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BIM技术主要指利用3D数字技术对建筑物实体建立仿真模型,从理论上说等于在虚拟的平台上进行建筑物的模拟设计,并对施工过程、进度、后期维护管理等进行模仿,实现建筑工程的数字化管理,为建筑的实际施工奠定坚实的理论基础。
2BIM技术的特点
2.1可视化
传统的建筑设计只能通过纸张或者计算机2D/3D软件完成,其主要作用是为后期施工提供相应的规格尺寸及效果展示,但还需要借助人们的空间想象才能将整个建筑在自己的脑海中呈现。BIM技术的出现为建筑模型的直观展现提供了平台,设计人员的设计理念能够直接在建筑模型中展示出来,有助于建筑企业内部的人员交流,并对相关的设计进行讨论,做出最佳决策。
2.2协调性
协调性首先是建筑企业内部各专业人员间的组织协调,在内部形成一个有效的标准性文件,便与推动建筑工程的进程。另外BIM技术还能够在建筑内部相关布置以及空间设置上起到协调的效果,例如楼梯井的布置、防火区布置、水管布置、线路布置以及其他辅助布置等。
2.3模拟性
传统建筑设计在施工前只存在一个理论上的工程项目,具体效果只有等到施工后才能体现,很多难以预料的问题会在施工中一一呈现出来,但难以进行更正,最有效的方法是在设计中消除问题,进行设计优化。BIM技术能够利用建立模型来模仿现实中的建筑,并通过其表现形态得出一些具有重要参考意义的数据。例如在进行材料配与承受应力之间的关系时,仅仅通过经验与猜测难以找到最佳配比的真实比例,因此可以借助BIM技术将利用优化技术设计的方案数据输入仿真系统中,模拟房屋的结构,在模拟环境中测试不同材料比例的受力情况,将得到的数据绘制成统计图,明确找到最佳配比点。只要不存在突然变数,计BIM技术得到的结果一般比较准确。由此可见,设计人员在建筑设计之初时可以结合BIM技术,对设计的可行性通过模型进行仿真,让设计可能存在的问题及早呈现并将其消除,减少施工中不确定性,便于设计工作的进行,减少设计偏差。另外通过BIM技术还能够实现自动出图功能,提高了建筑设计效率。
3BIM技术在建筑设计中的应用
3.1BIM技术在建筑空间规划上的应用
空间规划是建筑设计的第一步,在选定建筑地点后可以对当地的空间进行地形分析,尤其是在地形比较复杂的建筑基地上地形分析必不可少。通过BIM技术对建筑基地进行空间分析,例如具体的坡高、斜率、以及坡向等分析,对于建在地形复杂地区的建筑物可以利用BIM技术进行初步探索,为设计工作提供有力的支持,开阔思路。在坡度分析是可以利用GIS建模,并对其中的各项参数进行模拟,设计人员能够对根据需要从不同角度进行探索,并生成一系列基础数据,供后期设计参考。地形探索完毕后即可进行与建筑物的空间规划。对建筑物的空间规划一般利用BIM技术的可视化分析技能,将建筑通过3D技术立体呈现出来,并进行室内的视野分析、规划可视度分析、道路可视分析等,在进行各项分析前首先建立相应的模型,并利用BIM技术进行调试,结合各因素综合参考,得出最佳的空间规划模型。
3.2BIM技术在建筑模型构建上的应用
建筑模型是对建筑实物的替代,在建筑设计中建筑模型可以看做是设计人员设计理念具象化后的产物。在设计过程中,建筑模型具有重要作用,其中包含了各项自然科学及建筑理念,一般来说,建筑模型构建的合理程度将直接决定建筑物的实际质量。计算机原有的三维模型软件虽然能利用3D形式将建筑物呈现出来,但缺乏灵活性,在信息标注上存在一定的局限性,无法将众多信息融为一体,缺乏参考性。建筑物模型构建首先需要为建筑物构建一定的物理条件,保证物理条件适当后即可将相关的设计方法和理念加入其中,开始构架建筑物的具体状态和具体特征,并对建筑物的内部及外部进行全方位分析,确保建筑模型的合理性。在建筑结构中一定要加入建筑常用的参数,将建筑物量化,改变传统建筑模型缺乏灵活性及参考性的弊端,实现人与建筑模型的直观对话。此处的参数化模型相当于一个实用的数据库,设计人员能够从中得到有效信息与科学性启发,并在原有的基础上进行设计延伸,减少不合理设计出现的可能性,找出建筑各组成部分间的联系,简化施工过程,提高建筑物的整体质量。
3.3BIM技术的仿真技术应用
BIM技术相比于传统建筑设计不仅实现了建筑的参数化设计,还有效的将计算机仿真技术应用起来。设计人员在将建筑物设计完成后可以通过计算机仿真技术对建筑物的各项标准进行检验,确保在受力以及各建筑部分协调上具有可行性,最低标准是在使用期内不能发生结构安全,同时在建筑过程中应该体现经济性特点。在设计中除了要满足日常居住需求还要考虑一些突况,例如受到重物的冲击或者地震等因素的影响,保证承受一定范围外力的影响,降低居民的生命财产安全。在设计中应该考虑到相关因素可能造成的影响,利用BIM技术对设计方案进行演练,并结合仿真结果在设计之初需要理由巧妙地力学原理,从不同角度进行受力分析,例如在建筑物的抗震能力可以通过仿真来实现。
4结束语
国家已明确提出要走建设资源节约型社会的路线,建筑节能就是节约资源的重要组成部分。所谓的建筑节能,就是在保证建筑主体结构功能的基础上力求做到节约资源,即利用一定量的节能保温材料使其发挥最大的保温隔热功效。相关数据证明,在各种建筑架构中,围护结构的能源消耗率是最高的,占整个建筑资源消耗的一半以上。建筑外墙节能保温主要分为内保温与外保温两种(也有两者同时出现的情况)。其中,外墙外节能保温技术集多种优点于一身,包括:施工简单、方便、快捷,容易控制施工进度,提高施工效率,经久耐用性较强,施工技术和施工方法先进等,这些优点决定了其在各种节能保温技术当中脱颖而出,受到欢迎。另外,外保温技术是和内保温技术相对的,其也处在发展和普及阶段,这种建筑保温节能技术正受到大力的推广。与内保温节能技术不同,外保温节能的技术更加先进与科学,其优越性是显而易见的,如果内节能保温和外节能保温在材料选用、尺寸厚度相同的情况下,外保温方式的保温效果更加明显。此外,外节能保温技术的适用范围更为广阔,不论是改造后的旧楼、破楼,还是新建的建筑,外保温技术一律适用。除了以上几个方面,外保温技术的优点主要集中在以下几个方面:由于其设置方位的特殊性,即设置在建筑护结构的外侧,所以能够对建筑主体起到很好的保护作用,使得建筑能够更加禁得住时间和外部因素的考验,扩大了建筑的空间,使住户住的放心、住的安心。
2外墙外保护技术在建筑设计中运用的可行性分析
经过各种反复而大量的科学实验和数据分析,已经证实这种具有技术和理论支持的外墙外保温技术拥有极大的可行性,并且随着技术的不断完善和发展,相信外墙外保温技术的推广只是时间上的问题。但是,在实际的建筑外墙施工中,此技术的实施还是存在一定的技术难度,这也是由于当前施工技术与工艺不十分完善所导致,但这并不影响此技术受到建筑行业和施工单位的青睐。外墙外保温技术不同于外墙内保温,它具有更广泛的适用性和更优良的保温效果在施工完成后,拥有更长的使用寿命,还能一定程度上增加建筑室内空间,降低冷凝结露问题的出现,使建筑物的更适宜居住和使用。而且,此种保温技术的应用还能提高建筑物护墙体的耐久性,降低建筑物的形变和裂缝率,从而保证建筑物的结构完整和安全,尤其是对经常出现暴雨雪天气的地区,此技术更具有适用性。另外,此技术具有极大的适用性,不论是新楼层施工,还是旧楼层施工,都能够有效运用,这也决定了其必然会被推广到建筑施工行业。虽墙体综合造价略有增加,但节省采暖设备投入,使用后空调采暖费用降低,节约能源,节土利废,综合效益明显。当然,这些因素都直接为其在建筑设计中的广泛运用提供了可能。
3外墙外保温技术在建筑设计中的具体运用
正因为外墙外保护技术在技术理论及作用上所表现出来的突出优势,使其在现今的建筑设计中有着十分重要和广阔的使用空间。接下来,将分别先从施工条件、以聚苯颗粒浆料外墙外保温施工技术为例,对其具体运用程序及流程等几个方面的内容进行介绍,具体如下:
3.1基层处理。科学合理的处理墙体外表面对墙体外表面的基本要求是清洁干净,不允许有任何灰尘、砂砾停留表面,一旦发现有污染物粘连,要立即清理干净,达到施工的要求,此外,墙体外表面必须呈90°,不能有任何弯曲,最大偏差控制在5mm以内,一旦超出这个数据,要及时处理,处理的常用材料是水泥砂浆。
3.2涂界面砂浆。在界面涂料的管理和控制工作中,是按照20:35的比例来进行配合和分析的,其水泥砂浆和中砂的配合比是以1:1:1.2为主的综合性配合方式,这对于提高工程施工技术和质量至关重要,但是在配合的过程中一定要注意,严谨在水泥混凝土配和完成之后再进行加水,避免出现漏水和漏浆的现象。
3.3冲筋,打灰饼。在施工的过程中,对于混凝土面筋的控制要严格的进行总结和归纳,一般对于筋宽都是控制在0.5~0.7的范围之内。
3.4保护层施工。在保护层施工的过程中是采用无缝刮墙进行施工的模式,其在施工的过程中仍然是以水泥为主,且在施工的时候更是要严格的禁止出现墙体过于光滑的现象,当墙体结构太过光滑的时候,我们在工作中应当采用刷子将其涂刷成鱼鳞状。当表面用手按不动时施工第二遍,表面用铝合金的刮尺初步刮平,再用木抹子搓平。平整度用2m长靠尺检查,控制在4mm以内。聚苯颗粒保温料的搅拌时间不少于3min~5min,已拌完的保温材料要在3h内用完,3d~7d后施工保护层。
当前高层建筑的数量逐渐增多,而高层建筑在冬天供暖时需要消耗大量能耗。在可持续发展理念的影响下,我国近年来建造了很多节能绿色建筑,这些节能建筑能够让住户在享受舒适生活的同时降低暖通空调的消耗。虽然我国逐渐提高了对建筑暖通节能的重视,但是我国现有的建筑节能技术水平与发达国家相比依然存在很大的差距。这就需要我们对建筑节能技术进行深入研究,明确建筑节能设计的基本原则,通过合理的建筑暖通节能设计降低建筑能耗。在建筑项目中暖通空调节能设计的基本原则包括以下几点。
1.1合理控制通风量以保障空气品质
在建筑项目中对暖通空调进行设计时,不仅需要让室内的通风量尽可能大,也需要对进排风进行合理控制,对室内气流进行合理组织,以达到消除室内异味、浮尘与细菌的目的。通过合理的通风控制,不仅可以并保障室内空气质量,改善住宅的居住环境,也符合节能的要求。
1.2保障室内的热舒适度符合要求
室内热舒适度的影响因素包括温度、风速、湿度以及辐射温度等。在对暖通空调进行设计时,就需要对这些影响因素进行分析,通过巧妙组合保障它们的合适比例,进而满足室内舒适度。例如,由于建筑围护结构具有一定的热传导性,可以借助该部分降低室外温度变化对室内的影响,营造良好的室内微气候。
1.3保障局部与整体设计的协调性
对于人口较为密集的建筑如写字楼等,可以采用集中供暖的方式来减少能耗。但是在对建筑进行整体暖通设计时,也需要满足个体需求的差异性,保障节能控制有一定的弹性空间。在对暖通空调进行设计时,首先保障每个房间能够独立进行温度调节,然后再对分户热量进行合理设计。
2建筑设计中有效应用暖通节能技术的措施
2.1明确暖通空调的设计参数
建筑设计中暖通空调产生能耗的大小不仅与当地的气候变化有关,也取决于室内温湿度设计的相关参数。在保障夏季室内住户有较好舒适度的前提下,室内温度每升高1摄氏度,暖通空调相应的计算能耗将降低5%至10%左右。而若室内的湿度提升50%左右,则暖通空调的能耗将降低15%左右。在暖通空调总负荷中,新风量所占的负荷约为25%至40%。适当引入新风不仅可以保障室内空气质量,也可以维持室内外适宜的压力差。因此设计过程中应该明确新风量的大小,以尽量降低系统运行能耗。此外,在建筑设计中一些设计人员为提高速度,大多忽视了对图纸的审核工作,很难解决暖通系统中的能耗问题。这就需要项目审核人员加强对设计图纸的审核,及时发现审核过程中存在的问题,并采取必要的措施优化设计方案,以有效降低系统能耗。
