绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇建筑高级论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
二、构建高职建筑工程技术专业工作过程系统化课程体系框架
我院按照建筑工程施工过程这一主线,对所需的知识点和技能点进行重新梳理与整合,形成了培养与强化学生的基本素质、专业基本能力、专业核心能力和专业拓展能力新的全新课程体系。其中,基本素质可以通过学习专业基本素质课程、文化素质课程和职业道德素质课程进行培养;专业基本能力主要包括识图能力、测量放线能力和材料检测能力,可以通过学习《建筑识图》等专业基础课程进行培养:专业核心能力重点突出施工技术能力,可以通过学习《基础工程施工》等课程进行培养;专业拓展能力主要包括监理、安装等方面的能力,可以通过学习《建设工程监理概论》等课程进行培养。课程体系的框架已基本构建,最终能否实现关键在于专业核心课程的开发,因此专业课程开发已成为其中的重要一环。
三、校企联合开发高职建筑工程技术专业核心课程
高职建筑工程技术专业核心课程的开发,应该遵循由校企联合开发的逻辑规律和路径,分析就业岗位及各岗位的主要工作任务,进而设置学习领域的课程。
1.就业行业、企业。
从建筑工程学院多年来对毕业生跟踪调查统计结果来看,高职建筑工程技术专业的毕业生就业主要为中小型的建筑公司、房地产公司、监理公司等单位。因此,将高职建筑工程技术专业毕业生的就业确定为中小型企业,既是保障建筑工程技术专业教学质量,又是提高学生就业率的必然选择。
2.就业岗位及主要工作任务分析。
由于中小型企业的工作相对于大型企业而言较简单,并且企业自身发展空间较小,对本科及以上层次人才的吸引力较小,因此在中小型企业就业的高职建筑工程技术专业学生必须具备一人多岗、多岗兼顾的能力。常见的建筑类工作岗位主要有:施工管理、质量检测、安全管理、资料管理、测量放线和材料检测等6个岗位。其中:施工管理岗位主要工作任务:组织工程施工的生产管理;编制各项施工组织设计方案和施工安全、质量、技术方案;合理规划布局施工现场平面图;编制工程总进度计划表和月进度计划表及各施工班组的月进度计划表等工作。质量检测岗位主要工作任务:工程的质量监督和检查验收;各工种的分部、分项工程跟班质量检查和验收;监督检查各施工班组的各项质量;填写质检内业;收集各班组的工程质量检查资料,作为竣工验收的依据;定期组织召开现场质量例会,制定预控及整改措施。安全管理岗位主要工作任务:建立健全本工程有关安全管理制度;进行安全教育;检查各级安全技术交底;巡回检查施工现场;检查班组安全生产活动;安全生产资料的编制、收集、整理、归档等工作。资料管理岗位主要工作任务:工程项目资料、图纸等档案的收集、管理;参加分部分项工程的验收工作;计划、统计的管理;工程项目的内业管理等工作。测量防线岗位主要工作任务:制定与施工同步的测量放线方案;测量仪器的核定、校正;测量放线等工作。材料管理岗位主要工作任务:现场材料管理,制定材料管理规划,组织料具进场,现场材料的验收、保管、发放、核算;材料计划管理工作,编制材料计划,材料的供应;材料的选购;编制单位工程耗用材料的控制指标;材料进场调拨、转移领用;材料仓库的仓库管理;材料核算管理等工作。
3.学习领域课程的设置。
从我院调研分析的结果来看,高职建筑工程技术专业的课程必须按照学习领域进行设置,下面以培养施工管理能力的核心课程之一《基础工程施工》的设置为例进行说明。在《基础工程施工》课程设置时我们将一个个学习情境按照一个任务或项目的形式来进行设计,并按照职业能力成长规律由易到难排序,同时在学习内容中有机融入相关建筑工工艺、建筑工程质量统一验收标准、建筑工程质量验收规范。
2近几年高层建筑供水系统中存在的不足和问题
(1)给水设备的水量、水压要求欠明确,而且高低幅度较大,有关规范和设备要求都不尽相同,加之人们总希望安全性高一些,因此,给水系统出现大马拉小车的情况是较为普遍的,这也就为潜在的隐性电耗浪费提供了条件。我们以一般的水嘴d15为例,面盆洗涤及厨房水嘴,动压0.1MPa,流量不小于0。15l/s,但浴盆水嘴动压0.3MPa,流量不小于0.3l/s。压力差为3倍、流量差为2倍。《住宅建筑规范》GB50368---20058.2.4分户用水点给水压力,不小于0.05MPa,入户管的给水压力不应大于0.35MPa,只有压力要求而无水量要求,从压力要求也基本上差3倍。而一般住宅浴盆面盆水嘴都有,肯定是以浴盆水嘴选用,低位区流量0.3L/s及动压都大于0.3MPa以上,只能人为操作减压控制。
(2)比较多的高层建筑给水分区偏大,减压阀使用过多。给水分区偏大特别是一些略大于40m及其倍数的高层建筑,取大的分区,节省部分基建投资,但以多设减压阀来滿足压力要求。显然一边加压一边减压降是不符合节能原则。当然,合理分区是以经済合理性和技术可行性判定,有一个比较合理的度,决非分区越多越好,也不是分区越少越好。
(3)建筑物内给水支管一般均采d15,规范上要求水流速度≤1.0m/s,若分区偏大,其分区内的动压损失较小,也必然造成分区内的低位区动压增大,会造成使用不便或增加减压阀。
(4)各分区的加压泵站,一般都采用恒压变流量的变频泵。它具有恒定压力随流量变化而自动变频运行,具有较好的节能效果。但由于住宅用水量变化很大,最大用水(中午与晚间做饭时)与最小用水量(晚上12时后至晨6时)差近乎零。所以,有的设计仍采用工频泵‘两用一备’的方式,用于变频泵是不恰当的,不但不节能反而增大能耗。正确的作法应按《微机控制变频调速给水设备》JG/T3009要求的成套设备。
(5)室内给水管材选择,大都采用非金属塑料管(PE管),对多层建筑而言是比较合适的,但对高层建筑的中高区,压力在1.0MPa或以上,是否仍选用高强塑料管?值得商榷和研讨,这里边存在价格较髙和安全问题。
(6)室内给水管道水力计算,大都按规范列表中不同管径的流速选定。但一般设计中用的塑料管,仍用钢管计算流速,这显然是不恰当的,n值的不同水头损失相差较大,管道沿程损失增大很多,造成选泵及动压计算的虚加,为大马拉小车提供了依据。
(7)在建筑给水中,对竖向分区与管材选用的经済比较,以前很少在工程中使用,一则当时高层建筑不多、体量不大;二则对‘隐性能耗’不够重视。现在高层建筑很多,应该提到日程上了,可参照市政给水的方式,静态比较:管道投资与20年电费相比,取其小者;动态比较:A=1.4QHS+【(C+i)Ni/(1+i)N-1】C取小者A---管道年成本(元/m.年)。Q---管道流量(m3/d)H---每m管道水头损失(m/m)S---电费单价(元/KWH)i---投资收益率(%)一般取6%N---计算年限一般取20年C---单位长度管道综合投资(元/m)
3水嘴、坐便器国家标准的践行意义
2011年7月日实施的水嘴、坐便器国家标准GB25501、02----2010,并有两条强制性条文,这样的国家标准还是第一次。以水嘴为例,流量均匀性F应不大于0.1L/s,用水效率限定值为3级(0.15L/s),动压(0.10±0.01)MPa。这就明确了设备选用统一要求,为设备的节能提供了基本要求,设计就有了可靠依据。随着各种设备国家标准的颁布,使用广泛的常用设备,将会大大减少隐形浪费,节省大量隐形能耗,经済效益十分巨大。在《民用建筑节水设计标准》GB50555---20104.1.3条文说明中,就配水点供水压力(动压)不大于0.2MPa,与以前设计的普通水嘴作过实测比较:普通水嘴半开和全开,Q=0.42、0.72L/s,实测动压P=0.24、0.5MPa,静压均为0.37MPa;节水水嘴半开和全开Q=0.29、0.46L/s,实测动压P=0.17、0.22MPa,静压均为0.3MPa。两相比较,(虽然此节水水嘴与国家标准水嘴还有差距)但与国家标准水嘴额定流量q=0.15L/s都大很多,说明安全性过髙,浪费能耗巨大的实证。
