時間:2023-07-07 17:26:21
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑一體化設計,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
隨著社會經濟的發展,全球的能源也在日益的短缺中,故此我國也更加注重再生能源的開發。因此,太陽能光伏建筑一體化也應運而生,它不僅是一種新能源的利用方式,更是直接把太陽能對建筑的輻射能直接轉化為電能的發電方式,不僅可以滿足該建筑的用電需求,還是節約能源的好辦法。以下本篇來就來研究太陽能光伏建筑一體化的設計方法。
1.太陽能光伏建筑一體化原理和發展前景
1.1光伏建筑一體化的設計原理
太陽能光伏建筑一體化其實就是一個發電系統,其原理也就是將光伏電池(太陽能電池)安裝在建筑物中或是與建筑物相結合的方式,從而會產生光電效應,此時就可以直接將太陽能的可再生輻射能源直接轉化成電能,電能再經過配套的逆變控制器轉換,從而使這種發電方式產生的電能可以直接滿足該建筑的用電量。當然,如果用電量富余的情況下,還可以將其送給市政電網中,以此來滿足對于可再生電能的開發和利用。
1.2光伏建筑一體化系統的發展前景
光伏建筑一體化系統不僅能提高經濟效益,還能實現低碳、環保、綠色、可持續發展的社會理念,對于部分電量短缺的地區也是很有益處的,還可以提高我國的電力水平。在建筑物的使用光伏發電的一體化系統,設置光伏陣列來產生電力,不僅可以滿足建筑的用電需求,還可以增加建筑的經濟效益,帶來更好的經濟收益。在我國開展光伏建筑一體化的發電項目,不僅清潔環保,而且低成本高效益,作為一種新的發電能源,不僅可以改善我國目前的用電狀態,還能減少我國的資源浪費,使得再生的太陽能發電得到充分的使用,增強我國的電力開發水平。
2.太陽能光伏建筑一體化的設計需求
2.1光伏建筑一體化的設計步驟
在研究太陽能光伏建筑一體化的開發中,應該遵循一定的設計步驟,不僅包括對當地資源的可行性研究,還應該對太陽能光伏組件和電池的容量進行科學的判斷和研究計算,保證光伏建筑一體化在設計階段的完整性。其設計步驟如下圖所示:
1 確定太陽能電池安裝的可行性
2 計算太陽能電池的安裝面積
3 計算所需太陽能電池的容量
4 計算用戶的用電量
5 系統設計完成
2.2 太陽能光伏建筑一體化建設中要點
在光伏建筑的一體化設計中,應該注重與周邊建筑環境的協調,要在保持建筑環境的基礎上進行設計操作;對于建筑的光伏發電設計中,還應該不影響建筑的結構,而且還要在工程造價允許的范圍之內設置太陽能電池板;而且,在實際的施工當中,如果太陽能電池的發電容量小就應該結合逆變器和控制器,使得電量資源得到充分的應用。
2.3設置光伏一體化的建筑位置
在太陽能光伏建筑一體化的建設中,對于地點的選擇也有依據,應該根據實際的情況去決定可以鋪設太陽能電池的數量,并且還要確定好太陽能電池板的安裝位置。并且還要在不影響建筑美觀的情況下,結合建筑內用電的實際狀況,計算出最佳的太陽能電池板數量,以確保一體化的光伏建筑可以滿足人們的用電需求。
3.光伏建筑中太陽能光伏方陣的設計需求
3.1系統中的光伏組件技術
太陽能光伏方陣中的設計中,應該考慮到天氣的因素,盡可能的加大光伏方陣的面積,并且還要提高光伏方陣的使用壽命。光伏組件的選擇,應該選取壽命在大于20年的組件,并且工作環境中應該經受住45度的溫度,光伏組件應該以相同顏色,且無外表損傷的方式放置,組件中電池的排列也應該整齊無斑,還應做好防冰雹、防沙塵等措施。
3.2如何確定太陽能光伏方陣的最佳傾角
在太陽能光伏建筑一體化的設計中,應該考慮到光伏方陣角度對光伏系統的影響,太陽輻射的多少直接影響發電量,故此可以設置相對的傾角來提高光伏建筑的發電率。由于我國是在北半球,故此可以選擇30度的傾角來進行太陽能光伏方陣的安裝,提高一體化光伏建筑的發電量。
3.3太陽能光伏電路的設計
一體化的太陽能光伏建筑發電系統,就是利用太陽的輻射來進行發電的,因此在設計光伏電路的時候,需要考慮到太陽照射的因素,因此可以設計一個等效電路來實現對太陽能量的連接和轉換。具體的電路設計如下:
3.4太陽能光伏建筑中電池組件的大小
在太陽能光伏建筑一體化設計中,應該考慮到電池組件的大小,并參照電池組件的技術要求來制定設和系統需求的電池組件規格,并將其安裝在太陽能的光伏組件中。只有將電池組件的大小設置成功,才可以提高太陽能光伏建筑的發電量,提高我國對再生能源的利用率。
4.設計光伏建筑一體化中的附屬設施
在光伏建筑一體化的設計中,還應該對交流配線系統和直流配線系統的運行進行監控和檢測,還有確保系統的防雷、以及接地系統的安全,因此對于系統中的附屬設施也應該有明確的設計目標才行。
4.1設計交、直流配電系統
太陽能光伏建筑一體化設計中,交流配電系統的安全也關系到整個系統的正常運行,因此可以設置漏電保護、電隔離等裝置,方便對交流配電系統的故障維護。在光伏建筑一體化中對于直流配電系統的設計,使用不同線徑的電纜,用串聯和并聯的方式分別滿足電網對電壓的需求和負載對發電功率的需求,建設外部環境對系統的影響,從而提高光伏建筑一體化發電系統的運行安全。
4.2輔助配套設施的設計需求
光伏建筑一體化建設中,對于輔助的配套設施,應該對其進行設計和選型,不僅要滿足系統的使用需求,還應該有體積小、使用簡便、壽命長,并具有防雷電、冰霜等一系列惡劣氣象條件,以此來提高用電的安全,并確保光伏建筑一體化系統的安全運行。
5.設計光伏建筑一體化中逆變控制器
在太陽能光伏建筑一體化中,逆變控制器就是負責逆變、保護與控制的功能,可以將直流電轉化為交流電,也可以將交流電的電壓、頻率等同時進行控制,在整個光伏建筑一體化中還有與防治“孤島效應”的功能,保證了光伏系統的安全。
5.1逆變控制器的設計需求
在對逆變控制器的設計中,應該保證其使用的壽命在20年以上,而且逆變控制器還應該滿足光伏方陣的最大使用功率,不管是光照、電壓、溫度怎么變化波動,都要確保逆變控制器可以正常運行。還需要具有防雷、防短路、防電壓異常的功能,必須確保其對電流轉換率在90%,確保電能質量及電網和建筑的安全運行。
5.2防孤島效應設計
在光伏建筑一體化的設計中,應該做好一切的保護措施,因此逆變控制器還應該有防孤島效應的功能。在孤島效應發生時,應該及時斷開電網,確保光伏建筑一體化發電系統的安全,減少對供電質量的影響,提高光伏發電的安全性,為我國太陽能光伏建筑一體化的建設提供有力的保障。
6.結論
由上可知,太陽能光伏建筑一體化不僅是將太陽能充分的利用,更是將發電產品集成到建筑應用上的新技術,利用太陽能光伏建筑一體化不僅具有經濟效益,還具有能源效益,可以節省我國的用電資源,提升我國對再生能源利用的形象,值得在實際的建筑開發中應用推廣。
參考文獻:
[1]陳維.戶用光伏建筑一體化發電系統及太陽能半導體照明技術研究[D].中國科學技術大學.2006,(09).
[2]田瑋.光伏建筑的性能優化及其與城市微氣候的相互影響[D].天津大學.2009,(12).
[3]單竹杰.光伏建筑一體化并網發電系統的智能控制[J].智能建筑電氣技術.2011,(01).
