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[论文摘要]人们对室内环境质量的要求在提高。为满足这种要求,建筑中增设了多种建筑设备系统。因此而带来了建筑耗能的增加。面对能源紧张的局面,节能产品的运用则势在必行,就节能产品的应用与发展作简单论述。
人们对室内环境质量的要求在提高。为满足这种要求,建筑中增设了多种建筑设备系统。因此而带来了建筑耗能的增加。国际上在经历数次能源危机以及对矿物能能源资源的不可回复性和温室效应对自下而上环境的负面影响的认识越来越清楚之后,提出了控制矿物能源用量的增长,提高用能效率,开发新能源和可再生能源,保护环境的目标。作为耗能大户的建筑节能受到极大的关注。在我国建筑节能,重点的城市住宅建筑节能,也提到了工作日程。人们在思考和实践,寻求实现建筑节能的有效途径。
建筑节能是一项系统工程。在策划、实施及取得持续实效的长期过程中涉及规划、设计、施工、调试、运行、维修等诸多环节。在实施中涉及诸多技术与产品。而这引起技术与产品又涉及诸多专业及产业,纵横交错,相互推动和制约。在价值观上又涉及一次投资、运行费、维修费、改造费等眼前与长远利益、产品增值效益等诸多利益的权衡取舍。在提高建筑围护结构保温隔热性能,减少冷热负荷的同时应对建筑节能设备与产品的发展服给予足够重视。
一、我国建筑节能发展现状及其发展潜力
(一)我国建筑节能发展现状。我国建筑不仅耗能高,而且能源利用效率很低,单位建筑能耗比同等气候条件下国家高出2-3倍。仅以建筑供暖为例,北京市在执行建筑节能设计标准前,一个采暖期的平均能耗为30.1瓦/平方米,执行节能标准后,一个采暖期的平均能耗为20.6瓦/平方米,而相同气候条件的瑞典、丹麦、芬兰等国家一个采暖期的平均能耗仅为11瓦/平方米。因建筑能耗高,仅北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨,直接经济损失达70亿元。我国现阶段大力推进建筑节能处在关键时机。2001年,世界银行在《中国促进建筑节能的契机》的报告中提出,从2000-2015年是中国民用建筑发展鼎盛期的中后期,预测到2015年民用建筑保有量的一半是2000年以后新建的。据建设部科技司的分析,到2020年底,全国新增的300亿平方米房屋建筑面积中,城市新增130亿平方米。如果这些建筑全部在现有基础上实现50%的节能,则每年大约可节省1.6亿吨标准煤。在400多亿平方米的既有建筑中,城市建筑总面积约为138亿平方米左右,普遍存在着围护结构保温隔热性和气密性差供热空调系统效率低下等问题,节能潜力巨大。以占我国城市建筑总面积约60%的住宅建筑为例,采暖地区城镇住宅面积约有40亿平方米,2000年的采暖季平均能耗约为25公斤标煤/平方米,如果在现有基础上实现50%的节能,则每年大约可节省0.5亿吨标煤。空调是住宅能耗的另一个重要方面,我国住宅空调总量年增加约1100万台,空调电耗在建筑能耗中所占的比例迅速上升。根据预测,今后10年我国城镇建成并投入使用的民用建筑至少为每年8亿平方米,如果全部安装空调或采暖设备,则10年增加的用电设备负荷将超过1亿千瓦,约为我国2000年发电能力的1/3。如果我国大部分新建建筑按节能标准建造并对既有建筑进行节能改造,则可使空调负荷降低40%-70%,有些地区甚至不装空调也可保证夏季基本处于舒适范围。
(二)我国建筑节能发展潜力。公共建筑节能潜力也很大。目前全国公共建筑面积大约为45亿平方米左右,其中采用中央空调的大型商厦、办公楼、宾馆为5亿到6亿平方米。如果按节能50%的标准进行改造,总的节能潜力约为1.35亿吨标准煤。如果国家从现在起就下决心抓紧建筑节能工作,对新建建筑全面执行建筑节能设计标准,并对既有建筑有步骤地推行节能改造,则到2020年,我国建筑能耗可减少3.5亿吨标准煤,空调高峰负荷可减少约8000万千瓦(约相当于4.5个三峡电站的满负荷出力,减少电力投资6000亿元)。如果要求2020年建筑能耗达到发达国家20世纪末的水平,则节能效果将更为巨大。
二、建筑节能发展缓慢的原因
多年来,我国开展了相当规模的建筑节能工作,主要采取先易后难、先城市后农村、先新建后改建、先住宅后公建、从北向南逐步推进的策略。但是到目前为止,建筑节能仍然停留在试点、示范的层面上,尚未扩大到整体,究其原因主要有以下几个方面:(1)建筑节能开发建设成本高(按新的建筑节能设计标准测算,大体上每平方米建筑面积成本要增加100元);(2)开发商追求的是以最小的投资换取最大的空间利益;(3)建筑设计从围护的结构、设计的角度、施工的角度、计算达到的系数等要比一般普通建筑复杂;(4)政府考虑的是GDP在全国所占的位置,对建筑节能工作的重要性和紧迫性认识不足;(5)建筑节能的建筑材料、工艺技术还没有形成体系;(6)国家对建筑节能的规范还没有列入强制执行的范畴;(7)国家及地方缺乏对建筑节能的实质性经济鼓励政策,建筑节能缺乏必要的资金支持。
三、解决我国建筑节能的对策
(一)充分注意地区差异的观念。我国幅员辽阔,地区气候、人文、经济水平均有较大差异。不可能用一种类型设备通行全国。对于引进国外产品应分析其产生和应用的背景与我国的异同,择其善者而用之。 x
(二)建立寿命周期成本观念。一般应按建筑寿命五十年内发生的各项费用,取其总和较低者作为选取决策的依据,不应只考虑一次投资最低者。
(三)外墙应采用复合结构的观念。在推进墙体材料革新时一定要考虑、分析原有传统墙材构成的墙体的诸功能的新墙体中均能得到落实,而且能有效结合,形成整体工作。国内外实践均表明应走复合结构之路。
(四)重视综合设计过程这个新观念。在方案之初即让相关专业工种介入,统筹考虑相互影响,寻求合理的解决方案,不留下遗憾的“硬伤”。
(五)正确对待门窗功能的观念。窗这种透明的围护结构在当代建筑的外围护结构中所占比例特点在阳面正在发生变化,给予关注。
(六)组建建筑节能、设计研究领导机构。加快对建筑节能研究、设计、建设的步伐是城市决策者、规划者、设计者与建设者的共同职责和明智选择。政府应将节能工作放在能源战略的首要地位,把推动建筑节能的运作摆上议事日程,把建筑节能作为城市生态环保的一项措施来抓。建议各地应以建设局、房管局为主组建市建筑节能领导小组,负责当地建筑节能的研究、设计、建设、规划制订实施推广建筑节能的目标措施、组织协调和监督管理。设立当地建筑节能的办事机构建筑节能管理办公室,具体负责当地建筑节能的研究、设计、建设的组织实施和相关的管理工作。只有组织机构落实了,才能使建筑节能逐步走上健康、有序的发展轨道。
四、结束语
以上从建筑节能的重要性、发展现状及其发展缓慢的原因进行了分析,提出了相应的对策并从建筑节能的检测分析等方面进行了充分的论述和多角度的思考,认为建筑节能直接关系到国家资源战略、可持续发展和环境保护,是建筑业一项重要、紧迫而又艰苦的任务,值得全社会重视。
参考文献:
[1]陈筱庭. 谈建筑节能的措施[J]. 广东科技, 2006,(03).
