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      1. 工程質(zhì)量新概念和管理標(biāo)準(zhǔn)體系(上)

        作者:姚兵    
        時間:2010-02-25 15:53:47 [收藏]
        ?姚兵會長在“建設(shè)與房地產(chǎn)管理國際學(xué)術(shù)研討會(ICCREM 2009)”上的講話
            關(guān)鍵詞:新概念 體系 質(zhì)量
          工程質(zhì)量是建筑業(yè)永恒的主題,它不僅影響建筑市場主體的利益,也影響著人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全。今天結(jié)合建設(shè)與房地產(chǎn)工程建設(shè)實(shí)際,講一講工程質(zhì)量在新形勢下應(yīng)包含的四大概念,并介紹與工程建設(shè)相關(guān)的管理標(biāo)準(zhǔn)體系。
          一、工程質(zhì)量的新內(nèi)涵及制度創(chuàng)新
          隨著國家投資體制和工程建設(shè)管理體制改革的進(jìn)一步深化,特別是住房制度改革的深化,社會對于工程質(zhì)量的期望越來越高,工程質(zhì)量已經(jīng)不再是單純追求滿足建筑物的結(jié)構(gòu)安全和使用功能,僅僅滿足符合性要求,完善的工程質(zhì)量應(yīng)以顧客滿意為宗旨,內(nèi)涵包括結(jié)構(gòu)質(zhì)量、功能質(zhì)量、魅力質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展質(zhì)量四大新概念。
          1.結(jié)構(gòu)質(zhì)量
          結(jié)構(gòu)質(zhì)量是建設(shè)工程質(zhì)量價(jià)值實(shí)現(xiàn)的核心,一旦發(fā)生結(jié)構(gòu)質(zhì)量隱患,后果就不堪設(shè)想。建設(shè)工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量的優(yōu)劣,不僅決定工程質(zhì)量的好壞,而且涉及人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。建筑結(jié)構(gòu)的安全、可靠是建筑工程質(zhì)量的重要指標(biāo)。結(jié)構(gòu)安全既包括正常使用條件下的安全、耐久、適用,也包括極端條件下(如地震、臺風(fēng)、冰凍災(zāi)害)工程的良性破壞和工程使用人的人身安全?,F(xiàn)就目前工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量狀況,從合理壽命、抗災(zāi)能力、結(jié)構(gòu)優(yōu)化三個方面來探討結(jié)構(gòu)質(zhì)量對建筑物質(zhì)量的作用。
          1.1.合理壽命
          1.1.1. 工程使用壽命現(xiàn)狀
          大型工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)損壞造成使用壽命縮短的實(shí)例不斷映入眼簾,令人十分痛心。
          據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示,分別建于1984年和1989年的濟(jì)南、濰坊機(jī)場的跑道早已不能使用;北京三元里立交橋和天津八里臺立交橋,使用不到10年就出現(xiàn)較大裂縫;上海站的枕軌僅使用8年就破損2/3;1980年投入使用的西直門立交橋已經(jīng)加固;1990年交付的國家奧林匹克體育中心已經(jīng)大規(guī)模修補(bǔ)等等。以上工程主體結(jié)構(gòu)一次使用壽命均不到50年,有的不到20年甚至不到10年。這些80年代的工程按當(dāng)時設(shè)計(jì)施工是符合國家規(guī)范的,但隨著改革開放的發(fā)展,這些結(jié)構(gòu)嚴(yán)重的超負(fù)荷使用,所以出現(xiàn)了諸多問題。
          而近年來一些工程在工程交付不久就出現(xiàn)結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題,雖然不存在安全隱患,但主體結(jié)構(gòu)的裂縫也嚴(yán)重影響使用壽命。如2004年就投入建設(shè)的沈陽虎石臺公鐵立交橋在建當(dāng)年準(zhǔn)備竣工時發(fā)現(xiàn)較大裂縫,致使2009年才交付使用??⒐H2年的南京漢中門大橋,在2009年12月被發(fā)現(xiàn)其花崗巖欄桿出現(xiàn)50多處裂縫,影響正常使用。
          由于結(jié)構(gòu)質(zhì)量不合格,我國建筑物實(shí)際使用期限的統(tǒng)計(jì)資料顯示出工程使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期水平。對于辦公樓、住宅旅館、醫(yī)院及學(xué)校等建筑物,除鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)平均使用年限為51年以外,磚石、砌塊結(jié)構(gòu)平均使用年限43.75年,一些建筑在使用過程中存在安全隱患。工業(yè)建筑物的結(jié)構(gòu)破損比較嚴(yán)重,其結(jié)構(gòu)的使用壽命不能保證50年,這與我國規(guī)范規(guī)定的普通房屋結(jié)構(gòu)所要求的50年以上或100年及以上的使用年限相差甚遠(yuǎn)。
          1.1.2結(jié)構(gòu)質(zhì)量對工程合理壽命的影響
          根據(jù)《民用建筑設(shè)計(jì)通則(試行)》,一般認(rèn)為按民用建筑的主體結(jié)構(gòu)確定的建筑耐久年限分為四級:一級100年以上,適用于重要的建筑和高層建筑(指10層以上住宅建筑、總高度超過24米的公共建筑及綜合性建筑);二級耐久年限為50—100年,適用于一般建筑,三級耐久年限為25—50年,適用于次要建筑;四級為5年以下,適用于臨時性建筑。若對于地基和主體結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)量缺陷,是否在合理使用壽命內(nèi)引起爭議,應(yīng)首先確定該建筑物的合理使用壽命。根據(jù)2001年1月1日實(shí)施的《建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例釋義》規(guī)定:工程合理使用壽命是指從工程竣工驗(yàn)收合格之日起,工程的地基基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)能保證在正常的情況下安全使用的年限。工程合理使用年限也是勘察、設(shè)計(jì)單位的責(zé)任年限。
          建設(shè)工程結(jié)構(gòu)的耐久性與建筑物的使用壽命密切相關(guān),結(jié)構(gòu)耐久性越好使用壽命越長。而工程結(jié)構(gòu)的使用壽命又取決于以下四個方面的因素。
          (1)材料的自身特性。以鋼結(jié)構(gòu)為例,由于鋼材的強(qiáng)度主要與受力大小和受力性質(zhì)有關(guān),如受彎構(gòu)件,采用高強(qiáng)度的鋼材很容易由撓度或局部失穩(wěn)控制截面,使強(qiáng)度不能充分發(fā)揮;受壓桿件,細(xì)長壓桿整體穩(wěn)定與承載力和鋼材強(qiáng)度無關(guān),可采用低強(qiáng)度鋼材;中長壓桿及短桿,當(dāng)內(nèi)力不大時不一定有利;受拉桿件,當(dāng)桿件內(nèi)力不大時,采用高強(qiáng)度鋼材使截面過小,可由長細(xì)比控制。
          (2)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量。設(shè)計(jì)因素如材料的選擇、強(qiáng)度的值、設(shè)計(jì)計(jì)算與構(gòu)造措施等,施工因素如焊接材料的選擇、防火涂料的選擇、連接處的處理、施工質(zhì)量控制等,都直接影響結(jié)構(gòu)的壽命。如為了延長工程的使用壽命,鋼結(jié)構(gòu)施工工藝要求涂兩道防銹漆,并且彩鋼板用電鍍鋅且鍍鋅標(biāo)準(zhǔn)為最低180克,需要兩涂兩烘,這樣來增加外圍保護(hù)層的抗腐蝕能力,鋼筋的壽命也能延長。
          (3)結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境。外界環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)壽命的影響十分顯著。以鋼結(jié)構(gòu)為例,在所有環(huán)境因素中,鋼筋腐蝕的危害最大。建筑物的鋼筋在干燥環(huán)境下是不容易銹蝕的,多數(shù)房子在50年里不會因?yàn)殇摻钿P蝕而受損,但是在潮濕的環(huán)境下或者有氯化物侵蝕的建筑物,一般的邊緣帶、角部、女兒墻較易損壞,鋼筋易銹蝕,保護(hù)層易脫落。