【關鍵詞】建筑;室內設計;一體化
一、建筑與室內設計一體化概念
關于一體化設計,“最早提出設計一體化的是奧地利維也納分離派的幾個大師,他們對
于設計因行業而完全分離的情況極為不滿意,希望能夠從建筑到室內,從產品到平面,從環境到藝術品有一個統一的設計概念?!?【1】
而分離派最具代表性的人物是約瑟夫.霍夫曼。他在他的建筑設計中處處體現出了一體化原則:神圣之屋簡約的室內設計,一貫分離派幾何直線與幾何造型的風格;普克斯多夫療養院大至建筑小到茶具都是霍夫曼及其工作室成員設計的,也都處處彰顯風格派的簡約的氣韻;至于霍夫曼最具代表性的建筑杰作斯托克列宮,從建筑到花園,再從家具到生活小用品都經過精心設計的,這些設計大都因極具分離派縱橫直線簡約風格而與建筑顯得極為統一。
從分離派藝術家們設計的建筑以及室內,我們可以清晰地看到一體化設計的理念:為彰顯某一特定的文脈而進行有計劃、完整,統一的設計,從建筑周圍環境到建筑外形,從建筑的內部空間到更小的陳設,不僅能體現系統的整體設計觀念,更有能打動人心的細節以體現一個人甚至是一個民族的特色。
二、國內外一體化設計的經典案例
以改革開放初期營建的闕里賓舍為例,“為突出文化氣氛, 以樸實,典雅作為整個建筑的主調。為此, 整個室內設計、家具陳設和書畫裝飾在格調上、題材上都突出這樣一個目的, 使人們置身其中, 能夠引起對古代文化的遐想。” 【2】在酒店設計之初,主題便是確定了的,那就是體現儒家文化的主題酒店。設計者在設計之初就秉承建筑與室內設計一體化的理念,整個建筑的外部為與孔府,孔廟相融合而采取中國傳統的四合院布局,庭院中還有符合文人雅趣的亭臺水榭,而室內陳設部分有慈禧與道光帝賜予孔子后人的墨寶,又有趙樸初、吳作人等藝術大家專為闕里賓舍而創作的書畫。連客房內的臺燈,用于柜臺,廳堂,穿堂的浮雕磚,也都化為能體現儒家文化的音符而交相輝映。
以芬蘭建筑大師阿爾瓦.阿爾托在1933年設計建成的帕米歐肺病療養院為例:首先,在地址的選擇上,療養院建在郁郁蔥蔥的樹林之中,使肺病患者居于有利病情恢復的天然氧吧之中,做到建筑與自然的充分融合。其次,在建筑的分布方面,阿爾瓦將住院部與其他功能建筑相分離,體現以人為本的設計理念。最后,在室內設計上更是處處為病人著想:1,病床布置,為病人能享有更安靜的療養環境和擁有更多的新鮮空氣而在一間病房內只設置兩個病床。2,為病人設計更為舒適,更人性化的現代木家具--Paimio椅,從而在視覺上緩和鋼制家具給人造成的生硬,冰冷感。由此阿爾瓦的Paimio椅也得以成為他的經典設計作品之一??v觀阿爾瓦的設計,大至城鎮規劃,市政建設,小到曲木家具,玻璃器皿都體現出氣非凡的一體化設計才能。
三、我國的建筑與室內設計一體化發展現狀
以2012年武漢市黃陂區的一棟未裝修的私人別墅為例,因室內設計人員未能做好設計之初的準備調查工作,更未能與建筑師進行溝通,私自將承重梁打壞導致整棟別墅被拆掉重建。雖然這個案例發生的概率極小,但在一定方面卻真實的反映了建筑與室內設計分離造成的負面后果,雖然整棟建筑倒塌視為少數案例,但是在室內設計中為滿足不同需求而拆墻補墻者卻決不在少數,在建筑與室內設計相分離的情況下,室內設計師只是一味的追求業主的滿意與自己的設計創意而不與建筑的創建者進行溝通,為在一定程度上滿足業主使用功能與視覺方面的需求而大拆大建,不僅了破壞他人的設計,更在一定程度上造成資源的極大浪費。
四、建筑與室內設計一體化的積極意義
1,促進相關產業共同發展,相互促進。
隨著社會分工的日益明確,無論是建筑,室內設計還是各相關產業也都呈現出專業化,明細化的趨勢,但各專業間缺乏交流的,合作的觀念。所謂術業有專攻,大多數設計都會在自己的領域內進行,而少有整體化的設計理念。如果建筑,室內設計都能堅持一體化設計理念,無論建筑外部,室內空間,還是室內的設施與陳設都能從一個理念出發,為滿足不同的物質,精神需求而從整體出發,各方面協作設計,堅持一體化設計理念,在顧全整體設計理念的同時又能促進構成設計元素自身的發展,各方相輔相成,共同發展。
2,節約資源
堅持建筑與室內設計一體化理念,最明顯的作用便是節約資源。從現實生活中建筑與室內設計相分離的現狀看,大拆大補的行為只能造成對人力物力的極大浪費。建筑師用他個人或團隊的理念營造出外部環境,室內大的空間后撤離,室內設計師在不充分理解的情況下,只為滿足使用者的需求或體現自己的設計理念,從而進行全新的設計,那建筑本身營造好的格局就只能是阻礙室內設計者的因素,這樣相分離的結果就是浪費更多的資源。反之,室內設計師在建筑設計之初就能參與到設計,充分發揮室內設計的專業技能,與各方相互協調而將設計的整體性,連貫性發揮到最好,這樣相互協作的設計,不僅可以通過建筑師與室內設計師的交流從而能獲得空間最合理的利用,節省人力,最重要的是可以通過一體化設計一次性的對室內進行設計,從而避免了二次設計帶來的資源浪費,則又可以更節省物力。
3,體現整體設計理念,合理使用功能的同時,創造更具人文情懷室內空間。
所謂仰觀宇宙之大,俯察品類之盛【3】,堅持建筑與室內設計一體化,就建筑方面來講,就理應縱觀全局,不僅將建筑合理的安排在周遭的大環境之中,確定建筑的功能,明確建筑風格,還要在此基礎上與室內設計師進行充分的溝通,確立有關室內空間的設計,以不斷豐富和發展建筑所要表達的氛圍。而室內設計師則應該在明了建筑師的設計理念的基礎上,秉承建筑理念并以此為設計依據,轉化為自己的設計理念,努力尋找與建筑以及外環境相適應的表達方式,繼續深化,豐富建筑的語言。不僅如此,室內設計師還要整合構成室內設計的元素,從而進行創新。這種創新并不是以往室內設計對于各種不同的,現有的物件的堆砌,而是根據不同的建筑,不同的室內環境而進行的更有利于體現整體概念的設計。這種設計可以是一次燈光的調試,也可以是一種全新形象或全新功能的家具的改良,既維護整體的設計理念,又有屬于室內設計師自己獨到的見解??傊?,建筑與室內設計不僅要有整體觀念的統一,更要有細部設計的精到。只有這樣,充分體現一體化設計,才能為我們營造更多更好的人居氛圍。
參考文獻:
[1]王受之編著.集美組設計御景灣酒店.北京.中國青年出版社.2003.
[2]戴念慈.闕里賓舍的設計介紹.北京.建筑學報.1986年第1期
[3]趙珊珊書法工作室編著.王羲之蘭亭序.上海.上海人民美術出版社.2009.
關鍵詞:光伏建筑一體化設計;BIPV的定議;BIPV設計中的問題
1前言
隨著石化能源的逐漸枯竭,自然環境的惡化,人們越來越重視太陽能、風能等可再生能源的利用。光伏建筑一體化建筑是光伏應用形式中最接近人類生活的一種,其效果的好壞將直接影響到人們對光伏產品的映像。
2光伏建筑一體化的定義
光伏建筑一體化(BIPV)技術即將太陽能發電(光伏)產品集成到建筑上的技術。BIPV即BuildingIntegratedPV,PV即Photovolta-ic。光伏建筑—體化(BIPV)不同于光伏系統附著在建筑上(BAPV:BuildingAttachedPV)的形式。兩種系統的實例請見圖1、2、3。
圖1為南玻大廈外循環式雙層光伏幕墻,采用多項專利技術解決了光伏組件的散熱問題、以及雙玻組件受力的問題,同時保持原有建筑外立面效果。
圖2為深圳南玻幕墻及光伏工程有限公司建造的南玻光伏建筑一體化建筑。此BIPV建筑的屋頂是由4塊80Wp的多晶硅雙玻光伏組件及支撐結構組成的光伏采光頂,立面光伏幕墻由4塊80Wp多晶硅雙玻光伏組件及支撐結構組成。此建筑的太陽電池板是建筑圍護結構的一部分,其既可以遮風擋雨,又可以發電,同時又起到了遮陽的作用。
圖3為深圳市國際園林花卉博覽園并網光伏發電系統。在此BAPV建筑中采用的是普通太陽電池組件,太陽電池組件通過支架安裝在原先建好的屋頂上。拆除此BAPV建筑上的光伏組件,并不會影響原有建筑的基本功能。在建造BAPV系統前,首先要考慮建筑的結構受力問題、以及對建筑風格的影響等問題,并不是所有建筑都適合建造BAPV系統。大型BAPV工程都應報建,經過有關部門審批后,才能施工。
3BIPV建筑設計中需注意的幾個問題
3.1光伏組件的力學性能
作為普通光伏組件,只要通過IEC61215的檢測,滿足抗130km/h(2,400Pa)風壓和抗25mm直徑冰雹23m/s的沖擊的要求。用做幕墻面板和采光頂面板的光伏組件,不僅需要滿足光伏組件的性能要求,同時要滿足幕墻的三性實驗要求和建筑物安全性能要求,因此需要有更高的力學性能和采用不同的結構方式。例如尺寸為1200mm×530mm的普通光伏組件一般采用3.2mm厚的鋼化超白玻璃加鋁合金邊框就能達到使用要求。但同樣尺寸的組件用在BIPV建筑中,在不同的地點,不同的樓層高度,以及不同的安裝方式,對它的玻璃力學性能要求就可能是完全不同的。南玻大廈外循環式雙層幕墻采用的組件就是兩塊6mm厚的鋼化超白玻璃夾膠而成的光伏組件,這是通過嚴格的力學計算得到的結果。
3.2建筑的美學要求
BIPV建筑首先是一個建筑,它是建筑師的藝術品,就相當于音樂家的音樂,畫家的一幅名畫,而對于建筑物來說光線就是他的靈魂,因此建筑物對光影要求甚高。但普通光伏組件所用的玻璃大多為布紋超白鋼化玻璃,其布紋具有磨砂玻璃阻擋視線的作用。如果BIPV組件安裝在大樓的觀光處,這個位置需要光線通透,這時就要采用光面超白鋼化玻璃制作雙面玻璃組件,用來滿足建筑物的功能。同時為了節約成本,電池板背面的玻璃可以采用普通光面鋼化玻璃。
一個建筑物的成功與否,關鍵一點就是建筑物的外觀效果,有時候細微的不協調都是不能容忍。但普通光伏組件的接線盒一般粘在電池板背面,接線盒較大,很容易破壞建筑物的整體協調感,通常不為建筑師所接受,因此BIPV建筑中要求將接線盒省去或隱藏起來,這時的旁路二極管沒有了接線盒的保護,要考慮采用其他方法來保護它,需要將旁路二極管和連接線隱藏在幕墻結構中。比如將旁路二極管放在幕墻骨架結構中,以防陽光直射和雨水侵蝕。
