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住房問題是關系千家萬戶的民生問題。黨的“十七大報告”指出,努力使全體人民“住有所居,推動建設和諧社會。”建立健全多渠道住房保障體系,解決低收入家庭住房困難,是政府發揮公共服務職能、貫徹落實十七大精神的重要措施。江蘇省淮安市“共有產權經濟適用房”的設計思路與實踐,取得了較好的成效。
一、淮安市住房保障面臨的主要問題
(一)廉租住房實物配置量相對偏少
住房政策實行貨幣化補貼后,淮安市曾一度中斷了相關保障性住房的建設,造成向低收入群眾實物供應存量不足,一定程度上加劇了商品房價格的上漲。實踐證明。貨幣補貼的優惠政策難以抵消市場經濟下的住房價格上漲壓力。此外,淮安市加大了廉租住房的配套建設力度,逐步擴大廉租住房實物配租比例,但由于低收入群體基數較大,收購的廉租住房實物房源偏少,廉租房實物供需矛盾依然存在,仍有部分低保無房等困難家庭未能享受到實物配置待遇。同時,隨著城市拆遷力度的加大,淮安市拆遷戶中的一些低收入家庭存在買房難題,也急需提供低廉的租賃性房屋加以解決。
(二)保障性商品房購買力相對不足
根據我國一些地區的實踐,城鎮人口的30%需要通過經濟適用性房屋進行保障。淮安市2007年市區戶籍人口為87.25萬,經濟適用房保障人口約為26.2萬。按照每戶3人計算,約有8.7萬戶需要購買經濟適用房。按每戶60平方米計算,淮安市約需經濟適用房552萬平方米,目前開發還存在較大缺口。淮安市市區保障性商品房管理辦法規定,保障性商品房近期房價控制在每平方米2000元左右,套型建筑面積在50-85平方米,銷售對象為家庭人均收入低于800元且家庭住房建筑面積低于15平方米的家庭。符合條件的中低收入家庭以目前價格購買60平方米的保障性住房,至少需要12萬元,超出了他們的承受力。淮安市估算符合條件的保障性住房總需求量在4000戶左右,但今年實際有購買力的僅約600戶左右。部分獲得購買保障性商品房資格的住戶有的在繳納約占房價一半的首付款后已經傾其所有并有不同程度的舉債,正忙于奔走籌集剩余款項。可以預計,這部分家庭購買保障性商品房后將面臨基本生活的困難,必須正視這個問題。
(三)部分新增就業群體居住壓力較大
隨著淮安市工業化城市化進程的加快,新增就業群體不斷擴大,包括城鎮人口中自然增長部分、畢業后留在城市的大中專畢業生、農村郊縣向市區遷移和定居的人口、外來務工人員等。他們收入不高,還沒有積累,在相當長一段時期沒有能力購買商品房。近年來,淮安市雖然集中建設了一批外來務工人員職工宿舍,公共租屋也開始啟動,但主要面向工業園區的勞動者,對于日漸龐大的城市新增低收入人口而言還遠遠不足,大多數外來人口需要直接面對水漲船高的房租。目前,淮安市在改善外來務工人員待遇方面側重于工業園區內大中型企業,對于相對分散的其他行業低收入流動人口的居住問題還缺乏周全的考慮。
二、完善淮安市住房保障機制的對策建議
經濟社會的發展必須讓每個成員都感受到改革開放帶來的巨大變化,分享到改革開放取得的豐碩成果,才能最終得到人們的支持和擁護,推動和諧社會的構建。淮安在保障性住房建設方面進行了積極有益的嘗試和探索。作為一個新事物,仍有待精心設計完善。
(一)完善管理機構,組建專門的住房保障行政部門
住房保障是一個復雜的系統工程,涉及多方面的問題和多個職能部門。從國內外成熟的經驗做法來看,均是普遍設置住房管理部門對住房保障進行專門管理,如美國的住房與城市發展部、新加坡的政府房屋發展局、香港的公屋局、成都的住房委員會等。隨著住房保障力度的加大,淮安市應組建市級住房保障管理機構,賦予其保障性住房規劃政策擬定。調配住房保障資源,保障性住房建設管理,審核保障性住房申請家庭資格等職能。淮安市是否可以考慮將住房保障工作重心下移,在各區成立住房保障辦公室,落實工作人員編制、業務經費和辦公場所,主要負責申請受理、調查走訪、社區公示、年審回訪等住房保障的基礎性和日常管理工作,并建立市、區、街道、社區四級分工聯動機制。
(二)完善計劃管理,及時調整住房保障的指標
淮安市應繼續完善中長期住房保障規劃,進一步明確住房保障總體要求、目標任務和工作措施。要在做好居民收入層次比例及住房總體狀況調查的基礎上,根據地方經濟發展水平和財政實力以及房地產市場狀況,對低收入家庭標準進行科學分析界定,研究淮安市住房保障的水平和范圍以及各類保障性住房的比例關系,并建立動態調整機制。既要讓真正的低收入困難群眾安居樂業并逐步擴大覆蓋面,也要防止產生“養懶人”的不良傾向,努力在群眾期望值和政府承受能力之間尋找保障程度的最佳平衡點。應該說,淮安市已經做出了一定的努力,但是仍要加強,真正實現住有所居。比如,2009年淮安市共有產權房申購條件:家庭人均月收入800元以下(2010年將放寬到1000-1200元),人均住房建筑面積在16平方米以下,具有本地城鎮常住戶口2年以上的家庭均可申請購買共有產權經濟適用住房,無房家庭優先購買。廉租住房申購條件:符合條件的城市低收入住房困難家庭應保盡保。保障方式實行貨幣補貼和實物配租相結合,以發放租賃住房補貼為主。購買時根據家庭人口狀況確定允許購買的房屋戶型大小。
(三)加強供應管理,擴大保障供給
淮安市應繼續推動住房供應,優化住房供應結構,重點發展滿足居民自住需求的中低價位、中小套型普通商品住房,實現住房供求基本平衡。要通過引導開發商合理定價,降低居民購房成本,滿足群眾不斷改善住房條件的剛性需求。穩定市場房價,防止出現大的波動。同時,要加強市場監管,抓好誠信體系建設,進一步規范房地產市場秩序,繼續嚴格落實商品房銷售網上備案和可售房源公開制度,逐步實現全市備案系統的聯網運行。
(四)創新需求管理,滿足保障對象的有效需求
和傳統的建筑設計相對比,綠色建筑設計滿足的層次需求比較多,這就讓對綠色建筑的投資起點較高,剛開始的時候并沒有被投資者所青睞。但是就其生命周期成本觀的角度進行思考,對綠色建筑的經濟價值和生態功能進行綜合的考慮,也就是說對在使用建筑的過程中所降低的費用以及提高的生態功能進行綜合的考慮。之所以要進行綠色建筑設計方案的綜合性評價就是在綠色建筑設計最大的生態功能和最小的使用周期費用之間尋找平衡點,在這個前提下進行建筑方案的設計,這樣設計出的建筑才符合綠色建筑的宗旨。
1.2綠色建筑設計方案綜合評價的基本準則
綠色建筑設計理念所體現的資源利用效率、環境和社會效益,無疑是可以讓建筑的可持續發展得到促進的,但我們也知道,綠色建筑具有更廣泛的主體需求,其層次性更強。與綠色建筑設計綜合評價的目的相結合,經濟型和適用性的統一,讓主要的指標進一步的突出且指標之間要有可比性是評價的時候需要遵循的原則。
2綠色建筑設計方案綜合評價的理論和方法
2.1系統工程理論
對綠色建筑設計進行綜合性的評價是一個非常復雜的過程,在各層級評價因素之間存在的關系主要是:橫向的交叉和縱向的從屬關系,經過對評價因素進行分類、分層后建立一個完備的、易于操作的指標評價體系,通過一定的方法計算選出綜合性最好的方案。
2.2可持續發展理論
所謂的可持續發展就是不僅讓當代人的需求得到滿足,又不讓未來人們的滿足受到威脅的發展方式,也就意味著進行適當的發展。綠色建筑設計的綜合性評價重視的是建設多元化的需求,一如既往的對多因素的綜合效益進行重視,實現人、自然、建筑的協調性可持續發展,是對可持續發展理論核心思想的體現。
2.3全壽命周期費用評價理論
全壽命周期費用評價理論的主旨是把綠色建筑看成一個生命系統,在這個生命系統中以全壽命作為一個階段,在這個階段中對物質投入和產出進行評價作為這個系統在技術經濟上的指標。在綠色建筑體系中,它的全壽命周期成本主要有建筑投資和維護成本。根據綠色建筑設計方案綜合評價的意義,綜合性評價的過程為:評估目標的確立、相關評價要素的收集并進行數據化、分析指標與綜合評價、下結論與改進建議等階段。由于需求維度的目標比較多,所以多因素綜合評價法比較適合綠色建筑設計方案的綜合性評價。
