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主动式建筑技术

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主动式建筑技术范文第1篇

关键词:建筑技术 主动适应型 节能

1. 建筑节能的趋势及意义

1.1. 建筑节能概念

一般来说,建筑能耗是指建筑建成后,在使用过程中每年消耗的商品能源的总和,包括采暖、通风、空调、热水、照明、电气、厨房炊事等方面的用能。而宏观节能的理念上来讲,建筑能耗包括建造过程中的能耗和使用过程中的能耗两部分构成。建筑节能在建筑设计和施工领域都要有所考虑。本文指的是宏观概念上的建筑节能。

1.2. 建筑“主动适应型”节能概念

建筑节能的问题实际上研究的就是建筑与环境的关系问题。在如何使建筑对于环境更友好这一方面来说,过去和当期的案例都告诉我们这没有一个必然的答案。但是从以前的经验来看,人们对待环境的方式基本可以分为两大类:排斥式和选择式。排斥型的建筑设计主要靠人造的手段来应对环境,通过紧凑的建筑形式将室内外的环境影响降低到最小;而选择式的建筑设计将建筑的布局定义为至关重要的因素,并由周围环境和设备集合产生能量。

这两种基本方式的差异是基于对环境开放程度的多少来确定的,并以此确定了建筑在多大程度上利用环境。本文提出的建筑“主动适应型节能”,使一种节能原则。具体来说是指在建筑建设初期最大限度的考虑到地区环境,并在方案设计的时候充分利用当地的自然条件,如夏季主导风向、太阳高度角等,设计一系列可以在建成后自主运行的系统,比如重质热墙系统,岭南建筑为引入穿堂风而设置的“廊厅相间”系统,通过主动的打造“被动节能”,来达到降低能耗的目的。最终得出的关于“主动适应型建筑”的建造原则,强调的是在环境设计中对环境的开放和探究态度,与“被动式节能”无关。

1.3. “主动适应型”建筑可适应性分析

就像人一样,建筑也是有适应性的。如果环境的因素相对于人成为了主导因素,就可能对于建筑系统起到一定的控制作用。目前的建筑节能研究,主要针对的是节能系统的严密性,或者是技术手段的复杂性,我们经常试图用精致的换热系统来解决建筑的通风问题,而忽略了最简单的方法——打开窗户就可以带来更多的景观创造性使用,更多的流通空间和更多的自然光线,还有更加良好的自然通风——而这一切都在只是最原始的自然要素。

“主动适应型”建筑则充分的考虑了人与环境的互动关系。建设初期对于环境要素的调研使人对于将要应对的环境有了初步认识,因此得出的节能系统也将是考虑了人的基本行为和心理感受的。这将是有人参与的生动的系统。

2. 主动适应型建筑对于建筑可持续发展的意义

对于建筑来说,可持续发展意味着整个设计、建造、使用与废弃环节都要考虑到低能耗、低污染与低排放。在考虑建筑的耐久性设计的同时兼顾建筑的易拆除设计、节约资源设计和可再生能源利用设计等。

2.1. 考虑建筑的环境属性

不论建筑师们试图创造出多么具有可识别性或标志性的建筑,建筑本身首先是环境的产物。因此,在低碳的大趋势下,我们建筑师必须是设计初始时,就考虑创造一个屈服于环境的建筑。通过对场地地形的有效利用从而减少工程量,通过对风向、光线的有效利用从而减少建筑在使用中的能耗,已经成为大多数建筑师的共识。

2.2. 材料的多层次开发与高效利用

建筑的材料选择和加工是建筑设计的基础,这也是一个会产生大量产生能耗的环节。很多常用的建筑材料会造成能源的浪费。如大部分的混凝土建筑拆除后会造成难以处理的废弃物,导致清理过程中的二次能耗。如果想重新利用这些材料,也需要花费很大的成本。因此,如果能有效的利用当地材料,选取可再生、可循环利用、内含能源低的材料,是控制建设中、使用中和废弃后能源浪费的一个有效途径。

2.3. 建筑形式、空间与能源消耗

建筑的形式对建筑使用中的能耗有很大的影响。在规模、体量、建造年代等基本接近、采用相同的空调设备系统的情况下,由于内部空间、建筑形式、窗墙比等的不同,两栋建筑的能耗相差会将近一倍。因此,如果在设计时充分考虑该地区的气候状况,从建筑的形式设计出发控制建筑使用中的能耗,将会在方案设计阶段对建筑节能大有裨益。

2.4. 既有建筑的改造

在对既有建筑进行改造的时候,应该先对原建筑做相关的节能评价,为其建立详实的数据库,并以此为基础设定改造的目标和依据,制定相关方案。在改造的时候,可以尽量引入新材料新技术,但应该以原有建筑构造和设计为基础。法国的旧建筑保护即遵循这一原则,一方面完成了旧建筑更新,一方面节省了能耗。

综上所述,如果我们在设计前期调研,方案设计中以及最终建设阶段都对主动的挖掘和利用现有环境条件,开发“主动式”的节能措施,那么在后期建筑使用的过程中,不仅可以极大的降低建筑能耗,还能为使用者带来多重便利和新体验。

参考文献:

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[5] 北京方亮文化传播有限公司.世界绿色建筑设计[M].建筑工业出版社

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主动式建筑技术范文第2篇

被动技术指以非机械电气设备干预手段降低建筑能耗,在建筑规划设计中合理布置建筑朝向、优化遮阳、提高围护结构的保温隔热性能、提倡自然通风等降低建筑供暖、空调、通风等能耗。被动式建筑中建筑师为建筑设计了密封的外壳,建筑几乎无法得到及散失任何热量,也无冷风渗透量。其采用超厚的保温材料和复杂的门窗,通过住宅本身构造做法实现高效保温隔热性能,利用人体及家电设备散热和太阳能为建筑提供热源,几乎不使用主动能源,即便需提供其他能源,尽可能采用清洁的可再生能源,在保证建筑舒适度的基础上提高能源利用效率,实现低能耗乃至零能耗。仅以加厚保温材料的做法在达到一定的限度后,其节能费效比呈指数式上升,根据国外资料研究,随着保温材料厚度的增加,建筑节能费效比急速增加,其间一个骤减点即为一定的保温厚度后供暖能耗急速降低的效果,则在建筑设计过程,需要我们细化设计要点,选取合理的参数,取得最佳节能费效比。围护结构保温和气密性是建筑物减少能耗,提高舒适性的基础。65%节能设计标准执行后,围护结构节能任务分解为40%~45%,即总节能量的60%~70%,可知采取良好节能效果的围护结构是建筑被动式节能的关键技术。

1)积极采用新型保温材料。以工业废渣粉煤灰为原料制备SiO2气凝胶或SiO2—Al2O3复合气凝胶,将其作为添加材料,制成新型复合保温材料,可有效改善保温材料的物理性能,并提高材料防火性能。

2)高性能外窗的研究与利用。高性能外窗是建筑节能重要的工作内容之一。考虑型材、玻璃、密封性能、窗型设计等影响窗户传热系数和密封性能的主要因素,选择新型型材、Low-E玻璃、新型密封材料等。

