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1.1技术评价影响因素
(1)技术本身。在选择节能技术时,须充分考虑先进性、成熟性和配套性等,以实现节能的目标。此外,新节能技术的选择应用还须考虑和旧有技术的相关性,相关性越大,技术人员掌握的时间就越短,技术应用的成功性就越大。村镇居民在选择节能技术时须选择一些较成熟、风险小的技术。
(2)社会效益。村镇住宅进行节能建设不仅可以为居民营造一个良好的生活环境,还有助于居民生活水平、文化程度的提高,并且在一定程度上提高就业率,在美化村镇的同时,提升村镇住宅在社会中的影响力。
(3)经济效益。村镇住宅采用节能技术势必会在短期内提高建筑工程的成本、加重居住者的经济负担。因此,节能技术只有在创新中考虑到建造者的经济承受能力,在推广中让居住者认识到长期收益和短期成本之间的关系,才能实现更广泛的普及。
(4)环境效益。环境质量的改变是由多项指标反映,同时由于大多数人类活动对环境的影响都存在滞后性,使环境效益的计量和评价存在很大困难。节能技术的研究和应用要结合微观效益和宏观效益处理好短期经济利益与长期可持续发展之间的关系。
1.2村镇住宅建筑节能适宜技术评价指标体系的建立
村镇住宅建筑节能技术适宜度将技术及材料的先进性作为评价对象,从多个维度出发涵盖了若干具有层次性和结构性的指标序列,所有指标序列相互影响、彼此联系,是建筑节能技术发展的综合性评价体系。依照技术评价的理论基础和评价维度,村镇住宅建筑节能技术评价指标体系的建立要将定性和定量评价相结合,遵循系统性、简明性、层次性和可行性等原则,在不同条件下具有可调整的弹性空间。本文从节能技术的可行性经济性、先进性出发,以实现项目的可持续发展为最终目标。
2模糊综合评价模型
将评价指标体系分为3个层次,目标层、准则层和指标层。准则层指标集为S={s1,s2,…,sm},指标层指标集为Si={si1,si2,…,sin}。
3实例分析
选取北方寒冷地区某经济条件中等的村镇进行实证研究,在对该村镇住宅建筑节能技术适宜性的评价中,将评价集划分为5级,即V={v1(优),v2(良),v3(一般),v4(差),v5(较差)}={5,4,3,2,1}。根据该村镇住宅节能建设的实际情况,对其推广应用的墙体节能技术CS板进行适宜性评价,邀请来自房地产、设计院、施工单位和高校等建筑方面专家,对待测墙体节能技术CS板的各层指标重要性分别进行比较,构造判断矩阵并求出各项指标的指标权重。按照模糊综合评价模型设计的方法,统计每个因素各评价赞同的专家数,用赞同的专家数所占比例作为隶属度构建评价矩阵。
4结束语
就中国来说,建筑能耗是社会能耗的三驾马车之一,而既有建筑能耗是建筑能耗最大的组成部分。目前,我国每年城乡新建住房建筑面积近20×108m2,其中80%以上为高能耗建筑;现有建筑近400×108m2,95%达不到节能标准;我国住宅的能源消耗大约相当于同纬度欧洲国家的2~4倍,是节能潜力最大的用能领域。因此,通过开展既有建筑节能改造,大力发展生态建筑,是中国建筑节能的未来发展方向。
2既有居住建筑节能改造的概念
既有居住建筑节能是指对已经投入使用的居住建筑,在保证为使用者提供稳定舒适的生活和工作环境的前提下,降低使用能耗,使其符合国家节能标准。主要通过应用高新节能技术及产品,提高运行管理水平,使用可再生能源等途径来完成。
3既有居住建筑节能改造的经济性分析
3.1外部性的概念
外部性或外部效应,是指一个人的行为对旁观者福利(无补偿)的影响,根据影响结果不同,可以分为正外部性和负外部性两类。正外部性与外部经济是同一个概念,指一个经济主体的经济活动为其他经济主体带来了经济利益,但没有获得对方的任何回报;负外部性与外部不经济是同一个概念,指一个经济主体的经济活动为其他经济主体造成了经济损失,却没有向对方支付任何补偿。当外部效应存在时,市场会失灵,这时的均衡结果是无效率的,社会总福利并没有达到帕累托效率准则所要求的最优状态。
3.2既有居住建筑节能改造的经济性分析
3.2.1既有居住建筑节能改造具有外部经济性
在生态节能改造前,既有居住建筑舒适性差,资源能源耗费高,对环境造成较大负担,因此,具有外部不经济性。MSC为保有居住建筑的社会边际成本,MPC为保有居住建筑的私人边际成本,MB为保有居住建筑的边际收益。由于既有居住建筑具有外部不经济性,MSC位于MPC的上方。从社会来看,当MB=MSC时,均衡的产量和价格为Q2、Pc。从个人来看,当MB=MPC时,均衡的产量和价格为Q1、Pa。显然个人决策的产量大于社会决策的产量,AB表示既有居住建筑给社会造成的外部成本。在节能改造后,既有居住建筑成为生态节能建筑,除了给个人带来舒适性改善、能源费用节约等效用外,由于资源能源耗费有效降低,对环境保护和能源节约都有贡献,因而具有外部经济性。MSB为对既有居住建筑进行节能改造的社会边际收益,MPB为私人边际收益,MC为边际成本。由于节能改造的正外部性,MPB在MSB的下方。从社会来看,当MC=MSB时,均衡的产量和价格为Q2、Pc。从个人来看,当MC=MPB时,均衡的产量和价格为Q1、Pa。显然个人决策的产量小于社会决策的产量,AB表示既有居住建筑节能改造给社会带来的外部收益。既有居住建筑节能改造是减少外部不经济性,增加外部经济性的一项社会活动,对全社会来说十分有益,这也正是政府大力推进既有居住建筑节能改造的根本原因。
3.2.2既有居住建筑节能改造中的“市场失灵”
