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隨著普通隨插鑄鐵排水管的淘汰,排水管道普遍使用塑料管道,特別是±0.00以上部分,但是普通UPVC管道的排水噪音要比鑄鐵管高約10dB,若排水立管靠近臥室加上現(xiàn)澆樓板的隔音效果較差,住戶明顯感覺到排水管道的噪音,降低了生活質(zhì)量,所以在進(jìn)行建筑給排水設(shè)計(jì)時(shí),衛(wèi)生間的排水立管要盡量考慮遠(yuǎn)離臥室和客廳,管材考慮新型降噪產(chǎn)品。建議管道材料為芯層發(fā)泡UPVC和UPVC螺旋管。
2吸氣閥的應(yīng)用
我們在施工中,經(jīng)常會遇到排水透氣管無法直接穿越頂板伸出屋面的情況,或透氣管上部屋面為上人屋面,而不能透氣立管直接設(shè)置在屋面上,我們知道,若排水管道不設(shè)透氣管,則容易降低排水流量,并使排水管道內(nèi)形成負(fù)壓,破壞水封,若在立管頂部設(shè)置吸氣閥即可解決,該閥負(fù)壓時(shí)開啟吸氣,正壓時(shí)關(guān)閉,臭氣無法逸進(jìn)室內(nèi),該閥還有如下作用:替代室外通氣帽,建設(shè)屋面干凈美觀;替代環(huán)形通氣管及通氣立管,節(jié)約空間;作為排水檢查口,便于疏通管道。
3同層排水應(yīng)用
在日常施工和維修中,經(jīng)常會遇到由于管材質(zhì)量或施工不當(dāng),造成排水支管漏水,或在進(jìn)行排水支管施工時(shí),破壞了衛(wèi)生間的防水層,排水支管穿過衛(wèi)生間樓板處,因?yàn)樘幚聿划?dāng)造成衛(wèi)生間漏水等現(xiàn)象,這除了我們具體施工人員在施工過程中注意提高工程質(zhì)量,改變排水支管的布置方式,也是解決衛(wèi)生間漏水的重要方法。常規(guī)的衛(wèi)生間排水支管都布置在衛(wèi)生間樓板下,當(dāng)該部分排水支管或衛(wèi)生間樓板發(fā)生漏水現(xiàn)象時(shí),通常會給下層住戶造成一定的影響,現(xiàn)在有一種叫同層排水的布管方式,可以從根本上解決上述問題。此布管方式的具體做法是:提高衛(wèi)生間的地面高度(實(shí)際高度隨選用的排水管材料及實(shí)際的布管方式而定),例如:當(dāng)使用HDPE管時(shí)即高密度聚乙烯管,所需高度為100-150mm,按施工圖的設(shè)計(jì)將管道設(shè)在樓板內(nèi),在隱蔽前,對該部分排水支管進(jìn)行灌水試驗(yàn),并報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收,然后,填充砂漿覆蓋管道即可。
注意:管道應(yīng)設(shè)在防水層上,在施工時(shí)應(yīng)盡量注意保護(hù)防水層。在土建填充砂漿時(shí),必須有專人在現(xiàn)場看護(hù),防止土建施工人員在搗實(shí)砂漿時(shí),將排水支管移位或損壞。如某工程,在衛(wèi)生間排水支管設(shè)計(jì)方面,全面采用了同層排水方案,并設(shè)計(jì)選用了強(qiáng)度高、嚴(yán)密性和耐腐蝕性較好、低噪音的HDPE管。在施工中,我們發(fā)現(xiàn),要實(shí)現(xiàn)同層排水的設(shè)計(jì)理念,在選擇排水支管材質(zhì)和衛(wèi)生潔具型式方面有很強(qiáng)的強(qiáng)制性。在選擇過程中,發(fā)現(xiàn)能滿足同層排水布置方式的管材確實(shí)不多。例如,最理想的芯層發(fā)泡UPVC管,雖然管材本身的強(qiáng)度及耐腐蝕性能滿足埋于地里而不輕易損壞,但其管道粘接連接口卻不能讓人放心,除非將衛(wèi)生間地面架空,其地面為活動地板,將UPVC管置于其內(nèi),這樣勢必增加建筑裝修成本,而且衛(wèi)生間面積不大,維修空間狹小,其實(shí)用性不大,最后還是選了HDPE管。由于HDPE管的連接方式為熱溶,因此,該管道無需維修。或使用同層排水布管方式較經(jīng)濟(jì)實(shí)用,但有如下問題,在設(shè)計(jì)及施工中需要注意:盡可能將坐便器排水口靠近排水立管井安裝,這樣就避免了衛(wèi)生間地坪內(nèi)埋設(shè)大口徑排水管的可能性,降低了衛(wèi)生間地面厚度,而且一旦該部分管道發(fā)生堵塞現(xiàn)象,也便于疏通;其余排水支管應(yīng)盡量靠墻角布置,這樣就避免了將整個(gè)衛(wèi)生間地面抬高,而只在墻角部分將管道覆蓋即可;面盆排水存水彎盡量采用P型存水彎,從而使該部分排水支管有可能設(shè)于衛(wèi)生間墻內(nèi),這樣不僅保證了排水支管的坡度,也減少了管道在衛(wèi)生間的地面占用面積。
4W型元承口機(jī)制柔性排水鑄鐵管的施工方法和注意事項(xiàng)
4.1材料簡介
W型無承口機(jī)制柔性排水鑄鐵管是在STL型基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型管材,工藝上有很大創(chuàng)新。
W型無承口直管及管件摒棄傳統(tǒng)的立?;驒M模澆筑而采用高速離心鑄造技術(shù),其組織致密、管壁薄、外觀光滑、無沙眼和夾渣,抗拉與抗壓強(qiáng)度高。直管長度為3m,大大減少了中間接頭數(shù)量并可按照需要截取任意長度,節(jié)省管材,降低消耗及成本。W型無承口管箍采用帶肋不銹鋼卡箍,內(nèi)襯橡膠圈柔性連接,抗震性能較好,允許在一定范圍內(nèi)擺且不會滲漏。
4.2施工方法
4.2.1下料:用無鋸齒來切割管材,要保證管口平直。
4.2.2連接:松開不銹鋼卡箍,取出內(nèi)襯橡膠圈,將橡膠圈和不銹鋼卡箍套入管口一側(cè),待管口對齊后,將橡膠圈置于接口上,鎖緊不銹鋼卡箍緊固螺絲即完成管道連接。
4.2.3支架設(shè)置
在直管段上就管材強(qiáng)度而言,每3m設(shè)置個(gè)支架,也是可以的。但由于W型無承口機(jī)制柔性排水鑄鐵管接口屬柔性接口,當(dāng)支架置于直管段中段時(shí),理論上找到管道重心點(diǎn)也可將管道保持平衡,實(shí)際工作中,此點(diǎn)較難找,因此,常常無法使管道接口保證平滑,影響了管道坡度,在實(shí)際施工中,我們采取了每隔1.5m設(shè)置一個(gè)支架的方法來進(jìn)行支架布置,結(jié)果證明,此間距較好解決了管道外觀和管道坡度問題,在其它管段上,我們?nèi)匀槐日粘胁彖T鐵排水管的支架設(shè)置要求,每個(gè)接口處設(shè)置一個(gè)支架。
在進(jìn)行承插鑄鐵排水管和UPVC排水管施工時(shí),我們通常選擇圓鋼做吊架材料。這樣,不僅節(jié)約了鋼材,方便了施工,同時(shí)也降低了建筑物的承重,在進(jìn)行W型無承口機(jī)制柔性鑄鐵管施工時(shí),一開始在選擇支架型材時(shí),我們也考慮了圓鋼做吊架,并且完成了不少管道的安裝,在直管段施工中,若支架吊點(diǎn)成直線,安裝好的管道其水平度尚可控制在允許范圍內(nèi),而在進(jìn)行衛(wèi)生間排水支管施工時(shí),由于該部位零件較多,接口較多,若繼續(xù)用圓鋼做吊架,則管道外形很難看,水平度無法控制,發(fā)現(xiàn)問題后,及時(shí)采用了角鋼做吊架。實(shí)踐證明,若下料準(zhǔn)確,用角鋼做W型無承口機(jī)制鑄鐵排水管支管的支架用料,能較好地保證管道成形整齊,使其達(dá)到施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
4.2.4灌水試驗(yàn)和通水試驗(yàn)
比照承插鑄鐵排水管和UPVC排水管,W型無承口機(jī)制鑄鐵排水管的灌水試驗(yàn),相對要容易做,選擇好灌水范圍,在其管道下方拆除一段管道,裝好用鋼管制的堵頭,即可進(jìn)行范圍的灌水試驗(yàn),或用氣堵也可。
在進(jìn)行通水試驗(yàn)時(shí),若發(fā)現(xiàn)管道有堵塞現(xiàn)象,確定堵塞部位后,拆除管道不銹鋼卡箍,即可進(jìn)行管道清理工作。
4.3注意事項(xiàng)
在進(jìn)行W型無承口機(jī)制鑄鐵排水管的施工時(shí),有以下幾點(diǎn)需要注意:管道切口一定要整齊,否則無法保證管道接口的嚴(yán)密性;管道接口處兩端管材的外徑要保證一致,一旦發(fā)現(xiàn)不一致時(shí)更換或進(jìn)行修整;設(shè)置支架時(shí),其支架根部位置一定要用線拉來確定吊點(diǎn)位置,用支架的整齊來保證管道的外觀整齊,而不是反之。
針對排水管的布置,上面談了一點(diǎn)的新的排水管的布置方法和管材施工方法,以上經(jīng)驗(yàn)供同行參考。
標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容包括:第一章總則,第二章術(shù)語,第三章建筑節(jié)能設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo),第四章建筑和建筑熱工節(jié)能設(shè)計(jì),第五章建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的綜合評價(jià),第六章空調(diào)采暖供暖通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì),第七章給排水節(jié)能設(shè)計(jì),第八章電氣節(jié)能設(shè)計(jì),第九章可再生能源建筑應(yīng)用,第十章建筑節(jié)能設(shè)計(jì)審查技術(shù)要求,以及10個(gè)附錄A~M。標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文設(shè)置如下:第四章“建筑和建筑熱工節(jié)能設(shè)計(jì)”15條,第六章“空調(diào)采暖供暖通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)”3條,第七章“給排水節(jié)能設(shè)計(jì)”1條,第八章“電氣節(jié)能設(shè)計(jì)”1條,第九章“可再生能源建筑應(yīng)用”1條;第4.1.8條關(guān)于凸窗的規(guī)定內(nèi)容和和第4.2.4條關(guān)于夏熱冬冷地區(qū)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能的規(guī)定內(nèi)容,雖未列為強(qiáng)制性條文,但仍按強(qiáng)制性條文要求執(zhí)行。因此整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)共設(shè)置了23條強(qiáng)制性條文。
2《設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》與《實(shí)施細(xì)則》、現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比技術(shù)內(nèi)容有哪些變化?