3)非承重自保温体系研究与利用。非承重砌块自保温体系是由非承重自保温砌块和免拆复合保温模板构成的一体化新型复合体系。研究保温砌块材料、孔型,降低并达到建筑外墙传热系数限值,使用免拆复合保温模板对热桥部位进行处理,达到系统节能和防火。

二高效的主动技术

被动技术看似被动,其实最大限度的利用自身设计、构造和建筑材料,来主动实现建筑自我形式节能;而传统意义的主动式节能技术则指优化的设备系统,选用高效的设备实现建筑节能。本文认为两者是互补关系,前者实现建筑科学合理节约能耗,而后者可使建筑物能耗降得更低,主动式技术的采暖空调及照明是目前建筑能耗的主要构成部分,因此,从“开源节流”的设计角度出发,降低其能耗是建筑主动式节能的关键技术。

1)开发利用新能源和可再生能源。大力推动太阳能、浅层地能等可再生能源在建筑领域应用,实施项目示范、城市示范及农村地区县级示范,完善支持政策,努力提高可再生能源建筑应用技术水平,并做大做强相关产业,增强产业核心竞争力。

2)采用高效建筑供能用能系统及设备。建筑用能中,各种设备消耗的能源最多,占比最大。因此,严格按照设计标准及节能措施选取国家要求的高效节能产品。如室内空调器采用高效电机和压缩机设备;电脑方面采用液晶显示和自动节电休眠;光源采用高效节能灯具;机电动力设备采用如变频高效设备,高能效等级电力变压器等。

3)推行绿色照明工程。建筑照明设计,合理设计与选择照明灯具,克服照度不适、浪费严重,达到绿色照明目标,通过分区集控,实现照明灯具分区开关控制;场景设置,设置常见场景照明控制面板;个人调节,可达到节能的目的,更可体现人文关怀。

4)优化用能系统。建筑用能涉及到冷热源、输送效率、用能末端,作为系统整体进行研究,通过技术集成,提高用能系统能效。

运行环节的节能关键技术:在可行性技术支持下,对建筑设备实施系统化的运行技术措施,将绿色设计和绿色运行结合,实现理想的节能效果。

1)系统化的运行技术。建筑设备系统运行相互影响、制约,但又相互独立,从用能设备环节逐步分析,在不同时段、区域、参数优先级策略下,运行管理系统自调整控制方式,以期达到最佳节能及舒适度效果。系统化的运行技术立足建筑运行设备的控制系统集成信息,具有集中管理、分散控制、系统联动等特点,实现各相关系统之间的软件联动控制,确保建筑设备处于高效、节能、最佳运行状态,并可提供舒适的工作环境。

2)混合照明智能控制技术。混合照明方式,以自然光为主,自然光不足时,辅助以人工光源。将自然光技术与光导管技术相结合,既可扩大自然光利用范围,又可节约一次能源。混合照明系统智能控制系统由于局部自然光影响,其照度分布为自然光及人工光源照度耦合矢量场,且自然光受外界条件影响较大,则人工照明拟采用调光控制,目前调光控制可分为分阶调光控制和连续调光控制。两种调光方式的比较:分阶调光成本较低、容易实现;连续调光可与光导采光系统无缝结合,更具节能潜力,且可防止工作面照度跳变,达到预设定照明效果。

3)中央空调智能控制技术。中央空调系统涉及冷热源产生环节、输配网环节及末端环节,各个环节息息相关且相互影响制约,则其控制系统应观全局而非单个测量参数调控技术的堆砌。基于参数控制模型优化的系统突破传统的定流量控制模式,实现空调冷媒流量跟随负荷变化而变流量运行;改变目前用能系统的离散控制,从宏观上把握及分析建筑设备运行状况,根据负荷实时在线修正及调整设备运行状态,特别是对动力设备加减及群控具有明显的节能效果,特别的,实际运行工况参数与控制模型参数可相互校正,即可自调整系统控制因子,使之更符合实际运行状况。

三结语

主动式建筑技术范文第3篇

关键词:建筑工程;施工;结构;抗震技术

Abstract: with the rapid development of the construction industry, the quality of construction projects have obvious increase, and at the same time for the requirement of construction technology in the more and more is also high, one of the high-tech technology is structure seismic technology. In this paper, the construction of structure seismic technology for simple analysis.

Keywords: building engineering; The construction; Structure; Seismic technology

中图分类号:TU973+.31文献标识码:A 文章编号:

一 建筑工程施工中的结构抗震技术基本原理

地震发生,地壳内部释放巨大能量,并以能量波形式传递给周围。在波及范围内,它的输入能量损坏建筑物,建筑物收到能量波的作用而发生剧烈震动,严重时建筑物会遭到破坏而倒塌。地震时,建筑的剧烈振动与本身阻力有着直接的联系,阻力越小,吸收和消耗地震能量就越小,振动程度就越高,反之则越轻。

因此,建筑工程施工中的结构抗震技术就是通过增加建筑物阻力,增大其吸收和消耗地震能量的效率,以道道减少损害、减轻振动的目的。建筑工程施工中的结构抗震技术与传统抗震技术相比,结构抗震技术将地震作为释放能力的过程,以增加建筑物阻力,产生主动抗震的作用,从而达到减轻建筑物受地震的损坏程度。传统抗震技术是将地震作为力的作用,以增加建筑物强度和刚度,形成被动防震,实践证明,传统抗震上技术的效果很不理想。

二 建筑工程施工中的结构抗震技术的设计思想

结构抗震主要设计一个能抗震的建筑,首先需有能抗震的建筑场地,建筑结构是平立面且尽可能规则,结构体系具有不间断、合理的传力途径。同时,需保证结构整体性,当地震作用于建筑物时,结构能共同工作,将抗震达到极限。构建遭破坏具有先后顺序,必要时需牺牲次要结构,以使地震能量得到有效消耗,保护好主要的结构,使生命和财产损失最小化。

首先,避开不利区域。建筑物的抵抗地震能力,需要一个坚实地基。因此,在选择建筑场地时,应根据工程的实际需要,全面掌握工程地质、地震活动情况和地震地质等相关信息资料,综合评价对抗震是否有利、危险地段。如发现不利地段,应避开这类区域。若无法避开,应采取相应的有效措施。在危险地段,禁止建造建筑。地震发出的能量,不仅可直接破坏结构,还可引起地基不均匀沉降、地表地裂和错动、砂土和粉液化、滑坡等现象,对建筑物造成间接破坏。优质的建筑场地,能有效增加建筑物的抵抗地震能力,还可减低成本、减少投资。

其次,建筑设计和协调结构。建筑抗震设计需要非常专业的知识结构,由于施工分工不同,工程结构师往往驻中国对地震作用的分析,因此,建筑工程师权力协助建筑设计人员,合理调整建筑物平立面,使其美观大方,功能齐全,既能满足结构规则,又符合抗震设计的标准。具体做到建筑平面对称、规则,具有良好的整体性能。