2.2合理选择节能技术以提高质量
当前暖通空调设计中应用的节能新技术包括低温送风技术、可变流量技术以及热泵技术等。在建筑暖通设计中应该合理应用这些技术,并对比不同的设计方案,可以提高整体的节能性。与常规的空调系统相比,低温送风技术由于送风温度较低,能够有效降低输送管道的能耗。也可以将低温送风系统与冰水结合起来,以增强系统的制冷效果,进而节约能源。高层建筑中一般采用水-空气空调运行方式,进而为室内提供适宜的温度。但是这样的供暖方式较为复杂,且相应管道与设备需要投入的大量资金,并且维护费用较大。由于暖通系统在冬季的耗能占到总体能耗的25%至30%左右,而夏季的能耗仅为15%左右。这样可以充分应用可变流量技术,合理控制系统各级水泵的流量,并对低级流量进行二次利用,进而避免能量的浪费。热泵技术就是从地热中获取低品位热能,进而转换为人们可以利用热能的一种新型技术。这些暖通节能新技术在暖通设计中的合理应用,可以有效提高暖通系统的节能性。
2.3选择节能性好的设备
在设计过程中也需要选择节能性好的设备,进而为暖通系统的节能性提供保障。对于冷源机主机设备的选择,一般根据能效的高低来确定。与电力制冷剂相比,吸收式制冷剂的能效相对更低,这样在供电充足的情况可以选择电力制冷剂,并综合分析电源、建筑物用途、投资量等因素。在冷却塔运行过程中,风冷方式与水冷方式产生的能耗相差不大,两者的应用各有优势,应该根据实际需求合理选择。暖通系统中锅炉的节能也是十分重要的,设计人员需要对锅炉的运行功率进行合理设计,并在运行中进行合理调节与控制。暖通技术在近年来得到了迅速发展,但是其带来的污染问题也日益凸显,并且能耗越来越大。可以在暖通系统中加入可再生能源,进而减少污染,提高暖通系统的使用寿命。
2.4做好运行管理与维护工作
再好的设计都需要有效的管理提供保障,若管理不当很容易导致浪费。在暖通系统总能耗中主机所占能耗的比例超过60%,因此做好主机的能耗控制工作是节能设计的首要任务。首先根据建筑中主机的数量与功率进行负荷调节,并且详细分析建筑内不同场所暖通系统的负荷,结合室内的不同环境因素制定相应的管理方案,进而找到最佳的方案。这样不仅可以保障室内的舒适度,也可以有效减少系统能耗。在设计暖通系统水泵时一般留有富余,并且只启用了侧面水泵,这样很容易导致水资源浪费。系统主机的制冷效果与水量有一定的关系,但是在水量有限的情况下,多个系统同时工作将增加耗电量。这时候可以采用变频技术控制水泵阀门,若运行中的暖通系统较多则保障阀门全开,保障流量与能耗的一致性,以提高节能效果。此外,水泵中若存在腐蚀、水垢等也会影响系统的制冷效果,可以选择合适的输送设备并设置水处理装置,加强对系统运行过程中输送管网的维护与管理,进而降低系统的能耗。
3结语
关键词:“产学”一体化教学模式;毕业设计;教学改革
1问题的提出
毕业设计是高职建筑设计技术专业最后一次理论与实践相结合的重要教学环节,是适应当前社会需求,培养学生毕业后从事建筑设计、建筑管理等方面的一线工作。虽然毕业设计在高职建筑设计技术专业毕业设计教学中扮演着重要的角色,但在最近几年中,在高职类建筑设计毕业设计教学环节时产生了诸多问题。
1.1学生毕业设计意识淡薄
因为社会就业的压力,一些学生在毕业设计时敷衍了事,投入时间远不够,设计成果利用网络下载拼凑而成。此外,还有一部分学生认为毕业设计课程不再有新颖的知识可学,不如到校外的建筑设计院去学的想法,等到相关建筑顶岗实习和毕业设计时,他们对毕业设计又缺乏进一步思考、探索,对自身缺乏更高的追求,于是整个毕业教学就趋于一种表面形式,管理混乱、松散。所有的这些反映在设计成果上与预期教学目标相去甚远,毕业生专业培养目标大大打了折扣。
1.2教材滞后
我院建筑系建筑设计技术专业建筑设计自编教材,已经启用了十多年,一直没有对教材内容进行修改,近几年,很多建筑设计规范都做了相应的修改与调整,这就使得知识跟不上行业发展;另外,教材对有关建筑法律、建筑规范教学内容的明显缺陷。
1.3毕业设计选题与工程实践脱节
在毕业设计选题设置不够合理,选题与建筑实践脱节,简单重复昨天的故事,一个题目作几届,多年一贯制,未重视因材施教,未发挥学生主观能动性、放飞学生的思路,不能很好地和学生的就业方向相结合,这样做严重地阻碍了学生的个性发展,约束了学生创作激情,促使学生消极应对毕业设计。
1.4指导形式单一、教师力量薄弱
指导形式单一,都是校内实践经验相对缺乏的教师担任毕业设计指导,毕业设计教学与工程实践脱节。在高等职业院校难觅有丰富实践经验、高水平、高学历的设计人才,难以形成有效的毕业设计指导梯队。
1.5毕业设计成果评价体系不清晰
在毕业设计最后考核既没有相应标准,成绩评定又不能完全做到公正、客观、合理、科学。对未能达到毕业设计教学要求的学生降低要求,都给予“放水”,对学生毕业设计成绩的评价持宽容的态度,从而使毕业设计质量达不到预期效果。
1.6毕业答辩缺导向性
答辩时应对学生没有向导性,学生不能很清楚、准确、有效、富有逻辑性地表达自己的设计思想、对自己毕业设计过程的设计思路未能进行卓有成效地梳理,答辩时成了学生与教师之间的一种机械、被动地一问一答的尴尬模式。这样的教学成果仅是让学生简单、初步地了解了整个建筑设计阶段的过程,却与建筑设计院实际工程的建筑设计要求具有很大的差距,致使一些学生临毕业时对建筑施工图尤其是其它专业的图纸识读能力很差,距离高职教育建筑设计技术专业的培养目标相差甚远。
2解决问题———教学改革
在毕业设计中涌现的问题,迫使对毕业设计的教学进行探索和改革,提出“产学”一体化毕业设计教学模式,即将毕业设计教学与实际工程相结合,加强理论在实践中的运用,打破传统单一的师生互动模式,转换为与业主、合作单位、相关职能部门等多方共同参与设计的教学模式,在真实的设计过程中,增强学生创新和实际操作能力,强化专业技能,培养团队协作精神,使毕业生符合市场需求,夯实进入建筑师岗位基础。
2.1毕业设计教学内容市场化
毕业设计教学内容顺应市场要求,符合建筑发展趋势,将最新、最前沿的学科知识、建筑规范、法规引入课堂,反映前沿动态,跟上本专业领域的发展水平,使毕业生一毕业进入市场就能无缝对接建筑设计岗位,较快进入建筑岗位角色。
2.2毕业设计选题真实化、工程化
对毕业设计选题进行改革,打破学生按假定任务书设计的相对静态的传统教学模式。毕业设计选题采用真实、具体工程项目,即“真题真做”方式,与建筑设计院联合,丰富毕业设计选题,激发学生学习热情,尊崇学生建筑梦想憧憬,为学生留有足够的设计发挥空间,拓展学生的知识面与视野,培养首创精神、提高创新意识,体验真实工程的工作步骤,积聚从实践中得到的知识或技能经验,达到毕业设计教学目标。
2.3“双师制”和“邀约制”教学模式合作化
毕业设计中积极实施“双师制”和“邀约制”教学模式。,聘请校外建筑设计院有实践经验的建筑师与我校校内教师一同参与毕业设计教学的合作模式,充分发挥他们实际工程经验的优势,提高毕业生实践运用能力,此外,邀请业主(建设单位)共同参与设计,使毕业设计过程教学中业主(建设单位)、建筑院建筑师、校内教师、其它相关专业等多方参与,在“真题真做”的毕业设计中,使学生能在毕业设计过程中完成岗前的职业培训,实现从学生到建筑院设计人员的实践能力转换,培养与岗位零距离对接的能力,满足企业对应用型人才的需求[1]。
2.4毕业设计评价体系标准化
为激活毕业生学习能动性,提高教学质量,充实学生专业知识、完善专业技能,营造科研生产实践的良性发展,配合“产学”教学模式,结合实际工程,对毕业设计成果的评价体系进行改革,建立客观、公正、合理、具有明确导向性的评价体系,对毕业设计成果采用定性描述、定阶段与定量测评相结合,使评价具有可比性及可操作性;将校外专家、用人单位的评价纳入评价体系,使评价主体具有广泛性与多元性。
2.5毕业设计答辩规范化
毕业答辩是毕业设计过程中最后一个重要组成部分,毕业设计答辩在毕业设计中扮演重要的引导和促进作用。这一环节,我们采取实际工程中的建筑评审会模式,学生自己制作毕业设计PPT演示文件向评审专家答辩组汇报(由专业教师、专业负责人和建筑设计院专家组成),以促使学生能更加敏捷、综合、系统地处理问题,训练学生口头表达自己设计思想的能力,加快学生适应工作岗位。通过答辩可以了解学生驾驭专业知识、分析问题的能力和毕业设计成果质量。在考核学生毕业设计成果时,坚持标准,以设计图为依据,尽量体现学生真实的设计水平。对于部分学生未完成毕业设计,或有原则性错误,或毕业设计成果不完整,答辩时概念性错误较多者,学校都要严格执行成绩评定标准。
3结语
“产学”一体化教学模式,相当程度上鼓舞了学生的学习热情,提升了学生综合分析问题的能力,增强了学生运用专业知识解决实际工程问题的能力,开拓学校与企业间联合办学的新思路。与以往内容单一的毕业设计教学相比较,“产学”一体化教学模式的探索,对我院建筑系是一次大胆且创新的教学改革,积累了一定的教学经验,改革成果初见成效,对未来毕业设计新模式的开拓创新具有积极的示范作用。
作者:万莉 彭敏 单位:江西建设职业技术学院建筑系
参考文献:
1.1高层建筑朝向设计
对于高层建筑设计来说,首先要考虑到的就是优化建筑位置和朝向设计。建筑位置方面主要是针对高层建筑对城市环境的影响,朝向设计方面主要考虑的还是光照的问题,因为阳光是一种很好的能源材料,有效的加以利用,完全可以满足一部分取暖需要。但是就目前的资料来看,每年接收的能量高达60多亿千瓦,如果不能够很好地利用这一部分的资源,从某种程度来说这无异于是最大的浪费。阳光不仅是一项有效的清洁能源,还有益于人的身体健康,对于城市高层建筑节能设计来说,有着重要的意义。在一些比较寒冷的地区进行城市规划的时候应该遵循日照的原理,合理的确定建筑朝向和位置问题,尽可能地使每栋建筑都能够最大限度地接受太阳辐射。所以说,建筑的方位和节能有着非常大的关系,不同的季节、不同的朝向的建筑物所得到的太阳辐射也是不同的,其损失也是不一样的;应该在确定建筑方位的时候考虑环境因素,更好地确定日照时间,同时要把建筑南向开窗面积设计的尽可能大,满足采光的同时,保证建筑能够更好地吸收阳光,保持室内舒适的环境。
1.2高层建筑门窗保温隔热问题