          (4)結(jié)構(gòu)的使用條件與防護(hù)措施。結(jié)構(gòu)的使用條件和特定的防護(hù)措施、壽命期間的維護(hù)不同,將使結(jié)構(gòu)內(nèi)在壽命延長。正常大氣環(huán)境和應(yīng)力狀態(tài)下,鋼結(jié)構(gòu)大約腐蝕深度為每十年0.4mm(有腐蝕條件的建筑除外)。因此對鋼結(jié)構(gòu)建筑的說明應(yīng)注明使用條件和維護(hù)要求。我國至今對建筑物使用階段的使用安全與維護(hù)管理還在逐步規(guī)范中。
          (5)一次性投資。結(jié)構(gòu)使用壽命與一次性投資有關(guān),一次性投資越大,建筑物的使用年限越長。如歐洲的很多鋼結(jié)構(gòu)建筑物已建造了近百年,至今完好。目前很多業(yè)主在選擇鋼結(jié)構(gòu)承包商時,都愿意用較大的成本換取鋼結(jié)構(gòu)的終身保修,這樣的做法雖然一次投資大,但在一定程度上保證了鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命。世界預(yù)制輕鋼結(jié)構(gòu)建筑系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造的領(lǐng)先者巴特勒公司的鋼結(jié)構(gòu)建筑都能保證使用百年以上。
          1. 2 抗災(zāi)能力
          1.2.1工程抗災(zāi)能力現(xiàn)狀
          隨著人類社會的發(fā)展和進(jìn)步,災(zāi)害帶來的損失也越來越嚴(yán)重。我國是一個多自然災(zāi)害的國家,地震、風(fēng)災(zāi)、水災(zāi)、火災(zāi)等災(zāi)害,均造成過重大損失,尤其是對建筑物。
          (1)地震:是迄今具有巨大潛能和最大危害性的災(zāi)害,我國約46%的城市和許多重大工程設(shè)施分布在地震帶上,約2/3的大城市處于地震區(qū),200余座大城市位于地震烈度7度以上地區(qū),20座百萬以上人口的特大城市位于地震烈度8度的高強(qiáng)地震區(qū),歷次地震都不同程度地對建筑物造成了損壞。2008年5月12日,四川汶川地震震級達(dá)到里氏8級,地震造成百萬房屋倒塌,千萬間房屋損壞,北川縣城、汶川縣映秀鎮(zhèn)等部分城鎮(zhèn)夷為平地,初步估計(jì)此次地震及其引起的次生災(zāi)害造成災(zāi)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施損失超過1800億元。為了減弱地震的損失,現(xiàn)行的2001規(guī)范,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011—2001)(2008年汶川地震后作了局部修訂),從2002年1月1日實(shí)施,1989和2001規(guī)范引入了彈塑性分析法和時程分析法抗震計(jì)算,提出了“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設(shè)防原則。但除此之外,建筑物的受損情況除了與震級作用大小有關(guān)外,還跟場地條件、設(shè)計(jì)、施工等多種因素有關(guān)。
          (2)風(fēng)災(zāi):全球超過15%的人口居住有熱帶暴風(fēng)雨危險(xiǎn)的地區(qū),如美國東南部、日本、菲律賓等,其中包括我國沿海。另外,東起臺灣、西達(dá)陜甘、南迄兩廣、北至漠河,以及湘黔丘陵和長江三角洲,均有強(qiáng)龍卷風(fēng)。隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,一座座標(biāo)志性的高層建筑拔地而起,人們更加關(guān)心風(fēng)這個自然因素對高層建筑的影響。美國John Hancock大樓受風(fēng)災(zāi)影響,更換了10348塊玻璃,增加預(yù)算830萬美元。國內(nèi)近幾年來建筑物的玻璃幕墻、屋頂搭蓋物被大風(fēng)吹毀的事例也不少。如浙江大學(xué)逸夫樓在一夜大風(fēng)勁吹下,所有的幕墻玻璃幾乎都被吹毀。至于臺風(fēng)季節(jié)建筑物、結(jié)構(gòu)物、幕墻玻璃及覆蓋物等被風(fēng)吹毀的事例,在沿海城市更是屢見不鮮。風(fēng)災(zāi)的課題,已責(zé)無旁貸地展現(xiàn)在今日城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)部門、施工單位的面前。如同城市中大氣污染、噪聲污染、光污染、采光權(quán)糾紛等環(huán)境問題一樣,能否在高層建筑的規(guī)劃與布局伊始就周密地考慮到優(yōu)化風(fēng)環(huán)境,防范不測風(fēng)災(zāi),而進(jìn)行認(rèn)真的論證和試驗(yàn),這已成為評估城市建設(shè)規(guī)劃優(yōu)劣的一個重要衡量指標(biāo)。
          (3)火災(zāi):隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速、人口和建筑群的密集,建筑物的火災(zāi)概率大大增加,我國平均每年火災(zāi)6萬余起(60800次/年),其中建筑物火災(zāi)占火災(zāi)總數(shù)的60%左右,因火場溫度和持續(xù)時間的不同而造成的災(zāi)害,使不少建筑物提前破損,使更多的建筑物受到嚴(yán)重?fù)p壞。
          (4)水災(zāi):我國大陸海岸線長達(dá)18000km,全國70%以上的城市,55%的國民經(jīng)濟(jì)收入分布在沿海地帶,每年僅因海洋災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過20億元,目前我國1/10的國土、100多座大中城市的高程在江河洪水位以下;我國每年水災(zāi)導(dǎo)致房屋倒塌發(fā)生數(shù)十萬到數(shù)百萬起,比地震嚴(yán)重得多。
          1.2.2結(jié)構(gòu)質(zhì)量對工程抗災(zāi)能力的影響
          隨著科技的進(jìn)步,房屋不再是為人們提供遮風(fēng)避雨的場所,有了越來越多的其他功能。然而,當(dāng)災(zāi)難來臨,仍有大部分工程抵擋不了強(qiáng)烈的沖擊而紛紛倒下。各種災(zāi)害往往造成城市建筑物群破壞和倒塌,尤以地震災(zāi)害為甚。1976年唐山發(fā)生7.8級地震,由于沒有抗震設(shè)防,造成了24萬人死亡,經(jīng)濟(jì)損失超過百億元,10年過后,這座城市才恢復(fù)元?dú)?。?985年智利瓦爾帕萊索市,同樣是7.8級地震,人口183萬,由于其預(yù)先采取了有效的抗震設(shè)防措施,只有150人死亡,不到一周,整個城市便恢復(fù)原樣。
          建筑材料的不同,工程結(jié)構(gòu)的不同,直接影響著工程抗災(zāi)能力的強(qiáng)弱。
          (1)不同年代按不同抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)修建的房屋,震害明顯不同。我國自1978年開始,不定期頒布和修訂建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,形成了不同版本的規(guī)范。從各年震害顯示,1990年以后修建的房屋震害情況有顯著減輕的趨勢。1989規(guī)范以前,框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)主要基于安全系數(shù)法,從1989規(guī)范開始,采用了基于以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法,提出了強(qiáng)度驗(yàn)算和變形驗(yàn)算這一更高的要求;在磚混結(jié)構(gòu)方面,人們對圈梁和構(gòu)造柱重要性的認(rèn)識也是逐步提高的,1978年以前對6度區(qū)磚房沒有圈梁和構(gòu)造柱的設(shè)置要求,對7~9度設(shè)防的磚房在3~6層內(nèi)也沒有要求設(shè)置構(gòu)造柱,1989和2001規(guī)范在圈梁和構(gòu)造柱的設(shè)置上提出更高的要求,符合這些要求的房屋建筑,震害明顯減輕。
          (2)不同的典型住宅結(jié)構(gòu)對災(zāi)害的抵抗程度不同。土木石結(jié)構(gòu)最容易受到破壞,46.56%的村鎮(zhèn)在遭受災(zāi)害后都會損毀1/2以上的土木石結(jié)構(gòu)住宅,地震、洪水和火災(zāi)是主要的災(zāi)害。砌體結(jié)構(gòu)易受損的程度次之。其中,砌體結(jié)構(gòu)的主要災(zāi)害是洪水、火災(zāi)、地震和風(fēng)雹雪災(zāi);磚混結(jié)構(gòu)的主要災(zāi)害是洪水、火災(zāi)、沙暴和風(fēng)雹雪災(zāi)。最有抵抗能力的是鋼結(jié)構(gòu),而且這種結(jié)構(gòu)對大多數(shù)災(zāi)害的抗災(zāi)能力都較強(qiáng),是未來建筑結(jié)構(gòu)的重要發(fā)展趨勢。
