古建筑设计范文

时间:2023-03-18 09:35:00

导语:如何才能写好一篇古建筑设计,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

古建筑设计

篇1

关键词仿古建筑;设计;轴线;园林

中图分类号TU986.4 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)032-0199-01

中国具有悠久且独具特色的建筑体系,以土、木为主要结构材质的中国传统建筑不论结构方式还是整体造型与西方都有着巨大差异,现代建筑起源于西方,于是中国在迅猛的城市化进程中逐渐丧失了自己的建筑特色,当你置身于上海、北京、香港时,但从建筑物来看,你几乎不知道这些地方和纽约、东京有何区别。随着近年国学热的出现,人们对传统文化进行了重新的审视,古代各个方面的思想和理论再一次对现代生活形成了巨大影响,在这样的背景之下,仿古建筑凭借其独特的魅力得到了人们的重新审视,仿古建筑不单单是使得我们建筑形式多样化,更重要的是能体现出中国文化的特色,所以仿古建筑设计逐渐成为了当下整个建筑领域关注和研究的热点。

仿古建筑的设计并没有一个严格而系统的规定,因为它本身只是一种设计理念而不是一种单独分类的建筑形式,所以在设计中基本还是遵循普通设计的基本理论,并结合仿古建筑的自身特点,一般来说,可以从以下一些方面入手。

1整体设计

建筑布局是仿古建筑整体设计的第一步,一般来说可以采取轴线布局和园林布局两种方式。

1)轴线布局是参照中国传统建筑的标准设计形式――轴线对称,在建筑物的中间用道路或是建筑形成一条中轴线,在轴线周围依次布置相关建筑。这是仿古建筑中最常见的一种布局形式,故宫、十三陵、太庙等诸多建筑都是采用了这一布局形式,上海世博的一轴四馆也是借鉴了这种设计理念,而新圆明园、大观园、横店影视城等现代仿古建筑区都是采用的轴线布局设计,游客置身其中,有很强的返古感。

2)园林布局。园林布局是仿古建筑中另一重要设计形式,中国传统建筑对山水有很强的依赖性,园林布局有绕山绕水和穿山穿水两种。绕山绕水是将山水作为建筑布局设计的中心,建筑物环绕在山水的周围,这种设计的典型便是颐和园,这种设计的精妙之处就在于整个建筑群依靠山和水得到有机联系,游人在任何一个地方都可以眺望到景观的中心,南充著名的北湖公园便是采用了这种仿古形式,建成以来得到了很好的口碑(图1)。

图1南充北湖公园

2细部设计

在建筑基本布局完成之后便要开始建筑的细部设计,细部设计是仿古设计的灵魂,可以让整个建筑形象丰满,一般来说有以下几个方面:

1)建筑形式设计。中国传统建筑的形式分类十分明显,主要有塔、亭、殿、院等,建筑形式设计步骤主要便是参照中国传统建筑的主要形式来进行仿古建筑的细部构造设计,其核心便是将各种传统设计元素有机整合,确立一种主要设计形式,再在当中加载其他元素。例如,我们可以确定以“四合院”作为建筑的主要形式,那么在设计中就将以院落作为建筑的构成子单元,而在各个子单元中加入殿、亭等其他元素,这样的设计使我们的建筑既显得丰富,又有一个核心。如四川某市根据民间传说修建的玉香楼便是采用了这一模式(图2)。整个设计明显地分为两个四合院落,而在各个院落中设计布置了大殿、牌坊、亭台等元素,整个设计方案显示十分大气而又不散乱。

图2玉香楼设计示意图

2)加强仿古元素与现代元素的融合。仿古建筑毕竟不是古代建筑,古代建筑在现代使用有很大的局限性,所以现在很多的仿古建筑实际是在现代建筑中加载仿古元素,北京西站便是这方面的例子。北京西站完全是现代建筑,但是去独具匠心的对建筑的屋顶采用了中国传统的琉璃瓦和亭台处理,于是使得北京西站成为了现代元素和仿古元素完美融合的典型事例(图3)。

图3雄伟的北京西站

与此同时,也可以在装饰装修中加入仿古元素,采用雕花、镂空、厅堂布局等形式来体现仿古形式,同时又具备了现代装饰的奢华,视觉效果十分震撼。

3)仿古建筑材料设计。中国传统建筑主要采用砖木结构,这使得中国传统建筑存在一个很大的问题,便是耐火耐腐能力差,使用年限不长,安全隐患大。另一方面,现代木材资源紧张,大规模地使用木料既不经济也不环保,所以材料的设计也是仿古设计中一个十分重要的因素。一般来说,可以用现浇混凝土做柱,其外包裹木工板,再打磨上漆,这样既满足了木柱的视觉效果,又节约了木材,增强了强度。而大型塔式、殿式仿古建筑则完全可以采用钢筋混凝土来形成建筑物主体,其外采用清水混凝土勾缝或是采用仿古砖贴面(图5)来实现古色古香的视觉效果。

另一方面,还可以通过室内细节来加强仿古设计,这主要是对牌匾、厅廊、中式家具等古代元素的运用,在设计中可以按照传统建筑中厅、堂、房的格局来拜访深具传统意味的细节家具和装饰,这可以很大程度上提升仿古建筑的细节效果(图6)。

图6古色古香的传统装饰

仿古建筑是建筑形式的一个重要分类,虽然难度较大,但是只要我们善于总结和发散传统建筑设计的精华,同时运用现代技术和材料加以表现,那么我们的仿古设计能力一定可以迈上更高的平台。

参考文献

[1]叶小明.仿古元素在现代建筑的运用[J].教育与职业,2007,7.

[2]程宜康.仿古建筑的探索及思考[J].筑韵,2006,9.

[3]管平.仿古建筑漫谈[J].建筑世界,2009,10.

篇2

关键词:商业街;仿古建筑;设计

当今,城市的发展水平不断的提升,同时在这一过程中为了更好的彰显城市的文化特点,很多商业街在建设的过程中都加入了一些仿古类型的建筑,仿古建筑通常就是指使用仿古形式的建筑材料将古代建筑和现代建筑的形式充分的结合在一起,在某一个范围内对其进行适当的处理或者是对古建筑予以复原。但是在设计的过程中也出现了一定的问题,其中比较明显的有三个方面,首先是设计风格不够协调统一,仿古建筑的设计比较僵化,其次是仿古建筑的数量过多,再次就是仿古建筑是否有存在的必要,怎样将仿古建筑和现代建筑有机的结合在一起,逐渐的成为了人们关心和关注的焦点。

1 仿古建筑的起源

我们都知道,在我国古代当中,不同朝代的社会和文化都有着非常显著的差别,所以建筑作为文化的一部分也是各不相同的,从夏商周到元明清,从宫殿到陵墓,都是有每个朝代自己的特点的。比如说宋朝就是我国建筑风格的一个重要的转折点,宋朝使其的建筑规模要比唐代的建筑规模更小一些,但是从整体上看,宋朝的建筑风格更加的秀气,在形式上也更加的丰富,建筑的装饰也是风格迥异。就拿房木构建筑的砖石塔和墓葬来说,宋代的时候出现了很多做功精致,风格独特的作品。宋朝的建筑构件在规范和标准上也更加的细致严格,不同工种在工作的时候也有了更加细致和严格的规范。所以我们也可以看到古代的建筑当中是没有我们当前所说的仿古建筑的,那一时期的建筑基本上都是在前代建筑风格的基础上进行适当的改进和调整,融入一些新的特点,从而形成了自己的建筑风格。但是在现代的商业街设计风格方面我们经常可以听到某一个建筑是仿某个朝代的建筑建成的。历史上的物质文化遗产是可以通过技术进行修复或者是重现的,同时它还可以通过一定的手段进行开发利用,但是从整体上来说如果在历史原貌完全不存在的情况下去谈建筑还原就成为了一种无法实现的期望。

2 现代仿古建筑的设计风格

顾名思义,仿古建筑其来源应该是古代的建筑,仿古建筑就是模仿古代建筑的形式,将古代建筑中一些比较鲜明的有特色的特点提取出来,从而展现出建筑所在时期的历史文化和社会风貌。仿古建筑设计的过程中并不是简单的仿造,而是要在古代建筑中找到其最为重要的几个元素,之后和现代的装饰工艺有机结合,形成一种全新技术的过程。我国是一个有悠久历史文化的国家,朝代更替的次数也比较多,在这一过程中也就使得我国传统建筑的文化表现力更强,文化底蕴也更深,这对建筑设计而言是一个非常丰富的资源,同时它也可以为设计师的创作提供良好的条件。当前我们所看到的仿古建筑主要都是模仿唐宋和明清时期的建筑,现代建筑风格的形成会受到以下几个方面的影响:首先,第一次后,西方建筑师对中国传统建筑产生了浓厚的兴趣,在西式建筑的基础上附加上中式传统建筑形式,比如在建筑装饰上使用斗拱形式,创造出新式的有中国传统的建筑。然后,改革开放时期,经济的飞速发展带动了建筑的发展,后现代主义思想影响世界。上世纪九十年代以来,城市建设的,中国城市建筑进入高速发展时期。大量的传统建筑被摧毁,对西式建筑的盲目崇拜,风格的模式化使得城市变得像ctrl+c、ctrl+v一样简单。

3 仿古商业街的特性

3.1 仿古商业街的后现代性

现代主义建筑大多数都是强调使用功能性,很少去强调建筑的装饰性那么从建筑的形式和意义去分析,商业街的仿古建筑应属于后现代主义而且很多商业街在进行仿古建筑设计时,也运用了各种各样纷繁复杂的传统元素如果仿古商业街能够充分地考虑到地域文化和传统内涵,那么商业街建筑就可以成为文化传承的主要载体。

