这种异地门诊的就医方式在计算机技术、网络技术和通信技术飞速发展的今天将很快得以推广。
6门急诊楼智能化建筑设计应注意的问题
6.1注意协调各工种的关系在建筑上,各工种工程师所面对和处理的对象不同,智能建筑工程师由于掌握着最新知识,对技术的追求可能走在其他建筑工种的前面,而其他工种的工程师由于对“智能建筑”认识的偏差,于是便有了“智能建筑”无非是“一套综合布线,少些墙,多些孔”而已的观点。其实在国内有关“智能建筑”的文献中,“智能建筑≠建筑十智能”几乎是一致的说法(张瑞武,1996;李博贤,1997;林贤光,1997)。当然智能建筑技术的合理性不等于建筑的最终成功。各工种要相互合作、理解和沟通,才能完善“智能化建筑”。
6.2强调建筑施工与楼宇物业管理同步设计传统建筑物物业管理的内容较为单纯,智能建筑具有许多新的内容和特点,因此管理和维护相对复杂。建筑智能化系统所使用的设备科技含量高、自动化程度高,对操作和管理人员的技术素质要求高。同时智能建筑建成后,其维护和保养将成为正常运行的关键。基于以上因素,门诊楼的建筑智能化设计应包含物业管理的内容。
6.3注重工程与科研的关系信息社会的特点是知识、技术更新快,医疗建筑有公共建筑的特点,即为共性:但更多地是其他建筑所不具备的个性。比如门急诊大屏显示系统、智能化导医系统、建筑医疗设备系统、全信息化的门急诊视频会诊系统、门急诊患者输液管理系统等都是其特有的。有些系统是成熟的,也有些系统是不成熟的或没有的,医院必须结合具体的工程设计要求进行前期的论证、规划和开发,从而使工程和科研紧密结合,建设符合时代特征的医疗建筑。
7.结论
21世纪医院门急诊的就医环境要充分体现“以人为本”的理念,提高医院门急诊楼的建筑品位。让患者是“上帝”这一理念在医院得以充分体现,一流的环境、一流的服务使患者感受人生价值的升华[9]。同时,将门诊楼建设成为具有智能化、数字化、信息化、网络化和国际化的标志性建筑,为医院实现医疗建筑跨越式发展铺平道路,也为今后实现医院数字化管理创造条件。
参考文献:
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[2]刘国林.建筑物自动化系统[M].北京:机械工业出版社,2002.433-434
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[5]郭锡斌,张岚,张群,病人为中心,建设温馨家庭式服务窗口[J]医院管理杂志,2003,7:35-37
[6]吴达金编著.综合布线系统工程设计和施工[M).北京:人民邮电出版社,1999.4.6-10
[7]金磊.建筑科学与文化[M].北京:科学技术文献出版社.1999.10
1)民用住宅建筑中屋面的覆盖材料,一般会使用导热系数较好、吸水率较低或者容量较低的材料,此种材料一定会具备所需求的强度,屋面板和防水层之间是承重层的位置。屋面材料在选择时,一定要按照国家的相关标准,在材料的存储阶段,防水防潮是一定要严格关注的,在建筑施工时,要根据正确的施工工艺和配比开展施工的流程。
2)民用住宅建筑的屋面绿化。民用住宅建筑中的屋面绿化若能顺利进行,可以将其中所存在的二氧化碳气体合理减少,从而使建筑的能耗降低。例如:在夏季,屋面如果采用了绿化处理,就会比普通的房屋屋面少5℃的温度,室内的温度能够减少3℃左右,并且对民用住宅建筑增强绿化,能够将建筑物的周围环境有效改善,可以将民用住宅建筑中的周围温度合理降低。
2墙体施工的节能技术
墙体施工的节能技术,是将保温墙体的施工过程作为最主要的部分,基本是对墙体保温性能的提升,一般情况下是在承重墙的外层部位建立保温层。
1)保温层的施工
