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关键词:房屋建筑;结构设计;优化技术
中图分类号:TU2文献标识码: A
随着我国城镇化建设脚步日益加快,21 世纪建筑行业成为了我国的经济支柱产业之一, 结构设计在建筑行业中占有无可替代的地位,房屋建筑结构设计质量的优劣,关系到建筑物整体功能的发挥,直接影响到建筑物的实用性和经济性。改革建筑结构设计理念, 优化建筑结构方案设计,不但能够帮助节约建筑成本,方便施工,还能满足人们对房屋使用功能的需求。
一、房无建筑设计的主要概念
1房屋建筑结构设计的优化设计内容主要包含对建筑结构的布置方式、 选型、 受力情况进行详细的分析, 在满足建筑物满足使用功能的前提下,在设计过程中更好的规避建筑风险并且最大程度上优化房屋建筑结构。这是一项技术含量很高的专业活动,设计人员在进行具体房屋结构的设计时,应当兼顾建筑物的各种性能指标,包括使用价值指标以及美学价值指标等房屋建筑结构设计优化一般分为两个层次: 根据建筑结构的整体性能出发, 进行整体上的优化设计和分析以及根据建筑内部结构各个组成部分进行部分结构设计优化。在这两个部分中,建筑物整体结构的优化显得更加总要一些,因为整体是各个部分的综合。具体来说,建筑物整体结构的优化包括房屋顶部设计的优化、房屋设计的优化,以及房屋细节结构设计的优化。在实际设计中,设计者应该紧密结合建筑工程的真实情况,让房屋建造的社会效益、经济效益和环境效益实现最大化。在保证房屋结构性能稳定的基础下,大胆创新,敢于探索新型的结构优化设计,平衡房屋建造者和使用者之间的利益,充分考虑房屋建筑工作者的一件,以寻求新式的房屋结构布局方法。而目前,从我国目经济体制来看, 高层建筑住房将成为日后主要的房屋建筑物类型, 这就给开发商、 施工单位、 运营商带来了技术上的难题和经济上的负担。因此,实现房屋建筑的结构优化,满足房屋安全性能和建筑成本最合理的两个基本条件,就需要专业设计人员具备较高的设计能力。
二、房屋结构构造中的问题
1、框架结构设计问题
房屋建筑的主要承受能力来自于垂直于水平两个方向的合力,是由各个部分共同承担,但有很多房屋结构工程设计师,在进行框架结构设计的时,只注重对横向框架的设计,或多或少的忽略了对纵向框架的考量,最终可能导致建筑物梁柱承载能力偏弱,整体安全性较差的问题。
2、承重柱和构造柱问题房屋结构设计中,承重柱的作用是分担来自房屋主体建筑的重力,而构造柱的主要作用是维持竖向承载力,和屋面梁联系在一起,限制墙体开裂,提高房屋抗震性能,它是不能够完全代替承重柱的功能和作用的。但在实际中,许多设计工程师将构造柱肩负双职,同时担负着房屋的承重功能和抗震功能, 最终可能会引发构造柱出现裂缝, 房屋变形倒塌等问题。
3、承重构件问题楼板的是将楼面、屋面的荷载负重都转移到墙体和梁柱上面,保证重力的合理分布,直接关系着墙、柱、梁三体的安全。目前,某些设计工程师使用单向板来代替双向板,来提高设计的便捷性, 而实际上单向板很难承受较大的外界部压力, 就很容易导致墙、柱、梁三体失去受力平衡, 影响房屋质量的现象。同时还存在一些设计师忽视了建筑内部结构各部分的受力情况。对双向板的有效高度取值存在片面性,取值相对较大,使得建筑的钢筋跨度大,产生裂缝。
三、房屋结构设计中的建筑结构设计优化措施