普通光伏組件的連接線一般外露在組件下方,BIPV建筑中光伏組件的連接線要求全部隱藏在幕墻結構中。
3.3建筑結構與光伏組件電學性能的配合
在設計BIPV建筑時要考慮電池板本身的電壓、電流是否方便光伏系統設備選型,但是建筑物的外立面有可能是一些大小、形式不一的幾何圖形組成,這會造成組件間的電壓、電流不同,這個時候可以考慮對建筑立面進行分區及調整分格,使BIPV組件接近標準組件電學性能,也可以采用不同尺寸的電池片來滿足分格的要求,以最大限度地滿足建筑物外立面效果。另外,還可以將少數邊角上的電池片不連接入電路,以滿足電學要求。3.4建筑隔熱隔音的要求
普通光伏組件并沒有像中空玻璃一樣的隔熱空氣層,只是簡單地安裝在建筑物上或者支撐構件上,和建筑物并沒有形成統一的整體。這時的光伏組件作為BIPV組件來使用往往會將大量的熱量帶入室內,造成耗能和節能相矛盾的情況,同時也不能滿足建筑的隔音要求。這時可以將普通光伏組件做成中空Low-E玻璃的形式,這樣既能隔熱又能隔音。或者采用南玻大廈一樣的雙層外循環系統的幕墻形式。
3.5建筑采光的要求普通光伏組件為了提高效率,會將電池片間距縮小到2~5mm。但在BIPV組件中,要考慮到室內的采光要求,這時要調整電池片間距到25mm左右,使組件的透光率在30%左右。
3.6光伏組件安裝方便的要求
BIPV光伏組件作為建筑物的一部分,它安裝要求比普通組件的安裝要求高很多,難度大很多。一般BIPV組件安裝高度較高、安裝空間較小??紤]到安裝方便,可以將光伏組件做方便拆卸的單元式幕墻形式,這樣既方便了安裝,同時也提高安裝精度。
3.7光伏系統壽命問題
普通光伏組件封裝用的膠一般為EVA,由于EVA的抗老化性能不強、使用壽命達不到50年,不能與建筑同壽命。EVA發黃將會影響建筑的美觀和系統的發電量,所以設計師在選擇BIPV組件時應該盡量避免使用EVA封裝的組件。Schott和Schuco現在已經有PVB封裝的光伏組件,國內還沒有廠家掌握這種技術。PVB已經成熟應用于建筑用夾膠玻璃的制作,用PVB代替EVA制作的光伏組件會有更長的使用壽命。盼望國內光伏組件生產商盡快掌握PVB封裝技術。
普通光伏系統的大部分連接線都是敞開在大氣中,空氣對流充分,溫度低。BIPV建筑系統中的連接線大多都在幕墻立柱、橫梁等密閉結構中,其溫度遠遠高于普通光伏系統電線所處的環境溫度,這對BIPV建筑系統中電線的要求也高很多。普通系統中,一般使用普通的聚氯乙稀銅線就能滿足要求。但在BIPV系統中,我們建議使用光伏專用電線:雙層交聯聚乙烯浸錫銅線。另外考慮到溫度對電阻的影響,BIPV建筑系統中選用的電線直徑應該要比普通光伏系統大一些。
建議選擇著名國際品牌的連接器;有同事做過對比實驗。性能優異的連接器的防水性能和耐老化性能要比一般的連接器好很多。如果連接器的防水性能不好,這可能會導致大樓帶電。如果連接器的耐老化性能不佳,這將會導致系統漏電、電線氧化。
關鍵詞: 空調外機 設計一體化 住宅 常見問題
隨著生活水平的日益提高,人們對住宅的需求已不僅停留在滿足基本居住的層面,更對設計提出了居住舒適的要求。住宅的舒適性既要從規劃、戶型等,又要借助設備的設計使用,例如空調系統、新風系統、熱水系統、地暖系統、太陽能系統等的運用方面合理設計考慮。反之住宅設備運用對住宅設計也提出了更復雜的要求,例如住宅設計需要考慮設備管線位置預留,以便發揮設備的最優性能,同時設備的增加不能影響住宅原本的使用功能,要保證住宅整體設計的美觀性。
事實上,目前住宅的開發量雖然很大,但住宅設計還是以考慮規劃、戶型、立面為主,以設備附加設計為輔,這樣造成了設備位置擺放不妥當,管線預留欠考慮,設備機位尺寸不合理等問題。下面以我們常見的分體式空調為例列舉一些問題。
一、空調室外機擺放位置不合適,不利于空調散熱。
有些住宅設計進深較大,面寬小,為了爭取盡可能多的自然通風采光,設計了平面凹槽,有的凹槽進深3米左右,面寬在2米多一點,為了不影響大面的完整性,附近房間的空調外機位就布置在凹槽里,如圖1??照{機位布置在凹槽里尤其是就高層建筑而言,對空調的散冷熱影響較大,因為凹槽中的冷熱是通過空氣對流進行熱傳導的,凹槽中形成冷熱量的堆積,夏季熱空氣在上層,上層的空調外機周圍熱量堆積,無法對流,上層住戶的室內制冷效果受影響,冬季下層空調外機位周圍冷量堆積,無法對流,對下層住戶的室內制熱有影響。所以凹槽中尤其是進深深面寬小的凹槽中不適宜布置空調外機位。
二、空調室內機位置不合理,室內機位置與電源、連接空調內外機的冷媒管預留洞匹配不合理。
有的臥室床布置在一側,空調布置在床的對面,空調風口對著床頭;有的書房空調風口對著書桌座椅,從人的使用舒適角度來說都不太合理,設計應考慮空調使用時風口不直接對著人的方向吹。有的房間原本該擺放衣柜或者書柜的位置上方布置了空調機位,對柜子的選擇和擺放造成了影響。有的房間空調位置在房間一角,而電源插座和冷媒管預留洞在另一側或者對角,造成住戶使用不方便,這是因為設計未能認真核對,施工時直接按圖來做所造成的。
三、空調外機擱板的設置。
《江蘇省住宅設計標準》要求對客廳、臥室等設置空調外機擱板,擱板位置統一設計,很多住宅空調擱板確實有統一設計,但在實際使用中,卻面臨著如下幾種情況。
1.空調外機位置不合理。外機位設置離開室內機的位置過遠,造成外墻冷媒管過長,不經濟且影響美觀,如圖2。
2.外機尺寸不適合??照{外機根據匹數都有不同的尺寸,雖然不同的空調品牌外機尺寸會有些不相同,但尺寸差別不會過于懸殊,設計時應該根據較大的尺寸設計,以滿足住戶對空調品牌選擇的多樣性??照{機位設計過小,空調外機就無法在該位置擺放安裝,用戶使用時只能在空調機擱板外的位置安裝空調外機,如圖3,結果是冷媒管不得不拉長,影響經濟和美觀。
3.外機裝飾不合理。有的外機位尺寸合適,位置比較合理,但裝飾沒有考慮外機散熱,一般空調外機對散熱有較高的要求,像大金空調要求空調外機外側裝飾開口率達到80%以上。如果使用過密的空調百葉,后期用戶則不得不拆卸裝飾百頁,以滿足空調外機散熱,百葉拆除后影響立面觀感,如圖4。
4.外機位置不利于檢修。有的外機位裝在墻的另一側,旁邊也沒有可以開啟的窗戶進入空調機位,導致安裝和后期維修的不便。設計時應在墻上設置開啟的窗戶或者檢修門比較合適。
四、未考慮連接空調內外機的冷媒管修飾。
一般布置空調外機位時,設計往往只考慮空調外機位的遮擋,而沒有關注冷媒管對外立面的影響,如圖2。所以設計前應考慮好冷媒管出墻面孔洞與空調外機位的位置關系,或是在后期做統一的遮擋。
綜上所述,空調的使用與住宅的適用、美觀和經濟性密切相關,其他設備例如太陽能熱水器、地暖、新風系統等也是同樣道理,所以住宅設計應認真考慮與設備的一體化問題。為了更好地解決兩者之間的矛盾,建議從以下方面著手設計。
1.建筑設計在初期定位時,就要考慮未來需為住宅配置的設備,然后了解設備的性能和對安裝的需求,把這些都作為設計需要考慮的條件,統籌考慮建筑設計。例如地暖的使用就需要考慮地面增加的尺寸高度對門窗、室內凈高的影響,也需要考慮相應的設備的位置。
2.建筑在指定初期方案時,各類設備所需要的基本條件,管線預留尺寸,設備位置的擺放和尺寸預留等都必須作為建筑設計條件的一部分與建筑平面功能布局,例如室外機設備平臺的位置大小,等等。
3.建筑設計要注意節能設計要求,降低設備能耗。
4.立面設計不能把設備作為設計完成后的附加物再作彌補性的考慮,而是要在立面設計的同時巧妙地考慮遮擋利用,例如利用空調外機位的布置作為建筑體塊的組合部分。
5.建筑設計方案確定后,對設備設計再進行核對檢查,檢查位置、尺寸,管線對應等是否合理。
通過以上幾項措施,相信建筑和設備能真正達到一體化設計,使建筑符合實用、經濟、節能、美觀、舒適統一的要求。
參考文獻:
[1]DGJ32/J26-2006.江蘇省住宅設計標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2006.
關鍵詞:住宅;室內設計;建筑設計;一體化
1前言
建筑設計是通過合理的分析、規劃和營建為人類的生產生活活動提供空間載體的過程,是室內設計的首要條件。而住宅室內設計則算得上是建筑設計的一個分支、一種延伸和拓展。住宅室內設計就是以物質材料為基礎運用合理的工藝、技術和藝術手段來實現建筑室內環境的優化和改善,最終實現為人們的生活提供一個明亮、舒適、溫馨、符合使用標準和安全規范且具有個性化的空間。在兩者之間,空間功能分區的大小及結構形態和性質,都需要兩者來共同配合和面對,所以,建筑設計與室內設計在很多方面需要進行統籌規劃和相互協調。實踐也表明,在進行建筑設計和室內設計時,兩者在很多方面所遵循的原則和法律法規都是基本一致的,多數情況下,也可以將住宅設計和建筑設計作為一個整體來進行統籌規劃。
2建筑的主要設計內容
2.1建筑整體布局。房產項目首先要對工地環境進行實際勘測,以實際的勘測數據來進行項目總體規劃。同時對本地的氣候及人文因素進行考慮,來確定建筑的總體風格和用材,并對建筑布局進行合理性布置。2.2建筑內部構造設計。建筑整體布局成型后,要對樓體的高度,層數,內部結構形式進行設計。2.3建筑內部設備規劃。住宅建筑除了主體設計外還要對內部的給排水、電氣、暖通設備、安防設備等進行規劃設計,確保設備規劃符合開發商和業主需求。
3室內的主要設計內容
3.1室內空間結構的規劃。建筑主體形成后,要在進一步的裝修過程中以建筑物的尺寸和布局為基礎,通過設計來規劃整體空間的最大利用率。3.2室內表面設計。在室內設計上,對于室內的天花板、墻面及地面、護欄的處理都屬于表面的設計。在這個部分的設計上,要根據用戶的實際要求進行整體規劃。3.3室內環境及裝飾設計。室內設計要結合住宅建筑所處的地理位置進行室內采光,取暖,風向及噪音的合理設計,追求居住的最大舒適度。同時在室內的設計方面,還需要對軟裝部分的家具、物品風格、擺放位置等進行總體的布局規劃。3.4室內設計要結合用戶心理。對于室內設計而言,必須結合居住著的年齡,行為,心理等因素,為每種群體的客戶提供不同的設計方案,力求設計出讓每位居住著滿意的室內環境。