外墙体的保温层施工是民用住宅建筑施工的节能技术中最为核心的部分。在施工时若没有正确的处理过程,就会产生耐久性减弱、渗水、脱落或者开裂的现象,因为墙体的外侧是保温层的施工位置,没有较强的粘着性,很容易产生严重的后果,同时对应的成本也相对较高,施工工艺的采用上,一般会选择复合、喷涂、干挂以及抹灰等。目前所提倡的施工工艺为加气混凝土与蒸压粉煤灰的结合体,在外部的围护上可以充分的利用此种材料的优质特性,将保温隔热性能提升,并且绿色环保的功效也能大大体现。同时简单的施工技术,让施工人员的工作时间减少。
2)外墙体的保温施工
民用住宅建筑中所涉及到的承重墙所使用的施工工艺,是对整砖使用平砌的方式,然而如果面临空心砖,就不可以对其砍凿。此外,一些部位是有管线经过的,就要利用实心砖进行砌筑,这时一定要留有预埋的位置,并且此位置在填筑时不可以用水泥砂浆,否则会严重的将民用住宅建筑中想提升的保温隔热性能降低。新型建筑材料的选用和先进的施工方法与技术是建筑施工中非常重要的一项内容,这就要求施工管理人员要时刻将节能理念贯穿在整个施工过程,积极地推行建筑节能材料的应用。
例如聚苯颗粒保温料浆外墙保温技术,是将废弃的聚苯乙烯塑料加工破碎成为0.5mm~4mm的颗粒,作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层(或是面层防渗抗裂二合一砂浆层)。该施工技术简便,不仅可以减少劳动强度,提高工作效率,还不受结构质量差异的影响;对有缺陷的墙体施工时,墙面不需修补找平,直接用保温料浆找补即可。该施工技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易脱粘空鼓、面层易开裂等问题,从而实现外墙外保温技术的重要突破。
3门窗施工的节能技术
关键词:超高层建筑
THEDEVELOPMENTOFCONSTRUCTINGTECHNOLOGY
OFSUPER-TALLBUILDINGS
自1968年日本外交部大厦(地上36层,高度147m)建成以来,日本的超高层建筑的发展已有30年的历史了。随着强震记录的收集技术和计算机技术不断发展,动力设计方法的不断完善以及建筑用钢材的发展,日本正迎接钢结构超高层建筑时代的到来。
1超高层建筑的现状
高度超过60m的建筑物,需受到日本建筑高层评委的评审,并通过建设大臣的认定后,方可允许建造。从日本《建筑通讯》上刊载的这些建筑物的有关数据资料,可以看出,除塔状构筑物及烟囱等以外,高度超过60m的建筑物,日本现在(1998年1月)有1000栋以上,其结构类型:纯钢结构(S结构)为60.6%;下部为钢-钢筋混凝土结构(SRC结构)、上部为S结构(S+SRC结构)为3.8%;SRC结构为21.3%(如图1),以RC(钢筋混凝土结构)高层住宅为主的建筑数量不断增加,且比率达13.9%。高度超过150m以上的建筑物,已有65栋,其中S结构占84.6%;下部为SRC结构、上部为S结构占6.2%;SRC结构占7.7%,从而可以看出超高层建筑以S结构为主的变化状况(如图2)。
图1受高层评委评审的全部建筑物
(1072栋)的结构类型
图2高度为150m以上的建筑
(65栋)的结构类型
把日本的超高层建筑按高度顺序由大到小进行20位的排列(排列表略),第20位的建筑最高高度为200m。如果看一下这些建筑物的结构特性,其主要的结构材料,全部是S结构。并在S结构中,配置了支撑系统及钢板抗震墙、带缝墙等,以减小强震或强风时的侧移变形。此外还增设了抗震装置。
2新材料的利用
