時間：2022-10-16 08:35:38
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采暖地區既有居住建筑節能改造，是符合我國經濟發展的趨勢。改革開放以來，我國為了快速發展經濟，建立了許多高耗能高污染行業，雖然帶來了巨大的經濟效益，但同時也帶來了能源消耗嚴重、環境污染等一系列問題的出現，需要我國改變原有的經濟發展方式，逐漸向環境友好型和資源節約型社會轉變。這就需要我們抓住一切可以利用的機會，采暖地區既有居住建筑的改造，可以極大地提高對資源的利用效率，也符合我國新型的經濟發展方式。
1采暖地區既有居住建筑節能的改造要求
首先，采暖地區既有建筑節能改造的要求主要是在建筑的硬件設施上，主要表現在垂直單管系統，應該被逐漸淘汰。應該都使用垂直或水平雙管系統。恒溫閥在使用時也有一定的要求:應該使用三通型恒溫閥;以保證控制的有效性。恒溫閥的裝配應該按照裝配要求進行安裝，還應該做到它的調節特性、溫包、閥頭曲線都應該達到合格標準。能夠正常感應建筑內的濕度，并能做出相應的調控。其次，應該使用具有說明書、許可證明等一系列達標的裝置。改造工程完工之后，還要對這些裝置進行反復調整、實驗，已證實其裝置的性能和使用方式是正確的運用。還應該具有專業的監控設備和專門的監控機構，以方便隨時對裝置進行定期的抽檢和排查。對于不符合使用標準的應該及時予以更換。對于出現不能正常運轉或數據監控不正常的裝置應及時對其進行檢修。最后，室內系統也有一定的要求，具體表現為:應定期熱力復核審計，提供系統改造散熱器的熱量提供數據，然后此基礎上分析熱提供質量是否達到先前計算標準;還應對水壓和出水量進行分析，計算出整個室內熱提供與熱能耗的投入與產出比率，以為更好地分析室內系統供熱的情況，并可以針對出現的問題作出及時的應對［2］。
2采暖地區既有居住建筑節能改造設計的具體實施措施
據有關統計數據稱，中國既有房屋采暖的建筑占總數的29.0%。例如房屋采暖能耗每平方米25.3公斤煤，可以大約計算出東北、西北、華北地區每年就要耗費1670萬噸煤，這些高耗能的采暖方式，會大量的消耗能源。同時由于我國既有居住建筑維護結構多數存在保溫標準低，隔熱效果差等問題，因此對我國既有居住建筑圍護結構進行節能改造成為當前建筑設計中的重點內容。
2.1墻體節能改造設計分析
對墻體的保溫有兩種方式，一種是外墻保溫，一種是內墻保溫。由于墻內外的溫度不同，會使墻面發生裂縫，這就提醒在進行既有居住建筑節能改造的時候要對外墻增加保溫層，通過對外墻的漏點進行保護層的安裝，盡量降低室內外溫度差異，還可以通過增加對室內溫度的監控，防止室內溫度過高，進而導致室內外溫度差異擴大。利用安裝室內熱量檢測儀器，對室內溫度進行及時的監測，調控室內溫度，使其保持在一個穩定的范圍內，并根據室外溫度對室內溫度進行調整。防止室內外溫度差異過大。比如對于外墻節能改造中，可在主體結構外墻的基礎上通過采用掛或粘貼的方式通過鋪設保溫材料，同時在保溫材料的外側涂抹一層保護砂漿或保護裝飾達到保溫的效果，其中圖1為外墻節能改造中常見的構造形式之一。由于我國多數采暖地區既有居住建筑多數為7層以下的磚混結構建筑，并呈現為排式布局，且體型規整，多數建筑的體形系數大約在0.3，而墻體厚度大約為240和370mm，因此在墻體外保溫節能改造設計中，根據節能50%和65%標準規定墻體的傳熱系數0.75W/(m2•K)和0.60W/(m2•K)，則建筑外墻的保溫層厚度、外墻構造方式以及導熱系數的確定應根據表1進行判定。
2.2外窗的節能改造
外窗能耗能夠達到建筑總能耗的50%左右，所以對門窗的改造對建筑節能有很重要的作用。當前常用的既有居住建筑節能改造中對于外窗的節能改造主要從增加門窗的密閉性，改變窗戶的材料等措施，以防止建筑熱能的流失與損耗，例如使用一些節能門窗。從房屋的修建著手。在原有窗戶的基礎上再加上一層窗戶，并適當的對兩個玻璃進行調整。還有設計研究認為，既有居住建筑中外窗節能改造中對窗洞口四周墻體的節能改造尤為重要。基于此本研究提出了以下幾種窗洞和窗口周圍墻體節能改造方案。通過對上圖進行分析可以得知，圖2中的方案(a)和圖3中的方案(a)屬于墻體和窗洞同時進行改造，而這種改造方案相對于方案(b)而言，其不僅保溫效果好，同時對節約改造材料和改造成本也具有顯著的作用。但是在實際改造工程中還應根據具體的情況進行具體的分析，以設計出最佳的改造方案，達到節能保溫的效果。
2.3熱源及管網熱平衡改造
首先，我國北方的熱管網較長，而大部分管網的建造時間又比較長，舊管網的使用效率較低。保溫層受到破壞，致使部分建筑的水循環量過大，水供應出現不平衡的局面。應該通過對供熱管線進行直埋，建立健全網絡監控配合人力檢查的熱網監控系統。其次，進行對熱能源提供裝置進行改造，通過對集體供熱總的裝置的改造，和單個居住用戶的分散處理，來得到提高供暖的能源使用效率。最后，通過對室內溫度的監控，利用現代化熱計量儀器，對熱計量的使用和溫度的調控進行合理的安排［1］。對改造成本進行運算，優化改造成本，還有室內、室外供熱系統的成本優化，減少熱量來源的基礎設施改造成本等。具體又可以分為，供暖的能源使用可以細分為天然氣、電費、管理人員的工資以及供熱成本的相關內容。采暖地區既有居住建筑節能改造是一個對人力、物力、財力耗費的工程，但其成果遠比成本要高出很多，然而也不能因為成果顯著，就忽略采暖地區既有居住建筑節能改造的成本，不能顧此失彼，應該合理的控制采暖地區既有居住建筑節能的成本，讓使用者看到采暖地區既有居住建筑節能的成本構成。
3采暖地區既有居住建筑節能改造的益處
3.1采暖地區既有居住建筑節能的成本降低
采暖地區既有居住建筑節能的改造，會在很大程度上減少采暖地區既有居住建筑節能的成本，會減少建筑內外部圍護結構的維護成本，還會降低熱提供系統及維護的成本，降低熱能來源的提供成本。這就可以簡單地用一個公式來表示:供熱成本降低=建筑內外部結構的建設與維護成本降低+室內及小區熱系統改造成本降低+熱源改造成本降低。上述公式主要是根據采暖地區既有居住建筑節能成本降低的具體內容來分的，此外還可以通過供熱成本降低的構成來分，也可用公式來表示:供熱成本降低=水費成本降低+電費成本降低+燃料費降低。由此可見，采暖地區既有居住建筑節能改造的益處，其直接益處就是減少了采暖地區既有居住建筑節能的成本，為用戶節省采暖地區既有居住建筑使用的費用，直接給節能采暖帶來成本上的有效降低［3］。
3.2采暖地區既有居住建筑節能的增益效益
采暖地區既有居住建筑節能的增益效益可以從幾個方面分析:首先是居民采暖費用的降低。采暖地區既有居住建筑的供暖費用是由能源生產價格，運送的費用，銷售的費用相加。采暖地區既有居住建筑節能改造能降低供暖能源運輸當中的能量損失，從而減少運輸過程中的運輸成本［4］。通過對采暖地區既有居住建筑節能的改造，還能增加能源的利用效率，從而在一定程度上減少建筑節能改造能源的成本費用。其次具體的效益有以下兩方面，一方面會減少建筑設施的建設費用。進行采暖地區既有居住建筑供暖費用，在某些方面是和建筑的建設是有聯系的，例如門窗的改造，地板、屋頂的設計，這些兩者都是有交叉的，采暖地區既有居住建筑節能成本的降低，也會減少建筑的費用。會減少對家用電器的使用，空調、電熱扇等家用電器使用的減少，會減少用戶電費的使用［5］。
3.3采暖地區既有居住建筑節能改造的成效
采暖地區既有居住建筑節能的總成本投入。首先，不同采暖的方法會需要不同的投入這而使用熱電聯集中供暖則會使成本增加，這幾種集中供暖都是常見的采暖地區既有居住建筑的供暖方式。每平方米的差額可以達到20元。