3基于綜合性能分析背景下的綠色建筑設計優化對策
以總額和性能分析為背景的綠色建筑設計優化對策,把建筑設計過程和設計深度作為基礎,可以把建設設計分為四個階段:決策設計階段、開始設計階段、擴大初步設計階段和施工圖設計階段,通過對地域、環境、資源等性能的綜合考慮,利用評價標準指導綠色建筑設計同時輔以高科技軟件分析建筑的主要性能,讓綠色建筑的科學性、客觀性進一步的提升。
3.1綠色建筑地域性空間組織模式設計優化
對綠色建筑進行建筑設計的時候需要以傳統的建筑設計為基礎然后加上如地理、氣象、技術、文化和環境等相關的參數,對自然生長的規律進行依賴是綠色建筑地域空間組織模式設計的優化原則,在建筑設計的過程中加入地域元素,對人在綠色建筑中的感受重視起來,對設計優化主要表現在:優化設計技術、視覺形式、空間關系等,并與地域建筑技術水平、文化水平,地方發展情況相結合。進行研究、調查、轉換等,以便于設計模式得以控制,綠色建筑的效果得以優化。與此同時,綠色建筑的生態系統是由人、地質、大氣環境、土壤等元素組成的。通過對綠色建筑的綜合性能進行考慮,確保綠色建筑能對地域風格和價值系統進行整體的體現,并以地理環境的變化為基礎,讓地域環境系統和諧相處的優化目標得以實現。
3.2綠色建筑設計流程的優化
《綠色建筑評價標準》是綠色建筑設計過程中的準則,然后對現有的綠色建筑過程的設計進行優化:首先,對設計團隊進行優化,由于組成綠色建筑設計團隊的人員非常復雜,綠色建筑項目設計團隊應該基于綠色建筑的目標,對配設計團隊進行員工的配置,落實責任。第二,對決策設計進行優化,設置特殊的綠色設計團隊然后進行綠色建筑啟動儀式,如開展綠色建筑的可行性分析,對綠色建筑的現場技術、設備、交通等進行深度的分析,不能止于表面,一定要深入本質的進行研討、分析;第三,優化初步設計,對初步設計進行優化的過的主要表現有:開展綠色建筑設計研討會、規定綠色建筑設計的總要求、發展綠色建筑設計、確定綠色建筑設計的審查指標等等。第四、優化擴充設計,優化擴充設計的過程表現在:開展綠色技術深化實施研討會、對綠色建筑進行擴充設計、對擴充綠色設計圖紙進行審查、設計圖紙模擬(綜合建筑能耗、室內的通風、采光情況);第五,優化設計施工圖紙,優化施工圖設計的主要流程是:對綠色施工圖紙設計進行深化、綠色建筑設計圖紙完工、對施工圖紙進行嚴格的審查(要是參數發生變化的時候,應該以計算機為基礎進行模擬的校對、審核、會簽)、施工圖設計完工。
3.3綠色建筑設計方案評價指標優化
當前,對建筑環境進行整體性能評價的系統主要包含的指標有:水、材料、能源、空氣質量和其它指標該,但內容的評價系統、操作模式、結構、結果的表達和綠色建筑的決策模式相比具有一定的距離,很難滿足設計師在優化綠色建筑設計的需求,在分析綠色建筑環境的時候使用Ecotect軟件,通過總結可以對綠色建筑綜合性能評價指標進行獲取,讓每一項綜合評價指標獨立于彼此,可以對綠色建筑的綜合性能從不同的角度進行反應,根據綠色建筑功能的要求對指標的權重進行設置,可以使用的方法主要有相關系數法、專家評分法等幾個常用的定權方法,對權重的評價指標進行確定,通過采用Ecotect仿真程序對方案的性能進行分析,然后通過TOPSIS算法進行分析綜合的結果,讓獲得的評價指標達到最佳和EcotectTOPSIS決策模型。
二修復過程中所考慮到的防火設計
要求對于古建筑而言,由于采用了木質梁柱、木屋架,火災荷載高于現行的國家標準規定的火災負荷量,起火后對建筑的危險非常大。古建筑中的木材,歷經幾十年、上百年的風干,材料的含水率很低,在一定程度上形成干材,因此極易燃燒。一旦起火,火勢將沿著整棟建筑的柱、梁直至屋頂而燃燒起來。古建筑的梁、柱、椽等構件,表面積大,木材的裂縫和拼接的縫隙多,大多數通風條件比較好,發生火災后火勢蔓延快,燃燒猛烈,極易形成立體燃燒。
1耐火等級的設定
古建筑多采用木質結構,其耐火等級低,多為三、四級。所以當我們在做修復工程的時候對于防火方面不能把標準定位過低,古建筑的使用時間少則幾十年,多則幾百年。考慮到院落舊址所在地塊界限尺寸有限,加大防火間距勢必破壞建筑群的整體性,因此我們將建筑的耐火等級定為二級,等同于目前低層商業及多層建筑的耐火等級要求,東西房與兩個正房的防火間距均為6m以上,這樣在保證了整體的同時也滿足防火要求。
2建筑防火分區的設定
現代建筑防火分區的劃分是防火安全體系最重要的基礎,也是防止火災蔓延以及人員疏散的安全保證,是保證結構安全的樞紐。因此,通過火災危險性的分析我們對27號院落中根據實際的距離大小來劃分防火空間,形成物理性的防火分隔,再以此空間的間隔,規劃設置各項防火措施及設備,達到防火安全目的。在27號院落里面的兩個正樓一、二層建筑面積為100m2~200m2左右,按照現在的防火標準可設為一個防火分區。在樓下均設有一層地下室,我們將每個地下室劃分為不大于500m2兩個防火分區,并且每個防火分區中均設有直通室外的疏散樓梯和垂直疏散口,以此來符合現在制定的防火設計規范和要求。在地下室建筑組團西側和南側均設有消防車道,在西跨院和四合院設計有室外消火栓,每個房間配置兩個干粉滅火器。這樣在防火設備上就含有移動和固定兩種滅火設備。
3建筑材料的使用
古建筑原先所使用的材料很難達到現在的防火規范標準。對于古建筑的修復,首先在保證結構的安全和堅固的基礎上,所使用的材料還要采用必要的防火措施來滿足疏散和救火的要求。原有27號院落群的主體建筑采用的是磚木材料,根據多方探討和研究決定在修復院落群建筑原貌的同時要積極運用現今成熟的工程技術和材料做法,因此院落的主要屋面和樓板采用基底材料,墻體基底則選用現澆鋼筋混凝土和加氣混凝土砌塊,這些材料的使用使得整座院落的耐火性能基本達到現今砌體建筑的水平,同時在建筑里還砌筑有砌至梁底的防火墻,并在木構件的表面涂刷防火涂料,從而為發生火災時人員的安全疏散和救火留有一定時間。為保障安全疏散過程中人員的安全和盡量地延長逃生時間,在建筑中設置防火門成為必備的逃生和防火設施。會館建筑里設置有雙扇乙級防火門,管井門為丙級防火門。
2設計反饋的及時有效化
BIM軟件可以在設計階段的任何時刻結合相關綠色節能分析軟件(例如Ecotect軟件)對方案進行相關設計分析,并及時反饋出模擬評估的結果。此外,傳統的可持續分析工具在建筑物理、數據分析等方面要求分析人員具備較強的專業素質,而BIM的可持續分析軟件具備操作簡單、易于掌握的特點,不需要冗長的數據分析就可對不同設計策略進行快速評選,為建筑師在早期設計階段提供技術支持。
3BIM在綠色建筑方案設計中的適用性分析
在建筑設計中,盡管設計階段的成本僅占建筑總造價的5%-7%,但是設計階段的設計方案卻會對建筑總造價產生70-80%的巨大影響。此外,建筑的最終性能很大程度上也受設計方案的影響。在設計初期,設計師近80%的設計決策會影響建筑的最終能耗表現;而當一棟建筑已經進入施工或者運營維護階段,從設計上大幅提高建筑性能的可行性就大為降低。由于方案設計早期可選設計策略具有高度不確定性,并對建筑最終性能影響顯著,因此,建筑師能否在設計初期就得到及時有效地決策信息對提高綠色建筑設計水平具有至關重要的影響。無論是住宅建筑還是公共建筑,其功能復雜、形式多樣,對能源與環境影響較大。同時,辦公建筑中員工工作環境的舒適度及相關經濟效益、品牌效益等方面逐漸得到越來越多的重視。面對全球范圍內綠色思潮的巨大沖擊,大力發展高效舒適、健康環保的綠色建筑已經勢在必行。而在綠色建筑設計中,設計師需要將可持續理念貫穿于整個設計過程中。如果在初期設計階段,設計師就能模擬建筑實施過程并預測最終環境性能,則可以從環境影響的角度,不斷比較各種可選方案,降低項目在施工及運營階段對自然環境造成的不良影響與破壞,進而確保綠色資源開發、綠色生產、建筑環境的不斷改善和優化,最終實現人、自然與社會的和諧發展。目前,面向設計師的綠色建筑設計決策支持研究尚在起步階段,如何在早期設計階段給予建筑師實時可靠的技術評估以及可以權衡利弊并行之有效的信息支持,是該研究的難點之一。BIM作為當今建筑業新興的信息技術,在方案設計階段擁有以上介紹的三大突出優勢為克服以上難點提供了新的工具與途徑。因此,在當今信息化技術快速發展的背景下,基于BIM的建筑設計輔助工具的性能已遠遠優于傳統的輔助工具,信息化設計輔助工具可以為建筑師提供實時、準確的建筑信息及快速的建筑分析與模擬反饋,可用于對不同建筑方案進行比較,以便提前解決建筑中可能存在的各種問題,從而給予建筑師有效及時的早期設計決策支持。
