建筑:设计师的双手解放了

“放眼看那座座高楼如同那稻麦.”1986年,中国摇滚教父崔健在第一首说唱单曲中写下了这样的歌词.20多年过去了,建筑行业经历了哪些发展变化如稻麦般整齐的万千广厦又是怎样形成多元化的建筑风格呢

有人曾这样描述建筑行业:上帝一次性地给出了木头、石头、泥土和茅草,其他的一切都是人类的智慧创作与劳作而成.近代土建系统的五大专业体系中,设计、结构、水暖、电气与热力机械的分类方法也如出一辙.其中,建筑设计作为人类智慧创作中最直观的表现,自古以来都备受关注.一个优秀的设计师,应善于将自己的思想,通过建筑的声、光、外观等因素特立独行地表现出来.毫不夸张地说,设计师是一座建筑的灵魂.

“要知道,以前,设计师要展示自己的作品可没那么容易.”谈起工作方式的发展变化,曾经工作在中国航天、联想、启明星辰,现任百度大厦建设管理团队一员的高级工程师韩建颇为感慨.在没有计算机的年代,设计师必须手绘建筑物的效果图,不但要花费很多时间,真实度一般也不尽如人意.有时,为了便于他人理解,还要做模型或沙盘进行辅助介绍,而如今,要体现设计师的思想全貌,可以直接利用三维技术在计算机上展现,结构清晰明了.可以说,计算机在建筑设计领域的应用,等于给了设计师一个充分展示未来的水晶球.

“设计师要通过建筑物表现自己的理念及构想,企业则要通过建筑师的设计表现企业的文化和内涵.”韩建告诉记者,“比如,联想大厦的设计师,要在符合联想功能需求及企业文化的基础上展现自己的设计思想,这才有了今天‘素面朝天’的理念.”近年建成的联想大厦采用清水混凝土外墙刷透明涂料,青灰色的墙体上留有模版间宽约1cm的凹缝,纵横清晰,面板间预留一丝若隐若现的凸缝,略显禅意.建筑物没有丝毫繁复的修饰,显得质朴、大气,与联想的企业文化融为一体.

与联想大厦同期修建的启明星辰大厦也是很有代表性的范例之一.针对信息安全产业的特点,设计师特意采用了城堡型建筑格局,给人一种坚固和安全的感觉,这也体现了启明星辰的企业特点,内部结构却巧妙地设计成了下沉庭院,视觉开阔,别有洞天.

“计算尺+趴图板”

“这是个了不起的运动场,它将是中国对世界和平与繁荣的伟大贡献”.这是英国首相布朗在参观鸟巢后发出的感慨.钢骨结构的鸟巢,真实地放大了我们对“巧夺天工”一词的认识.这座北京2008年奥运会的主体育场,独揽了规模最大、用钢量最多、技术含量最高、结构最复杂等“世界之最”,令无数中外游客叹为观止.

俗话说得好,外行看热闹,内行看门道.当大多数人都为其鬼斧神工般的设计感到震撼之时,在航天基建领域奉献了几十年的高级工程师刘文胜想到的却是更为专业的问题:鸟巢这么大规模的钢体结构,受力计算太复杂了,在以前是不可想象的.

结构是建筑的骨架,是将建筑设计方案由理念量化为数字的过程,涉及到的海量计算工作,堪称土建系统中最为关键的环节.如果没有结构支撑,再好的建筑设计也永远只是空中楼阁,徒留效果图在人间.除了建筑结构,在电气、暖通、给排水等方面牵涉到的计算也相当复杂,并且随着建筑物规模的扩大,总计算量将呈几何级数增长.

“上世纪80年代以前,建筑工程结构计算大部分都是通过手工完成的.”回忆起几十年前的工作方式,刘文胜还是心有余悸,“结构设计的计算量很大,那个时候只能借助‘计算尺’进行计算,很是辛苦.”

据他介绍,以一座北京常见的21层塔楼为例,结构设计阶段的计算,在当时最起码也需要3～5个月的时间.由于全部都是人工计算,出错在所难免,因此还需要消耗大量的时间进行验算和修正等工作.所以在那个年代,虽然住宅楼的建设数量并不少,但种类样式却不多.

经过结构计算之后,还要通过图纸的方式将数据呈现出来,工人才能够按照设计图进行施工.这也是个对体力要求很高的工作,工程师要用铅笔在偌大的图纸上画出建筑中的所有结构部件,再拓上硫酸纸,用墨线一一勾描出来,晒图后方可使用.这个过程俗称“趴图板”,在这个工作中,任何细微的差错都有可能导致后期施工中极其严重的问题和事故.

信息化解放双手

直到上世纪80年代中期,计算机在建筑行业逐步应用和普及,这给建筑设计领域的工作模式带来了翻天覆地的变化.时至今日,凭借强大的计算能力及行业软件愈发全面的功能,信息化已经成为建筑设计的新动力.