3.2 仿古商业街的商业性

商业街的根本目的就是实现商业利益因此,更多的开发商将商业街的设计采用仿古建筑是为了实现经济效益作为一条商业街,首先要在使用功能上遵循功能合理性,然后再进行考虑仿古性建筑设计如果要建设仿古商业街,那么首先需要考虑以下几个方面的问题,如何仿古、仿古的意义、仿古所传承的文化内容是什么等,以此来凸显仿古的真正用意现代人们为何钟爱百年的文化商业街,因为其更多的承载着一个城市的文化内涵其就像现代社会的人们吃惯了大鱼大肉,如果去吃一些野菜的话,就会有一种不一样的感受因此,需要去考虑生长在钢筋混凝土建筑里的人们真正想要的是什么建筑,如果更好地将地域文化和传统内涵展现给人们,这些才是仿古商业街必须去面对的问题。

4 现代商业街仿古建筑方法

4.1 拆除重造

将旧建筑进行整体拆除,然后在拆除的位置上按照设计的年代风格进行重建这种拆除重建的方法,从设计方和施工方的角度而言,不但可以节约时间,而可以节约大量的资金首先,对旧街道房屋进行整体拆除的话,设计者就相当于在一片空地上进行设计,根本不需考虑如何更好地保护文物另外,新的商业街设计风格可以按照某一个年代的风格进行统一规划,这样就可以在人力和物力节约大量成本这种拆除重建的方法固然有自身的优势,然而它也抹杀了人们对旧街道一些记忆,将传统建筑文化的底蕴进行了“拆除”。

4.2 局部改造

局部改造就是在保留一些原建筑的基础上,对一些局部外观进行改造,或者是对旧街道进行整体的景观规划这也是很多旅游景点惯用的方法,将川西传统民居院落和历史商业街区相融合,形成了川西院落商街它是一条有着非常悠远历史的古老商业街我们在设计时尊重对古街原貌保护,只是对其沿街景观进行了整体包装这种局部改造的做法不但可以对传统文化进行保护,而且可以更好的繁荣旅游产业,进而为当地人们带来经济效益。

5 解析仿古商业街设计失败的原因

虽然,国内商业街更多是采用仿古建筑设计,但是没有继承原有的传统文化,以至于失去了原居民生活的气息让人们感觉到商业街的仿古建筑大多只是流于形式,给人一种肤浅的感觉,也可以看作是换了外衣的便利商店而已。例如苏州寒山寺古街改造工程,其主要是以具有1400多年历史的苏州寒山寺为中心,因为苏州寒山寺是非常著名的佛教圣地,拥有着非常悠久的历史和古香古味的建筑群政府和开发商意识到苏州寒山寺所能够带来的商业价值,于是在寒山寺的临近地段进行了商业街规划,建造出了一条在建筑风格、比例等多方面都极为相以的仿古街道从外观上观察,仿古商业街和寒山寺的建筑风格是一致的,不存在任何不协调的地方然而在苏州寒山寺的仿古商业街的建造时,将原有的居民全部搬迁,失去了原有的生活气息。

结束语

在商业街改造的过程中进行仿古建筑设计的时候,一定要注意到风格的一致性,同时还要充分的融入当地的文化特色,使得建筑和当地的风俗文化充分的融合在一起,,这样才能使得整条商业街更有自己的风格和韵味,同时它也可能会成为当地的一个经济增长点,促进城市的发展。

参考文献

篇3

【关键词】仿古建筑;城市建设

1、引言

虽然中国的古建筑经历了长达了数千年的演变过程,但其固有的特点及风格并没发生多大的变化,形成了世界上独一无二的建筑风格,堪称为世界建筑史上一颗璀璨的明珠。中国古建筑的主要建筑材料为木材,在选用材料、处理平面和外观设计等多个方面都具有自己独特的风格。但随着科技的进步和社会经济的不断发展,以木材为主的建筑物的缺点也越来越明显,比如:木材容易腐烂且防火性能差等,而新的建筑材料可以有效地克服这些缺点,为了延长建筑物的使用寿命,新的建筑材料越来越多的被应用到仿古建筑中,既传承了中国古代建筑文化艺术,也提高了仿古建筑物的质量和使用寿命。如今的 仿古建筑汲取了中国古建筑优良的一面,并将它不断发展完善。以下本文将来谈谈在仿古建设中应注意的一些事项。

2、工程概况

某建筑物始建于五代时期,距今已经有一千多年的历史,现有的建筑规模已不能满足相关事业的发展需要,经相关部门研究决定,自2004年开始对其进行修复扩建,大悲殿就是该项工程中的一项。大悲殿为南方单层双重檐仿古建筑,建筑面积1200m?,总高度25m,面阔七间,共37.8m,进深六间,共30.6m。屋顶形式为歇山顶,黄色琉璃瓦铺盖,飞檐翘角,气魄雄伟,檐下为七踩斗拱。 室内采用露明造,使空间更高大、更宽敞。

3、仿古建筑的定义

仿古建筑是指在建筑形式上较忠实地模仿传统建筑,并保证建筑外观基本上反映传统建筑的主要特征,其结构、材料及施工技术方面均反映近现代建筑的主要特征,是近现代的建筑作品。

现今的仿古建筑物一般都是由钢筋混凝土为主要材料建成的,并使用适当的方法使其达到仿古的目的。一般人认为,完全按照古建筑的外观来建筑新的建筑物就是所谓的仿古建筑,其实不然。对于仿古建筑要满足一下三个要求:

a 建筑物必须存在以下三个部分,即台基、屋身以及屋顶,而且建筑物的主题部分的屋顶必须是传统形式。

b 台基、屋身以及屋顶之间的比例必须与古建筑物的比例相接近。

c 建筑物的外观要在一定程度上能够反映股建筑的结构特征及装饰风格。

符合以上三个条件,才可被 称为是仿古建筑。不可以将那些只包含了一点传统建筑物的色彩,或者那些在建筑风格上与传统建筑物有点相似的新建筑物就称为仿古建筑。

4、中国古建筑物的特点及设计要求

4.1 中国古建筑物的特点

中国的古建筑物一般都是以木材为主要材料的一种木构架结构,布局看似平常,实则层次丰富,均衡对称,空间结构井条有序,各个部分都有明确的分工,承重结构布置合理;在对古建筑进行设计和施工的过程中,各个部位的形状、大小及制作方法都有明确的要求。不仅如此,古时的建筑师们还设计了多种独具风格建筑形式,并且通过合理的装饰方法,使建筑物显得即庄重又华丽。中国古建筑物的结构形式有很多种,包括叠梁式、 穿斗式、井干式等。

4.2 仿古建筑的结构设计的一般要求

如今的仿古建筑物大多使用钢筋混凝土结构而不是木结构,为了使得建筑物在装饰之后的外观效果能达到模结构的程度,仿古建筑物在结构设计时要满足以下几个要求:

4.2.1 模数要求和构件定型化

建筑物中各个受力构件的大小和形状都要满足古建筑的模数的要求。其他各传力构件也要严格按照古建筑物中各构件的形状和尺寸来确定。

4.2.2 屋面造型要求

建筑物屋面各部位的变化要明显,对其构造也有很高的要求,构架体系可使用步架和举架的方法进行处理,以达到屋面坡度越往上越陡峻,越往下越平缓的效果,将中国古建筑独特的一面完全展现出来。

4.3 在建筑结构中有许多构件具有独特的装饰作用,主要包括斗拱和雀替两种。

4.3.1 斗拱

在斗拱中有一个方型的底座叫做斗,上面的船形木块叫做拱。斗拱是古建筑中一种独特的型制,处于柱子和木结构梁之间,它的主要作用是传导屋面的荷载、加大屋檐挑出的长度、以及吸收地震的能量等。 对于如今的仿古建筑物来说,斗拱主要起着装饰的作用。

4.3.2 雀替

用于额枋,与檐柱相交处,类似于三角形,在其表面一有雕有装饰的构件。其主要作用是缩短梁枋的净跨距离、辅助拉结和装饰等。

5、仿古建筑在防雷检测中常见的问题及对策

5.1 接闪器未按照规范要求安装

仿古建筑物的天面设计一般使用尖顶、斜屋檐等。接闪器得形式一般是明敷避雷针与避雷带相组合。依据要求,在建筑物的众多易受雷击的部位都应设置避雷带,并在突出部分加设壁垒小针。但有时考虑其外观的影响,在有些应该安装避雷针的地方并没有安装,从而使一些易受雷击的部位不在接闪器的保护范围之内,当雷击侵袭的时候,很容易导致这些部位的瓦片、混凝土块等构件的脱落,再次对行人造成伤害。为了减少这样的伤害,必须安装应有的避雷针。有些仿古建筑物为了满足亮化的要求,在天面安装了一些彩灯线路,部分线路还直接缠绕在接闪器上,受到雷击时,电流会通过彩灯线路窜入电源线路中,对连接在电源线路上的其他用电设备造成损害。

5.2 明敷引下线没有考虑触电压的危害

为了避免触电压对人体构成危害,相关部门明确规定明敷引下线在地面上1.7m至地面下0.3m的一段接地线应采取暗敷或橡胶管等保护措施。此外,还应沿建筑均匀布置尽可能多的引下线,以引下线的分流系数,降低每根引下线中的雷电流,降低雷电反击的概率。

5.3 接地装置没有注意跨步电压的危害

山地的土壤电阻率比较高,一般会在建筑的四周埋设人工接地装置,以降低仿古建筑物防雷装置的接地电阻。然而山地石多土少,接地装置一般埋设较浅,对于此类的接地装置检测时,应重点注意其是否沿建筑外沿构成环形回路,埋深深度是否足够,必须的绝缘措施是否妥当。

5.4 仿古建筑内的电子信息设备没有考虑防雷措施

在大多数公园内都安装有多种电气装置,此类电气装置多数安装不合理,使得这些装置极易受到雷击。在对其进行检测时,要使电气线路在进入建筑前埋地敷设大于10m,并在建筑的进出口处安装电涌保护器。

5.5 其他注意事项

为了消除由雷电而导致的电位差,在仿古建筑物内必须实行等电位连接的方式。所有金属构件都应等电位连接起来,并可靠接地。位于仿古建筑旁的大树也应该设有雷电安全警示牌,指引游客选择正确的避雷措施。

6、结语

仿古建筑是建筑业的重要组成部分,尽管其建造难度比较大,但是只要我们不断总结传统建筑设计的有点病将其发扬光大,同时正确利用现有的高科技和材料加以改造,使之产生美的吸引力,那么我们的仿古设计能力一定可以迈上更高的平台。