          (3)水泥、混凝土標(biāo)準(zhǔn)改變后,房屋震害減輕。20世紀(jì)90年代以來,國家對水泥和混凝土的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了重大調(diào)整:一是淘汰了舊標(biāo)準(zhǔn)中廣泛使用的275號和325號兩個低標(biāo)號水泥,新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水泥強(qiáng)度最低等級為32.5(2008年又被淘汰),相當(dāng)于舊標(biāo)準(zhǔn)的425號水泥,大大提高了水泥強(qiáng)度等級;二是混凝土標(biāo)號改為混凝土強(qiáng)度等級與國際接軌,強(qiáng)度有所提高。如:新標(biāo)準(zhǔn)C20等級混凝土比原200號混凝土強(qiáng)度提高了11%。材料標(biāo)準(zhǔn)上的不斷改進(jìn),有助于水泥砂漿和混凝土強(qiáng)度的提高,有助于結(jié)構(gòu)抗震性能的提高,在汶川地震倒塌的房屋中,2000年以后修建的極少。
          (4)不同的墻體材料,房屋震害差異較大。鋼結(jié)構(gòu)的抗災(zāi)能力較強(qiáng),汶川地震中門式鋼架輕型鋼房屋沒有一幢倒塌,與周邊房屋的倒塌和破損形成鮮明對比。而由鋼筋混凝土構(gòu)筑的剪力墻結(jié)構(gòu)房屋,普遍震害也較輕。由各種燒結(jié)磚、混凝土砌塊、輕質(zhì)墻體材料等組成的框架填充墻,震害比較嚴(yán)重,但也有大致的規(guī)律:空心砌塊墻震害大于實(shí)心砌體墻;無筋墻體震害大于有筋墻;加氣混凝土輕質(zhì)墻震害大于普通燒結(jié)磚墻體。
          1.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
          1.3.1工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)狀
          (1)建筑材料選用的現(xiàn)狀
          隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展,規(guī)模的不斷擴(kuò)大,消耗了大量的自然礦物資源、能源,同時又向大氣中排放大量的有害氣體,嚴(yán)重污染環(huán)境、破壞生態(tài)。由此帶來的資源枯竭、環(huán)境破壞,已經(jīng)引起人們的警惕。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國建筑業(yè)每年消耗的混凝土達(dá)15億立方米,建筑用鋼超過7000萬噸,幾乎占全球的1/3。鋼筋和混凝土作為主要的工程結(jié)構(gòu)材料,是國家工程建設(shè)必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ),它消費(fèi)了大量的能源和資源,給國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展帶來了挑戰(zhàn)。因此,如何優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu),用較少的資源來滿足大規(guī)模建設(shè),就成為目前急需解決的問題。
          在工程建設(shè)過程的設(shè)計(jì)階段,當(dāng)滿足建筑的諸多功能后,工程造價(jià)的控制成為投資者評價(jià)設(shè)計(jì)質(zhì)量優(yōu)劣、衡量設(shè)計(jì)水平、選擇設(shè)計(jì)單位的重要標(biāo)準(zhǔn)。因此,為業(yè)主提供優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)產(chǎn)品,提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性,已成為每一個設(shè)計(jì)單位努力追求的目標(biāo)。由于在建筑產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)造價(jià)所占的比重很大,通過對建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),不僅能夠提高建筑物的安全度,而且能夠有效的降低工程造價(jià),從而實(shí)現(xiàn)投資效益的最大化。
          其實(shí),對工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化一直是設(shè)計(jì)師們的目標(biāo)。目前,美國、日本、英國、澳洲等國家正積極推動鋼結(jié)構(gòu)建筑,如在住宅領(lǐng)域的預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅。鋼結(jié)構(gòu)建筑具有綠色環(huán)保無污染、可再生循環(huán)使用的特點(diǎn)。眾多國內(nèi)的專家認(rèn)為,鋼結(jié)構(gòu)建筑充分契合了綠色環(huán)保、節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的社會發(fā)展方向,是未來建筑結(jié)構(gòu)的主流發(fā)展方向。
          (2)設(shè)計(jì)方法應(yīng)用現(xiàn)狀
          早在1300多年前,我國隋朝的李春設(shè)計(jì)并監(jiān)造的趙州橋就體現(xiàn)了許多“結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)”的思想。在近代歐洲,1869年由Maxwell及1990年由Cilley等人提出同破壞設(shè)計(jì),1904年米歇爾又提出最小體積桁架的設(shè)計(jì)問題,才使優(yōu)化思想應(yīng)用于土建結(jié)構(gòu)有了一定的理論依據(jù)。但這些方法的意義只有在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)之后才被認(rèn)識。電子計(jì)算機(jī)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,使設(shè)計(jì)水平提高到了一個前所未有的高度。
          1.3.2工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要內(nèi)容
          (1)對建筑材料的優(yōu)化
          多安全才算安全?(How Safe is Safe enough?)”一直是一個難以解決的問題。如果僅僅追求建造成本低,特別是降低用鋼量,往往造成施工難度增大,結(jié)構(gòu)的耐久性差,維修加固費(fèi)用增高,從結(jié)構(gòu)的整個生命周期來看,總費(fèi)用將會提高,這實(shí)際上是不經(jīng)濟(jì)的;如果結(jié)構(gòu)的安全水平設(shè)置過高,又會使得投資浪費(fèi),影響國家的綜合發(fā)展。優(yōu)化是一種很有價(jià)值的工具,優(yōu)化的目標(biāo)通常是求解具有最小重量的結(jié)構(gòu),同時必須滿足一定的約束條件,以獲得最佳的靜力或動力等性態(tài)特征。結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的在于在滿足既定質(zhì)量、功能要求的前提下尋求既安全又經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式,也就是在滿足工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量的前提下,達(dá)到成本的最低。
          建筑鋼結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比,具有壽命周期長、跨度大、抗震抗風(fēng)能力強(qiáng)、外表美觀、建造周期短、維修費(fèi)用低等一系列的優(yōu)點(diǎn),因而作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方案越來越受歡迎,得到了飛速的發(fā)展。
