淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)

陶月平

近年來(lái)，房屋建筑通過(guò)對(duì)環(huán)保施工技術(shù)、生態(tài)設(shè)計(jì)理念的合理化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了資源利用率的大幅度提升，能夠在滿(mǎn)足建筑物日常使用需求的同時(shí)，避免資源浪費(fèi)以及環(huán)境污染情況的發(fā)生，營(yíng)造出舒適的工作、生活場(chǎng)景。從實(shí)際情況來(lái)看，部分房屋建筑在綠色建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃的過(guò)程中，存在設(shè)計(jì)盲區(qū)，導(dǎo)致綠色設(shè)計(jì)方案不夠客觀、具體，技術(shù)應(yīng)用成效不高等問(wèn)題，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)施工、應(yīng)用等活動(dòng)的開(kāi)展產(chǎn)生了阻礙作用。

1.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

房屋建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為理清設(shè)計(jì)思路、細(xì)化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)活動(dòng)開(kāi)展之前，需要充分掌握節(jié)能性原則、舒適性原則、可行性原則，以原則為導(dǎo)向，調(diào)整綠色設(shè)計(jì)思路，優(yōu)化綠色設(shè)計(jì)基本方法。

1.1 節(jié)能性原則

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的節(jié)能性原則，要求設(shè)計(jì)人員在區(qū)域功能規(guī)劃過(guò)程中，以能源的使用方式進(jìn)行展開(kāi)，強(qiáng)調(diào)新型綠色能源的使用能力。通過(guò)這種方式，有效規(guī)避房屋建筑運(yùn)行過(guò)程中的能源浪費(fèi)情況，管控能源使用成本。同時(shí)節(jié)能性原則還要求設(shè)計(jì)人員根據(jù)綠色建筑所處環(huán)境，將環(huán)境要素納入綠色建筑設(shè)計(jì)工作之中，實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)化處理，使得房屋建筑與周?chē)h(huán)境有效聯(lián)動(dòng)，避免環(huán)境污染問(wèn)題的產(chǎn)生[1]。

1.2 舒適性原則

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的舒適性原則，要求設(shè)計(jì)人員著眼于房屋建筑的開(kāi)發(fā)定位，為使用人員提供最優(yōu)化的日常服務(wù)，滿(mǎn)足對(duì)于建筑空間、建筑功能的使用需求。例如設(shè)計(jì)人員在綠色建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，從采光、溫度調(diào)控等層面出發(fā)，對(duì)內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，例如使用新的施工材料，增設(shè)保溫層等設(shè)計(jì)方案，認(rèn)真強(qiáng)化建筑設(shè)計(jì)的安全屬性，使用綠色、環(huán)保建筑材料以及施工技術(shù)，保證使用人員的健康，消除不健康威脅。

1.3 可行性原則

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性原則，要求設(shè)計(jì)人員從房屋建筑的使用場(chǎng)景、功能服務(wù)等幾個(gè)角度出發(fā)，對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)方案與建筑施工技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)籌性分析，通過(guò)這種系統(tǒng)化分析工作，設(shè)計(jì)人員可以在較短的時(shí)間內(nèi)，評(píng)估房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可操性，例如對(duì)設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)等做出相應(yīng)的調(diào)整，通過(guò)設(shè)計(jì)方案的細(xì)節(jié)調(diào)整，使得房屋建筑在綠色建筑施工過(guò)程中，施工材料的選用、施工機(jī)械的使用、建筑結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的管控等工作得以順利進(jìn)行[2]?？尚行栽瓌t能在很大程度上幫助施工單位更加全面地進(jìn)行資源配置，減少資源浪費(fèi)情況的發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)施工活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)效益，避免額外費(fèi)用的支出。

2.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本思路

房屋建筑綠色設(shè)計(jì)由于涵蓋的內(nèi)容較多，為了減少設(shè)計(jì)漏洞，避免設(shè)計(jì)盲區(qū)的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員需要充分遵循房屋建筑綠色建筑設(shè)計(jì)的基本原則，將整體綠化效果、采光照明等作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)，開(kāi)展細(xì)致、全面的設(shè)計(jì)規(guī)劃。