门窗的保温隔热问题,在建筑围护结构当中,和屋面、墙体相比较来说,门窗的保温隔热能力一般还不是很高,在实际的设计中可以通过增加窗户玻璃层数、窗板等一系列方式加以改进。除此之外,还要保证墙体的保温隔热,在高层建筑当中墙体是护的主体结构。就目前我国多年以来墙体建筑来说,都是采用单一的材料,比如说加气混凝土墙体或者是空心砌块墙体等。但是因为最近几年对于建筑节能的需求程度越来越高,其单一的材料导热系数变得越来越大,一般为高效保温材料的30倍以上,完全不能够满足隔热的要求;所以要采用承重材料和高效的保温材料组成复合的墙体,其优势就在于能够保证墙体不会过重,还能够保证承受一定的重量,保证其保温效果良好,所以一般发达国家都会采取这样的方式。如果我国想要达到节能的指标,就应该采用复合墙体,切实做好外墙保温的工作。采用外墙保温技术,是因为保温层置于建筑物围护结构的外侧,在一定程度上缓冲了季节变化而导致结构变形所产生的问题,其避免了霜冻、雨水、暴雪等循环性的破坏问题,减少了一些大气污染和有害气体的侵蚀。研究表明,墙体和屋面保温隔热材料选取很重要,只要选择恰当,厚度在合理的范围之内,其外保温就可以防止和减少墙体和屋面的温度变形现象,在一定程度上可以有效的消除常见的裂缝问题,不但提高了主体结构的使用寿命,同时还减少了长期维修的费用。合理的外保温做法改变了墙体潮湿的情况。通常情况下,内保温应该设定一定的隔汽层,然而在采用外保温的时候,因为蒸汽渗透性高的主体结构材料往往在保温层的内侧,所以要合理选择保温材料,墙体内部才不会出现冷凝的现象,而且不需要设立一定的隔汽层;其结构层的整个墙身的温度都会提高,从而降低了它的含温量,所以说改善墙体的保温性能是非常重要的。
1.3保温墙体保持室内温度平稳
在一定程度上保持室温的稳定,对于家里有老人或者孩子的家庭来说非常重要,如果室内的温差过大,就会导致老人和孩子生病。利用保温墙体,因为其蓄热能量较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用的时候,其室内温度会上升或者出现下降的现象,墙体的结构层能够在一定程度上吸收热量或者是释放热量,很好地控制了室内温度的变化,所以才会出现有利于保持室内恒温的现象。另外一点就是这种节能技术有利于对旧建筑物进行改造,在一定程度上会满足节能的需求,所以对旧房进行节能改造,已经是政府计划之内的事情了,但是和室内的保温相比较来说,采用外保温的方式对旧建筑物进行改造,能够节约成本,而且可以避免拆迁的现象,不影响居民的正常生活。
2屋面保温隔热的设计
从屋面角度进行分析,其保温节能设计也是非常重要的。屋面是结构中的一个重要组成部分,对于这方面的设计也是非常必要的。据材料统计,目前大多数采用的都是倒置式的屋面,将传统的屋面构造中的防水层和保温层进行颠倒,并且将防水层放置到了保温层的下面从而来提高屋面保温隔热的性能。这对于提高抵抗夏季外热作用的能力显得特别重要,在一定程度上减少了空调耗能问题,而且近年来南方的一些城市也采用了城市建筑实行屋面绿化,从而降低建筑消耗。
3采暖系统的节能设计
对于城市采暖系统的节能设计可以从几个方面说起,首先其有一定的优势,就是因为城市供暖事项、城市集中供暖制度和区域供暖制度,在一定程度上能够提高其热效率。其次在管网系统当中,要设立相对应的平衡阀,这样能够使得管网系统起到一个平衡的作用,和没有安装平衡阀的不平衡系统比较来说,在这种情况下,降低室内供暖区域的平均温度,可以从一定程度上节约能源。
4结语
工程技术能力是指以建筑设计工程技术为主体的技术能力,它是一个动态发展的概念。随着现代科技的发展,工程技术能力除了建立在科学原理及其特有的经验技能的基础上,还包括技术组织化程度等重要因素。具体就环境设计专业而言,其与建筑学辅车相依,有着不解之缘。因此,与建筑设计相关的材料、预算以及施工技术等知识,便是对比其他艺术设计专业所特有的专长。多数学生在学习了建筑装饰构造课程以后,对构造图纸的制图技能已经游刃有余,但将图纸转换为真实施工项目却只停留在纸上谈兵的地步,故而在此基础上增进工程技术类实践课程刻不容缓。如木工实习、模型实习等,通过动手实践将课堂所述的设计理论更好地转化为可操作的工程技术能力。
二、当今环境建筑设计专业毕业生“三重”
表达能力,缺一不可表达能力是指人通过一定的方式将自己的知识、见解与他人交流或公之于众的能力,包括言语表达能力、文字表达能力、图纸表达能力、数学表达能力等。其中,针对环境艺术设计专业的学生而言,所需强化训练的主要包括图纸表达能力、文字表达能力及口头表达能力。此“三重”表达能力是学生所应掌握理论与实践知识的对应体,更是应用型创新人才的必备条件。
1.图纸表达能力是对所学艺术理论的直接实践表达
就环境设计专业学生而言,绘制本专业各类图纸的图纸表达能力,是在学习期间要研习的基本能力,更是对所学艺术理论的直接实践。目前,随着科技的发展,计算机辅助设计绘制的效果图越来越受到绘画基础薄弱学生的青睐,学生手绘图纸的实践表达能力是亟待突破的难点。目前,仅利用专业设计表达课程对效果图进行理论讲解与实践训练,无论从学生完成的作业水平还是在各系列设计课程的表现环节中,学生的实践能力都显得十分欠缺,这种情况随处可见。实际上,设计草图的推敲就是学生锻炼快速表达的良机,徒手勾勒流畅线条是设计思维的直接表现,随时都可激发学生的设计灵感。
2.文字表达能力是个人设计理论基础的直接体现
文字表达能力即文字水平的能力,是个人设计理论基础的直接体现。运用语言文字阐明自己的设计思想,使其更为系统化、科学化、条理化,无论是书写设计说明还是撰写相关论文及调研报告等,对于学生而言都是十分重要的。除了开设论文写作课程以外,重要的是培养学生善于调查研究、积累材料、积极阅读的习惯,从而加强理论修养,捕捉设计灵感。
3.口头表达能力是创意理论与设计实践的统一体
针对目前状况来说,生态环境恶化的比较严重,应该在建筑设计的过程中把一些生态环境艺术融入到其中,建筑美不仅包含其建筑本身在设计过程中的美感,同时还含有基本设施。针对建筑而言,城市的相关绿地设施应该对城市面貌进行改善的基础上,对城市的生态平衡应该保持,要对生态环境建设进行不断的重视,只有这样才能够为人们创造良好的生活环境以及生活质量,所以,相关的建筑设计者首先应该在生态环境方面进行入手,在一定程度上使生态环境艺术以及建设设计这两者之间进行有效的融合。
二.保护环境理念的建筑设计
1利用自然环境的建筑设计
在建筑设计的过程中,其设计主要是在小环境下所进行的,虽然建筑设计的美感能够对建筑周围的环境产生一定的促进作用,然而要是在建筑设计过程中没有对自然环境进行有效的保护,那么将会导致自然环境出现恶化,同时也会使生态平衡遭受到破坏。所以,在对建筑进行设计施工的过程中,必须要将环境保护作为基本原则,在对建筑施工时要选择使用一些节能环保的材料,并且要避免一些有毒有害的物质进入到周围的环境当中,同时要将环境保护的思想引入到建筑设计当中,以此来使建筑以及环境能够相互促进、协调发展。
2可再生资源的建筑设计
在对建筑进行设计的过程中,其主要就是对周围的资源以及物质进行有效的整理以及利用,与此同时,环境的物质特点是有着一定的循环性,在建筑中,其本身就是一个集合的能源,同时也是材料以及环境融为一身,所以,对于建筑材料选用的过程中必须要根据可循环利用的特点来进行选择。因此,在建筑设计的过程中,设计人员必须要根据以往的经验以及灵感把建筑以及材料进行有效的结合,并且在最大程度上来对环境当中的可再生资源进行充分的利用,最终实现建筑设计的可持续发展。
3环境保护思想下的生态建筑设计
在对建筑进行设计的过程中,必须要对当地的生态型理论进行引进。关于生态型理论的引进主要就是为了能够实现人和自然能够和谐相处。建筑只是一个环境的局部所在,所以,必须要对局部以及整体之间的关系进行有效处理,与此同时也要对局部调整的同时来对整体的环境进行有效的保护。
三.关于建筑设计和环节艺术二者之间的关系
要想将二者进行有机的结合,必须要对二者之间的关系进行充分的了解,根据建筑来讲,建筑自身就是环节组成的一个重要内容,所以,建筑的美感将会对环境产生直接的影响。然而,对于建筑自身来说,建筑在设计造型的过程中不得不依靠周围的环境。所谓建筑周围的环境主要就是一些绿色的植物,这些植物将会随着气候的变化而发生变化,进而为建筑的外部营造出丰富的空间。由此可知,建筑的设计以及环境艺术二者之间是有着直接的关系。在此之外,由于建筑的设计以及外部环境的有效结合,这也正是人类和自然环境关系的体现所在,进而形成了完美的景观。在城市规划的过程中,将建筑与环境进行有效的结合,从而使建筑的整体轮廓以及周围环境能够前呼后拥,在立面方面能够实现虚实对比以及环境格调相互协调,在流线方面,能够更好的符合环境的肌理,在人类的感觉方面进行出发,通过生理以及心理方面来对空间进行塑造,环境的问题是一个十分复杂的问题,并且环境的性质也会决定着环境问题实质发展的问题,并且要将环境的自然界归纳到人类的生活轨道当中,这样才能够更好的实现人类的现实生活要素。
四.关于生态建筑设计
所谓的生态建筑不仅仅只是对绿色植物的运用,单纯的仅仅只是将颜色改变,最为重要的就是对于一些环保材料的运营以及环保材料的施工。在日益污染的今天,为了能够使我们人类的生活更加健康,设计人员有着义不容辞的责任。目前,建筑是能源消耗的主要领域之一,人们对于建筑的需要也经过了很多的发展过程,第一阶段是冲低能耗甚至是零能耗的阶段,第二个阶段和第三个阶段则是高能耗的阶段,第四个阶段则是目前所强调的生态建筑,生态建筑则是高能量效率以及大量利用可再生资源,进而突出节约能源以及材料循环利用的原则,以此来避免建筑过程中对于环境的损害。
五.总结
在建筑艺术发展的历史长河中,出现了很多设计理念,每种理念都有一定的设计形式,仿生设计形式就是其中一种非常重要的形式。仿生设计突出的特点就是能够非常明确的表达出建筑结构自身所具有的个性,该设计方式主要是应用在材料中,通过材料来体现建筑结构独有的风格。利用仿生设计理念,最突出的优势就是能够将建筑结构的使用价值提高一个层次,与此同时,也能使建筑与周围的大自然环境有效融合起来,进而体现出建筑的艺术美。仿生设计理念以被应用到世界各国,甚至有些国家别有特色的餐馆都是利用仿生设计理念而成,这为国家的旅游业的发展奠定了良好的基础。每个建筑结构经过仿生设计理念的运用,其结构特性将十分突出,因为自然界中动植物的种类多种多样,只要符合建筑结构设计特点,都可以运用各种动植物来进行建筑的设计,通过该种设计既能够体现出当地的地理与民俗环境,从建筑结构中能够让人有一种赏心悦目的舒畅感觉,与大自然的融合是建筑设计所要追求的终极目标。这本身也是对当地文化宣传的一种良好的方式。仿生设计在建筑艺术中的应用,建筑是主体,周围的环境是辅助,只有将两者有机结合,才能更好的展现出仿生设计的灵性,反之,则会有副作用。
2国外仿生设计的应用
国外建筑设计人员对仿生设计理念的应用时间非常长久,通常情况下,国外都将融入这种理念的建筑称之为有机建筑,其设计的原则也主要是建筑与周围环境的有机结合,这也正是将称之为有机建筑的重要原因。流水别墅是运用仿生理念的最典型的建筑,设计人员运用仿生理念,将其设计为方山之宅,给人一种大自然自己打造的房屋的感觉,因此其设计方法就是运用楼板与山体自然的结合,在具体施工时根据建筑整体来选择所需要的建筑材料,仿生设计与普通的建筑设计相比,其对建筑设计人员的要求更高,而这种流水别墅的设计则有更加严格的要求,尤其是突出体现出建筑艺术美感,而且要保证这种美感不能脱离实际。从上述中,我们能够明显的知道,流水别墅是一个非常具有超越性的设计,该设计将建筑结构与周围环境之间的融合达到最佳的切合点,从而给人一种自然美与艺术美。居住舒畅,身心放松,浑然天成,这是流水别墅给居住者切实的感受。目前国家建筑设计人员越来越多应用仿生设计理念,运用原始自然环境中所拥有的物质进行设计,将自然中天然的美感融入到建筑设计中,使建筑具有大自然的气息。最为重要的是,国外建筑设计人员之所以大量的使用这种建筑设计理念,主要是因为这种设计理念比较自由,主要是看设计人员对自然的理解,对美的追求,而且设计人员完全可以按照自己的感情来设计,其约束力比较少。比如有些建筑设计人员比较喜欢动物,其设计的建筑往往类似于某种动物,尤其是动物中某些细节部分,比如纹理等。