          鋼結(jié)構(gòu)的耐久性是當(dāng)前我國困擾鋼結(jié)構(gòu)工程的問題。國內(nèi)外統(tǒng)計(jì)資料表明,由于鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性病害而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的。我國鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工規(guī)范重點(diǎn)放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求,對環(huán)境因素作用下的耐久性要求相對較少。而鋼結(jié)構(gòu)的耐久性應(yīng)分兩部分看,首先,結(jié)構(gòu)的使用壽命,與設(shè)計(jì)的使用期限有關(guān),一般為50年,在正常設(shè)計(jì)期限內(nèi),結(jié)構(gòu)還是需要維護(hù)的,如定期檢查和補(bǔ)刷防銹漆等;另一方面是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的壽命,這些就跟所使用的圍護(hù)材料有很大的關(guān)系了。因此,鋼結(jié)構(gòu)的壽命取決于制作、安裝和維護(hù)等多個細(xì)節(jié),要重視結(jié)構(gòu)的耐久性,通過各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制,減少腐蝕對結(jié)構(gòu)造成的危害。只有這樣才能確保各種結(jié)構(gòu)在使用期間內(nèi)的正常管理和運(yùn)營,減少不必要的浪費(fèi)。
          (2)對設(shè)計(jì)方法的優(yōu)化
          實(shí)際上,工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過程是非常復(fù)雜的,電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了工具。計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序的不斷完善和全面應(yīng)用,使結(jié)構(gòu)工程師從繁重復(fù)雜的結(jié)構(gòu)計(jì)算中解脫出來。工程師可以在概念、經(jīng)驗(yàn)和估算的基礎(chǔ)上借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行可靠的分析計(jì)算,經(jīng)過多次計(jì)算比較和調(diào)整,使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理和經(jīng)濟(jì)。在利用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時,要注意以下問題:
          1)不能盲目的依賴計(jì)算機(jī)。因計(jì)算軟件的缺陷和設(shè)計(jì)人員不加分析的盲從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)錯誤的現(xiàn)象時有發(fā)生,所以對用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算程序的基本理論假定、應(yīng)用范圍和限制條件以及程序與規(guī)范的結(jié)合一定要搞清楚;。
          2)對于輸入的幾何圖形、構(gòu)件尺寸、荷載數(shù)據(jù)等應(yīng)認(rèn)真核對、力求準(zhǔn)確無誤。避免因數(shù)據(jù)輸入錯誤造成計(jì)算分析結(jié)果的錯誤或較大的誤差。比如,高層建筑標(biāo)準(zhǔn)層荷載數(shù)據(jù)的輸入出現(xiàn)錯誤,其累加后對結(jié)構(gòu)計(jì)算所產(chǎn)生的影響是不容忽視的,將導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果要么不安全、要么不經(jīng)濟(jì)。
          3)對計(jì)算參數(shù)的選取要正確合理。選取不同的計(jì)算參數(shù)會得出完全不同的計(jì)算結(jié)果,要根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)的具體情況和計(jì)算程序的功能要求合理選取。比如,高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算自振周期折減系數(shù)的取值,要根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式以及填充墻的材料和數(shù)量,選取恰當(dāng)?shù)臄?shù)值對計(jì)算周期進(jìn)行折減,若折減系數(shù)選取偏大,會使計(jì)算地震力小于實(shí)際的地震力,造成結(jié)構(gòu)分析偏于不安全,反之則不經(jīng)濟(jì)。
          4)注意實(shí)際結(jié)構(gòu)與計(jì)算模型的差異。所有的計(jì)算理論和設(shè)計(jì)程序都是建立在一些假定和理想的計(jì)算模型之上的,而實(shí)際結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)又是千差萬別的,一味地依賴電腦或計(jì)算手冊的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會給結(jié)構(gòu)留下較多的隱患,所以任何構(gòu)件的計(jì)算都應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定結(jié)構(gòu)的約束關(guān)系,并利用結(jié)構(gòu)概念、工程經(jīng)驗(yàn)對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,判斷其是否合理,以確保最終結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確。
          2.功能質(zhì)量
          2.1 建筑功能設(shè)計(jì)上存在的問題
          2.1.1功能設(shè)計(jì)不適用
          我們常??吹揭恍┙ㄖ脑O(shè)計(jì)是多余的,或者是功能不合理,導(dǎo)致建筑的不適用。例如有些行政辦公大樓,在前廳旁設(shè)計(jì)一個中廳,而中廳除了一個上二層的樓梯外,沒有其他功能,但凈空高度達(dá)十幾米。這樣高大的空間沒有任何使用價(jià)值,卻提高了造價(jià),給人空洞無物的感覺。還有一些把不同功能特征的房間設(shè)計(jì)在一起,導(dǎo)致互相影響,互相排斥的情況,例如有的賓館方案設(shè)計(jì)時,在客房對面設(shè)計(jì)了歌舞廳和卡拉OK廳,把休閑娛樂房間安排在客房的對面將影響客人的休息,也缺少私密性。有些房間功能尺度不妥,也會導(dǎo)致功能設(shè)計(jì)不適用,例如某個學(xué)校的教學(xué)樓有2個走廊,一個是教室走廊,寬為2.7米,一個是辦公區(qū)走廊,寬為3米,而計(jì)算一下兩走廊的人流量,是前者人流更多需要更寬一些。這些不適用的建筑功能設(shè)計(jì),會影響到建筑的使用,給人們的學(xué)習(xí)和生活帶來不便。
          2.1.2技術(shù)設(shè)計(jì)不方便
          建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)處理不當(dāng)可能導(dǎo)致建筑物使用的不方便。如有一棟長約80米的建筑物,按規(guī)范應(yīng)設(shè)變形縫或采取設(shè)后澆帶的方式解決建筑變形。把變形縫的位置設(shè)置在教室的中部,就不便于清掃垃圾,不夠妥當(dāng)。而一個圖書館的大廳在設(shè)計(jì)時是作為一個防火分區(qū)考慮的,而大廳四周的門窗設(shè)計(jì)卻是普通的鋁合金門窗,這是不符合設(shè)計(jì)要求的,因?yàn)榘匆?guī)范要求所開設(shè)的門窗必須是防火門窗。
          也有一些建筑設(shè)計(jì)不完全,導(dǎo)致不能正確反映一棟建筑所包含的功能需求,從而造成使用上的不便。如某高校的一個學(xué)術(shù)交流中心初步設(shè)計(jì)方案,建筑物規(guī)模為1.7萬平方米,主要分會議、就餐,住宿、娛樂四個部分。就方案來講,設(shè)計(jì)人員不論在平面布置組合、功能分區(qū)的聯(lián)系、還是建筑立面與外部環(huán)境協(xié)調(diào)方面無可挑剔,不失為一個優(yōu)秀的方案。但仔細(xì)推敲其內(nèi)部的使用功能設(shè)計(jì),確實(shí)不完整的。第一,該方案中未考慮該建筑物應(yīng)有的“接待”這一功能要求。在會議室附近也未把“休息”這一功能要求設(shè)計(jì)進(jìn)去,整個大樓沒有一處反映這種功能要求的房間。按規(guī)范要求,該建筑中設(shè)計(jì)有殘疾人坡道供殘疾人通行,但整個大樓卻未設(shè)計(jì)一個殘疾人專用廁所,也是功能不全的例子。
          2.2 功能質(zhì)量的概念
          不同的建筑產(chǎn)品,有著不同的功能。例如,工業(yè)廠房要滿足生產(chǎn)一定工業(yè)產(chǎn)品的要求,既要考慮設(shè)備的布置、安裝的場地和條件,又要考慮必須的空調(diào)、采暖、照明、給排水等功能,以便提供適宜的生產(chǎn)環(huán)境。功能通常是業(yè)主、設(shè)計(jì)單位和施工單位最關(guān)注的方面,盡管建筑的外觀造型能夠吸引人們的目光,但人們往往不會只停留在對外在形式美的欣賞上,而會從感覺外在的形式到功能方面的理性認(rèn)識上。
