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1.1合理控制通风量以保障空气品质
在建筑项目中对暖通空调进行设计时,不仅需要让室内的通风量尽可能大,也需要对进排风进行合理控制,对室内气流进行合理组织,以达到消除室内异味、浮尘与细菌的目的。通过合理的通风控制,不仅可以并保障室内空气质量,改善住宅的居住环境,也符合节能的要求。
1.2保障室内的热舒适度符合要求
室内热舒适度的影响因素包括温度、风速、湿度以及辐射温度等。在对暖通空调进行设计时,就需要对这些影响因素进行分析,通过巧妙组合保障它们的合适比例,进而满足室内舒适度。例如,由于建筑围护结构具有一定的热传导性,可以借助该部分降低室外温度变化对室内的影响,营造良好的室内微气候。
1.3保障局部与整体设计的协调性
对于人口较为密集的建筑如写字楼等,可以采用集中供暖的方式来减少能耗。但是在对建筑进行整体暖通设计时,也需要满足个体需求的差异性,保障节能控制有一定的弹性空间。在对暖通空调进行设计时,首先保障每个房间能够独立进行温度调节,然后再对分户热量进行合理设计。
2.1明确暖通空调的设计参数
建筑设计中暖通空调产生能耗的大小不仅与当地的气候变化有关,也取决于室内温湿度设计的相关参数。在保障夏季室内住户有较好舒适度的前提下,室内温度每升高1摄氏度,暖通空调相应的计算能耗将降低5%至10%左右。而若室内的湿度提升50%左右,则暖通空调的能耗将降低15%左右。在暖通空调总负荷中,新风量所占的负荷约为25%至40%。适当引入新风不仅可以保障室内空气质量,也可以维持室内外适宜的压力差。因此设计过程中应该明确新风量的大小,以尽量降低系统运行能耗。此外,在建筑设计中一些设计人员为提高速度,大多忽视了对图纸的审核工作,很难解决暖通系统中的能耗问题。这就需要项目审核人员加强对设计图纸的审核,及时发现审核过程中存在的问题,并采取必要的措施优化设计方案,以有效降低系统能耗。
2.2合理选择节能技术以提高质量
当前暖通空调设计中应用的节能新技术包括低温送风技术、可变流量技术以及热泵技术等。在建筑暖通设计中应该合理应用这些技术,并对比不同的设计方案,可以提高整体的节能性。与常规的空调系统相比,低温送风技术由于送风温度较低,能够有效降低输送管道的能耗。也可以将低温送风系统与冰水结合起来,以增强系统的制冷效果,进而节约能源。高层建筑中一般采用水-空气空调运行方式,进而为室内提供适宜的温度。但是这样的供暖方式较为复杂,且相应管道与设备需要投入的大量资金,并且维护费用较大。由于暖通系统在冬季的耗能占到总体能耗的25%至30%左右,而夏季的能耗仅为15%左右。这样可以充分应用可变流量技术,合理控制系统各级水泵的流量,并对低级流量进行二次利用,进而避免能量的浪费。热泵技术就是从地热中获取低品位热能,进而转换为人们可以利用热能的一种新型技术。这些暖通节能新技术在暖通设计中的合理应用,可以有效提高暖通系统的节能性。
2.3选择节能性好的设备
在设计过程中也需要选择节能性好的设备,进而为暖通系统的节能性提供保障。对于冷源机主机设备的选择,一般根据能效的高低来确定。与电力制冷剂相比,吸收式制冷剂的能效相对更低,这样在供电充足的情况可以选择电力制冷剂,并综合分析电源、建筑物用途、投资量等因素。在冷却塔运行过程中,风冷方式与水冷方式产生的能耗相差不大,两者的应用各有优势,应该根据实际需求合理选择。暖通系统中锅炉的节能也是十分重要的,设计人员需要对锅炉的运行功率进行合理设计,并在运行中进行合理调节与控制。暖通技术在近年来得到了迅速发展,但是其带来的污染问题也日益凸显,并且能耗越来越大。可以在暖通系统中加入可再生能源,进而减少污染,提高暖通系统的使用寿命。
2.4做好运行管理与维护工作
再好的设计都需要有效的管理提供保障,若管理不当很容易导致浪费。在暖通系统总能耗中主机所占能耗的比例超过60%,因此做好主机的能耗控制工作是节能设计的首要任务。首先根据建筑中主机的数量与功率进行负荷调节,并且详细分析建筑内不同场所暖通系统的负荷,结合室内的不同环境因素制定相应的管理方案,进而找到最佳的方案。这样不仅可以保障室内的舒适度,也可以有效减少系统能耗。在设计暖通系统水泵时一般留有富余,并且只启用了侧面水泵,这样很容易导致水资源浪费。系统主机的制冷效果与水量有一定的关系,但是在水量有限的情况下,多个系统同时工作将增加耗电量。这时候可以采用变频技术控制水泵阀门,若运行中的暖通系统较多则保障阀门全开,保障流量与能耗的一致性,以提高节能效果。此外,水泵中若存在腐蚀、水垢等也会影响系统的制冷效果,可以选择合适的输送设备并设置水处理装置,加强对系统运行过程中输送管网的维护与管理,进而降低系统的能耗。
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。
二、虚拟现实技术在中职院校建筑设计教学中的运用
(一)立体物体的展示
在教学过程当中,为了能够加深学生对知识的理解,经常要用到实物展示。在进行三维物体展示的时候,为了达到更好的效果,中职教师主要采取以下几种方式:第一种是用投影仪展示图片。这种方法的弊端是只能对物体的某些视角进行展示,学生无法进行全面、自主的观察。第二种是实物展示。这种方法比较实用,但是其缺点也十分明显。在课堂上学生所处的位置都不同,因而观察实物的角度也不同,难免会产生不正确的理解。第三种是利用计算机的三维造型和动画制作软件,建立一个与事物相同的三维模型,然后通过旋转展示其各个角度。这种方法相对更为理想,但是其最大的问题就是整个展示过程都是预先设定的动画过程,学生只能进行暂停或继续的操作,却不能根据自己的需求改变视角。而通过对虚拟现实技术的运用,教师可以建立与实物相同的三维物体,然后再利用3DSMAX建立模型,再通过VRML语言来建立虚拟境界。学生可以根据自己对知识的理解,对梁、柱、墙的数量、比例、排列方式、截面形式等各种因素进行调整。这样,就可以使枯燥的结构体展示出丰富的表现力。这对中职院校建筑设计教学的效率和效果具有极大的帮助。
(二)立体空间的展示
立体空间,包括了在现实世界中真实存在,或者在历史中曾经存在的空间。在进行建筑设计教学时,有时需要向学生展示这些空间。但是,由于条件上的限制,使得学生无法亲自进入这些空间当中,通过教师的描述和学生的想象,在学生的头脑中对立体空间进行虚拟。而利用虚拟现实技术,不但能在学生脑中建立这些立体空间,还能够让学生看见、听见这些立体空间,从而进行切身的感受和体会。因此,相比于传统的中职院校建筑设计教学来说,虚拟现实技术能够让学生更加直观、真实、深刻的对相关知识进行理解和掌握。在充分理解相关知识点的同时,也能够提高学生的想象力和创造力,以及对所学知识的应用能力。
(三)虚拟场景的构造
