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关键词:高层建筑;节能;设计应用
Abstract: in our country, the energy conservation of the building has become one of the important architectural design of the index requirements, especially in the urbanization construction process, a lot of high-level and tall building constantly emerging, completes the high-rise building energy-saving design, not only can greatly promote the construction of energy-saving design code extension of the concept, but also promote the whole society to building energy efficiency attention, and then give sufficient attention, which drive the national environmental protection building energy efficiency low carbon the development of the career.
Keywords: high building; Energy saving; Design application
中图分类号: TU97文献标识码:A文章编号:
随着城市化发展进程的进一步提高,高层建筑在提升城市形象、节约土地资源等方面具有较大优势,而随着近年来我国房地产的进一步发展,众多的高层建筑如雨后春笋般拔地而起。特别是采用钢结构玻璃幕墙设计的地标性建筑,在城市规划建设中占了较大一部分比重。但是随之而来也衍生了一系列问题,诸如的光污染、高耗能等等,因此针对高层建筑设计的节能应用成为最新的研究课题。
一、高层建筑的节能规划要求
在《公共建筑节能设计标准》中明确表述,公共建筑的总体规划应与单体建筑相协调,充分考虑各种宏观因素对单体布局的影响,充分利用所在地区的天然热源、风源等来实现每一栋住宅建筑单体夏季都有充足的迎风面,冬季都有充足的日照,以满足采暖、通风与采光的要求。这一要求作为建筑节能设计的基本原则,原则上不允许逾越。但是在我国的城市规划中,大部分并没有留有充足的楼间距,特别是在一些旧房改造项目中,新建高层建筑与原有旧危房间的楼间距及设计标准远未能达到节能要求。而且在诸如地区、朝向、方位、建筑布局、地形地势等考量上,无法得出一个最优化设计方案。因此只能以减少自然通风为手段进行弥补。
再者,单体之间的组合对气流的形成具有直接的影响,特别是高层建筑群内部易受到回旋涡流的作用,容易出现死角,不利于室内的自然通风,从而形成不利的小区微气候。因此,为了营造绿色舒适的小区微环境,必须调整好单体之间的组合,使每栋建筑物处于周围建筑物的气流旋涡区之外,避免出现滞流区。但是在小区的总体设计中,很难达到同步的设计总平规划,特别是在一些改造型社区和新建大型住宅小区,往往由于市政规划的变化而导致总体布局的一改再改,无法达到原有节能规划的要求。
另外,绿化和水体可以改善小区的微气候。目前一些单体高层建筑设计在中间加建绿化平台或通风平台,并适宜的布置水体及绿化,甚至在屋顶和建筑墙面进行立体绿化设计,以此进一步改善室内外的物理环境,减少热岛效应,改善局部气候,保证高层建筑物内的空气温度、空气湿度、气流速度和热岛强度等各项指标符合健康舒适和节能要求。但是随之而来的,也有建筑物绿化养护和维护问题,毕竟绿化设施并不是刚性维护设施简单的建筑体,而有自我生长空间和变化因素,随着时间的推移都需要更换植物和变更立体绿化设计方案。因此,对于高层建筑而言,最为首要的是加强建筑结构本身的节能措施,其效果远比增加不必要的维护措施要好。
二、目前高层建筑节能设计存在问题及原因分析
1、高层建筑节能设计意识淡薄。
我国的高层建筑设计目前仍处在一个不太成熟的阶段,高层建筑节能设计不被重视,导致建筑物设计贪大求高,容积率过高、绿化率偏低,相邻的建筑物互相遮挡,无论是采光和通风条件都缺乏互补的规划设计措施。高层建筑设计都将重点放在追求外立面形式的新颖独特、使用功能的创新优化及安全性能的稳定高效上,却往往忽视了对周围环境的保护及建筑耗能的降低,导致大部分高层建筑落成使用之后,需要常年开灯、高耗使用,造成巨大的浪费。而且目前的高层建筑设计片面追求地标性,缺乏意识上的主导,忽视节能环保的倾向。
2、高层建筑的建筑节能优化设计技术与事实不相适应。
3、建筑节能设计标准所能约束的节能技术并未细化至高层甚至超高层建筑,缺失评价方法。
4、高层建筑的节能设计生搬硬套欧美体系及标准,缺乏地区适应性。
大量的外国咨询公司介入国内的重大项目的节能咨询,但是却中国建筑节能标准把握不够,而且不了解地区性的气候资源、技术能力、经济水平等,屡屡导致围护结构选型上出现了不切实际的不合国情的错误设计,例如在我国南方地区高层建筑设计时片面推介欧、美等高纬度寒冷地区所流行的双层通风玻璃幕墙系统、外墙外保温系统、智能化内遮阳系统等,造成大量建成后的隐患。
三、高层建筑节能设计应用措施
1、对建筑位置布置及朝向进行优化,不能盲从所谓风水学。
高层建筑的节能设计应顺从于建筑城市的风玫瑰特性,按其季风气候及小环境进行布置设计,而不应盲目听从业主的要求和所谓风水学的迷信。高层建筑的朝向定位应成分考虑日照时间和日照朝向,比如说在北回归线以北地区,光照为南射向,这时就应避免过高的容积率毅保障建筑的使用有充足的日照要求。寒冷地区城市规划应注重应用日照原理,合理的确定建筑位置与朝向,使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能。如,在北纬40 度~45 度地区,冬天建筑的朝向所得到的辐射能量几乎比夏天多两倍,而在夏天东、西向所得到的能量比南向多2.5倍,不同朝向,不同季节,建筑物所得到的太阳辐射热能量不同,热损失也不同,尤其是在冬至前后,由于太阳高度角低,房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况,按其太阳高度角做出日影响图,以确定冬季每天的日照时间,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。
2、外墙结构墙体优化设计,合理采用保温及隔热材料。
外墙是围护结构的主体部分,高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋,前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重,因此,围护结构属于填充材料,为了减轻荷载,达到保温、隔热要求,采用轻质高效保温材料。目前在北方地区常用的墙体做法有:页岩陶粒混凝土空心砌块;粘土空心砖与实心砖复合墙体;粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。由于材料层次布置不同所取得的保温效果也不尽相同,为防止墙体内产生冷凝水,保温层设在外侧更为妥些。而在南方地区,则应注重隔热效果,一般而言在进行防渗处理的同步对墙体进行隔热材料基层处理,完全可以达到隔热要求。特别是在顶楼和西晒位置,需要在外墙和内墙均设置轻型隔热层,就能最大限度的降低能耗。
3、采用空心混凝土砌块进行砌筑,利用空气最大程度的保障保温和隔热效果。
在欧美各国普遍推广采用混凝土空心砌块用于高层建筑围护结构保温,例如美国研制的TB 型保温隔热复合砌块;波兰的咬合式保温砌块,两块组合成320 厚墙体,在空心砌块内填入高效保温材料,可以有效的降低墙体传热系数。在我国,新型的混凝土空心砌块的研发、生产和应用也越发热门。由于混凝土空心砌块保温效果好,又具有一定强度,避免了轻质复合材料墙体的一些弊端,已经在北京、上海等多地的高层建筑中推广使用。
4、高层建筑外立面形态宜简洁流畅,避免复杂构造。
建筑的形体变化是建筑外露面积的主要因素之一,体形系数越大耗能越多。因此,基于能量损耗的考虑,高层建筑的形体变化不宜过多、复杂。
四、结束语
高层建筑节能设计是作为建筑节能的重要发展课题,也是能源可持续利用的有效办法。而作为设计师,应该加强业务学习,多从国外同类项目借鉴先进的设计理念和设计经验,但是却不应盲目照搬,应该从不同角度和实际情况出发,以建筑设计规范为准绳,对建筑节能进行优化设计,充分利用型式、结构等各种优化措施来减少能源消耗,完善高层建筑的节能设计指标。
参考文献:
[1]姜晓明.高层建筑节能设计[J].四川建材,2008年第05期.
