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[論文摘要]人們對室內環境質量的要求在提高。為滿足這種要求,建筑中增設了多種建筑設備系統。因此而帶來了建筑耗能的增加。面對能源緊張的局面,節能產品的運用則勢在必行,就節能產品的應用與發展作簡單論述。
人們對室內環境質量的要求在提高。為滿足這種要求,建筑中增設了多種建筑設備系統。因此而帶來了建筑耗能的增加。國際上在經歷數次能源危機以及對礦物能能源資源的不可回復性和溫室效應對自下而上環境的負面影響的認識越來越清楚之后,提出了控制礦物能源用量的增長,提高用能效率,開發新能源和可再生能源,保護環境的目標。作為耗能大戶的建筑節能受到極大的關注。在我國建筑節能,重點的城市住宅建筑節能,也提到了工作日程。人們在思考和實踐,尋求實現建筑節能的有效途徑。
建筑節能是一項系統工程。在策劃、實施及取得持續實效的長期過程中涉及規劃、設計、施工、調試、運行、維修等諸多環節。在實施中涉及諸多技術與產品。而這引起技術與產品又涉及諸多專業及產業,縱橫交錯,相互推動和制約。在價值觀上又涉及一次投資、運行費、維修費、改造費等眼前與長遠利益、產品增值效益等諸多利益的權衡取舍。在提高建筑圍護結構保溫隔熱性能,減少冷熱負荷的同時應對建筑節能設備與產品的發展服給予足夠重視。
一、我國建筑節能發展現狀及其發展潛力
(一)我國建筑節能發展現狀。我國建筑不僅耗能高,而且能源利用效率很低,單位建筑能耗比同等氣候條件下國家高出2-3倍。僅以建筑供暖為例,北京市在執行建筑節能設計標準前,一個采暖期的平均能耗為30.1瓦/平方米,執行節能標準后,一個采暖期的平均能耗為20.6瓦/平方米,而相同氣候條件的瑞典、丹麥、芬蘭等國家一個采暖期的平均能耗僅為11瓦/平方米。因建筑能耗高,僅北方采暖地區每年就多耗標準煤1800萬噸,直接經濟損失達70億元。我國現階段大力推進建筑節能處在關鍵時機。2001年,世界銀行在《中國促進建筑節能的契機》的報告中提出,從2000-2015年是中國民用建筑發展鼎盛期的中后期,預測到2015年民用建筑保有量的一半是2000年以后新建的。據建設部科技司的分析,到2020年底,全國新增的300億平方米房屋建筑面積中,城市新增130億平方米。如果這些建筑全部在現有基礎上實現50%的節能,則每年大約可節省1.6億噸標準煤。在400多億平方米的既有建筑中,城市建筑總面積約為138億平方米左右,普遍存在著圍護結構保溫隔熱性和氣密性差供熱空調系統效率低下等問題,節能潛力巨大。以占我國城市建筑總面積約60%的住宅建筑為例,采暖地區城鎮住宅面積約有40億平方米,2000年的采暖季平均能耗約為25公斤標煤/平方米,如果在現有基礎上實現50%的節能,則每年大約可節省0.5億噸標煤。空調是住宅能耗的另一個重要方面,我國住宅空調總量年增加約1100萬臺,空調電耗在建筑能耗中所占的比例迅速上升。根據預測,今后10年我國城鎮建成并投入使用的民用建筑至少為每年8億平方米,如果全部安裝空調或采暖設備,則10年增加的用電設備負荷將超過1億千瓦,約為我國2000年發電能力的1/3。如果我國大部分新建建筑按節能標準建造并對既有建筑進行節能改造,則可使空調負荷降低40%-70%,有些地區甚至不裝空調也可保證夏季基本處于舒適范圍。
(二)我國建筑節能發展潛力。公共建筑節能潛力也很大。目前全國公共建筑面積大約為45億平方米左右,其中采用中央空調的大型商廈、辦公樓、賓館為5億到6億平方米。如果按節能50%的標準進行改造,總的節能潛力約為1.35億噸標準煤。如果國家從現在起就下決心抓緊建筑節能工作,對新建建筑全面執行建筑節能設計標準,并對既有建筑有步驟地推行節能改造,則到2020年,我國建筑能耗可減少3.5億噸標準煤,空調高峰負荷可減少約8000萬千瓦(約相當于4.5個三峽電站的滿負荷出力,減少電力投資6000億元)。如果要求2020年建筑能耗達到發達國家20世紀末的水平,則節能效果將更為巨大。
二、建筑節能發展緩慢的原因
多年來,我國開展了相當規模的建筑節能工作,主要采取先易后難、先城市后農村、先新建后改建、先住宅后公建、從北向南逐步推進的策略。但是到目前為止,建筑節能仍然停留在試點、示范的層面上,尚未擴大到整體,究其原因主要有以下幾個方面:(1)建筑節能開發建設成本高(按新的建筑節能設計標準測算,大體上每平方米建筑面積成本要增加100元);(2)開發商追求的是以最小的投資換取最大的空間利益;(3)建筑設計從圍護的結構、設計的角度、施工的角度、計算達到的系數等要比一般普通建筑復雜;(4)政府考慮的是GDP在全國所占的位置,對建筑節能工作的重要性和緊迫性認識不足;(5)建筑節能的建筑材料、工藝技術還沒有形成體系;(6)國家對建筑節能的規范還沒有列入強制執行的范疇;(7)國家及地方缺乏對建筑節能的實質性經濟鼓勵政策,建筑節能缺乏必要的資金支持。
三、解決我國建筑節能的對策
(一)充分注意地區差異的觀念。我國幅員遼闊,地區氣候、人文、經濟水平均有較大差異。不可能用一種類型設備通行全國。對于引進國外產品應分析其產生和應用的背景與我國的異同,擇其善者而用之。 x
(二)建立壽命周期成本觀念。一般應按建筑壽命五十年內發生的各項費用,取其總和較低者作為選取決策的依據,不應只考慮一次投資最低者。
(三)外墻應采用復合結構的觀念。在推進墻體材料革新時一定要考慮、分析原有傳統墻材構成的墻體的諸功能的新墻體中均能得到落實,而且能有效結合,形成整體工作。國內外實踐均表明應走復合結構之路。
(四)重視綜合設計過程這個新觀念。在方案之初即讓相關專業工種介入,統籌考慮相互影響,尋求合理的解決方案,不留下遺憾的“硬傷”。
(五)正確對待門窗功能的觀念。窗這種透明的圍護結構在當代建筑的外圍護結構中所占比例特點在陽面正在發生變化,給予關注。
(六)組建建筑節能、設計研究領導機構。加快對建筑節能研究、設計、建設的步伐是城市決策者、規劃者、設計者與建設者的共同職責和明智選擇。政府應將節能工作放在能源戰略的首要地位,把推動建筑節能的運作擺上議事日程,把建筑節能作為城市生態環保的一項措施來抓。建議各地應以建設局、房管局為主組建市建筑節能領導小組,負責當地建筑節能的研究、設計、建設、規劃制訂實施推廣建筑節能的目標措施、組織協調和監督管理。設立當地建筑節能的辦事機構建筑節能管理辦公室,具體負責當地建筑節能的研究、設計、建設的組織實施和相關的管理工作。只有組織機構落實了,才能使建筑節能逐步走上健康、有序的發展軌道。
四、結束語
以上從建筑節能的重要性、發展現狀及其發展緩慢的原因進行了分析,提出了相應的對策并從建筑節能的檢測分析等方面進行了充分的論述和多角度的思考,認為建筑節能直接關系到國家資源戰略、可持續發展和環境保護,是建筑業一項重要、緊迫而又艱苦的任務,值得全社會重視。
參考文獻:
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盧文倩,(1992.07-),女,河南洛陽人,鄭州大學土木工程學院2010級本科生,建筑環境與設備工程專業
摘 要:零能耗太陽能房是實現節能減排的重要途徑,作為夏熱冬冷地區的河南省中南部有其獨特的優勢與發展需求,在這一地區應用零能耗太陽能房的節能及經濟效益將不可估量。
關鍵詞:零能耗太陽能房;節能減排
1.前言
目前,我國建筑能耗約占全社會總能耗的1/3,其中使用最大的能耗是采暖和制冷,在建筑的生命周期內有一半民用建筑的運行能耗約占70%~80%,而零能耗太陽能房(Zero Energy Solar House,簡稱ZESH)可以實現運行無外加能耗,具有明顯節能優勢。河南作為中部崛起的中堅力量,其未來的建筑能源消耗將會非常巨大,在該地區應用零能耗太陽能生態房將會有非常樂觀的成效。
2.ZESH
ZESH是利用太陽能光熱、光電技術達成全年零運行能耗的建筑。它按照全年均衡弱季最大輻射量優化原則,將太陽能光伏發電技術、光熱利用技術與建筑巧妙地結合在一起,為建筑提供能量,并配合其它太陽能產品創造出舒適的居住環境(下圖為一種構造)。
它能夠不消耗任何外來能源為住宅提供電能、熱能及冷氣等現代生活必需的能量。在長期陰雨時期,由風能、地熱能、生物質能(沼氣)等補充,其能耗標志為零。
ZESH在國外已經有了一定規模的應用,尤其是在德國、美國等地深受歡迎。該技術已經引進,便受到國內廣大房地產商的追捧。
3.應用分析
3.1應用優勢
(1)太陽能資源豐富。該地區屬于太陽能資源中等類型地區,全年日照時數為2200~3000h,年太陽能輻射總量為5000~5850MJ/m2,相當于日輻射量3.8~4.5KWh/ m2 ,和170~200Kg標準煤燃燒所發出的熱量,具有利用太陽能的良好條件。該地房屋結構大部分為中低層,采光較好。
(2)節能優勢明顯。在黃河以南地區按原規定不集中供暖,然而該地區屬于夏熱冬冷地區,冬季十分寒冷。目前該地區多采用烤火取暖、空調采暖,不經濟也不安全。應用ZESH將直接解決幾千萬人口的取暖問題并降低養房成本。
隨著技術的的進步和成本降低、秸稈屋頂等生態建材的使用,ZESH的成本返還時間有望控制在20~30年。
(3)在一定水平的太陽能市場基礎上,ZESH成為必然趨勢。河南省太陽能市場以50%以上的速度增長,太陽能熱水器的使用普遍,被動式太陽能房在農村應用也很廣泛。