建筑物结构设计优化可以分为三个阶段:第一阶段是变量的选择。一般情况下,那些对设计人员决定最终设计方案起到重要参考作用的数值,都可以作为变量供设计师进行抉择。比如:工程的目标参数包括预期产生的损失参数和房屋价格参数;工程的约束与控制参数包括表示房屋架构可靠性能的参数等。如果设计师能够将考虑因素较少或者变化幅度较小的参数作为参考指标,那与建筑结构设计、编程相关的工作难度将会随之降低,设计师也能更快找到符合设计目标的那组数据;第二阶段是函数的确定。设计者要在多组相似的函数中,选取最符合事先设定的房屋横截面尺寸和钢筋尺寸面积的那一组函数,分析这组函数的各种性质,从而最大限度地降低房屋建造的成本费用;第三阶段就是条件的衡量。为了增强房屋结构耐用性和稳定性,房屋设计的约束指标应该包含房屋尺寸、架构刚性、架构稳定性、变形限度和受力限度、架构体系规格、单元组件规格、结构可塑程度、墙体裂隙限度、结构确定程度等。在实际的设计中,设计师应当结合房屋建造工程的实际情况,比较分析目标确定的约束性条件和施工实际中的约束性条件,保障各种条件都符合相关规定,实现设计结果的最优化。
1、选择计算方法。
优化建筑结构设计的过程,就是一个复杂的计算过程。设计师在对各种数据进行演算时,要学习将附加约束条件的问题转换为不附带约束条件的问题,这样就可更容易求得计算结果。
2、决定最优程序
在设计了房屋结构模型,并选择了适当的计算方法之后,就需要进入决定最优程序的环节了。最优的设计程序应该具备运转高效、功能完整、用途齐全等特点。这种程序一般是由很多小程序组合而成,并在结构设计上发挥重要作用的综合程序。
3、 分析统计结论
设计师在统计了各个数据的计算结果之后,就要认真分析统计数据,找出各种设计方案之间的不同点和相似点,来确定最佳方案。。由于,房屋建造是一项成本较高的建设工程,涉及到各方当事人的利益;只有站在宏观的高度平衡这些利益关系,才能节约建设资金、优化建设方案。因此,在分析结论时,设计者要注意从多个角度思考问题,不能遗漏细节问题,妥善处理工程技术含量与经济效益之间的关系,不能只顾节约成本,而忽视技术的改进。
四、 房屋建筑结构优化技术的应用需注意的问题
1、前期的参与
房屋建筑前期的设计方案直接影响到建筑项目的成本,但目前结构优化设计技术并没有在前期方案中体现,以致相关的设计人员在进行房屋建筑结构设计时,常常忽略建筑结构的可行性和合理性,这样不但使得设计成本增加,同时增大了机构设计的难度。因此,设计人员在前期设计时要充分的融入优化设计方案,实现各个环节的最优化。
2、细部优化
除了注重整体设计,还要加强对结构基本构建的精细设计。同时随着计算机技术和优化设计理论的相互结合,优化设计已经逐渐从工程实践问题向数学问题过渡,所以,设计人员还要加强自身计算机技术的优化设计分析水平,使设计更加合理科学。
结束语
建筑物的性能指标包括很多。一栋合格的建筑物,应该具备质量优良、外形美观、结构完整的特点。房屋结构设计质量的好坏,关系到建筑物整体功能的发挥。房屋建筑的优化设计不仅可以提高建筑的功能性、安全性和耐久性,而且还可以在满足人们对各种功能要求的基础上,提升建筑物的美观性和经济性,同时希望通过优化过程合理的降低工程造价, 实现社会价值与经济价值的双向发展。
参考文献
[1] 张英迪. 试析结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用[J]. 科技与企业,2012(22).
[2] 陈俊. 浅谈结构设计优化设计技术与其在房屋结构设计中的应用[J].科技致富向导,2013(02)
[3]刘庆贵. 试论房屋建筑结构设计中应用优化技术[J]. 现代商贸工业,2013.
