作者:龙文志
一、行业特点
铝门窗幕墙是介于建筑装饰产品和机械产品之间的产品,除了具备建筑产品的特征外,愈来愈具备机械产品的个性。产品工厂化程度高于建筑业;加工精度高于建筑业,低于机械制造业;质量检验标准相似于机械产品标准;产品生产横跨多个区域,即工厂加工——现场安装;幕墙属知识、管理、技术密集型和劳动力密集型相结合行业。
二、与外国幕墙企业竞争实力比较
除了机制不顺、模式落后、观念陈旧等公认因素外,相当大的因素是技术应用层次不高、含量低、国际经营经验少,其核心反映是人才不足。幕墙工程设计施工技术人员的缺乏和流动性较大是当今行业普遍存在的现象。也是企业管理者最头痛的一件大事。构建一批人才阶梯体系,完善人才激励机构,设立技术股份,风险保障险种,激励员工,留住人才,使得科技成果与企业利益挂钩,鼓励企业大胆对产品技术进行改造,加强“知识产权”保护,注重多层次、多渠道地选拔人才,走复合型和专业型相结合的人才道路,大力培植“老、中、青相结合”的技术掌门人或学术带头人等是行业发展当务之急!
三、中国建筑幕墙设计趋势展望
3.1 建筑幕墙设计理念和原则
1)从传统的、高能耗型的设计理念,转向低能耗、生态、健康型的设计理念。
2)设计原则:最高效率地利用能源、最低限度地影响环境的绿色原则;追求健康舒适的以人为为本原则;因地制宜和整体设计原则;结合气候、文化、经济等诸多因素进行综合分析原则。
3.2 幕墙的设计领域
1)在幕墙的建筑学领域:侧重于多元化、个性化、动态化;
2)在幕墙的功能学领域:侧重于节能、舒适、通风和健康;
3)在幕墙的结构学领域:侧重于预应力结构、整体张拉结构、现代空间结构;索结构、玻璃结构、杂交结构将增长;
4)在幕墙面材领域:侧重于膜材、薄材(铝、钛、钛锌、不锈钢、铜、钢等)、人造材(蜂窝板材、蜂窝石材、瓷板、陶土板、高强树脂板等);
5)在幕墙扩展领域:幕墙结构与主体结构、幕墙与屋顶、幕墙与内装相互融合增多。
3.3 幕墙设计计算方面
1)设计计算理论从刚性结构扩展到柔性结构和半柔性结构。
2)设计方法从概率论为基础的极限状态设计方法发展为将强度、稳定相统一的高等分析理论为基础的构件与结构整体设计的直接设计方法。
3)幕墙的设计从采用类比法(参考已有的设计或经验数据,选择有限的几种方案进行计算,进行分析对比,最后根据设计要求确定一组较好的设计参数。)发展为 最优化设计方法。(根据设计要求建立数学模型,设计编写优化软件,在计算机上完成设计计算,最后获得最佳的设计方案。)
4)从计算机辅助设计软件CAD应用软件发展为从概念设计、多专业协调配合、三维建模、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的生成到加工产品,以及厂房的布置等等,都集中在一个平台上实现的CATIA的整合设计、应用软件。
四、对幕墙设计师的几点希望
4.1 要打下扎实宽阔的知识基础
重视知识更新和优化知识结构,科学的创新来不得半点的虚假,除了凭真实的成果取得外,没有任何的捷径可走。知识基础是形成创造力的必要条件。
4.2 要积极开发创造性思维
创造性思维是创造力的核心和关键所在。创造力的核心是创造性思维,创造性思维是思维活动的一种特殊形式,既具有一般性思维的特点,又具有自身固有的特点,其中最显著的是新颖性和独特性。一般性思维是运用已有的知识和经验,进行一般的分析、比较、综合,然后做出推理和判断。而创造性思维是指遇到某些问题,不能再依据常规的方法去解决,必须进行创新的思维过程,要重新组织已有的知识、经验,采用新的方法去解决问题,从而产生新的思维成果——新观念、新理论、新方法、新技术、新工艺、新产品。创造性思维还是一种发想性、能动性和创新性的思维能力。
4.3 要培养良好的个人品质
个人要具有独立自主的精神,顽强的毅力,强烈的求知欲,以及较强的使命感和责任心。