卢文倩,(1992.07-),女,河南洛阳人,郑州大学土木工程学院2010级本科生,建筑环境与设备工程专业
摘 要:零能耗太阳能房是实现节能减排的重要途径,作为夏热冬冷地区的河南省中南部有其独特的优势与发展需求,在这一地区应用零能耗太阳能房的节能及经济效益将不可估量。
关键词:零能耗太阳能房;节能减排
1.前言
目前,我国建筑能耗约占全社会总能耗的1/3,其中使用最大的能耗是采暖和制冷,在建筑的生命周期内有一半民用建筑的运行能耗约占70%~80%,而零能耗太阳能房(Zero Energy Solar House,简称ZESH)可以实现运行无外加能耗,具有明显节能优势。河南作为中部崛起的中坚力量,其未来的建筑能源消耗将会非常巨大,在该地区应用零能耗太阳能生态房将会有非常乐观的成效。
2.ZESH
ZESH是利用太阳能光热、光电技术达成全年零运行能耗的建筑。它按照全年均衡弱季最大辐射量优化原则,将太阳能光伏发电技术、光热利用技术与建筑巧妙地结合在一起,为建筑提供能量,并配合其它太阳能产品创造出舒适的居住环境(下图为一种构造)。
它能够不消耗任何外来能源为住宅提供电能、热能及冷气等现代生活必需的能量。在长期阴雨时期,由风能、地热能、生物质能(沼气)等补充,其能耗标志为零。
ZESH在国外已经有了一定规模的应用,尤其是在德国、美国等地深受欢迎。该技术已经引进,便受到国内广大房地产商的追捧。
3.应用分析
3.1应用优势
(1)太阳能资源丰富。该地区属于太阳能资源中等类型地区,全年日照时数为2200~3000h,年太阳能辐射总量为5000~5850MJ/m2,相当于日辐射量3.8~4.5KWh/ m2 ,和170~200Kg标准煤燃烧所发出的热量,具有利用太阳能的良好条件。该地房屋结构大部分为中低层,采光较好。
(2)节能优势明显。在黄河以南地区按原规定不集中供暖,然而该地区属于夏热冬冷地区,冬季十分寒冷。目前该地区多采用烤火取暖、空调采暖,不经济也不安全。应用ZESH将直接解决几千万人口的取暖问题并降低养房成本。
随着技术的的进步和成本降低、秸秆屋顶等生态建材的使用,ZESH的成本返还时间有望控制在20~30年。
(3)在一定水平的太阳能市场基础上,ZESH成为必然趋势。河南省太阳能市场以50%以上的速度增长,太阳能热水器的使用普遍,被动式太阳能房在农村应用也很广泛。
另一方面,根据2013年河南省太阳能市场调查结果显示,在黄河南部的信阳、周口、南阳、平顶山等地太阳能热水器市场均有较大规模的占有量,然而,在近两年来却都遇到了发展瓶颈。产品性价比较低、售后服务不完善是其主要原因。从深层次分析,建筑是一个复杂的系统,一个完整的统一体,而后置于建筑之上的太阳能必然会对这个整体的外观形象、内部结构、设备材料等造成损害。另外,太阳能热水器的使用寿命一般伪15年,而建筑寿命至少为50年,这就意味着一个建筑要经历几代热水器的安装拆卸。大量的水线、电线、智能系统嵌入到房屋承重墙体中势必会降低建筑的安全性。要解决这个问题,就必须要将建筑与太阳能设备组为一体进行设计,发展ZESH。
(4)方便与生态建材相结合。河南作为农业大省,拥有大量生物质资源。沼气等可再生能源不仅能与太阳能配合,提升ZESH的可靠性,还受到国家补贴。秸秆等季节性农村生物质废弃物在当地就可直接收集,不需长途运输,节约成本。
尤其是秸秆增强水泥发泡屋顶总重量远低于传统屋顶,减轻建筑承重荷载,隔热性能也由于传统材料,结构简单,维修方便且便于与各种集热器、太阳能电池系统相结合。
表3-1 农作物秸秆增强水泥发泡屋顶与传统屋顶板有关性能对比
材料的有关性能100mm混凝土圆孔板+20mm水泥焦渣+100mm加气混凝土+20mm水泥砂浆+油毡5层150mm加气混凝土+50mm架空空气层+常规屋顶面结构200mm加气混凝土+50mm架空空气层+常规屋顶面结构100mm混凝土圆孔板+20mm水泥焦渣+50mm再生聚苯板+20mm水泥砂浆+油毡5层农作物秸秆增强水泥发泡屋顶板+20mm水泥砂浆(或防水卷材)
屋顶板厚度/mm250250300240120
屋顶板质量/(kg/m2)330190225310100
传热系数[W/(m2 ・k)]1.010.90.870.840.625
价格(估计)传统屋顶价格适中新材料屋顶价格较高新材料屋顶价格较高新材料屋顶价格很高生态建材屋顶价格适中或稍低
(5)时代机遇。十二五期间的新农村建设为河南带来了了新的机遇,各种鼓励政策的出台为农村建设提供资金、政策、技术支持。河南农村建筑多为坐北朝南型,方便进行ZESH的改造。
中部崛起战略在政策上为ZESH提供可能。2008年1月1日起全省所有市县开始全面执行《河南省居住建筑节能实际标准》DBJ41/062-2005,提出的建筑节能的新标准,要求提高太阳能、水能、风能等可再生能源在整个能源利用结构中的比重,加大太阳能光热、光电技术、地源和水源热泵技术研究,推进可再生能源与建筑一体化的应用。
3.2待解决的问题
设备的使用寿命与建筑难以统一,一旦设备损坏,由谁来维修,采用怎样的技术,费用等都待商榷。
其投资成本较大,只有在长期运行的情况下才能显示出经济节能优势。面对房价贵、住房难的残酷现实,多数人不会选择成本太高的住房。该技术在我国还很年轻,仍有很大提高完善空间。
3.3发展策略
首先建筑人员需要深入到该地区,考察原有建筑情况、能源利用方式、水文地理条件等,结合实际将ZESH应用于实践。其次,太阳能概念产品仍需政府的支持对太阳能清洁能源的倡导将会引领群众和商家的选择;另外,补助的力度应该随着经济发展水平逐步提升,一旦减少了产品的成本,选择ZESH的人便会增多。最后,太阳能需要拥有一个稳中求进的商品市场。
实际应用时,推荐先选择信阳、南阳东部等地,这里交通便利、能源丰富、发展底子好。先从市郊小别墅区起步,这里的居民一般都负担得起ZESH的成本,由于地处城市农村交界,各种原材料、劳动力都易低价获得。然后再逐步向城市以及农村扩展。
4.结论
ZESH在中国刚起步不久,充满着活力,适宜的条件决定了它在河南中南部的发展优势。在此发展ZESH前景广阔,这也将为节能减排事业做出重大贡献。(作者单位:郑州大学土木工程学院)
参考文献
[1] 徐伟,郑瑞澄,路宾,太阳能建筑应用发展见就报告,北京:中国建筑工业出版社,2009.7
[2] 龙惟定,武涌,建筑节能技术,北京:中国建筑工业出版社,2009.8
关键词:现代建筑;绿色节能;关键因素
引言
在我国和谐社会的构建中,不但注重社会政治、经济、文化体系的全面建设和发展,而且强调环保节能理念在社会发展中的进一步应用。我国建筑行业普遍存在的能源浪费问题逐渐得到各界的关注,而且成为现代社会的焦点问题之一。在我国现代房屋建筑的发展中,节能施工技术的应用不但有效解决了行业内严重能源浪费问题,而且促进了我国建筑行业的科学、可持续发展。虽然国内建筑行业加强了对于节能施工技术的理论研究和实践应用,但是在国内现阶段的节能施工技术应用中,仍然普遍存在难以把握技术要点的问题,这也是阻碍我国建筑行业技术发展的关键因素,必须及时得到改善与处理。
一、对于绿色节能的主要概述
1.绿色建筑的节能设计本身就是较为复杂的一项工作,它所涉及的范围比较广,包括生态技术、生物技术、人文精神、能源策略以及对生态环境的保护等方面。这些方面都与社会经济有着直接的必然关系,从而也促进了生态产业以及经济循环等方面的持续发展。所以,在当今的建筑设计中,它是具有综合性的一项设计工作。现代建筑的绿色节能设计要解决的主要问题就是建筑物与居住环境二者之间的关系。因此,在进行设计时,必须要以建筑设计作为主导思想,同时也应合理地协调好城市生态问题、景观生态问题、自然资源问题等,也应对结构、环境、材料、热能、生物等方面进行综合的分析研究,在研究的同时也开辟绿色节能设计的新领域。
2.对于降低污染以及对环境的保护,作为建筑行业应重视节能、节约用地、节水以及节约材料等方面的重要工作。因此,在建筑行业当中,降低污染、保护环境,从而更好地合理利用资源是绿色节能的关键因素;而减少浪费、降低污染才是对环境保护的有利措施。
3.建筑设备设计应综合考虑
建筑设备之间的热量有时起到节能作用,但是有时候则是冷热抵消。如夏季照明设备所散发的能量将直接转化为房间热扰,消耗更多冷量。而冬天的照明设备所散发的热量将增加室内温度,减少供热量。所以,在满足合理的照度下,宜采用光通量高的节能灯,并能达到冬夏季节能要求的照明灯具。
二、有关节能设计的关键因素
1.提高隔热与保温的主要性能
(1)对于建筑物的围护结构首先要具备的就是保温效能。由于在建筑的外墙耗能当中它可以达到40%左右,因此必须要提高它的隔热与保温效能,这对提高节能减排效率具有重要的意义。由于在不同国家和与不同地区当中存在着一定的气候差异,所以对建筑的围护结构在传热效能方面也会存在不同的要求。如果在较为寒冷的区域,建筑的护结构应具有较小的传热系数,所以就要利用导热系数较小的隔热材料,进而改善建筑的热环境。同时,也应根据建筑结构的位置以及材料的不同,可以利用不同的保温技术,而在这其中最为有效且最简单的就是外墙的保温技术。外墙围护的保温不等于隔热,隔热的主要作用还是为减缓在外墙围护结构当中所吸收的热量向室内传递的速度。一般建筑如果可以达到自然通风,那么外墙隔热系统主要就是为了保温。因此,作为护结构必须要具有相当的时延,从而可以维持表面温度在较低的情况下,也能有效地降低室内的热量。例如,可以在建筑的防热表面利用平滑的浅色装饰材料,或者应用可以吸收太阳辐射率较小的材料。一般来说,屋面的能耗会占到墙体能耗相当的比例,所以,必须要重视墙体保温隔热的性能。
