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开工不久的浦东国际机场扩建工程,正在我国建筑设计业引起非同一般的轰动。因为,它实现了我国超大型公共建筑设计的一次历史性跨越———国内建筑设计企业担纲设计总承包。扩建工程中的第二航站楼,也是我国首个原创设计的大型机场航站楼。
当众人关注的目光聚集而来,承担设计总承包的现代设计集团有关负责人曾经说过这样一句话:这也要感谢项目业主方———上海机场集团,给了一个让国内建筑设计师独立创意并进行项目管理的舞台。
话语虽短,意义深长。
唯“洋”至上的悲哀
不知何时起,国内重大公共建筑中标方案中,已经很难见到本土建筑设计师的名字。应当承认,国外建筑设计事务所和国外设计师在各地“创意”了一批优秀的建筑项目。以上海为例,从中国古塔中汲取灵感的金茂大厦,晶莹剔透的上海大剧院,都是国外建筑设计师领衔,并广受好评的建筑。
但劲吹的“洋”风,正引起越来越多建筑专家的忧心。如今,不少项目业主在新建建筑设计方案招标中,非“洋”不取;在建筑造型上,优先考虑的不是实用、经济、美观,而是好不好看,是不是新、奇、特,有没有“眼球冲击”。于是,中标的国外设计方案,建筑造型一个比一个大胆、奇特,有的已经到了“怪异”的程度。先不论建筑建成后是否与周边建筑和谐、用材是否节约,光是项目实施时的施工方案、结构安全问题,就已引起广泛争议。在一些大规模的城市开发项目中,有些国外设计师由于缺乏对中国的国情、风土人情和当地经济发展的深刻了解,拿出的方案也并不十分符合当地发展的要求。
按照我国有关规定,国外建筑设计企业并不能单独参与项目投标,必须与国内设计企业组成联合体,方有投标资格。在这样的情况下,国外建筑设计企业通常会选择与一些当地比较有实力的企业进行合作。由于“洋设计”在市场上更为吃香,许多国内完全有能力独立承担项目设计的企业,也只能和国外建筑企业联合,以求获得项目。但是,他们在联合体中只能从事设计咨询、施工图设计及一些辅助工作,属于从属地位。
国外设计师出马的项目,设计费用也通常比由国内设计师单独完成高。于是,有个别国内设计企业,通过向国外某些设计事务所上交一定的费用,打着其招牌在国内招揽业务,也扰乱了整个行业的秩序。
大师匮乏的窘境
今年已是我国加入世贸组织的第五个年头。随着市场环境的更为公开、公平、公正,我国建筑设计企业必将与国外建筑设计企业进行更充分的竞争。要应对今后的激烈竞争,建筑设计企业更需要的,恐怕还是内功的历练。
从一些大型项目的实战经验来看,国内不少设计企业的技术水平,包括设计图纸的绘制,结构、电气安装等细部处理等,已经和国外设计企业不相上下,要说最主要的软肋,还是在设计理念上比国际一流建筑设计企业逊色,创意能力不够。
放眼国际,很多知名的建筑设计公司,规模并不大,但由于有一个或数个富有创意的大师级设计师领衔,在重大项目上极具竞争力。反观目前本土建筑设计企业,尽管人数成百上千,但真正称得上“大师”的,凤毛麟角。上世纪八九十年代,上海曾经涌现了诸如江欢成、邢同和、汪大绥、蔡镇钰等建筑大师,但此后便鲜有新面孔出现。
建筑大师匮乏的原因有多方面。除了建筑师本身的创意不够,还有建筑设计企业论资排辈严重,年轻人无法快速脱颖而出;社会舆论对建筑界的新秀关注不够等。包括上海建筑设计“领头羊”上海现代建筑设计集团在内的一批建筑设计企业,已经深深认识到人才对企业持续发展的重要性,并开始采取一系列举措,加大人才队伍建设。比如:现代建筑设计启动了一项以中高端人才队伍建设为核心的人才工程,致力于培养一批在上海乃至全国范围内有影响的设计精英,去年还隆重表彰了五名“科技精英”和六名“优秀导师”。但总体而言,整个建筑设计业界,大师仍旧紧缺。
建筑设计是一个智力密集型行业,对建筑设计企业来说,参与市场竞争,最主要的生产要素是人,资金、生产设备等要素则是其次的。近年来,国内建筑设计市场上,小型事务所迅速增加,它们以灵活的经营机制、专业特色的经营理念迅速在市场上站稳脚跟,并与原有的大型建筑设计企业展开差异化市场竞争。可以想见,今后不断寻求本土化的境外建筑设计企业、传统的大型建筑设计企业和新兴的民营建筑设计事务所,将展开一场无声的“人才之战”。它们争夺的,不止是大师,还包括那些具有较高专业技术水平、较好演讲展示才能、宏观项目管理才能的“全才”。
专家认为,要适应这场竞争,对国内设计人员来说,必须进一步提升设计理念,既不能因循守旧,也不能一味洋化,而是要不断培养融国际先进理念与中国传统文化为一体的设计观念。对于原有的国内设计企业而言,还必须从体制机制上不断求变,以求获得人才、留住人才。
全过程管理是趋势
浦东机场扩建工程彻底打破了我国建筑设计师为外国建筑设计师打工的格局,转为15家国外建筑设计和咨询公司为中国建筑设计师打工。
作为设计总承包方,现代设计集团所属华东院此番将工程进行了一次全过程的项目管理———不仅承担包括航站楼和道路、景观系统等设施的方案设计、初步设计、施工图设计、施工配合等全过程设计,还将组织国内外33家专业设计、咨询公司,承担进度、质量、成本、分包等多种项目管理与控制。
关键词:建筑设计地域文化时代特性
我本人是从事建筑设计的,就是大家都知道我是一个建筑师,当然我在高等学校里面是带研究生,就是把设计和培养人才,结合起来的。所以,这几年,特别这几十年来,一直从事建筑的创作活动,从我搞了这么多工程里面,我深深体会到,要把建筑与文化这个问题谈清楚是很不容易的。特别是从事具体设计人员,我只能够先把我这几十年来的一些创作体会跟大家谈谈,最后呢也想通过做的一些作品,做一点说明。
大家都知道,建筑是时代的一个产物,是社会的一个重要反映。随着世界经济技术文化的发展,人在利用改造大自然的同时,确实是取得了非常大的成就。全世界从大建设中,得到了好处和受益的同时,带来对资源环境的破坏,和地域文化的消失而担心忡忡。而作为一个中国的建筑师,处在这个时间里边遇到了一个非常好的从事建筑创作的黄金时代。
但另一方面,在巨大的建设的面前,在心理上,综合素质上,都准备不够,也深深感觉理论上观念上跟不上时展的步伐。在当前新的世纪到来的时候,我认为整个建筑界就我们一方面是非常好的形势;另外一方面从创作方面也是处于一个比较迷茫的这样的一个过程。所以我就感觉到,当前整个建筑创作,在同步发展的同时,也处于一个新的十字路口。
进入21世纪,特别是加入WTO之后,建筑创作应该往哪个方向走,我认为一个建筑要满足一般使用功能上的要求,也不是很难。但要把一个建筑作为一个精品,来创作来设计,是很不容易的,我自己就是通过这几十年的建筑创作,深深体会到建筑要有一个整体观和可持续发展观,建筑创作要体现地域性、文化性和时代性。
我想建筑是一个地区的产物,世界上是没有抽象的建筑的,只有具体的地区的建筑,它总是扎根于具体的环境之中,受到所在地区的地理气候条件的影响,受具体的地形条件,自然条件,以及地形地貌和城市已有的建筑地段环境所制约的,这是造就一个建筑形式和风格的一个基本点。
建筑的地域性从广义上来讲,它首先受地理的气候,区域的影响,比如说在我们南方地区,炎热地区跟北方寒冷地区建筑显然是不同的。即使是同一个地区,山区的建筑和滨河的建筑也是不雷同的,比如说我们广东,我们这个地方也属于跟岭南一个大区域,这个属于亚热带海洋气候,它日照时间长,高温多雨潮湿,四季长青,所以人们往往形成一种喜爱,室外活动,崇尚自然。建筑处理着重通风,遮阳,隔热,防潮,逐渐形成了轻巧通透、淡雅明快,朴实自然的岭南建筑风格。
建筑如果从建筑的地域性,如果从狭义的角度来讲,我认为主要是指建筑地段的具体的地形,地貌条件,和城市周围的建筑的环境。这是具体影响和制约建筑空间和平剖面设计的,乃至建筑形式的重要因素。建筑师要以生态观的角度顺应自然的地形地貌的要求,与地段环境,融为一体,要用城市的观点看建筑,尊重城市和地段已形成的整体的布局和肌理,以及建筑与自然的关系,在体形、体量、空间布局,建筑形式乃至材料色彩等方面下工夫,采用与地区相适应的技术条件手段,再结合功能,整合,优选,融会贯通,就有可能创造出有个性的精品。
当然,建筑的地域性还表现在地区的历史,人文的环境之中,这是一个民族一个地区人们长期生活决定了历史文化的传统,建筑师应该在地区的传统中,来寻根,发掘有益的“基因”,与现代科技文化相结合,使现代建筑地域化,地区建筑现代化,我觉得这才是建筑师真正广阔的创作空间,也是建筑师取之不尽的源泉。
下面几个照片我想谈一谈建筑的地域性的问题,我先把这个照片放一下。这是大家都知道的,是我们客家民居,就是围屋,就是福建田螺坑的一个客家民居。我先把这几个放一下,大家可以看一看,这是山区村落的肌理,一看就是一个山区的这种民居。大家可以看得出来,这种建筑形式的出现,是跟这个特定地域的环境,跟这个地区的气候环境完全结合一起的。这种村落是世界上独一无二的,是完全体现了一种聚居功能,它的防卫功能,以及就是中国传统的家族的观念的中国传统的文化把它糅合在一起,成为一种聚居的村落的形式。这是跟一个地区的地域环境,和地区的文化是完全分不开,为什么这种形式出现?每一个建筑就是一个家族,这几百人住在一起,家族里面是非常团结的,非常统一的,有主次之分的,很严格的,家族跟家族之间是完全一种封闭性的,没有交往的,这个大家都知道。这个有圆的有方的里面,每一家一栋,这个项目准备申报联合国项目的。我们是一个聚居形式,是特有的。这种村落也可以看得出来,就是山区村落,显然跟我们其他地区的地域环境不一样,形成不同的空间模式。
这是我们岭南地区的建筑,下面几张图,可以看得出来,是我们岭南地区这种特定的气候条件,形成的一种就是我们台山一带的塔楼的民居,它这种形式。我刚才讲到岭南建筑的话,它既保留了中原文化的固有那种可以说这种村,院落的布局,就是民居的形式,同时,由于它也受外来文化的影响。所以,岭南建筑就是一种交融能够吸收交融的这样一种建筑概念,这可以看得出,很多装修,很多处理,都受西方的南洋建筑的一些影响,是一种兼容的,就是一种综合性文化。
所以看得出就是一个建筑的形式的来由,是跟地区的文化,地区的特点来的,它不是无缘无故来的。你看,这是东莞可园,东莞可园的话它是一个很好的所谓广东四大名园之一,它吸收了中国园林的固有的传统的手法,但是呢,它很多你比如说,这种院落的布局的话,错落有致,空间利用,但是它也同时跟大自然的结合,跟环境结合,由于气候炎热。另外就是可以看得出来这个房子,这个房子的一些处理完全西洋的手法,它是中外交融的岭南园林你完全看得出来,很多装修的手法,做法,都是南洋建筑,它是融汇得很好的。
当然,这个是威尼斯水城,完全这样由于一种特定的地域的环境,形成另外一种城市的肌理,船就是他们的一个交通工具。
第二,关于建筑的文化性,大家知道,就是建筑具有双重性,它既是物质的财富,又是精神的产品;它既是技术产物,又是艺术的创作。一座优秀的建筑,其精神内涵的作用常常超越功能的本身。但凡精品都能传译一定的精神内涵,有很高的文化品味的建筑。历史上每一个时代,都产生一批不朽的建筑作品,其文化意义和艺术感染力,常常成为一个历史时期的文化的标志,国家和民族的精神的象征。
建筑作为一个文化形态,它既是人类文化大体系的一个组成部分,又与社会经济,科学技术,政治思想息息相关,各种观念,无时不在制约着建筑文化的表达和发展。随着信息社会的到来,社会生活的方式,文化观念,美学观念,价值观念都发生很大的变化。在一个强调人与自然生态环境协调,科技与人文同步发展的这一个知识经济时代,建筑文化也呈多元化的方向发展,但我认为这并非各行各素,无章可循。
从建筑创作的角度来看,我认为,一个设计首先要融合城市和自然的环境,表达这个建筑项目的性质和文化的特征。简单来说,建什么设计什么用途的建筑,首先就应该表达这类建筑的共性和特有的文化的内涵。就等于说我们设
计一个校园建筑,它总要表达校园那种高雅的,学术殿堂的,这样一种非常有机的这样一个建筑的形态;我设计一个商店,可能是一个购物环境很好,非常休闲的这样一种环境。每一大类型的建筑,它要固有着一种文化内涵表达。
中国建筑文化源远流长,有丰富深远的文化哲理,重情知礼,以人为本,创作思维上强调天人合一的整体观。作为中国又是一个多民族的国家,各个地区的地理条件,经济技术和建筑文化有明显的地域的差异。中国的传统文化正是由各个地区,各个民族各具特色的地方建筑文化所组成的。比如像我们广东,有两千多年的历史,它源于百越文化,从秦汉以来,中原文化也开始南传,并先后融入荆楚和吴越的文化,共同构成了岭南文化体系的基础。随着广东广西一带,广东沿海对外开通和海外的交往,中外文化在这片土地上交融、孕育、发展,使岭南地区既保留了中国传统文化的根基,又受到了外来文化的熏陶,各种方式的跨文化交流,促进了岭南文化的发展和形成。所以,兼容性是岭南地域文化的一大特色。所以这个地区建筑创作,就应该吸收岭南传统文化的内涵,融会到现代建筑文化之中。在建筑创作中,建筑师应该自觉地继承地方建筑文化传统,吸收精华,弃其糟粕,就能够创造出有地区文化特色,和有生命力的优秀作品。
这是南越王墓博物馆,大家都比较熟悉的作品。它这个作品最大的一个优点就是把两千年来的汉代文化的一个特征,与岭南地区这种特有的地域环境结合,和当地的岭南一些材料一些做法结合,以一个现代建筑的手法把它表现出来。所以它是充分体现一种建筑的地域性,文化性和时代性的一种统一,有人把它理解为是一个新的地域主义的建筑。我们的材料就是完全是地方性的材料,这是用我们家乡的红砂岩,这个是我跟莫伯兹院士共同做的一个作品。
这可以看得出来,我们这个汉墓,这些东西都是原有石头,汉墓在底下,这个是完全的保护性的措施,把它盖起来,它的特点就是有很高文化的品味,表现了西汉文化的一种特有的特征和表现了作为一个纪念建筑一种共性的特点。我们把两千多年汉代的文化和纪念建筑的一些共性,和岭南地区的气候材料等等的关系把它融合起来,以一个现代建筑手法把它表现出来,是这样一个作品。