          從某種程度上說,建筑產(chǎn)品的質(zhì)量歸根到底是功能質(zhì)量。使用者對功能要求必然伴隨著對功能質(zhì)量的要求,沒有適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量要求,就不能有效地實(shí)現(xiàn)功能。另一方面,建筑是各類消費(fèi)品中耐久性最長、耗用資源最多、同生態(tài)環(huán)境結(jié)合最密切的產(chǎn)品。投入使用后,仍需不間斷地供熱、制冷、耗電、用水和生產(chǎn)垃圾,其功能好壞對社會可持續(xù)發(fā)展關(guān)系極大。因此,提高工程的功能質(zhì)量即迫切又必要。
          所謂功能質(zhì)量就是綜合運(yùn)用傳統(tǒng)工藝及當(dāng)代科技成就,通過物質(zhì)要素、文化要素和生態(tài)環(huán)境的有效整合,實(shí)現(xiàn)內(nèi)在質(zhì)量與外在功能的統(tǒng)一,全面貫徹“適用、方便、智能、經(jīng)濟(jì)維修與保養(yǎng)”的方針,為人類生存和發(fā)展提供良好的服務(wù)。
          有些建筑物由于受客觀條件的限制,必須采取有效的技術(shù)措施處理后方能達(dá)到適用上的最佳效果,例如對于東西朝向的建筑,采取遮陽等技術(shù)措施以后方能解決西曬問題。
          2.2.1適用
          功能質(zhì)量的適用性指工程滿足使用目的的各種性能,具體包括:
          (1)理化性能,如:尺寸、規(guī)格、保溫、隔熱、隔音等物理性能,耐酸、耐堿、耐腐蝕、防火、防風(fēng)化、防塵等化學(xué)性能;
          (2)結(jié)構(gòu)性能,如地基基礎(chǔ)牢固程度,結(jié)構(gòu)和足夠強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性;
          (3)使用性能,如住宅工程能滿足起居的需要,工業(yè)廠房能滿足生產(chǎn)活動的需要,道路、橋梁、鐵路、航道能通達(dá)便捷等,建設(shè)工程的組成部件、配件、水、暖、電、衛(wèi)器具、設(shè)備也要能滿足其使用功能;
          (4)外觀性能,指建筑物的造型、布置、室內(nèi)裝飾效果、色彩等美觀大方、協(xié)調(diào)等。
          2.2.2方便
          功能質(zhì)量的另外一個要求是能為人們的生活和工作提供方便的環(huán)境。要充分考慮人的生活規(guī)律,注重生存空間內(nèi)容的合理搭配,重視結(jié)構(gòu)安全、消防安全、應(yīng)急安全等因素,使建筑物既實(shí)用、好用,又舒適、方便。
          另外要注意的是不同類型的建筑對功能方便性的要求也是不同的。如體育建筑是進(jìn)行體育活動的場所,體育建筑的功能方便性就要求便于體育比賽、訓(xùn)練、群眾體育活動需要的設(shè)施與布局,包括體育建筑功能設(shè)施(如田徑場,游泳池等各種活動場地)、能滿足體育活動所需的環(huán)境設(shè)施(如空調(diào)通風(fēng)、采光照明、制冰造雪循環(huán)水處理等)、能符合競技體育需要的智能化設(shè)施及其他專用設(shè)施(如競賽信息顯示計(jì)時記分及現(xiàn)場成績處理、電視轉(zhuǎn)播、場地照明與擴(kuò)聲控制、綜合布線、語音通信、信息網(wǎng)絡(luò)等)。
          而博物館以人的愉悅體驗(yàn)為中心,在陳展功能中要注重觀眾與展品的互動參與交流,方便參觀者通過各種知覺來體驗(yàn)世界。如2003年設(shè)計(jì)的埃及國家大博物館為了便于觀眾瀏覽,在設(shè)計(jì)時將展陳體系主干依主題劃分,每個主題內(nèi)部則依年代劃分,基于這種對展品的編年劃分與主題劃分的雙重網(wǎng)絡(luò),兩種劃分體系的交叉點(diǎn)形成展示線路中的快速瀏覽節(jié)點(diǎn),使觀眾無論處于展示線路中的任何一處,都可以方便快速的回到瀏覽節(jié)點(diǎn),能夠選擇進(jìn)入其他主題的展示。
          2.2.3智能
          智能性是建筑發(fā)展過程中科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水平快速發(fā)展的必然要求,智能就是要一種有創(chuàng)造力的環(huán)境,有著“聰明的頭腦”和“靈敏的神經(jīng)系統(tǒng)”能知道建筑內(nèi)外所發(fā)生的一切,并能準(zhǔn)確地以最有效的方式迅速地“響應(yīng)”用戶的各種要求。
          智能建筑可以給人們帶來極大的方便。
          (1)安全、健康、節(jié)能、舒適宜人、能提高工作和生活質(zhì)量的環(huán)境??梢宰詣诱{(diào)節(jié)溫度、濕度、照度,環(huán)境的色彩、味道與背景噪音,盡量利用自然界的光、冷、熱量、大氣等,創(chuàng)造更有人性的生存和行為環(huán)境。
          (2)滿足不同用戶對不同環(huán)境功能的要求。根據(jù)用戶的需求,可以方便地改變建筑物的使用功能,重新規(guī)劃建筑平面與環(huán)境因素,具有極強(qiáng)的靈活性與機(jī)動性。
          (3)現(xiàn)代化的通訊手段與辦公條件。若建筑實(shí)現(xiàn)智能,則人們可以通過國際直撥電話、可視電話、電子郵件、聲音郵件、電視會議、信息檢索、統(tǒng)計(jì)分析等手段,獲得全球性情報(bào)、信息,以空前的高速度與世界各地的人們進(jìn)行商貿(mào)等各種活動。
          (4)力求利用太陽能和充分發(fā)揮天然資源的作用,同時將能源和原料的消耗和土地的占用減至最小。
          2.2.4維修與保養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)性
          我國正處于一個建筑快速發(fā)展的時期,同時也是一個對建筑發(fā)展及其內(nèi)涵進(jìn)行重新思考的時期。目前,在建筑設(shè)計(jì)中所存在的對維修與保養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)性重視不夠、認(rèn)識片面的問題值得我們認(rèn)真地加以歸納、分析。問題主要體現(xiàn)在以下幾方面:
          (1)不重視建筑方案的經(jīng)濟(jì)性研究。設(shè)計(jì)構(gòu)思中,人們習(xí)慣于僅對一般的建筑功能、形式表現(xiàn)等進(jìn)行思考;對設(shè)計(jì)方案的評價(jià),也常常只關(guān)注其形式表現(xiàn)力、空間舒適度、技術(shù)先進(jìn)性等方面,缺少對建筑經(jīng)濟(jì)性問題的研究以及對經(jīng)濟(jì)條件的客觀分析,使得建筑維修與保養(yǎng)的費(fèi)用巨大。
          (2)忽視建筑使用中的消費(fèi)成本。工程項(xiàng)目投資可以用公式X+Y=Z來表示,X代表項(xiàng)目建設(shè)期間的投入;Y代表項(xiàng)目的維修、能耗等項(xiàng)目建成后在使用年限期間的所有投入;Z是兩部分的總值,則表示全生命周期的投入?,F(xiàn)存問題是投資者一般不愿意在前期多投入,對建筑經(jīng)濟(jì)性的認(rèn)識局限于建設(shè)成本的最小化,而忽視使用過程中能源、資源的消耗成本,缺少對社會資源綜合高效利用的研究,常常造成建設(shè)低投入和使用高能耗、低效率的非良性循環(huán)。
          (3)缺乏綜合效益觀念。孤立地理解經(jīng)濟(jì)效益,將高經(jīng)濟(jì)回報(bào)作為建筑發(fā)展的首要目標(biāo),忽視環(huán)境質(zhì)量、社會效益,最終使經(jīng)濟(jì)效益也很難得到保證。
          這些問題在很大程度上是源自傳統(tǒng)思想的局限。先進(jìn)的思想是應(yīng)用全壽命過程理論對工程項(xiàng)目進(jìn)行全過程管理。建筑是一個包含“全壽命過程”的系統(tǒng),這個系統(tǒng)是由決策、設(shè)計(jì)到建造、維護(hù)使用等彼此關(guān)聯(lián)的運(yùn)作過程組成的。在建筑設(shè)計(jì)之初,不僅要研究建筑物生產(chǎn)投資的經(jīng)濟(jì)合理性,還要重視建筑物使用過程中維修與保養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)合理性。從時間跨度的角度來看,全壽命周期分析覆蓋了工程項(xiàng)目的整個壽命周期,指導(dǎo)人們自覺、全面地考慮項(xiàng)目的建造成本和運(yùn)營與維護(hù)成本,從多個可行性方案中,按照壽命周期成本最小化的原則,選擇最佳的投資方案,從而實(shí)現(xiàn)更為科學(xué)合理的投資決策。
          3.魅力質(zhì)量
          魅力質(zhì)量理論是由日本著名的質(zhì)量管理大師東京理科大學(xué)教授狩野紀(jì)昭提出的。根據(jù)顧客的感受和質(zhì)量特性的實(shí)現(xiàn)程度,將質(zhì)量特性劃分為3種類型:基本質(zhì)量、一元質(zhì)量和魅力質(zhì)量。