3我国建筑结构的仿生设计
我们就以我国园林设计为例,其特点是动静结合,动中有静,静中有动。用色淡雅,朴实,与自然景观相互融合,既不显建筑的单调,又极好地烘托了主题。同时,苏州园林体现了古人对天时,地利,人和的追求。把山"水"树完美地融入他们的生活之中,增加了许多生活情趣。中国古人的园林建筑,讲求一步一景,步步为景,一景多观,百看不厌。因此,中国的苏州园林,讲究心境和自然的统一,互为寄托,即古人所讲的(造境)一一有造境,有写境,然二者颇难分别。山川草木,造化自然,此实境也。因心造境,以手运心,此虚境也。虚而为实,是在笔墨有无间,故古人笔墨具此山苍树秀,水活百润。于天地之外,别有一种灵寄。或率意挥洒,亦皆炼金成液,弃滓存精,曲尽蹈虚揖影之妙。此外,中国的民居建筑和村落也很受国外人士的欢迎。来中国旅游的客人,大都选择住在四合式的小旅社,而不是高级宾馆。不仅是外国人,中国人也越来越重视人与自然的结合。在已批准实施的$中国35世纪议程%中,就将(改善人类居住环境)列入重点内容。强调(森林资源的培育"保护和管理以及可持续发展)和(生物多样性保护)。可见,在人类意识到其重要性后,仿生建筑的概念将逐步深入人心。用仿生学的原理进行城市规划和设计是中国古代传统地理在城市选址"规划"布局和建设的一大特色。中国古代传统讲求天文,地理和人文的相互结合,故而产生了青龙"朱雀"白虎"玄武之说。古代人根据这些条件,创造了许多优秀的建筑。这些环境设计上精心营造(天人合一)意境,刻意体现园林化情调(天人合一)意境和园林化情调,是徽派古民居环境设计中刻意追求的特色和目标。除了这些,还有很多这样能体现本国个性的建筑。而这些建筑,均不是凭空产生,而是建筑师们的精心设计。所谓(设计),是指在建筑物的外形,色彩,材质等方面的改革,使之更能吸引人们的眼球,间接增加它的物质利益。当今建筑,从低空间到高空间,从色彩单一的白墙黑瓦到各种色调的钢筋混凝土,其风格受西方影响越来越显示出现代色彩,国际建筑风格趋于统一,地域特色逐渐变的不明显。为了使本地的建筑有地方特色,成为地方标志性建筑,建筑师们通常仿照一些物品使人们对其印象深刻。虽说现代城市建筑所用建材及造型相差无几,但每个国家都有它独特的建筑风格,即国家个性。只有反映国家个性的建筑才能流传至今,为后人树立典范。
4结束语
关键词:水利工程建筑设计尝试关键未来发展
1.水利工程建筑设计历史背景及现状
水利工程中的建筑设计内容主要是用于容纳和保护水利设施、设备以及配套设施的水工建筑物,比如各种规模泵站的泵房及其配套的配电房、启闭机房等。从广义上讲,也包括水利设施周围的维护、管理用房及管护人员的生活用房等等。
建国以来,我国众多的水利工程以其各自的功能执行着对水资源的治理、开发和利用的任务。但要做好2l世纪中国水利这件大事,就必须将社会、人与水之间的关系纳入水利科学研究之中,提出新的治水战略,将以前不太为人们所重视或者是限于条件尚无力去重视的水利工程建筑艺术创作设计、水资源可持续利用问题、生态环境问题提出并进行研究、探讨和尝试。
水利建筑本身作为一门跨专业的学科,工程往往由水利工程师担当设计,故使用功能、耐久年限等一般不会有大的问题,但不少水利工程师由于缺乏足够的建筑学知识和艺术训练,往往只注重功能的需求而甚少涉及建筑艺术和美观的需要,做有建筑艺术化、环境景观化的水利工程设计力不从心,使得大部分水利建筑给人们的印象都是粗老笨重的钢筋混凝土形象。而建筑艺术创作设计属建筑学理论范畴,但建筑师往往因缺乏水利专业技术知识和对农村水利工程环境的了解,无法胜任水利建筑的设计。在物质文明和精神文明飞速发展的现代社会中,水利建筑越来越多地开始注意视觉效果,很多水利建筑还与旅游景点相结合,成为旅游景观的一部分。南京地区有很多老“三边”水利工程,基本上没有非工程的措施和可持续发展的资源配置,更无力考虑建筑艺术、生态环境等问题,随着水利事业的不断进步.发展与布局矛盾日益突出,管理单位纷纷提出申请,要求进行改造和调整。因此,创造条件进行全面规划、合理布局、统筹兼顾、综合治理,实现“以人为本,工程建设与生态环境协调发展”的新发展战略,以适应当今社会对水利发展的要求,高质量地进行水利工程建筑设计已势在必行。
2.实际工作中的探索与尝试
2002年,根据水利工程建设的发展需要,我院及时调整自己的知识结构,找准水利科技与建筑学两种学科技术的契合点,引进建筑行业的先进技术,成立建筑设计所,将水利工程设计与建筑学相关理论及艺术相结合,把水利工程设计与建筑艺术创作共融于水利建筑一体,先后在南京市六合区红山窑水利枢纽拆建工程、无锡市泊渎港水利枢纽工程、南京市雨花区中兴桥泵站工程、南京化学工业园雨水泵站工程等水利工程设计及江宁区赵村水库水利工程景点和浦口区路南水库“佛手湖”等景观水利工程设计中,尝试实施水利工程建筑艺术创作设计思想,创造了很好的社会和经济效益,实现了文化与技术的交流与跨越,提高了水利建筑的环境价值,增加了设计的科技含量,促进了水利建筑的科技进步。通过几年来的探索研究以及多项工程的设计实践,我们取得了一些成功的经验,得到了广泛的认同和好评。
我们认为水利工程建筑艺术创作设计的几个关键为:
(1)总平面设计
水利建筑总平面设计一般包括水利工程主体建筑物和其他配套设施的总平面布局,主体建筑物一般包括闸、坝、泵站等,配套设施包括管理用房、生活用房、绿化、活动场地等。以泵站为例进行总平面设计,泵站枢纽一般包括的建筑物有:泵房、配电房、办公楼以及职工宿舍、食堂、车库、锅炉房、大门传达室等附属建筑。过去的总体设计中,往往只做水工工程位置图,而不做配套建筑和环境总体规划设计的传统设计模式,这样缺少了对建筑的合理布局和对环境的规划,总图往往有大片位置无设计内容,对这一大片空白区建设单位对其的使用和建设存在普遍的盲目性和无序性。
我们调整了过去老的设计模式,详细规划和建筑环境设计环节,基于水利建筑一般坐落在城市边缘或离城市较远,常与风景区结合等特点,水利建筑的总平面设计不仅要满足基本的使用要求,做到功能分区布局合理,内部交通流线简洁、顺畅、有序,建筑物之间联系方便,减少不同使用功能之间的交叉干扰,而且应注重环境设计,考虑设计绿化、休息空间.职工体育运动场地等,丰富整体空间造型。同时各个建筑物也有集中和分散各种布置方式,各有其优点,具体采用哪一种布置方式,则应因地制宜,根据具体环境而定,或突出建筑,或强调环境。
(2)建筑平面设计
同总平面设计类似,一般水工建筑物的设计程序首先是由水工专业、水机专业、电气专业等提出专业设备布置要求,然后由水工专业和建筑专业共同确定水工建筑物的平面布置形式,建筑专业主要把握建筑在总图布置中与交通的关系,建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、内部交通关系等方面是否满足规范以及使用需要。同时建筑设计人员应积极发挥主动性,考虑建筑空间的有效使用和综合利用。
水工建筑有其固有的特点,其结构的布局是按水工设计规范,满足水力条件和机泵设备安装的要求,在与建筑专业的配合上,需要多方面、多回合的商讨,才能相互协调。几年来,从多项工程的设计中我们体会到,水工结构与建筑艺术的配合过程,是一种磨合和相互适应、相互促进、相互提高的过程。水工设计不仅为水利建筑艺术化创作设计提供了技术保障,更是为营造新型的景观水利、城市化水利工程打下了坚实的基础。水工与建筑设计巧妙结合,可达到减少投资,优化设计,美化环境多重目的。做好水利工程建筑艺术创作设计,树立创新意识,对设计思想的发展非常重要。只有大胆探索,勇于尝试,才能创造出一流品质的现代化水利工程。
(3)建筑造型设计
建筑造型的设计往往反映一幢建筑的性格特征:或粗犷豪放,不拘一格,或温文尔雅,小家碧玉;或强调现代高科技韵味,或注重历史文脉,运用符号、象征等手法表现一种文化底蕴。总之一幢或一组建筑所表现出来的性格,应与它所处的具体环境相协调,而不是靠在设计时凭空想象,或单纯为追随某种所谓“时尚”而臆造出来的东西。同时,即便是在一个整体环境下的一组建筑之间,由于体量的不同,各个建筑物也存在着性格上的个体差异,而这种差异是存在于统一性之中的。如:泵房一般平面为简单的矩型,高度较高,体量较大,这是它的体量本身所表现出来的性格就是大度豪迈。对于这类建筑,由于其本身不可能像公共建筑一样有什么大的形体上的组合、对比关系,设计中要注意“粗中有细”,尽量利用其本身大的体量,通过开窗方式、墙面与柱子关系的进退等手法丰富其细部,以使其看起来不那么单调。如泵房配电房毗邻设计,还可利用与其靠在一起的配电房,使泵房体量作为形体组合的一部分,泵房、配电房一并考虑,以取得形体对比较丰富的组合效果。
对于像启闭机房加两侧桥头堡类的建筑,由于机房本身一般长度较长,有时可达到几百米,设计中应充分运用“韵律”的造型手段,使每跨作为一个造型因素,形成一系列有节奏、韵律的线性体量。桥头堡作为端部的收尾,则形成类似交响曲尾部的,较高的体量同时成为整个工程的标志性建筑,达到令人过目不忘的效果。至于建筑具体的风格是采用现代风格还是仿古甚至所谓欧陆式,一方面多多少少要受到一些流行因素和建设单位喜好的影响,更主要的则是建筑设计师要根据当地的地理、人文环境设计出因时、因地,与环境相宜的建筑。
总之,建筑风格的确定,事关整个水利工程外观表现成败的关键,所以提倡建筑师在设计之前一定要到现场实地考察一下,精心揣摩,想象一下工程建成后的实际效果。
(4)建筑材料
建筑的颜色和质感取决于所用材料,同时也同建筑的造型设计息息相关。由于水工建筑多处在野外.所以抗风性和耐脏性成为比较突出的问题。抗风性主要表现在所选门窗能否承受超常的风荷载.耐脏性问题则要求在建筑表面装饰材料的选材上,尽量选用耐脏性较好,不易积土,耐于水冲刷的材料,如饰面砖、石材、优质外墙漆、铝塑板等。另外为表现水利建筑的特点,在颜色的运用上常用蓝色、白色等冷色系,但不可一概而论,有时暖色系的运用,也能取得较好的效果。
3.对未来发展的思考
水利工程紧紧依托大自然,许多工程甚至就建筑于自然的山水之间。而且,水利工程一般不需全年运行,年运行时间长的几个月,短的甚至只有汛期的几天,有诸多有利条件结合水利工程进行建筑艺术化创作设计。我们应充分利用水利工程依托自然山水的自身优势和秀美的水体环境,通过建筑艺术化创作设计等手段,将单一功能的工程水利设计向多功能的环境景观化水利工程设计转化,形成集水利工程与观光、游览于一体的水利观光景区。
发展多功能环境水利工程建设,创造丰富的水利环境景观,让环境创造价值,实现水土资源的再开发与利用,使之成为都市外花园式的水利观光区,从而吸引社会消费,形成水利工程结合景观建设,带动水利经济的发展,促进水利的良性循环,推动水利事业进一步向前发展,这将不失为一条水利建筑事业面向社会、走向市场的发展之路。例如我们院做的江宁赵村水库工程,现在已成为著名的横山湖风景区,在发挥水利功能的同时,形成了优良的风景,是假日休闲的好去处,水库管理处完全实现了以库养库的目标。结合工程水利,加强建筑艺术创作设计,发展景观水利的设想,对于水利建筑业具有无可替代的重要意义,将成为水利建筑业的发展目标。
参考文献
【1】钱正英.“中国水利的发展方向”,《科技导报》,1998.8.