《設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》在現(xiàn)行兩本居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,結(jié)合我省建筑節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平,對《實(shí)施細(xì)則》進(jìn)行修編完成的。標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容既符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對節(jié)能設(shè)計(jì)的基本要求,又根據(jù)我省實(shí)際,有所創(chuàng)新。主要?dú)w納為以下幾個(gè)方面:
2.1對我省居住建筑范圍作了界定?!睹裼媒ㄖO(shè)計(jì)通則》JGJ37-87(舊標(biāo)準(zhǔn))條文說明對居住建筑范圍作了界定:居住建筑包括住宅建筑和宿舍建筑?!断臒岫貐^(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ75-2012第1.0.2條的條文說明對居住建筑范圍作了說明:居住建筑主要包括住宅建筑(約占90%)和集體宿舍、招待所、旅館以及托幼建筑等?!断臒岫涞貐^(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ134-2010第1.0.2條文說明中,居住建筑包括住宅建筑、集體宿舍、住宅式公寓、商住樓的住宅部分、托兒所、幼兒園等。本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合我省實(shí)際情況,為便于建筑節(jié)能工作的統(tǒng)一開展,參照《民用建筑設(shè)計(jì)通則》JGJ37-87規(guī)定,將居住建筑界定為住宅建筑和宿舍兩個(gè)部分,宿舍建筑包括集體宿舍、學(xué)生宿舍等,未包括招待所、旅館以及托幼建筑。
2.2我省重新劃定節(jié)能設(shè)計(jì)氣候分區(qū),夏熱冬冷地區(qū)不再執(zhí)行夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)節(jié)能規(guī)定。福建省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)氣候區(qū)劃分為夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)南區(qū);寧德、南平和三明屬夏熱冬冷地區(qū),福州、平潭、莆田和龍巖屬夏熱冬暖地區(qū)北區(qū),泉州、廈門和漳州屬夏熱冬暖地區(qū)南區(qū);平潭原為福州市的縣級市,現(xiàn)為國家綜合試驗(yàn)區(qū),氣候分區(qū)仍沿用以往規(guī)定,劃入夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)內(nèi)。見圖1。我省2004年頒布《實(shí)施細(xì)則》時(shí),考慮到我省夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能工作剛啟動,經(jīng)驗(yàn)不足,且該地區(qū)建筑規(guī)模不大,規(guī)定了夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能設(shè)計(jì)按夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)節(jié)能要求執(zhí)行?,F(xiàn)在我省建筑節(jié)能形勢發(fā)生了很大變化,經(jīng)過10年的建筑節(jié)能實(shí)踐,我省夏熱冬冷地區(qū)已積累了豐富的建筑節(jié)能經(jīng)驗(yàn),已形成一批成熟的節(jié)能設(shè)計(jì)隊(duì)伍,已具備條件執(zhí)行夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)對我省夏熱冬冷地區(qū)的節(jié)能設(shè)計(jì)要求單獨(dú)列出,不再按夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)節(jié)能設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。
2.3制定福州市市轄區(qū)和廈門市更高的節(jié)能水平標(biāo)準(zhǔn)《實(shí)施細(xì)則》和現(xiàn)行兩本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是按節(jié)能50%水平規(guī)定了節(jié)能設(shè)計(jì)一系列措施和方法?!对O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對福州市市轄區(qū)和廈門市提出了節(jié)能水平更高的一系列技術(shù)措施,包括提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能、通風(fēng)、遮陽、綠化等,經(jīng)過較科學(xué)的測算,與現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ75相比,圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能水平提高接近5%,輔以其它節(jié)能措施,總體節(jié)能水平接近60%。福州市市轄區(qū)指福州市的鼓樓區(qū)、臺江區(qū)、倉山區(qū)、馬尾區(qū)和晉安區(qū)。今后如有區(qū)劃調(diào)整,則按調(diào)整后的市轄區(qū)范圍執(zhí)行。福州市市轄區(qū)和廈門市居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)執(zhí)行更高節(jié)能水平是基于以下考慮:國務(wù)院辦公廳以〔2013〕1號轉(zhuǎn)發(fā)的國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部制訂的《綠色建筑行動方案》提出:“鼓勵(lì)有條件的地區(qū)執(zhí)行更高能效水平的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)”;住建部頒布的《“十二五”建筑節(jié)能專項(xiàng)規(guī)劃》要求:“有條件的地方要執(zhí)行更高水平的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)”;《福建省建筑節(jié)能“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》要求;“福州和廈門率先開展節(jié)能率65%的工程示范”。福州市是福建省省會,廈門市是計(jì)劃單列市,長期以來建筑節(jié)能工作均走在全省前列,形成了一支較強(qiáng)的建筑節(jié)能科技隊(duì)伍,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高,節(jié)能產(chǎn)業(yè)實(shí)力較雄厚,有條件執(zhí)行更高能效水平的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),為全省做出示范。為與綠色建筑工作相銜接,福州市市轄區(qū)和廈門市居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)按以下原則掌握:(1)執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn);(2)若不執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn),則可轉(zhuǎn)按綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。即二選一設(shè)計(jì),兩者等同。
2.4在現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上調(diào)整了墻體熱工性能要求?,F(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對所屬氣候區(qū)的外墻體性能有不同的要求,夏熱冬冷地區(qū)根據(jù)建筑體型系數(shù),要求墻體傳熱系數(shù)K=1.0~1.5(體型系數(shù)≤0.4時(shí))或K=0.8~1.0(體型系數(shù)>0.4時(shí)),夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)要求K≤2.0,南區(qū)K≤2.5。《設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》考慮到南方地區(qū)建筑節(jié)能重點(diǎn)在于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的遮陽與隔熱,同時(shí)我省夏熱冬冷地區(qū)(寧德、南平、三明)與夏熱冬暖北區(qū)(福州、莆田、龍巖)接壤,其氣候條件相近,以及我省夏熱冬暖南區(qū)(泉州、廈門、漳州)與廣州地區(qū)的差異,適當(dāng)調(diào)整我省建筑墻體保溫要求,統(tǒng)一規(guī)定我省各氣候區(qū)的建筑墻體性能K≤2.0,其中,夏熱冬冷地區(qū)當(dāng)建筑體型系數(shù)>0.4時(shí),則要求墻體K≤1.0。這樣要求更切合我省實(shí)際,有利于標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行和進(jìn)一步推廣自保溫節(jié)能墻體技術(shù)。
2.5提高對外窗的性能要求。我省圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體與外窗相比,外窗的隔熱與保溫性能應(yīng)更重要,是節(jié)能重點(diǎn)?!对O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》編制時(shí),適當(dāng)放寬墻體性能要求,提高對門窗性能的要求,表1給出了我省各氣候區(qū)(城市)外窗性能限值要求,與《實(shí)施細(xì)則》和現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比,對外窗的傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)要求均有了較大的提高。