4當前住宅室內設計與建筑在設計方面存在的一些問題
從當前的住宅室內設計途徑來看主要有兩種,一種是開發商交付業主驗收時都是毛坯房,業主按照自我的需求選擇設計單位來進行室內設計。這種設計形式是在建筑設計師與室內設計師沒有任何溝通的情況下進行的。業主僅僅根據自己的需求、喜好來進行設計規劃。另一種是開發商對房屋內部進行了統一的設計規劃,在進行建筑設計時就已經由建筑設計人員與室內設計人員進行了緊密溝通,最終確定出幾種風格的設計效果,來業主從中選擇。這兩種設計模式對于建筑設計與住宅設計的一體化來說,都是存在一定問題的。4.1毛坯房形式交付的建筑設計與室內設計之間缺乏融合性。(1)建筑設計中的很多水電安裝不符合實際的用戶需求便利性,業主在進行室內設計時的大量重新改造,增加了自身的裝修成本。(2)毛坯房的零裝修,使得住戶需要花很長的時間用來進行室內二次裝修,對同樓的其他已入住用戶形成多少的干擾。(3)業主在根據自己的愛好進行室內裝修時,造成的部分建筑設計風格的改變,很有可能會導致主體建筑結構的安全隱患。從美觀角度來說,業主基于自身喜好的裝修風格與實際的小區建筑設計風格可能會有差入,也影響到了建筑設計與室內設計的一體化效果。4.2精裝修交付的房屋又缺失了室內設計的個性化展現。精裝修交付的房屋都是已經成型的室內裝修風格,精裝修由開發商統一進行材料的選定,采購,與業主自己裝修比較成本較低,且施工過程因為有專業施工單位和監理單位參與,施工質量較為可靠。但是開發商提供的設計風格,卻未必是客戶需要的,小區內統一的裝修風格,使得裝修沒有考慮到個人偏好和個性化。
5實現住宅室內設計與建筑設計一體化的主要思路
5.1住宅室內設計與建筑設計盡量保持同步和協調。在建筑主體構造方案形成后,室內設計人員就應該參與設計過程中,與建筑設計師同步進行設計構想。當室內設計受到建筑設計局限時,建筑設計師和室內設計師可以再就方案進行補充或者修改。通過共同參與和協商確保建筑各項設計能夠實現最大程度的協調和優化。5.2室內設計與建筑設計風格之間注意協調性的設計考慮。住宅建筑設計和室內設計之間的風格協調性,主要是指以下幾個方面:(1)在室內設計時,能夠將建筑設計中的一些色彩,圖案及材質等元素充分的與室內的裝修風格進行一下搭配或者直接將一些協調性的元素納入到室內設計中。讓建筑設計與室內設計風格形成一種兩相呼應。(2)兩者之間能夠形成本地文化特色的一致性映襯。在具體的室內設計方面,可以對建筑設計風格所代表的本地文化特色,地域特征等一些特殊的符號,雕塑等文化元素和時代風格進行融入性考慮。讓建筑設計與室內設計之間能夠形成從表到里的一致性心理感應,帶給用戶完全的歸屬感和文化習俗融入感。
綜合以上可以看出,住宅室內設計和建筑設計實際上是緊密依存又相互制約的。在進行項目的具體設計過程中,應該合理的統籌建筑設計和室內設計之間的關系,能夠以良好的切入點來實現兩種設計風格上的融合。并充分的利用當前最先進的設計理念來進行資源的合理安排和利用。只有建筑設計與室內設計能夠保持一體化,才能夠帶給人民更加舒適和美觀的居住享受。
作者:王知亮 單位:漢中職業技術學院
參考文獻
關鍵詞:一體化;建筑設計;研究
中圖分類號: TU2文獻標識碼: A
所謂的一體化是指將相互聯系的分散無序的眾單個個體通過相應的原則及其方法組合成一個有機的整體,使單獨個體之和大于每一個簡單個體的相加之和。居、商及景一體化則是指將分散的居住、商業及景觀聯系在一起,產生最大的城市效應,實現建筑內部因素、外部因素及周圍環境各個因素之間的整體協調。實現居、商及景一體化建筑設計不僅能夠美觀城市容貌,而且還能夠使城市得到可持續發展,提高人們的居住環境、工作環境。
一、居、商、景一體化建筑發展歷程
早在二十世紀三十年代,美國建筑師哈里森與洛克菲勒財團對紐約市的洛克菲勤中心進行建造,在前期階段,哈里森借鑒英國建筑師英瑞斯“城中城”的設計理念;在設計過程中,將多種城市建筑相互交叉一起,進行立體綜合的設計;在設計完成后,紐約市興起了多種功能互補的大廈,同時在大廈內形成一個統一的交通網,將各個大廈聯系起來,并將地下建造大型的購物商場、餐廳及娛樂設施等,地下形成強大的商業中心。最終,在紐約市逐漸興起了居、商及景一體化建筑設計的浪潮。這種一體化的建筑設計逐漸得到流傳,是美國城市復興的先兆,同時也是現代城市興起的雛形。至今為止,越來越多的城市正向居、商及景一體化建筑發展,已全面認識到一體化建筑設計的重要性。
二、居、商、景一體化建筑設計理念
現代建筑在設計過程中應遵循高品質、現代化的原則,實現居、商及景的高度統一。還應根據建筑現場的環境、地形及用地分塊等,堅持實事求是的原則,合理利用每一塊土地,充分發揮交通功能,建立有秩序的城市生活。為此,在進行一體化建筑設計時應符合以下幾方面理念:首先,堅持“以人為本”。所有建筑在設計時應人文空間為參照,對各個形態的居住空間進行科學、合理布置,堅持“以人為本”的理念,時刻體現人文特點。其次,堅持整體原則。居、商及景有效整合,圍繞中心區、交通軸線、景觀等,通過建筑及景觀、綠化的縱橫穿插,實現住宅高低錯落之感、商業琳瑯滿目之感等。最后,突出重點。實現商業步行街、中心景觀廣場、居住區的有機結合,形成天然的交通、景觀、建筑一體化的局面,在交通上聚合小區、在景觀上塑造小區廣場等,突出居住區,形及商業的大集合。
在進行建筑一體化設計時,應強調均好性,當建筑整體空間塑造完成之后,各個小區及組團應圍繞重點建筑形成整體一致的建筑景觀。在各個利用組團出入口及不同地形,同時考慮交通的直入方式,進而有不同的選擇。在住宅底層選用局部架空,進而做停車及綠化,選擇組團的直插路方式進入到每戶垂直交通位置。然后,充分利用各個基地的高差,設置地下停車庫對積水并與小區內的景觀進行自然結合,與園林建筑實現層次分明,進而創造出獨特的小區景觀。
三、居、商、景一體化建筑設計模式
從當前來看,居住、商業及景觀等多種建筑的設計首先應符合實際地形、氣候、風俗文化及人們需求等,這就要求在進行一體化建筑設計時,實現建筑間的空間組合及其功能組合顯得非常重要。
1、形成互補模式。所謂互補模式是指將兩者相互聯系的建筑建立在一起,兩者之間形成互補、共同發展的建筑融為一體,形成更加完善的整體。如:醫院與藥店可建立在一起,有利于病人在醫院看完病后,出院后就能夠看到藥店,方便購買,促進商品流通。可將娛樂場所與飯店建在一起,由于近年來,生活水平不斷提升,加上人們工作、生活壓力較大,每到休息日時大部分人會選擇出外輕松,而娛樂場所就成為了首選。當人們玩累后,就必須就餐飲食,而在娛樂場所附近建立飯店,可滿足這類人群需求,同時促進該區域經濟的發展。當前,很多大型商場也實現了娛樂、餐廳及健身等多種功能的融合,原本沒有聯系的建筑紛紛發揮出了最大的作用。
2、形成主從模式。所謂的主從模式是指一部分建筑為另一建筑服務,不同建筑的功能不同,一類建筑是另一類建筑的必須品時,若兩者建立相鄰,往往就形成主從模式,不僅方便人們的利用,而且還使建筑實現了應有的功能。如:對于人口居住密集小區,在小區附近往往會建立大型的生活超市、蔬菜市場及餐飲娛樂、休閑廣場等,通過這些附帶建筑的設計,為小區居民提供方便同時,也促進城市進程的加快。對于商務大廈附近,則可建立相應的商務會所、會議中心及高級娛樂會所等。由于商務大廈里大多是工作的白領階級,一些較大的企業,在接待外來合作企業時,或本企業員工組織活動、聚餐、年會等,都需要特定的商務會所、餐廳等,即顯示了本企業的禮貌待遇,也不失高端大氣。一些白領階層在忙碌一天的工作后,難免心情郁悶等,若在附近建立休閑娛樂場所,則可使這些白領人員放松,減輕疲乏。這些建筑若單個獨立起來,可能作用沒有聯合起來的作用大。為此,實現主從模式,可促使建筑業的發展,提高生活質量。
3、形成統一模式。建筑統一模式是指兩個建筑功能相同或相似的建立在一起,形成高度統一的模式。在日常生活中,最為常見的就是:小商品批發店鋪、工藝品批發等,都會共同存在于某個小商品批發市場中,進入到該小商品批發市場,能夠看到各種各樣、形態各異的小店鋪,都在銷售相似的物品,甚至相同的,將其高度集中起來,方便了消費者的購物,為消費者提供不同的選擇。又如:在火車站及汽車站附近,往往有多個公交車站點、地鐵站點、出租車站點,同為出行的三種方式,將這幾種出行方式集中起來,方便人們的出行,供人們選擇適宜自己的出行工具。另外,我們還可見到大型的商業購物中心,大多位于人口密集、交通發達的地區,在該商業購物中心附近,往往有過街天橋、地下通道等,同時在地下通道、過街天橋的出口又有公交站點及地鐵站點。而其中某個地鐵站點又可能與消費者向往的某個休閑廣場相連,在購物完成之后,可到休閑廣場歇息,或者再選擇下一個心儀的商場,繼續購物,或者選擇回家的車輛,直接回家。這種從地上到低下、從商場到休閑場所、從休閑到住宅,最終形成統一的整體。
四、結束語
伴隨著城市化進程的不斷加快,人們生活水平的提高,對工作、生活、休閑環境提出了更高的要求。為此,實現居、商及景一體化建筑設計是當前也是今后發展的趨勢,通過將這三種有機聯合起來,不僅方便了人們的生活、工作,而且還節約了原本缺乏的城市用地資源。當然,在今后的發展過程中,還需要政府積極引導、技術不斷更新等,進一步加快城市化進程。
參考文獻:
[1]李寶俠,魯娜,劉亞茹等.西咸一體化對居民主觀生活質量的影響因素分析[J].高等函授學報:哲學社會科學版,2011,(10):7-8,29.