虚拟场景指的是在现实生活当中,可能出现或是曾经出现过的一些具体场景。利用虚拟现实技术能够随时随地的将这些场景展示出来。在传统的中职传统建筑设计教学当中,教师只能通过语言的描述、图片的展示、或者视频的播放来创设学习情景,而学生也只能被动的接受,无法进行直观的理解。例如,在进行圆明园的介绍与讲解的时候,虽然教师对圆明园当中包含的众多中外建筑形式的介绍和讲解,同时也向学生展示了大量的图片和视频,但学生仍然无法做到完全的认识和理解。而运用虚拟现实技术对圆明园进行模拟,就可以让学生亲自走进圆明园,亲身游览,面对面的观察圆明园当中的亭台楼阁。学生通过近距离观察圆明园当中的各种建筑形式,然后再与教科书当中的内容进行对照,可以大大提高学生对相关知识的认知,从而提高教学效果。如果学校的条件允许,还可以利用沉浸虚拟现实系统,让学生带声头盔显示器,使学生能够在身临其境中理解园林建造的理论知识,从而进行更加深刻的体会和感受,就能够取得更为理想的教学效果。
二、当今环境建筑设计专业毕业生“三重”
表达能力,缺一不可表达能力是指人通过一定的方式将自己的知识、见解与他人交流或公之于众的能力,包括言语表达能力、文字表达能力、图纸表达能力、数学表达能力等。其中,针对环境艺术设计专业的学生而言,所需强化训练的主要包括图纸表达能力、文字表达能力及口头表达能力。此“三重”表达能力是学生所应掌握理论与实践知识的对应体,更是应用型创新人才的必备条件。
1.图纸表达能力是对所学艺术理论的直接实践表达
就环境设计专业学生而言,绘制本专业各类图纸的图纸表达能力,是在学习期间要研习的基本能力,更是对所学艺术理论的直接实践。目前,随着科技的发展,计算机辅助设计绘制的效果图越来越受到绘画基础薄弱学生的青睐,学生手绘图纸的实践表达能力是亟待突破的难点。目前,仅利用专业设计表达课程对效果图进行理论讲解与实践训练,无论从学生完成的作业水平还是在各系列设计课程的表现环节中,学生的实践能力都显得十分欠缺,这种情况随处可见。实际上,设计草图的推敲就是学生锻炼快速表达的良机,徒手勾勒流畅线条是设计思维的直接表现,随时都可激发学生的设计灵感。
2.文字表达能力是个人设计理论基础的直接体现
文字表达能力即文字水平的能力,是个人设计理论基础的直接体现。运用语言文字阐明自己的设计思想,使其更为系统化、科学化、条理化,无论是书写设计说明还是撰写相关论文及调研报告等,对于学生而言都是十分重要的。除了开设论文写作课程以外,重要的是培养学生善于调查研究、积累材料、积极阅读的习惯,从而加强理论修养,捕捉设计灵感。
建筑艺术是风土文化的重要表现形式之一。东方建筑主要是指中国古代的建筑。西方建筑也主要是指古代近代的建筑。风俗文化是特定社会文化区域内历代人们共同遵守的行为模式或规范。风俗的多样化,是以习惯上,人们往往将由自然条件的不同而造成的行为规范差异,称之为“风”;而将由社会文化的差异所造成的行为规则的不同,称之为“俗”。
所谓“百里不同风,千里不同俗”正恰当的反映了风俗因地而异的特点。风俗是一种社会传统,某些当时流行的时尚、习俗、久而久之的变迁,原有风俗中的不适宜部分,也会随着历史条件的变化而变化。风俗由于一种历史形成的特性,使它对社会成员有一种非常强烈的行为制约作用。风俗是社会道德与法律的基础和补充部分。风俗文化的差异性,必然导致不同风俗文化下的人们思想产生差异,这是人们认识不统一,意见存在分歧的重要原因之一。当然在不同的文化风俗下,人们的价值观,审美观会不同,这也必然会导致艺术作品的不同风格。建筑不仅作为一个为人们挡风遮雨,为人们提供温暖安全的房子而受到人们的依赖,它还作为一项极具欣赏价值艺术作品而受到人们的崇敬。
一、不同文化风俗下的建筑风格不尽相同
东方建筑主要指古代中国的建筑,西方建筑主要是指西方古近代的建筑。几千年来,中国人长期受到儒教思想的教育,无形中在国民意识里形成了抽象的儒家理论。中庸,仁恕的道德规范始终主导着中国人的建筑理念。很多优秀的个性特点得不到充分发挥,更多的民族创新得不到真正的张扬展现,这就形成了以皇家园林与宗庙寺院建筑为主的比较单一的建筑格局。而在这一点上,欧洲国家的建筑比我们丰富的多。欧洲人性格自由奔放,个性突出。这在巴洛克式建筑中体现的尤为尽致。中国的建筑的主要特点是以砖木材料为主,四合院封闭式的群体空间格局,体现了中华民族深沉内敛的文化底蕴。中国建筑的风格,从古代到近代并没有太大变化,因为我们保守的文化底蕴。我们的建筑更着重与当时的政治、经济价值和儒教思想相统一。西方的建筑材料主要以砖石为主,整体框架主要都是柱石结构体系,所以相比较我们中国的建筑,它的寿命比较长。另外在建筑设计空间上看,西方的设计理念主要以开放的单体空间格局向高空发展,这是与我们的建筑空间很大的区别。西方文艺复兴时期的圣彼得大教堂,圣索菲亚大教堂都很好的体现了欧洲人开放张扬的性格和科学民主的精神。东西方建筑的差别主要体现了东西方不同文化的差别,人文环境和自然环境的共同造就了东西方人们在意识形态、思维方式、审美观念上的不同。
二、东西方建筑风格趋于一致化,是世界风俗文化交流,相互渗入的结果
如今,世界各地的建筑风格基本趋于一致,但不会相同。材质都尽可能采用砖石,水泥,混凝土结构。这当然在很大程度上是出于建筑质量的考虑。但就现在建筑伍德艺术风格上,东西方的融合较为深入。我国很多的优秀建筑设计师,梁思成,贝津铭等,他们都非常虚心的吸收东西方建筑艺术的精髓,都是将东西方建筑艺术糅合成一的建筑大家。勒?柯布西耶设计的马赛公寓,丹下健三设计的代代木国立室内综合体育馆,贝津铭的香山饭店。这些现代建筑的瑰宝,无一不体现了东西方艺术的糅合。它们都不是单一体现东方或西方的风俗文化,建筑风格。而是基于东西方建筑风格艺术的精髓,又经过大师们的创新发展而成就了建筑史上的佳话。现在世界变得越来越小,各地风俗还是各异,但不同文化风俗下的人们之间不再相互排斥,相互不理解,而是都多了一份包容。我国传统的含蓄,中庸建筑风格,也在西方建筑风格,风俗文化的影响下,渐渐变得开放,流畅,风格也趋于多样化,艺术欣赏价值更高。
三、不同文化风俗下的建筑艺术的设计需要更多的包容与谦虚
历代以来,不同文化风俗下的人们很容易产生矛盾。一是因为各自利益的驱动,二是因为各地风俗文化的差异造成了人们对事物认识的差别,价值观,文化理念的不同使人们的意见产生分歧。随着历史的发展,各民族进一步融合。这在我国历史上体现的尤为明显,也更易为我们理解。民族的融合,促进了风俗文化的融合与同化,进而价值观,文化理念趋于统一。这在人类历史上是有积极意义的。建筑艺术作为一种文化审美范畴,和人类民族融合的进程是同步的。世界的融合是大势所趋,在不同文化风俗下,我们建筑艺术要取得杰出的创举,必须做到百花齐放,兼容并包。必须更多一分包容去接纳不同的建筑风格,多一点谦虚,虚心去向不同的建筑艺术去学习,取长补短,优化我们的作品。
由于时代的发展,世界交流的日益频繁,交流内容的广泛化,当代建筑风格相差越来越小。建筑风格是人们审美意识的体现,是人的能动性的表现。分析不同文化风俗对建筑艺术设计的影响,通过比较很容易的出来。我国古代的建筑,西方古代的建筑都有遗址,遗迹存在,风格迥异。即使当代,世界大融合的今天,虽然各地建筑风格趋于多样化,同化。但仍能体现出不同文化风俗下,不同的风格。各种风格都有其优缺点,去劣存优,取长补短,是我们当代建筑设计工作者应孜孜以求的。
参考文献
[1]程宏,王烨.文化习俗对建筑艺术设计的影响[j].时代文学,2009(10).