关键词:超高层建筑;设计;节能设计;现状;结构节能;材料节能
前言
以前对于超高层建筑在设计时对其节能设计落实设计理念。自《公共建筑节能设计标准》颁布实施以来,对于建设提出了节能设计的要求。在具体实施过程中,部分地区虽然也按照节能标准来进行设计,但由于受制于节能设计技术水平及现行节能设计标准缺乏约束力,这就导致在建筑设计中节能设计理念并没有得到较好的落实。特别是在超高层建筑节能设计工作中还存在许多问题,当前迫切需要解决超高层节能设计上存在的一些阻碍,有效的提高超高层建筑节能设计的水平,为建筑行业的健康有序发展奠定良好的基础。
1 超高层建筑的特点及优势
1.1 超高层建筑的特点
在建筑设计防火规范中定义,通常将超过100米的建筑称为超高层建筑,超高层建筑由于所占地面面积不大,但其容积率却达到较高的水平。尽管超高层建筑地价不高,但其房价却居高不下。这主要是由于超高层建筑面设计和施工工艺会与普遍建筑存在较大的差异,结构和相关设施更为复杂,而且要保证结构自身的抗震性能和荷载。也就是说在超高层建筑设计时,需要考虑的因素较多,其造价成本相对也较高。
1.2 超高层建筑的优势
(1)提升城市和国家形象。城市中超高层建筑的兴起,其作为现代建筑技术的结晶,标志着城市建筑的发展成就。而且超高层建筑造型较为突出,往往带给人们强烈的视觉效果,这也使超高层建筑会成为一个城市和一个国家的名片,成为当地的地标性建筑,因此超高层建筑的兴起,有效的提高了国家和城市的形象,代表着城市和国家的发展水平。
(2)超高层建筑具有较好的景观效果,而且处于较高的位置,不仅湿度较小,而且远离汽车尾气和尘埃,空气的质量较好,受干扰程度较小,居住环境较为理想。而且在超高层建筑中,往往工作与生活设施实现了集约化,在建筑内部就可以有效的解决一般性工作和生活问题,给人们带来了更多的便利,有利于生活效率的提高,对缓解城市交通压力也具有积极的作用。
(3)超高层建设有效实现了用地的节约。通过建造超高层建筑有效的提高了土地利用率,而且具有较大的容积率,实现了土地资源的充分利用,而且在土地紧缺的情况下还能够有充足的区域用于绿化,有效的改善了人们的生活环境,超高层建筑对于土地集约化利用水平的提升具有积极的促进作用。
(4)超高层建筑的发展涉及到诸多的学科,如土木工程学、材料科学、机械工程、能源与动力、电子、通讯、自动化、计算机等诸多学科,这些学科的共同进步为超高层建筑提供了动力支撑,可以说超高层建筑的发展有效的促进了科学技术的进步。
2 我国超高层建筑的节能现状
2.1 耗能大
当前我国建筑耗能为总体能耗量的一半以上,而高层建筑和超高层建筑能耗又为普遍建筑能耗的几倍,这就造成当前大部分高层建筑和超高层建筑都处于低效率、高能源的状态,存在着耗能大的问题。
2.2 标准的局限性
当前对于超高层公共建筑的节能问题还没有统一的标准,很大一部分地区也没有出台针对超高层建筑的节能标准,这就导致在超高层建筑设计过程中没有可参照的数据,因此给节能设计带来较大的难度。现在建筑节能标准中的许多规定对超高层建筑并不适用。另外,当前能耗模拟软件设计还不完善,对利用建模来对能耗进行评价带来了一定的制约,这就导致当前超高层建筑节能工作在技术层面还无法达到节能的标准。
3 超高层建筑的节能设计分析
3.1 利用自然条件的节能设计
(1)自然通风。第一,建筑布局设计。当前超高层建筑多以单体建筑为主,这就需要在具体设计时要确保单体建筑的通风设计的合理性和科学性。在具体设计时,如果单朝向、具有较大进深,无法达到穿堂风的效果;如果风速过大还会对窗户的开启和冬季保温带来影响,因此在具体设计时需要进行有效调整,确保布局的合理性,从而实现对自然风的有效利用,使建筑内部实现自然通风。第二,形成竖井空间。在实际设计时,要避免出现中庭空间过高的情况,这种情况下容易有强烈的絮流产生,从而形成过大热压,会对居民的正常生活带来较大的影响。第三,玻璃幕墙围护。在高层建筑设计时,过高的热压和风压问题是客观存在的,因此在设计时,可以采用双层玻璃来缓解这一难题。利用双层玻璃在白天能够起到蓄热效果,同时开启内层后能够实现层间的自然通风,具有较好的节能效果。
(2)天然采光。在高层建筑节能设计中,需要充分的利用自然光照,在白天可以有效的满足人们日常生活工作需求,而减少室内热环境调节过程中能源消耗。在具体设计时,尽可能的将超高层建筑的阳台进行拓宽,或是加宽落地窗面积,使阳光能够充分的进入到室内。
3.2 建筑结构的节能设计
(1)朝向设计。通过合理设计超高层建筑的朝向,能够有效的利用太阳能,实现人工能耗的节约。特别是对于我国北方地区,合理规划超高层的朝向,能够有效的节约取暖能耗。在具体设计时,需要先μ阳的高度角进行确定,然后设计出合理的日照影像图,以此为依据来对冬季建筑日照有效时间进行确定。在满足采光需求的基础上,还要将建筑南向的开窗面积尽量拓宽,减少东北向开窗面积,这样可以使室内获得更多的日光照射,而且室内热量流失率也能够得到有效的控制。
(2)高度设计。建筑高度变化会直接导致相关的参数发生变化,使能耗发生一定的改变。特别当建筑高度超过百米时,所有气象参数都会发生改变。因此一旦建筑高度过高,必然会导致能源消耗量增加。因此在实际设计过程中,需要以具体、详细的参数作为依据来合理规划建筑的高度,确保找到一个最优值,从而实现超高层建筑的节能。
3.3 建筑材料的节能设计
(1)高性能钢的利用。高性能钢主要有高张力钢、低屈服点钢、TMCP钢与SN钢。超高层建筑对钢材的性能具有较高的要求。如钢材的强度、硬度以及窄屈服幅度的耐久性、钢材的可焊性及在精度深加工时的性能。高性能钢的出现有效保障了超高层建筑的安全稳固性,节约建造材料与能源。
(2)新RC结构。新RC结构指的是钢筋混凝土的改良。混凝土的强度能够达到78.4mpa,远远超出传统混凝土强度。这提高建筑耐久性和稳固性具有非常好的效果。
4 结束语
超高层建筑是未来建筑发展的主要趋势,在当前能源严重紧缺的新形势下,需要重视超高层建筑的节能设计,有效的提高超高层建筑的节能设计水平,为建筑业的健康发展奠定良好的基础。
参考文献
[1]孙秀荣,金建勇.浅谈高层与超高层建筑的节能设计[J].中国城市经济,2010(12).