关键词:住宅;建筑设计;问题
中图分类号:TU71文献标识码: A
前言
对于现代的住宅建筑设计来说,最为重要的便是在进行建筑设计的过程中,充分的研究和剖析人们的居住生活模式以及人类自身的居住习惯,只有了解了每一个人的需求,才能在住宅设计的同时将所谓的新工艺,新技术以及新材料,新设备充分的与人性化相融合,让建筑设计的观念不断的更新,和时代接轨,这样才能设计出更多的先进实用以及物美价廉的经济型住宅建筑。
因此,对于当代的住宅建筑的设计规划来说,想要让住宅中充满现代气息,住宅应有更大的余地能让小业主自由的分隔使用空间,刻意的去追求几室几厅是完全不必要的建筑设计中没有房间越大越时尚这一定论,这个理念无疑是十分错误的。住宅建筑的设计,需要对不同的环境、建筑面积以及居住的人群进行分析,同时注意房屋的使用者处于什么样的消费阶层,这样才能更加合理的分配房屋各个空间的面积,同时根据这些结论去设计房屋的核心。总之,在进行住宅建筑的设计过程中,设计人员不能千人一面的设计,需要将以人为本,为人民服务的理念作为创作核心,这样才能更加完善的设计出优秀的住宅。
一、建筑设计的要素分析
1.功能。建筑设计最为主要的要素就是功能要素,主要就是指建筑的使用功能。在如今的建筑中主要的功能就是住宅和商业用途,因此,在实际的建筑设计的过程中,设计人员需要根据建筑的使用功能进行设计,这样才能够确保建筑最基本的用途。住宅功能空间要满足住户正常的居住要求,不能出现房间比例失调不能给家具摆放、室内装修产生硬伤。
2.美观。美观性主要就是指能够让建筑的使用者感觉到舒服,在建筑的色彩以及结构等方面能够让用户满意。色彩方面比如建筑外立面色彩一般不采用大面积的太“亮丽”的颜色应该选择低调、内涵的颜色。结构方面不是让外立面产生建筑无法处理的结构构件、室内房间里尽量避免有梁和大的柱子边的存在。尤其对一些高档住宅和一些高档商业建筑来说,对建筑的美观性要求是非常高的。
3.经济。经济因素也是在建筑设计中需要考虑的因素,由于建设企业进行建筑工程建设的主要目的就是获得经济效益,因此,设计人员在实际的设计中,需要进行合理设计实现节约资金的目的,这样才能够使建设单位获得利益最大化。比如在设计中尽量减小地下车库的埋深和地下车库的建筑面积,和尽量让建筑内部的梁能搭在柱子上,减少梁搭梁、梁抬柱、大跨度挑梁的情况。
4.技术。在建筑设计的过程中,还需要考虑到建筑技术的因素,建筑技术主要是包括建筑材料、建筑结构、建筑物理、建筑构造、建筑设备与建筑工程施工技术等各项技术保障。 在建筑设计过程中必须充分考虑建筑材料的选择,严格按照建筑结构设计规范,根据建筑物理要求,在建筑设备与建筑施工技术等方面进行详细设计,全方位考虑问题。应该尽量控制建筑的窗墙比,这样可以很好的控制门窗框料和玻璃的造价,外墙及屋面节能材料选择环保、廉价的品种。
二、当前住宅建筑设计中存在的问题
在当前社会,为了追求更加舒适高档的住宅,这种需求让住宅建筑逐渐的出现商品化以及市场化的特点,虽然这种潮流可以让住宅建筑设计的发展更加迅速,但是,随之而来的是更加纷乱的住宅建筑设计,凌乱毫无规律的住宅纷纷涌现,也让住宅建筑中的问题频繁出现,对于住宅市场产生消极的影响,当前为止,住宅建筑设计中主要存在如下问题:
1.在使用错层式设计时无法因地制宜