在抗震设计中,一直以保证骨架结构的强度为重点。通过分析强震记录,发现强震时,仅是强度抵抗,并没有给予建筑物以充分的塑性变形能力。而塑性变形却可以吸收能量,减轻震害,这在抗震设计中,显得十分重要。因此,对钢材性能的要求也发生了变化,研制和开发出了适用于超高层建筑的高性能钢材,同时,还开发出了新的高层结构体系。
2.1高性能钢
80年代后期,超高层建筑,大跨结构迅速发展,对钢材性能的要求也越多。主要包括有高强度,低屈强比,窄屈服幅等的耐震性能;可焊性,形状尺寸加工精度的施工方面的性能以及耐久性等。
2.1.1高张力钢
建筑用钢材的应力-应变曲线如图3所示。其屈服点在100~780N/mm2的范围,其中屈服点为400N/mm2的钢材,占一半以上。
图3钢材应力-应变曲线
1-780N钢;2-建筑结构用780N钢;
3-建筑结构用高性能590N钢;4-SN490;
5-SS400;6-极低屈服点钢
钢材屈服点的提高,在设计方面就需要保证结构的刚度要求,防止局部屈曲;在施工方面就要保证结构的可焊性。另一方面,在多震国,地震时确保结构建筑物的安全性是一个最大的课题。因此,高张力钢不仅要有很高的屈服点及抗拉强度,还要具备充分的塑性变形能力。从这些观点出发,1988~1992年间,日本开发研制了屈服点为590N/mm2的高张力钢,广泛用于超高层建筑中。近些年来,又开发研制了屈服点为780N/mm2的高张力钢,已开始部分应用于超高层建筑中。
2.1.2低屈服点钢
另一方面,还开发研制了利用钢材的低屈服点和屈服特性的技术,耐震设计中的隔震和抗震构造技术得到了迅速发展,地震对建筑物输入的能量,通过建筑物特殊的部位吸收,从而确保整个结构的安全,防止结构构件(梁,柱)的破坏和损伤,低屈服点钢主要用于这些特殊部位,作为吸收地震能的材料。低屈服点钢,其化学成分主要是纯铁。如屈服点为100N/mm2的钢材(为普通钢材屈服点的一半左右),具有很大的塑性变形能力。
2.1.3TMCP钢
建筑物的高层化、大跨化等,要求使用的钢材高强度化,大断面化,极厚化。以往的冶炼方法,若保证钢材的高强度,就需加入相应的碳元素,钢材含碳量的增加会导致可焊性的降低。为了解决这个问题,开发研制了490N/mm2级的建筑结构用TMCP钢。建筑结构用TMCP钢,是通过TMCP(热处理)处理后得到的。已广泛用于超高层建筑中,如东京都新(厅)舍大厦(地上48层,檐口高241.9m)中的柱子全部采用此种钢。TMCP钢的特点是:①改善了可焊性,②保证了极厚部位的强度,③降低了屈强比。
2.1.4SN钢
根据超高层建筑的抗震要求,钢材应具有足够的弹塑性性能和较好的机械性能,可焊性能,具有吸收地震能的能力,日本JIS制定了“建筑结构用钢材”(SN钢)标准。广泛用于超高层建筑。SN钢要求:①保证可焊性,②保证塑性变形能力,③保证板厚方向的性能,④保证经济性和加工方便,⑤保证与国际规格接轨。SN钢的规格有A、B、C三种,其板厚都是在6~100mm,分400N/mm2和490N/mm2两个等级。
2.2新RC结构(钢筋混凝土)
在钢结构钢材的强度不断提高的同时,钢筋混凝土结构中的钢筋和混凝土强度也在迅速地提高。1988年以来,进行了强度为58.8~117.6MPa的混凝土及强度为686~1176.7MPa的钢筋的开发,并已用于超高层住宅中,如礼新城北高层住宅(地上45层,高度160m),所用混凝土强度为58.8MPa,主筋强度为686MPa,断面加强筋强度为784MPa,是以前高层RC结构所用材料强度的两倍。现在超高层建筑已开始使用78.4MPa,98MPa的混凝土。
2.3CFT结构(钢管混凝土)
由于高强度钢的使用,可以使构件截面做得小而薄,然而这必带来局部屈曲和刚度降低的问题,解决这个问题的途径之一就是采用CFT柱。