关键词:防雷接地 ;接地故障;电气设计;
1 防雷接地设计应注意的问题
1)对存在有1区、2区爆炸危险环境的建筑物重视不够,像市政污水厂的沼气压缩机间、沼气控制室、二氧化氯发生间等应根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994(2000年版)第2.0.3条第五款、第六款的规定,按二类防雷建筑物进行设计,而设计人员经常按水厂大部分构筑物一样,按三类防雷进行设计。
2)对一些内部设有信息系统的建筑物,只考虑经计算年预计雷击次数小于0.06次/a,不做防雷设计,根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994(2000年版)第6.1.3条 “在设有信息系统的建筑物需防雷击电磁脉冲的情况下,当该建筑物没有装设防直击雷装置和不处于其它建筑物或物体的保护范围内时,宜按第三类防雷建筑物采取防直击雷的防雷措施”的规定,应考虑按第三类防雷建筑物设计避雷装置。
3)对于像仓库、车库等一些辅助建筑物,计算年预计雷击次数小于0.06次/a,也没有信息系统的建筑物一律按三类防雷建筑物考虑防雷设计,随意抬高防雷类别,尽管对防雷击安全有好处,但也造成了一定的浪费,设计人员在设计中宜按《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994(2000年版) 第2.0.3条的具体规定执行,避免造成浪费。
4)在三类防雷建筑物屋顶利用屋面彩钢板作为避雷接闪器,在屋顶还按20m*20m或24m*16m设置避雷带网格,金属屋面本身是允许作为接闪器的,没必要在做屋面避雷带,可根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994(2000年版) 第4.1.4条的规定核实屋面板的厚度、搭接长度、绝缘被覆层满足要求即可,需要注意的是,该条别注明“薄的油漆保护层或0.5mm 厚沥青层或1mm 厚聚氯乙烯层均不属于绝缘被覆层”,设计人员往往觉得屋面板有绝缘涂层就人为地增设避雷带,造成不必要的浪费。
5)在建筑物采用联合接地时,接地电阻值未按要求设计,根据国标《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004)第5.2.5条“接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时,接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定”。再根据国标《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第12.7.2条第2款 “电子计算机的三种接地系统宜共用接地网,当采用共用接地方式时,其接地电阻应以诸种接地系统中要求接地电阻最小的接地电阻值为依据,当与防雷接地系统共用时,接地电阻值不应大于1欧姆”,可将联合接地电阻最小值取值为1欧姆。
6)一些设计人员在建筑物总配电箱装设了浪涌保护装置后,认为进线电缆不再需要设置防止雷电波侵入的措施,因此进线电缆金属外皮在入户处不再接地及等电位连接,这种做法不妥,浪涌保护器是用于限制暂态过电压和分流浪涌电流的装置,是为了保护连接于电气回路的一些电气设备的安全而设,而进线电缆金属外皮接地及等电位连接是为了防止雷电波侵入及人身安全服务,尽管都有防止大电流、高电压击穿设备的作用,但二者的作用不近相同,应根据相关的规范要求结合工程需要综合考虑,不可利用浪涌保护装置替代接地及等电位连接,反之亦然。
7) 在工程设计中有些设计人员将计算机系统单独接地,没有做等电位连接,这种做法是错误的,不满足国标《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004)第5.1.2条“需要保护的电子信息系统必须采取等电位连接与接地保护措施”。
10 kV系统经低电阻接地后 , 1 0/0.4kV配变电所电气设计应注意的问题
我国 10kV配电网一直采用中性点不接地或 经消弧线圈接地系统 ,其主要优点是在单相接地 后可带故障继续运行 142小时,不致立即中断 供电,相对提高了供电可靠性。随着我国城市10kV网络电缆的增多,对地电容电流大大超过 20A的限值。发生单相接地故障时由于电弧能量 的增大而使其自熄的概率极小 ,从而转化成相问 短路 ,反而扩大了事故,使原有的优点不复存在。 因此 ,近年来一些城市电网根据电网电缆不断增 多的趋势开始改变 10kV不接地系统而采用经低 电阻接地的系统,这对于系统单相接地时降低异 常过电压、改善电气设备运行条件十分有利,但 此系统接地故障时的接地电流可达数百上千安 , 这将给 10/0.4kV配变电所的设计造成一定影响 和变化 。在 10kV中性点不接地系统条件下 , 10/0.4kV配变电所的高压保护接地与低压的系 统接地共用接地极,其接地电阻不大于 4a.10kV 系统发生单相接地故障时,只发出故障报警信号 等等,这些做法我们都已很熟悉。但对 10kV系统 经低电阻接地后会产生什么问题重视不够,在工 程设计中很少去关注和了解作为供电电源的 1 0kV系统采用的是何种接地方式。笔者在审查某大型污水处理厂施工图设计时 ,发现该工程35/10kV总降是由供电局设计的,其 10kV侧利用兼做所用变的接地变压器中性点经 15~/小电阻接地,而厂内 10/0.4kV配变电所的设计仍沿用了1 0kV不接地系统时的做法,设计者完全没有注意到作为电源端的 10kV系统这一改变。 10/0.4kV配变电所作为建筑物配电装置 (有关标准简称为B类电气装置 ),既是 10kV系统的负荷端,同时也是低压系统的电源端 ,当其高压侧工作于低电阻接地系统时,配电设计会有较大的变化。
1)10kV配电系统的电气设计在中性点经低电阻接地后,发生接地故障时故障信号应作用于跳闸,而非只作用于信号;接地故障保护采用零序电流保护,且由于接地故障电流与故障点所在位置无关 ,仅与接地点的过渡电阻 、线路的分布电容和中性点接地电阻有关 ,故只能采用带阶梯时限的零序电流保护来保证上、下级保护动作的选择性;电压互感器的接线由于不再检测零序电压作用于信号 ,而改为V―V接线;10kV系统经低电阻接地后,可降低谐振过电压的幅值 ,抑制了弧光接地过电压,且由于电源的迅速切断,对系统元件的绝缘水平可大为降低 ,如电力电缆的电压等级 u可由 8.7/10kV降为选择 6/10kV等,可见一、二次线的设计都要有所改变。
2)对于低压系统主要是对 10kV侧接地故障过电压对人身和设备危害的防范,如图 l所示,在变电所高压侧发生接地故障时,接地故障电流Id在变 电所接地 电阻 R日上产生 的故障 电压Uf=I承 由于 Id的增大而增大,由于低压系统中性点接地与高压保护接地共用同一 R啦接地极 ,对于 TN系统 ,此一上千伏的故障电压 u 将沿 PE(PEN)线传导至低压系统引起工频暂态过电压引发人身电击事故,对于 TT系统,故障过电压 u虽不会传导到低压电气装置的外露导电部分上而引起电击事故,但却存在对电气设备和线路对地绝缘产生 Uf+U。(相电压 )的工频过电压,造成短路或接地火灾等危害。在设计上应采取的防范措施主要有:
(1)按 《交流电气装置的接地》(DL/T621―1997)标准的要求 ,当变电所和低压用户不在同一建筑物内时,低压系统不得与电源配电变压器的保护接地共用接地装置,即分设两个接地,低压系统 电源接地点应在距该配电变压器适当的地点设置专用接地装置,其接地电阻不大于建筑物户外不具备总等电位联结条件的电气装置则改为局部 TT系统,以防人身电击事故。
(2)当变电所和低压用户在同一建筑物内时,由 于具有总等电位联结的作用,可以共用接地装置。
(3)当变电所和低压用户不在同一建筑物内 时,TT系统应注意降低 10/0.4kV变电所接地电 阻 RB,使 I 和 RB的乘积小于 1200Vt 1,以防低压 装置内绝缘击穿事故。
3 构筑物电气装置的接地 、等电位联结问题
在建筑物的电气设计中,另一个 常见的问题是每一个工艺构筑物 (如各种类型钢 筋混凝土结构的池子 )都设有人工接地极,其接 地电阻有的要求不大于,有的要求不大于 10f2。在图纸的设计说明中有的称其为 “重复接 地”,有的称其为 “等电位接地”,甚至于有的设 计还将整个厂区若干个构筑物的这些接地与向 其供电的配变电所的接地通过用镀锌扁钢相互 连在一起。那么,这样的做法是否正确?有无必要 呢?这其中涉及到对 “重复接地”和 “等电位联结”作用的理解及二者防电击有何不同效果的认 识问题。也反映出在接地与等电位联结关系上的 一些模糊认识 ,正如不少人认为等电位联结就必 须接地,还有的认为等电位联结就是接地 ,实际 二者既有区别又有联系。 按照我国的习惯做法 ,TN系统在进线处设 置接地极作重复接地似乎是必不可少的,规范规定在电气装置距低压系统电源接地点的距离超 过 50m时,PE或 PEN线应重复接地。重复接地 的作用是降低 PE或 PEN线的对地电位 ,从而降 低漏电设备的接触电压;对于三相四线供电线路 PEN线的重复接地还可减轻因 “断零”而烧坏单相用电设备的程度。但 IEC国际标准则更强调等 电位联结在电气安全上的作用,它在防人身电击 、防雷 、防火以及信息设备防干扰等方面都比 接地(指接大地 )有更好的效果。现以水处理构 筑物上的末端回路用电设备一般均为三相电力 设备,且由MCC采用电缆放射式供电,当发生图 2(a)所示的(其中虚线所示为重复接地,点划线 所示为局部等电位联结 )接地故障时,如仅做重 复接地 ,其接地电阻为 RA,则其等效图如图 2 (b)所示。由图可知施加于人体的预期接触电压 为 PE线压降在 RA上的分压 ,其值为 I ×z × D 。试举例如下: K B十K‘A 假设该用电回路为 4芯等截面 16mm PVC 铜芯电缆 ,长度 100m,ZL=Z~e=O.13f/(线芯温度 T T一’一'n 0=70~C),Id=丽 万 =846A,Ut d D 1nh z u_ ‘A =8460・131078・6V > 50V PE 4+(接触电压限值 );如取 R =4Q,则 U,--55V>50V。 可见仅做重复接地时,无论其接地电阻是 10t"/ 或均存在电击危险的可能。
如果不做重复接地,而只将电气装置外露可 导电部分与伸手可及范围 (2.5m)的装置外导电 部分 (如金属栏杆等 )以及人站立处的构筑物钢 筋这三者之问做辅助或局部等电位联结,则漏电 设备与人体之间不存在电位差,因而也就无由发 生人身电击危险。 我国的接地规范推荐充分利用自然接地体 做接地极 ,不但节省土石方工作量和钢材 ,而且 寿命长,电阻低。在利用构筑物的结构钢筋实施等电位联结的同时,也达到了重复接地的目的。可见,采用等电位联结是消除电击危险最为经济 有效的办法。IEC标准认为,I类设备的外露导电
在建筑形式和数量不断增多的前提下,工程项目中所涉及的信息量也越来越大,这些信息如果得到及时收集,并加以利用,那么对于其他建筑工程的建设将会具有极大的推动作用。不但能够缩短工期,还能够加有效节约成本,提高施工质量,除此之外还能够更好的避免很多施工事故的发生,因此,信息技术在我国建筑工程中的优势非常显著。但是现阶段,我国还是应该采取一定的措施更好的发展和推广这项技术,这样才能够将次技术的优势充分发挥出来,有效的节约成本,提高施工效率以及施工安全保障。在这个基础之上,我国相关技术人员应该全方面,高效率的对BIM技术的核心技术原理进行研究,可以说,此项技术是我国建筑设计领域的新起点,是一次革命性的开始,因此具有非常巨大的现实意义。
二、BIM模型所包含的设计项目
1.构件方面