4基于BIM技術與傳統設計方法的應用比較
本文以單體某綜合辦公樓為例,基于BIM技術與傳統設計方法在綠色建筑方案設計的應用中進行對比分析。該綜合辦公樓位于大連市,總建筑面積為1800.06平方米,屋面高度為10.8米,主體結構形式為鋼筋混凝土框架結構,建筑消防等級為2級。運用Revit軟件建立綜合辦公樓的三維模型,將建筑信息模型導入到綠色建筑分析軟件——Ecotect中并進行模型分析。選取綠色建筑的重要指標進行比較分析,主要包括日照間距、遮陽構件室內采光、太陽輻射以及節能情況等。
4.1土地的利用——日照間距的確定
通常設計師在規劃設計時,為了保證日照光線不受相鄰建筑物的遮擋直接射入到室內,需要在建筑物與建筑物之間留出一定的距離,這個距離通常稱為建筑的日照間距。而在住宅小區,往往由于建筑布局的不恰當,以及四周建筑的相互遮擋,使得某些朝向選擇較好的建筑并不能獲得足夠的日照條件,可以說,日照間距確定的合理與否,不僅關系著建筑物能否獲得足夠的日照光線,而且還可以使原本稀缺的土地資源得到充分的利用,以達到綠色建筑基本原則之一,即土地的節約與充分利用。通常情況日照間距的確定方法主要有以下兩種:(1)傳統的公式法日照間距的大小主要根據現行小區規劃設計、住宅設計以及其他建筑設計規范中對日照標準的要求來確定。它受當地地理緯度、建筑朝向、建筑的高度和長度以及用地地形等相關因素的影響。在平坦場地上,任意朝向的條室建筑其日照間距主要根據公式:D=(H-H1)×cot(h)×cos(r)。其中,D為兩建筑物間平地日照間距;H為前排建筑高度;H1為后排建筑底層窗臺高度;h為太陽高度角;r為建筑墻面法線與太陽方位的夾角。從公式的外表形式可以看出,該公式復雜,計算繁瑣,即使在確定正南、正北的建筑日照間距也顯得非常困難;當面對復雜的建筑形式和布局時,只能進行簡化處理,根本無法進行日照分析以及優化設計。(2)基于BIM的分析法為了闡述基于BIM的日照間距確定,本文以大連某綜合樓辦公項目為例,確定其日照間距,其具體步驟為:將Revit建立好的BIM模型導入到Ecotect分析軟件中,為了能夠快速、簡便的確定日照間距,本文采用替代法進行分析,即在Ecotect軟件中建立一個與該綜合樓辦公項目高度一樣的框架,并且一樓窗戶位置與Revit所創建的BIM模型一樣,同時假定該綜合辦公樓的正南方向有一棟與其等高的建筑,根據建筑設計標準,南向墻體接受太陽的日照至少2個小時,本文選擇8點半至10點半這兩個小時,確定其日照間距。可以計算出此時紅色的建筑由于受前面建筑物的遮擋,沒有滿足設計規定日照要求,此時的距離為16.3m,為了讓該綜合辦公樓滿足設計規定的日照要求,為此需要調整其距離,調整后距離為23m,可以算出南墻日照時間完全符合要求。由此可以看出,基于BIM的日照間距確定方法比較簡單,并且形象直觀,可以直接的觀察到每個時間點的陰影,而在建筑選址以及具體規劃的設計中,有以下幾個方面可以為建筑物爭取日照,同時達到充分利用土地、節約土地的目的:利用地勢高差規劃建筑物的布局,以減少建筑間的間距,一方面充分利用了土地,另一方面又滿足建筑物日照的要求,這點特別適合大連市的地勢情況;在多排多列建筑物布局時,可以采用建筑物前后排的錯位布局,利用屋面山墻空隙來獲得日照;不同高度建筑物布局時,可以將高度較低的建筑物布置在向陽位置,而較高建筑物布置在其后面。
4.2室內采光分析
(1)傳統的方法在現實生活中,建筑物室內主要通過自然采光與人工照明得到照度。自然采光主要是通過房間的窗戶進行采光,窗戶采光的局限在于照度隨房間進深下降比較快,照度分布很不均勻,同時房間較深部位不能得到足夠的自然光線,雖然可以通過提高窗戶的位置來增加一部分自然光線,但同時又受到房屋層高的限制;而人工照明主要是通過室內布置一定數量的燈具來獲得照度,通常情況下,電器工程師主要按照現行值反推燈具的總功率,以總功率來計算燈具的數量,最終在建筑中按照需要布置燈具,而很多情況下,相同類型、相同數量的燈具因為排列方式的不同,會使室內產生不同的照明效果,有時,只要燈具布置的合理,可能并不需要按照電器工程師計算的燈具總數進行布置就能達到與其基本一致的照明效果。(2)基于BIM的采光分析面對著傳統方法在自然采光中運用的不足,基于BIM的Ecotect軟件為室內采光環境的改善帶來新的契機,即在窗戶合理位置處設置陽光反射板,將太陽光通過陽光反射板反射進入房間進深較大的房間內,使房間較深部位也能夠得到適宜的照度。此外,運用Ecotect軟件可以確定陽光反射板的尺寸,來達到合理利用太陽光的作用,這樣既能充分利用太陽光線,也能達到節約陽光反射板材料的效果。室內采光的另一種途徑就是人工照明,相同數量、同一類型的燈具布置不同,產生的照明效果也不同,而Ecotect軟件具有模擬燈具布置產生照明效果的功能。采用較為分散的布置方式,產生的照度平均值為158.45lux,在程序中可以看出光線分布不夠均勻,而采用較為緊密的方式布置,產生的照度平均值為156.57lux,從程序可以看出光線分布比較均勻,從分析結果可以得到,燈具的布置不同確實會造成照度的不同以及光線分布不均勻情況,這樣可以為相關設計師提供燈具的合理布置,以達到照明效果最好的布置。
4.3節能優化設計
近年來,隨著經濟的飛速發展,能源的消耗與日俱增,全球能源短缺的狀況日益凸顯,能源問題已經成為每個國家首要關注的問題。與此同時,我國建筑能耗占社會總能耗的比重也在不斷增加,節能建筑也成為我國所推薦的一種趨勢。由于不同的建筑設計方案能源消耗差別較大,因此在建筑方案設計階段對建筑進行能耗模擬,判斷建筑是否節能具有重大的意義。而對建筑進行能耗模擬分析,目前主要有以下兩種方法:(1)傳統的方法大多數建筑都是參考已有生態建筑設計的案例和技術,利用以往的2D軟件,由相應的專業人士通過手工輸入的方式將建筑設計的一系列數據輸入到專業軟件中,進行能量分析。該方法的局限在于能耗分析需要大量的專業數據,輸入繁瑣,專業性強,造成建筑師難以花大量的時間與精力去研究能耗模擬軟件并完成不同方案的能耗分析工作;另一方面,設備工程師需要在輸入建筑數據后使用能耗分析軟件進行能耗分析,而分析結果并不能直接反映到建筑模型中,導致能耗分析通常安排在設計的最終階段,不能及時為建筑師提供方案設計依據。(2)基于BIM的Ecotect節能分析面對著傳統方法的局限,基于BIM的Ecotect軟件分析可以解決采用傳統方法存在的問題,由于建筑朝向、維護結構性能等因素是影響建筑能耗的重要因素,為此,本文基于BIM的Ecotect軟件分析建筑朝向與維護結構性能對建筑能耗的影響。
4.4設計方案優化的對比分析
在上一節中,筆者以大連某綜合辦公樓為實例,詳細介紹了傳統設計方法與基于BIM技術的設計方法在該實例室內采光、日照間距及節能設計時的應用,兩者優化對比分析見表5-1。