在进行建筑设计过程中,错层式可以作为一种十分优秀的设计处理手法,但是,无论是什么样的设计方案,都需要做到因地制宜,而错误的使用方案,没有根据现场的环境以及数据进行分析,反而悠然的盲目使用,这便会产生巨大的问题,例如在小面积户型设计中使用错层式,例如在小面积房屋设计中采用跃层式,都会对于人们的居住产生巨大的影响。在一些面积不大的住宅中,如果采用错层式设计方法,不但会让房间的幅度减少,更是会让房间显得十分拥挤,充满了小气。另外,如果错层式错用在了地震区域,更是会由于建筑的形体上不对称,导致平面和立面上出现突然的变化而降低房屋的抗震强度,在地震发生时会带来灾难性的影响。
同理,在跃层设计的使用过程中,尽量不要在面积较小的住宅中使用这种处理方式,对于普通的小面积多层或者高层住宅来说,由于房间面积较小,普通的一户一层的设计可以完全满足居民对于房屋居住的需要,而跃层设计往往是为了让房间内更加的气派,面积更加宽广,室内设计更加别具一格罢了,并没有实际的功能,反而浪费了一个套内楼梯所占的空间。另外,如果跃层设计使用在面积较小的建筑中,往往会由于层与层之间的距离加大,老人及儿童等腿脚不方便的居民在上楼和下楼的过程中无法方便的行走。
2.厨房与卫生间存在不足
在现代的大多数住宅中,厨房以及卫生间的管线设计完全不符合人性化的设计理念,不存在一个统一的标准,各个专业为了强调自身的特点,完全没有协调性,让使用水平大幅度下降,另外,由于煤气等管线穿行在厨房中,导致厨房中一些橱柜,碗架等家具的放置产生了巨大的问题。
厨房较小,卫生间偏大,更是当今社会中住宅的通病,在大部分经济适用房中,过大的卫生间往往不会为住宅的居住带来舒适,反而会因为卫生间的过大导致房间面积缩小,这样一来卫生间的设计弊病便凸现出来,同时管线的铺设,电源的位置及架构,都需要按照人性化标准来设计,在国内大部分建筑都缺乏这种设计理念。
三、当前住宅建筑设计存在问题的解决建议
1.坚持功能空间的分离
在住宅建筑的设计过程中,将住宅中不同的功能空间进行分离是一个十分有效的设计方法,这样的设计方法可以让空间内的专业使用功能得到有效的提高,一般来讲需要做到公私分离,食寝分离,也就是说将房屋内部的空间分为卧室、起居室等私密空间以及会客、娱乐等公共空间,按照公用与私用的方式进行设计分离,另外,主卫与客卫在使用及洁具布置上也需要合理的设计分离,两者决不能混为一谈,否则大幅度降低房屋的品质。
2.厨房与卫生间分布协调,管线架设人性化
作为家务劳动的核心空间,厨房需要对于形状和尺寸进行把握之后才能完善的设计,厨房内的空间需要根据不同的劳动进行分配,例如厨房内需要保证烹饪时的各种需求,还需要有足够的空间放置电饭煲、微波炉等家电。
卫生间则需要保证和整个房屋的面积相协调,保持着一定的比例随着房屋的增大而增加,这样才是最完备的设计思路,另外,在卫生间的设计过程中可以增加上部分空间的吊柜一遍存放物品,同时管线的假设根据人体的平均身高来铺设,这样可以保证居住的舒适。
3.保证平面布局的多元化
在房屋的选择过程中,居住者往往会根据自身不同的社会层次,审美方式等方面的要求进行选择,因此在进行房屋的设计时,需要对不同居住者的不同性格差异进行配置,也可以在建筑的设计时开设不同的套型平面,让每一个套型之间都产生差异,用以满足不同人的不同需求。比如有的设计完全采用大空间的手法,可以根据住户的要求重新分割户内空间,满足住户个性化的需求
结语
综上所述,在现代化住宅建设中还存在了某些设计问题,上文针对这些问题提出了相应的对策。因此,在现代的住宅建筑设计中,和时代接轨,顺应时展才能让住宅更加舒适,具有时代特色,作为当代建筑设计师,只有将以人为本的理念融入设计中,一心一意的坚持安全经济美观的基本原则,这样才能让建筑的质量不断提高,让建筑技术不断完善,让居民的居住环境更加舒适便捷。
参考文献:
[1]沉思与独白―谈住宅和居住环境的设计《住宅科技》1992年01期.
