建筑设计论文(收集5篇)
时间:2024-06-19
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摘要:从中国作为人口大国、城市土地资源紧缺的国情出发,探究垂直景观在高层建筑中的应用,为目前亟需扩展城市绿地提供一个可操作的方法。通过对垂直景观成熟经验的学习与分析,了解如何将垂直景观设计应用到中国的高层建筑中去。建筑期刊
关键词:高层建筑;垂直景观;营造
一、研究背景与意义
基于全球城市化进程的日益加剧,人口的膨胀、城市建筑密度的不断攀升,人们开始意识到环境与建筑能耗的污染以及生态系统的危机。为了遏制这种趋势,绿色建筑应运而生。绿色建筑的定义是在建筑的全寿周期内,最大限度地节约(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。而实现绿色建筑的重要途径之一就是———垂直景观,它在城市生态景观方面的补偿作用不可估量。我国作为人口大国,城市土地资源紧缺,同时还有大量人口不断涌入城市,导致北、上、广等大城市越来越拥挤。这些寸土寸金的大城市中心集商业、娱乐、文化于一体,高层建筑林立,公共绿地严重短缺。有人提出建设更多的绿地广场和公园来解决这一棘手的问题。这个初衷是好的,可是实际的国情却很难实施。据预测,2023年,中国将有300万农村人口转移到城市。大量的农村人口正在以惊人的速度涌入城市,城市土地可容纳量积聚饱和,我们正面临着建筑土地和绿化面积如何平衡的极其严峻的问题。而另一方面,物质文化水平的提高,使得都市人对于生活品质的追求也在不断提高。他们渴望亲近自然,享受绿色的需求正在与日俱增。据统计,上海在2010年的GDP已达到一万美元,随着经济消费能力的提升,高品质的生活标准、环境与质量标准成为城市居民越来越关注的话题。对公共绿地环境的投入,使得生活与工作环境更加舒适宜人成为人们的一种共识与追求。因此,在横向绿化的可扩展面积基本为零的情况下,寻求高层建筑纵向上的绿化可利用性定会成为一种趋势。高层建筑的表皮绿化不仅能短期实现绿植覆盖率,而且与建筑节能、减少能耗的绿色建筑目标相一致,是一举多得的方法。同时,垂直景观对于改善都市的生态效应也具有重要意义,高层建筑的垂直景观功能定位于生态学,具有吸附与阻滞空气中的尘埃、减少灰尘颗粒物,清洁净化空气、降低噪音辐射,调节室温、节约建筑能耗,美化环境、令人身心愉悦等不可估量的社会和经济效益。
二、国内外研究现状
城市垂直景观设计早在古代巴比伦时期的经典空中花园已经出现了萌芽,当然早期垂直立体绿化的呈现更多的是自然植物无意识的攀爬,品种较单一,更没有系统理论的形成。直到20世纪90年代,西方发达国家才开始了对垂直绿化的系统研究,它也逐步成为在景观设计领域中对未来城市生态景观发展的前沿课题。一些发达国家的垂直景观在改善新兴城市的生态环境方面,得到政府政策上的支持和推进,给城市居民带来生态、经济和健康上的利益,也在一定程度上消除了“城市热岛效应,推进了生态园林建设的科学性。这其中,马来西亚建筑师杨经文可以说是真正实现“空中花园的先驱,他的建筑设计以与有机的、富有生命力的植被化相结合而闻名。他倡导建筑与植物生态系统的有机共生。在他的生态建筑实践中,始终坚持生物气候学设计原则,创造了众多令人惊艳的垂直景观生态建筑。其著名作品之一是新加坡EDITT?TOWER,1998年获得了热带生态建筑设计大奖。整座建筑远远望去犹如一颗屹立于高楼大厦中的参天大树,大楼的四周都被绿色植物所包裹,植物与建筑的和谐共存既达到了美学的高度,又起到了隔热的作用。该建筑所设置的绿色空间与居住面积比例达到了1:2。