第三,选择建筑立面、平面的外形。许多地震研究调查显示,应力多集中在质量分布、借助立面、平面、构件截面、材料强度等突变处,因此容易发生震害。质量中心与刚度中心的偏离,易引发建筑物扭转,导致较为严重的震害。建筑物若整体性较差,例如:抗侧力结构不连续、构建错位等,由于传力通路不畅通,大大降低了抗震性能。若建筑物不规则,在进行结构设计时,需进行内力调整和地震作用计算,且需对薄弱位置进行有效的抗震构造。若建筑物因设计方案不合理,造成不必要浪费,严重时会留下安全隐患,则这个抗震设计就是非常失败的。

第四,选择结构体系。确定建筑结构后,需合理选择结构体系。设计人员需根据抗震的设防烈度和类别、场地条件、建筑高度、结构材料、施工和地基等因素,结合经济、使用和经济条件确定结构体系。结构体系应有合理的地震传递作用途径和计算简图,设计人员能轻松掌握地震作用,发现错误的计算结构。在抗震设计中,正确对传递途径进行分析,合理调整、分配内力,加强较弱的构件和结构,防止因部分构件的破坏,而导致整个结构的承载能力和抗震能力降低。

三 建筑施工中的结构抗震技术分析

首先,被动控制。这种防震技术是在增加子系统于建筑物的部位点,或处理某些构件,以使动力特性发生改变。目前,这种被动控制技术已在建筑工程施工中被广泛应用。这种技术主要分为隔震技术和消能减震技术:其一,隔震技术。这种技术指在基础部分构建一个控制机够,阻隔地震能量的传送,以使建筑物振动减轻,达到降低地震破坏的目的。目前,研发的隔震装置非常多,主要支撑式摆动、层橡胶垫、摩擦滑移、混合等隔震装置;其二,消能减震技术。这种技术是利用建筑物中某些部件,将其设计为耗能元件,或安装阻力器。在风荷载和小震作用下,这些耗能元件和阻力器发挥弹性,增加建筑物整体测量刚度,以引发抗震作用。如发生强烈地震,消耗元件和阻力器则产生非弹性作用,大大增加建筑物阻力,消耗和吸收地震能力,减轻建筑物主体的振动,达到保护建筑物的目的。消能减震技术具有安全、经济、合理、维护费用较低等特点。

第二,主动控制技术。这种技术是由外部能源实现抗震,需通过添加作用力,作用力与振动反向相反,以达到减震的目的。技术原理:传感器监测建筑物的动力响应和外部激励响应,将信号向计算机传输,计算机程序对添加作用力的大小进行计算,然后通过外部能源控制驱动系统产生所需作用力。目前,建筑工程施工中这类型研发的抗震装置有:主动质量阻力、拉索、动力空气挡风板、发生脉冲发生器、支撑等系统装置。

第三,半主动控制技术。这种技术主要通过控制机构,对地震时建筑物的结构参数进行调节,以达到减震的目的。这种技术不需外部能源和强电,只需弱电装置实现供电就行。半主动控制技术需控制开关,通过开关对控制器状态进行调节,以使建筑物动力的特性发生改变。目前,这类型的减震装置有:可变刚度、可变阻力、可控液体阻力、可控摩擦式等。

第四,混合控制技术。这种技术是主动和被动控制的综合运用,充分利用这主动和被动控制技术的抗震优点,利用被动控制消耗和吸收地震能量,运用主动控制实现抗震,因此,混合控制技术在建筑行业被广泛应用推广。当前这类型的抗震装置主要有:主动控制和阻力消耗结合系统、主动阻力系统和调谐阻力结合系统、主动阻力系统和滑行体阻力结合系统、主动控制和隔震控制结合抗震系统等。

在四种抗震技术中,主动控制技术的抗震效果最为明显,但由于它需要大量的外部能源,控制系统也较为复杂,因此在实际应用不够普及。被动控制技术的实用性非常大,因此在实际应用中最为广泛。半主动控制技术具有价格低廉、精确度较高等优点,具有非常广阔的市场前景。混合体控制技术结合了以上三种技术优势,效果非常突出,因此前景较为广阔。

四 结语

随着国民经济的不断发展,对于建筑行业的抗震技术要求也越来越高,抗震技术也在不断的更新和多样化发展。当前,建筑工程施工中的抗震技术需根据抗震设计原则和原理,避开不利区域、协调建筑设计和结构、合理选择建筑立面、平面的外形等,采用相应的抗震技术,如被动控制、主动控制技术、半主动控制技术、混合控制技术等。当然,各个抗着技术并非非常完善,需要我们进行更深层次的思考和研究,以保证建筑结构的高抗震能力。

参考文献

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主动式建筑技术范文第4篇

关键词:节能技术;建筑节能;问题;措施

中图分类号: TE08 文献标识码: A 文章编号:

据官方预测,到2020年我国的城乡建筑面积将会进一步扩大,建筑能耗也将会变成一个庞大天文数字,但是就当前所采取的节能措施来看,还远远达不到节能的需求。在对建筑工程进行规划设计的时候,应当充分考虑到当地的气候条件,对建筑进行合理的布局、确定建筑的朝向,对建筑的形状、间距、层高等问题进行严格的设计,在建设过程中要选用新型的建筑材料和保温隔热材料,还要对建筑周围的环境进行绿化设计,通过种种措施以减少建筑的耗能,达到建筑节能之目的。

一、采取建筑节能措施的现实意义及其重要性

虽然我国一直以来都号称地大物博资源丰富,但相对于我国的13亿人口来说应当算是资源贫乏的国家,再加上建筑业本身的飞速发展,现有的能源日益枯竭,远远达不到其发展的需求。随着我国城市化进程的加快,建筑能源的消耗量每年都在急速的增加着,再加上建筑用原材料生产所消耗的,那么光建筑所消耗的能源就占了差不多全国能源消耗量的一半,如此巨大的建筑能耗已经成为我国国民经济的承重负担。我国建筑节能仅有二十多年的发展历程,也已取得了一定的成绩,但与发达国家相比,差距仍然较大,由此可见,建筑节能已经逐渐成为有效解决能源危机的必要手段。全面实行建筑节能措施可以缓解我国能源供应不足的现实问题,能够从根本上提高对资源和能源的节约和利用率,有利于促进循环经济的发展,有利于环境保护、保障我国的能源安全、提高人民群众的生活水平。建筑节能的重要性主要表现在以下几个方面:

1、经济发展的需要。我国的能源是十分紧缺,这已经严重制约到我国的经济的发展,我国的总的水能煤炭等资源相对丰富,但是人均量却十分少。并且可开发和利用量是十分有限,远低于世界平均值,对于石油和天然气以及其他宝贵能源,其人均值就更低了。这些不可再生的能源我们不能将其挥霍,不能竭泽而渔。现在节约能源可以说对我国的经济发展是十分重要的,在建筑中利用好节能技术,在经济建设中的重要性越来越大。

