傅曉宇
北方工程設計研究院有限公司大連分公司 遼寧大連 116000
在目前綠色建筑理念不斷深入背景下,在建筑工程的施工建設中也需要融入節能綠色理念,這就需要在建筑工程建設中的各個方面與節能綠色理念結合,對建筑施工圖設計也是如此。基于此,本文主要針對基于綠色建筑理念的建筑施工圖設計進行分析,使建筑施工圖的設計更好符合節能綠色的要求,為實現綠色建筑的建筑施工提供更好的指導與理論支持,確保建筑工程建設的進一步持續良好發展,為人們提供更優質的建筑工程產品,滿足人們的需求。
在進行建筑設計時應該最大限度利用好自然資源,通過設計更多的具有節能效用的圍護結構,可以提高建筑溫度控制系統在能源節約上的優勢,以此來降低人們對制冷設備以及制暖設備的依賴度。此外,還應該參考建筑自然通風的主要規律,合理地設置風冷系統,從而減少能源的消耗,確保綠色建筑的理念得到體現。在一些建筑的平面形式設計以及建筑的總體布局設計上,還應該做到與自然環境形成最大限度的協調,讓建筑與當地氣候條件之間形成更加良好的適配度[1]。
在進行建筑工程設計以及建筑材料選擇的時候,需要考慮到對不同的自然資源進行更加科學的利用,制定合理的建筑布局。設計師需要不斷優化這些建筑的設計,同時應該將一些先進技術應用到建筑的設計中來,這樣可以提高對自然資源的利用效率,也能夠增加對可再生資源的使用,使得一些廢料、廢物可以在回收的基礎上實現再次利用,最終達成在建筑小環境內部資源循環利用的目標。
在進行建筑整體設計的時候應該始終使建筑與自然環境之間保持良好的協調性,這樣不僅可以使得建筑與自然動靜互補,在這種互補的環境下達到和諧統一,也能對生態環境以及自然環境給予更多科學的支持。同時,在建筑設計中不得將一些有毒有害的建筑材料作為建筑建設材料使用,應該通過節能材料的應用,給人們營造一種更加良好、更加溫馨舒適的建筑環境[2]。此外,在進行建筑施工的時候應倡導建設企業將更多的天然材料應用在其中,同時也需要合理規范鋼筋混凝土等材料在建筑中的使用。設計者還應該根據建筑所處的地理位置的具體條件,科學合理地設計并采用一些自然資源作為能源,例如太陽能、風力、水力等。在當前的階段,全球變暖已經成為擺在人們面前的重要問題,這也使得人們對建筑節能的關注度變得越來越高。
基于全生命周期的綠色建筑施工圖設計對綠色項目建成后的質量及效果負有技術及法律責任。綠色建筑施工過程是通過施工圖紙轉化為建筑實體的過程,這就需要施工技術人員理解設計人員的設計意圖,而設計人員需要在綠色建筑設計階段就要對整個項目建設過程進行整體考慮,只有施工人員與設計人員相互協作、相互理解,才能將一個好的建筑作品呈現于世。施工圖作為建筑全生命周期的一個重要環節,是將設計與施工有效銜接的體現,施工圖完成文件除了作為建筑施工的依據外,也作為對建筑維護、修繕、更新、改擴建等的基本資料[3]。目前,建筑行業的新標準對建筑企業要求更高,建筑企業承接綠色建筑工程不僅要具備高質量人才,還要具備相應的技術條件。首先,由于我國建筑行業對施工圖的設計缺乏規范性;其次,綠色理念是從西方國家傳入,大部分建筑人員并未從根本上獲得認識,并由于專業技術水平較低對圖紙理解不夠,或設計人員的設計意圖并未完全表達出來,加上信息傳遞不暢,導致施工設計圖并未得到深化就轉換為施工方案,造成很多施工問題難以在施工圖中預先明確,在設計中不能及時得到解決,從而導致設計變更或返工,資源浪費和造價增漲嚴重。