这是搞的一个市长大厦,这是48层,这是28层,这个建筑当然是一般的超高层的建筑,它最大的一个好处就是我们形成了一个市民广场,在很有限的地区里面。不像旁边是一个中讯广场,是广州一个大的标志性建筑,它这个建筑非常好,但这个建筑可惜太靠近马路了。我们设计的时候,把它让出来,形成一个城市广场,形成一定的广场文化,把它围起来,这个地方。所以这样的话,使得市民有个非常好的活动空间。超高层建筑本身,我们是用非常简洁的手法把它表现出来,是一个风格非常统一的作品,这个看得出来是一个广场。
第三个小点,我想谈谈建筑的时代性。建筑是一个时代的写照,是社会经济科技文化的综合反应,所以当今科学技术日新月异,新材料,新结构,新技术,新工艺的应用,使建筑的空间跨度高度和空间的品质有了很大的灵活性。信息网络技术改变了人们的空间观念,和工作模式,新功能,孕育了新的建筑类型,科学技术带来的变化,使建筑创作进入了一个新的时代。当今信息技术已经渗透到社会的每一个角落,知识经济带来社会观念的变化,和思维模式的更新,极大地影响着人们的审美观和价值观,多元的综合的观念和思维方式,将逐渐起到主导的作用。我认为,随着信息时代的到来,社会生活方式也发生很大的变化,人与人之间更需要沟通跟交往,交流,以人为本,回归自然,已经成为现代人的普遍的要求。
建筑作为一个时代的写照,新的技术体系,新的思维方式,新的科学技术,必然带来了新的设计观念和思想,现代建筑创作很自然地就应该适应当今时代的特点和要求,建筑要用自己特殊的语言,来表达所处的时代的实质,表现这个时代的科技观念,揭示思想和审美观。归根到底,是时代精神决定了建筑的主流风格,把握时代脉搏,融合优秀地域文化的精华,建筑才会创新和向前发展。当然我们强调创新和时代精神,并非排斥传统和地区特色,创作有中国特色的现代建筑,关键要处理好时代精神和弘扬传统建筑文化的关系。弘扬的目的是为了创新,创新也必须原有的文化根基上发展。继承传统并非在新建筑上贴标签、贴传统符号,或者部分构件的复制;而是吸收整体的文化的内涵,这既有中国文化的传统,也是世界人类建筑文化的精华。
还特别要重视吸收地域建筑文化的优秀传统,努力寻求传统文化与现代生活方式的结合点,不断地探索传统审美意识与现代审美意识的结合方式,并融会到新的建筑中去,才能够创作出有文化品味的现代建筑。建筑的地域性文化性时代性是一个整体的概念,三者又是相辅相成的,不可分割的:地域性本身就包括地区人文文化和地域的时代特征;文化性是地区传统文化和时代特征的综合表现;时代性正是地域特征,传统文脉与现代科技和文化的综合和发展。如果建筑师能够很好地理解和综合应用建筑的三性,强调整体性和统一性,创作真有特色的建筑。
这是我跟莫院士一起搞的岭南画派的纪念馆,这是借鉴于新艺术运动一些手法,表现岭南画派的一个特征。它里面是方庭小院,水庭等等都是岭南常用的手法,把它表现出来,就是这个建筑。像这种建筑如果拿到北方去,完全不可能,这是一个特定的地域条件,特定的文化和特定的功能形成这样一个建筑,第二个地方也不可能这样盖的。
这是我前段时期搞的一个广州歌剧院,这本来也是进入优秀方案。市长还不满意,所以现在搞了两次国际竞赛,现在正在搞第三次国际竞赛,我又有参加了,前两次我们都进去了。这种建筑可能在北方不适应,它是在珠江边一个歌剧院,1800座的歌剧院,这个建筑的主要意图,就是广州是一个花城,又是一个非常活跃的,兼容性的一个城市,所以我们表现一种欣欣向荣的,就像一个艺术之舟正在重新开始新的丝绸之路一个航行一样,比较飘逸的一个建筑形态,这是广州歌剧院。
这是奥林匹克体育中心,这个都是我们跟日本合作的,他们的方案我们完成的。2001年不是开全运会的时候,八万人的体育场,它主要是一个飘逸,表现一种飘逸的,那是广东人的那种比较开放的,比较敢为天下先的这样一种社会风气,一种市民的心态。所以他们能够接受这种方案,通常我们的体育馆,都是闭合的,只有像我们这个,把它完全分开了。
这个是我搞的一个海战馆。这个工程呢,就是一个是的主题,表现一个主题。它是把海战这种特定的内容和历史环境结合起来,形成一个纪念性很强的一个博物馆,这是海战馆。这个房子的话,从外边看起来,它既像一个海战里面的一个战船,又像一个炮台,海战主要是炮台,一个炮台群,又像一个军民团结力量的象征,把这几个糅合起来,抽象跟具象相接的手法,把它设计出来。这个已经盖起来,这是盖起来的一个照片,它是填海工程,是填海填出来,就是面对珠江口大海的一个地区,这是位于虎门的。
这是我们搞的东莞文化中心,它这个建筑主要的一个特点就是本来这个地区就是一个文化很强的一个民居区,我们把它拆了重新搞一个文化广场,我们的目的希望形成文化广场。旁边是一个市民广场,我们这个建筑设计主要是应用城市设计的概念,把这个房子作为广场的延伸。所以我们这个房子的话,里面是五万平方米是各种各样的文化内容,而且房子本身这个地形是层层叠摞,每一层都可以上到屋顶,屋顶花园,这是作为南方地区人们活动的一个场所。所以整个房子盖完之后,它的房子本身就是广场的延伸,就是广场的延伸的部分,所以本身两部分使用,里面可以使用,外面的天台,它的屋顶也是有使用的功能。
这个原来是一个方案,就是没有盖的九一八纪念馆的方案。因为大家都知道“九一八”这块地的话,是一个非常长条的,大概差不多800米长,一个刀把形的一个地形,70米左右宽。我们当时这是一种构思方案,在这个做的过程里面,没有盖,我们就是应用这样一个概念:我们就既然是“九一八”,这是我们中国的开始,也是经过八年抗战打败日本侵略者这样一个意念。我们在设计里面就要用抽象跟具象相结合的手法,这个地形,既然是个刀把形地形的话,我们就好像地形就像日本那个关东刀一样,就是从造型方面像一个刀给埋在地上,一半给砍断了,一半埋在地上,就意喻中国人经过八年的抗战艰苦奋斗,最后战胜了日本,走向了光明,走向胜利。为了达到这个目的,我们的参观的话,从地上开始参观,埋进地下之后,先从地上看,经过迂回曲折的过程,最后逐步,参观流线逐步上升,最后找走到这个地方,非常高的。由于太远了,这个800米长,我们就500米收了它了。前面搞了一个水池,一个日晷,一个雕塑,瞭望远景,象征着美好的未来。希望这个建筑能从功能,从形式方面把它完全统一起来。就写了一种抽象和具象相结合的语言,用简单的内容配合,共同表达这个纪念性的一种主题,就是真理必然胜利,正义必然胜利,这样一种信念,就是一种概念性设计。我们当时做的时候,就把形式和内容完全统一起来,正好这个体型也是个刀把形的,像日本的关东刀这样一种情况,这是一个小的作品。
这是国外的一个跟地形地貌结合非常好的是大西洋岸边摩洛哥的一个屋顶的一个山上边。它是充分利用地形,面向大西洋,地中海那一带,形成非常好的一种跟自然结合得非常好的一个旅馆的设计,我觉得这个是非常好的一个作品。
这是日本的东京的新搞的一个歌剧院,它是一个文化品味的表达,现代建筑文化品味的表达,是非常成功的。这一是个公共的大厅,这个地方是公共大厅,它公共大厅里面的它的装修手法你看这个是每一个剧种,每一个剧种的表现都是表达一个内容。另外这个地方因为照相没照出来,里面是非常丰富的文化内容。这整个空间布局是非常好的。
下面几个我想谈谈校园建筑的设计。我有一大批校园设计,我就先谈谈概念。
大家都知道,我们国家这两年,进入一个高等教育的,就是正好我们碰到这样一个机遇,就是这两年我主持搞了几十个大学校园,而且是由于它投标,我们有一批博士硕士的话,非常敬业,就这方面,做了相当多的校园设计。这种大学校园设计的话,它一个基本理念,就是说,当今就是随着社会的发展,新世纪,社会对人才的追求,发生了很大的变化,过去我们是从书本上培养人才,现在强调培养一种综合性的人才,开拓性的人才,创新性的人才。这个培养出来学生,应该承担作为一个合格公民的他的社会的职责,所以从一个从书本改成以素质教育为中心的这样一种教育理念,那我们实现这种教育理念,在我们大学校园规划里面,体现了一种整体性的,把整个校园也不是作为单栋建筑来考虑,整个校园的规划和设计,体现了这样一种新的培养模式。这种新的大学校园体现了我们规划里面,体现了一种校园规划的整体性,它的综合性,还有它那个学科的交叉,和新学科的出现。怎么形成一种网络化、组团化的结构布局?还有适应于现在大学校园的开放性和社会化的要求?这是一个意念。
另外一个意念的话,大学校园里面现在强调人的话,强调一种交往,就是环境与人,这样一种大学校园的环境下熏陶,培养出高层次的人才,另外跟生态环境的结合等等,这都使大学校园发生了很大的变化,
所以我们搞了一大批校园的规划。这是顺德校园的规划。它是一种结合岭南地区的气候,中间形成一个,这是一个交通体系,中间形成一个非常好的网络化的大学校园中心区,在这个区里面完全是步行为主的,是一种交往性空间,里面都是一种网络化的结构。所以这是学生区,这是运动区,成一个“品”字形的布局,景观非常好,互相瞭望,这个看得出来,这是一个顺德的校园规划,现在已经盖起来了。
这是上海的淞江大学城的规划,现在大学城的模式也是一种新的模式。它重点是形成这样一个非常好的水网生态带。这是一个学校,这是学生区,之间的联系通过非常好的水网带把它连成一个整体,这也是上海淞江的大学城。
这是已经盖好的一个华南师范大学南海学院,这是非常好的一个校园,它是从设计到施工完用只11个月,整个大学搞起来,是少有的,不到一年的时间。我这个在学校《学报》介绍过。这样一个不大的校园,我认为我现在搞的校园,这个是比较好的。它不大,五千学生,五百多亩地,它是非常好的一个环境,形成一个教学中心区,这个尺度非常好,整个建筑的品味要比较统一和高雅,这是教学中心区,这是学生区,这是运动区,就是整个大学校园环境非常好。
把刚才这种大学新的教育理念,体现在这个大学校园规划里面去,形成一个非常好的教学和学习的环境,这是当时正在盖好的时候拍的一些照片。可以看得出,中心区,看到校园文化,这是校园的一部分,这是校园的部分。
下面这几个,这是浙江大学,也是影响比较大的一个校园,现在已经盖起来了。这个校园的话,就是可以看出来,这是两公里长,这是一公里宽,整个是一个非常好的生态网络。它的特点就是说,我们把江南水乡这个特色和浙江大学作为百年老校的一种海纳百川的这种校风,和现代教育里面的这种组团的结构,网络信息化时代一些要求,把它糅合在一起,形成一个新的校园规划。
这中间是一个非常大的生态带,我们借用了王羲之《兰亭序》里面谈的“曲水流觞”这样一个典故,应用到这个江南水乡这样一个大学生里面去,正好回应了高等学校文人雅士积聚的地方,回应了“曲水流觞”那个的故事,用这个理念把它表现出来,形成一个非常好的生态带。交通网络是在外边,里面是教学群,这个图就是现在已经盖起来。因为当时校园的绿化正在搞,所以我们就画了一个透视图,非常好的一个设计,光是这一组建筑群是七万平方米了,这非常大的。这是我们正在搞的一个设计,中间是一个非常大的交往廊,这个廊十米宽,五百多米长,中间是各种各样的学生活动在这个里面,把它连接成一个整体。
建筑的地域性文化性时代性是一个整体的概念,地域是建筑赖以生存的根基,文化是建筑的内涵和品味,时代性体现建筑的精神和发展。三者又是相辅相成的,不可分割的。如果建筑师能够很好地理解和综合应用建筑的三性,强调整体性和统一性,就能创作具有特色的建筑。
作者简介
计算机技术用于建筑设计已有多年,计算机辅助设计(CAD),主要是帮助设计者把设计、计算、画图、数据存储和处理等繁重工作交给计算机完成,而设计者把主要精力用于创造性构思。计算机产生的设计结果,可通过图形设备向设计者展示,并可模拟,允许设计者作出修改。虚拟现实(简称
VR)技术能创造身临其境的感觉。
虚拟现实也称虚拟环境或虚拟真实环境,是迅速发展的一项综合性计算机、图形交互技术,它集成了计算机图形学、多媒体、人工智能、多传感器、网络并行处理,利用计算机生成的三维空间形象实现的目标合成技术,通过视、听、触觉,以图表及动画方式呈现,让观看者“眼见为明”。它改变了传统的计算机辅助设计被动静态的信息传递方式。它的特性包括:(1)交互性(interactive);(2)想像性(imagination);(3)沉浸性(immersion)。虚拟现实就建筑视觉模拟的可行性而言,应用领域可包括:建筑物模拟、室内设计模拟、城市景观模拟、施工过程模拟、物理环境模拟、防灾模拟、历史性建筑模拟等。在建筑设计中既要进行空间形象思维,又要考虑到以用户的感受为核心,是一连串的创新过程,包括规划、设计、建设施工、维护等。巨大的成本和不可逆的执行程序,不能出现过多的差错,虚拟现实是一种可以创造和体现虚拟世界的计算机系统,虚拟世界是整体虚拟环境或给定仿真的对象的全体,充分利用计算机辅助设计和虚拟现实,可减轻设计人员的劳动强度,缩短设计周期,提高设计质量,节省投资。虚拟现实技术在建筑设计中应用广泛。
2展示建筑物的整个信息
现阶段的二维、三维的表达方式,只能传递建筑物部分属性的信息,并且只能提供单一尺度的建筑物信息,使用虚拟现实技术可展示一栋活生生的虚拟建筑物,使人产生身临其境之感,设计不仅仅是设计者的事,住户、管理部门都可起到辅助决策的作用。
3远距离浏览
设计者设计的建筑物与工程单位可以相互沟通交流,通过万维网达到远距离浏览,也可以以计算机语言开发与虚拟现实造型语言整合,虚拟现实用于Internet网中提高其普遍性与实用性。
4实时多方案比较
在建筑设计过程中,一般都会对设计的建筑物提出不同的设计方案,对未来建筑物的形象做多种设想,在虚拟的建筑三维空间中,可以实时地切换不同的方案,在同一个观察点或同一个观察序列中感受不同的建筑外观,这样,有助于比较不同的建筑方案的特点与不足,以便进一步进行决策。事实上,利用虚拟现实技术不但能够对不同方案进行比较,而且可以对某个特定的局部作修改,并实时地与修改前的方案进行分析比较。
5专用的人机接互
人机接口是使用者与计算机沟通的桥梁,它是代表使用者意图的转换及计算机程序的执行,良好的人机接口的建立,可减少使用者对系统的学习时间和增强系统的使用效率。在虚拟现实技术建筑设计中,必须有特定的人机接口模式:(1)使用者模式。使用者直接进入虚拟现实中,进行观测
