发布时间:2023-10-10 15:36:08
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇工业式建筑设计,期待它们能激发您的灵感。
1.1柱网布置
因此刚架间距和跨度可根据工艺要求灵活确定,通过大量工程实例分析比较表明,刚架跨度采用15m~36mm,刚架间距采用6m~9m是比较经济合理的,由于计算风荷载作用下门式刚架工业建筑维护结构构件时边缘带的风荷载体形系数普遍大于中间区风荷载体形系数,为了同一建筑内各柱距的屋面檩条和墙面檩条型号统一,两端边缘带的刚架间距宜适当小于中间区的刚架间距。
1.2支撑体系
单层轻钢结构工业建筑钢排架侧向刚度相对较弱,为了抵抗水平风荷载、吊车刹车荷载和地震作用,应在设置柱间支撑的开间同时设置屋盖横向支撑,以组成几何不变体系,柱间支撑最好设置在温度区段端部的第一个开间内。柱间支撑的间距应根据建筑的柱距、吊车情况和安装条件确定,一般无吊车的工业建筑柱间支撑间距不宜超过45m,有吊车的工业建筑柱间支撑间距不宜超过60m。
1.3围护体系
轻钢结构工业建筑的维护体系由最外侧的压型彩钢板和内侧主刚架、山墙抗风柱、屋面檩条、墙面檩条等主次结构组成。屋面压型彩钢板均宜采取沿着垂直刚梁的方向排板,墙面压型彩钢板大多采取沿着垂直刚柱的方向排板。屋面檩条、墙面檩条的间距主要由各种外部荷载作用时其自身强度、稳定性、刚度和外侧压型钢板的面外刚度决定。当屋面双檩条兼作屋面支撑之间的刚性系杆时,应结合山墙抗风柱的位置考虑屋面檩托的设置,其目的是使各抗风柱顶部的刚架梁上翼缘相对应处存在檩托,以便于设置屋面双檩条,墙面檩条的间距还受门窗洞口的尺寸影响,当门窗洞口太大时应采取加强墙面檩条或增设墙柱等措施保证墙架的结构安全。
2门式刚架轻钢结构工业建筑结构设计要点
2.1钢材种类的选择
虽然我国生产的碳素钢有一百多种,合金钢有三百多种,但由于受到轻钢结构对钢材较高的强度、足够的变形能力、良好的加工性能等要求的影响,真正适合用于轻钢结构的只有碳素钢和合金钢中少数几种钢材,当采用设计规范还未推荐的其它钢材时,应有可靠的依据,以确保轻钢结构安全。大量工程实践经验表明,素钢中的Q235钢以及合金钢中的Q345钢是最适合用于轻钢结构的钢材。刚架、吊车梁等存在大量焊接工艺的主要结构构件应采用Q235B级钢或Q345B级钢,根据当前市场上的钢材价格,若刚架跨度、间距较小、荷载不大、吊车吨位较小时,刚架、吊车梁采用Q235B级钢,否则采用Q345B级钢,檩条、支撑、抗风柱等焊接工艺量不大的次要结构构件均可采用Q235A级钢,都能获得较好的经济效益。
2.2承重柱
轻钢结构工业建筑的承重柱一般多采用焊接工字形截面柱或热轧H形截面柱,无吊车的较低工业建筑宜采用柱脚小、柱顶大的楔形变截面柱,有较大吨位吊车的工业建筑宜采用等截面柱,当由于刚架高度、跨度、风荷载很大同时又带有很大吨位的吊车时宜采用阶梯形柱,肩梁或牛腿以下的为较大的等截面字工形柱或格构式柱,肩梁或牛腿以上的上段为较小等截面工字形柱。上、下段柱是通过肩梁或牛腿连为一体的。上段柱内翼缘应当以开槽口的形式直插到肩梁或牛腿的下翼缘并与之全熔透焊接。
2.3承重梁
轻钢结构工业建筑的承重梁也多为焊接工字形截面柱或热轧H形截面,截面尺寸除满足强度、稳定、挠度、翼缘宽厚比、腹班板高厚比等要求外,还应通过合理的截面变化和分段以达到经济合理、运输安装方便的要求,例如弯距变化幅度较大的梁段可采用楔形变截面工字形截面,弯距变化幅度不大的梁段宜采用等截面工字形截面。
2.4吊车梁
考虑到钢材的强度高而钢构件稳定性差得特点,吊车梁一般都设计成上翼缘较宽且厚、下翼较窄且薄的单轴对称焊接工字形截面,当吊车梁跨度较大时,也可将吊车梁设计成两端向跨中逐渐变高的鱼腹型梁,同时宜采用制动梁或制动桁架作为吊车梁上翼缘的侧向支撑。吊车梁由于受到竖向、横向、纵向三个方向荷载的作用,所以设计时应采取良好的连接方式来传递三向荷载,例如吊车梁与牛腿采用一对间距较小的高强度螺栓来连接时不但传力安全可靠,又不改变其简支梁的特性。
2.5屋盖横向支撑
屋盖横向支撑一般均可采用带张紧装置的十字交叉圆钢,交叉夹角应在30°~60°范围内,接近45°为宜。同一开间内两相临横向支撑之间应设置刚性系杆,屋面檩条(单檩条或双檩条)若能满足对压弯构件的刚度和承载力要求,屋面檩条则可兼作刚性系杆。
2.6柱间支撑
轻钢工业建筑的主要承重结构门式刚架侧向刚度相对于面内刚度而言要小得多,但承受的面外的水平力并不小,因此柱间支撑的截面大小及连接方式均应由计算确定。如果无吊车或吊车吨位较小,同时风荷载、雪荷载不大的轻钢建筑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢作柱间支撑,否则应采用角钢或槽钢等热轧型钢作柱间支撑。若柱间支撑为十字交叉形,则交叉夹角应在35°~55°范围内,接近45°为宜。阶梯形下段柱截面较大时柱间支撑一般宜设计成双片,双片支撑之间采用单角钢的缀条相连。上段柱柱间支撑一般可设计成单片。当上、下段柱柱高相对于柱距较大时,上、下段柱的柱间支撑应分层设置,同时上、下层柱间支撑之间必须设置经过计算的刚性系杆,牛腿或肩梁上、下两侧的柱间支撑之间的刚性系杆可由吊车梁代替。支撑的连接宜采用焊接或高强度螺栓连接。大量的分析研究表明,许多钢结构建筑工程事故的主要原因都不是因为构件强度不足,而是构件丧失了整体稳定,因此支撑、刚性系杆等侧向构件的计算与构造是轻钢结构工业建筑设计的一大重点。
2.7檩条与抗风柱
屋面檩条和墙面檩条的跨度和荷载不大时一般多采用C型或Z型冷弯薄壁型钢,屋面檩条的力学计算模型是双向受弯的简直梁或连续梁,当屋面双檩条兼作刚性系杆时,还应具备作为压弯构件所必须的刚度和承载力,否则应采用钢管、型钢或其它截面的杆件作刚性系杆。为达到轻钢建筑整体美观、压型彩钢板防腐蚀、抗碰撞的效果,室内地面以上一定高度范围内的墙体多采用砖墙或砌块墙,墙面压型彩钢板底部可固定在砖墙或砌块墙顶的钢筋混凝土压顶上,同时考虑到压型彩钢板自身在面内也具备较大的刚度,墙面檩条的力学计算模型可视为仅承受水平风荷载而不承受竖向荷载的单向受弯的简直梁或连续梁。屋面檩条和墙面檩条还应按相关规范设置拉条、撑杆和隅撑。屋面檩条和墙面檩条当跨度和荷载较大时宜采用轻型槽钢、工字钢,屋面檩条也可采用由角钢制成的桁架。抗风柱由于所受的竖向力远小于水平力,因此力学计算模型可近视的简化成单向受弯的简直梁,抗风柱可采用热轧H型钢截面。
2.8节点构造
单层轻钢结构工业建筑梁、柱多采用焊接工字形截面或热轧H形截面。在弱轴方向钢柱与侧向构件的连接多采用铰接,而强轴方向钢柱与钢梁的连接多采用刚接;无吊车或吊车吨位较小时钢柱柱脚与基础多采用铰接,吊车吨位较大时钢柱柱脚与基础多采用刚接。为了解决钢柱柱脚防腐的问题,通常将钢柱柱脚用较低标号的细石混凝土包裹(保护层的厚度不宜小于50mm),并使包裹的混凝土高出室内地面100mm~150mm,并宜在包裹柱脚的混凝土中配置少量的水平环形箍筋和竖向架立筋以避免出现裂纹。3.9地基基础如果场地地质条件比较好,轻钢结构工业建筑的基础一般采用柱下独立基础,由于室内地面以上一定范围内的墙体或一层窗窗台以下的墙体多采用砌体墙,因此墙下一般多采用现浇钢筋砼基础梁来承受砌体墙并能有限的抵抗基础不均匀沉降,同时由于室内外高差的存在,基础梁还起到挡土的作用。如果场地地质条件较差但没有较大吨位的吊车荷载作用于刚架柱上,可优先采用合适的地基处理方法来抵抗基础较小的不均匀陈降现象。如果场地地质条件很差而且又存在较大吨位的吊车荷载作用于刚架柱上,通过地基处理的方法已经无法解决由于基础不均匀沉降引起的吊车爬坡导致不能正常工作的问题时,可采用现浇钢筋砼条形基础或桩基础,当采用桩基础时应根据当地的实际情况选用经济合理、安全可靠的桩种类,比如在条件允许时可优先采用钢筋混凝土预制管桩,考虑到轻钢结构工业建筑钢柱柱脚轴力较小而弯矩较大的特点,将承台底刚架平面内方向上的基桩间距设计得较大一些,一般可取得经济合理、安全可靠的效果。
3使用软件计算时建模技巧和计算图文的分析
目前门式刚架电算软件以中国建筑科学研究院开发的PKPM系列软件的中STS模块在实际设计工作中应用较为广泛,因此本文按STS模块中门式刚架二维设计来介绍门式刚架的建模技巧和计算图文件分析。
3.1模型建立
门式刚架的轴线既可采用网格生成中各种工具栏绘制,也可采用模块化输入跨数、跨度、单双坡、坡度、柱顶标高、牛腿标高、屋面坡度等信息快速建模生成轴线省时省力、既快又准,钢梁分段时宜尽量将梁段拼接节点设置在弯矩较小的部位,并根据刚架梁上内力图特点、加工、运输、吊装能力等综合因素确定梁段的长度和段数,楔形钢梁、钢柱楔率不宜过大,通常每延米变化幅度不大于60mm时腹板可取得较大的高厚比,在满足腹板高厚比和翼缘宽厚比的前提下,将梁、柱设计成“薄而大”的截面因能以较少的钢材获得较大的截面抵抗矩,故既能达到控制住结构变形又能取得较好的经济性。
由于门式刚架结构变形以及强度受荷载影响敏感,因此实事求是的输入竖向荷载也是取得经济合理效果的关键因素,钢梁上的竖向恒荷载主要是屋面维护体系的自重,实际工程中屋面多采用内夹轻质保温材料的夹芯板,内外带彩色防腐涂层的压型钢板厚度一般多在0.6mm以下,内夹聚氨酯、玻璃棉等轻质保温材料厚度一般都不超过100mm,包括屋面冷弯薄壁型钢檩条、屋面水平支撑、拉条、撑杆、隅撑、刚性系杆等在内的屋面体系自重一般每平米仅0.22~0.30KN,采用不保温的单层压型彩涂板的仓库,屋面体系自重更小,一般每平米仅0.19~0.25KN,因此不建议无根据的在钢梁上输入较大的恒荷载;钢梁上的竖向可变荷载主要有两类,一是钢梁上的设备吊挂荷载,二是屋面集灰荷载和雪荷载,设备吊挂荷载按实际情况输入到钢梁上,至于集灰荷载仅在设计诸如水泥生产、金属冶炼等粉尘污染较大或位于沙尘暴频发地区的工业建筑才考虑其对结构的影响,除此之外的绝大对数轻钢结构工业建筑的屋面可变荷载可仅考虑雪荷载对结构的影响,对于单榀刚架的水平受荷投影面积大于60平米时,可变荷载无须按《建筑荷载设计规范》中不上人屋面去取值,合理的可变荷载取值应该是当雪荷载每平米大于0.30KN时,可变荷载可按实际的雪荷载取值,当雪荷载每平米小于0.30KN时,可变荷载每平米可按0.30KN取值,对于单榀刚架的水平受荷投影面积不大于60平米时,则应按《建筑荷载设计规范》中不上人屋面取每平米0.50KN;输入风荷载时,应正确判断地面粗糙度类别,如果采用自动布置方式输入风荷载,需要注意的是对于自绘轴线建成的刚架,应检查柱脚标高是否为0.000;吊车荷载输入时除应准确输入由吊车参数导算出的吊车最大轮压传至柱牛腿的反力、吊车最小轮压传至柱牛腿的反力、吊车横向荷载传至两侧柱上的水平力,还应考虑吊车梁自重在牛腿除产生的附加竖向荷载和附加弯矩对刚架的影响。
钢构件计算长度对稳定计算结果的主要影响因素,刚架梁、柱平面外计算长度一般取侧向支撑点之间的间距,满足计算和构造要求的屋面隅撑和柱间通长刚性系杆可分别作为刚架梁、柱侧向支撑点,同时施工图中控制隅撑和刚性系杆间距不得大于模型中刚架梁、柱平面外计算长度;除无吊车或吊车吨位较小以及个别摇摆柱以外,不宜大量设置铰接节点;计算参数输入主要是合理选择结构类型和设计规范,对于高度不超过12m、吊车吨位不大于20t的门式刚架的结构类型都可选择为门式刚架轻型房屋钢结构按《门式刚架轻房屋钢结构技型术规程》去计算,根据大量的工程实践表明,高度在12~15m之间、吊车吨位在20~32t之间的门式刚架的结构类型还可选择为门式刚架轻型房屋钢结构按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》去计算、按《钢结构设计规范》去验算,刚架梁宜按压弯构件验算平面内的整体稳定性,活荷载应考虑不利布置对结构的影响。
3.2计算图文的分析
对计算结果的分析是模型纠错、优化设计的主要依据,因此设计者应对计算图文进行仔细比对分析。模型纠错主要是通过分析计算图文是否有异常状况从而逆向判断模型的正确性。例如如果发现钢柱牛腿位置轴力包络图无大的突变,则很可能是模型中漏掉了吊车荷载;应力比图中要是仅平面外应力比远远超标,则应首先检查模型中平面外计算长度取值是否正确;计算超限信息中变截面构件腹板高厚比控制远远严于《门式刚架轻房屋钢结构技型术规程》的要求,则很可能是因为变截面构件的楔率过大。