关键词:高层;结构;抗震;延性;设计
中图分类号:TU2文献标识码: A
1.概述
随着经济发展的不断加速,商业圈里的商务楼楼层是越来越高,住宅小区的民居建筑也紧随其后,动辄百余米的几十层建筑已经屡见不鲜。如果说以前人们对建筑物抗震缺乏直观的认识和理解的话,那么自汶川地震之后,玉树、雅安、鲁甸地震给人们带来的冲击和影响就十分的直接了。因此,对高层建筑的抗震性要求已经是检验目前高层建筑设计合格与否的一个重要环节。
2.高层建筑结构抗震原则
针对抗震要求而言,不同的建筑有不同的抗震具体要求,结构工程师也根据建筑的不同用途进行了相应的抗震性设计,基本上掌握的是“小震无伤、中震可修、大震不倒”的实际应用效果,而且,国家颁布的《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)中对建筑物抗震也提出了具体的强制性要求,一般民用建筑的抗震烈度以6、7、8、9度为主。尤其是针对高层建筑而言,要求高层建筑在遭遇地震时,结构在保持一定承载能力的条件下通过自身的塑性变形来吸收地震带来的冲击能量,进而达到缓冲地震波的效果,提高建筑结构的整体抗震能力。
3.建筑结构抗震延性设计原理
在地震过程中,很多建筑物的建筑结构都处于不稳定状态,而高层建筑由于其高度的问题,建筑结构处于弹塑性状态表现较为明显,而建筑进行结构抗震延性设计后,能在建筑材料、结构达到荷载作用依然能具备一定的变形能力,通过这种变形,降低了结构的整体刚度,使结构在地震作用下的反应减小,然后利用结构的弹塑性变形来吸收和消耗地震能量,从而缓冲地震带来的强冲击力,以确保结构本身不会出现整体坍塌。
4.高层建筑抗震结构设计的基本原则
4.1 结构构件必须具备必要的强度和韧度。
结构构件是结构抗震延性设计的必要组成,这些构件自身必须要保证具备一定的承载力,这样使其具备一定的稳定性,另外,针对地震来临时出现的结构弹塑性状态变化,结构构件也应同时具备一定的韧性或延伸性方面特点,以便能对应一段时期的结构弹塑性或异形变化。
4.2 对结构薄弱环节应采取辅助措施
高层结构完成抗震延性设计之后,对应地震冲击的能力已经加强,但是就实际地震情况而言,一次较大地震之后伴随的余震冲击仍然不少,而且有的余震震级与主震震级几乎相差无几,而抗震延性设计在主震的冲击过后已经使建筑自身处于弹塑性状态了,一旦连续性余震来临的话,对于建筑自身的安全系数将直线下降。所以,必须要针对这一主要的薄弱环节采取相应的措施,确保高层建筑不仅在主震来临时尽量减少冲击,而且也要具备一定的对应余震的能力。
5.高层建筑抗震延性设计中常见问题
5.1 降低抗震标准
这是高层建筑抗震设计中唯一一个人为因素,因为《建筑抗震设防分类标准(GB 50223-95)》中的相关抗震工艺要求,涉及抗震设计的工程投入将是一笔不小的投资,个别建设方要求设计单位从设计环节上进行降低抗震标准的设计,变相的降低建筑成本,但是这样做给建筑结构的抗震性带来了严重的影响,进而给人民群众生命财产安全带来了严重的隐患。
5.2 忽视抗震缝设置
对于高层结构而言,虽然建筑材料是一样的,但是其结构刚度随着建筑高度的变化已经发生了相应的变化,在进行抗震延性设计过程中虽然对这一情况进行了有效的控制,但是由于高层建筑普遍存在着房屋结构不同的特点,而且有的房屋还存在着错层设计,所以按照《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ 3-91)》中表2.2.3的相关要求,要在建筑相关部位和结构处进行抗震缝设置。
5.3 超设计标准建筑施工
高层结构抗震延性设计,是一项较为严谨的专业性设计,是根据建筑设计规划图来进行操作的,且因为高层建筑受到高度因素的影响,相应层级的抗震设计标准是不同的,但是由于建设方为了增加实际建筑面积和使用面积,任意变更建筑设计图纸,从而导致了有的层级虽然也进行了抗震延性设计,但是跟原有结构并不能成为一体,让这种设计形同虚设一般。
5.4 对建筑物土层结构掌握不准确
在进行抗震设计之前,要对建筑作业面的土层结构进行实地勘验,根据土层实际情况制定地上结构,尤其是高层结构的抗震延性设计标准,这样能有效地让地震波来临时的建筑弹塑性状态与土层特点二者相互融合,所以,在结构设计初期的建筑论证阶段,有必要对建筑一定范围内的土层结构进行地质地貌数据分析,根据分析结果来作为抗震延性设计的重要参考数据。
5.5 有效防止瞬间脆性伤害
高层结构的抗震延性设计主要防御的是地震发生时的瞬间脆性伤害,由于目前建筑物大量的使用了钢筋混凝土结构,尤其是高层建筑中,钢筋和混凝土在建筑底部受到作用力时,在高空的脆性作用是很明显的,再加上地震的瞬间冲击波力量,如果不对高层结构进行抗震延性处理的话,高层建筑在受到地震冲击的时候轻则出现脆性裂痕,重则会瞬间倒塌。而延性设计恰恰是对这种脆性伤害进行了全接触面的缓冲,无论在哪个节点上,脆性伤害力在与具备抗震延性结构接触的时候,被分化了作用力的瞬间伤害力度,从而有效地降低了地震带来的冲击和余震带来的连贯性持续伤害。
6.提高高层建筑抗震延性的措施
要使结构具有延性,就必需保证框架梁柱有足够的延性,而梁柱的延性是以其截面塑性铰的转动能力来度量的。因此框架结构抗震设计的关键是梁柱塑性铰设计。
6.1“强剪弱弯”
适筋梁或大偏压柱,在截面破坏时可以达到较好的延性,可以吸收和耗散地震能量,使内力重分布得以充分发展;而钢筋混凝土梁柱在受到较大剪力时,往往呈现脆性破坏。所以在进行框架梁、柱设计时,应使构件的受剪承载力大于其受弯承载力,使构件发生延性较好的弯曲破坏,避免发生延性较差的剪切破坏,而且保证构件在塑性铰出现之后也不过早剪坏,这就是“强剪弱弯”的设计原则,它实际上是控制构件的破坏形态。
6.2 梁、柱剪压比限制
当构件的截面尺寸太小或混凝土强度太低时,按抗剪承载力公式计算的箍筋数量会很多,则箍筋在充分发挥作用之前,构件将过早呈现脆性斜压破坏,这时再增加箍筋用量已没有意义。因此,设计中应限制剪压比即梁截面的平均剪应力,使箍筋数量不至于太多,同时,也可有效地防止斜裂缝过早出现,减轻混凝土碎裂程度。这实质上也是对构件最小截面尺寸的要求。
6.3 箍筋
震害表明,梁端、柱端震害严重,是框架梁、柱的薄弱部位。所以按照强剪弱弯原则设计的箍筋主要配置在梁端、柱端塑性铰区,称为箍筋加密区。在塑性铰区配置足够的箍筋,可约束核心混凝土,显著提高塑性铰区混凝土的极限应变值,提高抗压强度,防止斜裂缝的开展,从而可充分发挥塑性铰的变形和耗能能力,提高梁、柱的延性;而且钢箍作为纵向钢筋的侧向支承,阻止纵筋压屈,使纵筋充分发挥抗压强度。所以规范规定,在框架梁端、柱端塑性铰区,箍筋必须加密。
7.结束语
高层建筑的抗震问题是关乎于人民群众生命财产安全的重大问题,专业设计人员在对建筑进行设计的时候必须充分考虑这一点,而施工人员在施工过程中必须严格按照相关工艺标准进行工程施工,这样的高层建筑才是符合抗震要求的合格的民生工程。
参考文献:
[1]. 张波. 高层结构抗震延性设计[J],《江西建材》2014年 第13期:26;
[2]. 于孝军. 高层建筑抗震设计中存在的若干问题及对策[J],《中国科技纵横》2014年 第2期:160;
关键词:智能控制;消防设计
中图分类号:tv54 文献标识码:a
1、智能控制消防设计的依据
1.1消防智能控制设计标准的选用
《火灾自动报警系统设计规范》(gb 50116-98)和《智能控制设计规范》都以独立条款形式明确规定宜采用感温探测器。几年来许多设计人员曾向有关部门提出意见,认为采用感烟探测器更为合适,这不仅节省投资而且有利于火灾的早期发现。