另一方面,根據2013年河南省太陽能市場調查結果顯示,在黃河南部的信陽、周口、南陽、平頂山等地太陽能熱水器市場均有較大規模的占有量,然而,在近兩年來卻都遇到了發展瓶頸。產品性價比較低、售后服務不完善是其主要原因。從深層次分析,建筑是一個復雜的系統,一個完整的統一體,而后置于建筑之上的太陽能必然會對這個整體的外觀形象、內部結構、設備材料等造成損害。另外,太陽能熱水器的使用壽命一般偽15年,而建筑壽命至少為50年,這就意味著一個建筑要經歷幾代熱水器的安裝拆卸。大量的水線、電線、智能系統嵌入到房屋承重墻體中勢必會降低建筑的安全性。要解決這個問題,就必須要將建筑與太陽能設備組為一體進行設計,發展ZESH。
(4)方便與生態建材相結合。河南作為農業大省,擁有大量生物質資源。沼氣等可再生能源不僅能與太陽能配合,提升ZESH的可靠性,還受到國家補貼。秸稈等季節性農村生物質廢棄物在當地就可直接收集,不需長途運輸,節約成本。
尤其是秸稈增強水泥發泡屋頂總重量遠低于傳統屋頂,減輕建筑承重荷載,隔熱性能也由于傳統材料,結構簡單,維修方便且便于與各種集熱器、太陽能電池系統相結合。
表3-1 農作物秸稈增強水泥發泡屋頂與傳統屋頂板有關性能對比
材料的有關性能100mm混凝土圓孔板+20mm水泥焦渣+100mm加氣混凝土+20mm水泥砂漿+油氈5層150mm加氣混凝土+50mm架空空氣層+常規屋頂面結構200mm加氣混凝土+50mm架空空氣層+常規屋頂面結構100mm混凝土圓孔板+20mm水泥焦渣+50mm再生聚苯板+20mm水泥砂漿+油氈5層農作物秸稈增強水泥發泡屋頂板+20mm水泥砂漿(或防水卷材)
屋頂板厚度/mm250250300240120
屋頂板質量/(kg/m2)330190225310100
傳熱系數[W/(m2 ?k)]1.010.90.870.840.625
價格(估計)傳統屋頂價格適中新材料屋頂價格較高新材料屋頂價格較高新材料屋頂價格很高生態建材屋頂價格適中或稍低
(5)時代機遇。十二五期間的新農村建設為河南帶來了了新的機遇,各種鼓勵政策的出臺為農村建設提供資金、政策、技術支持。河南農村建筑多為坐北朝南型,方便進行ZESH的改造。
中部崛起戰略在政策上為ZESH提供可能。2008年1月1日起全省所有市縣開始全面執行《河南省居住建筑節能實際標準》DBJ41/062-2005,提出的建筑節能的新標準,要求提高太陽能、水能、風能等可再生能源在整個能源利用結構中的比重,加大太陽能光熱、光電技術、地源和水源熱泵技術研究,推進可再生能源與建筑一體化的應用。
3.2待解決的問題
設備的使用壽命與建筑難以統一,一旦設備損壞,由誰來維修,采用怎樣的技術,費用等都待商榷。
其投資成本較大,只有在長期運行的情況下才能顯示出經濟節能優勢。面對房價貴、住房難的殘酷現實,多數人不會選擇成本太高的住房。該技術在我國還很年輕,仍有很大提高完善空間。
3.3發展策略
首先建筑人員需要深入到該地區,考察原有建筑情況、能源利用方式、水文地理條件等,結合實際將ZESH應用于實踐。其次,太陽能概念產品仍需政府的支持對太陽能清潔能源的倡導將會引領群眾和商家的選擇;另外,補助的力度應該隨著經濟發展水平逐步提升,一旦減少了產品的成本,選擇ZESH的人便會增多。最后,太陽能需要擁有一個穩中求進的商品市場。
實際應用時,推薦先選擇信陽、南陽東部等地,這里交通便利、能源豐富、發展底子好。先從市郊小別墅區起步,這里的居民一般都負擔得起ZESH的成本,由于地處城市農村交界,各種原材料、勞動力都易低價獲得。然后再逐步向城市以及農村擴展。
4.結論
ZESH在中國剛起步不久,充滿著活力,適宜的條件決定了它在河南中南部的發展優勢。在此發展ZESH前景廣闊,這也將為節能減排事業做出重大貢獻。(作者單位:鄭州大學土木工程學院)
參考文獻
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關鍵詞:現代建筑;綠色節能;關鍵因素
引言
在我國和諧社會的構建中,不但注重社會政治、經濟、文化體系的全面建設和發展,而且強調環保節能理念在社會發展中的進一步應用。我國建筑行業普遍存在的能源浪費問題逐漸得到各界的關注,而且成為現代社會的焦點問題之一。在我國現代房屋建筑的發展中,節能施工技術的應用不但有效解決了行業內嚴重能源浪費問題,而且促進了我國建筑行業的科學、可持續發展。雖然國內建筑行業加強了對于節能施工技術的理論研究和實踐應用,但是在國內現階段的節能施工技術應用中,仍然普遍存在難以把握技術要點的問題,這也是阻礙我國建筑行業技術發展的關鍵因素,必須及時得到改善與處理。
一、對于綠色節能的主要概述
1.綠色建筑的節能設計本身就是較為復雜的一項工作,它所涉及的范圍比較廣,包括生態技術、生物技術、人文精神、能源策略以及對生態環境的保護等方面。這些方面都與社會經濟有著直接的必然關系,從而也促進了生態產業以及經濟循環等方面的持續發展。所以,在當今的建筑設計中,它是具有綜合性的一項設計工作。現代建筑的綠色節能設計要解決的主要問題就是建筑物與居住環境二者之間的關系。因此,在進行設計時,必須要以建筑設計作為主導思想,同時也應合理地協調好城市生態問題、景觀生態問題、自然資源問題等,也應對結構、環境、材料、熱能、生物等方面進行綜合的分析研究,在研究的同時也開辟綠色節能設計的新領域。
2.對于降低污染以及對環境的保護,作為建筑行業應重視節能、節約用地、節水以及節約材料等方面的重要工作。因此,在建筑行業當中,降低污染、保護環境,從而更好地合理利用資源是綠色節能的關鍵因素;而減少浪費、降低污染才是對環境保護的有利措施。
3.建筑設備設計應綜合考慮
建筑設備之間的熱量有時起到節能作用,但是有時候則是冷熱抵消。如夏季照明設備所散發的能量將直接轉化為房間熱擾,消耗更多冷量。而冬天的照明設備所散發的熱量將增加室內溫度,減少供熱量。所以,在滿足合理的照度下,宜采用光通量高的節能燈,并能達到冬夏季節能要求的照明燈具。
二、有關節能設計的關鍵因素
1.提高隔熱與保溫的主要性能
(1)對于建筑物的圍護結構首先要具備的就是保溫效能。由于在建筑的外墻耗能當中它可以達到40%左右,因此必須要提高它的隔熱與保溫效能,這對提高節能減排效率具有重要的意義。由于在不同國家和與不同地區當中存在著一定的氣候差異,所以對建筑的圍護結構在傳熱效能方面也會存在不同的要求。如果在較為寒冷的區域,建筑的護結構應具有較小的傳熱系數,所以就要利用導熱系數較小的隔熱材料,進而改善建筑的熱環境。同時,也應根據建筑結構的位置以及材料的不同,可以利用不同的保溫技術,而在這其中最為有效且最簡單的就是外墻的保溫技術。外墻圍護的保溫不等于隔熱,隔熱的主要作用還是為減緩在外墻圍護結構當中所吸收的熱量向室內傳遞的速度。一般建筑如果可以達到自然通風,那么外墻隔熱系統主要就是為了保溫。因此,作為護結構必須要具有相當的時延,從而可以維持表面溫度在較低的情況下,也能有效地降低室內的熱量。例如,可以在建筑的防熱表面利用平滑的淺色裝飾材料,或者應用可以吸收太陽輻射率較小的材料。一般來說,屋面的能耗會占到墻體能耗相當的比例,所以,必須要重視墻體保溫隔熱的性能。
(2)由于太陽能是一種潔凈天然并且可再生的能源,所以在現代建筑設計當中有著廣泛的應用。在高速的經濟發展當中,電力、煤礦、石油等方面的供應已經隨著需求量的增大變得日益緊張,這也推動了太陽能技術的發展,在一定程度上解決了目前能源緊張的問題。太陽能產品的制造技術已經越來越成熟,得到廣大消費者的認可,所以太陽能技術應該具有很大的經濟效益。然而,由于目前我國的太陽能產品是以零散的應用與安裝為主,所以存在著很多的問題。為了可以更好地解決這些問題,就必須把太陽能技術歸納到建筑的綠色節能設計當中,更加積極地提高太陽能產品的應用率,從而在一定程度上解決我國能源緊張的問題,也將促進建筑節能設計的發展。
2.利用自然通風
在一般的建筑當中,自然通風主要是通過氣流傳熱,而空氣流動主要通過建筑物的窗、門等開口位置所具有的空氣壓力差傳熱。出現空氣壓力差的因素主要體現在兩方面,一方面就是風壓的作用,另一方面就是熱壓的作用。熱壓一般是取決室內外的空氣溫差,也就是空氣的容重差以及高度差。解決熱壓現象主要可以根據合理的空間布局、合理設計門窗等方法,同時,在建筑的設計當中必須要設置相當數量高窗與低窗結合,從而可以提高進出口的高差,當熱空氣有所上升時,則由高窗進行排出,而涼風則會進入室內,從而發揮出煙囪效應。但是,當設計中應用煙囪效應時,則必須要把天井設計在其中,或是在樓梯間以及走廊的屋頂設置一個排風的天窗等,從而也可以增加自然通風量。
3.對室內的布局設計
(1)由于對室內房間的合理布局總體上利于室內的自然通風與采光,但因在建筑面積、體形系數以及建筑節地等方面有所限制,所以,不是每個房間都具有良好的通風與采光條件。我國的建筑節能計算主要是通過建筑進行研究的,所以在不同的房間里所應用的性質以及應用的時間也有所不同,此外,對室內的舒適要求也會存在一定的差異。因此,在設計布局時,必須要確立先后的順序,也就是先從起居室再到主臥室、次臥室以及工作室,最后才是廚房、衛生間。