优化设计主要是根据应力比图、挠度图、位移图去调整刚架梁柱截面尺寸以取得最佳的经济效果,抗弯承载力比值超限时调整截面高度远比加大翼缘、腹板厚度更有效,平面外稳定应力比超限时调整翼缘宽度远比加厚翼缘厚度更有效,不受强度控制的刚架宜采用低强度的碳素钢钢材,主要受强度控制的刚架宜采用高强度的合金钢材,解决翼缘宽厚比和腹板高厚比超限时采用低强度钢材比采用高强度钢材更有效,将刚架柱脚、粱柱节点设计成刚接比设计成铰接更能减小刚架的变形,对于30m以上大跨度的刚架,出于观瞻的考虑,更应高于轻钢规范的要求去从严控制钢梁的挠度。刚架优化设计实质就是在模型与实际工程相符、荷载输入不遗漏、计算参数选取合理的前提下,以试算结果为依据,通过不断调整构件截面规格使各项计算指标同时接近相关规范规定的控制值并留有适当的安全储备裕量的一个过程。
关键词:环境美学;工业建筑;建筑设计;以人为本
随着时代的不断进步,信息化社会的前提下,我国社会发展的工业化进程更是蓬勃发展并日益加快,密集型工业建筑群称为今年城市规划的主要形式,而单纯的追求工业建筑的生产功能性已经早已遭到时代淘汰,与环境相适应的工业建筑设计是时代的必然趋势,也就是说现代化的工业建筑除了要满足生产工艺之外,还要妥善处理好工业建筑体量、肌理与环境之间的关系。大跨度、大空间、大面积是现代化的工业建筑普遍存在的特征,而它的这种特征对环境会造成巨大影响,为了要深刻落实我国保护环境、节约资源的基本国策,将环境美学融合在工业建筑设计中是以人为本的可持续社会的必然要求。
一、环境美学
环境美学着眼于人类的生存环境,随着时代的不断进步,人民群众的生活水平提升的同时,对生活质量的要求也有所提高,其审美意识也发生了很大的变化,环境美学给人们的生活、健康、工作带来了很多积极的影响。近几年来,工业建筑的大规模开发带动了我国经济建设的稳定发展,同时也给生态环境造成了不同程度的影响,工业建筑活动对生态环境带来了很多污染,环境的恶化,生态系统的破坏都严重影响着我们生存的家园,面对各种自然灾害不断侵蚀着我们生活环境的情况下,人们开始认识到保护环境的重要性,优美的生活环境对人们的生存与发展是多么的重要。环境美学就是在这样的情况下诞生的,大力开展环境美学,能够大大降低环境污染,给人们提供一个健康的生活环境,使人们时时刻刻保持着愉悦的心情,促进其身心健康的稳定发展。
二、环境美学与工业建筑设计之间的关系
社会工业化进程的逐渐加快给我国生态环境造成了很大的影响,越来越严重的环境污染侵袭着人民群众的生活环境,生态、工程、环境之间的矛盾逐渐激化,稍有不慎就会造成全面崩溃的情况,不仅会对人民群众的生活、工作、健康带来不同程度的影响,还会阻碍我国经济建设的稳定发展。宜居的生活环境是人类生存发展的不懈追求,而工业建筑活动却打破了这一模式,造成了严重的环境污染,不利于人类的生存与发展。为了妥善解决这一问题,将环境美学与工业建筑设计相结合是非常重要的。在环境美学的视野下,生态、工程、环境是其发展的基础,是与现实生活向结合的媒介。从宏观的角度看环境美学,维持生态环境的平衡发展是宇宙的根本法则,人类面对宇宙的根本法则是无力反抗的,也就是说,人类的生存与发展不应该对生态环境造成破坏,维持生态环境的平衡发展是人类的责任与义务。但是,在实际人类的发展过程当中,或多或少都会对生态环境造成不同程度的影响,人类的文明活动是建立在工程的基础上的,这些工程可大可小,大到一座城、小到一座水坝,其建筑设计都会对生态环境的平衡发展造成影响,破坏了生态环境的美感。面对这种情况,有两个问题逐渐突显出来,一是如何在不破坏生态环境的前提下,进行城市工业化的发展,维持生态环境的平衡;另一个是将工业建筑工程改造成新的园林景观,创造出比原来的生态环境更能满足人们审美要求的园林景观。
三、环境美学视野下的工业建筑设计
(一)工业建筑设计要符合环境美学的要求
在环境美学视野下的工业建筑设计减少了对生态环境的影响,工业建筑活动对生态环境的介入越来越少,对维护生态环境的平衡发展有很大的帮助。也就是说,环境美学就是工业建筑设计的参考依据,其设计方案要符合环境美学的要求,将建筑设计适应环境发展作为基本原则,而不是让生态环境去适应工程建筑的发展。在工业建筑设计过程中,要充分考虑环境的因素,将环境的优势利用起来,创造出能够更加明显的体现出环境美学关系的工业建筑,在潜移默化中激发环境的潜能,有效缓解生态、工程、环境之间的矛盾,促进三者的共同发展,满足人类对宜居生活环境的不懈追求。
(二)工业建筑设计中的美学环境创造与借景
工业建筑活动或多或少都会对生态环境造成不同程度的影响,这种影响是无法避免,所以。为了维持生态平衡的稳定发展,设计师可以将工业建筑工程改造成新的园林景观,创造出比原来的生态环境更能满足人们审美要求的园林景观,有效的解决了工业建筑活动对生态环境平衡发展的影响。人类的生存与发展离不开生态环境的支持,但是人类也需要文明活动,也需要为了自身的发展而做出努力,因此无法保证不破坏生态环境的平衡发展。为了确保人类与环境能够和谐发展,不能一味的要求人类被动的去适应环境,要选择环境发展过程中的积极因素进行调节,适度的进行城市建设、工业建筑活动,在不影响人类生存发展的前提下,创造新的园林景观,满足人们的审美要求。
四、结论
综上分析可知,科学技术的不断发展虽然带动了社会的进步,但是也对环境造成了不同程度的影响,如果不将生态环境的平衡发展重视起来,人与自然将会无法和谐相处,在环境美学视野下进行工业建筑设计能够妥善解决这一问题,将环境美学的概念贯穿于整个工业建筑设计中,促进生态、工程、环境的和谐发展。
作者:高晓 单位:吉林交通职业技术学院 道桥工程学院
参考文献:
[1]卡菲•凯丽.艺术与生存[M].陈国雄,译.长沙:湖南科学技术出版社,2015.
【关键词】化工工业;建筑;防爆措施;平面及空间;结构
Discussion on the explosion precaution of chemical industrial architecture design
Yang Wen-yang
(Hubei Institute of Aerospace Chemotechnology Xiangyang Hubei 441003)
【Abstract】 In the defence chemical industry, the production of initiators and pyrotechnics is an important component. There are great explosion hazards during the production and storage of initiators and pyrotechnics and their auxiliaries, so a series of explosion precautions are usually employed to prevent accidental explosion in the chemical industrial architecture design. In my paper, the definition, source and classification of explosion are stated firstly, and then the explosion precautions of the chemical industrial architecture design are discussed from such aspects as building plane and space design, anti-explosion design of structures and building explosion-proof measures. Reasonable decoration of general layout and selection of flat form are two factors in the building plane and space design. Explosion venting and anti-knock are two other factors in the anti-explosion design of structures. In addition, some measures, such as natural ventilation, heat insulation and cooling, surface insulation of electrostatic conductivity, misfiring floor as well as new antiknock materials, can also be used in the building explosion-proof area.
【Key words】Chemical industry;Building;Explosion precaution;Plane and space;Structure
国防化工工业是我国国民经济生产中重要的组成部分,其中火工品在国防化工产品中占据重要地位。就火工品生产的特点来说,其所使用的原料,半成品到成品有相当多的是易燃和有毒的,这些物质往往在高温、高压或冷冻的条件下,通过密闭的设备、容器和管线进行连续的反应和输送,因此,生产过程中存在很大的爆炸危险性。
火工品建筑是指用于火工品生产、存放和储存的一类建筑,其设计区别于普通的建筑设计特点,重点应考虑其各项工艺生产需求。在火工品生产存储过程中,会产生许多可燃气体、可燃蒸汽、可燃粉尘等物质,在“跑、冒、滴、漏”情况下,极易与空气混合在一起,逐渐形成浓度达到爆炸极限的混合物,遇到火源立刻就会引起爆炸,造成人身伤亡和财产损失。因为爆炸是突发性的,其危害范围及后果一般难以预测,甚至不能及时进行消防和扑救,给火工品生产带来严重影响及重大损失,并可能造成人员的伤亡,因此根据爆炸发生原理,可在火工品建筑设计中采取一系列防爆设计与措施来有效防止爆炸事故的发生。
1. 爆炸的定义、根源和分类
1.1 爆炸的定义。
爆炸是大量的物理能量或化学能量在瞬间迅速释放或急剧转化成功或机械、光、热等能量形态的现象。
1.2 爆炸的根源。
爆炸需要三个条件:达到爆炸上下限之间浓度的爆炸危险源、空气(氧化剂)和火源。三者缺一不可,共同作用产生爆炸。
1.3 爆炸的分类。
1.3.1 爆炸包括物理爆炸(如:蒸汽锅炉爆炸)、化学爆炸(分为火、炸药的爆炸,以及各种爆炸性能混合物的爆炸)、原子爆炸(如原子弹)等种类。从爆炸发生的位置和建筑物相对的关系来说有下列两种情况:
(1)内爆:指爆炸在建筑物内部发生,亦称“有爆炸危险”的建筑。在现行《建筑设计防火规范》中,称之为有爆炸危险的甲、乙类厂房。
(2)外爆:指爆炸在建筑物外部发生,亦称“有爆炸危险环境”的建筑。爆炸危险环境按现行《爆炸和火
灾危险环境电力装置设计规范》的分法可分为三类,8区。
1.3.2 在防爆设计中,需要根据不同情况,采取相应的防爆对策。在内爆情况下,主要采用“泄爆”;在外爆情况下,主要采用“抗爆”。
2. 建筑平面及空间设计
2.1 合理布置总平面。
(1)具有爆炸危险的厂区要避开居民点、学校、工业区、旅游区重点建筑物、铁路和公路运输线、高压输电线等,对有爆炸危险的建筑物尽可能布置在厂区边缘。山区建厂,应利用地形和自然屏障,减少爆炸事故的危害。
(2)另外厂区围墙的结构形式和高度,应根据企业性质、规模确定。围墙至建筑物、道路、铁路和排水明沟的最小间距,应符合表1的规定。
注:(1)表中间距除注明者外,围墙自中心线算起;建筑物自最外边轴线算起;道路为城市型时,自路面边缘算起;为公路型时,自路肩边缘算起;
(2)围墙至建筑物的间距,当条件困难时,可适当减少;当设有消防通道时,其间距不应小于6m;
(3)传达室、警卫室与围墙的间距不限;
(4)当条件困难时,准轨铁路至围墙的间距,当有调车作业时,可为3.5m;当无调车作业时,可为3.0m。窄轨铁路至围墙的间距,按准轨铁路的相应条件,可分别为3.0m和2.5m。
2.2 合理选择平面形式。
(1)有爆炸危险的厂房和仓库在生产工艺允许的条件下尽量采用单层建筑,以利泄爆和人员疏散。另外屋顶可采用泄压轻质屋盖,加大泄压面积,有利于尽快释放爆炸时产生的大量气体和热量,以降低室内爆炸压力。
(2)厂房的形式尽量采用敞开式或半敞开式建筑。其优点为:自然通风良好,生产过程中产生的可燃物质很快稀释扩散,浓度很难达到爆炸极限,不容易形成爆炸混合物,可以有效地排除爆炸的发生。假如爆炸不可避免地发生时,敞开式或半敞开式建筑泄压面积大,能够很快地释放大量气体和热量,使厂房的破坏损失大大降低。