(2)由于太阳能是一种洁净天然并且可再生的能源,所以在现代建筑设计当中有着广泛的应用。在高速的经济发展当中,电力、煤矿、石油等方面的供应已经随着需求量的增大变得日益紧张,这也推动了太阳能技术的发展,在一定程度上解决了目前能源紧张的问题。太阳能产品的制造技术已经越来越成熟,得到广大消费者的认可,所以太阳能技术应该具有很大的经济效益。然而,由于目前我国的太阳能产品是以零散的应用与安装为主,所以存在着很多的问题。为了可以更好地解决这些问题,就必须把太阳能技术归纳到建筑的绿色节能设计当中,更加积极地提高太阳能产品的应用率,从而在一定程度上解决我国能源紧张的问题,也将促进建筑节能设计的发展。
2.利用自然通风
在一般的建筑当中,自然通风主要是通过气流传热,而空气流动主要通过建筑物的窗、门等开口位置所具有的空气压力差传热。出现空气压力差的因素主要体现在两方面,一方面就是风压的作用,另一方面就是热压的作用。热压一般是取决室内外的空气温差,也就是空气的容重差以及高度差。解决热压现象主要可以根据合理的空间布局、合理设计门窗等方法,同时,在建筑的设计当中必须要设置相当数量高窗与低窗结合,从而可以提高进出口的高差,当热空气有所上升时,则由高窗进行排出,而凉风则会进入室内,从而发挥出烟囱效应。但是,当设计中应用烟囱效应时,则必须要把天井设计在其中,或是在楼梯间以及走廊的屋顶设置一个排风的天窗等,从而也可以增加自然通风量。
3.对室内的布局设计
(1)由于对室内房间的合理布局总体上利于室内的自然通风与采光,但因在建筑面积、体形系数以及建筑节地等方面有所限制,所以,不是每个房间都具有良好的通风与采光条件。我国的建筑节能计算主要是通过建筑进行研究的,所以在不同的房间里所应用的性质以及应用的时间也有所不同,此外,对室内的舒适要求也会存在一定的差异。因此,在设计布局时,必须要确立先后的顺序,也就是先从起居室再到主卧室、次卧室以及工作室,最后才是厨房、卫生间。
(2)由于门窗设计是建筑围护隔热、保温以及节能中最为薄弱的一个环节,所以增加建筑材料玻璃在热工方面的性能,其主要目的就是为了控制窗表面的温度,防止夏季过高而冬季又会较低的现象。对于门窗洞口的设置一方面要增加室内面积的合理布置从而提高利用率,另一方面也应考虑到穿堂风,防止出现口袋屋式的布局设计。
(3)设置厨房与卫生间的排风口时,必须要全面考虑到主导风向以及对邻室的影响作用,从而防止出现油烟的污染以及发生强风的倒灌现象。
(4)在进行设计时,必须要正对进风口和出风口的位置,防止出现通风的流线转折,从而提高房间的通风率。如果进风口与出风口具有较大的面积时,则会利于增加通风量。
结束语
综上所述,我国建筑正处于起步阶段,有待于每一个建筑师结合现代技术及绿色环保观念,继承发扬独特的地域文化传统,设计出既能与环境共存,又能改善人类生活的绿色建筑。对人居环境的探讨,一直以来都是建筑界所关注的热点问题,人们在建筑节能方面已经取得了很大成效。
参考文献:
[1] 张承;面向建筑设计过程的能耗模拟分析――采暖地区居住建筑节能设计程序的开发[D];西安建筑科技大学;2003年
[2] 朴在林;李泉海;孙国凯;张文基;倪云枭;;农村住宅绿色建筑关键技术的集成与应用研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
关键词:节能建筑;建筑围护结构;围护结构;热工设计;设计方法
中图分类号:TU201文献标识码: A
一.引言
随着我国经济的快速发展,建筑行业的快速发展。建筑规模增大的同时,由建筑所造成的损耗逐渐上升。节能建筑已逐渐成为社会可持续发展的重要措施。随着节能技术的发展和节能产品的推广,建筑的节能效果更加显著。在节能建筑设计过程中,围护结构的热工设计时重要内容,通过采用合理的热工设计方法,确保节能建筑围护结构热工效能,从而确保建筑节能效果的实现。
二.建筑耗能现状及建筑节能在社会发展中的重要作用
1. 我国建筑能耗现状
我国城市化进程在逐年加快,这种快速的城市化刺激了我国房地产业的发展,随之我国建筑能耗也日益增长,每年新增加的住宅有绝大部分都属于高能耗建筑。在建筑施工过程中时时刻刻都在消耗各类能源,建筑材料使用及生产以及投入使用后,都会造成能源消耗增加。我国从改革开放以来,越来越重视建筑的节能效益。同发达国家相比,我国建筑节能还存在较多不足,不仅仅是在数量上差异较大,在节能效果上也存在较大差距。在建筑项目建设过程中,过分关注产出,而忽视对生产环节的细化掌控,导致建筑能耗居高不下。目前,我国建筑业还攒竹不能有效结合实际情况采用施工技术等问题,特别是在建筑材料方面,极少采用高环保材料,同时在施工过程中存在建筑垃圾处理不当、污水未加处理进行排放等问题,导致工程结束后需要耗费大量能源来对污染环境进行治理,既加大了能源消耗,同时又无法满足可持续发展的要求。
2.建筑节能在社会发展中的重要作用
(1)建筑节能有利于促进经济的快速发展。
人类社会在进行生产和生活过程中,需要消耗能源来满足生产、生活的需要。随着发展速度加快,各类建设规模逐渐增多,能源的消耗总量越来越大。经济的快速发展需要能源作为硬件支撑,一旦能源紧缺必将制约经济的发展。做好建筑节能,在某种程度上来讲经济的快速发展。
(2)实施建筑节能,能够保护环境。
我大部分在冬季时,气候较为寒冷,许多地区普遍采用燃煤进行采暖。燃煤燃烧过程中会排放烟尘、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化合物等成分,造成大气的严重污染。因此,实施建筑节能,通过降低建筑能耗不仅能够达到节约能源的目的,同时有利于保护环境。
(3)实施建筑节能能够改善热环境。
随着经济的快速发展,人们的生活水平逐渐提高,开始越来越重视对环境舒适度的要求。目前大部分城市在夏天需要用空调来解暑,冬天需要采取采暖措施,这对于原本紧缺的能源增加了更多压力。在此情况下,实施建筑节能,能够缓解能源紧张的问题,进一步改善热环境,具有重要意义。
三.节能建筑围护结构热工设计方法
1.墙体热工设计
外墙的节能功效主要体现在增加外墙的隔热性能,减少冬季的热能损耗,降低空调能耗。当前外墙设计,主要有两种形式,一种是承重墙与单一保温材料相结合,另一种是保温层与承重墙复合的保温墙体。自保温外墙是由单一材质制成具有保温隔热功效的材料砌筑而成的,自保温外墙一般用到的材料为矿渣混凝土、加气混凝土、粉煤灰保温砌块等,这种利用墙体的材料实现整个建筑结构的保温功效,需要墙体自重很重,否则难以达到较强的保温效果。而在我国的北方地区,由于冬季的时候室内外的温差比较大,采用单一保温材质很难实现保温效果,需要增加使用外墙内保温的方式,来满足室内热环境的要求。综合内保温与外保温技术,外保温墙面具有突出特点,能防止保温层受潮、避免产生热桥,同时外保温有助于建筑室内的热舒适与热稳定,在此基础上,延长建筑物的使用寿命,促进整个建筑物系统的节能改造。目前我国外墙外保温的构造还存在很多问题,泄水构造措施的缺失,导致在雨水天气时,墙体很容易进水,保温层上设置钢丝网片,后涂抹抗裂砂浆,这样的构造,如果抗裂砂浆的含沙量过大,就容易造成外部的涂料出现剥落、脱皮的情况。为了改进外墙外保温构造,需要在建筑外墙外侧的找平层上设置一层隔气层,这样可以防止保温层受潮,保温板与隔气层中间留有一定空隙,使进入的雨水可以顺利排出。
2. 门窗节能设计
门窗节能设计通常是保温、节能设计中的薄弱环节,门窗节能设计需要从两个层面考虑,一是提升门窗保温隔热的性能,二是增强门窗采光、通风、美观的性能。
(1)提升窗户保温性能的节能措施
采用多层玻璃窗的形式能提升窗户保温性能,利用空气的导热系数低于玻璃导热系数这一特点,在玻璃间增添一定厚度的空气间层,发挥空气间层的作用,保持室内温度。为了更好地利用空气间层的作用,需要减少空气间层与外部空气的对流换热,保持空气间层的封闭状态。在选用窗框材料时,一定要选择隔热性能好的材料,塑钢门窗随着不断的推广使用,已经成为一种比较成熟的建筑材料,塑钢门窗的使用,不仅改善了室内的声环境,也改变了室内的热环境,该材料的使用在节约能耗上发挥了重大的作用。玻璃钢窗也是一种比较绿色环保的节能建筑材料,且尺寸稳定、不易变形,加之于中空玻璃相结合,据有良好的隔热保温效果。
(2)窗户遮阳
夏季,太阳辐射较强,如果进入室内的温度过高,则会增加空调的负荷,随着全球气候的变暖,窗户夏季的遮阳效果的好坏已越来越成为工程建设的重点。为了遮阳,可以采用遮阳板,遮阳板可以分为活动与固定的两种,因寒冷地区夏季阳光多来自西面,因此设置为固定的遮阳板。为了达到窗户这样的目的,可在普通玻璃上粘贴节能薄膜作为一种镶嵌材料,达到遮阳的目的,这种遮阳玻璃不仅价格较低,而且比较美观,适用范围广,抵挡辐射的功效强。
3.维护结构的能源利用
我国南北跨度较大,部分地区四季鲜明。黄河以南地区夏季酷暑难耐、以北地区冬季大雪纷飞。结合我国地域实际情况,许久以前就有建筑专业人员提出建设“冬暖夏凉”建筑的想法。由于不仅仅对建筑舒适度要求较高,同时有利于降低建筑能耗。为了实现建筑节能效果,必须要提高围护结构的能源利用。提高维护结构的能源利用一般通过需要达到两方面的要求,一是通过改变维护结构组成材料的热工能性,所以提倡在建筑实施过程中有全局观念,采用市场上新兴的环保实用型材料;二是通过切实可行的构造技术,提高维护结构的隔热和保温性能,比如通过架空通风、屋顶蓄水等技术增强屋面的隔热降温性能,或者通过采用复合墙体来达到墙体的节能效果,或者通过改善材料的保温隔热性提高门窗的密闭性能。
四.结束语
节能建筑围护结构的热工性能是确保节能建筑实现节能降耗的重要保障。在节能建筑设计过程中,要合理采用热工设计策略,提升建筑围护结构的热工效应,确保节能减排目的的实现。
参考文献:
[1]高汉民,曲平,郭晶波等.节能建筑围护结构热工设计方法研究[J].新型建筑材料,2004,(4):39-41.
