與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師“對(duì)話”氣象

民間建屋講究“風(fēng)水”，看似神秘，其實(shí)所謂的“風(fēng)水”指的就是氣象、水文和環(huán)境。而隨著社會(huì)的發(fā)展和生產(chǎn)、生活的需要，其中的氣象因素對(duì)建筑的影響越來越重要。

從事建筑設(shè)計(jì)行業(yè)多年的劉立杰博士認(rèn)為，“結(jié)構(gòu)在建筑物之中是支撐骨架的部分，風(fēng)壓、風(fēng)向、風(fēng)速、雪壓等氣象因素在建筑設(shè)計(jì)中非常重要。”

北京市建筑設(shè)計(jì)研究院第九設(shè)計(jì)所 國家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師 劉立杰博士

風(fēng)壓也稱風(fēng)荷載，是當(dāng)出現(xiàn)最大風(fēng)速時(shí)，垂直于風(fēng)向的建筑物表面上所產(chǎn)生的壓力。風(fēng)壓是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基本的設(shè)計(jì)依據(jù)，風(fēng)壓數(shù)值的大小，直接關(guān)系到各種建筑物、構(gòu)筑物、架空線路、廣播塔、電視塔以及各種橋梁等工程的經(jīng)濟(jì)性、適用性和安全性，風(fēng)壓數(shù)值低，則安全系數(shù)低。

還有風(fēng)向。如工業(yè)區(qū)一般都會(huì)設(shè)在盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，居住區(qū)在其上風(fēng)側(cè)，這樣就是為了避免工業(yè)區(qū)向大氣排放的有害物對(duì)居民區(qū)的影響；在季風(fēng)區(qū)，由于冬季和夏季的風(fēng)向基本上相反，故將工業(yè)區(qū)布置在最小風(fēng)頻的方位。在建筑設(shè)計(jì)或規(guī)劃時(shí)，還要考慮與局地環(huán)境條件有關(guān)的氣候特征的影響，如“熱島效應(yīng)”、“城市風(fēng)”等。

雪壓的數(shù)據(jù)也很重要。雪壓指單位水平面積上的雪重，即積雪深度和積雪密度的乘積。對(duì)于建筑物，基本雪壓是根據(jù)各地氣象臺(tái)（站）的最大雪壓或雪深資料，經(jīng)統(tǒng)計(jì)得出50年一遇最大雪壓，即重現(xiàn)期為50年的最大雪壓，以此規(guī)定當(dāng)?shù)氐幕狙骸?/P>

“計(jì)算雪壓時(shí)，還要考慮降雪時(shí)的風(fēng)速，風(fēng)可引起雪花飄移，使屋面積雪重新分布，沒有障礙物的屋面上的積雪比地面少，有障礙物的部位積雪比地面多。在多雪的北歐，屋頂坡度會(huì)陡一些，其屋面坡度一般為60°，以使屋面積雪下滑而減小雪壓。這就是為什么歐洲的一些國家會(huì)選擇尖頂陡坡式的建筑?！?/P>

資料圖片：歐洲尖頂陡坡式建筑

劉立杰透露，“為設(shè)計(jì)和建造在不同氣象條件下的良好的室內(nèi)小氣候環(huán)境，使室內(nèi)在不同的季節(jié)均能保持一定氣溫、相對(duì)濕度、空氣流速和清潔度，采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)備需建筑設(shè)計(jì)師根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，即當(dāng)?shù)囟嗄甑臍庀笥^測(cè)資料來設(shè)計(jì)?！?/P>

比如冬季采暖的室外計(jì)算溫度，是根據(jù)最冷月平均氣溫和最低日平均氣溫等項(xiàng)目綜合計(jì)算得出的，計(jì)算溫度越低，表示需設(shè)計(jì)的采暖負(fù)荷越大，消耗能源越多?？照{(diào)室外計(jì)算溫度同采暖室外計(jì)算溫度類似；而夏季通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除需考慮溫度外，尚需考慮相對(duì)濕度的大小。另外，還要依據(jù)風(fēng)、日照等建筑氣象參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，采光規(guī)范等來設(shè)計(jì)。

另外，除了氣象因素，設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)還要考慮抗震因素。相對(duì)來說，剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能較好。剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)，能承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力。若在一些沿海地區(qū)或易發(fā)生泥石流、滑坡災(zāi)害的地段建房，工程上一般會(huì)實(shí)施相關(guān)措施來堅(jiān)固地基，加強(qiáng)防震。