3. 建筑结构的防爆设计
3.1 泄爆。
(1)有爆炸危险的厂房设置足够的泄压面积后,可大大减轻爆炸时的破坏强度,避免因主体结构遭受破坏而造成重大人员伤亡和经济损失。因此,防爆厂房围护结构要求有相适应的泄压面积,承重结构以及重要部位应具备足够的抗爆性能。
(2)框架或排架结构形式便于墙面开设大面积的门窗洞口或采用轻质墙体作为泄压面积,能为厂房设计成敞开或半敞开式的建筑形式提供有利条件。此外,框架和排架的结构整体性强,较之砖墙承重结构的抗爆性能好。因此规定易爆厂房尽量采用敞开、半敞开式厂房,并且采用钢筋混凝土柱、钢柱承重的框架和排架结构,能够起到良好的减爆效果。
(3)泄压设施可为轻质屋盖、轻质墙体和易于泄压的门窗,但宜优先采用轻质屋盖。泄压面位置应避开人员集中的场所和主要交通道路,宜靠近容易发生爆炸的部位。
(4)对于有爆炸危险的厂房,《建筑设计防火规范》中按照爆炸物的特性进行了较为详细的规定,泄压比采用0.03~0.25不等,并给出计算泄压面积的详尽方法。有爆炸危险的甲、乙类厂房,其泄压面积宜按下式计算,但当厂房的长径比大于3时,宜将该建筑划分为长径比小于等于3的多个计算段,各计算段中的公共截面不得作为泄压面积。
A=10CV2/3 (1)
式中,A——泄压面积,m2;V——厂房的容积,m3;C——厂房容积为1000m3时的泄压比,可按表2选取,m2/m3。
注:长径比为建筑平面几何外形尺寸中的最长尺寸与其横截面周长的积和4.0倍的该建筑横截面积之比。
3.1.1 轻质屋盖和墙体。
(1)《建筑设计防火规范》中规定:泄压设施的设置应避开人员密集场所和主要交通道路,并宜靠近有爆炸危险的部位。作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的单位质量不宜超过60Kg/m2。屋顶上的泄压设施应采取防冰雪积聚措施。
(2)泄压面积的构配件在材料的选择上除了要求容重轻以外,最好具有在爆炸时易破碎成碎块的特点,以便于泄压和减少对人的危害。同时,泄压面设置最好靠近易发生爆炸的部位,保证迅速泄压。对于爆炸时易形成尖锐碎片四散喷射的材料不能布置在公共走道或贵重设备的正面或附近。
(3)有爆炸危险的甲、乙类厂房爆炸后,用于泄压的门窗、轻质墙体、轻质屋盖将会被摧毁,高压气流夹杂大量的爆炸物碎片从泄压面冲出,如邻近人员集中的场所、主要交通道路就可能造成人员大量伤亡和交通道路堵塞,因此,泄压面积应避免面向人员集中场所和主要交通道路。
(4)对于北方和西北寒冷地区,由于冰冻期长、积雪时间长,易增加屋面上泄压面积的单位面积荷载而使其产生较大静力惯性,导致泄压受到影响,因而设计时要考虑采取适当措施防止积雪。
(5)总之,在设计中应采取措施尽量减少泄压面积的单位质量(即重力惯性)和连接强度。
3.1.2 门窗。
用于泄压设施的门窗,具有重量较轻、玻璃较薄、选用的五金断面较小、构造节点的处理上要求易摧毁、脱落等特点。用于泄压的门窗可采用楔形木块固定,门窗上用的金属百页、插销等可选用断面小一些的。为防止开关时碰撞二产生火花,不采用钢窗而采用木窗,不采用钢制五金零件而采用铜质零件。开启形式为外开中悬窗,这样一旦发生爆炸,因室内压力大,原关着的门窗上的小五金可能遭冲击波而被破坏,门窗则可自动打开或自行脱落,达到泄压的目的。
3.2 抗爆。
抗爆墙是耐爆炸压力较强的墙体,亦称防爆墙、耐爆墙,是抵抗外爆的重要措施。必须由工艺提出爆炸冲击波数值,结构专业据此计算后确定具体构造。抗爆墙既要具有抵抗冲击波的能力,又要具有良好的耐火性能。火工品建筑设计通常采用钢筋混凝土抗爆墙。
4. 建筑防爆的其它措施
根据发生爆炸的原理,在建筑设计中还可以采取以下措施来有效防止爆炸事故的发生。
4.1 采取自然通风措施。
采取自然通风措施,特别是穿堂风,可使生产过程中可燃物质很快地稀释扩散,浓度难以达到爆炸极限,可以排除形成爆炸的条件。南方地区可采用天窗通风;寒冷地区可采用机械排风;厂房内如存在比空气轻的可燃气体,可在屋顶设置排风帽。
4.2 采取隔热降温措施。
采取隔热降温措施,防止生产或储存的化学药品或火工品,在受热升温作用时发生化学变化而引起爆炸,可以排除形成爆炸的条件。隔热,可采用双层轻质屋面隔热、架空板隔热、吊顶隔热等屋顶隔热措施,可设置遮阳板、百叶窗、磨砂玻璃等设施,排除阳光直射引起的爆炸。
4.3 采用导静电绝缘面层措施。
根据建筑物的防雷等级按照《建筑物防雷设计规范》,采取措施。通常做法为采用涂刷导静电涂料。
4.4 采用不发火地面措施。
不发火地面可排除与地面发生摩擦、撞击产生火花而引起的爆炸。不发火地面按照材料的性质可分为金属地面和非金属地面。不发火花金属地面通常采用砼板、铝板、铅板等有色金属材料。不发火花非金属地面通常做法是配制不发火花水泥/沥青砂浆、不发火花混凝土和不发火花水磨石,作为楼面和地面。
4.5 抗爆新型材料的选用。
当前,国内外许多科研机构研制了多种抗爆建筑物材料,利用该类材料设计多层的复合结构成为建筑物抗爆研究的热点。抗爆材料质地多是泡沫金属材料以及高分子材料,具体的类型有:钢纤维泡沫铝材、高阻抗混凝土材料,硬质聚氨酯泡沫塑料、橡胶混凝土等。实践证明 抗爆、抗震材料的运用,极大地提高了建筑物结构的抗爆功能。
5. 结语
综上所述,在化工工业建筑设计中采取一系列防爆设计与措施可有效防止爆炸事故的发生。对于防爆问题的处理,往往涉及到各个专业设计,总平面、建筑、结构、工艺、自控仪表、给排水、暖通、电气等,设计过程中各专业必须紧密配合、综合考虑,深入分析不同火工品建筑工艺生产特点,因地制宜、制定周密的防爆设计方案,才能确保建筑物建成后投入安全生产和使用。
参考文献
[1] 建筑设计防火规范GB50016-2006(S). 北京: 中国计划出版社. 2006.
[2] 石油化工企业设计防火规范GB 50160-92(S). 北京: 中国计划出版社. 1999.
[3] 陈莹. 工业防火与防爆. 北京: 中国劳动出版社. 1996. 25~36.
[4] 应付钊. 抗爆建筑物的抗爆设计浅谈. 医药工程设计, 2007, 12(4): 52~54.
【关键词】工业建筑 人性化 设计
前言
随着现代工业从传统加工业逐渐向高科技产业发展,现代工业建筑单体功能日趋综合化,10000平方米以上的建筑单体越来越多,设计需要适应并满足生产的自动化、洁净化、精密化和生产过程的安全、高效、卫生等要求,并需要结合环境保护、节约能源、劳动安全、职业卫生的需求。由此,提出了现代工业建筑设计需要向节能节地、生态化、高科技化、多元化、人性化等方面发展。结合笔者日常工作中接触到的职业卫生和劳动安全案例,更加体现出工业建筑中人性化设计的重要性。
一、工业建筑人性化理念的提出
传统的工业建筑,仅被看作是生产空间,是装载生产设备的场所,一切以生产的需求或生产设备的需求来出发,未考虑工作人员的需求,长此一来,形成了布局紧凑混乱、环境差、条件恶劣的状态。
近年来,一些行为科学、经济科学的研究证明:一个企业的经营状况,不仅取决于生产工艺和生产设备的更新,还主要取决于人的因素。建筑空间环境由于直接影响工人的情绪和工作积极性,从而间接影响到产品的质量和产量。这就要求现代工业建筑不但要满足生产工艺的要求,而且还要满足人的各项需求。以人性化的设计理念,为员工提供一个安心舒适的工作环境,这不但体现了企业的人文关怀,还有利于企业竞争力的提升。
另一个方面就是在某些特殊行业发生频率比较高的职业病和生产安全事故,若从建筑设计的时候,就考虑人员的呼吸、活动、精神需求等人性化需求,从而逐一进行设计、实施保障,则可从根本上解决这些问题,有利于职工身心,企业安稳和社会和谐。
二、工业建筑的人性化设计
随着“以人为本”理念的认识与传播、社会环境的发展,人们开始关注工业生产中人的感受及其与工作效能的关系,工业建筑的人性化设计随之产生。
工业建筑的人性化设计的本质在于:设计中摒弃传统的仅注重生产工艺的要求,而轻视人的行为和心理要求的倾向,做到生产环境与人文环境相融合,让工作人员置身在良好、舒适的环境中,从而产生一种归属感、生活感和亲切感,最终达到减少职业卫生危害、提高员工的生活质量及工作效率,做到真正体现对人关怀的建筑。
工业建筑的人性化设计可从内部空间环境的人性化设计和外部空间环境的人性化设计两方面入手。
1、工业建筑内部空间环境的人性化设计
(1)根据人性化需求布局多功能区域和空间设计:人性化设计对工业建筑的功能空间提出了多样化的需求。工业厂房内根据需求设置更衣室、淋浴间、卫生间、休息室等功能区间,并配备舒适空调、采暖、换气等设施。此外,娱乐休闲、技术培训、产品展示等多种功能空间在人性化设计中也应运而生。这些功能布局和空间的开发不仅可以改善工作环境,促进员工智能的发展,增进人与人的交流,也便于营造亲切宜人的氛围。
(2)合理运用色彩设计:工业建筑的室内色彩能直接作用于生产人员的视觉和心理,因此研究掌握色彩特性并妥善应用,能在一定程度上改善工作条件、缓解疲劳,从而提高生产效率。
(3)与自然环境的和谐搭配:开放空间的创建,可使工业建筑内部空间与自然环境相互交流和渗透,尤其工艺中要求洁净和密闭的生产空间,由于长时间密闭而与自然隔离,易使人产生心理上的压抑、沉闷与疲劳。创造接近自然的空间环境,发挥植物、新鲜空气、阳光及自然景观等在调节情绪、恢复疲劳等方面的特殊功能,能使人心态舒展、精神振作,有利于人的身心健康,进而也有利于保证生产质量。
(4)生产设备和管线的有序布置:在某些行业的工业建筑中,生产设备和管网占据着较大的空间位置,其布置不仅要满足生产工艺的要求,同时还必须考虑其操作上的方便和整体的观感效果。建筑师应配合工艺设计人员对设备、管线进行合理有序的综合布置,避免杂乱无序。不同管线采用不同的颜色进行标识,以取得整齐美观的整体效果。同时,这也有利于设备管网的管理维护及安全生产,直接涉及对生产者的人性化关怀。
(5)其它方面:建筑采光、照明、通风与避免眩光等设计处理是否合理也是人性化设计的一方面,应予以重视。建筑师应加强专业修养和专业创新,配合各专业工程师优化设计,努力提高工业建筑的内部环境品质。
下图为笔者工作中的一个人性化设计实践案例:
整个厂房约13000平方米,为一个综合性的生产厂房,具有机加、装配、检测、库存等各项功能,具有洁净区、一般环境区等各环境级别,同时容纳各类生产人员共400余人。由于涉及工作类别多,人员数量多,因此,如何使工人们从长时间、高强度、快节奏的工作状态中获得人性化的关怀,缓解疲劳是设计过程中需重点考虑的方面。
经综合考虑,按照集中布局,合理分区的设计原则,在生产管理区与主生产区之间设置中庭,中庭区采用采光屋面,内部种植绿植,形成自然景点,通过设置观景窗、观景台、内庭园以及落地窗等措施来加强人与自然的联系。并设置员工活动区、展示区、阅览区等人性化功能区间,从而保证员工的身心健康,促进生产发展。
2、工业建筑外部空间环境的人性化设计
外部空间环境的人性化设计主要还是综合工业生产需求和人性需求,结合现有地形条件、地理环境因素,从整体性、流向性、便捷性、独立性等各方面入手,整体把握,分别设计,再综合处理,具体如下:
(1)注意工业园区外部环境空间的整体性
工业建筑的外部空间设计,要结合环境因素和生产工艺流程、物流路线、人员流线,从而综合确定园区整体的空间布局、单体外形等因素。制定工业建筑的空间建构和色彩的使用方案,使得园区具有外部整体性,从而增强外部环境识别性。
(2)协调厂区绿化景观的整体设计效果
传统的厂区环境设计对绿化布局不太重视,以此绿化设计单调、形式落后。现代工业建筑的绿化,可根据厂区的具体环境,因地制宜,因式开发,做到生态与自然气候、工厂环境的协调统一,实现绿色景观设计的整体性和科学性,使厂区环境与周围环境协调,并具有地区气候适宜性,同时又能自成体系、彰显特点。
(3)优化厂区道路空间的设计
厂区道路承载物流运输和人员流通,设计的过程中,除要考虑它的交通功能外,还可根据人性化需求考虑道路的比例、走向、线型以及周边绿化和景观的协调问题、特别是无障碍设施的设计。这些对工作环境的改善方式,都是现代工业建筑空间人性化的体现。
结束语
综上所述,人性化设计体现在各个环节之中,是工作人员身心健康的根本要求,设计师只有用心去关注,把服务的对象――“人”放在第一位,就会设计出优秀的作品。
参考文献
[1]胡伟忠.“以人为本”理念在工业建筑设计体现[J].科技信息. 2010(03).