4梳理现状、分析原因、采取措施,将‘隐性浪费’变成节能效益
前面就高层建的给水分区、规范要求、常规设计、设备选型、存在问题,进行了简单的梳理和分析,在此基础上结合新标准的要求,提出以下改进措施和建议,力求在减少隐形浪费上作点努力,为节能增加点效益。
(1)人人都应提髙节能认识。设计单位、建设单位和管理单位,都要把节能意念落实到具体工作中,不能仅滿足于供水不出事故,能自动供上水的表面安全,要从安全运行中分析各种工况能耗,减少隐性浪费,提髙节能效益。
(2)合理分区与动压要求。前面已经提到,高层竖向分区供水,基本按规范规定静压40m左右设计,没有涉及动压要求。但在《民用建筑节水设计标准》4.1.3条要求各用水点供水压力(动压)不大于0.2MPa。这就是说按规范静压40m左右分区,分区内最高(低位区)动压至少在50--60m以上,扣除管道损失,又比较多的低位区动压肯定都在0.2MPa以上,都需设减压阀。分区内减压阀过多不但耗费能耗,而且设备投资必然增大、建筑空间减小(减压阀占用空间、设备费较高)。将问题反过来思考,静压40m左右的分区范围是否偏大?这是值得商榷和探讨。我认为给水竖向分区从静压40m左右减至30---35m是可行的。对具体工程而言,分区增加的投资与五年节省电费比较后确定。
(3)国家尽快颁布各种常用卫生设备标准,统一明确设备的动压与流量要求,避免标准不一,各行各素,减小能量消耗。
(4)分区内各用户支管不宜都按d15设计,宜根据分区高位、低位不同,采用不同的管径。高位区动压小,管径可大点;低位区动压大,管径可小一点,加大阻力损夫,降低动压,减少减压阀数量和节省投资。对具体工程而言,可视分区部位,进行管段和出水点动压计算后确定管径。
(5)分区给水的加压设备,目前大都还是采用地下式恒压变流量的变频泵供水(正在研制中的变压、变流量变频泵,如能投入使用,那肯定是对给水节能的重大贡献)。推行一段时间的减少二次污染和利用管网余压的叠压给水,由于需主管部门和供水部门审批和管网条件要求,工程上采用渐少。恒压变流量变频泵的选用和设计,应符合《微机控制变频调速给水设备》要求,不能简单地照搬工频泵的模式,但采用髙位水箱供水方式供水,无需用变频泵而采用一般工频泵。
(6)中高区给水管材选用应有水力计算,不宜都一律使用PE管,供水压力大于1.0MPa或以上,管壁厚度增加很多,约为0.6MPa壁厚一倍,价格很髙,宜进行管材比选,如采用复合钢塑管。
(7)采用塑料管不应再按钢管计算沿程失,当管内径与流量一定,则不同的n值水头损失相差很多。如塑料管n=0.009、钢管n=0.013,理论上讲,钢管水头损失髙于塑料管50%左右。
Abstract:Againstthebackgroundoftheunifyofbuildingandcity,asabinderofthebuildingandcity,highbuilding''''spublicsquarenotonlyundertakesthematerialandspiritualcommunicationsofthem,butalsomakesthecitymoreshining.Ithasacrucialrole.Therefore,thisissueisaboutthedesignmethodofthehighbuilding''''spublicsquarebytheinfluenceofcityandbuilding.
Keywords:publicsquare;diversify;complex;humanity
1前言——从城市设计中看待楼前广场的本质
现今城市中心区的发展,标志性的高层或超高层建筑仿佛成为一个城市和众多业主的首选,在享受其高容积率、高功率等优越性的同时,人们也在努力寻找最佳途径来解决其所带来的各种弊端,主要表现为造成交通压力陡增、给周边道路带来压迫感、使人们产生不安定情绪,从而破坏了原有城市的和谐秩序。此时,广场凭借其开放性、包容性和多样性等特点以一种特殊的形式出现在高层建筑与城市之间,使得三者达成共存互利的协议。这种特殊的广场形式多建于高层建筑周边,并与城市道路接壤,称之为高层建筑楼前广场。
然而,现状却是在寸土寸金的城市中心区,楼前广场的价值得不到体现,变成开发商追求最大商业利益的牺牲品,因此在有效行政干预的基础上,找出现有矛盾的根源,优化楼前广场设计,建造符合各方需求的广场空间,具有必要和迫切的现实意义。
2承载——楼前广场的设计方法
高层建筑楼前广场作为特定环境下的广场空间,不单涵括普通广场的基本功能,而且还应作为一把铰链将高层建筑与城市发展有机地结合起来,使高层建筑的存在不再脱离城市生活的运行轨道。因此,根据楼前广场的尺度、多样化、复合化、社会化等特性,设计方法的研究应该注意相关学科的融会贯通。
2.1尺度界定
楼前广场的规模有大有小,它的空间尺度界定是设计成败的关键之一,通常包括人与建筑、空间的关系,建筑与建筑的关系,建筑与空间的关系等等。最为直观的标准是广场空间内间距和高差对人的心理和生理所产生的影响。由于在平日生活当中,人们总是需要一种内聚的、安定而亲切的环境,所以历史上很多城市广场空间的D(建筑高度)和H(建筑间距)的比值大约为1~3之间。卡米洛·希泰(CamiSitte)在总结欧洲广场设计的手法中提出广场宽度的最小尺寸等于建筑高度,最大尺寸不超过建筑高度的两倍,可以把这一论断运用到楼前广场与高层裙楼之间的关系处理。
2.2空间多样化
楼前广场空间多样化体现在协调高层建筑与城市肌理之间的关系,减小其巨大体量对临街面带来的冲击,为人们创造出高效、实用且宜人的公共空间。日本学者芦原义信在《外部空间设计》一书中提出20~25m的模数,他认为“建筑外部空间,实际走走看就很清楚,每20~25m,或是有重复的节奏感,或是材质有变化,或是地面高差有变化,那么即使在大空间里也可以打破其单调,若单调的墙面延续很长,街道就容易形成十分非人性的”。[1]
在水平方向上,楼前广场由于受高层建筑的限制较大,因此包容性和亲和性是重点考虑对象,表现为对建筑与城市交流功能的满足和对人性需求的满足。罗布·克莱尔(RobKrier)研究了众多欧洲广场的形状,归纳总结出广场空间形状的许多形态,并指出“人”才是检验设计成败的唯一标准。所以在相对受限的场地条件下,楼前广场的设计者应该以建筑与道路的平面关系为基础,利用建筑出入口的位置、道路和场地的高差变化、简洁而有效的景观设施等元素来创造出具有独特性的平面型态,并且把人的活动作为主体进行有效引导,使之成为平面构图中最具活力的元素。
在垂直方向上,楼前广场更多是与高层建筑相结合分为上升广场、水平广场、下沉广场三种,三种形式可以独立存在也可以融合在一起。如建于1936年的纽约洛克菲勒中心广场(RockefellerPlaza)就被认为是美国城市中最有活力的广场:这个下沉式广场规模不大,但使用率很高,夏季设有咖啡座和冷饮摊,冬季则成为溜冰场,成为人们娱乐休闲的最佳场所。