按照经济学观点,当一个市场存在外部性时,市场机制会失去其应有的调节价格和配置资源的作用,亦即市场失灵。由于既有居住建筑节能改造具有正外部性,对整个社会带来了收益,但没有得到任何补偿,造成实际节能改造低于社会需求,整个社会福利无法达到最大化。
4减少既有居住建筑节能改造外部性的对策建议
4.1减少既有居住建筑节能改造外部性的理论依据
经济学理论认为,解决经济外部性主要途径有政府干预和产权界定,代表人物分别是庇古和科斯。庇古法则的根本原则是通过收益和成本调整,使经济活动的边际社会收益与边际社会成本相等。科斯认为,在产权清晰和保护严格的条件下,外部性并不会引起市场失灵,市场均衡能够实现社会福利最大化。对于解决环境污染问题,科斯定理是可以解决的,但前提是必须满足定理的前提假设,科斯定理的前提是产权明确和交易成本足够小。在现实社会中,这些假设是难以被满足的。本文按照庇古的政府干预理论,对消除既有居住建筑节能改造的外部性作定性探讨。根据庇古法则,政府可考虑采取措施对既有居住建筑节能改造给予补贴,增加私人节能改造收益,使私人收益与社会收益相同,提高私人进行节能改造的积极性。
4.2推动既有居住建筑节能改造的政策建议
既有居住建筑节能改造的难点主要是投资大,改造技术不够完善,住户积极性差。由于外部经济性的存在,节能改造不可能自发地开展,难以通过市场调节实现社会福利最大化,迫切需要政府部门制定相关的政策来予以调节和推动。
1)健全法律体系。
建筑节能改造的推广必须有完善的法律体系作为保障,这样推广才有依据和强制力。目前,我国建筑节能方面的法律法规如《中华人民共和国建筑法》、《中华人民共和国节约能源法》、《民用建筑节能条例》等,操作性不强,缺少强制性措施,落实困难。要加快建筑节能法律体系建设,强化法律责任,提高法律法规的强制力,运用法律手段推动既有居住建筑生态节能改造。
2)完善政策体系。
完善推动节能改造的强制性政策和激励性政策,坚持法律强制推动和经济利益引导双管齐下,推广节能建筑。加快制定节能建筑补贴政策、信贷支持政策和税收优惠政策,对节能建筑的生产者和使用者给予多种优惠。对非节能建筑产品的生产者实行高标准、高强度的税收政策,提高其生产成本。同时,对进行节能技术和节能材料开发的科研机构和研究人员给予资金和多方面的支持,以推动节能技术的发展。
3)建立多元化投融资渠道。
各级政府要加大对节能改造的投入,整合现有的各类补贴资金建立节能改造专项资金,明确筹资渠道。要强化业主在筹集节能改造资金中的地位和责任,调动企业和开发商参与的积极性,通过政府出一部分,业主拿一部分,企业垫付一部分,形成多元化的节能改造投融资渠道,使业主只花很少的钱或者不花钱就能够达到节能效果。
4)设立评价和监管体系。
要完善节能建筑的评估、认证、标识等制度,要求各类建筑公布能耗数据,根据能耗标准对节能建筑进行认定,并发放节能建筑标志。要建立多部门共同参与的监管体系,定期对社会建筑节能情况进行专项检查,及时公布检查结果,让建设者接受社会的监督。
5)建立宣传推广体系。
要充分发挥舆论的导向与监督作用,大力宣传开展建筑节能改造的重要意义和成功经验,提高全民的建筑节能意识和专业人员的技术水平,努力营造全社会关注、支持既有建筑节能的良好氛围。
5结语
摘要:我国是一个地震多发的国家。因此,现在越来越多的人非常重视建筑结构的抗震设计问题。所以,本文主要就建筑结构的抗震设计中关键问题、具体的抗震设计举措进行研究与分析。
关键词:建筑结构;抗震设计;关键问题;具体举措
【中图分类号】TU318【文献标识码】A【文章编号】2236-1879(2017)20-0217-01
引言:随着我国经济快速发展,一栋栋高楼大厦拔地而起,但与此同时,在我国是地震多发国家的背景下,建筑抗震等安全因素成为设计需要考虑的因素之一,现阶段,我国的建筑抗震水平较高,但因地震导致房屋倒塌的情况时有发生,为了能更好的提高建筑抗震水平,在建筑抗震设计方面更加合理,作为中学生了解建筑结构的抗震设计中关键问题、具体的抗震设计举措是很有必要的。建筑结构抗震设计关键问题
(一)场地的科学选择。
建筑场地的科学选择,直接关系到建筑结构抗震设计的水平与质量。因此,有关的工程设计人员需要对于建筑物建设的场地进行全面的考察工作,选择具有土质松软、地质元素分布不均衡的区域来进行地段的选择,避免地震发生时产生出地裂或者是地表错动问题。
(二)建筑结构的合理化抗震设计。
建筑结构的合理化设计也对于提升建筑抗震设计的质量与水平发挥着重要的作用。比如:使用高强度的建筑材料使得建筑物的结构框架具有完整性的构造。而高质量设计图纸的应用,可以使得建筑物的各个部位进行更加合理、科学的布局,最终形成强有力的抗震效果。
(三)建筑平面布置的规则性。
进行满足有关抗震设计要求的施工,可以极大提高建筑的抗震水平与能力。比如:综合的考虑到各个方面的因素,应用现代的网络信息技术进行对称性的结构设计,将会对于建筑的抗震实际效果进行科学的提升。同时,我们需要清楚的了解到各种科学的设计需要真正的落实到施工实践中,使得设计的成果真正转变为实际的应用成果[1]。
一、建筑结构抗震设计的具体举措
(一)基础隔震措施。
所谓的基础隔震指的是应用各种各样的减震装置来完成有关建筑物的结构抗震设计。具体来讲,将有效的抗震、隔震的装置应用到建筑物自身的部位中,从而达到保护建筑物,使其具有良好抗震、隔震效果的一种方式。但是,这种方式不适用于高大的建筑物中。原因在于,在高大建筑物中应用抗震装置会导致建筑物产生出自振周期问题,无法达到应有的抗震效果。在我国的生活中常见的抗震装置有橡胶垫装置、混合隔震装置等。对于这些装置应用摩擦移动或者是粘弹性隔震的方式就可以进行有效的防震,保障建筑物具有良好的防震要求[2]。