继S结构、SRC结构、RC结构之后,它形成了第四种结构体系。CFT结构体系,就是用圆形或多边形钢管内填充混凝土的柱子和S结构,钢-混凝土结构的梁连接起来而形成的结构体系,具有刚度大,耐久力大,变形能力强,防火性好等方面的优良结构性能。因此,超高层建筑,大跨结构等开始广泛采用此种结构体系。
CFT柱的优点是,混凝土填充在钢管中,在受压和受弯共同作用下(如图4所示),混凝土向横向扩散,然而却受到钢管的横向约束(称为钢箍效应)。所以,混凝土的强度和变形能力提高。另一方面,由于混凝土的填充,钢管的局部屈曲受到了有效的抑制,如图5。这样,CFT柱可以最充分利用高张力钢的强度。随着高强混凝土及其组合的研究不断发展,将来高度为1000m级的超高层建筑的构想实现,期待着CFT柱将起主要作用。
3隔震,抗震结构构造
1995年1月的阪神大地震以来,隔震结构急剧增加。从地震加速度反应谱曲线上可知,为了减小建筑物上的地震力,需要延长建筑物的固有周期,使其获得大的衰减。隔震结构是指,在建筑物基础上,安装夹层橡胶等水平方向柔软的减震支承,使水平变形集中在减震层上,把整体结构的固有周期延长2~3S的同时,再利用某种衰减装置(阻尼器),使作用在建筑物上部的反应加速度、位移得到大幅度衰减的结构体系。有许多种实用的减震支承和衰减装置,现将有代表性的列于表1中。
表1减震装置的性能和种类
装置
分类
性能种类
支承*支承荷载
*延长固有周期
*降低反应加速度
*降低上下水平振动夹层橡胶
高衰减夹层橡胶
铅芯夹层橡胶
滚动支承
水平
衰减
装置*限制水平地震反应位移
*降低水平地震加速度
*限制共振反应弹塑性阻尼器,高粘
性阻尼器,油性阻尼
器,摩擦阻尼器,高
衰减夹层橡胶,铅
芯夹层橡胶,滑动支
承
这种隔震结构的上部结构常是较刚性的。超高层建筑的固有周期都比较长,所以它自身已包含了减震效应。但是如果把衰减装置安装其上,则对于抗震更是一个有效的方法。
图6蜂窝式阻尼器的循环过程
用于超高层建筑(高层建筑)上的衰减装置,有对应于建筑物上下层的水平位移差(层间位移)而运动的钢制弹塑性阻尼器;高衰减的油性阻尼器;粘性抗震墙;粘弹性阻尼器等。其中,钢制弹塑性阻尼器,是利用钢材塑性荷载-变形关系曲线描述大的循环过程,并把振动能用循环面积消耗掉的一种装置。蜂窝式阻尼器就是一例。它是利用200N/mm2级的低屈服钢,利用它有限的塑性变形特性,提高吸收地震能的能力的装置。图6表示蜂窝式阻尼器的循环过程。
把这些衰减装置设置在超高层建筑上,多数情况下,可使设计地震力减小约30%左右。
4结论
超高层建筑不仅在日本、美国等发达国家较为普遍,就是在发展中的中国,它仍然是今后我国建筑事业发展的方向。为此,随着我国国力的不断增强,不断借鉴外国先进的建筑技术,并结合我国的具体实际,必将能走出一条具有中国特色的超高层建筑之路。
参考文献
1.1外墙的防渗技术
在建筑工程施工中,外墙渗漏主要表现为局部裂缝或局部渗漏,对工程的整体质量造成了比较大的影响。因此,外墙的防渗工作一直是工民建筑中的施工重点。为了保证工程的施工质量可以达到整体规划的基本要求,在施工的过程中,技术人员要根据相关的规定和要求进行施工。站在施工技术和施工工艺的角度俩来看,外墙裂缝一般都是一些不对称、不规则的裂缝,甚至还会出现一些相互交错的复杂裂缝。所以,在施工的过程中,需要全面分析施工中各个方面的因素,处理施工中存在的施工隐患,确保施工质量的安全性和可靠性,在目前的工程项目建设中,外墙施工的各个环节和施工步骤都会对工程的裂缝类型和防水性能造成影响,所以,在处理防渗问题时,要全面了解容易出现裂缝的施工环节。
1.2卫生间和厨房的防渗技术
