孫樹軍
(河北九易莊宸科技股份有限公司,河北 石家莊 050000)
為滿足資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會創(chuàng)建需要,房屋建筑設計必須遵循綠色環(huán)保原則,以此實現(xiàn)人與建筑的共生,建筑的可持續(xù)發(fā)展也將由此實現(xiàn)。為實現(xiàn)人與建筑的共生,必須盡可能降低房屋建筑對周邊環(huán)境的影響,并設法使建筑較好融入當?shù)刈匀簧鷳B(tài)體系。而為了實現(xiàn)房屋建筑的可持續(xù)發(fā)展,設計師則需要重點關注當?shù)鼗镜纳鷳B(tài)過程和生命維持系統(tǒng)保持,并以此實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。
在房屋建筑設計過程中,設計師還需要遵循安全保障原則,以此保證房屋建筑設計的安全性和穩(wěn)定性。結構抗震設計屬于房屋建筑設計的重要組成部分,該設計便需要遵循安全保障原則,由此賦予房屋建筑長時間內抵御一定強度地震的能力,即可有效提升其安全性能,因此房屋建筑設計必須合理選用減震措施、隔震措施。
①前期策劃。該環(huán)節(jié)設計需咨詢當?shù)鼐用褚庖姡⒖紤]房屋建筑是否能夠最大化能效發(fā)揮,建筑的密度、混合型發(fā)展可能性、對周圍環(huán)境的威脅、與周圍建筑環(huán)境的一致性也需要得到設計師重視。為保證前期策劃質量,必須重點做好信息共享并以此開展前期策劃的動態(tài)評估,評估可圍繞能源消耗變化、建筑使用率、居住成本等指標展開。
②方案設計。方案設計環(huán)節(jié)需重點關注自然條件利用、長遠消耗進程計算、材料回收再利用、水資源節(jié)約等要點,而在具體的房屋建筑設計構思中,傳統(tǒng)的鄉(xiāng)土建筑、建筑仿生學、生物氣候地方主義等均可以稱為設計的切入點。以原生窯居為例,其具備的厚重被覆型結構、簡潔規(guī)整的空間布局、背風向陽、節(jié)約土地、屋頂種植、生活用能多級利用、鄉(xiāng)土材料、民俗裝飾、鄰里互助、生態(tài)和諧等特點均可用于房屋建筑設計,房屋建筑的綠色性能可由此實現(xiàn)長足提升。
③初步設計。初步設計環(huán)節(jié)需關注能源使用的減少、建筑標準與綠色策略的權衡、可再生與循環(huán)材料的使用、綠色效應、整體生態(tài)效益等要點,并結合房屋建筑設計選擇設計方法,如多工種協(xié)同工作的綠色建筑設計方法。在多工種協(xié)同工作的房屋建筑設計中,設計師負責提出建筑方案,房屋建筑的結構設計以及水、暖、電等系統(tǒng)設計均由土木工程師和其他專業(yè)的工程師負責,通過專業(yè)化分工,即可真正打破各專業(yè)之間的隔閡,房屋建筑的設計質量自然可得到較好保障,這一協(xié)同設計的開展需得到計算機的支持。
④施工圖設計。施工圖設計環(huán)節(jié)需關注材料利用合理性、施工隊土壤的侵蝕、場地保護方案、相關標準與規(guī)范、廢棄物的管理、施工保健和安全等內容,綠色施工原則必須在施工圖設計中得到較好貫徹,同時還需要重點關注綠色建筑的建造方式。不同于按部就班的使用立柱和橫梁搭建房屋建筑,綠色建筑施工更多時候會結合自然規(guī)律的可生長性,這種情況下的施工圖設計必須關注房屋建筑的可生長性、更新性。
⑤建造后再設計。在房屋建筑建造完成后,設計師還需要根據(jù)其使用模式、生命循環(huán)與再利用,如廢棄混凝土、廢棄瀝青混凝土、廢磚、廢棄玻璃材料、廢棄木料、廢棄塑料、廢棄橡膠材料的再利用,配合貫穿于整個設計過程的動態(tài)評估,全過程設計便能夠更好服務于綠色建筑的設計。以某地S 房屋建筑為例,該建筑屬于典型的綠色建筑,總建筑面積、高分別為4585 m2、23.85 m。在具體的房屋建筑設計中,設計師重點關注了節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用、節(jié)水與水資源利用、節(jié)材與材料資源利用四個方面的設計,配合佛甲草種植屋面系統(tǒng)、40%以上空洞率的植草磚、80mm 厚擠塑聚苯板屋面、PA 斷橋鋁合金LOW-E 中空玻璃外窗材料、雨水回滲與集蓄利用系統(tǒng)、高性能混凝土與砂加氣砌塊、光導管技術,S 房屋建筑的綠色性能得到了較好保障。此外,該房屋建筑設計還利用了BIM 技術,由此開展的不同時刻下房屋建筑被遮擋情況分析,最終為室內光設計提供有力依據(jù)。
房屋建筑的抗震設計需重點關注減震措施、隔震措施的應用,具體應用方式如下:①減震措施。借助建筑物以外部件增加阻尼屬于減震措施的基本原理,地震能量由此即可在傳遞過程中實現(xiàn)較大消耗,設計師應在建筑變形較大部位設置減震消能部件。為保證房屋建筑抗震性能,房屋建筑的外部環(huán)境必須得到有效利用,上文涉及的綠色建筑設計理念也能夠用于消能部件布置優(yōu)化、結構主軸方向確定。②隔震措施。基礎隔震、地基隔震、層間隔震均屬于常見的房屋建筑隔震措施,設計師必須結合房屋建筑及所在地實際合理選擇隔震措施,如基于夾層橡膠墊隔震裝置、混合隔震裝置的基礎隔震便能夠有效提升房屋建筑的抗震能力。以某地32 層塔樓建筑為例,該建筑的場地類別為Ⅱ類、地面粗糙度為B類、高度為99.75 m,抗震設防烈度為Ⅷ度。結合“小震不壞,中震即用,大震可修”原則,設計師采用了地下室直接支承構件、水平隔震溝、水平隔離縫保證房屋建筑的抗震能力,在26 個天然橡膠支座與鉛鋅橡膠支座、600 mm 的設備管線防碰撞寬度、柔性材料填充的20 mm 水平隔離縫支持下,該房屋建筑抗震水平最終得以滿足實際使用需要。
綜上所述,房屋建筑設計需遵循多方面原則,在此基礎上,本文涉及的前期策劃、方案設計、初步設計、施工圖設計、建造后再設計、減震措施、隔震措施等內容,則提供了可行性較高的房屋建筑設計路徑,而為了更好提升房屋建筑設計水平,BIM 技術、全壽命周期理念的應用必須得到重視。