2.6明確規(guī)定外墻體傳熱系數(shù)為平均傳熱系數(shù)?!对O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定建筑外墻的傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)性熱橋的影響,取平均傳熱系數(shù)和平均熱惰性指標(biāo)。《實(shí)施細(xì)則》對外墻體傳熱系數(shù)計(jì)算方法未明確,因此我省各地區(qū)對墻體傳熱系數(shù)取值不盡相同,有的取主墻體傳熱系數(shù),有的取平均傳熱系數(shù)?!对O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》附錄C給出了外墻的傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)的計(jì)算方法。
2.7合理控制窗墻面積比。普通窗戶(包括陽臺門的透明部分)的保溫性能比外墻差很多,尤其是夏季白天通過窗戶進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射得熱也比外墻多得多。一般而言,窗墻面積比越大,則采暖和空調(diào)的能耗也越大。因此,從節(jié)約的角度出發(fā),必須限制窗墻面積比。在一般情況下,應(yīng)以滿足室內(nèi)采光、通風(fēng)等要求作為窗墻面積比的確定原則。我省人們無論是過渡季節(jié)還是冬、夏兩季普遍有開窗加強(qiáng)房間通風(fēng)的習(xí)慣。一是自然通風(fēng)改善了室內(nèi)空氣品質(zhì);二是夏季在兩個(gè)連晴高溫期間的陰雨降溫過程或降雨后連晴高溫開始升溫過程的夜間,室外氣候涼爽宜人,加強(qiáng)房間通風(fēng)能帶走室內(nèi)余熱和積蓄冷量,可以減少空調(diào)運(yùn)行時(shí)的能耗,因此本標(biāo)準(zhǔn)在南、北朝向有允許較大的開窗面積。而對東、西向窗墻面積比限制較嚴(yán),因?yàn)橄募咎栞椛湓跂|、西面最大。不同朝向墻面太陽輻射強(qiáng)度的峰值,以東、西向墻面為最大,西南(東南)向墻面次之,西北(東北)向又次之,南向墻更次之,北向墻為最小,因此,嚴(yán)格控制東、西向窗墻面積比限值是合理的。表2給出了各氣候區(qū)(城市)的窗墻面積比限值,總體上看比《實(shí)施細(xì)則》和現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格。設(shè)計(jì)建筑的窗墻面積比突破限值規(guī)定是允許的,但是為了滿足建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的要求,需進(jìn)行建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的綜合評價(jià)。
2.8對建筑設(shè)置凸窗提出限制要求?!对O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》參考了《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ134-2010中的強(qiáng)制性條文第4.0.5條和一般條文第4.0.10條內(nèi)容,結(jié)合我省實(shí)際做了調(diào)整,對各氣候區(qū)凸窗板傳熱系數(shù)系數(shù)限值作了規(guī)定,見表3?!对O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的凸窗板的傳熱系數(shù)作調(diào)整,提出新的限值要求,主要基于以下幾個(gè)考慮:一是我省居住建筑使用凸窗較多,凸窗熱工性能薄弱,對建筑節(jié)能不利;二是我省建筑節(jié)能主要以隔熱為主兼顧保溫,同時(shí)建筑墻體節(jié)能以自保溫為主,熱橋局部采用無機(jī)保溫砂漿的做法,經(jīng)多年工程實(shí)踐,證明該做法是切實(shí)可行的。三是凸窗側(cè)板一般以鋼筋混凝土形式出現(xiàn),若按行標(biāo)要求,則要使凸窗板傳熱系數(shù)不低于外墻傳熱系數(shù)限值[K≤1.0W/(㎡•K)],保溫砂漿厚度勢必超過30mm,不利保溫砂漿施工且易引發(fā)工程質(zhì)量問題,故本標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整了凸窗板的傳熱系數(shù)要求,同時(shí)采用“凸窗面積按照展開面積計(jì)算”等措施進(jìn)行補(bǔ)償。四是凸窗下底板,在其下底面進(jìn)行保溫砂漿施工難度較大,且該部位不受太陽輻射影響,其隔熱性能能夠滿足要求,故不對下底板提出要求。五是在本標(biāo)準(zhǔn)在編制過程中、綜合考慮各方意見,凸窗板保溫太厚,比較難執(zhí)行,建議設(shè)定凸窗板超過400mm的情況下做保溫處理,旨在限制凸窗的過渡做法。經(jīng)研究討論本標(biāo)準(zhǔn)采納該意見。本條在具體實(shí)施時(shí),上頂板可以采用在挑出構(gòu)件上方用保溫砂漿抹灰,在側(cè)板可以采用保溫砂漿進(jìn)行外保溫處理。
姓班學(xué)成
名:級:號:績:
2011.4
常用建筑裝飾鋁合金材料種類及其特征性
——鋁合金材料種類及其特征
學(xué)(
生:
學(xué)
號:)
常州工學(xué)院
摘要:鋁是一種比較年輕的金屬, 其整個(gè)發(fā)展歷史也不過200年, 而
有工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模僅僅是20世紀(jì)初才開始的。但是由于一系列優(yōu)良特性,以及高的回收再生性,因此,在工程領(lǐng)域內(nèi), 鋁一直被認(rèn)為是“機(jī)會金屬”或“希望金屬”, 鋁工業(yè)一直被認(rèn)為是“朝陽工業(yè)”。發(fā)展速度非??? 鋁材已廣泛用于交通運(yùn)輸、包裝容器、建筑裝飾、航空航天、機(jī)械電器、電子通訊、石油化工、能源動力、文體衛(wèi)生等行業(yè), 成為發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)與提高人民物質(zhì)和文化生活的重要基礎(chǔ)材料。在國防軍工現(xiàn)代化、交通工具輕量化和國民經(jīng)濟(jì)高速持續(xù)發(fā)展中
占有極為重要的地位, 是許多國家和地區(qū)的重要支持產(chǎn)業(yè)之一。特別是當(dāng)今世界人類的生存和發(fā)展正面臨著資源、能源、環(huán)保、安全等問題的嚴(yán)峻挑戰(zhàn), 加速發(fā)展鋁工業(yè)及鋁合金材料加工技術(shù)更有著重大的
戰(zhàn)略意義。
關(guān)鍵詞:鋁合金概念用途分類特性應(yīng)用
一、鋁合金概要
以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳,次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金密度低,但強(qiáng)度比較高,接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性,工業(yè)上廣泛使用,使用量僅次于鋼。
鋁合金的用途也非常廣泛。鋁合金是純鋁加入一些合金元素制成的,如鋁—錳合金、金、鋁—鋅—鎂比純鋁具有性能:易加性高、用范裝飾效
色豐富。鋁合金分硬鋁、超硬鋁等種類,各種使用范圍,并有各自的代號,以供使
鋁—銅合金、鋁—銅—鎂系硬鋁合
—銅系超硬鋁合金。鋁合金
更好的物理力學(xué)
工、耐久
適圍廣、果好、花為防銹鋁、類均有各自的用者選用。
而且鋁合金仍然保持了質(zhì)輕的特點(diǎn),機(jī)械性能明顯提高。鋁合金材料的應(yīng)用有以下三個(gè)方面:一是作為受力構(gòu)件;二是作為門、窗、管、蓋、殼等材料;三是作為裝飾和絕熱材料。利用鋁合金陽極氧化
處理后可以進(jìn)行著色的特點(diǎn),制成各種裝飾品。鋁合金板材、型材表面可以進(jìn)行防腐、軋花、涂裝、印刷等二次加工,制成各種裝飾板材、型材,作為裝飾材料。
鋁合金是應(yīng)用最廣的一種防銹鋁,它的強(qiáng)度不高,不能熱處理強(qiáng)化,在退火狀態(tài)下有高的塑性,而蝕性好,焊接性好,切削加工性不良。用於制造要求高可塑性和良好焊接性、在液體或氣體介質(zhì)中工作的低載荷零件如油箱、油管、液體容器等;線材可制作鉚釘。
二、鋁合金分類及應(yīng)用
鋁合金種類很多,用于建筑裝飾的鋁合金是變形鋁合金中的鍛鋁合金(簡稱鍛鋁,代號LD)。鍛鋁合金
是鋁鎂硅合金(AI——Mg——St合
金),其中度,沖擊韌可以高速擠壁、中空的各結(jié)構(gòu)復(fù)雜的性能和耐蝕性十分光潔,并且
AI—Mg—St系合金中應(yīng)用最為廣泛的合金品種。
鋁合金按照成分可以分為以下幾種:一般鋁合金、鍛鋁合金、鈹鋁合金、銀鋁合金、硬鋁合金、鎳鋁合金、稀土鋁合金、銀錳鋁合
的LD31具有中等強(qiáng)性高,熱塑性極好,壓成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄種型材或鍛造成鍛件。LD31的焊接優(yōu)良,加工后表面容易著色,是
金、金鈀鉻鋁合金、金鈀鉬鋁合金、金鈀鐵鋁合金等。例:典型牌號有LD2-2(6070)、LD10(2014)、LD30(6061)、LD31(6063)。其中LD2-2具有良好的塑性,冷、熱態(tài)都易成形。廣泛用于制造中等強(qiáng)度常溫下工作的鍛件、擠壓型材和管材。LD10又稱高強(qiáng)度硬鋁,與LY12合金的強(qiáng)度相當(dāng),鍛造性能較LY12好,有良好的塑性,有較好的耐熱性和可焊性,但材料的縱向和橫向性能差距較大??杉庸こ晒堋?、型、線及鍛主要用作高負(fù)荷的件。LD30和LD31中等強(qiáng)度,有良好的和優(yōu)良的可焊性、抗性,無應(yīng)力腐蝕裂傾
件,結(jié)構(gòu)具有塑性蝕向,
可陽極氧化。適合作建筑裝飾型材及各種需要良好耐蝕性要求的結(jié)構(gòu)件、工業(yè)材。