地下室内消火栓泵,因处于潮湿场所,根据智能控制规范的一般要求应设漏电保护。而按照《智能建筑设计规范》规定,对于突然断电会导致比因漏电或过负荷而造成的损失更大的配电线路,不应装切断电路的漏电保护器。如果设计错误,当发生火灾消防泵运行时可能因漏电突然被切断,从而造成一些消防设施的瘫痪,严重影响灭火的进行。
2、火灾自动报警系统的设备设置
2.1火灾探测器的设置
敞开或封闭或楼梯间应单独划分探测区域,并每隔2~3层设置一个火灾探测器。
前室(包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室)和走道应分别单独划分探测区域,特别是前室与电梯竖井、疏散楼梯间及走道相通,发生火灾时的烟气更容易聚集或流过,是人员疏散和消防扑救的必经之地,故应装设火灾探测器。对于一般电梯前室虽然不是人员疏散必经之地,但该前室与电梯竖井相通,发生火灾时的烟气也容易聚集或流过,宜单独划分探测区域及装设火灾探测器。
电缆竖井故易形成拔烟炎的通道;发生火灾时火势不易沿电缆延燃,为此,“高层建筑设计防火规范”及“智能控制设计规范”分别在建筑上和在电线或电缆的选型上提出详细的具体规定。但考虑具体实施的难度及现状,电缆竖井装设火灾探测器是十分必要,并配合竖井的防火分隔要求,每隔2~3层或每层安装一个。
电梯机房应装设火灾探测器,其一电梯是重要的垂直交通工具;其二电梯机房有发生火灾的危险性;其三电梯竖井存在必要的开孔,如层门开孔、通风孔、与电梯机房或滑轮间之间的永久性开孔等;其四在发生火灾时,电梯竖井往往成为火势蔓延的通道,容易威胁电梯机房的设施。为此,电梯机房设置火灾探测器是必要的,电梯竖井之顶部也宜设置火灾探测器。
2.2手动火灾报警按钮的设置
针对各楼层的前室(包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室)是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地,应作为设置手动火灾报警按钮的首选部位。此外,对一般电梯前室也应设置手动火灾报警按钮。
在公共活动场所(包括大厅、过厅、餐厅、多功能厅等)及主要通道等处,人员都很集中,并且是主要疏散通道。故应在这些公共活动场所的主要出入口设置手动火灾报警按钮;在主要通道内设置的手动火灾报警按钮保证“从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离不应大于30米”。
3、充分保证消防供电、配电系统的自主性
3.1 消防供电应处于最高供电层次
《智能控制设计规范》第24.9.2条规定:“火灾消防及其他防灾系统用电,当建筑物为高压受电时,宜从变压器低压出口处分开自成供电体系,即独立形成防灾供电系统。”消防系统电源的供电负荷等级(一级负荷),自成供电体系是为了保证消防供电的可靠性。
3.2 消防配电应具有独立性
《高层建筑设计防火规范》(gb 50045-95)第9.1.3条规定:“消防用电设备应采用专用的供电回路”,本条规定的供电回路,是指从低压总配电室(包括分配电室)至最末一级配电箱,与一般配电线路应严格分开,但在有的设计中,往往是注意从配电室引至消防控制室配电箱这一段的供电可靠性,而忽视了各层消防用电设备供电的可靠性,如电动防火门、排烟阀等,并没有形成消防专用独立系统。
4、接地
为保障人身安全、供电的可靠性,现代智能建筑中越来越多
电子设备都要求必须有一个完整、可靠的接地系统。因此,在高层智能控制设计中,接地系统的设计占有十分重要的地位。
火灾自动报警系统及联动控制设备需要设置直流工作接地,按照《火灾自动报警系统设计规范》的要求,可采用专用接地或共用接地装置,一般尽量采用专用接地为好,但因为难以满足间距的要求,建筑物中各种用电设备往往采用的是共用接地。设计中采用共用接地装置时,应注意接地干线的引入段不能采用扁钢或裸铜排等,以避免接地干线与防雷接地、钢筋混凝土墙等直接接触,影响消防电子设备的接地效果。
5、防雷
建筑物的防雷设计也非常重要。根据近年来统计资料表明,由雷电造成的信息系统损坏呈上升趋势。国家标准2000年版《建筑物防雷设计规范》(gb50057-94)在原基础上新增加了“防雷击电磁脉冲”部分,把计算机、通信设备和控制系统定义为信息系统,而火灾自动报警系统和消防通信等均属于这个范畴。
6、 智能建筑物中使用消防控制室的问题
国家了推荐性国家标准《智能建筑设计标准》(gb/t50314-2000)。建筑智能化是在建筑这个平台上,由三大系统组成:建筑设备自动化系统(bas)、办公自动化系统(oas)和通信网络系统(cas)。而bas包含了三个子系统:建筑设备监控系统、火灾监控系统和安全防范系统,即通常所说的ba、fa、sa;火灾监控系统在建筑物中可以独立运行,除了完成火灾信息的采集、处理、判断并实施联动控制外,还应该具有与其他系统进行通讯的接口或进行远程信息传输。火灾监控系统可充分利用智能建筑的智能化硬件和软件资源实现联网通讯,为城市消防调度指挥中心、城市综合管理网络提供并与城市其他管理中心共享消防系统的信息。
参考文献
[1]gb 50116-98,《火灾自动报警系统设计规范[s].
[2]gb 50045-95,《高层建筑设计防火规范[s].
[3]jgj/t 16-92,建筑电气设计规范[s].
[4]gb50057-94,《建筑物防雷设计规范[s].
关键词:建筑设计;重要性;发展方向
Abstract: since the reform and opening up, be busy at putting up installations throughout the country launched a boom, a large number of various types of buildings such as bamboo shoots after a spring rain as staged, the odd Yan, the city landscape has been greatly enriched, the city has made considerable progress. And the design of the impact on the residential market is more and more big, is gradually moving towards residential construction environmental planning. Several points and development direction of this paper is the architectural design to do a detailed study.
Key words: architectural design; importance; development direction
中图分类号:TU2 文献标识码:文章编号
引言:高层建筑设计对于一个城市而言,高层建筑往往具有一定的代表性和象征性,对此反应了一个城市的经济水平和发展程度,高层建筑的塔楼部分虽然变化的余地不大,但是底层部分却可以运用一些巧妙的方法进行处理来丰富空间形式。选择合理的造型就显得尤为重要。
高层建筑的尺度设计