论文关键词:新农村,太阳能热水器,太阳能与建筑一体化
0.前言
随着我国国民经济的增长和人民生活品质的提升,居民对生活热水的需求十分强烈,太阳能热水器市场有着突飞猛进的发展,增长率高达20%-30%[1],增长速度超过世界上其他任何一个地方[2]。
特别是近几年来,新农村建设的步伐不断加快,农村城镇化水平越来越高,太阳能热水器市场已经从城市转向农村。以低层建筑为主的广大农村地区为我国太阳能市场的发展提供了一个巨大的空间,根据农村家庭太阳能热水器的使用数量与家庭收入的关系分析预测,到2010年太阳能热水器的安装总量将达到1亿㎡[3]。农村成为我国太阳能热水器市场迅速发展的基础。
但是我国新农村太阳能热水器在安装与使用过程中还存在较多的问题。本文综述了我国新农村太阳能热水器的安装与使用现状,指出太阳能热水器在我国新农村将大容量化、一体化、全面普及的发展趋势。
1.新农村太阳能热水器现状
选取的调查地点均为新农示范村或小康村,能够代表全国普遍新农村的建设方向和发展趋势。通过筛选本次调研选取了安徽省当涂、东至两地的9个示范村进行实地调查,并参考西安建筑科技大学调查的4个新农村示范点[3]和粤北农村新型能源调查的曲江马坝镇圳背示范村[4]的调查调查结果,来了解目前我国新农村太阳能热水器的现状。
调查问卷设计多个方向,包括新农村建筑形式、建筑节能、家庭用电系统、冷热水系统以及家庭收入、支出项目。涉及太阳能热水器项目主要有:容量、价格、安装、服务、相关设施的完善程度、辅助能源以及满意程度等。
其中居民热水设施信息表及使用太阳能热水器满意度表分别见表1、表2.
表1新农村居民热水设施信息表
序号
项目(平均每户)
平均每户
1
太阳能热水器容量
220L
2
集热面积
2.3㎡
3
太阳能热水器价格
2800元
4
盆浴
50%
5
淋浴
100%
6
关键词 农村住宅;设计;特点;需求;对策
中图分类号 C939 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)20-0350-03
1 我国农村住宅建设现状
改革开放以来,我国城镇化比例由1978年的17.92%提高到了2011年的51.27%,年均增长1.0%左右,预计2030年将超过70%。农民人均住房面积由1978年底的8.10 m2提高到了2010年底的31.6 m2。经过30多年的发展,城镇规模和布局有所改善,基础设施和公共服务设施水平逐渐提高。未来5~10年,村镇住房建设数量和需求仍将不断增加,新建住宅的竣工面积约为6亿~7亿m2/年,占全国新建住宅总量的一半以上。村镇住宅建设每年仍将保持6 000亿~9 000亿元的投资额,村镇建设已成为推动我国社会经济发展的新的经济增长点。但总的来说,我国农村建设整体较为落后,发展不平衡,相关技术与政策不足,具体表现在以下几个方面。
1.1 农村住宅功能欠缺,基础设施不足
长期以来,农村住宅建设主要采用居民自建自住、分散建设的模式,住宅商品化率极低,住宅和住宅区的工程质量、功能质量与环境质量差。我国大多数农民由于受落后经济水平、生产方式和传统生活形态的影响,居住水平上仍处于落后状态,住宅也无法满足现代生产和生活的要求。2010年底,全国56.35万个行政村中,仅52.3%实现了集中供水,6%的行政村对生活污水进行处理,37.6%的行政村有生活垃圾收集点,20.8%的行政村对生活垃圾进行处理。农村基础设施建设仍有较大的缺口。
1.2 规划重视不足与科技含量低
农村住宅建设的规划、设计、建材与部件生产、建筑施工等各个环节都在不同程度上存在问题。一是缺少统一规划。据统计,我国行政村中编制建设规划的仅占47.88%,自然村中编制建设规划的仅占19.24%,实行整治的村庄占总数的4.62%;二是不重视前期的设计,在开建之前基本没有进行实际地质勘测。在我国大部分农村住宅建设过程中,基本只是依据经验和需求对住房进行设计,没有设计图纸,抗震设施基本没有。不经过勘测和设计修建的房屋给以后住房的建设和使用留下了巨大的隐患。三是严重浪费资源能源。在农村住房的建设中,受各种因素的影响,农民缺乏节约用地的意识,浪费耕地资源的现象比较严重;房屋建设缺少节能设计,基本不采用节能材料。四是施工人员和单位缺乏资质,严重影响工程质量。农村住房多由工程队城建,建房人员没有经过正规培训,缺乏安全意识,没有工程质量监督检查机制[1-3]。
1.3 政策引导有待加强
与大中城市相比,农村法规建设存在2个方面的问题:一是已出台的标准、条例、要点和办法有的深度不够,有的内容不全,有的由于客观形势的发展而不再适用,需要修编;二是农村建设法规缺口大,导致规划指导建设实践上的时空错位,负面影响很大,急需增补。此外,还要在农村住宅建设中贯彻以人为本,全面、协调、可持续发展的要求。
2 我国农村住宅特点
农村住宅量大面广,关系到千家万户,具有其自身特点,应当从实际出发,深入生活,才能设计出适用的农村住宅。在农村住宅设计中存在一些误区,有人认为农村住宅简单,用不着设计就可施工;有人认为农村住宅设计可以套用城市住宅设计的方法。实践证明,这2种做法都影响了农村住宅的设计和建设,导致生产不利和生活不便。从调查情况看,农村住宅具有以下基本特征。
2.1 生产与生活功能的兼容性
农村住宅同城市住宅不一样,除了满足居住功能外,还要满足农户家庭副业生产活动的需要。一般农户的家庭副业,大体上有饲养猪、羊、家禽、家兔、养蚕、编席、编筐、织布、刺绣等。其中,北方地区的一些家庭手工业夏季可在庭院中进行,冬季则移到居室;南方地区由于天热多雨,人们往往在住宅的堂屋中从事草编、竹编、养蚕和织布等活动,因此,南方的农村居民往往要求有宽敞明亮的堂屋,卧室则可相对小一些。农村的厨房,除了用来做饭外,还要为家畜加工饲料。此外,农村住房设计中还需要设计杂用房,用来储存工具、杂物和堆放柴草等。近年来,农村从事个体经营的家庭日益增多,个体经营收入已经成为很多农民家庭收入的主要来源。因此,建筑师在农村住宅设计中应想方设法为农村居民创造从事生产经营的平台。
2.2 明显的地方性
我国地域广大,各地农村的自然条件、资源状况、风俗习惯都不相同。因此,在住宅的平面布置、建筑形式、建筑结构和构造等方面,各地都有不同的需求,不同的传统做法,不同的建筑风格。仅从使用角度来看,南方的堂屋,除上述生产功能外,还是一家生活的中心,家务活动,接待亲友,都在堂屋进行,有时还兼作卧室,设计面积较小,使用不便。在北方,活动中心有的设在堂屋,而多数是和厨房结合在一起的,冬季要求做饭和采暖兼顾。又如,北方气候寒冷,为了便于取暖保温,住宅建筑面积可以小一点,南方气候炎热,要求房屋通风敞亮,面积相对要大一些。不仅如此,农民家庭院落的组织,也反映地区的特点。北方住宅面积较小,需要组织院落,来安排家庭生活的一些活动,比如:夏季休憩、吃饭、种些蔬菜;冬季存放柴草,贮存过冬蔬菜等,而且饲养家禽、家畜也需要有个院落。因此,院落是不可缺少的。总之,南方的房屋面积要比北方大一些,而院落面积,则比北方小一些。因地制宜,从实际出发,才能做好农村的住宅设计。
2.3 住宅的多样性
农村住宅的所有权大部分属于农民个人。由于经济条件、每户人口组成均不同,对住宅设计也有多种多样的要求。即使在一个村庄,对于住宅的标准,包括面积标准、质量标准和设备标准都有不同的要求[4-6]。
3 农村住宅需求
3.1 需要完善住宅功能
为了改善农民的生活水平和居住条件,迫切需要针对农村的生产和生活需求,创新农村住宅建筑设计技术,完善住宅功能和提升质量,同时,推进农村住房建设的工业化、标准化,推动农村住房建设事业健康发展。
3.2 提高建造水平
为改变农村住宅建造效率低下的状况,亟待依靠科技进步发展工业化和装配化农村住宅技术,改变农宅的建造方式,提升住宅建造的效率。
3.3 加强规划与基础设施建设
建设基础是规划,农宅建设必须规划先行,完善各级规划并加强落实,从而提升土地资源的利用率;加快整合资源,完善路、水等基础设施建设,为农村住宅建设改善奠定坚实的基础。
4 农村住宅设计原则
良好的农村住宅设计必须符合2个“有利于”的标准:一是有利于当地经济、社会和环境的协调发展;二是有利于当地农户生产生活。
4.1 坚持适用、经济、安全、美观原则
适用是指符合当地经济水平和生活习惯,包括满足生产、生活和文化等各种社会活动的全部功能要求;经济是指在满足功能使用要求、保证建筑质量的前提下,尽量降低造价,节约投资;安全是指住宅要合理选址,其建筑结构要具有较好抵御自然灾害的能力,以保证居民的生命财产安全; 美观是指在适用、经济的条件下,尽量使建筑形象得体大方,借景自然,体现地域特色与民族特色,满足公众的审美要求。
4.2 坚持农民参与原则
新农村建设的最大受益者是广大农民,在新农村建设(包括住宅建设)的各个环节,都必须发动广大农民参与,建设的目标才能最终实现。不要忽视农民参与的重要性,要充分发挥农民的积极性和创造性,使住宅设计满足农民意愿,得到农民的肯定,使农村住宅工程建设得民心、顺民意,真正使农民受益。
4.3 坚持因地制宜原则
我国农村地域广大、环境多样、资源环境各不相同,在农村住宅建设过程中,要从农民实际需求出发,充分发挥农村资源的优势,坚持因地制宜的原则,建设质量过硬、风格多样、符合农民需求的住宅。
5 农村住宅建设建议
(1)逐步完善居民点体系布局。要结合产业布局,编制好县域居民点布局规划,扩大产业规模经营,使居民点从分散逐步走向合理的集中,不断完善配套基础设施,提高居民点的宜居性。
(2)采取节约用地措施。农村住宅建设对耕地需求逐渐增大和耕地面积逐年减少的矛盾日益突出。要通过采取节约用地的措施,保证耕地资源。在农村用地规划中要做到以下几点:一是坚决杜绝超前规划;二是在建设用地审批中,要采取节约土地和建设用地增减挂钩原则,严禁超标占地;三是充分发挥土地的利用潜力,按照规划使用耕地。在建设过程中要根据实际情况适当减少建筑之间的距离,增加建筑密度。
