傅晓宇
北方工程设计研究院有限公司大连分公司 辽宁大连 116000
在目前绿色建筑理念不断深入背景下,在建筑工程的施工建设中也需要融入节能绿色理念,这就需要在建筑工程建设中的各个方面与节能绿色理念结合,对建筑施工图设计也是如此。基于此,本文主要针对基于绿色建筑理念的建筑施工图设计进行分析,使建筑施工图的设计更好符合节能绿色的要求,为实现绿色建筑的建筑施工提供更好的指导与理论支持,确保建筑工程建设的进一步持续良好发展,为人们提供更优质的建筑工程产品,满足人们的需求。
在进行建筑设计时应该最大限度利用好自然资源,通过设计更多的具有节能效用的围护结构,可以提高建筑温度控制系统在能源节约上的优势,以此来降低人们对制冷设备以及制暖设备的依赖度。此外,还应该参考建筑自然通风的主要规律,合理地设置风冷系统,从而减少能源的消耗,确保绿色建筑的理念得到体现。在一些建筑的平面形式设计以及建筑的总体布局设计上,还应该做到与自然环境形成最大限度的协调,让建筑与当地气候条件之间形成更加良好的适配度[1]。
在进行建筑工程设计以及建筑材料选择的时候,需要考虑到对不同的自然资源进行更加科学的利用,制定合理的建筑布局。设计师需要不断优化这些建筑的设计,同时应该将一些先进技术应用到建筑的设计中来,这样可以提高对自然资源的利用效率,也能够增加对可再生资源的使用,使得一些废料、废物可以在回收的基础上实现再次利用,最终达成在建筑小环境内部资源循环利用的目标。
在进行建筑整体设计的时候应该始终使建筑与自然环境之间保持良好的协调性,这样不仅可以使得建筑与自然动静互补,在这种互补的环境下达到和谐统一,也能对生态环境以及自然环境给予更多科学的支持。同时,在建筑设计中不得将一些有毒有害的建筑材料作为建筑建设材料使用,应该通过节能材料的应用,给人们营造一种更加良好、更加温馨舒适的建筑环境[2]。此外,在进行建筑施工的时候应倡导建设企业将更多的天然材料应用在其中,同时也需要合理规范钢筋混凝土等材料在建筑中的使用。设计者还应该根据建筑所处的地理位置的具体条件,科学合理地设计并采用一些自然资源作为能源,例如太阳能、风力、水力等。在当前的阶段,全球变暖已经成为摆在人们面前的重要问题,这也使得人们对建筑节能的关注度变得越来越高。
基于全生命周期的绿色建筑施工图设计对绿色项目建成后的质量及效果负有技术及法律责任。绿色建筑施工过程是通过施工图纸转化为建筑实体的过程,这就需要施工技术人员理解设计人员的设计意图,而设计人员需要在绿色建筑设计阶段就要对整个项目建设过程进行整体考虑,只有施工人员与设计人员相互协作、相互理解,才能将一个好的建筑作品呈现于世。施工图作为建筑全生命周期的一个重要环节,是将设计与施工有效衔接的体现,施工图完成文件除了作为建筑施工的依据外,也作为对建筑维护、修缮、更新、改扩建等的基本资料[3]。目前,建筑行业的新标准对建筑企业要求更高,建筑企业承接绿色建筑工程不仅要具备高质量人才,还要具备相应的技术条件。首先,由于我国建筑行业对施工图的设计缺乏规范性;其次,绿色理念是从西方国家传入,大部分建筑人员并未从根本上获得认识,并由于专业技术水平较低对图纸理解不够,或设计人员的设计意图并未完全表达出来,加上信息传递不畅,导致施工设计图并未得到深化就转换为施工方案,造成很多施工问题难以在施工图中预先明确,在设计中不能及时得到解决,从而导致设计变更或返工,资源浪费和造价增涨严重。
在施工图设计阶段,设计人员首先要根据项目勘察报告、环评报告、相关检测报告等文件确保项目场地安全;其次,建筑的主体结构设计、外墙、屋面、门窗、外保温等围护结构设计需满足相关规范要求。如:一些项目中涉及到百叶遮阳,需与窗户统一设计施工。再次,内部非结构构件、设备及附属设施设计时,需预先考虑安全性能。如:吊顶龙骨连接须牢固、拼缝严密无松动;玻璃接缝处须打玻璃胶,在与硬物连接处应加胶垫等。最后,建筑外门窗安全和抗震性能安全也需深入设计。
在人员安全防护设计时,需设置安全防护栏杆、绿化缓冲区、隔离带或玻璃雨棚等防高空坠物。在安全防护产品和配件的选择上,需根据实际情况选择安全等级较高的产品。如:对于大流量、门窗开合频繁的民用建筑的公共区域,施工图纸上应明确其延时闭门器的相关设计参数,从而为建设单位在施工采购阶段提供设计依据。此外,在建筑应急疏散及引导标识系统设计时,设计人员应根据GB50016—2014建筑设计防火规范(2018年版)中5.5安全疏散和避难的相关条款进行合理设计,保证安全出口和疏散门的位置、数量、宽度及疏散楼梯间的形式满足人员安全疏散的需求。
首先,做好建筑隔声降噪设计,在建筑构造做法方面,隔声降噪常采用以下手段:提高外窗隔声性能,如采用Low-E中空玻璃,内充惰性气体;对空调、通风等设备基础采用隔声减震措施,如在设备基础和楼板之间增加减震器;对电梯机房维护结构采取贴隔声材料(如:岩棉)的构造做法;施工图设计时,考虑同层排水,保持建筑结构完整,改善传统排水方式产生的流水噪声等。