2.3功能复合化
功能的复合化是指同一空间中多种功能层次的并置和交替,对于楼前广场来说,与建筑、道路等元素的相对关系是重点,系统和高效是核心,表现为如何协调好来自城市各个方面车流、人流和物流的集散问题。楼前广场相对较小的地表容量远远不能满足高层建筑的需求,因此楼前广场垂直空间的综合开发是重要手段,这样能把地表集散人流有效地分散到多个垂直交通面上,既解决了交通问题又能创造更多的公共空间,使建筑与城市的衔接由单一面变为多层面。按照垂直向的区位,楼前广场可分为:架空层、地表层、地下浅层、地下中层、地下深层等层次,这其中包括城市架空交通、地面交通、综合管线、商业、停车场、地铁等功能。以香港中环区高层建筑的楼前广场为例,可以看出越是接近地面层,其空间性质越是开放和密集,其区位价值越高,越适合发展城市公共空间。
结合我国实际国情,楼前广场的停车设计将会是功能设计中的主题,楼前广场的停车模式可分为三种:①地面停车:是最方便最有效的方式,与外部交通联系直接,能解决少量停车。②停车场与其他功能相结合布置的组合方式:例如绿地、架空底层、地下室或屋面上等等,这种形式能有效地减少停车场占用基地的面积,有助于解决大量停车。这种模式也可以有效地实现地面上的人车分离,保障交通安全。③多层的停车楼和立体车库:将水平的停车面积叠合起来成为多层构筑物,能解决最大程度的停车,但由于采用了立体式的布置,使得车辆进出变成了一种垂直运动,与外部车流衔接较为困难。考虑到城市中心区的楼前广场受场地限制通常较大,应该首先考虑后两种模式。车辆的停放方式也需要根据场地的制约而适当地选用,常用停放方式中,垂直停放和45O倾斜停放两种方式比较适合楼前广场的特点:前者常选择后退停发车,所需停车面积最小;后者采用45O交叉停放,车道无须太宽,且停车面积较小。
2.4景观照明设计
有点、线、面组成的景观系统是构成楼前广场生态系统的重要元素,这其中包括凉亭、座椅、雕塑等景观节点,绿化隔离带、欧式柱廊等景观带和水体、彩色铺地等景观面。当他们有序而合理地分布于楼前广场的时候,起到了处处有景和移步换景的景观效果。景观节点设计要考虑自身大小与广场规模的比例,不宜过大而不能突出其重要性,也不宜过小而显得拥挤。例如美国得克萨斯州威廉斯广场上的一群奔腾咆哮的野马群雕像就给人以深刻的印象。根据广场比例将马的雕塑放大半倍,经过多次试放才确定了位置,然后用喷泉模拟马踩踏水面时水花四溅的景象,使人们仿佛回到了得州早期开拓时的大草原上。景观带的运用常见于各种空间的中介面,对空间起到围合、界定的作用。成功的景观带不仅通过向人行道延展,向人们暗示他们已经进入广场之中,起到过渡作用,还能充分利用有限空间创造更多的休息空间。在景观面的设计中,喷泉以其动态的视觉和声音方面的吸引力被大家所喜爱,以长沙五一广场喷泉为例:每晚的相同时候,当喷泉开启的时候人流不断,未开启时则人烟稀少。而铺地类型的选择不仅可以界定空间范围、改变单调灰暗的地面状况,还能作为引导行人、车辆的线路标识,使其高效而有律。
楼前广场中的照明设计是利用艺术的处理手法使景观元素呈现出特殊的面貌,以达到装饰和强化环境景观的作用。在楼前广场中,对高层建筑物照明设计的整体性、层次感是重点。整体性一般是通过光的亮度变化、色彩变化来展示建筑物的特点。其设计依据是建筑物的使用功能、结构特点、风格、表面装饰材料等因素,除了单纯考虑建筑物本身因素外,还应该考虑周围其他构筑物、植物、水体等因素,以达到整体效果的完善;而层次感的产生主要是通过光线的虚实、明暗、轻重、大面积给光和轮廓勾画等手法来表现主景和配景之间的关系,需要针对被照物的造型、结构进行具体地分析。同时,对建筑物以外的元素如水体、植物、雕塑和景观艺术品的照明设计作为存托主体形象的配景,其贡献也是不可忽视的。
2.5人性化设计
楼前广场应该是一个受人们喜爱而使用率较高的公共空间,克莱尔·库珀等人在《人性场所》一书中提出:“根据对现代广场用途的调查研究,坐、站、走动以及用餐、读书、观看和倾听等活动的组合,占到所有利用方式的90%以上。”[2]因此人性化的设计是考察楼前广场设计成败的关键之一,其主要方面包括楼前广场微气候、休息设施、公共活动等方面。楼前广场微气候的设计应该考虑当地的气候特性,根据当地太阳和季风的规律确定构筑物、植物、水体等元素的位置、形态等,以便在炎热的夏天有适度的遮荫、在寒冷的冬天有足够的日照;另一方面由于临近高层建筑,受到其向下反折风的影响,有可能增强的风力对人们的步行或休闲活动造成的影响较大,因此调节容易受影响区域建筑的尺寸和形状是最有效的措施。楼前广场中的休息设施也不只是座椅的摆放那么简单,设计的时候应该考虑各式各样的座椅形式,并通过对楼前广场的使用率和使用人群的研究调查来确定座椅的数量、朝向和材质等,为不同的人群提供各种舒适的休闲场地。以使用强度适中的情况建议每30m2的广场空间至少应该有1m2的座位面积。座位的朝向应该使人们能看到不同的广场景致、在不同季节接受不同的日照程度、提供不同程度的私密性等;座位的材料以硬度适中、热容量较大的木质材料较为温暖和舒适,其他材料例如混凝土、金属、石材等作为辅助座位也可起到不同的效果,丰富场所的质感。
楼前广场中的公共活动是为整个空间注入活力的重要手段。设计人员应该考虑艺术表演、摊贩零售、商业宣传等活动场地,因此在前期设计过程中,场所可变性和灵活度的考虑也是必不可少的。
3后续——使用状况评价
现在对某个项目的建筑设计应该是一个长期的工程,因此在设计工程完毕之后,设计过程并未完成,设计人员应该从使用者的角度出发对作品进行系统评价和研究,称之为使用状况评价(PostOccupancyEvaluation,POE)。普里瑟曾指出:“使用状况评价是一种利用系统、严格的方法对建成并使用一段时间后的建筑(户外空间)进行评价的过程。POE的重点在于使用者及其需求,通过深入分析以往设计决策的影响及建筑的运作情况来为将来的建筑设计提供坚实的基础。”[2]不同于国外的大多数POE研究是由政府资助,国内的这类工作需要设计者亲力亲为,其意义在于能深刻地了解人与空间的相互作用,丰富设计成果;从各种收集到的信息中提出完善和改进建议;还可以作为项目间歇的提高。常用方法包括观察、询问、问卷调研等。例如:在实地观察过程中,试着集中至少5分钟的时间来关注每一种主要感受;亲自与使用者进行交谈,更全面地收集不同类型人的信息;发放调查问卷,题目设计尽可能直接,以方便被调查者。最后对收集到的情况进行归纳总结,成功之处运用到日后设计当中去,不足之处及时给出整改建议,再进行评价,这样才是建筑师的正确态度。
4结语
随着高层建筑日益增多及城市需求增大,楼前广场起初由经常被忽视的附属物,在设计当中出现了许多不合理的地方,设计者没有从各方面进行分析,不能获得良好的经济效益和社会效应。实际上,楼前广场是建筑设计和城市设计的重要过渡。一个经过设计者全面分析、合理选择设计手法的楼前广场,不仅能使周边建筑更加有效有序地运作,还能协调城市空间关系、增添城市亮点,使建筑和城市融为一体、共同进步、和谐发展。
参考文献:
[1]芦原义信.外部空间设计.中国建筑工业出版社.
[2]克莱尔·库珀·马库斯,卡罗琳·弗朗西斯.人性场所.中国建筑工业出版社.
[3]克利夫·芒福汀.街道与广场.中国建筑工业出版社.
[4]王柯,夏健等.城市广场设计.东南大学出版社.
[5]戴志中,刘晋川等.城市中介空间.东南大学出版社.
[6]韩冬青,冯金龙.城市·建筑一体化设计.东南大学出版社.