鋁合金按照工藝可以分為:防銹鋁合金、低溫鋁合金、超硬鋁合金、變形鋁合金、耐熱鋁合金、特殊鋁合金、鑄造鋁合金。例:防銹鋁是熱處理不可強(qiáng)化合金,只能通過冷加工來強(qiáng)化。常用的有LF2(5052)、LF4(5083)和LF21(3003),具有中等強(qiáng)度良好的塑性和抗蝕性。超硬鋁典型牌號有LC4,亦稱超高強(qiáng)度硬鋁,擠壓件室溫下的抗拉強(qiáng)度不小于539MPa 。主要用于航空工業(yè),飛機(jī)結(jié)構(gòu)中主要受力元件。
鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。
鋁合金的廣泛應(yīng)用:鋁合金門窗、鋁合金百頁窗簾、鋁合金裝飾板、鋁箔、鎂鋁飾板、鎂鋁曲板、鋁合金吊頂材料、鋁合金欄桿、扶手、屏幕、格柵等。
例如:鋁箔是指用純鋁或褳合金加工成的薄片制品。鋁箔有很好的防潮性能和絕熱性能,所以鋁箔以全新的多功能保溫隔熱材料和防潮材料廣泛用于建筑業(yè);如卷材鋁箔可用作保溫隔熱窗簾,板材鋁箔(如鋁箔波形板、鋁箔泡沫塑料板等)常用在室內(nèi),通過選擇適當(dāng)色調(diào)圖案,可同時(shí)起很好裝飾作用。
三、鋁合金特征性
從總體來說:鋁是一種輕金屬,密度小(2.79/Cm3),具有良好的強(qiáng)度和塑性,鋁的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能都很好,化學(xué)性質(zhì)也很活潑,暴露于空氣中,表面易于生成一層氧化鋁薄膜,保護(hù)下面金屬不再受到腐蝕,所以鋁在大氣中耐蝕性較強(qiáng),但因薄膜極薄,因而其耐蝕性有一定限度。純鋁具有很好的塑性,可制成管、棒、板等。
但鋁的強(qiáng)度和硬度較低。鋁的拋光表面對白光的反射率達(dá)80%以上,對紫外線、紅外線也有較強(qiáng)的反射能力。鋁還可以進(jìn)行表面著色,從而獲得具有良好的裝飾效果。鋁合金具有較好的強(qiáng)度,超硬鋁合金的
強(qiáng)度可達(dá)600Mpa,普通硬鋁合金的抗拉強(qiáng)度也達(dá)200-450Mpa,它的比鋼度遠(yuǎn)高于鋼,因此在機(jī)械制造中得到廣泛的運(yùn)用。
鋁的導(dǎo)電性僅次于銀和銅,居第三位,用于制造各種導(dǎo)線。鋁具有良好的導(dǎo)熱性,可用作各種散熱材料。鋁還具有良好的抗腐蝕性能和較好的塑性,適合于各種壓力加工。鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過熱處理來
提高機(jī)械性能,只能通過冷加工變形來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化,它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等。
可熱處理強(qiáng)化型鋁合金可以通過淬火和時(shí)效等熱處理手段來提高機(jī)械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機(jī)械性能,物理性能和抗腐蝕性能。鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為鋁硅合金,鋁銅合金,鋁鎂合金和鋁鋅合金。
然而總體特性有以下一些:
1:質(zhì)輕:鋁的比重為鋼鐵的三分之一,在運(yùn)輸工具及自動化設(shè)備上扮演極其重要的角色。
2:強(qiáng)度:利用各種合金這添加和軋延,鍛壓及不同等級這熱處理制程,可生成之強(qiáng)度達(dá)HB25°-HB167°之各種鋁合金產(chǎn)品。3:耐蝕性:鋁在自然環(huán)境中,表面會自然形成薄層之氧化膜,可阻絕空氣中氧避免進(jìn)一步氧化,具有優(yōu)良之耐腐蝕性.鋁表面如再經(jīng)各種不同層次之處理,其耐腐蝕性更佳,可適用于較為惡劣之環(huán)境。
4:成型性:利用完全退火或局部退火可生成較為
軟質(zhì)之鋁合金,適用于各種成型加工及折彎,沖壓,深沖等加工.。
5:導(dǎo)電性:鋁的導(dǎo)電性為銅之60%,但重量僅為銅的三分之一,相同重量之鋁其導(dǎo)電度為銅之二倍,故以導(dǎo)電度計(jì)算,鋁的成本遠(yuǎn)低于銅。
6:導(dǎo)熱性:鋁的熱傳導(dǎo)性極佳,故在電器,電子散熱系統(tǒng)及家庭五金,熱交換器上被廣泛使用。
7:加工性:鋁的加工特性佳可被加工成棒,線.擠型,片,板,塑型材,供各種用途使用.尤其2XXX/6XXX/7XXX等系列鋁合金,可做精密
車,銑.被廣泛用于航太,電子,機(jī)械零組件,自動化生產(chǎn)及高科技設(shè)備
等。
8:耐熱:一般鋁合金均不耐高溫,且在高溫狀態(tài)下會生成變形,但在研究人員的努力下,已研發(fā)出可耐高溫達(dá)427℃不變形的新鋁合金材料。
9:無毒性:鋁不具毒性,在食品容器及食品包裝材料如鋁罐,鋁箔包(利樂包)等,應(yīng)用極多。
10:環(huán)保性:鋁之價(jià)格較一般鐵.鋼材高,但易于回收重熔使用.為當(dāng)前最環(huán)保之金屬材料。
11:表面處理:鋁具有優(yōu)良之表面處理性,包括陽極處理,涂覆,電鍍等等,尤其陽極處理可利用不同之化學(xué)染劑生成各種色彩及高硬度之皮膜。
12:無低溫特性:鋁在超低落溫之狀態(tài)下,無一般碳鋼的脆化問題。
四、鋁合金應(yīng)用
鋁與鋁合金由于自身的優(yōu)良特性,所以用途非常廣。比如:航空航天用鋁材用于制作飛機(jī)蒙皮、機(jī)身框架、大梁、旋翼、螺旋槳、油箱、壁板和
起落架支柱,以及火箭鍛環(huán)、宇宙飛船壁板等。交通運(yùn)輸用鋁材用于汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車體結(jié)構(gòu)件材料,車門窗、
貨架、汽車發(fā)動機(jī)零件、空調(diào)器、散熱器、車身板、輪轂及艦艇用材。建筑裝飾用鋁材鋁合金因其良好的抗蝕性、足夠的強(qiáng)度、優(yōu)良的工藝性能和焊接性能,主要廣泛用于建筑物構(gòu)架、門窗、吊頂、裝飾面等。
下面就根據(jù)鋁合金的特性介紹下廣泛的用途。
1:應(yīng)用最廣的一種防銹鋁(代號LF21),它的強(qiáng)度不高,不能熱處理強(qiáng)化,在退火狀態(tài)下有高的塑性,而蝕性好,焊接性好,切削
加工性不良。用于制造要求高可塑性和良好焊接性、在液體或氣體介質(zhì)中工作的低載荷零件如油箱、油管、液體容器等;線材可制作鉚釘。而且耐蝕性高、焊接性能好。導(dǎo)
熱性、導(dǎo)電性比純鋁低得多??捎美渥冃渭庸みM(jìn)行強(qiáng)化而不能熱處理強(qiáng)化。適用于作焊接結(jié)構(gòu)件。
2:硬鋁,有較高的強(qiáng)度,熱變形時(shí)塑性高,可熱處理強(qiáng)化,在淬火及人工時(shí)效狀態(tài)下使用,在退火和剛淬火狀態(tài)下塑性中等,點(diǎn)焊性能好,氣焊和氬弧時(shí)有裂紋傾向,抗蝕性不高,切削加工性在淬火和冷作硬化后尚好,退火后低。切削加工性良好,耐蝕性比LD7、LD8耐熱鍛鋁較好,在擠壓半成品中,有形成粗晶環(huán)的傾向,用于制造在較高溫度下工作的承力結(jié)構(gòu)件。
3:高強(qiáng)度鋁合金,在退火和剛淬火狀態(tài)下的可塑性中等,可熱
處理強(qiáng)化,通常在淬火、人工時(shí)效狀態(tài)下使用,此時(shí)得到的強(qiáng)度比一般硬鋁高得多,但塑性較低,有應(yīng)力集中傾向,點(diǎn)焊性能良好,氣焊不良,熱處理后的切削加工性良好,退火狀態(tài)稍差,LC9板材的靜疲勞、缺口敏感、抗應(yīng)力腐蝕性能稍優(yōu)于LC4。用于制造承力構(gòu)件和高載荷零件等
4:高強(qiáng)度鍛鋁,熱
態(tài)下有高的可塑性,易
于鍛造、沖壓,可熱處
理強(qiáng)化,工藝性能較
好,抗蝕性也較好,但
有晶間腐蝕傾向,切削
加工性和點(diǎn)焊、滾焊、
接觸焊性能良好,電焊、氣焊性能不好。用于制造形狀復(fù)雜和中等強(qiáng)度的鍛件和沖壓件等。
還有中等強(qiáng)度鋁,在熱態(tài)和退火狀態(tài)下可塑性高,易于鍛造、沖壓,在淬火和自然狀態(tài)下具有LF21一樣好的耐蝕性,易于點(diǎn)焊和氫原子焊,氣焊尚可。切削加工性在淬火時(shí)效后尚可。用于制造塑性和高耐蝕性、中等載荷的零件以及形狀復(fù)雜的鍛件。
五、結(jié)束語
在當(dāng)今科技高度發(fā)展的世界,生活中運(yùn)用的建筑材料越來越多,
并且質(zhì)量越來越好,優(yōu)點(diǎn)越來越多,更加滿足了人們的生活需求。我相信在以后的日子里,人們會更加努力的去探索、去發(fā)現(xiàn)研究這一類更能滿足人們生活需求的建筑裝飾材料。
參考文獻(xiàn):
《電解法生產(chǎn)鋁合金》;
《鋁合金、鋁合金制品擠壓成形與表面處理》;
《鋁及鋁合金工藝與設(shè)備》;
1.1住宅建筑建設(shè)理念和原則
小區(qū)建筑設(shè)計(jì)要以綠色住宅理念依據(jù),即堅(jiān)持綠色即自然、環(huán)保、節(jié)能與建筑即現(xiàn)代化的生產(chǎn)想結(jié)合,有效的降低現(xiàn)代建筑建設(shè)時(shí)的消耗和污染,提高環(huán)保、節(jié)能的概念。因此,小區(qū)在進(jìn)行建設(shè)設(shè)計(jì)工作時(shí)一定要考慮考綠色與自然,要結(jié)合建筑周邊的自然環(huán)境,監(jiān)理一個(gè)整體性的概念,讓人們居住在一個(gè)舒適、綠色而健康的環(huán)境中。另外,在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),可以考慮利用建筑周邊的特點(diǎn),利用其地?zé)?、風(fēng)能、水能等等自然的力量,減少自然能源的消耗和廢棄物的排放,已達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),讓人們居住舒適、親近自然、感受自然。
1.2住宅建筑的外觀造型
住宅建筑的外觀造型就相當(dāng)于一份名片,而一份質(zhì)量好的名片無疑可以增加人們的好感,而住宅建筑的外觀造型就是這樣一個(gè)識別性標(biāo)志。外觀造型協(xié)調(diào)、和諧的住宅建筑更能夠得到居民的青睞。一般的小區(qū)住宅建筑都具有統(tǒng)一的建筑風(fēng)格,而且小區(qū)內(nèi)部以簡潔、和諧、幽雅為主,而且在處理細(xì)節(jié)上以簡單明了為主,但是這不意味著整體的乏味單一,進(jìn)行局部設(shè)計(jì)時(shí)需要適當(dāng)?shù)淖兓?讓小區(qū)造型外觀上顯現(xiàn)出變化與與統(tǒng)一的和和諧。另外,在進(jìn)行住宅建筑的安排時(shí)要將建筑高低錯(cuò)開,合理安排,這樣利于光線照射和空間協(xié)調(diào)。小區(qū)的建設(shè)一定要具有代表性,能體現(xiàn)自己的個(gè)性。