[2]陆元鼎.中国传统民居研究二十年[j].古建园林技术,2003(4).
(二)实物法实物法,主要是计算施工中各种资源的消耗和单价来估算工程造价,基本思路也是分为三个步骤:第一步,对分部工程、分项工程中用到的人工、材料、机械费用和单价进行计算,从而确定出直接成本。第二步,将施工中的管理费和财务费,作为间接成本。第三步,将直接成本和间接成本汇总,从而得到工程总造价。实物法和定额法相比,主要的优点在于能够根据市场的情况随时变动,能够根据工程中实际的情况确定各种资源的利用。因此,实物法可以反映出市场变化和技术管理水平,更加合理、更加准确。但是,它的缺点在于:第一,该方法对造价估算的过程比较繁杂,工作量过多,对工作人员的要求也比较高。第二,实物法操作的基础是需要很多的工程资料,这对投资决策和可行性研究而言是不利的。介于以上两点,实物法并没有真正得到普及使用。
(三)回归分析法回归分析法,是根据工程建设中的历史数据,通过统计学的方法进行加工整理,从而得出和变量之间的关系,以此来预测工程造价在未来一段时间内的发展变化。现如今,越来越多的学者参与到这一方法之中,因此回归分析法在不断地完善。(四)模糊数学法模糊数学法,指的是找到一项与待建工程类似的已建工程,通过模糊数学理论确定出两项工程之间的相似程度,建立数学模型后估算出工程的造价。主要分为四个步骤完成:第一步,建立数学模型,对工程造价进行估算。第二步,确定模糊关系的系数。第三步,计算加权海明贴工程进度。第四步,对工程造价进行估算。这其中,加权海明贴工程进度的计算是最为重要的环节,选择的样本越合理,其最终估算的造价才能越精确。实践证明,样本相似程度选择好,合理确定评估系数,就能够将造价的估算准确度控制在5%以内。
(五)灰色预测法灰色系统是指信息内容部分已知、部分未知,基于灰色理论的方程模型被称为GM模型,通过应用GM模型进行预测就是灰色预测。具体来说,使用灰色预测法在估算工程造价,需要找出一项类似于待建工程的已建工程,分析两个工程之间的灰色联系,从而使用已建工程的造价资料来预测待建工程的造价。其步骤分为四步:第一步,确定系统的主导因素和关联因素。第二步,分别对主导因素和关联因素建立GM模型。第三步,从GM模型出发,建立系统方程。第四步,对系统方程求解,对计算结果进行累计还原,从而得到预测值。灰色预测法是一种新型的造价估算方法,显著的特点是简便、快速。但是,由于影响造价的因素有很多,所以对不同因素进行预测其结果是不同的。为了提高预测的准确性,就应该对预测因素进行合理优化。
(六)人工神经网络法人工神经网络模型是一种非线性自适应的动态网络系统,它是由数量较多、较简单的神经元连接形成的,这一系统的应用始于上个世纪90年代。使用这种方法来估算工程造价,主要分为三个步骤,即模块建立、模块训练、模块测试。在模块的建立中,要确定造价的影响因素,对数据进行分析,选择网络结构和内部规则等。网络结构体系由输入层、输出层、隐含层组成,造价影响因素在输入层的帮助下进入结构体系之中,隐含层对信息进行特征的提取,最后在输出层的作用下进行汇总,从而得到造价的估算值。训练模块主要负责数据的收集,以及制定网络学习准则。测试模块能够将预算造价和实际造价相对比,从而评价预测精度。人工神经网络法的优点在于适应性强、学习能力强,造价估算的准确度高。但是缺点是在运行过程中可能会陷入局部极小点,从而增大了误差。
二、设计参数分析下的造价估算模型的应用
(一)模型的建立所谓结构模型,就是利用有向连接图来表明系统不同环节之间的联系,从而建立一个几何体的系统模型。模型建立的过程中,会涉及到ISM(解释结构模型)技术,它是建立结构模型最为常用的方法。应用ISM,主要的优点在于能够把复杂的系统分解成为数量较多的子系统,然后在经验值和计算机的帮助下,将系统构建成为多级递阶的结构。另外,在研究建筑设计参数和造价之间的关系时,各个参数之间的制约和影响比较繁杂,且不同的参数对工程造价的影响程度和侧重点也是不同的,因此,在研究过程中可以加入ISM技术,它能够深入分析参数变化对造价造成的影响。综上,对工程造价进行估算时,想要提高估算的效率和准确度,可以选用层级较高的设计参数,同时选用指标估算、神经网络的方式。
(二)模型的运算运用ISM模型对设计参数分析的步骤如下:第一步,确定研究系统,对系统中各种元素之间的关系进行梳理;第二步,制作网络图,能够表达出各种元素之间的关系。这其中,逻辑关系的建立十分重要,在不同的逻辑关系下能够得出不同的关系网络图。因此,制定网络图的前提是分析各项设计参数之间的相互影响关系。这个过程中,不仅要用到数学知识,同时还要涉及到结构工程、建筑学、建筑配套系统等学科,以及相对丰富的项目经验。第三步,在各种要素的关系网络图基础上,建立系统要素的邻接矩阵。第四步,以邻接矩阵为依据,通过计算得到可达矩阵。第五步,对可达矩阵进行层级划分,具体来说,这个矩阵中的元素列向量包含的元素个数是不相同的,以包含数量为划分依据,含量最多的就排列在矩阵的最左边,含量少的排列在右边,依次排列。第六步,对各元素之间的层级关系、相互制约和影响进行分析,从而得出元素之间的关系结构图,并且实现抽象图和影响关系之间的相互转化。
(三)模型的分析在该模型中,由于参数的设计比较多,因此其中一项参数发生变化,就有可能引起其它参数发生变化,并最终影响到工程造价的估算。举例来说,在墙体设计上,外墙造价在总墙体造价上占据很大的比例,但是墙体的设计往往会受到其它因素的影响和制约,例如装修、通风、电力等。因此,如果只把外墙作为主要的设计参数来控制造价,就是不合理的。通过ISM的分析,设计参数层级越高,对造价的影响就越大。在设计参数系统中,建筑规模是第一层级,对项目进行决策时,就可以依据建筑规模进行估算。随着设计方案的进一步发展,建筑的形状、结构、层数等各种元素,都是估算体系中的一部分。只有将所有影响因素都考虑在内,才能够提高估算的准确性。以ISM模型中前4个层级为例,通过建立估算模型,来对设计参数进行量化处理。
(四)基于ISM的多元线性回归估算分析将ISM技术和多元回归分析结合在一起来应用,通过快速估算模型的建立,能够将造价估算误差控制在5%以内。因此,该种方法的造价估算准确率远远高于其它方式的估算。因此我们可以得出结论,将ISM模型和多元回归结合在一起,能够在造价估算中发挥较好的作用。应用这种方法进行造价估算工作时,如果误差比较大,就应该对设计参数之间的关系进行分析与研究。建立多元回归分析模型时要注意:第一,自变量的选择,应该是数量比较多的设计参数;第二,要收集到尽量多的工程造价信息。
