【摘要】工业与民用建筑是我国建筑业的基础行业,面对国际上建筑结构设计技术创新动向,工业与民用建筑的外围护结构设计以及建筑结构设计的新理论、新标准、新技术、新材料和新工艺也需要引进和吸收。本文着重对建筑的门窗、屋顶、外墙的设计策略进行探讨。
【关键词】门窗；屋顶；外墙；设计策略
引言
随着建筑业的日益革新,建筑成为我国建筑业的基础行业,由于人们生活水平的提高,人们对建筑的设计要求也在逐渐提高,尤其是建筑的外围护结构的设计成为了建筑业研究的重点。要想使得建筑的外围护结构设计更完善、功能性更全面,必须对当前建筑结构设计的程序、理念、材料和技术等进行研究和分析,新结构材料和新技术的应用能够在节约资源的同时,能够有效改善人们的工作及居住条件,因此,在我国建筑业发展的道路上必须不断对建筑的外围护设计进行研究和革新,对其设计策略进行不断的探讨,才能使人们的生活更舒适。
1 建筑外围护结构设计概述
建筑的外围护结构设计分为三个层面：第一层面是建筑物自身的建筑学设计,通过它来减少冬季热量损失和夏季热量获取,并提高采光的效率。这一层面的不佳决策最终会导致采暖、空调和照明设备成倍增加。第二层面包括被动式采暖、空调和昼光照明等技术的运用,这些技术利用自然资源在冬天提供采暖,夏季提供制冷,并常年为建筑物提供照明,与第一层面类似,这一层面上的正确决策也可以大幅减轻日后机械措施的压力。第三层面主要是利用不可再生能源的机械设备来满足前两个层面所不能满足的需求量。现代建筑的结构设计应当更多的考虑建筑的本体,在设计中多从第一层面和第二层面入手,从而减少对机械设备的依赖。减少机械设备的运用并非根本不用机械设备,科技的发展本来就是服务于人类,关键在于怎样合理健康的使用。应该看到利用机械设备改善室内热工环境是今后广大地区的发展趋势,建筑外围护结构设计必须充分考虑这一因素。
2 建筑的外围护结构设计策略
2.1 建筑的门窗设计
（1）门窗颜色的选配
门窗的颜色的选配是影响建筑最终效果的重要一环。在确定颜色时要与建筑外观相协调。
（2）门窗的通透性
门窗立面在主视部位的视线高度范围内（1.4m～1.8m左右）最好不要设置横框和竖框,以免遮挡视线。有些门窗需要采用高透光率的玻璃或者要求具有较大的开阔视野,便于观看室外风景。
（3）门窗的采光和通风
门窗的通风面积和活动扇数量要满足建筑通风要求，同时门窗的采光面积也应满足《建筑采光设计标准》的规定和建筑设计规范的要求。《公共建筑节能设计标准》第4.2.4条规定：建筑外窗每个朝向的窗墙面积比均不应大于0.70,当窗墙面积比小于0.40时,玻璃的可见光透射比不应小于0.4。
（4）门窗应与墙体可靠连接固定
门窗与墙体连接方法主要有钢附框连接、燕尾铁脚焊接连接、燕尾铁脚与预埋件连接、固定钢片射钉连接、固定钢片金属膨胀螺栓连接等几种。燕尾铁脚厚度应≥3mm,固定钢片厚度≥1.5mm,宽度≥15mm,所有燕尾铁脚和固定钢片表面应进行热浸镀锌处理,门窗连接固定点间距一般在300mm～500mm之间,不能大于500mm。
2.2 建筑屋顶设计
（1）屋顶的排水
1）划分排水分区排水区面积指屋面水平投影面积。每根落水管承担最大的排水面积不宜大于200m2,两根落水管间距小于18m～24m；
2）确定排水坡面的数目及排水坡度,B≤12m时可用单坡,B＞12m时用双坡；
3）确定天沟断面大小和天沟纵坡的坡度值；
4）雨水管的规格及间距。
（2）屋顶的防水
1）多道设防,复合防水
一方面是指屋面防水等级为Ⅰ、Ⅱ级的多道设防时,应采用多道卷材或卷材涂膜、刚性防水复合使用,并应将耐老化、耐穿刺、抗拉强度较高的防水材料置于防水层的表面；另一方面是指屋面防水在立管根部、出水口周围以及泛水节点、卷材收头等容易渗漏的薄弱部位,采用密封材料或卷材等组成多道设防的局部补强附加层。