主要包括:一是整体尺度。要推进整体尺度的均衡性,应当从下面几个角度来提升这一点。高层建筑对于造型的提升体现在能够很好把握主体,顶部,裙房等位置的相互关系;建筑的细节部分和整体之间有直接关系,细节的把握也要以整体为依据,划分尺度应当有一定的等级,使得造型能力更丰富,更有内涵。第二,建筑与环境的和谐。高层建筑与周围建筑,街道之间的关系也很密切,可以将其作为城市的一个重要部分,尺寸的计划事物会给整个城市环境的和谐带来负面影响,包含行人以审美视角来看待建筑的和谐程度,高层建筑主体如果具有较大的占地面积,最好街道之间留有一定空间,不会给人造成压迫,第三,细部尺度的把握。这要求设计师对于高层建筑的整套题形态有一定敏感程度,能够精确掌握尺度差异带来人的感官的差异,从而是建筑效果达到最适宜的程度,取得最好的建筑效果。
二、建筑的节能环保设计
高层建筑物的尺寸规格通常都较大,为了满足经济需求,设计者的关注点也集中在内容量以及对实用性的考虑上,对节能,环保的问题考虑的不够,从而发生能耗高,收益差,难以满足持续使用要求,能源消耗大,建筑的节能环保问题应当在设计者的方面得到最先充分重视,要考虑三方面条件:第一是建筑物的方向和角度,高层建筑的方向和角度和光照和温度有直接关系,光照充足的地方可以吸收更多的能量,可以转化为热能,取暖或加热水等,因此寒冷地区的人员很注意光照的采集,所以,要选择适当的建筑角度,尽量向南方,窗口开大,而在不影响采光的同时,对于东和北方向的窗不用开太大。有助于保持内部热量不散失,保持内部温暖。第二是提升墙体设计。现在,在温度较低的地区常常运用的办法有:页岩陶粒混凝土空心砌块;粘土空心砖与实心砖复合墙体;粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等,合适的建筑材料能够提高建筑维护结构的保温隔热性能。第三,对于建筑的其他因素也有影响,因为墙体本身的消耗就很大,已经占到了总能耗的 1/4,建筑的外形的转变也是外层面积的改变的一个重要方面,通常来讲,体型系数和能源消耗之间有直接关系,这要求形体的变更需要简单,并采用环保控温材料,而合理的结构设计必然要以合理稳定的客观基础为依托。
三、高层建筑整体设计
1、主体设计
高层建筑设计中的一个全新的要求就是要实现建筑本身的生态节能。首先对于高层建筑主体的下部分裙房而言,虽然其裙房的建设对整个城市影响较小,但是对街道的尺度以及人性化空间的创造等方面的影响都很大。高层建筑的下部门裙房在立面设计上一般跟高层建筑的上部立面不同,在建筑设计当中需要比较细致的设计,要将下部裙房设计的比较多样化,以免显得过于苍白。同时裙房还要进行一定的人性化处理,原因在于群众的视觉一般接触到的都是高层建筑的裙房部分,同时裙房对人们所产生的街道空间感的影响以较大。而对于高层建筑的中的楼顶对整个高层建筑的设计形象又起到了个性化体现的作用,虽然对生态环境的意想不到,但是它们体现的是高层建筑的标志性和独特性,因此在楼顶的设计上也不是不容忽视的。
2、处理手法上的巧妙运用
在实际的建筑设计过程中,高层建筑设计中的塔楼部分虽然在设计上没有很大的变化余地,但是在高层建筑的底层部分可以通过一些巧妙的处理来实现对空间形式上的丰富,在实际的建筑设计中一般都是采用底层架空和入口缩进的处理方法。
四、高层建筑中的分类建筑设计
1、底层入口
首先高层住宅的底层入口处一定要避免设在当地冬季主导风的迎风面,而在我国的南方地区,由于比较炎热,因此底层入口可以全部或者是局部架空,避免对夏季通风的妨碍。
2、建筑围护
由于人们在高层建筑商居住多半都会产生一定的恐惧心理,因此在高层建筑设计中一定要注重建筑维护的安装,从而给居民提供一定的安全感。同时在高层住宅的窗户设计上,由于高层的风压过大,一方面会对外窗开关造成影响,同时也会对人们擦玻璃的同时产生不安全因素,因此在外窗的设计上应该设计为推拉的启闭方式。
3、服务设施
高层住宅建筑在设计上就应该充分考虑到建筑的服务设施,要在建筑底层入口处设置大楼管理人员的值班室,在值班室中配置夜间电梯紧急呼叫装置、公用电话以及值班人员必要的生活用品;同时还要在大楼内外设计分户信箱以及车辆的存放处,在具体的分户信箱的尺寸安排上,应该大于300mm,同时要保证对墙面面积占用较小的基础上与墙面垂直。
五、高层住宅建筑设计的发展方向
随着国家住房制度的改革的深入,住宅设计应当贯彻适用、 经济、 安全 、美观、环保的建设方针和“以人为本” 的指导思想,要以现代家庭的居住行为方式为依据,合理组织室内空间,提高室内空间的利用率,努力完善住宅的使用功能。
1、高层建筑对于环保的元素的引入应当充分注意,由于这类消耗与资源污染已经影响到了人的生存,对世界的环境保护问题和资源节约都产生深刻影响,生态设计内容包含了对运营总体的生态性设计。建筑的线条将引起采光供暖状态的改变,所以不但可以将其作为热力因素加以考虑,有利于更合理利用空间资源,减少能耗和花费,对于形状的利用,圆形内容最大,再者是方,建筑与建筑都有一定的差异,所以,建筑设计和基址也有十分密切的联系。利用建筑物的外观,种植植物等遮盖形式有利于区域的开发利用,通过建筑形状的调整,墙壁厚度和成分能够提升温度控制的能力,这对室内供暖和空调装置的利用程度将会变低,由此提升生态型效果。应当把城市对于建筑的意义,建筑的经济流程,环保问题的把握,综合利用起来,使得建筑的发展势头变得更好,敦促建筑和环保发展的可利用性的提升
2、现代建筑设计同时也注重住宅建筑外观的打造,追求建筑的造型。住宅建筑,往往是以群体的方式出现。现代住宅建筑所追求的方向,应该从总体大局出发,考虑外观设计与周围建筑环境相协调,彼此协调且能容入周边的环境,与当地环境同生共存,避免只考虑自身的立面效果,忽略周围环境的因素;同时住宅建筑群的色调设计应当注意色彩与周边环境主题保持协调一致,平面、立面布局赋有变化,在满足通风、采光要求的前提下,错落有致,相得益彰。
室内空间的分隔可以按照功能需求作种种处理,随着应用物质的多样化、立体的、平面的、相互穿插的、上下交叉的,加上采光、照明的光影、明暗、虚实、陈设的简繁及空间曲折、大小、高低和艺术造型等种种手法,都能产生形态繁多的空间分隔。
3、户型设计的多元化,住宅设计要考虑市场需求的多样性,以多元化的户型来适应消费者日益增长的个性化住房需求,并能以灵活的户型结构适应因消费者家庭阶段性改变所导致的布局调整,使住房具有较长的使用期。近年的住宅设计更重视科学、合理的设计和分配住宅户型,力求户户有良好的朝向、景观及通风的环境,降低楼电梯服务数,尽量减少户间干扰。
4、在总平面环境设计中, 可以充分利用室外的水体、 绿化等实现遮阳、 挡风沙、 降噪、 净化空气等功能。在美化环境的同时又改善了建筑物的外部小气候, 实现一举两得。 建筑窗户周边、 阳台等处设置局部绿化, 夏天可以遮挡强烈的阳光辐射, 冬季由于植物落叶又能使更多的阳光进入房间。 相对于屋面绿化和墙面绿化而言, 局部绿化的实施和管理更为方便。利用建筑的屋面设置种植屋面, 加大绿化覆盖面积, 又可以利用覆土层改善顶层房间的保温隔热性能, 创造宜人的室内环境。屋面绿化的构造措施可以是草泥屋面、 蓄水覆土种植屋面等等。在墙面种植爬山虎、 常青藤之类的攀藤类植物, 可以遮挡阳光直射墙面, 通过叶面蒸腾带走一部分热量, 并通过光合作用转化一部分能量。如果在墙面设置构架、 种植槽和喷灌系统,在绿化与墙面形成空气间层, 可以加强绿化与墙面之间空气流动, 从而加强墙面的散热性能。 此外,在设计中要尽量避免大尺寸的外凸飘窗和耗水量大的小区水景。
六、结束语
建筑设计是一个综合的系统工程,在不同的工作阶段,无论是建筑的前期策划、方案构思、还是方案设计以及技术深化的阶段,始终都贯穿着合理性的理念。这就要求建筑设计师必须从当今经济现状及发展趋势出发。建立宏观的合理性理念,合理地确定各种条件下的建筑设计标准,总结各项合理性措施。在达到建筑建设要求的基础上,利用有限的资源获得尽可能多的效益,使建筑达到合理性与艺术性的统一。
参考文献:
[1] 张丹,张明岩. 高层建筑设计要点浅析[J]. 民营科技, 2009,(03) .