在施工圖設計階段,設計人員首先要根據項目勘察報告、環評報告、相關檢測報告等文件確保項目場地安全;其次,建筑的主體結構設計、外墻、屋面、門窗、外保溫等圍護結構設計需滿足相關規范要求。如:一些項目中涉及到百葉遮陽,需與窗戶統一設計施工。再次,內部非結構構件、設備及附屬設施設計時,需預先考慮安全性能。如:吊頂龍骨連接須牢固、拼縫嚴密無松動;玻璃接縫處須打玻璃膠,在與硬物連接處應加膠墊等。最后,建筑外門窗安全和抗震性能安全也需深入設計。
在人員安全防護設計時,需設置安全防護欄桿、綠化緩沖區、隔離帶或玻璃雨棚等防高空墜物。在安全防護產品和配件的選擇上,需根據實際情況選擇安全等級較高的產品。如:對于大流量、門窗開合頻繁的民用建筑的公共區域,施工圖紙上應明確其延時閉門器的相關設計參數,從而為建設單位在施工采購階段提供設計依據。此外,在建筑應急疏散及引導標識系統設計時,設計人員應根據GB50016—2014建筑設計防火規范(2018年版)中5.5安全疏散和避難的相關條款進行合理設計,保證安全出口和疏散門的位置、數量、寬度及疏散樓梯間的形式滿足人員安全疏散的需求。
首先,做好建筑隔聲降噪設計,在建筑構造做法方面,隔聲降噪常采用以下手段:提高外窗隔聲性能,如采用Low-E中空玻璃,內充惰性氣體;對空調、通風等設備基礎采用隔聲減震措施,如在設備基礎和樓板之間增加減震器;對電梯機房維護結構采取貼隔聲材料(如:巖棉)的構造做法;施工圖設計時,考慮同層排水,保持建筑結構完整,改善傳統排水方式產生的流水噪聲等。
第二,做好室內防結露設計,根據綠色建筑評價標準“圍護結構的內表面在室內設計溫、濕度條件下無結露現象”的要求,在施工圖設計時,需用專門節能軟件對熱橋節點(包括外墻—屋面、外墻—樓板、門窗上下口、門窗左右口、外墻—內墻等)進行設計計算并設計相關構造做法,避免結露產生。
第一,確保出行的便利性。對于一般民用建筑,主要考慮:①地下車庫柱網排布優化,車庫出入口位置、數量需滿足使用及消防要求。如柱跨多采用8.1m,6.6m等;疏散坡道的凈寬度,單車道不應小于3.0m,雙車道不應小于5.5m。②最大化合理布置車位數,并考慮一定數量的無障礙車位和充電樁車位。根據GB50763無障礙設計規范,對于居住區,總停車位應設置不少于0.5%的無障礙機動車停車位;根據《電動汽車充電基礎設施和發展指南(2015-2020)》的要求,“綠色建筑配建停車場(庫)應具備電動汽車充電設施或安裝條件。電動汽車充電基礎設施建設,應納入工程建設預算范圍、隨工程統一設計與施工完成直接建設或做好預留”。
第二,無障礙設施優化。根據GB50763無障礙設計規范的要求,施工圖階段需重點考慮建筑主要出入口室外平臺寬度(坡道入口的凈寬度不應小于1.5m)是否布置合理;無障礙電梯設施和配件是否預留充分;公共衛生間的無障礙設計是否方便各種人士及乘輪椅者到達進入和使用,包括無障礙廁位的門凈寬不應小于0.8m并應向外開啟等要求;此外,設計時也應將坡道、臺階等處設置安全抓桿或扶手,建筑公共區域設置圓角,最大化實現綠色建筑中無障礙設計的相關要求。