(2)由于門窗設計是建筑圍護隔熱、保溫以及節能中最為薄弱的一個環節,所以增加建筑材料玻璃在熱工方面的性能,其主要目的就是為了控制窗表面的溫度,防止夏季過高而冬季又會較低的現象。對于門窗洞口的設置一方面要增加室內面積的合理布置從而提高利用率,另一方面也應考慮到穿堂風,防止出現口袋屋式的布局設計。
(3)設置廚房與衛生間的排風口時,必須要全面考慮到主導風向以及對鄰室的影響作用,從而防止出現油煙的污染以及發生強風的倒灌現象。
(4)在進行設計時,必須要正對進風口和出風口的位置,防止出現通風的流線轉折,從而提高房間的通風率。如果進風口與出風口具有較大的面積時,則會利于增加通風量。
結束語
綜上所述,我國建筑正處于起步階段,有待于每一個建筑師結合現代技術及綠色環保觀念,繼承發揚獨特的地域文化傳統,設計出既能與環境共存,又能改善人類生活的綠色建筑。對人居環境的探討,一直以來都是建筑界所關注的熱點問題,人們在建筑節能方面已經取得了很大成效。
參考文獻:
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關鍵詞:節能建筑;建筑圍護結構;圍護結構;熱工設計;設計方法
中圖分類號:TU201文獻標識碼: A
一.引言
隨著我國經濟的快速發展,建筑行業的快速發展。建筑規模增大的同時,由建筑所造成的損耗逐漸上升。節能建筑已逐漸成為社會可持續發展的重要措施。隨著節能技術的發展和節能產品的推廣,建筑的節能效果更加顯著。在節能建筑設計過程中,圍護結構的熱工設計時重要內容,通過采用合理的熱工設計方法,確保節能建筑圍護結構熱工效能,從而確保建筑節能效果的實現。
二.建筑耗能現狀及建筑節能在社會發展中的重要作用
1. 我國建筑能耗現狀
我國城市化進程在逐年加快,這種快速的城市化刺激了我國房地產業的發展,隨之我國建筑能耗也日益增長,每年新增加的住宅有絕大部分都屬于高能耗建筑。在建筑施工過程中時時刻刻都在消耗各類能源,建筑材料使用及生產以及投入使用后,都會造成能源消耗增加。我國從改革開放以來,越來越重視建筑的節能效益。同發達國家相比,我國建筑節能還存在較多不足,不僅僅是在數量上差異較大,在節能效果上也存在較大差距。在建筑項目建設過程中,過分關注產出,而忽視對生產環節的細化掌控,導致建筑能耗居高不下。目前,我國建筑業還攢竹不能有效結合實際情況采用施工技術等問題,特別是在建筑材料方面,極少采用高環保材料,同時在施工過程中存在建筑垃圾處理不當、污水未加處理進行排放等問題,導致工程結束后需要耗費大量能源來對污染環境進行治理,既加大了能源消耗,同時又無法滿足可持續發展的要求。
2.建筑節能在社會發展中的重要作用
(1)建筑節能有利于促進經濟的快速發展。
人類社會在進行生產和生活過程中,需要消耗能源來滿足生產、生活的需要。隨著發展速度加快,各類建設規模逐漸增多,能源的消耗總量越來越大。經濟的快速發展需要能源作為硬件支撐,一旦能源緊缺必將制約經濟的發展。做好建筑節能,在某種程度上來講經濟的快速發展。
(2)實施建筑節能,能夠保護環境。
我大部分在冬季時,氣候較為寒冷,許多地區普遍采用燃煤進行采暖。燃煤燃燒過程中會排放煙塵、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化合物等成分,造成大氣的嚴重污染。因此,實施建筑節能,通過降低建筑能耗不僅能夠達到節約能源的目的,同時有利于保護環境。
(3)實施建筑節能能夠改善熱環境。
隨著經濟的快速發展,人們的生活水平逐漸提高,開始越來越重視對環境舒適度的要求。目前大部分城市在夏天需要用空調來解暑,冬天需要采取采暖措施,這對于原本緊缺的能源增加了更多壓力。在此情況下,實施建筑節能,能夠緩解能源緊張的問題,進一步改善熱環境,具有重要意義。
三.節能建筑圍護結構熱工設計方法
1.墻體熱工設計
外墻的節能功效主要體現在增加外墻的隔熱性能,減少冬季的熱能損耗,降低空調能耗。當前外墻設計,主要有兩種形式,一種是承重墻與單一保溫材料相結合,另一種是保溫層與承重墻復合的保溫墻體。自保溫外墻是由單一材質制成具有保溫隔熱功效的材料砌筑而成的,自保溫外墻一般用到的材料為礦渣混凝土、加氣混凝土、粉煤灰保溫砌塊等,這種利用墻體的材料實現整個建筑結構的保溫功效,需要墻體自重很重,否則難以達到較強的保溫效果。而在我國的北方地區,由于冬季的時候室內外的溫差比較大,采用單一保溫材質很難實現保溫效果,需要增加使用外墻內保溫的方式,來滿足室內熱環境的要求。綜合內保溫與外保溫技術,外保溫墻面具有突出特點,能防止保溫層受潮、避免產生熱橋,同時外保溫有助于建筑室內的熱舒適與熱穩定,在此基礎上,延長建筑物的使用壽命,促進整個建筑物系統的節能改造。目前我國外墻外保溫的構造還存在很多問題,泄水構造措施的缺失,導致在雨水天氣時,墻體很容易進水,保溫層上設置鋼絲網片,后涂抹抗裂砂漿,這樣的構造,如果抗裂砂漿的含沙量過大,就容易造成外部的涂料出現剝落、脫皮的情況。為了改進外墻外保溫構造,需要在建筑外墻外側的找平層上設置一層隔氣層,這樣可以防止保溫層受潮,保溫板與隔氣層中間留有一定空隙,使進入的雨水可以順利排出。
2. 門窗節能設計
門窗節能設計通常是保溫、節能設計中的薄弱環節,門窗節能設計需要從兩個層面考慮,一是提升門窗保溫隔熱的性能,二是增強門窗采光、通風、美觀的性能。
(1)提升窗戶保溫性能的節能措施
采用多層玻璃窗的形式能提升窗戶保溫性能,利用空氣的導熱系數低于玻璃導熱系數這一特點,在玻璃間增添一定厚度的空氣間層,發揮空氣間層的作用,保持室內溫度。為了更好地利用空氣間層的作用,需要減少空氣間層與外部空氣的對流換熱,保持空氣間層的封閉狀態。在選用窗框材料時,一定要選擇隔熱性能好的材料,塑鋼門窗隨著不斷的推廣使用,已經成為一種比較成熟的建筑材料,塑鋼門窗的使用,不僅改善了室內的聲環境,也改變了室內的熱環境,該材料的使用在節約能耗上發揮了重大的作用。玻璃鋼窗也是一種比較綠色環保的節能建筑材料,且尺寸穩定、不易變形,加之于中空玻璃相結合,據有良好的隔熱保溫效果。
(2)窗戶遮陽
夏季,太陽輻射較強,如果進入室內的溫度過高,則會增加空調的負荷,隨著全球氣候的變暖,窗戶夏季的遮陽效果的好壞已越來越成為工程建設的重點。為了遮陽,可以采用遮陽板,遮陽板可以分為活動與固定的兩種,因寒冷地區夏季陽光多來自西面,因此設置為固定的遮陽板。為了達到窗戶這樣的目的,可在普通玻璃上粘貼節能薄膜作為一種鑲嵌材料,達到遮陽的目的,這種遮陽玻璃不僅價格較低,而且比較美觀,適用范圍廣,抵擋輻射的功效強。
3.維護結構的能源利用
我國南北跨度較大,部分地區四季鮮明。黃河以南地區夏季酷暑難耐、以北地區冬季大雪紛飛。結合我國地域實際情況,許久以前就有建筑專業人員提出建設“冬暖夏涼”建筑的想法。由于不僅僅對建筑舒適度要求較高,同時有利于降低建筑能耗。為了實現建筑節能效果,必須要提高圍護結構的能源利用。提高維護結構的能源利用一般通過需要達到兩方面的要求,一是通過改變維護結構組成材料的熱工能性,所以提倡在建筑實施過程中有全局觀念,采用市場上新興的環保實用型材料;二是通過切實可行的構造技術,提高維護結構的隔熱和保溫性能,比如通過架空通風、屋頂蓄水等技術增強屋面的隔熱降溫性能,或者通過采用復合墻體來達到墻體的節能效果,或者通過改善材料的保溫隔熱性提高門窗的密閉性能。
四.結束語
節能建筑圍護結構的熱工性能是確保節能建筑實現節能降耗的重要保障。在節能建筑設計過程中,要合理采用熱工設計策略,提升建筑圍護結構的熱工效應,確保節能減排目的的實現。
參考文獻:
[1]高漢民,曲平,郭晶波等.節能建筑圍護結構熱工設計方法研究[J].新型建筑材料,2004,(4):39-41.
論文關鍵詞:新農村,太陽能熱水器,太陽能與建筑一體化
0.前言
隨著我國國民經濟的增長和人民生活品質的提升,居民對生活熱水的需求十分強烈,太陽能熱水器市場有著突飛猛進的發展,增長率高達20%-30%[1],增長速度超過世界上其他任何一個地方[2]。
特別是近幾年來,新農村建設的步伐不斷加快,農村城鎮化水平越來越高,太陽能熱水器市場已經從城市轉向農村。以低層建筑為主的廣大農村地區為我國太陽能市場的發展提供了一個巨大的空間,根據農村家庭太陽能熱水器的使用數量與家庭收入的關系分析預測,到2010年太陽能熱水器的安裝總量將達到1億㎡[3]。農村成為我國太陽能熱水器市場迅速發展的基礎。
但是我國新農村太陽能熱水器在安裝與使用過程中還存在較多的問題。本文綜述了我國新農村太陽能熱水器的安裝與使用現狀,指出太陽能熱水器在我國新農村將大容量化、一體化、全面普及的發展趨勢。
1.新農村太陽能熱水器現狀
選取的調查地點均為新農示范村或小康村,能夠代表全國普遍新農村的建設方向和發展趨勢。通過篩選本次調研選取了安徽省當涂、東至兩地的9個示范村進行實地調查,并參考西安建筑科技大學調查的4個新農村示范點[3]和粵北農村新型能源調查的曲江馬壩鎮圳背示范村[4]的調查調查結果,來了解目前我國新農村太陽能熱水器的現狀。
調查問卷設計多個方向,包括新農村建筑形式、建筑節能、家庭用電系統、冷熱水系統以及家庭收入、支出項目。涉及太陽能熱水器項目主要有:容量、價格、安裝、服務、相關設施的完善程度、輔助能源以及滿意程度等。
其中居民熱水設施信息表及使用太陽能熱水器滿意度表分別見表1、表2.