建筑裝修工程是建筑工程中的重要組成部分,在其所占有的比例也是相對較高的,尤其是在一些比較高檔的建筑施工中,裝飾裝修費用將要達到工程總造價的一多半。因此,要想創造環保節約的裝飾工程,開展室內裝飾裝修也要進行全面設計,只有這樣才能實現環保和節能的有機結合,否則建筑裝修工程將很難保證減少成本,并且很容易造成室內環境污染,實現環保節能型建設更是難上加難。據調查結果發現,全球一半以上的居民處于室內環境的污染之中,室內環境污染已經引起眾多呼吸道感染、支氣管炎等重大疾病。由于現代人大多時間都是在室內工作和生活,每年因室內污染造成死亡人數已達數萬人,這直接造成我國巨額的經濟損失。現代人工作和生活大多時間都是呆在家里,而家中室內空氣污染程度卻高出室外數倍,更令人擔憂的是,兒童更容易受到室內空氣污染的危害。來自一份調查上說“在醫院就診的患兒中有八成以上的家庭都是在最近時間內裝修過。”據此推測,室內裝修材料中的有害物質是造成小兒患病的重要因素。經過抽查發現,在室內裝修中,有毒污染材料占68%,這些材料中存在多種有害化學物質,例如,甲醛、三氯乙烯、苯等,一旦進入室內,將會引發多種疾病。室內裝飾裝修材料是一種無色無味的天然放射性氣體,對人體的危害極大。
2.對室內裝修材料的分析
(1)房屋建筑裝飾裝修工程的范圍及重要作用房屋建筑室內裝飾裝修主要范圍包括:過道、客廳、餐廳、地面、頂棚、廚房等。室內裝飾裝修主要是為了優化環境,創造使用條件,延長使用壽命,保護結構,增強藝術性以及服務經濟建設等。房屋建筑裝飾裝修工程設計主要是為了改善室內空間和清潔衛生條件,以更好地創造完善的使用條件,例如室內隔斷、吊柜、壁櫥等,都是通過裝飾裝修才能達到較高的使用價值。任何建筑都具有使用年限,一方面受自然條件的侵蝕,另一方面受人為因素的破壞,所以,為了達到保護建筑結構的目的,必須加以裝修設計。在現代建筑中,裝飾裝修設計不僅僅是為了滿足實用功能,更重要的是為美化環境、增強藝術效果服務。通過對室內的裝飾裝修可以對室內交錯復雜的線路及設備進行完美的處理,使之穿插有序、隱顯有致,不僅方便使用,而且室內和諧規整。建筑裝飾裝修不僅促進了建筑行業的蓬勃發展,還對有關冶金、化工和機件等產品進行了擴展,房屋建筑裝飾裝修行業的發展不僅豐富和改觀了城鄉面貌,還對傳統建筑融入了時代感和藝術氣息。(2)對室內裝飾環保材料的分析1)室內裝飾材料的選用家裝墻面裝飾材料的選擇盡量不要選用木制板進行裝飾,最好是選用刷水性涂料或者新一代無污染環保型墻紙,或者是采用棉麻、絲織作為天然墻紙。對地面材料的選擇一般采用天然石材、木地板、地毯等。注意選用地毯前要選用不含有害物質的地毯,并最好選用綠色環保地板,建議買烤漆地板。頂棚材質的選用盡量選用軟裝飾材料,最好選用棉麻成分高的而且不容易褪色的布料。一定要注意在室內裝飾施工中輔料的使用,特別是對膠和底漆作為基底處理時,選擇環保涂料,一定不能忽視輔料的使用。2)房屋裝飾裝修的環保設計要素①空間要素:對于室內空間的設計要合理,對于固定或活動的陳設品既要充分利用空間,又要起到使用裝飾的作用,例如廚房內設計的櫥柜,不僅可以起到良好的視覺效果,還可以存儲東西。②色彩要素:在色彩配置上,要選擇利于人們身心健康的色彩,這樣既能美觀又能符合設計功能的要求。③光線要素:光線要素是設計的主要特色,自然光線及燈光效果是室內設計的關鍵,充分利用自然光線可以促進人的身心健康。另外,燈具的選用及燈光設計中光學效果的考慮也是很重要的。④裝飾要素:室內裝飾一定要起到滿足使用和保護的功能,所用的裝飾材料一定不能有氣味,而且質感柔和細膩并具有一定的透氣性能,最重要的是能起到美觀、防潮、隔音的效果。
二、建筑裝修工程室內環境質量監測和驗收標準
自從了室內裝飾材料有害物質限量10項強制性標準以來,市場上已經停售不符合10項標準的產品,包括粉刷涂料、木制地板、膠黏劑等具有放射性有害物質的材料。據調查顯示,這些材料中的成分嚴重影響著人的身心健康,所以,在裝飾中一定要避免使用這些材料。室內環境驗收一定要等到竣工一個星期之后或在搬入新裝修的房屋之前進行,其檢測點設立在距離墻面不少于半米、距離地面高度在80~150分米之間的位置,應盡量設置在通風處,并嚴格按照國家制定的標準進行檢測,使其室內的空氣檢測符合規定的標準才能入住,這樣可以為居民的健康提供有力的保證。
三、室內環境污染的預防和治理方法
1.預防
在房屋建筑裝飾中應盡量使用天然環保的裝飾材料,對于家具的選用同等重要。一定要注意,在購買家具時,首先要看好其構成成分的污染含量證明,并對新的家具要等到有害氣體釋放完之后才能使用。在遷入新裝修的住宅之前,首先應找專業檢測人員對室內環境進行安全檢測,等做好安全評估之后才能入住。
2.治理
對室內環境污染的治理最關鍵的還是經常通風換氣,盡量采用全面通風和定時通風策略,一般新家居室內,要等裝修完半年才能達到符合標準。后期治理可以用植物吸收室內的有害物質和氣體,例如,蘆薈、鐵樹、薄荷等都是室內殺菌消毒的高手,其中文竹還可以檢測家中的環境質量。另外還可以采用新技術、新型機器來凈化室內空氣,使有害物質或氣體變成無害物質。建筑裝飾裝修設計行業只要把節能環保落到實處,不僅可以推動我國室內裝飾裝修整體水平的發展,減少施工成本,還可以提高裝修效益,不僅對裝飾企業效益有利,還對整個社會的節能環保政策的落實起到促進作用。因此,房屋建筑裝飾裝修環保設計對整個社會的發展有著重要意義,無論到什么時候,節能環保的室內裝修都不會過時。
隨著現代社會的發展,建筑物的規模不斷擴大,其內各種電氣設備的使用日趨增多,尤其是計算機網絡信息技術的普及,建筑物越來越多采用各種信息化的電氣設備。我國每年因雷擊破壞建筑物內電氣設備的事件時有發生,所造成的損失非常巨大。因此建筑物的防雷設計就顯得尤為重要。
直擊雷和感應雷是雷電入侵建筑物內電氣設備的兩種形式。直擊雷是雷電直接擊中線路并經過電氣設備入地的雷擊過電流;感應雷是由雷閃電流產生的強大電磁場變化與導體感應出的過電壓,過電流形成的雷擊。根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)規定,建筑物的防雷區劃分為LPZOA,LPZOB,LPZ1,LPZn+1等區(各區的具體含義本文不再贅述)。將需要保護的空間劃分為不同的防雷分區,是為了規定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖的嚴重程度和等電位聯結點的位置,從而決定位于該區域的電子設備采用何種電涌保護器在何處以何種方式實現與共同接地體等電位聯結。
建筑物直擊雷的保護區域為LPZOA區,其保護設計已為電氣設計人員所熟知,根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版),設計由避雷網(帶),避雷針或混合組成的接閃器,立柱基礎的鋼筋網與鋼屋架,屋面板鋼筋等構成一個整體,避雷網通過全部立柱基礎的鋼筋作為接地體,將強大的雷電流入大地。建筑物感應雷的保護區域為LPZOB,LPZ1,LPZn+1區,即不可能直接遭受雷擊區域;感應雷是由遭受雷擊電磁脈沖感應或靜電感應而產生的,形成感應雷電壓的機率很高,對建筑物內的電氣設備,尤其低壓電子設備威脅巨大,所以說對建筑物內部設備的防雷保護的重點是防止感應雷入侵。由感應雷產生的雷電過電壓過電流主要有以下三個途徑:(1)由供電電源線路入侵;高壓電力線路遭直擊雷襲擊后,經過變壓器耦合到各低壓0.38KV/0.22KV線路傳送到建筑物內各低壓電氣設備;另外低壓線路也可能被直擊雷擊中或感應雷過電壓。據測,低壓線路上感應的雷電過電壓平均可達10KV,完全可以擊壞各種電氣設備,尤其是電子信息設備。(2)由建筑物內計算機通信等信息線路入侵;可分為三種情況:①當地面突出物遭直擊雷打擊時,強雷電壓將鄰近土壤擊穿,雷電流直接入侵到電纜外皮,進而擊穿外皮,使高壓入侵線路。②雷云對地面放電時,在線路上感應出上千伏的過電壓,擊壞與線路相連的電器設備,通過設備連線侵入通信線路。這種入侵沿通信線路傳播,涉及面廣,危害范圍大。③若通過一條多芯電纜連接不同來源的導線或者多條電纜平行鋪設時,當某一導線被雷電擊中時,會在相鄰的導線感應出過電壓,擊壞低壓電子設備。(3)地電位反擊電壓通過接地體入侵;雷擊時強大的雷電流經過引下線和接地體泄入大地,在接地體附近放射型的電位分布,若有連接電子設備的其他接地體靠近時,即產生高壓地電位反擊,入侵電壓可高達數萬伏。建筑物防直擊雷的避雷引入了強大的雷電流通過引下線入地,在附近空間產生強大的電磁場變化,會在相鄰的導線(包括電源線和信號線)上感應出雷電過電壓,因此建筑物避雷系統不但不能保護計算機,反而可能引入了雷電。計算機網絡系統等設備的集成電路芯片耐壓能力很弱,通常在100伏以下,因此必須建立多層次的計算機防雷系統,層層防護,確保計算機特別是計算機網絡系統的安全。