第三,智慧運行優化設計。為了實現智慧家居,遠程監控,能源監控等弱電系統的功能,在施工圖深化階段建筑設計人員需同設備專業設計人員密切配合,預估用電負荷及電管井尺寸并留有余地。根據房間功能布局優化弱電系統設計方案,避免后期管線穿墻、外漏,從而避免進入原有設計誤區(即土建完工后才開始弱電設計內容),真正實現土建裝修一體化設計。
在資源節約方面,施工圖階段主要從建筑平面優化、節能設計深化、綠色建材利用、海綿城市設計等方面進行設計。
第一,建筑平面優化。建筑平面方案一般在方案階段已經確定,但從資源節約方面有很多可以優化的部分,如根據平面功能,將管井位置、尺寸合理設計,盡可能減少管線路徑距離;外立面造型處理時避免大量裝飾性構件,盡可能減少不必要的混凝土澆筑量;取消不必要的形體扭曲,優化體型系數;對于住宅,考慮南北通透,減小西向窗洞尺寸,避免西曬等。
第二,節能設計深化。根據節能相關政策和法規,平時設計時遇到的民用建筑大多數都需要節能設計,這就需要設計人員熟悉規范及軟件,做到建模準確,工程構造設置合理,對屋頂、外墻、外門窗等節能薄弱環節進行反復計算,同時對保溫材料的參數、厚度、設置部位等進行規定。并應根據當地所處氣候分區合理進行節能設計,不能生搬亂套其他工程的節能參數,從而影響綠色建筑性能[4]。
第三,綠色建材利用。在進行施工材料選用時,設計人員需根據《綠色建材評價標識管理辦法》《促進綠色建材生產和應用行動方案》等文件,選用可再循環材料、可再利用材料及利廢建材,并根據相關規定合理計算用量比例,如采用預拌混凝土、預拌砂漿等,從而減少資源消耗及環境污染,產生良好的經濟、社會和環境效益。
第四,海綿城市設計。海綿城市設計是防止降水導致場地積水或內澇的重要手段之一,根據《關于推進海綿城市建設的指導意見》等文件,設計人員在進行場地豎向設計時需將海綿城市的設計要求同時考慮,總圖施工圖需根據年徑流總量控制率對應的設計控制雨量來確定雨水設施規模和最終設計方案,得到設計控制雨量的相關數據,從而得到下凹綠地面積、透水鋪裝面積、雨水模塊容積等海綿設施的設計指標,進而將總圖景觀設計與海綿城市相結合,創造環境宜居的綠色建筑。
在施工圖設計階段,設計人員需合理配置葉面積指數較高的樹種,提倡立體綠化,不能僅從植物景觀方面考慮植物配置,更要結合綠容率的合理數值優化植物選擇配置,對草地面積、灌木面積、喬木株數進行比選,鼓勵合理提高綠容率[5]。
同時,采用BIM技術,BIM技術在施工圖階段的應用主要進行專業協調和施工圖細化設計,在專業協調應用方面,主要對設計模型進行管線碰撞檢查,找到管線碰撞部位并進行優化,對不滿足凈高要求的局部空間,合理對管線進行細化設計,從而避免因設計失誤產生的延誤工期。在施工圖細化設計方面,由于BIM是三維可視化模型且每個構件都帶有自己的相關屬性,故模型精細化設計可將材料用量、工程造價等直觀的表示出來,在BIM模型深化時,設計人員可將建設成本控制與設計圖紙優化同時進行,避免了設計圖紙與造價不符或圖紙二次深化設計的傳統設計方法[6]。
隨著綠色建筑的發展,我國將逐步建立健全綠色低碳循環發展的經濟體系,構建市場導向的綠色技術創新體系,推進資源全面節約和循環利用,滿足人民日益增長的美好生活需要。綠色建筑發展經歷10余年,現階段需要解決從高速發展到高質量發展的訴求。在高質量發展的實施過程中,將會不可避免的出現各種復雜問題,這就要求設計人員在施工圖設計期間對綠色建筑相關內容進行深化設計,提升綠色建筑的實際使用性能,從而推動綠色建筑全面邁入高質量發展階段。