          基本質(zhì)量指符合產(chǎn)品(或服務(wù))基本規(guī)格的質(zhì)量,也稱必須的質(zhì)量特性,即顧客認(rèn)為是理所當(dāng)然應(yīng)當(dāng)具備的質(zhì)量特性。這類質(zhì)量特性的特點(diǎn)是即使提供充分也不會使顧客感到特別的興奮和滿意,但一旦不足卻會引起強(qiáng)烈不滿。
          一元質(zhì)量,也稱顧客期望的質(zhì)量或滿意質(zhì)量(CS)(Customer Satisfaction)。這一層次的質(zhì)量特性是顧客要求并希望提供的質(zhì)量特性。這類質(zhì)量特性的特點(diǎn)是提供的充足時,顧客就滿意,越充足越滿意,越不充足越不滿意。
          魅力質(zhì)量,也稱顧客愉悅的質(zhì)量(CD)(Customer Delight)。這一層次質(zhì)量特性是通過滿足顧客潛在需求,超越顧客期望,使新產(chǎn)品或服務(wù)達(dá)到顧客意想不到的新質(zhì)量,給顧客帶來驚喜和愉悅以至使顧客鐘情著迷。這類質(zhì)量特性的特點(diǎn)是如果提供充足的話會使人產(chǎn)生滿足,但不充足也不會使人產(chǎn)生不滿。
          把這個制造業(yè)的概念引入工程建設(shè)領(lǐng)域,建筑的魅力質(zhì)量是建筑功能、適用、經(jīng)濟(jì)和美觀四維指標(biāo)的綜合最優(yōu)。
          3.1 形態(tài)與特色
          3.1.1建筑形態(tài)
          (1) 建筑形態(tài)的內(nèi)涵和構(gòu)成
          建筑形態(tài)是一種依據(jù)建筑構(gòu)成的特點(diǎn)和規(guī)律而創(chuàng)造的造型設(shè)計(jì)活動。作為藝術(shù)與技術(shù)相結(jié)合的物質(zhì)產(chǎn)品,無論是對建筑的內(nèi)部或是外觀設(shè)計(jì),都把形式、色彩、肌理、材質(zhì)等方面的造型設(shè)計(jì)手法貫穿于始終。
          建筑形態(tài)的表現(xiàn)形式主要體現(xiàn)在建筑體量與建筑形象。
          建筑體量是指建筑空間的體積,包括建筑物的長度、寬度、高度。建筑體量對建筑豎向尺度、橫向尺度和形體三方面提出要求,在一般情況下,建筑空間的體量主要是根據(jù)房間的使用功能確定的,但有些建筑物為了滿足造就其宏偉、博大或其它特殊功能的要求,往往把設(shè)計(jì)的建筑空間體量大于實(shí)際使用要求,如大會堂、展覽館等大型的公共建筑。
          建筑形象是一個國家(或地區(qū))政治、經(jīng)濟(jì)、文化傳統(tǒng)、民族風(fēng)格、思想意識的綜合體現(xiàn),展示著不同社會、不同時代產(chǎn)生的不同的建筑形象。每一個具體的建筑形象產(chǎn)生都是通過對建筑各部位的形體組合和立面處理和實(shí)現(xiàn)。建筑形象抽象為形式,從人對形象的感受來說,風(fēng)格是形式(或行為)的抽象,風(fēng)格受意識形態(tài)的影響,它就必然表現(xiàn)出民族和地域、歷史和時代、思想和信仰、行為和性格等特征。建筑形態(tài)的形成和發(fā)展,不僅滿足了建筑的實(shí)用性和合理性,同時又使人們得到美的享受。
          (2) 現(xiàn)代建筑形態(tài)的變革
          工業(yè)大生產(chǎn)的發(fā)展促使建筑科學(xué)有了巨大的進(jìn)步。新的建筑材料、結(jié)構(gòu)技術(shù)、施工方法的出現(xiàn),為建筑的發(fā)展開辟了廣闊的前途,建筑的功能復(fù)雜了,類型增多了,古典建筑的簡單空間形式已不能適應(yīng)時代發(fā)展的要求。在經(jīng)過幾十年的發(fā)展之后,到20世紀(jì),現(xiàn)代建筑以全新的面貌登上了歷史的舞臺。建筑形態(tài)的轉(zhuǎn)變是由多方面的原因促成的。
          1)建筑設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變。當(dāng)代建筑在外部形式上往往表現(xiàn)為強(qiáng)調(diào)局部、片斷、沖突和無序,絕大部分建筑師設(shè)計(jì)時只考慮單體設(shè)計(jì),考慮不全面,缺乏整體設(shè)計(jì)思想。但從城市空間角度分析,要解決的就不僅僅是單純的協(xié)調(diào)環(huán)境的問題,也不僅僅是如何與原有建筑相協(xié)調(diào)的問題,而是一個關(guān)于城市空間承載性和城市建筑文化形態(tài)的思考。
          2)新技術(shù)和新材料的涌現(xiàn)。隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等新技術(shù)的應(yīng)用,當(dāng)代建筑可以生成非傳統(tǒng)的形態(tài),大量柔韌的、曲面的、拓?fù)浠慕ㄖ问饺〈鷤鹘y(tǒng)建筑的幾何形邊界。金屬、玻璃幕墻和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等材料的出現(xiàn)和不斷創(chuàng)新,給建筑形態(tài)的設(shè)計(jì)提供了更加豐富的表現(xiàn)手法和實(shí)現(xiàn)途徑。結(jié)合新材料和細(xì)部形式的運(yùn)用,建筑形態(tài)展示出超越時代的未來感,并與相鄰的歷史建筑共同構(gòu)成一種動態(tài)平衡。
          3)建筑環(huán)境的變革需要。建筑形態(tài)的生成和適宜性,是由建筑環(huán)境形態(tài)激發(fā)和評判的。建筑對自然環(huán)境,對社會與人,以及對未來周邊的建筑形態(tài)都將產(chǎn)生影響。當(dāng)代建筑形態(tài)更深層次探求與城市和環(huán)境的聯(lián)系。除建筑與城市的空間聯(lián)系以外,結(jié)構(gòu)、歷史、文化等方面的關(guān)聯(lián)均在考慮之中,城市環(huán)境氣氛在得到強(qiáng)化的同時也煥發(fā)出新的生機(jī)。建筑是城市空間的界定因素,架構(gòu)出城市空間格局;同時,建筑作為使用載體與感知對象,具有表述城市空間信息和營造場所精神的作用。當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)形式多變、風(fēng)格多元,不可避免地影響著建筑發(fā)揮其本質(zhì)作用。
          (3) 建筑形態(tài)變革對城市建設(shè)的影響
          近代建筑形態(tài)變革給城市建設(shè)的理念和方式帶來了革命性的變化,其影響力主要體現(xiàn)在:
          1)當(dāng)代建筑形態(tài)對城市空間的整合。我國城市更新建設(shè)的實(shí)踐中,通常建筑地塊尺度混雜、構(gòu)成凌亂、形態(tài)不規(guī)則。由于地塊重劃與置換機(jī)制嚴(yán)重缺失,所以地塊邊界難以協(xié)調(diào),城市空間混亂無序。當(dāng)代建筑形態(tài)在協(xié)調(diào)城市空間方面具有重要的意義,通過當(dāng)代建筑形態(tài)注入舊有的建筑環(huán)境,可以整合城市空間風(fēng)格,和諧城市空間環(huán)境,重塑城市形象并調(diào)整城市空間功能分區(qū)。
          2)當(dāng)代建筑形態(tài)對城市文化的傳承。處理新舊建筑的關(guān)系時,新形體常常拘泥于傳統(tǒng)形式的簡單模仿,缺乏與舊形體的深層關(guān)聯(lián),似乎城市更新中的建筑設(shè)計(jì)不宜創(chuàng)新。城市空間更新中,應(yīng)該強(qiáng)調(diào)城市環(huán)境的場所精神的傳承,用當(dāng)代設(shè)計(jì)思想和技術(shù)手段重新解讀城市空間文脈,而不是從風(fēng)格或手法方面的模仿作為清規(guī)戒律去束縛新建筑,從而實(shí)現(xiàn)嶄新的現(xiàn)代城市空間的連續(xù)性。
          3)當(dāng)代城市空間設(shè)計(jì)的多元化。我國城市空間更新充滿著前所未有的多樣性與復(fù)雜性,這其中既有城市規(guī)劃層面的潛在干擾,也有城市設(shè)計(jì)層面的固有束縛,還有建筑設(shè)計(jì)層面的內(nèi)斂保守,使得城市空間設(shè)計(jì)所面臨的問題日益紛繁難解。所以無論是政府主導(dǎo)還是開發(fā)商主導(dǎo)的城市更新,都要提倡靈活多變的城市空間設(shè)計(jì)概念與設(shè)計(jì)手段,加強(qiáng)多學(xué)科協(xié)作,以達(dá)到切實(shí)而全面地解決城市空間的更新與整合。
          3.1.2建筑特色
          1) 建筑特色的缺失