我们要认识到创新并不是一朝一日可以完成的,也不是通过哪一种创造技法就可以实现的。创新是一种综合能力,是需要我们在学习和工作中不断积累知识,在一定的知识积累基础上,再通过一些创造性思维的方法、技巧的综合才能实现。 没有什么“秘诀”,更没有什么“符咒”,可以唤醒一位“沉睡的天才”,只有靠自己的努力。
4.4 克服创造性思维障碍
创造性思维障碍的因素主要有以下几方面:
1)固定地看待事物。只注意事物某一方面的特性,不注意事物其他方面的特性。
2)习惯走老路。过去条件作用和固定思维方式常常是人们按老一套的方法处理问题,遇到新问题,也不动脑筋,习惯于用以前的老方法去解决。
3)过分依赖专家和权威。接受某一权威判断“正确”的途径,自己永远不再去找更好的新途径。对专家权威的判断过分依赖,对一些行之有效的创造性的设想、方法毫不迟疑的否定。
4)过早下结论。往往刚接触问题,还没有掌握可靠的资料就下结论,这样对问题的认识往往较为片面,看不到问题的本质所在。
5)专业面太窄。创造性的设想很可能来自于一个表面无关的领域。科学史上一些重大的发现和突破都是本专业以外的人取得的。
6)害怕失败。失败是一种心态,它会使很多人感到心灰意冷,而压抑创造性思维的发挥。失败通常还表现在对自己创造能力产生怀疑,丧失自信,而自信心恰恰是创造性最为关键的心理因素。
4.5 培养和开发创造力
培养和开发创造力,宜从以下三方面着手:
1)打下扎实宽阔的知识基础,重视知识更新和优化知识结构,科学的创新来不得半点的虚假,除了凭真实的成果取得外,没有任何的捷径可走。知识基础是形成创造力的必要条件。
2)积极开发创造性思维,创造性思维是创造力的核心和关键所在。学习一些创造性思维的方法、技巧,有利于我们更好的发挥创造力,可以使我们在创新实践中少走弯路,超越创造障碍,顺利达到创造的目的。
3)培养良好的个人品质,个人要具有独立自主的精神,顽强的毅力,强烈的求知欲,以及较强的使命感和责任心。
我们要认识到创新并不是一朝一日可以完成的,也不是通过哪一种创造技法就可以实现的。创新是一种综合能力,是需要我们在学习和工作中不断积累知识,在一定的知识积累基础上,再通过一些创造性思维的方法、技巧的综合才能实现。幕墙设计工作中设计师是主导者,设计师自身的智慧和水平决定幕墙门窗的技术挡次和水平,幕墙设计师要刻苦学习基础理论、钻研有关技术、认真积累和吸收经验、学习先进、推新创新、开展科学研究等途径来提高自身设计水平,幕墙设计师应该运用个人才智,控制整个设计。没有什么“秘诀”,更没有什么“符咒”,可以唤醒一位“沉睡的天才”,只有靠自己的刻苦和努力。
4.6 不要把自已封闭起来
现代大型幕墙设计工作需要由多工种多专业合作共同完成,不要把幕墙设计自闭起来,需要与建筑设计或工艺设计、设备设计及建筑经济等工种紧密配合;在设计以外,它又跟很多专业,如结构材料、施工技术、分析理论和计算工具、检测手段等密切相关,因此,要提高幕墙设计水平,除做好自身工作以外,不管是正常的设计工作或者科学研究,都要取得这些工种与专业的支持。
五、人材国际化
中国是世界上最大的门窗幕墙市场,合作领域十分广阔。对于一般要求的工程项目,国内公司是可以满足的,但对一些重点工程和高档门窗幕墙工程项目,还需要国内、外的先进或高端技术,在当今知识信息时代,市场变化大,再用老观点、老办法、老套路是不能维系企业发展的,企业要有计划、有远见地培训设计人员,学习国、内外先进、高端幕墙技术,注重新思路、新知识、新经验方面的学习,派技术人才到国外学习培训和引进国外先进技术相结合,提高企业综合竞争能力。做到人材国际化。
六、强调幕墙概念设计
概念是一种反映事物本质属性的思维形式,它反映客观事物的一般的、本质的特征,是人们在实践基础上经过感性认识上升到理性认识而形成的。概念设计就是以工程概念为依据,用符合工程客观规律和本质的方法,对所设计的对象作宏观的控制,具体地说就是制定方案,包括总体系和所有分体系的布局和处理原则。日前有些幕墙设计师过于甚至于盲目相信电脑,对电脑的计算结果或者成图不作检查分析和判断,有时还被电脑的结果牵着走。其实电脑程序有一定的适用条件,而且它是根据计算简图和所输入的数据去工作的,适用条件不符、计算简图不能反映实际结构或者输入数据不正确,其结果就不准确甚至可能是错误的,盲目使用就等于失去控制,失去设计工程师的主导作用。提高幕墙设计水平就要在要提高幕墙概念设计水平方面下功夫。