1.3住宅建筑的色調(diào)
從節(jié)能減排方面考慮,建筑物的顏色可以起到蓄熱和反射作用,如深色利于吸收太陽輻射,儲存熱量,而淺色則不利于吸收熱輻射,儲存熱量,但是能夠更好的反射熱量。從顏色對人們心情影響來看,不同的色調(diào)能夠?qū)θ藗兊男那楹鸵曈X產(chǎn)生不一樣的影響。因此,建筑物在進(jìn)行色調(diào)選擇時(shí),一定要根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境和居民要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2、住宅建筑外部空間環(huán)境
2.1人工環(huán)境與自然環(huán)境的統(tǒng)一
建筑設(shè)計(jì)時(shí)要考慮周邊自然環(huán)境,將自然環(huán)境與人工建筑相結(jié)合起來,要將社區(qū)環(huán)境設(shè)計(jì)的更加貼近自然,可以增添一些噴泉、水池、以及綠化等。而且還可以仿造公園和園林建筑,在路邊設(shè)立一些長椅,并添種一些綠色植物。另外,要有適合居民大規(guī)模活動的地方,建筑設(shè)計(jì)時(shí)要考慮這方面因素,要設(shè)計(jì)一片較為開闊平曠的空地,供居民日常的室外活動。
2.2實(shí)用的室外空間環(huán)境設(shè)計(jì)
小區(qū)室外環(huán)境的實(shí)際就是人為改變原有環(huán)境,創(chuàng)造一些具有特定使用功能的室外建筑,而這些建筑的設(shè)計(jì)必須以居民需求和自然環(huán)境為根本依據(jù)。在進(jìn)行各種建筑小品、綠化、噴泉、水池、花草坪等建筑設(shè)計(jì)時(shí),都必須與自然環(huán)境相結(jié)合,并且合理分布這些建筑小品,使其在空間分布上更具有過渡性和整體性。
2.3層次分明的室外空間及完整的空間序列設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)式的小區(qū)住宅建筑設(shè)計(jì)都是采用行列式的空間布局方式,這種布局方式具有利于采光和通風(fēng)的優(yōu)勢,而且具有對稱美感。但是,這種布局方式大大降低了小區(qū)建筑的空間豐富感。而建筑群的布局方式直接影響著小區(qū)建筑室外環(huán)境空間層次的劃分,所以,有必要打破傳統(tǒng)的布局方式,將多種布局方式相結(jié)合,從而增強(qiáng)空間層次感和居民的歸屬感。
3、住宅建筑單體
完整和諧的整體格局與精心設(shè)計(jì)的建筑細(xì)節(jié)在充分體現(xiàn)居住建筑走向理性的同時(shí),又注重了對人性的全面關(guān)懷設(shè)計(jì)中始終以“人居”為基準(zhǔn)點(diǎn),追求居住的舒適度與品味,同時(shí)又賦于社區(qū)以獨(dú)特風(fēng)格,從而營造出具備豐富內(nèi)涵的“都市化生活標(biāo)準(zhǔn),人文化現(xiàn)代居住”的新型社區(qū)。例如:高層戶型設(shè)計(jì)為兩梯三戶和兩梯四戶,根據(jù)業(yè)主要求套型面積設(shè)計(jì)在70m2至160m2之間,共七種戶型。高層層高設(shè)計(jì)為2.9m,底層架空,沿街商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)一層為4.2m,二層為3.6m。戶型特點(diǎn):設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)自然采光通風(fēng),降低能耗;細(xì)化功能分區(qū);公共服務(wù)空間核心化;按照“動靜分區(qū),功能合理,空間緊湊,潔污分離”的原則。客廳主臥面寬根據(jù)戶型面積和空間舒適度確定,但最小戶型不小于3.6m,最大戶型不大于4.5m。其他次臥與書房最小面寬不小于3.0m。每套戶型均考慮設(shè)置設(shè)備陽臺。每套戶型南北通透,最大化的享受陽光,通過大陽臺的合理布局,提升了室內(nèi)外空間的滲透交融。設(shè)計(jì)時(shí)窗采用轉(zhuǎn)角中空玻璃窗,結(jié)合沿河風(fēng)景線和小區(qū)內(nèi)景觀廣設(shè)計(jì)場將風(fēng)景引入室內(nèi),住宅樓各單元底層入口門廳寬敞明亮,設(shè)置信報(bào)箱。電梯過道布局緊湊,明亮通風(fēng),管道井布置合理、外形美觀。建筑立面設(shè)計(jì)采用現(xiàn)代風(fēng)格,通過點(diǎn)式與板式的有機(jī)組合,建筑形體上的變化,使得每個(gè)面,每個(gè)角度都有不一樣的效果。材料采用溫馨雋永的淺米色調(diào),通過表面的凹凸?fàn)I造豐富的光影效果。基座材料采用深咖啡色拋光花崗巖石面材,凸現(xiàn)整體大氣的立面效果,顯得尊貴典雅。在立面造型風(fēng)格上采用簡潔、明快、精細(xì)的新古典主義風(fēng)格,在明朗中不失親切,水平垂直的線條,局部大面積明凈的玻璃窗以及疏密有致的節(jié)律。
4、商業(yè)配套設(shè)計(jì)
現(xiàn)代的住宅小區(qū)不僅是滿足居民居住生活的要求,更要有一系列的商業(yè)配套設(shè)計(jì),例如對應(yīng)配套的文化休閑區(qū)、商業(yè)購買區(qū)等等,將都市生活的日??s影集結(jié)到小區(qū)住宅建筑中,將小區(qū)住宅建筑提升到現(xiàn)代化和都市化的水平?,F(xiàn)代人們的生活節(jié)奏越發(fā)快速,生活內(nèi)容也越發(fā)豐富,一個(gè)單一的住宅小區(qū)建筑明顯無法滿足人們的需求,因此需要在小區(qū)內(nèi)進(jìn)行相對應(yīng)的商業(yè)配套設(shè)計(jì),將具名的生活方式引領(lǐng)到更現(xiàn)代和健康的軌道上去。
5、結(jié)語
隨后,在1945年,密斯在小城市博物館方案中的這種對空間的理解,應(yīng)用到了一個(gè)私人小住宅中,也就是范斯沃斯住宅。這一次,他完全放棄了墻,空間中只留下柱子、樓板和屋頂。就里索住宅而言,在空間的處理上,是將扶助空間或私密空間布置在角落,也就是兩端封閉,中間開敞。后來,密斯為了獲得更純粹的外觀的玻璃體量,將外墻退向了后面,就像范斯沃斯住宅一樣,以服務(wù)核心代替了墻在空間中的流動形式。在結(jié)構(gòu)上,密斯選擇了使用單跨框架,以便室內(nèi)沒有柱子的干擾。這一次,密斯將工字鋼柱從建筑外表皮又向外推出了一點(diǎn),從外側(cè)與屋頂和地板而過,從室內(nèi)看向室外,再也不會出現(xiàn)柱與屋頂或地面轉(zhuǎn)角的體積感,從而削弱了柱子的體量感,這個(gè)手法在新國家美術(shù)館中也曾使用??偠灾?,在使用了偏心的核心取代墻體以后,密斯將注意力全部放在了使室內(nèi)空間的柱子的消失上。
二、柱子的消失
密斯在20世紀(jì)50年代探索的大跨度無柱空間,也就是人們?nèi)蘸笏f的“無柱空間”。雖然使用了中軸線,但克朗樓的軸線和空間感受與古典情節(jié)有很大的差別,在這個(gè)軸線上,密斯沒有設(shè)置任何能成為視覺中心的物體,所有的墻體都是半高的,人們的視線可以越過這些墻看到后面的玻璃表皮,在大廳的任何位置,人們的視線都會不自覺的被吸引到空曠的屋頂。在芝加哥會堂方案中,密斯使用了更佳驚人的結(jié)構(gòu)處理方式,既桁架和網(wǎng)架。在如此巨大的空間中需要容納看臺、樓座、舞臺等固定的功能,于是空間的通用性讓位于它的統(tǒng)一性,其外觀也不再是玻璃表皮,而是巨大的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。這是密斯對空間持久的追求的產(chǎn)物,卻常常被后人理解為對結(jié)構(gòu)的浮夸處理。
三、密斯和他的空間
1.實(shí)現(xiàn)建筑與自然的和諧發(fā)展。生態(tài)建筑觀念產(chǎn)生的主要理論依據(jù)就是人與自然和諧發(fā)展理念,所以在生態(tài)建筑物設(shè)計(jì)的過程中,設(shè)計(jì)師就要考慮到生態(tài)建筑存在的目的,就是要體現(xiàn)出人與自然、與生態(tài)環(huán)境之間的和諧共處,所以在生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)師只有秉承生態(tài)化的建筑設(shè)計(jì)理念,意識到建筑物是生態(tài)環(huán)境的一部分,而不是相互對立的,在建筑的過程中要時(shí)刻留意和保護(hù)自然環(huán)境的狀況。
2.實(shí)現(xiàn)可再生資源的高效利用。生態(tài)建筑的理念是針對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的資源緊缺、城市用地緊張等尖銳的發(fā)展問題,提出的一種可持續(xù)發(fā)展的建筑理念,在這一理念的指導(dǎo)下,建筑物的發(fā)展方向發(fā)生了改變,當(dāng)前建筑領(lǐng)域技術(shù)的快速發(fā)展和各種建筑工藝的不斷完善,給生態(tài)建筑的建設(shè)實(shí)施提供了必要的條件,借助這些條件在生態(tài)建筑的建設(shè)活動中,盡可能的使用可再生資源進(jìn)行建設(shè)活動,減少建筑活動對不可再生資源的浪費(fèi),這種建立在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略上的建筑理念,能夠極大的促進(jìn)建筑行業(yè)的生態(tài)化發(fā)展,同時(shí)在建筑活動中通過對可再生資源的合理利用,能夠有效的減少建筑施工的成本。