1.1绿色建筑的基本内涵
绿色建筑在中国是一个新型概念。早在十九世纪中叶欧洲工业革命之际,工业化对人们的生产和生活带来了巨大便利和进步的同时,也为自然环境带来了巨大的灾难。人们逐渐在享受工业革命的狂欢中冷静下来,开始思索生活的意义和真谛。伴随着人本主义的理性回归,人们开始更加关注生活质量,热衷于环境保护,在此基础上逐渐形成了绿色建筑的概念和雏形。随着现代化的不断发展,人们对绿色建筑开始从模糊到清晰,从感性到理性,最终形成了一套系统的绿色建筑设计理论。该理念倡导在建筑物的生命周期内,尽可能减少其对自然环境和生态的影响和破坏,并通过一系列措施,如:节约能源、节约水电、节约物料等,到达节约能源保护环境。持有该观点的理论家认为,绿色建筑设计旨在为居民打造一个生态、健康、舒适的生活环境。也就是说,虽然绿色建筑尽最大可能建设对生态环境的影响,但是,它并不能影响人们对居住舒适度的追求,体现了以人为本的设计理念。
1.2绿色建筑的设计准则
按照绿色建筑学家所倡导的理念,绿色建筑希望达到人与自然和谐共生的局面。因此,实践中,其设计准则体现在以下几个方面:1.节约资源;2.遵循气候条件;3.以人为本;4.系统的规划理念;5.提高建筑资源的利用率;6.充分结合项目所在地的场地条件。具体来说,绿色建筑设计理念应当以当地场地条件与整体设计结合起来,建筑物要适合当地条件的自然法则,根据气候、地质、水文等多方面、多角度进行考量,减少对环境的破坏和影响。当然,先进的科学技术和新型材料的使用也能够有效实现节能、环保的要求。
2绿色建筑设计在高层民用建筑中的具体应用
2.1项目选址
民用高层建筑一定要以居民生活质量和舒适度为选址第一要旨,既不要紧邻大道和城市中心区域,也不能选址在杳无人烟的偏僻山区。在选择过程中,要对备选地的气候、地质等条件进行仔细调研,充分利用场地原有的自然环境和有利条件,对施工设计进行充分论证和分析,进而规划居民的朝向及规格。
2.2建筑节能
我国人口的爆发式增长使得民用高层建筑物越来越受人们重视。通常情况下,人们比较喜欢居住在20米以下的建筑物中,但是由于当前用地紧张及经济核算指标等多方面因素的影响,很多高层民用建筑物都已经超过20米。但是,人类对高考环境会普遍产生畏惧和不适应,因此必须设计一个平衡、舒适的高空居住环境。当前,解决这个问题的普遍做法是,提高公共区域的绿化率,增加环保节能材料的使用等都能破解这个难题。
1)建筑物要尽量多个角度向阳。
很多居民选择住宅的第一个要求时就向阳。在现代节能科技中,通常采用追逐阳光的办法来实现居民的这一要求。高层民用住宅具有非常鲜明的高低差异,同时又有非常丰富和可供选择的户型格局,使得各个房间的日照时间具有很大差异。设计者为了尽可能满足环保节能的要求,同时为居民创造更多的光照时间,在工程设计时,要控制好每个楼的楼间距,设计更多的南北通透型房子,确保单个住宅都有规定的光照时间,满足居民采光需求。
2)要善于利于自然风。
建筑节能设计中充分利用风能来满足居民对冬暖夏凉的要求,在设计过程中应充分利用自然风,通过合理的规划建筑物之间的间距,根据当地的风向,合理布局,尽量减少对夏季自然风的阻挡,避免冬季有过多的风吹向建筑。在建筑内部形成过堂风,使得住宅内的空气流动顺畅。通过对自然风的有效利用,尽量减少使用空调和地暖等能源,起到节能减排的作用。
3)学会利用保温层。
随着外墙保温技术以及屋面保温技术的发展,在高层民用建筑设计过程中,应在建筑物的外墙、屋面、墙、梁、柱等部位采取保温技术,起到冬暖夏凉的作用。
4)科学设计阳台。
目前绿色节能建筑设计中,广泛采用挑出式阳台设计,这种设计在提高建筑面积的同时,还可以为高层住宅形成遮阳区,不仅起到了节能的作用,同时起到了平衡建筑内部的生态系统的作用。第五,使用节能窗户。随着建筑高度的不断提高,建筑所受到的风力、气压也在不断地增长。对窗户的隔声、防风、抗压也有了更高的要求,安装合适的节能窗可以有效地降低能耗,减少光污染。第六,善于利用水资源。在进行高层民用建筑的绿色设计时,根据建筑所处的地理环境,设计规划出合理的给排水系统,充分利用水的流向和回收。对雨水和中水进行回收利用,通过对雨水的收集、节流、储存、处理进而实现水资源的循环使用,实现建筑设计的节能、生态、绿色发展。
3经典绿色建筑设计赏析———纽约Narbiry大厦
纽约Narbiry大厦是美国民用绿色建筑设计的经典案例,它在距离主城区约5公里的地方,设计160层,近一千米高,是一个新型摩天楼设计。Narbiry大厦是一个城市综合体概念,其中建有酒店、公寓、室内娱乐、餐饮、艺术中心、大型shoppingmall等。该建筑的设计师以绿色环保为设计理念,将整个建筑建造成为具有环保作用作用的复合型建筑,因此也获得了美国绿色建筑协会的褒奖。从该大厦的整体结构来看,大厦以自然、生态为设计基本理念,为大厦设计各种环保节能型硬件设施。例如,在大厦的能源来源途径中,几乎一半是风能,在绿色屋顶、室内温度、水质转化等方面都采用了节能环保材料。同时,还采用了节能环保技术,降低碳排放和绿色隔离系统。纽约Narbiry大厦在设计之初,就充分论证了各种生态技术在其中的使用,大胆采用具有低碳、节能、环保的绿色材料,推动了国际建筑节能设计的发展。
4结语
关键词:低碳设计;高层建筑;应用
1 引言
如今,我国全面提倡节能减排、低碳环保,这就需要我们将低碳设计运用到各种日常生活中,而高层建筑设计中运用低碳设计则是我国高层建筑未来发展的一个方向。低碳设计其实就是为了适应当今的低碳生活,环境保护的理念所发展起来的一种设计理念。所谓的低碳经济就是指在可持续观念的指导下,通过制度创新、科技创新、新能源的应用等手段,尽可能的减少化石能源的消耗,从而达到减少污染气体排放,促进经济发展、保护生态环境的目的。低碳建筑则是指在建筑设计、施工的过程中减少化石能源的使用。
2 我国高层建筑低碳设计的现状
2.1 节能意识淡薄
建筑节能需要有一个良好的社会环境去维系,他是一个融汇意识、技术、管理为一体的工作,需要通过宣传以及教育才能推进这项技术的发展,也只有这样才能形成一个良好的社会氛围。部分房地产开发商以及建设单位为追求利润的最大化,从而开发出一些大户型、大落地窗、小进深住宅,而且在建材的使用上面无视节能环保的标准,采用一些假冒伪劣的建材,严重违背了国家的相关法律法规要求,从而造成了恶劣的影响。还有一些单位打着节能环保的标准,在建筑设计的过程中,增加了节能建筑的造价,并且把增加的部分转嫁给用户。除此之外,部分监管单位放松了自己的监管力度,对于一些违背民情的现象并没有给予制止。
2.2 缺乏相应的技术人员
建筑节能技术是一个综合性的学科,然而目前我国的建筑节能设计一般都依赖建筑师的个人能力,而这显然是远远不够,也不全面的。因为建筑节能涉及到了多方面的学科和专业,如建筑、规划、结构、材料、暖通、给排水等多方面内容。对于大多数的建筑设计师来说,建筑节能相对而言较为生疏,诸多新的理念以及新的设计思路都是以往所没有的。以往的建筑设计只是注重建筑的美感,对于建筑内部的使用功能却往往有所忽视,这就导致以往的建筑设计很难符合广大住户的需求以及节约建筑材料的目的。因此,建筑设计师的设计理念就可能会与建筑节能设计的要求相背离。从另一层面上来讲,多数的建筑设计师所学的知识都相对较为单一,很难从功能上、系统上来给予统一考虑,从而影响到了建筑节能设计的效果。因此,就需要加强对建筑节能设计的宣传教育力度,从而增强广大设计师的节能意识。
2.3 建筑中可再生能源应用较为缓慢
根据相关报道,我国是世界上太阳能光伏电池的最大生产国,然而大部分的产品都出口到国外,国内的建筑设计对于这些产品的利用率较低,其原因在于我国还没出台相应的太阳能热水器与建筑一体化的设计标准。我国建设部虽然在1995年已经发文推广在建筑能中推广可再生能源,但由于缺乏相应的激励手段,目前仍旧处于试点阶段。
3 建筑低碳设计的重要意义
相关统计数据表明,我国的建筑消耗占社会的总能耗的三分之一,而且随着我国城市建设的不断推进,我国的建筑能耗总量也在不断的上升,在能源总消耗中所占的比例已经上升到了27.45%。而且,根据国家建设部科技司研究表明,我国的建筑能耗还会随着社会经济的发展继续上升。由此可知,建筑能耗将会是我国经济发展中的一个重要影响因素。因此,我国应该尤为重视建筑设计的改良工作。在20世纪70年代能源危机发生之后,很多的发达国家都已经开始致力于建筑节能技术的研究和推广,而我国因为种种原因忽视了这一技术。因此,这就导致我国的建筑节能技术与发达国家相比已经远远的落后。
4 低碳设计理念在高层建筑设计中的策略分析
4.1 外墙保温技术
我国传统的高层建筑其墙外往往采用较为单一的材料,这些材料只是简单的加厚了外墙,从而起到保温的作用。不过这种技术占用的建筑面积较多,其保温的效果也不是太好。目前我国高层建筑常用的外墙保温措施为外墙外保温、外墙内保温、外墙夹心保温的措施。外墙外保温技术是目前较为常用的一项墙体节能技术。这一技术是在外墙的表面贴上保温层,然而在保温层上面做一些美化装饰。目前常用的外墙外保温材料有膨胀聚苯乙烯泡沫塑料板薄抹灰并用玻璃纤维加强的外墙外保温系统和聚苯板与砼一次现浇外墙外保温系统。外墙外保温系统可保护主体结构。外墙夹心保温技术则是将保温材料放置在内外墙之间,在其外侧的墙面上侧泳传统的混凝土空心砌块,或者是传统的砖等。这些措施不但可大大的降低房屋的建造成本,而且还有着明显的保温效果,其综合效应非常显著。