由此可見,對建筑物內各電氣設備進行防感應雷保護設計是必不可少的一項內容;設計的合理與否,對電氣設備的安全使用與運行有著至關重要的作用。
目前,在感應雷的防護當中,電涌保護器的使用已日趨頻繁;它能根據各種線路中出現的過電壓,過電流及時作出反應,泄放線路的過電流,從而達到保護電氣設備的目的。
根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第6.4.4條規定:電涌保護器必須能承受預期通過它們的雷電流,并應符合以下兩個附加要求:通過電涌時的最大鉗壓,有能力熄滅在雷電流通過后產生的工頻續流。即電涌保護器的最大鉗壓加上其兩端的感應電壓應與所屬系統的基本絕緣水平和設備允許的最大電涌電壓協調一致。
現在,我們根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)附錄六規定的各類防雷建筑物的雷擊電流值進行電涌保護器的最大放電電流的選擇。
一、一類防雷建筑物
1、根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)附錄六規定,其首次雷擊電流幅值為200KA,波頭10us;二次雷擊電流幅值為50KA,波頭0.25us;根據圖1,全部雷電流i的50%按流入建筑物防雷裝置的接地裝置計,另外50%按1/3分配于線纜計);首次雷擊:總配電間第根供電線纜雷電流分流值為200*50%/3/3=11.11KA;后續雷擊;總配電間每根供電線纜雷電流分流值為50*50%/3/3=2.78KA;如果進線電纜已經進行屏蔽處理,其每根供電線纜雷電流的分流值將減低到原來的30%,即11.11KA*30%=3.3KA及2.78KA*30%=0.8KA,而在電涌保護器承受10/350us的雷電波能量相當于8/20us的雷電波能量的5~8倍,所以選擇能承受8/20us波形電涌保護器的最大放電電流為11.11*8=88.9KA;即設計應選用電涌保護器SPD的最大放電電流為100KA,以法國SOULE公司產品為例,選用PU100型。根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7條規定,該級電涌保護器應在總配電間處安裝,即在LPZOA,LPZOB與LPZ1區的交界處安裝。
2、根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9條規定,在分配電箱處,即在LPZ1與LPZ2區的交界處安裝電涌保護器,其額定放電電流不宜小于5KA(8/20us),故此處應選用電涌保護器SPD的最大放電電流為40KA,額定放電電流為10KA;以法國SOULE公司產品為例,選用PU40型。
二、二類防雷建筑物
1、根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)附錄六規定,其首次雷擊電流幅值為150KA,波頭10us;二次雷擊電流幅值為37.5KA,波頭0.25us;根據圖1,全部雷電流i的50%按流入建筑物防雷裝置的接地裝置計,另外50%按1/3分配于線纜計;首次雷擊:總配電間每根供電線纜雷電流分流值為150*50%/3/3=8.33KA;后續雷擊:總配電間每根供電線纜雷電流的分流值為37.5*50%/3/3=2.08KA;如果進線電纜已經進行屏蔽處理,其每根供電線纜雷電流的分流值將減低到原來的30%,即8.33KA*30%=2.5KA及2.08KA*30%=0.6KA,而在電涌保護器承受10/350us的雷電波能量相當于8/20us的雷電波能量的5~8倍,所以選擇能承受8/20us波形電涌保護器的最大放電電流為8.33*8=66.6KA;即設計應選用
電涌保護器SPD的最大放電電流為65KA,以法國SOULE公司產品為例,選用PU65型。根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7條規定,該級電涌保護器應在總配電間處安裝,即在LPZOA,LPZOB與LPZ1區的交界處安裝。
2、根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9條規定,在分配電箱處,即在LPZ1與LPZ2區的交界處安裝電涌保護器,其額定放電電流不宜小于5KA(8/20us),故此處應選用電涌保護器SPD的最大放電電流為40KA,額定放電電流為10KA;以法國SOULE公司產品為例,選用PU40型。
三、三類防雷建筑物
1、根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)附錄六規定,其首次雷擊電流幅值為100KA,波頭10us;二次雷擊電流幅值為25KA,波頭0.25us;根據附圖1,全部雷電流i的50%按流入建筑物防雷裝置的接地裝置計,另外50%按1/3分配于線纜計;首次雷擊:總配電間每根供電線纜雷電流分流值為100*50%/3/3=5.55KA;后續雷擊:總配電間每根供電線纜雷電流分流值為25*50%/3/3=1.39KA;如果進線電纜已經進行屏蔽處理,其每根供電線纜雷電流的分流值將減低到原來的30%,即5.55KA*30%=1.7KA及1.39KA*30%=0.4KA,而在電涌保護器承受10/350us的雷電波能量相當于8/20us的雷電波能量的5~8倍,所以選擇能承受8/20us波形電涌保護器的最大放電電流為5.55*8=44.4KA;即設計應選用電涌保護器SPD的最大放電電流為40KA,以法國SOULE公司產品為例,選用PU40型,根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7條規定,該級電涌保護器應在總配電間處安裝,即在LPZOA,LPZOB與LPZ1區的交界處安裝。
2、根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9條規定,在分配電箱處,即在LPZ1與LPZ2區的交界處安裝電涌保護器,其額定放電電流不宜小于5KA(8/20us),故此處應選用電涌保護器SPD的最大放電電流為40KA,額定放電電流為10KA;以法國SOULE公司產品為例,選用PU40型。
在供電線路中,電涌保護器的具體安裝以較常用的TN-S系統,TN-C-S系統,TT系統為例,示意如下:
1)TN-S系統過電壓保護方式
2)TN-C-S系統過電壓保護方式
3)TT系統過電壓保護方式