作者:张毅 孔静雅 单位:中色科技股份有限公司 单位:西南交通大学
工业建筑的人文属性显示一个企业的生命力,其文化内涵是永远不能替代的因素,建筑形象的愉悦是建筑深层次的文化表现,这是包括工业建筑在内的任何建筑作品所共有的。对于工业建筑而言,生产车间的功能和建筑艺术所表现的深层次企业文化是相辅相成的。一个成功的工业建筑作品是不能以牺牲建筑形象和深层次企业文化为代价来达到生产的目的和效率。自上个世纪以来,一些国内外的现代企业家不但具有长远的商业眼光,更是满怀建筑审美情结,十分重视企业的形象,认为工业建筑本身就蕴含着企业的管理文化,有着巨大的宣传效应。德国魏尔市维特拉家具厂就是典型的一例。作为工业建筑,该生产厂区内充斥着世界级建筑大师的作品,如盖里设计的家具博物馆、N•格雷姆肖和A•西扎分别设计的生产厂房、Z•哈迪德设计的消防站、安藤忠雄设计的培训中心。先不说建筑本身设计得如何,单就这些设计师就是一部现代版的建筑史。从另一角度来说,在新的企业理念中,企业形象不再局限在产品的形象和质量上,而是包括企业的价值观、道德行为、管理方式等在内的一种社会性的综合文化表象。而工业建筑形象本身正是这种综合文化的载体之一。工业建筑功能性质发生改变。在新形势下,工业建筑在功能上已不再仅仅禁锢于传统的生产模式上,而是增添了许多新的内容,如宣传展示、人文环境等内容。工业生产不再是布帘后的加工作坊,当企业推销产品时,不再是推销员的夸夸其谈,更多的是让用户深入生产线,分享企业的生产现代化和严格的质量控制。不能再简单粗暴地理解现代工业建筑,把工业建筑当成是生产的容器,把牺牲环境当成工业生产的必然。在现代企业的理念当中,除了提供工作机会,还应该提供一个适于工作的周边环境,“以人为本”不再是一个可望而不可及的口号。设计师在工业建筑创作意识和手段上的解放。首先,在工业建筑审美方面,不再过度追求国际式,而更多地向人性化、本土化、传统地方风格回归。这种审美意识的解放,给工业建筑的设计带来了多样性和繁荣,同时把人文主义思想具体化和形象化;其次,设计程序上的突破。设计要有前瞻性,建筑设计不能屈从于传统的技术甚至是构造水平之后,技术或构造节点是在有了创意思想(idea)以后的具体落实,是具体的层面,而设计创意不能本末倒置。最后,工业建筑的创作手段和技术的多样化。随着轻型结构的不断发展运用,高强、节能的新材料日新月异,使得工业建筑由过去的傻、大、粗朝着精、小、巧的方向迈上了具有现实意义的一步;工业建筑有时更像一部运转良好的精密机器而非简单的容器。因此,在工业建筑设计中,建筑主体的回归所需要的环境、基本需求以及思想意识和创作手段都已具备,对于一个建筑师来说,剩下的就是如何在意识上理解、在实践中落实建筑主体的回归,这也是现时状况下建筑师所面临的挑战和历史的责任。在大量的项目设计实践中,笔者对建筑主体的回归内容进行了有益的探索。
建筑主体性首先表现为建筑本身的主体性、独立性。具体而言,建筑作为一个独立的专业,在工业建筑中,应发挥其主体能动性。作为设计流程中位于工艺设计的下一个环节,建筑设计要在基于完全深入地了解工艺生产的基础上,全面开启和把握工程设计流程。在传统的工程设计流程中,建筑师要充分地了解设计的基础条件,包括业主的意向、场地位置、场地地貌、气候条件、建筑环境、人文环境等,而不只是工艺条件。现行的设计流程制约了建筑师的主体能动性,把建筑师限定在建筑物本身的设计中,或者说就是建筑物的平立剖面。这样的结果就使得设计出的建筑物僵硬、呆板。因此,建筑师应积极介入到整个场地的规划,从建筑师的角度关注使用者的关切,关注室内外环境的建设,不但为室外环境细节的设计做好思想上的准备,而且成功的工业项目在后期阶段设计中,都有相应的建筑师介入。这样可以在设计的前期,对建筑群及建筑本身有一个全面概念性的把握。这对今后生产工艺过程的顺利实施也是有帮助的。(1)从设计实践经验上看,现代工业建筑设计中,要实现建筑主体的回归,首先就要强调建筑设计的创造性。创造性是每一个建筑师的追求和挑战,现代工业建筑更强调建筑师的创新意识。把工业建筑定义为“简单”,意即工业建筑不需要过多的创作,这是思维的误区。任何建筑设计都是在一定的技术和个人的审美经验基础上,综合环境要素以及设计目的后进行的,对于建筑物的个人诠释,不存在简单的建筑或复杂的建筑之分。对于工业建筑来说,时间、地点、文化背景等也是不可或缺的建筑设计要素。实践中,很多人都把“豆腐块、带型窗、最多两条蓝色带”当成设计工业建筑的“设计准则”,这种套用一个模式,希冀“放之四海而皆准”的设计都是失败的设计。这都是没有深入地研究条件、细致地分析任务、创造性地解决问题,而只是简单形式上的归纳。(2)要加强建筑师的专业修养和知识结构上的拓广。有些人缺乏创造性的手段,对工业建筑的创作感到无从下手。究其原因,有以下几个方面:①简单技术化。认为工业项目以实用为目的、以技术为手段,不需要太多深层次的考虑,也就是说,不需要赋予建筑物应有的环境地位、审美价值和文化内涵,只要解决了建筑的使用功能,就解决了所有的问题。②缺乏基本的审美训练。很多设计从简单的审美角度上看,都是行不通的,如随意开启不同类型的门窗,找不到立面上的统一和内在的逻辑联系。③缺乏必要的技术知识。如很多工业厂房的设计缺乏节能和环境工程新技术元素的应用。(3)要有设计的激情。过于沿袭和依赖所谓的国际式、标准式和既有的“设计准则”,认为不必付出创造性劳动就能将任务完成,这是很多设计师渐渐失去设计激情的原因。作为一名建筑师,经过深思熟虑以后,就可以在了解生产工艺的过程中抓住建筑创作的灵感,将理性分析转换为视觉效果,创造性地完成三维空间的思考。对于一个工业建筑,在了解生产工艺运作过程中发现其空间布局要求和形象特征,这是一件令人愉悦的事情。设计的激情来自于设计过程中强烈的创造欲望和冲动以及完成时的强烈愉悦心理满足。
在建筑创作不断花样翻新的躁动中,只有工业建筑还基本处于沉寂中,仍保持着其较原始的基于实用目的面貌。建筑师在争相创作不同规模、不同性质的公共建筑时,不应忘记工业建筑,它占了建筑业三分天下、承载着生产力的物质形态;它的历史、它的精神符号、它对人和自然的尊重,以及所反映的社会深层文化、对建筑历史的发展所承担的历史的和现实的责任都表现出它的重要性和不可替代性。推动工业建筑设计的不断创新、推动其向着以人为本设计理念的回归、推进最新节能环保技术的应用,将是新一代建筑师所面临的责任和挑战。
【关键词】绿色建筑;设计理念;工业建筑设计
1 绿色建筑的含义与特征
绿色建筑是新时展阶段的衍生物,其含义是一种新思维观念。所谓的绿色建筑简单来说就是指的通过合理的利用自然资源对建筑物进行科学的搭配,有效的降低环境污染,提升了建筑物的无公害化程度,对资源进行合理的整合与利用,以达到节能的目的。传统的建筑属于资源建设模式,依靠对自然资源的消耗浪费完成,导致材料的浪费以及环境的破坏。例如,在小区建设规划的时候原计划建设健身房的规划地处于低洼地带,因为可以根据实际情况将规划进行调整,可以将低洼地改化成游泳池,这样在施工的时候会节省大量材料,提高工作效率,可谓一箭双雕。
2 绿色工业建筑的设计原则
2.1和谐原则
工程建筑的组中旨在能够给予人们一个良好的工作、生活、生产环境,所以工业建筑讲究的就是能够同自然之间进行和谐相处,设计过的过程中应该把自然同建筑设计相吻合,要做到工业建筑不去破坏环境或者尽量限制在一定的范围内。同时环境反过来促进工业建筑的发展,实现两者之间和谐发展,这也是未来建筑学所崇尚的,未来设计的重点发展目标原则。
2.2节约原则
21世纪面临的一大问题当属能源问题,工业建筑用地土地资源愈加紧张,因此在设计的过程中应该对土地进行高效率的使用。建筑过程中如果条件允许的话可以考虑建设高层建筑,这样土地的利用率将会大大提高。高层建筑上可以建设储水池,可以实现对雨水的利用,这在降水量较大的地方可以考虑使用。同行是注重对风能、光能的使用,可以将其进行能量转换,提升对资源的利用率。
2.3舒适原则
传统的工业建筑的舒适程度依靠大量的消耗资源能源。绿色工业建筑强调耗能低、环保这两个重要原则,且不影响舒适度。流行色工业建筑依旧满足人们的日常生活生产需求。例如一些现代化的材料具有储热或者吸热的功能,实现了资源的节约,提高了舒适度。
2.4经济原则
当今所阐述的绿色工业建筑技术处于发展阶段,其中涉及到很多的复杂技术环节,技术的开发阶段具有非常大的难度,投入依旧有一个比较科学的标准,非常注重经济性原则,唯独实现经济与技术的合理搭配方能得到更好的收益。
3 绿色建筑在工业建筑设计中的体现
3.1工业整体环境的设计
3.1.1进行开放的空间形象和集中的建筑布局的构建。为了能够形成开放、动态的空间体系园区可以以线性方案来布局空间,例如以发展轴的排列安排生产区、布置绿化带、以城市道路为线索布置景观带。为了保证动力、超净供方等资源的共享和集中处理废水等能够实现,在布置生产区时应该采用相对集中的方式。
3.1.2将绿色建筑理论引入设计中。环境对人的身心健康的重要性在不断发展的社会的影响下越来越受人们关注。具体做到如下:
(1)绿化小区周围环境。从绿化效果上看,同等面积的乔木比同的那个面积的草坪所产生的效果更好,所以要不断地扩大草坪面积,扩大高大乔木中职面积,使硬质铺地不断减少。为了能够有效地扩大绿化,在铺设住宅小区道路时应尽量选择格状铺地砖等具有渗透性的生态铺地,相比水泥砖铺地而言,方格中可以种草,更加有利于小区绿化环境的构建。
(2)立体绿化。引“生地空间化”的概念,包括墙面绿化、屋顶绿化和阳台绿化。营造良好的园区环境,并注重建筑群体与环境的融合。一方面满足工业生产的要求;另一方面也满足现代高新企业展现自身形象、塑造标志性景观的需要。
3.1.3营造适于交流的场所和人性化的空间。努力创造一个鼓励人与人之间,人与自然之间,园区同城市之间相互交流的空间,并将对人性化的设计始终贯穿在每个空间中,设计兼顾行业特点的艺术性和经济性的有机结合,选择“简约”来使研发中心的精髓DD“空间”,得以延续和发展,并最终让建筑室内外环境形成统一、自然的整体,为人们提供一个风格清新、简约雅致、舒适自然的工作场所。
3.1.4从整体出发,通过借景、组景、分景、添景多种手法,使住区内外环境协调。实现分期建设的步骤和持续发展的目标:线性的空间布局使园区能够在统一的框架下自由生长,弹性化的建筑布局,从而使园区始终处在动态的、充满活力的、持续的发展状态中。产业园建设树立科学发展观,做到远近结合、科学设计、突出重点、统筹考虑、一次设计、分部实施,做到既能满足当前生产的需要,亦为实现可持续发展创造条件。
3.2工业建筑单体的设计
3.2.1工业建筑的体型系数即工业建筑物表面积与工业建筑的体积比要尽量变小。根据以往的设计可知,曲面工业建筑的热耗明显小于直面建筑,动建筑的整体角度看,在相同体积时分散的布局模式要比集中布局的建筑热耗大,而且具体设计时减少建筑外墙面积、控制层高,减少体形凹凸变化,尽量采用规则平面形式。这样才能显示出绿色设计的理念精华。
3.2.2工业建筑的外墙设计要满足自然采光、自然通风要求,要努力提高室内环境的热稳定想达到这样的效果,首先要采用良好的外墙材料,利用更好的隔热砖代替粘土砖,节省土地资源,如上海现代房地产实业有限公司成功研制了以秸杆稻草为原料的绿色建材DD稻草板,并在上海青浦县推广使用,它与传统的粘土砖相比,不仅具有色彩丰富、重量轻、体积小、保温、隔热、隔音等多项优良险能,而且在环保上解决了秸杆焚烧的问题;其次它自然降解,不会给环境带来任何污染;再次采用选择性镀膜窗户,其导热系数较小,能够改善室内环境的热稳定性;最后加强门窗的气密性,减少热交换,使用各种轻便可调节的遮阳设备抵卸夏季太阳的直接辐射,同时冬季能够调节便于采光。
3.2.3工业建筑设计提高工业建筑房屋的适用性、可变性工业建筑在建筑结构、建筑设备等对灵活性的要求很高,例如楼梯的可生长性,包括基础的预留量、楼段板承重的预先考虑,周边环境的生长预留地,预留管道空间,包括水电、通讯的发展空间以及家具系统的可变化性等对工业建筑的设计提出了更高的要求。
3.3工业建筑设计要注意节能和智能
工业建筑设计一方面要要节约利用不可再生能源,积极开发可再生的新能源。建筑材料尽可能利用可降解、可再生的材料,严格做到建材无污染、无辐射。设计同时注重材料新用:如金属网天花吊顶、墙饰玻纤布滚涂等,既经济又方便维修;另一方面要尽可能的采用电子通讯和自动化技术在建筑中得以运用。即工业建筑可以根据温度、湿度、风力的情况自动调节“智能壳体”的开闭和空调量,保证了智能化大楼中智能化生产和脑力劳动的高生产率,智能化的发展可以促进绿色建筑在“高标准、低能耗、高效能、低污染”状态下持续发展。