關鍵詞:一體化設計 可持續發展 評估系統 增值效應
中圖分類號:Tu-02
文獻標識碼:A
文章編號:1004-8537(2007)09-0094-03
一體化設計沒有單一的確切定義,它表現的是一種獨特,刻意的生態建筑設計方式。同其他方式相比,這種方式帶來更多成功機會?,F在一體化設計的從業人員越來越多,盡管每一個人的實際經驗和見解各自不同,但絕大多數人對以下的定義都不會持反對意見:
①目標驅動:圍繞可持續性這個首要目標,明確設定分目標,并以達到分目標為實施手段,最終實現總目標。
②有專人支持設計過程:這個人的主要任務不是設計或者參與設計,而是對整體設計過程負責。
③設計過程的構建:按正確的順序處理問題,避免由于信息不完整而作出了不可更改的決定,最后導致項目陷入不良表現的處境。
④明確的決策:提供被明確理解的決策和解決重大問題的途徑辦法。
⑤參與面廣:從業主到施工人員,每一個人在設計中盡其所能,分其所想。
⑥協作,使建筑設計師成為一名在前期過程中積極充當領隊的人而不是單純的形式創造者。
⑦系統整體的思路:產出的綜合效益比各部分效益的總和更高、更經濟。
⑧建筑概算:要求資金通盤考慮,使投資獲得最佳收益。
⑨重復漸進:使先前決定能夠不斷融入新信息,變得更加完善。
⑩非傳統的技術專長:可在必要時引用到設計過程中。
動機:可持續發展的緊迫性
可持續性是當今人類社會面臨的最棘手的問題之一。當它與建筑聯系在一起時,問題就顯得更加復雜、不那么容易輕松解決。人類活動已導致生態環境退化,并直接對社會構成威脅。其中,建筑的設計、施工、使用和拆除占了相當的比例。比如在加拿大,大約30%的能源消耗和38%的溫室氣體排放是由于建筑原因產生的。在其他某些國家,這個比例更高,普遍達到了總能耗的40%。因此無論是業主、設計人員還是施工人員,我們都有條件和責任為此做些事情。
目標:可持續發展社會
可持續發展社會有幾種不同的定義其中一種是布倫特蘭(Bruntland)在《我們共同的未來》(1987)一文中給出的,它指的是“既滿足當代人的需求,又不損害后代人滿足他們需求的能力的發展?!?/p>
布倫特蘭的定義很有先見之明,但在應用中仍需作適當的補充。這個定義的基本概念是物理意義上的生態社會可持續發展性,它已被科學界采用并納入“自然步驟”框架中。自然步驟是實現生態社會發展所必需的“系統條件”。
布倫特蘭定義和自然步驟系統條件為建筑的可持續發展目標確立了基本框架。其它有關可持續發展的主要思想還包括“精明增長”和“一個地球生活”基本框架。
向導:生態建筑評估系統
單純憑借布倫特蘭定義和自然步驟框架,還不足以實現可持續發展目標。我們可以通過構想什么是成功的標準來進行目標戰略策劃,然后加以逐步實施。實際上,各類生態建筑評估系統和環境能源評估方法已經為前期策劃作出許多指導性方針。這些系統方法分類給出與建筑相關的環境影響、行動措施和監督原則。比如加拿大能源環境設計先導組織(LEED Canada)、綠色環球組織、走向綠色組織等等都有各自的評估系統,為我們追求可持續發展指明了方向。隨著時間的演變,這些評估系統日漸成熟,實施起來會更為有效,建筑也更具有可持續性。
實施手段:一體化設計
雖然評估系統和節能設計工具指明了我們需要采取什么樣的行動,但我們還是不一定知道從哪兒起步、該用哪些工具。保護環境是我們必需堅守的一個長期目標,一體化設計卻可以使我們即刻受益。沒有一個客戶不希望以更高的效率花更少的錢建更好的樓。很顯然,如果方案早在設計階段能夠得到完善,成本就有可能降到最低。一體化設計改變了設計的理念,極大降低了項目進行過程中設計變更的可能性,從而有效地控制了成本。這種設計方式的最大收益來自于發展曲線的起始段。一體化設計啟動研討會應當合理組織有影響力的各方參加,以一種建設性的方式支持項目的可持續性目標。
目標驅動
項目的大方向是保持可持續發展,但仍有必要將它明確細分為數個可管理的分目標。這些分目標不是僅用簡單的術語表達,而是完全可以用業績指標來衡量,以制定方針策略來達到的。有了它們,實現可持續發展的最終目的才得以保障。從這里開始,團隊的工作轉向各個專項環境目標。這些目標可以從評估系統中獲得,它們至少應包含以下的明確目標:
①減小樓址影響。
②減小非樓址影響 比如暴雨徑流、溫室氣體或其它排放物。
③降低能耗和水耗。
④改善室內環境質量和熱舒適度,為居民提供健康環境。
⑤提高建筑廢料的可利用性和回收性。
⑥提高耐久性、使用壽命和可維護性。
這些目標必需清晰在目、記錄在案。它們是設計進程的重要環節之一,是具體設計和解決目標沖突的參照點。
增值效應(synergies)實例解剖
項目的各組成元素是如何在項目中體現作用?“增值效應”這個詞經常與一體化設計聯系在一起,它又意味著什么?讓我們來看看下面這個普通例子。通常高性能夾層窗比滿足規程要求的標準窗造價高,因此項目中一般不特別點明采用高性能窗。假如說具有太陽能控制的高性能窗可以減小空調負荷,而且其減低程度足以使機械系統的管道尺寸大大縮小,那么結構厚度和樓層高度都可以降低,機械、結構和樓面裝飾費用也可以降低;也許由此而節省的費用足以彌補高性能窗的高成本。
如果建筑很高,我們還可以在總高度不變的情況下,增加一層樓。如果高性能窗和保暖隔熱措施保證了窗墻的熱工性能,就沒有必要增加輻射式供暖來保證冬季的適宜室溫;或者如果窗戶性能足以抵抗夏季的炎熱,情形又會怎么樣?你就有可能找回6英寸的額外空間,又可以節省能耗。這些因素總體增加了客戶的回報率,與此同時,還改善了圍護結構的熱工性能。
如果孤立地考慮其中每一種改善措施,費用都是無法承受的。只有一體化設計,在設計初期將機械結構工程師、能量模型分析師、成本咨詢員、及物業管理人員召集起來,就建筑的圍護結構熱工性能及其影響,與建筑設計師進行共同商議,才能體現出上述的費用節省環節。如果不是在早期進行商討,沒有一個系統可以相互支持其它系統,也就不可能存在增值效應。
啟動研討會
一體化設計中最重要的是啟動專業人員研討會。其重要性在于:
①項目啟動有個良好開端。
②各方統一目標。
③團隊建設。
④盡量在前期階段將問題暴露出來,以防后期的設計返工。
啟動研討會的主要目的是統一觀點和目標。這一點雖是老生常談,但其重要性往往被人忽視。優秀的團隊都有一個共同的目標。成功的研討會應創立目標共識,發掘團隊內在的創造力和聚合力。 一體化設計研討會應經潛心策劃和精心安排,討論內容可相應變化。有一本很好的手冊叫《高性能建筑研討會策劃手冊》,對如何策劃安排一體化設計研討會提供信息參考它可在美國能源部網站免費瀏覽。這本手冊內容全面包括從基本原則、如何開始、如何策劃、到如何舉辦以至會后跟蹤等內容。它也提供了清單、日程、報告等樣本文件。還有一個免費資源是《可持續社會規劃發展設計研討會規劃導則》,在加拿大聯邦住房署公司網站可以搜索到。
思維意識
所有參與成員都應擁有正確的思維意識,它反映在以下幾個方面:
①必須擁有參與意識和主人意識。
②從整體觀出發思考問題優化整體項目,不強調組成體價值。
③設立衡量標準和業績量化評估。
④虛心接受他人意見。
⑤提出開放式問題,探求全新答案不設框、不落套。
⑥尊重團隊每個人及其工作。
客戶的接受
客戶應當充分領略一體化設計的優勢,并完全認可這種做法。應當相信,它的潛在回報是巨大的。這種設計方式提供不同的設計時段,設計成果可能也與他們通常看到的有所不同。總體上,一體化設計節省了設計的時間。也就是說,前期花的時間相對較長,而后階段較短。所要求的系統設備也可能不同。最成功的項目出自于客戶對新設計方式的深入了解和風險分擔。
關鍵詞:太陽能;太陽能建筑;集熱器;光伏發電;風光互補
中圖分類號:TU201.5文獻標識碼:A文章編號:16749944(2013)10021903
1引言
新能源建筑實驗實訓系統由新型結構建筑物、太陽能風光互補發電系統、太陽能熱水系統、智能化管理與控制系統組成,主要滿足高職院校新能源相關專業(包括光伏發電專業、太陽能建筑一體化專業、太陽能光熱利用專業及供熱制冷專業)集太陽能光伏發電、風力發電、太陽能熱水系統等綜合應用的實驗實訓教學。
2新型結構建筑物
建筑物設計為一層尖頂結構,建筑面積150m2,南側坡屋頂布置光伏發電陣列系統、太陽能集熱器陣列系統,尖頂處設安全過道供參觀測試。南墻采用雙層結構,夾層空間分別與內外墻設進出風口,在冬季或夏季通過控制各風口的開關可調節室內溫度。風力發電設備安裝在建筑物旁。室內空間布置成多媒體教室。建筑外觀如圖1。
3.1.1太陽能電池組件(2kW)
由20塊100W的太陽能電池板組成,正常使用壽命20年。采用多晶硅材料。單塊太陽能電池板主要技術參數:最大輸出功率100W,開路電壓43V,短路電流3.28A,最大輸出功率工作電壓34.5V,最大輸出功率工作電流2.9 A,最大系統電壓50V, 尺寸(長×寬×厚)為999mm×823mm×30mm 。
3.1.2風力機(2kW)主要技術參數
額定功率2000W,額定風速9m/s,啟動風速2.5m/s,工作風速范圍2.5~25m/s,安全風速50m/s,額定轉速360r/min,工作電壓為標準DC48V,發電機型式為三相交流永磁,限速方式為機械離心變槳距,停機方式為手動/電動牽引變槳距,塔架高度6m,塔頂主機重量130kg,使用壽命15年。
3.2室內控制系統
包括控制逆變系統、儲能系統、配電系統及電纜布線系統。
3.2.1風光互補控制器
包括采用了專為風光互補系統設計的液晶模塊,可以顯示蓄電池電壓、風機電壓、光電池電壓、風機功率、光電池功率、風機電流、光電池電流、蓄電池電量狀態,能夠控制風機和太陽能電池對蓄電池進行限流限壓充電。具有完善的保護功能,配有專用的遠程監控軟件,可實時監控系統的運行狀態。風光互補控制器性能參數:卸載開始電壓56V,卸載開始電流50A,卸載控制方式為PWM脈寬調制,顯示方式為LCD(液晶屏顯示),顯示內容有蓄電池額定電壓、風機電壓、光伏電壓、風機電流、光伏電流、風機功率、光伏功率,靜態電流≤30mA,工作溫濕度范圍為-20~+55℃/35~85%RH(但無結露),保護類型有太陽能電池防反沖、太陽能電池防反接、蓄電池過充電、蓄電池防反接、防雷、風機限流、風機自動剎車和手動剎車,尺寸(寬×深×高)為425mm×430mm×170mm。
3.2.2控制逆變器系統