2、环保低碳的需要。近些年,世界各国越来越重视对环境的保护,现在资源的开发对环境造成的污染越来越严重,世界发达国家对节能减排的呼声越来越大。在我国环境污染同样也很严重,工业生产排放出来的颗粒物以及碳、氮的氧化物严重危害人们的身体健康,并会造成环境的酸化。并且二氧化碳的积累,也将会导致地球气候产生重大的变化。随着我国城市和城镇建设的迅速发展,生活和生产用能将会不断地增加,并且向大气中排放的污染物也急剧增长。当前的环境形势严峻,从环境保护的角度出发,当前的住宅建筑应实行节能减排技术,来实现对环保和低碳的要求。

3、改善建筑住宅环境的需要。随着现代建筑的快速发展,安全舒适的建筑环境已经不能满足人们的需求,一个温暖的环保的建筑环境是大家所向往的。当今的资源相对紧缺,建筑节能日益重要,当前的建筑住宅节能技术不仅应该满足安全舒适,还应该满足对能源的利用率高且耗能少。

二、建筑节能技术的分类分析与研究

一般情况,建筑节能的技术可分为两大类“主动式技术”和“被动式技术”。主动式技术是指利用外部能源输入和机械设备来控制改变环境状况的技术。“主动式技术”是以工业革命以后蓬勃发展的科学技术为背景的,占据主流地位的设计理念。在建筑节能的形式下“主动式设计”也在坚持做着这方面的探索和研究,例如更加节能的空调及通风技术、可以直接将太阳能转化为电能或热能的太阳能技术或是更好的维护建筑结构的新性能,等等。在现代科技不断发展的形式下,建筑设备厂商更加支持“主动式技术”的发展。被动式技术是指在建筑物上施以一定的建筑技巧和措施,不依靠机械设备节约能源而利用建筑自身适应自然条件来节约能源的设计方法和理论,如“生态建筑学”、“气候建筑学”等。这便要求建筑师充分理解建筑环境地理状况,如地形、地貌、气候、植被、风向等,对传统建筑中蕴含的生态智慧加以学习并继承,采用降低成本、降低造价或是适当造价的技术组合及材料,这既能经济节约,又易于普及,尤其对于我国这样的发展中国家而言,相对于“主动式设计”来说“被动式技术”更经济实用,且符合建筑技术发展要求。

三、建筑节能技术分析与研究

建筑节能技术要首先在住宅建筑的设计及新型节能技术的应用上来体现,要根据具体的情况和因素,充分考虑各种影响因素,设计出具体的较为合理的解决方案,当今建筑节能材料种类较为单一,节能材料的价格较普通材料要高很多,新型的节能材料、新的节能施工方案和施工工艺是当今节能建筑发展的需求。

1、地源热泵技术。地源热泵是由地热能交换系统、水源热泵机组、建筑物内系统组成的供热空调系统。它是利用地下水或地表水、岩土体这样的低温热源,通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低品位热能向高品位热能转移的热泵空调系统地源热泵系统。此种技术能够更好的适用于我国对冷热有需求的大部分地区。以地源热泵系统为楼宇空调系统,其使用费用低,每年使用费用可节省30%左右;地源热泵的运行效率要超出传统空调系统运行效率的40%~60%。可以说,具有很大的市场潜力和应用前景。

2、内遮阳节能技术。内遮阳节能技术就是在建筑物内部利用遮阳来节能的技术。具体的说,它是通过光照的调节改变来影响室内的环境,比如:当夏季来临,温室内温度攀升至一定值时,关闭部分遮阳保温幕,以保持温室内需要的温度。冬季,夜间如果温室内温度持续下降到一定温度时,关闭遮阳保温幕,由于内遮阳保温幕有效地阻止了红外线外逸,所以它减少了地面辐射热流失,减少了加热能源消耗,保持温室,大大降低了温室运行成本;在白天则可打开遮阳保温幕,使温室充分采光。

3、辐射吊顶技术。其是水源辐射空调方式的代表。一般来说,水在特制的吊顶板通道内流通,使吊顶板降温或升温,吊顶板表面再通过对流辐射给室内降温或升温,从而达到通过吊顶板的表面温度控制室内温度的目的。它具有经济适用、简单易懂、操作方便、绿色健康、轻松舒适、节能效果好等特点。

4、屋面节能技术。屋面直接接触室外冷空气,如果保温不好,会造成较高的建筑耗能,必然造成顶层和底层房间散热器数量过多,这对于节能和采暖系统的运行都是不利的。屋面节能技术就是通过有效的技术方法使建筑的顶层具有节能功能,具体有两种方法,第一是在顶层的结构面与装饰吊顶层之间做保温层。第二是在建筑顶层结构层上面进行绿化或者安装太阳能板。另外还可以使用带有通道的屋面,通过通风道,使风流动带走热量,从而达到降温的目的。

主动式建筑技术范文第5篇

关键词:生态建筑; 整体性; 整合设计对策;

中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:

一、整体生态平衡视角下的生态建筑整合设计问题分析

从整体生态平衡角度看,所谓生态建筑设计的目的在于促使作为生态子系统的建筑对自然生态系统的动态变迁作用趋向平衡状态,在最基本的生态平衡诉求的底线上,要求建筑对自然生态系统偏离平衡状态的影响降至系统整体可承受的阈值;这也是当今生态效率概念以及所谓补偿性生态设计概念的提出所基于的一个事实前提。今日庞大的人类种群数量及其活动已使自然生态系统偏离平衡状态,作为自然异化的城市建筑并不存在真正生态学意义上的“生态建筑”。基于此,可以更方便地理解补偿性生态设计策略的现实性,承认生态建筑(包括生态城市)概念的历时性和动态性,更清楚地认识到为生态建筑下一个确切的定义本身就是不生态的,认识到推进建筑设计策略向“生态化”方向转变的历时性和阶段性问题的现实意义。在空间维度上,要求建筑师关注建筑系统的能量与物质的流动方式,有机整合建筑与环境的关系,节约能源和资源,有效地降低生态系统负熵流的输入。这一要求包括从微观场地范畴考查建筑对基地生态系统的空间置换影响,以及由此带来的空间异质性变化;从宏观环境范畴应全面分析将建筑技术系统的适宜度评价放到对系统生态平衡影响的背景前,既要关注技术措施的单体建筑效率,又要重视不当“生态技术”有可能带来的整体生态环境的负面影响,避免产生整体生态系统范围内高能耗的“零能耗”伪生态建筑。在时间维度上,则要求建筑师一方面从整体系统范畴了解生态建筑全寿命周期的能量物质流动的动态环境影响,另一方面从建筑系统内部引入时间因素动态分析,采用灵活高效的适应性设计策略,达到长效多适的建筑目标,并且相应降低大量建设带来的负面环境影响。