表1新農村居民熱水設施信息表
序號
項目(平均每戶)
平均每戶
1
太陽能熱水器容量
220L
2
集熱面積
2.3㎡
3
太陽能熱水器價格
2800元
4
盆浴
50%
5
淋浴
100%
6
關鍵詞 農村住宅;設計;特點;需求;對策
中圖分類號 C939 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)20-0350-03
1 我國農村住宅建設現狀
改革開放以來,我國城鎮化比例由1978年的17.92%提高到了2011年的51.27%,年均增長1.0%左右,預計2030年將超過70%。農民人均住房面積由1978年底的8.10 m2提高到了2010年底的31.6 m2。經過30多年的發展,城鎮規模和布局有所改善,基礎設施和公共服務設施水平逐漸提高。未來5~10年,村鎮住房建設數量和需求仍將不斷增加,新建住宅的竣工面積約為6億~7億m2/年,占全國新建住宅總量的一半以上。村鎮住宅建設每年仍將保持6 000億~9 000億元的投資額,村鎮建設已成為推動我國社會經濟發展的新的經濟增長點。但總的來說,我國農村建設整體較為落后,發展不平衡,相關技術與政策不足,具體表現在以下幾個方面。
1.1 農村住宅功能欠缺,基礎設施不足
長期以來,農村住宅建設主要采用居民自建自住、分散建設的模式,住宅商品化率極低,住宅和住宅區的工程質量、功能質量與環境質量差。我國大多數農民由于受落后經濟水平、生產方式和傳統生活形態的影響,居住水平上仍處于落后狀態,住宅也無法滿足現代生產和生活的要求。2010年底,全國56.35萬個行政村中,僅52.3%實現了集中供水,6%的行政村對生活污水進行處理,37.6%的行政村有生活垃圾收集點,20.8%的行政村對生活垃圾進行處理。農村基礎設施建設仍有較大的缺口。
1.2 規劃重視不足與科技含量低
農村住宅建設的規劃、設計、建材與部件生產、建筑施工等各個環節都在不同程度上存在問題。一是缺少統一規劃。據統計,我國行政村中編制建設規劃的僅占47.88%,自然村中編制建設規劃的僅占19.24%,實行整治的村莊占總數的4.62%;二是不重視前期的設計,在開建之前基本沒有進行實際地質勘測。在我國大部分農村住宅建設過程中,基本只是依據經驗和需求對住房進行設計,沒有設計圖紙,抗震設施基本沒有。不經過勘測和設計修建的房屋給以后住房的建設和使用留下了巨大的隱患。三是嚴重浪費資源能源。在農村住房的建設中,受各種因素的影響,農民缺乏節約用地的意識,浪費耕地資源的現象比較嚴重;房屋建設缺少節能設計,基本不采用節能材料。四是施工人員和單位缺乏資質,嚴重影響工程質量。農村住房多由工程隊城建,建房人員沒有經過正規培訓,缺乏安全意識,沒有工程質量監督檢查機制[1-3]。
1.3 政策引導有待加強
與大中城市相比,農村法規建設存在2個方面的問題:一是已出臺的標準、條例、要點和辦法有的深度不夠,有的內容不全,有的由于客觀形勢的發展而不再適用,需要修編;二是農村建設法規缺口大,導致規劃指導建設實踐上的時空錯位,負面影響很大,急需增補。此外,還要在農村住宅建設中貫徹以人為本,全面、協調、可持續發展的要求。
2 我國農村住宅特點
農村住宅量大面廣,關系到千家萬戶,具有其自身特點,應當從實際出發,深入生活,才能設計出適用的農村住宅。在農村住宅設計中存在一些誤區,有人認為農村住宅簡單,用不著設計就可施工;有人認為農村住宅設計可以套用城市住宅設計的方法。實踐證明,這2種做法都影響了農村住宅的設計和建設,導致生產不利和生活不便。從調查情況看,農村住宅具有以下基本特征。
2.1 生產與生活功能的兼容性
農村住宅同城市住宅不一樣,除了滿足居住功能外,還要滿足農戶家庭副業生產活動的需要。一般農戶的家庭副業,大體上有飼養豬、羊、家禽、家兔、養蠶、編席、編筐、織布、刺繡等。其中,北方地區的一些家庭手工業夏季可在庭院中進行,冬季則移到居室;南方地區由于天熱多雨,人們往往在住宅的堂屋中從事草編、竹編、養蠶和織布等活動,因此,南方的農村居民往往要求有寬敞明亮的堂屋,臥室則可相對小一些。農村的廚房,除了用來做飯外,還要為家畜加工飼料。此外,農村住房設計中還需要設計雜用房,用來儲存工具、雜物和堆放柴草等。近年來,農村從事個體經營的家庭日益增多,個體經營收入已經成為很多農民家庭收入的主要來源。因此,建筑師在農村住宅設計中應想方設法為農村居民創造從事生產經營的平臺。
2.2 明顯的地方性
我國地域廣大,各地農村的自然條件、資源狀況、風俗習慣都不相同。因此,在住宅的平面布置、建筑形式、建筑結構和構造等方面,各地都有不同的需求,不同的傳統做法,不同的建筑風格。僅從使用角度來看,南方的堂屋,除上述生產功能外,還是一家生活的中心,家務活動,接待親友,都在堂屋進行,有時還兼作臥室,設計面積較小,使用不便。在北方,活動中心有的設在堂屋,而多數是和廚房結合在一起的,冬季要求做飯和采暖兼顧。又如,北方氣候寒冷,為了便于取暖保溫,住宅建筑面積可以小一點,南方氣候炎熱,要求房屋通風敞亮,面積相對要大一些。不僅如此,農民家庭院落的組織,也反映地區的特點。北方住宅面積較小,需要組織院落,來安排家庭生活的一些活動,比如:夏季休憩、吃飯、種些蔬菜;冬季存放柴草,貯存過冬蔬菜等,而且飼養家禽、家畜也需要有個院落。因此,院落是不可缺少的。總之,南方的房屋面積要比北方大一些,而院落面積,則比北方小一些。因地制宜,從實際出發,才能做好農村的住宅設計。
2.3 住宅的多樣性
農村住宅的所有權大部分屬于農民個人。由于經濟條件、每戶人口組成均不同,對住宅設計也有多種多樣的要求。即使在一個村莊,對于住宅的標準,包括面積標準、質量標準和設備標準都有不同的要求[4-6]。
3 農村住宅需求
3.1 需要完善住宅功能
為了改善農民的生活水平和居住條件,迫切需要針對農村的生產和生活需求,創新農村住宅建筑設計技術,完善住宅功能和提升質量,同時,推進農村住房建設的工業化、標準化,推動農村住房建設事業健康發展。
3.2 提高建造水平
為改變農村住宅建造效率低下的狀況,亟待依靠科技進步發展工業化和裝配化農村住宅技術,改變農宅的建造方式,提升住宅建造的效率。
3.3 加強規劃與基礎設施建設
建設基礎是規劃,農宅建設必須規劃先行,完善各級規劃并加強落實,從而提升土地資源的利用率;加快整合資源,完善路、水等基礎設施建設,為農村住宅建設改善奠定堅實的基礎。
4 農村住宅設計原則
良好的農村住宅設計必須符合2個“有利于”的標準:一是有利于當地經濟、社會和環境的協調發展;二是有利于當地農戶生產生活。
4.1 堅持適用、經濟、安全、美觀原則
適用是指符合當地經濟水平和生活習慣,包括滿足生產、生活和文化等各種社會活動的全部功能要求;經濟是指在滿足功能使用要求、保證建筑質量的前提下,盡量降低造價,節約投資;安全是指住宅要合理選址,其建筑結構要具有較好抵御自然災害的能力,以保證居民的生命財產安全; 美觀是指在適用、經濟的條件下,盡量使建筑形象得體大方,借景自然,體現地域特色與民族特色,滿足公眾的審美要求。
4.2 堅持農民參與原則
新農村建設的最大受益者是廣大農民,在新農村建設(包括住宅建設)的各個環節,都必須發動廣大農民參與,建設的目標才能最終實現。不要忽視農民參與的重要性,要充分發揮農民的積極性和創造性,使住宅設計滿足農民意愿,得到農民的肯定,使農村住宅工程建設得民心、順民意,真正使農民受益。
4.3 堅持因地制宜原則
我國農村地域廣大、環境多樣、資源環境各不相同,在農村住宅建設過程中,要從農民實際需求出發,充分發揮農村資源的優勢,堅持因地制宜的原則,建設質量過硬、風格多樣、符合農民需求的住宅。
5 農村住宅建設建議
(1)逐步完善居民點體系布局。要結合產業布局,編制好縣域居民點布局規劃,擴大產業規模經營,使居民點從分散逐步走向合理的集中,不斷完善配套基礎設施,提高居民點的宜居性。
(2)采取節約用地措施。農村住宅建設對耕地需求逐漸增大和耕地面積逐年減少的矛盾日益突出。要通過采取節約用地的措施,保證耕地資源。在農村用地規劃中要做到以下幾點:一是堅決杜絕超前規劃;二是在建設用地審批中,要采取節約土地和建設用地增減掛鉤原則,嚴禁超標占地;三是充分發揮土地的利用潛力,按照規劃使用耕地。在建設過程中要根據實際情況適當減少建筑之間的距離,增加建筑密度。
(3)重視住宅建設用地選址。住宅建設用地選址應有利于生產、方便生活,具有適宜的安全衛生條件和建設條件,避開洪水淹沒、風口、滑坡、泥石流、地震斷裂帶等自然災害影響地段;避開自然保護區、有開采價值的地下資源和地下采空區以及文物埋藏區。同時,住宅建設用地應布置在大氣污染源的常年最小風向頻率的下風向以及水污染源的上游;與生產勞動地點聯系方便,又不相互干擾;位于丘陵和山區時,應優先選用向陽坡和通風良好的地段。
(4)住宅組團應避免單一、呆板的布局方式,應結合地形,靈活布局,空間圍合豐富,戶型設計多樣。住宅區的平面布局、空間組合和建筑形式應注意體現民族風情、傳統習俗和地方風貌。住宅區內原有的山丘、水體、人文景觀以及有保留價值的綠地及樹木,應盡可能將其保留利用,并有機地納入綠地及環境規劃。
(5)把握有別于城市的住宅特點,避免照搬城市住宅設計理念。除滿足節能節地要求外,設計要體現地域特色、民族特色和農村氣息,避免“千村一面”。
(6)農村住宅建筑風貌,要根據當地鄉鎮、村莊原有風格特色、農民生產生活習慣、地形與外部環境條件、傳統文化等要素,確定新建建筑風格及建筑群組合方式,傳承地方文化、歷史文脈;并盡量運用地方建筑材料,使農村建筑風貌整體協調統一,形成較鮮明的地方特色和鄉村氣息。
(7)農村住宅設計要把增強人際交往,實現社會和諧,做到人畜分離,提高農村生活環境質量作為重要的設計理念。要重視農民戶內外交往空間布局;宜在住宅單元團組,形成“飼養區”(團組單元飼養區)與“居住地”及公共空間(如兒童游戲或農村老年居民健身場所)增強人際交往,實現人畜分離,改善衛生條件。
(8)農村住宅設計要保證必要的日照和自然通風效果。應依據當地常年主導風向和日照時間,選擇有利的建筑朝向,以保證必要的日照和自然通風。采用合理的建筑型式及窗墻類型,采用保溫性能好的圍護結構和節能產品,將建筑節能與改善室內環境結合起來。確定合理的間距、選擇建筑形態和總體空間的組合形式,以實現必要的日照、通風同時滿足節約用地的要求。執行有關建筑設計規范、按窗地比確定門、窗洞面積,合理布置墻面或屋頂采光口,以保證良好的自然采光。