2.1 做好數(shù)據(jù)整理與建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃

房屋建筑綠色建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)開(kāi)展之前，為保證建筑結(jié)構(gòu)整體的牢固程度、節(jié)能屬性，設(shè)計(jì)人員需要認(rèn)真做好設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的整理與規(guī)劃工作，用這種方式，為設(shè)計(jì)人員開(kāi)展相關(guān)活動(dòng)，提供方向性引導(dǎo)。具體來(lái)看，設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行房屋建筑整體功能的分析，在分析過(guò)程中，將綠色建筑的理念融入分析活動(dòng)之中，在此基礎(chǔ)上逐步完成房屋建筑的結(jié)構(gòu)內(nèi)部布局、配套設(shè)施等細(xì)化工作。完成上述工作后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)充分遵循可行性原則，提前進(jìn)入施工區(qū)域，通過(guò)細(xì)致的勘察工作，進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)模型的構(gòu)建[3]。設(shè)計(jì)人員通過(guò)設(shè)計(jì)模型，可以進(jìn)一步強(qiáng)化房屋建筑內(nèi)部功能設(shè)計(jì)與外部環(huán)境之間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，發(fā)揮房屋建筑綠色建筑的節(jié)能、舒適屬性。

2.2 明確房屋建筑的功能標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)人員在梳理設(shè)計(jì)思路的過(guò)程中，往往需要明確房屋建筑的功能標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)功能分區(qū)，進(jìn)行區(qū)域性通風(fēng)、采光等設(shè)計(jì)方案的制定與調(diào)整。房屋建筑主要服務(wù)于日常性的辦公活動(dòng)，為商業(yè)活動(dòng)提供相應(yīng)的硬件支撐，這種明顯的服務(wù)型功能屬性，要求設(shè)計(jì)人員在綠色建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，注重提升房屋建筑的服務(wù)能力，針對(duì)使用者的實(shí)際情況，對(duì)采光、通風(fēng)等環(huán)境進(jìn)行必要的控制，以此形成舒適的辦公環(huán)境，為提升辦公效率提供支撐。同時(shí)出于使用成本的考量，設(shè)計(jì)人員需要強(qiáng)化節(jié)能性設(shè)計(jì)，減少房屋建筑運(yùn)行過(guò)程中的能量損耗，控制使用成本。

2.3 做好混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，能夠有效改善辦公環(huán)境，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度的穩(wěn)步提升。具體來(lái)看，在辦公樓混凝土設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員需要采取實(shí)地勘察以及數(shù)據(jù)分析的方式，明示施工環(huán)境對(duì)于混凝土自身材質(zhì)的影響，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行靈活調(diào)整。例如設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)房屋建筑通風(fēng)情況進(jìn)行模擬，通過(guò)掌握地質(zhì)、地形等環(huán)境特性，對(duì)室內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)的布局進(jìn)行調(diào)整[4]。在采光設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員需要堅(jiān)持綠色設(shè)計(jì)理念。根據(jù)過(guò)往經(jīng)驗(yàn)，采光是房屋建筑主要的能耗組成部分，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要充分利用自然光源，通過(guò)自然光源的方式，減少采光光源的使用，避免額外電能的使用。在這種思路的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)人員可以借助模擬設(shè)計(jì)的方式，對(duì)采光設(shè)計(jì)方案進(jìn)行反復(fù)測(cè)試、調(diào)整等，借助這種手段，設(shè)計(jì)人員可以很好地調(diào)整建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)布局、采光的強(qiáng)烈程度，更好地提升采光成效與節(jié)能效果。

3.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本方法

房屋建筑綠色設(shè)計(jì)工作的有序開(kāi)展，要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)思路上，充分吸收過(guò)往有益經(jīng)驗(yàn)，依托現(xiàn)有的施工技術(shù)手段，制定可操作的綠色建筑設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)效果與可實(shí)現(xiàn)性的兼顧，降低后續(xù)施工難度，壓縮施工周期，減少施工成本，推動(dòng)房屋建筑建設(shè)活動(dòng)的有序開(kāi)展。

3.1 做好房屋建筑節(jié)能減排設(shè)計(jì)