綜上所述可見,在防雷保護設計中,總的防雷原則是采用三級保護:1、將絕大部分雷電流直接引入地下基礎接地裝置泄散;2、阻塞沿電源線或數據、信號線引入的過電壓;3、限制被保護設備上浪涌過電壓幅值(過電壓保護)。這三道防線,缺一不可,相互配合,各行其責。目前通常作法是以下三點:
1)建立聯合共用接地系統,形成等電位防雷體系
將建筑物的基礎鋼筋(包括樁基、承臺、底板、地梁等),梁柱鋼筋,金屬框架,建筑物防雷引下線等連接起來,形成閉合良好的法拉第籠式接地,將建筑物各部分的接地(包括交流工作地,安全保護地,直流工作地,防雷接地)與建筑物法拉第籠良好連接,從而避免各接地線之間存在電位差,以消除感應過電壓產生。
2)電源系統防雷
以建筑物為一個供電單元,應在供電線路的各部位(防雷區交接處)逐級安裝電涌保護器,以消除雷擊過電壓。
3)等電位聯結系統
國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(局部修訂條文)明確規定,各防雷區交接處,必須進行等電位聯結;尤其建筑物內的計算機房等弱電機房,遭受直擊雷的可能性比較小,所以在此處除采取電涌保護器進行感應雷防護外,還應采用等電位聯結方式來進行防雷保護,本文不再敘述。
作為電氣設計人員都非常清楚,建筑物的防雷保護設計是一項既簡單又繁瑣的內容,但對建筑物的安全使用,電氣設備的正常運行有著至關重要的作用,所以還有待于各位電氣設計人員作進一步的研究與探討;同時必須嚴格按照國家規范,善為謀劃,精心設計。本文僅此設計作了一點粗淺的探討,所以文中不足之處,望同行不吝賜教。
參考文獻
(2)建筑面積大:通常,這類建筑是為了滿足社會發展的需要,總體建筑面積都非常的大。一般單層面積為上萬平方米,總建筑面積為幾十萬平方米以上。
(3)可燃貨物集中,種類復雜。大型商業建筑都是各種商品交易的場所,特別是一些經營批發的大型商業建筑,商品數量和種類都很多,情況復雜。
(4)大型商場的構架不利于消防疏散和逃生。貨架林立,導致容易迷路和疏散路長顯著增長;商場嚴格規定的進出線路也給疏散和逃生帶來不便。
2火災對地下建筑的危害表現
相比地面而言,地下建筑工程火災的危害性主要體現在以下五個方面:
(1)煙量巨大。地下建筑工程由于沒有設置窗戶,也沒有良好的通風條件,因此火災產生后,建筑物中的煙就無法擴散出去。再加上有些建筑物質材料在燃燒后還會產生有毒氣體,這對正在施工的人員以及救火人員的生命安全造成了嚴重威脅,也給國家醫療帶了負擔。
(2)泄爆能力差。地下建筑工程的施工環境是一個相對封閉的環境,如果爆炸事故發生,這樣的環境就不能及時泄爆,反而加強了爆炸的威力,進而就會導致火災的危害更大。
(3)產生的溫度高。地下建筑產生火災后,熱量散發速度慢,這樣地下空間的溫度就會加速升高。經研究,地面上的建筑物的轟然現象要遠遠低于地下建筑物,而且有的有毒氣體的排放困難,產生化學反應也會導致地下建筑空間的溫度急速上升。
(4)人員的疏散困難。由于地下建筑封閉性的特點,照明也是完全依靠人工,因此,如果火災產生,那么地下人工照明的電路就容易被燒毀,導致地下空間的黑暗,這給救火人員對人員的施救和疏散工作帶來了極大的困難,也加大了火災造成的損失。
(5)營救困難。
開展地下建筑火災的撲救工作時有很多難題,例如火災的具體情況難以探測、通訊中斷等,這些因素給整個地下火災的撲救工作造成了巨大阻力。因此,加強對地下建筑工程火災的特點的研究,對于建筑人員和救火工作人員了解其原理有重要意義。
3地下建筑設計中防火設計的重要性及其設計的要求
隨著城市化的迅速發展,建筑業也面臨著激烈的市場競爭,要求建筑物有更高的質量。城市建設中地下建筑工程是建筑企業的首要選擇,然而,火災對地下建筑工程卻時刻存在著安全威脅。總而言之,地下建筑設計中的防火設計問題是地下工程的主要制約因素,具有關鍵性作用。因此在地下室防火設計過程中我們要注意下列具體要求
3.1耐火等級、室內裝修和建筑結構設計要求
(1)地下建筑的耐火等級要達到一級,越高越好,地面去地下的出入口處也應該在二級或以上。這是因為地下建筑封閉性的特點,如果耐火等級低于一級的話地下建筑就承載不了火災帶來的壓力。
(2)裝修時應注意的是,對于逃生通道、安全通道、樓梯扶手、放煙樓梯間以及墻面都不能使用易燃材料。要根據以往地下火災的經驗,在地下建筑的人多的場所,更要避免使用塑料制品等用作裝修的材料,也盡量不要使用塑料壁紙,因為這些塑料制品在燃燒時會產生大量煙霧以及有害物質。
3.2通風、空調防火的設計要求
(1)通風、空調防火應該進行分區設計,風管應采用金屬材料,對于一些特殊部位的實際情況,可以使用燃燒困難的材料。
(2)地下建筑設備和風管等的保溫材料、過濾材料及其粘結劑等也要使用非燃燒材料,沒有條件的也應盡量使用燃燒困難的材料制作。
3.3電氣防火的設計要求
(1)消防電源的設計。地下建筑的每一項工作都離不開電,尤其是消防方面。地下建筑的消防水泵、防煙及排煙設備、火災自動報警器、安全通道的指示標志、電動防火門等都需要電。因此,地下建筑必須保證充足的電量供應。如采用蓄電池用于緊急備用時,也要保證其連續供電的時間夠長,不能少于半個小時,還有必要準備一臺或幾臺柴油發電機,以備不時之需。
(2)用電設施。地下建筑應設置干式電力變壓器。在專用房間里設置容量有560kVA的電力變壓器,防火設施的配線應該使用材料較好的產品,還要能夠防潮濕、防腐蝕。使用的蓄電池也要是封閉性的;柴油發電機應注意柴油的封閉,遠離火源;消防設施的控制箱等也應該標明使用方法。
(3)火災自動報警設備的設置。使用面積在1000平方米以上的如大型商場、學校、醫院;大型計算機房、電力變壓器房、物品設備儲存庫房,以及人流較大而又容易發生火災的區域,應設置火災自動報警設備。
3.4安全有序疏散
(1)要地下建筑的設計時對防火分區的安全出入口應設計足夠,通常情況下每個分區不少于兩個,而其中有一個比較方便的應該直接通往地面。
(2)對竣工以后會用于電影院、大型商場、溜冰場、體育館等的建筑物的防火區,應設計更多的安全出口,通常不少于兩個。
(3)投入使用后面積較小的,以及平常沒有多少人停留的區域,至少應該設置一個直通地面的安全出口。
(4)為了有效避免在緊急疏散過程中導致人員太擁擠以及被濃煙困住,地下建筑防火分區應在不同方向分散設置安全出口。
(5)直通地面的樓梯間、門等的寬度應盡量夠寬,最小不要小于1.5米。電影院、大型商場、溜冰場、體育館等人流較密集等場所直通地面的門、樓梯間的寬度最少應在1.5米。
(6)在建成后使用層數在三層以及三層樓以上的樓層與室外的地面的高度超過10米的應該設置防煙樓梯間,例如使用面積較大的溜冰場、電影院、大型商場等。
設計時,考慮到經濟原則和施工方便,石材飾面內可采用鋼筋混凝土結構,部分外露構件也可用混凝土支模澆筑。按結構施工圖先澆鑄鋼筋混凝土主體骨架,根據牌坊柱截面,混凝土柱澆成亞字形。屋面板底支模澆出方椽條和博風板,并澆鑄梁頭以方便安置石構件,用PVC管預留管線及鋼筋穿孔位。在各個分項工程中,有監理人員、質監人員嚴格把關,在施工完成靜壓樁和主體結構后,便做靜壓試驗和抽蕊回彈等試驗,以保證工程質量。