4結語
綜上所述，通過對采暖地區既有居住建筑節能改造可以有效地避免供熱能源的浪費，還可以提高采暖地區既有居住建筑節能的供暖效率。另外通過對一些基礎設施進行改造設計，還能提高供暖系統的安全性，從而在很大程度上提高供暖系統的利用率，減少建筑節能的使用成本，增加采暖地區既有居住建筑節能的使用周期。
作者:掌軒 王麗穎 單位:長春工程學院建筑學院
參考文獻:
［1］費良旭，孟慶偉，崔再禹.海南地區既有居住建筑節能診斷與改造研究［J］．新型建筑材料，2013，(11):68－71．
［2］沈婷婷.夏熱冬冷地區既有居住建筑節能改造策略研究［D］．杭州:浙江大學，2010．
在濰坊市氣候條件下，節能公共建筑單位建筑面積設計冷熱負荷相對穩定，空調總冷負荷2640kW，空調總熱負荷1650kW，冷指標為91W/m2，熱指標為57W/m2，每年的空調負荷具有很強的規律性。
1.2既有建筑技術改造方案
1.2.1地埋管換熱器地下熱平衡分析地埋管全年吸熱量Q取熱=1473.69MWh，散熱量Q散熱=1872.8MWh。在考慮了機組的耗功量后地埋管換熱器的散熱量與取熱量的比值要明顯高于建筑物所需的冷負荷與熱負荷的比值。地埋管的年累計放熱量與取熱量不平衡率為21.3%，地埋管側的峰值排熱負荷為3201kW，峰值取熱負荷為1144kW，兩者相差較大，如果按照冷負荷設計鉆孔井數，鉆孔費用較大，綜合考慮冷熱負荷平衡及鉆孔費用，可將一部分冷負荷采用原有模塊式空氣源熱泵機組承擔，不僅可以減少鉆孔數目，還可以平衡冷熱負荷。由上述冷熱平衡知:總排放熱量為1872.8MWh，總吸取熱量為1473.69MWh，不平衡率為21.3%，如果全部采用地源熱泵工程滿足冷負荷，地下的溫度變化總體呈上升的的趨勢，不滿足地源熱泵工程設計規范要求。
1.2.2初步設計方案根據調研數據的顯示，系統原有40臺模塊式空氣源熱泵機組，單臺供冷量為60kW，為了最大程度地滿足冷熱負荷的平衡，同時避免鉆孔數目的過多，減少水泵能耗，該技術改造方案定為1臺螺桿式熱泵機組+19臺原有模塊式空氣源熱泵機組，原有模塊式空氣源熱泵機組保持原有位置不再變動，既節省了設備遷移費用，又節約了總機房面積，熱泵機組及鉆孔數目根據冬季負荷確定。冬季熱泵機組提供全部采暖負荷，為保證地源側冷熱負荷平衡，夏季供冷以地源熱泵機組為主，模塊式空氣源熱泵機組只在部分月份、部分時間段開啟，可通過控制冷水機組的運行時間完全滿足地源側冷熱負荷平衡。
1)巖土熱物性參數測算。根據工程所處的地質狀況以及以往工程經驗，巖土的導熱系數預估為1.66W/(m•℃)，體積比熱1.993×106J/(m3•℃)。在方案確定后，應進行現場測試，即在不同位置選定2～3個測試孔，進行熱響應測試實驗，然后利用參數估計法計算當地的地下巖土導熱系數及比熱。
2)地埋管換熱器設計參數的選取。采用地熱換熱器設計模擬軟件—地熱之星GeoStar(V3.0)對該工程建筑進行優化設計計算。選取垂直雙U型埋管，因鉆孔較深，土壤取散熱能力較淺層大，換熱能力強，通常是土壤淺層的5倍以上，并且所需占地面積較?。?－3］。由于該地的地質構成主要為泥沙與巖石，鉆孔難度適中，每米鉆孔費用相對較高，每個鉆孔內設置雙U型管在一定程度上降低系統的初投資。同時根據該工程周邊可利用的鉆孔空地面積有限，采用雙U型管，可大大減少鉆孔的占地面積。工程設計的基本參數為:鉆孔回填材料采用的高性能回填材料，導熱系數為1.82W/(m•K);進入熱泵循環液的最高/最低溫度分別是:33℃/4℃;De32的雙U型管，鉆孔直徑為150mm;系統運行壽命設計為20a;巖土平均導熱系數為1.66W/(m•℃)，容積比熱容約為1.993×106J/(m3•℃)，巖土的初始溫度為15.2℃。
3)地埋管換熱器的長度設計計算。根據工程設計的基本參數，采用設計計算軟件對建筑進行地埋管長度的設計計算。經過計算，所需的總地埋管換熱器的鉆孔長度約為33000m，每個鉆孔深度為100m，共需330個鉆孔，鉆孔行列間距均為5m，所需鉆孔面積為8250m2，建筑周邊條件能滿足鉆孔面積的要求。
4)地埋管布置形式設計。對于地源熱泵空調工程，豎直地埋管換熱器宜分組連接，且每組不超過換熱器總數的10%。因此根據鉆孔設計布置情況，以6個鉆孔或4個鉆孔組成一個水平環路就近通過鋼塑轉換接頭與分集水器連接，室外分集水器之間由水平主干管連接，水平主干管采用同程式連接方式。地埋側水平管路采用地埋敷設方式，水平支管敷設深度為2.0m，水平干管敷設深度為1.5m。鉆孔間的設計間距為5m，鉆孔的直徑為150mm。地源熱泵系統模擬在設定好以上參數的條件下，對整個地源熱泵系統的運行進行了10a的模擬計算，得到的溫度曲線不僅為該系統的可行性提供了熱平衡依據，而且對工程設計及運行管理也有一定的指導性作用。地源熱泵系統運行10a期間的循環液進出熱泵的月平均溫度變化曲。以看出，在運行1個采暖與空調周期后地下巖土溫度變化幅度很小，但由于地埋管的年取熱量略微小于年釋熱量，所以地下的溫度變化總體上呈緩慢上升的趨勢。該項目可采用如下措施:適當增加冬季空調運行時間;可適當地增加地埋管各鉆孔之間的間距，降低埋管間的熱干擾，增大蓄熱體，有利于地埋管向周圍巖土中釋放熱量;間歇運行，有利于地溫的恢復在夏季氣溫較低時，可以間歇性地運行或停止部分熱泵機組，使地下巖土蓄熱體有較長地溫恢復時間，提高換熱溫差，延長系統在高效率點的運行時間?？照{冷熱源機房位于原有機房內。
2經濟性分析對既有建筑的地源熱泵系統與原有的空調系統
進行了經濟性對比如表8所示。計算結果表明:地源熱泵系統增加的初投資大約為567.5萬元;系統運行按20a計，地源熱泵系統可比模塊式空氣源熱泵機組加集中供熱系統節省運行費用1336萬元，系統投資回收年限為8.5a。
3系統能效分析及節能量計算
每個月相對于原有的集中供熱+模塊式空氣源熱泵機組空調系統。年可節約319.78噸標準煤。現有系統全年耗能量為1949.6MWh，改造后系統全年耗能預計為918MWh。與原有空調形式相比，采用地源熱泵+模塊式空氣源熱泵機組改造方案后，5結語地源熱泵系統改造項目的總投資為567.5萬元，地源熱泵系統運行后將帶來顯著的環境效益。改造項目采用新方案每年節能量為319.78噸標準煤，相當于每年減少CO2排放量797.2t，減少SO2排放量2.4t，減少NOx排放量1.24t，減少碳粉塵217.5t。節能改造項目并不是一味地追求節能，而不考慮投資成本，該項目在確定方案時，綜合考慮了現有的周邊能源情況及既有建筑物內冷熱源情況，最終方案確定為地源熱泵機組與原有模塊式空氣源熱泵機組結合使用，該方案具有以下優勢:
1)可以減少原有設備的拆遷、遷移費用;
2優化建筑幕墻設計的幾點建議
由以上的敘述可知，我國的建筑幕墻產業在飛速發展的同時，也存在這一些不可避而不談的問題，這些問題直接阻礙了我國建筑幕墻產業的發展，下面將對上述一些幕墻設計存在的問題提出一些優化方法。
2．1開發和應用新的玻璃幕墻材料
傳統材料雖然便宜易得，但是存在很多弊端。這就要求設計者在設計的過程中更多的發現和使用新材料。比如在幕墻表面涂覆一層具有自清潔作用的涂層，比如說氧化鈦，在光照的作用下有自清潔的作用。還可以在幕墻表面鍍一層低輻射薄膜，這樣就可以使幕墻有很好的隔熱作用，起到保溫的作用，達到節能減排的效果。除了采用鍍層方式隔熱外，還可以使用低熱傳到系數的中空幕墻，目前有一種“懸張式多空腔節能玻璃”正式上市，不僅具有良好的隔熱效果，還具有隔聲、隔紫外線等性能，可以起到很好的節能環保作用。此外，出于安全性的考慮，要求幕墻具有一定的防震效果，在一定強度的地震中不會掉落，可以在玻璃幕墻上黏貼鈦合金薄膜，這樣就可以形成有一定強度和韌性的復合安全玻璃。建筑幕墻對材料有著特殊的要求，因此，在幕墻選材時應該材料本身的性能和外部具體條件的要求進行綜合考慮，量體裁衣，達到室外室內的安全、健康、舒適、和節能減排的要求。