在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要從主動(dòng)式節(jié)能與被動(dòng)式節(jié)能等角度出發(fā)，開(kāi)展系統(tǒng)化的綠色建筑設(shè)計(jì)工作。在主動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員以能源的合理化使用以及階梯化利用為主要手段，開(kāi)展針對(duì)性的節(jié)能設(shè)計(jì)，例如采用水泵變頻調(diào)速技術(shù)，在保證房屋建筑日常用水的同時(shí)，控制取水過(guò)程中的能源損耗。在被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員通過(guò)自然光、自然通風(fēng)等手段，借助自然條件的科學(xué)化使用，管控房屋建筑節(jié)能減排水平，管控整體資源損耗[5]。

3.2 提升房屋建筑舒適性

房屋建筑在綠色建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要從舒適性的角度出發(fā)，結(jié)合實(shí)際情況，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)方案做出科學(xué)化模擬，通過(guò)模擬來(lái)進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化，強(qiáng)化建筑物自身的通風(fēng)、采光能力，從而降低房屋建筑使用過(guò)程中空調(diào)、采光等資源損耗。同時(shí)設(shè)計(jì)人員還應(yīng)當(dāng)做好綠化工作，在建筑物的相關(guān)位置，增加綠色植物等，并對(duì)綠色植物的數(shù)量、品類(lèi)等作出優(yōu)化，借助綠色植物，對(duì)辦公樓區(qū)域內(nèi)溫度、濕度等進(jìn)行調(diào)控，從而營(yíng)造出舒適的居住環(huán)境。

3.3 BIM 技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在施工階段中的應(yīng)用，主要集中于施工過(guò)程中工程量、施工環(huán)節(jié)費(fèi)用方面。具體來(lái)看，對(duì)于施工過(guò)程中工程量的估算，工作人員可以借助相關(guān)終端設(shè)備，進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)拍攝照片的方式，將施工工程量直接上傳到后臺(tái)系統(tǒng)中。后臺(tái)工作人員可以通過(guò)后臺(tái)，實(shí)時(shí)下載施工現(xiàn)場(chǎng)圖片，通過(guò)圖片與施工模型的對(duì)比，對(duì)比施工計(jì)劃進(jìn)度以及實(shí)際施工進(jìn)度，并根據(jù)施工進(jìn)度偏差，對(duì)進(jìn)款工程計(jì)量進(jìn)行調(diào)整[3]。以某市政工程為例，在施工過(guò)程中，施工企業(yè)采取BIM 技術(shù)對(duì)某施工環(huán)節(jié)進(jìn)行成本管控，通過(guò)合理使用BIM技術(shù)，準(zhǔn)確判定施工進(jìn)度，并根據(jù)施工計(jì)劃，對(duì)施工材料、施工設(shè)備進(jìn)程的時(shí)間進(jìn)行把控，從而管控成本，避免額外費(fèi)用的產(chǎn)生。在施工項(xiàng)目收支管控環(huán)節(jié)，成本工作人員可以充分管控前期施工進(jìn)度關(guān)聯(lián)、工程量清單以及成本數(shù)據(jù)模型等，在完成相關(guān)數(shù)據(jù)核定的基礎(chǔ)上，制定工程預(yù)算書(shū)，向財(cái)務(wù)部門(mén)進(jìn)行申報(bào)[4]。在BIM 技術(shù)的持續(xù)下，工作人員的工作效率得到提升，工程進(jìn)度款申報(bào)以及結(jié)算工作周期大幅度縮短，大大提升了施工項(xiàng)目成本管理的效率，無(wú)形之中，降低了施工項(xiàng)目成本管理的投入。通過(guò)BIM技術(shù)的有效參與，實(shí)現(xiàn)了房屋建筑設(shè)計(jì)、施工活動(dòng)的有效性。

4.結(jié)語(yǔ)

房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)人員在相關(guān)設(shè)計(jì)原則的引導(dǎo)下，積極將舒適性與綠色性、節(jié)能性結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)房屋建筑使用效果與綠色屬性的有效融合。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的深入，房屋建筑的綠色建筑趨勢(shì)日益明顯，逐漸成為未來(lái)建筑設(shè)計(jì)、施工的主流。