有点、线、面组成的景观系统是构成楼前广场生态系统的重要元素,这其中包括凉亭、座椅、雕塑等景观节点,绿化隔离带、欧式柱廊等景观带和水体、彩色铺地等景观面。当他们有序而合理地分布于楼前广场的时候,起到了处处有景和移步换景的景观效果。景观节点设计要考虑自身大小与广场规模的比例,不宜过大而不能突出其重要性,也不宜过小而显得拥挤。例如美国得克萨斯州威廉斯广场上的一群奔腾咆哮的野马群雕像就给人以深刻的印象。根据广场比例将马的雕塑放大半倍,经过多次试放才确定了位置,然后用喷泉模拟马踩踏水面时水花四溅的景象,使人们仿佛回到了得州早期开拓时的大草原上。景观带的运用常见于各种空间的中介面,对空间起到围合、界定的作用。成功的景观带不仅通过向人行道延展,向人们暗示他们已经进入广场之中,起到过渡作用,还能充分利用有限空间创造更多的休息空间。在景观面的设计中,喷泉以其动态的视觉和声音方面的吸引力被大家所喜爱,以长沙五一广场喷泉为例:每晚的相同时候,当喷泉开启的时候人流不断,未开启时则人烟稀少。而铺地类型的选择不仅可以界定空间范围、改变单调灰暗的地面状况,还能作为引导行人、车辆的线路标识,使其高效而有律。
楼前广场中的照明设计是利用艺术的处理手法使景观元素呈现出特殊的面貌,以达到装饰和强化环境景观的作用。在楼前广场中,对高层建筑物照明设计的整体性、层次感是重点。整体性一般是通过光的亮度变化、色彩变化来展示建筑物的特点。其设计依据是建筑物的使用功能、结构特点、风格、表面装饰材料等因素,除了单纯考虑建筑物本身因素外,还应该考虑周围其他构筑物、植物、水体等因素,以达到整体效果的完善;而层次感的产生主要是通过光线的虚实、明暗、轻重、大面积给光和轮廓勾画等手法来表现主景和配景之间的关系,需要针对被照物的造型、结构进行具体地分析。同时,对建筑物以外的元素如水体、植物、雕塑和景观艺术品的照明设计作为存托主体形象的配景,其贡献也是不可忽视的。
2.5人性化设计
楼前广场应该是一个受人们喜爱而使用率较高的公共空间,克莱尔·库珀等人在《人性场所》一书中提出:“根据对现代广场用途的调查研究,坐、站、走动以及用餐、读书、观看和倾听等活动的组合,占到所有利用方式的90%以上。”[2]因此人性化的设计是考察楼前广场设计成败的关键之一,其主要方面包括楼前广场微气候、休息设施、公共活动等方面。楼前广场微气候的设计应该考虑当地的气候特性,根据当地太阳和季风的规律确定构筑物、植物、水体等元素的位置、形态等,以便在炎热的夏天有适度的遮荫、在寒冷的冬天有足够的日照;另一方面由于临近高层建筑,受到其向下反折风的影响,有可能增强的风力对人们的步行或休闲活动造成的影响较大,因此调节容易受影响区域建筑的尺寸和形状是最有效的措施。楼前广场中的休息设施也不只是座椅的摆放那么简单,设计的时候应该考虑各式各样的座椅形式,并通过对楼前广场的使用率和使用人群的研究调查来确定座椅的数量、朝向和材质等,为不同的人群提供各种舒适的休闲场地。以使用强度适中的情况建议每30m2的广场空间至少应该有1m2的座位面积。座位的朝向应该使人们能看到不同的广场景致、在不同季节接受不同的日照程度、提供不同程度的私密性等;座位的材料以硬度适中、热容量较大的木质材料较为温暖和舒适,其他材料例如混凝土、金属、石材等作为辅助座位也可起到不同的效果,丰富场所的质感。
楼前广场中的公共活动是为整个空间注入活力的重要手段。设计人员应该考虑艺术表演、摊贩零售、商业宣传等活动场地,因此在前期设计过程中,场所可变性和灵活度的考虑也是必不可少的。
3后续——使用状况评价
现在对某个项目的建筑设计应该是一个长期的工程,因此在设计工程完毕之后,设计过程并未完成,设计人员应该从使用者的角度出发对作品进行系统评价和研究,称之为使用状况评价(PostOccupancyEvaluation,POE)。普里瑟曾指出:“使用状况评价是一种利用系统、严格的方法对建成并使用一段时间后的建筑(户外空间)进行评价的过程。POE的重点在于使用者及其需求,通过深入分析以往设计决策的影响及建筑的运作情况来为将来的建筑设计提供坚实的基础。”[2]不同于国外的大多数POE研究是由政府资助,国内的这类工作需要设计者亲力亲为,其意义在于能深刻地了解人与空间的相互作用,丰富设计成果;从各种收集到的信息中提出完善和改进建议;还可以作为项目间歇的提高。常用方法包括观察、询问、问卷调研等。例如:在实地观察过程中,试着集中至少5分钟的时间来关注每一种主要感受;亲自与使用者进行交谈,更全面地收集不同类型人的信息;发放调查问卷,题目设计尽可能直接,以方便被调查者。最后对收集到的情况进行归纳总结,成功之处运用到日后设计当中去,不足之处及时给出整改建议,再进行评价,这样才是建筑师的正确态度。
4结语
随着高层建筑日益增多及城市需求增大,楼前广场起初由经常被忽视的附属物,在设计当中出现了许多不合理的地方,设计者没有从各方面进行分析,不能获得良好的经济效益和社会效应。实际上,楼前广场是建筑设计和城市设计的重要过渡。一个经过设计者全面分析、合理选择设计手法的楼前广场,不仅能使周边建筑更加有效有序地运作,还能协调城市空间关系、增添城市亮点,使建筑和城市融为一体、共同进步、和谐发展。
参考文献:
[1]芦原义信.外部空间设计.中国建筑工业出版社.
[2]克莱尔·库珀·马库斯,卡罗琳·弗朗西斯.人性场所.中国建筑工业出版社.
[3]克利夫·芒福汀.街道与广场.中国建筑工业出版社.
2高层建筑主体设计
高层建筑承担着城市的高级偶像的作用。高层建筑有提供天际线视觉趣味的独特的城市设计机会,能够创造壮丽的天际线,而在街道层上却以人的尺度行事。建筑物的顶部一般服务于天际线,衬在天空上的形状是高层建筑“联系于无限”之点,是塔楼的一个特色。没有天际线的摩天楼大概就像空间里一大堆不引人注目的体快。像高度发达的纽约和弹丸之地的香港都是由高楼大厦堆砌起来的,且看这两大城市的天际线,错落有致的城市建筑,间中穿插的塔楼,为城市的天空勾画了优美的轮廓,线条生动活泼、色彩缤纷多变。城市的天际线只是一维的立面边线为主的轮廓线,可正如一幅艺术摄影,照片是单向面的,可它反映的是三维的城市空间,以及整个城市风貌的特点。也就是说,三维城市空间的布局,不仅仅是功能性的问题,也有个审美意向在内——对建筑风貌的选择与城市风貌的构建。城市天际轮廓线,是城市规划宏观把握中必不可少的参照,也是一座城市的文化与美学的体现。
3高层建筑的整体尺度
整体尺度是指高层建筑各构成部分,如:裙房、主体和顶部等主要体块之间的相互关系以及给人的感觉。一个十分均衡匀称的建筑体,就是要通过理解和运用有数学关系的比例系统并征对实际被感受到的各种条件要求加以调节,营造出一种自然而然的愉悦、和谐的比例感受的效果。如果一座建筑的各部分比例合理且相协调,同时能够满足正常人的心里要求,那么它就很容易被人们接受,也可称之为成功的建筑。因此,建筑物的整体尺度的掌握是十分重要的,在设计时要注意下面的两点:
(1)各部分尺度比例的协调
不难看出一个美的高层建筑是裙房、主体和顶部三者相结合的产物。当其三者合理的处理比例尺度的问题,同时这种尺度比例关系应是统一的,这样建筑物才会给人舒服的感觉。然后在加入适当的装饰手法,使建筑造型生动化。总之这三部分的比例关系是高层建筑形象设计的重点。
(2)高层建筑中立面细部尺度应有层次性
立面设计的结构构成必须明确划分为水平因素和垂直因素。一般都要使各要素的比例与整体的关系相配,以达成令人愉悦的观感效果。因此很自然的,较低矮而横向舒展的建筑物,其窗户开间之类,其比例必定使宽阔状为主导,而高层建筑则以修长的因素更有利于综合微型和巨型因素,使大中有小,小中有大。这一原则使高层建筑产生强烈的统一性和协调性。
除了需注意以上两点外,还应考虑细部尺度。在进行高层建筑设计时,应从城市设计的整体角度对其进行分析,高层建筑不是单个存在,而是整体存在。城市设计及城市规划应将高层建筑群集中设计,以形成城市的主节奏,使城市天际线统一且富于变化。然后根据不同街区的需要设计具有该区特色的高层建筑,最后使高层建筑与外部街道生活及周围环境相适应,最终达到城市设计的目的。
4高层建筑生态设计与城市空间