2．2優化建筑幕墻的招標、設計、施工機制
首先，建筑單位在主體建筑施工之前就應該完成建筑幕墻的設計招標工作，這樣不僅可以保證預埋結構位置的準確性，而且在幕墻設計過程中不必追趕工程進度，為設計者提供了充分的時間給出好的幕墻設計方案。其次，應當采取設計和施工分開招標的方式，明確提出相關的幕墻設計收費標準，這樣有利于好的幕墻設計方案得到利用，有助于優秀作品的產生，有利于幕墻設計的創新和繁榮。最后，在幕墻設計的審核環節應當盡量由專業的幕墻設計者進行審核，而不是由非專業的土建設計師進行審核，這樣可以更好地保證幕墻設計的質量。
2．3加強新型多功能幕墻的設計
目前，我國的建筑幕墻普遍不具有節能環保的性能，極大的浪費了社會的資源，造成了環境的污染，不利于我國經濟的可持續發展?；诖耍粔Φ脑O計者大膽的創新極為重要，只有用于創新才能設計出更加環保節能的幕墻。比如國外的設計師設計出了動態幕墻，這種新型的多功能幕墻由通風系統、空調系統、外部環境檢測系統、自動控制系統和建筑幕墻組成，這種幕墻可以通過各個系統的合作充分地利用太陽能、太陽光，并保證室內的舒適。在寒冷的冬季，幕墻可以充分利用太陽光的輻射，減少了取暖燃料的燃燒，起到節能減排的作用;在炎熱的夏季，可以利用幕墻的通風系統加大室內熱能的耗散，減少空調的使用，節約電能。同時擁有可以自動調節的百頁這樣的裝置，可以控制太陽的光線進入室內，調節室內的光線環境，使人們可以更舒適的工作。當然在設計者用于創新的同時，國家也應該采取相關措施，鼓勵設計創新，設立相關的獎勵制度。
2綠色建筑優化設計過程
2.1綠色建筑的規劃階段的設計優化
在規劃階段，分析場地中的氣候資源特點，結合計算機模擬的方法，從空間布局和朝向選擇上對建筑的熱、聲、光、風場等進行優化。建筑設計項目一旦通過報規，是很難進行修改調整。如果前期倉促定案，會造成先天不足，是很大的缺憾。成都西南交通大學歸谷低碳小區日照強度計算圖，通過總平面設計的優化分析，對建筑物平面布置和體型的調整，優化建筑的陰影分布，保證充足的日光進入每一棟建筑內，日照效果達到最好。對建筑物進行通風模擬，以確定最佳的布局方式，并優化室內外空間布局，形成穿堂風，使建筑物達到最好的通風條件。該項目的室外風環境CFD模擬風場。
2.2建筑氣候適應性與設計優化
在深入分析不同經典綠色建筑的基礎上，通過對不同氣候區建筑設計創作的研究，發現地域建筑的創新與發展都涉及到建筑基本屬性。如功能與空間、結構與構造形式、室內外物理環境、經濟投入、地域風格等，反映出安全、經濟、舒適、美觀等性能特征在建筑創作中的主導地位。建筑外觀是在順應氣候、地形、地貌等自然條件，按照人的傳統、文化、習俗和審美等的要求，作用于建筑，是地域建筑給外界的最直觀的表達方式；建筑的功能是在滿足工作與生活需求這一共性的基礎上，對文化、、工作與生活習慣等個性特征的滿足；環境問題是人工環境帶給人體最直觀的感受，它的好壞直接影響人體健康，也會導致資源、能源利用的差異；經濟性決定了選取材料和技術的衡量標準，在經濟欠發達地區，這一制約因素發揮著決定性作用；除此以外，與自然環境的協調發展是目前以及很長一段時期內任何建筑都必須面對和解決的難題之一，尊重自然，強調可持續發展的建筑產業是當務之急。通過對不同建筑的功能、文化、氣候適應性研究，認為綠色建筑最顯著特點之一是建筑的氣候適應性。遵義市科技館效果圖，遵義市屬于中亞熱帶高原濕潤季風區，氣候溫和、夏無酷暑，冬無嚴寒。但地處山區，海拔高差較大，氣流、降水以及氣候具有典型的山地氣候特征。建筑場地在海拔1500m以上的山地，以石作為造型理念，采用半覆土建筑形式，以厚重實體回歸自然，由西向東，由南向北逐漸延伸入土中，整個體量從屋面到松林做到自然過渡，渾然一體。利用地下土壤的熱穩定性和地下溫度的恒溫性，體現出建筑的地域特色，具有創新的理念。建筑設計按照被動優先的原則，通過計算機模擬，采用圍護結構隔熱、遮陽，充分利用自然采光、加強自然通風等技術措施，來減少建筑能耗，提高建筑的功能要求和室內舒適度。護結構主要為非透明實體圍護結構，以減少夏季強烈的太陽輻射對建筑室內過熱和空調能耗的增加，同時滿足科技館建筑室內采光與照明對科技作品、藝術作品的功能要求。半覆土建筑形式對場地內地形地貌進行最大限度的保護，避免進行大開挖，大填方。對場地內的水系和現有植物進行利用。景觀專業對現有水系和植物的利用，包括現有竹林，樹木，灌木等等。結合給排水專業設置雨水蓄積方案，確定雨水蓄積的方式和位置，雨水蓄積同時作為景觀水景，同時滿足功能和綠色建筑對水資源節約的要求。瓦努阿圖國家會議中心效果圖，瓦努阿圖位于南太平洋，最熱月平均氣溫為26.4℃，最冷月平均氣溫為21.6℃，年平均氣溫24.1℃。全年太陽高度角較大，直接輻射強。氣候溫和濕潤，屬于典型的低緯度海洋性氣候。建筑設計尤其注重遮陽、通風。利用海洋性氣候條件下海陸風的晝夜變化特點，增強自然通風效果。地形對風向和風速的修正以符合項目所在的背景風場。利用種植屋面良好的隔熱機理和熱穩定性，完全消除太陽輻射得熱，實現超低能耗的運行方式，營造健康舒適的室內環境。晝夜海陸風和建筑平面通風流線，采用外挑屋面遮陽結合采光設計，具有遮陽功能的走廊和挑檐，在減小空調負荷，降低空調能耗的同時，可實現自然光亮度、均勻度滿足使用要求，并有效控制眩光，最大限度減少晝間人工照明用電等。項目建成后，結合綠色運行手段，可望稱為低緯度海洋性氣候地區低能耗綠色建筑的典范。從以上工程實例可看出，具有氣候適應性的建筑將有利于氣候的自調節作用，這也是自古以來人類總結出的、今天流行的被動節能技術設計方法。因此，通過被動式自然能源的應用，對建筑進行優化設計，利用建筑圍護結構的蓄熱、自然通風等將室外溫度波的衰減、延遲特性、圍護結構內表面平均輻射溫度（MRT）的日平均值和波幅值控制在人可接受的范圍內。這種被動與主動相結合的節能技術，盡可能延長基本熱舒適時間，減少采用主動干預室內熱環境的方式實現熱舒適環境時間，也就是說盡量減少空調和采暖時間，是氣候適應性節能建筑的核心，也是我國綠色建筑的技術路線和方向。
2.3建筑形態設計與節能設計
綠色建筑設計與一般設計的根本性區別在于采用量化分析的方法代替感性認識，可以說沒有定量化的分析就沒有理性綠色建筑的誕生。采用計算模擬分析手段來推敲設計策略對建筑能耗的影響，進而優化建筑設計。成都雙流機場T2航站樓，建筑圍護結構屋面與外墻沒有明顯的分隔，而是屋頂由一個圓柱穹頂直接落地，屋頂采用透明材料和金屬夾芯板形成虛實相間的“竹節蟲”。對圍護結構的熱工與節能設計受到很大的限制，屋頂中天窗的比例高達28%，帶來較大的空調負荷和高昂的運行費用，需對屋蓋方案進行優化，經過模擬分析并與建筑設計進行交互優化調整，實現整體節能?？梢钥闯龇桨敢弧⒎桨付?、方案四較方案三的裝機負荷大34.9%、9.5%、23.9%，遮陽系數不同時的負荷，當SC=0.6)時，四種方案分別為30.2%、8.2%、0.0%、21.0%；當增加玻璃的遮陽系數由0.6降低到0.5，三個方案的裝機負荷可分別減小6.7%、9.3%、8.3%由此帶來設備初費用降低，機房面積減小400～2500m2，管道費用減少3％～15％左右。因此，我們在定量的計算模擬分析有時甚至糾正感性認識的錯誤。比如我們在采用能耗分析軟件研究發現的西向水平遮陽措施對改善西向房間的熱工性能也有很大的幫助，糾正了通過感性認識一般認為的西向水平遮陽措施對房間遮陽幫助不大的認識，進而可調整相應的設計策略。節能的同時為建設方節約投資，在投標方案競爭中定量地體現出設計方的技術水平和服務意識。