4.2 屋面的节能措施
建筑屋面的节能材料可选择挤塑聚苯板等,这种材料不但有着良好的保温措施,而且还有这不吸水、导热系数低、强度高、成本低、施工方便、经济效益显著等特点,因此,这一材料是建筑中较为理想的节能材料。除此之外,还可设置坡屋面、架空通风屋面、绿化屋面等。这些屋面不但有利于屋顶的隔热与保温,而且还可起到美化环境的目的。
现代的建筑应用屋面节能技术可以有效的降低建筑的能耗,还可改善城市的环境,净化城市空气。这种屋面就是在建筑的天台、屋顶等地方种植各种花卉树木。这不但有利于散热和吸热,减少用电量,而且还可美化环境。但是,这种屋顶绿化技术需要尤为重视防水问题,因为目前还没有较为系统完善的措施来做好屋顶的防水工作。
4.3 门窗节能技术的应用
门窗是高层建筑能耗损失最为薄弱的环节,然而其建筑面积却占有建筑架构的30%,其能耗也占建筑总能耗的三分之二,门窗的节能技术应用是城市高层建筑节能技术推广的重要环节。因此,这就需要在满足采光、日照、通风、观景的前提下应该尽量的减少外门窗洞口的面积。做好门窗的节能措施,首先应该设置相应的遮阳措施,充分考虑空调设备的摆放位置,有效的减少阳光直接照射到室内。为解决这一问题,可采用阳台、外廊、遮阳板等这样措施。门窗的遮阳设置可采用窗帘、双层玻璃等。把能耗低、热阻大的节能材料运用到门窗的制作上可有效的提高其热工性能。玻璃窗的用途主要是采光,但由于这一材料的能耗较大,占据制冷机最大负荷的20%-30%,因此为把窗墙比控制在30%-50%的范围内,窗玻璃应该选择双层玻璃、反射玻璃、吸热玻璃等特性玻璃。
5 结束语
由上可知,我国的高层建筑因为其能源消耗大的情形,在某种层面上也暗示着我国的高层建筑蕴藏着巨大的节能潜力。除此之外,因为我国的国土面积较大,经纬度的范围也较大,因此不同地区的高层建筑因为其所处地区的温度、湿度有着不小的差异。这在一定程度上为我国建筑的低碳设计带来了不小的难题。所以,我国建筑节能环保技术的研究及探讨对我国的长远发展有着重要的意义。
参考文献:
关键词:高层宾馆;安全疏散;性能化防火设计
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
引言:对高层宾馆进行消防安全疏散设计,应从其建筑及使用特点出发,充分考虑建筑功能与消防疏散的合理关系。安全疏散和避难设计是高层宾馆建筑防火设计中的重点和难点,其安全疏散设计在满足《高层民用建筑设计防火规范》的基础上,还应有更严格和具体的要求。高层宾馆消防疏散设计与现行规范冲突还表现在以下几个方面:(1)基于满足工艺的要求,其平面布局存在局限;(2)由于建筑体型较大,部分消防疏散楼梯不能直通室外;(3)由于建筑体量巨大、功能复杂,人员密度大、疏散困难。
一、安全疏散设计概念及特点
1、安全疏散设计概念
所谓的安全疏散设计就是对火灾和烟气流动及疏散形式进行预测,并在此基础上采取一定的措施,对安全疏散设施的设置和设计提供合理的疏散方法或安全防护方法,以保证高层建筑内的人员安全。在设计的时候,必须保证火灾发生时高层建筑内任何位置的人都能自由、无障碍的进行疏散,并能保证行动不便人员的安全。
2、高层宾馆建筑火灾人员疏散的现状以及疏散设计的特点
随着高层建筑的不断发展,高层建筑人员安全疏散问题已经成为人们值得关注的焦点。就目前现状来看,高层建筑火灾疏散设计仍需要注意很多问题。一般情况下,高层建筑内部的易燃品或可燃品比较多,使得火灾隐患比较大。一旦发生火灾,火势会随着楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井、排气道等迅速的蔓延,特别是防火分隔或是防火措施处理不当的时候,烟气和火势就会迅速的蔓延。再加上高层建筑是人员集中的地方,一旦发生火灾就会出现混乱、拥挤的状况。在疏散的过程中,大部分人都会因恐慌,向自己熟悉的路线或是比较明亮的地方逃跑。在这种情况下,就会给疏散工作带来一定的困难。火灾发生后,不仅人员逃离困难,给救援活动也会带来一定的问题。因此,在人员疏散设计中不仅要考虑设备、设施问题,更要考虑人员安全问题。
二、高层宾馆建筑消防安全疏散设计应该注意的问题
1、楼梯、安全出口设计需要注意的问题在于对高层建筑楼梯、安全出口进行设计的时候,应该注重其数量、宽度及安全出口的畅通程度。
在对其进行设计的时候,应该设计足够的安全出口,以保证火灾发生时,避免因人们的恐惧心理而出现道路拥挤现象,特别是写字楼、医院、商业建筑、通讯等人员密集的地方,这些地方最好设置两个以上不同方向的安全出口。在设计安全出口的时候,还要考虑其宽度问题,宽度在设计的时候应该根据使用的人数及疏散指标进行计算, 以满足不同建筑物的需求;在对安全出口进行设计的时候,还要考虑出口的畅通程度,要保证人们在火灾发生时,能够向两个不同安全疏散出口疏散。在设计的时候,最好靠近主体建筑标准层或其防火分区的两端或接近两端出口处设置疏散出口。如果条件允许,最好将楼梯间设置在前厅,最好是在靠近外墙的地方,这种设计方法可以使火灾产生的烟气通过相应的窗户进行自然排烟,为人员疏散及消防扑救提供便捷的条件。如果因某种原因不能将楼梯通道设置在建筑的外墙位置,就应该利用机械加压送风,以保证人员安全疏散。
2、疏散距离设计需要注意的问题
高层建筑中的疏散距离的设计也是十分重要的,相应的设计标准对安全疏散距离进行了明确的规定,但是也有一些安全疏散距离是难以把握的。在设计的时候就应该注重那些难以把握的疏散距离。如果按照丁字形走道计算房门和安全出口的疏散距离进行设计,可将袋形部分折算成两倍,按照双向疏散距离进行计算,即两倍的袋形部分长度与双向疏散部分长度之和应小于规范规定的双向疏散的最大疏散距离。图1所示丁字形袋形走道部分的距离是4 m,双向部分疏散距离就应该是8 m,双向距离就应该是16 m。图l中的设计,a是丁字形袋形走道部分距离为4 m,b是双向部分分散距离为8 m,a+b为双向距离16 m。
3、高层避难层设计需要注意的问题
在对高层建筑消防安全疏散设计的时候,特别是对高度超过100 m的公共建筑进行设计的时候,要严格按要求设置避难层。最好是在10~l5层的地方设置第一个避难层,以此类推设置不同的避难层。在对避难层进行设计的时候,可以采用3种方法。可以采用全敞开式、半敞开式、封闭式。设计全敞式避难层,一般不设维护结构而是全敞开的空间,这一设计在顶层或是屋顶上比较常见。设计半开式避难层时候,一般在四周设高低约1.2 m左右的防护墙,并在上面设有可以开启的封闭窗,并采用自然通风,以避免火灾发生时的烟气侵害。设计封闭的避难层时不仅要有耐火的防火结构,还要有相应的独立照明设备、独立空调及排烟系统,以避免不必要的烟气危害。
4、疏散应急照明及指示标志设计需要注意的问题
疏散应急照明及指示标志设计也是疏散设计中比较重要的环节,但是却往往被人忽视,特别是在装修设计的时候常常被忽视。一般的设计公司很少能理解疏散应急照明及指示标志设计的重要性,怎么方便就怎么设计,甚至会出现偷工减料的现象,要知道疏散应急照明及指示标志在火灾发生时是起引路作用的。因此,必须注重对应急照明和指示标志的设计。在设计的时候,应急照明设计应保证人员疏散所需的正常照度;疏散指示标志最好按照连续性设置,指示方向按就近原则,最好少用双向疏散指示标志,以避免火灾发生时逃生人员犹豫不决,延误逃生时间。在设置灯光疏散指示标志的时候双向疏散走道设置间距应少于20 m,袋形走道应少于10 m;安全出口上方和走道转角处应严格设置;一些重要场所地面还应该设置发光的疏散指示标志,以保证人员安全疏散。
三、对宾馆安全疏散设计提出的几点建议
(1)通过选取较不利火灾场景模拟火灾发展、烟气蔓延和人员疏散情况可知保证机械排烟系统和水喷淋系统对于人员安全疏散至关重要,业主应加强对机械排烟系统的日常维护,确保其在发生火灾时可有效启动。
(2)加强内部可燃易燃物的管理,避免出现火灾荷载大量集中的现象,降低火灾隐患。
(3)加强消防设施的日常维护管理,建立健全消防档案,严格管理用火用电,确保疏散通道的畅通。
(4)所有电器设备应按照规定容量来使用,不应任意乱接电线,增加负荷。所有电线要防止机械损坏,每年应至少检查一次电线的绝缘电阻。
(5)应建立应急管理系统,体系包括灭火应急预案和人员疏散应急预案,并应该按照计划实时联系。
(6)建立健全的消防安全制度和操作规程,加强消防宣传教育和培训,定期组织防火检查,消除火灾隐患。
结束语:
高层建筑层数较高,影响人员疏散的因素多,一旦发生火灾,人员疏散就是一个大问题。要想使人员及时疏散并保证其安全,高层建筑在消防安全疏散设计中,就要做好各种工作,以保证安全疏散工作的顺利进行。
参考文献:
[I]GB50045—95,高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[s].