“简单地说,计算机是一种效率提升工具.”刘文胜表示,“如果用现在的计算机来做老塔楼的结构设计,估计有个1到两周的时间就能完成了,而如今的建筑结构则越来越复杂,以过去的速度,一年半载可能都算不完.现在,在计算机上来做这些工作,大概2～3周就能把剪力、弯矩、轴力等受力作用计算完成.”

当然,强大的硬件性能只有体现在软件功能上,才会为用户带来真正实惠.据记者了解,现在的建筑行业软件已经不仅仅满足于追赶用户需求,而是在努力去预测和引导用户需求.例如,大多数程序中都内置了各种计算公式,用户只要输入结构信息,就可以自动进行计算.同时,借助计算机强大的计算能力,还可以做很多复杂的检查、判断,并主动为用户提出合理化建议.并且,配合专业绘图仪,可以直接输出最终的设计图纸,这大大简化了后期复杂的绘制环节.

信息化不但在建筑设计领域大放异彩,也影响着项目施工建设的各个方面.为建筑行业配套的预算软件,功能涵盖了项目概算、预算、决算的全过程,并且,现在企业还能够通过互联网查询第三方提供的人力、物料成本等数据库,很方便地了解一个项目在特定地区的特定建设成本,这为甲方提供了重要的参考依据.可以说,信息化让建造思路与模式都已经发生了革命性的改变.

楼宇的智能革命

“对不起,您所在的小区暂时不能开通长城宽带接入怎么写作.”面对这样的反馈信息,家住中国人民大学附近的程老师十分无奈.程老师所在的学校为了方便教师获取教学资源,在互联网上架设了专用怎么写作器,但受制于较小的接入带宽,老师们很难忍受动辄数小时的上传下载时间,这使得怎么写作器对移动办公的帮助十分有限.

“有个同事家里用长城宽带,访问教学资源怎么写作器的速度就相当快.”程老师告诉记者,“而我所在的小区只有联通ADSL和歌华有线两种互联网接入方式,我都用过了,速度还是不能满足要求.”

这是一个具有普遍性的问题.上世纪70年代末、80年代初,高层住宅楼如雨后春笋般在京华大地上拔地而起,这较好地解决了当时相对紧张的住房需求.而进入21世纪,面对滚滚而来的信息化大潮,这些住宅楼逐渐显露出了在扩展性上的严重不足.

“这座楼在建的时候就只埋了电力线,连、有线电视和楼门对讲机的线缆都是后来铺设的明线.”回忆起几次改造工程,程老师显得很无奈.据他介绍,工人们改造时拿着电钻上上下下把楼钻了个遍,住户们普遍感到“心神不宁”.记者随他走入楼门,在很显眼的位置看到了很多“上下通透”的窟窿,一束束线缆就是这样地穿越楼层,通过半悬在空中的分线盒进入千家万户的.

“因为施工难度和管理等方面的问题,我们不可能进驻所有的老社区.”一位就职于某二级运营商的技术人员委婉地向记者解释.正是由于这些老楼已经经历过多次改造,作为后来者的网络运营商们难以再“见缝插针”地提供接入怎么写作了.

时代在进步,建筑的设计思路同样也在与时俱进.如今,传统土建系统中涉及到电气的部分,已经有了更加细致科学的划分.除强电外,弱电分支中又衍生出了包括数据通信、无线通信、系统、有线电视在内的综合布线科目,以及呼叫对讲、闭路监视、车库管理、红外监控等相对独立的安防体系.这些因信息化而生的弱电系统,从商用楼宇开始,逐渐覆盖到包含普通住宅在内的所有建筑.

记者在北京最大的住宅小区天通苑看到,虽然住宅楼样式各异,但每座楼在设计时都为、有线电视等管线入户预留了通道.作为标准配置,呼叫对讲系统也已经在建造时直通每户人家.小区内还建有半地下机房,统一放置各运营商的集中接入设备,可靠性与可控性都有所保障.住户如果需要互联网接入怎么写作,有联通、歌华有线、中电飞华、宽带通等多种选择,接入介质也涵盖了ADSL、有线电视铜缆、电力线、以太网等多种方式.

为了满足人们的信息化需求,才会有今天的智能建筑.谁都无法预测明天又会出现什么样新应用,智能建筑的革命才刚刚开始.

建造模式

发生革命性改变

老一代人应该都对《青年鲁班》有着深刻的记忆.这部取材于真人真事的电影,讲的就是青年建筑工人李三辈在工作过程中不断思考创新,对木工技术中落后的“放大样”工序进行改革的故事.所谓“放大样”,指的就是由有经验的老师傅根据图纸上的小样,先打造出一个合乎规格的样板,其他工人再依着“大样”照葫芦画瓢.这种传统的制作工序效率极低,严重影响建筑施工的进度,也制约了设计师构想的发挥.

变革后的施工方式虽然较原先有了很大进步,却依旧属于经验型改进.而现在,借助计算机与功能强大的行业软件,施工方可以直接输出各种尺寸精准的施工图.可以说,现在在建造思路与模式方面都已经发生了革命性的改变.

清末安定门箭楼

2008年北京奥运会主体育场鸟巢

百度大厦建设管理团队高级工程师韩建