(二)特殊材料在地基隔震中的应用。
应用特殊的材料全面保障建筑物的地基具有良好的防震性能,也是一个重要的防震举措。具体来讲,应用高效的沥青原料与粘土、砂子等进行混合性的应用,可以提高建筑物整体的质量与水平,保障建筑物的安全。目前这种方法已经在建筑物的防震设计中进行了一定程度的应用,并且取得了不错的应用效果[3]。
(三)建筑结构悬挂隔震。
所谓的建筑结构悬挂隔震指的是在进行建筑物结构设计工作中,应用悬挂的方式来对于建筑物大部分结构或者是整体的结构进行有效减震处理,使得地震发生时地震灾害的破壞力量对于悬挂的建筑结构没有非常大的影响,最终减轻地震对建筑的破坏程度,避免重大的人员伤亡与财产损失。比如:在一些大型钢结构建筑中应用悬挂的方式来进行有关的设计,使得有关的子框架通过锁链或者是吊杆方式的应用悬挂在主框架上。这种设计方式应用的意义在于地震发生之后,地震一部分破坏力量会传导在这些锁链或者是吊杆上,降低了地震对于建筑物地基以及墙面的影响,提高了建筑物地基抗震的实际效果[4]。
(四)建筑层间的隔震。
对于建筑物层间进行有效的隔震是一种操作简单、工序简单的应用方式。但是,这种方式与其它方面的隔震使用举措比较起来只能对于地震破坏力量的10%到30%进行有效的预防,无法从根本上形成强有力的抗震效果。因此,这种方式需要与其它模式的抗震举措进行综合性的应用,形成对于建筑物的有力保护,全面提高其应对地震破坏力量的能力。
(五)建筑结构的加固隔震。
为了全面提高建筑物结构的抗震能力,我们需要采取各种的方式对于建筑物进行必要的加固处理,提升建筑物的质量。具体来讲,第一,在建筑物竣工之后,有关的工程施工技术人员可以应用阻尼的方式对于建筑物进行全面的加固,最终使得建筑结构的抗震效果得到加强。第二,为了提高高层建筑的抗震效果,我们可以应用消能减震装置来提高其抗震的能力,使得高层建筑也可以在地震发生时具有对地震破坏力的抵御能力,避免重大的财产损失与人员伤亡。比如:消能减震装置在建筑物隔震夹层中进行应用,可以极大提高建筑物结构的抗震效果[5]。
二、结论:
通过上述几个方面,对于建筑物结构抗震若干问题进行科学的研究与探讨,有利于建筑物施工的企业应用众多的具体方法全面提高建筑物结构抗震的质量与水平,保障建筑物在地震发生时具有强有力抵御地震的能力,减少人员的伤亡与财产上的损失。如今总体的设计理念与方式比较先进,但也需要与时俱进,不断提高建筑抗震等级,为人们的生命和财产安全提高保障。
参考文献
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[4] 李琛琛. 关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J]. 科技创新与应用,2016,18:245.
当前,我国是一个发展中大国,又是一个建筑大国,每年新建房屋面积高达17亿叮一18亿叮,超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。随着全面建设小康社会的逐步推进,建设事业迅猛发展,建筑能耗迅速增长。我国既有的近400亿叮建筑,仅有1%为节能建筑,其余无论从建筑围护结构还是采暖空调系统来衡量,均属于高耗能建筑。单位面积采暖所耗能源相于纬度相近的发达国家的2倍一3倍。这是由于我国的建筑围护结构保温隔热性能差,采暖用能的2/3白白浪费。而每年的新建建筑中真正称得上/节能建筑0的还不足1亿叮,建筑耗能总量在我国能源消费总量中的份额已超过27%,逐渐接近三成。因此如何实行建筑节能,降低能源消耗和环境污染,提高能源利用率,已成为我国可持续发展必须研究解决的重大课题。
二、我国建筑节能所存在的问题
虽然近几年我国在建筑节能工作方面取得了一定成绩,但建筑节能在实施过程中仍存在一些问题,主要表现为以下几点:
1.建筑节能意识薄弱。
因为缺乏对建筑节能基本知识的了解,因此人们并未认识到建筑节能在创建和谐社会中的重要作用。人们在选购房屋时,往往更注重建筑物的外观和内部构造,而忽视了建筑节能对于房屋舒适度和人性化的设计要求。因此,开发商抓住消费者的心理,把更多的精力投入到对外观和结构的追求上,而本应放到降低建筑能耗的投入往往被守法意识薄弱的开发商压缩下来。房地产企业的利润无形中增大,而社会责任却缺失。只有强化消费者对建筑节能的需求,增强政府部门对建筑节能的监督管理力度,加大建筑行业对建筑节能的知识普及,建筑节能工作才能够稳步推进,人们才能强化建筑节能意识,也才会真正享受到建筑节能带给人们的成果。
2.可再生能源的利用率低。
我国绝大部分建筑的能源系统还都依赖于不可再生的一次能源,而对于可再生能源的利用还相当落后。目前,中国以水电、风能利用、太阳能利用、生物质能利用等为代表的可再生能源利用量还不够大,这主要是因为太阳能发电、风能受天气影响大,并网技术问题还没有完全解决,生产成本比较高,而生物质能的最大障碍则是资源缺乏,大规模发展不太现实。
3.建筑节能技术落后,服务支持体系尚不完善。
我国在建筑围护结构、建筑设备关键节能技术以及建筑热环境控制技术方面的研究,与国外还有很大差距.既有建筑的节能改造,缺乏专业性的技术和服务支持机构,合同能源管理市场服务基础研究尚待深入。建筑物性能评价和能耗评价标准还不够完善,一定程度上阻碍了建筑节能工作的开展.