(9)依據農戶活動特點,因地制宜建設省地型農村住宅。依照地區特點,農民活動所需空間,可進行垂直分戶(2~3層)和水平分戶(4~5層)住宅設計。北方農村多為平房,逐步發展垂直分戶(2~3層)住宅。提倡建設多層并聯式住宅,各地均應適當控制獨院獨戶式住宅和單層建筑。科學合理加大住宅進深,減小面寬,節省用地。
(10)科學布置庭院與輔助用房。庭院布置應符合當地農村的自然條件和農民生活習慣,布置要緊湊,分區要合理,充分利用空間。依據生產需求,科學合理設置輔助用房,如農機具房、農作物儲藏間等,應與主房適當分離,可結合庭院靈活布置,在滿足健康、安全的前提下,要有利于生產。
(11)因地制宜地推進農村節能設計。如加強屋面、墻體保溫等節能措施;推進應用節水型設備、節能型燈具;積極利用太陽能及其他可再生能源和清潔能源,優化能源結構。有條件的地區應逐步執行《民用建筑節能設計標準(采暖居住建筑部分)》《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》。
6 參考文獻
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摘要:從中國作為人口大國、城市土地資源緊缺的國情出發,探究垂直景觀在高層建筑中的應用,為目前亟需擴展城市綠地提供一個可操作的方法。通過對垂直景觀成熟經驗的學習與分析,了解如何將垂直景觀設計應用到中國的高層建筑中去。建筑期刊
關鍵詞:高層建筑;垂直景觀;營造
一、研究背景與意義
基于全球城市化進程的日益加劇,人口的膨脹、城市建筑密度的不斷攀升,人們開始意識到環境與建筑能耗的污染以及生態系統的危機。為了遏制這種趨勢,綠色建筑應運而生。綠色建筑的定義是在建筑的全壽周期內,最大限度地節約(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。而實現綠色建筑的重要途徑之一就是———垂直景觀,它在城市生態景觀方面的補償作用不可估量。我國作為人口大國,城市土地資源緊缺,同時還有大量人口不斷涌入城市,導致北、上、廣等大城市越來越擁擠。這些寸土寸金的大城市中心集商業、娛樂、文化于一體,高層建筑林立,公共綠地嚴重短缺。有人提出建設更多的綠地廣場和公園來解決這一棘手的問題。這個初衷是好的,可是實際的國情卻很難實施。據預測,2020年,中國將有300萬農村人口轉移到城市。大量的農村人口正在以驚人的速度涌入城市,城市土地可容納量積聚飽和,我們正面臨著建筑土地和綠化面積如何平衡的極其嚴峻的問題。而另一方面,物質文化水平的提高,使得都市人對于生活品質的追求也在不斷提高。他們渴望親近自然,享受綠色的需求正在與日俱增。據統計,上海在2010年的GDP已達到一萬美元,隨著經濟消費能力的提升,高品質的生活標準、環境與質量標準成為城市居民越來越關注的話題。對公共綠地環境的投入,使得生活與工作環境更加舒適宜人成為人們的一種共識與追求。因此,在橫向綠化的可擴展面積基本為零的情況下,尋求高層建筑縱向上的綠化可利用性定會成為一種趨勢。高層建筑的表皮綠化不僅能短期實現綠植覆蓋率,而且與建筑節能、減少能耗的綠色建筑目標相一致,是一舉多得的方法。同時,垂直景觀對于改善都市的生態效應也具有重要意義,高層建筑的垂直景觀功能定位于生態學,具有吸附與阻滯空氣中的塵埃、減少灰塵顆粒物,清潔凈化空氣、降低噪音輻射,調節室溫、節約建筑能耗,美化環境、令人身心愉悅等不可估量的社會和經濟效益。
二、國內外研究現狀
城市垂直景觀設計早在古代巴比倫時期的經典空中花園已經出現了萌芽,當然早期垂直立體綠化的呈現更多的是自然植物無意識的攀爬,品種較單一,更沒有系統理論的形成。直到20世紀90年代,西方發達國家才開始了對垂直綠化的系統研究,它也逐步成為在景觀設計領域中對未來城市生態景觀發展的前沿課題。一些發達國家的垂直景觀在改善新興城市的生態環境方面,得到政府政策上的支持和推進,給城市居民帶來生態、經濟和健康上的利益,也在一定程度上消除了“城市熱島效應”,推進了生態園林建設的科學性。這其中,馬來西亞建筑師楊經文可以說是真正實現“空中花園”的先驅,他的建筑設計以與有機的、富有生命力的植被化相結合而聞名。他倡導建筑與植物生態系統的有機共生。在他的生態建筑實踐中,始終堅持生物氣候學設計原則,創造了眾多令人驚艷的垂直景觀生態建筑。其著名作品之一是新加坡EDITT?TOWER,1998年獲得了熱帶生態建筑設計大獎。整座建筑遠遠望去猶如一顆屹立于高樓大廈中的參天大樹,大樓的四周都被綠色植物所包裹,植物與建筑的和諧共存既達到了美學的高度,又起到了隔熱的作用。該建筑所設置的綠色空間與居住面積比例達到了1:2。
大樓還設有雨水回收、光伏發電、污水凈化等多套綠色節能系統。楊經文的生態建筑,實現了綠色植物與建筑的和諧共生,也展現了通過精心配置的植物可能形成的豐富多姿的空間形態,將建筑與自然完美地結合。正如楊經文所說:“建筑物常常可以看作大量的無生命物質的堆積,植被化的目標就是將有機的、富有生命力的物質與無機的、無生命的物質融為一體。”除此以外,在日本、法國等都相繼出現了垂直景觀生態建筑。例如日本福岡的ACROS樓,整個建筑除去1/4的地下空間,地上建筑設計成臺階狀,屋頂部分全部由綠色植被所覆蓋。竣工數年,郁郁蔥蔥的植被已經與南側公園的綠化融為一體,仿佛在城市中央形成了一座綠島,在收獲優美的視覺景觀的同時,使整棟建筑的溫度更加舒適,創造了良好的生態效應。目前,在北京、上海、深圳、重慶等大城市中,城市垂直綠化的研究和探討已經形成一定的共識,一些城市建筑外立面也出現了綠化表皮的實踐案例,但是這些實踐在某種程度上只能稱為垂直綠化,跟垂直景觀還有一定的距離,可以說我國高層建筑垂直景觀設計尚處于起步階段,還有許多經驗要學習。
三、垂直景觀在高層建筑中的營造手法
需要明確的是垂直景觀與垂直綠化是不同的兩個概念,垂直景觀是以充分利用建筑縱向空間、實現植物(包括喬木)與高層建筑共生的景觀設計,而垂直綠化究其本質是建筑垂直面的攀緣綠化,是攀緣植物翻轉90°的平面綠化。但兩者也存在著一些共同的特點,諸如占地少、都是利用縱向立體進行的綠化設計等。垂直景觀的設計,將植物作為建筑造景的主要手法,通過不同的植物造景組合,形成建筑高層的平面布局與縱向建筑結構設計獨特的空間構建,形成如畫的美麗景觀,并且豐富高層建筑室內空間的功能要求。對于這些營造手法的探析需要更多的實踐操作的可能性,而目前我們更多的是只具備理論整理的經驗論。根據楊經文在高層建筑運用生物氣候學來組織空間的經驗,我們可以學習的設計方法如下:
(一)空間組織
分析其平面布局,楊經文的高層建筑輪廓多設置為不規則形,利用不同凹度的開敞空間進行綠化。縱向樓層的懸挑式空間錯落有致,既可以使不同戶型享受到更多的陽光,同時錯位排序的植物也可以得到足夠的光照和生長空間,尤其是喬木植物。大量綠色植物的嵌入種植不僅有效地減少了建筑本身的熱島效應,還能生成氧氣,吸收二氧化碳與一氧化碳,并且豐富了建筑單一的表皮,也不影響陰影區開窗的可能性。再分析其豎向空間,高層建筑的垂直景觀的結構本身是植物搭配建筑的自然美與人工美結合的產物,應當考慮好植物的預留生長空間,重視其彈性空間的設計安排。各類設施的設置力求便捷,滿足時空發展的需求。因此,消防、疏散等設施設計應上升到美學層面去考量。可以充分利用超高層建筑防火規范所要求設置的建筑避難層,著重利用垂直景觀綠化、營造生機盎然的建筑外立面,以提升整棟建筑的美感。
(二)植物配置
綠色植物作為垂直景觀生態建筑的重要要素,它直觀地展現著一座建筑的生態效應和視覺感受。出色的垂直景觀生態建筑肯定是植物與建筑美學的高度融合,因此,植物的搭配尤為重要。垂直景觀的營造也絕不是簡單地給建筑物附著上一層攀緣綠植,它關注的是植物豐富種類的搭配、色彩季相的變化、姿態柔和的線條,營造出具有豐富的時空變化的生命力的建筑。在設計過程中,懸挑式的種植槽中作為獨立的植物單元,要充分配置好植物群落,豐富品種,形成自然分層的綠色景觀,例如可以在不同凹度的錯層開敞空間中,采取地被植物鋪底、喬木來遮陰、具有觀賞價值的灌木草花鑲嵌點綴的方式。同時,選用下垂式植物、藤蔓植物進行垂吊式美化,彌補建筑外壁的一些生硬的結構線條,營造出與建筑相映成趣、叢植錯落、四季皆有景的自然植物群落景觀。
(三)節能循環
正如楊經文認為許多后現代主義建筑,在建筑立面處理中過多地增添了許多無意義的造型,造成了許多建筑材料的浪費。這些不理性的設計怪像,忽視了能源的合理使用和能耗的約束。面對日益嚴峻的世界能源消耗問題,建筑師毫無疑問要加強節能意識,特別是高層建筑的節能問題。站在生物氣候學的高度去探索建筑節能的可能性與方法論,最終提升人的精神享受以及減少建筑能耗。高層建筑的垂直景觀應當統籌優化生態層面的規劃設計,在設計伊始,就該重視整體人工生態系統的循環回收,使綠色環境的原料與廢料盡可能多地循環利用,消化分解本身產生的能耗,降低損耗。設計要面臨的挑戰在于最大程度地去利用資源和能源,減少浮塵,吸附噪音,調節室溫,以最小的投入,獲得最大的收益,從而體現出垂直景觀生態建筑的節能、節水、節材等環保低碳理念。
(四)人性關懷
根據英國和日本的研究調查發現,工作或生活于高層建筑中的人群,有四成以上渴望與自然親近接觸,比如打開窗戶能看到綠色或走到戶外去活動,而垂直景觀正是把這種愿望付諸實踐的較好途徑。垂直景觀除了美化外部建筑環境,同時也為室內空間引入了自然美景。不僅在高層建筑的室內休憩空間真正實現了景為人用,更在陽臺空間中構造了一個個夢幻的空中綠植花園。在陽臺空間茂密的樹蔭下,層次分明的植物景觀,讓人感受到以植物景觀律動為框、藍天為畫的奇妙體驗。高層建筑的垂直景觀設計目標不是為了模擬自然,更多的是可以彌合生態學和建筑設計之間生硬的裂縫,形成持久穩固的聯系,營造合宜的自然,創建合理的人工生態系統。因此,垂直景觀在高層建筑設計中,必須關注人的舒適度,從微觀層面上滿足人體工學的要求,關注人的健康,在強調采光、通風、保溫等基礎條件上,還必須重視人的使用安全問題。