逆變器具有交流自動穩壓輸出,過壓、欠壓、過載、過熱、短路、反接等保護功能。整機逆變效率高,空載損耗低。具有可選市電切換功能,當蓄電池欠壓或逆變器出現故障的狀態下,設備可將負載自動切換到市電供電,從而保證了系統的供電穩定性。逆變器主要技術參數:額定輸出容量5kVA,額定蓄電池電壓48VDC,逆變器輸入過壓保護68VDC,逆變器輸入過壓恢復66VDC,蓄電池過放保護電壓42VDC,蓄電池過放恢復電壓48VDC,空載電流1.33A,輸出波形為純正弦波,額定輸出電壓220VAC。
3.2.3儲能系統
4.2太陽能熱水系統工藝流程方案
源水經集熱器上水泵5輸送至集熱器1,通過溫度控制器9將達到設定溫度的熱水輸送到儲熱水箱2內。然后再由輸水泵7送至用水點。儲熱水箱內存水溫度下降低于設定值的熱水可輸送至集熱器再次加溫,以使儲水箱內熱水時刻保持在設定溫度范圍內,保證用戶全天候用水。太陽能熱水系統運行原理:儲水箱設有溫度參考點T2,太陽能集熱器設置溫度測點T1,當集熱器溫度T1比儲水箱水溫T2高至設定溫差上限時,太陽能系統循環水泵啟動,提升儲水箱內水的溫度。當集熱器溫度T1比儲水箱水溫T2低達到設定溫差下限時,太陽能系統循環水泵停止,集熱器及系統管道中的水排回儲水箱中(同時達到排空防凍的目的)。在需要輔助加熱時,當T3溫度低于設定值時或水位低于設定水位且水溫低于設定水溫時,輔能循環泵啟動并通過輔能裝置將水加熱。當T3等于設定溫度時輔能裝置及輔能循環泵停止。
4.3智能控制系統
該系統的工作過程全部由主控箱來完成,主控箱內中心儀表,分別接收來自集熱器水溫探測器、儲水箱水溫探測器以及儲水箱水位探測器的信號,根據不同的情況分別或聯合驅動集熱器上水泵、輔助熱源上水泵起停,來達到收集熱水、保存熱量、應急供水和防凍抗凍等目的,使系統用戶在任何情況下,任何時間內都能獲取設定溫度的熱水。
5智能化管理與控制系統
5.1能源管理系統
計算各種能源的收入、消耗、儲存情況。計算能源利用效率、能源價格、折合成標準煤,以及折合成碳當量等指標?;竟芾砺毮埽耗茉聪到y主設備運行狀態的監視;能源系統主設備的集中控制、操作、調整和參數的設定;實現能源系統的綜合平衡、合理分配、優化調度;異常、故障和事故處理;基礎能源管理;能源運行潮流數據的實時短時歸檔、數據庫歸檔和即時查詢。
5.2自動控制系統
測試系統主機是一款功能齊全、操作方便、精確可靠的設備,應用了最新的顯示技術、微電子技術、數據存儲和通訊技術,由液晶屏、按鍵、ARM微處理器為核心的主板、主電源、外供傳感器電源等構成,包含豐富的顯示畫面、靈活的操作方式以及強大的記錄、運算、控制和管理功能,大容量數據存儲器,可連續存儲數據200d以上,數據采樣速率高于0.2s/通道,工業控制標準設計,便攜式防震結構,大屏幕液晶顯示屏,輕觸薄膜按鍵,操作簡單。適合于惡劣工業環境。太陽能光伏發電系統、風力發電系統、太陽能集熱器系統以及負載系統由PLC進行控制。太陽能發電、風電系統均可由通訊實現數據共享。
6結語
能源發展轉換的規律就是從高碳到低碳,最后走向無碳。在西方發達國家,建筑用能已占全國總能耗的30%~40%,建筑節能意義巨大。新能源應用于建筑,尤其太陽能是當今建筑節能主流方向,國外太陽能建筑已經發展到主動式太陽房階段,“零耗能建筑”也開始投入商業化運行。
參考文獻:
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關鍵詞:建筑設計;景觀設計;一體化:設計理念
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A 文章編號:
一、我國大都市建筑景觀的現狀
近幾年來,我國的城市化進程不斷的加快,到目前為止,我國的城市化水平已經達到了36%,根據世界城市化進程的標準,城市化的水平達到了30%以上,城市化進程就進入了快速發展的階段。因此我國現在正在處于城市化快速發展的階段,尤其是我國家加入了世貿組織以后,我國的經濟建設和人們的生活水平得到了前所未有的提高,所以更多城市和地區順應這個歷史發展的潮流,加快了城市化的發展,有更多的人涌進了城市,開始了新的生活、學習和工作,所以人們對于住房的需求也是不斷的加大,因此在大都市里有更多的建筑物林立,并且隨著城市化的進程不斷的加快建筑物的建設數量也在不斷的加快,并且城市的使用面積不斷的減小,建筑物的密度不斷的加大。街道的車水馬龍,擁堵現象十分的嚴重,隨著人們對于物質得到了充分的滿足情況下,更多的是追求精神的享受,因此人們對于居住條件和環境的要求也不斷的提高,但是就目前城市化的發展來看,城市建筑和景觀處在了嚴重的不協調的情況中,這顯然是和人們要求的生活環境是相悖的,而且也嚴重的阻礙了城市建筑功能的發揮和城市建筑景觀的價值,因此合理的設計建筑景觀,突破建筑物的邊界,在建筑景觀一體化的指導下,使得城市建筑和景觀更加的協調,更好的滿足人們的居住和生活的需求。
建筑景觀一體化設計的主要的策略
1、調整建筑邊界形態
建筑的功能是形成建筑邊界的內因,因此,突破建筑邊界要從功能出發,利用外部和內部能的過渡,將建筑邊界轉換成可使用的場所,從而促成這一區域社會交往活動的發生。
具體的做法,可以從《交往與空間》這本書中得到啟發。雖然該書主要是基于住宅案例的分析,然而蓋爾在其中提出的柔性邊界的概念和幾點重要原則可供參考:其中包括室內的活動能自由地流動到室外,室外區域必須緊挨房間布置,入口的設計應在功能上和心理上方便人們通行,中間走廊、多余的門,尤其是室內外的高差都應避免,室內外應在同一水平面上,方便活動的內外流動。
在A辦公園區項目中,如果按照建筑原有的做法,入口臺階便成了內外交流的阻礙。它使入口與建筑內部、建筑與內庭院、內庭院與外部環境之間人的活動和心理體驗難以順暢連通。因此,設計中將臺階整體外移至室外廣場的邊緣,在入口前留出短暫停留的空間。同時,兩側沿建筑增加平緩坡道,便于從主干道路直達建筑入口。這樣,存在于建筑邊界的阻礙就被消除了,人們可以很自然地進入室內,再進入庭院。這一區域經過調整,成為了真正意義上的既內又外、既公共又私密的一體化環境空間。
另一方面,將廣場邊緣的臺階拆分成高差較小的平臺,按600mm高分成三段。從建筑內部到入口再到室外廣場,空間得以自然延伸。同時,加強了建筑室內與內庭院的聯系,盡可能地減少墻體的阻隔,內外無高差,硬質或半硬質鋪裝區域與外墻直接銜接。這樣,建筑與景觀邊界的感覺被模糊,兩者不再是非此即彼的對立關系,而是一種交織融合的共生關系。正是在這種模糊感和復雜性中,人們體驗到了一種整體和諧的人性化環境空間。
圖1-a中央廣場
圖1-b 辦公樓入口庭院
圖1-c辦公樓入口臺階
圖1-d 內庭院
2、建筑元素與景觀元素相結合
在建筑邊界區域,通過建筑元素與景觀元素的巧妙結合,創造出一些獨特的形式。這種形式介于建筑和景觀之間,既是建筑也是景觀,兩者是共生的關系。彼此之間在保持各自特質的基礎上,交織融合,互相支持,塑造出一體化整體環境。
在B綠地家世界項目中,為了創造出新穎獨特、現代大氣的一體化廣場環境,我們通過與建筑師反復協商,將辦公樓主入口玻璃雨篷與廣場水景合二為一。水沿著建筑雨篷側面直接流入景觀水池,成為水景不可分割的一部分,而水池邊緣同時又是建筑入口坡道的邊界。通過這種共生關系,重新定義了建筑與景觀的一體化邊界(圖2)。
圖2-a入口廣場
圖2-b入口廣場
3、采用一體化細部設計
賽維在《建筑空間論》中指出:所有的空間只要視線被遮擋,不管是石砌墻還是成行的樹木或護岸,都呈現出與建筑空間中所感到的同樣的特征。因此,在建筑外環境中可以運用景觀元素來構筑空間感,同時,采用一體化的細部設計,使建筑在景觀中得以延伸。當然,這種延伸必須以人在其中的活動方式為主導,正如有機建筑尋求創造一種不但自身美觀,而且能表現居住其中的人們有機的活動方式的空間。
在C項目中,為了在城市中心地段狹小場地中創造出豪華公寓的戶外環境,同時與近在咫尺的商業辦公樓協調統一,采用了將景觀設計與建筑在細部上完全整合一體的設計策略。首先,在公寓入口處增加了入口門樓,其尺度、材料和細部做法與建筑一致;其次,運用特色水景墻體與地下車庫出入口結合,在滿足功能的同時,營造出高檔住宅庭院氛圍;同時,大型喬木、密植綠化與建筑墻體結合,建立起與高層建筑空間圍合尺度一體化的綠化空間尺度(圖3)。
圖3-a公寓入口
圖3-b水景墻
圖3-c 綠化空間
4、完善和強化建筑規劃空間格局
按照西蒙茲(Simonds )的觀點,人們規劃的不是場所,不是空間,也不是內容,人們規劃的是體驗。因此,在設計中要將人的活動和體驗作為衡量標準,將整體環境看作建筑與景觀組合成的多維綜合體,在其中建立空間體驗和心理體驗,以產生出令人難忘的場所特征和獨特的場所感。
實踐中常常是建筑規劃設計基本完成后才開始景觀設計,然而.為了達到建筑景觀一體化,面對現有的建筑規劃形態,我們必須尋找一條實際可操作的途徑。因此,首要的工作在于對各種既定條件的解析,看看是否有改善的機會,尤其是在建筑邊界區域尋找突破的可能。
D項目建筑規劃有三個主要特點:①建筑完全對稱,強調辦公樓群的氣勢;②南北主入口廣場抬高一層,設大臺階、大廣場;③東西兩側綠化坡地,由地面逐漸下沉。與中央居場地下休息廳相接。為了達到一體化效果,景觀設計的重點放在完善和強化這些特點上。
首先,采用了完全對稱的格局,設計風格上以規則的幾何形體重復陣列為主,進一步加強軸線對稱的感覺;其次,通過大型跌落式水景,與大臺階結合,形成氣勢恢宏的一體化前廣場;其三,在中央劇場地下休息廳前設小型戶外休息廣場,此處無高差,自由出入,同時,通過噴泉水景與綠化坡地相接,自然形成人們在室內外交流和休憩的連續場所(圖4)。
圖4-a南入口
圖4-b跌落式水景
圖4-c劇場休息廳下沉廣場
在這里,人們可以輕松漫步,從城市進入廣場,然后拾級而上抵達入口,或從綠化坡地緩緩而下經過庭院進入劇場。人們的活動由室外到室內,從環境到建筑,幾乎沒有障礙。許多開敞的、半開敞的,室外的、半室外半室內的場地,可供人們接觸、交流,或開展各種活動。
5、突破傳統的藝術限制,利用藝術新領域展現景觀個性化設計
對于城市建筑景觀設計來講是一門藝術,所以它就和其他的所有的藝術有著千絲萬縷的聯系,所以在當代的建筑景觀的設計中不但要吸取當下最流行的時尚設計的元素,更多還是對現代藝術的豐富的表現形式中吸取豐富的設計源泉。所以建筑景觀的設計者要突破傳統的藝術得限制,在藝術層出不窮的今天,在純藝術和其他藝術之間的界限已經相對模糊了,所以設計師們在充分的考慮到人們的居住環境,更多的是要吸收電視、電影、戲劇、音樂、建筑等等的創作手法,于當代的藝術相結合,保持建筑景觀的設計與藝術之間的聯系,這樣就能最大限度的滿足人們對于生活環境中的視覺享受了。