参考文献:

[1]郑键雄,林世祺;论仿古建筑在防雷检测中的常见问题及对策[J];新建设;2011年7期

[2]王弦;论当代仿古建筑[J];艺术探索;2008年04期

篇4

关键词:古建筑,参数化设计,细部,意义。

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

一、参数化设计技术的概念

参数化设计技术是 CAD 技术在实际应用中提出的课题,它不仅可使CAD 系统具有交互式绘图功能,还具有自动绘图的功能。通过参数驱动机制,可以对图形的几何数据进行参数化修改。但是,在修改的同时,还要满足图形的约束条件,需要约束间关联性的驱动手段棗的约束联动,约束联动是通过约束间的关系实现的驱动方法。目前它是 CAD 技术应用领域内的一个重要的,且待进一步研究的课题。实现参数化绘图是现阶段 CAD 软件开发的核心任务之一。

由于上述应用背景,国内外对参数化设计做了大量的研究。目前参数化技术大致可分为如下三种方法:1、基于几何约束的数学方法;2、基于几何原理的人工智能方法;3、基于特征模型的造型方法。其中数学方法又分为初等方法(PrimaryApproach)和代数方法(Algebraic Approach)。初等方法利用预先设定的算法,求解一些特定的几何约束。这种方法简单,易于实现,但仅适用于只有水平和垂直方向约束的场合;代数法则将几何约束转换成代数方程,形成一个非线性方程组。该方程组求解较困难,因此实际应用受到限制。人工智能方法是利用专家系统,对图形中的几何关系和约束进行理解。运用几何原理推导出新的约束,这种方法的速度较慢,交互性不好,特征造型方法是三维实体造型技术的发展,目前正在探讨之中。

二、模数化的中国古建筑构造

中国古代建筑的设计一般是从建筑细部作起,然后再逐渐扩展至建筑构架,再到建筑物本体。在这个过程中结合考虑建筑群体的总体布局要求,是从小到大的设计方法。在宋朝《营造法式》中,李明仲提出“构屋之制,以‘材’为祖,材分八等,度屋之大小,因而用之”。第一次明确提出“材”作为模数,并且机动地视建筑的规模、大小、体量选用不同规格的“材”反映了古人的建造能力和建筑经验已经达到相当高的水平。宋朝时的‘材’分为八个等级,“材”的基本尺寸即断面的高和宽。在“营造法式”中称为“广”和“厚”。

模数是选定的标准尺寸单位,是建筑物、建筑构件、配件或者建筑制品及有关设备等相互协调尺寸的基础。以模数为基础,可以扩大为系统数值,组成模数数列。

模数的出现反映了建筑发展的历史进步,这是因为:

a 模数适用于大规模建筑,在建筑工程中各个工种都以模数为依据,分工预制构件是实现大规模营建的必须手段。

b 模数便于经济理财,取得最佳经济效益。

c 模数便于合理使用原材料,增进构件,配件的通用性和互换性,这是建筑规模日渐扩大的必然结果。

到清朝,以斗口作为设计的基本模数,而斗口又称为“口份“”是指斗拱中平身科斗拱的座斗上用以承托昂或者翘的卯口。卯口的宽度就是所用昂、拱的用料宽度。清朝《工程作法》中规定建筑及各构件尺寸以“口份“”计算。凡是有斗拱的建筑,其基本模数就是斗口。清斗口分为 11 个等级。但是,在我国现存的古建筑实物中,斗口尺寸往往根据具体情况进行调整和变化,而非死板硬套。以北京太和殿一组建筑为例,太和殿斗口为 3 寸 是七等材 而太和门斗口则是 2.8 寸,贞度门、昭德门斗口则为 2.6 寸。既不是七等材的尺寸,也不是八等材的尺寸。太和殿南庑和周围廊用的是 2.5 寸的斗口,为八等材。从这一组建造可以看出,在实际应用过程中斗口的尺寸是可以依据建筑的规模、主次等级等关系进行适当的调整的。在无斗拱的古建筑中,由于不使用斗拱,它们用的基本模数是柱径(是指檐柱的柱径),此时,古建筑的开间、构件的规格以及门窗等装饰都以柱径为参数。所以无论什么形式的古建筑都有其基本模数。

三、特征化的中国古建筑细部

当一座古建筑的建筑等级、规模确定以后,设计者选择好适当等级的斗口,其一切相关的尺寸如柱网轴线、建筑高度、建筑开间数、建筑进深等等都决定了。建筑的体量设计也就完成了。但是,古建筑上千变万化的细部装饰又让人头痛不已,例如斗拱的具体形式、吻兽的形式、装修图案、色彩、栏杆造型的变化。每一个古建筑仿佛都有自己的个性,采用不同的装饰图案,不同的图案来源不同,其含义也就大不相同。有来自佛教故事的,也有来自民间寓言的,来自历史传说的,甚至于追求吉祥寓意的。大量的古建筑细部实物如同浩瀚的大海一样等待现代的建筑师们去探索和研究。

但是,当我们静下心来,细细品味古建筑细部时,我们惊喜地发现许多原本看起来复杂的古建筑细部其脉络轮廓却是如此简洁清晰。例如:斗拱的形式和构造看来十分复杂,什幺五铺座、七铺座、九铺座,往往让人头晕目眩。但是其建造却是十分有规律可循的。斗拱分为偷心造和计心造两种。其具体构件如下:

a 升、斗。为正方形构件,因其形状酷似古代量器而得名,是整攒斗拱的连接的结点。

b 拱。实际上是横木枋,两头微微弯曲,做成卷杀,按照部位分为正心瓜拱、正心万拱、厢拱等等。

c 斗拱中的纵向构件。按照器具体形式的不同分为翘、昂、蚂蚱头、撑头木和桁椀等。

d 枋。是宽 1 斗口 高 2 斗口的长方形木条,安装在各层的万拱和最外层的厢拱上,将一攒攒斗拱连接成一层完整的斗拱层,其具体的尺寸也有详细的规范。

一般来说,古建筑的栏杆一般分为两类:木栏杆和石栏杆。由于年代久远,木栏杆现在很少见到实物,所以目前现存的古建筑栏杆几乎都是石栏杆。其构造由地柎、栏板和望柱组成。台阶上的栏板柱子由地柎、栏板、望柱和抱鼓石组成,其各部位尺寸也有详尽的规范。望柱上的柱头在不同的建筑中具体的做法也差异很大,累计有云龙柱头、云凤柱头、石榴头、莲瓣柱头、狮子柱头等具体形式。但是,无论栏杆的细部作法再怎样丰富多彩,它们的构件在组成上是几乎一致的,都由地柎、栏板和望柱三大部件组合而成,而且地柎栏板和望柱的尺寸由建筑的斗口模数决定,望柱头和栏板的位置定位点和基底标高也能确立。不同的只是形状的不同或者是形式特征的不同而已,其细部特征也就建立了。同样的还有净瓶和抱鼓石部分,它们的空间定位和尺寸大小都是建立在该建筑斗口的基础上,不同的仅仅是它们的具体造型也就是面集特征。

四、古建筑参数化设计的意义

总的来说,现代建筑设计的思路是从大到小的进行建筑设计,先了解大的环境情况,再分析建筑的总体功能需求,最后才是建筑细部的处理。虽然现代建筑设计出的建筑造型比较复杂,形体组合也比较丰富,但是其基本的构建关系仍然比较一致。换句话说,由于建筑施工技术和材料技术的限制,现代建筑的基本构成部分是一样的。那么,我们可以将现代建筑的设计由大化小,化整为零,建立建筑基本组成部分的参数化关系,然后在设计时将它们组合起来。目前,人们为了完成古建筑设计的绘图工作和建模工作 用了各种各样的办法。图 1就是其中一种,它是将斗拱等部分做成材质进行贴图。但我们可以清楚地看出其斗拱部分没有阴影变化,而参数化设计就能解决这个问题。因为其参数化本身就是将各个组成部分的三维参数关系输入计算机,完成古建筑构件的三维全尺寸地设计和建模工作。如图2在此基础上可以直接进行后期处理。

图1故宫太和殿

图2古建筑参数化设计的结果渲染图

五、结语

中国古建筑文化浩瀚精深,我国的古建筑物中所包含大量的地方文化内涵和民风民俗尚未得到发掘 还有许多细部构造在本文也尚未提及,有待进一步的研究。希望社会大众对古建筑文化保护能够引起重视,早日出现适用于古建筑设计和现代建筑设计的计算机辅助设计软件。

参考文献:

[1] 童秉枢 现代 CAD 技术 北京 清华大学出版社 2000

[2] 白丽娟 王景福 清代官式建筑构造 北京 中国建筑工业出版社 1998

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关键词: 宗教, 历史 ,文化, 建筑

Abstract: China, Chinese classical architecture is China an important part of culture, in history in the corridor of the whole Chinese culture as it always continuous successively, complete and unified development.

Keywords: religion, history, culture, construction

中图分类号:TU2文献标识码:A 文章编号:

前言

建筑不仅仅是创造空间供人类居住和使用,其发展更是社会文化的集中反映,在刻有时代烙印的同时亦能反映代表当时最高科学技术和文化艺术水平的发展程度。从金字塔开始,雅典宙斯神庙,罗马圣彼得教堂再到中国的万里长城,秦阿房宫等以及今天生活在城市里的我们,抬头看见的高楼大厦的巨影,玻璃幕墙的闪光亦是如此。记得有一位伟人曾说过建筑是历史的纪念碑,在社会经济飞速发展的现今,当我们整天穿梭于大厦娑影下时,在期待一个又一个未来美好蓝图的时侯,作为一个建筑人,是否有必要驻足审视下当下代表中国建筑文化的中国古典建筑的发展呢?