(3)重视住宅建设用地选址。住宅建设用地选址应有利于生产、方便生活,具有适宜的安全卫生条件和建设条件,避开洪水淹没、风口、滑坡、泥石流、地震断裂带等自然灾害影响地段;避开自然保护区、有开采价值的地下资源和地下采空区以及文物埋藏区。同时,住宅建设用地应布置在大气污染源的常年最小风向频率的下风向以及水污染源的上游;与生产劳动地点联系方便,又不相互干扰;位于丘陵和山区时,应优先选用向阳坡和通风良好的地段。
(4)住宅组团应避免单一、呆板的布局方式,应结合地形,灵活布局,空间围合丰富,户型设计多样。住宅区的平面布局、空间组合和建筑形式应注意体现民族风情、传统习俗和地方风貌。住宅区内原有的山丘、水体、人文景观以及有保留价值的绿地及树木,应尽可能将其保留利用,并有机地纳入绿地及环境规划。
(5)把握有别于城市的住宅特点,避免照搬城市住宅设计理念。除满足节能节地要求外,设计要体现地域特色、民族特色和农村气息,避免“千村一面”。
(6)农村住宅建筑风貌,要根据当地乡镇、村庄原有风格特色、农民生产生活习惯、地形与外部环境条件、传统文化等要素,确定新建建筑风格及建筑群组合方式,传承地方文化、历史文脉;并尽量运用地方建筑材料,使农村建筑风貌整体协调统一,形成较鲜明的地方特色和乡村气息。
(7)农村住宅设计要把增强人际交往,实现社会和谐,做到人畜分离,提高农村生活环境质量作为重要的设计理念。要重视农民户内外交往空间布局;宜在住宅单元团组,形成“饲养区”(团组单元饲养区)与“居住地”及公共空间(如儿童游戏或农村老年居民健身场所)增强人际交往,实现人畜分离,改善卫生条件。
(8)农村住宅设计要保证必要的日照和自然通风效果。应依据当地常年主导风向和日照时间,选择有利的建筑朝向,以保证必要的日照和自然通风。采用合理的建筑型式及窗墙类型,采用保温性能好的围护结构和节能产品,将建筑节能与改善室内环境结合起来。确定合理的间距、选择建筑形态和总体空间的组合形式,以实现必要的日照、通风同时满足节约用地的要求。执行有关建筑设计规范、按窗地比确定门、窗洞面积,合理布置墙面或屋顶采光口,以保证良好的自然采光。
(9)依据农户活动特点,因地制宜建设省地型农村住宅。依照地区特点,农民活动所需空间,可进行垂直分户(2~3层)和水平分户(4~5层)住宅设计。北方农村多为平房,逐步发展垂直分户(2~3层)住宅。提倡建设多层并联式住宅,各地均应适当控制独院独户式住宅和单层建筑。科学合理加大住宅进深,减小面宽,节省用地。
(10)科学布置庭院与辅助用房。庭院布置应符合当地农村的自然条件和农民生活习惯,布置要紧凑,分区要合理,充分利用空间。依据生产需求,科学合理设置辅助用房,如农机具房、农作物储藏间等,应与主房适当分离,可结合庭院灵活布置,在满足健康、安全的前提下,要有利于生产。
(11)因地制宜地推进农村节能设计。如加强屋面、墙体保温等节能措施;推进应用节水型设备、节能型灯具;积极利用太阳能及其他可再生能源和清洁能源,优化能源结构。有条件的地区应逐步执行《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》。
6 参考文献
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[3] 邓磊磊,钱江林,赵洪文.地域性农村住宅设计初探——以重庆地区社会主义新农村建设为例[C]//2007年中国城市规划年会论文集,哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,2225-2230.
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摘要:从中国作为人口大国、城市土地资源紧缺的国情出发,探究垂直景观在高层建筑中的应用,为目前亟需扩展城市绿地提供一个可操作的方法。通过对垂直景观成熟经验的学习与分析,了解如何将垂直景观设计应用到中国的高层建筑中去。建筑期刊
关键词:高层建筑;垂直景观;营造
一、研究背景与意义
基于全球城市化进程的日益加剧,人口的膨胀、城市建筑密度的不断攀升,人们开始意识到环境与建筑能耗的污染以及生态系统的危机。为了遏制这种趋势,绿色建筑应运而生。绿色建筑的定义是在建筑的全寿周期内,最大限度地节约(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。而实现绿色建筑的重要途径之一就是———垂直景观,它在城市生态景观方面的补偿作用不可估量。我国作为人口大国,城市土地资源紧缺,同时还有大量人口不断涌入城市,导致北、上、广等大城市越来越拥挤。这些寸土寸金的大城市中心集商业、娱乐、文化于一体,高层建筑林立,公共绿地严重短缺。有人提出建设更多的绿地广场和公园来解决这一棘手的问题。这个初衷是好的,可是实际的国情却很难实施。据预测,2020年,中国将有300万农村人口转移到城市。大量的农村人口正在以惊人的速度涌入城市,城市土地可容纳量积聚饱和,我们正面临着建筑土地和绿化面积如何平衡的极其严峻的问题。而另一方面,物质文化水平的提高,使得都市人对于生活品质的追求也在不断提高。他们渴望亲近自然,享受绿色的需求正在与日俱增。据统计,上海在2010年的GDP已达到一万美元,随着经济消费能力的提升,高品质的生活标准、环境与质量标准成为城市居民越来越关注的话题。对公共绿地环境的投入,使得生活与工作环境更加舒适宜人成为人们的一种共识与追求。因此,在横向绿化的可扩展面积基本为零的情况下,寻求高层建筑纵向上的绿化可利用性定会成为一种趋势。高层建筑的表皮绿化不仅能短期实现绿植覆盖率,而且与建筑节能、减少能耗的绿色建筑目标相一致,是一举多得的方法。同时,垂直景观对于改善都市的生态效应也具有重要意义,高层建筑的垂直景观功能定位于生态学,具有吸附与阻滞空气中的尘埃、减少灰尘颗粒物,清洁净化空气、降低噪音辐射,调节室温、节约建筑能耗,美化环境、令人身心愉悦等不可估量的社会和经济效益。
二、国内外研究现状
城市垂直景观设计早在古代巴比伦时期的经典空中花园已经出现了萌芽,当然早期垂直立体绿化的呈现更多的是自然植物无意识的攀爬,品种较单一,更没有系统理论的形成。直到20世纪90年代,西方发达国家才开始了对垂直绿化的系统研究,它也逐步成为在景观设计领域中对未来城市生态景观发展的前沿课题。一些发达国家的垂直景观在改善新兴城市的生态环境方面,得到政府政策上的支持和推进,给城市居民带来生态、经济和健康上的利益,也在一定程度上消除了“城市热岛效应”,推进了生态园林建设的科学性。这其中,马来西亚建筑师杨经文可以说是真正实现“空中花园”的先驱,他的建筑设计以与有机的、富有生命力的植被化相结合而闻名。他倡导建筑与植物生态系统的有机共生。在他的生态建筑实践中,始终坚持生物气候学设计原则,创造了众多令人惊艳的垂直景观生态建筑。其著名作品之一是新加坡EDITT?TOWER,1998年获得了热带生态建筑设计大奖。整座建筑远远望去犹如一颗屹立于高楼大厦中的参天大树,大楼的四周都被绿色植物所包裹,植物与建筑的和谐共存既达到了美学的高度,又起到了隔热的作用。该建筑所设置的绿色空间与居住面积比例达到了1:2。
大楼还设有雨水回收、光伏发电、污水净化等多套绿色节能系统。杨经文的生态建筑,实现了绿色植物与建筑的和谐共生,也展现了通过精心配置的植物可能形成的丰富多姿的空间形态,将建筑与自然完美地结合。正如杨经文所说:“建筑物常常可以看作大量的无生命物质的堆积,植被化的目标就是将有机的、富有生命力的物质与无机的、无生命的物质融为一体。”除此以外,在日本、法国等都相继出现了垂直景观生态建筑。例如日本福冈的ACROS楼,整个建筑除去1/4的地下空间,地上建筑设计成台阶状,屋顶部分全部由绿色植被所覆盖。竣工数年,郁郁葱葱的植被已经与南侧公园的绿化融为一体,仿佛在城市中央形成了一座绿岛,在收获优美的视觉景观的同时,使整栋建筑的温度更加舒适,创造了良好的生态效应。目前,在北京、上海、深圳、重庆等大城市中,城市垂直绿化的研究和探讨已经形成一定的共识,一些城市建筑外立面也出现了绿化表皮的实践案例,但是这些实践在某种程度上只能称为垂直绿化,跟垂直景观还有一定的距离,可以说我国高层建筑垂直景观设计尚处于起步阶段,还有许多经验要学习。
三、垂直景观在高层建筑中的营造手法
需要明确的是垂直景观与垂直绿化是不同的两个概念,垂直景观是以充分利用建筑纵向空间、实现植物(包括乔木)与高层建筑共生的景观设计,而垂直绿化究其本质是建筑垂直面的攀缘绿化,是攀缘植物翻转90°的平面绿化。但两者也存在着一些共同的特点,诸如占地少、都是利用纵向立体进行的绿化设计等。垂直景观的设计,将植物作为建筑造景的主要手法,通过不同的植物造景组合,形成建筑高层的平面布局与纵向建筑结构设计独特的空间构建,形成如画的美丽景观,并且丰富高层建筑室内空间的功能要求。对于这些营造手法的探析需要更多的实践操作的可能性,而目前我们更多的是只具备理论整理的经验论。根据杨经文在高层建筑运用生物气候学来组织空间的经验,我们可以学习的设计方法如下:
(一)空间组织
分析其平面布局,杨经文的高层建筑轮廓多设置为不规则形,利用不同凹度的开敞空间进行绿化。纵向楼层的悬挑式空间错落有致,既可以使不同户型享受到更多的阳光,同时错位排序的植物也可以得到足够的光照和生长空间,尤其是乔木植物。大量绿色植物的嵌入种植不仅有效地减少了建筑本身的热岛效应,还能生成氧气,吸收二氧化碳与一氧化碳,并且丰富了建筑单一的表皮,也不影响阴影区开窗的可能性。再分析其竖向空间,高层建筑的垂直景观的结构本身是植物搭配建筑的自然美与人工美结合的产物,应当考虑好植物的预留生长空间,重视其弹性空间的设计安排。各类设施的设置力求便捷,满足时空发展的需求。因此,消防、疏散等设施设计应上升到美学层面去考量。可以充分利用超高层建筑防火规范所要求设置的建筑避难层,着重利用垂直景观绿化、营造生机盎然的建筑外立面,以提升整栋建筑的美感。
(二)植物配置