关键词:建筑设计;建筑节能;实用性和时效性
中图分类号:TU201.5 文献标识码:A 文章编号:2306-1499(2014)12-
1.住宅建筑节能设计的现状
技术标准体系还不够健全。当前的建筑节能标准没有独立的、完备的体系,是分别编制在不同专业的标准体系中。建筑节能因涉及各专业学科,为达到总体的节能目标,要求其标准技术内容应统筹部署,并充分利用各专业技术,才能实现最大的节能效率。目前实际参与建筑节能设计的专业主要有建筑、暖通空调等专业,而对节能设计执行的相关环节比如结构、智能以及施工等并没有相应完善的技术标准体系支持。另外,在节能标准制定上,建筑师的参与还不够,导致节能标准在各专业间缺乏连贯性。总体上看,缺乏建筑节能标准的技术配套文件,从而无法为建筑节能工作的开展适时提供全面的、必要的技术依据。
建筑节能设计相关的外部环境也制约着建筑节能设计的有效实施。国家对建筑节能技术创新技术支持力度不够,可再生能源在建筑中的应用进度缓慢,建筑节能建材市场监管缺乏,管理部门的监管存在一定的问题,验收把关不严格,部分企业内部管理薄弱,节能效率的最终评定缺乏依据等等,以上这些外部因素,对建筑节能设计也有制约的作用,使建筑节能设计未能在实践中得到很好的重视,从而达到真正的节能。
2.影响住宅建筑节能设计的因素
2.1合理的节能规划和结构设计技术对建筑设计的影响
为了节约能源,在设计建筑平面的过程中,应尽量追求简单与平整,减少楼房的凸凹设计,保证建筑体型系数的合理性。建筑体型系数是指:建筑的外表面积与建筑体积的比值。建筑体型系数在很大程度上影响着楼房的能耗情况。一般而言,如果建筑设计的体型系数较大,凸凹变化比较明显,这样的设计符合人们的审美要求,但是美观程度并不是与建筑体型系数成正比的,当建筑体型系数过大时,房子并不美观。对于建筑设计,不能只是单纯的追求表面美,更重要的是考虑建筑的能耗节约功能。
对于住宅设计,应考虑多个方面,比如建筑的方位、间距、朝向等等。其中,节能规划是住宅设计的一个重要方面,在设计的过程中,需要分析本地区的环境、大气流向以及阳光辐射等气候条件,只有楼房以上几个要素的设计比较合理,才能为用户提供较好的气候环境,才能适合人们居住,具体而言,包括以下几个方面:合理的设计应使楼房之间保持恰当的距离,从而使各个楼层获得足够的光照,在夏天,充分利用主导风向以及通风条件,促进整个建筑的热量散失,在冬天,避免主要房间对着主导风向,降低能量的损耗。
2.2节能新技术和新能源对建筑节能设计的影响
新的节能技术的研发,改变了传统的建筑结构。比如,在科技水平较高的美国,太阳能已经于建筑结构融为一体,使太阳能成为整个建筑设计的一部分。太阳能与整个建筑的有效合一将是以后太阳能行业的主要奋斗方向。
太阳能新能源的使用。有两种太阳能系统在当前的生产生活中广泛使用,一种是主动式的太阳能系统,一种是被动式的太阳能系统。在当前,为生产或者生活提供热水主要采用的是被动式的太阳能即热供水系统,这种利用形式在我国大部分地区得到了广泛的使用。而通过将太阳能转化成为可利用的电能的这种系统,就是主动式太阳能系统,其由外在电源的启动并且帮助其运行,使用电扇或者泵进行对太阳能的转换和传递。
地热新能源的使用。因为深层土壤和地下水以及湖泊水等受自然季节变化的影响程度比较小,温度的稳定性较高,所以通过水来作为能量的传输介质,在进行深水层的交换时候,将地热从地下水中提取出来,给室内进行供暖。夏季也可以作为冷气源,通过热的交换,通过地下水的循环,将室内的热量释放到土壤或者地表水中。