1.水利工程建筑设计历史背景及现状
水利工程中的建筑设计内容主要是用于容纳和保护水利设施、设备以及配套设施的水工建筑物,比如各种规模泵站的泵房及其配套的配电房、启闭机房等。从广义上讲,也包括水利设施周围的维护、管理用房及管护人员的生活用房等等。
建国以来,我国众多的水利工程以其各自的功能执行着对水资源的治理、开发和利用的任务。但要做好2l世纪中国水利这件大事,就必须将社会、人与水之间的关系纳入水利科学研究之中,提出新的治水战略,将以前不太为人们所重视或者是限于条件尚无力去重视的水利工程建筑艺术创作设计、水资源可持续利用问题、生态环境问题提出并进行研究、探讨和尝试。
水利建筑本身作为一门跨专业的学科,工程往往由水利工程师担当设计,故使用功能、耐久年限等一般不会有大的问题,但不少水利工程师由于缺乏足够的建筑学知识和艺术训练,往往只注重功能的需求而甚少涉及建筑艺术和美观的需要,做有建筑艺术化、环境景观化的水利工程设计力不从心,使得大部分水利建筑给人们的印象都是粗老笨重的钢筋混凝土形象。而建筑艺术创作设计属建筑学理论范畴,但建筑师往往因缺乏水利专业技术知识和对农村水利工程环境的了解,无法胜任水利建筑的设计。在物质文明和精神文明飞速发展的现代社会中,水利建筑越来越多地开始注意视觉效果,很多水利建筑还与旅游景点相结合,成为旅游景观的一部分。南京地区有很多老“三边”水利工程,基本上没有非工程的措施和可持续发展的资源配置,更无力考虑建筑艺术、生态环境等问题,随着水利事业的不断进步.发展与布局矛盾日益突出,管理单位纷纷提出申请,要求进行改造和调整。因此,创造条件进行全面规划、合理布局、统筹兼顾、综合治理,实现“以人为本,工程建设与生态环境协调发展”的新发展战略,以适应当今社会对水利发展的要求,高质量地进行水利工程建筑设计已势在必行。
2.实际工作中的探索与尝试
2002年,根据水利工程建设的发展需要,我院及时调整自己的知识结构,找准水利科技与建筑学两种学科技术的契合点,引进建筑行业的先进技术,成立建筑设计所,将水利工程设计与建筑学相关理论及艺术相结合,把水利工程设计与建筑艺术创作共融于水利建筑一体,先后在南京市六合区红山窑水利枢纽拆建工程、无锡市泊渎港水利枢纽工程、南京市雨花区中兴桥泵站工程、南京化学工业园雨水泵站工程等水利工程设计及江宁区赵村水库水利工程景点和浦口区路南水库“佛手湖”等景观水利工程设计中,尝试实施水利工程建筑艺术创作设计思想,创造了很好的社会和经济效益,实现了文化与技术的交流与跨越,提高了水利建筑的环境价值,增加了设计的科技含量,促进了水利建筑的科技进步。通过几年来的探索研究以及多项工程的设计实践,我们取得了一些成功的经验,得到了广泛的认同和好评。
我们认为水利工程建筑艺术创作设计的几个关键为:
(1)总平面设计
水利建筑总平面设计一般包括水利工程主体建筑物和其他配套设施的总平面布局,主体建筑物一般包括闸、坝、泵站等,配套设施包括管理用房、生活用房、绿化、活动场地等。以泵站为例进行总平面设计,泵站枢纽一般包括的建筑物有:泵房、配电房、办公楼以及职工宿舍、食堂、车库、锅炉房、大门传达室等附属建筑。过去的总体设计中,往往只做水工工程位置图,而不做配套建筑和环境总体规划设计的传统设计模式,这样缺少了对建筑的合理布局和对环境的规划,总图往往有大片位置无设计内容,对这一大片空白区建设单位对其的使用和建设存在普遍的盲目性和无序性。
我们调整了过去老的设计模式,详细规划和建筑环境设计环节,基于水利建筑一般坐落在城市边缘或离城市较远,常与风景区结合等特点,水利建筑的总平面设计不仅要满足基本的使用要求,做到功能分区布局合理,内部交通流线简洁、顺畅、有序,建筑物之间联系方便,减少不同使用功能之间的交叉干扰,而且应注重环境设计,考虑设计绿化、休息空间.职工体育运动场地等,丰富整体空间造型。同时各个建筑物也有集中和分散各种布置方式,各有其优点,具体采用哪一种布置方式,则应因地制宜,根据具体环境而定,或突出建筑,或强调环境。
(2)建筑平面设计
同总平面设计类似,一般水工建筑物的设计程序首先是由水工专业、水机专业、电气专业等提出专业设备布置要求,然后由水工专业和建筑专业共同确定水工建筑物的平面布置形式,建筑专业主要把握建筑在总图布置中与交通的关系,建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、内部交通关系等方面是否满足规范以及使用需要。同时建筑设计人员应积极发挥主动性,考虑建筑空间的有效使用和综合利用。
水工建筑有其固有的特点,其结构的布局是按水工设计规范,满足水力条件和机泵设备安装的要求,在与建筑专业的配合上,需要多方面、多回合的商讨,才能相互协调。几年来,从多项工程的设计中我们体会到,水工结构与建筑艺术的配合过程,是一种磨合和相互适应、相互促进、相互提高的过程。水工设计不仅为水利建筑艺术化创作设计提供了技术保障,更是为营造新型的景观水利、城市化水利工程打下了坚实的基础。水工与建筑设计巧妙结合,可达到减少投资,优化设计,美化环境多重目的。做好水利工程建筑艺术创作设计,树立创新意识,对设计思想的发展非常重要。只有大胆探索,勇于尝试,才能创造出一流品质的现代化水利工程。
(3)建筑造型设计
建筑造型的设计往往反映一幢建筑的性格特征:或粗犷豪放,不拘一格,或温文尔雅,小家碧玉;或强调现代高科技韵味,或注重历史文脉,运用符号、象征等手法表现一种文化底蕴。总之一幢或一组建筑所表现出来的性格,应与它所处的具体环境相协调,而不是靠在设计时凭空想象,或单纯为追随某种所谓“时尚”而臆造出来的东西。同时,即便是在一个整体环境下的一组建筑之间,由于体量的不同,各个建筑物也存在着性格上的个体差异,而这种差异是存在于统一性之中的。如:泵房一般平面为简单的矩型,高度较高,体量较大,这是它的体量本身所表现出来的性格就是大度豪迈。对于这类建筑,由于其本身不可能像公共建筑一样有什么大的形体上的组合、对比关系,设计中要注意“粗中有细”,尽量利用其本身大的体量,通过开窗方式、墙面与柱子关系的进退等手法丰富其细部,以使其看起来不那么单调。如泵房配电房毗邻设计,还可利用与其靠在一起的配电房,使泵房体量作为形体组合的一部分,泵房、配电房一并考虑,以取得形体对比较丰富的组合效果。
对于像启闭机房加两侧桥头堡类的建筑,由于机房本身一般长度较长,有时可达到几百米,设计中应充分运用“韵律”的造型手段,使每跨作为一个造型因素,形成一系列有节奏、韵律的线性体量。桥头堡作为端部的收尾,则形成类似交响曲尾部的,较高的体量同时成为整个工程的标志性建筑,达到令人过目不忘的效果。至于建筑具体的风格是采用现代风格还是仿古甚至所谓欧陆式,一方面多多少少要受到一些流行因素和建设单位喜好的影响,更主要的则是建筑设计师要根据当地的地理、人文环境设计出因时、因地,与环境相宜的建筑。