与互动操作,以第一人称的观测方式,进行虚拟现实的沉浸观察,隐藏的接口,只有在使用时才出现;(2)者模式。在虚拟现实中,常因沉浸环境与现实环境的感性差距,而造成空间迷失现象,以至于使用者无法掌握虚拟现实中的状态,以空间者的虚拟环境信息的提供,以第一和第二人称的观察方式,进行虚拟环境中的观测;(3)监控模式。使用者以第三人称的方式,监控虚拟现实中所有的现实状态,并进行虚拟物的监视与控制,而接口的产生与虚拟现实的种类并无绝对的关系;(4)浸入操作模式。将控制虚拟现实物的接口,置于虚拟现实中,以进行仿真式的操作模拟,使用者以
第一人称的操作方式,对虚拟物进行控制。从系统整合的观点来分析建筑设计,系统的接口连结不
当,影响设计质量和施工程序。
虚拟现实系统基本上有两种:模型式和图像式。以模型式虚拟现实,以虚拟现实造型语言(简称VRML)为主要描述语言,使得建筑设计可用计算机进行三维建模,利用效果图和三维施工图与资料库,并利用虚拟现实技术连结到资料库作为实时模拟操作。虚拟现实造型语言,可用来在万维网(3W)中定义与更多信息相关联的三维世界的布局和内容,使之能够在一个交互的三维空间中很容易地被表达出来。当虚拟现实造型语言浏览器启动后,它会将虚拟现实造型语言中的信息解释成虚拟现实造型语言空间中的建筑物的几何形体的描述,一旦VRML空间被用户的浏览器解释,它将提供实时显示,一秒钟可以显示多次,这样,用户的机器上将会有一个活动的场景。
6应用实例
荷兰的虚拟现实技术起步较快,Eindoven大学的Calibre研究院已用虚拟现实技术进行设计和咨询,他们开发的软件包由一组类CAD的函数组成,称为CAAD软件,为建筑结构的创建、修改和可视化提供了工具包,它支持AutoCADDXF文件的输入输出,而且能够用于虚拟环境中增加动画和对象的动态行为。已用该系统模型化了一座小城市,具体目标是在河中小岛上设计一栋博物馆。这座城市由好几百栋建筑物组成,坐落在河边斜坡上,可以俯瞰小岛。首先,数字化该城市的地图,创建基本的AutoCAD模型;其次,按真实三维位置安排每栋建筑物,同时也考虑山坡的轮廓;再次,加上建筑细节,如门框和窗框设计,以便标准地表现该城市的美学特征。该应用实例让人们领略了该领域和他们所取得的成果。
在美国洛杉矶和费城的虚拟建筑三维模拟系统被认为是全球最成功的虚拟建筑模拟系统之一。各国对虚拟现实技术都在研究和应用,我国也一样,在虚拟世界建筑方面,都已制作和展示了复杂的虚拟世界模型。虚拟现实技术所涉领域十分广泛,技术潜力巨大,在建筑设计中应用前景广阔,但软硬件投资巨大,可重复性低,如计算机辅助设计/制造数据库/计算机辅助工程,多媒体/台式视频,图形艺术,形象/动画制作,科学可视化,实时模拟等的硬件价格很高。
质量是产品的生命,没有好的质量,产品就没有市场,只有高质量的产品,在市场上才有竞争力,建筑设计也是同样如此。
本人认为,只有在建筑设计质量的优化管理上做文章,才能产出高质量的建筑设计成品。建筑设计,在某种意义上讲可等同于建筑产品,它是艺术创作与科学技术的结合体。它不能用工业化、工厂化、程序化的过程进行生产,对于不同使用功能、性质的建筑从内容到外表形态是不同的。
建筑设计成果的质量评定不能用固定的标准去衡量,即使达到建筑设计规范、标准和规程,也不能称该建筑设计就是优良品或精品。建筑设计是科学与艺术双重创作的结合,是创作构思加科学计算合成的结果。在运行过程中设计构思组合产生出全新的东西,不可能有固定的模式可套用,建筑设计具有一定的随机性变化。
建筑设计质量的优劣,确切地说是一个目标范围的界定,建筑规范、规程和标准是建筑设计合格的下限。建筑设计精品是在设计运行过程中优化取舍,完善完美。因此,设计质量的优化管理是十分值得重视的。
建筑设计质量的优化管理,就在于强化、强调了设计的“全过程管理”,这是动态管理。它也打破了过去静止的简单化的“结果管理”淘汰制。从而避免浪费时间和造成直接经济损失。建筑设计运行过程要自始至终,由部分到整体、由管理点到强化点,由方案到施工图,这些工作都要进行细化、优化和筛选。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。
2、健全建筑设计质量优化管理的基础——质量管理保证体系
(1)建立法人挂帅的组织机构。成立监督机构,即法人亲自挂帅,专家起主导作用的全方位的有机结合体。设立质量检查小组,每个项目均设质检员。以专家为主导是为了掌握专业技术的高标准高质量,法人挂帅是保证质量管理体系顺利运行。主要目的是使这项工作经济化,制度化,责任化。
(2)健全可操作的规章制度。主要包括以下方面:一是规章制度的制订要结合实际情况,一定要具体化、细化、量化,特别是要具有可操作性,以保证其运用的经常性和可检查性,以其达到预定目标。二是规章制度要量化,做到可以制成表格分门别类填写打分。三是设计人员行为要规范,原则性要强,只有我们自己有效地规范了行为,才能使我们的服务对象满意。四是跟踪服务、反馈信息及时更正与处理。五是事前计划要具体,事中控制有措施,事后总结有效果。
3、建筑设计质量优化管理的运作
建筑设计质量优化,不仅是为了设计产品合格,满足设计规范的要求,而是为了高标准的追求。在设计优化管理运行的前后,从计划到分工、从人员到产品,从部分到整体等都是为了筛选出最优的方法和手段,产出最佳产品。
(1)在定岗定位人员时即时挑选,既要进行优化思想教育,又要注重量才使用,使每一个设计人员都有进取精神,思想中时刻存在着争夺市场的竞争意识。这就是人员的优化组合。
(2)确定每一个项目的优化管理。所谓管理点,就是项目中起决定作用的关键点。比如:项目设计的方案图、施工图、预算,这就是建筑设计项目宏观中既有影响又起决定性作用的关键点。
(3)设计项目的优化统筹安排。设计项目的各个专业及专业内部的不同程序的交叉运行必须要进行周密地安排。只有这样才能使各个专业及专业内部密切联系,避免出现差错,大大地缩短设计时间,提高工作效率。
(4)随时制订与研究项目的创新计划。凡是设计项目运行过程出现新情况新问题,都应该进行分析研究。只有不断地向较高的目标前进,优良产品才会不断产出。
(5)提倡精品化、集成化、信息化。要创新要精品就必须掌握足够的信息,如向国外发达国家学习,他们的设计理念和先进经验,做到这一点也就等于找到了捷径。
(6)提高设计人员整体水平和素质,给设计对象创造更多的学习,深造的机会,使他们在设计运行中的各个环节都能独当一面。
(7)制定优化的最佳目标,打出最低的要求线,尽量把一些定性的要求变成定量的标准,以具有明确的可操作性。
(8)建筑设计方案的优化管理。建筑设计方案对于设计项目十分重要,建筑设计方案的确定不仅仅是为了评选好的方案,优化选取方案不是目的,重要的是在建筑设计方案运行中进行优化管理。当建筑设计方案选取后,按专业部分进行优化、细化、量化而后运行。建筑设计方案优化管理,旨在于打破旧的、固定不变的教条,采取积极地动态管理方法。
建筑设计质量的优化管理,首先在于建筑设计质量的优化,然后才是管理。建筑设计质量的优化关键在于建筑设计思想目标的确立,建筑设计思想的优化。
4、建筑设计运行系统与过程的优化控制
设计运行系统指总体的各个部分运行一体化,而过程是进行设计的全过程。要对其进行优化控制。首先,要确定系统部分的控制点,也就是运行的各个部分,即管理点,使每一个部分都进行优化处理。然后,进行过程的优化控制。如果只提达到质量标准、满足规范、规则的要求,那么建筑设计这个特殊的产品并非是精品。因为建筑设计的创作意识包括科学与艺术的排列与组合。提倡设计质量的优化管理,就是始终有一个较高的目标去奋斗。这里目标指的是一个范围,而不是具体的标准。方案有几个,而最好的只有一个。复杂的建筑设计周期短的几周、长的几年,施工的周期更长。
关键词:机械设备管理机械设备维修机械设备人才
随着国家市场经济的发展,特别是国家对建筑施工管理体制的改革,使国有建筑施工企业真正成为独立经营、自负盈亏的经济实体,建筑行业的机械化程度有了很大的提高,机械设备在施工中的地位和作用日益显著和重要,在大大促进了建筑施工企业本身的发展同时,也为社会基础设施的建设提供了技术支撑。20世纪90年代中期开始,建筑施工企业尤其是大中型国有建筑施工企业适应市场经济,加强了成本核算,对于机械设备管理中采用租赁方式给予重视,建筑机械设备租赁取得了一定进展。
在国有体制下,建筑机械设备的投资,由于受所谓固定资产旧式概念的影响,基本上采用的模式为:单位购买—单位所有—单位使用。就如笔者本人单位而言,其大型建筑机械设备购置时间,从最早的20世纪80年代中期到90年代中期。近年来,由于市场竞争的加剧,各建筑企业,把资金主要都投入到主业中,用于持续投资建筑机械设备的资金几近于无,所购设备使用年限基本上都已超过10年,部分已经报废,在用建筑机械设备陈旧。虽然各企业根据自己的实际情况,对现有设备进行一些革新,制定了一些相应的安全管理制度,克服了许多困难,狠抓了建筑机械设备的管理,取得了一定成绩,积累了不少行之有效的经验。但是,也还存在着许多问题。特别是在目前情况下,如何积极主动地适应市场经济体制,通过创新使机械设备焕发出勃勃生机与活力,是摆在我们面前迫切需要解决的一个大问题。笔者仅就这些当前管理工作的现状作出剖析,并结合工作实际,探讨一下解决问题的具体办法与措施。
1存在的主要问题
(1)从技术层面来讲
①机械设备陈旧,技术状况下降。
②操作人员队伍庞杂,素质高低不一。
③修理技术力量薄弱,维修保养困难。
④配件质量好坏不一。
(2)从管理层面来讲
①对机械设备租赁的重要性认识不足。
②机械设备租赁市场不规范。
③建筑机械设备租赁专业人才十分短缺。
2产生建筑机械设备问题的多方面因素
(1)国有大中型企业购置建筑机械设备的时间,大多集中在20世纪80年代中期,到现在,在用的建筑机械设备大都已进入使用寿命晚期,经过10多年的使用,即使维修保养到位,其设备现状已不具备良好状态,为了能投入使用,企业必须花费更多的人力物力来保证其使用,从经营上来说,已是一种负担。
(2)我国建筑业是以体力劳动为主的劳动密集型行业,工作人员素质普遍偏低。建筑机械是特种设备,其操作人员必须经过特种作业培训才能上岗,但现在一些培训点,为了更快让人员投入使用,操作人员的培训时间、强度、实践都不够,一些人员可能今天还在人力资源市场等待用工,而明天就成为了一名特种作业操作人员。许多操作人员仅仅只会动按钮,而对一些基本的维修保养作业都不懂,这对设备的维护保养和作业过程中对安全事故的预防都有害无益。
(3)在90年代初期,国家对大学生毕业分配开始实行双向选择,在此期间,许多国有大中型建筑企业都大量引进了一批大学生,但从此后,却很少招收中等专业人员,这批大学生现在留在建筑企业的,都已成长为管理人员,但对于进行实际操作的维修技术人员,已出现了人员断层现象,基层大量缺少电工、机修工等维修人员,造成建筑设备维修力量薄弱,设备维修保养困难。
(4)国家实行市场经济,建筑机械设备的维修配件也打断了专营,进入了市场,其利弊众说不一。但有一点,由于受经济利益的影响,在机电配件市场上,许多鱼目混珠的配件摆上柜台,这些产品并不是不能用,只是使用寿命有限,或强度不够,造成维修工作不力。
(5)国营企业的企业等级是以固定资产总额作为划分的标准,造成各企业重占有、轻效益,对建筑机械设备等固定资产的投资,每个单一的企业都在进行,造成社会财富巨大浪费和资本的低效益,由于多年来的计划经济体制和传统观念的影响,现代租赁意识不足,建筑施工企业对施工机械设备这一重要生产要素的管理长期处于重用轻管、管理粗放、不重视经营成本的状态,经济效益和机械设备利用率较低,成本核算不清,对设备租赁的重要性认识不足。在现代租赁观念中,追求资本价值的最大化是其核心内容,这种分岐导致我国租赁业与发达国家相比严重滞后。目前我国租赁业在宏观管理上还没有具体的部门统一地对租赁业实施有效管理,难以在政策上协调统一,无法形成一个规范的、具有规模效益的社会租赁市场,对租赁业在优化组合、合理配置社会资源的重要作用估计不足,对机械设备租赁的重要性认识不足。
(6)机械设备租赁市场不规范。我国目前尚无一部系统完备的、旨在保障租赁双方合法权益的《租赁法》,只是在《合同法》、财政部的有关文件及专业银行自行制定的金融租赁暂行办法中对融资租赁有一些简单的规定,致使租赁业近似处于一种“无法可依,无章可循”的环境之中,与发达国家比较差距明显,严重制约了租赁业的发展。特别是我国加入WTO后面临国际市场竞争的租赁业发展的需要。经营性租赁业无法可依,租赁合同没有统一的行为准则,租赁市场就难以规范运作,租赁合同的合法权益就不能得到有效保障。在财政税收政策上,没有根据租赁业的经营特点,制定符合其经济规律的财政税收政策。由于租赁业的特点是需要大量、稳定的资金来源才能够正常运行,而我国则长期将租赁融资视作贷款,在税收上视同一般商业行为,因此租赁业的经营资金和正常利润无可靠保障。企业看不到利用租赁方式进行交易的独特优势,因而影响了其实行租赁的积极性。近年来为适应市场竞争,建筑施工企业的管理体制进行了相应的改革,部分大中型建筑施工企业出现了内部机械设备租赁市场,但租赁市场的建设没有放在企业经营管理的重要地位进行筹划,基本上属于盲目的、不规范的运作。主要表现在租赁市场规模小,服务功能单一,用于租赁的机械设备数量少,机型陈旧老化,同时由于租赁企业的资金无可靠来源,更新改造能力不强,租赁市场无法满足施工生产的需要。这种无序的、自发的、粗放的、主要针对企业内部需要的机械设备租赁市场,是一种功能不健全、运作不规范、生命力非常脆弱的市场,虽对降低工程成本起到一定作用,但无法实现国有大中型建筑施工企业集团化规模运作和增强投标、承揽工程任务的竞争能力的目的。另外,由于一些私人公司涉足建筑机械设备租赁,其购买的设备均是新设备,并进而和生产厂家联合起来,实施以租代买,在租赁费用上,用较低价位对原有市场进行争夺,对国有建筑施工企业形成了较大冲击。