卫生间和厨房是建筑中用水量最多的地方,如果防水工作做不好,就会对人们的生活和工作造成影响,所以,在工民建筑工程施工中,卫生间和厨房的防渗工作是非常重要的。在施工时,厨房和卫生间的高度要低于卧室和客厅地面20mm,在结构施工时,要将高度差做出来,并根据相关规定和要求进行起坡,地漏口要超出邻近地面100mm以上,在墙根向上300mm内进行防水层的设置,卫生间墙体和厨房0~180mm的范围中要进行抹灰,并掺入防水粉,穿楼板管道和烟道使用微膨胀剂和细石混凝土进行封堵,将管道的四周凿毛,并将其清洗干净,将模板支撑好,使用细石混凝土进行封堵,管道200mm的范围中,从管道边部向外部进行找坡,在进行卫生间和厨房的防水施工前,要先进行试水工作,当有渗漏的情况出现时,要将渗漏的源头找出来,并对渗漏进行处理,最后根据设计的要求,涂抹防水涂膜。
1.3门窗防水漏的方法
在工民建筑中,门窗属于使用次数比较多的地方,所以门窗的防渗难度相对来说也比较大,需要施工人员有丰富的理论知识和良好的操作技术。在进行门窗防渗的工作中,要重视门窗的安装和日后的使用,门窗的面积和活动次数都会对建筑的美观造成影响,而且对建筑者以后的使用也会有比较大的影响,所以,在处理门窗渗漏时,要充分考虑建筑的整体性和美观性,在进行外墙铝合金窗施工时,要选择符合国家标准的铝材,并达到施工图纸的设计要求,在搬运的过程中,不要出现损坏、变形和扭曲的情况,如果出现变形则要进行报废处理,不允许人工处理后重新进行使用。使用的配件要可以达到使用要求,保证门窗在按照完成后,在封闭的情况下,没有风可以吹进来,如果有风吹入,要重新封闭不密实的地方,直至不在感受到风吹进来为止。窗框按照好后,要进行塞缝处理,通常使用集合物和硬物防水砂浆进行施工,按照1∶2的比例进行填实,使用改性防水砂浆涂抹在外墙两侧,安排专人检测塞缝,内窗台和外窗台之间的差值要在20mm以内,窗眉做成鹰嘴装,坡度要在20%以上,并使用防水性能比较好的外墙涂料对板底进行涂刷。
1.4屋面的防渗
在工民建筑施工中,要保证屋面板的施工质量,组织专人对房屋防水工程的监督管理力度,由于屋面板除了具有承重和保温隔热的作用以外,还可以有效的预防渗漏情况出现,一般屋面渗漏主要出现在檐沟、天沟、出气孔管道等地方,对于这些渗漏,主要使用以下方式进行预防:(1)全面调查和分析建筑工程的施工环境、地理位置、天气的湿度和温度,并根据这些因素对温度卷材和防渗漏材料进行检查。进行涂料和卷材的施工时,要根据施工规范进行施工。(2)在进行钢筋混凝土的浇筑时,为了避免温度降低出现裂缝情况,要保证浇筑施工的连续性,在浇筑钢筋混凝土时,要保证振捣的密实性,防止出现漏筋和漏浆的情况。(3)在找平时,使用的材料和结构要具有良好的刚度,而且强度和结构要具有良好的整体性,坡度要合理,从而来避免形成渗漏和积水。
2混凝土的施工技术
2.1选择混凝土材料
(1)砂。一般选择细骨料砂进行施工,对砂的级别、质地、细度模数、有害物质含量、含泥量等进行检查。
(2)水泥。由于水泥的标号和品种比较多,因此要根据设计图纸的要求和实际使用的位置选择合理的水泥标号和水泥品种,对于强度比较高的混凝土,要优先选择标号比较高的水泥进行试配。
(3)外加剂。选择外加剂时,要对生产厂家许可证进行检查,使用混凝土外加剂前,要做好试配试验,确保外加剂混凝土和水泥想适应,查看其是否可以达到混凝土设计性能的相关指标,此外,要说明外加剂的有效日期,对外加剂的剂量进行控制,不能随意进行添加。
(4)石子。对于粗骨料石子,要重点对石子的级别、质量、含泥量、最大粒径、针片状颗粒含量等进行检查,通常会使用颗粒直径为1~3cm的碎石,不允许使用混有煅烧过的白云石和石灰石作为施工材料。
2.2混凝土的浇筑施工
(1)在浇筑混凝土前,首先要进行一次全面的清扫工作,在混凝土浇筑面检验合格后,才可以进行混凝土的浇筑.