四、結語
關鍵詞:高層住宅;建筑戶型;設計
中圖分類號:TU208文獻標識碼: A
引言
目前,隨著我國經濟建設的發展,建筑領域出現重大的更新,人們要求住宅的居住環境及舒適度能夠與時俱進,因此對高層住宅建筑設計的要求也越來越高標準。高層住宅建筑建設是我國國家工程建設的一個重要部分,關系著國民的生產、生活質量和水平,也一直是城鄉建設的重點。高層住宅建筑設計與國家建筑行業的長遠發展密切相關,為了滿足人們對高層住宅建筑需求的不斷更新,高層住宅建筑設計師必須更加仔細、深入地分析戶型結構,努力做到功能舒適、造價經濟,并且要兼顧到建筑造型的美觀。
一、 住宅形式之簡介
1.走廊式住宅
走廊式住宅的特點是戶型面積不大,不需要占用太多的空間去設計高層住宅的功能,但是能容納很多的用戶,所以走廊式住宅一般被用作公寓式住宅。這種住宅將住戶、電梯和樓梯有效地進行融合,以此來創造更多空間去容納住戶。這種住宅在建造過程中,要尋找方法去解決走廊占用太多空間的問題,另外,在采光方面,由于住戶多的特點,要特別注意對采光面少的住房進行特殊的設計,在其采光面增加朝向采光方向的開口天井,可以有效改善采光面少的住房的采光情況。比如位于濟南市奧體片區龍奧天街項目有兩棟樓就是一個典型的走廊式住宅的平面布局形式。如下:
2.躍層式、躍廊式住宅
一般認為,躍層式、躍廊式住宅是走廊式住宅的進一步發展,在現實生活中,躍層式、躍廊式住宅改變了走廊式住宅利用內外走廊的形式,相反地,而是利用小樓梯來加強樓層之間的聯系,以此來減少樓梯所占用的空間,進而增加住戶的空間范圍。另外,躍層式、躍廊式住宅還存在著一個缺點,那就是增加了平面設計的難度。
3.單元式住宅
單元式住宅,是目前在我國大量興建的高層住宅中應用最廣的一種住宅建筑形式。這類住宅與走廊式住宅的最大區別是每層樓面只有一個或兩個(按高層民用建筑設計防火規范對于層數不同要求設置)樓梯,可為2-4 戶提供服務(大進深住宅每層一梯可服務于5-8 戶),住戶由樓梯平臺進入分戶門。如果住宅設計為點式,則各層住戶圍繞樓梯分布;如果住宅的平面是條形(板式)設計,則一幢條形住宅可有多個樓梯。不論是一梯二戶,還是一梯三戶,每個樓梯的控制面積稱為一個:“居住單位”. 因此,條形的梯間式多層住宅又稱為“連續單元式住宅”。點式(墩式或塔式)梯間式住宅又稱“獨立單元式住宅”。
單元式住宅的基本特點有:
(1)每層以樓、電梯為中心,每層安排戶數較少,各戶自成一體。
(2)戶內生活設施完善, 既減少了住戶之間的相互干擾,又能適應多種氣候條件。
(3)可以標準化生產,造價經濟合理。
(4)仍保留一些公共使用面積:樓梯、走道,保證了鄰里交往,有助于改善人際關系。
(5)有良好的采光,通風良好。
4.塔式住房
塔式住房是以一個樓梯或電梯為中心,在其周圍布置若干個住戶,使得住戶能夠接觸更多的陽光,而且通風效果優良。另外,在外形上,塔式住房具有多變性,能夠極大程度上滿足對住宅外形有特殊要求的人群的需要。
二、住宅建筑設計存在的問題
在目前的建筑領域,住宅建筑占有較大的比例。住宅設計質量的優劣,直接影響著居民居住環境的好壞,同時也影響著我國建筑業健康與長遠的發展,因此不可輕視住宅設計。設計師應在現有基礎上,不斷探索、發現問題、解決問題,不斷提高設計水平,以滿足城鄉居民的不同需求。
1.住宅建筑的套型設計不合理
目前的住宅設計在起居室、衛生間以及廚房的設計上存在不合理之處。起居室過大,導致室內的凈高不足,空間距離的安排不合理,讓人產生壓抑感。起居室的門洞設計數量較多,影響起居室的使用功能。一般在起居廳適合布置小于3個的門洞,過多會造成交通面積擁擠,使起居室功能受到過道的影響。對于衛生間的設計,高層住宅建筑衛生間的門正對著起居室的入口,形成一種不雅觀的現象。高層住宅建筑廚房的設計中,因面積過小,導致高層住宅建筑排氣管道和燃氣管道的排列較為凌亂,且沒有設立專用的管道通道,一旦出現問題,也給檢修帶來很大的難度。
2.住宅建筑過分重視造型美觀,忽視其節能環保性
在當前的住宅建筑中,除了在戶型結構上實現了多樣化設計,住宅外部造型上也尤為重視。但是,在滿足前兩項要求的基礎上,通常會忽視高層住宅建筑節能環保的建設理念。長久以來,我國將高層住宅建筑節能降耗作為重要的發展指標進行落實,列入了經濟發展規劃之中。但在實際的高層住宅建筑設計中,并沒有達到預期的目標,出現一些住宅建筑節能效果比較差的現象。比如在設計過程中有的住宅為了追求外立面效果而大面積開落地窗,使得窗墻面積比過大,不利于住宅建筑節能。有的住宅外墻凹凸轉折過多,導致建筑物外表面積過大,從而影響的建筑體形系數,不利于節能。
3.住宅建筑采光不足,日照間距過小
目前有些住宅項目,由于受用地形紅線的限制,出現了很多大進深小面寬戶型,設計者在此類戶型設計中往往采用戶型中部布置起居廳的手法,來達到空間規整的目的。但是這也帶來了起居廳因朝向凹槽部位開窗導致光線昏暗,采光不足的情況。還有一些住宅項目片面追求大面積的中心景觀,忽視住宅的日照效果。出現了中心景觀區域外的住宅間距偏小的現象,影響住宅的實際采光通風效果,未能實現真正意義上的“均好性”。
三、住宅建筑設計的優化策略
1.朝向問題
即決定了高層住宅建筑采光的好與壞。高層住宅采光一般分為直接采光和間接采光兩種。高層住宅建筑采光的窗戶直接向外開設的稱為直接采光。而高層住宅建筑采光窗戶朝向封閉式走廊或者直接采光的廳、廚房等其他地方的采光稱之為間接采光。在高層住宅建筑中間接采光效果顯然不如直接采光。光線之于高層住宅建筑的意義如同呼吸之于人體。光線會直接使高層住宅建筑空間中充滿靈動和生氣。相對南向光線東、西向光線則顯得更加富于變化。高層住宅建筑在設計吸收利用高層住宅建筑南向采光的同時也還應將東向西向的光線最大程度的利用起來。
2.通風
高層住宅建筑的設計需要有良好的日照、天然采光、自然通風和隔熱、保溫、隔聲性能。高層住宅建筑窗戶的設置要有利于組織良好的室內通風,并保證夜晚室外涼爽的氣流進入洞口后能“覆蓋”室內平面在人體高度范圍內通過。相對于塔式高層住宅建筑版式高層住宅更容易組織穿堂風。好的朝向對高層住宅建筑室內通風也有很大的幫助。高層住宅建筑內保持良好的通風可大幅度降低室內微生物菌群的密度。
3.干濕部分要劃分得當
對于住宅中用水量較大的空間,比如廚房、衛生間,要與臥室、會客廳、儲藏室分隔一段距離,避免廚房或衛生間的水弄臟臥室、會客廳,損壞儲藏室內的儲存物品。另外,在裝修過程中,要做好防水的工作,對于衛生間,要做好防水防噪聲的工作,避免廚房與衛生間的使用影響到其他功能空間,或影響居住者的休息。
三、住宅建筑設計的未來發展方向
住宅建筑設計是個長遠的過程,而且受到眾多因素的影響。在未來住宅小區規劃設計中應堅持“可持續發展”原則,統籌考慮地塊內的景觀、日照、通風等環境因素,將可持續發展的指導思想貫徹于規劃設計、小區建設與管理中來。在設計上需要提高運用新技術的意識,有效的改善住宅性能,提高居住的舒適度。
同時,住宅建筑設計需要考慮不同地域、不同的氣候條件的影響,要加大對可再生資源的利用,不斷完善小區空間,將建筑的資源消耗降到最低,減少工程資源和材料的浪費。住宅規劃設計,遵循“因地制宜突出傳統特色,建設社會主義新農村”的原則,采用傳統建筑風格建設,充分利用基地自然條件,將小區打造成傳統與現代、歷史與發展結合緊密的生態型居住小區。
結束語
為了滿足人們對高層住宅建筑的需求,設計者在設計的過程中要充分考慮到消費者對高層住宅建筑的需求,要遵循有靜有動、保護屋主隱私、分清主次、干濕劃分得當的原則。在設計的過程中,要增加高層住宅的功能,增加住宅內設計的合理性,從而提高高層住宅建筑物的實用性,增加其可變性,最終達到滿足人們對高層住宅建筑的多樣化需求。
參考文獻:
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近5年學校獲得8項國家科學技術進步獎、國家技術發明獎
2010年國家科學技術進步二等獎獲獎項目
特大異型工程精密測量與重構技術研究及應用
該項目在國家“十五”科技攻關項目、北京市自然科學基金、奧運工程、故宮古建筑大修等項目的支持下,率先開展了特大異型工程精密測量與重構技術研究;提出了快速精密“按需建網”的控制測量理論與技術,研制了基于經緯儀、全站儀以及數碼相機為傳感器的高精度三維坐標測量系統,基于地面激光雷達的精密三維重構技術,發明了專用測量裝置,制定了相關技術標準,整體技術達到國際先進水平。本項目相關成果獲省部級科學技術金獎1項、一等獎3項、二等獎3項;已申請國家發明專利10項,其中授權7項,獲軟件著作權2項,68篇(其中EI 9篇),出版專著3部,制定行業標準3項。
本項目已在國家大劇院、“鳥巢”、水立方、國家體育館、首都機場新航站樓、CCTV新址、探月工程50米天線、北京國貿大廈、武廣客運專線、故宮古建筑大修、全國地鐵建設等大中型工程中得到應用,經濟效益達到7億多元,為北京奧運會、探月工程等國家重大工程項目作出了突出貢獻。
2011年國家科學技術進步二等獎獲獎項目
固體廢棄物循環利用新技術及其在公路工程中的應用
該項目屬交通運輸工程領域,針對國家節能減排的重大需求,解決了道路建設中廢舊瀝青混合料、廢舊橡膠輪胎、鋼渣、建筑垃圾等代表性固體廢棄物在公路中高摻配率循環利用的關鍵技術難題,形成了生產線與試驗示范基地,實現了固體廢棄物的高效循環利用。本項目已獲得授權發明專利4項、實用新型專利6項、受理發明專利申請7項,編制國標4部、行業規范4部,相關技術已在全國18個省市的32個國家和省級重點工程中成功應用。近3年來,本項目取得直接經濟效益21億元,累計經濟效益33億元,引領了交通運輸、建筑、鋼鐵等行業的技術進步。
2012年國家科學技術進步二等獎獲獎項目
地下工程開挖誘發災害防控關鍵技術開發及應用
近年來,我國地下空間開發迅速發展,僅城市軌道交通行業每年新增里程就達150公里以上,市政基礎設施等大型穿越工程顯著增加。確保開挖、運營以及相鄰構筑物的安全是地下工程建設的技術核心,本項目針對大型地下工程開挖領域的超近結構物隔離保護、風險辨識與控制、災后結構恢復等重大技術難題,展開了長達15年的科技攻關。