答案是一定的。

很有幸近几年一直有机会接触代表中国古典建筑之一的宗教文化建筑。中国真正意义上的宗教建筑是佛教输入中国后产生的,被后人称之为寺庙,寺庙是中国佛教建筑之一,起源于印度的寺庙建筑,从北魏开始在中国兴盛起来。这些建筑记载了中国封建社会文化的发展和宗教的兴衰,具有重要的历史价值和艺术价值。“寺”原是政府一个部门的名称,“庙”是住宅宫室的厅堂,之于为何将供奉佛的房屋称之为寺庙,据记载最早起源是来自于中国首创的第一座以寺为名的洛阳白马寺,此后佛教建筑大多都称之为寺了。

图1:柱头转角铺作(斗栱) 图2:山门屋檐

一、仿古建筑设计与赏析

中国古建筑经历了夏商周,春秋战国,秦汉三国,晋南北朝,隋唐宋辽金元明清等诸多朝代,渐渐形成了以宋制和清制风格为主的建筑主流风格,相比于清制建筑,宋制建筑更多的表现出了结构与建筑力与美的结合统一,不过由于年代久远内战外患火水等自然灾害原因,宋制建筑流传下来的相对较少,另外相对于建筑类型,宗教建筑比宫廷建筑得到了多的保存。签于笔者接触多的是宋制建筑,这里主要费述的是以宋制风格为主的佛教建筑。

古建筑之主要构成:建筑高度方向从下至上,从台明台基,柱身柱础,阑额由额,乳栿月梁,斗拱蜀柱再到门扇窗件,瓦件雕花。各个建筑构件之基本功用如下:

台明尺度随建筑体量走,体量大台明则大,这样让依托的建筑彰显厚实与稳重,明身伴有雕刻则有寓意及装饰之用;柱子距柱顶处柱身有弧线收分让本为垂直的柱身立面上显得线条感优美而不简单,另外柱子之侧脚除了保证建筑本身之结构稳定性外在立面观赏性来说也显得较为敦实和独特;柱础则给予柱子底部有了较好的“收头”,柱础的样式另可显示建筑之等级;阑额由额即相当于今天我们所提的梁构件,弧线的梁身较矩形梁更优美而不突兀,另月梁的栱瓣造型则是古建筑的一大特色,除了具有较强的美感外,相信其形式也是古人从一种拱装样件上而出且演变而来的一种偏爱;斗栱(见图1)无疑是古典建筑中最为出彩的部分,它使古人喜欢的大尺度挑檐在受制于当时技术力量有限的条件下能让实施成为可能,更使厚重的屋檐(见图2)在立面中有了层次分明的建筑美感;蜀柱则有结构传力之用;瓦件的正吻和吻兽等除了装饰外还有辟邪之用。细节处比如屋檐上设置的风铎具有拒鸟筑巢之用,雀替具有结构上减短净跨艺术上亦具有丰富有趣装饰之用等等。

古建筑的每个单元构件都有其一定的意义,而现代建筑的设计除了讲究更多的内在功能和建筑立面风格外,细节处则少了很多的元素考究,这一点值得引起设计人的重视。

二、仿古建筑的发展

大凡宗教建筑在各个朝代得到良好发展的同时都离不开国家强盛的经济发展作保证,现今仿古建筑建造也亦如此,在当前国家经济发展日益强大和人民文化日益增长需求的背景下,迁建改建及重建新建的仿古建筑如雨后春笋般发展开来,资金来源除了政府扶持外也得到了更多社会上的募捐帮助,但是为使项目能有一个更高的起点,相应投入的需更多,受制于用地面积和经济条件,建筑设计规模从一开始就受到了制约,建筑各子项的型材鉴于经济上考量由木构改为钢混结构,施工周期由于资金等原因一长再长,施工质量粗制滥造得不到好的保证,设计创新的前进动力不足等等,一一体现。究其原因经费的制约是其发展的主要瓶颈。除了上述外,现今政府为能满足政绩要求,对想要的“东西”不具体考量,不做详细的市场排查,民心的调研,让最终复古的建筑脱离群众或具有重复性亦或发挥不出其最大的功效和社会效益,这都是我们需要重视的。如何使经济效益展现建筑表现形式得到统一以及共存是我们日后努力和前进的主要方向。

大量的事实告诉我们,为传统而去继承传统不是很好的经验,离开传统去创新也是失败的经验,建筑是有共通性和发展规律的,新与旧是矛盾的,也是可以共存的,相对于近现代的高层建筑,低多层建筑有着更好的亲和力,仿古建筑亦是如此,伴随着科技水平的发展,将新型材料结合运用到仿古建筑设计中亦或能有更好的经济性,也是我们可以考虑发展的一个方向。中国的文化建筑设计相比较国外建筑,与其披上一件西方传统形式的外衣倒不如披上一件中国传统形式的外衣对中国的文化传统还更合适一些,这也是一种大胆创新,也是追求新形式的一种尝试

三、设计项目宝山寺的介绍

图3:宝山寺鸟瞰图

宝山寺位于上海宝山区罗店镇练祁河北岸(见图3),该寺始建于明正德六年,原名玉皇宫,后正式命名为宝山净寺。因现存房舍无完整规划,布局凌乱,多数已无保存价值,结合罗店镇的总体规划在原地块划出二十亩地坐北朝南重修完整的佛寺,用地东南为公用广场,东北为公用绿地。该项目为上海市宝山寺移地建设工程,建设用地13500平方米,总建筑面积11754平方米。

1、总平面设计布局:

按传统寺院常规布置成三重院落,中轴线正面为天王殿,两侧法物流通处及钟鼓楼。第一个院落主体为大雄宝殿,两侧为药师殿及观音殿,均用回廊连接。第二重院落主体为藏经楼,两侧小型佛堂。第三重院落主体为法堂方丈室,两侧为僧舍斋堂寺务处等,下部半地下室设设备用房、仓库、临时宿舍等。全寺均有回廊贯通,除大殿前方集中设置一块较大硬地外其余均辟作绿化用地。

2、功能分区:第一、二重院落为对外礼佛区,第三重院落为内部生活、管理区,主要人流由正面三道门入口后,沿主轴线或回廊到达各殿。货运及内部出入口设于北侧后部。

3、建筑设计

天王殿:供奉弥勒佛及四大天王、韦陀菩萨,是净土宗的典型样板,广三间、深二间副皮周匝重檐九脊顶正面出抱厦也为九脊顶。斗拱上檐为七铺作双秒双下昂一等材,下檐为五铺作单秒单下昂三等材。柱均有升起,外槽檐柱有侧脚。梁架为月梁上施平棋设带形照明,六传伏,门为实踏板门,窗为破子灵窗。

钟鼓楼:楼阁式,钻尖顶。广深各三间,楼下供奉地藏或迦兰菩萨,楼上设钟或鼓。斗拱上檐六铺作单秒双下昂。平座四铺作单秒,下檐五铺作单秒单下昂。补间用斗子蜀柱。上层檐柱退入500,平座用义柱造,栏杆用斗子蜀柱承盆唇寻杖,转角处,横向构件双向出挑。

药师、观音殿:广七间、深二间,前后乳袱对四传伏,九脊顶斗拱六铺作单秒双下昂。前面有廊子通过,双侧为客堂、祖堂。

大殿:供奉华严三圣,广七间,深四间,身内金箱斗底槽。前后乳伏对六传伏,斗拱七铺作双秒双下昂,四阿顶。檐柱有升起按七间升六寸之制。柱础仿佛光寺东大殿,莲花图案,柱有卷杀。门用实踏板门施铜钉与铺首。窗为破子灵窗。

藏经楼:楼阁式九脊顶,广五间、深四间。前后乳伏对四传伏,斗拱上檐六铺作双秒单下昂。平座五铺作出二跳华拱,下檐为五铺作单秒单下昂。

法堂僧舍等:二、三层钢混框架结构,用铝合金仿古门窗。

回廊:把头绞项造承乳伏,上置义手承脊檩,柱距3500,内院开敞,对外有墙封闭,上设直灵窗。

4、主要建筑构造作法:

屋瓦顶:望板上铺高分子合成防水卷材一层1.5mm厚,上设顺水条和掛瓦条,用铜丝绑扎固定瓦件,只用少量坐灰。瓦条脊用熨斗瓦开成需要的宽度砌成。

大木作:露明部分的柱、铺作、梁架采用优质木材,精加工,作露木纹的表面处理,草栿、檩、椽等不露明部分可用普通木材。

门窗:各殿均用木窗,僧寮可用铝合金窗表面处理的颜色尽量接近木窗,门均为木门,有实踏门板的及带直灵的格扇门二种。僧寮室内用普通木门。

室内地面:各殿均用仿青砖石板铺砌。

室外地面:石板地面采用灰白色花岗石。

石作:各殿柱礎与台明均用灰白色花岗石砌,台明用块石及石板组成用干掛法安装。石板为火烧面,块石用剁斧,台皮均用块石,剁斧面,北端钢混楼东、西、北等次要立面可用仿石喷涂。

油漆粉刷,木材面采用防腐防虫涂料,污工面采用有机硅类涂料,墙面为灰白色,梁柱等仿木构件用赭红色。

结语:

篇6

[关键词]建筑;节能;规划;选址;建筑朝向;建筑间距;遮阳;通透;水系;山体

随着社会的发展,工业的发达,气候变暖的现象也越来越严重,就连北极的冰川也在加速融化,同时也带来了越来越多的自然灾害的发生。因此全世界各个国家也越来越重视环境保护和节能环保。尽量减少温室气体的排放。对于建筑节能的要求也越来越高,以此减少对能源的利用,减少温室效应排放。这就要求我们设计工作者要越来越重视在设计上来解决和减少建筑对能耗的依赖,建造更多的节能和环保型建筑。

但在平时建筑设计当中,设计人员以及规划主管部门还有建设单位考虑容积率多少、日照间距够不够、空间形态好坏等问题,很少能够从节能的角度来考虑设计。特别是在规划阶段重视节能环保的就少之又少了,节能设计只有在单体方案设计阶段才有所考虑,从而产生了许多单体设计难以解决的问题。

所以,提倡建筑节能首先应该重视规划节能,从建筑的规划选址,以及建筑规划布局阶段就要考虑节能环保,这样会收到更好的效果,也会从总体上来减少建筑能耗。然后再从建筑单体设计本身采用一定的方法和手段来达到降低能耗,设计出节能环保的建筑作品。