大楼还设有雨水回收、光伏发电、污水净化等多套绿色节能系统。杨经文的生态建筑,实现了绿色植物与建筑的和谐共生,也展现了通过精心配置的植物可能形成的丰富多姿的空间形态,将建筑与自然完美地结合。正如杨经文所说:“建筑物常常可以看作大量的无生命物质的堆积,植被化的目标就是将有机的、富有生命力的物质与无机的、无生命的物质融为一体。除此以外,在日本、法国等都相继出现了垂直景观生态建筑。例如日本福冈的ACROS楼,整个建筑除去1/4的地下空间,地上建筑设计成台阶状,屋顶部分全部由绿色植被所覆盖。竣工数年,郁郁葱葱的植被已经与南侧公园的绿化融为一体,仿佛在城市中央形成了一座绿岛,在收获优美的视觉景观的同时,使整栋建筑的温度更加舒适,创造了良好的生态效应。目前,在北京、上海、深圳、重庆等大城市中,城市垂直绿化的研究和探讨已经形成一定的共识,一些城市建筑外立面也出现了绿化表皮的实践案例,但是这些实践在某种程度上只能称为垂直绿化,跟垂直景观还有一定的距离,可以说我国高层建筑垂直景观设计尚处于起步阶段,还有许多经验要学习。
三、垂直景观在高层建筑中的营造手法
需要明确的是垂直景观与垂直绿化是不同的两个概念,垂直景观是以充分利用建筑纵向空间、实现植物(包括乔木)与高层建筑共生的景观设计,而垂直绿化究其本质是建筑垂直面的攀缘绿化,是攀缘植物翻转90°的平面绿化。但两者也存在着一些共同的特点,诸如占地少、都是利用纵向立体进行的绿化设计等。垂直景观的设计,将植物作为建筑造景的主要手法,通过不同的植物造景组合,形成建筑高层的平面布局与纵向建筑结构设计独特的空间构建,形成如画的美丽景观,并且丰富高层建筑室内空间的功能要求。对于这些营造手法的探析需要更多的实践操作的可能性,而目前我们更多的是只具备理论整理的经验论。根据杨经文在高层建筑运用生物气候学来组织空间的经验,我们可以学习的设计方法如下:
(一)空间组织
分析其平面布局,杨经文的高层建筑轮廓多设置为不规则形,利用不同凹度的开敞空间进行绿化。纵向楼层的悬挑式空间错落有致,既可以使不同户型享受到更多的阳光,同时错位排序的植物也可以得到足够的光照和生长空间,尤其是乔木植物。大量绿色植物的嵌入种植不仅有效地减少了建筑本身的热岛效应,还能生成氧气,吸收二氧化碳与一氧化碳,并且丰富了建筑单一的表皮,也不影响阴影区开窗的可能性。再分析其竖向空间,高层建筑的垂直景观的结构本身是植物搭配建筑的自然美与人工美结合的产物,应当考虑好植物的预留生长空间,重视其弹性空间的设计安排。各类设施的设置力求便捷,满足时空发展的需求。因此,消防、疏散等设施设计应上升到美学层面去考量。可以充分利用超高层建筑防火规范所要求设置的建筑避难层,着重利用垂直景观绿化、营造生机盎然的建筑外立面,以提升整栋建筑的美感。
(二)植物配置
绿色植物作为垂直景观生态建筑的重要要素,它直观地展现着一座建筑的生态效应和视觉感受。出色的垂直景观生态建筑肯定是植物与建筑美学的高度融合,因此,植物的搭配尤为重要。垂直景观的营造也绝不是简单地给建筑物附着上一层攀缘绿植,它关注的是植物丰富种类的搭配、色彩季相的变化、姿态柔和的线条,营造出具有丰富的时空变化的生命力的建筑。在设计过程中,悬挑式的种植槽中作为独立的植物单元,要充分配置好植物群落,丰富品种,形成自然分层的绿色景观,例如可以在不同凹度的错层开敞空间中,采取地被植物铺底、乔木来遮阴、具有观赏价值的灌木草花镶嵌点缀的方式。同时,选用下垂式植物、藤蔓植物进行垂吊式美化,弥补建筑外壁的一些生硬的结构线条,营造出与建筑相映成趣、丛植错落、四季皆有景的自然植物群落景观。
(三)节能循环
正如杨经文认为许多后现代主义建筑,在建筑立面处理中过多地增添了许多无意义的造型,造成了许多建筑材料的浪费。这些不理性的设计怪像,忽视了能源的合理使用和能耗的约束。面对日益严峻的世界能源消耗问题,建筑师毫无疑问要加强节能意识,特别是高层建筑的节能问题。站在生物气候学的高度去探索建筑节能的可能性与方法论,最终提升人的精神享受以及减少建筑能耗。高层建筑的垂直景观应当统筹优化生态层面的规划设计,在设计伊始,就该重视整体人工生态系统的循环回收,使绿色环境的原料与废料尽可能多地循环利用,消化分解本身产生的能耗,降低损耗。设计要面临的挑战在于最大程度地去利用资源和能源,减少浮尘,吸附噪音,调节室温,以最小的投入,获得最大的收益,从而体现出垂直景观生态建筑的节能、节水、节材等环保低碳理念。
(四)人性关怀
根据英国和日本的研究调查发现,工作或生活于高层建筑中的人群,有四成以上渴望与自然亲近接触,比如打开窗户能看到绿色或走到户外去活动,而垂直景观正是把这种愿望付诸实践的较好途径。垂直景观除了美化外部建筑环境,同时也为室内空间引入了自然美景。不仅在高层建筑的室内休憩空间真正实现了景为人用,更在阳台空间中构造了一个个梦幻的空中绿植花园。在阳台空间茂密的树荫下,层次分明的植物景观,让人感受到以植物景观律动为框、蓝天为画的奇妙体验。高层建筑的垂直景观设计目标不是为了模拟自然,更多的是可以弥合生态学和建筑设计之间生硬的裂缝,形成持久稳固的联系,营造合宜的自然,创建合理的人工生态系统。因此,垂直景观在高层建筑设计中,必须关注人的舒适度,从微观层面上满足人体工学的要求,关注人的健康,在强调采光、通风、保温等基础条件上,还必须重视人的使用安全问题。
四、结语
1.1低碳绿色建筑设计的指导思想
低碳绿色建设计者,必须充分认识“低碳”观念,改变传统的设计理念,培养低碳意识。要积极利用低耗能资源和自然资源,充分凸显低碳节能建筑设计理念。低碳节能建筑设计的整体应该尊重当地文化和地域特点,设计出符合当地气候、地质、地貌的不同建筑类型,并适时的开发适合本地生态环境的新能源和技术。另外设计要以满足使用者的功能需求以及居住舒适环境的追求。
1.2低碳绿色建筑设计的原则
低碳节能设计应该遵循现代开放、、端庄朴实、简洁流畅、动态亲民的建筑形象,从选址到建筑格局,从建筑朝向到风向,从建筑布局平面到外向,从建筑间距到整体界面,从单个到群体等等都都要采用自然能源,降低能耗。不仅要注重建筑空间的阳光充足,而且还要确保建筑材料的节能、环保,为绿色建筑低碳设计的应用提供有利的条件。
2绿色建筑中低碳设计的要求
2.1优化能源配置
在建筑设计中采用新技术、新能源替代传统的天气燃气、固体燃料等能源和施工技术。或者对现有的设备进行改造升级,降低排碳量,进一步减少对环境的污染和危害。例如可以充分利用风能、太阳能等可再生资源,也可以将建筑过程中的废气能源进行回收再利用,不仅降低能耗而且减少污染。
2.2节约能源消耗
在建筑围栏的设计中,尽量突出节能结构,有效地减少暖通空调等采暖设备所消耗的能源,可以选择采用综合自然通风的原理,改造传统空调系统设计原理,将夏季的主导风向充分利用。最好将确保建筑自然通风采光的利用率达到最大化,这样不仅节能而且充分的以地域环境为前提进行设计,突出了建筑的地域风格。
2.3节约资源消耗
随着建筑工程量的剧增,建筑材料的使用量越来越大,所以为了凸显低碳绿色建筑设计理念,应该从建筑材料的选用上着手,减少施工对资源的浪费,使资源得到合理的配置,而且也可以通过优化建筑结构途径减少资源浪费。除此之外建筑施工单位要严格控制材料的使用,确保材料无危害。可以定期进行检查、抽检,预防材料浪费和不合格现象。
2.4创造健康的环境
所谓的绿色低碳建筑设计,保持建筑的良好通风,空气清新,采光良好的是必备的条件。为了实现建筑环境达到标准,可以适当的减少室外环境的波动的影响,对建筑环境进行有效地控制。
2.5与整体设计相协调
在满足绿色建筑低碳涉及的同时,应该考虑设计的地域特点,将其与低碳设计充分融合,互相补充、互相促进,从而满足低碳环保的建筑设计要求。这不仅是对建筑设计文化水平的提高,也是提升建筑环境质量重要途径。
3绿色建筑中低碳设计策略
3.1建筑物采光设计
建筑采光设计作为绿色建筑低碳设计的中药内容,是设计过程中首先应该考虑的问题。建筑拥有足够的采光,才能应用太阳能减少对电能的消耗。由此在建筑设计过程中应因地制宜,合理的选择建筑朝向和门窗的位置,最大化的增加建筑采光面积,有效地延长阳光照射时间。当前已有建筑采用门窗智能化遮阳系统,降低了室内照明耗电量。具体的对策可以增加建筑物之间的间距,减少建筑物外表面冬季主导风向的方向。
3.2建筑物的体形设计
为了落实低碳建筑理念,一定要合理的设计建筑的形状和平面形式,为空气流的良好流通和减少供暖或制冷造成的能源消耗提供有效的保障。绿色建筑低碳设计是一种环保的设计理念,再设计中提倡建筑与室内一体化,所以应该采用高性能、强耐久性、低耗能的建筑体系,这样不仅降低施工成本而且减少了各项资源的消耗,对环境的污染也降到了最低。故建筑物的体型设计在绿色建筑低碳设计中具有至关重要的作用。
3.3绿色建材的选择
建筑材料的合理选择直接影响建筑施工质量,选择新型环保材料,可以降低施工中产生的污染和能耗,从而实现低炭设计理念。目前一些建筑材料对人体和环境有危害性(如人造板材会挥发甲醛),所以在建筑设计中材料最好选用成品或者使用循环再利用材料,可以控制建筑中二氧化碳的排量。此外也可以应用一些原生态或地域性材料,较少运输环节,提升施工的效率的同时降低耗损。
3.4建筑配套设计
绿色建筑低碳设计理念也可以体现在建筑配套的设计中,如雨水、污水分流系统,可以将雨水回收再利用,将污水进行处理并利用。这种建筑配套设计非常适合水资源缺乏地区,可以将雨水和处理过的污水应用到灌溉建筑区的绿化环保工作,灌溉树木花草,很大程度上节约了水资源。另外在炎热地区也可以科学合理的利用雨水,设计屋面水流域路径,增加雨水在建筑物表面的渗透性,有效降低建筑表面的热效应。
3.6建筑垃圾处理
绿色建筑低碳设计中还应该施工所产生的建筑垃圾回收再利用,不仅减少对环境的污染,而且降低了建筑施工成本。具体可以将建筑中的石块、破砖、混凝土块等固体垃圾应用于软地基的加固工程中;对于剩余的钢筋、铁管等金属材料回收到钢铁厂,进行重新加工等。
4绿色建筑低碳设计的应用
目前我国部分建筑中凸显出绿色建筑低碳设计,具体的应用主要有以下两方面:
4.1被动式采暖设计
被动式采暖是合理的设计建筑的朝向和合理的平面布局,使建筑的整体空间和地域环境特点相适应,并且选择合理的建筑材料和结构,使建筑在夏季可以得当太阳的直射,促进建筑室内散热,确保建筑物的温度适宜。另一方面是建筑物在冬季可以自动收集和储存太阳能,为建筑提供采暖的能量。通过这种采暖方式,可以有效的降低冬季取暖和夏季降温所需的能耗。
4.2遮阳设计
在BIM模型中,建筑图纸不再是图面线条而是模型中多方面建筑信息的阐述表达。BIM技术将建筑活动中不同系统的参与人员统一于一个协同合作的模型中,建立起建筑、结构、机电等多专业综合的设计决策信息支持平台,避免了因专业沟通不及时或信息传递阻碍而造成设计延迟与错误,因此可以大大提高整体设计决策的效率与质量。
2设计反馈的及时有效化
BIM软件可以在设计阶段的任何时刻结合相关绿色节能分析软件(例如Ecotect软件)对方案进行相关设计分析,并及时反馈出模拟评估的结果。此外,传统的可持续分析工具在建筑物理、数据分析等方面要求分析人员具备较强的专业素质,而BIM的可持续分析软件具备操作简单、易于掌握的特点,不需要冗长的数据分析就可对不同设计策略进行快速评选,为建筑师在早期设计阶段提供技术支持。
3BIM在绿色建筑方案设计中的适用性分析
在建筑设计中,尽管设计阶段的成本仅占建筑总造价的5%-7%,但是设计阶段的设计方案却会对建筑总造价产生70-80%的巨大影响。此外,建筑的最终性能很大程度上也受设计方案的影响。在设计初期,设计师近80%的设计决策会影响建筑的最终能耗表现;而当一栋建筑已经进入施工或者运营维护阶段,从设计上大幅提高建筑性能的可行性就大为降低。由于方案设计早期可选设计策略具有高度不确定性,并对建筑最终性能影响显著,因此,建筑师能否在设计初期就得到及时有效地决策信息对提高绿色建筑设计水平具有至关重要的影响。无论是住宅建筑还是公共建筑,其功能复杂、形式多样,对能源与环境影响较大。同时,办公建筑中员工工作环境的舒适度及相关经济效益、品牌效益等方面逐渐得到越来越多的重视。面对全球范围内绿色思潮的巨大冲击,大力发展高效舒适、健康环保的绿色建筑已经势在必行。而在绿色建筑设计中,设计师需要将可持续理念贯穿于整个设计过程中。如果在初期设计阶段,设计师就能模拟建筑实施过程并预测最终环境性能,则可以从环境影响的角度,不断比较各种可选方案,降低项目在施工及运营阶段对自然环境造成的不良影响与破坏,进而确保绿色资源开发、绿色生产、建筑环境的不断改善和优化,最终实现人、自然与社会的和谐发展。目前,面向设计师的绿色建筑设计决策支持研究尚在起步阶段,如何在早期设计阶段给予建筑师实时可靠的技术评估以及可以权衡利弊并行之有效的信息支持,是该研究的难点之一。BIM作为当今建筑业新兴的信息技术,在方案设计阶段拥有以上介绍的三大突出优势为克服以上难点提供了新的工具与途径。因此,在当今信息化技术快速发展的背景下,基于BIM的建筑设计辅助工具的性能已远远优于传统的辅助工具,信息化设计辅助工具可以为建筑师提供实时、准确的建筑信息及快速的建筑分析与模拟反馈,可用于对不同建筑方案进行比较,以便提前解决建筑中可能存在的各种问题,从而给予建筑师有效及时的早期设计决策支持。
4基于BIM技术与传统设计方法的应用比较
本文以单体某综合办公楼为例,基于BIM技术与传统设计方法在绿色建筑方案设计的应用中进行对比分析。该综合办公楼位于大连市,总建筑面积为1800.06平方米,屋面高度为10.8米,主体结构形式为钢筋混凝土框架结构,建筑消防等级为2级。运用Revit软件建立综合办公楼的三维模型,将建筑信息模型导入到绿色建筑分析软件——Ecotect中并进行模型分析。选取绿色建筑的重要指标进行比较分析,主要包括日照间距、遮阳构件室内采光、太阳辐射以及节能情况等。
4.1土地的利用——日照间距的确定
通常设计师在规划设计时,为了保证日照光线不受相邻建筑物的遮挡直接射入到室内,需要在建筑物与建筑物之间留出一定的距离,这个距离通常称为建筑的日照间距。而在住宅小区,往往由于建筑布局的不恰当,以及四周建筑的相互遮挡,使得某些朝向选择较好的建筑并不能获得足够的日照条件,可以说,日照间距确定的合理与否,不仅关系着建筑物能否获得足够的日照光线,而且还可以使原本稀缺的土地资源得到充分的利用,以达到绿色建筑基本原则之一,即土地的节约与充分利用。通常情况日照间距的确定方法主要有以下两种:(1)传统的公式法日照间距的大小主要根据现行小区规划设计、住宅设计以及其他建筑设计规范中对日照标准的要求来确定。它受当地地理纬度、建筑朝向、建筑的高度和长度以及用地地形等相关因素的影响。在平坦场地上,任意朝向的条室建筑其日照间距主要根据公式:D=(H-H1)×cot(h)×cos(r)。其中,D为两建筑物间平地日照间距;H为前排建筑高度;H1为后排建筑底层窗台高度;h为太阳高度角;r为建筑墙面法线与太阳方位的夹角。从公式的外表形式可以看出,该公式复杂,计算繁琐,即使在确定正南、正北的建筑日照间距也显得非常困难;当面对复杂的建筑形式和布局时,只能进行简化处理,根本无法进行日照分析以及优化设计。(2)基于BIM的分析法为了阐述基于BIM的日照间距确定,本文以大连某综合楼办公项目为例,确定其日照间距,其具体步骤为:将Revit建立好的BIM模型导入到Ecotect分析软件中,为了能够快速、简便的确定日照间距,本文采用替代法进行分析,即在Ecotect软件中建立一个与该综合楼办公项目高度一样的框架,并且一楼窗户位置与Revit所创建的BIM模型一样,同时假定该综合办公楼的正南方向有一栋与其等高的建筑,根据建筑设计标准,南向墙体接受太阳的日照至少2个小时,本文选择8点半至10点半这两个小时,确定其日照间距。可以计算出此时红色的建筑由于受前面建筑物的遮挡,没有满足设计规定日照要求,此时的距离为16.3m,为了让该综合办公楼满足设计规定的日照要求,为此需要调整其距离,调整后距离为23m,可以算出南墙日照时间完全符合要求。由此可以看出,基于BIM的日照间距确定方法比较简单,并且形象直观,可以直接的观察到每个时间点的阴影,而在建筑选址以及具体规划的设计中,有以下几个方面可以为建筑物争取日照,同时达到充分利用土地、节约土地的目的:利用地势高差规划建筑物的布局,以减少建筑间的间距,一方面充分利用了土地,另一方面又满足建筑物日照的要求,这点特别适合大连市的地势情况;在多排多列建筑物布局时,可以采用建筑物前后排的错位布局,利用屋面山墙空隙来获得日照;不同高度建筑物布局时,可以将高度较低的建筑物布置在向阳位置,而较高建筑物布置在其后面。
4.2室内采光分析
(1)传统的方法在现实生活中,建筑物室内主要通过自然采光与人工照明得到照度。自然采光主要是通过房间的窗户进行采光,窗户采光的局限在于照度随房间进深下降比较快,照度分布很不均匀,同时房间较深部位不能得到足够的自然光线,虽然可以通过提高窗户的位置来增加一部分自然光线,但同时又受到房屋层高的限制;而人工照明主要是通过室内布置一定数量的灯具来获得照度,通常情况下,电器工程师主要按照现行值反推灯具的总功率,以总功率来计算灯具的数量,最终在建筑中按照需要布置灯具,而很多情况下,相同类型、相同数量的灯具因为排列方式的不同,会使室内产生不同的照明效果,有时,只要灯具布置的合理,可能并不需要按照电器工程师计算的灯具总数进行布置就能达到与其基本一致的照明效果。(2)基于BIM的采光分析面对着传统方法在自然采光中运用的不足,基于BIM的Ecotect软件为室内采光环境的改善带来新的契机,即在窗户合理位置处设置阳光反射板,将太阳光通过阳光反射板反射进入房间进深较大的房间内,使房间较深部位也能够得到适宜的照度。此外,运用Ecotect软件可以确定阳光反射板的尺寸,来达到合理利用太阳光的作用,这样既能充分利用太阳光线,也能达到节约阳光反射板材料的效果。室内采光的另一种途径就是人工照明,相同数量、同一类型的灯具布置不同,产生的照明效果也不同,而Ecotect软件具有模拟灯具布置产生照明效果的功能。采用较为分散的布置方式,产生的照度平均值为158.45lux,在程序中可以看出光线分布不够均匀,而采用较为紧密的方式布置,产生的照度平均值为156.57lux,从程序可以看出光线分布比较均匀,从分析结果可以得到,灯具的布置不同确实会造成照度的不同以及光线分布不均匀情况,这样可以为相关设计师提供灯具的合理布置,以达到照明效果最好的布置。
4.3节能优化设计
近年来,随着经济的飞速发展,能源的消耗与日俱增,全球能源短缺的状况日益凸显,能源问题已经成为每个国家首要关注的问题。与此同时,我国建筑能耗占社会总能耗的比重也在不断增加,节能建筑也成为我国所推荐的一种趋势。由于不同的建筑设计方案能源消耗差别较大,因此在建筑方案设计阶段对建筑进行能耗模拟,判断建筑是否节能具有重大的意义。而对建筑进行能耗模拟分析,目前主要有以下两种方法:(1)传统的方法大多数建筑都是参考已有生态建筑设计的案例和技术,利用以往的2D软件,由相应的专业人士通过手工输入的方式将建筑设计的一系列数据输入到专业软件中,进行能量分析。该方法的局限在于能耗分析需要大量的专业数据,输入繁琐,专业性强,造成建筑师难以花大量的时间与精力去研究能耗模拟软件并完成不同方案的能耗分析工作;另一方面,设备工程师需要在输入建筑数据后使用能耗分析软件进行能耗分析,而分析结果并不能直接反映到建筑模型中,导致能耗分析通常安排在设计的最终阶段,不能及时为建筑师提供方案设计依据。(2)基于BIM的Ecotect节能分析面对着传统方法的局限,基于BIM的Ecotect软件分析可以解决采用传统方法存在的问题,由于建筑朝向、维护结构性能等因素是影响建筑能耗的重要因素,为此,本文基于BIM的Ecotect软件分析建筑朝向与维护结构性能对建筑能耗的影响。
4.4设计方案优化的对比分析
在上一节中,笔者以大连某综合办公楼为实例,详细介绍了传统设计方法与基于BIM技术的设计方法在该实例室内采光、日照间距及节能设计时的应用,两者优化对比分析见表5-1。
5结论
在论文完成之际,首先要感谢我的导师单承黎老师在两年半的研究生学习中给我悉心指导、亲切关怀和热情帮助。从选题到资料的收集以及论文的写作,无不包含着导师的关爱和心血。
导师宽厚的教学作风,朴实严谨的治学态度,强烈的责任感,敏锐的洞察力,富有创造力的学术见解以及渊博的专业知识,这些优良品质都将使我终身受用。导师的人格魅力也深深影响了我,使我在学术水平和工作能力上得到很大提高的同时,也更加明白做人的道理。
感谢朱赛鸿教授、舒平教授、孔俊婷教授、袁景玉教授、赵晓峰教授、刘磊副教授、任彬彬副教授、李建华副教授、魏广龙副教授在学习中给予的有益教导,使我可以掌握一定的理论基础和研究方法,得以展开设计研究,在此深表谢意。
(1)综合性和整体性原则。对建筑进行设计时,要对整体的建筑构想和建筑要求进行综合考虑,绝不能片面思考。建筑设计一般都是分部分进行,建筑设计师在初步设计时,要从整体角度考虑,不能“断章取义”。只有对建筑进行全面的研究与解读,才能把建筑的美观、功能以及实用性进行完美的结合。并且部分与整体是紧密相连的,必须将其有机的结合起来,才能相得益彰,互增色彩,使整个建筑的设计更加完美。(2)有序性原则。有序性原则,是指低层系统与高层系统的关系。整体来讲,高层系统由低层系统构成,低层系统对高层系统有着重要的决定性作用,同时各个层次自身也存在着相应的关联作用。随着层次的不断升高,结合度不断减弱,它有利于层次结构的稳定性,即:层次结构越稳定的,其结合度越低。所以,要对功能分区进行合理分配,有效组织各种流线,合理地整合空间序列。(3)结构最优化原则。要想建筑物既实用又美观,就要保证结构最优化设计的地位。各种设计性能的载体是结构,决定着建筑性能表现的主要因素是结构的合理性,反之,性能所反射出来的效果也能反映出结构的好坏。要素是结构的有效组成成分,结构的走向被要素的运动趋向所影响,因此设计者必须考虑的重中之重就是结构。
2现代建筑设计创新的方法
2.1建筑设计体现人性化
当前的社会是体现人文关怀的社会,由于社会发展的要求和人们的心理需求,指导和牵引着建筑设计的发展方向,建筑物所传达出来的美感,可以让人有一种视觉上的享受,如此,这便是一个成功的建筑设计作品。建筑物中也存在有灵魂,它是一种首创精神和公众精神,使得建筑美和艺术美相靠拢。一个建筑,只有有了人的味道,才能成为情感的归属,因此,作为建筑的设计者要尊重环境的整体性和多样性,让人们拥有真实的存在感。
2.2发扬中国传统的建筑艺术
在现代建筑中,可以运用具有特色的局部传统建筑,如色调、形状、纹样、线条、质感等。或者在传统的建筑形象中,寻找具有代表性的象征因素,并以抽象为符号,在创作中加以运用。由于被人们熟知而产生的亲切感,可以减少现代与传统的多面矛盾,但在这个过程中要与现代的建筑方法相结合,不能生搬硬套。
2.3把绿色思维添加到建筑设计
在能源和环境危机的作用下,各国的共同追求是走可持续发展的道路。在建筑领域的循环经济中,绿色建筑怎样科学实现循环,值得我们深思。绿色建筑,是要用相对较小的成本尽可能地控制能源的消耗。建筑师们要把绿色思维渗入到每项建筑设计的活动中,绿色思维的思维模式是以平衡为本、创新为魂,在从事建筑设计活动中具有创新性。创新则革命性地冲击了绿色建筑设计的方法、内涵和理论。由于这一部分是通过软性呈现出来的,因此建筑师们一直没有足够重视它。然而推行绿色建筑,必不可少的要用到新材料、新技术,这一部分则是硬性的,密切关系着投资的造价,也是当今建筑中建筑师设计时所关注的重点,建筑师的责任是提高关注软性技术的创新度,使功能、性能艺术、环境等方面达到整体最优化。
2.4可持续发展设计
社会经济和技术的发展,人口数量剧增,给地球上有限的资源和环境带来了严峻的考验。我们设计创作时,必须要运用可持续发展的策略。目前,一些发达国家把高投入、高新技术作为减少浪费,充分利用自然资源的手段。但是,我国目前的基本国情,还不适合大面积采用这些高成本的建筑方式,现阶段要把可持续发展战略与传统建筑设计联接起来,充分的利用现有资源,同时加入高新技术,开发出质优价廉的新材料,将其运用到建设当中。这不仅可以节省成本又能保障工程的质量,还可以废料利用,变废为宝。
3结束语
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