2.4采光遮陽與建筑設計
由于建筑進深大，側窗采光造成內部采光不好，均勻性差，根據成都冬季日照率低和夏季太陽輻射特點，為保證大部區域白天不需人工照明，設置采光通風遮陽天窗，以及玻璃幕墻頂部通風遮陽措施，保證了候車廳深部空間日間自然采光滿足亮度和均勻度要求，并在候車廳不同部位的環境平均輻射溫度控制在27℃以下，使侯車大廳處于舒適性范圍，同時降低空調能耗。由此，在西側玻璃幕墻和天窗應采取遮陽措施。下圖給出了采用傾角為10°的百葉遮陽措施后外進入室內的太陽輻射特征曲線圖，由圖可看出，采用百葉遮陽后，可以大幅消減對進入室內的太陽輻射，從而改善夏季室內的熱舒適度，降低了空調能耗。
1建筑給排水工程設計概述
在建筑給排水工程構建過程中，需要以相關工程建設標準作為依據及參考，并保證實際施工按照標準進行，以實現工程質量品控。從建筑給排水工程設計標準來看，目前我國具有相關標準超過200種以上，分為四級兩類。四級是指國家標準、行業標準、企業標準及地方標準，兩類是指推薦性標準與強制性標準［1］。除此之外，還有工程建設標準協會標準、設計參考手冊等。在實際設計工作開展過程中，由于設計標準繁多，易出現紊亂，使得相關設計人員難以把握。另外，在建筑給排水標準體系中內容重復現象較為嚴重，還存在內容交叉或矛盾的情況，給實際設計工作造成了較大的影響。為進一步完善建筑給排水工程設計，必須要對相關設計標準進行整合優化，以為設計工作提供良性基礎。由于建筑給排水工程是典型的系統性工程，所以在實際設計過程中要遵循一定的原則，如此才能保證設計質量，具體如下［2］:(1)整體性原則。系統性原則是建筑給排水工程設計的核心原則，要求在設計過程中做到“先看整體，再看局部”，將微觀問題上升至宏觀角度，并將部分與局部置于整體與全局之間進行考察，以保證局部設計與整體目標相符;(2)目標性原則。給排水工程設計強調了目標的重要性，設計必須跟隨目標進行，才能構建出具有預期效果的系統，并保證系統良性運轉;(3)適應性原則。給排水工程需要基于外界環境才能發揮作用，所以在設計期間，應保證工程系統能夠適應環境。即便外界環境發生變化時，給排水系統也能夠根據環境變化，進行自我調控，以適應這種變化;(4)優化性原則。工程設計無法一蹴而就，需要根據實際情況不斷優化，才能得到最優設計?？傊?，建筑給排水工程設計是一個綜合性的過程，需要從多個角度充分考慮，以保證設計質量，從而為工程施工創造基礎。
2建筑給排水工程設計優化整體流程分析
建筑給排水最優設計是通過系統分析原理及最優化技術設計出低能耗、高效率、低成本、高穩定性的給排水系統的綜合性過程。一方面，通過優化設計能夠讓系統結構得到完善;另一方面，優化設計保證了系統參數能夠達到相關要求［3］。從國內給排水系統優化設計環境來看，目前已經形成了大量系統性的優化方法，并在前人研究的基礎上獲取了大量經驗性數據，極大程度上簡化了設計過程，提升了設計效率。合理應用優化設計，能夠得到更為滿意的參數、結構，促使整體效能達到最佳，并可讓系統實現自動化運行及管理。另外，優化設計是一個不斷發掘、尋找、獲取更優良系統的過程，可促進新系統形成。通常情況下，給排水工程優化設計流程包括以下幾個環節:根據給排水系統要求確定問題篩選目標尋找綜合性方案構建分析模型求解最優值決策與評價落實設計。在優化設計過程中，往往遇到的都是工程實際問題，涵蓋了較多的復雜因素，導致無法完全確認結構及功能性是否能滿足要求。將給排水工程項目由一個工程簡化成一個能實現功能需求、能反映主要問題并可定量表達和模擬優化的切實可行的替代系統，是系統設計首要環節，也是最為關鍵的環節，它會對最終的優化結果產生直接影響。通過上述系統化處理，可確認各要素對系統功能目標的影響，并可根據分析結果，確定主要影響因子及次要影響因子，讓優化設計能做到“有的放矢”，這與上文中所提到的目標性原則也是相契合的。然后，再根據問題分析結果，確定實際目標，主要涉及內容包括水量、水壓、水質、供水安全性及供水經濟性。在建筑供水管網方案確定后，以其中某一項內容作為目標函數，其他內容則視為約束條件，構建出約束條件與目標函數的表達式，以獲取最優設計方案，并結合以上分析結果進行建模。建模時要扣住主要影響因子，盡可能保證模型簡潔化，以便于分析計算。同時，要求所設計的模型能夠與其他模型有效銜接。再通過模型優化求解及檢驗，獲取模型的最優值，讓系統能夠保持最理想的工作狀態。最后對優化設計進行有效評價，并對其中存在的瑕疵進行修正，讓優化設計產生最佳效果，并嚴格按照設計方案實現產品。
3建筑給排水工程優化設計具體環節分析
3．1給排水系統整體構建
由上文可知，給排水工程是一個系統化的工程，在進行優化設計時，也需要將其視為一個系統。為保證系統具有健全的功能，就必須保證系統功能模塊之間的平衡性。給排水系統構建方法較多，最常見的包括以下幾種［4］:(1)論證法。該方法適用于系統發展較為成熟，但存在新系統或方法或多種方案可以采用的情況;(2)規范化方法。該方法適用于一些較為成熟的系統，以前人經驗為基礎構建模型，并加入實際數據信息，便可獲取系整體結構，該方法適用性較好且較為便捷;(3)試探法。對于一些較為復雜或新型的系統，可采取試探法構建。這種方法顧名思義，設計人員只能通過自身經驗及創造力摸索系統構建方法，對相關人員具有較高要求，屬于典型的創新性方法。當獲得設計方案后，需進行針對性的調研及論證，以保證方案的可行性。
3．2給水系統設計優化
給水系統的主要作用是為用戶提供可靠、穩定的生活、生產或消防用水點。通過優化設計，可讓給水系統具備更好的節水、節能性能，并為相關維護工作提供便捷。隨著建筑給排水工程優化設計的不斷深入，產生了一些新的系統優化模型，其中“市政水源二次供水前置設備全流量高效變頻調速給水設備(帶氣壓罐)用戶”模型具有較好適用性與經濟性［5］。此模型中，變頻調速給水設備的加入讓系統具備了更好的節能性，并降低了系統復雜程度及二次污染，提升了系統運行效率。同時，利用二次供水前置設備科充分利用市政管網余壓，保證供水的穩定性。當然，構建上述系統初期投入成本較高，但從長遠角度來看，其節能性較為理想，所節約的電能遠超過初期投資。
3．3排水系統設計優化
排水系統優化方法較多，但需要注意兩處關鍵點。首先，要對通氣管進行合理設置。根據實際要求，采取有效的通氣技術促使排水氣體散逸，避免排水系統出現水封的負壓虹吸及正壓噴濺現象，使管道內空氣保持良性循環。其次，要合理篩選排水管材。目前，大多數排水管均采用塑料管(塑料管具有成本低、重量輕、安裝方便、水流阻力低的特征)但水流噪聲較大，且容易老化。因此，在對噪聲要求較高的地方應選用柔性接口離心鑄造的鑄鐵管進行排水，以滿足實際要求。雨水排放系統也是排水系統的重要構成部分，在篩選雨水排放系統時，要優先選擇安全、經濟性的雨水系統，以保證地面不會出現冒水，屋面不會出現溢水，且管道能滿足正負壓要求，不會出現漏水。
4結語
建筑給排水工程優化設計是一項系統化的工作，需要從多個角度并結合實際需求進行全面性分析，通過分析建模、最優值求解等一系列措施，獲取最佳方案，讓給排水系統質量得以保證。
作者:韓松 單位:杭州信達投資咨詢估價監理有限公司
參考文獻:
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［2］寇昭．淺談高層建筑給排水工程優化設計［J］．經營管理者，2013(09):289．