规划节能设计要求我们在规划设计当中就要充分考虑建筑与外部环境的和谐关系,从建筑设计开始就把节能作为指导规划设计的主要原则,充分合理的利用自然资源,实现从总体设计上为建筑节能创造先决条件。特别是规划总平阶段考虑节能对于居住建筑尤为重要。

因为影响居住区气候环境及建筑舒适性的最主要的两个因素是太阳辐射和空气流动(即风流)。因此,通过降低太阳辐射、增强建筑的自然通风效果是规划节能的主要方向。由此,建筑朝向、建筑间距以及建筑的相互组合关系将是规划节能设计的重点。

第一建筑的主要朝向需要按照当地夏季的主导风向来排布

我国建筑朝向主要以南北向或接近南北向布局为好。这样跟夏季主要风向垂直,有利于自然通风,提高建筑的舒适度。同时,南北朝向的建筑物在夏季所受到阳光的照射也相对东西朝向建筑要少很多,因此减少夏季空调的用量;这一点,在古代的人们都非常的重视,比如永嘉南溪古村落的规划选址中,渠口村土地平旷而广袤,水源充足,交通便利,东、西、北三面都有山环抱,村庄南侧是小南溪河流,河流的对面有不高的屿山,屹然独立,于是在盆地的东南角和西北角形成两个豁口,一到夏季,季风循河谷北上,在坦下村折向西北,正好吹进东南豁口,所以渠口村向西北发展,渠口村的小气候因此四季宜人。现在的渠口乡还是南溪江中游最富庶的古村落之一。目前古村落还保存的很好。南溪江很多村落的选址都是这样的,比如岩头、芙蓉、张大屋、溪南四村等,都是充分利用自然地形,高山来抵御冬季寒风。河流上的季风带来夏季的凉爽。楠溪江的很多村落的选址都选在(北)背靠山峦,南侧临水,为了避开冲刷水岸,村落建在“腰带水”一侧,而不能对着“反弓水”。这既保证了村落的安全,又充分考虑了利用夏季风来降暑,利用山来遮挡冬季寒风(图-3)。这一点非常值得我们学习,从整体大的建筑规划布局朝向等方面就考虑了建筑节能。巧妙的利用自然环境和地形来达到增强建筑夏季自然通风降温的效果。

第二,居住建筑的南北向距离应在满足当地规划部门的日照间距要求上有所加大

除非用地非常紧张的情况下。特别是居住建筑物的间距增大有利于空气流动,这样使建筑物同空气的交换增加,有利于降低建筑物的温度,从而降低建筑能耗比例。这就要求设计师在节约土地与合理的建筑布局之间找到最佳的平衡点,优化总平面设计。

图1-1 背靠山 图1-2 缝溪村总图

这一点在南溪江古建筑上也有很好的体现,比如缝溪村的住宅多内向,院落禁严,三合或者四合院落,院落内都有水池,前院有甬路,水池一分为二,后院则是整个一方大池。这样住宅与住宅之间加上院落,再加上之间的道路就有很大的间距。通风自然很好,而且房子前后都有水池,在炎热的夏季也会带来很多凉意。不得不说古代的建筑当初虽然未必有建筑节能的概念,但是他们却是从长期的生产生活以及建筑建造中总结出了很好的实用性经验,足可以保证他们的建筑能够实现冬暖夏凉。因南溪江地处南方的原因,更多考虑的还是怎样达到夏季降温防暑功能。这对于今天我们的设计和规划也是有很好的指导作用,值得我们去借鉴。

第三,居住建筑群的组合应充分考虑整体的节能效果,以有利于居住区内的自然通风。具体应注意以下几点:

1、居住区规划应确保“风道”的畅通,建筑群的入风口和出风口应结合主导风合理设置,使空气流通。这在南溪古村落中主要体现在一个是街巷比较宽阔,一般主街有3.5米~5.5米宽,巷子宽也在3米左右,岩头村的浚水街宽度竟有7.2米,有些街巷和沟渠网相配,南溪江的村落都是活水穿村,这些街巷(沟渠水溪)不仅是交通道路,也成为自然风的通道,而且主要街巷都程南北走向。住宅不做封闭院落,围墙矮矮的(给人以亲近和谐感,没有任何高大院落围墙的的压抑感,这也体现出当地民风的淳朴),这些对于整体建筑的通风是非常有好处的。这在当时的年代不得不说人的聪明,他们在有意无意当中已经在利用规划来保证风道的畅通。无疑这是对节能降温是非常有好处的,特别是这种穿村而过的流水,以及房前屋后的大大小小的水池,也都起到了夏季降温防暑的作用。

图3-1 穿村而过河流 图3-1 笔直的街巷

2、在建筑设计中夏季的主要风向作为建筑的主要朝向来排布,排列建筑物应当按照南面小北面大,南侧低于北侧的原则来设计,确保整个小区内建筑都能吹到自然风,北侧建筑高可以成为人工的屏障,抵挡北侧寒风(一般是冬季吹北风),这样的建筑群体在夏季能迎合南风、引导空气穿越,冬季又能阻挡寒冷北风的侵袭,较好地适应气候的变化。

3、减少采用封闭式建筑组合,平面组合成“U”型的居住建筑组团,开口应尽可能朝向夏季主导风向,保证“U”型内部建筑的空气流通。古楠溪江建筑大多正房是南北朝向,侧面配以厢房,作为仓储和牲畜用房,或者是连廊,南侧大多为开敞院落,前面有矮矮的围墙。这些古代建筑的做法非常吻合我们这种U字型建筑布局的特点,让今天的我们真的很佩服古人的聪明和他们规划技术的高超。

图4-1 U型建筑 4-2 U型建筑群

4、在规划阶段充分利用计算机进行三维模型的日照模拟运算,在满足采光、日照、防火等要求下,利用建筑物的自身遮挡和建筑群间的相互遮挡,减少太阳辐射对居住建筑的影响。

这点上来说,在楠溪江古建筑中表现的尤为突出的就是利用建筑物自身的遮挡来减少太阳的辐射了,比如很多建筑都有长长的出挑屋檐,南北向建筑利用出挑屋檐,如果建筑有两三层的就在窗顶出挑的挑檐来达到遮阳的效果,一楼大多会有一个开敞的檐廊,廊上有屋顶,人们大多喜欢在廊下乘凉,话家常。既能吹到风,却不用担心被雨淋。同时可以遮挡炎炎的烈日。包括侧面的山墙上,以及窗上都有这种出挑,结合建筑的屋檐,使得整个建筑看起来更加的具有地方特色。形成了楠溪江古建筑的非常鲜明的特点,坡屋顶,长长的檐廊,窗顶出挑遮阳雨棚,造成错落有致的多层檐坡屋顶。

图5-1 挑檐 图5-5 商业建筑沿街走廊

建筑单体的通风与节能设计

在土地开发中,开发商为了达到土地最大开发利用率,都要求设计人员按容积率的最高值进行设计,甚至超过规划容积率设计,这样使很多新建的住宅多为一梯四户、一梯六户,甚至一梯八户都有。这种住宅单体平面在实际使用中通风很不利,尤其是在夏季,室内积聚的热量难以散失,需要通过采用人工或者是机械通风降温,这样就增加了建筑使用的能耗。目前的许多建筑设计,建筑立面窗户的设计主要是从立面造型方面考虑――窗开的面积大,可开启窗扇面积又很小,这样的设计不但对隔热不好,对通风就更加不利。这些问题都是因为忽视建筑单体的通风设计所造成的。因此一定要做好建筑单体的通风设计,而且要从平面和剖面两方面进行考虑。

平面的通风设计应注重以下几个问题:

第一,平面设计尽可能按有利于空气的贯穿进行考虑。

建筑的进深应有效控制,避免建筑体型过于臃肿。房间的门窗位置应合理安排,窗户的朝向应有利于形成穿堂风,从而增加房间内的空气流动,利于室内换气。这在很多古建筑中都有所考虑,比如房间的进深都不是太大,一般6到8米深,且大多有南北开窗和门,很多建筑还在建筑的侧面山墙设置了可开启的窗,窗的上部设有遮阳屋檐,形成良好的穿堂风效果。

图6-2 南向窗 图5-4 山墙开窗

第二从通风的角度来讲,窗户可开启扇的大小是决定室内风速的关键

但需要注意的是要保证进风口和出风口的同时存在,才能在正负风压的作用而形成空气的流动。为了增强室内穿堂风的效果,一定要同时增大进风口和出风口。这样也有利于室内保持较为稳定的风速和均匀的流场,提高人体舒适度。

第三窗户的开启形式对通风面积和气流的流场均产生较大的影响。

如推拉窗与平开窗比较(相同窗户面积),平开窗的最大通风面积是推拉窗的两倍,通风效果明显优胜。上悬窗与平开窗对比,两者的最大通风面积相同,但由于两窗的窗叶开启形式不同,所引导空气产生不同的流向,造成的通风效果也明显不同。因此,从通风的角度考虑,对于有利于建筑通风的窗户应尽可能采用提高通风面积的形式,窗户开启的角度和位置要慎重考虑,科学设计,将室内空气主流场控制在房间剖面的人体使用高度。

南溪古建筑的窗都是平开的,且窗的高度基本都在人体高度范围内,这在现存的很多古建筑中都能看到。并且窗的数量也很多,有些基本上是在两个柱子之间都是可开启的窗,并列排布,两两相对,可完全开启。看来在古建筑当中,人们已经非常注重开窗通风降温的功能了。但是在今天我们的很多设计师为了准求形式美,一味的追求设计大落地窗,但却不能开启。这是完全和节能保温背道而驰了!这一点真的要向古人学习,功能要重于形式,功能决定建筑的设计。设计是为了建筑更好的满足人们日常生活的需要。这一点一定要牢记。不忘初衷,方得始终。

建筑节能除了规划和平面设计时应对通风重点考虑之外,建筑剖面的通风设计以及外遮阳对建筑节能和保温也是非常关键的,在设计当中也要充分考虑其实用性,以及功能性,这样才能设计出好的节能环保的建筑。

希望通过本篇文章能够引起大家对节能保温的重视,特别是在设计总体规划布局阶段就能够引起充分的重视,并加以实施,这样才能事半功倍的扎扎实实的做好建筑节能保温工作。设计出实用的好的建筑。

参考文献

[1]徐崇统.《耕读南溪》.浙江大学出版社,2005 ISBN 7-900691-88-X/G 25

[2]徐崇统.《千年屿北》.浙江大学出版社,2006 ISBN 7-89490-170-9/G 405

篇7

【关键词】节能建筑;节能技术;能耗;围护结构

Residential building energy efficiency design in cold region of Inner Mongolia

Yang Yong

(Inner Mongolia Architecture technical college of constructionHohhotInner Mongolia010070)

【Abstract】In this paper, Cold region of Inner Mongolia residential buildings, for example, in accordance with the requirements of construction contingency, architectural design and construction techniques from the two aspects of building energy-saving design and energy saving measures in existing buildings.