总之,建筑风格的确定,事关整个水利工程外观表现成败的关键,所以提倡建筑师在设计之前一定要到现场实地考察一下,精心揣摩,想象一下工程建成后的实际效果。
(4)建筑材料
建筑的颜色和质感取决于所用材料,同时也同建筑的造型设计息息相关。由于水工建筑多处在野外.所以抗风性和耐脏性成为比较突出的问题。抗风性主要表现在所选门窗能否承受超常的风荷载.耐脏性问题则要求在建筑表面装饰材料的选材上,尽量选用耐脏性较好,不易积土,耐于水冲刷的材料,如饰面砖、石材、优质外墙漆、铝塑板等。另外为表现水利建筑的特点,在颜色的运用上常用蓝色、白色等冷色系,但不可一概而论,有时暖色系的运用,也能取得较好的效果。
3.对未来发展的思考
水利工程紧紧依托大自然,许多工程甚至就建筑于自然的山水之间。而且,水利工程一般不需全年运行,年运行时间长的几个月,短的甚至只有汛期的几天,有诸多有利条件结合水利工程进行建筑艺术化创作设计。我们应充分利用水利工程依托自然山水的自身优势和秀美的水体环境,通过建筑艺术化创作设计等手段,将单一功能的工程水利设计向多功能的环境景观化水利工程设计转化,形成集水利工程与观光、游览于一体的水利观光景区。
发展多功能环境水利工程建设,创造丰富的水利环境景观,让环境创造价值,实现水土资源的再开发与利用,使之成为都市外花园式的水利观光区,从而吸引社会消费,形成水利工程结合景观建设,带动水利经济的发展,促进水利的良性循环,推动水利事业进一步向前发展,这将不失为一条水利建筑事业面向社会、走向市场的发展之路。例如我们院做的江宁赵村水库工程,现在已成为著名的横山湖风景区,在发挥水利功能的同时,形成了优良的风景,是假日休闲的好去处,水库管理处完全实现了以库养库的目标。结合工程水利,加强建筑艺术创作设计,发展景观水利的设想,对于水利建筑业具有无可替代的重要意义,将成为水利建筑业的发展目标。
参考文献
二、注重研究能力培养的艺术设计实践教学体系的建构
实践教学体系包括三大部分实践教学内容、实践教学队伍和实践教学平台。基于研究能力培养的艺术设计教学体系的优化构建必须从以上三个部分着手。
1.制定科学正确合理的教学内容体系。
教学内容体系包括教学目标的制定、教学形式的选择和教学内容的划定,其需具有一定的系统性,还需具有一定的灵活性。尤其在现在这个信息社会,知识的更新换代如此之快,教学内容体系还需要有一定的前瞻性。艺术设计具有很强的时代性,闭门造车是无法适应社会的需求的,教学内容体系的制定必须要密切关注社会的动态。以景观建筑设计专业为例,要培养学生的研究能力,就不能在教学计划中只列入《手绘效果图》、《建筑制图》、《人体工程学》、《计算机辅助设计》等一系列培养学生设计技能的专业课程,应同时开设《中外设计史》、《园林美学》、《生态学原理》、《景观空间概念设计》等拓展学生专业视野、加深学生专业理解的学术性课程,并通过不定期举行设计前沿分享专题讲座、推广教育部“大学生创新创业训练计划”,为大学生涉猎学术前沿提供广泛的选择与丰厚的土壤,将景观建筑设计专业的大学生培养成企业急需的创新应用型人才,为大学生日后参与设计项目具备一定的实践能力奠定基础。
2.建设高素质的艺术设计专业教师队伍。
教师是教学体系的实践者,是教学活动的引导者,是优化课堂教学质量的关键。艺术设计专业教师只有学位、文凭,拥有专业理论知识是不够的,应积极外出参加专业学术会议,保持跟专业前沿的对接、对学术思潮的理解,并定期邀请知名设计人员或专家学者为教师做讲座、开展培训,或者选拔优秀教师送到知名企业和高等学府继续培养,提高师资队伍的整体水平。一方面,如果不注重关注设计的前沿动态,其设计理念和工艺技术就缺乏先进性;另一方面,如果不能对设计实践加以深度分析和总结,其设计成果也难以形成推广性,不利于行业提升。重视艺术设计专业教师与设计行业、设计企业、优秀案例的对接,与专业教师科研能力的培养是相辅相成的。为了避免专业教师知识固化,高校建设校外实践基地,不应只为学生提供实习、实践场所,更要引进一批走在设计实践前沿的知名设计企业、设计研究院所著名设计师、一线施工技术人员,以主题论坛、短期工作坊等各种形式与设计专业教师开展技术交流活动,不但促进人才交流和资源共享,而且可以补足设计专业教师的能力短板,为提升学生研究能力奠定基础。
3.建设优质实践教学平台。
实践出真知。要提高艺术设计专业大学生的研究能力,实际操作与感悟也必不可少。在国外知名大学的艺术设计专业课堂中,一般以理论与操作相结合的教学方式,教室更类似于一种实训室和工作室的作用,为学生提供实践的平台,才能更好地消化和吸收教师讲授的理论知识。为此,需加大对专业实验室、工作室与校外实践基地等基础设施的投入,使教学活动以工艺实践活动为基础,进而丰富课堂作业形式,形成多样化课堂教学成果,培养掌握具有一定工艺技能、创新思维和研究能力的复合型人才。
三、基于研究能力培养的教学实践改革
1.开展大学生研究能力训练。
课堂教学是实施素质教育的平台,应在注重知识渗透教育的基础上,注重对学生研究能力的训练和培养。实践中,可通过在课堂中有意识地开展大学生研究能力训练,重点在项目调研、设计理论、参考案例、可能方案等几个方面进行多维度的课堂教学改革设计。①设计主题教学。比如在课堂中,教师可以选择一些设计主题让学生互相讨论,并制定出设计思路,还可以针对这一主题展示知名设计师的设计示范,让学生能从中受到启发。通过观察、借鉴、联想的方式,让学生在已有设计形式的基础上不断突破和创新,有助于学生逐渐构建成自己的设计理念,形成自身的风格。值得注意的是,设计主题的选择,一定要充分考虑学生的已有知识经验水平,并且有针对性,且与所学内容相关。②项目调研参与。项目调研是研究能力的重要构成。教学过程是全方位的,应该囊括艺术设计的各个环节。在艺术设计理论课上,教师要注意项目调研分析方法的渗透,要求学生学会收集相关资料,能够对设计作品的设计环境和市场背景做出合理分析,并指导学生做一些相关的项目调研活动。让学生走出课堂,了解本专业的市场动态和需求,了解社会上的流行元素,从而反过来有针对性地进行学习。③科研项目渗入。高校的艺术设计专业教师往往承担着一些科研项目,可以这些把科研活动渗入课堂教学中,让学生能更多地参与到其中。教师可以根据学生的已有知识和技能,把科研项目中大学生能完成的板块交给学生去做,通过深化课堂作业对学生的研究能力进行培养和训练。