本人認為，只有在建筑設計質量的優化管理上做文章，才能產出高質量的建筑設計成品。建筑設計，在某種意義上講可等同于建筑產品，它是藝術創作與科學技術的結合體。它不能用工業化、工廠化、程序化的過程進行生產，對于不同使用功能、性質的建筑從內容到外表形態是不同的。
建筑設計成果的質量評定不能用固定的標準去衡量，即使達到建筑設計規范、標準和規程，也不能稱該建筑設計就是優良品或精品。建筑設計是科學與藝術雙重創作的結合，是創作構思加科學計算合成的結果。在運行過程中設計構思組合產生出全新的東西，不可能有固定的模式可套用，建筑設計具有一定的隨機性變化。
建筑設計質量的優劣，確切地說是一個目標范圍的界定，建筑規范、規程和標準是建筑設計合格的下限。建筑設計精品是在設計運行過程中優化取舍，完善完美。因此，設計質量的優化管理是十分值得重視的。
建筑設計質量的優化管理，就在于強化、強調了設計的“全過程管理”，這是動態管理。它也打破了過去靜止的簡單化的“結果管理”淘汰制。從而避免浪費時間和造成直接經濟損失。建筑設計運行過程要自始至終，由部分到整體、由管理點到強化點，由方案到施工圖，這些工作都要進行細化、優化和篩選。它是積極主動、極具挑戰性的動態管理。
2、健全建筑設計質量優化管理的基礎——質量管理保證體系
（1）建立法人掛帥的組織機構。成立監督機構，即法人親自掛帥，專家起主導作用的全方位的有機結合體。設立質量檢查小組，每個項目均設質檢員。以專家為主導是為了掌握專業技術的高標準高質量，法人掛帥是保證質量管理體系順利運行。主要目的是使這項工作經濟化，制度化，責任化。
（2）健全可操作的規章制度。主要包括以下方面：一是規章制度的制訂要結合實際情況，一定要具體化、細化、量化，特別是要具有可操作性，以保證其運用的經常性和可檢查性，以其達到預定目標。二是規章制度要量化，做到可以制成表格分門別類填寫打分。三是設計人員行為要規范，原則性要強，只有我們自己有效地規范了行為，才能使我們的服務對象滿意。四是跟蹤服務、反饋信息及時更正與處理。五是事前計劃要具體，事中控制有措施，事后總結有效果。
3、建筑設計質量優化管理的運作
建筑設計質量優化，不僅是為了設計產品合格，滿足設計規范的要求，而是為了高標準的追求。在設計優化管理運行的前后，從計劃到分工、從人員到產品，從部分到整體等都是為了篩選出最優的方法和手段，產出最佳產品。
（1）在定崗定位人員時即時挑選，既要進行優化思想教育，又要注重量才使用，使每一個設計人員都有進取精神，思想中時刻存在著爭奪市場的競爭意識。這就是人員的優化組合。
（2）確定每一個項目的優化管理。所謂管理點，就是項目中起決定作用的關鍵點。比如：項目設計的方案圖、施工圖、預算，這就是建筑設計項目宏觀中既有影響又起決定性作用的關鍵點。
（3）設計項目的優化統籌安排。設計項目的各個專業及專業內部的不同程序的交叉運行必須要進行周密地安排。只有這樣才能使各個專業及專業內部密切聯系，避免出現差錯，大大地縮短設計時間，提高工作效率。
（4）隨時制訂與研究項目的創新計劃。凡是設計項目運行過程出現新情況新問題，都應該進行分析研究。只有不斷地向較高的目標前進，優良產品才會不斷產出。
（5）提倡精品化、集成化、信息化。要創新要精品就必須掌握足夠的信息，如向國外發達國家學習，他們的設計理念和先進經驗，做到這一點也就等于找到了捷徑。
（6）提高設計人員整體水平和素質，給設計對象創造更多的學習，深造的機會，使他們在設計運行中的各個環節都能獨當一面。
（7）制定優化的最佳目標，打出最低的要求線，盡量把一些定性的要求變成定量的標準，以具有明確的可操作性。
（8）建筑設計方案的優化管理。建筑設計方案對于設計項目十分重要，建筑設計方案的確定不僅僅是為了評選好的方案，優化選取方案不是目的，重要的是在建筑設計方案運行中進行優化管理。當建筑設計方案選取后，按專業部分進行優化、細化、量化而后運行。建筑設計方案優化管理，旨在于打破舊的、固定不變的教條，采取積極地動態管理方法。
建筑設計質量的優化管理，首先在于建筑設計質量的優化，然后才是管理。建筑設計質量的優化關鍵在于建筑設計思想目標的確立，建筑設計思想的優化。
4、建筑設計運行系統與過程的優化控制
1 高層建筑結構受力方面
對于一個建筑物的最初的方案設計，建筑師考慮更多的是它的空問組成特點，而不是詳細地確定它的具體結構。
建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩定和水平方向的穩定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構件所組成，因此結構必須能將它本身的重量傳至地面，結構的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系，所以，在建筑設計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布作出總體設想。
對于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加。豎向結構體系成為設計的控制因素，其原因有兩個：其一，較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒；其二，側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。
與豎向荷載相比，側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時，在風荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應更加明顯。在高層建筑中，問題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，可見，高層建筑的結構受力性能與低層建筑有很大的差異。
2 結構選型階段
對于高層結構而言，在工程設計的結構選型階段，結構工程師應該注意以下幾點：
2.1結構的規則性問題。
新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，新規范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案?！币虼?，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。
2.2結構的超高問題。
在抗震規范與高規中。對結構的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此。必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。
在實際工程設計中，出現過由于結構類型的變更而忽略該問題。導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。
2.3嵌固端的設置問題。由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。
2.4短肢剪力墻的設置問題。在新規范中，對墻肢截面高厚比為5－8的墻定義為短肢剪力墻。且根據實驗資料和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。
3 地基與基礎設計方面