【Key words】Energy efficient building;Energy-saving technology;Energy;Envelope

1. 前言

我国处于全球最大的陆地板块东岸,又濒临最大的海洋――太平洋,这一特定地理位置使之成为全球大陆性气候最为典型的地区。大陆性气候的突出特点可以归纳为一个字――“变”――气温的剧烈变化以及风向的季节性变化。由此必然对建筑造成独特的影响:冬季采暖和夏季制冷的高能耗,建筑及其设备的高成本。这也就为我国大陆性气候下的建筑提出了特殊要求――应变,顺应气候的剧烈变化并采取应对的手段。应变的最终目的是在满足建筑的各种基本功能和人体舒适度要求的前提下,尽可能地减少对能源的消耗。本文以内蒙古严寒地区的居住建筑为例,按照建筑应变的要求,从建筑设计和建筑技术两个方面,探讨建筑节能设计方法和现有建筑节能改造措施。

居住建筑特别是北方严寒地区的居住建筑用能的特点是规模大、热工性能差、采暖效率低。其建筑能耗一般包括建筑采暖、空调、电气、照明、炊事、热水供应等所用能耗。其中以采暖能耗数量最多。我国能源相当紧张,能源供需矛盾也日趋紧张,供暖地区冬季采暖能耗在同一地区建筑耗能量中所占比重较大,建筑节能成为国计民生的大问题。现有的大量建筑急需进行节能改造,新建建筑需要进行节能规划和设计,我国的建筑节能工作任务艰巨。一直以来,我国政府对节约能源的工作给予了极大的重视,尤其是20世纪80年代以来推行的“三步节能计划”,开始重视发展节能建筑。但与发达国家相比差距还很大。

2. 内蒙古严寒地区居住建筑的节能途径

在冬季,为了保持室内温度,建筑物必须获得能量。建筑物的总得热量包括采暖设备的供热(约占70% ~ 75%)和太阳辐射得热(通过窗户和其他围护结构进入室内,约占15% ~ 20%)。建筑物的总失热包括围护结构的传热耗热量(约占70% ~ 80%)和通过门窗缝隙的空气渗透耗热量(约占20% ~ 30%)。当建筑物的总得热和总失热达到平衡时,室温得以保持。因此,对于建筑物来说,节能的主要途径是减小建筑物外表面积和加强围护结构保温,以减少传热耗热量;提高门窗的气密性,以减少空气渗透耗热量。在减少建筑物总失热量的前提下,尽量利用太阳辐射得热和建筑物内部得热,最终达到节约采暖设备供热量的目的。

锅炉在运行过程中,一般只能将燃料所含热量的55% ~ 70%转化为有效热能。这些热量通过室外管网输送,沿途将损失10% ~ 15%,剩余的热量供给建筑物,成为采暖供热量。因此,对于采暖供热系统来说,节能的主要途径是改善采暖供热系统的设计和运行管理,以提高锅炉的运行效率;加强管道的保温,以提高室外管网的输送效率。

内蒙古严寒地区的居住建筑要达到国家节能65%的要求,必须紧紧围绕如何减少采暖能耗为主要目标来设计,具体措施如下。

2.1建筑体型系数的控制。由于建筑物传导热量同传导热量的传热表而积成正比上升,一般说来,体型系数(建筑面积与建筑体积之比)愈小,散热量愈低,节能效果愈好。因此要降低能耗,应尽力降低体型系数,减少单位体积的传热面积。同时在节能建筑设计中在可能条件下,尽量增大房屋进深跨度、减少层高、减少建筑物平面的凸凹进退,从而尽量降低体型系数,使之控制在小于0.3的范围内。

2.2住宅建筑的规划布置。住宅建筑总体布置及前期规划设计中,尽力争取使住宅坐北朝南,采光好,充分利用太阳能,调节住宅室内外的温差;尽力避免建单元点式或少单元低层住宅,多建单元组合多层住宅;在住宅平面上尽量减少凸凹进退,保证合理的日照间距。

2.3围护结构设计。住宅建筑传热的主要途径是经过围护结构传导的。要达到三步节能的目的必须紧紧抓住围护结构的设计,尽力降低其传热系数。合理、可行、经济的围护结构设计,即增加围护结构的保温隔热效能,提高热阻,增加建筑的热稳定性,使各部位的传热系数及整体保温性能达到国家节能的有关规定的要求。

外墙是建筑物的重要围护结构,目前多采用复合保温外墙和夹心保温外墙,其复合材料则多采用聚苯乙烯泡沫塑料、挤塑式聚苯乙烯泡沫塑料、保温砂浆、聚氨酯等。从保温做法上分析,外保温对室内热稳定有利、热桥易于处理,但施工较为复杂;而内保温复合墙体施工方便,故目前采用较多。

屋顶传热面积较大,散热量大,因此提高屋顶的保温隔热十分重要,顶层尽量采用坡屋顶,这样既增加了顶层辅助空间,又有利于保温隔热。可采用多种措施,如采用“倒铺法”,在屋面上将保温层铺在防水层之上,使防水层被掩盖在保温层之下,而不受阳光及气候变化的影响,使热温差较小,且不易受损。

门窗的散热量占建筑物热耗的比重高达50%左右。外墙门窗的保温隔热性能对节能65%的实现是很重要的,在设计中应采取有效措施保证门窗的密闭性及保温性能。首先应尽量按标准控制窗墙面积比,尽量合理采用较小的满足使用要求的门窗面积,同时加强门窗的相对密闭性能及保温性能;其次尽量降低空气渗透量以减少渗透能耗,使用节能换气装置,降低换气能耗。

2.4现有建筑节能改造设计。针对现有建筑对能源浪费的现状,其节能改造措施有以下几种:

(1)增设保温层。现有建筑大多因为围护结构热阻小,未能满足保温隔热要求。在建筑墙体的节能改造中,可在外墙增设高效保温层。内设保温层有利于改造施工操作,但在寒冷地区不宜内设保温层,以防因温度陡降而使建筑围护结构内部产生冷凝水;外设保温层可避免上述现象,但对保温层的防水性能要求较高。屋顶节能改造设计则应根据具体情况进行,平屋顶建筑可在屋而增设保温和防水层,类似于倒铺法,以增加原有屋面的热阻,提高保温隔热功能。另外,将平屋顶改造为坡屋顶,屋顶下的空气层也有很好的保温隔热调节作用。

(2)门、窗节能改造。采用大面积玻璃门窗是现代建筑的一种潮流。从20世纪80年代以来,我国玻璃幕墙以每年几百万平方米的速度发展,对建筑的室内热环境和采暖空调能耗影响很大。在节能改造过程中,对门窗改造可行的措施是采用新型、热工性能优良的玻璃材料代替普通平板玻璃,操作简单易行。这种新型玻璃主要有镀膜玻璃、中空玻璃和带薄膜的热反射玻璃。窗框从钢窗、木窗更换为塑钢窗,或在钢窗外而涂塑、当中加塑。同时提高窗户的密闭性,减少空气渗透热损。

3. 结语

总之,按照建筑应变的要求,从“建筑节能和环境控制”的角度来进行建筑设计构思和立意,是当今建筑界的热点问题。人类居住条件的改善再也不能以牺牲不可再生的能源为代价,我们的建筑节能观,应以提高建筑物的能量效率,用有限的资源和最小的能源消费代价来取得最大的经济和社会效益,以满足日益增民的需求为目标,同时应尽力减少或消除建筑物的固有能耗,使我国的建筑节能工作按可持续发展的模式走下去,我们对建筑节能的未来充满希望。

参考文献

[1]杨善勤,《民用建筑设计手册》。中国建筑工业出版社。1997年.

[2]《采暖居住建筑节能检验标准》(JGJ 132-2001),中国建筑工业出版社.

[3]刘衡,对供暖建筑节能体型的研究。墙材革新与建筑节能。 2000-3.

[4]《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 26-2010) 中国建筑工业出版社.

[5]《居住建筑节能设计标准》(DBJ03-35-2008).