石材面裝飾工程是本工程的重要內容,主體采用鋼骨架干掛,局部有系掛,甚至貼石,有些復雜處噴石漆。柱采用干掛石材,為厚50mm、長1500mm的淺黃色花崗巖,這比厚25mm的一般掛石要大,從轉角就可看到石材的拼接厚度,使柱有厚實感。用1:2的白水泥砂漿比例灌縫和聚氨酯膠嵌縫(圖4)。梁為砼梁,頂面貼30厚花崗石,20厚1:2白水泥砂漿結合層;其它三面栓掛30厚淺黃色花崗巖,1:2的白水泥砂漿比例灌縫和聚氨酯膠嵌縫(圖5)。屋面板底采用灰白色石漆。屋面板也是仿石效果,但現澆的屋面板下桷板及側面博封板形式復雜,無法再貼石,考慮到距離地面較遠的施工操作和理想的視線效果,最后采用噴石漆,石漆色澤接近掛石(圖6)。石雕要求比較高的石構件,基本采用整石打造,如柱頭、雀替、抱鼓石、梁頭卷花、柱礎等。其中柱頭根據形式分上下兩段,之間有榫口,并與混凝土柱卯口相連(圖7)。柱礎分四塊,安于四角,左右用石膠填縫,前后縫由抱鼓石遮擋(圖4)。抱鼓石分上下兩端,與混凝土柱連接處用膨脹螺絲和鋼筋焊接。雀替則用Φ25螺紋鋼穿孔與混凝土構架拉結,保證結構牢固。穿孔處補石塊用石膠填縫(圖8)。石雕、抱鼓石、柱頭、雀替等石作,按圖紙上已提供大樣及工藝做法施工,細節處理由施工方按傳統做法,提出施工方案,繪制草圖、提供材料樣板,經設計方或建設方審定后,先做出樣板,確認后方可全面施工。石縫拼接是施工設計的重要內容,總的原則是盡量避免通縫、長縫的出現,把石縫適當隱藏。亞字型柱貼石面時,保證正立面的石材完整,拼接縫出現在側面。過梁掛石同樣處理,將完整面留于正立面,拼接縫出現在上下面。精確計算石材完成后的尺寸,干掛系掛及貼石的預留尺寸不一樣,盡量減少完成面后的縫隙,如有縫隙可用石膠填縫。
瓦面采用傳統琉璃瓦,瓦的排列方式參考傳統作法,由于屋面斜度較大,要采用鋼釘、扎線及灰漿座砌固定瓦面[2]。瓦面層由上而下排列為:a筒板瓦蓋六留四底鋪1:3水泥砂漿臥瓦最薄處20厚,使用直徑3~3.5mm鋼釘穿過瓦,插入砂漿中;b配Φ6@500X500鋼筋;c20厚1:2.5水泥砂漿找平層;d混凝土屋面板。
一些與國立中山大學有關的校區,不少都建有類似的牌坊的校門,佳作不少,華農新校門牌坊也自不遜色,亮點有三:
1設計上的繼承與創新
設計師有比較專業的傳統建筑修養,對老中大南門牌坊研究透徹。對校門牌坊的整體比例把握到位,特別是總高與面闊的比例及各開間的比例關系。并對細部周詳仔細設計,取其他牌坊細部之精華。綠色琉璃屋面是設計的創新之處,這種組合既體現了傳統形制,又加強了學校民國建筑的歷史特色。
2用料講究
主校門工程是華南農業大學的一個標志性建筑,是百年校慶的重點工程,受到學校領導的重視,對建筑的設計及施工要求很高,監管到位,用料盡量配合設計要求,舍得用大料好料。
2建筑方案設計原則及方法
2.1設計原則
建筑方案設計涉及概念設計,方案設計,初步設計幾個階段,其核心為空間的合理設計,本質是為人們提供一個需求的空間,基本原則則為滿足功能,展示美觀。
2.2基本手法
(1)形式。針對任何項目類型,首先要考慮的定義形式。和開發商初步溝通后結合場地周邊概況,確立建筑具體形態,是公共建筑還是住宅建筑等。在滿足當地城市規劃技術措施前提下,結合意向性意見,拋出建筑師的第一橄欖枝,即:做什么的問題,隨后才是怎么做的問題。這個過程中,對酒店我們研究的是酒店管理的星級標準;對住宅遵循策劃公司市場報告設計合理戶型;大型商業綜合體,商業人流流線,集中式和分散式街鋪為主軸。教育類建筑,注重莊重與活潑。定位類型后,以平面形式定義主體效果,通常意義上平面分為集中式和分散鏈接式,集中式構圖注重整體性,有效整合各功能空間,一般常見于高層建筑中。分散式則更好地將室外景觀引入室內,同時更加注重平面形態間咬合與分離,常見于中國傳統園林住宅,休閑度假酒店及一些風景優美下的建筑物。
(2)材料。用材料裝飾里面,用形體組合空間,以空間打造建筑。任何一個建筑師都必須認真領悟其中要義,不同時代建筑類型,風格樣式均是同時期材料科學的體現,沒有玻璃、鋼構問世,就沒有第一個玻璃樓———英國水晶宮,更不會有密斯凡德羅“少就是多”理論提出,當然也就沒有摩天大樓概念。安藤忠雄將清水混凝土運用到極致,賴特則將粗狂石材與光滑混凝土墻有機結合,柯布西耶用簡單白色墻面創造舉世矚目的薩伏伊別墅,帕里運用方格子玻璃模塊演繹吉隆坡城市中心雙子塔。合理運用材料,打造建筑最優空間效果成為當代大師特定手法。
(3)空間。空間決定建筑高度,一個沒有空間概念的建筑方案設計人員是不完整的。形體穿插成為當代建筑師基礎,可允許沒有文化支撐,但基本空間組合關系必須具備,沒有空間就沒有建筑。建筑立面作為美的東西展示給大眾,從立面上打造空間不單停留在表皮多樣性,更大程度上是將形體完美組合,并在合理部位引入景觀,將平面化東西垂直化,給人一種身在空中,活在大陸的感覺。對年輕設計師,領會立體構成,做好細部處理,成為做好建筑根本。
2.3設計方法
(1)整體設計建筑平面。對建筑設計方案而言,正確分析建筑物與人和車間的關系,并對圖形形狀、位置、方向等信息進行確定(即出入口和圖底關系確定),不僅是設計工作首要問題,也直接關乎其布局成敗,故此時應以任務書為重要分析依據,認真研究其文字敘述、道路狀況等相關信息,在此基礎上加以科學設計。以此實現建筑出入口與室外場地流線組織、建筑內部布局與功能及建筑環境與城市環境有機協調。因此建筑平面整體設計中,應切實做好三大分析:人流情況,即分別據主要和次要外部人流來向確定建筑主要和次要出入口位置,以免出現人流交叉;車流情況,即結合場地周圍道路定位車流入口位置,并將消防通道因素考慮其中進行出口就地設置,以免造成人車交叉;而對外部和內部停車可通過區分停車位置解決,如外停車位置可處于建筑主次出入口間,也可以接近建筑公共場所次要入口,內部停車位置則可接近工作人員入口;環境和景觀情況,主要是了解分析場地情況和周邊環境,為建筑物設計合理朝向和公共、輔助功能區域,一般情況下,較大公共空間常與外部景觀對應,并在臨街位置預留合適集散廣場,而次要入口常與輔助功能區域相對應。完成上述分析后,還需據建筑功能關系與面積表信息,及平面整體功能分區情況分析內部條件,包括出建筑入口大置、個數、占地面積等,以此為后續功能劃分奠定基礎。
引言
城市是經濟活動的中心,大量人口和物資集聚于城市,尤其是一些大型城市,往往是國家的經濟中心、政治中心,在國家發展中具有重要的戰略地位。因此做好城市人防工程建設顯得尤為重要。所謂人防工程就是人民防空工程,是戰爭時期用于防空的地下或半地下的建筑工程,主要用于保障人員、物資安全,提供醫療救護場所等。由于人防工程承擔著特殊使命,因此,城市人防工程的規劃和設計也有著特殊的要求。
1、人防工程相關概述
隨著科技的不斷進步,各種先進的武器不斷被研發出來,現代炸彈的威力已經有了巨大的改進,其破襲深度達到了驚人的程度。有報道稱美國的穿地彈穿入火山深度達到22英尺。目前世界許多國家對穿地彈的研究仍在進行當中,而且可以肯定的是其威力還將進一步加大。除了各種穿地彈之外,還有許多其它的航空炸彈、陸基導彈等,都能夠對城市產生巨大破壞,因此,城市人防工程所需要應對的挑戰越來越大。
人民防空工程(以下簡稱人防工程),是指戰時掩蔽人員、物資以及保護人民生命和財產安全的重要場所。人防工程是城市人民保障自身安全的可靠手段,也是大多數國家耗資最大的民防準備活動,是一個國家重要的戰略力量。《中華人民共和國人民防空法》(以下簡稱《人民防空法》)明確規定:“人民防空實行長期準備、重點建設、平戰結合的方針。
貫徹與經濟技術協調發展、與城市建設相結合的原則”,在十二字方針的指導下,結合城市建設的快速發展,人防工程與民用工程的結合建設已成為當前人防工程建設的主要形式,許多人民防空重點城市已完成布局合理,種類齊全,比例協調,平戰轉換措施完善的人防工程建設,然而快速發展的同時也涌現出不少問題,常常由于設計環節人員對人防工程不夠重視和熟悉,導致人防工程設計中出現各種問題,最終影響人防工程戰時使用效果,嚴重時甚至失去戰時防護功能[1]。
2、人防工程建筑設計常出現的問題
2.1設置人防口部洗消污水集水坑
人防工程在遭敵空襲外界染毒的情況下,人員掩蔽工程會啟動濾毒通風或隔絕通風的通風方式,物資庫會啟動隔絕通風系統,此時人員掩蔽工程只允許少數人員在主要出入口進入,進入工程主體之前必須經過洗消區域除去身上殘留的毒劑,防止將毒劑帶入工程主體,物資庫不允許人員進出,在外界毒劑濃度降至安全范圍以內時,工作人員應對染毒的工程口部進行洗消,根據GB50038―2005人民防空地下室設計規范規定,人防工程的沖洗部分包括防毒通道、簡易洗消間、排風擴散室、進風擴散室、密閉通道、濾毒室等。