绿色植物作为垂直景观生态建筑的重要要素,它直观地展现着一座建筑的生态效应和视觉感受。出色的垂直景观生态建筑肯定是植物与建筑美学的高度融合,因此,植物的搭配尤为重要。垂直景观的营造也绝不是简单地给建筑物附着上一层攀缘绿植,它关注的是植物丰富种类的搭配、色彩季相的变化、姿态柔和的线条,营造出具有丰富的时空变化的生命力的建筑。在设计过程中,悬挑式的种植槽中作为独立的植物单元,要充分配置好植物群落,丰富品种,形成自然分层的绿色景观,例如可以在不同凹度的错层开敞空间中,采取地被植物铺底、乔木来遮阴、具有观赏价值的灌木草花镶嵌点缀的方式。同时,选用下垂式植物、藤蔓植物进行垂吊式美化,弥补建筑外壁的一些生硬的结构线条,营造出与建筑相映成趣、丛植错落、四季皆有景的自然植物群落景观。
(三)节能循环
正如杨经文认为许多后现代主义建筑,在建筑立面处理中过多地增添了许多无意义的造型,造成了许多建筑材料的浪费。这些不理性的设计怪像,忽视了能源的合理使用和能耗的约束。面对日益严峻的世界能源消耗问题,建筑师毫无疑问要加强节能意识,特别是高层建筑的节能问题。站在生物气候学的高度去探索建筑节能的可能性与方法论,最终提升人的精神享受以及减少建筑能耗。高层建筑的垂直景观应当统筹优化生态层面的规划设计,在设计伊始,就该重视整体人工生态系统的循环回收,使绿色环境的原料与废料尽可能多地循环利用,消化分解本身产生的能耗,降低损耗。设计要面临的挑战在于最大程度地去利用资源和能源,减少浮尘,吸附噪音,调节室温,以最小的投入,获得最大的收益,从而体现出垂直景观生态建筑的节能、节水、节材等环保低碳理念。
(四)人性关怀
根据英国和日本的研究调查发现,工作或生活于高层建筑中的人群,有四成以上渴望与自然亲近接触,比如打开窗户能看到绿色或走到户外去活动,而垂直景观正是把这种愿望付诸实践的较好途径。垂直景观除了美化外部建筑环境,同时也为室内空间引入了自然美景。不仅在高层建筑的室内休憩空间真正实现了景为人用,更在阳台空间中构造了一个个梦幻的空中绿植花园。在阳台空间茂密的树荫下,层次分明的植物景观,让人感受到以植物景观律动为框、蓝天为画的奇妙体验。高层建筑的垂直景观设计目标不是为了模拟自然,更多的是可以弥合生态学和建筑设计之间生硬的裂缝,形成持久稳固的联系,营造合宜的自然,创建合理的人工生态系统。因此,垂直景观在高层建筑设计中,必须关注人的舒适度,从微观层面上满足人体工学的要求,关注人的健康,在强调采光、通风、保温等基础条件上,还必须重视人的使用安全问题。
四、结语
关键词:高层住宅;建筑户型;设计
中图分类号:TU208文献标识码: A
引言
目前,随着我国经济建设的发展,建筑领域出现重大的更新,人们要求住宅的居住环境及舒适度能够与时俱进,因此对高层住宅建筑设计的要求也越来越高标准。高层住宅建筑建设是我国国家工程建设的一个重要部分,关系着国民的生产、生活质量和水平,也一直是城乡建设的重点。高层住宅建筑设计与国家建筑行业的长远发展密切相关,为了满足人们对高层住宅建筑需求的不断更新,高层住宅建筑设计师必须更加仔细、深入地分析户型结构,努力做到功能舒适、造价经济,并且要兼顾到建筑造型的美观。
一、 住宅形式之简介
1.走廊式住宅
走廊式住宅的特点是户型面积不大,不需要占用太多的空间去设计高层住宅的功能,但是能容纳很多的用户,所以走廊式住宅一般被用作公寓式住宅。这种住宅将住户、电梯和楼梯有效地进行融合,以此来创造更多空间去容纳住户。这种住宅在建造过程中,要寻找方法去解决走廊占用太多空间的问题,另外,在采光方面,由于住户多的特点,要特别注意对采光面少的住房进行特殊的设计,在其采光面增加朝向采光方向的开口天井,可以有效改善采光面少的住房的采光情况。比如位于济南市奥体片区龙奥天街项目有两栋楼就是一个典型的走廊式住宅的平面布局形式。如下:
2.跃层式、跃廊式住宅
一般认为,跃层式、跃廊式住宅是走廊式住宅的进一步发展,在现实生活中,跃层式、跃廊式住宅改变了走廊式住宅利用内外走廊的形式,相反地,而是利用小楼梯来加强楼层之间的联系,以此来减少楼梯所占用的空间,进而增加住户的空间范围。另外,跃层式、跃廊式住宅还存在着一个缺点,那就是增加了平面设计的难度。
3.单元式住宅
单元式住宅,是目前在我国大量兴建的高层住宅中应用最广的一种住宅建筑形式。这类住宅与走廊式住宅的最大区别是每层楼面只有一个或两个(按高层民用建筑设计防火规范对于层数不同要求设置)楼梯,可为2-4 户提供服务(大进深住宅每层一梯可服务于5-8 户),住户由楼梯平台进入分户门。如果住宅设计为点式,则各层住户围绕楼梯分布;如果住宅的平面是条形(板式)设计,则一幢条形住宅可有多个楼梯。不论是一梯二户,还是一梯三户,每个楼梯的控制面积称为一个:“居住单位”. 因此,条形的梯间式多层住宅又称为“连续单元式住宅”。点式(墩式或塔式)梯间式住宅又称“独立单元式住宅”。
单元式住宅的基本特点有:
(1)每层以楼、电梯为中心,每层安排户数较少,各户自成一体。
(2)户内生活设施完善, 既减少了住户之间的相互干扰,又能适应多种气候条件。
(3)可以标准化生产,造价经济合理。
(4)仍保留一些公共使用面积:楼梯、走道,保证了邻里交往,有助于改善人际关系。
(5)有良好的采光,通风良好。
4.塔式住房
塔式住房是以一个楼梯或电梯为中心,在其周围布置若干个住户,使得住户能够接触更多的阳光,而且通风效果优良。另外,在外形上,塔式住房具有多变性,能够极大程度上满足对住宅外形有特殊要求的人群的需要。
二、住宅建筑设计存在的问题
在目前的建筑领域,住宅建筑占有较大的比例。住宅设计质量的优劣,直接影响着居民居住环境的好坏,同时也影响着我国建筑业健康与长远的发展,因此不可轻视住宅设计。设计师应在现有基础上,不断探索、发现问题、解决问题,不断提高设计水平,以满足城乡居民的不同需求。
1.住宅建筑的套型设计不合理
目前的住宅设计在起居室、卫生间以及厨房的设计上存在不合理之处。起居室过大,导致室内的净高不足,空间距离的安排不合理,让人产生压抑感。起居室的门洞设计数量较多,影响起居室的使用功能。一般在起居厅适合布置小于3个的门洞,过多会造成交通面积拥挤,使起居室功能受到过道的影响。对于卫生间的设计,高层住宅建筑卫生间的门正对着起居室的入口,形成一种不雅观的现象。高层住宅建筑厨房的设计中,因面积过小,导致高层住宅建筑排气管道和燃气管道的排列较为凌乱,且没有设立专用的管道通道,一旦出现问题,也给检修带来很大的难度。
2.住宅建筑过分重视造型美观,忽视其节能环保性
在当前的住宅建筑中,除了在户型结构上实现了多样化设计,住宅外部造型上也尤为重视。但是,在满足前两项要求的基础上,通常会忽视高层住宅建筑节能环保的建设理念。长久以来,我国将高层住宅建筑节能降耗作为重要的发展指标进行落实,列入了经济发展规划之中。但在实际的高层住宅建筑设计中,并没有达到预期的目标,出现一些住宅建筑节能效果比较差的现象。比如在设计过程中有的住宅为了追求外立面效果而大面积开落地窗,使得窗墙面积比过大,不利于住宅建筑节能。有的住宅外墙凹凸转折过多,导致建筑物外表面积过大,从而影响的建筑体形系数,不利于节能。
3.住宅建筑采光不足,日照间距过小
目前有些住宅项目,由于受用地形红线的限制,出现了很多大进深小面宽户型,设计者在此类户型设计中往往采用户型中部布置起居厅的手法,来达到空间规整的目的。但是这也带来了起居厅因朝向凹槽部位开窗导致光线昏暗,采光不足的情况。还有一些住宅项目片面追求大面积的中心景观,忽视住宅的日照效果。出现了中心景观区域外的住宅间距偏小的现象,影响住宅的实际采光通风效果,未能实现真正意义上的“均好性”。
三、住宅建筑设计的优化策略
1.朝向问题
即决定了高层住宅建筑采光的好与坏。高层住宅采光一般分为直接采光和间接采光两种。高层住宅建筑采光的窗户直接向外开设的称为直接采光。而高层住宅建筑采光窗户朝向封闭式走廊或者直接采光的厅、厨房等其他地方的采光称之为间接采光。在高层住宅建筑中间接采光效果显然不如直接采光。光线之于高层住宅建筑的意义如同呼吸之于人体。光线会直接使高层住宅建筑空间中充满灵动和生气。相对南向光线东、西向光线则显得更加富于变化。高层住宅建筑在设计吸收利用高层住宅建筑南向采光的同时也还应将东向西向的光线最大程度的利用起来。
2.通风
高层住宅建筑的设计需要有良好的日照、天然采光、自然通风和隔热、保温、隔声性能。高层住宅建筑窗户的设置要有利于组织良好的室内通风,并保证夜晚室外凉爽的气流进入洞口后能“覆盖”室内平面在人体高度范围内通过。相对于塔式高层住宅建筑版式高层住宅更容易组织穿堂风。好的朝向对高层住宅建筑室内通风也有很大的帮助。高层住宅建筑内保持良好的通风可大幅度降低室内微生物菌群的密度。
3.干湿部分要划分得当
对于住宅中用水量较大的空间,比如厨房、卫生间,要与卧室、会客厅、储藏室分隔一段距离,避免厨房或卫生间的水弄脏卧室、会客厅,损坏储藏室内的储存物品。另外,在装修过程中,要做好防水的工作,对于卫生间,要做好防水防噪声的工作,避免厨房与卫生间的使用影响到其他功能空间,或影响居住者的休息。
三、住宅建筑设计的未来发展方向
住宅建筑设计是个长远的过程,而且受到众多因素的影响。在未来住宅小区规划设计中应坚持“可持续发展”原则,统筹考虑地块内的景观、日照、通风等环境因素,将可持续发展的指导思想贯彻于规划设计、小区建设与管理中来。在设计上需要提高运用新技术的意识,有效的改善住宅性能,提高居住的舒适度。
同时,住宅建筑设计需要考虑不同地域、不同的气候条件的影响,要加大对可再生资源的利用,不断完善小区空间,将建筑的资源消耗降到最低,减少工程资源和材料的浪费。住宅规划设计,遵循“因地制宜突出传统特色,建设社会主义新农村”的原则,采用传统建筑风格建设,充分利用基地自然条件,将小区打造成传统与现代、历史与发展结合紧密的生态型居住小区。
结束语
为了满足人们对高层住宅建筑的需求,设计者在设计的过程中要充分考虑到消费者对高层住宅建筑的需求,要遵循有静有动、保护屋主隐私、分清主次、干湿划分得当的原则。在设计的过程中,要增加高层住宅的功能,增加住宅内设计的合理性,从而提高高层住宅建筑物的实用性,增加其可变性,最终达到满足人们对高层住宅建筑的多样化需求。
参考文献:
[1]刘瑜.高层住宅建筑户型设计分析[A].中国科学技术协会.科学时代――2014科技创新与企业管理研讨会论文集上(科技创新)[C].中国科学技术协会:,2014:1.