1.2旅游風景區景觀建筑的創造設計圍繞旅游風景區景觀建筑設計第三層次的設計方法是體現旅游風景區的自然與文化特色，體現地方“文脈”特點的設計過程。它更多的體現了旅游風景區景觀建筑設計師在對旅游風景區所在地區的社會結構、生活習慣、文化傳統的關注，體現了對游客和本地居民心理需求的關注及人性的關愛。設計師通過大量的調研和提煉，將屬于本地區特有的設計語言和設計元素在旅游風景區的景觀建筑設計中體現出來，使得新建景區的景觀建筑與舊環境之間能產生一種呼應關系，更能使游客和居民產生一種強烈的文化認同感。如在廬山風景區近年來所新建的如全國供銷社療養院新樓等建筑中，融入了大量廬山近代別墅景觀中所常用的如拱券、外廊、雨淋板等元素，取得了較好的視覺效果。景觀空間的所在區域特點和使用者說明其具有反映當地文化特色和以人為主體的空間的基本屬性和特征，這種空間具有了人性化的特征和深層次的文化內涵是旅游風景區景觀建筑設計的最高境界。因此，一個優秀的景觀空間環境的形成取決是否實現了“人性化”設計的功能需求，是否體現了本地區所特有的文化內涵。第三層次設計方法需要旅游風景區景觀建筑設計師通過對旅游風景區景觀建筑設計任務的分析，對本地區設計歷史的考察、環境的考察、文化元素的提煉和把握等，從定性和定量的角度去挖掘和梳理旅游風景區景觀建筑設計任務中的各種設計元素，并將其恰如其分的運用到設計實踐中去，將創造性的設計反映在景觀建筑設計的實踐過程之中。
2旅游風景區景觀建筑設計方法的體系構建
從大量的旅游風景區景觀建筑設計實踐中，尤其是象廬山風景區一類的山岳型風景區的景觀建筑設計中我們可以很清晰地看出設計者在設計實踐中，在設計方法上的著眼點與研究角度。其設計方法的體系構成可大致分為三類。一是偏重于理性的研究方法，它比較適用于目標及條件相對比較明確的問題；二是偏重于感性的具有某種特定導向性的設計方法，適用于設計目標及條件不確定的問題；第三類是兼有兩種類型的特點。
2.1旅游風景區理性化景觀建筑設計方法首先，作為偏重于理性的設計方法，有其特有的規律性。它嚴格按照風景區景觀建筑設計所必須遵循的各種規范，將設計環境中的各種困難及限制性因素進行反復論證與修訂。在實踐中從理性的思考中展開設計，用相對比較合理的角度去尋找一種最佳的景觀建筑設計方法。通過調研、論證、收集、分析各種與設計有關的信息；通過現代多媒體技術和手段對各種設計方案進行模擬和預演，通過反復論證得出各方都能接受的最終方案。這類研究方法具有很強的可操作性，它使設計者通過系統對旅游風景區的環境考察、資料收集、信息分析和與甲方溝通協商等方面的研究，提出符合環境要求的最理性的設計方案。
2.2旅游風景區文化性景觀建筑設計方法文化性景觀建筑設計方法是一種偏重于挖掘和整理“地域文化”要求的具有導向性和指示性的設計方法。它是在對設計地點進行大量的實際調研后在設計師腦海里產生的一種對于本地區地方文化設計元素的提煉與概括。在文化性景觀方法的應用之中，更多地體現了時代特征和文化、氣息。這種設計把尊重人性、尊重地方傳統文化和體現時代特點等作為設計的最高準則。如廬山風景區建于民國初年的朱植圃的別墅，其中式的窗花和“小橋流水”的庭院無不向人們訴說著其民族性與地方性的特色，更是近代廬山別墅民族性與時代融的深刻反映。文化性的景觀建筑設計方法更能夠顯示出旅游風景區景觀建筑設計的文化內涵。
2.3旅游風景區綜合性景觀建筑設計方法將“理性”與“文化性”相結合的方法就是綜合性的景觀建筑設計方法。它要求將感性的理念與理性思考相結合研究。在旅游風景區景觀建筑設計的實踐中，綜合性的景觀建筑設計方法要求把理性的規范設計和感性的優化設計相結合，從而能在實際中產生動態交替互補作用，能夠揚長避短地處理各種實際性的問題。如在20世紀60年代所設計和建造的“蘆林一號別墅”，也就是今天的廬山博物館，就是典型的綜合設計的例子，其設計方案階段是在充分調研地形地貌特點、與周邊的建筑與環境充分的比對、充分尊重建筑、景觀、園林等設計規范的基礎上，以及與甲方充分協商和調研的基礎上所應運而生的。此外，設計方案也融入了設計團隊在廬山大量調研和考察的智慧結晶，設計者將明代廬山賜經亭石斗符號運用到別墅外廊休息座的凳足上?；谝陨现T多緣由也使得“蘆林一號別墅”成為近代廬山優秀景觀建筑的代表作。綜上所述，在旅游風景區景觀建筑設計方法的研究過程中，無論是功能層次的研究，還是設計方法的研究，還是設計元素的提煉，設計文化的總結，其最終目的都是一致的，既設計出的旅游風景區的景觀作品不僅能夠滿足基本的堅固、安全、適用、經濟、美觀的功能需求，同時又能夠反映出鮮明的時代特色和強烈的民族文化個性。
3旅游風景區景觀建筑設計方法的時代演變特征
在新的歷史時期，學科間的相互交叉滲透變得尤為明顯和突出。作為與旅游事業最為密切的旅游風景區的景觀建筑設計，需要運用科學的設計觀和與時俱進的方法論來指導旅游風景區景觀建筑設計的研究與實踐。根據對國內外旅游風景區景觀建筑設計成果的追蹤與分析，我們不難看出我國未來的旅游風景區景觀建筑設計方法的研究將會呈現出很強的時代演變特征。其學科間的相互交叉和知識結構變化更加頻繁和密集，旅游風景區景觀建筑設計從業人員所需的專業知識與技能更加豐富等。旅游風景區景觀建筑設計方法的時代演變主要表現在以下三個方面：
（1）學科群力量的壯大與旅游風景區景觀建筑設計群體的擴大。時代的發展使得旅游風景區景觀建筑設計方法綜合了各學科的優勢。逐步形成了依托于地理、地質、園林、環境、建筑等眾多學科的旅游風景區的景觀建筑設計學科群的產生和研究隊伍的壯大。在這個研究領域里，積聚了一大批規劃師、建筑師、結構工程師、園林設計師、景觀建筑設計師、工藝美術設計師等走向有機的分工協作與設計研究聯合之路。研究隊伍的壯大和專業化程度的提高，無疑對提高我國整體旅游風景區的景觀建筑設計水平起到至關重要的作用。
（2）社會化的分工協作使得景觀建筑設計方法得到全面優化。社會化的分工協作使得圍繞旅游風景區景觀建筑設計的從項目的調研、論證、方案形成和完善等各個過程與環節及設計方法本身得到全面的優化與升級。在嚴格的設計規范與各項指標的指引下，設計的每個環節都能得到最好的貫徹與執行，設計的每次分工都能找到最佳的設計人員。這樣，設計師的個人勞動和價值將會得到最大限度的體現和最大程度的發揮，景觀建筑設計工作的創造性亦將得到前所未有的體現和反映。
（3）新技術的不斷涌現和新的設計手段與設計方法不斷更新。時代的發展促使新技術的不斷涌現和新的設計手段與設計方法的不斷更新，這對景觀建筑設計師來講無疑是一個新的挑戰，我們唯有不斷更新自己的知識結構，更新自己的技術手段才能贏得設計競爭的主動權。
中圖分類號：TU3文獻標識碼：A 文章編號：
伴隨著我們國家建筑事業的飛速進步，房屋建筑設計水準也得到了很大的提升，綜合性建筑的發展使得平面分布和外形變得復雜起來；使得結構系統逐漸多樣化。因為各方面因素，在現實的建筑結構設計過程中，有的工程工作者的疏忽或其他因素使得設計中有很多問題的出現，這些問題對于建筑工程質量帶來巨大的不良影響。優質的建筑結構設計是好的建筑根基，也會給企業帶來很好的利益。本文結合自己日常的工作經驗，論述了建筑結構設計中需要關注的有關問題。
一項建筑結構設計是利用結構性語言代表建筑技術以及工程師們所要表達的一種事物。結構語言是結構師從建筑及其圖紙上提煉出來的結構因素。其中包括基礎、墻、柱、梁、板、樓梯、大樣細部等。然后運用這些結構因素來構建成建筑物或者構筑物的結構系統，包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎。結構設計的內容為：基礎的設計、上部結構的設計和下部設計。
1 結構設計的程序