2.竞赛与实操相结合的方式。
艺术设计竞赛引入实践教学中,是锻炼学生研究能力的有效方式。将学生放到一个竞争环境中,不仅会激发学生设计的热情和潜能,通过与其他竞争对手的交流学习,还可以了解当今时代的流行特色,学习优秀作品的设计思路和制作工艺,使学生的设计能力和水平在短时间内快速得到提升。实践操作是艺术专业设计的主题,加入竞赛的模式无异于锦上添花。平常的实践操作是竞赛中的脱颖而出的基础,而竞赛的督促又让学生反过来更加认真和有针对性地进行实践操作。因此,通过竞赛与实操相结合的方式可以培养大学生研究能力,夯实学生专业基础。
1.1促进建筑物更好运行和工作
电气设备是建筑得以有效运行和工作的重要设备,如果忽视采取相应措施做好电气设计,容易导致资源、能源出现大量浪费现象,对整个建筑物的运行带来不利影响。而采取有效措施,在电气设计中采用节能技术,能有效转变这种情况,推动设计水平提高,促进电气设备能耗降低,使整个建筑物更好运行和工作,为人们生活创造良好条件。
1.2提高生活质量和环境质量
如果建筑物电气设备的资源、能源消耗过大,不仅影响周围环境,还会对人们生活质量的提高带来不利影响。而采取相应措施,重视节能技术应用能彻底改变这种情况,对建筑电气作用的发挥产生积极影响。例如,通过太阳能、风能利用,能促进建筑电气节约能源、资源,更好满足人们对各种能源的需要,为人们生活营造良好氛围,也有利于提高周围环境质量。
2建筑电气设计节能技术的原则
在建筑电气设计中采用节能技术,应该以相关原则为指导,将这些原则有效落实到电气设计的每个环节。总的来说,这些原则包括以下几个方面。
2.1安全原则
建筑电气设计的目的是满足人们日常使用的需要,为人们日常生活营造良好环境氛围。节能技术的采用是为了节约能源、资源,降低消耗,取得更好的效果。但不能忽视的是,采用节能技术的同时必须坚持安全原则,实现对各类事故有效预防,保证电气设备绝缘性能良好,合理设计防雷技术、防静电技术,在降低能耗的前提下,实现对各类事故的有效预防。
2.2适用原则
节能技术的采用必须与建筑物相适用,不能为满足节能而进行设计,而是在适应建筑物的前提下,采取有效的节能技术,促进节能水平提高。另外在采用节能技术时,还要确保电气设备正常运行,满足人们日常生活的使用要求,保证质量合格,满足负荷容量要求,进而促进电气设备综合性能有效发挥,更好发挥其节能效果。
2.3经济原则
在确保电气设备节能降低的基础上,促进电气工程经济效益最大发挥。要在保证电气设备使用功能及安全的基础上,尽量采用投资低,效果佳的节能技术,提高设计的经济性,节约成本。合理选用节能设备,提高设备性能,降低设备运行和维修成本,在发挥节能效果的前提下,促进电气设备更好运行和工作,降低整个建筑物电气设备运行成本。
3建筑电气设计的节能技术应用存在的不足
尽管很多设计单位认识到建筑电气设计节能技术的应用意义,能根据具体情况,综合采取有效对策。但由于设计人员综合水平偏低,相关管理制度不完善,导致电气设计中仍然存在一些问题与不足。例如,供配电系统选择不合理,变压器选型不恰当,照明设计未能得到有效落实,导致大量电能的浪费,对太阳能、风能等清洁能源的利用存在不足的情况。这些问题影响电气设计水平提高,也不利于整个建筑节能工作,今后应该采取措施改进和完善。
4建筑电气设计的节能技术及其应用对策
为应对电气设计节能工作存在的不足,根据存在的问题,结合实际工作需要,笔者认为今后应该采取以下有效对策。
4.1合理选择供配电系统及变压器
在供配电系统选择时,要综合考虑建筑电气的负荷性质与容量、电气设备类型、供电距离等多种因素,选择合适的供电电压,科学设计供配电系统,保证系统连接到位,能有效运行和发挥作用。另外,为促进电气设备更好运行和工作,必须合理选择变压器,降低其运行能耗,提高运行效率,实现节能的目的。
4.2做好照明系统节能设计
整个建筑工程建设中,照明电器所消耗的能源较多,是节能设计的重点和关键环节,要结合实际情况,充分挖掘节能潜力,促进设计水平提高。高处灯具选择金属卤化物或高压钠灯,或采用大功率荧光灯,以实现节能的目的,通常不采用白炽灯。面积较小房间采用两灯一控或一灯一控方式,面积较大房间采用一控多灯方式,适当设计单控灯,楼梯、走廊、过道采用定时开关控制方式,室外照明采用光电定时控制方式。
4.3提高电气系统功率因素
提高电气设备自然功率因素,降低无功功率要求,应用功率较高的电动机。利用电容器进行无功功率补偿,当自然功率因素达不到要求时,要进行无功功率补偿,减少路上无功传输损耗,实现节能的目的,降低能耗。
4.4重视无功补偿设计
设计中要加强配电变压器的无功补偿,提高变压器功率因素,实现节能的目的。在传统无功补偿工作中,采用的是三相共补方式,其应用相对比较广泛,取得良好的施工效果。随着社会生产力提升,建筑电气中的大功率电气应用越来越多,使三相平衡难度不断加大,对电气设计也提出更高要求。为应对这种情况,有必要对变压器进行单相无功补偿,但该技术应用会增加投资,设计中要对其综合、全面考虑。
4.5有效利用清洁能源
随着技术发展和进步,越来越多的清洁能源被应用到建筑电气设计中,这也为电气设计中更好应用节能技术指明方向。其中最为常见的是太阳能、风能、地热能等,设计中要重视对这些清洁能源的利用,使其更好发挥节能作用。例如,在建筑电气设计中,应用太阳能光伏供电系统能促进建筑物节能效果提升,该技术通过光伏效应,将太阳能转化为电能,为建筑物提供电能,其重要组成内容包括蓄电池、太阳能电池板、充电控制模块、放电控制模块等。建筑电气设计采用太阳能,主要将其应用到照明、热水系统、锅炉系统当中,并且其应用具有良好效果,设计中应该重视清洁能源利用。
中图分类号:TU2文献标识码: A
一、前言
智能建筑是建筑行业发展的一个趋势,而对于智能建筑的电气设计来说,更加需要采用智能化的设计理念,采用更加科学的设计方法,提高设计的合理性和科学性。
二、智能建筑电气的设计
1、智能建筑电气设计的内涵
所谓的智能建筑,就是在普通建筑的基础上,通过对电气技术进行改造,使之具有所谓的智能化。因此,在建筑电气的设计中,需要将电气设计中的强电设计和弱电设计这两方面结合起来。在强电设计方面,通过对变电和配电系统,照明和动力系统等方面进行设计,这些都是传统的电气设计,而其作为一个建筑中的“心脏”,始终在建筑设计中占据着重要的部分,其技术也比较成熟,其主要考虑的就是在降低能耗的同时,为整个建筑的供电提供安全保障。真正使建筑达到智能化的是电气中的弱电部分。但是由于环境的不同,或者其他要求的不同,使得建筑弱电的设计越来越复杂,但是,通常还是会按照建筑类别和类型遵照规范进行常规设计,除非建设单位提出要求。所以,智能建筑电气设计的核心是建筑弱电的设计。