二、生态建筑技术系统的整合设计问题分析

首先,建筑师需要满足生态建筑技术模式之间功能协调的基本要求,即达到整合设计的性能目标。性能的整合包括独立技术模式的功能复合和功能叠加。技术模式的功能复合举例:BIPV(BuildingInte-gratedPhotovoltaic)太阳能建筑一体化光电板可将屋顶、幕墙等建筑护结构同太阳能光伏发电系统结合成为一个独立的部品系统,这种设计趋势使技术系统不再是性能上、视觉上附加到建筑上的构件,而是增强了建筑的整体性,并降低了建筑造价。技术模式间的功能叠加是指把单项技术整合为一个技术有机体,使之协同工作,保证建筑系统的整体高效运行;其基本内容是自然系统(被动式技术模式)和设备系统(主动式技术模式)之间的合作机制。例如:遮阳系统和照明系统、空调系统运行的协调问题,被动式太阳能采暖系统和常规供暖系统的功能叠加分析,二者的高效合作机制是保证建筑系统降低环境负荷、满足室内环境舒适要求的基本技术保障。技术模式间的功能叠加,还应重视分析各子系统之间的运行协调问题,如热湿分控空调系统的新风系统和降温系统的温湿度匹配问题;此外还应特别注意避免各技术子系统之间的运行矛盾问题,如采用LOW-E玻璃等高性能材料的同时使用热工性能差的无断桥构造的普通铝合金型材窗框等技术匹配不当的做法。其次,建筑技术模式硬件之间需达到空间整合的基本要求,这实际上是建筑设计的基础性问题。日趋复杂的技术设备构件系统在同一建筑空间内以特定方式相互联系,各种构件之间需做到和谐共存,这包括设备空间的建筑整合,设备构件的物理整合等内容。最后,对于建筑师而言,另外一个很重要的整合设计目标是技术系统的视觉整合。建筑所有可见的构件构成建筑的整体形象,生态建筑复杂设备系统的技术要求和建筑师的美学诉求,需要一种理性的整合策略。生态建筑的整合设计策略抛弃建筑构件系统彼此相对独立、各司其职的机械运行模式,而是从系统整体角度出发,分析各技术系统间的协作关系,从性能、空间和视觉三方面研究技术子系统间的协作问题,从而形成建筑系统整体高效协同运行的技术模式。

三、生态建筑设计过程的整合策略分析

现代建筑运动之后,建筑技术系统日趋复杂,于是建筑工程专业分工也进一步细化;文艺复兴以来延续了数百年的建筑师集建筑家、结构工程师和艺术家数职于一身的情况被专业化分工所代替,相应的建筑设计工作也被分解为各专业工程师分别负责对应的设计阶段。

传统建筑设计流程是一种基于开发程序、接近线性的工作模式,各专业工程师介入设计时间固定,缺少专业交流平台。建筑设计过程是一种相对封闭的进程,以建筑专业为主线,其他结构、设备等专业以辅助的角色参与工作流程。这种线性流程容易导致建筑师对技术敏感度的降低,技术思考常滞后于建筑设计决策,易产生问题发现时间延迟导致返工等现象;同时这种技术滞后的操作方式往往错过了在规划建筑宏观尺度上的技术决策时机,降低了实现建筑系统高效低耗运行目标的可能性。生态建筑设计过程的整合策略强调专业间的整体协调工作,确定共同设计目标,明确各专业的性能目标和实施策略,使各专业技术决策视野能够超越独立学科范围而形成技术集成系统的概念。在这种整体性的设计组织方式下,建筑师对设计全过程具有完整的控制决策权力,能够有效地提高专业协调程度,提高设计效率,能够在前期设计段确定整体技术策略,达到降低建筑造价,提高建筑整体性能的设计目标。

四、生态建筑相关利益群体价值取向的整合策略分析

1、根据项目特点确定适宜的建筑目标。每个建筑都可能呈现出一定的绿色特征,但并非每一座建筑都会达到LEED认证标准。与生态建筑成本直接相关的是建筑的绿色目标,根据房产商的项目定位,建筑师可以制定相应的设计目标。一种适宜的生态建筑目标可以在既定成本框架下,降低生态建筑成本价值分割的不均衡性,提高生态建筑建设目标实现的可能性。

2、根据生态建筑目标定位采用最具适应性的技术体系。例如:生态建筑目标实现的环境控制技术可以分为被动式技术措施和主动式技术措施,二者在技术体系中的权重取决于生态建筑目标的高低。被动式技术措施的成本投入较低,同时具有亲近自然等主动式技术措施不具备的优点。一般情况下,被动式技术措施最大化、主动式技术措施最优化的混合技术模式具有较大的技术经济效率优势;在建筑标准、生态目标较低的普通建筑中,被动式技术措施的权重较高,反之亦然。这种适应性技术策略的选择成为保证建筑系统整体效率最优的重要设计策略。

3、注重技术系统的适宜度和成熟度。在适应性技术模式下,对技术措施的适宜度评价和适应性分析成为保证建筑系统整体生态效率最优的重要设计过程。这包括优先采用技术成熟度高的适宜技术以降低潜在的技术、经济风险,综合分析技术系统的功能适应性、经济适应性和地域适应性等多方面因素。生态建筑建设涉及的相关利益群体之间存在复杂的风险与利益关系,在生态建筑设计过程中,对此问题应予以充分重视。有所侧重地兼顾各方利益的整合设计策略,对于促进生态建筑的整体有序发展具有特别重要的现实意义。

五、结语

总之,“整体大于部分之和”,整合设计方法适应了作为复杂系统的生态建筑的建筑特点与设计要求,符合理性与感性相结合的建筑设计加成思维模式的要求,有助于促进当前生态建筑设计向科学化方向发展。

参考文献

主动式建筑技术范文第6篇

1绿色建筑中节能技术实施原则

1.1人本化原则

在进行绿色建筑施工设计的过程中,为了发挥出节能技术的特点和优势,设计人员要遵循人本化设计理念,将建筑细节处理得当,提高绿色建筑规划设计的科学性和合理性,做好进风口与出风口的合理安排,保证室内空气的清新和通畅,进而实现室内空气质量和室内舒适度的提升。在采光方面,设计人员要结合用户需求,合理设置建筑采光面,采用先进隔音技术和吸声材料,如采用“轻钢龙骨+石膏板隔墙”的方式进行隔音,保证房屋建筑的隔音效果,进而提高绿色建筑的舒适度。

1.2低耗原则

在应用节能技术的过程中,其低耗原则主要从以下两方面入手:①绿色建筑施工过程中,最大化降低建筑施工材料的能源消耗或者是浪费,提高生产运输中建筑施工材料的利用率,施工管理人员要加强材料的使用管理,加大现场监督力度,这样可以对施工材料的使用进行实时监控,以达到节约目的。②在绿色建筑施工规划阶段,实现能源消耗最小,这种能源不仅突出在施工材料方面,还有人工与电力等能源,在停工期间所有施工设备都要及时关闭,采用现代化施工技术代替人力,以达到节约能源的目的。在实际绿色建筑项目实施中,低耗原则不仅可以降低项目施工成本,实现绿色建筑工程经济利益的最大化,同时还符合环保节能战略要求,走可持续发展道路,进而提高绿色建筑项目的社会效益。