三、結語
關鍵詞:建筑形態;太陽能;熱水系統
中圖分類號:TU822+.1
文獻標識碼:B
文章編號:1008-0422(2009)06-0231-02
1前言
太陽能熱水系統與建筑一體化的承載主體是建筑,隨著人類文明的發展,建筑不再僅僅作為避風雨、御寒暑的簡單場所,現代建筑已成為社會生產力的重要體現。以建筑類型來講,近代資本主義大生產的出現使社會生產力迅猛發展,伴隨著機器的生產出現了規模巨大的新型工業廠房。特別是由于生產力發展基礎上人類物質生活和精神生活產生的巨大變化,對建筑提出了許多新的、前所未有的功能要求,在建筑功能的驅使下,才相繼出現象原子能發電站、可容萬人的體育館、超高層建筑等新的建筑類型。在人類文明高度發達的今天,傳統化石能源的來源逐年遞減,人類對化石能源的過渡依賴導致環境持續惡化,同時人類對生活品質和居住環境的要求又在不斷提高,為解決能源環境矛盾把可再生能源引入到耗能大戶建筑中,將其完善成為具有獨立能源,自我循環式的新型建筑,這是建筑發展的重要趨勢。
從古代建筑的構圖原理到現代建筑的技術美學,建筑始終遵循多樣統一形式美規律的普遍原則,以簡單的幾何形式求統一,重視均衡與穩定的審美觀念,強調建筑要素的主從與重點,對比與微差,建筑形式的韻律與節奏,建筑構成的比例與尺度。以新建筑觀點來看,古典建筑不能作為美的唯一典范,但過分夸大建筑功能和技術對建筑形式的決定作用將會使建筑變的呆板,枯燥。因此太陽能熱水系統與建筑集成是在保證系統功能可靠的同時不違背建筑形式美規律的普遍原則,應以系統和建筑的和諧統一為主旨。
建筑的形式與內容應一致。太陽能集熱器作為太陽能熱水系統的關鍵部件同時又是整個系統中所占空間最大的部分,它在建筑中的布局將直接影響整個系統與建筑的結合效果,在保證集熱器集熱性能的同時應重視建筑的整體形象,遵循建筑美學原則。
太陽能裝置與住宅一體化的造型設計應當充分考慮到其住宅建筑的特點。首先,住宅都是由套型組成,沒有大空間,平、立面結構和造型一般比較規整。其次,房間的功能性限制大,非常強調自然采光和通風。第三,住宅受造價限制以及節能對形體的要求,外墻也應當盡量平直。由于住宅的這些特點,在造型處理上可以有大的體量變化,但一般很難打破層、套等單單性因素的限制。實際中常常利用相同元素的重復、增減來達到藝術效果。從這一點來看,住宅的造型設計較之公共建筑更有難度。但從另一角度來看,住宅內部嚴謹的結構性和功能的主導地位非常符合技術美學所強調的邏輯性及目的性。太陽能裝置與住宅一體化的設計在住宅中表現技術美學是可行的。
2太陽能熱水系統與建筑有機整合一體化設計
太陽能熱水系統與建筑有機整合一體化設計,成為建筑不可分割的一部分。
要使太陽能熱水系統真正與建筑有機的結合在一起,需要系統與建筑的整合一體化設計,即在設計建筑伊始,將太陽能系統所包含的所有內容都當作建筑不可或缺的元素加以考慮,使之成為建筑組成的一個部分,而不是附加的多余構件。
2.1太陽能裝置與屋頂的結合太陽能裝置與屋頂結合有其特有的優勢:
首先日照條件好,不受朝向影響,不易受到遮擋,可以充分地接受太陽輻射;其次系統可以緊貼屋頂結構安裝,減少風力的不利影響;再次可以代替保溫隔熱層遮蔽屋面,減少屋頂夏天的熱負荷。
(1)太陽能裝置與坡屋頂的結合
坡屋面是近十幾年來低層和多層住宅的主流形式,在坡屋面住宅太陽能熱水器與建筑一體化設計中,最重要的是南向坡面的利用。由于南向坡面傾角大多與集熱器角度接近,所以能較好地體現集熱器與建筑結合的效果。
建筑設計宜根據集熱器接收陽光的最佳傾角,即當地緯度±10。來確定坡屋面的坡度,如建筑設計對坡屋面的造型或空間有特殊要求,亦可根據坡屋面的坡度調整集熱器角度。與坡屋頂組成一體的太陽能集熱器,其主要特點是在做好防水處理的屋面上,鋪設屋面與集熱器共用的防滲漏的隔熱保溫層,在隔熱保溫層上放置太陽能集熱部件,這種屋面由于綜合使用材料,不但降低了成本,單位面積上的太陽能轉換設施的價格也可以大大降低,有效地利用了屋面的復合功能。
(2)太陽能裝置與平屋頂的結合
在住宅平屋面上設置集熱器,對住宅的朝向無特殊要求,集熱器支架與屋面的連接構造簡便,系統管線易隱蔽,對建筑立面無影響,且屋面便于上人安裝維護。隨著住宅建造水平的提高,平屋頂形式向多樣化發展,集熱器可與女兒墻、樓梯間、構架等元素組合,創造出多樣的造型。集熱器在平屋面上設置需注意,集熱器在平屋面應整齊有序排列,前后兩排之間應留有足夠的間距,以滿足當地4h的集熱器日照條件。集熱器以一定規律排列,使建筑輪廓線豐富。
2.2太陽能裝置與墻面的結合
對于多層住宅而言,外墻是與太陽光接觸面積最大的外表面。單從太陽能利用角度而言,太陽能集熱器可以結合集熱墻設計,讓整個墻體都成為集熱器;或者作為附屬構件依附于外墻表面。考慮到住宅立面,一般采用后一種方式與墻面結合。
在多層住宅中,把集熱器設置在建筑外墻面上具有管線較短,安裝、檢修方便等優點,且能補充屋面上擺放集熱器面積的不足。集熱器設置在外墻面上的方式較適于局部熱水系統的管理、維護。
住宅建筑南向外墻面非常有限,設置在外墻面的集熱器要處理好與陽臺、窗、空調機位等住宅立面元素的關系。
集熱器設置在墻面上,特別是鑲嵌在墻面時,在保證建筑功能需求的前提下,盡量安排好集熱器的位置(窗間或窗下),調整集熱器與墻面在立面上的比例,并將集熱器與墻面外裝飾材料的色彩、分格有機結合,處理好集熱器與周圍墻面、窗戶的分塊關系。建筑設計應為墻面上集熱器的安裝、維護提供安全便利的條件。
3太陽能熱水系統與建筑構件結合一體化設計
將多層住宅中大量重復的建筑構件如遮陽板、陽臺等與太陽能裝置有機整合,在供給能源的同時可以為建筑增加迷人的細部。
3.1太陽能裝置與陽臺的結合
集熱器設置在住宅建筑陽臺欄板上的方式也是一種重要的發展趨勢,集熱器、貯熱水箱、空調室外機等設備可利用陽臺空間集中統籌布置。
多層住宅中,安裝在屋頂上的集熱器對于下部樓層的用戶連接管道較長,熱損失大。相比之下安裝在陽臺上的集熱設備則具有便于察看,連接管道短,土建工程量少等優點。經常設計與封閉陽臺結合為一體的太陽能熱水器,在框體內下部固定太陽能集熱器,中部為窗戶,上部裝著帶保溫殼體的儲水箱,集熱器通過窗戶兩側的連接管分別與儲水箱連通,集熱器中的水受太陽輻射升溫與水箱中的水循環換熱,熱水由出水口流出供洗浴之用,冬季還可開啟活動保溫后蓋向室內供暖。它充分利用建筑結構特點,改變了現有太陽能熱水器獨立安裝的形式,既為用戶提供了洗浴用水,又起到封裝陽臺的作用,不影響通風透光,并且具有重量輕、安裝簡便、造價低、外形美觀等優點。但與陽臺結合的熱水器存在著在緯度較低地區的建筑南墻上,夏季集熱量不高及自然水壓低的缺點。故通常可用于較高緯度地區,并可采用不需將水箱置于熱水器之上的直流式熱水系統或加設小水泵解決上述矛盾。
3.2太陽能裝置與遮陽的結合
比較理想的一種情況是將支架安裝在窗戶的上方,除支架外其余部分可以收起。夏天使用時,將集熱器設置適當位置和角度,在集熱同時起到窗戶遮陽的作用。在冬天,將集熱器收起來,緊貼窗上墻面,不影響窗戶的采暖采光,也不耽誤集熱器的工作。在外挑支架上設有檔位,可使集熱器在不同季節分別處于最佳的傾角。集熱器的打開和收起可利用下端的拉桿完成。集熱板和遮陽板的結合不僅可以為建筑在夏天提供遮陽,還可以使入射光線變得柔和,避免眩光,改善室內的光環境,而且可以使窗戶保持清潔。但同時應該注意到高效率的集熱系統并非一定是高效率的遮陽系統,應該對其位置和傾角進行科學的計算和設計。遮陽系統是建筑造型藝術的一個組成部分。隨著遮陽在現代建筑中的普及,建筑師已經把外遮陽系統作為一種活躍的建筑語素和不可或缺的裝飾手段加以組合運用,創造出了獨特的建筑造型和特殊室內光影效果及空間形態。外遮陽對建筑形態的影響表現在如下四個方面:
(1)韻律美和尺度感連續的窗洞與線式的水平遮陽構件可作為建筑的基本構圖要素,運用這些“線”造型打破建筑立面上一成不變的“面”元素,在優美的線條中,體現出建筑自身的韻律。同時,通過“線”造型的間隔和比例可以劃分建筑的樓層和高度,增強建筑的尺度感。現代建筑中的線式遮陽設施構造日益復雜多樣而且形式精巧,可以大大的豐富建筑立面細部。
(2)光影效果與層次感光線是建筑藝術的靈魂,光線直接參與了方案構思、形象造型、環境再造、氣氛烘托等藝術創作的全部過程。如果說建筑是凝固的音樂,那么光和影則是主音與和弦,光影的交響能營造出美妙的氣氛,能使看似一般的建筑產生戲劇性的變化,甚至能化腐朽為神奇。而建筑師對建筑外表面處理方式直接體現他對光價值的理解程度。借助太陽能遮陽系統作為重要的光影造型元素,可以體現現代建筑美學的秩序感和穩定感。在光影中,不僅豐富了建筑立面層次和空間領域感,而且強化了建筑剛毅的個性。
(3)虛實對比與凹凸變化不同形式的遮陽板在很大程度上影響了建筑的立面造型,如果處理的好,會使建筑更加協調生動。比如,豎向與橫向結合的綜合式遮陽板既提高了遮陽效果,又可作為立面從實到虛(實墻到玻璃)二者的過渡部分,強烈的虛實對比賦予建筑鮮明的個性,充分展示出建筑的結構美。
(4)節奏感和動感由于一年中的不同季節,一日中的不同時間,以及天空中的云量的瞬息變化,針對不同狀況調整遮陽構件的遮陽效果是必不可少的??烧{節式外遮陽的遮陽性能好,由于可靈活操作,人們可自主對遮陽、對外視線、通風等狀況進行調節,所以受到人們歡迎,而且也是今后遮陽設計的趨勢。
3.3太陽能裝置與裝飾構件的結合
集熱器的利用還可以體現在住宅部件和材料的處理上。近年多層住宅常在頂部或外凹部拉梁采用特有的體形或符號來加強標志性,以避免單調的感覺。太陽能集熱器由于采用了吸收性涂層而具備特殊的色澤和質感,其表面非常光亮,如果將其與住宅的裝飾構件結合設計,可以起到裝飾的作用。
4結論
在常規能源日益耗盡的情況下,太陽能與建筑一體化設計已越來越引起人們的關注,逐漸成為建筑節能的主要研究方向和發展方向。本文主要從建筑學的角度,針對太陽能熱水系統一體化進行研究,指出太陽能熱水系統在與建筑結合上所存在的問題,并提出解決的辦法。
參考文獻:
[1] 西安建筑科技大學綠色建筑研究中心.綠色建筑.中國計劃出版社,1999:29~32.