4.法律、法规和政策措施有待进一步加强。
建筑节能是一个系统工程,涉及设计标准、建筑材料、建筑、结构、水、暖、电等多个专业和自然科学、应用科学等。涉及的政府管理机构也包括建设、经济与信息化等多个职能部门。因此,与建筑节能配套的法律、法规和政策措施仍需进一步修整完善,建立行之有效的节能法律法规和行政监督体系,确保各环节工作有法可依,有章可循。建筑节能工作实施过程中,各部门应加大协调和监督力度,使建筑节能工作落到实处。
三、推进我国建筑节能工作的措施
1.建立建筑节能监管体系,切实履行责任。
建立完整的建筑节能监管体系,是保证建筑节能落到实处的重要措施。工程建设项目各方责任主体单位,如建设、设计、施工、监理等单位要严格执行规定,从工程建设的全过程抓好建筑节能工作。建设单位要遵守国家节约能源和保护环境的有关法律法规,按照相应的建筑节能设计标准和技术要求委托工程项目的规划设计、开工建设、组织竣工验收,并应将节能工程竣工验收报告报建筑节能管理机构备案。设计单位要遵循建筑节能法规、节能设计标准和有关节能要求,严格按照节能设计标准和节能要求进行节能设计。施工单位要按照审查合格的设计文件和节能施工技术标准的要求进行施工,确保工程施工符合节能标准和设计质量要求。监理单位应对施工质量承担监理责任。完善的监管体系应包括对建筑节能设计标准的监管直至延伸到施工、监理、竣工验收、房屋销售等环节。
2.积极推广和使用新型建筑节能材料。
对气密性、水密性、保温性、抗风性、抗变形性、环保、隔音、防污、保温、隔热的特殊建筑节能材料要大力推广使用。积极推广应用/四新0技术和产品,经常开展建筑节能材料展示推广会,使建筑节能材料通用化、配套化、系统化。
3.培养和引进建筑节能技术人才。
我国开展建设节能住宅的时间相对较短,相关技术人才短缺。为此,对口高校可以此为契机,增设相关专业,为社会培养专业人才;另一方面,国外发达国家节能方面着手较早,节能理论和技术成熟,可以从这些国家高薪引进技术人才,来支持国内节能工作。
4.加强设计深度,提高施工技术水平。
建筑节能是一项综合性的工作,需要贯穿建筑的全过程,节能措施应该从方案规划设计阶段就介入,一旦进入到施工图设计阶段就迟了。比如建筑布局、朝向以及周边建筑的日照影响。在建筑的全生命周期里,最重要的是把设计、建材与设备、运行三者相互协调,使建筑用能源使用效率最优化。而广义的建筑节能设计包括了建筑前期设计、建筑材料及设备选择、以及后期的建筑设备节能运行设计。建筑的整体节能规划设计涉及多个专业,而建筑设计是整个节能设计的基础。一线的建筑设计人员要进行建筑节能相关法规和标准及节能技术再培训,形成节能的理念,在设计的全过程要始终把节能与建筑的观赏性、功能性综合考虑,逐步形成一套完整有序的节能设计流程。综合各个专业的技术优势,整个流程应包括建筑节能规划设计,建筑采光计算、建筑单体设计、围护结构节能设计、建筑材料热工设计计算、供热与制冷节能运行设计并延伸到建筑电气节能设计。
5.建立健全建筑节能的保障机制。
制定和实施强化节能的激励机制,增加经济扶持政策,加大对建筑节能资金的投入,建立健全建筑节能的保障机制。要创新投资体制,想方法筹措开发建筑节能的资金,要制定经济扶持政策,建立和完善建筑节能的经济激励政策,例如可减少土地出让金收益,或减少营业税等,不断研究探索建筑节能的发展基金,采取多元化筹措建筑节能资金的办法,加大对建筑节能资金的投入,为加快促进建筑节能提供资金保障。
6.加大建筑节能的宣传力度。
加强资源节约和综合利用的信息交流,树立建筑节能试点、示范项目,加强宣传效应,大力宣传建筑节能的重要意义。抓好建筑工程项目的建筑节能设计审查备案工作;推动试点、示范工作的开展;加强施工过程中的监理与稽查,完善工程验收的建筑节能审查备案制度;建立公共建筑节能审查制度;通过召开动员会、报刊、杂志、电视、网站等公共媒体的宣传,开展深入细致的宣传、贯彻工作,把建筑节能的意义、作用和政策、规定讲深讲透,让全社会都重视和支持建筑节能工作。同时,广泛开展专业培训,组织建设开发、设计、施工、监理、审图机构等单位的技术人员学习相关建筑节能设计标准和相关政策文件,努力提高专业技术人员的建筑节能专业知识水平。
四、结束语
1)民用住宅建筑中屋面的覆盖材料,一般会使用导热系数较好、吸水率较低或者容量较低的材料,此种材料一定会具备所需求的强度,屋面板和防水层之间是承重层的位置。屋面材料在选择时,一定要按照国家的相关标准,在材料的存储阶段,防水防潮是一定要严格关注的,在建筑施工时,要根据正确的施工工艺和配比开展施工的流程。
2)民用住宅建筑的屋面绿化。民用住宅建筑中的屋面绿化若能顺利进行,可以将其中所存在的二氧化碳气体合理减少,从而使建筑的能耗降低。例如:在夏季,屋面如果采用了绿化处理,就会比普通的房屋屋面少5℃的温度,室内的温度能够减少3℃左右,并且对民用住宅建筑增强绿化,能够将建筑物的周围环境有效改善,可以将民用住宅建筑中的周围温度合理降低。
2墙体施工的节能技术
墙体施工的节能技术,是将保温墙体的施工过程作为最主要的部分,基本是对墙体保温性能的提升,一般情况下是在承重墙的外层部位建立保温层。
1)保温层的施工
外墙体的保温层施工是民用住宅建筑施工的节能技术中最为核心的部分。在施工时若没有正确的处理过程,就会产生耐久性减弱、渗水、脱落或者开裂的现象,因为墙体的外侧是保温层的施工位置,没有较强的粘着性,很容易产生严重的后果,同时对应的成本也相对较高,施工工艺的采用上,一般会选择复合、喷涂、干挂以及抹灰等。目前所提倡的施工工艺为加气混凝土与蒸压粉煤灰的结合体,在外部的围护上可以充分的利用此种材料的优质特性,将保温隔热性能提升,并且绿色环保的功效也能大大体现。同时简单的施工技术,让施工人员的工作时间减少。
2)外墙体的保温施工
民用住宅建筑中所涉及到的承重墙所使用的施工工艺,是对整砖使用平砌的方式,然而如果面临空心砖,就不可以对其砍凿。此外,一些部位是有管线经过的,就要利用实心砖进行砌筑,这时一定要留有预埋的位置,并且此位置在填筑时不可以用水泥砂浆,否则会严重的将民用住宅建筑中想提升的保温隔热性能降低。新型建筑材料的选用和先进的施工方法与技术是建筑施工中非常重要的一项内容,这就要求施工管理人员要时刻将节能理念贯穿在整个施工过程,积极地推行建筑节能材料的应用。
例如聚苯颗粒保温料浆外墙保温技术,是将废弃的聚苯乙烯塑料加工破碎成为0.5mm~4mm的颗粒,作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层(或是面层防渗抗裂二合一砂浆层)。该施工技术简便,不仅可以减少劳动强度,提高工作效率,还不受结构质量差异的影响;对有缺陷的墙体施工时,墙面不需修补找平,直接用保温料浆找补即可。该施工技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易脱粘空鼓、面层易开裂等问题,从而实现外墙外保温技术的重要突破。