(7)设备租赁专业人才十分短缺。租赁业在我国发展虽然已有20年的历史,但它仍然是一个新兴的行业,由于市场环境等诸多因素的影响,建筑施工企业的租赁市场与全国其它行业一样,专业人才十分短缺。建筑施工企业普遍存在着人员管理水平、文化素质、技术能力不强的问题,加之从事租赁业务的人大多数未从事过租赁专业工作,缺乏专门知识和经验,不能满足租赁业发展的需要,急待调整人员结构,提高和充实专业人员的素质。
3解决建筑机械设备问题可采取的对策
(1)加强教育培养,努力造就一支高素质的专业技术人员队伍。首先要抓好管理人员的选配和培养,通过送出去培训、在职自学、函授等形式,提高他们的素质,使之成为具有现代科学管理知识和以法管理的能力,善于在复杂条件下实施有效管理专业管理人员。其次要抓好操作人员的教育训练,要结合本单位实际,采取集中学习与分散自学相结合、定时辅导与集中测试相结合的方式,分层次地进行政治理论学习和专业技术培训,积极开展评先创优、岗位练兵和技术比武活动,多手段培养职工的爱岗敬业的精神,对于未按规定使用、维护设备的要进行严厉的处罚,同时对严格执行机械设备管理规程、工作认真负责、成绩突出的给予奖励。真正把机械设备管好、用好、修好,确保生产的安全、高效、低耗。最后是要抓好维修队伍的建设,通过单位自培、引进中等专业人才等办法,提高国营建筑企业的维修技术力量,通过较好的维护保养作业,努力提高陈旧设备的活力。
(2)立足现有条件,积极想办法改善管理条件。近年来,客观上由于大部分单位管理条件差,经济紧张,不可能一下子拿出更多的经费来改善设施,这就要发扬艰苦奋斗的精神,因陋就简,立足现有条件,挖掘潜力,千方百计搞好保障。在此情况下,要积极想办法克服当前的困难,要精打细算,堵塞各种漏洞,做到计划开支,制度监控,让每一分钱都用在刀刃上,找信誉好的经销商购买配件,形成长期伙伴关系,这样质量价格可以得到有效保证。搞好修旧利废,充分利用现有库存,能用就用,该处理的就处理,变死物为活物,以弥补维修经费不足。
(3)广泛宣传机械设备租赁的重要作用,提高企业领导者对租赁的认识。建筑施工企业的领导者要充分认识到实行机械设备租赁是搞好建筑施工管理体制改革的重要组成部分;认识到机械设备租赁既是一种商品交易方式,也是一种优化配置生产要素,提高企业经济效益的管理方式;认识到机械设备租赁对降低经营成本、提高资金利用率和企业的综合效益,充分利用社会经济资源具有不可替代的作用。企业的领导者应从集团化运作及社会化大生产的高度把握机械设备租赁对建筑施工的深层意义,树立“机械设备使用比占有更重要”的现代租赁经营观念。要打破陈旧的思维方式,对机械设备租赁给予高度重视,下大力解决租赁市场运行中的具体问题,统筹安排租赁市场的建设和规范运作。
(4)规范租赁市场,实现生产要素优化配置。根据目前大中型国有建筑施工企业机械设备存量资产多、产权界限不清的实际情况,企业应建立内部机械设备租赁市场。采取资产置换、收购、以机械设备折价入股等方式进行企业的资产重组,实现生产要素的优化配置。机械设备租赁公司既要面向建筑施工企业内部市场的需求,真正成为要素市场的骨干,又要面向社会市场创收,提高建筑施工企业的综合效益。各建筑施工企业的机械设备租赁分公司之间应建立租赁信息网,在保证本企业施工生产需要的前提下,为增加经济效益,可进行相互调剂、拾遗补缺,提高机械设备的利用率。租赁市场的规范运行必须排除来自由于传统管理模式形成的陈旧观念以及各方面的阻力,对机械设备租赁渠道、价格、台班定额、交易规则、资金来源及信用等方面经过一个调整和理顺的过程。
结构设计的安全问题是所有从事结构设计与研究的人们一生都要面对的问题,本文作者结合自己的工程设计实践,简述了当代建筑师的设计思维对结构设计安全所提出来的挑战,并且,通过一个结构设计师对当今建筑设计潮流的感悟与认识,提出了保障结构设计安全所必须坚持的基本原则。文章最后,对参与当代中国结构设计实践的结构设计工作者们提出了一些期望。
■前言
一段时间以来,由法国巴黎戴高乐机场2E侯机厅通道部分倒塌事故引起的对结构安全问题的讨论成为业界甚至各种传媒的热门话题,由之引起的对国家大剧院以及各奥运在建项目进行结构安全再认识的声音也不时传起。特别是对正在设计施工中的奥运项目,按照政府决策部门的意见,建设单位组织结构有关专家逐个项目地进行了更为严格的结构设计安全评估。
结构设计安全是我们所有从事结构设计与研究工作者必须面对和回答的问题,巴黎戴高乐机场事故是结构在其设计使用寿命初期(投入运营一年),在常规荷载作用(没有恐怖袭击、没有恶劣的区域突发自然灾害)的情况下发生的,就是说,一定是在结构设计或施工的某个环节给结构留下了致命的内部缺陷才造成的,这一缺陷既可能是结构设计理论方面的,也可能是结构设计构造方面的,既可能是结构材料使用方面的,还可能是建造过程中的施工质量控制方面的,等等。无论什么原因,这种结构破坏形态都是结构设计原则所不允许的,引起我们的警觉也是应该的。
另一方面,我们也还是应该理性地、科学地、全面地分析和把握结构设计的安全问题。其实,追溯人类改造自然、改造世界的历史足迹,我们还是有理由对当代结构设计理论和建造技术的发展水平感到自豪的。虽然我们现在感觉是越来越累,越来越难,但是在力学和材料科学发展的有力支撑下,我们所从事的结构设计与建造技术的发展还是基本上满足了那些满脑子求新求奇,求高求广的所谓当代建筑师的表达欲望与需求的。
■世界上没有自由的结构设计师,但假如没有我们,也就没有建筑表达的自由
建筑师设计东西,无非表达两种需求,一种是传统意义上的功能需求,另外一种就是表达建筑情感,或者说是通过建筑表达情感。这种情感表达方面的需求可能是来自公众的,也可能是来自政府或领导意志的,还可能就是直接来自建筑师的美学修为的。建筑师可以利用建筑特有的元素,比如建筑材料的材质、装饰材料的色彩等进行其建筑情感的表达,但是这种表达的效果和能力是有限的,建筑师更重要的手段则是借助结构的能力完成这一表达需求,从这个意义上说,建筑师丰富的想象力既给结构设计提出了课题、带来了挑战,同时也就给结构工程师带来了风险。
国家大剧院超大超深的地下结构体量,椭球抛物面壳体屋顶和围绕壳体的环形水池都是安得鲁实现其剧院功能需求与其情感表达需求的手法和元素。为了在不超越人民大会堂的限定高度内,完成剧场功能对竖向尺度的需求,“深入地下”是其自然的(也许是无奈的)选择;椭球抛物面壳体屋顶罩住其下的三个功能剧场是建筑师进行区域空间整和的一种手段,在这块区域上的建筑物进行这样的整和处理我认为是必要的;建筑师设置环形水池的目的在于其制造区域宁静气氛的需要,这种建筑情感表达上的需求也是必要的。
国家大剧院
同样的,在建的国家体育场(简称“鸟巢”)以及国家游泳中心(简称“水立方”)等标志性建筑,她们不单单是承载着满足举办奥运会各单项体育功能方面的需求,也还要承载着通过其“别样”的建筑形象来表达全国人民百年奥运梦想成真的情感需求,承载着要为最出色的一届奥运会留下最出色的“建筑遗产”的使命。
自然的,建筑师是无法单独承担这样的使命的,必须依靠结构工程师的支持来实现其“特别”的表达需求。或者说,结构工程师在这个时侯是没有选择的自由的,只有绞尽脑汁为建筑师的这种需求寻找“解决方案”,于是,百年之前的理论物理学命题“泡沫理论”被结构师拿来经过有趣的数学变换,最终成了表达建筑师“看似无序的水分子结构”的最好载体。
国家游泳中心总平面图
■建筑结构形式的争议多半不是“好与不好”的问题,而是“值与不值”的问题
为了满足建筑师们的“浪漫”需求,在传统的结构构成方式无能为力的时候,结构设计师就必须探索新的、非传统的结构构成方式。结构系统的基本形式,可以说已经被我们认识的差不多了,但是,这种说法只是限于基本体系,并不意味着创造新的结构形态可能性的减少,在拥有无限多样的物种的丰富多彩的世界里,限定结构形态的类型显然是不恰当的。
结构工程师的任务就是在既要保证结构安全同时又要满足建筑美学需求的杠杆上寻找一个平衡点。只是,世界上终究没有免费的午餐,当各种或是张扬的、或是陌生的结构形态出现的时候,在结构材料科学还没有长足的发展的时候,在我们还不得不用传统的结构材料去实现这样一个个“浪漫”的需求的时候,对结构安全的关注也就从来没有象现在这样引起一端又一端的“争议”。
从一个结构设计与研究工作者的角度看待这些“争议”,我认为很多时候我们是可以在力学或规范的原则内寻找到这个“平衡点”的,随后的问题是,这会要我们付出多大的“代价”,或者说要我们支付多大的“结构成本”?我认为对这个我们要支付的成本“值与不值”的不同看法是对建筑结构形式“争议”的焦点问题。
其实,作为一个结构工程师,常常是不能判断建筑的形象与情感“效益”与结构实现的“成本”之间到底谁高谁底的,因为前者是很难量化的。我们所能做的就是在保证建筑功能与美学需求的诸种可选择的结构实现方式中找到成本较低的解决方案。
国家游泳中心南北剖面图
国家大剧院南北剖面图
例如,在国家大剧院工程结构的第一轮初步设计时,法国ADP公司确定的结构底板的顶面标高为-26.0米,这个标高受到了中国建筑与结构工程师的质疑,如此深的基槽,且不说开挖与降水的成本会很高,结构寿命期内的抗浮设计成本更是一项很大的投入,为此,我们建议在保证其建筑功能需要的前提下,尽可能提高建筑底面标高,法方在修改后的初步设计中将这一标高提高到了-22.0米。
与上述情形相反,国家游泳中心工程的建筑设计由于采用了ETFE双层充气膜,这种膜材的造价很高,所以,在相对深挖(增加基础开挖与结构抗浮成本)和抬升建筑总高度(增加围护膜材的用量)的比较选择中建筑师完全依赖的就是综合成本最小化的原则。
■结构工程师要给浪漫的建筑师和建筑师的浪漫设定一条底线
作为一名结构工程师,我们还应该清醒地认识到,结构科学和材料科学的发展远没有达到可以令建筑师们的“浪漫思维”无约无束的境地。在实际结构的建造过程中影响结构安全的因素众多,一方面,建筑结构理论归根结底是一门实验科学,理论与实际的偏差不可避免,另一方面,建造技术的发展水平和区域差异以及施工质量控制等等方面的诸多因素,都会给实际建造完成的建筑结构安全性能带来某种程度的不确定性。
所以,建筑师们在通过建筑表达其美学或情感需求的时候,结构工程师们还是要给他们设定一条底线。这条底线不仅依赖于当代人类对自然界的认识水平,而且还依赖于现代结构技术与材料科学的发展水平,依赖于结构分析技术的发展水平。在某种程度上,我们可以允许他们突破某些“规范”条文的底线,但是不能允许他们突破“基本力学准则”的底线。尤其是当我们面对国外建筑师的时候,这一点做起来很难,譬如在和安德鲁的法国ADP团队合作设计国家大剧院的过程中,我们就经历了多次的“争执与说服”的过程。
国家游泳中心的设计过程也给了我们很多启示,在建筑师浪漫的创意和结构的可实现之间还是有较长的一段路要走的,因此,我们投入很多精力进行了这种新型多面体空间钢框架结构的试验研究,最终才可以保证这种结构的安全、可靠。
钢骨架结构效果
ETFE充气枕结构
■不能认为结构设计安全与结构设计的创造性是永远的矛盾
实际上,对结构设计安全性的忧虑往往会束缚住我们结构设计创造性探索的步伐,虽然这种忧虑不是多余的。发生巴黎机场结构倒塌事故后,我们听到的几乎都是对安德鲁主持设计的建筑的一片怀疑之声,结构设计工程师们,尤其是从事重要公共建筑结构设计的工程师们更是增添了更多的谨慎与小心。
我认为,结构设计的任务始终是:按照建筑的功能与美学需求确定安全、合理的结构体系;进而依据建筑结构可靠度设计有关标准所确定的原则对结构作用效应与结构抗力进行符合结构实际工作条件(性能)的分析;最终应做到在规定的结构设计使用年限内,在现行规范规定的各种荷载作用下,所设计的结构是安全可靠、经济合理、技术先进的。
为了实现这样的使命,对结构设计安全的自始至终的关切无疑是必要的,另一方面,结构设计的创造性不但是当今建筑设计发展的必然要求,同时也是结构设计技术自身发展的要求。国家大剧院、国家体育场、国家游泳中心以及新中央电视台等建筑在结构设计方面的创造性探索可以为我们跟踪当今世界先进的结构设计理念提供一些线索,也可以让我们检视一下很多经验的、传统的结构设计思维是否还适应现代结构设计发展的要求。
“水立方”内外效果图
关键词:遮阳板太阳辐射能耗
1前言
太阳对于建筑的影响体现在建筑热环境、采光、空调采暖能耗以及建筑周围局部微气候等方面。在建筑的供暖、空调系统设计中,太阳辐射对供暖、空调负荷有重要的影响。因此,合理的遮阳就成为暖通空调领域节能的一个有效途径[1]。
遮阳措施概括起来可分为三类:利用绿化的遮阳、结合建筑构件处理的遮阳、专门设置的遮阳。专门设置的遮阳又包括:水平外遮阳、垂直外遮阳、百叶内遮阳、内遮阳加镀膜、活动百叶外遮阳等。遮阳板属于水平外遮阳。本文以天津地区典型气象年气象资料为依据,对天津地区住宅建筑南向墙遮阳板的构造进行建模分析,对遮阳板在不同构型尺寸条件下所能遮挡的能耗值进行编程计算。在遮阳板宽度w、遮阳板到窗户上沿距离d取不同值的条件下,通过遮阳板在夏季遮蔽的能量与冬季遮蔽的能量的差值Es-Ew来评价遮阳板构型尺寸的好坏。同时给出在不同d、w情况下,对应Es-Ew的曲线,以供设计时参考。
2气象数据分析
气象参数是影响建筑室内热环境和供暖空调能耗的一个主要因素。本文的气象资料取自中国建筑科学研究院与美国劳伦斯.伯克利国家实验室进行技术合作共同开发的26个中国城市的典型气象年(TMY)逐时气象资料。典型气象年由12个典型气象月组成,它们的选择原则如下:所选月份应是其气象参数与16年(1982-1997)平均值最为接近的月份。月与月之间的一些气象参数应该变化平滑没有突变。
本文所用到的天津地区典型气象年气象资料中,各典型气象月所取自的年份见下表:
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年份
88
87
92
85
88
82
91
87
93
88
89
90