[2]JGJ49—88,综合医院建筑设计规范[s].
【关键词】高层建筑;护;幕墙;物理环境
1.高层建筑护系统与环境的关系
1.1物理环境
高层建筑的建筑普遍会对其周边物理环境产生很大影响。由于太阳高度角的变化,不同朝向的建筑在不同季节获得的太阳辐射热能量和热损失有很大不同。例如在北京地区,建筑南向冬季所得太阳辐射热能量几乎比夏季多2倍,而夏季东、西向所得辐射能量比南向多2倍。所以在确定建筑的朝向时,首先应考虑环境情况以及所在城市,根据太阳高度角绘制日照影响图,以确定冬季每天的日照时间并注意减少夏季的热辐射,进而考虑各个立面的形式与材料做法。同时,高层建筑会将高空强风引至地面,造成的局部强风对行人的安全和舒适产生不利影响。另外由于高层建筑的空调、照明等设备均需较大的能量供应,产生的大量热能会改变城市原有的热平衡,导致城市热岛现象加剧。因此,建筑师必须认真处理高层建筑与自然环境的关系。
1.2人文环境
“城市化”等于“高楼化”是长期以来存在于人们心中的误区。一个城市的发展,需要延续其自身独特的历史和人文内涵以及别具一格的文化特色。建筑从功能上是人活动的场所,在内涵上是文化的载体,高层建筑也是如此,需要以“诚实”和“理性”的状态融入物理环境和人文环境当中,从而参与城市空间的记录和演绎。建筑师不应只关注形式上的融合,还应结合更深层次的本土文化及建筑本质进行探索,建筑与文化的融合是一个很大的课题,更是中国建筑师面临的难题。
2.高层建筑护系统与建筑本质的关系
建筑的本质是人的空间,人对建筑具有重要的作用。中国人的生活方式和成长经历、中国社会的历史传承都拥有自身的内涵,中国人的生活空间也必然有其独特之处。建筑的本质直接影响着建筑的外观和造型,建筑的护系统在满足功能需要的同时也要体现建筑的本质。
建筑师在研究文化的同时,还要注重建筑的实体本质——功能空间和支撑结构等。建筑护的意义更多表现为包覆“骨肉”的“皮”而非伪装的“外衣”。CCTV主楼的幕墙很好地凸显了建筑的结构,提升了建筑的张力,以简单的玻璃立面赋予建筑更多内涵。
3.高层建筑护系统的技术探索
在20世纪后半叶能源危机的爆发后,新能源开发和节能方面的研究成为全球热点,建筑的可持续发展已是世界建筑学的重要课题。高层建筑护墙体能耗较大,占建筑全部耗能的25%左右,同时高层建筑的造型及其体形系数对耗能也有很大的影响。在对建筑的造型和环境进行推敲时,国外事务所往往利用计算机模拟并计算风、声、光、热等物理环境及指标,从而确定建筑的造型、外观和材料等。
但从国内建筑节能的设计水平来看,大多数设计单位所掌握的用以优化建筑围护结构的建筑能耗模拟软件,都不能反映气象参数沿高度变化的规律和表面热交换能力的差别,无法准确计算建筑的能量消耗;同时,中国建筑节能设计标准和评价体系尚不完善,各地环境和气候数据并不完备,给深入设计与模拟计算带来很大的难度和不精确性,需要相关技术人员和机构共同努力,予以提高和完善。
4.护系统的选择
系统的选择是护设计的关键。材料的应用与选择往往在系统选择之前,并直接关系到系统的设计。建筑护材料通常有玻璃、金属、木材、石材和其他人造合成材料等。其中,玻璃幕墙是护中最为常用也相对复杂的一项,大致分为明框、隐框、全玻和点式幕墙四类;从安装方式上又分为单元式、半单元和构件式三类;从形式和原理上分为薄型和双层两种,其中双层幕墙又分双层通风玻璃幕墙和外层玻璃幕墙。设计师需要了解各种系统的特性和大致工艺,根据各个项目的具体情况选择合适的护系统。比如明框幕墙是玻璃四边通过压条固定于金属框架上,技术简单可靠,造价也比较经济;而隐框幕墙的玻璃四边通过结构胶粘结于金属边框上形成小块单元,单元整体悬挂固定于金属支撑结构上,对结构胶粘合剂的要求较高,安全系数相对较低,而且价格较高;全玻和点式幕墙都有利于营造更加通透的视觉效果,但造价相对更高。双层通风式幕墙的内外两层玻璃幕墙中间是空气通道,可安装遮阳设施,利用幕墙系统本身的“呼吸”通风来实现温度的调节,被认为是节能效果最佳、隔声效果显著的护系统,但其造价也最高昂。
除了建筑护的外观效果和性能外,建筑师还需要考虑其施工工艺。国内比较常见的构件式幕墙安装时先在机构上安装金属立柱,然后安装横梁,最后安装玻璃板块。这种施工模式现场工作量大,质量控制难度较大;单元式幕墙是在工厂内完成各种幕墙构件和饰面材料的组装成,然后整体运至工地吊装,与预先设置在建筑结构上的挂件固定,单元件采用插接方式,整体进行微调完成整个幕墙的安装。这两种系统对明框式幕墙的外观效果影响不大,但对于全隐框式幕墙,单元式的插接方式会显得更为精致,线条更为挺拔。
中央电视台新址办公楼选择薄型单元系统并因应结构的布置采取幕墙分区设计,玻璃幕墙及其结构“斜交格构”覆盖了整个建筑的外立面。整个主楼护的支撑系统是基于“菱形钢格构”单元的整合,每个幕墙挂板作为坚固的独立单元,悬挂于斜撑构架的菱形槽式钢结构之上,幕墙结构的总移被累积在每个菱形钢格构的边缘。由于菱形钢格构和薄型单元玻璃幕墙的施工与主体结构施工同步进行,其结构和构造设计必须满足主结构施工和安装过程产生的变位要求,同时幕墙系统与主结构连接必须满足小震1级和大震3级层间位移要求。
5.结语
高层建筑的建设在中国已是必然趋势,现在业内讨论的重点已不是是否建设高层建筑,而是如何提高高层建筑的质量性能并减少对环境的影响。评价高层建筑的一个重要方面就是护系统的设计,不仅需要考虑建筑所在的自然和人文环境,而且要反映建筑的本质,同时高层建筑的技术应用与节能设计更不容忽视。建筑师有必要了解更多关于护设计与施工的技术和设计方法,从而保证护的设计与建造能够实现建筑师的创作意图,满足环境、人文、功能和性能的诸多要求。 [科]
【参考文献】
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