随着近几年来资源短缺问题的出现,全球提出了可持续性发展,而高层建筑就环保节能方面来说是很浪费的,随之就出现了生态型建筑的概念,这是在当今建筑设计思想中的一种新思潮。高层建筑生态设计具有一些共同特点,它们都注重把绿化引入建筑楼层,考虑日照、防晒、通风,以及与城市环境的有机结合等因素。此外,屋顶绿化也是近些年来比较流行的做法,可以看出建筑的第五立面显得尤为重要,最重要的是使城市空间更加丰富。伴随着建筑物的增加,大块的绿地面积锐减,相应的环境条件愈加恶化,致使人们对环境的关注和重视达到前所未有的程度。因此,可看到在城市的发展建设过程中,都充分利用各块绿地,增加绿地面积,即便这样,还是达不到人们预期的目的,而现代建筑物大多为平屋顶,屋顶多采用钢筋混凝土预制板结构,现代的建筑方法是在预制板上面做隔热防水层,从空中鸟瞰,一栋栋楼群好似戴着黑帽子,住在屋顶的居民也备受沥青之害,过着冬冷夏热的生活。近两年许多人开始建造屋顶花园,让死气沉沉的屋顶生机盎然。
5高层建筑顶部造型处理
造型独特的顶部设计对高层建筑的整体形象起着画龙点睛的作用,并成为林立在建筑群中区别于其他建筑的一个重要标志,即是城市的标志。在十分重视城市空间设计的今天,高层建筑顶部造型在保护传统街道空间特色和维护城市空间形态方面发挥着重要的作用。但是一段时间以来,存在着一种错误的认识,肤浅甚至盲目地把它仅仅当作权利、财富和技术的象征,极力追求所谓的个性,而产生了一批极尽奢华甚至怪异的高层建筑顶部,或者为了眼前的利益而制造了大量平庸的复制品。这个结果导致了整个城市空间的破坏,城市整体性的支解和“千城一面”的局面。
城市高层建筑设计的整体尺度原则是指建筑各组成主体间的有机联系及产生的视觉效果。整体尺度原则主要强调的是建筑物整体性,在高层建筑整体性设计时要充分考虑建筑的主体、裙房以及屋面三个主要因素,将三要素有机结合在一起按照统一的尺度参考体系进行设计,而不是将三者单独地按照各自的参数体系进行设计。只有这样才能使三者有机的融合在一起,打造具有整体性的优秀建筑工程设计作品。
1.2近人尺度原则
近人尺度原则在城市高层建筑设计中的内涵是建筑物的进出口以及底层部分的尺寸大小能给人带来视觉享受的同时又能方便人们使用。其中,建筑物进出口是用户每天都要使用的部分,进出口设计质量对用户的感官刺激较大。所以在高层建筑设计时要将近人尺度设计理念充分地融入到设计思路中,合理地划分建筑物入口处的柱子、檐口、大门以及墙面的尺度,细化每一部分尺度,使每一部分尺度都能在满足用户对建筑功能性需求的基础上,又能给人们带来感官享受。
1.3细部尺度原则
细部尺度是指高层建筑所采用的施工材料的质感,是更为细腻的建筑尺度划分。在高层建筑设计时应透彻地了解人们对建筑材质的标准要求及喜好程度。一般情况下,我们对事物的评价,都是通过眼观以及手摸的方式去对事物进行进一步的了解,然后从主、客观角度对该项事物做出综合性评价。所以,设计人员应遵循细部尺度原则,采用人们能够接受的喜爱的建筑材质塑造建筑工程作品,给人们带细部尺度主要是指建筑材料的质感,指高层建筑更细分的尺度大小。
2城市建设中高层建筑设计要点
2.1高层建筑采光设计
随着人们节能减排意识的不断提高,发展节能型建筑是当今建筑工程领域发展的总体态势。高层建筑内的照明能耗比较大,如何通过有效的措施降低人工照明对能源的消耗及利用日光照明是当今建筑工程领域必须要重视的课题。目前,比较先进的日光采集系统主要有以下几种:(1)提高单位面积进光区的日光量,利用太阳光为建筑提供照明需求,可有效降低人工照明对能源消耗。(2)为了能在不增加窗户周围的阳光强度且能使其到达采光更深的工作区域,可以通过阳光发射到屋顶平面来完成。(3)在不改变建筑构造的基础上,如增大建筑窗户的面积或数量来采集更多的太阳光,而能较好地满足建筑内照明需求的同时又不会在强烈的太阳光下给用户带来不适感觉,可通过阳光直射阻挡系统来解决。该系统是利用光线的折射计反射原理为设计依据的。
2.2高层建筑的抗震设计
抗震设计是高层建筑工程设计的重要内容,抗震设计质量对提升高层建筑的抗震能力有着直接的影响。基于地震频发的现实情况,加强高层建筑抗震设计工作是现行建筑工程领域必须要关注及重视的问题。在高层建筑抗震设计时候需要注意以下要点:建筑大厅的四角及建筑外墙位置应设置构造柱,并根据高层建筑要求的具体抗震等级合理确定构造柱数量。建筑框架山墙以及纵向方向的墙体是否设置构造柱用来分担砖墙荷载;在高层建筑抗震设计前设计人员应深入到施工工地进行工程地质勘探,牢固掌握高层建筑施工所在地地质情况及发生地震灾害的频率情况,以此为依据进行高层建筑抗震设计。在抗震设计中设计人员应严格按照《建筑抗震设防分类标准》划分的设防等级进行设计不得以经验随意地更改建筑的设防等级,如果提高建筑的设防等级会额外地增加工程成本投入,而降低建筑设防等级则会降低建筑的抗震能力,一旦地震灾害来临将会对建筑及人们生命财产安全带来极大危害。
高层建筑设计中尺度的确难以把握,因它不同于日常生活用品,日常生活用品很容易根据经验做出正确的判断,其主要原因有:一是高层建筑物的体量巨大,远远超出人的尺度。二是高层建筑物不同于日常用品,在建筑中有许多要素不是单纯根据功能这一方面的因素来决定它们的大小和尺寸的,例如门,本来可以略高于人的尺度就可以了,但有的门出于别的考虑设计得很高,这些都会给辨认尺度带来困难。
高层建筑设计时,不能只单单重视建筑本身的立面造型的创造,而应以人的尺度为参考系数,充分考虑人观察视点、视距、视角,和高层建筑使用亲近度,从宏观的城市环境到微观的材料质感的设计都要创造良好的尺度感,把高层建筑的外部尺度分为五种主要尺度:城市尺度、整体尺度、街道尺度、近人尺度、细部尺度。
1、高层建筑设计中的外部尺度
1.1城市尺度
高层建筑是一座城市有机组成部分,因其体量巨大,高度很大,是城市的重要景点,对城市产生重大的影响。从对城市整体影响的角度来看,表现在高层建筑对城市天际轮廓线的影响,城市的天际轮廓线有实、虚之分,实的天际线即是建筑物的轮廓,虚的天际线是建筑物顶部之间连接的光滑曲线,高层建筑在城市天际线创造中起着重要的作用,因城市的天际轮廓线从一个城市很远的地方就可以看见,也是一座城市给一个进入它的人第一印象。因此,高层建筑尺度的确定应与整个城市的尺度相一致,而不能脱离城市,自我夸耀,唯我独尊,不利于优美、良好天际线的形成,直接影响到城市景观。高层建筑对城市局部或部分产生的影响,是指从市内比较开阔的地方,如:广场、干道、开放的水系和绿地所看到的天际线,也直接影响人民的日常生活。因此,城市天际轮廓线不仅影响人从城市所看的景观,也直接影响到市内居民的生活与视觉观赏。
高层建筑对城市各构成要素也产生重大的影响,高层建筑的位置、高度的确定,也应充分地考虑该城市尺度、传统文化,不当的尺度会对城市产生不良的影响,改变了城市传统的历史文化,也改变了原来城市各构成要素之间有机协调的比例关系,如:上海市,黄浦江可谓是城市一条重要水系,原先具有宽大、雄壮的气势。但由于东方明珠塔的建成,又过于靠近黄浦江,其他高层建筑也跟着靠近黄浦江建设,使黄浦江的尺度感变小了,失去了原有的雄壮,而改变了老上海的历史与文化,从这一角度讲,东方明珠塔的建成又是一件憾事。
1.2整体尺度
整体尺度是指高层建筑各构成部分,如:裙房、主体和顶部等主要体块之间的相互关系及给人的感觉。整体尺度是设计师十分注重的,关于建筑的整体尺度的均衡理论有许多种,但都强调整体尺度均衡的重要性。面对一栋建筑物时,人的本能渴望是能把握该栋建筑物的秩序或规律,如果得到这一点,就会认为这一建筑物容易理解和掌握,若不能得到这一点,人对该建筑物的感知就会是一些毫无意义的混乱和不安。因此,建筑物的整体尺度的掌握是十分重要的,在设计时要注意下面的两点:
1.2.1各部分尺度比例的协调
高层建筑一般由三个部分组成的——裙房、主体和顶部,也有些建筑在设计中加入了活跃元,以使整栋建筑造型生动活跃起来。一个造型美的高层建筑是建立在很好地处理了这几个部分之间的尺度关系,而这三个部分尺度的确定,应有一个统一的尺度参考系(如把建筑的一层或几层的高度作为参考系),不能每一部分的尺度参考系都不同,这样易使整个建筑含糊、难以把握。
1.2.2高层建筑中各部分细部尺度应有层次性
高层建筑各部分细部尺度的划分是建立在整体尺度的基础上的,各个主要部分应有更细的划分,尺度具有等级性,才能使各个部分造型构成丰富。尺度等级最高部分为高层建筑的某一整个部分(裙房、主体和顶部),最低部分通常采用层高、开间的尺寸、窗户、阳台等这些为人们所熟知的尺寸,使人们观察该建筑时很容易把握该部分的尺度大小。一般在最高和最低等级之间还有1~2个尺度等级,也不易过多,太多易使建筑造型复杂而难以把握。
1.3街道尺度
街道尺度是指高层建筑临街面的尺度对街道行人的视觉影响。这是人对高层建筑近距离的感知,也是高层建筑设计中重要的一环。临近街道的高层建筑部分的尺度确定,主要考虑到街道行人的舒适度,高层建筑主体因为尺度过大,易向后退,使底层的裙房置于沿街部分,减少了高层建筑对街道的压迫感。例如:上海南京路两边的高层建筑置于后面,裙房置于前使两侧的建筑高度与街道的宽度的比例为1∶12,形成良好的购物环境。