3门窗施工的节能技术
1.1屋顶的自然采光
太阳光是安全的、洁净的可再生能源,建筑若充分利用白天的自然光进行采光可以非常有效的达到建筑节能的目的。建筑充足良好的采光不仅可以给人们的生活提供舒适的环境,而且对的人心理积极向上的发展也起到很大的作用。屋顶,作为建筑五大立面之一,在采光方面有以下优点:一是因立面门窗的采光高度较低容易造成眩光,而从屋顶漫射进来的自然光就不会发生这种现象;二是当建筑屋顶的采光面积与立面门、窗的采光面积相同时,屋顶提供的照度是立面所提供的5-10倍;三是对于大进深建筑的中心功能区域或四周围合的中庭,当立面采光无法满足要求时,可以利用屋顶采光来弥补其不足。屋顶采光的方式有:矩形天窗、锯齿形天窗、平天窗。现代的新技术还有采光顶。
1.2屋顶的自然通风
建筑通风是指将新鲜的空气导入人们活动的空间,以提供呼吸的新鲜空气,调节室内的湿度,减少室内的污染物等。通风屋顶还可以阻隔热量进入室内,利用屋顶设置的空气夹层的外层抵挡太阳辐射,热量经过两次传递到达内表面,减少传入室内的热量,同时利用风压与热压形成的自然通风带走夹层中的热量,降低室外热环境对建筑室内热环境的影响。
2屋顶隔热与冷却
在夏季,屋顶的太阳辐射很强烈。热通过辐射、对流和传导的形式进行传导,所谓隔热就是阻止由辐射对流和传导产生的传递。从这个意义上讲,降低屋顶外表面的太阳辐射吸收率和减少辐射率,也属于隔热。空气对流:屋面散热量的大小与其表面对流强度有直接的关系,材料的光滑和凸凹程度的大小也会影响屋面的冷却效果。太阳能辐射:物体表面散热量的大小与其表面温度的4次方成正比,与物体表面的辐射率也有较大的关系。对于长波长来说,与表面颜色无关,粗糙面的辐射率大,接近于1,二铝箔那样的光滑面则很小。对于太阳辐射(短波长)来说,白色的无光泽涂料容易反射太阳辐射,但是长波长则完全吸收。所以如何增加对太阳辐射的反射、减少对太阳辐射的吸收,对建筑节能也有影响。蒸发潜热:水从液态变成气态的水蒸气时,吸收四周的热量达到散热的目的。在不改变屋顶结构的前提下,可以利用屋顶洒水、屋顶蓄水以及在屋顶种植绿色植被来降低屋顶表面的温度,进而改善室内环境温度。屋顶洒水是在太阳光照射最为强烈的时候对屋顶进行洒水可以达到降低温度的效果,而且这种间歇式的降温方式是比较快速、有效的。流水的屋面颜色宜为白色,既能反射阳光,又不妨碍辐射冷却。屋顶蓄水是指在建筑屋顶设置水箱或水池。这样的设施可以收集雨水也可以人工蓄水,利用水(水的比热容比较大)蒸发吸收热量可以降低环境的温度,达到降温的效果。水在白天吸收太阳辐射热,夜晚是放出白天吸收的热量,调节周围热环境,提供舒适的生活温度和湿度。屋顶绿化是在建筑物顶部及其他一些特殊空间,设置具有观赏性的绿色景观节点。利用植物本身的蒸腾作用和土壤中水分蒸发带走热量,降低环境温度,使室内变得凉爽。在屋顶上种植绿色植被不仅可以增加建筑本身的美观性,而且树叶也可以遮挡太阳辐射。屋顶的材料采用保水性高的材料也可以达到调节环境温度的目的。
3屋顶建筑节能的集热与保温
3.1屋顶的坡度与集热
到达屋顶的太阳辐射量与太阳入射角、屋顶坡度都有极大的关系。所以,屋面在采用集热管集热时,必须注意集热管的安装角度。朝南时受热量会很大,然而在东西两面也能够有相当量的受热,所以东西两面也有利用的价值。当受热面朝东或朝西是需要调整其角度。最简单的集热的方法就是将屋顶朝南面的表面用深色的材料,由此来吸收部分热量。还可在屋顶安装太阳能集热管、太阳能集热板等。用朝南的大开口部位的直接获热得到的热,得到了有效的利用,而且通过设置附属温室还可以减少开口部位的热损失,通过直接获得热的方式进行蓄热。
3.2屋顶的保温
保温有两种方式:一是在提供集中供暖的前提下,改善屋顶结构形式,减少屋顶、墙体等热量的损失来达到保温要求;二是通过在建筑空间中添加供热设备使室内温度达到舒适的要求。保温不只是通过隔热来实现,也不是只依靠供热来保持温度,而要这两种方式相互结合、补充才能保持舒适的热环境。减少建筑屋顶热量损失最主要的方法是增加屋顶的总传热系数。
4太阳能的收集利用
关键词:新能源墙体节能屋面节能
随着技术的日新月异,能源短缺已不容忽视,节约能源已受到世界性的普遍关注,在我国亦不例外。,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,长此以往,将严重世界的可持续。因此,能源将成为本世纪的热门话题,我们必须从可持续发展的战略出发,使建筑尽可能少地消耗不可再生资源,降低对外界环境的污染,并为使用者提供健康、舒适、与和谐的工作及生活空间。
一国外节能已成风尚
1.资源回收利用
美国一家大学曾设计建造了一种四居室的生态房。它的热能来源于人工散热、阳光及使用家电设备所产生的热量;用电依靠风力发电机和太阳能电池;用水是从屋檐流下来经过处理的雨水;粪便和污水则流入一个堆肥坑里,经发酵后供花园施肥用。美国一家建筑公司用回收的垃圾建筑房屋,墙壁是用回收的轮胎和铝合金废料建造的;屋架所用的大部分钢料是从建筑工地上回收来的;所用的板材为锯末和碎木料加上20%的聚乙烯制成;而旧报纸、纸板箱则成了屋面的主要原料,并作为墙面的绝缘体。美国国立资源保护委员会总部则是以废旧回收物品的再生材料为主要材料建筑的绿色办公室。它的墙壁由麦秸秆压制并经过高加工而成,地板由废玻璃制成,办公桌由废旧报纸与黄豆渣制成。另外,它还设有很大的窗户,这样办公室内非常明亮,从而可节约电力30%。日本1997年建成了一栋实验型“健康住宅”。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外,墙体还被设计成双重结构,每个房间建有通风口,整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用,其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃,从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用,不仅变废为宝,而且减少了环境污源,节约了能源。
2.新能源开发利用
德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上,由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3cm的速度随太阳旋转。当太阳落山以后,该房屋便反向转动,回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%,而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。德国还有一个零能量住房,所需能量100%靠太阳能。零能量住房向南开放的平面被设计成扇形平面,可以获得很高的太阳能辐射能。墙面采用储热能力较好的灰沙砖、隔热材料和装饰材料,阳光透过保温材料,热量在灰沙砖墙中存储起来。房屋白天通过窗户由太阳来加热,夜间则通过隔热材料和灰沙砖墙来加热。