2）防排结合
即采取以防为主,以排为辅,这是屋面工程防水设计的一项重要原则。屋面工程的防水设计如果坡度不够,落水口布置部位不妥和数量不够,管径偏小,以及天沟、檐沟宽度不够,都会造成排水不畅,极易造成屋面局部积水,长久下来,防水层处于干湿、冻融交替作用,势必造成防水层破坏,由于屋面积水,也会引发墙面连带渗漏。
（3）屋顶的保温
不同地区,不同建筑,有不同的热工节能设计要求。用于屋面节能工程的保温隔热材料,其品种、规格应符合设计要求和相关标准的规定。用于屋面节能工程的保温隔热材料,其导热系数、密度、抗压强度、燃烧性能必须符合设计要求和强制性标准的规定。提高屋面的保温隔热性能,对提高抵抗夏季室外热作用的能力尤其重要,这也是减少空调耗能,改善室内热环境的一个重要措施。
2.3 楼地面设计
为了克服以往普通住宅隔层楼板所用的空心预制板存在着抗震性差、易产生裂纹、易渗漏等弊病,而改用厚度仅为80mm～120mm的现浇钢筋混凝土实心楼板。因后者厚度远远低于空心预制板的厚度,其隔音效果随之变差。聚乙烯隔音垫隔音性能优良,许多住户在铺设地板时,选用它作为底垫材料,除了保温隔热外,在隔绝上下楼间的噪声传递和建筑物固体传声方面,都有独到的效果。同时该产品的防潮性能优越,底层住户也可将它铺设在地面下以杜绝潮气。
2.4 建筑外墙设计
（1）保温设计
1）硬质聚氨酯复合
发泡陶瓷保温板主要以发泡陶瓷保温板为保温材料,作为模板内衬现浇或采用粘结方式将保温板固定在墙体的外表面上,抹面层采用专用界面剂加水泥砂浆的方式或采用专用抹面砂浆,外饰面为涂料或面砖。
2）STP超薄绝热保温板
STP保温板是由无机纤维芯材与高强度复合阻气膜通过抽真空封装技术复合,外覆专用砂浆,制成的一种高效保温板材。此类系统板材对施工现场也有较为严格的要求,严禁切割弯曲,严禁重物敲击,严禁锐物刺穿,而且对局部异型部位还需要特别制作。
3）整体式复合保温装饰板
整体式复合保温装饰板外保温系统是通过低碱度硫铝酸盐聚合物水泥、膨胀玻璃微珠将聚苯乙烯挤塑板以夹芯式组合成轻质保温节能板,并把辊涂技术的金属板或氟碳涂料通过精确数控定位,制造出各种大理石纹、仿金属面层和金属面层的装饰材料。
（2）绿化设计
1）固定结构系统
使用材料为镀锌角钢,预先制作的角钢固定在建筑预留的联墙构件上,安装尺寸符合绿化模块的安装模数。
2）浇灌及排水系统
浇灌系统由绿化墙面最顶部的一根浇灌管和相互连接的模块所形成的完整的浇灌通路组成,由自动控制系统控制以若干区域轮流灌溉的方式完成全墙面的浇灌步骤,各个轮灌区域的浇灌持续时间根据绿化墙面的形状有所不同,尽可能的节约用水。排水系统利用景墙最底部的PVC集水管将多余的水集中排放至指定排水处。
3）防水系统
使用一层PE膜将绿化模块和绿化钢结构隔离,使浇灌多余的水能被引流至底部的排水槽中。
结束语
在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天,合理的建筑外围护结构设计可使建筑起到良好的保温、防热、通风的效果,从而满足人体舒适度的要求。建筑外围护结构却是基于塑性理论的状态设计方法,这是对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,需要我们用优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。
注：原文发表在2013年（12）《建筑与发展》
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