2、智能建筑电气设计的特点
目前,楼宇对讲,社区监控,网络通讯等发展迅猛,在建筑中的使用越来越多,已成为建筑智能化的标志。其主要是通过弱电进行控制,因此,弱电在建筑中的作用主要是传递信息,并对建筑内的其他电气设备进行控制,具有电压低、电流小、功率小等特点。但是,由于弱电设计涉及的范围较大,且难度较大,其设计的最低要求也需要解决好与其他专业设备及管线间的配合。
另外,在总体的原则上,智能建筑电气设计应适应智能建筑技术的发展变化,同时在新技术的应用上需要做好技术保障的相关措施,在经济上也尽可能简化,降低建筑成本。一切的设计都应该从实际出发,最终在稳定和可靠的基础上,使电气设备在智能建筑中真正发挥出智能化管理和智能化控制的作用。
三、电气设计中存在的问题
智能建筑近年来获得较大发展,为人们提供了良好的生活和办公环境,但是作为一个新兴的行业,它的发展还很不完善,存在着很多急需解决的问题,这些问题归结起来主要表现为以下几点:
1、相关规范的不完备
我国在“七五”计划初期曾涉及过智能建筑领域,并提出了一些相关的条文规范,标志着我国智能建筑的全面启动发展。但是直到今天有关智能建筑的法律规范仍然不多,不完善,而且比较粗略,有很多问题仍待于进一步的细化和探讨。相关规范的不完备主要体现在以下几个方面:
(一)很多规范的内容比较笼统,缺乏具体细化的计算与研究,有的规范实行了很多年,已经非常陈旧,不能适应现代社会快速发展的步伐,对技术进步造成了障碍。
(二)对器件和设备的安装没有详细的要求,没有准确的数据参考。
(三)没有统一的定型产品和设计手册,对管线和设备也没有明确的选型和计算方法。
(四)没有配套的验收规范,很难准确把握设计和施工中的各种问题。
作为一个新的领域,智能建筑的各种规范比较不完备也是很正常的,因此设计者在系统设计和总体方案设计时,要充分考虑各种规范标准,尽量避免违规行为的发生。
2、没有做好传输信道的设计
传输信道通常由线槽、电线、桥架、电缆、光纤和保护套管组成,在实际工程中,弱电的线管非常密集。怎样实现电气设计的经济合理性、利于施工、利于维护等问题,一直没有得到很好地解决。近年来在弱电方面新增了很多的系统,设计人员很难做到全面掌握,设计的不合理就会导致问题的出现,加之设计人员工作的疏忽和不认真,造成了很多的漏、错、缺和碰的问题。要想解决好这些问题,应该注意以下几点:
(一)要做好设计时的组织工作,智能建筑电气设计的内容复杂,工作量大,必须要有专门的组织机构统一协调、组织和管理各项工作。
(二)设计人员要做好专业管线的布置和策划,尽量提高管线布置的经济合理性、利于施工性和便于维护。设计人员还要做好对支线管线的布置工作,加强电气设计方面的专业技能。
3、系统集成问题
系统集成作为智能建筑领域里一个新的课题,变得越来越重要,通常被认为是信息的共享和设备的集成。智能建筑的关键在于智能化的实现,智能化的实质就是资源、任务和信息的共享。在智能建筑内部,各个系统都是通过计算机网络联系在一起的,通过相互交换数据来共同管理整个智能建筑。但是要想实现系统集成,必须要解决好智能大楼内部各个系统的相互连接问题。系统集成设计在智能建筑电气设计中应遵循的原则和规律:第一,在保证设计开放性、先进性及可扩充性的条件下,采用一体化的系统设计;第二,设计时要考虑用户的承受力和实际的需求,选取系统时要有所侧重,设计出不同的系统集成方案;第三,要满足分阶段进行的可能性,完善的系统集成设计应该做到集成系统始终具有一体化。但是在实施操作中,涉及系统集成的智能建筑仍然比较少,系统集成并没有真正地实现。原因主要有这几点:
(一)系统集成需要的设备不够完善,发展不成熟,不能满足市场的需要。要解决设备的问题,弱电系统的生产商们可以共同打造一个品牌,制定出相同的技术参数和性能指标,从而可以更好的生产设备产品。
(二)系统集成的实现需要经济方面的支持,系统的集成需要增设控制中心设备和必要的模块,造价大大增加,而且完全集成所需的费用会更高。
(三)管理水平较低影响了智能建筑系统集成的使用,这主要是由管理人员素质水平较低造成的,要想真正使智能系统发挥应有的作用,必须要让管理人员对系统各部分的使用、管理和维护做到更好的把握。
四、智能建筑电气设计的对策
1、综合布线系统
智能建筑主要的命脉系统便是综合布线系统。该系统主要负责传输数据和连接其他的各式终端。而在电气设计中如何将这些复杂错节的线路都安排整齐,并且达到高效化和经济性,需要认真研究每条线路的具体走向。线路的走向主要分为两种,即水平方向和垂直方向。水平方向的走线比较容易,布置的空间也比较大。而垂直方向走线布置于各个层间的设备小间内。智能建筑内部的设备小间主要布置网络设备和跳线架,因此需要在设计时注意在层面上留一些剩余空间,为垂直方向走线做准备。
2、层高设计
如今,智能建筑的层数逐步的增加。而为了让高层用户使用到优良的电气设施,在电气设计时需要格外注重布置管线的情况。由于智能建筑的生活功能较多,因此布置的管线也比传统建筑多。除了有一些普通的空间风管、强弱电电缆、电视天线、消防线路之外,还有一些布线的桥架和数据线。这些线路都需占据一些空间,因此,智能建筑的楼层也高于一般的建筑。在布置高层线路时,要注意线路的连接性和互扰性。
3、来安设接线插座
目前,在智能建筑中,安设接线插座有安放表面插座、暖气罩和线路结合、配电系统墙三种方式。其中,安放表面插座适合不变更墙置的住宅。办公类的建筑需要重新布置好内墙,因此并不适合。暖气罩和线路结合,线路需直接通过外墙的窗下。这时,插座会在暖气罩的附近安装。该方法适合大空间,并需重新的划分好空间的范围。因此,适合办公类的智能建筑。配电系统墙是一种固定的墙体,能够为设定配电设备而设置的局部墙体。它能够解决配电设备的主要安置状况。
4、墙面和天花板
智能建筑内的墙面和天花板,除了具有舒适性和平整性之外,还应具有水平布线的能力。目前,我国智能建筑的地面电气设计中,主要有三种方式,即预埋线、架空以及特制地毯配线。需根据地面的特点来决定地面水平布线的特点。在智能建筑的天花板部位,电气设计需除了布置空调送风和照明灯具之外,还应具备其他的布线任务。所有的设计都要做到整齐有序。
五、结束语
总而言之,智能建筑建设过程中,必须要更加注重电气设计问题,提高电气设计的有效性和科学性,进而为智能建筑的电气设计工作提供可行的参考,提高智能建筑的使用效果。
【参考文献】
[1]吴述友,浅谈智能建筑电气设备安装技术[J].广东建材,2011,(9).