BIM技术在建筑结构构件设计中具有非常重要的作用,其中内容很丰富,包括构建材料、几何尺寸以及荷载等信息,这些信息能够非常直观的显示出来,相关的设计人员能够随时进行使用和分享。尤其是在结构节点设计方面,BIM技术的使用,能够快速和直接进行构件作用的判断,将梁、板以及墙、柱等部分的信息进行定义,同时能够对连接构件做出更加合理的判定,这样是为了更好的将其与节点的进行匹配,这样就能够将所建立模型的信息进行科学地参数计算。比如,建筑设计中的混凝土构件,BIM技术能够将其使用量的多少以及钢筋的用量进行准确预测,并将其现实在模型信息中。
2.整体层次关系
使用BIM技术,必须要建模,而模型的构件需要大量的信息数据,在虚拟的条件下,模型能够非常正确完整将结构进行优化调整,为人们提供最合理、最具可行性的施工方案,同时,还可以缓解施工过程中所产生的突发问题,协调各部分施工之间的关系,BIM技术可以及时搜集并整理各种施工信息,并实现分享,施工人员以及技术人员在需要的时候可以随时进行查阅和使用,为建筑结构整体分析计算提供更多依据。
三、BIM模型的层次应用
1.BIM模型的集成化应用
BIM模型采用的是参数化的描述方式,这种方法是目前最合理的信息单元描述方式,能够非常准确的将建筑结构中的梁、墙以及柱等部分建立模型,在建立模型的时候,建筑物实际上就是真实的展现过程中,其内部信息以及内涵都会被描述出来。另外,在建立模型的这个过程中,系统还会对结构中大量物理信息进行全面的分析,进行分类处理。技术人员能够更加直观,便捷、多方位的对建筑物的构造情况进行了解,从而有效避免很多设计上失误,以及事故的发生。
BIM技术的核心就是利用数据库模型体现出各个设计参数,这使很多结构模型都和实体结构参数相互一致,参数在形成模型化后,会根据不同的构件特征形成相互的规则性,使模型设计能够和实际施工相互联系。
3.信息共享和交换
在结构设计完成后,BIM模型能够直接读取结构设计中的信息,并且结合这些信息建立完整的结构分析模型。三维模型的结构布置保持与分析模型相互一致的状态,使结构状态得到高度的统一,建筑信息模型在传统的模型分析上往往以数据作为基础,BIM在读取数据的过程中,使数据文件转换为自身的结构形式,最终实现设计流程中的资源共享,以此提高资源的协调应用能力。
四、结构设计中BIM应用的难点
1.应用BIM技术的三维设计工具软件(Revit釆等)用了较多的模块参变量和系统参数,与二维创建视图技术有很大的不同,软件需要兼顾与二维设计习惯的一致性,所以模块参变量和系统参数比常规工具软件要复杂很多倍,这就使得应用中因为系统参数设置不当或参数与参数之间不匹配而导致很多意想不到的问题。
2.在进行结构设计时,很多结构形式十分特殊,这就需要特殊的结构模块对其进行控制,但是三维图形和剖面视图不能形成理想的施工效果,很多设计者会因此放弃BIM技术,而使用原始的二维绘图设计方案
3.结构工程师在建立BIM模型时,注重的问题主要是物理模型能否自动生成平法施工图文档,以及能否正确转化为可以被结构分析软件认可的结构分析模型。在结构设计中,安全性分析计算是首要环节和重要问题。BIM建立的是完全的数据库式模型,从理论上来说,实现BIM物理模型与结构分析模型之间的双向链接是完全可行的。
五、BIM在结构设计中的处理办法
1.建立完整的项目样板
在建筑结构设计中,项目样板是所有设计中的基础,而项目样板设计所包含内容很多,具体为标准化处理的线型、字体以及符号等方面。而BIM技术的应用,能够快速有效的建立完整的样板,并且能够避免很多必要的重复,减少无用功,提高工作效率,现阶段,我国已经建立了一套符合我国实际情况的设计标准,这项标准能够对我国结构设计中的各个环节进行监控并能够更具不同用户的需求,有针对性的进行指导。
2.设计符合要求的结构构件
在建筑结构中,梁、柱以及楼板等都是非常重要的基础部件,因此这些部件对于建筑来说,有着非常重要的支撑作用,通常来说,它们一般为预制部件、现浇部件以及各种更结构部件等。设计的时候,要从建筑物的实际情况出发,根据不同需要进行设计。在这些形式中,比较常用的就是现浇部件。设计的时候,设计人员应该严格进行设计方案的选择,部件功能不同,浇筑的方式也不同,要最大限度减少不同因素之间的冲突反映。保障结构部件的作用能够得以有效发挥。
3.钢筋混凝土结构中的平法表示
在钢筋混凝土施工图绘制中,通常采用平面方法进行表示,在图纸上采取特殊的标点符号进行标注,施工技术人员通过工艺转换形成样图。BIM技术可以使平面表示法的内容多环节和多角度展示,BIM模型能够更加轻松的提取出关键数据和核心信息,以满足施工时间和放样需求。
六、结束语
【关键词】智能建筑;电气设计;问题
中图分类号:TU2文献标识码: A
一、前言
智能建筑是建筑行业发展的一个趋势,而对于智能建筑的电气设计来说,更加需要采用智能化的设计理念,采用更加科学的设计方法,提高设计的合理性和科学性。
二、智能建筑电气的设计
1、智能建筑电气设计的内涵
所谓的智能建筑,就是在普通建筑的基础上,通过对电气技术进行改造,使之具有所谓的智能化。因此,在建筑电气的设计中,需要将电气设计中的强电设计和弱电设计这两方面结合起来。在强电设计方面,通过对变电和配电系统,照明和动力系统等方面进行设计,这些都是传统的电气设计,而其作为一个建筑中的“心脏”,始终在建筑设计中占据着重要的部分,其技术也比较成熟,其主要考虑的就是在降低能耗的同时,为整个建筑的供电提供安全保障。真正使建筑达到智能化的是电气中的弱电部分。但是由于环境的不同,或者其他要求的不同,使得建筑弱电的设计越来越复杂,但是,通常还是会按照建筑类别和类型遵照规范进行常规设计,除非建设单位提出要求。所以,智能建筑电气设计的核心是建筑弱电的设计。
2、智能建筑电气设计的特点
目前,楼宇对讲,社区监控,网络通讯等发展迅猛,在建筑中的使用越来越多,已成为建筑智能化的标志。其主要是通过弱电进行控制,因此,弱电在建筑中的作用主要是传递信息,并对建筑内的其他电气设备进行控制,具有电压低、电流小、功率小等特点。但是,由于弱电设计涉及的范围较大,且难度较大,其设计的最低要求也需要解决好与其他专业设备及管线间的配合。
另外,在总体的原则上,智能建筑电气设计应适应智能建筑技术的发展变化,同时在新技术的应用上需要做好技术保障的相关措施,在经济上也尽可能简化,降低建筑成本。一切的设计都应该从实际出发,最终在稳定和可靠的基础上,使电气设备在智能建筑中真正发挥出智能化管理和智能化控制的作用。
三、电气设计中存在的问题
智能建筑近年来获得较大发展,为人们提供了良好的生活和办公环境,但是作为一个新兴的行业,它的发展还很不完善,存在着很多急需解决的问题,这些问题归结起来主要表现为以下几点:
1、相关规范的不完备
我国在“七五”计划初期曾涉及过智能建筑领域,并提出了一些相关的条文规范,标志着我国智能建筑的全面启动发展。但是直到今天有关智能建筑的法律规范仍然不多,不完善,而且比较粗略,有很多问题仍待于进一步的细化和探讨。相关规范的不完备主要体现在以下几个方面:
(一)很多规范的内容比较笼统,缺乏具体细化的计算与研究,有的规范实行了很多年,已经非常陈旧,不能适应现代社会快速发展的步伐,对技术进步造成了障碍。
(二)对器件和设备的安装没有详细的要求,没有准确的数据参考。
(三)没有统一的定型产品和设计手册,对管线和设备也没有明确的选型和计算方法。
(四)没有配套的验收规范,很难准确把握设计和施工中的各种问题。
作为一个新的领域,智能建筑的各种规范比较不完备也是很正常的,因此设计者在系统设计和总体方案设计时,要充分考虑各种规范标准,尽量避免违规行为的发生。
2、没有做好传输信道的设计
传输信道通常由线槽、电线、桥架、电缆、光纤和保护套管组成,在实际工程中,弱电的线管非常密集。怎样实现电气设计的经济合理性、利于施工、利于维护等问题,一直没有得到很好地解决。近年来在弱电方面新增了很多的系统,设计人员很难做到全面掌握,设计的不合理就会导致问题的出现,加之设计人员工作的疏忽和不认真,造成了很多的漏、错、缺和碰的问题。要想解决好这些问题,应该注意以下几点:
(一)要做好设计时的组织工作,智能建筑电气设计的内容复杂,工作量大,必须要有专门的组织机构统一协调、组织和管理各项工作。
(二)设计人员要做好专业管线的布置和策划,尽量提高管线布置的经济合理性、利于施工性和便于维护。设计人员还要做好对支线管线的布置工作,加强电气设计方面的专业技能。
3、系统集成问题
系统集成作为智能建筑领域里一个新的课题,变得越来越重要,通常被认为是信息的共享和设备的集成。智能建筑的关键在于智能化的实现,智能化的实质就是资源、任务和信息的共享。在智能建筑内部,各个系统都是通过计算机网络联系在一起的,通过相互交换数据来共同管理整个智能建筑。但是要想实现系统集成,必须要解决好智能大楼内部各个系统的相互连接问题。系统集成设计在智能建筑电气设计中应遵循的原则和规律:第一,在保证设计开放性、先进性及可扩充性的条件下,采用一体化的系统设计;第二,设计时要考虑用户的承受力和实际的需求,选取系统时要有所侧重,设计出不同的系统集成方案;第三,要满足分阶段进行的可能性,完善的系统集成设计应该做到集成系统始终具有一体化。但是在实施操作中,涉及系统集成的智能建筑仍然比较少,系统集成并没有真正地实现。原因主要有这几点:
(一)系统集成需要的设备不够完善,发展不成熟,不能满足市场的需要。要解决设备的问题,弱电系统的生产商们可以共同打造一个品牌,制定出相同的技术参数和性能指标,从而可以更好的生产设备产品。
(二)系统集成的实现需要经济方面的支持,系统的集成需要增设控制中心设备和必要的模块,造价大大增加,而且完全集成所需的费用会更高。
(三)管理水平较低影响了智能建筑系统集成的使用,这主要是由管理人员素质水平较低造成的,要想真正使智能系统发挥应有的作用,必须要让管理人员对系统各部分的使用、管理和维护做到更好的把握。
四、智能建筑电气设计的对策
1、综合布线系统
智能建筑主要的命脉系统便是综合布线系统。该系统主要负责传输数据和连接其他的各式终端。而在电气设计中如何将这些复杂错节的线路都安排整齐,并且达到高效化和经济性,需要认真研究每条线路的具体走向。线路的走向主要分为两种,即水平方向和垂直方向。水平方向的走线比较容易,布置的空间也比较大。而垂直方向走线布置于各个层间的设备小间内。智能建筑内部的设备小间主要布置网络设备和跳线架,因此需要在设计时注意在层面上留一些剩余空间,为垂直方向走线做准备。
2、层高设计
如今,智能建筑的层数逐步的增加。而为了让高层用户使用到优良的电气设施,在电气设计时需要格外注重布置管线的情况。由于智能建筑的生活功能较多,因此布置的管线也比传统建筑多。除了有一些普通的空间风管、强弱电电缆、电视天线、消防线路之外,还有一些布线的桥架和数据线。这些线路都需占据一些空间,因此,智能建筑的楼层也高于一般的建筑。在布置高层线路时,要注意线路的连接性和互扰性。
3、来安设接线插座
目前,在智能建筑中,安设接线插座有安放表面插座、暖气罩和线路结合、配电系统墙三种方式。其中,安放表面插座适合不变更墙置的住宅。办公类的建筑需要重新布置好内墙,因此并不适合。暖气罩和线路结合,线路需直接通过外墙的窗下。这时,插座会在暖气罩的附近安装。该方法适合大空间,并需重新的划分好空间的范围。因此,适合办公类的智能建筑。配电系统墙是一种固定的墙体,能够为设定配电设备而设置的局部墙体。它能够解决配电设备的主要安置状况。
4、墙面和天花板
智能建筑内的墙面和天花板,除了具有舒适性和平整性之外,还应具有水平布线的能力。目前,我国智能建筑的地面电气设计中,主要有三种方式,即预埋线、架空以及特制地毯配线。需根据地面的特点来决定地面水平布线的特点。在智能建筑的天花板部位,电气设计需除了布置空调送风和照明灯具之外,还应具备其他的布线任务。所有的设计都要做到整齐有序。
五、结束语
总而言之,智能建筑建设过程中,必须要更加注重电气设计问题,提高电气设计的有效性和科学性,进而为智能建筑的电气设计工作提供可行的参考,提高智能建筑的使用效果。
【参考文献】
[1]吴述友,浅谈智能建筑电气设备安装技术[J].广东建材,2011,(9).