结语:随着城市的建设,当前城市的工业厂房逐渐增加,但是当前工业厂房的设计难以与日益发展的城市建设相协调。随着建筑业的发展,现代建筑设计理念逐渐应用到工业建筑设计中,对于提高工业建筑设计的水平有着十分关键的作用。现代建筑设计理念中的节能环保和创新理念应用于工业建筑设计有着十分重要的作用,同时对于体现当前城市的现代化气息也有积极的作用。在今后的工业建筑设计中需要加入更多的现代建筑设计理念,增加工业建筑与周围建筑的协调性,促进城市的现代化发展。
参考文献:
工业建筑结构系统组成的部分之一,在工业建筑给排水系统的消防设计工作时,设计师应结合工业建筑实际确定室内室外消火栓与消防水池的数量,坚持按需设计的基本原则,通过互相连接室内室外的消防竖管和给排水管形成环状管网。在消防竖管设计的过程中一定确保其相近的消防水枪的水压需求要达标,而两头消防水柱到达室内任一点,将利用阀门把消防给水管道分割成几段独立管道,用于同时关闭维修管道的竖管一条即可,将设立相应的启动和关闭标示。等室内消防水枪压力大于1.0M0Pa时,这时应采用分区的方式进行供水。当需要室内管网与消防水泵的接合器相结合时,这时所设计的消防水泵出水管与室内管网的距离必须与相关规范数值相符,才可以确保室内管网用水及时得到来自消防泵接合器处的补充,从此确保发展工业建筑给排水系统的消防设计工作的有效性。
二、工业建筑于现代化的发展趋势
现在随着信息时代的变换,工业建筑类型也各种各样的变换着,在随着信息不断地创新,现如今工业化的社会与过去的城镇是完全不同了,现在的社会大部分人都生活在喧嚣、紧张的环境里,人们的生活压力也非常大,这就应该为人们创造一个安全、交通方便、生活舒适更能节约时间的环境,工业建筑的设计在设计时既要考虑市场的需要,又要考虑国家长远的利益,应该在同环境协调发展,从始至终一定要精心、全面配合,在不丢失工业建筑的特点和贯彻国家规定的基础上,保持工业建筑的安全性,向工业建筑化方向发展和高水平高标准方向发展,使工业建筑为城市建筑文化建设贡献。
三、建筑主体配套装饰工程的工业化
长期以来,国内在推进住宅工业化发展的过程中往往只注重建筑主体结构工程,而忽视了与之相配套的设备与装饰工程的协调发展。实际上,除主体结构工程外,发展建筑工业化更大的潜力还在于那些与住宅主体工程相关配套的各类管线、产品、设备和装修工程之中。例如住宅的厨房、卫生间内的各种产品设备与建筑尺寸的协调问题;各种上下水管、烟道、煤气管等竖向管井的设置;轻质隔墙及室内外的装修工程等。这类部件体系的成套技术水平急需提高,使其与主体结构工程在标准化、工业化和集约化方面更好地协调发展。加快实现住宅产业现代化是我们一直为之而努力的奋斗目标。
四、总结
关键词:钢结构;工业建筑;优化
中图分类号:TU391文献标识码: A
一、钢结构工业建筑简介
(1)钢结构工业建筑概念
我们都知道,钢结构因为具有非常优越的性能,所以在工业建筑工程之中具有非常重要的地位与作用。与通常传统工业建筑比如钢筋混凝土工业建筑、砖木结构不一样的是钢结构工业建筑主要是以H型钢梁、钢柱(型钢、钢管、钢板等制成)为承重骨架,选用焊缝、铆钉或螺栓等连接方法,并以隔热和保温墙体材料当作围护结构的新型工业建筑结构样式。
(2)钢结构工业建筑的特点
当前钢结构工业建筑在实践的设计工作当中有着多方面的特点,不仅整体的施工进度较快、造价成本较低。同时还可以获取更强的抗震性能和更强的承载力,在外形的美观性和移动的灵活性等方面,钢结构也有着非常突出的优势。
造价低廉并且施工进度快是现代化钢结构工业建筑的基本特征。采用钢结构进行设计与施工,安装过程非常的方便快捷,而采用大规模的生产加工工艺与先进技术,还可以使得钢结构的安装造价进一步降低,使得施工企业以及工业建筑开发商可以获取更大的经济利润。而钢结构在通常的情况之下不会受到施工季节因素和外界环境因素的影响,整个流程可以迅速的开展。而通常在施工设计合同签订的几个月之内,整个工业建筑的安装工作就可以顺利完成,施工工期仅仅是钢筋混凝土施工工期的一半。另外,采用钢结构的现代化工业建筑在实践的施工当中还具有抗震性强以及承载力优秀等特征,由于钢结构和相关施工材料自身具有极强的强度和组织均匀性,并且实际的强度和密度比砖石和混凝土更大,所以,在承受同等的外部作用力情况之下时,采用钢结构可以得到更小的结构自重,进而增强了整个工业建筑的设计承载力,与传统的钢筋混凝土以及砖石结构相比,具有非常突出的优势。而对于一些跨度较大以及设计高度较高的工业建筑项目,采用钢结构可以得到更好的设计水准。另外由于钢结构自身的自重较轻,加上力学方面存在的特征,所以相比较于传统的工业建筑项目将有着更强的抗震性能。而钢结构在受到破坏之前会产生非常大的变形,所以有利于人们及时的发现并且及时的加以改进和调整。
最后,采用钢结构设计的现代化工业建筑在外形的美观性方面也有着突出的优势。采用钢结构设计的工业建筑,可以使用螺栓等来进行固件和构件之间的连接,所以更加方便进行拆散以及转移等工作,移动性较强。另外,钢结构的设计类型还可以有更多的外形变化形式,在整体工业建筑的美感和艺术性方面优势明显,与传统的钢筋混凝土房屋工业建筑相比,在变化性方面有着较大的提升,避免整个工业建筑的形式过于呆板,所以,在造型和艺术设计方面也可以使得设计人员充分的发挥出想象力,设计出更加美观和多变的造型。
二、钢结构在工业建筑中的设计措施
(1)钢结构选型和结构布置
首先,应当合理的判断整个工业建筑的结构能否采用钢材料。应当结合工业建筑的设计类型和工业建筑的规模、使用功能等来加以分析,另外,还应分析工业建筑的荷载情况、工业建筑层数、工业建筑的高度、监督跨度和振动等等。另外一个方面,在现代化钢结构工业建筑设计之中还应当加强工业建筑的选型和结构方面的布置,当前概念化的设计在整个钢结构的工作当中有着巨大的价值和意义,尤其设施在针对工业建筑的选型阶段和结构布置阶段,其重要性更加明显,对于一些尚未确定的设计规范和设计的准则,应当加强对钢结构力学和破坏机理的分析,并且结合工业建筑的整体结构性能、抗震设计的指标和设计的经验等,来加以判断。从整体的角度着手,对局部进行研究,进而确保整个工业建筑的平面布置和选型可以满足基本要求。另外,通过概念性的设计理念可以在设计的早期快速的、有效的、精准的确定出基本的设计思路,对不同的设计模型进行比较,保障了后续工作的顺畅。
(2)技术表现与结构设计
钢结构工业建筑设计创作的难点不少,工业建筑形象的构思是其中之一。随着信息技术的飞速发展,现代科学思维逐渐融入工业建筑设计中,使景观、工业建筑设计方法发生了翻天覆地的变化。它对人类长期形成的传统工业建筑观产生了较大影响,由此,人们以往对工业建筑设计方式的认识发生根本改变,追求问题的合理解决,成为当代工业建筑设计的宗旨,而从前是追求单纯的形体美观。例如,高技派工业建筑就是其典型代表,它提倡以精细、高超的工艺水平来设计、创造工业建筑。由于细部设计将决定一个地方的质量及最终确认性,所以钢结构工业建筑设计过程中,精致度、复杂化要求越高,细部设计的要求相应也越高。现代钢结构工业建筑中,桁架、钢柱等结构构件及连接这些金属构件的节点细部,常常暴露在大庭广众之下,从中不仅展现出设计者的能力、智慧,而且体现出技术之美。因而,保持较高细部质量的设计对钢结构工业建筑而言是十分重要的,理应受到格外的重视。
(3)有效防护工业建筑钢结构
对工业建筑钢结构进行必要的防护工作也是确保工业建筑工程顺利进行的重要环节之一。对钢结构进行防护主要有两种情况,第一种是防止工业建筑钢结构被腐蚀,第二是防止工业建筑钢结构出现火灾等恶劣现象。钢结构由于材质的特殊性很容易被腐蚀,因此可以在其表面喷射一定的涂料,并明确除锈的等级,去肉包涂料的材质和涂层厚度,使得能够对钢结构进行彻底的除锈,提高钢结构的使用寿命。如果钢结构处于埋在地下的位置,则应该通过使用混凝土对其进行包裹,以便在侵蚀的情况下并不会将柱脚深埋与地下,对钢结构造成进一步的侵蚀。另一方面,还必须做好钢结构的防火工作,严格按照耐火等级以及工业建筑不同构件的耐火极限对钢结构进行设计,并且对钢结构采取隔热防护措施也是十分必要的。通过这种方式可以极大的起到防火的作用。另外,在对钢结构进行设计的过程中,还应该提高钢结构的抗震能力。与传统的混凝土工业建筑相比,钢结构工业建筑并没有对抗震等级进行划分,而是按照设防烈度对钢结构进行科学而合理的设计,充分重视板件的宽厚比是否符合一定的比例,只有这样,才能使得工业建筑工程的安全性和稳定性得到保障,为人们提供舒适的住宅环境,提高工业建筑工程的质量。
三、优化工业建筑施工过程中的钢结构
在实际工作中,为了有效地提高工业建筑中钢结构的稳定性。首先需要我们确保脚螺栓的稳定与坚固,保证在脚螺栓使用过程中控制得当,且可以保证钢结构的应用合理有效。对脚螺栓的安装与埋设,需要重视其精度问题,以保证其他环节的有序稳定运行。其次,要在地脚螺栓的安装中,注意钢柱的准备,有效地协调平面控制网全系统的每个环节,进而更好地保证螺栓的安装精度,使钢结构稳定性增加。第三,要注意顺利弹出柱脚底板十字线、地脚螺栓的中心线,并将柱脚剪力孔做好积极的清理工作,在钢柱就位后,要将标高调整好,并坚固螺母。第四,对钢结构的施工需要注意梁柱安装,并控制梁柱之间的柱间支撑精度,使空间单元的稳定性提高,以保证其他安装工作有效进行。第五,要注意合理有效地应用垫板,确保垫板定位线精准,以对后续钢结构施工整体运作起到优化的作用。
此外,在安装结构构件中,要健全构件储备,并能够充分地利用构件设备,更好地满足实际钢结构工作需要。堆放要合理规范,管理科学。每个存放场地均要有专人管理,根据供货需要携带清单取货,适时清点。
四、结语
总而言之,要提升钢结构的综合应用效益,离不开钢结构内部设计过程和施工过程的优化。相关人员在钢结构的工业建筑设计时,要严格遵守相关规定和设计标准。设计师的设计理念也要跟进时代潮流,让钢结构在使用中展示其最大的优点,更加的适用于当前工业建筑的要求,这样才能使设计出的工业建筑的结构合理并且环保经济,能够达到经济建设的需求。
参考文献
[1]王东云.钢结构在工业建筑的应用与发展探析[J].科技创业家,2013,02:81.
[2]汪少中.浅谈钢结构在工业建筑设计施工环节中的优化[J].科技创新与应用,2013,20:235.
关键词: 绿色理念;建筑设计 建筑施工;环境保护
我国房地产和各类基础设施的投资对国民经济增长的贡献率发挥着重要作用,仅2009年上半年世界金融危机期间,投资对经济增长的贡献率达到了87.6%,拉动GDP增长6.2%。但建筑全过程不仅消耗了大量的资源和能源,还产生了相当多的污染和排放。绿色建筑在实现建筑节能的同时,还为用户提供一个舒适健康安全的室内环境,代表着未来世界建筑的发展趋势。因此,绿色建筑行业将会是未来最热门的行业话题之一,具有十分广阔的前景。
1 绿色建筑的定义
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能,节地,节水,节材) ,保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。
2 传统的建筑产业设计与施工存在的问题
2.1设计问题
传统建筑设计长期以来没有绿色环保设计规范,对设计没有系统的要求,造成建筑设计的管理不规范,设计人员凭自己的理解与爱好出发,或者迁就于建设单位,材料与资源在一定程度上造成了浪费,生态环境也造成了一定的破坏。
2.2 施工问题
传统建筑工程项目的实施过程中要消耗大量的建筑材料和地方资源,建筑业还消耗了全球可利用能源的50%左右。建筑施工污染比例占到了空气污染、光污染、噪音污染、电磁污染等各种环境污染总和的34%,并产生了相当于人类活动产出垃圾40%左右的建筑垃圾,直接影响到人类的社会活动,影响到国民经济的可持续发展,影响到资源、能源的综合利用。
3 关于绿色建筑设计
绿色建筑设计是在创造良好的人居环境的同时,还应在节地、节能、节水、节材和环境保护上提出具体的要求,提高土地利用率,提高不可再生资源的综合利用率,开发清洁能源,减少建筑内部对能源和水的消耗等进行规范。这对国民经济的可持续发展至关重要。
3.1节地方面
3.1.1在建筑设计的规划初期,就应把节地放在首位。国家“十二五规划”提出在大力发展城镇化的同时,要求到规划期末,耕地的面积不得减少。在这个大背景下,设计中可以提高容积率,比如规定新开发的项目容积率不低于2。
3.1.2多开发总面积大的住宅小区,少开发面积小于20亩的楼盘。设计小区内功能完善的配套,或城区分成若干配套服务区域而非商业全部集中在一个片区,或者多个楼盘进行相互配套,减少人们的出行次数,缩短出行距离,减轻人们的社会活动对交通造成的压力。