(2)在浇筑混凝土时,使用平铺法或台阶法进行施工,不允许使用滚浇法进行施工,要严格按照设计的厚度、施工顺序、施工方向、分层进行施工,保证浇筑面的平整度,在进行混凝土墙体的浇筑时,一般将厚度控制在30~50cm之间,并保持均匀、对称。
(3)为了使老混凝土面和新混凝土面可以充分的结合,在进行首层混凝土的浇筑时,要铺设和老混凝土标号相同的水泥砂浆,厚度为2~3cm,铺设砂浆的面积要和混凝土浇筑的强度相适应,避免出现砂浆过厚或过薄的问题。确保混凝土铺设厚度的均匀性。
(4)在进行工民建筑混凝土的浇筑施工时,如果出现比较多的溢水,要及时进行清理,并做好相关的预防措施,为了防止灰浆被带走,不允许出现在模板上开孔的行为。
(5)在浇筑混凝土顶板时,要注意设置科学的变形位移观测点,安排专人定期对模板进行观测,查看是否有偏移的情况,此外要安排专人对模板进行检查和加固。
3结论
1.1结构的稳定性能
在我国古建筑木结构设计中,木结构的整体稳定性是极其重要的。在研究我国古建筑抗震性的过程中,“墙倒屋不塌”形象说明了古建筑木结构的抗震性能,其意思为即使木结构房屋的墙倒塌了,但是屋顶受到木构架支撑而不降落。这主要取决于我国古建筑特点,即运用梁、柱、雀、斗拱和额仿的交替穿插结构,能够让古建筑具备极强的抗震性能。目前我国很多寺庙、佛塔及房屋虽然历经千百年风雨侵袭,经历过无数次地质灾害,仍然岿然不动。木结构的古建筑加工非常方便,但是其也有着一定的缺陷,就是在长期受到风雨侵蚀后,会导致性能不断下降并破坏木结构。
1.2人与自然的和谐美感
无论哪种设计都要具备全局观念,要将主观构思的“意”与客观存在的“境”有机结合起来,根据实际地形起伏情况,并充分运用四周环境的特色,对其进行合适的改造。利用合理布局的方式,全面综合的对建筑内各种有利因素进行安排,针对用地功能的不同,确保衔接和划分科学合理,不仅要对主景区、休闲区、活动区以及主要干道与出入口加以考虑,同时还要考虑到立面与平面的关系。要借助借景、造景等措施,让主体在整个设计中得到突出。此外,在古建筑设计过程中,植物设计要将主题化景观原则体现出来,让古建筑中植物主题与时分、气象系统显示出的时景美体现出来,这样能够为古建筑营造出舒适、宜人以及幽雅的组团景观。古建筑中的植物要主次分明,科学合理的对花草、灌木、乔木等进行搭配,尽量创造出自然之感,最大限度防止显现人工之态。同时还要对植物围合空间进行合理应用,按照地形的差异,各类组团绿地要选择不一样的空间围合:比如人行道两旁、街道等,要运用封闭性空间,有效隔离外界的嘈杂声,在喧闹中营造出安静的氛围,从而创造出和谐、宁静的生活环境。
2古建筑结构与艺术存在的现状
2.1破坏现象日益严峻
目前我国古建筑发展形势并不乐观,破坏现象越来越严重。古建筑有着浓厚历史文化气息,但是近年来由于城市化程度不断加快,古建筑已经慢慢淡出人们视野。古建筑历史符号较为鲜明,体现了城市发展的品位。然而,虽然古建筑利用现代技术手段得到一定的修复,但是却缺少了原本的神韵,城市文化底蕴也在城市发展过程中逐渐消失,这样就无法让人们对古文化的追求得到满足。特别是人文遭到破坏,未能建立完善的保护机制,导致古建筑被利用甚至被破坏,这极大降低了城市发展品位。
2.2历史品位逐渐消失
在古建筑逐步消失殆尽时,历史文化品位也会慢慢减少,特别是对于一些研究价值极高的古建筑,比如,我国庭院式组群布局带来的艺术效果,相比于欧洲建筑,有着独特的艺术魅力。通常情况下,欧洲建筑是一目了然的,但是我国古建筑宛如一幅动人的画卷,需要一层层展开来看,很难一眼就将全部看完。在进入我国古建筑后,必须从一个庭院走到下一个庭院,需要走完之后才可看完。比如,北京故宫就是其中的典范。然而随着我国现代化建筑不断拔地而起,古建筑在维修保护时还是沾满了现代化气息,这导致古建筑的艺术品位逐步消失,对于城市整体发展需要十分不利。