3.生態(tài)建設(shè)需要體現(xiàn)地方特色。任何一個(gè)地方的建筑特色都是因?yàn)楫?dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境影響才會形成的,而這種特色建筑形式又反過來推動了建筑的前進(jìn)與發(fā)展,在生態(tài)建筑物的建設(shè)過程中,要對建筑物所在的地理環(huán)境、自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境進(jìn)行科學(xué)細(xì)致的分析,保證建筑物的建設(shè)形式能夠滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)境的要求,同時(shí)又能體現(xiàn)出足夠的地方特色,只有這樣才能夠保證在生態(tài)建筑中體現(xiàn)出生態(tài)環(huán)境的多樣性,才能從本質(zhì)上將建筑物與自然生態(tài)環(huán)境融合到一起,生態(tài)建筑物的地方特色就是對自然生態(tài)環(huán)境多樣性的體現(xiàn),是生態(tài)建筑物的一個(gè)本質(zhì)特點(diǎn)。
4.建筑設(shè)計(jì)生態(tài)化趨勢。面對當(dāng)前的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展形式,在建筑領(lǐng)域已經(jīng)就生態(tài)建筑達(dá)成了某種共識,目前生態(tài)建筑有兩個(gè)發(fā)展方向。(1)研究原生的生態(tài)建筑,探索現(xiàn)代生態(tài)建筑的發(fā)展之路。從建筑物出現(xiàn)的原因出發(fā)對建筑物進(jìn)行分析,建筑物是人類活動的內(nèi)在機(jī)制與自然環(huán)境相互聯(lián)系、相互作用的邏輯產(chǎn)物,包含了內(nèi)在的生態(tài)精神。簡而言之人之所以會定居,就是因?yàn)槿祟愺w驗(yàn)到在建筑中生活與自然環(huán)境的和諧穩(wěn)定,這種建筑精神可以稱之為原生的生態(tài)建筑。(2)探索和運(yùn)用新的生態(tài)技術(shù),加快建筑的生態(tài)化。在人類的發(fā)展歷史中,建筑物的發(fā)展伴隨著人類從古至今,在建筑領(lǐng)域建筑的設(shè)計(jì)形態(tài)和具體建筑技術(shù)工藝都在不斷的發(fā)展,在未來的建筑領(lǐng)域這一特性也會延續(xù),并以建筑的生態(tài)化為目標(biāo),所以在建筑活動中不斷探索、應(yīng)用新的技術(shù),將會是未來建筑的一個(gè)主要的發(fā)展方向。
二、結(jié)論
嘉應(yīng)觀山門構(gòu)件數(shù)據(jù)分析
山門是嘉應(yīng)觀建筑群體的開端,也是建筑序列的開始。山門明間面闊3.70m,東西次間面闊為3.585m,通面闊為10.870m,通進(jìn)深5.540m,梁架為五架梁抬梁式的單檐歇山頂建筑。前后檐檐柱柱高為4.750m,斗拱高:0.7m;五踩重昂斗拱的斗口為60mm,屋頂部覆蓋藍(lán)色琉璃瓦,檐下為五踩重昂斗拱,用材甚小,玲瓏別致。外檐木質(zhì)上均有彩繪,筆調(diào)明朗,色彩鮮艷。門前門牌上書有“敕建嘉應(yīng)觀”五個(gè)大字,為雍正皇帝手書圣旨。
梁思成先生的《清式營造則例》總結(jié)的清《工程工部做法》的做法和數(shù)據(jù),其用材的比例規(guī)定:柱高(到挑檐檁下皮)與柱徑的比例為:3∶35,山門檐柱高與柱徑的比例為:2∶35;則例中五架梁的高厚比:7∶5.6,山門五架梁高厚比為:21∶17;則例中三架梁的高厚比:2∶3,山門三架梁高厚比為:1∶1;則例中大額枋高厚比:5∶4,山門大額枋的高厚比為:17∶10;則例中平板枋寬高比:3.5∶2,山門平板枋高厚比為:31∶24;則例中脊檁直徑為:4斗口~4.5斗口,山門脊檁直徑為:4.5斗口;則例中隨脊檁墊板寬厚比為:4∶1,山門隨脊檁墊板的寬厚比:5∶2(見表1)。則例中隨脊檁枋高厚比為1.2∶1,山門隨脊檁枋的高厚比為:21∶13;則例中上金檁直徑:4斗口~4.5斗口,山門金檁直徑為:4.5斗口;則例中隨上金墊板寬厚比:4∶1,山門隨上金檁墊板寬厚比為:21∶13;則例中隨下金檁枋寬厚比:1.2∶1,山門隨金檁枋的寬厚比約:1.4∶1;則例中下金檁直徑:4斗口~4.5斗口,則例中挑檐檁為3斗口,山門挑檐檁約為3斗口。表1中數(shù)據(jù)表明:山門的檐柱徑偏小,金柱無法測量到,在此就不做比較,和清則例中的尺寸相比偏大的構(gòu)件有:五架梁金檁枋、大額枋、金檁墊板,較清則例中尺寸較小的有:檐柱、三架梁、脊檁枋、平板枋、脊檁墊板。完全符合清則例中尺寸的規(guī)定的有:脊檁、金檁、正心檁、挑檐檁。由此可以看出嘉應(yīng)觀山門的用材的不規(guī)則性。
屋面檐步架的舉折為0.567,脊步架的舉折為0.673,清代“官式”建筑常用舉架有五舉、六五舉、七五舉、九舉等,清式建筑的檐步(廊步)一般定為“五舉拿頭”,山門的檐步架介于五五舉和六舉之間,脊步架介于六五舉和七舉之間,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于九舉,屋面曲線緩而優(yōu)美(見表2)。
嘉應(yīng)觀中大殿構(gòu)件分析
中大殿位于嘉應(yīng)觀的第二進(jìn)院落,也是整個(gè)寺觀建筑的部分,中大殿面闊七間,明間面闊:4.20m;次間面闊:3.88m,稍間面闊:3.24m。通進(jìn)深:10.42m。斗拱通高:0.845m;檐柱高(到挑檐檁下皮):5.665m,梁架為七架抬梁式梁重檐歇山(見圖1~圖3)。
根據(jù)梁思成先生的《清式營造則例》總結(jié)的清《工程工部做法》的做法和數(shù)據(jù),其用材的比例規(guī)定:柱高(到挑檐檁下皮)與柱徑的比例為:3∶35,中大殿檐柱高與柱徑的比例約為2∶29;則例中七架梁高厚比為:8.4∶7,中大殿七架梁高厚比為:28∶23;則例中五架梁的高厚比7∶5.6,中大殿五架梁高厚比為:23∶18;則例中三架梁的高厚比:2∶3,中大殿三架梁高厚比為:7∶8;則例中大額枋高厚比:5∶4,中大殿大額枋高厚比為:43∶32;則例中平板枋寬高比:3.5∶2,中大殿平板枋高厚比為:5∶3;則例中脊檁直徑為:4斗口~4.5斗口,中大殿脊檁直徑4.5斗口;則例中隨脊檁墊板寬厚比為:4∶1,中大殿隨脊檁墊板的寬厚比為:8∶3;則例中隨脊檁枋高厚比為1.2∶1,中大殿隨脊檁枋的高厚比:5∶4;則例中上金檁直徑:4斗口~4.5斗口,中大殿上金檁直徑為:4.0斗口;則例中隨上金墊板寬厚比:4∶1,中大殿隨上金檁墊板寬厚比約:3∶1;則例中隨上金檁枋寬厚比:1.2∶1;則例中下金檁直徑:4斗口~4.5斗口,中大殿下金檁直徑約為:3.8斗口;則例中隨下金檁墊板寬厚比:4∶1,中大殿隨下金檁墊板寬厚比:11∶3;則例中隨下金檁枋寬厚比:1.2∶1,中大殿隨下金檁枋的寬厚比為:17∶13;則例中挑檐檁為3斗口,中大殿挑檐檁約為3斗口。表3中數(shù)據(jù)表明中大殿構(gòu)件與清“官式”相比較小的構(gòu)件除了脊檁、上金檁、正心檁、挑檐檁幾個(gè)檁構(gòu)件符合清“官式”做法外,其余構(gòu)件都要小于清“官式”的做法的。
屋面的舉折檐步為:0.555,金步為:0.678,脊步為:0.858,清代“官式”建筑常用舉架有五舉、六五舉、七五舉、九舉等,清式建筑的檐步(廊步)一般為“五舉拿頭”。中大殿的屋面舉折很接近“官式”,屋面曲線緩而優(yōu)美(見表4)。
結(jié)語
根據(jù)以上數(shù)據(jù)的對比分析:武陟嘉應(yīng)觀山門和中大殿兩座建筑構(gòu)件的尺寸等于清《工部工程做法》的規(guī)定有:山門脊檁、金檁的直徑和中大殿的脊檁、上金檁直徑是嚴(yán)格遵循《工部工程做法》的。與《工部工程做法》的尺寸相差相對較大的有:隨脊檁墊板寬厚比為:4∶1;山門隨脊檁墊板的寬厚比:5∶4;隨脊檁枋高厚比為1.2∶1;山門隨脊檁枋的高厚比為:21∶13,其余的結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸或略大于或略小于《工部工程做法》的尺寸。
1.1藏族民居(1)青海藏族概況:藏族占全省人口的24%(2010年),是由古代吐蕃族群發(fā)展而來,進(jìn)入青海的吐蕃人同青海地區(qū)土著的羌人、鮮卑吐谷渾人及漢人等交錯(cuò)雜居,長期融合形成今天的青海藏族。藏族素以牧業(yè)為主,兼營少量農(nóng)業(yè)和手工業(yè),游牧文化是藏族文化的主要內(nèi)容。青海藏族中絕大多數(shù)人信仰藏傳佛教,少數(shù)人仍信奉古老的苯教。按藏族語言劃分,青海除玉樹地區(qū)以康巴語系為主,其他地區(qū)均以安多方言為主,這主要是受巴顏喀拉山的影響。巴顏喀拉山主峰海拔5266m,不僅劃分出黃河和長江源頭水系流域,而且也一定程度上阻隔了交通和信息地交流,逐漸形成康巴和安多的藏族語系區(qū)。(2)聚落特征:①類型多樣:青海地域廣闊、地理自然環(huán)境多樣,加之藏族分布范圍較廣,因此藏族相對其他民族聚落類型多樣,基本包含青海東部農(nóng)耕聚落、南部山地聚落、中部游牧聚落三種類型(表1)。青海東部河湟農(nóng)耕地區(qū)藏族多生活在腦山及高山地區(qū),這里海拔多在海拔3000m左右,多從事半農(nóng)半牧的生產(chǎn)方式。由于位處腦山及高山之間,地形多變河谷縱橫,建筑依山就勢,聚落整體形態(tài)靈活且松散。僅在一些河谷臺地地勢較為平坦的地區(qū),聚落相對緊湊,但是依然受到山地地形的限制,民居建筑之間參差錯(cuò)落。青海南部藏族聚落多分布在大山山谷地帶,受青海南部整體海拔高度的影響,即使聚落是在河谷谷底,但是海拔也多在3600m左右,與山頂海拔多為5000m相比,落差將近2000m,高落差與小的水平間距,使得山體的坡度較大,約50%的坡度,因此聚落形態(tài)受地形地貌的限制極為明顯,屬于典型的陡坡山地聚落。受到大山的阻隔這里多交通不便,加之高海拔冬季嚴(yán)寒,常有大雪封山等自然條件的限制,致使聚落之間較為分散,只有沿同一河谷居住的村民相對聯(lián)系較為緊密。青南山區(qū)藏族聚落整體上呈現(xiàn)規(guī)模小、形態(tài)松散的特征。嚴(yán)格來說牧區(qū)的聚落概念一定程度上是牧民的放牧點(diǎn),牧民帳篷流動性極大,同時(shí)牧民固定式住屋變動性也較大,不同季節(jié)住居存在使用和閑置兩種狀態(tài)。從牧區(qū)放牧點(diǎn)較為集中的部分游牧點(diǎn)來看,聚落形態(tài)極為松散和自由,可以說是聚落形式完全與游牧的生產(chǎn)生活方式相一致,除小面積的居住空間以外,聚落中大面積的空間均為牲畜圈,各家院墻的形式也從農(nóng)業(yè)區(qū)高大院墻變?yōu)榈桶纳笤簤?。聚落以外即是廣袤的草場,聚落中看不到類似農(nóng)業(yè)區(qū)的密集巷道和樹木,唯有遠(yuǎn)山、牛羊和草場。②上寺下村:不論是東部農(nóng)業(yè)區(qū)聚落和南部山區(qū)聚落還是牧區(qū)藏民游牧點(diǎn),在聚落附近不遠(yuǎn)處往往分布著大大小小的佛教寺院,形成藏族聚落典型的特征即“上寺下村”。