为了对遮阳板进行能耗计算时方便,在已获得的气象资料数据的基础上用MATLAB软件对其每天的数据进行拟合,并用拟合取得的表达式的系数构成一个数据文件,从而为遮阳板的能耗分析提供数据。
3南向墙遮阳板构型设计
窗户遮阳设计有避免日照和争取日照两个方面的要求。当夏季室外气温较高时,为防止阳光射入室内,应使窗口处于遮阳构件的阴影之中;在冬季室外气温较低时,应争取阳光照射到室内,以提高室内温度。因此适当选择遮阳构件和遮阳尺寸,是遮阳设计的主要任务之一。太阳照射在南墙面时,高度角较高,故在南向及接近南向的窗口上,宜设置水平式遮阳板。这种遮阳能形成很大的遮阳区,在降低南墙表面温度和防止阳光直射窗口方面能达到很好的遮阳效果。下面主要对南向墙水平遮阳板进行建模分析。
3.1数学模型的建立
南向墙遮阳板的数学模型如图1:
图1南向墙遮阳板的数学模型
窗口上遮阳板的宽度w与遮阳板距窗户上沿的距离d之间关系:
在图1中,遮阳板宽度W=ac=bd
遮阳板到窗户下沿的距离H=d+hw
H=aa′bc=ac×secγcc′=b′c′tgh
bc=b′c′
则cc′=ac×secγ×tgh
H=W×secγ×tgh=W/(cosγ×ctgh)(3-1)
式中:hw——窗户高度(本文主要针对住宅建筑,取1.5m)
γ——太阳方位与墙面法线的夹角
h——太阳高度角
由于现在的住宅建筑较以往更重视采光,窗户面积即窗墙比明显增大。在这种情况下水平遮阳板可连成一条。在单个窗户的遮阳板设计计算时,如图1所示只能实现半窗遮阳。如需要满窗遮阳,还需求出水平板两端的延伸长度。由于同层同朝向各个窗户的遮阳板连接成一体,故在单个窗户遮阳板长度计算时其长度认为无限长,不需要考虑端部延伸的问题。
由以上建立的数学模型可以看出,我们应该利用冬、夏两季太阳高度角、方位角的变化,最大限度地增大夏季遮挡的太阳能量Es,减少冬季遮挡的太阳能量Ew。在Es-Ew取最大值时遮阳板的W、d即为适合天津地区住宅建筑南向墙遮阳板的最佳尺寸。
3.2具体研究方法的确定
在遮阳板的设计中,我们始终是遵循利用冬、夏季太阳高度角不同这条原则。其最理想的情况如图2所示:
在图中采暖季太阳高度角最高的情况下,太阳射线恰好照射到窗户的上沿。这样就可以在任意情况下保证采暖季的满窗照射。同时在空调季太阳高度角最低的情况下太阳射线恰好照射到窗户的下沿,这样就可以在任意情况下保证空调季的满窗遮阳。上述情况是我们在设计遮阳板尺寸时所希望达到的最佳情况。但经计算,为达到上述要求,遮阳板长度过长(约1.7米),同时导致遮阳板到窗户上沿的距离也过长,在实际中无法实现。
由于上述情况,我们在设计遮阳板尺寸时只能尽量兼顾夏季的遮阳和冬季的日照。由于天津地区气候的特点在近些年发生了一些变化,夏季持续高温时间明显增长,冬季最低温度也有所下降,气候类型趋近于夏热冬冷型。本文在遮阳板宽度w、遮阳板到窗户上沿距离d取不同值的条件下,通过遮阳板在夏季遮蔽的能量与冬季遮蔽的能量的差值Es-Ew来判断遮阳板尺寸的好坏。同时给出由在不同d、w情况下,对应Es-Ew的曲线,以供设计时参考。
通过分析可知,遮阳板所遮蔽的太阳能量是水平面上太阳直射辐射强度、日期和时间的函数。
3.3计算结果及分析
为形象起见,本文只给出由具体计算结果生成的数据图(图3、图4)。
图3遮阳板在夏、冬季遮蔽的太阳辐射能量差(三维)
图4遮阳板在夏、冬季遮蔽的太阳辐射能量差(二维放大)
经计算证明,要达到上述这种最佳的遮阳效果,遮阳板的长度至少要在1.7米以上,而且遮阳板到窗户上沿的距离也在1米以上。一般住宅建筑的层高在3米以下,而且新建房型多采用1.8米的大窗,再加上一些户型将空调架设置在南向,因此给遮阳板的可调节空间很小。另外,从建筑美学的角度来看,遮阳板的宽度也不宜过长。
从图中可以看出,d在取0.5m以上的情况下,遮阳板遮蔽的能量曲线趋于平缓。其总的变化趋势是w、d的值越大,遮阳效果越好。但遮阳板的宽度一般不宜过长,一般小于1米。从图中曲线可以看出,每条曲线取最大值时,d、w的值比较接近。这样在w不超过1米的前提下,可同时保证d值不大于1米。这样的距离对于住宅建筑是可行的。
4结论
通过以上分析计算,可以得到如下结论:
1外遮阳相对于内遮阳来讲,能够更为有效的遮蔽太阳辐射能量。外遮阳装置本身吸收的太阳辐射热量大部分以对流散热的方式排入室外,从而有效地避免了内遮阳的这一缺陷。
2对于南向或接近南向的窗口上,由于太阳照射时的高度角较高,宜设置水平式遮阳板遮阳。这种遮阳能形成很大的遮阳区,在降低南墙表面温度和防止阳光直射窗口方面能达到很好的遮阳效果。
3遮阳板作为南向或接近南向窗口上的遮阳设备,综合考虑建筑节能、建筑物美观、遮阳板自身材料及住宅建筑的层高等多种因素,其宽度w宜取在0.6~1.0m之间,遮阳板距窗户上沿距离d相应取0.5~0.9m之间,全年遮阳节能为80~110MJ/m2。
总之,遮阳板是一种简单可行的建筑节能方式,不同地区在不同的气象条件下,遮阳板的适用尺寸和节能情况有待于进一步的研究。
参考文献
[1]杨斌.天津地区住宅建筑南向墙遮阳板构型设计及节能潜力分析,[硕士学位论文],天津:天津大学,2003,4.
据相关资料调查显示,我国目前工程建筑过程中经常会出现结算超预算的现象发生,在这些情况中有一大部分都是因为建筑工程设计出了问题。设计的好坏直接影响着工程对对整个工程的建筑方式,设计的错误会直接影响设计成果的美观度,更会给建筑带来不该有的质量威胁。一般来讲,工程项目投资控制关键在于施工前的两个阶段———投资决策阶段、设计阶段。目前工程项目经常出现的“三超”现象———结算超预算、预算超概算、概算超估算现象,也主要是因为工程设计人员缺乏足够的经济理念导致的。
我国建筑工程设计风险现状
在过去我国依然是计划经济体制的时候,设计单位是无需承担由设计失误导致的任何损失赔偿,而且很多建筑工程的设计单位为国有独资事业单位,这就使得这些企业并没有养成良好的风险意识。随着市场经济的不断发展,许多设计单位依然停留在计划经济时代,风险观念和风险意识依然不强。我国为了杜绝这一现象的发生,在新《合同法》中专门对工程设计进行了民事责任界定,规定工程设计单位要对自身设计的失误承担完全的民事责任。一旦由于设计问题导致工程无法顺利完工或者出现质量问题,工程设计单位需要承担相应的民事赔偿责任。因此,工程设计者在对建筑工程项目进行设计的时候必须要考虑风险问题。与此同时,随着我国开放程度的不断加深,许多建筑工程设计事务所开始纷纷进入到中国市场,致使许多大型工程项目的开发商更愿意与国外知名设计公司合作,从而导致我国传统设计遭受更多的竞争压力。在此情况下,我国建筑工程设计单位需要积极适应国家化形势,并将风险管理作为企业生存与发展的重点管理项目。
建筑工程设计风险管理
建筑工程设计风险管理需要从三个方面入手:工程设计风险识别、风险评估、风险应对。
(一)工程设计风险识别
风险识别工作主要是要在工程施工前确定好工程施工过程中可能产生的各种潜在风险,并确定这些风险是否会对未来的施工造成一定的威胁。通常情况下,可以通过以下几种方法来进行识别:第一,专家调查法。此种方法主要是利用该领域及相关领域专家的专业理论知识以及实践经验来找出工程的潜在风险;第二,工程分解法。该方法主要将工程项目分解成一份份更易管理的组成部分,并通过对小块的分析来识别风险;第三,事件分析法。就是将之前了解到的相关事件进行汇总分析,并这些事件进行逐步分解,从而分析潜在风险。
(二)风险评估
通过各种风险分析技术进行定性或者定量分析的方法就叫做风险评估。风险评估主要是将工程中可能存在的风险进行排序,并反映出不同风险对该工程的影响程度,最后根据工程需要找出解决这些风险的方法。风险评估是通过定性分析和定量分析来实现的,主要包括以下几种方法:第一,决策树法。即用树形结构图来分别标出各种风险出现的概率,并以此估算风险大小;第二,专家评估法。即将以前工程中经常出现的风险进行罗列,并请专家们根据自身的经验对风险的严重性进行评估和打分,从而确定这些风险的的重要程度;第三,等风险图法。即将工程施工过程中遇到风险后可能产生的结果作为标杆,且设定为纵坐标轴,以概率为横坐标轴,通过对不同发生概率和后果相乘,在坐标轴上标出结果相同的点,并将这些点连成曲线,并以此表示风险分布的一种经济学方法。
(三)风险应对
一.什么是规范(Specification)
规范是指对应用于建筑工程的材料、设备、固定装置的文字性描述和使用目的阐明。再恰当一些讲,规范是指详细描述指定使用建筑材料与装置的构成、安装施工和完工要求。
与详细的施工图纸配合,规范显示了指定使用的建筑材料是如何被应用的。
规范也可以指建筑设计师和工程师对承包商的施工要求;所有在建筑上应用的材料的性能要求和质量定义;使用这些材料在建筑上所要达到的目的的可靠保证。对建筑承包商而言,规范也是他们在投标时确定材料费用和人工费用的基础。最后,规范也是业主和承包商之间有法律效应的承包合同的一部分。
二.谁写规范
由于规范对传达设计师和工程师要求和目的起着关键的作用,并且会从法律上保证完成这些要求和目的,所以写出的规范必须精确、清楚、完整并能反映建筑意图。所以说,规范一般是由有经验的设计师和工程师撰写,并且在任何情况下受到负责注册设计师和认证工程师监督。规范也可能由外部的咨询专家撰写(如结构、材料、机械、电气工程师等),他们与负责项目的注册设计师和认证工程师关系密切,并且受到他们的监督。
对规范撰写者作用的一个注解
因为规范经常需要由设计师事务所的合伙人和负责人准备,现行约有1/4的事务所有规范撰写人,这些人中的8/10本身就是注册设计师或工程师。在很多情况下,这些写规范的人都与材料生产商代表有直接联系。
这些规范撰写者对挑选材料具有很大的影响力,他们的作用就是将设计师的愿望以“规范”的形式付诸文件,所以讲真正“规范”产品的不是规范撰写者,而是设计师。
“设计”先行于“规范”,设计理念的方向决定了材料规范。
三.规范的主要形式有那些
有五种主要的规范形式
1.排他性或单一品牌产品规范
这种类型的规范声明只有规范上写明的产品(包括品牌、商标名、制造商)才能被接受,通常讲,这类产品比较特殊。对材料供应商来讲,这类规范一旦写上去就等于完成销售了。
举例:内墙涂料,选用某某制造商产品,某某型号系列(色号某某)。
2.多种品牌产品规范
这是最常见的规范类型,名单上列二家或更多家产品(包括品牌、商标名、制造商),这些产品都符合规范者的需求。对这种类型的规范而言,所有列明的产品都有同等机会被用在项目上。
举例:吸音砖:等级A,某某材料制作,表面预涂白色涂料,丁字对接,某某尺寸,某某、某某制造商产品
3.同等要求产品规范
在规范上写明一家或几家品牌,但同时写明,其他品牌产品只要被证明与上述列明品牌产品符合同等要求,也能被使用。
举例:防水剂:某某品牌产品或被证明符合要求的其他品牌产品。
4.开放性或同类型产品规范
产品按照一种类型的属性来描写,包括产品描述、性能等级、尺寸、颜色、符合那种规范或国家、政府标准(如ASTM标准)。当对类型产品标准的关注超过品牌、商标名、制造商等因素时、会使用这种形式的规范。
举例:波纹镀锌高拉伸力钢:E级,波纹镀锌高拉伸力钢材,表面涂覆,镀锌符合ASTM某某标准,具体型号及重量按设计要求由供应商推荐。
5.性能规范
同上述第四种规范相似,指明材料必须遵守某种性能标准,承包商必须寻找到符合这种性能标准的材料。必须注意,在这种规范上不会出现品牌名字。
四.每一种类型规范的使用比例
设计师和工程师喜欢写明产品品牌的规范,因为这种规范锁定了品牌、阻碍了在项目后续施工阶段替换产品的企图。据市场研究,各种类型规范的比例是:排他性或单一品牌产品规范4%,同等要求产品规范6%,多种品牌产品规范57%。以上规范都有指定品牌,总计67%,开放性及性能规范占33%。
五.被“规范”的重要性
设计师和工程师对新建筑产生最初的“购买影响”,他们负责对所有大型住宅建筑和非住宅建筑超出90%的部分进行规范。这种购买影响通过图纸发挥出来,这些图纸决定建筑是怎样被建造、被规范的。建筑由什么材料建造,怎样安装设备。
所以,要想占领新建筑市场,就必须使产品被“设计”与“规范”。
六.规范的效力
当规范写明品牌时,它们的效力非常高。有研究表明,当规范写明品牌时,最终有87%的品牌产品最终投入工程使用,剩余少数变化,也是由于设计师和工程师自己在投标和施工阶段因某种原因改变。
当情况是同等要求产品规范时,与上一种规范相比,就有了可操作余地。承包商有权寻求替代产品,有很多原因让他们这么做,但主要的原因有三种:
2他可以寻找到更便宜的产品;
2指明品牌的产品无法按时按地交付;
2替代产品施工更方便。
由于大多数承包商都会承诺在施工完毕一年内,会对由于材料与施工原因对建筑造成的损伤进行保修,所以他们由理由关心采购指定品牌产品的费用及合同中有关争议、诉讼解决的条件。
另外,也必须注意到,由于分包商施工产品的经验很丰富,所以有时候从保证质量出发,他们也会向设计师提出更换产品。
尽管承包商有很多理由要求更改材料,但他们必须在设计师规范的条件下进行。他们首先必须递交“同等效力”的证明,然后获得设计师的书面批准。
在设计师批准更改规范之前,由于他对原来被规范产品的美学效果、功能、经济性很有信心,所以他会在价格、供货方式、施工方便性方面对新老产品作一个认识上的平衡。
七.设计师怎样改变规范
当设计师和工程师准备接受改变规范或替换材料,他们有几种方式指示出来,下面举例说明:
1.材料批准—只要是在规划和规范中选定了某种品牌的材料,这也意味着设计所希望达到的目的和质量要求已经确定了。所以,承包商必须认识到,假如他想用其他材料,他必须得到设计师的批准,以证明他用的材料在质量和适应性上与原来材料一致。承包商必须在工期前25%时段之前提出更换请求,并且要在60天内和在订货前得到批准。