篇8

【关键词】可持续发展;人居环境;建筑设计;人居生存环境

1.前言

中国今天的飞速发展,正是由于有上下五千年的辉煌文明历史,勤劳勇敢的炎黄子孙们共同继承和发展了先人们的劳动成果,一步一步走到今天。人居环境作为我们古老历史长河中的一个分支,是人类最直接、最基本的本能所需。人类为了生存和自然环境进行了无休止的斗争,在反复的斗争与实践中,逐渐改善着生存环境,并且在无意识状态中,形成了最初的人居环境思想。在今天,古人们的经验总结同样对我们的人居环境建设有极大的指导意义。

2.对古代人居环境思想的认识

纵观人类的发展史,其实就是一部人类同自然斗争的血泪史。东方的先哲却告诫我们,人是天地万物中的一个部分,人与自然是息息相通的一体。“天人合一”是中国古典哲学的根本观念之一,与“天人之分”说相对立。“天人合一”有两层意思:一是天人一致。宇宙自然是大天地,人则是一个小天地。二是天人相应,或天人相通。是说人和自然在本质上是相通的,故一切人事均应顺乎自然规律,达到人与自然和谐。老子说:“人法地,地法天,天法道,道法自然。”即表明人与自然的一致与相通。

这种思想一方面体现了当时人们对大自然的敬畏,一方面也体现了对大自然的依赖。为了表现出对大自然的尊重,人们开始了各式各样的祭祀活动,万物有灵形成多神崇拜,也使人们的祭祀对象繁多,中国古代宇宙观最基本的三要素是天、地、人。祭祀天和地,祈求上天风调雨顺,少一些自然灾害,使来年庄稼五谷丰登。除了祈求风调雨顺、国泰民安之外,最常见的祭祀活动表现在建造活动之中,体现出人们对建造活动的极为重视的态度,也表现出对大自然的无限尊重和依赖。

人类的建造活动与大自然的和谐还体现在以下几个方面:在选址方面,“负阴抱阳”,即房屋背靠着山,面朝着太阳,选择有山有水的地方,传说这种地方一般都是“宝地”,会有灵气,当然也符合当时“择水而居”的原则。在布局方面,尽量使建筑顺应当地的地形,不破坏生态植被,体现出与自然地和谐共处;在选材方面,就地选材,因地制宜,不浪费材料,发挥当地材料的自然属性,满足人们的生存所需。如今,那些经历数百年甚至千年遗留下来的古建筑,在结构、保温、审美方面体现出来的整体效果,无不是古人在选址、布局、材料等方面深思熟虑的结果。古代的人居环境理论远不至于这些。但是我们可以发现古人人居环境理论的核心思想是“天人合一”,即遵守自然规律,顺应自然,和自然和谐相处。

3.思考古代人居环境思想的意义

古代人运用当时的人居环境思想从事着各类建造活动,如村落的选址、单体的建造等等。目前遗留下来的古村落遗址、古建筑单体、古建筑群等,在经历了上百年甚至上千年的风风雨雨仍然屹立不倒,无疑证明了古人的人居环境思想具有光辉魅力。其中,一些古村落遗址由于选址较好,世代生存在这里的人们没有因自然条件不好而反复迁徙,这里风调雨顺,,人民安居乐业,尊崇自然,祭拜祖先,世世代代继承着祖先总结的各种经验和箴言,人们过着幸福快乐的生活。

陕西韩城党家村就是一个极为经典的实例。党家村选址合理,房屋建造符合传统阴阳八卦之说,木、石、砖三雕俱全,有很高的研究鉴赏价值。可见,古人的人居环境思想有很深的造诣。当前人类面临着越来越严峻的环境问题,人们的生存条件受到严重威胁,这和人类的行为活动和思想观念有必然的联系。极具科学性的古代人居环境思想无疑对我们当今社会有很大的借鉴意义和指导意义。

这些古代人居环境思想具有很高的研究价值,是我国文化遗产中的一部分。我们也可以从古代人居环境指导我们现代建筑设计。我们要充分考虑整个地域自然地理条件与生态系统。每一地域都有它特定的岩性、构造、气候 、土质、植被及水文状况。只有当该区域各种综合自然地理要素相互协调,从而造就理想的“风水宝地” 一个非常良好的生活环境 。

4.古代人居环境思想在当代建筑中的应用

首先,“天人合一”的思想。中心思想是一切人事活动均应顺乎自然规律,达到人与自然和谐。

当代的建筑设计,我们要围绕着“天人合一”思想展开。在选址方面,顺应地形,因地制宜;在环境方面,尊重周围的环境,将室外的环境引入室内,建筑多采用庭院模式,不仅利于通风采光,也利于美化环境,陶冶情操,达到建筑与环境的和谐相处。在选材方面,选取当地材料,有利于自然循环,无污染。日本建筑师隈研吾因提出“负建筑”、“反造型——与自然连接的建筑”等思想名声鹊起,他可谓是此思想的实践者。

其次,是中国古代的风水理论。风水在古代人居思想中占有极其重要的位置。中国古代风水理论与中国营造学和中国造园等构成了中国古代建筑理论的三大支柱,是中国古代建筑活动的指导原则和实用操作技术。古人很早就开始运用风水理论去择时相地,充分表现了其对生存环境的重视和对自然和谐的态度。如喜事丧事都要请“专家”挑选良辰吉日,以求吉祥平安,一切土木活动的开始之日也要挑选好的时辰,求上天保佑一切顺利,这种完全是为了寻求心理上的慰藉;古代宫城的建设尤其注重风水,从规划到单体的建设,无不是按照风水的要求去构造,形成了诸如居中为尊、九五之尊、前朝后寝、左祖右社、三朝五门等建筑型制。

如今,人们还会运用古人的方法选地或者参考古人已形成的建筑理论去建造,如一些法则:自然的法则、自然的数值比、自然的气息、自然的外形等;还有一些建筑美学法则:对称美、和谐美、生机美、曲线美等。这些理论法则对我们中国当代建筑的影响非常大,对我们的设计有很大的指导意义,主要体现在建筑的比例、形态、空间构成等方面。当代的风水理论也有了相应的发展,现代人运用古人的方法研究出了风水在不同领域的应用。

我们可以确切地说风水是一种传统文化现象,一种广泛流传的民俗,一种有关环境与人的学问,是人们长期实践经验的积淀。对待风水,我们既要充分理解和吸收学术界的最新成果,又要坚持实事求是的态度。这些对当代的建筑设计有很大的指导意义。

5.总结

在全球化的今天,我们人类面临着各种各样的问题,如环境问题、能源问题、生存问题等等,都是由于人类在发展经济的同时没有考虑与大自然的关系问题。经过反思,如今人类已经意识到,只有与大自然和谐共处,人类才能永久生存下去。这无疑印证了古代人居思想的正确性。所以,我们必须坚持实事求是的态度,继承和发展古代人居思想, 在新的形势下,发挥它的光辉,继续指导我们当代的建筑设计,创造出适合当代人的人居环境。

参考文献:

[1]于希贤.风水的理论与实践 [M].北京:光明日报出版社,2005.

[2]潘谷西.中国建筑史(第五版)[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2004.

[3]罗小未.外国近现代建筑史(第二版)[M], 北京:中国建筑工业出版社,2004.

[4]冯友兰.中国哲学简史 [M]. 北京:北京大学出版社,2010.

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【关键词】高层建筑;加固设计;加固计算

1 建筑结构加固概述

1.1 结构加固的基本原则

1.1.1 结构经可靠性鉴定需要加固时,必须进行加固,加固的范围可以是整体房屋,亦可是指定的区段或特定的构件。

1.1.2 加固设计应考虑施工方便且可行的施工方法。对于混凝土结构,宜提高一级强度等级,并加强构造和连接措施等,以保证原结构与新混凝土协同工作。

1.1.3 由于高温、腐蚀、冻融、振动等原因造成的结构损坏,加固时应采取减小、抵御或排除上述不利因素影响的对策,保证加固后的结构安全可靠,正常使用。

1.1.4 结构加固应尽量考虑经济效果,尽可能做到在不停产的条件下加固,尽量不损伤原构件和减少构件的拆除,能够使用的应当保留。

1.1.5 加固过程一定要注意安全,若发现结构构造有严重缺陷,应立即停止施工,待消除隐患后方能继续。

1.2 加固方案选择的注意点

1.2.1 选择加固方案要考虑施工安全、效果可靠、经济性好,而且施工要简单,工期尽量短。一般的加固工程都能做到效果可靠,但往往会忽略其人员施工安全、技术合理、经济性等方面的不足,造成施工人员安全系数低,施工工期长,工艺复杂,或者是出现不必要的浪费。

1.2.2 加固方案要在满足加固本身的要求上,多考虑使用新技术、新材料、新工艺。随着当今科学技术的飞跃发展,先进的技术、材料、工艺都能使加固方案达到事半功倍的效果,比如近几年兴起的复合材料加固法。所以一个优秀的加固方案不但要在性价比、性能比上下功夫,还要体现其工艺技术的先进性和科学性。

2 工程概况

某高层商住楼工程,地上24层,地下1层,采用框架剪力墙结构,抗震设防烈度7度。该工程建成投入使用后仅1年多时间,就发现铝合金腐蚀、梁柱钢筋锈蚀、混凝土保护层开裂造成多处露筋等现象。经取样抽检,鉴定其原因为施工方误将碱渣当石灰使用,抹灰中硫酸、氯盐对混凝土的渗透使氯离子含量超标,导致钢筋锈蚀,混凝土保护层开裂。由于氯离子已扩散至3~5cm深度,如不将被侵蚀部分剥离,则将继续影响混凝土的强度并使钢筋锈蚀,故本工程考虑采用加大截面法对梁柱构件进行加固。

新的结构设计规范于2001年后陆续颁布,但加固方面新规范颁布较少。《混凝土结构加固设计规范》(GB50367- 2006)、《混凝土结构加固技术规范》(GIGS25:90)及《建筑抗震加固与技术规程》(JGJ116-98)明确指出,混凝土结构加固设计,除应符合本规范规定外尚应符合现行国家有关标准的规定。但对于新规范颁布前竣工的工程,各项技术指标很难达到现行规范的要求,若要按现行规范进行加固,则其工作量将相当大。对钢筋混凝土结构房屋,《建筑抗震加固技术规程》(JGJ116-89)第6.14条规定,采用《建筑抗震设计规范》〔GBJ11- 89〕的方法进行抗震承载力验算,故本工程主要依据旧规范进行加固设计抗震分析。

3 加固计算分析与设计

加固计算分析以竣工图为准,并考虑目前使用功能布局的改变而进行计算分析,这是因为原设计在改变使用功能后,可能出现抗震验算不足的情况,相应不足的构件也需作加固处理。加固计算分析的结果应是加固所要达到的目标,加固设计应按分析得到的内力进行计算。本工程第1周期为2.5s,最大层间位移为1/1275,原设计整体刚度较合理。在超限信息中,部分梁出现受压区高度超限的情况,分析其原因为使用功能改变而造成,故需调整构件截面,使各构件通过抗震验算要求。

3.1 截面的确定

设计时应从考虑刚度的角度出发,满足加固计算分析要求,可按下式计算:

K=K0+0.8Kn

式中K0为原截面刚度;Kn为后补混凝土的刚度;K为计算刚度;