为了保持街道空间及视觉的连续性,高层建筑临街面应与沿街的其他建筑相一致,宜有所呼应。如:在新加坡老区和改建后的一条干道的两侧,为了不致造成新区高层和老区低层截然分开,沿新区一侧作了和老区房屋高度相同中相似的裙房,高层稍后退,形态效果良好的对话关系。
1.4近人尺度
近人尺度是指高层建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸给人的感觉。这部分经常为使用者所接触,也易被人们仔细观察,也是人们对建筑直接感触的重要部分。其尺度设计应以人的尺度为参考系,不宜过大或过小,过大易使建筑缺少亲近性,过小则减小了建筑的尺度感,使建筑犹如玩具。
在近人尺度处理中,应特别注意建筑底层及入口的柱子、墙面的尺度划分,檐口、门、窗及装饰的处理,使其尺度感比以上几个部分更细。对入口部分及建筑周边空间加以限定,创造一个由街道到建筑的过渡缓冲的空间,使人的心理有一个逐渐变化的过程。如:上海图书馆门前采用柱廊的形式,使出入馆的人有一个过渡区,这样使建筑更具有近人及亲人性。
1.5细部尺度
细部尺度是指高层建筑更细的尺度,它主要是指材料的质感。在生活中,有的事物我们喜欢触摸,有的事物我们不喜欢触摸——我们通过说“美妙”或“可怕”来对这些事物做出反应,形成人的视觉质感,建筑设计师在设计过程中要充分运用不同材料的质感,来塑造建筑物,吸引人们亲手去触摸或至少取得同我们的眼睛亲近感,或者换言之,通过质感产生一种视觉上优美的感觉。勒。柯布西埃在拉托尔提建造的修道院是运用或者确切地说是留下大自然“印下”的质感的优秀典范,这里的质感,也就是用斜撑制作在混凝土上留的木纹。
2、高层建筑外部尺度设计的原则
2.1建筑与城市环境在尺度上的统一
注意高层建筑布置对城市轮廓线的影响,因为在城市轮廓线的组织中,起最大作用的是建筑物,特别是高层建筑,因而它的布置应遵行有机统一的原则进行布置:
(1)高层建筑聚集在一起布置,可以形成城市的“冠”,但为避免其相互干扰,可以采用一系列不同的高度,或虽采用相仿高度,但彼此间距适当,组成有关的构图。也可以单栋高层建筑布置在道路转弯处,以丰富行人的视觉观赏。
(2)若高层建筑彼此间毫无关系,随处随地而起不到向心的凝聚感,则不会产生令人满意的和谐整体。
(3)高层建筑的顶部不应雷同或减少雷同,因为这会极大影响轮廓线的优美感。
2.2同一高层建筑形象中,尺度要有序
高层建筑设计时,应充分考虑建筑的城市尺度、整体尺度、街道尺度、近人尺度、细部尺度这一尺度的序列,在某一尺度设计中要遵守尺度的统一性,不能把几种尺度混淆使用,才能保证高层建筑物与城市之间、整体与局部之间、局部与局部之间及与人之间保持良好的有机统一。
2.3高层建筑形象在尺度上须有可识别性
促进许昌高层建筑基坑施工过程中排出的地下水的合理开发、有效利用,促进高层建筑基坑施工地下水再利用的制度化、规范化,这就要求许昌市各个政府职能部门(住建局,城市规划局,环保局等)之间的协调和协作,更需要这些政府职能部门加大干预力度,以此对房地产开发企业、建筑施工企业施加压力,杜绝地下水的浪费。而仅仅加大政府干预力度还远远不够,同时要求制定并出台相关法律、法规政策对房屋开发公司以及建筑施工单位等相关单位进行约束,使得高层建筑施工过程中地下水能得到合理开发,得到合理利用,杜绝严重的地下水资源浪费现象。这些相关法律、法规的制定和实施是杜绝高层建筑施工时地下水浪费的重要保障。此外,这些相关法律法规的执行需要专门的监管部门的监督,使得这些相关法律法规能得到有效的执行。
2拓宽高层建筑基坑施工地下水再利用渠道
杜绝或减轻许昌高层建筑基坑施工地下水的浪费现象,除了政府相关职能部门的通力合作,法律法规的健全、建设以及监管部门的强有力监管之外,另一方面要求对高层建筑施工过程中汲取的地下水进行多渠道再利用,使得地下水资源能得到充分、有效的循环和再生,即拓宽高层建筑基坑施工地下水再利用渠道,如图3所示。从图3高层建筑基坑施工地下水再利用渠道系统图可以看出,高层建筑基坑施工地下水汲取之后,可以通过简单的处理进行建筑场地内和场地外地下水再利用。建筑场地内地下水再利用可以通过多种方式,如用来冲洗施工现场的施工器具、作为混凝土的拌合用水、混凝土的养护用水、建筑工人生活用水、锅炉采暖用水、建筑场地消防用水、建筑场地地面洒水、建筑场地公用厕所冲洗用水等。如果地下水水质达标,宜优先采用地下水作为施工现场混凝土搅拌用水和部分建筑工人生活用水。此外,还可以将汲取的地下水进行建筑场地外转移,作为建筑场地外用水。如直接将地下水用来作为许昌市内河水补给来源(如图4所示)、作为乡镇农田水利灌溉来源、市政绿化用水来源、城市道路路面洒水、建筑工地附近居民生活用水等。经过拓宽地下水再利用渠道,使得高层建筑基坑施工汲取的地下水得到充分和有效的利用,间接杜绝或减少高层建筑施工过程中地下水资源的浪费。
3加快地下水绿色回收技术开发
绿色施工与绿色建筑一样,是建立在可持续发展理念上的,是可持续发展思想在施工中的体现,因此应该满足可持续发展的要求。落实到具体的方面,就是《绿色建筑评价标准》中所提出的节地、节能、节材、节水和环境保护与舒适空间的要求。这些方面不是独立的,而是相互关联的。这就要求,对于高层建筑施工过程中汲取的地下水后处理最理想的办法就是将汲取的地下水归还于地下,这样不但可以保护有限地下水资源的稳定循环,同时减少由于过度汲取地下水造成相邻建筑物的不均匀沉降。因此加快地下水绿色回收技术开发是解决许昌高层建筑基坑施工地下水浪费问题的环保型对策,亦是最该优先选用的地下水处理方法。地下水绿色回收技术指没有经过污染的地下水,经过过滤或简单的处理手段对地下水进行回收。回灌井点技术是在降水井点与保护建筑物之间采用一般降水井点降水设备加回灌水箱等构成回灌井点,通过回灌形成一道隔水帷幕,以补水保持原地下水位。此外,还可以在回灌井点附近设置砂井,并沿砂井设置砂沟,将井点抽出的地下水适时、适量地排入砂沟,再经砂井回灌到地下的砂沟砂井回灌技术。通过地下水绿色回收技术开发能大大降低地下水资源的浪费,同时可节省大量的地下水处理费用,起到经济、绿色、环保三重作用。
2高层建筑设计的一般原则
2.1关于高层建筑结构计算简图的选取原则在高层建筑的结构设计和受力分析过程当中,要进行相关的计算,而计算简图是进行结构设计计算的基础,所以计算简图的选取恰当与否关系着高层建筑的结构设计是否合理,也关系着高层建筑的使用是否安全可靠。在进行高层建筑结构计算简图的选取时,要特别的仔细认真,这样才能保证结构设计计算结果的可靠,保证高层建筑的安全建设和使用。同时,计算简图要有一定的构造措施和构造方法来保证安全,尤其是建筑节点在图纸上和实际中略有差别,必须保证计算简图的误差在允许的设计误差范围内。此外,设计工程师要仔细的分析软件计算的结果,避免因为不同计算软件的计算结果而造成比较大的计算偏差和失误。
2.2关于基础设计和建筑结构设计的方案选取原则高层建筑的基础比较深,基础设计要考虑多种因素。高层建筑的基础设计必须参考详细的地质勘探报告,然后结合地区的地质条件进行基础的合理设计。同时,采用哪种高层建筑的结构类型也影响着基础的设计工作,不同的建筑类型的荷载不同,高层建筑的基础设计必须与结构类型和荷载分布相一致。综合考虑各种因素来确定基础的设计工作的目的是使地基的稳定性能和承载能力发挥到最大。建筑结构的设计方案一般要满足两方面的要求,一是受力特性和建筑的力学性质的合理性,对于整个高层建筑的结构体系的受力和荷载要明确,力的分析与计算必须简单。二是要满足经济成本合理性的基本要求,建筑结构的设计方案直接决定了后续的施工方案的选取工作和施工设计,这个过程必须考虑整体建筑施工成本合理的要求。另外,高层建筑的结构设计方案也必须考虑当地的地质条件、地理地形条件、工程施工的要求、施工方案和建筑设备安装等具体的因素,在各种因素相互协调的情况下,确定结构设计的最优方案。
2.3关于计算结果正确性分析的原则随着计算机技术的不断进步,计算机应用软件不断地加入到高层建筑结构设计的分析计算当中,但是与建筑结构设计有关的软件的品种数量众多,不同的软件品种的计算方法、流程和编程实现方法不一定相同,导致了有关结构设计的计算结果存在着许多差异。设计工程师要正确认识和分析这些计算结果的差异,充分了解所采用的计算软件的计算范围和计算条件,要在仔细审核的基础上进行仔细的判断,排除人工数据输入的错误,才能够得出所需要的正确结果。
3高层建筑结构设计相关问题分析
3.1高层建筑的基础设计相关问题高层建筑的地基设计既是高层建筑结构设计的前提性工作,也是建筑设计师非常重视的一个问题。地基设计的重要性不言而喻,地基设计的质量直接影响着基础的类型选择和工程的造价。基础的设计工作包含了基础的类型设计和对地基的处理工作。地基类型的选择要考虑到上部结构的荷载、地基的承受荷载的能力以及工程的整体造价等因素,其中比较重要的是上部建筑荷载的准确计算和结构选型。另外在地基的设计和相关计算中一定要遵守国家规范和地方性规范,因为就全国来说,各地的地质条件差别很大,国家规范没有办法作出统一全面的规定,所以在地基的设计工作中要注意遵守地方性的设计规范的问题。
3.2高层建筑结构设计中的剪力墙设置问题高层建筑中的剪力墙的数量要求和位置的设置问题也是高层建筑结构设计的重要因素之一。第一,在现行的建筑规范中,具体描述了短肢剪力墙的定义问题,短肢剪力墙是指截面的高度和厚度的比在5-8的墙体,在具体的建筑应用中,短肢剪力墙的使用受到诸多限制,结构设计中应尽量少使用这种墙体结构,避免后续的设计上的诸多问题。第二,剪力墙的位置设置除了在建筑的两端以外,在建筑的纵向中轴线还应该增加剪力墙结构,并调整剪力墙中心的位置,合理设置厚度以及截面,使建筑的结果位移保持在合理的范围之内。
3.3高层建筑中的结构规则性问题关于高层建筑的结构设计的新旧质量规范在诸多问题的内容描述上都存在着一定的变化和改动,这主要体现在两个方面,第一,新的建筑规范中针对旧的建筑规范的高层建筑结构设计的规则性问题,增加了许多的限制条件,比如建筑结构设计中的平面规则性问题和结构嵌固端的刚度比问题。第二,新的建筑规范中采用强制性的条文规定了严重不规则的结构设计方案是不能采用的。所以,结构设计师要注意到新旧规范的的内容改动,严格遵守规定的限制条件,合理的规划自己的结构设计,避免为后续的施工设计和施工图的设计工作带来不必要的麻烦。
在建筑CAD教学中,教师应该着重训练学生CAD软件绘图能力,促使学生能够熟练掌握建筑平面图、立面图以及剖面图的绘制,使其能够熟练绘图过程中需要应用到的各项指令,在此基础上培养学生创造性思维,让学生能够将自己心中想法通过CAD软件表现出来。传统CAD教学方式注重教师的理论讲解以及一些操作指令的学习,要求学生掌握基本的绘图命令,但这种教学方式导致学生欠缺解决实际问题的能力,所以,在进行建筑CAD教学的时候,教师不能够局限于基本操作指令的学习。
1.2教学内容滞后
在建筑CAD中,主要的教学内容就是AutoCAD。这种单一的学习方式致使大多数学生在学习过程中以为CAD与AutoCAD的学习内容是一致的。事实上,国内大多数建筑设计单位都逐渐开始应用草图大师、天正建筑等一些新型建筑设计技术。这些软件的应用促使CAD软件的滞后性更加突出。
1.3缺乏争取的教学方式
在传统建筑CAD教学过程中,并不能够突出CAD教学的专业特点,并且教学方式大多都是由绘制简单建筑框架开始的,学生在学习过程中会因为枯燥的门窗绘制消耗掉对建筑CAD的学习兴趣。另外,这种学习方式促使CAD内容的学习较为零散,学生不能够系统有效掌握相应的知识内容。
2高职高专建筑CAD教学模式的改革
2.1理论与实际相结合的课程学习方式
在建筑CAD学习过程中,理论知识的学习是掌握绘图操作的基础内容。所以,学生在学习的时候一定要注重理论知识的学习,不然学生在实际操作过程中会显得十分吃力。例如学生在操作过程中仅知道某一快捷指令,但不知道使用这一快捷指令的工具在哪里,不能够完成绘图。主要是因为学生在学习过程中没有掌握“人机对话”基本应用方式,没有理解CAD软件操作命令的提示。CAD实际上是一种实践性较强的课程内容,教师在教学过程中一定要将理论讲解与实际操作环节相结合,将理论知识学习与学生动手操作结合起来,实行边讲边练的教学方式,在计算机房完成CAD教学内容。并且,学生在操作过程中遇到问题也能够及时反映给教师,提升CAD教学效率。
2.2以就业为导向实施教学定位
建筑CAD具有较强的实践性与应用型,使用的是现代信息软件技术AutoCAD,就是将计算机辅助绘图设计与土建专业内容有效结合起来,这样就能够实现由传统手绘方式向计算机绘图形式转变。现阶段,建筑行业发展中,建筑设计师、监理人员、预算人员、施工人员以及造价人员都会使用CAD绘制相应的建筑图形。并且CAD软件的应用十分广泛,广告、机械、环境艺术等均有应用。在高职高专中建筑CAD教学应该注重学生实际能力的培养,使用较多练习案例促使学生能够熟练掌握土建工程制图技巧,使学生能够有效绘制相应的土建工程图样,提升学生的市场竞争实力,有效拉近学校学习与实际就业之间的距离。
设计师在对山地高层住宅进行设计时,在设计思想上应该遵循以下三项原则或趋势:
(1)山地高层建筑的施工环境具很大的特殊性,山地的地形和气候气温条件都是比较特殊的,因此,设计山地高层建筑的时候,设计人员切不可肆意而为、主观臆断,一定要把山地的全部条件考虑在内,包括地质、地形、地势、气候、气温、河流水源等,充分地结合住宅设计与山地自然条件、自然景观的关系。山地还有其优点,山地景观是其自身最大的优势和特色,所以山地住宅建筑的设计不应该忽略了山地的景观,建筑和景观之间应该相互结合、相互映衬,实现二者的有机统一,突出人与自然和谐共处的设计理念;
(2)山地高层住宅建筑一般都是远离市区的,距离问题使得居住在山地住宅区的居民无法享用市区内的基础设施,鉴于此,为了保证市区居民和山地居民权利的平等性,应该考虑到山地居住区居民的感受,也应该像市区一样建立完备的基础服务设施,本着以人为本的理念设计山地的高层住宅,使得人性化的设计理念自然地融入到山地高层建筑设计法,最终实现便利山地居住区居民生活生产、提高生活水平和生活质量的目的,优化对山地道路的设计,便利山地居住区的出行,与外界加强联系;
(3)建筑物如果坐落在山区中,尤其是高层住宅,更应该实现建筑物与山区自然环境的结合,这就考察到了山地高层建筑设计法师的洞察力,作为建筑物的设计者,自身应该具备较强的生态理念和环境意识,使得设计体现出人与自然地和谐共处与平衡发展,力求符合低碳环保理念。
2山地高层建筑设计法手段
2.1山地高层住宅设计要与山地地形相结合
任何建筑工程项目在施工之前的必备工作都是仔细地勘察施工场地的地形地质,山地高层建筑也不例外,甚至是更有必要,毕竟其处在山区这样一个特殊的位置上,设计人员在正式制定建筑设计法方案之前,就要亲自去施工场地勘察山地的地形,一定要详细、仔细与全面,因为山地高层建筑的建造依据和出发点就是山地的地形。为了增强所获取的地形信息的精准性,设计人员可以利用地理信息系统进行数据的采集与整理,地理信息系统可以自动地实现地形与建筑物的完美结合。当然设计人员始终是设计主体,其首要任务就是分析和研究建筑所选地址的平面,根据山地平面情况确定建筑物的具体坐落位置和形状,如果能保证原有的生态系统不被破坏,可以对原有的地形进行适当合理的改造,以促进施工的顺利进行,保证施工质量和施工的安全性。高层住宅建筑应该尽可能地适应山地地形,根据地形的高低、地势的坡度、高低变化来确定高层建筑的设计要点。
2.2突出山地高层住宅设计特色
为了增强山地高层建筑的欣赏性,使居民更加赏心悦目,设计师在进行设计的时候应该突出山地高层住宅设计特色,提高设计质量,而要想提高住宅品质,最基本的就是实现建筑物与山地具体情况的真正结合,发挥和利用山地天然形成的地形、地貌以及各种自然景观的优势,以此彰显山地高层住宅设计特色。举例来说,如果山地中的水渠较多,那么山水生态就是不错的一种设计理念,可以利用天然的水源设计喷泉或瀑布,这些都是住宅区域亮丽的风景线,着重突出住宅区域的绿色性质,实现自古以来的山水结合,创建一种原生态的、宜家宜居生活环境,使人们感觉生活在世外桃源一样。此外,台地的连接方式是由山地的起伏状况决定的,因此,设计师可以就地取材,利用山地的自然起伏状况体现山地住宅区的空间感,实现建筑物与自然环境、山谷与山顶的完美结合,山地高层住宅区域品质自然而然得到提升。
2.3强调室内设计与室外设计的统一
设计师在进行住宅设计的时候,不但要考虑到住宅小区的整体设计风格,还要很好地设计不同单元的户型,实现整体与部分的结合与统一,以外在的建筑造型、户型设计为依托加强居民之间的内心交流与情感互动。为了提高山地高层住宅区的识别性,也为了方便居民的休闲娱乐,提高居民的生活质量和生活水平,更为了为建筑施工单位树立一个良好的外在形象,可以选择在合适的位置建造一个广场。同时为了适应时展潮流、顺应时展理念,设计工作应该本着节能、环保、绿色、贴近自然的原则进行,体现人与自然的和平共处。