2.被指定材料的品牌、商标、供应商及说明书的内容是供应或投标合同的基础,除非双方另行约定。当规范中列了两个或更多个品牌材料的时候,承包商有权自由挑选。当承包商试图用规范外的材料替代时,他首先必须申明,写明替代品和替代可能发生的承包金额差别,并且最终被批准。
当承包商提出的材料变更请求需要结构上改变或对建筑物或设备进行更改,则承包商必须递交(待批准)图纸以表明这种改变或更改是必须的,在上述图纸被批准前,更改工作不能进行。
由于承包商提出变更材料(经批准)所引起的额外费用,全部由承包商承担,业主不用承担。这些费用包括可能对结构的改变、设备的变更、以及为了变更材料需要额外画的图纸、添置的设备。
假如,承包商经批准后,使用的替代材料或施工方法比原来规范节约费用,则多出来的钱要归还业主。
3.“或者等同”条款:意味着承包商的建议必须以这里规范的材料为基础。
4.当在合同中出现“或者等同”或“或者等同经设计师批准”字样,并不意味着替代材料、设备、施工方法自然就“等同”了,除非在投标前,针对本项目,确实经设计师批准。设计师具有最终决定权。
关键词:建筑设计;管理;问题
建筑设计管理是对建筑设计工作中的财务管理以及计划、技术、组织等的统称,加强建筑设计的管理可以更好的完成建筑设计工作,保障建筑的功能、寿命等各个方面合乎建筑要求,便于对建筑造价以及使用、维修费用的控制。
一、建筑设计管理的内容
建筑设计管理主要内容包括明确建筑设计工作的目标和方向,合理安排建筑设计进度,做好建筑设计各方面的协调工作,利用各种技术和手段来保障设计的质量和进度,以达到较好的经济效益。建筑设计计划有设计的任务和目标、措施等文字说明,也包括质量、产值、劳务、财务指标等各项计划指标,还包括各种设计项目的设计项目表等。
二、建筑设计管理的作用
建筑设计管理可以有效保障建筑设计的质量,建筑设计管理在很大程度上影响着项目的投资。工程项目的整个建设过程主要包括工程项目的决策、设计和实施三个阶段,影响项目投资的因素主要在于项目决策和项目设计两个阶段,当项目决策一旦确定后,项目投资的关键就在于项目设计,由此可见建筑设计对项目投资有着极大的影响,建筑设计管理可以有效的控制项目投资。有关研究结果表明,建筑设计费用在建筑工程的整体费用中不足1%,而这不足1%的费用却对项目投资起着超过75%的影响作用,加强建筑设计管理可以用较小的资源来起到极大的作用。首先,建筑工程中由于设计不同而选用不同的建筑方案和建筑材料差距极大,例如不同的建筑层高和层数、不同的建筑结构形式、不同的建筑基础类型以及不同立面形式等等可以造成投资的极大区别,据可靠数据统计,在建筑功能确定的前提下,能够科学、合理利用现有技术和资源的建筑设计可以把工程造价降低5个百分点,甚至可以达到20个百分点;其次,需要重视的是建筑设计的质量还在间接的影响着项目投资,在造成众多工程质量事故的原因中,建筑设计的不合格、不合理的足占到40个百分点,是产生工程质量事故的祸首,有的建筑设计没有协调好各专业设计致使建筑施工中停工、返工的情况十分多见,有的建筑设计没有重视建筑功能的优化设计导致建筑功能的不实用和不合理,更有的建筑设计存在着极大的安全隐患和质量缺陷,导致建筑质量难以保证,甚至造成了巨大的生命财产损失;最后,建筑设计影响建筑经常性费用,建筑设计除了制约着建筑项目建设阶段的投资,还对建筑长久使用中的费用有着影响,理论上来讲对建筑建设的一次性投资越大,建筑使用中的各项费用就会相应减少,科学的建筑设计可以有效的优化两者间的关系,在控制一次性投资的同时,也让暖通、清洁等使用费用处在合理的范围。
三、建筑设计目前存在的问题
虽然随着近年来建筑企业间的竞争日益激烈,我国建筑设计的水平得到了很大的提高,但是还不能够满足当前建筑工程的需求,综合来看我国建筑设计主要在以下几个方面存在着问题:
1.缺乏足够力度的政府监督
长期以来,形成了一种设计对业主负责,设计质量由设计单位自行把关的观念,主管部门对设计成果缺乏必要的考核与评价,有的仅靠图纸会审来发现一些简单问题,只有等出现了大的技术问题才来追究责任,而方案的经济性则问及更少。另外,对设计市场管理不够,越级、无证、挂靠设计时有发生,从而导致设计质量下降,加之由于设计工作的特殊性,不同的项目有各自的特点,所以针对不同项目优化设计的成果缺乏明确的定性考核指标。
2.缺乏建筑设计的优化意识
目前,业主往往把投资的控制重心放在施工环节上,而对设计环节重视不够。其原因:一是对设计对投资影响的重要性认识不够,只看到搞施工招标,投标价要低于标底价、施工单位要让利等,殊不知设计方案的优化会带来更大的节约;二是无法很好地选择设计单位,因为在设计前业主不知道谁能优化到什么程度。有些项目设计虽通过招投标,但此时方案不细,概算粗略,很难来综合评定;三是业主由于专业知识上的限制,对设计方案难以从优化扰的角度提出要求或疑议;四是有些业主经济实力雄厚,项目建设赶时髦,求新颖,根本不提优化要求;五是有些业主自身对工程应具备的功能要求及应达到的目标不明确,随意性大,要求出图时间紧,又压低设计收费,从而也影响了优化设计的开展。
3.缺乏必要的竞争压力
由于目前的设计经营往往凭的是关系,缺乏公平竞争,所以设计单位的重心不在技术水平的提高上,设计只要保证不出大的质量问题,方案的好坏、造价的高低,关系不大,使优化设计失去压力。由于现在的设计收费是按面积或按造价的比例计取,几乎跟投资的节约和设计质量的优劣无关,导致对设计方案不认真进行经济分析,而是追求高标准,或为保险起见,随意加大安全系数,造成投资浪费。设计单位或是单单追求建筑功能的高标准,或是仅仅追求高安全系数,使得整体的设计质量难以保障。
4.没有完善的机制
优化设计的运行需有良好的机制作为保证。而目前的状况,一是缺乏公平的设计市场竞争机制,设计招标未能得到推广和深化,地方、行业、部门保护严重;二是价格机制扭曲,优化不能优价;三是法律法规机制薄弱。
四、加强建筑设计管理的相应措施
针对建筑设计存在的诸多问题,我们需要采取相应措施来加强建筑设计管理,提高建筑设计的质量:
1.政府相关部门要加强对设计优化的监控
相关部门需要采取强制手段来保障建筑设计的优化,建筑设计必须经过严格、全面的审查才可以投入实施,我国现有的建筑设计审查规定对设计的经济性和合理性还不够重视,需要进行完善和补充;另外要对设计市场进行严格的管理,建立完善的设计资质体系和设计投标制度,政府相关部门需要充分利用自身职能,对建筑设计的相关标准和规范进行总结和推广,通过合理的建筑设计指标来规范设计的优化工作。
2.推广设计监理
优化设计工作的推行,仅靠政府监控还不能满足社会发展的要求,设计监理已成为形势所迫,业主所需。通过设计监理可打破设计单位自己控制自己的单一局面。因此,主管部门应在搞好政府监理的同时,一方面应尽快建立设计监理单位资质的审批条件,加强设计监理人才的培训考核和注册,制定设计监理工作的责职、收费标准等;另一方面通过行政手段来保证设计监理的广度,为设计监理的社会化的提供条件。
3.建立合理的设计竞争机制
设计市场的不公平竞争现象必须予以控制,要加大设计招标的推广。虽然我国法规已经有所要求,但实际上很少被采用,而且即便采用设计招标的方式,现有的招标体系也不够完善。因而需要大力支持设计招标机构的建立,各级政府也需要采取措施保证招标方式的采用,要保证投标单位拥有足够的资质和信誉,相关部门要通过评标机构采用科学的评标方法来保障公平竞争。
4.注意技术和经济的协调
设计的优化是在技术和经济间找到较合理的平衡点,不能单方面的注重投资效益或重视技术而忽略另一方面,要以提高建筑项目的综合效益为目的。
结语
综上所述,建筑设计管理需要国家完善相关的法规、制度和标准、指标,加强监控的力度,保障设计市场的公平竞争,加大设计招标的推广,以切实提高建筑项目的综合效益。
参考文献:
[1]王大山.历洪恩.浅析建筑工程施工现场管理工作之要点[J].建设科技,2010(10).
建筑智能化在不断发展完善,高新技术不断推出,智能控制水平越来越高。建筑智能化其实质是信息产业的综合应用和体现,其建设过程涉及多个专业领域,是综合的系统工程。在建筑智能化建设中,前期的设计过程,显得十分重要。
智能化系统作为建筑物的“电脑”,设计原则应当是具有设备的先进性,配置的合理性,安全的可靠性和费用的经济性。为了适应加入世界贸易组织(WTO)后呈现的影响,我们应该对以往认真总结回顾,尽可能地化解各种不利因素,规范建筑智能化系统工程的管理。笔者仅以微不足道的工作体会,针对建筑智能化设计过程中的不足之处,从管理角度谈些非常肤浅的认识和对策。
2、建筑智能化设计过程中存在的不足
2.1主观设计倾向在本文的参考文献(1)中,作者归纳出四种值得我们注意的主观设计倾向:
第一种是简单化。
例如:设计楼宇自动化系统保证恒湿,没有采用湿度调整设备;
第二种是概念化。
突出表现在综合布线设计上,水平线缆不问情由地一律采用超五类UTP(非屏蔽双绞线),甚至对所有的语音点都采用6类线缆也非常舍得;
第三种是形式化。
在设计中不分条件,只管堆砌技术形式,结果沦落成摆设。
第四种是理想化。
所谓理想化设计就是把运行状态静态化,忽视大环境条件和系统运行的动态特性。
2.2重广告轻标准
由于建筑智能化技术覆盖面广,涉及的行业多,所以在工程建设中需要遵循规范,便于业主、设计师、工程师、承包商、供应商,在各阶段用统一的语言交流和运作。
可是时常看到有些技术方案,在不同程度上轻视标准。例如,在设计依据中罗列了不少标准文件名,设计内容却不符合标准,或者依据的仍是旧标准。
许多方案设计者热衷于厂家的广告,很重视广告跟踪。给出的设计方案富有广告性,大量的篇幅是在为厂家做广告宣传,甚至就是厂家广告宣传的翻版。
2.3缺乏整体把握犹如设备“堆积”
本着“以人为本”的原则,建筑智能化的规划与设计应当是面向功能,为功能的实现而合理配置,并且尽量优化组合。然而有的设计者可能是设备集成商兼商,为了得到更多的经济利益,把“最好”、“最先进”的设备都“堆积”到设计中;或许有的设计者是只从局部考虑,而没有考虑到能否和被设计的的建筑、环境相配合的问题,缺乏从整体上把握“智能化”;有的设计者还以“备份”为由,加大设备数量,实际上所增设备却从来是备而无用。
3、设计过程中存在不足的原因
设计者都希望自己的设计,对建筑物日后的运作起到一定的智能化作用。之所以存在如上所述的不足,可能有多方面的原因。
3.1很难全面掌握建筑智能化技术和设计方法
不同建筑物,基于用户档次,应用环境等因素,对设备配置以及运行的要求,皆有不同的需要。必须既要量体裁衣式设计,防止与现实脱节,又要照顾到日后的发展,有冗余地设计,做到恰到好处,切忌“高不成,低不就”。不要盲目追求与国际接轨,向亮点工程看齐,而一味的参考国外,参考高档工程。
设计人员因为很难全面掌握建筑智能化技术和设计方法,或者由于业主往往期望在本系统、本地区等范围内成为亮点,提出过高的需求,而不能正确地进行设计,合理地配置。有时候,设计者对于供应商供货的要求,硬件方面的技术指标没有具体说明,或者重视述说了硬件方面的要求,而疏忽了对其软件方面的要求,致使设计时在总体思路上,或者对于系统日常运作细节的考虑,可能出现这样或那样的问题。
3.2没有及时跟进科技进步
建筑智能化技术是个有始无终的科技进步过程,随着信息产业的发展,随着应用的提高,不断有新技术加入,也会不断地有新的问题产生。设计人员由于工作的忙碌,没有及时跟进,在设计中仍然沿用着过去不知那年那月的培训。
3.3各子系统设计缺少协调
子系统的设计,通常是在建筑设计院主设计完成后开始的,往往留给各子系统的设计空间相当有限,进而给每个子系统对其他子系统的设计要求和建议带来不便,或者总体设计师没有注意在各子系统设计时对智能化系统的指导,设计上缺少协调。
4、把好设计关的对策
4.1启用建筑智能化顾问公司
如何在当前的技术、经济条件下进行优化,取得最大效果是智能化建筑设计的核心。应选择对建筑智能化技术有经验的建筑设计单位,负责施行以总体设计师为核心的、包含建筑师、各所需专业的一体化和优化设计。应在设计阶段的一开始就启用建筑智能化顾问公司,配合、协调以总体设计师为核心的主设计,协助用户做需求调研并形成报告;向用户介绍智能化系统各专业的设计方案;提供招标需要的技术文件;完善主设计的设计建议书,并且要说明各专业对其他专业的设计建议和特殊要求,形成专业设计之间的衔接。招标文件不应由参加投标的集成商、工程商提供,以利于公平竞争;招标文件不应设置“陷阱”。
4.2技术评审至关重要
工程前期做好对初步设计、详细设计的技术评审,对以后的建设过程至关重要,因
为很多事情在工程设计确定之后,要改变就比较复杂。与其在建设过程中要花数倍的精力来修正,倒不如在前期把好设计关,给施工以及竣工验收创造良好的开端,促进工程的良性运作。技术评审要审查设计是否满足技术要求,是工程管理的重要组成部分。技术评审不仅要考虑与设计有关的技术工作,而且还要考虑智能化系统工程的其它方面。技术评审意味着一种“关卡”,这种“关卡”用来确定进入下一阶段的准备就绪状态。
5、技术评审
国内外建筑业采用的工程发包模式有多种,其设计阶段都有初步设计和施工设计之分,有的将施工设计放在招投标之前进行,有的将施工设计放在招投标之后进行。
5.1基本的技术评审
初步设计评审:该评审是在初步设计完成后进行,评审合格表示可以进入招投标阶段,或进入施工设计。初步设计评审不应与评标合并进行,因为投标者有多家,如果不能安排充分的时间,搞突击,就会走马观花。初步设计评审要为每个子系统及其功能上的相关组合进行评审,要对初步设计方案在全系统级的优化进行评审,要研究系统的可靠性、可维性、可用性、安全性和可实施性等等,为进入施工设计尽量提供更多的建议和分析。
施工设计评审:审定施工设计是否符合初步设计和招标书的要求。如果符合,业主和中标施工承包商则可以签署合同,便可以由中标者开始各种所需要的准备工作,为采购和施工作好过渡;如果不符或由于招标后设备选型改变、采纳了优化建议等,中标施工承包商应对施工设计作出修正和深化设计,直至全部相符。