3.住宅建筑节能设计的措施
3.1绿化小区环境,利于夏季降温节能。绿色的建筑一定离不开绿色的环境,我们要充分合理利用建筑周围的环境,比如花草树木、水面、假山等。房屋顶楼一般采光比较好,但是夏天的时候日照强烈。如果房顶是一般的房屋设计,势必不利于夏季降温,不防在屋顶放些花盆植被,一来可以阻热,二来促进了大气循环,美化了环境。
3.2优质保温材料的使用,减少热能损耗。
在通常情况下,墙体在建筑中扮演的角色是护的主体部分,使用强度较低和蓄热能力较强、保温性能高的砌块墙和复合式的墙体构成。当今在我国,墙体的节能在使用中主要由以下几种措施。一是外墙由单一材料砌成,也就是外墙采用隔热性能好以及保温较好的保温材料做成。二是在外墙内增加一些保温型的材料,做好外墙的保温措施。比如在粉刷外墙时,使用具有保温作用的石膏,或者在墙体上贴上保温面板。三是将保温材料夹到墙体的中的保温夹心型的复合墙的墙体。四是对于墙体之外的保温,也就是将保温材料粘在墙体外墙的外面,通常这种施工设计的节能技术是当前比较常用的节能技术之一。
3.3住宅门窗的节能设计
住宅的外门窗作为建筑能耗散失率较高的部分,在保证建筑的采光、观景以及通风的情况下,要尽可能的提升门窗的密闭性,使用适当的窗墙比例,能够有效的改善门窗的保温性能,因此而提高门窗的隔热保温性能。当前门窗保温通用的措施有以下几个。在使用墙体窗墙的面积比例时,尽量降低窗墙的面积比例。换个说法就是,想要减小传热的散耗量并且其空气渗透好,墙体窗户的面积就要越小,对建筑的节能是极为有利的。想要达到有效的节能效果,就要做到冷空气的渗入量有效的减少以及建筑外门窗的密闭性能的提高,通常就要考虑比较好的新型密封性能好的材料。其次为了有效的提高墙体和门窗框之间的缝隙的密封效果,还要考虑在墙体与门窗框中夹入弹性松软的保温材料,比如密封胶或毛毡等。使用橡胶等具有密封性能的材料在门扇和门框中间可以进行密封,提高建筑节能环保的有效措施,同时,有效的改善了外部门窗自身的保温隔热效果。
3.4建筑外墙的设计
建筑的主要结构就是建筑的外墙,建筑外墙的材料使用和设计风格决定建筑主体的能源消耗水平。建筑外墙要考虑到保温,保温材料可以有效地减少建筑在使用中的能源消耗。很多保温墙的利用不仅美观而且更加实用、耐用。住宅的保温墙设计分为室内保温墙和室外保温墙,保温墙不但施工方便,对于保温的效率也更加高,对于室内的保温起到很好地作用。外保温墙还可以使室内的装潢更加方便,保护保温材料的外露、增加室内面积、增加室内保温性能等。
4.结语
环保节约性建筑的设计是当今建筑的主题概念,我们要贯彻可持续发展战略,推动全社会的绿色、节能、环保,创造一个美好的环境做出努力。建筑节能对建筑业的发展有着至关重要的作用,抓好房屋建筑的节能设计更是建筑工程的重中之重,合理有效地利用建筑能源,提高建筑能源的利用效率,对于经济的可持续发展具有重大的意义,因而,对于房屋建筑的节能规划和设计工作要做到位,切实做好墙体节能设计、门窗节能设计和屋面节能设计,以期促进房屋建筑节能技术的改进,从而提高经济和社会效益。
参考文献:
[1] 梁 敏.外墙外保温的应用及发展[J].中国科技博览,2009 [2] 探讨房屋建筑节能设计与其前景展望