          在中國高速發(fā)展的城市化進(jìn)程中,城市建筑特色成為一個值得關(guān)注的重大問題。在許多地方的建筑物設(shè)計(jì)中,仍然存在著諸多不以人為本,沒有文化要素,缺乏藝術(shù)美感的現(xiàn)象。大多數(shù)城市呈現(xiàn)給人們的仍然是大大小小鋼筋混凝土的“火柴盒”,在這樣的建筑群中,有的建筑物忽視自然采光和通風(fēng),光照不足,令人壓抑;有的只重視形式的新異,忽視空間、色彩、特色文化藝術(shù)符號與具體功能的恰當(dāng)搭配,違背人的生存規(guī)律和審美情趣;有的片面強(qiáng)調(diào)建筑物的利用率,質(zhì)量問題大,安全有隱患,綠化面積少,造成經(jīng)常性的大拆大建,正所謂“一代人要建好幾次房”。這些情形,必然造成“千城一面”、“萬樓一樣”的現(xiàn)象和人財(cái)物的嚴(yán)重浪費(fèi)。
          從目前的實(shí)際情況看,不少城市整體建筑群缺乏科學(xué)規(guī)劃,擁擠無序,混亂不堪,單體建筑物的外觀造型更是缺乏文脈特色,加之一些縱橫交織的電纜電線和顏色眾多而又雜亂無章的住宅門窗等,嚴(yán)重破壞了整體的和諧美。這種不和諧的現(xiàn)象,通過視覺影響人的思維、行動、言談、情緒、感覺,以至生理、心理變化,使人變得心理粗糙,甚至焦慮不安。有的城市存在著一些破壞性建設(shè)的情況。在迅速崛起的現(xiàn)代化新區(qū),一味追求“新、奇、洋”,有自己特色的建筑風(fēng)格完全消失,各城市風(fēng)貌和格局的雷同,喪失了城市應(yīng)有的人文品格和個性特色。有的在舊城改造中,雖然保留了重點(diǎn)文物古跡,卻完全處在現(xiàn)代建筑物的重重包圍之中,沒有任何過渡和呼應(yīng),新建筑物的風(fēng)格與古建筑物全無聯(lián)系。這是沒有文化的表現(xiàn)。
          (2) 建筑特色的創(chuàng)建
          1)繼承和發(fā)揚(yáng)中國民族風(fēng)格。風(fēng)格是民族的特征,也是時代的特征。各時代、各民族的建筑風(fēng)格凝聚著當(dāng)時、當(dāng)?shù)貛缀跞康纳蠈咏ㄖ鸵庾R形態(tài)的特點(diǎn)。如果無視歷史文脈、民族特色的繼承和發(fā)揚(yáng),建筑就會失去生命力,也就無以體現(xiàn)特點(diǎn)之美。地域文化是一個地方在特定的地理環(huán)境和歷史條件下,世代經(jīng)營、創(chuàng)造、演變的結(jié)果。在羅馬、巴黎、紐約、東京等城市,人們都可以看到代表不同時代的聲音和視覺形象的建筑符號。而中國各具特色的地域文化相互交融、相互影響,共同組合出大中華文化色彩斑斕的壯麗圖景。
          2)適應(yīng)與融合建筑環(huán)境。環(huán)境是建筑物的母體,建筑物是環(huán)境的細(xì)胞。有文化要素的建筑物,不僅能展示自身功能與文化內(nèi)涵的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,而且能表達(dá)與環(huán)境之間的和諧關(guān)系,體現(xiàn)一種水乳交融的和諧之美。這是建筑藝術(shù)的根基,也是和諧社會的物化體現(xiàn)。城市是由建筑物集群組成的,城市的風(fēng)格是由這個城市里大多數(shù)建筑物的風(fēng)格決定的,建筑物與城市之間應(yīng)該構(gòu)成一種和諧之美。在城市規(guī)劃中,我們必須統(tǒng)籌考慮建筑物與環(huán)境、城市等的和諧關(guān)系,使建筑物寓于環(huán)境中,而環(huán)境同樣寓于建筑群的空間之中,兩者相輔相成,渾然一體,給人以立體型、深層次美的感受。建筑物不是一種單純的人工簡單制造物,它本身就是另一種形態(tài)的自然。高大建筑群,體現(xiàn)出的是壯美;綠樹成蔭的街道公園,體現(xiàn)出的是秀美。這種剛?cè)嵯酀?jì)之美,是城市“生機(jī)勃勃”的最好寫照。建筑物與自然環(huán)境相和諧,要充分考慮建筑物所處地的位置、地形、氣候、植被和相鄰建筑物等要素,使人和自然展開自由對話。要把建筑物充分融入自然,與生態(tài)環(huán)境相和諧,包括一切非自然的建筑物、道路和構(gòu)筑物等和諧統(tǒng)一,體現(xiàn)出應(yīng)有的建筑形式、建筑色彩和建筑風(fēng)格,與社會、人文環(huán)境相和諧,充分體現(xiàn)歷史傳統(tǒng)、風(fēng)俗習(xí)慣和社會風(fēng)尚。最終,就是要使建筑物與環(huán)境相融相生,使建筑物與客觀環(huán)境達(dá)到最佳配置,讓建筑物與自然環(huán)境及人的精神融為一體,讓人們充分享受自然環(huán)境和建筑藝術(shù)所帶來的永恒和諧美。
          3.2 時尚與霓裳
          3.2.1建筑時尚化的趨勢
          中國建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展,走過了許多艱難坎坷的探索之路。鴉片戰(zhàn)爭后,半殖民地半封建的中國大地涌入了大量的洋樓建筑,這種風(fēng)格的建筑,影響了當(dāng)時的中國設(shè)計(jì)師,他們競相效仿,以致出現(xiàn)了大量的仿洋樓、偽洋樓。解放后,在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下,國家本著節(jié)約的原則,制定了標(biāo)準(zhǔn)化圖集,所有的東西都有標(biāo)準(zhǔn),尤其是住宅,無論從平面、立面到細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)圖集都有標(biāo)準(zhǔn),并且保持了十幾年不變。改革開放后,迎來了中國建筑界最變化多端的時代,建筑時尚化,具體表現(xiàn)為以下幾方面:
          (1)時尚化的工程項(xiàng)目類型。市民廣場、行政廣場、大劇院、傳統(tǒng)風(fēng)貌商業(yè),街、大學(xué)城等項(xiàng)目和新的建筑形式不斷涌現(xiàn),這些時尚、前衛(wèi)、優(yōu)美而具有特色的建筑令城市風(fēng)貌呈現(xiàn)出時尚的特質(zhì)。
          (2)時尚化的建筑理念。綠色建筑、可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)節(jié)能、智能化、現(xiàn)代主義、后現(xiàn)代主義等等各種建筑理念如時尚潮流般出現(xiàn),并在短時間內(nèi)成為建筑師和開發(fā)商、大眾媒體所頻繁使用甚至炒作的詞匯。各種建筑理念在建筑市場的競爭中成為各種政治包裝和商業(yè)包裝的噱頭。
          (3)時尚化的建筑形式。民族式、歐陸風(fēng)、現(xiàn)代國際式、KFP風(fēng)格、白色派、極少主義、表皮建構(gòu)等流行的建筑形式層出不窮,從材料到手法,從整體的平面構(gòu)圖到立面的細(xì)部構(gòu)件都可以成為建筑時尚化的元素,因?yàn)榻ㄖ耐庠谛问胶惋L(fēng)格是最容易模仿和復(fù)制的時尚外衣,而在各種紛繁的形式背后往往缺乏深層的意義。
          (4)時尚化的建筑操作模式?,F(xiàn)在的建筑項(xiàng)目運(yùn)作從項(xiàng)目策劃到項(xiàng)目設(shè)汁、再到項(xiàng)目建成銷售的整個過程,形成了一套完善的商品包裝、宣傳甚至炒作的運(yùn)作機(jī)制,類似時尚雜志的建筑宣傳廣告、明星化的建筑師、各種與身份、品味相關(guān)聯(lián)的媒體宣傳、類似時裝發(fā)布會的帶炒作性質(zhì)的建筑展覽等等,建筑的項(xiàng)目運(yùn)作過程跟時尚商品已沒太大區(qū)別。
          3.2.2建筑時尚化的動因
          當(dāng)代中國建筑時尚化的風(fēng)格和趨勢是由多方面共同作用的,除世界建筑設(shè)計(jì)趨勢的影響之外,建筑時尚化還是外因和內(nèi)因共同作用的結(jié)果。
          (1)建筑時尚化的外因。計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時期依賴政府指令和行政撥款的建設(shè)體制,逐漸從一個單一的消耗政府財(cái)政收入的消費(fèi)部門轉(zhuǎn)向市場經(jīng)濟(jì)下的生產(chǎn)部門。建筑市場化的轉(zhuǎn)變一方面是使建筑的投資主體多元化,從國家財(cái)政支出到各種市場主體的商業(yè)投資的轉(zhuǎn)變,多元化的投資主體使建筑形式的自由表達(dá)獲得物質(zhì)的支持;另一方面,市場化的過程在產(chǎn)生了各種獨(dú)立自主的市場主體,確立了市場的主體意識,個體獲得獨(dú)立發(fā)展,個性得到張揚(yáng),各種市場主體也產(chǎn)生了表達(dá)個性、尋求認(rèn)同的沖動和需求。
          (2)建筑時尚化的內(nèi)因。建筑是一種實(shí)實(shí)在在的物質(zhì)存在,它的建造需要消耗大量的社會物質(zhì)財(cái)富和人力資源;它建成后在空間上具有相當(dāng)體量,是相對于自然最大的人造物;在時間上具有一定的持久性,少則可存在數(shù)年,多則上百年,甚至更長;同時建筑具有公開的展示性,總是公開地存在于一定的社會環(huán)境中,因此建筑天生就具有符號象征相教化的功能,是表達(dá)價(jià)值觀的一種有力的方式和手段。
          3.2.3建筑時尚化的出路