有的村落緊鄰寺廟,寺廟居于高處,居民區(qū)位于地勢相對較低的位置,兩者之間相隔一段距離,這與回族、撒拉族圍寺而居的聚落形態(tài)有很大不同。③宗教設(shè)施鮮明:藏族聚落中“佛塔”、“經(jīng)幡”、“瑪尼石堆”等宗教設(shè)施十分普遍。雖然有些村落距離寺廟較遠(yuǎn),但村中的佛塔必不可少,這是藏族聚落的重要標(biāo)志。經(jīng)幡在牧區(qū)表現(xiàn)為,用色彩豐富的“風(fēng)馬旗”組成的宗教圖案,往往會把大量經(jīng)幡布置在村落附近的山腰處,經(jīng)幡規(guī)模龐大甚是壯觀。瑪尼石堆在石材充足的地區(qū)如青南山區(qū)分布較多,有的瑪尼石是在道路兩側(cè)山體石壁上雕刻,有的是在村頭入口處堆放。(3)住居形態(tài):①形態(tài)多樣。與多樣的聚落特征一樣,藏族民居類型相對其他民族最為多樣,東部農(nóng)區(qū)以莊廓民居為主,中部牧區(qū)以帳篷和土木房為主,南部山區(qū)以碉房民居為主(圖2)。莊廓是東部農(nóng)業(yè)區(qū)藏族民眾普遍的一種居住建筑類型。從跨地域建筑視角看,莊廓是我國青藏高原藏族碉房建筑與黃土高原生土合院式建筑的一種結(jié)合,它集藏族碉房的厚重規(guī)整與漢族合院民居的院落空間雙重特質(zhì)于一體,呈現(xiàn)出西部游牧文化與東部農(nóng)耕文化的融合,是青海特有的一種民居類型。藏族莊廓內(nèi)院空間規(guī)整沒有過多的空間轉(zhuǎn)折,且內(nèi)院植被種植較少,這與漢族、回族、撒拉族內(nèi)院花園式莊廓不同,這主要是受到草原牧業(yè)文化的影響。作為游牧民族帳篷是藏族廣泛使用的一種流動性居住建筑類型。黑色牦牛毛編制的帳篷作為一個(gè)家庭中核心的生活空間,可滿足必要的住宿、飲食、儲物等生活要求。與固定式民居不同的是,帳篷民居“地為床、天為被”逐水草而居,是一種流動的家。帳篷其構(gòu)造形式相對簡單,主要由牦牛氈布、繩索、支撐木柱三大部分組成,根據(jù)家庭人口數(shù)量和具體功用帳篷的大小分為不同的規(guī)格,大部分牧民家庭用帳篷尺寸約為長7m、寬6m的長方形的平面形式。除大型的牦牛氈帳篷以外還有一種是行旅帳篷,空間較小一般長寬僅2m左右,可滿足1~2人使用。從帳篷結(jié)構(gòu)上看,其結(jié)構(gòu)形式簡單、拆裝靈活、運(yùn)輸方便,很好地滿足了游牧生活的要求。土木房多為牧區(qū)藏族冬季牧場的一種建筑類型,它具有冬季使用和夏季閑置的特點(diǎn)。冬季游牧民從海拔高的夏季牧場,轉(zhuǎn)場到冬季牧場,在冬季里帳篷的使用率降低,海拔較低相對固定的土木房即成為冬季游牧民主要的住居建筑。該類房屋空間較小,往往緊鄰草原溪流,周圍配有大大小小的牲畜圈。牧區(qū)中土木房的分布也極為普遍,是游牧民除帳篷以外的另一種重要住居類型。碉房為多層民居,一層常做為牲畜間及雜物房使用,二層由主人房、起居室、廚房組成,在房屋北側(cè)墻面外側(cè)設(shè)置旱廁,三層多為老人房或者佛堂使用。從傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式來看,為獲得安全的建筑受力,一層很少開窗且空間封閉、低矮,二層開窗不是很大且多集中在南向,三層窗口較大可獲得日照采光也最多,三層加之有露天陽臺,空間使用率較高。②佛堂:雖然藏族居住建筑類型多樣,但其中居住空間多會設(shè)置佛堂等宗教空間。佛堂緊鄰臥室,內(nèi)部供奉佛像等宗教信物,佛堂也常作為起居室。碉房佛堂多設(shè)在頂層,莊廓的佛堂多設(shè)置在正房一側(cè),而帳篷空間有限,佛像等宗教信物多放置在帳篷的中軸線上,與帳篷入口相對。③宗教設(shè)施:藏族不論碉房還是還是莊廓,宗教設(shè)施必不可少。住居院落中常見的宗教設(shè)施有煨桑爐、經(jīng)幡旗桿、中宮等。煨桑爐、經(jīng)幡旗桿多與中宮組合,放置在內(nèi)院中間。中宮多是長寬3m高0.7m的方形池臺,地下埋設(shè)宗教信物,中宮體現(xiàn)出藏傳佛教中天圓地方的宇宙觀,中宮這種宗教設(shè)施多出現(xiàn)在東部莊廓民居中。④獨(dú)立旱廁:藏族廁所與其他民族有著很大的不同。從事游牧的藏族是不建廁所的,從事定居生活的藏民也是多屬牧業(yè)地區(qū)或半農(nóng)半牧地區(qū),人的糞便被認(rèn)為不潔之物,人們在建造房屋時(shí)一般會將廁所布置在室外。受到藏族“潔凈觀”文化習(xí)俗的影響,廁所一般相對獨(dú)立與建筑以外且與地面保持一定的距離。
1.2回族民居(1)青?;刈甯艣r:據(jù)統(tǒng)計(jì)回族人口占青海全省總?cè)丝诘?4%(2010年),主要居住在青海省東部農(nóng)業(yè)地區(qū)。青?;刈宓膩碓从卸喾N解說,主要認(rèn)為元代從阿拉伯等地遷入,也有明朝時(shí)期從中原南京一代移民而來,元代是青?;刈宥ň蛹俺跗诨顒拥臅r(shí)期,明代是民族形成時(shí)期?;刈逍欧钜了固m教,宗教始終成為一種凝聚力量,規(guī)范著這里人們的生活方式和社會組織形式?;刈逵歇?dú)特的生活習(xí)俗,以清真寺為中心的社區(qū)組織,與其他民族有著明顯區(qū)別,形成鮮明的民族特色。(2)聚落特征:①圍寺而居。青?;刈宥鄰氖罗r(nóng)耕,分布在海拔較低的川水和淺山地區(qū),川水地地形相對平緩,但在淺山地區(qū)地形變化相對較大。聚落形態(tài)以清真寺為中心做放射狀發(fā)展,形成典型的“圍寺而居”的聚落形態(tài)。②高聳的禮拜塔。從聚落天際輪廓線來看,聚落最高的建筑即是清真寺的禮拜塔和大殿屋頂。③“尚綠”的建筑色彩。色彩在穆斯林建筑裝飾以及生活服飾上特色鮮明,不論中式歇山頂還是阿拉伯式穹頂?shù)那逭嫠拢蓓旑伾嗖捎镁G色。(3)住居形態(tài):①院內(nèi)空間較為寬松?;刈宥嘣诒眽蚊娼ǚ?,院落空間圍合程度不高,因此院內(nèi)空間較為寬大。②正房多“一”字形為主。居住房屋在院內(nèi)空間布局多以“一”字形為主,根據(jù)具體需要在正房東西兩側(cè)建有廂房。③屋頂形式“平坡兼有”。在門源至平安地區(qū)多以緩坡屋頂為主,在華隆至同仁等地多以平頂房屋為主。④凈房。受伊斯蘭教義的影響,凈身是每個(gè)穆斯林必須遵守的宗教習(xí)俗。
1.3土族民居(1)青海土族概況:土族是青海特有民族之一,人口約20萬人,占全省人口3.6%。青海土族主要分布在青?;ブ磷遄灾慰h、民和回族土族自治縣和大通回族土族自治縣,另外在樂都、門源、同仁縣等地也有土族聚居區(qū)。土族的起源眾說不一,代表性的看法是,土族是蒙元時(shí)期入居青海河湟地區(qū)的蒙古族為主體,吸收了漢、藏諸民族成份及其文化因素而形成一個(gè)新的民族共同體。土族先民信奉多神教、苯教和道教,元明以后普遍信奉藏傳佛教。土族有自己的民族語言,屬阿爾泰語系蒙古語種,但其歷史上沒有形成統(tǒng)一的文字,其文字多使用漢文和藏文。(2)聚落特征:①半農(nóng)半牧。土族先民多從事游牧,后與漢族及其他民族融合交流,學(xué)會種植后從高山游牧遷居到腦山地帶,轉(zhuǎn)變?yōu)榘朕r(nóng)半牧的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式[2]。②依山傍水。土族的聚落依山傍水,“依山”多是指腦山地帶,“傍水”多是指山間河溪。③宗教景觀。土族多信奉藏傳佛教,聚落中宗教設(shè)施也是構(gòu)成土族聚落特征的重要元素。(3)住居形態(tài):①封閉緊湊。土族莊廓平面形式多采用合院形式,居住空間占據(jù)較大比例而庭院空間相對較小。②緩坡懸山屋頂。平中帶緩、雙面放坡以及懸山屋頂?shù)臉?gòu)造形式是土族民居的主要特征。③角樓和坡頂門樓。角樓的設(shè)置主要是考慮糧食的儲藏,門樓受到漢族坡頂建筑的影響多為坡頂,有直接鑲嵌在莊廓墻上的單坡門樓,也有高于院墻的雙坡頂門樓(圖3)。
1.4撒拉族民居(1)青海撒拉族概況:撒拉族是青海特有的少數(shù)民族之一。他們主要分在循化撒拉族自治縣,也有分散在華隆縣甘都鎮(zhèn)及其周邊州區(qū),在循化以東甘肅積石山一帶也有少量分布。青海省撒拉族人口有10.7萬人,占全省1.90%。撒拉族起源學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為,元朝初年中亞撒馬爾罕一帶突厥烏古斯部落分支,遷徙經(jīng)新疆、河西走廊定居于青海循化縣境內(nèi)。經(jīng)過長期發(fā)展與漢、藏、回、等融合逐漸形成新的民族共同體。[3]撒拉族主要從事農(nóng)業(yè)種植兼營園藝業(yè),多數(shù)人家都有大小不等的果園,所產(chǎn)的冬果梨、核桃、葡萄等馳名甘青。撒拉族信奉伊斯蘭教,在生活、禮儀、習(xí)俗上均帶有鮮明的伊斯蘭文化。(2)聚落特征:受到伊斯蘭宗教和文化的影響,撒拉族聚落特征同樣具備“圍寺而居”、“高聳的清真寺”、“尚綠的建筑文化”等伊斯蘭民族聚落特征的基本要素,但從撒拉族居住的地理環(huán)境來看,依然具有本民族的建筑特色,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。①河谷綠洲。撒拉族聚居的河谷谷地的川水地區(qū),猶如一片綠洲,聚落形態(tài)沿河谷呈帶狀發(fā)展。②形態(tài)緊湊。撒拉族在伊斯蘭“圍寺而居”的聚落形態(tài)的基礎(chǔ)上,更強(qiáng)調(diào)聚落的緊湊和對空間的充分利用。③聚落類型較為單一。與藏族人口多分布廣聚落類型多樣的對比來看,撒拉族聚落類型較為單一,基本為緊湊型川水聚落形態(tài)。(3)住居形態(tài):與類型單一的聚落相比,撒拉族住居空間形態(tài)卻十分豐富,其主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。①籬笆樓。撒拉族傳統(tǒng)住居建筑二層是使用當(dāng)?shù)亓鴹l編制成籬笆,然后敷抹上草泥做圍護(hù)墻面,當(dāng)?shù)厝朔Q之為“籬笆樓”。②內(nèi)院園林化。撒拉族并不像信奉藏傳佛教的民族在莊廓內(nèi)院設(shè)置中宮,而是在院內(nèi)種植花木、果樹用于觀賞,莊廓入口也常設(shè)磚雕照壁,并由月洞門鏈接入口和內(nèi)院。③空間形態(tài)豐富。撒拉族住居院落形態(tài)相對青海其他民族民居變化較大,其莊廓平面形態(tài)并不十分規(guī)整,趨向自由組合的方向發(fā)展。④“凹”字型住居平面。撒拉族民居正房平面為凹字形,但凹處上面是帶屋頂?shù)?,撒拉族將這種帶屋頂?shù)陌甲中巫【有螒B(tài)稱之為“虎抱頭”。[4]⑤正房空間開敞。與其他民族正房空間感不同,撒拉族正房空間是聯(lián)通的,中間常不設(shè)隔墻(圖4)。