[2]简建铭,梁敏雄,.浅析智能建筑电气设备安装技术[J].广东建材,2012,(1).
[3]吴晓峰,小议智能建筑与建筑电气技术[J].科技资讯,2011,(3).
关键词:文化建筑;平面艺术设计;审美表达
文化建筑在我国建筑设计领域独树一帜,尤其是在文化属性表达上,更是将文化建筑的建筑特色与自然环境、人工环境、社会环境进行融合,突出对人的审美性、物质性、艺术性、精神性的意蕴表达。从文化建筑平面艺术设计的时间与空间关系上,不能孤立地审视文化建筑格局,而是要从文化建筑平面设计思维、审美心理,以及对公众的审美传达等方面,来增添文化建筑的平面艺术审美体验。本文就文化建筑与平面艺术设计展开融合论述,并以首都博物馆为例,挖掘与呈现其审美表达方式。
1文化建筑与平面艺术设计
建筑领域中的文化建筑,泛指以文化教育等为功能基础的各类综合性建筑,如博物院、图书馆、展览馆、文化遗迹、学府等建筑形式。相对于其他建筑,文化建筑除了遵循建筑结构设计要求之外,更要挖掘建筑的文化功能,特别是在创造特色文化内涵上,需要利用平面艺术设计手法来打造独具文化韵味的建筑美学风格,如印度的泰姬陵、法国的凯旋门、英国的大本钟,以及中国的故宫等。这些不同社会文化背景下的建筑设计风格,既展现了文化建筑自身的功能特点,又从精神文化上发挥了教育功用。平面艺术设计始于环境要素,而建筑设计源自其结构与功能,文化建筑与平面艺术设计的融合,旨在通过建筑学、艺术学理论,突出文化建筑的美观性与舒适性,以及文化教育功能。作为泛称,对于文化建筑平面艺术设计中的审美表达,也需要从建筑内部结构、建筑外部环境,以及建筑规划总体有序性上,展现文化建筑艺术设计审美创造,满足人对文化建筑的心理体验与审美鉴赏。
2文化建筑平面艺术设计的审美内涵
美是人们对客观事物的感知觉心理波动的理解与感受。美学认为,美有两种,一种为主观倾向美,另一种为客观倾向美。对于文化建筑的审美表达,就是基于文化建筑的美感,从建筑的直观美学与客观美学价值中作用于人的审美心理。审美心理学家提出,审美是人类心理活动规律的一种体现,也是对美感的体验活动,多表现为人的知、情、意。建筑平面艺术美学主要是设计师通过平面构图等来营造建筑环境,运用美学要素来吸引受众,让受众从视觉、听觉、触觉、嗅觉等方面来感知建筑环境的美学意蕴。同样,对于文化建筑,设计师要把控当代受众的审美心理共性,改变文化建筑平面设计与空间环境之间的关系,以多样化艺术语言来表达审美共性心理,激发受众的情感共鸣,呈现文化建筑的独具特色的文化审美感受。2.1平面艺术设计中的审美创造。文化建筑平面艺术设计是一种审美创造活动,是基于对人与建筑、环境之间的合规性、合目性的统一,从而改造建筑结构与环境的关系,使其更好地满足人的审美规律需求。美学提出,“‘劳动’是活的,是塑造形象之火。对于‘劳动’本身,并非机械地劳动,而是基于创造性内涵‘活’的劳动,具有明确的目的性、规律性。”同样,恩格斯也提出,“人离开动物愈远,他们对自然界的作用就愈带有经过思考的、有计划的、向着一定的和事先知道的目标前进的特征”。可见,愈是高级的、复杂的劳动,就愈需要进行周密、细致的艺术设计。所谓建筑平面艺术设计,就是要在追求美的过程中,以审美创造为目标来满足公众的审美心理。创造也是创新的过程,艺术设计的生命在于创新,平面艺术设计也在创新,如何从独具前瞻性、独创性的审美创造中推陈出新,就需要立足公众的审美诉求,进行创造。意大利前卫设计师李特萨斯在评价查理•依姆斯设计的椅子时提出,“并非只是设计椅子,而是设计一种坐的方式”。由此可见,对于文化建筑而言,平面艺术设计师需要结合受众对文化建筑的审美诉求,从而营造适宜的审美环境,达到审美创造的目标。2.2平面艺术设计中的审美欣赏。对于受众而言,其审美欣赏是什么?文化建筑平面艺术设计有哪些是值得欣赏的?简而言之,对于文化建筑平面艺术设计的审美欣赏,就是从受众的审美体验中获得心理上的美的感受。比如对建筑外观的审美愉悦,对建筑空间的审美享受,对建筑结构的和谐体验等。无论是何种审美欣赏,都将在一定程度上满足受众的审美认知。同样,文化建筑平面艺术设计中的一些技术缺陷、不足等问题,也将影响其审美欣赏体验。总的来说,无论是平面艺术设计形式上的审美愉悦,还是精神上的审美满足,都会与其内外形式的合理、悦目化设计有直接关系。
3首都博物馆在平面艺术设计中的审美表达
作为文化建筑,首都博物馆更具典型性。作为我国最大的综合性博物馆,首都博物馆在平面艺术设计中更加注重审美表达的运用。3.1对公众审美需求的满足。文化建筑在建筑结构与格局上,不仅要满足功能服务,更要从体现审美价值上为受众营造独特的感官体验。也就是说,建筑与其文化属性的融合,旨在对受众精神与情感的双重交流,以凸显文化建筑的内涵价值。如何做到服务受众,需要从设计思想上表达真诚,从审美享受上突出人与建筑、环境的统一和谐。首都博物馆内部陈列的文物具有丰富的文化价值,在对其内容进行分类基础上,依照相应的时间、种类来进行有序陈列。一方面,从文物展示中突出文化意义;另一方面,从文物与博物馆平面艺术结构设置上形成内在契合。比如一些地域性文物、特色性文物设置专门的平面空间进行陈列,增强其艺术审美价值。3.2对设计思维的多维化表现。平面艺术设计同样需要讲究设计思维的创新与变化,文化建筑也不例外。文化建筑在融入审美艺术理念时,与其他建筑环境不同,需要从特殊性艺术符号设计与运用中挖掘和增强平面艺术的内涵,增进受众与文化建筑间的情感融合。当然,平面艺术设计也表现出矛盾性,有时在呈现不一样的艺术情感时可能与受众的认知相悖。当然,从文化建筑平面艺术设计思维表现来看,多维性变化就是从服务性视角寻找与文化建筑的自身特征相契合。首都博物馆主展厅宽大宏伟,各陈列品依据建筑格局有序排列。在平面设计上,室内文物与室内平面空间环境浑然一体,充满了浓厚的文化气息,也让文物文化与设计师的设计思维形成历史追溯感。比如沙盘、模型、浮雕、书籍等多种文物构成的展览群,融入现代多媒体技术为受众营造视、听多维感官体验。
总之,文化建筑平面艺术设计,不仅要从形式上借鉴不同的设计风格,还要从根本上构筑受众审美心理与整个建筑空间环境之间的契合点。毫无疑问,文化建筑与平面艺术设计,不仅是满足个体性审美诉求,还是将广大受众的审美共性作为基础性审美特征,从而表达建筑空间平面艺术设计的丰富内涵与审美体验。
作者:王娟 单位:开封大学
1.1艺术文化艺术是人类在长久的生活中对美好事物所进行的发掘、应用的情感创造活动,而艺术文化则是将这些情感活动整合并形成的一定价值取向。艺术能让人的对外物的看法呈现出截然不同的看法,它将人与人按照思考方式、兴趣爱好划分开来,形成一个又一个的“小集体”,提供与志同道合的人一起分享自己的观点、看法的平台。富有艺术感的人,也就是掌握了对美的感受力、鉴赏力、创造力,善于以独特、新奇的视角看待问题,最后得到情感的升华、净化,从而了解生命的含义。文化的意义在于将生命中具有价值的东西保存下来并传承下去,而艺术文化则是留住了生活中更多的美好情感,且内容形式上包含了生活中的各方各面。如音乐、美术、雕塑、建筑等等不胜枚举的形式,这些表现形式对艺术的理解与表现是大相径庭的,但都从不同侧面展现出了对生命的感悟与认识。而艺术文化的价值主要体现在文与质的关系中,古语有云:“质胜文则野,文胜质则史,文质彬彬,然后君子”,而艺术就是在不停的找寻“文”与“质”的平衡点,让保留下来的艺术文化真正的做到“文质彬彬”,以更合理的方式运用到现代设计中来。
1.2建筑设计建筑是我们生活中必不可少的一部分,也是艺术表现的主要形式之一。黑格尔就曾在《美学》中指出:“建筑无论在内容上还是表现方式上都是地道的象征性艺术。”建筑就是这样一个集时空、自然、人文于一体化的综合性艺术表达空间。因不同地区、民族的建筑功能与审美的差异性,风格迥异的建筑遍布大江南北。建筑设计需要考虑的方面也就有很多:如物体的形状、平面场景的布置、框架结构造型、材料的长短比例、色彩的质感与空间感及建筑的装饰、雕刻、花纹等多样,且需要随时更新科学的技术与设备来保障实施安全,满足人体工程学的各项要求。艺术文化在建筑中的“文”与“质”,就如同《文心雕龙》中提到的一样:“虎豹无文,则鞹同犬羊;犀兕有皮,而色资丹漆;质待文也。”内在的实质往往需要外在的表现形式。无论是古今中外哪一类型的建筑,都很难形成内外的完美契合,将艺术文化的内涵深入到建筑的一砖一瓦、一梁一柱中,再由整体表达出来。建筑设计存在的意义就是要将艺术文化完美的融合到设计理念中,达成建筑物内外合一的完美境界。
2建筑设计与艺术文化的发展渗透
2.1早期艺术文化的参与在建筑的早期设计中,实际用途占据较大的比例,就像原始人寻求山洞的庇护,最初的建筑也是人类为了自身安全与舒适考虑而建造的居住活动场所。对于那一时期的建筑来说,实用性是最为主要的,审美只是起到辅助作用。但随着人类社会的不断前进,在物质基础不断满足中,对于情感的需求也随之上升了。社会中的政治、经济、文化、艺术都与建筑设计产生了紧密的联系,艺术文化为建筑带来了视觉享受,也带来了建筑在造型、选材、构想方面的美学逻辑思维,甚至在一定的时期将建筑物作为某种信仰文化的代表,成为某类思想的识别标志。如我国北魏时期兴起的寺庙建筑,融合了中国特有的祭祀祖宗、天地的功能,选用平面方形、南北中轴线布局、对称稳重且整饬严谨的建筑群体,且根据所供奉的佛像的不同,大多数寺庙都有自己独特的装饰风格或布局,这些差别大多体现在大殿装饰、门窗雕花、寺庙院落布局等,还有一部分是根据当地的地形来修建,如山西省的恒山悬空寺,就是一座凌空架起的寺庙,上载危岩,下临深谷,处于金龙峡谷西侧绝壁的山腰上,造型与选址都十分具有特色。
2.2中期工艺结合工业革命的兴起,为建筑的修建带来了新材料、新能源,也促使了建筑设计方向的转变。工艺美术运动的开展,为设计提供了“美与技术结合”的新标准,尝试用新方法来诠释设计与环境、自然、人文之间的关系。到20世纪初期,绘画艺术与雕刻艺术成为建筑设计实现理论创作的基础,将艺术活动中的文化内涵输入进来。反之,建筑设计也为其提供了广阔的表现舞台。艺术文化与建筑设计已经逐步渗透,在工业革命后的新环境下逐渐的改变着人们的生存环境亦或是生活方式。但就初期的经济状况来看,我国大多数民众对建筑设计要求还是停留在实用性要强的阶段,这是当时生活条件并不富裕所造成的,过分的追求建筑的功能作用,对审美方面的装饰物品却有着较为简单的要求。在建筑设计的工艺结合中偏向重视“工”的比例,增加物品的工业数量,实际是对物体本身的精神性的分离。