第二,做好室内防结露设计,根据绿色建筑评价标准“围护结构的内表面在室内设计温、湿度条件下无结露现象”的要求,在施工图设计时,需用专门节能软件对热桥节点(包括外墙—屋面、外墙—楼板、门窗上下口、门窗左右口、外墙—内墙等)进行设计计算并设计相关构造做法,避免结露产生。
第一,确保出行的便利性。对于一般民用建筑,主要考虑:①地下车库柱网排布优化,车库出入口位置、数量需满足使用及消防要求。如柱跨多采用8.1m,6.6m等;疏散坡道的净宽度,单车道不应小于3.0m,双车道不应小于5.5m。②最大化合理布置车位数,并考虑一定数量的无障碍车位和充电桩车位。根据GB50763无障碍设计规范,对于居住区,总停车位应设置不少于0.5%的无障碍机动车停车位;根据《电动汽车充电基础设施和发展指南(2015-2020)》的要求,“绿色建筑配建停车场(库)应具备电动汽车充电设施或安装条件。电动汽车充电基础设施建设,应纳入工程建设预算范围、随工程统一设计与施工完成直接建设或做好预留”。
第二,无障碍设施优化。根据GB50763无障碍设计规范的要求,施工图阶段需重点考虑建筑主要出入口室外平台宽度(坡道入口的净宽度不应小于1.5m)是否布置合理;无障碍电梯设施和配件是否预留充分;公共卫生间的无障碍设计是否方便各种人士及乘轮椅者到达进入和使用,包括无障碍厕位的门净宽不应小于0.8m并应向外开启等要求;此外,设计时也应将坡道、台阶等处设置安全抓杆或扶手,建筑公共区域设置圆角,最大化实现绿色建筑中无障碍设计的相关要求。
第三,智慧运行优化设计。为了实现智慧家居,远程监控,能源监控等弱电系统的功能,在施工图深化阶段建筑设计人员需同设备专业设计人员密切配合,预估用电负荷及电管井尺寸并留有余地。根据房间功能布局优化弱电系统设计方案,避免后期管线穿墙、外漏,从而避免进入原有设计误区(即土建完工后才开始弱电设计内容),真正实现土建装修一体化设计。
在资源节约方面,施工图阶段主要从建筑平面优化、节能设计深化、绿色建材利用、海绵城市设计等方面进行设计。
第一,建筑平面优化。建筑平面方案一般在方案阶段已经确定,但从资源节约方面有很多可以优化的部分,如根据平面功能,将管井位置、尺寸合理设计,尽可能减少管线路径距离;外立面造型处理时避免大量装饰性构件,尽可能减少不必要的混凝土浇筑量;取消不必要的形体扭曲,优化体型系数;对于住宅,考虑南北通透,减小西向窗洞尺寸,避免西晒等。
第二,节能设计深化。根据节能相关政策和法规,平时设计时遇到的民用建筑大多数都需要节能设计,这就需要设计人员熟悉规范及软件,做到建模准确,工程构造设置合理,对屋顶、外墙、外门窗等节能薄弱环节进行反复计算,同时对保温材料的参数、厚度、设置部位等进行规定。并应根据当地所处气候分区合理进行节能设计,不能生搬乱套其他工程的节能参数,从而影响绿色建筑性能[4]。
第三,绿色建材利用。在进行施工材料选用时,设计人员需根据《绿色建材评价标识管理办法》《促进绿色建材生产和应用行动方案》等文件,选用可再循环材料、可再利用材料及利废建材,并根据相关规定合理计算用量比例,如采用预拌混凝土、预拌砂浆等,从而减少资源消耗及环境污染,产生良好的经济、社会和环境效益。
第四,海绵城市设计。海绵城市设计是防止降水导致场地积水或内涝的重要手段之一,根据《关于推进海绵城市建设的指导意见》等文件,设计人员在进行场地竖向设计时需将海绵城市的设计要求同时考虑,总图施工图需根据年径流总量控制率对应的设计控制雨量来确定雨水设施规模和最终设计方案,得到设计控制雨量的相关数据,从而得到下凹绿地面积、透水铺装面积、雨水模块容积等海绵设施的设计指标,进而将总图景观设计与海绵城市相结合,创造环境宜居的绿色建筑。
在施工图设计阶段,设计人员需合理配置叶面积指数较高的树种,提倡立体绿化,不能仅从植物景观方面考虑植物配置,更要结合绿容率的合理数值优化植物选择配置,对草地面积、灌木面积、乔木株数进行比选,鼓励合理提高绿容率[5]。
同时,采用BIM技术,BIM技术在施工图阶段的应用主要进行专业协调和施工图细化设计,在专业协调应用方面,主要对设计模型进行管线碰撞检查,找到管线碰撞部位并进行优化,对不满足净高要求的局部空间,合理对管线进行细化设计,从而避免因设计失误产生的延误工期。在施工图细化设计方面,由于BIM是三维可视化模型且每个构件都带有自己的相关属性,故模型精细化设计可将材料用量、工程造价等直观的表示出来,在BIM模型深化时,设计人员可将建设成本控制与设计图纸优化同时进行,避免了设计图纸与造价不符或图纸二次深化设计的传统设计方法[6]。
随着绿色建筑的发展,我国将逐步建立健全绿色低碳循环发展的经济体系,构建市场导向的绿色技术创新体系,推进资源全面节约和循环利用,满足人民日益增长的美好生活需要。绿色建筑发展经历10余年,现阶段需要解决从高速发展到高质量发展的诉求。在高质量发展的实施过程中,将会不可避免的出现各种复杂问题,这就要求设计人员在施工图设计期间对绿色建筑相关内容进行深化设计,提升绿色建筑的实际使用性能,从而推动绿色建筑全面迈入高质量发展阶段。