3古建筑表现出的艺术魅力
3.1建筑群体的美
庭院式是我国古建筑群体布局的主要特点,在古建筑群中一般会设置一条中轴线,各建筑以对称的方式分布在该中轴线两周。虽然运用了封闭布局,但是人们置身于建筑群中,能够感受到建筑群内风景各异。另外,统一的颜色也能够增添建筑的美感,这也是古建筑群体布局呈现出的美。我国古建筑艺术主要发展于封建社会并逐步成熟,其主体是汉族木结构建筑,同时也涵盖了其他少数民族的经典建筑。我国古建筑是在世界建筑史上延续时间最长、分布地域最广、建筑风格最明显的艺术体系。现代建筑风格中,也有大量建筑运用了古建筑艺术风格,比如,可以利用自然景观对内部小气候加以改善,从而创造出安逸的休憩场所。根据西方考古发现可知,古罗马庞贝古城就有很多立柱支撑结构,建筑周围环绕着回廊,建筑中部是接雨用的水池。但是我国古建筑庭院布局一般通过引入自然空间的方式,庭院不仅能够为建筑提供较好的通风采光条件,同时还能够为建筑空间增添更多的诗意。而在现代建筑中则缺乏这种独特的文化氛围,城市在发展过程中也无法将这种独有的气质风貌体现出来,很难综合对艺术加以运用,这是导致古建筑渐渐减少的主要原因。
3.2建筑造型的美
斗拱与大屋顶是我国古建筑的特有标志,其结构相对比较复杂,各类结合在一起形成了古建筑的造型美。屋顶等级明显的特点也是我国古文化的重要组成部分,其中的硬山、悬山等都将古建筑的美淋漓尽致地体现出来,而山墙与出檐的构造让对称的建筑结构得到了美化。同时通过将屋顶轮廓化,应用各种色彩,更进一步增添了建筑的美感。目前,随着社会科学和自然科学的融合发展,建筑科学在发展过程中不断开拓新的领域、丰富视野、更加体现了人文关怀,并形成了以人为本的建筑理念。建筑是有丰富的思想的,不是建筑技术、建筑艺术以及建筑材料的随意堆砌,建筑不仅具备一定感情,同时还要与自然规律相符,满足人的需求。此外,建筑也不是单纯的艺术或技术,而是与养生文化密切相关的综合性文化。在养生学和建筑学之间,或许会产生一门新兴科学,即养生建筑学或建筑养生学。吴良镛教授说过:“文化是城市和建筑之灵魂”,在技术建设力量与破坏力量不断增加的同时,现阶段面临的主要问题就是建筑缺乏灵魂。在将各类地形进行组合与分割后,产生不同功能的统一与划分,比如,人们锻炼场地要具备平坦的特点,这样能够减少人们的消极情绪。对于地形比较陡峭、崎岖的情况,则适用于爱好追求新鲜刺激的人们,因此通过对人群进行划分,能够加强建筑区域内人们的沟通交流,彼此探讨锻炼心得,十分和谐与融洽;还可以对地形上的景观建筑进行有创意的设计,将地方历史文化特征凸显出来,并让主流元素融入其中,增强人们的亲切感。
3.3与周围环境的和谐美
在古建筑布局时要将建筑融入四周环境空间中,比如苏州园林就充分借助树木、假山等来让建筑物融入环境空间中,这也是“步移景异”的由来。对各种大小不一、四处散落的建筑进行布局,要利用中轴线进行合理布局,比如北京紫禁城就是其中典型的代表。在建筑设计过程中,坚持以人为本的设计理念,特别是在面对各种建筑、人群以及文化的不同需求,同时还要考虑到建筑背景、生活习惯及服务对象等因素。要根据公共建筑空间组合设计多样性特点,以舒适、健康和安全为前提,合理融入更多个性化的设计,在确保整体感觉能够被突出的情况下,让公共空间更具美感和多样性。
4结语