2.3现代新关系从工业文明开始,建筑设计与艺术创作渐渐被划分成两个截然不同的专业或领域,认为建筑设计中的科学性、严谨性与艺术创作的随意性、开放性是不能归为同类的。其实不然,建筑设计与艺术文化之间是相互渗透、相互影响的关系。在建筑设计的造型、布局、装饰中需要考虑到美学规律,然后再根据实际情况运用建筑相关知识计算、测量,保障建筑的安全合理性。没有艺术构想参与的建筑设计是缺少真正核心力量的模仿品,只是冰冷的建筑,难以完成人的情感流通活动。而艺术文化也需要通过建筑设计来完成与时俱进的时代任务,从应用的过程中不断更新对美的认识及表现手法,设计中的技术与艺术相互作用,在传承古代智慧结晶的同时也在供应着新鲜血液的流动。文明的发展推动着人们思想的进步,人们开始重新审视科学、技术、设计、艺术几者相互的关系,并了解到它们在内在本质中就是一个总体,是可以互通的。但需要开阔的眼界和丰富的知识积累,才能从中剖析出它们的共通之处。
3结语
一文化建筑与环境艺术设计
人们审美经验和审美愉悦是艺术活动的本质特征,审美的方法可以在环境艺术设计体现,同时,环境艺术设计中也有审美需要。
(一)文化建筑
文化建筑是一个泛指,即允许人们参与、游嬉的,对国民提供素质教育的场所。各类博物馆、展览馆,还有剧院、图书馆、音乐厅、美术馆,甚至于酒吧、游乐园都属于文化建筑,另外有名的学府以及作为旅游景点的历史遗迹都在此范围内。文化建筑对于一个国家来说至关重要,因为它的类型、数量和质量是衡量城市发展的关键指标。
(二)环境艺术设计
环境艺术设计是指以环境为衬托、结合建筑物的使用功能与相应标准,运用建筑美学原理和物质技术手段,设计创造出能够满足民众物质生活与精神文化生活需要的功能合理齐全、舒适优美的室内外环境。通过环境是艺术设计,文化建筑能充分发挥其文化教育功能,还可以营造富有特色的精神文化内涵。该设计以“人”为中心,重视人的实际需求,为人提供能让其身心得到满足的环境。通过文化建筑设计,让建筑内部的自然环境、环境内部的视觉秩序以及人的存在环境和生活质量三者有机统一,和谐一致。文化建筑环境设计是环境设计中的最广阔的领域,也是建筑设计领域中最具魅力的部分,它集中体现了环境设计中艺术性的层面。
(三)以环境艺术设计为载体的文化建筑环境设计
可以让文化建筑在不同社会背景下展现出不同的设计理念,早在封建王朝,建筑设计师就懂得应用相对独立的组墙划分统治者与平民生存领土[2](P118)。现如今,我国文化与经济飞速发展,文化建筑中环境设计的价值更为突出,每个国家、地区都有象征性的文化建筑,如法国的凯旋门、印度的泰姬陵、英国的大本钟、埃及的金字塔还有我国的长城等,所以文化建筑要想突显文化价值,其存留环境也必须起到强有力的支撑作用。
二文化建筑的环境艺术设计与审美心理
(一)美与审美心理
美学对美是这样阐述的:“任何一个事物都有主观倾向美和客观倾向美两种,从心理角度看来,事物引发的感知觉心理波动是人们对美最直观的理解感受。”[3](P324)文化建筑所体现出来的美感是一个相对矛盾的综合体系,复杂环境与社会发展情况相互联系、相互影响,二者在发展过程中势必会对建筑的直观美学享受和客观美术价值体现产生较大的影响,所以针对个人来讲,美与审美心理对文化建筑的影响巨大,人的生理机能是主导这些感情因素的主要诱因[4](P120)。审美心理学是研究和阐释人类在审美过程中心理活动规律的心理学分支。所谓审美,主要是指美感的产生和体验,而心理活动则指人的知、情、意。因此审美心理学也可以说是一门研究和阐释人们美感的产生和体验中的知、情、意的活动过程,以及个性倾向规律的学科,由此可见,审美心理学也是介于美学与心理学之间的边缘学科。心理学能够阐明那些有助于设计师们进行创作的理论问题。在一个文化空间当中,到底是什么东西吸引者我们?当我们每个人在空间中活动,通过视觉、听觉、触觉、嗅觉接触对象之后的心理反映既不是完全相同的,也不是极端个性化的。因此,设计师通过把握现当代人们审美心理的共性和倾向来指导文化空间环境艺术设计,多样化的艺术设计语言的发展和综合运用又可以引起人们审美情感上的共鸣。文化建筑的审美感受,将富有时代美感的文化建筑呈现给公众。
(二)环境艺术设计与审美
1.环境艺术设计与审美的创造环境艺术设计是人的合规律、合目的相统一的审美创造活动。艺术设计创造着前所未有的合乎自然规律和人类需要的生活环境,这就是它的审美创造意义之所在。马克思说理解的劳动是活的、是塑造形象之火。马克思这里说的“劳动”,不是重复的、机械的、“死”的劳动,而是有目的的、合规律的劳动,即经过设计的、富有创造性的、“活”的劳动。如恩格斯在《自然辩证法》中所指出的:“人离开动物愈远,他们对自然界的作用就愈带有经过思考的、有计划的、向着一定的和事先知道的目标前进的特征。”[3](P234)愈是复杂、高级的生产劳动,就愈需要进行周密细致的艺术设计,它们的审美创造意义也就愈大。环境艺术设计的审美创造意义,表现在它是一种汲汲于美的追求的创造性活动。创新是它的灵魂。没有创新,也就没有艺术设计的生命。诚然,环境艺术设计十分重视流行性、公众性,必须顾及在公众中流行的审美观念和审美爱好,否则它的设计不会被人们所接受。对于环境艺术设计来说,必须重视独创性、前瞻性,要能预见公众审美观念和审美爱好的发展趋势,推陈出新,不断创造。如意大利前卫设计集团“孟菲斯”的李特萨斯曾经指出:当查理·依姆斯设计出他的椅子之时,他其实并不只是设计一把椅子,而是设计一种坐的方式。所以,环境艺术设计实质上是对人的生存方式的设计,这种“生存方式”,包括着工作、劳动、休憩、娱乐、交往、饮食、交通、居住等等一切人的存在和活动方式,这是艺术设计对社会最重要的审美创造。
2.环境艺术设计与审美的欣赏环境艺术设计有审美观赏意义而其他的技术设计都没有这方面的意义。何谓审美观赏?它是在对审美受体的体验和感受中获得心理美的感受,包括审美愉悦和享受。这其中建筑的色彩、设计与居室是否和谐,是否符合自己的审美爱好,即更重视它的审美观赏意义。环境艺术设计的审美观赏意义的大小,与人们对它在感觉上产生满足的程度相一致。固然,对艺术设计的审美观赏,一般要以使用价值作为基础;如果在技术上、使用上存在缺陷,那么它的外形就不会让人喜爱。但是,艺术设计之所以具有审美观赏意义,其直接原因却在于它的形式完善地表现了它的内容,人们的情感愉悦和精神满足是直接因为它的内外形式的合理、悦目产生的。所谓“观赏”,最主要是观赏艺术设计物化成果的外形式美,在艺术设计的美学规则上,外在形式是其美的主要表现形式。
(三)环境艺术创作语言与审美的心理———以中国首都博物馆为例
博物馆作为典型的文化建筑,在世界各地均有著名的博物馆。中国首都博物馆作为我国最大的综合类博物馆,在环境艺术创作语言上有着其独特的审美。
1.设计的公众需求
文化建筑环境设计所体现出来的物质价值只能满足公众一部分的感官享受,并不能引起建筑与思想上的共鸣,文化建筑体现的是生活和思想交流功能,所以要想加深艺术情感,首先要提高建筑本身环境设计风格的精神价值。做到贴近生活,其设计结构能够服务于公众,体现思想上的真诚和审美享受。人的思想对建筑设计师的行为能力的影响很大,在统一设计主题的影响下,建筑设计师必须充分调动人与环境的协同作用,给人带来实用享受的同时,为观众呈现一个新颖的审美角度。以中国首都博物馆为例,因为中国首都博物馆保存了我国著名的文化遗产,所以馆内陈列的文物都具有很好的文化价值,由时间、种类、内容等分类方法对文物进行分类,并按照分类内容将文物有序地放在博物馆中,不仅可以突出文物的收藏价值,还能进一步体现出文物在博物馆环境艺术设置中的突出位置。从认知角度,文物的排放方式、陈列时间都具有明显的艺术享受价值,所以具有地域特色,精神特色、思想特色的文物陈列专区,其艺术审美价值更高。
2.设计思维的变化
传统设计理念讲究的是文化建筑的服务功能,融入审美理念的文化建筑则不同,要在提高环境艺术内涵的同时,适当引入符号设计元素,利用符号设计的手法强制性地提高审美理念和规范的融合性[5]。环境艺术的矛盾性不仅仅会呈现出相反的艺术理念,有时也会给公众呈现出不一样的艺术情感,所以文化建筑在设计思维上要推陈出新,尽可能地应用一些创造性的设计思维,找到现代设计理念与审美观念的结合点,以自我角度和服务性角度开展创造性的环境艺术设计项目。中国首都博物馆主展厅宽敞明亮,且馆内一切陈列物品都是依照其建筑格局排列的,并不会显示突兀的感觉。室内外环境设计与室内文物表现出了浑然一体的气质,中国五千年的文化历史使博物馆的文化气息浓重,所以在构思阶段,设计师更注重体现环境与文物文化思想上的共鸣和时间追溯的历史价值,浮雕、书籍、模型、沙盘等多元素文物组成主展厅的展览群,在这个展览群中设计师运用背景音乐和多媒体演示以及相关文字介绍将文物的视觉、听觉、思想内涵有机地融合在了一起,整体环境设计全方位地展示了博物馆想要表达的主体感性认识。
3.审美视野的传达
在环境艺术设计中应加入复杂且简单的设计思想理论,通过信息的多样化丰富环境艺术设计的思想内涵和文化内涵。信息的延展性和扩充性可以大幅度提升文化建筑的服务价值和设计价值,充分体现出文化建筑的交流意义。因此对民族文化传统有所了解,审美习惯有所认识,对设计师而言是相当必要的。古典文学在表现人类感官意识之前,通常会对其思想信息进行综合评估,评估结果可以展现出人类在事物面前的生态意识和人文导向,建筑设计师可以利用这些多元化的理论倾向,感受公众在论定文化建筑的艺术价值时的重心和侧重点。所以,在后现代主义设计,都是通过主客体间的物质性和艺术性的形式和意义的融合创造着审美文化,并在物质性、文化性、审美性的融合中探索和寻找自己的创造性逻辑中介[6](P120)。空间表达是环境艺术设计的终极目标,通过改造空间环境可以增进文物与建筑结构之间的关联性,所以在满足文物使用要求和观众观赏要求的基础上,设计师还增添了空间使用功能,以提高博物馆展厅内空间功能的多样化,使观赏者在观赏的过程中不会因为单调的空间环境而感到无聊乏味。用玻璃墙壁建造成的中空墙壁不仅能够消除观赏者的审美疲劳,同时还提高了对参观效果的思考、情感,以及感官冲击力。总的说来,中国首都博物馆是我国最大的综合性文化建筑,建筑本身是一座具有浓郁文化古典美的艺术品,并没有将传统的设计理念加注在文化建筑中,整体建筑富有时代感,文物陈列方式也打破常规,采用生活化的排列方法,让公众在欣赏文物的过程中能够切实感受到家与生活的文化环境[7](P197)。
三结语