3.纸建筑
用纸做结构材料不仅可以减小建筑物的重量,加快施工速度,降低成本;而且建筑物拆除后,纸可以重复利用,对节约资源、环境保护亦有好处。世界上目前已有一些用纸结构建造的临时性和半临时性的建筑。位于瑞士某地的纸塔是轻型建筑中一个有意义的例子,该纸塔外径13m,高33m,1992年建成,已成为瑞士当地的标志性建筑物。整个塔所用的材料纸板占79.26%,木材占20.22%,钢材占0.52%。为建筑使用可降解性材料开辟了一条“绿色”通道,因此,它们被人们誉为“绿色建筑”典范。2000年世博会,日本馆是一座世博会期间使用的临时性纸建筑,会后其大部分材料可以回收利用。它以材料和结构的特性为主题,关注资源和环保问题。它采用回收加工的纸建成拱筒形的结构,由12.5cm粗的纸管网状交叉而成,弧形屋面和墙身材料也是织物和纸膜。该馆长72m,宽32m,最高处达15.5m,面积3600m2。白天,自然光经过半透明纸窗的过滤构成柔和、宜人的室内光环境;夜晚,纸窗又是神奇光影的“屏幕”。在世博会展馆里,自然光透过防水的织物和纸膜构成的屋顶照射到室内,造成一片富有日本风情的空间环境。日本馆反映了日本人普遍具有的生态与环境意识,这种纸品构筑物的意义不仅仅在于环保、节能,更重要的是为解决人类居住问题提供了一条快捷的途径。
二中国建筑能耗基本情况
我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展,需要大量的建造和运行使用能源,尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计,1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54×108t标准煤,占当年全能源消耗总量12.27×109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤,占全国能源消费总量的11.5%左右,占采暖区全社会能源消费的20%以上,在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右[1]。与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源,使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中,化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中,99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的,其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%,CO2占71%,烟尘占60%[2]。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家,每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二,预计到2020年,中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此,中国对于全球气候变暖承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑,其节能也就成为关系国计民生的重大问题。
我国节能工作与发达国家相比起步较晚,能源浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4~5倍,屋顶为2.5~5.5倍,外窗为1.5~2.2倍;门窗透气性为3~6倍;总耗能是3~4倍[4]。如果听任高耗能建筑大行其道,建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度,国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求,从而不得不组织大规模的旧房节能改造,将耗费更多的人力、物力。另外,每年新建和改建的几千万栋建筑要消耗掉几十亿吨林木、砖石和矿物材料,造成森林的过度砍伐,材料资源的大量开采,带来土地的破坏,植被的退化,物种的减少和自然环境的恶化。
三几种节能途径
1.墙体节能
墙体是建筑护结构的主体,其所用材料的保温性能直接建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准。以外墙为例,JGJ26-1995标准规定,在建筑物形体系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)小于0.3时,北京地区传热系数不超过1.16W/(m2·K),而常用的内抹灰砖墙,传热系数都大于上述节能标准数值。因而在节能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。
2.门窗节能
外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。其节能措施有:
(1)控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定,指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。
(2)提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。
(3)改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。
(4)设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次,这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。
3.屋面节能