1.5蒙古族民居(1)青海蒙古族概況:據(jù)統(tǒng)計(jì)2010年底青海蒙古族人口9.98萬人,占全省人口的1.75%。青海蒙族族主要分布在海西蒙古族藏族自治州、黃南藏族自治州的河南蒙古族自治縣,海北藏族自治州的祁連縣默勒鄉(xiāng)、海晏縣的哈勒景鄉(xiāng)和托勒鄉(xiāng)、門源縣的皇城鄉(xiāng)等地區(qū)。蒙古族進(jìn)入青海的歷史,可追溯到元朝。1225年成吉思汗西征中亞東返,滅西夏占領(lǐng)河湟地區(qū)蒙族族由此開始進(jìn)入青海。青海蒙古族主要從事畜牧業(yè)生產(chǎn),海西州的都蘭、烏蘭農(nóng)業(yè)區(qū)的部分蒙古族從事農(nóng)業(yè)兼營畜牧業(yè)。青海蒙古族信奉藏傳佛教格魯派(俗稱黃教),受宗教文化的影響,蒙古、藏族都有祭俄博(敖包)、轉(zhuǎn)山、轉(zhuǎn)湖等傳統(tǒng)習(xí)俗。(2)聚落特征:①聚落松散。青海蒙古族相對其他民族人口數(shù)量并不多,以至于沒有出現(xiàn)類似漢族、藏族等人口較多的大型鄉(xiāng)村聚落,蒙古族牧民多分布在牧區(qū),以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位分散居住。蒙古族農(nóng)業(yè)方式主要以畜牧業(yè)為主,受生產(chǎn)方式的影響青海蒙古族聚落形態(tài)極為松散,在牧區(qū)即使在較為集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn),民居之間也多由牲畜圈、草料間阻隔,聚落空間寬松及形態(tài)自由發(fā)展。②放牧點(diǎn)。每戶牧民有屬于自己的一片草場,在草場的端頭是牧民的定居點(diǎn),定居點(diǎn)沿道路兩側(cè)分布,每戶之間相隔大約300m左右,每戶的草場并排相聯(lián)平面布局形態(tài)呈現(xiàn)魚骨狀發(fā)展。(3)住居形態(tài):青海蒙古族多以蒙古包和土木房為主要住居類型,在東部河湟地區(qū)散居的蒙古族也多采用莊廓作為居住建筑,從民族特有民居類型來看,“蒙古包”仍是其典型代表。蒙古包是蒙古族特有的住宅類型,它是歷史上“逐水草而居”的蒙古牧民游牧生活的一種物質(zhì)載體。青海牧區(qū)往往在同一片草場同時(shí)存在藏族的帳篷和蒙古族的蒙古包,說明兩種民居形態(tài)均能很好的適應(yīng)高原草原的自然氣候環(huán)境,但外觀上兩者又存在較大差異。藏族使用牦牛毛編制帳篷形狀多為長方形,蒙古族多為羊毛氈為材料的圓形氈包,兩者居住習(xí)慣、建造工藝各不相同,體現(xiàn)出民族文化在住居形態(tài)的重要影響力。
2民居建筑文化多元共生的成因分析
基于以上多元民族建筑文化的分析,青海鄉(xiāng)土民居建筑文化具有典型的多樣性特征,多樣性背后的因素主要表現(xiàn)在自然氣候地理環(huán)境、生產(chǎn)生活方式和民族宗教文化三個(gè)方面。
2.1自然氣候地理環(huán)境多樣如前所述自然氣候地理環(huán)境是民居類型生成的主導(dǎo)因素,青海地域廣袤、土地類型多樣,這勢必形成風(fēng)格多樣的民居類型。青海民居建筑類型主要有莊廓、碉房、土坯房、帳篷等,它們都是基于本地區(qū)氣候條件和資源環(huán)境所做出的適宜建筑模式,[5]這也是高原特色鄉(xiāng)土景觀的重要組成部分。
2.2生產(chǎn)生活方式多樣應(yīng)該說自然地理環(huán)境決定了人們所從事的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式以及生活模式,青海高原多樣的地質(zhì)地貌類型必然形成多樣的生產(chǎn)方式,生產(chǎn)方式又導(dǎo)致生活方式的多樣化。根據(jù)青海土地類型,分為草地、耕地、林地、水面等,受海拔高度的影響不同海拔氣候地貌條件有較大差別,由此形成了畜牧業(yè)、農(nóng)耕種植業(yè)、以及半農(nóng)半牧的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。在歷史的長期演變發(fā)展中,各民族逐漸適應(yīng)了不同海拔高度的自然環(huán)境,形成各自相對成熟的生產(chǎn)方式,各民族各居其位、各得其所,構(gòu)成高原地區(qū)多元民族聚居團(tuán)結(jié)互助的社會環(huán)境。正是因?yàn)槊總€(gè)民族從事著對方民族不同的生產(chǎn)方式,利用著其他民族不善使用的種植技術(shù),各民族之間形成了和睦相處、互通有無的社會關(guān)系。
2.3民族宗教文化多樣青海世居著漢、藏、回、土、撒拉、蒙古等民族,他們信奉著不同的宗教文化,這在他們?nèi)粘Ia(chǎn)生活中占據(jù)著重要位置。漢族兼信儒、道、佛三教,藏族、土族和蒙古族多信奉藏傳佛教,而回族和撒拉族信奉伊斯蘭教,除漢族以外其他少數(shù)民族多為全民信教,按照教義的要求,他們的生活模式、社會關(guān)系都與宗教有著密切的聯(lián)系,他們以宗教為紐帶形成不同的民族共同體。各個(gè)民族均擁有本民族的宗教文化設(shè)施,用以強(qiáng)化民族身份實(shí)現(xiàn)民族內(nèi)在的凝聚力??v觀青海各民族宗教及民俗文化,他們擁有本民族的集體記憶、審美情趣以及生活方式,這些都基于民族文化認(rèn)同感的建立。
3結(jié)語
1.1節(jié)點(diǎn)模型建立文獻(xiàn)[1]試驗(yàn)柱架尺寸:柱徑210mm,梁截面120mm×180mm,燕尾榫榫頭端部寬60mm,榫頭根部寬50mm。由于模型對稱,為節(jié)約計(jì)算資源,可取半結(jié)構(gòu)建立精細(xì)化有限元模型。柱底和梁端分別通過與相應(yīng)參考點(diǎn)耦合建立鉸支座約束,以梁端榫頭為從面,以柱端卯口為主面建立接觸對,接觸屬性設(shè)為法向硬接觸、切向庫倫摩擦,摩擦系數(shù)取0.2。計(jì)算單元采用計(jì)算精度較高的三維八節(jié)點(diǎn)六面體線性非協(xié)調(diào)單元C3D8I,運(yùn)用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分技術(shù),通過切分模型,在接觸區(qū)域附近細(xì)化網(wǎng)格。模型網(wǎng)格劃分如圖1所示。
1.2材料本構(gòu)關(guān)系木材通常被認(rèn)作正交各項(xiàng)異性材料,試驗(yàn)采用的東北紅松[1]的材性試驗(yàn)結(jié)果見表1,其中下標(biāo)1、2、3分別代表木材的徑向、弦向和縱向。通過在Abaqus中賦予單元材料方向可以定義材料的正交各項(xiàng)異性。在彈性階段,木材的本構(gòu)關(guān)系可以由表1中E1~G239個(gè)工程常數(shù)來決定。木材的塑性特性采用Hill準(zhǔn)則模擬,參考屈服強(qiáng)度取木材順紋受壓強(qiáng)度34.76MPa,塑性發(fā)展考慮為理想彈塑性模型,根據(jù)木材各強(qiáng)度大小比值關(guān)系,計(jì)算出Hill準(zhǔn)則的6個(gè)屈服應(yīng)力比R11~R23,見表1。
1.3加載制度為考慮P-Δ效應(yīng)的影響,采用柱端加載方案。通過建立在柱頂并與柱頂截面耦合的參考點(diǎn)施加水平和豎向荷載。豎向設(shè)計(jì)荷載為10kN,先于水平荷載施加在柱端,使榫卯接觸關(guān)系平穩(wěn)建立起來。水平加載采用變幅值位移加載,初始值10mm,每級位移增量10mm,循環(huán)加載至最大位移幅值200mm,加載過程如圖2所示。計(jì)算過程中通過設(shè)置軟件中的Nlgeom開關(guān)為On來考慮幾何非線性。
2有限元計(jì)算結(jié)果分析
2.1破壞模式分析在豎向荷載和水平低周反復(fù)荷載作用下,榫頭逐漸從卯口中拔出,榫頭端部和卯口邊緣應(yīng)力增大,相繼進(jìn)入塑性發(fā)展。圖3為加載至最大位移幅值時(shí)卯口和榫頭的塑性發(fā)展分布,此時(shí)榫頭從卯口中拔出約20mm,節(jié)點(diǎn)承載力下降,可認(rèn)定連接已經(jīng)失效。
2.2剛度和延性分析通過梁端支座反力計(jì)算節(jié)點(diǎn)彎矩,通過分別柱端轉(zhuǎn)角和梁端轉(zhuǎn)角計(jì)算節(jié)點(diǎn)相對轉(zhuǎn)角,得到燕尾榫節(jié)點(diǎn)的彎矩-轉(zhuǎn)角(M-θ)滯回曲線如圖4所示??梢娧辔查竟?jié)點(diǎn)滯回曲線呈反Z形,表現(xiàn)出大量的滑移特征,滯回環(huán)面積逐漸擴(kuò)大,反映出燕尾榫較強(qiáng)的耗能能力。連接燕尾榫節(jié)點(diǎn)M-θ滯回曲線每次加載循環(huán)的峰值點(diǎn),得到其骨架曲線如圖5所示。從骨架曲線可以看出,燕尾榫節(jié)點(diǎn)經(jīng)歷彈性階段、強(qiáng)化階段和屈服階段,彈性階段的初始剛度約為40kNgn/rad,可見燕尾榫節(jié)點(diǎn)相對鉸接節(jié)點(diǎn)而言,具有一定的抗彎剛度。
將骨架曲線上從彈性階段進(jìn)入強(qiáng)化階段的臨界點(diǎn)作為屈服點(diǎn),從強(qiáng)化階段到曲線進(jìn)入下降段的臨界點(diǎn)作為極限點(diǎn),得到節(jié)點(diǎn)主要特征參數(shù)的有限元計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比如表2所示。由表2可見,由于在有限元計(jì)算中將木材簡化為理想彈塑性材料,且試驗(yàn)時(shí)榫卯之間的間隙沒有在有限元模型中考慮,導(dǎo)致有限元結(jié)果較試驗(yàn)值偏大,但二者在節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角的結(jié)果上吻合較好,說明利用有限元進(jìn)行榫卯節(jié)點(diǎn)模擬試驗(yàn)具有一定的可靠性和可行性,而為獲取更精確的數(shù)值分析結(jié)果則需考慮榫卯間的間隙并準(zhǔn)確模擬木材的塑性發(fā)展和破壞準(zhǔn)則。燕尾榫節(jié)點(diǎn)的極限轉(zhuǎn)角和延性系數(shù)分別達(dá)0.1rad和1.69,說明其具有較大的轉(zhuǎn)動能力,同時(shí)具有一定的延性。節(jié)點(diǎn)的極限彎矩為1.86kNgn,而榫頭的抵抗彎矩fmW=67.27×27000=18.16kNgn??梢娧辔查竟?jié)點(diǎn)是一種“弱節(jié)點(diǎn)”,其節(jié)點(diǎn)的抗彎承載力只有約構(gòu)件截面抵抗彎矩的1/10。
3結(jié)論