在國家自然科學基金重大項目等支持下,本項目通過關鍵技術的開發與應用,取得了階段性成果19項,授權專利8項(其中發明專利6項),軟件著作權7項,發表相關學術論文116篇,形成地方標準2部,所取得的技術成果已經在“首都機場滑行道穿越工程”等國家重點工程中得到廣泛應用。
代表性建筑與古建筑數據庫教育部工程中心
代表性建筑與古建筑數據庫教育部工程中心依托北京建筑大學測繪工程、地圖制圖與地理信息工程等學科,于2009年12月經教育部批準建設。
工程中心圍繞我國代表性建筑和古建筑遺產保護與利用的迫切需求,發揮與國內古建筑數據庫生產企業聯合的產學研優勢,通過研究開發與工程化的環境建設,構筑起代表性建筑與古建筑數據庫技術的工程能力平臺;建立并完善工程化產業化的體制及運行機制;建設國內領先具有國際競爭力的代表性建筑與古建筑數據庫技術研發與工程化產業基地。
工程中心的主要研究方向和內容:
建筑三維空間數據獲取系統與技術:研制擁有自主知識產權的三維激光掃描儀,研制以數字近景攝影測量與掃描系統為代表的數據采集設備,形成一個能夠以多種手段獲取代表性建筑與古建筑的各種空間幾何、影像紋理、點云等多源數據的系統。
面向古建筑等大型復雜對象的逆向三維建模軟件與技術:對采集的點云數據進行逆向,包括數據處理構建點云模型、根據點云模型提取構成建筑構件的結構實體幾何(Constructive Solid Geometry— CSG)模型、基于點云模型構建建筑表面的三維不規則三角網(3D-TIN)模型、在CSG模型或者3D-TIN模型上加載影像紋理構成建筑的仿真模型4個步驟。
代表性建筑與古建筑數據庫管理系統與技術:數據庫中要包含空間數據與非空間數據,還有文學數據、歷史數據、影像數據等。要設計一種能夠管理、查詢、顯示和利用這些數據的數據模型和結構,構成代表性建筑與古建筑的數據庫系統。
代表性建筑與古建筑數據庫的應用技術:將數據庫應用于建筑遺產生命過程分析、建筑遺產備災數據庫、數字化建筑遺產復原研究、推動建筑學的實境化教學、國際化的建筑數據交換平臺等5個方面。
基于文獻的歷史建筑復原研究數據庫:將中國歷史不同時期建筑的資料與文獻數據重建為歷史建筑的代用數據,并使用現代信息獲取、存儲與可視化技術,提取各個朝代特色建筑的豐富資料成為數字化信息,進而建立一個較完善的、可共享的歷史建筑檔案數據庫。
建筑信息存儲與交換數據標準:建立富有建筑行業特色的歷史建筑和特色建筑數據庫,以及國內首個歷史建筑和特色建筑數字檔案信息交換及應用平臺。
近幾年,該中心獲得國家科學技術進步二等獎1項,省部級獎勵8項。
城市雨水系統與水環境省部共建教育部重點實驗室
城市雨水系統與水環境省部共建教育部重點實驗室依托北京建筑大學環境工程和市政工程、環境科學等學科建設,于2009年12月經教育部批準成立。實驗室立足北京,面向全國,緊緊圍繞我國城市化快速發展進程中水環境污染控制和綜合治理中的突出共性問題,以城市雨水系統為切入點,以可持續水循環為引領,以建立健康的城市水環境為目標,以揭示城市水環境水量水質保障各環節的科學機理為支撐,在城市雨洪控制與利用、水質凈化與環境風險評價、水資源再生利用與節水、水資源優化配置與管理領域,通過環境工程和市政工程、環境科學等學科之間的相互交叉和滲透,重點開展跨學科創新性應用基礎研究。
重點實驗室主要研究方向及研究內容:
城市雨洪控制利用與水環境生態修復:城市雨水系統發展戰略與規劃設計評估模型工具研發;城市雨水產匯流特征及其對水環境響應機理研究;城市雨水資源化利用理論與技術;城市雨水徑流污染控制理論與生態處置技術研究;城市雨水管理政策與制度設計研究;城市雨水系統的信息化管理 。
污水處理及其資源化:污水處理系統的數學模擬優化與數字化智能決策控制系統 ;可持續污水生物營養物去除回收反應過程和機理;高效低耗的污水再生處理新工藝;污水生物處理系統中的內源過程機理研究;污水資源化回用的環境與健康風險評價原理與方法研究。
城市節水與水系統優化管理:城市生活公共建筑節水技術研究;城市工業再生水利用技術研究;城市規劃對城市節水影響機理研究;城市工業節水潛力分析和技術集成;城市工業和公共建筑節水相關定額研究。
目前,實驗室共承擔科研項目200余項。其中,國家自然科學基金10項,國家重大科技專項課題/子課題6項,國家“863計劃”課題1項,省部級項目30余項。近年來,實驗室承擔各類企業合作與社會服務項目200余項。包括:北京市東方太陽城水環境系統與雨水利用工程、數字化污水處理廠的建設研究方案、龍潭湖節水和再生水利用的研究與示范等。
現代城市測繪國家測繪地理信息局重點實驗室
該實驗室依托北京建筑大學與建設綜合勘察研究設計院有限公司,于2011年9月被國家測繪地理信息局批準建設。實驗室憑借學校測繪科學與技術學科優勢、人才培養優勢和建設綜合勘察研究設計院有限公司的建設行業優勢,面向城市規劃、建設、管理和文化遺產保護需求,通過產學研聯合,實現優勢互補,研究構建現代城市測繪地理信息理論方法和技術體系,為城市運行管理和文化遺產保護提供特色服務,為政府提供決策支持,為公眾提供信息服務,為企業運營提供技術服務。實驗室將逐步建設成為現代城市測繪地理信息領域的高水平研究平臺。通過營造一個創新、開放、和諧的實驗室學術環境,培養在主要研究方向上具有國際、國內先進水平的中青年優秀科學家、學術帶頭人和優秀創新團隊,形成高層次學術交流、成果培育轉化和人才培養基地。
重點實驗室主要研究內容:
現代城市測繪技術體系與標準化:基礎測繪方面:研究大地基準現代化、城市三維測量與建模的理論與方法;在攝影測量與遙感方面,主要研究多源對地觀測數據高可靠高精度處理、高效能網絡分布式光學遙感數據一體化處理、傾斜攝影與面陣攝影測量技術、多模式合成孔徑雷達攝影測量、激光雷達數據處理及其與攝影測量數據融合、遙感數據智能解譯等;在地理信息系統方面:主要研究地圖智能綜合與質量控制、地理信息自動化數據挖掘與知識發現、時空數據通用模型與一體化管理、地圖數據級聯更新、地理信息智能服務等。要大力推進地理信息數據處理關鍵技術攻關,加強測繪生產技術裝備建設,建設地理信息服務體系,研究制定測繪基準框架,通用和專用標準。
城市地理信息理論、方法及應用:重點研究網格化城市管理的理論、方法和技術體系;研究城市突發事件應急指揮和城市運行保障的策略、模型、方法和技術;研究構建城市歷史多源空間信息共享與服務系統平臺的相關理論和技術方法;研究城市空間信息應用與共享服務模式,發展面向網格化、精細化城市運行管理服務的空間信息支撐技術,探索基于空間信息的城市建筑生命周期管理新方法。
建筑精細測量與重構重點研究城市建(構)筑物精細測量技術:為建筑施工進行精密放樣、建筑運營進行質量監控和安全監測服務;文化遺產精細三維重構技術,為文化遺產數字化保護和利用服務。
近年來,學校重點實驗室獲得多項省部級以上科技獎勵。“特大異型工程精密測量與重構技術”獲得2010年國家科技進步二等獎;“三維激光掃描測量建模技術研究及在故宮古建筑測繪中的應用”獲得2009年測繪科技進步獎一等獎;“國家體育場精密施工測量技術研究與實踐”獲得2008年測繪科技進步獎一等獎,同時榮獲2008年度“全國優秀工程勘察設計金獎”。
供熱、供燃氣、通風及空調工程北京市重點實驗室
供熱、供燃氣、通風及空調工程北京市重點實驗室依托北京建筑大學環境與能源工程學院供熱、供燃氣、通風及空調工程學科,是經北京市教育委員會、北京市科學技術委員會評審和認定的首批北京市重點實驗室,于2001年6月成立,2009年12月通過第二期建設項目驗收,2010年9月進入第三期建設。
重點實驗室主要研究方向:
燃氣綜合高效利用技術:包括研究燃氣綜合高效利用技術、天然氣梯級高效利用技術、集中供熱和區域供冷技術、城鎮建設和新農村建設所應用的新能源和可再生能源應用等相關技術。
供熱空調制冷系統與設備節能技術:包括研究供熱系統量化管理節能技術、空調用冰蓄冷技術、大型公共建筑用能系統監測和優化技術、淺層地熱和水源熱泵技術等。
室內環境質量檢測與控制技術:包括研究室內空氣品質的檢測方法、室內空氣品質控制手段相關技術、室內空氣品質改善技術。
建筑節能綜合應用技術研究:包括研究降低建筑用能系統、能源輸配系統能耗并提高能效技術、監測和優化管理建筑用能技術、改善建筑圍護結構或建筑構件熱工性能技術、實現可再生能源在建筑中的規模化應用技術、發展綠色建筑和實現建筑節能減排相關技術。
近5年來,承擔科研項目125項,科研經費2,228萬元。其中,國家自然科學基金4項,“863計劃”子課題1項,“十一五”子課題7項,國際合作項目5項。實驗室已完成的研究成果中,許多已直接應用于北京市場,內容涉及旋流式煙氣除塵器、低污染催化燃燒爐、煙氣熱能回收器、低溫空氣源熱泵系統、室內環境質量檢測等,同時申請多項發明專利及實用新型專利。
綠色建筑與節能技術北京重點實驗室
綠色建筑與節能技術實驗室是2010年由北京市教育委員會、北京市科學技術委員會批準建設的北京市重點實驗室。實驗室的建立主要為北京市城市建設發展中所遇到的環境和資源方面的問題、可持續發展方面的問題提供科技支持。實驗室以“人文北京、科技北京、綠色北京”為服務方向,將建筑學、土木工程、材料科學與工程、環境工程等多學科進行交叉與融合,結合北京的城鄉建設需求,致力于基礎研究、應用基礎研究、關鍵技術研發,促進當前與未來城鄉建設中以可持續發展為模式的建筑事業發展。
重點實驗室主要研究方向和課題:
綠色建筑設計與施工關鍵技術研究:綠色建筑規劃評估理論與應用;既有建筑更新改造的理論、方法與模式;新型圍護結構研究;建筑風環境、光環境、水環境研究;可再生能源建筑一體化技術研究。
節能墻體關鍵技術研究:研究節能混凝土、砌體外墻和玻璃幕墻的設計、生產和施工的系統理論;研究混凝土、砌體外墻及玻璃幕墻節能性能的關鍵技術;研究節能混凝土、砌體外墻及節能玻璃幕墻的系統設計理論。
可持續性建筑材料研究:研究建筑垃圾資源化關鍵技術與應用研究;研究再生結構材料與再生功能材料的形成機理;研究節能環保材料設計與機理研究;研究工業廢棄物在可持續性結構材料中的性能機理及應用技術。
綠色建筑能源系統研究:供熱空調制冷系統與設備節能技術研究;新型高效制冷、熱泵機組及系統研究;建筑能耗及環境控制系統特性評價指標研究;建筑用能管理自動控制系統研究;可再生能源開發與利用理論及技術研究;蓄能機理及建筑應用研究;太陽能、淺層地熱能開發與利用關鍵技術及理論研究;混合能源系統的運行控制研究。