3.1.3除临街的建筑以外,尽量把底层架空,并设计地下停车场。底层架空可以安排一部分停车位,还可以种植部分荫生植物,将小区的周边绿化向室内延伸,既改造了小区的环境,又解决了停车难的问题。
3.2节能方面
3.2.1加强外墙与屋顶的保温以及耗电设备的技术改进设计。外墙可以采用加气混凝土等保温性能较好的墙体材料,在外墙结构的外面再设计一层不小25mm的玻化微珠砂浆保温层(由于聚苯颗粒为易燃材料,所以不支持采用聚苯颗粒保温砂浆,国内出现了多起的火灾事故都是易燃的聚苯颗粒着火引发的)。在满足建筑美观造型及性能的前提下,尽量减少外墙大面积玻璃幕墙的设计使用。如必须使用大面积玻璃幕墙,亦应在玻璃幕墙内侧砌筑砌体,由砌体承担阻挡室外太阳热辐射,提高对室内保温的效果。
3.2.2采用中空玻璃等保温好的窗玻璃,积极开发铝合金窗框的替代品,比如用保温性能更加优良的塑料窗框或热阻断桥铝型材。
3.2.3在空调系统设计中采用蓄冷槽,夜间用电低潮时制冷,白天用电高峰时供冷。采用热回收设备回收空调制冷过程中放出的热量,用来带动送风装置。多设计采用节能灯具。
3.2.4 屋顶应采取可靠的保温措施,屋面板与防水层间的保温层厚度不应小于40mm。充分考虑屋顶的综合利用,可以对屋顶进行绿化,还可以设计雨水的收集蓄水系统,改变过去屋顶的单调现状,既美观又实用。
3.2.5太阳能建筑太阳能与建筑一体化是将太阳能利用设施与建筑有机结合,利用太阳能集热器替代屋顶覆盖层或替代屋顶保温层,既消除了对建筑物形象的影响,又避免了重复投资,降低了成本。随着太阳能利用科技水平的不断提高,太阳能建筑已经从太阳能采暖建筑发展到可以集成太阳能光电、太阳能热水、太阳能吸收式制冷、太阳能通风降温、可控自然采光等新技术的建筑。
3.2.6地源热泵地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵简易的可以理解为:夏天制冷时将排放出来的热量放入大地储存好,到了冬天又将储存好的热量释放至室内供暖。中间换热介质是地下水,地下水具有恒温储热功能,节能环保、提高效益。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
3.2.7使用空气能用电让压缩机工作,把从空气中吸收的热量加压变热,再传递给水。空气能的耗电量大约是电热水器的1/4。
3.3节水方面
3.3.1量化设计屋面和地面的雨水收集系统,作为平时路面保洁和养护花草用水。
3.3.2设置中水系统:建筑中水系统是将建筑或小区内使用后的生活污水、废水经适当处理后,达到一定的水质指标,回用于建筑或小区作为杂用水的供水系统,如满足冲厕所,冲洗地板,喷水池,绿化等使用要求。此种再生水的成本最低,约为1~3元/吨,而海水淡化的成本约为5~7元/吨,跨流域调水的成本约为5~20元/吨。从环保的角度看,污水再生利用有助于改善生态环境,实现水生态的良性循环。
3.4节材方面
3.4.1进行限额设计管理,在满足规范安全要求的前提下尽量减少结构材料的使用,避免不必要的浪费。
3.4.2少采用不可再生材料,利于保护生态环境。
3.4.3多利用地方性材料,减少运输成本,不追求进口材料。
3.4.4多考虑利用建筑及工业废料,变废为宝。
3.4.5采用轻质的装饰材料,减轻建筑物自重,达到减少结构用料的目的。
4关于绿色建筑施工
建筑工程项目施工要求做到绿色施工。绿色施工总体框架由施工管理、环境保护、节材与材料资源利用、节水与水资源利用、节能与能源利用、节地与施工用地保护六个方面组成。下面主要就绿色施工管理与环境保护两个方面进行探讨。
4.1绿色施工管理
4.1.1组织管理成立绿色施工管理组织机构,并制定相应的管理制度与目标。落实责任制,项目经理担任绿色施工第一责任人,负责绿色施工的组织实施及目标管理,有专责绿色施工管理人员和监督人员,建立绿色施工验收制度。
4.1.2规划管理编制绿色施工方案,该方案在施工组织设计中独立成章,并应按有关规定进行审批。
4.1.3实施管理绿色施工应对整个施工过程实施动态管理,结合工程项目的特点,加强对绿色施工作相应的宣传,通过宣传营造绿色施工的氛围,并定期对职工进行绿色施工知识培训,增强职工绿色施工意识。
4.1.4人员安全与健康管理制订施工防尘、防毒、防辐射等职业危害的措施,保障施工人员的长期职业健康。
4.2绿色施工的环境保护技术措施
4.2.1施工扬尘的控制施工现场主要道路应根据用途进行硬化处理,施工现场大门口设置冲洗车槽,运送土方、建筑垃圾时采用封闭处理,施工现场易飞扬的细颗粒散体材料进行密闭存放。
4.2.2噪声的控制施工现场应根据国家标准《建筑施工场界噪声测量方法》(GB/T12524-90)和《建筑施工场地噪声限值》(GB12523-1990)的要求制定降噪隔音措施,对施工现场场界噪声进行检测和记录,噪声排放不得超过国家标准。
4.2.3光污染控制避免或减少施工过程中的光污染。夜间室外照明灯加设灯罩,避免施工现场强烈的灯光影响周边居民,电焊作业时采取遮挡措施,避免电焊弧光外泄。
4.2.4水污染控制施工现场污水排放应达到国家标准《污水综合排放标准》(GB8978.1996)的要求,施工现场应设置相应的污水处理设施,如沉淀池、隔油池、化粪池等,污水排放应达标并提供相应的污水检测报告,对于有毒材料、油料的储存地,应有严格的隔水层设计,做好渗漏液收集和处理。
4.2.5土壤保护保护好施工场地周围的地表环境,防止土壤被侵蚀和流失。施工造成的裸土,要及时覆盖砂石或种植速生草种,施工后应恢复施工活动破坏的植被,与当地园林、环保部门或当地植物研究机构进行合作,在先前开发地区种植当地或其他合适的植物,以恢复剩余空地地貌或科学绿化,补救施工活动中人为破坏植被和地貌造成的土壤侵蚀。
4.2.6有害气体排放控制严禁在施工现场焚烧处理施工废弃物,施工车辆、机械设备的尾气排放应符合国家规定的排放标准,民用建筑工程室内装修严禁采用沥青、煤焦油类防腐、防潮处理剂,施工中所使用的阻燃剂、混凝土外加剂氨的释放量应符合国家标准等。
4.2.7建筑垃圾控制制定建筑垃圾减量化计划,加强建筑垃圾的回收再利用。制订可靠的保障措施,建筑垃圾的外运过程不能造成路面污染,建筑垃圾的弃放不应破坏原有的自然生态。对于碎石类、土石方类建筑垃圾,可采用地基回填、铺路等方式提高再利用率。
【关键词】钢结构;工业厂房;设计
经济的发展,工业化程度的提高,促进了工业厂房的建设,同时人们对厂房建设的要求也越来越高,不仅要求其厂房结构具有极强的灵便性和抗震能力,还要有着一定节能环保功能。因此目前,我国在对工业厂房设计的过程中,都是采用钢结构材料作为工业厂房的主要结构。以下就钢结构工业厂房设计的注意事项进行简要分析。
一、工业厂房钢结构设计的特点
我们钢结构工业厂房建设施工的过程中,所采用的钢结构构件主要是由钢板和热扎、冷弯连接的钢结构承重构件。其厂房设计形式属于门式钢架轻钢结构体系。目前,这种施工工艺我国厂房工程建设施工中也已经比较成熟,它不仅良好的灵活性,可以根据用户的意志来对其钢结构厂房设计体系进行适当的改进,而且还具有极强的承载能力,施工人员可以采用轻型H型钢,来对钢结构工业厂房的稳定性和可靠性进行有效的提高。近年来,我们已经将钢结构厂房广泛的应用在工业厂房、车间、仓库等厂房结构的建设施工当中。
根据相关的数据分析,钢结构厂房设计的特点主要表现在以下几个方面:自重轻、强度高,可以适应于跨度大、空间较大的厂房设计当中;而且随着科学技术的不断发展,人们也将许多先进的建筑设计方法应用在钢结构厂房结构设计施工当中,这就使其厂房结构的抗震性能和刚性得到明显的提高。而且钢结构材料在实际应用的过程中,我们可以采用多次重复的回收利用,这样不但节约了工程施工的成本,还有着良好的节能环保作用。
二、工业厂房钢结构应用的优越性
在我国工业厂房设计施工的过程中,人们主要是将钢结构材料作为其主要的施工材料,其优点主要体现在以下几个方面:
1、钢结构材料在使用的过程中强度比较高,投资成本也比较低,而且还可以多次的回收利用,这就使得钢结构工业有着良好的环保节能功能,为我国社会经济的可持续发展打下了扎实的基础。
2、在工业厂房现场施工的过程中,由于钢结构材料可以进行工业化的批量生产,而且采用的机械设备在施工的过程中在工程施工中可以进行现场拼装。因此这就大幅度的缩短了工程施工的工期,降低了工程投资成本。
3、将钢结构材料和混凝土结构材料相比,钢结构材料有着质量轻,强度高等方面的特点,因此在实际应用的过程中,不仅可以大幅度的降低建筑结构在使用中所产生的荷载,还有效的提高了厂房结构的稳定性和可靠性。而且钢结构在使用时也有着较强的耐腐蚀性能,这也使得工业厂房结构在使用是不会受到外界环境因素的影响,其结构的稳定性和耐久性出现问题。
三、工业厂房钢结构在设计过程中的注意事项
1、工业厂房的工艺设计和钢结构设计要相互协调。在工业企业的生产区域中,钢结构的工业厂房是其中的一个重要模块,生产过程想要完善,厂房是必不可少的。有时,厂房结构不符合设计规定会体现在:墙体宽度、厚度以及高度的指标不足;不合理的钢支架分布等。钢结构的基本形式包含:塔桅、网架、索膜、轻钢、平面桁架、框架以及空间桁架等,设计人员要按照企业的具体要求和建厂条件选取相应的结构,其中网架结构适用于悬挂荷载偏大的情况下,这样的选取方式会将建筑荷载减小。并且,厂房结构在选型方面,还能够在支撑结构方面使用不相同的材料,在选择的领域中要按照使用要求进行选择,具体可以选取无缝钢管、焊接钢管等材料对结构的需要使其满足。在无缝的钢管中包含着中空的截面,此界面可以作为对流体进行输送的管道。圆钢和钢管等一些实心的钢材进行比较的情况下,产生在抗扭抗弯的强度中,拥有着较轻的质量,在厂房的结构中应用,能够稳定钢结构。所以,在结构设计方面一定要和工艺条件相符,厂房的设计也要符合工艺要求。
2、多方面考虑结构计算的过程。工业厂房钢结构在进行计算的过程中,基本上使用的是结构设计中所使用的计算程序,评价和分析计算结果是非常重要的核心成分,一定要按照工程的设计经验来判断和分析计算结果。计算荷载的时候,是结构计算中的首要条件,荷载在取值方面是否准确,和结构的计算结果有着直接的影响,在工艺条件所涉及到的荷载问题中,例如:工程的工艺中所提出的荷载是20kN/m2,但是按照工艺设备中的布置图和重量,以规范为标准而应用的荷载计算方式,所计算的楼面等效只考虑15kN/m2就可以了。可是我国有些地区在强降雪天气上经常会出现,造成场馆、厂房坍塌的情况经常出现。
所以,设计人员有必要按照该地区的荷载情况,取最大的数值,让建筑能够确保安全性。并且,在设计的过程中弱梁强柱是需要遵从的基本原则,同时,弱构件强节点也是非常指的考虑的重点。在实际设计的阶段,构建和设计要求基本上是统一的,可是节点有时可能与抗震要求不能够统一。弱梁强柱所指的是,在节点部位的柱端受弯承载力和梁端的受弯承载力,有着一定的差距,其中柱端受弯承载力较大,因为梁柱部位的中心线在一般情况下,是不可以重合状态的,同时,节点偏心和柱截面是相对较大的,在柱节点中核心区域里的受力以及构造方面,一般会受到影响。所以,将柱端弯矩增大设计值得方式是普遍采用的。在调整之后,梁的状态不变,而柱的抗弯能力和之前相比会加强,也就是柱比梁的提升程度大,那么柱和梁在同时受力的过程中,柱的持久力会有所凸显。
3、钢结构工业厂房中的防火设计。钢结构的工业厂房具有着较差的防火能力,在100℃以上的受热温度针对于钢材时,温度若不断升高,刚才在抗拉的强度上就会逐渐降低,增大塑性的现象也会出现。如果达到 250℃以上的温度时,刚才一定会产生徐变的现象。如果达到 500℃以上的温度时,会立刻变成最低的刚才强度,有时还会造成工业厂房塔罗的情况。 所以,有必要按照相应的建筑设计中防火的规范,将厂房发生火灾的危险性等级有效确定,以这样的方式让钢结构能够符合耐火极限的相关要求。并且,专业的设计人员在设计的过程中,要把保护钢结构放在首位,最好选用钢结构的防火方式。当前的钢结构厂房中,在防火保护方法中得到广泛应用的是,将钢结构的防火涂料涂在钢结构的表面上,火灾若发生的时候,能够起到耐火隔热的作用,那么钢构件的耐火极限就会得到提升。
4、四、结束语
工业厂房钢结构设计要严格遵从设计规范,并且还要将建筑中所涉及到的耐久性、安全性以及适用性等一些关于可靠操作方面的要求合理满足,同时结构选型和平面布局的合理性也要考虑全面,准确的进行荷载取值。工业厂房的结构设计想要使其完善,一定要将现场施工和施工图的设计有效融合,准确的进行结构计算、在结构选型方面要合理。
参考文献
[1]刘 震.工业厂房钢结构设计体会[J].中国科技信息,2012(06).