1.3创新原则

在进行绿色建筑工程施工中,为了推进建筑节能技术的应用的,施工单位要推进新型清洁的能源的合理运用,利用循环可再生资源的优势,降低能源压力,进而促进绿色建筑的可持续健康发展。例如,设计人员引入光伏太阳能资源,加大太阳能在建筑领域中的应用,在建筑物屋顶、墙壁或者是玻璃等位置合理设置太阳能设备,利用光电转换,将太阳能成功转化为的热能与电能,以供应建筑日常运转需求。除此之外,设计人员要以环保理念为核心开展绿色建筑规划设计工作,最大化降低建筑垃圾的形成,以免给周边环境造成影响,进而不利于绿色建筑的实现与发展。例如,泉州亿隆美仙山工程在实际施工中,做到了节地、节能、节水的基础上,还有效保证了绿色建筑室外环境和资源利用,进而达到了绿色建筑的核心目标,为我国建筑行业的可持续健康发展做出了巨大的贡献。

2绿色建筑中常见的节能技术

2.1太阳能技术

①太阳能集热器。太阳能集热器主要吸收太阳辐射形成热能,并将其热能传输到传热工质的装置。在实际应用中,太阳能集热器分为平板型、真空管型等两种类型,平板型太阳能集热器利用明盖板将太阳辐射投射在吸热板上,吸收后转化为热能,并将热量传输给传热工质,不断提高热量温度,进而促进集热器能量的输出。而真空管太阳能集热器把盖层和吸热体间空气转化为真空,核心元件为全玻璃真空太阳集热管,将太阳能转化为热能,进而加热内管传热流体。②太阳能热水器。太阳能热水器主要借助太阳能量加热水,作为一种可再生能源技术,根据运行原理分为主动型、被动型,主动型太阳能热水器在含水槽、集热器的基础上,还具备水循环泵、控制温度等功能,而被动型太阳能热水器只有含水槽与集热器。例如,应用太阳能热水器可以实现办公生活区洗浴热水、施工及办公生活区域夜间路灯照明等,进而有效降低电能消耗。

2.2风能技术

风能主要是通过地球表面空气流动而形成的动能,作为一种清洁资源,风能资源对环境不会造成任何污染与破坏,逐渐形成广受关注的绿色资源。对于建筑而言,风能主要应用在建筑朝向开口和维护结构热工设计方面,特别是在夏季,要借助自然通风改善室内热环境,提高室内环境的舒适度。风能技术在绿色建筑中有以下两点应用方式:①被动式风能利用。被动式风能利用根据热压原理与风压原理实现室内自然通风,并主要涉及到单面通风、贯流式通风以及中庭通风,不仅符合绿色建筑节能要求,同时提高室内环境舒适度,进而有利于环境健康的建设发展。②主动式风能利用。主动式风能利用主要以风力发电为主,利用风能发电供给建筑运行的能源需求。风力发电主要将风所产生的动能转化为机械能,再由机械能转化为电能,其发电原理为图1所示。

2.3浅层地热能技术

浅层地热能主要是储藏在地表下数百米的范围内的地质体的恒温带中的可开发利用的热能,作为一种吸收太阳辐射和地表后的能量转化形式,具有分布范围广、储存量大的特点,主要应用在土壤源、水源热泵技术中,利用换热系统,将地下水与岩石体中的热能进行交换,以消耗少量电能驱动热泵,进而达到建筑物的制冷与供暖需求。其具体表现方式为以下几点:①地源热泵技术。地源热泵技术主要借助管路、介质和设备把低品位热源能量转化为高品位能量,构建建筑物空调系统,达到制冷或者是供暖的目的。②覆土建筑。覆土建筑主要指全部或部分被土质覆盖的建筑,借助覆土优化建筑物热工性能,促进建筑能源的节约。

3绿色建筑中节能技术的实施要点

3.1外墙保温、节能设计

建筑外墙保温主要通过厚重砖墙与多层窗户进行构造与实现,其核心目的为强化护结构系统的保温功能,以达到减少热量消耗的目的。在绿色建筑实际应用中,设计人员要选择导热系数小的建设材料,合理设计外墙结构,在保证建筑物外墙保温性能的基础上,尽量减小外墙厚度,进而扩大建筑物室内面积。其外墙内、外保温结构为图2~3所示,为了强化建筑物绿色节能特点,规划设计人员要根据当地气候特点与地理位置合理设置外墙节能结构与遮阳绿化等节能措施,建筑外墙采用玻璃幕墙,并合理设置外饰面、钢筋混凝土、空气层、保温层以及内饰面,不仅在材料方面的有效地实现了环保,还能有效地提升建筑物整体的装饰效果,进而提高建筑物外墙保温性能与隔热性能。

3.2屋顶节能设计

在建筑物屋顶设计中,本文主要介绍倒置式保温屋面设计,在屋顶防水层上设置保温层,除了提高防水层屏蔽效果和防护效果之外,还可以降低室内空调能耗,改善和优化室内热环境,进而全面提高建筑物室内环境的舒适度。相比于传统屋顶设计而言,倒置式屋顶设计结构简单,具有极强的防水性与抗湿性,达到室内保温隔热功能的基础上,还有效延长了建筑物使用寿命,进而达到绿色建筑的建设要求。在实际施工中,施工人员要在防水层上设置保温板,利用天然石块、预制混凝土块、聚苯板铺设在纤维层上,以此作为保护层;或者是在的防水层上设置隔热专用水泥砂浆,这种铺设方式造价低,但不容易维修,易破坏防水层。

3.3照明节能设计

在进行建筑物照明设计的过程中,围绕绿色建筑核心理念,以降低电能消耗为重点工作,大量应用光纤照明的方式,除了贯穿到建筑物整个照明系统之外,还要对照明情况和使用方式进行综合设计与规划。从属性方面看,光纤照明相比于普通照明灯具而言,具有寿命长、耐用性高的特点,并作为光纤照明系统的重要内容,可以有效节约电能消耗,符合绿色建筑的核心要求,进而达到建筑物照明系统设计的最终目的。例如,楼道内可以设置声控照明,照明系统对声音较为敏感,一旦感应到声音就会照明,而无声的时候则关闭照明,有效节省电能,满足绿色建筑节能要求,进而达到建筑物照明系统设计的最终目的。

4结束语

本文通过对绿色建筑节能技术与实施要点的研究,在分析绿色建筑中节能技术实施原则的基础上,提出太阳能技术、风能技术、浅层地热能技术等建筑节能技术,列举绿色建筑外墙节能设计和屋顶节能设计,不断优化和完善绿色建筑节能体系,落实建筑节能技术在建筑建设中的应用,进而促进绿色建筑的实现与发展。

作者:庄寿疆 单位:福建省第五建筑工程公司

参考文献:

[1]林波荣,肖娟.我国绿色建筑常用节能技术后评估比较研究[J].暖通空调,2012,10:20~25.

[2]蒋杰.基于新型节能建材的绿色建筑技术的经济研究[D].西南交通大学,2014.

[3]徐伟,邹瑜,孙德宇,于震,孙峙峰,李怀.《被动式超低能耗绿色建筑技术导则》编制思路及要点[J].建设科技,2015,23:17~21.