建筑物的設計包括建筑設計、結構設計、給排水設計、暖氣通風設計和電氣設計等。每一部分的設計都應圍繞設計的四個基本要求：即功能要求、美觀要求、經濟要求和環保要求。建筑結構是一個建筑物發揮其使用功能的基礎，結構設計是建筑物設計的一個重要組成部分，主要包括以下四個過程：方案設計—結構分析—構件設計—繪施工圖。
2 建筑物結構設計的要求
要達到設計建筑結構可靠度的要求，在設計中，須遵循下列要求：(1)計算內容：結構構件承載能力極限狀態的計算和正常使用極限狀態的驗算，承擔動力荷載的構件進行疲勞強度驗算；(2) 應在結構產生多種作用效應時，分析求出每一種作用下的效應后，應考慮最不利組合；(3)抗震設計：我國目前在抗震設防烈度是6至9度，建筑結構是要根據不同地區的烈度、結構類型及房屋高度而評定抗震不同等級。不同抗震等級，要求有不同計算和構造的。
3 結構設計要遵循的原則
在四個基本設計原則當中，“抓大放小”、“多道防線”、“剛柔相濟”、設計概念是戰略問題，要想實現這些戰略思想，是靠“打通關節”來保證這個原則的。
3.1 抓大放小。各種構件共同組成結構體系，而各個構件在結構中擔任著不相同的角色，“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等是建筑結構設計中非常重要的概念。
3.2 多道防線。采用多道防線設計才能達到安全的結構體系，在災難發生時，生存絕對不能寄托在某單一構件上。
3.3 剛柔相濟。剛柔相濟是合理的建筑結構體系。若結構剛度太大時，變形能力是很差的，破壞力很大襲來時，需要承受的力量也很大，極易造成嚴重受損。太柔的結構雖可以很好的消減外力，但也極易造成變形過大而無法使用。
3.4 打通關節。結構體系是變化統一的，所以結構體系中關節無處不在。渾然一體是理想的結構體系，沒有任何關節，結構體系能使任何外力迅速傳遞和消減。永遠處于原始的靜態就是要打通關節保持平衡的目的，當力量不暢通時，構件與構件之間的靜態平衡被破壞，結構就發生重大的變化。結構設計不能破壞建筑設計，應滿足、實現各種建筑要求；建筑設計不能超出結構設計的能力范圍，不能超出安全、經濟、合理的結構設計原則。
4 結構設計常見問題分析
4.1 地基與基礎設計方面存在的問題。地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的，階段設計的好與壞會直接影響到后期設計工作，地基基礎是影響到工程造價的。但在建筑無地質勘察報告后，僅依據建設單位口頭或者籠統參照附近建筑物的基礎設計資料就進行施工圖設計。在地基與基礎設計這一階段，應選用整體性好，滿足地基承載力和建筑物容許變形的要求，并能調節不均勻沉降的基礎形式。高層建筑宜設置地下室以減小地基的附加應力和沉降量，有利于滿足天然地基的承載力和上部結構的整體穩定性。此外，在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性。對軟土層覆蓋層厚度較大地區的多層建筑，需經過地基處理的方式以達到控制建筑物沉降的目的。
4.2 結構設計中容易忽視結構防火設計問題
在建筑設計中，一些設計人員對防火規范、規定不熟悉，對建筑物分類有錯誤，導致在設計中對防火標準執行有誤，消防處理不當，存在許多安全隱患；一些重要場所的安全疏散出口、疏散門開啟方向不正確，影響安全疏散：有些設計中的防火分區面積過大，防火間距過長，設計存在隨意性；有些消防設施設計不合理、不配套，建筑物一旦失火，消防設施將不能有效發揮作用。
4.3 鋼筋混凝土承重結構體系選型、布置方面存在的問題。
鋼筋混凝土承重結構的合理布置使結構盡可能“規則”，是抗震概念設計中的十分重要的環節，這里的“規則”包含了對建筑的平立面外形尺寸，抗側力構件布置質量分布，直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。但我國很多鋼筋混凝土承重結構布置不合理，體型不規則。由于引起結構不規則的因素太多，特別是對于復雜的建筑體型，很難一一用若干簡化的定量指標來劃分不規則程度并規定限制范圍。
4.4 結構設計中設計深度不達標
一些設計人員制作圖紙“偷工減料”，設計粗糙，過于簡單，施工圖中應有的大樣圖、相關剖視圖漏缺；一些重要的、應該用圖紙反映的內容只標注“見圖集”、“由設備廠家確定”等，施工圖設計表述不全，細部大樣不能反映工程的全貌；一些重要的設計依據、設計參數、工程類別、安全等級、耐火等級、防火消防處理等在設計總說明中沒有標明或交待不全。
4.5 樓板設計中存在的問題。在建筑工程中樓板是主要承重構件，樓板的設計問題必將連帶梁、墻、柱等構件安全。若設計不周的話，會出現設計質量問題的。以下是樓板設計中常見的問題：
4.5.1 設計時為了計算方便或因對板的受力狀態認識不足，簡單地將雙向板作為單向板進行計算。使計算假定與實際受力狀態不符，導致一個方向配筋過大，而另一方向僅按構造配筋，造成配筋嚴重不足，致使板出現裂縫。
4.5.2 板承受線荷載時彎矩計算問題，在民用建筑中，常常在樓板上布置一些非承重隔墻，故大樓板設計中常常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后，進行板的配筋計算。但有些設計人員錯誤地將隔墻的總荷載除以板的總面積。
4.6 結構設計中的抗震設計問題
在建筑中抗震設計已經很重要了，我國近幾年來發生了不少的重大地震災害，造成不少人員傷亡和經濟損失嚴重。有些設計不能滿足抗震設計的一般規定，如超越房屋高度的限制、超越房屋最大高寬比的限制、或超越抗震橫墻間距的限制等，有的存在違反強制性條文的現象，如《建筑抗震設計規范》第7.1.8條(強制性條文)規定“底部框架一抗震墻結構，上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應對齊或基本對齊”。有些設計把底層設計成大空間，抗震墻很少，上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對齊，造成結構體系不合理，傳力不明確；有些設計中抗震分類、場地類別選用錯誤，導致整個結構設計錯誤。
5 結束語
建筑結構設計是一項具有全面性的系統工程，在設計中存在多類型的問題，需要工作人員具備全面的理論知識、實時的思想及嚴謹的工作態度。建筑結構設計是建筑工程的前期規劃和根基，對建筑質量及成本控制有著直接性的影響。我們設計工作者一定要開動腦筋，有效結合當地的現實狀況，參考之前的工程情況及經驗的總結，努力提升自己的結構設計水準，來確保建筑質量，保證人民的生命及財產安全，有利的推動建筑事業向更高的層次發展。
參考文獻：
二、幼稚園的坐落位置創新設計
幼稚園建筑的基地選擇是建設工程的首要步驟。隨著越越多的人口往城市遷移的趨勢，幼兒園的坐落位點也為城市偏多。在城市里，幼兒園多存在于人多的地方即中心地區。結合現實考慮，幼稚園的規模沒必要太大，而且還要考慮到幼兒回家的路程，考慮到家長接送孩子的方便程度，則幼稚園的地址選擇不應該太偏遠。另外，幼稚園建筑地址的選擇還要考慮到建造幼稚園的目的。幼稚園建造所需的場地必須滿足幼稚園所需要達到的功能標準。首先，幼稚園的環境必須有利于幼兒的身心發展，必須遠離工廠污染，吵鬧市區等環境較差的地段。其次，幼稚園的建筑要符合教育標準，所以選擇的地方應該具有相對較文明風氣的地段，這樣才有利于幼兒安心地健康地學習和生活。再者，幼稚園要有足夠的場地提供幼兒戶外活動和室內活動，設計師在地址選擇中應注意場地能否滿足幼兒所需要設備擺放的空間?？傊字蓤@的坐落位置的選擇前應該充分考慮各方面的因素，結合周圍環境和居住人民的情況，做出最佳的選擇方案或者改進策略。