2.4合理组织山地住宅空间秩序
由于山地占地面积较大,山地高层住宅区域也比一般高层住宅区域要大,对于这种规模较大的小区,设计人员应该重视空间秩序组织建设,将道路交通设计纳入到建筑设计法当中。在设计阶段,设计师可以充分利用山地住宅区中的台地和楼梯设计,将人流从住宅区入口广场向住宅区内景观主轴引导,并可在住宅区内的中间台地进行集合广场设计,使人流能够自动分散到住宅区内的各个台地中,避免了人流拥挤和人车冲突问题的出现。
2.5结合山体对基面进行设计
建筑基面设计是建筑设计法中的重点,基面主要是指主体建筑入口位置和外部空间之间的建筑层面。在对山地高层住宅基面进行设计时,设计师应该注意将其与山体进行结合,由于在山地高层住宅中多是采用架空建筑形式,因而使得建筑基面与建筑底面出现不在同一层面的现象,这时设计师可以对基面进行景观设计,以丰富山地住宅区内的景观。
随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快,我国高层建筑建设持续空前发展。钢结构体系因其本身所具有的自重轻、强度高、施工快等优点,与钢筋混凝土结构相比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。中国已成为第一产钢大国,钢结构住宅适宜工厂大批量生产,工业化、商品化程度高,可以将设计、生产、施工、安装一体化,提高建筑产业化水平。钢结构应用于高层建筑已有数十年的历史。首先采用钢结构建造高层建筑的是美国,战后经过经济恢复,高层钢结构工程建设再度兴起,随着炼钢技术和成型制造工艺的发展,给钢结构工程的应用带来新的活力:工程建设日益增加,相应又推动了钢结构设计与施工技术的不断进步积完善。现对超高层钢结构施工技术进行简要总结。超高层钢结构施工技术主要包含如下几方面内容:(1)做好施工前的准备工作;(2)塔吊的选择与布置;(3)严格原材料;(4)钢构件验收;(5)螺栓安装;(6)钢柱安装;(7)焊接;(8)门窗工程安装。
一、做好施工前的准备工作
首先是强化施工图纸的会审工作,图纸是工程施工的依据,工程开工前项目监理机构要组织监理人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件,充分领会设计意图。同时,要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审,检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”,力争把问题解决在施工之前,减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。其次是认真审查钢结构安装施工组织设计,施工组织设计是施工单位全面指导工程实施的技术性文件,施工组织设计的完善程度直接影响工程的质量、进度。因此,钢结构安装工程施工组织设计审查要针对性和重点,主要内容有:①质量保证体系和技术管理体系的建立;②特殊工种的培训合格证和上岗证;③新工艺的应用;④对工程项目的针对性;⑤质量、进度控制的措施和方法;⑥施工计划(工期)的安排。
二、塔吊的选择与布置
塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备,其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑,并保证装拆的安全、方便、可靠。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊,因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固,并且在起重机布设位置上有较大的自由度。另一方面,采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工,对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。从经济上考虑,为节约成本,优先选用内爬式塔吊进行钢结构超高层建筑的施工。
三、严格原材料
钢结构有很多优点,但其缺点是导热系数大,耐火性差。随着冶金技术的提高,耐火钢的研究成功并投入生产,为钢结构的进一步发展创造了条件。在选择中,首先钢筋的质量证明文件应齐全有效,且进场检验应符合规范和设计要求。连接套筒应有出厂合格证,材料一般为低合金钢、优质碳素结构钢,其设计抗拉承载力标准值应不小于被连接钢筋的受拉承载力标准值的1.2倍,套筒长为钢筋直径的二倍。
四、钢构件验收
钢构件住进入安装现场后,由专业质量检测人员对构件的质量进行检杏。弹出钢柱的安装轴线,若发现在运输过程中钢构件发生变形缺陷后,马上进行矫正和处理。同时还需要对构件纵横两个方向的安装中心线进行验收,对中心线不清晰的要重新弹上安装线。
五、螺栓安装
钢结构工程中螺栓连接一般用高强螺栓和普通螺栓,普通螺栓连接,每个螺栓一端不得垫2个以上垫片,螺栓孔不得用气割扩孔,螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距;高强螺栓使用前我们检查螺栓的合格证和复试单,安装过程中板叠接触面应平整,接触面必须大干75%,边缘缝隙不得大干0.8mm,高强螺栓应自由穿入,不得敲打和扩孔;高强螺栓不得作为临时安装螺栓,螺栓拧紧应按一个方向施拧,当天安装的应终拧完毕,终拧完毕应逐个检查,对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。
六、钢柱安装
按结构平面形式分区段绘制吊装图,吊装分区先后次序为:先安装整体框架梁柱结构后楼板结构,平面从中央向四周扩展,先柱后梁、先主梁后次梁吊装,使每日完成的工作量可形成一个空问构架,以保证其刚度,提高抗风稳定性和安全性。为了便于调整柱的垂商度,在预埋螺栓上先拧上数个螺母全部拧到接触基础面,并用水平仪找平后,开始吊装钢柱。吊装钢柱时,为了防止意外事故出现,在柱的上端活系两根缆风绳,可以从多个方向临时固定,也可用来调整垂直度。测量校正,钢柱吊装就位后,用两台经纬仪和水平仪对钢柱进行测控,微调通过调整柱底脚板下的螺母来实现。七、焊接
钢结构使焊前,对焊条的合格证进行检查,按说明书要求使用,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤,一、二焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹,一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷,一、二级焊缝按要求进行无损检测,在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。原则是采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接。多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理检查,清除缺陷后再焊。焊接接头要求熔透焊的对接和角接焊缝多层梁柱焊接时,应根据安装情况先焊顶层柱与梁节点,其次焊底部柱与梁节点,最后焊中间部分的柱与梁节点。在焊接顶层梓与梁节点时,应先焊梓顶垂直偏差较大的部位,以利用焊接后收缩变形应力达到减少柱顶垂直偏差。焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散施焊。
八、门窗工程安装
钢窗安装质量的控制重点有两点,一是,钢窗进场合格证、产品试验报告及外观的检查。二是,钢窗和固定钢窗的立柱之间的间隙控制。先施工固定钢窗的立柱,有可能出现钢窗与立柱之间缝隙过大或钢窗安不上。我们在控制过程中,要求施工单位先固定钢窗一边的立柱,待钢窗完全固定就位后,再焊接另一边的立柱,这样保证钢窗与立柱之间无缝隙。
总之,我国正在大力发展钢结构高层民用建筑,我们应及时组织考察总结已建成的钢结构住宅工程的经验,满足住宅在适用性能、环境性能、经济性能、安全性能、耐久性能方面的综合要求,形成完善的建筑体系。但愿我国的钢结构高层民用建筑能够经得住历史的考验。
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