主动式建筑技术范文第7篇

【关键词】建筑结构;抗震技术

1 建筑结构抗震概念设计

结构抗震的基本目的是赋予建筑特定的抗震功能,要达到这个目的,应做到如下几点:第一,合理选择与利用建筑场地。第二,控制建筑结构平、立面布置的规则性。第三,采用合理的结构形式。第四,采用合理的抗震构造措施。

1.1 合理选择与利用建筑场地

建筑抗震性能的发挥首先取决于建筑场地的抗震性能。地震发生后,场地的震动会直接对建筑该场地的建筑结构产生相应的破坏力,并且产生一系列的间接破坏,如砂土化、滑坡、地基沉降等危害。而选择合理的适当的建筑场地,不仅可以赋予建筑更强的抗震性能,还能有效地降低投资成本,促进经济效益的提升。有利地段地震破坏作用相对较小,建筑抗震需要的物资投入相对较少;不利地段,地震破坏作用相对较大,建筑抗震需要的物资投入相对较大。选择与利用建筑场地的总体原则是:利用有利地段,避开不利地段,杜绝利用危险地段。

理想的情况是选择抗震有利地段,避开不利抗震地段。而在工程实践中,由于土地的权属关系,对任何一个建筑投资或建设者而言,建设用地不可能自由选择,只能根据所得建设用地的具体情况建设与之适应的建筑,或者采用满足设计、施工需要的场地改造后建设需要建筑。在建设之前,建设方需委托地勘单位对拟建场地进行满足设计、施工需要的地质勘察与勘探,同时综合评价场地是抗震有利地段还是抗震不利地段,目的是让参建各方正确、充分、全面地认识与了解建筑场地的地质状况、地势地貌以及地震活动状况。

建设场地有地震不利的地段时,应该尽量的避开不利地段布置建筑;当这些地段无法避开时,应该有效的具体措施进行解决,如场地改造或采用与之适应的建筑结构形式与结构构造。对于用地范围较广的大型建筑群项目,规划阶段应尽可能将主要的、体量大的、规则性较差的建筑布置在最有利地段,其余次要建筑布置在欠佳的有利地段或不利地段。场地属于危险地段时,例如地震活动相对频繁、活跃以及生态比较脆弱的区域,根据相关规定禁止建造建筑,以有效的规避因地震导致的滑坡、泥石流等自然灾害给建筑物带来的威胁。对建设方而言,当所得用地属于危险地段时,或属于无力避让且无力改造的不利地段时,需与政府工地部门协商,另求合适的建设用地。

1.2控制建筑结构平、立面布置的规则性

据相关地震调查研究可知,地震灾害通常发生于建筑结构的突变处。若刚度中心与质量中心发生较大的偏离,则很容易造成结构发生扭转或者平移的现象,从而导致严重地震破坏的发生。在建筑不具备较高的整体性,传力途径受到阻碍的情况下,结构的抗震性能就会受到很大的影响。

规则的结构,传力路径明确,计算分析时容易准确估计地震作用的大小与抗震不利部位,设计时有可靠度较高的依据。而不规则的建筑结构,传力路径相对复杂,计算分析时不容易准确估计地震作用的大小以及容易破坏的部位,设计依据不是很明确,结构安全存在一定的隐患。若结构设计方案缺乏科学性以及合理性,不仅会导致资源的浪费,还会给结构的安全性带来较大的隐患。

因此,在方案阶段设计平立面时,应该重视对称和规则,为提高结构抗震性能奠定良好的基础,有利于建筑在地震灾害中有效规避可能受损的情况。在抗震设计时,应尽量避免不规则的结构设计。若建筑方案设计不得已采用了不规则的结构布置,则需应利用空间结构计算模型进行合理、仔细的计算与分析,在设计时对结构对薄弱部位进行强化设计,提高结构的延性、抗压能力、抗倾覆能力、抗倒塌能力等抗震性能。对于某些重要的、不规整建筑,需结合震动台模拟实验结果、理论计算结果,综合考虑薄弱部位及相应破坏力的大小,为加强和深化结构薄弱部位、应力复杂部位的设计提供可靠度较高的依据。

1.3 采用合理的结构形式

不同的结构形式,抗震性能不同,适用范围不同,在建筑方案设计阶段,对单体建筑或大型建筑内部独立的结构单元,应结合建筑的使用功能、体量及地震作用的大小,选择相适应的结构形式。比如,框架结构适用于商业、办公、学校、车库、医院等房间开间、进深尺寸较大的建筑;而异形柱、剪力墙结构适用于墙体分割较多、房间开间尺寸较小的普通住宅建筑;框架核心筒、筒中筒结构适用于超高层商业建筑;别墅建筑常用异形柱框架结构、高层住宅常用剪力墙结构、多层住常采用短肢剪力墙结构;相对于剪力墙结构,框架结构(巨型框架除外)适用的建筑总高度较低,而筒体结构适用的建筑总高度较高。

2建筑结构的抗震技术

2.1主动控制技术

主动控制是指应用现代的控制技术,实时跟踪和预测输入地震动和结构的反应,在作动器的作用下对结构施加一定的控制力从而实现结构系统特性的改变,使结构和系统性能在一定条件下可以满足优化准则,进而使结构地震反应显著减小。主动控制大多分为开环控制和闭环控制两种,开环控制的方法是指对系统的扰动输入进行科学的测量,根据系统扰动输入的情况进行综合的处理。其中开环控制的在线计算较小,对系统元件的精度要求也相对较高,不具备良好的抗干扰能力。而闭环控制方法则是通过适当的系统状态反馈和输出反馈,从而起到一定的控制作用,进而控制结构的振动。相对来说,闭环控制方法的在线计算较大,抗干扰能力也相对较强,对控制元件的精度要求不高,可以对较高的控制效果进行持续监测。

2.2被动控制技术

被动控制技术即指在结构的某个部位附加一个子系统,或是对结构的自身构件进行一定程度上的构造处理,从而改变其结构体系的动力特性。被动控制技术主要包括吸振技术和耗能技术两种。由于被动控制技术的结构相对简单,造价相对比较低,其易于维护,无需外界能源的持续供应等优势,逐渐成为了建筑结构抗震技术中的重点研究对象,在实际应用中使用相对比较广泛。

2.3混合控制技术

混合控制技术是将主动控制技术与被动控制技术相结合作用在相同的结构上,从而实现结构震动控制的形式。根据两种控制技术的组合方式混合控制技术可以分为主从组合和并列组合两种形式。其中主从组合方式是将某一控制作为主要的控制部件,在以主要部件为主体实现其他部件的结构控制。并列方式是使两种控制技术独立工作,在长时间的实践过程中,大多以被动控制为主要控制方式,而主动控制则为辅助的主从结合,通过两种控制技术的结合,扬长避短,在确保建筑结构抗震安全性的同时提高建筑的风震舒适性。在被动控制中引入主动控制可以明显提高系统的控制效果,提高系统的可靠性。而在主动控制中引入被动控制则可以对控制力度进行适当的调节,提高系统的稳定性。因此,相对而言混合控制技术具有较大的优势,在建筑系统中应用混合控制技术对提高建筑物的安全性和稳定性有着重要作用。

3.小结

随着建筑行业的不断发展,抗震设计在建筑物结构设计中已经成为了不可或缺的关键环节,通过合理的概念设计,采用合理的抗震技术,可有效提高建筑结构抗震性能。在设计抗震结构时应充分结合建筑的实际情况,设计出科学合理的抗震结构,避免建筑物在使用过程中出现安全隐患。

【参考文献】

[1]代梅叶.结构抗震技术设计及施工要点分析[J].民营科技,2014,(2):201.