施工设计评审认可的施工设计是具体施工的依据,时间要恰当,评审之后不要过多的变动,对采购和施工准备有不利的影响;进行地过晚,则可能推迟施工进度,整个工程期将拖延。在具体施工之前,应进行施工交底。
5.2技术评审的过程及注意事项
5.2.1评审的准备
评审的准备工作,应由业主技术负责人组织,恰当挑选设计者、专家,以最少的成员组成一个精干的评审小组;评审组的成员应充分地掌握被评审的专业,能胜任被评审专业的评审,以便参审者之间不用在交换意见上花费过多的时间;业主在评审前应准备好议事日程安排、评审项目和成套资料,以免到了评审会上措手不及;成套资料不能过多,如果超过了被评审的范围,不仅导致不必要的资料费用,而且有限的评审时间,也会导致评审质量的损失。
5.2.2评审的进行
应当保证评审组充分地审查所有的项目,并提供协调过的评论和指导;应当鼓励所有参审者采取坦率、公正和客观的态度,参审者之间应当通力协作;通过对问题正当地提出疑问,来找出设计的缺陷。
5.2.3评审的结束
应公布技术评审备忘录,备忘录应确认技术评审的记录汇编及更改项目,认可技术评审已完成。备忘录应包括会议中提出的重要评论、结论、决策和建议的概述及理由。
5.2.4评审的注意事项
要从“关卡”出发确定评审方针、议事日程、参加人员等各种评审活动;
应由总设计师负责制定技术评审计划概要和评审进度,并由业主认可;
应当给子系统设计者提供参加评审的机会,便于对各子系统进行正确的评审;
要有施工保障方面的职能部门(例如,基建处、供应处)参与评审;
物业管理部门,也应参加系统的设计审核,看看是否符合使用需要;
只要有可能,在技术评审中应当采用计算机辅助分析方法;不能企图采用简易方法完成优良的技术评审,充足的时间、合适的评审范围、高素质的参审人员,对评审工作的成功起重大作用。并且,最好要指定每个项目的负责人。
(1)(1)开发建设速度过快,开工前准备工作不够充分。北京的房地产行业在全国范围内是发展比较快的。在北京的各行业中房地产行业也是领先的排头行业。工程项目的发展建设前期运做阶段时间短,工程项目为尽快收回投入资金取得效益,设计工作初步完成就会投入使用,设计工作没有得到充分的细化优化。如在我们工程中就出现了拿着“施工准备图”或“配筋图”就作为施工图去施工的现象。
(2)中途变更设计方案的。由于建设方过于匆忙对设计方案没有经过充分考虑论证,在工程建设中会发现不合适的地方。前期市场调查工作不充分、做的比较片面、定位不准。在建设中发现不适应市场不好销售。为了与市场相适应临时改变设计,出新方案。还有曾经在我们工程项目中出现过的,有一家大单位买了一个整块地块,当工程建设过半时,该单位的大领导到工地现场视察时发现建筑与想象的不太一样,其实在签订售房合同时我们已经提供给对方图纸,对方也看过效果图了但还是提出要变更许多地方,有些甚至是把原设计的某些局部整个。
(3)设计单位任务过多,设计师技术人员偏少,设计人员忙于应付,难做到认真出图。北京的建筑市场发展过,特别是近两年内各个设计单位,尤其是有些出了名气的设计单位,活源饱满设计任务很多,设计单位的经营部门有时不考虑各设计室的设计出图能力只管接活。设计人员经常是一个项目的设计工作未完成,又接手另一个项目,每个人的手上都有二三个以上的工程项目。造成了设计师忙于应付。哪个建设单位摧的急了就忙哪个的活。如:给我们做建筑设计的一家设计单位做了我们的工程设计,因为我们的工程而在北京一时名声大震,为此又有很多建设单位特地找上门来,接了许多新的设计任务。反而对于我们的设计工作不能全力投入,使设计质量下降。
2、造成不利影响
(1)施工单位等着施工图纸进行施工就如同“等米下炊”一样。工程一旦开工就会开足马力全力以赴,由于设计图纸不到位严重影响施工进度。如:我们工程中就出现了技术服务中心的图纸设计单位迟迟不出,再三催促下拿到了地下室结构钢筋准备图,为了工期也只好用这张图指导施工了。不但严重影响工期造成窝工,还要冒图纸再次变更造成施工准备工作白做,从头开始的风险。
(2)设计单位为出图赶时间的一定会影响设计图纸的质量,把原本在设计图纸中应该解决的问题未解决好,或根本就没有解决就带到了施工现场,为施工现场增加了困难,造成人为障碍。如:我们工程中设计图纸出现比较普遍的问题是:电气专业、给排水专业、空调专业、消防专业的设计不进行会审。都是各自为战不进行整合,各个专业之间不综合。当我们拿到图纸后发现消防水喷淋系统的喷头布置与电器照明系统的灯位发生重叠。在走廊上方给排水管道、通风管道、空调管道、位置相互矛盾相互侵占空间,即使勉强安装完各种管道,又侵占了原来的吊顶位置。迫使吊顶降低,不但影响使用也不美观。另外在建筑物进出户口的强电、弱电出户管与给水排水出户管位置高程相互矛盾,需要现场进行大量调整。出户管位置过于集中使室外管线布置困难,尤其是使检查井根本就摆不下。
(3)工程施工进行中发生变更的使为工程预加工预制作的一些设备材料无法继续使用,造成人力、物力、财力上的浪费。
3、解决方法
(1)工程前期准备工作要做充分不急于开工。工作充分包括技术、图纸、资料、方案的准备。也包括市场的准备做好市场了解调查工作做到准确定位。
质量是产品的生命,没有好的质量,产品就没有市场,只有高质量的产品,在市场上才有竞争力,建筑设计也是同样如此。
本人认为,只有在建筑设计质量的优化管理上做文章,才能产出高质量的建筑设计成品。建筑设计,在某种意义上讲可等同于建筑产品,它是艺术创作与科学技术的结合体。它不能用工业化、工厂化、程序化的过程进行生产,对于不同使用功能、性质的建筑从内容到外表形态是不同的。
建筑设计成果的质量评定不能用固定的标准去衡量,即使达到建筑设计规范、标准和规程,也不能称该建筑设计就是优良品或精品。建筑设计是科学与艺术双重创作的结合,是创作构思加科学计算合成的结果。在运行过程中设计构思组合产生出全新的东西,不可能有固定的模式可套用,建筑设计具有一定的随机性变化。
建筑设计质量的优劣,确切地说是一个目标范围的界定,建筑规范、规程和标准是建筑设计合格的下限。建筑设计精品是在设计运行过程中优化取舍,完善完美。因此,设计质量的优化管理是十分值得重视的。
建筑设计质量的优化管理,就在于强化、强调了设计的“全过程管理”,这是动态管理。它也打破了过去静止的简单化的“结果管理”淘汰制。从而避免浪费时间和造成直接经济损失。建筑设计运行过程要自始至终,由部分到整体、由管理点到强化点,由方案到施工图,这些工作都要进行细化、优化和筛选。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。
2、健全建筑设计质量优化管理的基础——质量管理保证体系
(1)建立法人挂帅的组织机构。成立监督机构,即法人亲自挂帅,专家起主导作用的全方位的有机结合体。设立质量检查小组,每个项目均设质检员。以专家为主导是为了掌握专业技术的高标准高质量,法人挂帅是保证质量管理体系顺利运行。主要目的是使这项工作经济化,制度化,责任化。
(2)健全可操作的规章制度。主要包括以下方面:一是规章制度的制订要结合实际情况,一定要具体化、细化、量化,特别是要具有可操作性,以保证其运用的经常性和可检查性,以其达到预定目标。二是规章制度要量化,做到可以制成表格分门别类填写打分。三是设计人员行为要规范,原则性要强,只有我们自己有效地规范了行为,才能使我们的服务对象满意。四是跟踪服务、反馈信息及时更正与处理。五是事前计划要具体,事中控制有措施,事后总结有效果。
3、建筑设计质量优化管理的运作
建筑设计质量优化,不仅是为了设计产品合格,满足设计规范的要求,而是为了高标准的追求。在设计优化管理运行的前后,从计划到分工、从人员到产品,从部分到整体等都是为了筛选出最优的方法和手段,产出最佳产品。
(1)在定岗定位人员时即时挑选,既要进行优化思想教育,又要注重量才使用,使每一个设计人员都有进取精神,思想中时刻存在着争夺市场的竞争意识。这就是人员的优化组合。
(2)确定每一个项目的优化管理。所谓管理点,就是项目中起决定作用的关键点。比如:项目设计的方案图、施工图、预算,这就是建筑设计项目宏观中既有影响又起决定性作用的关键点。
(3)设计项目的优化统筹安排。设计项目的各个专业及专业内部的不同程序的交叉运行必须要进行周密地安排。只有这样才能使各个专业及专业内部密切联系,避免出现差错,大大地缩短设计时间,提高工作效率。
(4)随时制订与研究项目的创新计划。凡是设计项目运行过程出现新情况新问题,都应该进行分析研究。只有不断地向较高的目标前进,优良产品才会不断产出。
(5)提倡精品化、集成化、信息化。要创新要精品就必须掌握足够的信息,如向国外发达国家学习,他们的设计理念和先进经验,做到这一点也就等于找到了捷径。
(6)提高设计人员整体水平和素质,给设计对象创造更多的学习,深造的机会,使他们在设计运行中的各个环节都能独当一面。
(7)制定优化的最佳目标,打出最低的要求线,尽量把一些定性的要求变成定量的标准,以具有明确的可操作性。
(8)建筑设计方案的优化管理。建筑设计方案对于设计项目十分重要,建筑设计方案的确定不仅仅是为了评选好的方案,优化选取方案不是目的,重要的是在建筑设计方案运行中进行优化管理。当建筑设计方案选取后,按专业部分进行优化、细化、量化而后运行。建筑设计方案优化管理,旨在于打破旧的、固定不变的教条,采取积极地动态管理方法。
建筑设计质量的优化管理,首先在于建筑设计质量的优化,然后才是管理。建筑设计质量的优化关键在于建筑设计思想目标的确立,建筑设计思想的优化。
4、建筑设计运行系统与过程的优化控制
设计运行系统指总体的各个部分运行一体化,而过程是进行设计的全过程。要对其进行优化控制。首先,要确定系统部分的控制点,也就是运行的各个部分,即管理点,使每一个部分都进行优化处理。然后,进行过程的优化控制。如果只提达到质量标准、满足规范、规则的要求,那么建筑设计这个特殊的产品并非是精品。因为建筑设计的创作意识包括科学与艺术的排列与组合。提倡设计质量的优化管理,就是始终有一个较高的目标去奋斗。这里目标指的是一个范围,而不是具体的标准。方案有几个,而最好的只有一个。复杂的建筑设计周期短的几周、长的几年,施工的周期更长。
关键词:分支电缆、结构、性能、设计要求、规范
一、分支电缆的结构与性能
1、产生与技术标准分支电缆是在普通塑力缆基础上发展而来。由于现代文明的发展,都市的高层建筑越来越普及,在高层建筑配电系统电气设计中,供电可*性、工程经济性和施工便利性越来越重要,采用普通电力电缆供电,三者的矛盾总难完全统一,只能根据不同工程而有所侧重。按传统方法,在楼层配电设计中,通常采用的办法有三种:
(1)放射式,由地下配电间分别对各个楼层引电缆直接供电,却需要大量的电缆、桥架和较大的电缆井,造价高,经济性最差。
(2)链接法,由配电间引出电缆至底层配电箱,再由底层逐层向上链接供电,此法经济性最佳,但由于层数越多,安全系数越低(安全系数是逐级相乘)。
(3)分区树干式,把一座高层建筑划分成n个单元区,每个单元采用电缆接从配电室供电,然后再分配至单元区内各个楼层。经济性都比较好,经常被采用。
(4)干线电缆分支法,从配电室引出一根(或数根)主干电缆,每个楼层在干线电缆上供头分支,此法经济性最好,但施工却是最麻烦的,更麻烦的是在主电缆上做楼层分支头时,受电缆的结构和现场施工条件以及人员素质的影响,接头质量参差不齐,但这种方法却促使人们想到把接头与电缆一同制造,由此诞生了新一代的建筑配电电缆——分支电缆。
分支电缆是把经过专门工艺处理的单芯电力电缆作为建筑主干电缆,根据各具体建筑的结构特点和尺寸量体裁衣,预先把分支接头与分支线、主干电缆一同设计制造。是把上面第(4)种方法中现场施工和管理的工作由专业制造厂完成,而且工艺一致性也带来了质量一致。
分支电缆较早出现于英国和日本,在技术标准方面,1980年,日本电线工业协会颁布了第一部行业性标准JCS376(1980),随着技术的发展与进步,在1992年对该标准进行了修订,放宽了对产品结构材料方面的要求,提高了成品技术指标,目前,国内正规的分支电缆生产厂的产品标准主要是以该标准为基础。
2、结构分支电缆在结构上,分为单芯型和多芯绞合型两种,每根单芯分支电缆又可分为三部分:
(1)主干电缆;(2)支线电缆;(3)分支连接体。
目前,因单芯型分支电缆结构简单,便于生产和施工,已获得大量应用。按照日本标准的规定,多芯型分支电缆实质上是多个单芯电缆的绞合体,而不是传统概念多芯电缆的结构,多芯型分支电缆的每项导体外面都有单独的绝缘和护套,每根线芯有独立的分支连接体。多芯型分支电缆具备一般多芯电缆的运行性能,国内只有为数极少的大型综合性电缆厂才具备生产能力,目前也已在推广应用中。
3、性能分支电缆是一种新型的电力配送电缆,其关键性能有两项:首先,一根具备良好品质的分支电缆,必须是性能优良的电力电缆,对于国内产品,其导体性能、绝缘性能、材料的机械物理性能均应符合GB12706-91标准——电缆的性能是分支电缆产品的基础指标。
第二,分支连接体的性能至关重要,这是分支电缆的关键性能。分支连接体把干线电缆与支线电缆的导体连为一体,并作绝缘防潮处理。从外观上看,无法知道内部接头质量,有两项重要的试验能够检测接头性能,即机械拉力试验和电热循环试验。对机械拉力试验而言,分支连接体(含干线与支线导体)的拉断力应保持在连接前的80%以上,对电热循环试验而言,在125次一定时间间隔的额定载荷与空载循环后,分支连接体的温度不得大于电缆表面温度的8℃。决定分支连接体的机械与电气性能的关键在于分支连接体的材料和工艺。对广大用户而言,应充分关心分支电缆的电缆质量、接头的材料选择和生产工艺工装。
我们讲,分支电缆更适合于现代建筑的配电系统,为什么?要分析这个问题,我们必须首先弄清楚相关电气设计规范中对配电线路的要求。
二、相关规范对建筑电气系统中配电线路的设计要求
1、建筑电气相关的设计规范目前与建筑电气低压配电系统设计有关的规范主要有:
(1)GB50052-1995供配电系统设计规范
(2)GB50054-1995低压配电设计规范
(3)JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范
(4)GBJ16-87建筑设计防火规范(1997年版本)
(5)GB50045-1995高层民用建筑设计防火规范其中:《供配电系统设计规范》和《低压配电设计规范》是两项基础规范,主要内容参照采用了IEC标准。民用建筑电气设计规范》中供电系统和低压配电部分与其规定基本一致,但由于这是一个建筑行业的专业标准,建筑相关的部分规定更具体,如供电系统的负荷简等级,除规定分级原则外,更规定了各类具体建筑名称的负荷级别。
由于上述规范在颁布实施时,分支电缆产品在国内还没有应用先例,因此在规范中并未提及分支电缆,但在众多条款中体现了设计指导方向,总的说来,有三种观点:
1、关于配电级数——越少越好;
2、关于配电方式,从高到低依次为放射式>树干式>分区树干式>链接式;
3、关于安装敷设方式,应与环境、建筑特征、机电应力等多种因素相适应。
(一)、关于配电级数:对配电级数而言,GB50052-95第3.07条规定:供电系统应简单可*,同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级,JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》中8.14条规定:“自变压器一次侧至用设备之间的低压配电级数不宜超过三级,但对非重要负荷供电时,可超过三级。”上述规范体现了一个要领,那就是配电级数越少越好,越少可*性越高,技术越先进。
(二)、关于配电方式,GB50052-95中第6.02、6.03、6.04、6.05条中提出:“在正常环境的车间或建筑物内,当大部分用电设备为中小容量,但无特殊要求时,宜采用树干式配电”,“当用电设备为大容量,或负荷性质重要,或在有特殊要求的车间、建筑物内,宜采用放射式配电”,“当部分用电设备离供电点较远,而彼此相距很近、容量很少的用电设备,可采用链式配电,但每一回路环链设备不超过5台,其总容量不宜超过10kW”:“在高层建筑物内,当向楼层各配电点供电时,宜采用分区树干式配电,但部分较大容量的集中负荷或重要负荷,应从低压配电室以放射式配电”。
(三)、JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》中对配电方式有更为详细的规定,如:“8.2.15居住小区的高层建筑,宜采用放射式配电”“8.2.2.4除多层民用住宅外的其他民用建筑,对于较大的集中负荷或较重要的负荷应从配电室以放射式配电;对于向多层配电间或配电箱配电,宜采用树干式和分区树干式的方式”“由层间配电间或层配电箱至各分配电箱的配电,宜采用放射式与树干式结合的方式”,“8.2.3.2对于容量较大的集中负荷或重要负荷,宜从配电室以放射式配电对各层配电间的配电宜采用下列方式之一:
(1)工作电源采用分区树干式,备用电源也采用分区树干式或首层至顶层垂直干线的方式。
(2)工作电源和多用电源都采用由首层到顶层垂直干线方式。
(3)工作电源采用分区树干式,多用电源取自应急照明等电源干线。
上述规定,是限于制定规范时,分支电缆尚未在国内推广应用,供电线路主要依赖普通电力电缆和母线。笔者认为,在应用分支电缆配电后,上述规定应该可以简化。放射式高于树干式,又高于链接式的观点。
(四)、关于电缆和母线安装敷设方式。
GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92中9.12.1都规定“封闭母线宜用于干燥和无腐蚀性的屋内场所。”
GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92中4.13.5规定“竖井垂直布线时应考虑下列因素:……。垂直干线与分支线的连接方法。”
GB50054-94中5.7.3竖井内垂直布线采用大容量单芯电缆大容量线线作干线时,应满足下列条件:
1、载流量要留有一定的裕度;2、安装及维修方便和经济。
GBJ16-87《建筑设计防火规范》中10.1.4规定:“消防用电设备的配电线路应穿管保护。当暗敷时应敷时应敷设在非燃烧体结构内,其保护层厚度不应小于3cm,明敷时必须穿金属管,并采取防火措施。采用绝缘和护套为非延续燃性材料的电缆时,可不采取穿金属管保护,但应敷设在电缆井沟内。
GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》中对消防电源及其配电,9.1.4条也规定了相同内容。
上述规范说明:电缆配电比母线具有更好的环境适应性,安装敷设更便利。
在熟悉电气规范的相关规定后,让我们来分析分支电缆配电方法与规范的符合性与技术先进性.
三、分支电缆配电的技术先进性
1、分支电缆的配电方式分支电缆配电系统一般如图所示,在一个n层的大楼中,垂直竖井干线和各楼层供电由一根整预制的分支电缆完成,PG是总配电柜,PX是楼层配电箱,ZJX是转接箱,当PG与ZJX之间距离不远时,(满足载流量与起动运行压降要求)一般不予选用,这样可减少一个连接点,节约投资。
2、分支电缆配电的技术先进性从上述配电系统的分析中,可以知道分支电缆可以使楼层配电简化成二级配电,每个楼层都可以达到最简单的二级配电,符合规范中配电级数越少越好的原则,这是先进性之一。
分支电缆配电系统的实质是一种放射式配电系统,适用于各种重要场合甚至是特别重要场合的配电,这是先进性之二。
分支电缆是一种经过预制的电力电缆,其外形和结构特征仍然具备电缆特性,而且接头经过密封绝缘处理,在出厂时经受过水中耐压和绝缘电阻试验,因此对环境要求低,能适用于潮湿、盐雾酸碱等环境,而母线在规范中明确不能应用于这些环境,比母线适用范围广。而且,其安装方式简便,施工工期短,工费低,符合规范中设计应注重经济性的观点,这是其技术先进性之三。
四、分支电缆配电设计的注意点
关键词:框撑-核心筒结构超限高层受力性能刚度
1工程概况[1]
本工程位于重庆市渝中区的中心地带,建筑面积约100000m2,由7层裙楼及56层塔楼组成,裙房平面尺寸为81m×54m,塔楼平面尺寸为34m×34m(外包尺寸为37.6m×37.6m),将地下二层按规范要求的嵌固构造处理,使其作为上部的嵌固端,嵌固以下埋深11.9m,以上229.3m(结构计算高度)。建筑总高度为241.2m(未包括出屋面的电梯,观景厅及水箱间的高度),核心筒平面尺寸14.6m×14.6m。该结构平面布置规则、对称,竖向抗侧力构件上下连续贯通、无刚度突变(见图1、2)。
该项目地下部分及塔楼筏板基础建成后停工至今已达三年之久,被市列为“四久工程”。
2结构优化
2004年7月业主委托我院对该项目进行方案优化设计,要求方案满足建筑扩大空间、结构安全、经济合理并符合超限高层建筑抗震规范要求。对原设计单位所作的结构设计方案,我院提出以下优化意见。
①减少框架柱数量,增大建筑空间
为满足建筑大空间的功能要求,将原设计方案中每边八根柱减少到每边五根柱,底层柱截面由原设计的1500mm×1500mm、1400mm×1500mm增大为1800mm×1800mm、1700mm×1700mm,上部各层柱分段减小,以满足轴压比的要求。优化后可以增加建筑使用面积约750m2,并节约混凝土用量约2700m3。为了弥补结构抗侧刚度的不足,在塔楼四角区设置“L”型桁架(见图3),构成框架桁架结构,内部布置剪力墙核心筒,形成框撑-核心筒体系。并且在建筑上将四周的支撑暴露,造型美观,具有独特的标志性风格。
图1结构平面示意图图2建筑轴侧图
②减小核心筒内墙墙体厚度
经过计算分析,芯筒内的内墙对抗侧刚度贡献较小,主要承受的竖向荷载是墙体本身的重量,因此可以将内墙厚度适当减薄。原设计方案芯筒内墙厚度为800、400、350、250mm,优化设计后改为400、250、200mm。同时将原设计中芯筒外墙厚度也减少100mm,由此可以节约混凝土用量约4500m3,增加建筑使用面积约1250m2。
③其他
在满足结构安全的情况下,将原设计方案中窗群梁由500mm×1500mm优化为500mm×700mm,塔楼井字梁由250mm×450mm优化为200mm×400mm。
3结构整体分析
3.1设计基本参数
①设计基准期50年,使用年限100年,安全等级为一级,地基设计等级为甲级。
②本工程抗震设防烈度为6度,地震分组为第一组,设计基本地震加速度为0.05g,建筑抗震设防类别为两类。由于本工程特别重要,现将建筑设防类别提高为乙类。由于本工程建筑场地为I类场地,仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。该工程为B级高度建筑,其结构抗震等级剪力墙和框架柱均为二级。
③场地的特征周期,水平地震影响系数最大值,放大系数。
④基本风压为0.45kN/m2,基本风压增大系数取1.2,即按0.54kN/m2取用。地面粗糙为C类,风压体形系数、风压高度变化系数及风振系数均按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001的规定采用,楼面活荷载标准值按荷载规范取值。
3.2主要结构构件截面
表1核心筒剪力墙尺寸
楼层
心筒外墙厚
心筒内墙厚
-2F~4F
800
400/250/200
5F~21F
700
400/250/200
22F~32F
600
350/250/200
33F~40F
500
350/250/200
41F~53F
400
300/200
53F以上
400
300/200
表2框架柱截面尺寸
楼层
角柱
中柱
框架主梁
-2F~4F
1800×1800
1700×1700
500×700
5F~22F
1800×1800
1700×1600
500×700
23F~31F
1700×1700
1700×1400
500×700
32F~39F
1600×1600
1700×1200
500×700
40F~52F
1400×1400
1700×1000
500×700
52F以上
1200×1200
1700×800
500×700
表3混凝土强度等级
楼层
核心筒墙
框架柱
梁、板
-2F~24F
C60
C60
C30
25F~33F
C50
C50
C30
34F~42F
C40
C40
C30
42F以上
C30
C30
C30
3.3计算模型与程序
根据本工程结果的特殊性,结构整体分析采用SATWE和TAT两种软件分析计算。为了优化结构设计,并充分利用已经施工完成的基础,根据专家组的建议,分别对六柱方案、五柱方案和四柱方案三种框撑-核心筒体系进行计算分析。综合分析以上三种方案,专家组一致推荐第二方案,即五柱方案。
3.4主要计算结果
①五柱方案
表4~表6为SATWE和TAT主要计算结果的对比分析。应说明的是,采用SATWE程序计算,可将楼板按弹性楼板考虑,消除了复杂结构体系按刚性楼板假定计算带来的误差。
(a)平面图(b)立面图
图3五柱方案
表4模态分析计算结果
分析软件
SATWE
TAT
备注
结构总质量(t)
147815.625
146626.9
第1周期(s)
5.6758
5.8466
第2周期(s)
5.5607
5.7573
第3周期(s)
2.3090
2.5085
<0.8T1
第4周期(s)
1.4015
1.4830
第5周期(s)
1.3840
1.4739
第6周期(s)
0.8100
0.8773
第7周期(s)
0.6542
0.6842
第8周期(s)
0.6194
0.6466
第9周期(s)
0.4535
0.4717
注:表中只列出了前9个周期。
表5抗风计算结果
分析软件
SATWE
TAT
备注
x向最大层间位移
1/1163
1/1033
满足规范要求
y向最大层间位移
1/1127
1/1012
满足规范要求
x向顶点位移
163.25
181.97
满足规范要求
y向顶点位移
170.03
185.73
满足规范要求
x向总剪力(kN)
12813.6
12999.04
y向总剪力
12796.3
12982.13
x向总倾覆力矩(kN·m)
1860922
1896806.4
y向总倾覆力矩(kN·m)
1860582
1896478.6
表6抗震计算结果
分析软件
SATWE
TAT
备注
x向最大层间位移
1/1836
1/1969
满足规范要求
y向最大层间位移
1/1804
1/1968
满足规范要求
x向顶点位移
102.01
90.62
满足规范要求
y向顶点位移
105.01
91.26
满足规范要求
x向总剪力(kN)
8410.2
11730.15
y向总剪力
8491.4
11730.15
x向总倾覆力矩(kN·m)
1124786
1565804.38
y向总倾覆力矩(kN·m)
1112582
1536540.25
考虑第I振型,并忽略阻尼的有利影响,计算出结构顶点顺风和横风最大加速度:,,均满足高规规定的小于0.15m/s2的要求。
②六柱方案
最大轴压比0.66
结构顶层最大加速度:,。
内筒尺寸不变,外框架柱底层面积率为原设计方案(“筒中筒”方案)的71.4%。
(a)平面图(b)立面图
图4六柱方案
③四柱方案
(a)平面图(b)立面图
图5四柱方案
最大轴压比0.69
结构顶层最大加速度:,
内筒尺寸不变,外框架柱底层面积率为原设计方案(“筒中筒”方案)的76.0%,需设置三个加强层。
④计算结果对比分析
表7计算结果对比分析表
T
Δ/h
备注
筒中筒体系
6.2951
1/817
0.75
原设计方案
框撑-核心筒结构体系
六柱方案
5.4618
1/1433
0.66
0.05890
四柱方案
5.7756
1/1237
0.69
0.13840
有加强层
五柱方案
5.6758
1/1127