關鍵詞:建筑結構 課程設計 課程實踐
一、高職高專開設《建筑結構》課程的必要性
“高等職業教育”具有高等教育和職業教育的雙重角色,是為適應社會進步對各種專業人才的需求,加強應用性為原則,培養了解基本專業理論知識,掌握基本技能的高等技術應用型人才為目標的高等“技術教育”。
高職高專建筑工程技術專業主要培養面向施工單位、監理單位施工員、質檢員、預算員、監理員等崗位為主的應用型人才,他們必須具備服務施工組織安排的能力,《建筑結構》這門課程正是解決識讀結構施工圖、領會設計意圖的一門課程,所以,高職高專開設《建筑結構》這門課程非常有必要。
二、高職高?!督ㄖY構》課程教學要求
《建筑結構》是建筑工程的專業必修課程,是一門培養動手能力的專業課程。課程以鋼筋混凝土結構施工為主線,主要內容有鋼筋混凝土材料,鋼筋混凝土結構設計原理,受彎、受壓、受拉、受扭構件承載力計算,鋼筋混凝土結構正常使用極限狀態驗算,肋形樓蓋結構設計和預應力混凝土結構等章節?!督ㄖY構》是一門理論與實踐緊密結合的學科,該門課程主要培養學生正確繪制和識讀結構施工圖、正確領會設計意圖和根據圖紙正確技術交底和指導施工等方面的工程技術能力。
三、《建筑結構》課程教學設計
1、合理安排教學環節,理論與實踐并行,突出實踐
建筑工程技術專業的學生大多都在建筑施工單位工作,所從事的工作,既要求掌握一定的理論知識,又特別要求具備實踐能力,比如建筑材料的應用,結構施工圖的識讀,施工組織與管理等等。在課程教學中,加強實訓基地的建設,構建實踐教學體系,突出實踐教學環節,充分利用實訓室、校外實訓基地等各種教學資源,使學生真正實現理論與實踐相結合,使學生學過相關課程后具備相關的實踐能力。例如,受彎構件課程完了,安排學生到建筑實訓基地學習梁鋼筋的綁扎,CAD制結構圖繪制實訓,讓學生充分認識受力鋼筋、彎起鋼筋、架立鋼筋和箍筋,并模擬鋼筋骨架的放置,讓學生充分了解各種鋼筋所起的作用,做到知其然,知其所以然。課程結束后安排學生到項目施工現場參觀學習,指導老師在實踐過程中利用建筑結構相關知識引導學生去發現施工過程中存在的問題,并請經驗豐富的技術人員給學生們講解施工工藝、施工方法和容易產生的質量弊病,然后指導老師再把學生從實踐引到理論上,用理論知識來解決實踐過程中出現的問題,如此全過程連續進行,循環往復,理論指導實踐,實踐滲透理論,加深學生對理論知識的認識深度,強化學生的動手能力和對知識的運用能力。
2、優化教學內容,弱計算,重構造
本課程按照“施工員”職業標準,以施工企業施工員、質檢員等崗位需求為導向,確定我們學生要掌握的知識、能力、素質來選取和改革課程教學內容,并以“必須、夠用” 為度。
我國現行結構設計是以概率論為基礎的極限狀態設計方法,是半經驗半理論的一種設計方法,構造措施是長期科學試驗和工程經驗的總結,這些構造措施可防止因計算中沒有考慮的因素的影響而造成結構構件開裂和破壞。同時,有些構造措施也是為了使用和施工上的可能和需要而采用的。
我們學生大部分就業于施工企業,他們可以不會進行結構設計,但一定要能照圖根據規范要求正確指導施工,因此,我們進行教學內容安排時,要求學生了解基本的計算方法之外,必須重點講解構造要求,最好以圖文并存的方式來講解構造要求,讓學生懂得進行鋼筋混凝土施工時,除了按規定放置必須的鋼筋以外,鋼筋的切斷、連接、錨固,跟混凝土的相對位置等還必須要滿足有關的構造要求。
3、應用PPT、三維立體圖和施工錄像等現代化教學手段
《建筑結構》課程反映實踐的內容較多,在教學手段上,積極引入現代化教學手段―多媒體教學,激發學生濃厚的學習興趣,提升課堂的品質和內涵,提高教學的效率與教學效果。
相對于傳統教學手段,多媒體教學以形象生動的PPT畫面、三維立體示圖、施工錄像等方式來展現教學內容,有利于激發學生濃厚的學習興趣;而且多媒體教學手段能夠把項目實施過程以施工錄像形式“搬進”課堂,實現“課堂與實訓室的一體化”。經過多年的努力,我們收集了大量動畫、三維立體配筋圖和鋼筋綁扎、焊接實例,實現了將理論教學與實踐教學融為一體。但多媒體傳輸信息量大、傳輸速度快,在教學過程中要針對不同層次的學生適當調整授課速度。
四、《建筑結構》課程教學課程實踐
1、改進教學方法,強化學生崗位角色觀念和團隊協作能力
在實訓時,采用分角色教學法,例如,在進行鋼筋骨架結扎時,安排一部分學生作施工員,進行鋼筋的下料、綁扎、模擬鋼筋在模板內的放置工作;安排另一部分學生作質檢員,進行鋼筋工程質量驗收工作,檢查鋼筋骨架中每一根鋼筋的放置位置、間距和混凝土保護層厚度、受力鋼筋與架立鋼筋是否倒置等;安排另一部分學生作監理員,在自檢合格的基礎上,再進行一次嚴格驗收。將實訓教室設為“工程部”、“質檢部”、“監理站”,讓學生進入了實訓教室,就有步入工作崗位的感覺,爭前恐后地去完成各自工作任務,讓學生融入團隊協作的氛圍中,進行角色鍛煉,強化學生崗位角色觀念和團隊協作能力。
2、導入規范,鼓勵參賽,培養學生職業技術技能
專業課程教材大部分內容是從規范上摘取的,但具有不全面、滯后于新規范等特點,所以我們在教學過程中要注意規范的導入,講解規范的來歷,規范的更新過程,有意識培養學生養成學習規范、應用規范等職業技術能力;鼓勵學生參與省內外各種競技比賽項目,開展競技訓練,選拔優秀選手參加校外比賽,調動學生積極性,促進學生學習和訓練。培養學生制圖能力、結構骨架加工能力,為識讀結構圖墊定良好的實踐基礎,真正做到“授人以漁”,將來走上工作崗位后,遇到問題,他們知道通過查閱設計規范、施工規范等來解決相應的問題。
四、結束語
關鍵詞:太陽能;現代建筑;結合;一體化;措施
一直以來,我們在實際中大量應用各種常規能源,例如天然氣、石油、煤等,其中大部分是不可再生和不可循環利用的能源??墒翘柲苁且环N清潔的、可再生的能源,當前已經開始應用于各個方面,同時我國已經啟動了太陽能和建筑一體化的市場。城市的主要示范項目是光伏屋頂和光伏幕墻,農村的主要光熱項目是太陽能熱水器和太陽能房。
1 太陽能應用于建筑系統的意義
太陽能具有較大的儲存量,并且屬于可再生資源。同時在所有的生態自然資源中是清潔能源。所以在建筑設計中,對太陽能資源進行合理的利用,例如光電玻璃、光電屋頂、電力強等,可以將接收到的太陽能轉化為電能和熱能,供建筑物使用。加強開發和推廣太陽能建筑一體化不僅降低了其他能源對環境的污染,還可以緩解緊張的用電。
2 技術情況
當前,自然環境遭到破壞,并且出現了能源危機,有效開發環保節能住宅配套產品是一個重要問題。太陽能是一種免費和清潔的能源,已經應用在住宅建筑中,對促進可持續發展有重要作用。經過多年的研究和開發,太陽能已經可以轉化為生產力。我國已經有上千家涉足太陽能熱水器的企業,并且仍然在不斷擴大應用范圍。住宅建筑中將太陽能和建筑結合是一個新的研究問題。
同時,太陽能建筑系統符合綠色能源和新建筑理念,太陽能是將來最安全和理想的替代能源。太陽能的利用轉化率是10%到20%,所以開發太陽能的利用還有待開發。太陽能和建筑一體化有自身的特點:在環境的總體設計中納入太陽能的利用,融合了建筑、技術、美學,促使太陽能設施融合在建筑設計中,促使兩者有機結合,消除傳統太陽能結構帶來的影響;在設計中使用太陽能設施部分或者完全代替屋頂覆蓋層,有效降低成本,提高經濟效益;建筑一般分為平屋頂和斜屋頂,通常覆蓋式應用于平屋頂、鑲嵌式應用于斜屋頂;此項技術綜合了太陽能利用、建筑以及流體分布等技術。
3 同步設計和施工太陽能熱水系統和建筑
太陽能同建筑一體化指在不破壞和影響建筑外觀以及結構的情況下,結合已有的建筑條件,在建筑中安裝太陽能光熱系統,并且促使兩者融為一體,不僅節約了資源,也滿足了建筑的使用需求。
具體設計太陽能熱水系統時,如果將太陽能熱水系統應用于高層建筑時,要結合建筑外觀整體,設計美觀的外觀。此外,集熱器的安裝形式要符合建筑物屋面形式。如果將太陽能熱水系統應用于別墅,在安裝時要采用嵌入式,促使其成為屋面的一部分。此外,如果建筑此時處于水電安裝階段,就要同步安裝建筑水電和太陽能熱水系統,提高太陽能熱水系統和建筑的一體化程度。
4 太陽能同現代建筑一體化的措施
4.1 加強經濟激勵
政府要加大投入資金,制定鼓勵應用太陽能的優惠政策,不斷拓展經濟激勵的范圍,促使資金引導作用進一步擴大。因為太陽能建筑一體化項目前期管理工作具有較廣的范圍和較強的政策性,所以,可以以政府為主導,主動引導和支持太陽能建筑一體化,在此基礎上,太陽能現代建筑一體化可以有效克服困難,獲得較好的效果。因此,政府支持可以有效推動此項工作的進行。
4.2 加強建設標準化的體系和規范
首先,在實際生活中要加強建設標準化的太陽能建筑一體化的體系和標準,也要結合實際對此項工作的具體要求,進而加強研究有關方面的生產以及研究,并且和有關的配套標準結合,不斷推動和應用太陽能。目前,需要對相關規范進行修訂,例如太陽能熱水工程和建筑一體化的驗收標準等,通過對標準不斷修訂,有效建設技術標準體系,形成一套完善的太陽能和建筑一體化標準體系。
4.3 加強太陽能和現代建筑一體化的相關技術研究
國家和有關政府部門要加強研究和發展太陽能光熱以及光伏技術,進而升級產品以及技術,有效提高太陽能和建筑一體化。以當前的實際情況相結合,我國當前的太陽能建筑一體化建設重視引進技術,缺乏自主創新。最限制太陽能建筑的是無法安全的結合電池和建筑,并且促使其結合之后具有較好的散熱性。面對這個問題,我國應該將光伏產業機電設備制造產業組織起來,促使這些產業的企業相互配合,不斷創新技術。
4.4 加強建設人才
我國有關政府以及部門加強創新和開發太陽能建筑產品的技術,也要對有關的建筑設計人才進行培養,持續提高專業人才的知識水平和技術能力,從根本上推動太陽能和現代建筑一體化產業的發展。
5 結束語
太陽能具有豐富的蘊藏量,不斷開發太陽能,增加應用可再生能源,提高可再生能源利用在能源利用中的比例,對能源結構進行合理的調整。此外,市場增加了對太陽能建筑一體化的需求,此項技術也日趨成熟,開始擴大太陽能建筑一體化的應用。同時,隨著人們不斷提高對環境的要求,更多的人將會選擇太陽能建筑一體化,節約更多的能源,創造更好的環境,創造更大的經濟和社會效益。
參考文獻
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