七、推陈创新,开展科研
提高幕墙设计水平,从另一角度看,意味着要使所设计的幕墙比现阶段的具有更高的水准、更合理和更经济的结构形式。这就得用推新和创新来解决,幕墙技术的不断发展就是靠推陈出新,作为幕墙设计师,有责任承担起这个任务。要是安于现状,不求进取,甘于出“行货””,那么水平是提不高的。创新工作必须有科学的态度,不应主观认定,更不能盲目实施。有了新的设想和方案,就要开展科学研究,从理论上探讨它的可行性和先进性,通过试验来证实它的正确性。对于较重大的改革还要通过实践的考验。
八、重视抗震设计
我国是一个多地震国家,保证建筑物的抗震性能以减少地震发生时的人员伤亡和财产损失是一个重要问题。汶川地震表明,提高幕墙的抗震设计水平是提高建筑结构设计水平的一个重要组成部分。关于抗震设计,我国目前建筑结构的抗震设防原则是“小震不坏、中震可修、大震不倒”。目前的情况则不太理想。主要是有些设计人员对抗震设计方法的本质还认识不透,抗震设计不是从原则入手,而仅着重于具体计算,造成了建筑物表面上是经过抗震计算而且满足规范要求,但实际上并不具有真正的抗震性能的情况。地震的随机性很大,建筑物遇到地震时所产生的地震作用难以准确判定。目前规范所提供的抗震计算方法是理论的方法,而有关参数则是在有限统计资料的基础上通过概率分析得出的,据之作出的计算结果仅能是理论上的和近似的,不能认为它真实反映建筑物在地震时所受到的作用和它的真正工作能力。而另一方面,也是更重要的一面,通过过去比较大量的震害调查研究,已从宏观上总结出各种形式的结构和构造,哪些是对抗震有利的,哪些是不利的,从而制定了一些抗震设计的原则,这些原则在有关规范中都有列出,它反映了客观规律,遵循这些原则就能使建筑物在原则上具有比较可靠的抗震性能。也就是说,掌握抗震原则比抗震计算更为重要。
综上所述,抗震原则和抗震计算的相对关系是定性与近似定量的关系,前者是概念设计问题,而后者是具体计算。概念设计决定建筑物的本质(抗震性能),若是本质上就不适宜于抗震,那么不管多“精密”的计算也无补于事。提高抗震设计水平首先要做好概念设计,当然在此基础上也要认真计算以作出适当的定量。
九、完善和补充计算机程序的功能
目前幕墙设计基本上都在计算机上进行,绝大多数图纸也采用计算机辅助设计来完成,因此计算机程序的内容和功能直接影响结构设计水平。随着幕墙的发展,规模越来越大,形式越来越多也越复杂,幕墙设计的内容多了,难度也增大了。对幕墙设计的广度和深度也提高了,现有的设计程序已显得有些难以满足需要。例如有些力学模型不能适应比较复杂的结构和构件形式,对某些构件的承载力设计处理不理想或尚未解决,还未具有足够的计算功能以应付某些复杂结构所需要进行的各种计算(纵使有也比较粗糙),计算机成图功能不够齐全或成图质量不高等。可是这些结构又非得用计算机计算不可,有时为了解决生产问题,只有硬把结构作这样或那样(甚至是不合理)的简化以满足计算程序的能力,导致计算结果不准确甚至错误;一些必要而且重要的计算也只好省略或者只能进行一些粗糙的计算,这些做法都足以影响以至降低结构设计的水平。
因此,要提高幕墙设计水平,一个重要方面就是要完善和补充计算机程序的功能,提高其水平。完善和补充计算机程序功能,最好是通过设计人员和计算机程序专业人员合作去完成。前者根据实际工作需要制定内容和要求,后者用合理的力学模型和足够精度的数学方法编成程序,各尽所长,这将会使编出的程序既满足设计需要又省时和准确。作为幕墙设计人员,纵使不参与程序的编制,也应该对计算机程序有深入的了解,掌握其适用范围、编制依据、力学模型和计算方法、构造处理原则等,这是必需的知识也是提高概念设计能力的一个重要部分,不能忽视。