本工程构件分为3类:①氯离子渗透较深,混凝土保护层需剥离,钢筋完全锈蚀;②氯离子渗透较浅,钢筋锈蚀不严重,剥离保护层对钢筋除锈后仍可使用;③受压区高度截面不足。其中第①、②类构件检测强度较低,且混凝土需要剥离。原截面刚度K0指考虑现有混凝土强度及截面削弱后的刚度,并可求出后补混凝土的刚度Kn值和计算得出其加固截面参数。

3.2 承载力计算

经加固分析后,获得各加固构件的内力值,目前各种结构计算分析程序尚无法录入加固构件,承载力计算仅能通过手算进行。本例采用Excel,表格方式计算,其中受压区新增混凝土和纵筋强度设计值、受拉区新增纵筋抗拉强度设计值均应乘以0.85的系数,计算可按结构设计规范中的有关公式进行。

3.2.1 柱的计算

对于构件截面削弱较大且混凝土强度有不同程度降低的情况,按此方法计算并不太确切,因此混凝土需剥离的柱在计算上应作一些特殊处理。若混凝土受压区在新增混凝土区域,则其计算与普通偏心构件相同;受压区跨越新旧混凝土,其高度较难确定,为简化计算,取新增混凝土强度设计值的85%与原混凝土强度设计值的较小值作为受压区混凝土强度设计值。

斜截面承载力计算按下式进行:

Vcy=(0.16/l+0.15)fckbho+fyvk(Asv/s)ho+ 0.056N

式中:fck为原混凝土轴心抗压强度标准值。

3.2.2 梁的计算

对于加大截面法,支座面的加固会影响使用效果,因此在梁正截面计算前对梁弯矩进行适当调幅,减小支座负弯矩和增大跨中正弯矩,将超过支座承载力的弯矩调幅改由梁跨中底筋承担,这样只需对梁底筋进行加强,可降低施工难度。梁斜截面基本可不计算,加固构造已能达到斜截面承载力要求。本工程中由于梁处于楼层上部,腐蚀程度较轻,故大部分只需去除保护层,仅个别腐蚀严重或受压区高度不足的梁需加大截面处理。部分梁柱加固形式。

3.2.3 现状分析

由于个别梁柱氯离子腐蚀严重,且强度严重下降,截面有较大部分需进行剥离,这就存在施工安全问题,故需进行现状分析。先考虑施工活载、风载及无地震的情况下进行分析,其结果适于设计支架。本工程柱中混凝土强度最低仅C19,不考虑地震组合轴力设计值为8303kN,剥离混凝土后截面仅剩下700mm×700mm,承载力设计值仅4655kN。因此,对此类柱在施工前必须先进行支架设计,往往要进行多层支撑方案设计,才能保证施工安全。

4 结语

本结构加固设计过程中力的平衡、变形的协调及构件内力都是通过构件自身刚度来体现的。高层建筑加固设计首先考虑刚度满足抗震要求,其次应满足各构件承载力要求,否则会造成刚度不均衡和应力集中,既难以达到抗震设计要求也增加了工程费用。本工程采用整体分析计算,取得较好的经济效果。

参考文献

[1]张有才.建筑物的检测、鉴定、加固与改造[M].北京:冶金工业出版社,1997

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关键词:建筑物加层;结构设计;加层加固设计

中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:

1工程概况

某大厦高层建筑原主体楼15层,地下1层面积3980m2,主体楼面积43200m2。原主体采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,抗震设防烈度为7度,剪力墙抗震等级为二级,框架抗震等级为三级。基础采用高强预应力混凝土管桩Φ500,壁厚125mm,AB型,桩端持力层为砂土状强风化花岗岩,桩长约25米,单桩竖向极限承载力标准值为5000kN。由于业主提出加层要求,由原15层加至21层,建筑屋面高度由50.6米加高到79.7米,增加面积约9800m2。该工程为在建时加层续建,前后两次设计均采用同一现行规范,故本工程不存在设计使用年限和新老规范衔接等相关标准问题。

2结构加层设计分析

在建项目由15层扩建到21层,关键是解决好在新增的竖向荷载和地震作用及风荷载作用下结构体系的整体性能、已建结构构件的承载能力及加固方法等问题。首先进行结构整体分析计算,初步判断加层的可能性。为了充分发挥原已施工完成的各结构构件及抗侧力体系,先按原结构布置方案直接增加6层进行分析计算。采用刚性楼板假定,按模拟施工加载方式,考虑±5%偶然偏心及双向地震扭转效应作用,对结构进行了弹性静力分析,由计算结果可知:结构整体刚度偏柔,周期偏长,楼层层间最大位移与层高之比为1/720,超过规范1/800限值,楼层最小地震剪力系数值为1.51%,小于7度区的规范0.016限值,底部框架部分承受的地震倾覆力矩大于总力矩的50%,部分框架柱轴压比达到1.15,严重超限,框架梁、剪力墙存在超筋现象。根据原结构直接加层存在的问题,经过多轮方案试设计,确定采用增设钢筋混凝土剪力墙,加大剪力墙和框架柱截面尺寸,既提高结构刚度又提高承载力的结构加层加固的基本方法,上部续建结构也采用框架-剪力墙结构体系以保持与原结构的一致性和协调性。根据建筑使用功能的要求,以及结构加固效果的需要,设计时在建筑的角部增设剪力墙,在原中部核心筒楼电梯处增加剪力墙的长度。结合原框架柱轴压比的严重不足,采用增大截面法加固,同时适当增加刚度。结构整体分析主要结果见表1,可以看出:在风荷载和地震荷载作用下,结构的最大层间位移角均满足现行设计规范的要求;结构的第一自振周期为平动周期,且结构以扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比小于0.9;结构的剪重比、底部框架部分承担的倾覆力矩以及墙柱轴压比(柱最大轴压比0.79)均满足规范要求。

表1结构整体分析结果表 图1斜柱大样

新设计方案由于建筑立面需要退台,在十四层处有五根框架柱内退1500mm,造成竖向构件不连续,按常规抬柱转换将形成高位转换,对结构抗震不利。本设计采用从十二层至十三层增设斜柱(撑),斜柱上方与十四层内退框架柱连续,其倾斜仅为1:6,下部外排框架柱又向上延伸两层至十四层楼面,并且在十二层和十四层斜柱转折处楼层框架梁予以加强(梁截面为600×1000),其剖面见图1。根据电算分析,十四层侧移刚度与下一层之比为0.93,不存在刚度突变。由于斜柱作用,对十二层处与之相连的梁板产生642kN的水平拉力,在该影响范围内楼板加厚到180mm,另加该方向受拉钢筋上下各20Φ12@100,同样与之相连的框架梁另加6Φ25通长受拉钢筋。在此范围内的各构件均相应提高配筋率和加强构造措施,提高其承载力和延性,关键构件斜柱及其下层柱和12、14层与之相连的框架梁按中震不屈服进行分析计算,确保结构安全可靠。

3结构构件加固改造

3.1地基基础加固

在房屋加层续建工程中,必然要遇到地基基础问题。为了减少基础改造的工作量,要最大限度挖掘上部荷载潜力。首先是墙体材料,把原先使用的保温烧结空心砖和砼空心砌块均改用容重较低的加气砼砌块,办公区内的砖砌墙改用轻质隔墙,同时首层地面回填土部分根据情况采用架空板,以及电算荷载按实际情况输入等措施,多方面多渠道合理卸载。通过在基础上埋设锚杆固定压桩架,以建筑物自重荷载作为压桩反力,用千斤顶将预制桩逐段压入土中,并与原基础连接,提高桩基总承载力。锚杆静压桩采用 ZHB30,采用焊接接头,桩身砼为C30,锚杆静压桩桩长约8-10米,持力层为土层⑤砂质粘性土,桩端进入持力层不少于2米,单桩竖向承载力特征值为500kN,施工压桩力为1000kN,共增补锚杆桩130根。为保证新补的锚杆桩能与原桩基形成有效整体,共同受力,需扩大原承台截面,使得补桩反力作用在新浇捣的混凝土扩大部分上,新旧混凝土通过凿毛和植筋方式形成一体。新承台尚应重新进行受力验算,根据计算需要利用建筑面层200-300mm厚度加高承台,满足受力要求。承台加固大样见图2。为了更好发挥补桩的作用,避免应力滞后,确保新、旧桩基共同受力,要求上部结构应待桩基补强结束后方可继建。

图2承台加固大样图3梁粘钢加固大样

3.2上部构件加固

考虑尽可能减少加固施工对原结构构件的损害,遵循对原有构件不动或少动的加固原则,对构件进行强度和刚度的补强。

部分框架柱存在轴压比超限严重,必须进行加固。在高层建筑结构的墙柱加固设计中,最简单、最优先采用的方法是加大截面加固法。该方法简单、可靠,符合强柱弱梁抗震原则,同时对框架梁采取粘钢加固时的节点锚固处理很有帮助,故本工程墙柱加固均采用此方法。在柱截面加大设计中,会遇到新加柱的纵筋与钢筋混凝土框架梁相碰的问题,纵筋排列应全部或大部分绕过框架梁,然后采用1:6的坡度内收至设计位置,为满足规范规定的竖筋间距要求,在框架梁上下各增加附加钢筋植入梁内。柱纵筋实配时可考虑原柱纵筋能够承担的部分弯矩。为保证加固效果,构件截面加大尺寸均不小于100mm,新浇注混凝土强度等级比原构件混凝土强度提高一级,新旧混凝土交接面均应凿毛,并在浇捣前除尘洗净后涂刷界面剂。

由于水平荷载作用增加,部分框架梁存在受弯及抗剪承载力不足。为确保施工质量,又不影响建筑使用高度,框架梁采用粘贴钢板和U型钢箍加固方法,具体措施见上图3。梁面、梁底粘钢采用Q345B材质钢板,梁箍板采用Q235B材质钢板。梁受弯承载力验算时,按保守算法,不考虑受压钢筋作用,根据钢筋差值进行换算,得出粘钢的数量。粘钢施工前先将原构件拟粘钢处凿至混凝土外露,然后将表面浮灰除去并打磨平整,除尘清洗干净后方可粘贴钢板,U型钢箍安装前还需将安装位置的构件方角打磨成圆角。梁面粘钢弯起处的柱端箍板施工要认真细致,避免形成虚设,起不到约束作用,影响加固效果。