【关键词】石油化工;建筑;防爆设计
1.石油化工企业建筑防爆的必要性
建筑物的防爆设计对保证石油化工企业安全生产有重要作用。石油化工产品与人们日常生活息息相关,对农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等有重要作用,是国民经济的重要组成部分。石油化工企业是以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业,主要产品包括各种燃料油、油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。由于全球经济增速的继续放缓,加上欧债危机的影响,导致国际油价持续走高。虽然我国加大了石油资源开发力度,但是由于我国的石油和天然气资源稀缺,导致我国石油原油对外的依存度很大。面对如此严峻的形势,要想保证国家经济的稳步发展,就必须做好石油化工企业的安全生产工作,其中重要的就是做好建筑的防爆设计工作。
2.爆炸产生的机理分析
石油化工企业生产过程中会产生大量的危险气体,如汽油、柴油、天然气等的混合气体,当混合气体达到爆炸极限时,就有可能发生爆炸。化学爆炸的特点是,反应速度和放热速率快,爆炸时周围温度会急剧升高,同时产生巨大的压力,具有非常强的破坏力。一般爆炸有三要素:火源、爆炸物、氧化剂。综合分析各类厂房和仓库等建筑物内发生爆炸的情况发现,建筑物爆炸大多由于生产设备、储存容器、阀门等制造安装不严密,或者由于生产管理和保护维修不到位,存在跑、冒、滴、漏等现象。在建筑内自然通风和隔热降温不良的条件下,可燃性气体、蒸气和粉尘等物质与空气(氧化剂)混合,形成浓度达到爆炸极限的混合物,遇到火源引起爆炸。
3.石油化工企业建筑防爆设计要点
石油化工企业建筑防爆设计可分为两个层面,一是最大可能避免爆炸发生,即避免性措施;二是要尽量减少爆炸造成的损失。
3.1避免性措施
从石油化工生产时发生爆炸的机理分析,要想从根源上避免爆炸的发生,必须在建筑设计时充分杜绝爆炸的条件,做好通风、降温、防火等方面的措施。
(1)采取自然通风措施
厂房在工艺操作许可的条件下,最好是采用开敞建筑或半开敞建筑,这样生产过程中可燃物质很快稀释扩散,浓度很难达到爆炸极限,不容易形成爆炸混合物,有效地排除爆炸的发生。仓库可设通风用门和在勒脚处设置进风窗。对物品互相接触能起化学变化引起爆炸的,要采取分类分车间生产和分仓库储存的措施。当生产规模和储存量小时,可设防爆墙分隔生产车间和储存仓库。
(2)采取隔热降温措施隔绝爆炸发生的条件
通过屋面保温隔热降温,保温隔热能隔绝大部分的太阳光辐射和传导热量,减轻室内形成温室效应,从而极大的降低室内温度。具体方法有:在屋面上做保温层、在屋面板上喷高效的隔热反光涂料、设架空隔热层等。采用通风式屋顶和强制降温措施等。防止日光曝晒可设置遮阳板、百叶窗等设施,排除阳光直射使易燃化学物质受热升温自然引起爆炸。
(3)设计采取隔离明火措施
总平面布置中有爆炸危险的厂房和仓库要远离有明火的厂房、露天生产设备、煤气发生炉、锅炉、烟囱、火炬、变电所、食堂厨房等设施。当受条件限制时,有爆炸危险的建筑与周围建筑物、构筑物应保持一定的防火间距,并符合有关设计技术规范的规定。在有爆炸危险的厂房和仓库内需要设置电动机、照明灯具、开关等电气设备时,应按照爆炸危险场所类别和等级,分别选用防爆型、防爆充气型、防爆充油型、安全火花型等电气设备,以排除产生电火花引起爆炸事故。
(4)采用不发火地面措施
不发火地面可以排除与地面发生摩擦、撞击产生火花而引起的爆炸。不发火地面按材料的性质可分为金属地面和非金属地面。不发火金属地面一般常用铜板、铝板、铅板等有色金属材料,根据使用要求采取局部铺设在水泥砂浆地面上,以节约材料降低造价。不发火非金属地面可分为有机材料地面和无机材料地面。不发火有机材料地面一般是在钢筋混凝土楼板或混凝土垫层上铺设不发火有机材料面层,面层材料常用沥青、木材、塑料、 橡胶等,此类材料大部分具有绝缘性能,必须设置导出静电接地装置。不发火无机材料地面一般采用不发火水泥石砂、细石混凝土、水磨石等。
3.2减少爆炸产生的危害
(1)合理布置总平面
对于有爆炸危险的厂房和仓库,应尽可能集中分区布置,并布置在场区边缘,界区内建、构筑物之间应留有足够的防火间距,有爆炸危险的厂房和仓库,根据当地全年主导风向,宜布置有明火或散发火花地点以及其他建筑物的下风向,有爆炸危险的厂房和仓库的平面主轴线宜与当地全年主导风向垂直,或夹角小于45°,有利于自然排风,排除可燃气体。
(2)建筑形式和结构选型
有爆炸危险的厂房和仓库尽量采用单层建筑。另外屋顶可采用泄压轻质易碎屋盖,加大泄压面积,有利于尽快释放爆炸时产生大量气体和热量,以降低室内爆炸压力。厂房的形式尽量采用开敞或半开敞式建筑。这样的厂房形式自然通风良好,生产过程中可燃物质很快稀释扩散,浓度很难达到爆炸极限,不容易形成爆炸混合物,有效地排除爆炸的发生。爆炸发生时,开敞或半开敞式建筑泄压面积大,很快释放大量气体和热量,使厂房破坏损失大大减轻。有爆炸危险的甲、乙类厂房,应采用钢筋混凝土框、排架结构。钢结构厂房施工速度快的特点,但受热后由于钢材的强度大大下降,在高温时将失去载荷能力。钢结构的厂房则应根据不同的耐火等级选用防火涂料,也可以在钢构件上外包上非燃烧材的覆盖层,其厚度应保证构件的耐火时间。
(3)设置泄压措施
有爆炸危险的厂房,应设置轻质屋盖泄压、门窗泄压及轻质外墙泄压。彩钢板复合的墙板和屋面板重量轻,但在一定长度内应断开搭接,才能达到泄压目的。布置泄压面,应尽可能靠近爆炸部位;侧面泄压应尽量避开室外设备、人员集中场所、主要道路。其泄压比值应达到《建筑设计防火规范》的要求。作为泄压构件在材料上要求容重轻和易破碎成碎块的特点。在《建筑设计防火规范》GB 50016-2006中规定作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的单位质量不宜超过60kg/m2。在泄压措施中宜优先采用轻质屋盖,泄压轻质屋盖可采用石棉水泥波形瓦;泄压窗可采用木材制作,配置3mm 厚平板玻璃。
4.总结
石油化工产品与人们日常生活息息相关,是社会经济建设发展的重要基础。因此为了保证石油化工企业的安全生产,必须做好石油化工企业建筑防爆的设计工作。本文先从论述了石油化工企业建筑防爆的必要性,然后分析了其爆炸产生的机理,最后介绍了建筑防爆设计时需要注意的几项问题,对石油化工企业建筑防爆设计有一定的参考价值和指导意义。
参考文献
[1] 石油化工企业设计防火规范.(GB50160-2008)
关键词:设计施工一体化;项目管理
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
引言:
实行设计、施工一体化,可以通过设计、施工的有效分工和合作,在设计、施工环节形成交叉、互动、互补、优化的工作机制,达到缩短工期、确保工程质量、降低投资、提高工程项目技术含量等目的。这一承包模式,在国外的应用非常普遍。但由于我国建筑业的市场环境、政策配套、企业实践等方面的原因,设计、施工一体化建造模式推广缓慢,值得各方关注、研究并推动。
我国建筑业设计施工一体化的现状
1. 实行设计施工一体化建造的勘察设计企业多于施工企业
调查显示,实行总承包模式设计、施工一体化建造的企业中,勘察设计企业多于建筑施工企业。在16家大型勘察设计企业中,有10家企业有设计、施工一体化建造的案例,所占比重为62.5%;而在21家大型建筑施工企业中,只有8家企业有设计、施工一体化建造的案例,所占比重不足40%。
2. 设计施工一体化建造主要采用两类方式
调查显示,我国建筑企业实行设计、施工一体化建造主要采用以下两类方式。
2.1 EP的设计施工一体化方式这是大多数国内企业在采用设计、施工一体化建造过程中普遍采用的方式。不同的企业在实际应用这种方式的过程中,又有不同的做法。
第一种是由设计企业和施工企业联合总承包的方式。这是目前国内大型工程总承包普遍采用的方式。对工程初步设计以后进行招标,由设计企业和施工企业组成联合体进行施工图设计及工程施工总承包,实现设计、施工一体化建造。
第二种是企业签订总承包合同后,通过招标,确定分包商进行设计或施工,将工程其他部分分包出去,由设计和施工单位共同制定设计、施工方案的一体化建造方式。在这种方式中,总承包企业既可以是勘察设计企业,也可以是建筑施工企业。
2.2 大企业内部通过项目组织进行一体化建造设计与施工分别招标实现设计、施工一体化建造的方式,主要由既有设计能力又有施工能力的大型集团公司实现。通过整合集团内部的资源,在设计和施工招标前,共同参与施工图设计。一方面,设计和施工企业充分合作,在设计中标后,施工投标时会有一定的优先,通过优化施工图设计,带动施工业务的发展;另一方面,设计和施工环节在招投标前就进行充分合作,能最大限度实现融合,可以大幅降低成本,提高效益。
3. 实行设计施工一体化建造的建筑企业较少
住房和城乡建设部工程质量安全监管司2007年对建筑业企业的调查结果显示,在37家大型建筑企业(包括16家勘察设计企业和21家建筑施工企业)中,只有18家企业有设计、施工一体化建造的案例,所占比重不足50%。而且这些案例中,大部分仅仅是工程总承包设计、施工生产模式,还不是真正意义的设计、施工一体化建造方式。在设计、施工分别招标模式中,实行设计、施工一体化建造的项目几乎没有。中小型建筑企业实行设计、施工一体化建造的更少。
设计施工一体化面临的主要问题
我国当前推行设计、施工一体化建造最主要的障碍在于,市场环境、管理政策不配套,企业组织不适应,没有相应的组织模式和经验,一体化施工能力不足等。
1. 现行管理体制和政策的局限
1.1 传统计划经济体制下产生的行业垄断和部门分割现象,我国建筑市场存在比较严格的政策性壁垒,各行业、各系统都建立了自己的基建队伍,承包企业按照工程专业类别隶属于不同的行政主管部门,各部门政令不统一,分开进行市场准入,地方和行业保护主义严重。企业在国内承接设计、施工一体化总承包项目时,在许多地方会受到准入制度的限制。有的地方甚至出台政策变相抵制设计、施工一体化,如不允许设计和施工任务由同一单位承担等。这在较大程度上影响了我国设计、施工一体化建造方式的培育和发展。
1. 2 设计、施工招投标分离
目前,我国大部分工程建设项目的设计、施工是分别招标的,这种分阶段招标的管理方式,使设计与施工双方缺乏有效沟通,人为地在设计与施工环节之间设置了一条屏障,严重阻碍了设计、施工一体化建造的发展。
1.3 现行法规的制约
国外的工程项目建设,一般是由总承包商承包后,再根据不同的专业需要,将相关设计、施工、监理等环节分包给相关的专业承包商。总承包商不一定完全具备设计、施工能力,其专长在于管理、沟通和协调,能有效地在设计、施工等各方之间,建立一套一体化的运作机制,保证工程项目按时、优质完成。而我国现行的法律法规,在促进设计、施工一体化建造方面,存在一定的缺失,包括从建筑法、招投标法,以及各地政府主管机构细化的规章,都制约着这种模式的发展。例如,我国法律明确规定,具有总承包能力的企业在取得总承包任务之后,工程主体结构要自己独立完成,不能分包。这一规定对大型建筑企业开展设计、施工一体化总承包管理,积累管理经验形成了制约。
2. 企业内部管理和人力资源跟不上
2.1 企业内部管理体制不适应
国内的建筑企业(设计单位、施工单位)大都是从原有的计划分工时代转制而来,都有所长也均有其短。由于传统体制的影响,大多数建筑企业只擅长于设计、施工环节的一个方面,而对另一环节缺乏深入的了解(例如,设计企业的专业人员大都不熟悉施工现场,造成设计方案和施工过程经常脱节)。大部分建筑企业实行的是“总公司(一级法人)—分公司(二级法人)—项目部”的管理模式,还没有形成真正的母子公司管控体系。
2.2 缺少高素质的复合型人才
设计、施工一体化建造,不但要求设计专业人员熟悉施工专业知识,施工专业人员掌握相应的设计专业知识,而且要求专业人员具备较高的经济管理和项目管理知识,能就设计、施工过程中出现的问题进行有效、合理沟通。建筑企业过去在向国外大型工程企业学习的过程中,过多地倾向技术而忽略了技术管理,造成在大量技术人才的团队中找不到真正的综合管理人才。
3. 市场发育程度低,业主认可度低
3.1 社会各界的认识不足
一是对设计、施工一体化的含义认识不足。我国社会各界,包括政府部门、企业、社会上的学者等,都不同程度地对设计、施工一体化缺乏正确理解,对设计、施工一体化的真正含义认识不足。大都将设计、施工一体化混同于工程总承包。有的公司干脆将设计、施工一体化建造等同于EPC。还有的业主认为,实行总承包模式的设计、施工一体化建造就是简单的施工费加管理费,总承包一体化管理型公司是“皮包”公司等。
二是对实行设计、施工一体化建造方式的效果认识不足。调查显示,目前各市场主体对实行设计、施工一体化建造方式效果的认识不足,习惯延续传统模式运作,认为没有必要搞设计、施工一体化项目管理。设计、施工企业没有建立长期有效的伙伴合作关系,由于管理体制、文化、市场诚信、管理能力和方法等问题,我国设计和施工单位之间在工程项目中难以实现联合经营、优势互补。
3.2业主认可程度低
在建筑企业推进设计、施工生产组织方式改革的过程中,大多数外资项目和民营项目的业主都认同设计、施工一体化的方式。但我国目前许多大项目都是政府投资或公有产权主体投资,业主只是代表政府或公有企业在行使项目管理职能,并不是真正意义上的业主,因此,投资主体和项目管理者的效益关系不紧密。不少以政府投资或国有投资为主的项目业主没有充分认识到设计、施工一体化在工程建设中所能发挥的显著效益。
关键词:毕业设计;设计院工作模式;三位一体
中图分类号:S611文献标识码: A
建筑学的毕业设计是建筑学专业教学过程中的重要环节之一 ,是大学生从学生角色转变到职业建筑师的关键一步。近年来,社会对毕业生人才的素质要求有大幅度提高,如何扩大毕业生的知识面、提高他们的实践能力和创新意识成为毕业设计教学改革的重点。
建筑学专业、城市规划专业和风景园林具有非常密切的关系,各专业在设计中存在很多方面相互交叉互补。因此,在毕业设计中进行三个专业必要的交叉和联合教学,对扩大学生专业知识面,培养综合性人才有着积极的意义。