          對于政府等權(quán)力部門,城市面貌的變化是國家和城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個最明顯的表征,林立的高樓大廈、開闊的廣場、寬敞的景觀大道等都是象征城市經(jīng)濟(jì)繁榮和現(xiàn)代化的符號,也是政府表現(xiàn)“政績”的有力手段。在這種關(guān)系中,建筑成為城市建構(gòu)現(xiàn)代化認(rèn)同的工具,各城市的權(quán)力部門在相互的模仿和攀比中,按照同一個象征模式在發(fā)展著。這個模式就是西方的模式,它成為建構(gòu)“發(fā)達(dá)”、“先進(jìn)”、“現(xiàn)代化”認(rèn)同的標(biāo)志。而國外建筑師大行其道及各種新、奇、特比西方更“現(xiàn)代”的建筑形式在全國蔓延。要想創(chuàng)建具有中國特色的時尚化風(fēng)格,必須做到:
          (1)理性借鑒國外先進(jìn)的建筑設(shè)計(jì)思想。20世紀(jì)西方建筑發(fā)展經(jīng)歷了現(xiàn)代主義、后現(xiàn)代主義、解構(gòu)主義、過程設(shè)計(jì)及智能化設(shè)計(jì)等幾個過程。20世紀(jì)的建筑革命將以與高科技成果密切相關(guān)的建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)、建筑施工技術(shù)、建筑智能化管理以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段為基礎(chǔ),我們要認(rèn)真學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的建筑設(shè)計(jì)思想,并融會貫通,盡量轉(zhuǎn)化成符合中國建筑的設(shè)計(jì)理念。
          (2)與時俱進(jìn),掌握時尚趨勢。建筑產(chǎn)生于特定的時代中,不可避免地帶有這個時代特有的語素。外國優(yōu)秀建筑師在這一點(diǎn)上研究得很深入,設(shè)計(jì)思想也跟得緊、反應(yīng)得快。猶如法國、意大利有許多著名的時裝設(shè)計(jì)大師,而中國卻只有小裁縫,仿造者所做的外形似乎相同,但實(shí)際卻相去甚遠(yuǎn)。中國建筑師在這方面處于劣勢,畢竟時尚的中心都在西方,離我們有很遠(yuǎn)的空間距離,這就要求我們緊跟時代步伐,縮短時間和空間上的差距。
          (3)穩(wěn)扎穩(wěn)打,發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)文化和民族精華。中國有悠久的民族文化傳統(tǒng),豐富的歷史沉積,單就建筑來說,中國擁有許多以儒家思想為基礎(chǔ)的宮殿、樓臺、祭祀建筑和以道教思想為基礎(chǔ)的園林等,它們講究嚴(yán)謹(jǐn)對稱、空間秩序,其間有隨意隨性的,也有自然天成的。傳統(tǒng)文化并不是傳統(tǒng)形式。北京曾有一陣子無論什么建筑都要在其頂上戴一個帽子(古亭),謂之“民族形式”,這并不是我們講的“民族形式”。只有真正抓住傳統(tǒng)文化精神意義才是根本,才能建成擁有傳統(tǒng)文化精華的“民族形式”。
          (4)勇于創(chuàng)新,樹立獨(dú)特建筑風(fēng)格。中國是發(fā)展中國家,受到現(xiàn)實(shí)情況中經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的限制比較多,中國與國外傳統(tǒng)文化背景不同,不能用西方發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)來衡量,但也不能拒絕先進(jìn)的西方經(jīng)典。對中國傳統(tǒng)文化的了解,對西方先進(jìn)建筑時尚的學(xué)習(xí),最終是要讓兩者融會貫通,演化出自己的東西。創(chuàng)造出具有時代性和本土民族文化性的建筑是一個國家建筑文化發(fā)展、產(chǎn)生影響和受到世界重視和尊重的關(guān)鍵。有很多值得學(xué)習(xí)、借鑒的例子,如印度的柯里亞、墨西哥的巴拉甘,還有近些年越來越受到關(guān)注的日本建筑,都體現(xiàn)了本民族強(qiáng)烈的文化特色,使他們成為世界建筑舞臺上的重要角色。
          3.3 建筑美學(xué)與城市景觀
          3.3.1建筑美學(xué)
          (1)建筑美的內(nèi)涵
          建筑擁有一種特別的美。它不同于繪畫、雕塑等藝術(shù)美,它在具有審美價(jià)值的同時,還體現(xiàn)著重要的實(shí)用功能價(jià)值。建筑美更是一種多向度的美。它是一個時代的技術(shù)條件、社會特征和人們的審美需求以及地域、文化、材料等各方面的綜合體現(xiàn)。空間和實(shí)用功能是建筑區(qū)別于其它審美對象的重要特征。在出現(xiàn)伊始,人類就挖“穴居”、筑“巢居”為自己尋找遮風(fēng)避雨、躲避野獸侵襲的處所。這雖還不能被稱為真正的建筑,但已體現(xiàn)了空間和功能在人類生存方面的重要作用。隨著原始茅屋的誕生,人類的生存居住方式發(fā)生了根本性的變革。“原始房屋的出現(xiàn),標(biāo)志著建筑形式美的產(chǎn)生”為適合居住使用要求及營造的便利,這些房屋已初具幾何形態(tài),并且有了總體布局和平面組合的概念。
          (2)當(dāng)代建筑美學(xué)觀的趨向
          當(dāng)前世界經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,新技術(shù)和新需求不斷出現(xiàn)。而建筑的意義并不簡單依賴于實(shí)體—建筑物本身,而是與接受者的主體意識密切相關(guān)。因而,建筑的意義會隨著時間、地域的變化以及接受者的個體差異而處于不斷變化的過程中。建筑美的內(nèi)涵也隨之發(fā)生了變化。
          總體來說,當(dāng)代建筑美學(xué)觀大體出現(xiàn)了以下三種趨向:
          1)現(xiàn)代主義美學(xué)漸漸衰退之后的建筑舞臺上,相繼出現(xiàn)了各種新的建筑美學(xué)觀念和流派,如后現(xiàn)代主義,新現(xiàn)代主義,新理性主義,解構(gòu)主義等。當(dāng)代建筑領(lǐng)域已由現(xiàn)代主義獨(dú)霸天下的單一美學(xué)觀發(fā)展為多種美學(xué)觀的多元共生。許多建筑師都在以各種打破現(xiàn)代主義審美法則的新穎的建筑形式向現(xiàn)代主義建筑師挑戰(zhàn)。而現(xiàn)代主義建筑師也在繼續(xù)以新的作品展示現(xiàn)代主義建筑不可抵擋的魅力。而與此同時,許多投資商試圖讓自己投資所建的建筑異于其他,突出個性,而促使建筑師更加將“標(biāo)志性”作為重要建筑和大型公共建筑設(shè)計(jì)所追求的目標(biāo)。
          2)自從現(xiàn)代主義建筑大潮出現(xiàn)以來,世界各地的建筑形象出現(xiàn)明顯的趨同化傾向?,F(xiàn)代主義建筑強(qiáng)調(diào)功能為先,提倡簡練的處理手法和純凈的形體。反對附加裝飾,并強(qiáng)調(diào)建筑的標(biāo)準(zhǔn)化和批量化生產(chǎn)?,F(xiàn)代主義建筑變得呆板、冷漠,千篇一律,越來越遠(yuǎn)離傳統(tǒng)和藝術(shù)。整個城市成為高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器,混凝土的森林,鋼和玻璃的試驗(yàn)基地。歷史,傳統(tǒng),對人性的關(guān)懷在現(xiàn)代城市中已退之于次要地位。另一方面,現(xiàn)代城市發(fā)展的高速率,高壓力,高節(jié)奏,急功近利的心理普遍存在。在公眾面前炫耀,在個人生活方面則力圖回歸田園,回歸自然,追求一份悠閑、樂逸的感覺。當(dāng)代許多建筑師力圖改變世界各個角落都被冷漠的現(xiàn)代建筑所統(tǒng)治的局面,努力探索適合本地區(qū)的傳統(tǒng)文化和地域特點(diǎn)的建筑風(fēng)格,繼承和發(fā)展當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)文化。
          3)20世紀(jì)工業(yè)革命以來,科學(xué)藝術(shù)迅猛發(fā)展,而在技術(shù)文明給人類帶來舒適而安逸的生活的同時,也給人類生存環(huán)境帶來了可怕的后果。現(xiàn)代大工業(yè)生產(chǎn)和城市的盲目開發(fā)建設(shè)加劇了人類生存環(huán)境的惡化。同時,對地下資源、水資源與森林資源的無節(jié)制的開采與破壞,更加使生態(tài)環(huán)境的惡化不斷加劇。
          人們越來越關(guān)注生態(tài)環(huán)境的變化,將生存環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣作為評判一個城市、地區(qū)乃至建筑的標(biāo)準(zhǔn)。隨之而來的,可持續(xù)發(fā)展觀和生態(tài)觀已成為當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)和城區(qū)規(guī)劃中必不可少的考慮因

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