綠色建筑水循環系統:雨水收集利用關鍵技術與設備成套化研究;非傳統水源循環途徑與水資源優化配置技術研究;建筑節水與場地水資源循環利用技術;低影響開發與綠色建筑關鍵技術與應用研究;綠色建筑水環境生態調蓄凈化技術與集成技術。
該實驗室近年來獲得國家科技進步獎二等獎1項,省部級科技進步獎15項,國家優質工程設計銀獎1項,省部級優秀設計獎1項;編制國家、地方、行業各類技術標準4項;專利及知識產權數十項。
實驗室自組建以來,在綠色醫院設計研究、采光遮陽一體化建筑構件研究、高層建筑風噪機理及對策研究、節能材料制造研究等多個方向,開展了系統的研究工作,取得了一定的階段性成果并進行了示范項目的成果轉化實踐。同時,實驗室針對綠色建筑重點方向,面向北京及全國進行開放性課題資助。典型的研究課題及成果有:中國駐厄立特里亞使館經商參處綠色建筑設計、北京騰達大廈綠色建筑優化對策研究、北京宣武醫院綠色醫院評價及設計研究、佛山東平新城項目綠色建筑星級認定技術咨詢等。
工程結構與新材料北京市高等學校工程研究中心
工程結構與新材料北京高等學校工程研究中心經北京市教育委員會批準于2010年1月成立。該中心具有北京市高校唯一的“工程結構與建筑材料”工程檢測資質,擁有國家設計甲級資質的北京建工建筑設計研究院和全國行業領先的北京建工京精大房工程建設監理公司。工程研究中心依托北京市建設領域龍頭企業北京建工集團、北京市建筑設計研究院、北京市市政工程設計研究總院、北京市政路橋控股有限公司等4家企業,為北京的城市建設提供必要的技術支撐,旨在提升北京在工程結構節能、抗震、耐久性、環保和可持續發展結構工程材料應用方面的整體水平。
工程研究中心主要研究方向:
工程結構節能抗震新技術研究和應用:開展工程結構相關的抗震新技術和國外先進抗震技術的國產化研究,節能新型墻體的研發和應用研究。
現代大型復雜結構施工監控技術與標準化施工技術:開展大型復雜結構的施工關鍵技術和施工監控技術研究,高效預應力成套技術標準化施工研究。
既有工程結構的檢測、鑒定與維修加固:開展工程結構的材料檢測、結構檢測、檢測鑒定和加固新技術的研究。
建筑垃圾資源化、再生環保節能和可持續性結構材料的研究和應用:開展建筑垃圾資源化、再生結構材料關鍵技術和規模化生產技術研究。
環保型可持續發展城市道路工程材料:開展環保型城市道路材料的關鍵技術研究,積極開展熱再生技術、溫拌瀝青混合料技術的成果轉化。
工程研究中心目前承擔“973計劃”“863計劃”、國家科技支撐計劃、國家自然科學基金、北京市自然科學基金等研究項目共計80余項,研究經費達1,000余萬元。獲得國家和省部級獎勵11項;申請專利10余項,獲批6項,其中發明專利2項。
北京市建筑安全監測工程技術研究中心
北京市建筑安全監測工程技術研究中心于2011年4月經北京市科學技術委員會正式批準設立。中心結合學校機械工程、土木工程和電氣工程等學科優勢,致力于該領域重大關鍵性、基礎性和共享性技術的研究,以及相關科研成果的系統化、配套化和工程化開發,為北京乃至全國建筑安全監測提供所需高新技術和裝備。
中心主要研究方向:
基于聲學技術的建筑安全監測。
大型建筑運行環境狀態監測。
建筑安全物聯網系統工程。
特種機器人的研究在建筑安全監測中的應用。
建筑鋼結構和混凝土結構安全評估及可靠性技術。
建筑裝備安全監測規范與服務。
目前,中心在研國家自然科學基金項目1項,北京市自然科學基金項目2項,其他省部級以上科研項目10余項。獲北京市科學技術獎一、二等獎各1項,其他省部級科技獎2項。
北京市城市交通基礎設施建設工程技術研究中心
北京市城市交通基礎設施建設工程技術研究中心于2012年經北京市科學技術委員會批準成立。該中心以北京建筑大學為依托,并聯合北京市政工程設計研究總院和北京市政路橋建設控股(集團)有限公司,形成了集交通基礎設施綜合防災減災規劃、大型交通樞紐設計、交通基礎設施新材料與新技術研發等于一體的省部級科研及成果轉化平臺。中心整合了北京交通基礎設施研究領域的優勢資源,協同開展科技創新,通過產學研結合,促進成果轉化,為北京建立高效、安全、環保的世界城市交通運輸體系提供技術支持,并培養一批高層次人才,以滿足北京交通基礎設施建設需求。
中心技術研究開發主要方向:
交通樞紐規劃設計:研究綜合交通樞紐規劃布局理論、功能設計方法及行人交通特征,解決高效交通換乘、優化樞紐內部流線等交通運行效率及緊急情況下行人疏散等安全問題。
交通基礎設施綜合防災減災:研究交通基礎設施的綜合防災減災,解決地下道路及空間火災煙氣控制、內澇防治、安全疏散、結構抗震設計及安全評價問題。
交通基礎設施全壽命設計:解決交通基礎設施全壽命設計相關技術難題,著重開展混凝土耐久性及工程應用技術、交通基礎設施使用性能預測、評價技術與應用和交通基礎設施抗震設計新技術等相關內容的研究。
交通基礎設施施工新技術:研究交通基礎設施施工新技術,解決施工的空間制約、資源制約、無障礙施工等問題。
該中心近3年來獲得國家科技進步獎一等獎1項、二等獎5項,省部級科技進步獎22項,國家優質工程設計銀獎4項,省部級優秀設計獎16項;國家、地方、行業各類技術標準54項;專利及知識產權75項;國家級工法5項,省部級工法10項。科研成果已應用于工程約60余項,其中包括:奧林匹克公園綜合交通規劃、北京地鐵4號線的防災減災設計、長安街大修改造的全壽命設計、北京市四元橋立交工程的施工新技術等。
北京建筑文化研究基地
北京建筑文化研究基地于2010年被北京市哲學社會科學規劃辦公室、北京市教育委員會批準建立。
基地自成立以來,緊緊圍繞“三個北京”和中國特色世界城市建設,開展北京城市文化特色研究、空間哲學研究、建筑倫理研究和建筑文化遺產保護研究,共承擔各級各類課題40余項。其中,國家社科基金項目2項,省部級哲學社會科學課題15項,北京市自然科學基金2項。舉辦國際、國內學術研討會5次,出席國內外學術會議40余人次。出版著作20余部,150余篇。有20多篇論文被《人大復印報刊資料》全文轉載,有100余篇論文被CSSCI收錄。基地重視人才培養和建筑文化科普工作,2012年開始招收“設計倫理學與美學方向”碩士研究生,建設了建筑物文化特色資源庫,取得了豐碩的科研成果和良好的社會效益。
基地主要研究領域:
北京城市建筑文化特色與功能研究:北京傳統建筑文化的意義及功能;北京城市主要功能區的建筑文化特色;北京城市公共建筑物和公共空間的文化內涵;北京城市建筑形態的文化功能等。
建筑倫理研究:建筑、規劃、工程活動的價值取向;建筑、規劃、工程活動的公共參與;西方建筑思潮的倫理分析。
北京建筑文化遺產保護研究:北京城市建筑遺產的類型與特征;北京城市建筑遺產的文化功能評價;北京城市建筑文化遺產的再利用。
北京應對氣候變化研究和人才培養基地
北京應對氣候變化研究和人才培養基地成立于2012年3月,由北京市發展和改革委員會、北京市教育委員會聯合共建。
基地的基本定位:
北京市應對氣候變化智庫;北京市應對氣候變化信息服務中心;北京市應對氣候變化戰略措施研究和技術交流平臺;應對氣候變化專業人才培養與人力資源儲備中心。
基地建設將立足北京、面向全國、放眼世界,跟蹤氣候變化問題的國際、國內形勢及動態,匯聚國內外應對氣候變化領域的精英人才和技術,集成利用北京市在相關研究領域的各類資源,開展氣候變化對本市經濟社會的影響及應對措施等方面研究,培養儲備本市應對氣候變化專業人才,努力將該基地建設成為與國際接軌、國內一流的集應對氣候變化相關教學、研究與技術開發于一體的產學研綜合性基地。
基地將組建與氣候變化緊密相關的能源、交通、建筑、環境、生態、經濟與金融、規劃與管理等跨學科研究力量,緊密跟蹤氣候變化問題的國際國內形勢及動態,系統全面地分析氣候變化對北京市經濟社會和環境的影響,研究本市應對氣候變化的總體戰略、應對機制與技術、應對計劃與方案。
基地主要研究方向與內容:
開展相關發展戰略和政策標準的研究;搭建北京市應對氣候變化信息交流和研發網絡;開展應對氣候變化技術研究,包括基礎研究、適應氣候變化能力的研究、提升溫室氣體減排水平的研究、溫室氣體減排及相關低碳政策在短期內的經濟社會影響研究等。
北京建筑大學——浙江勤業建工集團有限公司技術研發中心
為充分發揮高校科研人才優勢和建筑施工企業的生產要素資源,促進工程建設領域的科技進步和科技成果的孵化與轉化,建筑工程浙江省工程技術研究中心(企業技術中心)由北京建筑大學和浙江勤業建工集團有限公司(以下簡稱“浙江勤業集團”)共同組成并申報建設。中心于2009年獲得浙江省批復(浙經信技術[2009]311號)。
研究中心的建立是本著優勢互補、互惠互利、共同發展的原則,以切實發揮產學研聯合作用為目標,以實現提高企業科技創新、促進高校科技成果轉化為主要任務。
中心自建立以來圍繞工程實際中遇到的技術難題,企業與高校聯合開展了多項科研項目合作和技術攻關,主要包括:圍繞土木工程施工領域的共性技術與關鍵技術,重點在施工新技術、新材料、新設備、新工藝等“建筑四新技術”方面開展創新研究與開發,以形成一批具有自主知識產權的一系列技術成果,并大力做好應用與推廣工作。
中心的科研項目選題主要來源于三個途徑:一是浙江勤業集團設立或擬定的項目,包括工程建設的行業標準、發明專利、國家級工法等;二是學校根據具體土木工程熱點、難點技術而設立或擬定的項目;三是國家及地區科研主管部門的相關科研課題。浙江勤業集團與學校擬定的項目由各單位分別提交到研發中心,并由專家委員會評審通過后,方可列為正式選題并由中心負責編制項目申報指南。
北京建筑大學建筑科技大學科技園
北京建筑大學建筑科技大學科技園是依托北京建筑大學的優勢學科及科技創新資源,面向首都城鄉建設,集聚創新創業人才,擴散高新技術,建設知識創新和科研成果轉化及產業化的中心;是為首都城市規劃、建設與管理提供科技支撐和智力支撐的創新創業基地;是產學研合作引領產業結構優化升級的高新技術企業集聚區;是首都城鄉建設創新創業人才培養的高地。
科技園以建筑科技為主導,圍繞城鄉規劃、建設與管理,是重點開展建筑結構、建筑施工、建筑材料、建筑節能、建筑監理、智能建筑以及城市基礎設施建設的研究、設計、實驗、應用、信息等產業化基地。