在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后,还必须进一步加强屋面保温隔热的。屋面节能措施的要点,其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在,高效保温材料已经开始于屋面,一些建筑的屋面保温,采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法,就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品,不仅适用于具有平面的屋面,也可用于带有曲面的屋面,其保温工程更可显示出它的优越性。其主要技术指标,表观密度为110~150kg/m3;导热系数为0.04~0.06W/m·K;蓄热系数为0.90~0.11m2·K。抗压强度大于0.2MPa;吸水率小于0.01%;蒸汽渗透系数为2.18×10-7g/m.n.Pa[5]。这些指标充分体现了膨胀珍珠岩密度较小,导热系数较低,而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性能好的材料所必须具备的。2001年已经在西宁污水处理厂的数百平方米屋面工程中使用,收到了好的技术效果。
4.利用太阳能
地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍。而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能,只占资源量的很小一部分。据美国能源部评估,1990年美国太阳能经济可开发资源量约为22Mtce/年,仅为技术可开发量的0.6%。所以,太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能作为一种可再生的洁净能源,是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。太阳能在建筑上的利用方式主要有,被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调、以及太阳能发电等等。我国太阳能资源丰富,陆地每年接受的太阳辐射能,相当于2.4×1012tec,2/3国土面积的太阳能总辐射量超过0.6MJ/m2[6]。如果将太阳能源充分加以利用,不仅有可能节省大量常规能源,而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。
5.夜间通风
夜间通风的原理是在夜间引入室外的冷空气,通过冷空气与作为蓄热材料的建筑维护结构接触换热,冷却建筑材料,达到蓄冷目的。在夏季,为了获得舒适的室内环境,则需要空调供冷系统。而此时,因为夜间的室外空气温度比白天低得多,所以夜间室外冷空气则可以作为一种很好的冷源加以利用。严格地说,只要室外空气温度低于室内空气温度,此时的室外冷空气就可视为可利用的自然冷源。
[1]韩建新,颜宏亮.21世纪建筑新技术论丛[M].上海:同济大学出版社2000:131-132
[2]涂逢祥.世纪初建筑节能展望[J].建筑2001(2):51-52
[3]白胜芳.节约能源保护环境[N].建设报(中国建材)CN11-0038,2003,108期
[4]刘素萍.建筑节能与围护结构[J].建筑2001(7):6-7
1.1结构的稳定性能
在我国古建筑木结构设计中,木结构的整体稳定性是极其重要的。在研究我国古建筑抗震性的过程中,“墙倒屋不塌”形象说明了古建筑木结构的抗震性能,其意思为即使木结构房屋的墙倒塌了,但是屋顶受到木构架支撑而不降落。这主要取决于我国古建筑特点,即运用梁、柱、雀、斗拱和额仿的交替穿插结构,能够让古建筑具备极强的抗震性能。目前我国很多寺庙、佛塔及房屋虽然历经千百年风雨侵袭,经历过无数次地质灾害,仍然岿然不动。木结构的古建筑加工非常方便,但是其也有着一定的缺陷,就是在长期受到风雨侵蚀后,会导致性能不断下降并破坏木结构。
1.2人与自然的和谐美感
无论哪种设计都要具备全局观念,要将主观构思的“意”与客观存在的“境”有机结合起来,根据实际地形起伏情况,并充分运用四周环境的特色,对其进行合适的改造。利用合理布局的方式,全面综合的对建筑内各种有利因素进行安排,针对用地功能的不同,确保衔接和划分科学合理,不仅要对主景区、休闲区、活动区以及主要干道与出入口加以考虑,同时还要考虑到立面与平面的关系。要借助借景、造景等措施,让主体在整个设计中得到突出。此外,在古建筑设计过程中,植物设计要将主题化景观原则体现出来,让古建筑中植物主题与时分、气象系统显示出的时景美体现出来,这样能够为古建筑营造出舒适、宜人以及幽雅的组团景观。古建筑中的植物要主次分明,科学合理的对花草、灌木、乔木等进行搭配,尽量创造出自然之感,最大限度防止显现人工之态。同时还要对植物围合空间进行合理应用,按照地形的差异,各类组团绿地要选择不一样的空间围合:比如人行道两旁、街道等,要运用封闭性空间,有效隔离外界的嘈杂声,在喧闹中营造出安静的氛围,从而创造出和谐、宁静的生活环境。
2古建筑结构与艺术存在的现状
2.1破坏现象日益严峻
目前我国古建筑发展形势并不乐观,破坏现象越来越严重。古建筑有着浓厚历史文化气息,但是近年来由于城市化程度不断加快,古建筑已经慢慢淡出人们视野。古建筑历史符号较为鲜明,体现了城市发展的品位。然而,虽然古建筑利用现代技术手段得到一定的修复,但是却缺少了原本的神韵,城市文化底蕴也在城市发展过程中逐渐消失,这样就无法让人们对古文化的追求得到满足。特别是人文遭到破坏,未能建立完善的保护机制,导致古建筑被利用甚至被破坏,这极大降低了城市发展品位。
2.2历史品位逐渐消失
在古建筑逐步消失殆尽时,历史文化品位也会慢慢减少,特别是对于一些研究价值极高的古建筑,比如,我国庭院式组群布局带来的艺术效果,相比于欧洲建筑,有着独特的艺术魅力。通常情况下,欧洲建筑是一目了然的,但是我国古建筑宛如一幅动人的画卷,需要一层层展开来看,很难一眼就将全部看完。在进入我国古建筑后,必须从一个庭院走到下一个庭院,需要走完之后才可看完。比如,北京故宫就是其中的典范。然而随着我国现代化建筑不断拔地而起,古建筑在维修保护时还是沾满了现代化气息,这导致古建筑的艺术品位逐步消失,对于城市整体发展需要十分不利。
3古建筑表现出的艺术魅力
3.1建筑群体的美
庭院式是我国古建筑群体布局的主要特点,在古建筑群中一般会设置一条中轴线,各建筑以对称的方式分布在该中轴线两周。虽然运用了封闭布局,但是人们置身于建筑群中,能够感受到建筑群内风景各异。另外,统一的颜色也能够增添建筑的美感,这也是古建筑群体布局呈现出的美。我国古建筑艺术主要发展于封建社会并逐步成熟,其主体是汉族木结构建筑,同时也涵盖了其他少数民族的经典建筑。我国古建筑是在世界建筑史上延续时间最长、分布地域最广、建筑风格最明显的艺术体系。现代建筑风格中,也有大量建筑运用了古建筑艺术风格,比如,可以利用自然景观对内部小气候加以改善,从而创造出安逸的休憩场所。根据西方考古发现可知,古罗马庞贝古城就有很多立柱支撑结构,建筑周围环绕着回廊,建筑中部是接雨用的水池。但是我国古建筑庭院布局一般通过引入自然空间的方式,庭院不仅能够为建筑提供较好的通风采光条件,同时还能够为建筑空间增添更多的诗意。而在现代建筑中则缺乏这种独特的文化氛围,城市在发展过程中也无法将这种独有的气质风貌体现出来,很难综合对艺术加以运用,这是导致古建筑渐渐减少的主要原因。