基于设计院的工作模式下的毕业设计,是通过模拟设计院的工作环境,组织建立建筑+规划+风景园林三专业团队,并以设计院的工作模式和流程要求控制整个毕业设计过程。在这种教学模式下,学生可以提前了解并熟悉未来的就业环境,提高多专业协作能力,从而顺利完成角色过渡。
一、建筑学专业传统毕业设计教学模式的主要弊端
传统的建筑学毕业设计模式通常选择在学校内由学生独立完成,命题也是由校内老师指定,导师采用唯一制。随着时代的发展,建筑学科不断拓展,传统毕业设计模式,逐渐暴露出了许多问题,例如选题不合理,学生学习的主动性差,教学指导信息量不足,设计进度管理松散等。
1.设计选题
首先,传统毕业设计选题主要的不足表现在专业过于片面化,不能考察和发掘学生的综合能力,不能满足各专业知识和设计技能间协调配合的整体要求。其次过去的毕业设计选题常常是由单个老师确定设计题目,指导老师个人的自较大,缺乏科学论证,这就容易出现有的选题过大,超出了一个本科生的能力和所学专业的知识范围,或者有的题目过窄,使学生难以发挥其能力的现象。
2.学生学习缺乏设计氛围,学习的主动性差
大多数高校中的建筑学专业毕业设计都会面对一个很相似的问题。学生在完成毕业设计的过程中自觉性和主动性不高。大五的学生对未知充满了渴望,对学校的课程已经缺乏兴趣,更加愿意去设计院和设计公司参与生产实践。为了兼顾实习的工作,他们很难将主要精力投入到毕业设计上,有些学生总是比规定时间晚完成,或者集中在交图的前几周草草完成设计,反映在设计成果的质量上也就不尽如人意。
3.毕业设计的教师指导方面,唯一的导师制容易造成知识架构不全面。
唯一的导师制,也是传统毕业设计中的一大弊端。每个老师会有自己的专业评价体系,看待问题的习惯和评判方案的方式。在往年的毕业设计成果中发现,建筑学的学生会缺少景观环境与城市意识,规划学生往往建筑单体意识比较差,而景观学的学生则表现为缺乏对建筑与环境关系上的关注。学生方案体现出知识架构的不全面。由一个老师指导完成的毕业设计,学生的作业常常出现相似方案。学生在完成毕业设计的过程得到的信息量不足,设计缺少新思路。除此之外毕业设计指导老师仅由校内老师担任,也造成学生的方案更偏重理论,设计仍以方案能力做为训练的重点,工程实践经验和能力得不到提升。
4.毕业设计的进度管理松散
教学中常常强调设计的过程比设计的结果更重要,但传统模式下的毕业设计学生没有固定的设计场所,也没有固定的讨论和指导时间,指导老师对于学生完成毕业设计的进度把控较难,设计深度就很难得到保证。
二、基于设计院工作模式下“三位一体”毕业设计教学模式的探索
针对传统建筑学毕业设计模式中出现的问题,安徽建筑大学建筑与规划学院根据自身优势,在毕业设计教学中试行基于设计院工作模式下的“三位一体”教学形式。学院希望能通过此模式改变旧模式中存在的问题,提高毕业设计的教学质量。
基于设计院工作模式下的毕业设计教学是以三位一体的毕业设计选题为依托,以建筑、规划、园林三专业的学生为成员,以三专业教师联合指导而完成的联合教学模式。教学的两大目标:一是要模拟设计院的工作环境,建立设计工作室,组建学生设计团队和教师指导团队,为学生提供一个浓郁的学习氛围;二是强调三个专业之间的相互交融互补和学术的渗透,共同构成三位一体相互促进的教学模式。
1.“三位一体”的设计选题
首先,“三位一体”跨专业的毕业设计选题要有综合性,要能满足各专业知识和设计技能间协调配合的整体要求。设计选题不仅要涵盖建筑专业的知识领域,还要考虑到给规划专业和景观专业的同学留有足够的设计发挥空间。其次针对以往出现的设计选题仅由单个指导老师决定,而造成设计题目过大或着过窄,缺少科学性和实践性等问题。“三位一体”的设计选题要求必须由参与团队毕业设计指导工作的所有教师集中商议确定,汇总之后再报送学院审查。学院组织专家对所选课题进行论证,获得通过后方可最终确定为跨专业毕业设计的课题。2011年学院三位一体毕业设计的选题最终确定为商业综合体、校园规划、居住区规划设计三大类型,与以往的以建筑单体项目为主的设计选题相比,学生的知识面和眼界都有大幅度的提升。
2.配备专业的设计教室
建立专门的毕业设计教室是模拟设计院工作环境的前提,一个好的学习氛围首先得有好的学习场所。学院为三位一体毕业设计团队提供了一个专业教室,要求学生定期在指定的专业教室里完成集中授课、讨论、评图等毕业设计全过程。专配的教室为学生、师生提供了相互交流空间,也使得教师能够更好的把握教学进度,设计深度和设计质量有了较大提高。
3.组建跨专业的学生团队
三位一体的毕业设计过程以小组为单位进行,小组由学生自由搭配组合形成,每个小组由建筑、规划、园林专业各一名学生组成。学生团队的建立有效的培养了学生们的团队精神,设计中由于每个学生的专业认识不同,思维方式也有所差异,学生间的思想常常发生碰撞而产生新的火花,从而使教学变得生动有趣,也大大激发了学生们的创作热情。
4.指导老师团队组织
三位一体的毕业设计指导老师由校内的跨专业指导老师组和校外指导老师共同组成。对于参与毕业设计的校内指导老师要求不仅具有较丰富的教学经验,也要有丰富的工程实践经验。校内指导老师每组三名,由三个专业分别指派一名教师。除此之外学院还要聘请相当一部分具有高级专业技术职称的设计院人员担任毕业设计的校外指导老师,与校内教师共同完成毕业设计的立题、过程指导、论文评阅和答辩等工作。
5.三阶段的教学控制
毕业设计分为三个阶段。第一阶段为设计前指导阶段,会邀请校内校外指导教师开展每周一次联合授课,让每位指导教师都发挥出自己的积极性。学生完成资料收集、案例分析、基地调研与总图设计;第二阶段为设计中指导阶段,这一阶段是方案成形阶段,强调方案的合理性,和专业的衔接性,教学的安排是,教师团队每周有一两次的设计辅导和讨论。在这一节点结束时会由学校统一组织教师团队,聆听学生组的方案汇报并提出方案优化意见;第三阶段为正图完成和期末公开答辩、公开展览阶段。在三位一体毕业设计教学探索中发现,公开答辩和公开展览会成为毕业生展示自我的舞台,学生自己出海报,在老师和同学面前介绍和汇报自己的设计作品,能增加他们的设计动力和对毕业设计重视程度。低年级的学生也能从旁听中获得答辩的经验。
基于设计院工作模式的三位一体新的教学方法,大大调动了学生的学习兴趣,增强了学生综合分析问题的意识,提高了学生解决实际工程问题的能力。学院在通过对新的毕业设计教学模式的探索中,也积累了一定的教学经验,教学改革初见成效。
三、基于设计院工作模式下的“三位一体”毕业设计教学的未来建设方向
目前我院的基于设计院工作模式下的“三位一体”建筑学毕业设计教学方法的探索还处于刚刚起步的阶段,还有很多地方需要改进和学习。教学资金不足,教学资源的局限使得三位一体的教学形式还无法在全院全面实行。未来我们希望能够突破学院内的专业合作,利用学校建筑学科全的优势进一步拓展毕业设计的专业涉及面,与学校的土木工程,环境与能源,电子与信息,管理等学院形成更完整的毕业设计团队,使学生在完成毕业设计的过程中获得更加广博的知识,广阔的眼界,为培养职业建筑师打下良好的基础。
参考文献
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模块建筑体系是一种比较彻底的采用工业化设计建造住房的方式,标准化模块式建造技术在建筑领域实现了住宅与商业楼宇交钥匙工程,根据标准化生产流程和严格的质量控制体系,在专业技术人员指导下,由熟练的技术工人在车间流水生产线上完成80%以上主体结构的制作和组装工作,以及90%以上的部品安装,并以模块化的形式运至现场完成组装以及外立面施工。模块建筑体系的现场施工建造与工厂预制集成建筑模块的加工生产可同步进行,施工现场先施工核心筒部分,待核心筒部分施工完成后进行预制集成建筑模块的吊装与现场组装工作。由于模块建筑建造技术的运用,模块从起吊到安装仅需8~10名技术工作人员,且每个模块都由同一批技术人员完成,模块建造施工现场所需工人数量较传统施工大幅减少,施工建造质量更加稳定可靠。
2模块建筑的全装修一体化设计
模块建筑也是最好的展示全装修一体化设计理念的平台。模块建筑体系中的模块部分,由主体到装修均为工厂生产并由载重卡车运至现场进行吊装作业,这就要求住宅内装修设计应早期介入,与建筑设计各专业充分协调与综合。同时,为减少矛盾和交叉,全装修设计图纸应做到齐全完整,达到施工图深度。建筑设计与内装修设计一体化进行的同时,内装修、各类管线的埋设均在工厂内一次性完成,减少了户内二次装修的环节。现场只进行模块与模块、模块与核心筒之间的面层衔接,以及管线接口连接处理。
3镇江新区港南路公租房示范项目概况
镇江新区港南路公租房项目是国内首个模块建筑的示范项目,地处江苏省镇江新区烟墩山路以东,港南路以北,凤栖路以西,规划路以南。由10栋18层住宅组成,每栋住宅楼均由两个单元及若干个模块组成。该工程地下2层,地上18层,建筑高度56.5m,总建筑面积134500m2,其中地下建筑面积38500m2,地上建筑面积96000m2。地下为连通的汽车库,供住宅住户使用。项目总平面及效果如图2,3所示。
4示范项目的适老化全装修设计
对该项目4号楼进行了小套型的适老化设计,设计范围包括建筑入口、栋内公共空间以及套型的室内空间等,并以《无障碍设计规范》GB50763—2012的要求为准则,同时以方便未来套型的适老化改造为原则,采用预埋构件、管线、接口、特殊部位预先加固等手段,达到空间预留的目的,以满足将来不同健康状况老年人的使用需求。4号楼设计采用适老(潜伏)设计,楼内各套型分别以A、B、C三类套型原型衍生和镜像得到。其中C户型为今后改造成适老套型进行了一些管线预留预埋等适老的“潜伏性”设计,而C反户型则为适老示范套型。
4.1空间设计
4.1.1楼栋外公共空间
该项目由于室内外高差较大,建筑入口处是通过场地道路抬高的方式消化一部分高差,再以坡道进入楼栋。楼栋出入口无障碍坡道采用1∶12坡度,台阶的踏步宽度和高度分别为300mm和150mm,以便老年人通行;台阶踢面设置感应式夜灯作为局部照明。
4.1.2楼栋内公共空间
楼栋内部空间主要考虑无障碍设施及空间的设置,以方便老年人活动和物品拿取及电梯操作等。1)楼栋入口、公共区域走廊的地面采用防滑耐磨地砖,地下车库采用环氧树脂防滑地坪,且通过建筑构造做法消除上述区域地面高差(见图5)。2)楼栋首层信报箱的底面高度不低于400mm,顶面高度不高于1600mm,以便乘坐轮椅的老年人拿取。3)公共区域墙面距地680~880mm范围内,进行墙面加固并预埋水平扶手安装五金,以满足未来加装水平扶手的需求;并在每户的入户门口公共区域加装竖向扶手,以方便扶握。4)电梯操作按钮和报警装置安装在轿厢侧壁易于识别和触及处,距地高度为900~1200mm,与轿厢内部前、后墙壁净距离不小于400mm。电梯采用语音报层,电梯轿厢带有扶手,电梯内外设置低位按钮并设置点字标示,电梯门设置可视窗。
4.1.3户内空间
通过对老年人的行为分析,有2个重要问题要解决:一是解决老年人上厕所的便利性问题。在平面设计中,主卧室区域设置一个厕位和洗手盆,方便老年人日常及夜间使用;二是减少老年人与家人沟通的障碍问题。在卧室与起居厅,厨房与起居厅或卧室之间设置观察窗,增加与家人的视线交流,确保老年人在家的安全,同时消除老年人的寂寞感(见图6)。1)卫生间、厨房采用折叠门,方便开启;淋浴器旁设置附壁折叠座椅;洗面池、坐便等卫生洁具周边设置扶手,洗面池两侧扶手也可兼顾挂毛巾功能(见图7)。2)阳台安全护栏的材质、选型、距窗的安装距离应考虑老年人晾晒衣服时的使用需求。3)墙体阳角部位采用R25mm(R20mm)规格的圆角倒角构造,以避免磕碰。
4.2机电设计
机电设计与老年人的使用息息相关,针对老年人的使用需求,对公共空间的照明开关、灯具的设置原则,户内机电点位的高度,关键部位增加夜灯等方面进行了考虑和具体设计。
4.2.1公共空间
首层大厅、公共走道等区域,照明灯具开关采用红外感应式开关,避免采用声控开关有人无声的情况下关闭照明灯具,保证有人即开;公共空间中,同一功能空间里照明灯具点位设置2个以上,避免产生阴影。
4.2.2户内空间
门厅或出入口处设置套内照明总开关,以方便出门时统一关灯;户内交通空间距地300mm的位置设置光感式夜灯,避免夜间行走时磕绊。套内机电点位采用通用设计,局部墙面设置高位插座(距地600mm),以避免插座位置被电视柜、床头柜等家具遮挡;套内全部开关距地1000mm设置,以保证老年人、儿童等人群也能够顺利操作;套内卫生间距地500mm设置拉绳式紧急报警器,卧室距地900mm设置按钮式紧急报警器,保证任何人在摔倒后能够及时按到报警器。
4.3室内设施与部品
各类设施及部品对老年人生活起居的便利性能够提供良好的支持,示范项目中也采用了如玄关坐凳、电子猫眼、防反锁的门锁以及各类五金部品等。1)在各户入门位置或门厅位置预留折叠式门厅坐凳的安装条件,做好预留和预埋,以便未来安装,方便老年人出入时使用(见图8)。2)入户门选用中心距地1300mm高度的电子猫眼,保证乘坐轮椅的老年人使用;户内门选用双向可开启的门锁,以防老年人在房间内突发危险时门锁打不开(见图9)。3)选用薄型入户门下框,整理各模块地面建筑构造,保证室内外地坪高差小于15mm。4)居室地面、厨房卫生间地面采用防滑耐磨地砖。淋浴间设置淋浴坐凳,洗手池侧墙及坐便器侧墙设置侧向扶手,以便老年人洗澡、洗手、如厕时休息和扶握。5)所有卧室近门处墙体预留可视对讲装置对应的管线及接口,以便未来安装,方便老年人使用。6)厨房吊柜采用助力下拉式五金,下柜设置方便老年人使用的扶手(见图10);厨房操作台下方采用灵活可移动的储藏家具,方便坐轮椅的老年人操作。
4.4标识设计
老年人随着认知程度的降低,比成年人和孩子更需要各类标识系统的设计和考虑。示范项目中,主要考虑大型化的楼栋编号、电梯(楼层)标识等。如楼栋入口处采用辨识度较高的大型楼栋标识标记楼栋编号;在电梯前室的地面、墙面排布对应楼层层数的大号数字标识,以增加各楼层的辨识度等。
4.5适老潜伏设计
该示范项目定位于适老,适老化设计比老年设计涉及的目标群体更广泛,针对的时间阶段更长远。需要将居住者年老后的居住习惯前置考虑设计,示范项目采用潜伏设计的方式,对居住者年老后的生活情境进行模拟,通过预埋、预留等设计手法,在同一居住空间中,预留改造方案,供今后选择。如C套型南侧卧室与书房之间预留给水、排水管、机电末端以及对应的点位及接口,考虑适老改造两室合一后设置卫生间,方便老年人夜间使用,如图11所示。
5结语