根據《全國民用建筑工程設計措施―――防空地下室》2.5.5規定:洗消污水集水坑的設置位置是防空地下室戰時主要出入口的防護密閉門外通道內以及進風口的豎井或通道內,平時設有截水溝或集水池的可不另設洗消污水集水坑,所以在人防地下室設計中,一般將洗消區域的污水通過防爆地漏引入洗消污水集水坑。但是由于部分設計圖紙未注明集水坑蓋板為防護井蓋,導致實際工程中使用普通鐵篦子充當集水坑頂蓋,當外界遭遇空襲時,沖擊波會通過連接管道,作用在防爆地漏上。
而防爆地漏的工作原理是只能夠防止正面沖擊波打擊,相當于沖擊波繞過工程口部抗力最高的第一道防護密閉門,直接進入防毒通道或密閉通道內部,這樣就會對通道內部設施造成一定破壞,也不能有效阻止外界的毒劑進入工程內部,嚴重地影響了人防工程的戰時使用功能 [2]。
2.2設置人防地下室排風口
根據《全國民用建筑工程設計措施―――防空地下室》2.5.1規定:“當室外確無單獨設置進風口條件時,二等人員掩蔽所的進風口可結合室內出入口設置,但防爆波活門外側的上方樓板結構宜按照防倒塌設計,或在防爆波活門的外側采取防阻塞措施。”部分設計圖紙將排風口結合室內出入口設置,是不滿足規范要求的,一般情況下人防工程的排風口是結合主要出入口設置的,將排風口設置在樓梯間內會嚴重影響樓梯內的空氣質量,不利于戰時的人員進出。
2.3人防通風豎井的高度
人防工程的室外通風口應采取防倒塌、防阻塞、防雨、防地表水的措施,位于倒塌范圍以內的人防工程通風口,百葉窗下沿離地面高度不宜低于1.0m,位于倒塌范圍以外的人防工程通風口下邊緣離地面高度不宜低于0.5m,而JGJ100―98汽車庫建筑設計規范3.2.11規定排風口離室外地坪高度應大于2.5m,并作消聲處理,所以結合地下車庫建設的人防工程設計時應注意本條規定,此外還需要滿足相距不小于10m(進風豎井與排煙豎井間距不小于15m)或高差不小于6m的規定。
2.4防毒通道的設置
防毒通道一般結合排風擴散室設置,人防工程主體采用超壓排風的方式,當工程內的氣壓達到額定的標準時,位于防毒通道的超壓排氣閥門會自動打開,將工程內的空氣送進防毒通道,進而進入排風擴散室,當工程內氣壓小于額定值時,超壓排氣活門自動關閉,防止外界毒劑進入。其中被排進防毒通道的空氣能夠對通道內的有毒氣體產生稀釋的作用,這就是防毒通道的工作原理。《人民防空地下室設計規范》規定二等人掩濾毒通風時的最小防毒通道換氣次數為40次/h,部分圖紙存在防毒通道過大的問題,導致換氣次數不夠,不能滿足戰時使用要求。例如某二等人員掩蔽部工程在設計時掩蔽面積為800m2,層高4200mm,通道凈高3950mm,防毒通道面積18m2,按照1人/m2的指標要求,掩蔽人數即為800人,濾毒通風狀態下,室內人員新風量要求為3m3/(P×h),排風量即為800×h×3,單位小時排風2400m3,2400/(40×3.95)=15.19m2
2.5臨戰封堵口的設置
結合汽車庫設計的人防工程,汽車庫坡道一般采用臨戰封堵,臨戰時疏散人員從結合車道的人防口部進入。此時設計人員應當注意雙扇人防防護密閉門采用的是哪種材料,大門如果采用鋼筋混凝土材料,臨戰封堵時沙袋堆積下部不小于500mm就可以滿足早期核輻射及防破片要求,堆積沙袋后人防口部防護密閉門軸頁處門垛寬度大于450mm,滿足開啟要求,不影響人防疏散,如果此處采用鋼結構雙扇防護密閉門,沙袋厚度不得小于1000mm,堆積沙袋后,人防口部第一道防護密閉門將無法正常開啟,影響戰時人員進入。
結束語
人民防空工程建設已經成為城市建設的重要組成部分,部分城市在開展城建工作中提出了要轉變以往的舊觀念,要重地下,輕地上,地下空間規劃納入城市總體規劃,然而要充分發揮人防工程的平戰結合功能,需要從設計階段就嚴格把關,才能消除上述列舉的工程問題,使人防地下室的建設質量能滿足國家人防工程建設規范的要求。
參考文獻
1.1發掘
所謂的建筑設計其實就是一個發掘設計靈感的過程,目的就是為了滿足社會與經濟的需求,在利用藝術、技術來不斷充實、完善、延伸最初創造性思維的基礎上來構建一個具有實際意義的建筑物。當設計師接到設計任務時,要利用敏銳的觀察力來發掘設計任務中的各種細小環節,因為這些細小環節有可能就是整個建筑設計的主要條件及重要因素。換句話說,這些環節即可能是整個設計的基礎,也可能是整個建筑物的某些功能需求[2]。只有搞清楚了這些條件與因素,設計師才能夠在此基礎上發揮想象,構思出一個即區別與其他設計師又有創造力的設計方案。形成構思方案后,設計師還要將該方案繪制成草圖,并將該草圖作為該建筑設計的基礎,隨后再不斷的改進、完善,以便為后面的團隊設計提供設計綱領。
1.2剖析
在整個建筑設計中,剖析是一個非常重要的過程。可以說沒有剖析的建筑設計就是一個沒有骨架的設計。所以設計建筑時,不僅要剖析設計任務要求,還要剖析建筑場地及建筑場地的周邊環境,并將這些剖析結果進行對比總結,然后利用圖解來輔助建筑工程隊去執行建筑任務。執行建筑設計時,設計師非常容易受到一些表象事物的影響,而圖式思維是一種能夠摒棄無關內容的設計手段,所以其是加深設計師對建筑物核心內容關注程度的有效方式。再加上環境設計和建筑設計有著相輔相成、緊密相連的關系,所以剖析建筑過程時,具有簡潔、快速、清晰等性質的圖式思維不僅能夠清楚的展現出建筑設計中的問題,還能夠及時、有效的將其解決。
1.3研究
所謂的研究的是繼建筑設計分析、處理分析問題后,針對建筑設計方案的細小環節開展的更加深入仔細斟酌的過程。在這一環節,設計師不僅要對已成型的草圖進行反復的研究、設計、完善,以便其能夠展現出更多的、更大的建筑物功能與空間,還要利用不同材質的建筑材料,從不同的視覺感與體驗效果上展現建筑空間與建筑效果。尤其要注意的是設計中的不確定圖式與不確定的建設,要進行更加深入的研究,以便在最大程度上對其進行完善。
1.4驗證
建設建筑物的目的就是為了提供給人類更好的居住和使用條件,當建筑竣工后,使用者針對建筑物的實用性提出的觀感評價是非常重要的。在某種意義上這種觀感評價能夠積極促進今后建筑設計的提高和改進,但是就該建筑物來說卻是沒有任何意義的[3]。所以建筑設計師應該嘗試著使用一種新的、提前驗證的措施,比如利用草圖將原來比較抽象的形象概念轉化成比較綜合全面的立體圖像。通常在設計圖上平立面拱頂結構的表達形式比較抽象,如果利用比較立體的透視圖或者剖析透視圖來表達其的實際使用效果,使用者們對其的認知將更為清晰一些;在設計圖上使用者幾乎對屋內空間沒有體驗,如果在設計圖中加上家具的擺放,使用者就可以清晰的感受到空間的組合效果。需要注意的是,實際施工時,只有施工嚴格依據設計圖紙進行施工才能確保建筑效果符合設計師的設計理念。
2設計建筑方案時設計師間的相互交流
建筑設計和其它設計相同,自我交流與他人評價各占一半。由于個人能力思維的限制及建筑物的建設目的,所以不管是多么宏大、多么獨特的建筑,最終還是要承受社會的評價。因此選用設計措施時,千萬不能采取自命清高、獨斷專行的設計方式,設計師們要多做交流,以便及時剔除設計方案中不合適、有問題的設計,激發出新的、有創造力的設計靈感,實時有效的攻克設計難點。另外為了確保建筑設計與建筑建設符合建筑任務的要求,設計師、建筑師、結構師及施工隊間還要做好交接交流工作[4]。基于設計師、建筑師、結構師及施工隊間存在的認知差異,交流交接時可以利用圖式思維方式進行交流,比如設計師給建筑師解釋建設場地的布局規劃、功能分區時,圖式思維可以一目了然的將建筑布局與功能分區呈現出來;比如和施工方研究結構工藝、材料使用時,圖式思維可以清晰的對各種工藝與材料進行分析。