3.2建筑造型的美
斗拱与大屋顶是我国古建筑的特有标志,其结构相对比较复杂,各类结合在一起形成了古建筑的造型美。屋顶等级明显的特点也是我国古文化的重要组成部分,其中的硬山、悬山等都将古建筑的美淋漓尽致地体现出来,而山墙与出檐的构造让对称的建筑结构得到了美化。同时通过将屋顶轮廓化,应用各种色彩,更进一步增添了建筑的美感。目前,随着社会科学和自然科学的融合发展,建筑科学在发展过程中不断开拓新的领域、丰富视野、更加体现了人文关怀,并形成了以人为本的建筑理念。建筑是有丰富的思想的,不是建筑技术、建筑艺术以及建筑材料的随意堆砌,建筑不仅具备一定感情,同时还要与自然规律相符,满足人的需求。此外,建筑也不是单纯的艺术或技术,而是与养生文化密切相关的综合性文化。在养生学和建筑学之间,或许会产生一门新兴科学,即养生建筑学或建筑养生学。吴良镛教授说过:“文化是城市和建筑之灵魂”,在技术建设力量与破坏力量不断增加的同时,现阶段面临的主要问题就是建筑缺乏灵魂。在将各类地形进行组合与分割后,产生不同功能的统一与划分,比如,人们锻炼场地要具备平坦的特点,这样能够减少人们的消极情绪。对于地形比较陡峭、崎岖的情况,则适用于爱好追求新鲜刺激的人们,因此通过对人群进行划分,能够加强建筑区域内人们的沟通交流,彼此探讨锻炼心得,十分和谐与融洽;还可以对地形上的景观建筑进行有创意的设计,将地方历史文化特征凸显出来,并让主流元素融入其中,增强人们的亲切感。
3.3与周围环境的和谐美
在古建筑布局时要将建筑融入四周环境空间中,比如苏州园林就充分借助树木、假山等来让建筑物融入环境空间中,这也是“步移景异”的由来。对各种大小不一、四处散落的建筑进行布局,要利用中轴线进行合理布局,比如北京紫禁城就是其中典型的代表。在建筑设计过程中,坚持以人为本的设计理念,特别是在面对各种建筑、人群以及文化的不同需求,同时还要考虑到建筑背景、生活习惯及服务对象等因素。要根据公共建筑空间组合设计多样性特点,以舒适、健康和安全为前提,合理融入更多个性化的设计,在确保整体感觉能够被突出的情况下,让公共空间更具美感和多样性。
4结语
1.1空间功能设计分析
这座建筑地下2层,地上5层,包括研究室实验室、办公室、教室和餐厅以及公共区域。主要的设备以及研究用房呈一字形排布,凸出“T”部分为2层,主要是报告厅、教学及共享空间。学生和教师通过公共空间的楼梯到达上下层。每一层中庭都有布置舒适的桌椅供师生们交流,这也是与设计者的协作精神不谋而合。实验室主要在第2层~第4层的“一”字部分,是由不间断连续的空间组合而成,这就是考虑到多个研究小组之间的交流而产生的平面布置。实验室需要采光以及大型设备的运输,因此条形走廊同实验室的布置相平行。中庭部分大量使用自然采光的天窗并同时观赏到室外运动场地而采用的玻璃幕墙,将室外景色引入室内,同时也将室内景色延伸到室外。在大楼中安装使用声控灯能合理有效的利用资源。机械系统装置和低振动试验室布置在地下室,功能分区合理安排,能有效的减少噪声的相互干扰。
1.2场地设计分析
建筑的设计充分与场地设计相结合,推广绿色交通的实施和公共交通的发展。建筑场地附近有5个公交站点,在场地内设有30个自行车位,大楼的内部设有60个淋浴头,供骑车师生使用。在这种短距离出行模式大力提倡下,进一步强调了低碳交通和低碳出行,满足师生交通需求的同时也能节约资源,保护环境。该设计减少硬化土地比例,与生态协调发展,师生积极参与,是降低碳排放的有效措施。因此,从康奈尔生命科学研究中心的设计中的种种细节可以看出设计者对环境的崇高敬意。
2建筑节能技术
2.1屋顶绿植与节水
在屋顶设计方面,迈耶在屋顶上种植绿色植物,这些是当地松软的、具有良好吸水性的植物,它们的优点在于可以保持低温隔热,减小屋顶雨水径流时间,降低排水系统压力,同时还能吸收二氧化碳并且释放氧气康奈尔生命科学研究中心拥有一套高效的废水回收系统和节约用水的模式,有32%的用水使用低流速设备,配合使用高效的废水回收系统,使得大楼减少废水排放高达40%,与同等规模建筑相比每年节水约170万L。
2.2环保建材及湖水冷却系统
康奈尔生命科学研究中心在建筑材料和节能技术方面,有超过65%的建筑废料可以再回收利用,同时有超过60%的木材或者木制品来自森林管理委员会认证的再生林。建筑工程中使用所有的绘画材料、密封剂和含有粘合剂的地毯含有的有机物都是低挥发性的,这对于使用者的身体健康至关重要。令人瞩目的是大楼使用了康奈尔大学拥有先进的湖水资源冷却系统,充分利用卡尤加湖(CayugaLake)地理优势,减少污染性的制冷装置,并且减少对矿物燃料的依赖,大大节省了制冷能耗。与传统制冷相比,大楼每年节水333万L。生命科学研究中心仅仅是康奈尔大学中的一个缩影。高效的冷却系统是一种更具成本效益和可靠服务的措施,从长远来看,在提供优质环境的同时,也为校园制冷方面减少了80%的能源消耗。湖水冷却系统与之前的制冷相比平均每年节电2000万kWh,这些节省下来的电量足以供应2500户家庭使用。在夏季提供制冷的同时,冬季也可以供暖。事实已证明,校园水系统和湖水冷却系统配合的很默契,二者协同合作且不会相互干扰,通过热交换器将湖水能量传递给校园水系统,热水自然流动,同时从热到冷释放能量,无需额外压力去驱动。湖水冷却系统有独立的监测装置,保证在从湖水中获得能量的同时不会破坏湖水环境,在得到能量的同时也不会干扰校园正常的用水。
2.3冷梁技术应用
生命科学研究中心空调通风系统对于整个实验室亦是重中之重,同时也是一个挑战。将湖水冷却系统和空调系统结合在一起,运用新技术,能够有效的节约能源。在实验室中使用冷梁系统,有助于实验室空气温度均匀分布和有效节能。简而言之,冷梁系统是一种对流冷却技术,把经过处理的新风送入冷梁后,通过喷嘴高速喷射,在冷梁箱体内部形成局部负压,驱使室内空气进入冷梁,经冷却水盘管线冷却以后,从两侧送风口送入室内。冷梁是由一系列被动的或者主动的设备组成。主动式可以通风、除湿、制冷或者制热,被动式的只能通过物理原理制冷。水路方面一共是两个过程:一方面从制冷机到空气处理机,并且最后再流回制冷机的冷冻水循环的过程;另一方面是流经主动式冷梁制冷水的循环。其中冷冻水循环中的冷水低于制冷水循环中的冷水的温度,两个水循环系统通过热交换器进行热量交换,最终将室内热量排放到室外。主动式冷梁冬季则通过空调系统和湖水系统与热交换器持续为室内供暖。可以看出,冷梁技术具有舒适节能、空间小、低噪声、易于操作维护简单的优势。
3结语