主动式建筑技术范文第8篇

住宅建筑设计课程共128学时,主要讲述住宅建筑设计原理并安排学生进行相关的课程设计训练。笔者通过对近几年的住宅建筑设计课程的教学反思,认为现在的住宅建筑设计课程教学存在以下问题。第一,原理部分知识枯燥乏味。住宅建筑设计课程原理部分信息量非常大,大部分教学内容都与住宅建筑设计的制度规范有关,需要学生详细学习住宅套型的各功能空间以及这些空间常用的尺寸和内部家具的布置等知识,还要学习套型各功能空间的组合,低层住宅、多层住宅、高层和中高层住宅常用的平面类型以及各自的特点,多层住宅建筑设计的适应性与可变性、标准化与多样化,住宅建筑群体的平面空间组合方式等知识。理论知识偏多且枯燥乏味,使得学生往往学着后面的知识,又忘了前面的知识,不能学以致用,难以将理论知识很好地应用于课程设计实践中。第二,学生的住宅建筑体验匮乏。目前,高校建筑设计技术专业的学生绝大部分未曾独立生活过,尤其是来自于农村地区的学生,他们见过优秀住宅建筑设计作品较少,更不曾亲身体验过这些住宅建筑设计实物,也不知道何谓真正“人性化”的套型设计。因此,在学生的课程设计成果中,住宅建筑室内空间的组织往往比较单调,缺乏适应性与可变性。第三,学生的技术知识基础较薄弱。为建筑设计技术专业学生开设的技术类课程包括建筑结构选型、建筑技术概论、建筑物理与设备等,这些技术类课程的共同特点是知识点繁多,与同步开设的建筑设计基础、建筑造型训练、建筑美术基础等课程相比,显得枯燥乏味,学生主动学习的积极性差,导致学生的实际设计作品往往结构不合理、设备布置存在难题、建筑节能概念基本没有建立。

二、住宅建筑设计课程教学改革的思路

目前,全国建筑类院校都在根据自身的办学特点和学生的实际情况进行相应的课程教学改革,也取得了不少成功的经验。针对高校住宅建筑设计课程教学中存在的问题,笔者结合多年来的建筑设计技术专业课程的教学经验,进行了一些课程教学改革调整。

第一,将学生对原理知识的学习从被动转为主动。

住宅建筑设计原理的知识点繁多,照本宣科的填鸭式教学模式教学效果不佳,教学质量不理想,而运用互动式的教学方法可以将学生被动式的学习转化为主动式的学习,进而提高教学效果。在教学过程中,教师不能以讲解教材内容为主要任务,而要引导学生积极进行自主思考,利用90后学生主动性强的年龄特点,结合实际案例,引导学生观察住宅建筑设计作品的细节,帮助学生理解诸多枯燥的理论知识,掌握理论知识与实践结合的方法。教师可布置调研任务或者资料收集任务,组织学生到在建工程项目进行体验式学习,让学生分组学习实践,以小组为单位,制作PPT进行班内汇报讨论,加深学生对住宅建筑设计、建筑设计防火、民用建筑设计通则等规范的认知和理解。在这个过程中,学生会不自觉地消化课堂教学中的理论知识,会利用互联网或者图书馆资源等完善小组学习成果,从而将对原理知识的学习从被动转换为主动。

第二,丰富学生对住宅空间的体验认知。

无论是做公共建筑设计还是做住宅建筑设计,建筑师的最终目标都是要设计出适合使用者需求的空间。从某种意义上说,住宅建筑设计相对于公共建筑设计更加细致和繁琐,在当前学生尚无现实生活体验的前提下,该课程教学主要通过以下2种途径丰富学生对住宅空间的体验认知。一是结合相应的课程教学内容安排学生到近几年建成的品质较高的居住小区进行调研学习,深入小区内部体验住宅群体的外部空间环境和室内建筑空间布局,同时也可以组织学生到在售楼盘参观体验样板房,感受户内空间设计效果。教师应鼓励学生积极参加各地市举办的房交会,通过房交会掌握更多的住宅建筑设计动态。二是利用多媒体技术改进教学手段。教师可选取比较优秀的住宅建筑设计视频资源在课堂播放或者放在网络空间课程中,供学生观看赏析,以丰富他们的住宅空间体验认知。通过以上2个途径,帮助学生体验认知各种住宅建筑设计空间,理解该课程的理论知识,有助于学生进行后期的课程设计训练。

第三,加强对课程设计训练的全过程控制。

住宅建筑设计课程教学安排的相关课程设计训练主要是住宅建筑单体设计训练,以帮助学生将所学习的原理知识学以致用。课程设计训练重在平时。因此,要保证课程设计训练的效果,对课程设计训练进行全过程控制是十分必要的。笔者在课程教学改革中主要通过以下3种途径来实现这种控制。一是改变评图方式。以往住宅建筑设计课程教学会安排在学生课程设计的正式成果出来之后再进行评图,学生虽然也会有收获,但是问题在于课程设计训练已经结束,评图后的反思效果有限。改革之后,在一草、二草、三草阶段各安排一次公开评图活动,让学生先对自己的方案设计进行介绍,解答其他同学的问题,教师再引导其他学生对方案设计的优劣进行评判和讨论,最后由指导教师进行评讲,这样可以及时发现并解决学生在设计训练中存在的问题,有利于学生不断优化设计方案。对指导教师来讲,也可以有效地控制课程设计训练的深度和进度,提高课程教学质量。二是强化学生的技术意识。学生在低年级时所做的设计通常比较简单,往往比较重视住宅建筑单体的造型和色彩,忽略了建筑设计中的技术问题。因此,在课程教学过程中,教师应注意将建筑材料、建筑构造技术与方案设计进行有机融合,培养学生的技术意识。建筑设计并不是单纯的艺术,它具有很强的技术性,学生必须学会从技术方面去思考住宅建筑的建造设计。例如,要了解新的建筑材料、新的构造方式、新的结构形式,改变传统的住宅建筑空间形式,创造新的住宅建筑空间。在课程教学过程中,教师要鼓励学生制作住宅建筑结构模型,帮助他们理清住宅建筑的结构关系,树立牢固的技术意识。三是利用网络空间课程建立交流平台。目前,各高校都在着力建设网络空间课程体系,以住宅建筑设计课程为例,在网络空间课程中,教师为学生提供了大量的学习资料,如设计实例、建筑设计资料集、各种建筑设计规范等供学生下载学习。在答疑室,学生可随时向教师提问,也可以进行互相讨论,较好地弥补了课堂教学时间有限的不足,学生也可将自己的住宅建筑设计作品上传到网络空间交流平台,供大家评价讨论。这样不仅有利于形成良好的学习氛围,也有助于教师控制课程教学进度和深度,提高课程教学效果。

三、结语