三、開放交流空間
我國目前幼稚園的建筑模式，大部分是與教學制度相結合而建設的，就是按照年級和班級依次隔開各個不同層次的幼兒的空間，使他們的活動處于分離式和小分群式。大班的孩子和小班的孩子不相來往，幼兒們專心呆在自己所設定的區域內，只能和同齡人一起交流玩耍，于是思想也就很大程度上被限制在一定層面上，不利于發展。人和不同層次和階級的人交流才能有思想的火花碰撞出。我國幼稚園的創新設計應注重空間的開放性，讓幼兒的交流范圍更加寬廣。另外，幼稚園建筑的創新設計還應滿足幼兒發展興趣的需求，興趣是從小培養的也可能是與生俱來的，幼稚園可以相應地配備音樂舞蹈教室、美術室、圖書閱覽室、手工制作室等，用來培養幼兒對藝術的愛好和基本的鑒賞能力。幼兒的成長很大一部分在于交流，幼兒不應該僅僅是和同齡人交流，還應該和老師和家長加強交流，增進感情。因此，幼稚園可以在離幼兒活動區域不遠的位置內設置教師辦公地方，方便幼兒隨時請教老師問題，也便于教師隨時觀察幼兒，防止幼兒發生意外。幼兒的教育除了學校教育，另一部分來自于父母，幼稚園可以設置家長與幼兒互動的空間，使幼兒在幼稚園的環境中更加有安全感，使幼兒在這樣的環境中感到溫馨。
四、室外場地合理規劃和布置
室外是幼兒的身心得到很大提高和鍛煉的場地。幼兒對室外活動場地的需求也是很大的。室外空間的設計，根據幼兒的運動，聊天，交友合作等各式各樣的需求，可以設計多個活動園地，方便幼兒根據不同的需求合理利用相應的場地空間，在增大場地空間的利用度上，也大大提高了幼兒的活動興趣。在室外場地的建設上，設計人員還應該根據幼兒的普遍性格，設計出符合幼兒趣味的風景。例如建設一個美麗的花壇，栽種一些特色的植物，既美化環境，又吸引部分幼兒的興趣，便于幼兒接觸自然，初步識別植物；也可以設置一個沙坑，模擬沙灘設計，幼兒可以自由在“沙灘”上，建造自己的城堡；或者設計一片假山園林，幼兒可以假山中穿行，玩捉迷藏等等。室外的設計可以很大程度上加強幼兒的身心健康教育，促進他們積極向上地發展。
五、室內活動空間的改進
為促進幼兒的身心的健康發展，一味地加大室外場地活動空間的利用也是不現實的，在幼兒的教育中，室內環境的構造也起很大作用。室內裝修的色彩比對對幼兒的心理起一定作用。研究表明，色彩明艷的顏色對幼兒的視覺沖擊效果更明顯，提高幼兒的興奮度，使幼兒對室內事物產生一定的好奇感和新鮮感。有助于幼兒對色彩和空間維度的形成一定的感知能力。幼兒都是在集體中慢慢發現自我，幼稚園的作用就在于讓幼兒逐步體會到生活中有伙伴有集體，不再是以自己為中心，慢慢地學會走入集體，容納他人，這也就是小型社會的產生。室內空間應該起到加強幼兒的交流的作用，空間設計應設有一定的開放空間，比如幼兒交流室，活動室，供整個幼稚園各個年齡段的幼兒活動。
工業建筑是維持工業生產安全平穩進行的重要保障，工業建筑的結構設計對于企業來說至關重要。工業建筑結構在很大程度上決定著企業的生產、管理效率。工業建筑結構的合理性缺失必將導致企業增加生產運營成本，無法有效的利用人力物力，使企業發展陷入困境。好的工業建筑結構應該綜合企業的生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等，針對企業自身的特點進行結構性優化，實現生產環節的最優化設計，從而降低企業生產運營成本，提高企業利潤率。
1工業建筑結構設計
工業建筑結構設計應秉承安全性強、建設成本合理、結構質量高三個基本原則，并嚴格按照國家的規范標準，結合企業自身生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行系統化設計。首先，根據企業對建筑強度的要求，合理選擇鋼材型號。選用鋼材必須通過國家質量檢測體系的認證，確保鋼結構的強度與質量。在合理選用鋼材型號的同時，對鋼結構進行防腐防銹處理也是保障其剛度及強度的重要措施。根據所選的鋼材型號，對建筑結構進行系統的應力分析，選擇對應的焊條，保證其焊縫的結構強度。同時也不能忽視結構附件的性能要求，應按照實際需求及相關規范進行選型配備。此外，還應格外注意對地基的處理，根據建筑結構進行針對性的地基處理，確保工業建筑結構的穩定性與抗震等級要求。
2工業建筑結構設計的優化
2．1工業建筑結構設計優化概念
現代工業建筑結構設計優化概念較之以往有很大不同。與傳統工業建筑結構設計優化只重視建筑結構的分析、設計相比，現代工業建筑結構設計優化更加注重對生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行多方面多角度綜合評價、分析，權衡性能、成本、結構、舒適度等多方因素，確立科學、合理的工業建筑結構設計方案。通過對工業建筑結構設計進行最大程度優化的方式，達到有效提高企業生產效率、管理效率，降低企業生產運營成本，提高企業利潤率的目的。
2．2工業建筑結構設計優化中存在的問題
結構優化與建筑美學的矛盾在當前工業建筑結構設計優化過程中尤為突出。通常在結構設計中很難做到對結構強度、建筑性能、實用性與現代設計理念、建筑美學兼顧。過多關注設計理念與建筑美學的優化，會造成設計方案對結構布局、工藝流程的考慮不足，使得優化方案缺少實用性，對工業生產的提升效果不明顯，很難得到企業的認可。另一個主要問題是工業建筑結構設計方案中工程造價優化與結構強度優化的矛盾。鋼結構的設計除了要保障剛度、強度的同時還要做到兼顧經濟合理性。如何在保證設計要求的情況下盡可能優化結構工程造價、減少鋼材使用量，也是設計人員在工業建筑結構設計優化中主要考慮的問題。
3工業建筑結構設計優化的探討
3．1建立工業建筑結構設計優化模型
科學、合理的開展工業建筑設計優化工作離不開一個好的結構設計優化模型。在工業建筑設計優化過程中，針對重點變量進行函數模型的建立，對多種結構參數進行模擬、分析。函數模型的建立與運用有助于實現設計參數的最優化，從而根據實際需要，找出最科學的優化方案。在工業建筑結構優化模型的建立中，針對工程的基礎結構、屋蓋系統、圍護結構三個重要方面進行重點優化，對其進行選型分析、受力分析、工藝分析、造價分析等全面評價，確保優化方案的有效性。工業建筑結構設計優化模型構建的重點在于確定參數變量，根據約束性條件與結構設計的主要影響因素確定模型中的參數內容。參數內容確定后，應根據企業對工業建筑結構設計的優化目的與優化方向選定合適的函數模型，確定最終的優化方案。
3．2完善工業建筑結構設計管理體系
在工業建筑結構設計優化中，常因為缺乏指導性的優化理念與量化標準，使得結構優化方案有很大的變動性，并對設計管理與施工管理造成不利影響。為了保障工業建筑結構設計優化工作的有效進行，滿足現代工業建筑結構設計優化的需要，必須完善與之相匹配的管理體系，建立專業的指導思想與量化標準。對工業建筑結構設計的優化活動進行有效的管理與評估，采取針對性措施對優化進行規范管理，根據相關標準規范與思想理念對設計人員的工作進行指導和考核，實現對工業建筑結構設計優化的質量控制。
4結語
工業建筑的結構設計是一項專業性強、內容復雜的工作，對設計人員的專業素養與綜合能力都有著很高的要求。必須充分結合企業自身特點，綜合考慮生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行多種因素，對設計方案的性能、成本、結構、舒適度、建筑美學等多方面進行科學合理的取舍，選擇合適的參數變量，根據優化方向針對性選擇函數模型，確立科學合理的參數內容，做出最佳的工業建筑結構設計優化方案，實現設計的最優化。
作者:李雷 單位:山東省冶金設計院股份有限公司
參考文獻:
