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模仿和復制是當前我國建筑行業最常用的方法。將一些具有國外風情的建筑藝術生搬復制到我國的各地。這也是我國各地層出不窮的“歐洲小鎮”、“英國小鎮”、“法國小鎮”等仿外國小鎮形成的原因,以及各類仿古建筑一條街、仿古石材和仿古技術的應用等。使建筑技術和建筑審美都處于一種模仿和生搬復制中,失去了當代建筑的特色。
1.2新奇特出位
從上個世紀九十年代開始,改革開放以后我國各地建筑的飛速發展,人們對建筑審美觀念的改變,我國的建筑樣式呈現多元化發展。尤其是近年來,更趨于個性化、潮流化發展,因此,也產生了一些新奇特的建筑,博得了人們的眼球,但這也并不能說明體現和代表了我國的建筑審美與建筑技術的水平。如央視的“大褲衩”、蘇州的“秋褲”、湖州的“馬桶蓋”、杭州的“比基尼”等都是我國近年來出現的奇特建筑。
2故宮:經典建筑審美與建筑技術分析
審視一座建筑的美學理念和建筑技術,一定跟當時人們的審美觀念和建筑技術能力有關。在中國傳統的的建筑審美發展程中,也大多體現在建筑形式上。故宮是我國明代建立起來的皇宮建筑群,在故宮的空間設計、形體比例、色彩使用、裝飾裝潢等方面都體現了明代人們的審美觀念,和當時的建筑技術上的成功之處。尤其是在色彩和裝飾的處理上,故宮主要建筑都采用了黃色琉璃瓦,朱紅公的門窗、臺柱,以及折色的臺基,從色彩上來看錯落有致,別具一格,能夠顯示出皇家的氣勢恢宏。故宮的建筑裝飾十分的講究,不但重視屋頂的裝飾,就連屋角也都做了翹角飛檐,在屋脊上添加走獸的裝飾,這些都是古代傳統文化中有著深刻涵義內容。在故宮整體建筑中,還按照主次進行了巧妙的處理,使建筑審美和建筑技術得到了最佳的融合,也體現了我國古代建筑的水平。
3當代建筑審美與建筑技術的思考與設想
現代社會的不斷發展,人們的審美觀念的提升和改變,對建筑行業的要求越來越高。如何將審美與技術更好的融合起來,是當前建筑行業面臨的重要問題之一。同時建筑審美與技術的結合是當代和未來建筑發展的方向。
3.1建筑審美的多元素滲透
縱觀西方國家和我國古代的建筑,每一處建筑的審美與技術都與當時人們的審美觀念,和建筑手段有著密不可分的關系。我國自改革開放以來,尤其是近十幾年來,在眾多的建筑中也大量的引用了西方國家的一些美學觀念和建筑技術,在建筑風格上逐漸向潮流化發展,但與此同時卻失去了我國傳統建筑的韻味,有些過于模仿和照搬。但審美是一個不斷變化的思維過程,我們也無法做到限制和阻止,面對即使文化背景相近的人群,對建筑審美觀念也不盡相同的現象,更多的是倡導建筑審美的多元素滲透。
3.2建筑技術的創新發展
在改革開放以后,西方建筑技術也逐步走進了我國的建筑行業,但由于實際情況的不同,在具體的實施中有一定的局限性。在新技術的推廣和實施中存在著一定的問題。一是要么一味的照搬西方建筑技術,使沒有西方建筑技術的施工隊伍和基層的施工人員一時難以適應,無法達到建筑要求的水平,工藝水平也無法得到保證。二是將傳統的建筑技術全部丟棄,使原本一些具有較高工藝價值和技術成就的建筑技術丟失,造成了較大的損失。因此在建筑技術的發展過程中,除了要吸收西方建筑,保留傳統的技術外,還要增加適合我國建筑發展的技術創新。
3.3審美與技術的融合
從歷史上保留下來的偉大建筑來看,凡是被稱為奇跡的建筑藝術都是審美與技術最佳的融合體。中國美術家協會主席靳尚誼早在2006年兩會期間就談到:“綜觀世界名城的形成過程,在城市形象方面都有一個長期探索、調整、磨合的過程,使新與舊和諧一致,而這正是我們缺少的。”因此,在未來建筑行業的發展中,審美與技術的良好融合,是建筑行業的走向和趨勢。
常人對于繪畫作品的解讀,往往停留在視覺表象層面,而建筑師對于畫作的分析,卻帶有深入淺出的專業性。在弗拉·安吉列克的《圣母領報》一畫中,阿爾阿·阿爾托認為描述了矛盾而逆反下的封閉與開敞的空間關系,其中包含院子的室內體驗以及房間內部的室外體驗。例如,室內天棚的藍色和星空點綴的的方式將門廊與室外花園聯系,被安排在畫面中央的天使斜上方有一道陽光直接照射在畫面右側的天使身上,光成為了構成畫面縱深感的要素,暗示了空間的滲透性與方向性,塑造了空間從無形到有形的過程。這種表達房間里活動關系的繪畫,正是詮釋建筑體驗過程的實質語言。從建筑師身上我們看到了其賞畫的獨特視角,亦從繪畫藝術中我們看出了建筑設計的基本語匯。
2設計思維中的手繪語言
思維產生設計,設計由表現來推動和深化。在設計過程中手繪語言是描述空間豐富性、環境多樣性和視覺直觀性的最為直白的形式。同時,也是溝通設計方案理念、表達方案獨特意象和交流設計思想最為便利的手段。通過手繪設計語言,可以更高效、便捷地觸及設計本質內容和核心思想。現代建筑的旗手勒·柯布西耶作為20世紀最有影響的建筑大師,是手繪表達建筑思想的典范。他用圖畫記錄自己的靈感來用作思維筆記,隨時記錄突發的靈感閃現。他常常簡略勾出頭腦中對建筑的思維印象,充分利用手繪表達的各種可能性,通過與設計思維的對話,來完善作品的可讀與獨特性,最終成為一種固定的設計思維模式。所以,手繪表達設計思維模式的必要性是明顯的。手繪語言的表達,自身具有一定的真實預見性。如在設計前期對建筑尺度、材料、形式、方向的推敲,經過手繪圖示語言的簡述,在紙上呈現出草圖分析的設計結果。設計師將建筑思維表達從抽象中提煉、概括,最終形成具象的圖案,為設計創作開辟了自由創作的空間,高效、準確地表達出設計意圖。如下面的設計師草圖,通過對建筑總體和細部之間的把控,經過微調變化、揣摩推敲等一些列的方式,不斷做出比對與配合,最終達到合理、滿意結果。
3手繪表達與設計思維互動性
“思維”在現代認知心理學和頭腦生理學的相關研究中,已經建立了通過視覺形象構成思維的一種綜合的形象觀點。即觀看、想象、表達。當思維被以具象的形式表達出來時,我們就稱之為圖像化思維,這種圖像化思維的產生過程就是設計師將抽象空間思維建立成具象設計成果的過程,那么手繪表達的思維意識就成了過程中必不可少的橋梁,成為設計語言。這是一種手腦協調、感官并用的過程表達,這種思維的完善是依靠視覺圖示和大腦思考的多次溝通交流與對接互動所完成,并且交流互動在重復的過程中不斷提高,從而達到設計思路的不斷完整和設計方案的不斷完善。可以說設計質量好壞的決定性因素一定程度上來源于手繪設計思維與表現的交融互動。
雖然建筑師在前期設計階段的思維意識、目標成果還并非很明確,其思維呈現出模糊性、易變性和盲目性的特點,很難把握準確唯一的設計進行方向。因而此時需要一定的演變空間,這種空間可以是抽象的,也可以是具體的,思維在演變空間中不斷自我蛻變與衍生,好比分裂階段的細胞體,相互之間并無絕對意義的關聯,但在大背景下是按照一定的內在規律運行和發展。而手繪表達恰恰作為便捷、高效的記錄方式,啟發設計者的思維,巧妙捕捉設計者的方案靈感構想,與思維運作節奏形成良性互動,將抽象設計推向具象化的圖面表達中。當然,這其中最重要的是思維與表達的正確互動策略,整體觀、全局觀和具象觀是正確運用手繪表達的關鍵。盡量把握好各個關系之間的度,把握對象特點,確定重點并做到有的放矢,以清晰的邏輯思維為指導,利用圖像的多層次、多遞進的特點,實現手繪與思維的實時互動。
4透過手繪看設計思維創新性
所謂創造,就是從無到有的過程,而創新,則是從現有到突破的改變。既然思維是人腦對客觀事物的準確、間接和概括的反映,是人類智力活動的主要表現形式,那么創新性思維就是一種高于常規性邏輯思路和智力活動且打破常規的思維形式,它是各種思維的高級綜合運用和反復辯證發展的過程。而靈感往往來自于創新性思維,它打破固有模式的束縛,改變以往對待事物的看法、認識和觀點,從傳統中剝離出來。由此可見,創新性思維與靈感在本質上具有內在統一性,并且靈感是創新性思維形成發展過程中的重要環節和階段。而手繪表達則是靈感的再現,在短時間內迅速將抽象的靈感通過圖示語言和具象圖案表達出來。反而言之,獲取靈感也是手繪表達的一個重要目標,通過大量已有的設計圖式、造型來拓寬視野、啟發思路,達到設計目標。
手繪表達激發靈感的涌現,靈感又孕育出思維創新。在方案創作初期階段,新的思路產生往往在于靈感的誘導迸發,這種迸發并非是隨機產生的,而是通過手繪圖示所進行的抽象思路與具象語言之間的轉換變更所潛移默化形成的。當針對某個設計主題進行苦思冥想而百思不得其解時,在草圖紙上將思考過程、體塊、空間關系一一表示并仔細解讀,經反復的推敲、論證后發現,最快捷敏銳地突破設計難點的往往是手繪表達的輔助設計過程。這種發散式的設計程式正是思維創新的基點和源泉。
5萌生在設計手稿靈感中的建筑
蓬皮杜中心位坐落于巴黎塞納河岸,設計師是第二十屆普利茲克獎的獲得者倫左·皮亞諾。通過外露鋼骨及復雜的管線以及一反傳統的建筑風格,打破文化建筑所應有的設計常規造型,強調現代科學技術同文化的密切聯系,是現代建筑中高技派的典型代表作。蓬皮杜中心的剖面草圖,反映了廣場下沉空間和建筑內部在空間關系上的處理方式,其中有建筑師對廣場休憩、觀演、展覽等活動的剖面視線設計考量,還有下沉廣場與建筑主體主立面的對位關系。從設計草圖上可以看出,其線條流暢、肯定,比例準確到位,充分表達了建筑的結構特點以及主要空間的關系,簡練、概括的手繪思路特點反映了設計本身在圖紙上的主要信息,并不拘泥于細節,從設計草圖中我們可以讀出建筑師對于空間關系的理念意象和思維把控。
關西國際機場航站樓位于日本大阪灣東南部關西國際空港內,設計師為倫左皮亞諾。從設計開始,東線明確便是主要的設計目標,為了達到這一目標,設計之初便做了兩項規劃,一是調整房間的布置位置,二是建長廊來滿足造型需要。屋頂由一連串格狀鋼桁架組成,線條呈現強烈的方向性,引導旅客在建筑內部的交通方向。設計還特別注意了視覺上的明確性和結構上的邏輯性,使從屋頂到下部整體結構保持一致。其方案草圖簡略而準確,充分表達了建筑形態中的優雅曲線與室外場地與建筑的銜接關系,在手稿中我們看到了倫左·皮亞諾對概念表達與實際項目的把控力,很好地將草圖對于建筑的影響詮釋在前期設計階段。航站樓的剖面草圖簡要表達了建筑基本結構單體的組成方式以及連續拱形的強烈運動變化特征,并在下面描繪了桁架結構的主要特征。
提巴歐文化中心位于新喀里多尼亞,倫左·皮亞諾在設計前期研究了卡納克文化的精髓,對卡納克民族的生活進行了自習的考察,觀察到當地人常在棚屋旁舉行盛大的祭祀活動,因此認為棚屋是最能代表其民族特征的建筑形式。又因卡納克人喜歡群居,因而皮亞諾借鑒傳統樹樁的布局形式,組合成為建筑群體空間。由于基地的特殊氣候條件,皮亞諾特別注意利用當地信風和陽光的因素,并受之啟發。建筑通過生態策略捕獲微風,引導新鮮空氣通過結構中較低的部分,使熱空氣經過對流交換與熱壓通風作用后經系統而排出。在草圖設計中我們可以看到皮亞諾對于各項策略熟練應用而進行的手繪表達,簡明而生動,從對環境的思考,到建筑空間與環境的關系,再到材料的使用和地形地勢利用,這份手繪概念圖解將建筑師的思想體現的淋漓盡致。建筑剖面草圖中準確表達了建筑對場地高差的利用方式,以及結構建構的意象設計,反映了建筑師手腦協調,靈活并用的建筑素養。
目前,我國對古建筑進行深入研究都有不少的研究性書籍和論文。如:
1.古建筑保護措施與意義的探討,《古建筑保護的意義與措施》(楊笑天,1997),提出古建筑保護的歷史意義和現實意義。明確地說明保護古建筑既是見證歷史的需要,也是建筑專業學習和旅游產業發展需要。
2.古建筑數字化保護研究,《基于GIS與三維激光掃描的古建筑保護》(邢昱等,2009),提出以三維激光掃描點云數據作為基礎數據,結合地理數據庫和三維建模技術,通過建立古建筑數據庫,設計基于GIS的古建筑數字化保護系統。這些研究大都側重于方法論即數字化的保護研究,對立體保護古建筑起到了積極的作用。過去,我們僅依靠文字、圖片去詮釋古建筑藝術,這對于古建筑藝術文化內涵的解讀顯得薄弱而沒有足夠的說服力。而文字和圖片呈現給人們的僅僅是二維的影像,在文字方面僅依賴于講述者的個人感官意愿,無法正確闡釋其古建筑文化內涵,也無法及激起族群內部人的自覺性,其建筑藝術也難以賡延。只有通過現代影視技術的立體性展現,引入當地建筑文化持有者的講述,利用現代影視技術對族群古建筑進行全息性保存,最大限度地保留其藝術元素的本真性;編輯和整合族群古建筑藝術系列影視片,傳播族群古建筑藝術文化內涵。
(二)賀州族群古建筑的藝術特點
對賀州族群古建筑藝術進行分析和研究,是我們將現代影視技術引入的第一步,只有對古建筑的藝術特征有一定程度的掌握,才能從真正意義上使族群古建筑藝術得到保護與傳承。賀州的族群古建筑隨著族群社會各方面的變遷與發展,特別是族群文化藝術的發展,表現出極富地域族群性和藝術多樣化的特點。
1.建筑布局方面。賀州的族群古村落的建筑布局各有不同,大到整個古村的整體環境布局,小到每一間房屋的建筑布局,都經過了古人的精心布置。有的古村呈八卦圖形,有的猶如蛟龍盤旋而上之勢,有的依山臨水,每一處都是人類智慧的結晶。如賀州黃姚古鎮,整個村落有八條街巷形成建筑組團的網絡,布局呈“九宮八卦”形,呈現的是枕山、環水、面屏的“風水寶地”。大部分建筑白墻灰瓦,兩層磚木結構,一樓多為商鋪,二樓住人,具有典型的嶺南建筑特色。每一座建筑在整個布局當中都有其存在的意義,它們用其特殊建筑語言詮釋不同的族群文化。
2.建筑結構方面。賀州目前大致保存的古建筑包括有干欄式、半干欄式和磚木結構三種主要類型。在不同環境下生活的族群,地理、文化等方面都存在差異,其建筑結構也受地形、氣候以及人們的生活習慣所影響,因而古建筑的選址、風格與造型、內部結構、布局等方面都有不同之處。如:賀州富川瑤族自治縣朝東鎮福溪村百柱廟,采用我國北方常見的抬梁式和南方的穿斗式構架相結合的建筑風格,建筑形式獨特,內部裝飾精美,為全國少見。其特殊的結構形式,是楚文化沿賀州古道南傳的重要歷史遺跡。
3.建筑裝飾方面。古建筑中的雕塑刻飾也是由早期的簡單質樸向繁復精細發展,形成圖案化、規格化,時代風格非常明顯。如賀州龍道古村,整個古村的建筑為青磚瓦房,特別是建筑中的“三雕”即灰雕、木雕和磚雕的構圖、內容及文化蘊涵,在建筑雕刻藝術根植于深厚的族群傳統文化,體現出獨特的民俗藝術氣息和鮮明的人文主義精神。
4.建筑形式方面。賀州地處三省交界,多元文化在此碰撞、融合,形成多樣的建筑形式,在賀州的族群古建筑中有些建筑物有著明顯的外國建筑裝飾藝術的特點,這表明了早期國外建筑藝術對中國古建筑的滲透和融合。如臨賀古城,整個古村建筑群中形成國外建筑藝術與中國傳統建筑藝術相生相惜的格局。在建筑構件上,護欄、壁柱、拱券等西式建筑構件的廣泛運用,也體現著外國建筑技術與中國傳統建筑藝術相結合,使古建筑具備了中國式的新風格、新形式。
(三)現代影視技術的應用
現代影視技術在古建筑藝術中的最優化研究,主要探索攝像與對象的高保真問題,即解決色差、解析度等技術問題,最大限度保留建筑藝術元素的本真性。我們可以利用現代影視技術、影視材料對古建筑細節進行刻畫和表現,甚至是對古建筑的仿真性的影視重構,在影視片段的后期處理中還可以運用多媒體集成技術(Presenter、CorelDraw、PhotoShop、IEBook、Captivate、Cooledit、Flash、SwiffChartPremierePro、SwishMAX等等)對文本、圖形、圖像、音頻和視頻等進行編輯,同時對各種媒體進行采樣、壓縮、編輯、修改、整合、存儲、傳輸等交互性處理,通過對多種媒體表達的建筑元素進行恰當地整合、提煉,展示出古建筑的素材具有較強的交互性,從多角度去體驗古建筑的魅力。如:Premiere是非線性編輯軟件,由于它的編輯功能強大,文件格式和相關軟件的兼容性好,在視頻、音頻編輯方面表現出色。可以根據族群古建筑所反映的真實的藝術內涵和腳本,對采集的數字視頻、音頻進行處理、合成、最后形成具有真實性的影視片段。從而使族群古建筑藝術的保護與傳承實現藝術和技術并行。
二、族群古建筑藝術保護與傳承的策略
(一)加強古建筑持有者保護藝術文化自覺性
當地居民作為族群古建筑的“持有者”,族群內部人的思維方式和認知方式是解讀族群古建筑藝術文化的關鍵。所以,實實在在的將保護族群古建筑的自交回古建筑的擁有者———當地居民,由他們直接管理和經營,并與相應的旅游開發商洽談合作,在此過程中,政府只是加以適當的調控及幫扶,使古建筑“持有者”真正感受到“主人翁”的地位,增加居民收益,同時也減輕了在古建筑維護、維修方面的資金壓力,形成不斷提高古建筑應用價值和藝術價值的“經濟利益鏈”。同時,當地居民在保護族群古建筑中應該處于主導的地位,他們除了充當保護的使者同時也是古建筑藝術文化的詮釋者,通過宣傳、教育等多方面手段,提高“持有者”的藝術文化修養,使其具備對本族建筑與藝術文化獨特的思維和視角。通過對族群古建筑藝術元素的提取及其“持有者”的文化解讀,可以更深層次地了解古建筑的文化內涵及藝術特點,給我們破解其“文化地圖”提供了可借鑒的方法,最大程度地保護族群古建筑藝術的完整性、保真性。通過實施一系列積極保護與傳承相結合策略,以激活族群的傳承內動力和文化自覺,達到古建筑藝術文化的自然傳承與延續。
(二)加強對古建筑藝術文化的挖掘與開發利用的研究
目前,對賀州族群古建筑的研究僅有少量的文獻資料,而對于古建筑藝術文化的解讀顯得薄弱,而對賀州族群古建筑藝術進行影視化保護,是用影視文化特有的方式詮釋古建筑藝術的魅力。目前,賀州族群古建筑研究尚處于起步階段,技術也相對落后。近年來,《茶是故鄉濃》、《酒是故鄉醇》、《月光戀》等影片在國內火熱上映,賀州的深厚文化底蘊不斷地呈現在全世界人民的眼前,被人們所熟知。隨著賀州古建筑的知名度不斷地提高,我們更需要以此為契機,利用專業的團隊研究,充分發掘和整合古建筑的人文歷史資源,并運用影視媒體等宣傳手段具象地將族群古建筑的藝術文化呈現出來,引起社會的高度關注,進一步發掘族群古建筑的藝術價值。同時,以影視化為載體,將發展當地特有的文化產業和旅游產業相互結合起來。如賀州黃姚古鎮年接待游客上萬人,大量游客的涌入必定帶動當地的相關旅游業、服務業、手工業、食品業等行業的發展,具有三維立體的影視片段可以廣泛應用于各行業的推廣及廣告宣傳等方面,從而成為整個區域的經濟文化發展的一部分。
(三)古建筑的維護應堅持“修舊如舊”的原則
社會經濟的發展,人口流動及旅游產業的開發必定會對古建筑造成一定的損壞。特別是古鎮的旅游由開發商運作,為求獲得最大的經濟效益,古鎮接待游客的數量大大超過的所能接待的能力,這給古鎮的定期修復造成較大影響。如何對古建筑進行合理的修復,也是廣大學者所重點研究的內容。我國對古建筑的保護研究,緣起古文物修復理論。梁思成留下了珍貴的《圖像中國建筑史》等學術遺產,并提出“修舊如舊”的方法,給人以啟迪。賀州的族群古建筑中,依附于古建筑并存的還有大量的建筑裝飾藝術,如:白墻灰瓦的色彩搭配,體現了質樸淡雅的嶺南特色;磚雕、灰雕、石雕和壁畫、匾額等,其表現形式、藝術造型、色彩的運用等方面,都有其不可代替的意義。在修復的過程中,只有保持原有的修復工藝才能從真正意義上保護與傳承古建筑文化藝術。
二、高技術特征下的“生態建筑”觀與“建筑節能”觀
高技派建筑在后現代思潮的影響下,從早期以蓬皮杜藝術中心式的英雄形象和不合作形象開始轉向對于人本身的關懷,并開始走向對于歷史文脈、場所精神和自然環境的融合。而隨著綠色運動的發展和生態主義的興起,以及在可持續發展思想的影響下,高技派建筑開始思考如何通過技術的發展與進步改善建筑的使用方式和存在形式,從而實現建筑與周邊環境在能量流動、物質循環、信息交流上的高效與節約;實現在資源有限的條件下如何充分利用可再生能源和物質資料來滿足人體的生物舒適和要求,進而實現與自然的和諧共處。因此,“少費多用”的設計思想也成為了高技派建筑發展的重要設計指導原則。借助計算機技術、被動式或主動式能量利用技術,改變建筑的外維護結構,實現建筑表皮對于氣候變化的自我調整和呼吸功能,達到建筑系統與外界生態環境系統的能量、物質材料交流成為了今天典型的高技術建筑設計的設計策略。
引言
醫療改革必然加劇醫療市場的競爭,為了更好地適應醫院從“以病人為中心”發展到“以患者為中心”,再到如今的“以人為中心”的經營理念的轉變。醫療環境建設顯得越來越重要,人們都知道:建筑是凝固的音樂的道理。因此,醫療建筑就更強調建筑的可持續發展(SustainableDevelopment,SD)和人性化。
1.門急診樓的特點和任務
醫院門急診樓是醫院的窗口和門面,是患者最先接觸醫院的地方。門診人流復雜,在有限的空間和時間內,易形成健康人與患者混雜的局面,造成患者與患者、患者與健康人之間的交叉感染[1]。因此、合理的空間布局,現代化的建筑物自動化系統(BuildingAutomationSystem,BAS)、快捷的通訊網絡、智能化門診綜合電子信息系統、人性化的候診大廳,必將成為醫院門急診樓建筑智能化的全新理念。
2.門急診樓智能化設計原則和目標
2.1設計原則每個時代的建筑無不打上時展的烙印。在智能化門急診樓的設計上,將技術先進、符合主流標準、滿足實用要求和便于系統維護作為出發點[2]。由于智能化建筑有很好的投資匯報率,經濟效益顯著,給建筑藝術與信息技術完美結合提供了良機,綜觀國內外醫院建筑設計主流思想和設計理論,突破了以功能為主的設計理念,“以人為中心”成為醫院建筑設計的首要原則。因此,在進行醫院門急診樓的智能化設計時,既要做到功能的疊加,又要防止設備的堆積[3]。避免以“A”的多少來評價智能建筑水平的高低。將建筑設計的前瞻性、科學性、創新性以及設計、施工與管理作為門急診樓的設計原則。防止“病態建筑[4](sickbuilding)”或“室內空氣質量(1ndoorAirQuality,IAQ)惡劣”的建筑出現。以結構化布線為基礎,架構智能化門急診樓的信息高速公路,給就診患者和醫務人員提供集人性化、信息化、專科化和商業化于一體的新型智能化門急診樓。
2.2設計目標廣大患者渴望有一個溫馨、舒適、方便、和諧的就醫環境,渴望醫院提供高水平、快捷周到的醫療服務。而盡最大努力滿足廣大患者的要求[5],是建設智能化、現代化門急診樓的宗旨和努力方向。門急診樓在軟環境的設計上除應具備完善的數據、語音、圖像及多媒體通信與信息綜合服務功能外;在硬環境上也應將門診醫生診室設計成“一醫一患一室一床”,以便保護就診患者的私密。
3.門急診樓智能化建筑設計的內容
3.1結構化布線系統的設計作為智能化建筑工程中的神經中樞——結構化布線系統(StructuredCablingSystem,SCS)是智能化建筑的關鍵部分和基礎設施[6]。門急診樓的智能化設計,必須充分重視SCS。從技術的角度講,應根據SCS技術的發展適度超前,在經費許可的情況下,可以考慮光纖到桌面(FiberToTheDesk,FTTD)的布線方案,提升網絡的整體性能。醫院信息管理系統(HIS)、醫學影像存檔與通信系統(PACS)等的投入運行,以及電子商務(EC)、辦公自動化系統(OAS)在醫院的應用等都離不開SCS。而且隨著醫院數字化、網絡化建設的發展,在未來的5-10年內,門診醫生工作站必將全面投入使用,更是離不開SCS的支持。
3.2BAS的設計廣義的BAS不但包括建筑物樓宇設備的監控,還包括安全保衛系統
(如電視監控、門禁系統、防盜報警等)、管理服務系統(如各類報表編制、計量系統、物業管理系統等)。此外,用于消防的火災自動報警與消防聯動控制系統(FA)也屬于該范疇,因其要求更高,國內近年來將其作為一個獨立的系統進行設計和施工。本文所討論的是狹義的BAS,主要包括以下幾個方面:
3.2.1空調系統對空氣流通有特殊要求的醫院門急診樓建筑,應以提高空氣質量、降低噪音和節約能源為目的,同時綜合考慮中央空調的類型、輔助設備、末端設備,氣流、風量等因素。以外,在醫療建筑中將醫療環境檢測系統納入空調系統進行設計是十分必要的,在建筑的不同區域和空調系統的排風口等處安裝相關傳感器(如二氧化碳傳感器等),進行必要的環境檢測,同時在空調系統的設計上參考防治“非典”的空調設計要求。
3.2.2停車場管理系統隨著數字化城市建設的加快,機動車數量迅速增加,就診患者車輛的停放及管理將成為門急診樓建設又一重要課題。采用先進的停車場管理系統既能對車輛進行有效管理和控制,保持良好的醫療環境,又能產生一定的經濟效益。
3.2.3建筑醫療設備的設計和傳統的樓宇建筑設備如電力監控系統、給排水系統等相比,建筑醫療設備有其自身的特點:第一,與建筑環境結合緊密,如集中供氧、負壓吸引、壓縮空氣以及笑氣供應和回收等子系統都必須結合醫療環境需求進行設計和施工。第二,各子系統前沒有國家規范,醫院在進行三氣系統的設計時,必須結合醫院需求,量身定做。同時在管理上,應將三氣系統納入BAS系統進行統一監控,實現普通樓宇設備與建筑醫療設備的統一管理。
3.2.4火災自動報警與消防聯動控制系統的設計該系統往往與BAS分開考慮,但是,在目前計算機技術、網絡技術飛速發展的今天,火災自動報警與消防聯動控制子系統與BAS分開設計、施工和管理的模式,是與今天的科技發展不相適應的。不利于BAS的系統集成(systemintegrated,SI),不能達到節約人員,節省維護費,提高工作效率的建設目的。在施工期間,強調隱蔽工程的施工和驗收,杜絕消防隱患,同時在建筑設備的選擇上,嚴把質量關,因為建筑產品有使用后不可逆的特性,即建筑安裝完畢后,很難通過“修改”的方式彌補缺陷、完善其功能。智能化建筑尤其如此[7]。
3.3門急診背景環境調節系統的設計用于對門診大廳、候診廳等公共場所的軟環境進行調節。從就診患者的心態來講,都想盡快就醫,離開醫院。但由于一些客觀條件的制約,
候診是必然的。在候診期間,患者及陪護者如何度過這段時間,是醫院在建設門急診樓時必須考慮的問題。背景環境設計是門急診樓家庭化設計的體現,優美的輕音樂,舒緩的旋律縈繞在門急診樓內外,使患者有一種親切感和歸屬感。背景燈光通過計算機來調節照度、色度,如在夏季以冷色調為主,冬季以暖色調為主,系統對改善門急診樓的就醫環境將起到積極作用。
摘要:本文對近年來有關建筑智能化技術的應用與研究進行了論述,雖然文獻報道了許多有關智能建筑的最新技術,但對于醫療建筑智能化方面的報道較少,作者就醫療建筑智能化的內容進行了論述和歸納,期望為國內醫院門急診樓智能化建設與設計提供參考。
關鍵詞:智能建筑醫院建設應用
引言
醫療改革必然加劇醫療市場的競爭,為了更好地適應醫院從“以病人為中心”發展到“以患者為中心”,再到如今的“以人為中心”的經營理念的轉變。醫療環境建設顯得越來越重要,人們都知道:建筑是凝固的音樂的道理。因此,醫療建筑就更強調建筑的可持續發展(SustainableDevelopment,SD)和人性化。
1.門急診樓的特點和任務
醫院門急診樓是醫院的窗口和門面,是患者最先接觸醫院的地方。門診人流復雜,在有限的空間和時間內,易形成健康人與患者混雜的局面,造成患者與患者、患者與健康人之間的交叉感染[1]。因此、合理的空間布局,現代化的建筑物自動化系統(BuildingAutomationSystem,BAS)、快捷的通訊網絡、智能化門診綜合電子信息系統、人性化的候診大廳,必將成為醫院門急診樓建筑智能化的全新理念。
2.門急診樓智能化設計原則和目標
2.1設計原則每個時代的建筑無不打上時展的烙印。在智能化門急診樓的設計上,將技術先進、符合主流標準、滿足實用要求和便于系統維護作為出發點[2]。由于智能化建筑有很好的投資匯報率,經濟效益顯著,給建筑藝術與信息技術完美結合提供了良機,綜觀國內外醫院建筑設計主流思想和設計理論,突破了以功能為主的設計理念,“以人為中心”成為醫院建筑設計的首要原則。因此,在進行醫院門急診樓的智能化設計時,既要做到功能的疊加,又要防止設備的堆積[3]。避免以“A”的多少來評價智能建筑水平的高低。將建筑設計的前瞻性、科學性、創新性以及設計、施工與管理作為門急診樓的設計原則。防止“病態建筑[4](sickbuilding)”或“室內空氣質量(1ndoorAirQuality,IAQ)惡劣”的建筑出現。以結構化布線為基礎,架構智能化門急診樓的信息高速公路,給就診患者和醫務人員提供集人性化、信息化、專科化和商業化于一體的新型智能化門急診樓。
2.2設計目標廣大患者渴望有一個溫馨、舒適、方便、和諧的就醫環境,渴望醫院提供高水平、快捷周到的醫療服務。而盡最大努力滿足廣大患者的要求[5],是建設智能化、現代化門急診樓的宗旨和努力方向。門急診樓在軟環境的設計上除應具備完善的數據、語音、圖像及多媒體通信與信息綜合服務功能外;在硬環境上也應將門診醫生診室設計成“一醫一患一室一床”,以便保護就診患者的私密。
3.門急診樓智能化建筑設計的內容
3.1結構化布線系統的設計作為智能化建筑工程中的神經中樞——結構化布線系統(StructuredCablingSystem,SCS)是智能化建筑的關鍵部分和基礎設施[6]。門急診樓的智能化設計,必須充分重視SCS。從技術的角度講,應根據SCS技術的發展適度超前,在經費許可的情況下,可以考慮光纖到桌面(FiberToTheDesk,FTTD)的布線方案,提升網絡的整體性能。醫院信息管理系統(HIS)、醫學影像存檔與通信系統(PACS)等的投入運行,以及電子商務(EC)、辦公自動化系統(OAS)在醫院的應用等都離不開SCS。而且隨著醫院數字化、網絡化建設的發展,在未來的5-10年內,門診醫生工作站必將全面投入使用,更是離不開SCS的支持。
3.2BAS的設計廣義的BAS不但包括建筑物樓宇設備的監控,還包括安全保衛系統
(如電視監控、門禁系統、防盜報警等)、管理服務系統(如各類報表編制、計量系統、物業管理系統等)。此外,用于消防的火災自動報警與消防聯動控制系統(FA)也屬于該范疇,因其要求更高,國內近年來將其作為一個獨立的系統進行設計和施工。本文所討論的是狹義的BAS,主要包括以下幾個方面:
3.2.1空調系統對空氣流通有特殊要求的醫院門急診樓建筑,應以提高空氣質量、降低噪音和節約能源為目的,同時綜合考慮中央空調的類型、輔助設備、末端設備,氣流、風量等因素。以外,在醫療建筑中將醫療環境檢測系統納入空調系統進行設計是十分必要的,在建筑的不同區域和空調系統的排風口等處安裝相關傳感器(如二氧化碳傳感器等),進行必要的環境檢測,同時在空調系統的設計上參考防治“非典”的空調設計要求。
3.2.2停車場管理系統隨著數字化城市建設的加快,機動車數量迅速增加,就診患者車輛的停放及管理將成為門急診樓建設又一重要課題。采用先進的停車場管理系統既能對車輛進行有效管理和控制,保持良好的醫療環境,又能產生一定的經濟效益。
3.2.3建筑醫療設備的設計和傳統的樓宇建筑設備如電力監控系統、給排水系統等相比,建筑醫療設備有其自身的特點:第一,與建筑環境結合緊密,如集中供氧、負壓吸引、壓縮空氣以及笑氣供應和回收等子系統都必須結合醫療環境需求進行設計和施工。第二,各子系統前沒有國家規范,醫院在進行三氣系統的設計時,必須結合醫院需求,量身定做。同時在管理上,應將三氣系統納入BAS系統進行統一監控,實現普通樓宇設備與建筑醫療設備的統一管理。
3.2.4火災自動報警與消防聯動控制系統的設計該系統往往與BAS分開考慮,但是,在目前計算機技術、網絡技術飛速發展的今天,火災自動報警與消防聯動控制子系統與BAS分開設計、施工和管理的模式,是與今天的科技發展不相適應的。不利于BAS的系統集成(systemintegrated,SI),不能達到節約人員,節省維護費,提高工作效率的建設目的。在施工期間,強調隱蔽工程的施工和驗收,杜絕消防隱患,同時在建筑設備的選擇上,嚴把質量關,因為建筑產品有使用后不可逆的特性,即建筑安裝完畢后,很難通過“修改”的方式彌補缺陷、完善其功能。智能化建筑尤其如此[7]。
3.3門急診背景環境調節系統的設計用于對門診大廳、候診廳等公共場所的軟環境進行調節。從就診患者的心態來講,都想盡快就醫,離開醫院。但由于一些客觀條件的制約,
候診是必然的。在候診期間,患者及陪護者如何度過這段時間,是醫院在建設門急診樓時必須考慮的問題。背景環境設計是門急診樓家庭化設計的體現,優美的輕音樂,舒緩的旋律縈繞在門急診樓內外,使患者有一種親切感和歸屬感。背景燈光通過計算機來調節照度、色度,如在夏季以冷色調為主,冬季以暖色調為主,系統對改善門急診樓的就醫環境將起到積極作用。
4.門診綜合電子信息系統
系統以患者信息為依托,通信網絡為基礎,智能化導醫為核心,計算機為工具,從而完成門診各項服務性任務。該系統借助系統集成技術,將硬件(含系統軟件、工具軟件等)、網絡、數據庫及相應的應用軟件組合成為有效實用的,具有良好交互界面的計算機應用信息系統。通過信息查詢系統,消除長期困擾醫院門急診樓“三長一短”現象。
4.1門急診大屏顯示系統采用大屏顯示系統,可對醫院概況、科室設置、出診專家、收費標準和藥品價格等及時提供給患者,方便患者進行相關信息的查詢,從而實現診間醫令、劃價、取藥等快捷準確的計算機管理。
4.2智能化導醫系統為避免患者就診時的順序混亂和提高醫務人員工作效率。在門診管理系統的掛號預約子系統基礎上,增設患者就診科室的相關信息,設計安裝小型電子屏幕,導向標志,指示患者就診去向。導醫系統的智能化設計應充分展現計算機技術,發光二極管(LED)、液晶顯示器(LCD)、等離子電視(PNP)等顯示技術和通信技術的優勢,并結合醫院HIS系統,將門急診叫號和導醫系統進行柔性設計。患者掛號后即生成患者就醫的相關信息,提示就診科室的去向,門診管理系統將掛號患者的信息傳遞給門診智能化導醫系統。該系統完全以患者就醫為中心,以降低醫務人員的工作強度為目的,以提高醫院門急診樓的使用效率為目標,來提高門急診樓的整體功能。克服目前醫院門診患者就醫由專人負責維持秩序和增設導醫人員的諸多不利因素。
4.3增設計算機查詢系統系統采用條碼識別技術或密碼確認技術,在門急診樓的不同功能區域配置計算機觸摸屏,方便患者查詢在醫院內的所有消費及患者所需要的各類醫學信息資料,加強醫院宣傳力度,提高對患者的吸引力。
4.4構建全信息化門診專用視頻會診系統根據科技的發展和21世紀就醫模式的需要,智能化門急診樓建設應設有電話預約掛號、醫療咨詢、遠程門診視頻會診系統等,從而實施交互式多媒體有償服務,解答患者常識性的醫療問題,指導就醫,方便那些只需詢問相關癥狀即可解決病痛的患者[8]。也為被距離和時間分割開的醫、患之間建立一條信息高速公路。在智能化門急診樓的建設中,構建一個集多媒體教學、遠程門診視頻會診系統于一體的全信息化門診醫師平臺,通過門診專用視頻會議系統,開展遠程專家門診。系統聯結成功后,異地協作醫院只需將患者安排在有門診視頻會診系統的門診辦公室或其他適合的場所,患者與遠端的醫學專家即可進行異地門診。該系統將充分利用我國寶貴的醫療資源,同時可減少患者的醫療費用開支。這種異地門診的就醫方式在計算機技術、網絡技術和通信技術飛速發展的今天將很快得以推廣。
6門急診樓智能化建筑設計應注意的問題
6.1注意協調各工種的關系在建筑上,各工種工程師所面對和處理的對象不同,智能建筑工程師由于掌握著最新知識,對技術的追求可能走在其他建筑工種的前面,而其他工種的工程師由于對“智能建筑”認識的偏差,于是便有了“智能建筑”無非是“一套綜合布線,少些墻,多些孔”而已的觀點。其實在國內有關“智能建筑”的文獻中,“智能建筑≠建筑十智能”幾乎是一致的說法(張瑞武,1996;李博賢,1997;林賢光,1997)。當然智能建筑技術的合理性不等于建筑的最終成功。各工種要相互合作、理解和溝通,才能完善“智能化建筑”。
6.2強調建筑施工與樓宇物業管理同步設計傳統建筑物物業管理的內容較為單純,智能建筑具有許多新的內容和特點,因此管理和維護相對復雜。建筑智能化系統所使用的設備科技含量高、自動化程度高,對操作和管理人員的技術素質要求高。同時智能建筑建成后,其維護和保養將成為正常運行的關鍵。基于以上因素,門診樓的建筑智能化設計應包含物業管理的內容。
6.3注重工程與科研的關系信息社會的特點是知識、技術更新快,醫療建筑有公共建筑的特點,即為共性:但更多地是其他建筑所不具備的個性。比如門急診大屏顯示系統、智能化導醫系統、建筑醫療設備系統、全信息化的門急診視頻會診系統、門急診患者輸液管理系統等都是其特有的。有些系統是成熟的,也有些系統是不成熟的或沒有的,醫院必須結合具體的工程設計要求進行前期的論證、規劃和開發,從而使工程和科研緊密結合,建設符合時代特征的醫療建筑。
7.結論
21世紀醫院門急診的就醫環境要充分體現“以人為本”的理念,提高醫院門急診樓的建筑品位。讓患者是“上帝”這一理念在醫院得以充分體現,一流的環境、一流的服務使患者感受人生價值的升華[9]。同時,將門診樓建設成為具有智能化、數字化、信息化、網絡化和國際化的標志性建筑,為醫院實現醫療建筑跨越式發展鋪平道路,也為今后實現醫院數字化管理創造條件。
參考文獻:
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2.建筑施工安全技術及其防護意義
施工安全是每個建筑施工單位的重要目標,要想提高工程質量和效益,必須首先保證工程安全。安全技術及其防護對策主要是為了實現提高建筑施工安全的目的,堅持預防為主的方針,對可能發生的安全事故進行預測,并綜合采取相應的技術和防護對策,實現對安全事故的有效預防,進而有效提高工程安全水平,促進工程質量和效益提高。在建筑工程施工過程中,采取這些技術和防護對策具有重要意義,能夠從根本上實現對安全事故的有效預防,確保安全管理目標順利實現。避免因安全事故發生而出現不必要的損失。同時還能推動安全管理制度完善,提高施工人員安全意識和安全技術水平,確保他們在施工中嚴格遵循規范流程開展施工。最終實現促進建筑工程施工順利進行,提高工程建設質量和效益的目的。
3.建筑施工安全技術及其防護對策
3.1落實建筑施工安全責任制。根據建筑施工需要,建立完善的安全管理制度,為提高安全管理水平提供制度保障。嚴格落實相關人員職責,建立有效的安全管理責任制。施工單位領導要提高思想認識,加強領導和管理,全面負責企業安全管理工作。施工企業要建立并不斷完善安全生產責任制,明確相關工作人員的安全管理與職責。加強施工人員安全培訓和教育工作。健全安全管理機構,合理設置相應的管理部門,配備相應的管理人員,嚴格遵循規范流程開展施工管理,保證建筑工程現場施工安全。項目經理要履行好自己的職責,全面負責安全管理,將安全管理制度、安全生產責任制落實到位,確保安全管理水平提高。
3.2做好建筑施工組織設計。對比不同施工組織設計方案的技術性和經濟性,選擇最優方案開展施工。在方案設計時,要認真編制建筑施工安全管理措施,現場用電方案等。對危險性較大的分項工程,應該編制專項施工方案,并由專業人員開展施工。另外,方案編制之后要提交技術人員和項目經理、監理人員參與論證和討論,確保方案合理,從而有效指導建筑工程施工。施工中要指派專業人員進行現場監督和管理,確保施工組織設計方案落實到位,促進工程建設質量提高,有效保障建筑施工安全。
3.3重視建筑施工技術交底。技術交底應該由施工方、設計方、監理方、相關領導等共同參與,主要內容包括安全施工技術交底,明確建筑安全施工要求,對施工方案存在的不足進行改進和完善,并對施工方案進行簽字認可,有效指導工程建設。另外,為預防安全問題發生,在建筑施工各危險區段,應該科學合理設置安全警示標志,從而更好指導工程施工。
3.4加強機械設備保養維護工作。對施工的機械設備、施工器具、原料等進行機械強度和絕緣性能等方面的檢測,不合格設備一律不能用于施工。做好機械設備定期養護和管理工作,確保設備安全、高效,使其處于最佳應用狀態。對陳舊、落后的設備應該及時淘汰,采用新型設備代替,從而有效保障設備性能良好,提高安全水平和施工效率。
3.5確保臨時建筑物的安全。重視臨時建筑物搭建工作,有效保障建筑物安全。施工現場和辦公區、生活區應該分開設置,確保相隔距離滿足安全距離的要求,提高辦公區和生活區的安全水準。施工中還要嚴格執行相關技術規范流程,對噪聲、粉塵、廢水、固體廢棄物等進行有效處理,防止出現環境污染問題。盡量避免夜間施工,有利于預防安全事故發生,提高現場施工安全管理水平。
3.6發放個人防護品并規范施工操作。及時為施工人員發放安全防護品,有效保障施工人員的安全。對危險系數要求較高的作業項目,應加強管理和培訓,提高施工人員安全防范意識和技術水平,保障施工安全、順利完成。施工單位要對施工人員定期進行安全教育和安全培訓,提高他們的安全意識。加大培訓考核力度,對培訓不合格的人員不允許上崗施工。引進新技術和新工藝之后,也要加強員工培訓,讓他們熟練掌握操作規范流程,提高施工效果,預防事故發生。
3.7建立安全事故應急救援體系。建立有效的應急救援體系,包括安全生產事故、質量事故、火災、氣象災害等,提高應對這些突發事件的水平,盡量降低其可能帶來的損失。施工單位要根據應急預案,準備器材、人員、設備等進行演練。做好各項安排工作,提高事故處理能力,以盡量減少相關事故對施工所帶來的危害,盡量降低不必要的損失發生。
3.8推行建筑工程安全文明施工。為保障建筑施工的安全,根據工程建設需要,建立安全、文明施工體系是十分必要的。主要是采取相應措施確保施工現場的安全、文明,注重新技術、新工藝應用,從而取得更好的施工效果。要加強施工現場管理和巡視,及時排除安全隱患,嚴格落實安全管理規章制度,促進建筑施工現場安全管理水平提高。
THEDEVELOPMENTOFCONSTRUCTINGTECHNOLOGY
OFSUPER-TALLBUILDINGS
自1968年日本外交部大廈(地上36層,高度147m)建成以來,日本的超高層建筑的發展已有30年的歷史了。隨著強震記錄的收集技術和計算機技術不斷發展,動力設計方法的不斷完善以及建筑用鋼材的發展,日本正迎接鋼結構超高層建筑時代的到來。
1超高層建筑的現狀
高度超過60m的建筑物,需受到日本建筑高層評委的評審,并通過建設大臣的認定后,方可允許建造。從日本《建筑通訊》上刊載的這些建筑物的有關數據資料,可以看出,除塔狀構筑物及煙囪等以外,高度超過60m的建筑物,日本現在(1998年1月)有1000棟以上,其結構類型:純鋼結構(S結構)為60.6%;下部為鋼-鋼筋混凝土結構(SRC結構)、上部為S結構(S+SRC結構)為3.8%;SRC結構為21.3%(如圖1),以RC(鋼筋混凝土結構)高層住宅為主的建筑數量不斷增加,且比率達13.9%。高度超過150m以上的建筑物,已有65棟,其中S結構占84.6%;下部為SRC結構、上部為S結構占6.2%;SRC結構占7.7%,從而可以看出超高層建筑以S結構為主的變化狀況(如圖2)。
圖1受高層評委評審的全部建筑物
(1072棟)的結構類型
圖2高度為150m以上的建筑
(65棟)的結構類型
把日本的超高層建筑按高度順序由大到小進行20位的排列(排列表略),第20位的建筑最高高度為200m。如果看一下這些建筑物的結構特性,其主要的結構材料,全部是S結構。并在S結構中,配置了支撐系統及鋼板抗震墻、帶縫墻等,以減小強震或強風時的側移變形。此外還增設了抗震裝置。
2新材料的利用
在抗震設計中,一直以保證骨架結構的強度為重點。通過分析強震記錄,發現強震時,僅是強度抵抗,并沒有給予建筑物以充分的塑性變形能力。而塑性變形卻可以吸收能量,減輕震害,這在抗震設計中,顯得十分重要。因此,對鋼材性能的要求也發生了變化,研制和開發出了適用于超高層建筑的高性能鋼材,同時,還開發出了新的高層結構體系。
2.1高性能鋼
80年代后期,超高層建筑,大跨結構迅速發展,對鋼材性能的要求也越多。主要包括有高強度,低屈強比,窄屈服幅等的耐震性能;可焊性,形狀尺寸加工精度的施工方面的性能以及耐久性等。
2.1.1高張力鋼
建筑用鋼材的應力-應變曲線如圖3所示。其屈服點在100~780N/mm2的范圍,其中屈服點為400N/mm2的鋼材,占一半以上。
圖3鋼材應力-應變曲線
1-780N鋼;2-建筑結構用780N鋼;
3-建筑結構用高性能590N鋼;4-SN490;
5-SS400;6-極低屈服點鋼
鋼材屈服點的提高,在設計方面就需要保證結構的剛度要求,防止局部屈曲;在施工方面就要保證結構的可焊性。另一方面,在多震國,地震時確保結構建筑物的安全性是一個最大的課題。因此,高張力鋼不僅要有很高的屈服點及抗拉強度,還要具備充分的塑性變形能力。從這些觀點出發,1988~1992年間,日本開發研制了屈服點為590N/mm2的高張力鋼,廣泛用于超高層建筑中。近些年來,又開發研制了屈服點為780N/mm2的高張力鋼,已開始部分應用于超高層建筑中。
2.1.2低屈服點鋼
另一方面,還開發研制了利用鋼材的低屈服點和屈服特性的技術,耐震設計中的隔震和抗震構造技術得到了迅速發展,地震對建筑物輸入的能量,通過建筑物特殊的部位吸收,從而確保整個結構的安全,防止結構構件(梁,柱)的破壞和損傷,低屈服點鋼主要用于這些特殊部位,作為吸收地震能的材料。低屈服點鋼,其化學成分主要是純鐵。如屈服點為100N/mm2的鋼材(為普通鋼材屈服點的一半左右),具有很大的塑性變形能力。
2.1.3TMCP鋼
建筑物的高層化、大跨化等,要求使用的鋼材高強度化,大斷面化,極厚化。以往的冶煉方法,若保證鋼材的高強度,就需加入相應的碳元素,鋼材含碳量的增加會導致可焊性的降低。為了解決這個問題,開發研制了490N/mm2級的建筑結構用TMCP鋼。建筑結構用TMCP鋼,是通過TMCP(熱處理)處理后得到的。已廣泛用于超高層建筑中,如東京都新(廳)舍大廈(地上48層,檐口高241.9m)中的柱子全部采用此種鋼。TMCP鋼的特點是:①改善了可焊性,②保證了極厚部位的強度,③降低了屈強比。
2.1.4SN鋼
根據超高層建筑的抗震要求,鋼材應具有足夠的彈塑性性能和較好的機械性能,可焊性能,具有吸收地震能的能力,日本JIS制定了“建筑結構用鋼材”(SN鋼)標準。廣泛用于超高層建筑。SN鋼要求:①保證可焊性,②保證塑性變形能力,③保證板厚方向的性能,④保證經濟性和加工方便,⑤保證與國際規格接軌。SN鋼的規格有A、B、C三種,其板厚都是在6~100mm,分400N/mm2和490N/mm2兩個等級。
2.2新RC結構(鋼筋混凝土)
在鋼結構鋼材的強度不斷提高的同時,鋼筋混凝土結構中的鋼筋和混凝土強度也在迅速地提高。1988年以來,進行了強度為58.8~117.6MPa的混凝土及強度為686~1176.7MPa的鋼筋的開發,并已用于超高層住宅中,如禮新城北高層住宅(地上45層,高度160m),所用混凝土強度為58.8MPa,主筋強度為686MPa,斷面加強筋強度為784MPa,是以前高層RC結構所用材料強度的兩倍。現在超高層建筑已開始使用78.4MPa,98MPa的混凝土。
2.3CFT結構(鋼管混凝土)
由于高強度鋼的使用,可以使構件截面做得小而薄,然而這必帶來局部屈曲和剛度降低的問題,解決這個問題的途徑之一就是采用CFT柱。
繼S結構、SRC結構、RC結構之后,它形成了第四種結構體系。CFT結構體系,就是用圓形或多邊形鋼管內填充混凝土的柱子和S結構,鋼-混凝土結構的梁連接起來而形成的結構體系,具有剛度大,耐久力大,變形能力強,防火性好等方面的優良結構性能。因此,超高層建筑,大跨結構等開始廣泛采用此種結構體系。
CFT柱的優點是,混凝土填充在鋼管中,在受壓和受彎共同作用下(如圖4所示),混凝土向橫向擴散,然而卻受到鋼管的橫向約束(稱為鋼箍效應)。所以,混凝土的強度和變形能力提高。另一方面,由于混凝土的填充,鋼管的局部屈曲受到了有效的抑制,如圖5。這樣,CFT柱可以最充分利用高張力鋼的強度。隨著高強混凝土及其組合的研究不斷發展,將來高度為1000m級的超高層建筑的構想實現,期待著CFT柱將起主要作用。
3隔震,抗震結構構造
1995年1月的阪神大地震以來,隔震結構急劇增加。從地震加速度反應譜曲線上可知,為了減小建筑物上的地震力,需要延長建筑物的固有周期,使其獲得大的衰減。隔震結構是指,在建筑物基礎上,安裝夾層橡膠等水平方向柔軟的減震支承,使水平變形集中在減震層上,把整體結構的固有周期延長2~3S的同時,再利用某種衰減裝置(阻尼器),使作用在建筑物上部的反應加速度、位移得到大幅度衰減的結構體系。有許多種實用的減震支承和衰減裝置,現將有代表性的列于表1中。
表1減震裝置的性能和種類
裝置
分類
性能種類
支承*支承荷載
*延長固有周期
*降低反應加速度
*降低上下水平振動夾層橡膠
高衰減夾層橡膠
鉛芯夾層橡膠
滾動支承
水平
衰減
裝置*限制水平地震反應位移
*降低水平地震加速度
*限制共振反應彈塑性阻尼器,高粘
性阻尼器,油性阻尼
器,摩擦阻尼器,高
衰減夾層橡膠,鉛
芯夾層橡膠,滑動支
承
這種隔震結構的上部結構常是較剛性的。超高層建筑的固有周期都比較長,所以它自身已包含了減震效應。但是如果把衰減裝置安裝其上,則對于抗震更是一個有效的方法。
圖6蜂窩式阻尼器的循環過程
用于超高層建筑(高層建筑)上的衰減裝置,有對應于建筑物上下層的水平位移差(層間位移)而運動的鋼制彈塑性阻尼器;高衰減的油性阻尼器;粘性抗震墻;粘彈性阻尼器等。其中,鋼制彈塑性阻尼器,是利用鋼材塑性荷載-變形關系曲線描述大的循環過程,并把振動能用循環面積消耗掉的一種裝置。蜂窩式阻尼器就是一例。它是利用200N/mm2級的低屈服鋼,利用它有限的塑性變形特性,提高吸收地震能的能力的裝置。圖6表示蜂窩式阻尼器的循環過程。
把這些衰減裝置設置在超高層建筑上,多數情況下,可使設計地震力減小約30%左右。
4結論
超高層建筑不僅在日本、美國等發達國家較為普遍,就是在發展中的中國,它仍然是今后我國建筑事業發展的方向。為此,隨著我國國力的不斷增強,不斷借鑒外國先進的建筑技術,并結合我國的具體實際,必將能走出一條具有中國特色的超高層建筑之路。
在建筑工程施工中,外墻滲漏主要表現為局部裂縫或局部滲漏,對工程的整體質量造成了比較大的影響。因此,外墻的防滲工作一直是工民建筑中的施工重點。為了保證工程的施工質量可以達到整體規劃的基本要求,在施工的過程中,技術人員要根據相關的規定和要求進行施工。站在施工技術和施工工藝的角度倆來看,外墻裂縫一般都是一些不對稱、不規則的裂縫,甚至還會出現一些相互交錯的復雜裂縫。所以,在施工的過程中,需要全面分析施工中各個方面的因素,處理施工中存在的施工隱患,確保施工質量的安全性和可靠性,在目前的工程項目建設中,外墻施工的各個環節和施工步驟都會對工程的裂縫類型和防水性能造成影響,所以,在處理防滲問題時,要全面了解容易出現裂縫的施工環節。
1.2衛生間和廚房的防滲技術
衛生間和廚房是建筑中用水量最多的地方,如果防水工作做不好,就會對人們的生活和工作造成影響,所以,在工民建筑工程施工中,衛生間和廚房的防滲工作是非常重要的。在施工時,廚房和衛生間的高度要低于臥室和客廳地面20mm,在結構施工時,要將高度差做出來,并根據相關規定和要求進行起坡,地漏口要超出鄰近地面100mm以上,在墻根向上300mm內進行防水層的設置,衛生間墻體和廚房0~180mm的范圍中要進行抹灰,并摻入防水粉,穿樓板管道和煙道使用微膨脹劑和細石混凝土進行封堵,將管道的四周鑿毛,并將其清洗干凈,將模板支撐好,使用細石混凝土進行封堵,管道200mm的范圍中,從管道邊部向外部進行找坡,在進行衛生間和廚房的防水施工前,要先進行試水工作,當有滲漏的情況出現時,要將滲漏的源頭找出來,并對滲漏進行處理,最后根據設計的要求,涂抹防水涂膜。
1.3門窗防水漏的方法
在工民建筑中,門窗屬于使用次數比較多的地方,所以門窗的防滲難度相對來說也比較大,需要施工人員有豐富的理論知識和良好的操作技術。在進行門窗防滲的工作中,要重視門窗的安裝和日后的使用,門窗的面積和活動次數都會對建筑的美觀造成影響,而且對建筑者以后的使用也會有比較大的影響,所以,在處理門窗滲漏時,要充分考慮建筑的整體性和美觀性,在進行外墻鋁合金窗施工時,要選擇符合國家標準的鋁材,并達到施工圖紙的設計要求,在搬運的過程中,不要出現損壞、變形和扭曲的情況,如果出現變形則要進行報廢處理,不允許人工處理后重新進行使用。使用的配件要可以達到使用要求,保證門窗在按照完成后,在封閉的情況下,沒有風可以吹進來,如果有風吹入,要重新封閉不密實的地方,直至不在感受到風吹進來為止。窗框按照好后,要進行塞縫處理,通常使用集合物和硬物防水砂漿進行施工,按照1∶2的比例進行填實,使用改性防水砂漿涂抹在外墻兩側,安排專人檢測塞縫,內窗臺和外窗臺之間的差值要在20mm以內,窗眉做成鷹嘴裝,坡度要在20%以上,并使用防水性能比較好的外墻涂料對板底進行涂刷。
1.4屋面的防滲
在工民建筑施工中,要保證屋面板的施工質量,組織專人對房屋防水工程的監督管理力度,由于屋面板除了具有承重和保溫隔熱的作用以外,還可以有效的預防滲漏情況出現,一般屋面滲漏主要出現在檐溝、天溝、出氣孔管道等地方,對于這些滲漏,主要使用以下方式進行預防:(1)全面調查和分析建筑工程的施工環境、地理位置、天氣的濕度和溫度,并根據這些因素對溫度卷材和防滲漏材料進行檢查。進行涂料和卷材的施工時,要根據施工規范進行施工。(2)在進行鋼筋混凝土的澆筑時,為了避免溫度降低出現裂縫情況,要保證澆筑施工的連續性,在澆筑鋼筋混凝土時,要保證振搗的密實性,防止出現漏筋和漏漿的情況。(3)在找平時,使用的材料和結構要具有良好的剛度,而且強度和結構要具有良好的整體性,坡度要合理,從而來避免形成滲漏和積水。
2混凝土的施工技術
2.1選擇混凝土材料
(1)砂。一般選擇細骨料砂進行施工,對砂的級別、質地、細度模數、有害物質含量、含泥量等進行檢查。
(2)水泥。由于水泥的標號和品種比較多,因此要根據設計圖紙的要求和實際使用的位置選擇合理的水泥標號和水泥品種,對于強度比較高的混凝土,要優先選擇標號比較高的水泥進行試配。
(3)外加劑。選擇外加劑時,要對生產廠家許可證進行檢查,使用混凝土外加劑前,要做好試配試驗,確保外加劑混凝土和水泥想適應,查看其是否可以達到混凝土設計性能的相關指標,此外,要說明外加劑的有效日期,對外加劑的劑量進行控制,不能隨意進行添加。
(4)石子。對于粗骨料石子,要重點對石子的級別、質量、含泥量、最大粒徑、針片狀顆粒含量等進行檢查,通常會使用顆粒直徑為1~3cm的碎石,不允許使用混有煅燒過的白云石和石灰石作為施工材料。
2.2混凝土的澆筑施工
(1)在澆筑混凝土前,首先要進行一次全面的清掃工作,在混凝土澆筑面檢驗合格后,才可以進行混凝土的澆筑.
(2)在澆筑混凝土時,使用平鋪法或臺階法進行施工,不允許使用滾澆法進行施工,要嚴格按照設計的厚度、施工順序、施工方向、分層進行施工,保證澆筑面的平整度,在進行混凝土墻體的澆筑時,一般將厚度控制在30~50cm之間,并保持均勻、對稱。
(3)為了使老混凝土面和新混凝土面可以充分的結合,在進行首層混凝土的澆筑時,要鋪設和老混凝土標號相同的水泥砂漿,厚度為2~3cm,鋪設砂漿的面積要和混凝土澆筑的強度相適應,避免出現砂漿過厚或過薄的問題。確保混凝土鋪設厚度的均勻性。
(4)在進行工民建筑混凝土的澆筑施工時,如果出現比較多的溢水,要及時進行清理,并做好相關的預防措施,為了防止灰漿被帶走,不允許出現在模板上開孔的行為。
(5)在澆筑混凝土頂板時,要注意設置科學的變形位移觀測點,安排專人定期對模板進行觀測,查看是否有偏移的情況,此外要安排專人對模板進行檢查和加固。
二綠色建筑的節能技術與設計理念
1綠色建筑的設計
在一個成功的綠色建筑的產生的過程中,建筑的設計很重要,處于至關重要的地位。建筑的設計包含建筑的場地的選擇、功能的設定、外形的構思以及內在的能源系統等很多方面的精心策劃。其中,在很多項都確定了以后,外形是個影響建筑耗能多少的一個重要因素。在建筑的系統里有一個重要的概念,表示外形系數,外形系數越小,建筑物需要的能量供給就越少,這樣一來,建筑物的耗能量就大大降低。所以在建筑的設計中,在不影響建筑物的功能的同時,要著重考慮建筑物的外形系數。
2綠色材料的選擇
傳統的建筑材料在完善建筑功能的同時,也有很大的弊端。傳統的建筑材料給人們的生活質量帶來了提高,也給人們的健康帶來危害,建筑材料里的甲醛是人類健康的殺手,而大部分傳統的建筑材料中都含有此成分。傳統建材工業占據著我國國民經濟的重要地位,同時也是耗能最大、污染最大的一項工業。而隨著社會經濟的發展,人類物質享受領域的要求就越高,對自身的生命安全也越來越重視。人們在建材當面也開始研發高性能、低污染的材料,也就是綠色材料。綠色教材與傳統建材相比較,具有節約能源,少用或不用天然能源及資源,在建筑的過程中,盡量使用工業生產中產生的廢棄物,將可用的工業廢品制成建筑材料。并且在使用的過程中對人體的健康沒有危害,保證無毒環保。在綠色建筑的材料選擇中,也一定要選擇健康環保,負荷小的綠色材料。
3可再生能源應用技術
可再生的能源不同于其他資源的最大優點便是為使用的過程中降低污染、有效的保護生態環境。包括太陽能、光能、熱能、核能等很多新興能源。這些能源的共同點就是源源不斷的,取之不盡,用之不竭。以太陽能為例,我國現階段太陽能光伏發電系統已經被廣泛的應用了,很多建筑物的部分用電設備、路燈、體育場的大型照明燈都采用的太陽能發電。此外風力發電也很普遍。所以在綠色建筑的建造過程中,適當的應用可再生能源技術是必要的,能大幅度的節約資源。
4采用合理的施工方法
建筑的施工,是建筑過程中持續時間較長的一項工程。綠色建筑在設計的過程中,已經充分考慮施工過程中帶來的污染,但是還是不能眼圈解決施工污染的問題。那工民建工程節能技術不僅體現在現代化科學技術方面,也要注重從建筑自身的設計、外部條件布置等方面入手,可以通過完善園林技術來發揮節能環保的效果。對建筑周圍的園林進行優化、綠化設計,利用綠化園林來調節建筑物周圍的局部地區氣候,從而達到保溫隔熱的功效。例如:在工民建筑物的外墻種植藤類植物,藤類植物發揮了對建筑物平面的裝飾作用,又能發揮保溫、隔熱的功效。夏季,氣候炎熱、溫度較高,藤類植物發揮對建筑物的綠色屏障作用,降低了建筑物自身溫度,控制了室內空調設備的使用;冬季氣候相對嚴寒、溫度較低,綠色藤類植物枯萎附在建筑物表面能夠發揮保溫功效,從而控制建筑物自身的能源損耗。這一綠化技術使用不僅發揮了節能環保功能,同時,也營造一個優美的景觀環境,發揮了綠化環保的景觀功效。
三樓頂隔熱技術的運用
建筑物容易受到太陽輻射的不良影響,特別是一些氣溫較高、日照時間較長的地區,建筑物更容易受到太陽輻射的不良影響,從而影響建筑物的使用壽命,為了減輕這一不良影響,可以在建筑物頂端配置隔熱設備,現階段,一種最為流行的節能環保類隔熱技術體現為:空氣層隔熱技術,憑借控制傳熱來達到隔熱的效果,空氣層隔熱技術已經被應用到工民建筑工程的頂部、墻體以及門窗等多個部位,都發揮了積極的隔熱作用,通過通過空氣層隔熱也能夠發揮保溫的功效,已經成為一項獲得廣泛認可的節能技術,同時,其他類型的保溫節能技術,例如:架空技術、浮石砂等也得到了廣泛而深入的利用。
1.1加強資源保護,緩解能源危機
建筑工程節能技術的發展,能夠實現建筑行業對資源的有效保護,使建筑行業從資源消耗、浪費的角色轉變成為節約能源的角色,實現綠色建筑行業的有效發展。能源危機的出現已經嚴重影響了人類的正常生活,建筑行業在節能技術方面的發展,能夠有效緩解其在能源方面的過量需求,這對加強資源保護,緩解能源危機具有重要意義。
1.2提升施工水平,推動行業發展
在現代建筑工程建設當中,節能技術的有效應用不僅能夠實現對能源的有效節約,還可以在施工水平進步上起到重要作用。在節能技術、節能材料的影響下,很多原本較為困難的施工環節都變得簡單,原本笨重的建筑材料也被輕便的節能環保材料所取代,這在建筑施工過程中有效的降低了施工難度,提升了施工水平。從建筑行業的長遠發展角度來看,只有施工技術的不斷進步與創新,才能保證建筑行業良好的成長動力,所以說節能技術的有效應用在推動建筑行業發展方面也起到了關鍵性作用。
1.3實現資源節約,促進經濟發展
建筑節能技術的最基本意義就是能夠實現對資源的有效節約。隨著人口增長、生活需求增大,資源緊缺問題日益嚴重。建筑行業作為資源使用率最大的行業,其在施工過程中不僅會使用大量資源,還會造成資源浪費。節能技術的有效應用,能夠有效轉變建筑行業在現代社會資源應用環節中的地位,使其從“能源消耗大戶”變為“能源節約大戶”,這種資源上的節約不僅提升了建筑工程的建設效益,還能提升資源利用效率,使節約的資源應用到更多行業中,提升資源的經濟效益,從而為促進經濟發展提供支持。
1.4推動環境保護,提升生活質量
環境是人類生存的基礎,在社會工業快速發展背景下,環境遭到了嚴重破壞,并已經危及到人類的生活安全。建筑行業作為社會工業當中的一部分,實現節能發展幫助其從環境污染嚴重的工業產業體中脫離出來,成為了環境保護工業產業當中的一部分。從人類社會發展角度考慮,環境保護刻不容緩,建筑行業的節能技術發展標志著其與人類社會發展的一致性,這是現代建筑工程建設科學發展的重要標志。
2現代建筑節能技術的應用
2.1外墻保溫技術
建筑外墻保溫是實現建筑節能環節的重要途徑。傳統的外墻保溫以增加墻體厚度為對策,這種方式不僅保溫效果不好,其還浪費了大量建筑材料。現代節能外墻保溫技術是基于建筑外墻的實際情況而制定出來的,其主要類型有“外墻夾心保溫技術”、“外墻外保溫技術”和“外墻內保溫技術”三種。
(1)外墻夾心保溫技術。外墻夾心保溫技術是通過在墻體外層和內層之間放置保溫材料,以達到保溫效果。目前夾心保溫技術的主要保溫材料有玻璃棉、礦渣棉等。采取外墻夾心保溫技術的墻體,要保證內外墻材料的一致采用混凝土空心砌塊。由于外墻夾心保溫技術的抗震性能較差,因此其在推廣和應用范圍內存在一定局限性。
(2)外墻外保溫技術。外墻外保溫技術是在外墻上涂抹保溫層來達到保溫效果。外墻保溫技術一方面能夠降低外界溫度對室內的影響,還能實現對建筑主體結構的有效保護,是目前使用較為廣泛的保溫技術類型。從當前的外墻保溫需求和實際施工技術角度考慮,采用玻璃纖維和膨脹聚苯乙烯泡沫塑料板是保溫效果的保溫技術。
(3)外墻內保溫技術。外墻內保溫技術是通過在外墻內側安裝保溫材料來達到保溫節能的目的。在實際施工過程中,因外墻內保溫技術具有不受外界環境干擾和施工工藝簡單的優勢,也成為了使用較為廣泛的技術類型。目前,施工較為廣泛的內保溫技術有保溫砂漿、苯板和擠塑聚乙烯板。
2.2門窗節能技術
據統計,建筑能量消耗的70%都來自于門窗,門窗作為建筑中的重要通風系統,做好對其的節能技術研究至關重要。從門窗的實際功能性角度分析,想要在這一環節做好節能發展,就必須要改善門窗的密封性,同時還要提升門窗材料的隔熱性,以達到保護建筑能量的目的。門窗保溫技術是通過增加玻璃間的空氣層來達到減少室內能量消耗目的,實現保溫的。在門窗材料選擇時,應盡量選擇污染小、導熱系數小、密閉性良好的材料,例如鋁木復合材料、UPVC塑料材料以及鋁合金斷熱材料等。玻璃材料的選擇則應該遵循透光效果好,隔熱性好的材料,例如鍍膜玻璃等。在密閉性環節中,可以通過選擇粘結性好、彈性高、不易發生變形的密閉材料,以保證窗戶的密閉性,達到節能目的。例如聚氨酯、聚硫橡膠等。
2.3屋面節能技術
屋面作為建筑結構直接接受太陽能照射的部位,其溫度普遍要比室內高2~4℃,在這種前提條件下,做好對屋面的節能研究也是至關重要的。目前屋面節能技術有綠化技術倒置式節能技術等。其中綠化技術是通過在建筑屋頂種植花卉、植被的方式來建造人工花園,在達到美化環境的同時,實現散熱和降低頂層溫度的目標。在采取綠化技術進行屋面節能時,要保證做好屋面的防水工程,避免因防水問題而影響建筑功能性發揮。倒置式屋面技術是通過將屋頂結構防水層和保溫層的位置交換來實現對屋面能源的有效解決。在采取倒置式屋面節能技術時,要保證保溫層材料具有導熱系數高、吸水性強的特點,例如水泥蛭石等。倒置式屋面技能技術具有隔熱效果好、施工簡單、對屋面結構造成負荷小的優勢,目前該技術在建筑屋面節能環節中的應用較為廣泛。