[2]简建铭,梁敏雄,.浅析智能建筑电气设备安装技术[J].广东建材,2012,(1).
2绿色建筑技术
在谈论绿色建筑技术时,首先要明确一个观点———建筑技术的适宜性。福斯特曾经指出:“谈论技术不时髦了,但我却不知道,你怎么能不制造物品?而这正是技术之所在,也即我们的文化之所在”。任何时代建筑的每一步发展,无不与建筑师对当时先进技术与结构的大胆运用和拓展密切相关。技术在当代社会扮演着更加重要的角色乃至成为当代的文化特征,建筑亦不能不把技术的运用当作一个关键课题。在分析当代技术的前提下,如果以建筑所利用技术的特征和差异作为分类标准,则可划分为三个层次:低技术、中间技术(或称轻技术)、高技术。这种划分标准有助于理解技术的复杂性、经济性和可普及性之间的关系。(1)低技术是指在传统建筑的技术基础上,按照资源条件和当时的社会生产力,在建筑营造中使用的技术。当今低技术的源泉是传统建筑,它偏重于从乡土建筑、地方建筑中挖掘传统的节能、通风、利用土生材料等方面的经验和技术,并加以技术改良,不用或很少用现代技术手段来达到建筑生态化的目的。在形式上主要强调乡土、地方特征。(2)中间技术是因其并不拘泥于技术类型的时空性,并在上述低技术的基础上,利用现代技术的原理和设备,通过深入的建筑设计,提高对环境和资源的利用效率,减少不可再生资源的浪费以保护生态环境。在运用层面上,它倾向于利用现代科技的研究成果和工业产品,也不排斥传统低技术。中间技术的核心是依据建筑所处的经济、环境条件适度地选择合适的技术形态。(3)高技术是指积极主张运用当代最新的技术成果来解决生态建筑设计的问题。并把其他领域内的最新技术,如信息技术、电子技术等,按照生态要求移植进来且以高新技术的运用为主题。即使使用一些传统技术手段,也是建立在科学分析的基础上,以先进的材料和工艺来加以实现。技术的三个层次在这里并不是一种绝对观念,而是相对的、动态的概念。中间技术相对低技术而言是高技术,而相对高技术则是低技术。同时技术也是动态发展的,不同层次之间的技术,会随着社会经济技术水平的发展而相互转化。传统建筑的很多地方体现了生态的观点,在技术上是人们在长期适应环境的过程中逐步摸索所形成的,其所依据的建筑技术往往是最朴素最直观的自然规律和千百年来实践经验的总结。相对现代建筑而言,低技术具有良好的普及性、简单直观、容易掌握和应用、成本低廉。传统建筑的低技术主要受到社会生产力制约,营建模式需要结合地域的自然气候、地理资源,表现出与自然和谐统一。正由于以上诸多的原因,传统建筑的低技术设计方法保留和延续着较多的传统因子,携带的文化信息较多,同时也在技术层面上最结合自然,采用最少的改造自然的技术手段来达到舒适、适宜的居住环境,在这个层面上,传统建筑的低技术特征是绿色建筑技术的一个分支研究方向。
3绿色节能建筑实例分析
对绿色节能建筑的案例研究主要集中在德国的相关节能建筑上,德国在居住建筑中的能源节约计划主要有:主动式太阳能利用、其他可再生能源的利用。且将这些节能方式运用到建筑上形成了———低能建筑、近零能建筑、全零能耗建筑。其中有一项建筑技术让我们的感受尤为深刻,那就是“石灰砂砌块”和泡沫混凝土砌块。德国的砌体外墙和中国的砌体外墙非常相近,砌块的基本模数是一样的,原来也是以实心粘土砖为主,后来发展成为空心粘土砖,但粘土砖都要开采粘土而破坏植被,还需要消耗大量能源烧结并释放有害气体。而石灰砂砖砌块是在200摄氏度下,蒸汽养护数小时即可成型,不需要高温烧结。泡沫混凝土砌块也不需要烧结,这样就大大减轻了环境压力,原材料也可以反复利用,同时,这种方式形成的砌块的力学和热工性能都比粘土砖好。低能耗是世界上比较公认的一种可以推广的实用型节能建筑,而且技术也相对成熟。节能建筑是一种在建筑建造完成之后,在使用过程中探求的一种能耗节约模式,在绿色建筑技术的层面上来讲是对于建筑的使用寿命周期的研究。德国的零能耗建筑实验表明,建筑所必需的能源都可不需要靠外部系统提供,而可以仅依靠建筑自身从太阳能和地热等资源中取得,所以这种建筑也叫太阳能全自给建筑。在设计上主要从建筑设计、外墙和窗户的构造、通风系统、屋顶光电池和电力系统、热水系统这几个方面入手,通过每个方面的相互搭配补充,实现建筑的零能耗;建筑设计上,讲究建筑的进深尽可能小,这样采暖能耗小;外墙和窗户的构造上,首先要避免“热桥效应”的产生,还有墙体的保温、隔热性能及墙体砌体材料的选择;通风直接关系到建筑使用的舒适性,这一点尤为重要,应在设计上尽量减小风速,室内通风的方式应根据室内的温度来选择是自然通风还是被动进风或排风系统,同时配合采暖系统保证室内温度在一个范围内的恒定,这样才会创造一个舒适的室内环境;屋顶光电池和电力系统主要采用太阳能电池系统和氢氧电池系统为建筑提供能源和供热,这在一定程度上可以自给自足,为建筑提供良好的电力供应和保持室内温度的恒定;热水系统主要以太阳能热水器为主要设备,在冬季太阳能不足时,可利用氢氧电池系统为热水器提供热源。实际上,在建筑投入使用后,常有多种节能方式可以运用。太阳能只是其中一种。传统建筑虽不能做到完全的零能耗,但可采用适宜技术来降低建筑使用过程中的能耗,比如沼气、利用乡土材料来加强建筑的保温隔热性能等。为此,在设计绿色建筑时,首先是要认真审视建筑周围现状,哪些技术和条件有利于节能,哪些可以提供能源;如果常规成熟的技术可以运用,不妨与高新技术进行仔细比较,何者更经济可靠;同时还要找到在热工学上的平衡点,既减少能量损失又增加能量获得,力求节能效益更大化。
4绿色建筑技术