[2]郝连波.PDCA在高层住宅建筑设计标准化中的应用与实施[D].山东工艺美术学院,2013.
[3]邢志祥,唐永,高文莉.高层住宅建筑火灾人员疏散仿真研究[J].中国安全生产科学技术,2012,06:29-33.
近5年学校获得8项国家科学技术进步奖、国家技术发明奖
2010年国家科学技术进步二等奖获奖项目
特大异型工程精密测量与重构技术研究及应用
该项目在国家“十五”科技攻关项目、北京市自然科学基金、奥运工程、故宫古建筑大修等项目的支持下,率先开展了特大异型工程精密测量与重构技术研究;提出了快速精密“按需建网”的控制测量理论与技术,研制了基于经纬仪、全站仪以及数码相机为传感器的高精度三维坐标测量系统,基于地面激光雷达的精密三维重构技术,发明了专用测量装置,制定了相关技术标准,整体技术达到国际先进水平。本项目相关成果获省部级科学技术金奖1项、一等奖3项、二等奖3项;已申请国家发明专利10项,其中授权7项,获软件著作权2项,68篇(其中EI 9篇),出版专著3部,制定行业标准3项。
本项目已在国家大剧院、“鸟巢”、水立方、国家体育馆、首都机场新航站楼、CCTV新址、探月工程50米天线、北京国贸大厦、武广客运专线、故宫古建筑大修、全国地铁建设等大中型工程中得到应用,经济效益达到7亿多元,为北京奥运会、探月工程等国家重大工程项目作出了突出贡献。
2011年国家科学技术进步二等奖获奖项目
固体废弃物循环利用新技术及其在公路工程中的应用
该项目属交通运输工程领域,针对国家节能减排的重大需求,解决了道路建设中废旧沥青混合料、废旧橡胶轮胎、钢渣、建筑垃圾等代表性固体废弃物在公路中高掺配率循环利用的关键技术难题,形成了生产线与试验示范基地,实现了固体废弃物的高效循环利用。本项目已获得授权发明专利4项、实用新型专利6项、受理发明专利申请7项,编制国标4部、行业规范4部,相关技术已在全国18个省市的32个国家和省级重点工程中成功应用。近3年来,本项目取得直接经济效益21亿元,累计经济效益33亿元,引领了交通运输、建筑、钢铁等行业的技术进步。
2012年国家科学技术进步二等奖获奖项目
地下工程开挖诱发灾害防控关键技术开发及应用
近年来,我国地下空间开发迅速发展,仅城市轨道交通行业每年新增里程就达150公里以上,市政基础设施等大型穿越工程显著增加。确保开挖、运营以及相邻构筑物的安全是地下工程建设的技术核心,本项目针对大型地下工程开挖领域的超近结构物隔离保护、风险辨识与控制、灾后结构恢复等重大技术难题,展开了长达15年的科技攻关。
在国家自然科学基金重大项目等支持下,本项目通过关键技术的开发与应用,取得了阶段性成果19项,授权专利8项(其中发明专利6项),软件著作权7项,发表相关学术论文116篇,形成地方标准2部,所取得的技术成果已经在“首都机场滑行道穿越工程”等国家重点工程中得到广泛应用。
代表性建筑与古建筑数据库教育部工程中心
代表性建筑与古建筑数据库教育部工程中心依托北京建筑大学测绘工程、地图制图与地理信息工程等学科,于2009年12月经教育部批准建设。
工程中心围绕我国代表性建筑和古建筑遗产保护与利用的迫切需求,发挥与国内古建筑数据库生产企业联合的产学研优势,通过研究开发与工程化的环境建设,构筑起代表性建筑与古建筑数据库技术的工程能力平台;建立并完善工程化产业化的体制及运行机制;建设国内领先具有国际竞争力的代表性建筑与古建筑数据库技术研发与工程化产业基地。
工程中心的主要研究方向和内容:
建筑三维空间数据获取系统与技术:研制拥有自主知识产权的三维激光扫描仪,研制以数字近景摄影测量与扫描系统为代表的数据采集设备,形成一个能够以多种手段获取代表性建筑与古建筑的各种空间几何、影像纹理、点云等多源数据的系统。
面向古建筑等大型复杂对象的逆向三维建模软件与技术:对采集的点云数据进行逆向,包括数据处理构建点云模型、根据点云模型提取构成建筑构件的结构实体几何(Constructive Solid Geometry— CSG)模型、基于点云模型构建建筑表面的三维不规则三角网(3D-TIN)模型、在CSG模型或者3D-TIN模型上加载影像纹理构成建筑的仿真模型4个步骤。
代表性建筑与古建筑数据库管理系统与技术:数据库中要包含空间数据与非空间数据,还有文学数据、历史数据、影像数据等。要设计一种能够管理、查询、显示和利用这些数据的数据模型和结构,构成代表性建筑与古建筑的数据库系统。
代表性建筑与古建筑数据库的应用技术:将数据库应用于建筑遗产生命过程分析、建筑遗产备灾数据库、数字化建筑遗产复原研究、推动建筑学的实境化教学、国际化的建筑数据交换平台等5个方面。
基于文献的历史建筑复原研究数据库:将中国历史不同时期建筑的资料与文献数据重建为历史建筑的代用数据,并使用现代信息获取、存储与可视化技术,提取各个朝代特色建筑的丰富资料成为数字化信息,进而建立一个较完善的、可共享的历史建筑档案数据库。
建筑信息存储与交换数据标准:建立富有建筑行业特色的历史建筑和特色建筑数据库,以及国内首个历史建筑和特色建筑数字档案信息交换及应用平台。
近几年,该中心获得国家科学技术进步二等奖1项,省部级奖励8项。
城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室
城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室依托北京建筑大学环境工程和市政工程、环境科学等学科建设,于2009年12月经教育部批准成立。实验室立足北京,面向全国,紧紧围绕我国城市化快速发展进程中水环境污染控制和综合治理中的突出共性问题,以城市雨水系统为切入点,以可持续水循环为引领,以建立健康的城市水环境为目标,以揭示城市水环境水量水质保障各环节的科学机理为支撑,在城市雨洪控制与利用、水质净化与环境风险评价、水资源再生利用与节水、水资源优化配置与管理领域,通过环境工程和市政工程、环境科学等学科之间的相互交叉和渗透,重点开展跨学科创新性应用基础研究。
重点实验室主要研究方向及研究内容:
城市雨洪控制利用与水环境生态修复:城市雨水系统发展战略与规划设计评估模型工具研发;城市雨水产汇流特征及其对水环境响应机理研究;城市雨水资源化利用理论与技术;城市雨水径流污染控制理论与生态处置技术研究;城市雨水管理政策与制度设计研究;城市雨水系统的信息化管理 。
污水处理及其资源化:污水处理系统的数学模拟优化与数字化智能决策控制系统 ;可持续污水生物营养物去除回收反应过程和机理;高效低耗的污水再生处理新工艺;污水生物处理系统中的内源过程机理研究;污水资源化回用的环境与健康风险评价原理与方法研究。
城市节水与水系统优化管理:城市生活公共建筑节水技术研究;城市工业再生水利用技术研究;城市规划对城市节水影响机理研究;城市工业节水潜力分析和技术集成;城市工业和公共建筑节水相关定额研究。
目前,实验室共承担科研项目200余项。其中,国家自然科学基金10项,国家重大科技专项课题/子课题6项,国家“863计划”课题1项,省部级项目30余项。近年来,实验室承担各类企业合作与社会服务项目200余项。包括:北京市东方太阳城水环境系统与雨水利用工程、数字化污水处理厂的建设研究方案、龙潭湖节水和再生水利用的研究与示范等。
现代城市测绘国家测绘地理信息局重点实验室
该实验室依托北京建筑大学与建设综合勘察研究设计院有限公司,于2011年9月被国家测绘地理信息局批准建设。实验室凭借学校测绘科学与技术学科优势、人才培养优势和建设综合勘察研究设计院有限公司的建设行业优势,面向城市规划、建设、管理和文化遗产保护需求,通过产学研联合,实现优势互补,研究构建现代城市测绘地理信息理论方法和技术体系,为城市运行管理和文化遗产保护提供特色服务,为政府提供决策支持,为公众提供信息服务,为企业运营提供技术服务。实验室将逐步建设成为现代城市测绘地理信息领域的高水平研究平台。通过营造一个创新、开放、和谐的实验室学术环境,培养在主要研究方向上具有国际、国内先进水平的中青年优秀科学家、学术带头人和优秀创新团队,形成高层次学术交流、成果培育转化和人才培养基地。
重点实验室主要研究内容:
现代城市测绘技术体系与标准化:基础测绘方面:研究大地基准现代化、城市三维测量与建模的理论与方法;在摄影测量与遥感方面,主要研究多源对地观测数据高可靠高精度处理、高效能网络分布式光学遥感数据一体化处理、倾斜摄影与面阵摄影测量技术、多模式合成孔径雷达摄影测量、激光雷达数据处理及其与摄影测量数据融合、遥感数据智能解译等;在地理信息系统方面:主要研究地图智能综合与质量控制、地理信息自动化数据挖掘与知识发现、时空数据通用模型与一体化管理、地图数据级联更新、地理信息智能服务等。要大力推进地理信息数据处理关键技术攻关,加强测绘生产技术装备建设,建设地理信息服务体系,研究制定测绘基准框架,通用和专用标准。
城市地理信息理论、方法及应用:重点研究网格化城市管理的理论、方法和技术体系;研究城市突发事件应急指挥和城市运行保障的策略、模型、方法和技术;研究构建城市历史多源空间信息共享与服务系统平台的相关理论和技术方法;研究城市空间信息应用与共享服务模式,发展面向网格化、精细化城市运行管理服务的空间信息支撑技术,探索基于空间信息的城市建筑生命周期管理新方法。
建筑精细测量与重构重点研究城市建(构)筑物精细测量技术:为建筑施工进行精密放样、建筑运营进行质量监控和安全监测服务;文化遗产精细三维重构技术,为文化遗产数字化保护和利用服务。
近年来,学校重点实验室获得多项省部级以上科技奖励。“特大异型工程精密测量与重构技术”获得2010年国家科技进步二等奖;“三维激光扫描测量建模技术研究及在故宫古建筑测绘中的应用”获得2009年测绘科技进步奖一等奖;“国家体育场精密施工测量技术研究与实践”获得2008年测绘科技进步奖一等奖,同时荣获2008年度“全国优秀工程勘察设计金奖”。
供热、供燃气、通风及空调工程北京市重点实验室
供热、供燃气、通风及空调工程北京市重点实验室依托北京建筑大学环境与能源工程学院供热、供燃气、通风及空调工程学科,是经北京市教育委员会、北京市科学技术委员会评审和认定的首批北京市重点实验室,于2001年6月成立,2009年12月通过第二期建设项目验收,2010年9月进入第三期建设。
重点实验室主要研究方向:
燃气综合高效利用技术:包括研究燃气综合高效利用技术、天然气梯级高效利用技术、集中供热和区域供冷技术、城镇建设和新农村建设所应用的新能源和可再生能源应用等相关技术。
供热空调制冷系统与设备节能技术:包括研究供热系统量化管理节能技术、空调用冰蓄冷技术、大型公共建筑用能系统监测和优化技术、浅层地热和水源热泵技术等。
室内环境质量检测与控制技术:包括研究室内空气品质的检测方法、室内空气品质控制手段相关技术、室内空气品质改善技术。
建筑节能综合应用技术研究:包括研究降低建筑用能系统、能源输配系统能耗并提高能效技术、监测和优化管理建筑用能技术、改善建筑围护结构或建筑构件热工性能技术、实现可再生能源在建筑中的规模化应用技术、发展绿色建筑和实现建筑节能减排相关技术。
近5年来,承担科研项目125项,科研经费2,228万元。其中,国家自然科学基金4项,“863计划”子课题1项,“十一五”子课题7项,国际合作项目5项。实验室已完成的研究成果中,许多已直接应用于北京市场,内容涉及旋流式烟气除尘器、低污染催化燃烧炉、烟气热能回收器、低温空气源热泵系统、室内环境质量检测等,同时申请多项发明专利及实用新型专利。
绿色建筑与节能技术北京重点实验室
绿色建筑与节能技术实验室是2010年由北京市教育委员会、北京市科学技术委员会批准建设的北京市重点实验室。实验室的建立主要为北京市城市建设发展中所遇到的环境和资源方面的问题、可持续发展方面的问题提供科技支持。实验室以“人文北京、科技北京、绿色北京”为服务方向,将建筑学、土木工程、材料科学与工程、环境工程等多学科进行交叉与融合,结合北京的城乡建设需求,致力于基础研究、应用基础研究、关键技术研发,促进当前与未来城乡建设中以可持续发展为模式的建筑事业发展。
重点实验室主要研究方向和课题:
绿色建筑设计与施工关键技术研究:绿色建筑规划评估理论与应用;既有建筑更新改造的理论、方法与模式;新型围护结构研究;建筑风环境、光环境、水环境研究;可再生能源建筑一体化技术研究。
节能墙体关键技术研究:研究节能混凝土、砌体外墙和玻璃幕墙的设计、生产和施工的系统理论;研究混凝土、砌体外墙及玻璃幕墙节能性能的关键技术;研究节能混凝土、砌体外墙及节能玻璃幕墙的系统设计理论。
可持续性建筑材料研究:研究建筑垃圾资源化关键技术与应用研究;研究再生结构材料与再生功能材料的形成机理;研究节能环保材料设计与机理研究;研究工业废弃物在可持续性结构材料中的性能机理及应用技术。
绿色建筑能源系统研究:供热空调制冷系统与设备节能技术研究;新型高效制冷、热泵机组及系统研究;建筑能耗及环境控制系统特性评价指标研究;建筑用能管理自动控制系统研究;可再生能源开发与利用理论及技术研究;蓄能机理及建筑应用研究;太阳能、浅层地热能开发与利用关键技术及理论研究;混合能源系统的运行控制研究。
绿色建筑水循环系统:雨水收集利用关键技术与设备成套化研究;非传统水源循环途径与水资源优化配置技术研究;建筑节水与场地水资源循环利用技术;低影响开发与绿色建筑关键技术与应用研究;绿色建筑水环境生态调蓄净化技术与集成技术。
该实验室近年来获得国家科技进步奖二等奖1项,省部级科技进步奖15项,国家优质工程设计银奖1项,省部级优秀设计奖1项;编制国家、地方、行业各类技术标准4项;专利及知识产权数十项。
实验室自组建以来,在绿色医院设计研究、采光遮阳一体化建筑构件研究、高层建筑风噪机理及对策研究、节能材料制造研究等多个方向,开展了系统的研究工作,取得了一定的阶段性成果并进行了示范项目的成果转化实践。同时,实验室针对绿色建筑重点方向,面向北京及全国进行开放性课题资助。典型的研究课题及成果有:中国驻厄立特里亚使馆经商参处绿色建筑设计、北京腾达大厦绿色建筑优化对策研究、北京宣武医院绿色医院评价及设计研究、佛山东平新城项目绿色建筑星级认定技术咨询等。
工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心
工程结构与新材料北京高等学校工程研究中心经北京市教育委员会批准于2010年1月成立。该中心具有北京市高校唯一的“工程结构与建筑材料”工程检测资质,拥有国家设计甲级资质的北京建工建筑设计研究院和全国行业领先的北京建工京精大房工程建设监理公司。工程研究中心依托北京市建设领域龙头企业北京建工集团、北京市建筑设计研究院、北京市市政工程设计研究总院、北京市政路桥控股有限公司等4家企业,为北京的城市建设提供必要的技术支撑,旨在提升北京在工程结构节能、抗震、耐久性、环保和可持续发展结构工程材料应用方面的整体水平。
工程研究中心主要研究方向:
工程结构节能抗震新技术研究和应用:开展工程结构相关的抗震新技术和国外先进抗震技术的国产化研究,节能新型墙体的研发和应用研究。
现代大型复杂结构施工监控技术与标准化施工技术:开展大型复杂结构的施工关键技术和施工监控技术研究,高效预应力成套技术标准化施工研究。
既有工程结构的检测、鉴定与维修加固:开展工程结构的材料检测、结构检测、检测鉴定和加固新技术的研究。
建筑垃圾资源化、再生环保节能和可持续性结构材料的研究和应用:开展建筑垃圾资源化、再生结构材料关键技术和规模化生产技术研究。
环保型可持续发展城市道路工程材料:开展环保型城市道路材料的关键技术研究,积极开展热再生技术、温拌沥青混合料技术的成果转化。
工程研究中心目前承担“973计划”“863计划”、国家科技支撑计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金等研究项目共计80余项,研究经费达1,000余万元。获得国家和省部级奖励11项;申请专利10余项,获批6项,其中发明专利2项。
北京市建筑安全监测工程技术研究中心
北京市建筑安全监测工程技术研究中心于2011年4月经北京市科学技术委员会正式批准设立。中心结合学校机械工程、土木工程和电气工程等学科优势,致力于该领域重大关键性、基础性和共享性技术的研究,以及相关科研成果的系统化、配套化和工程化开发,为北京乃至全国建筑安全监测提供所需高新技术和装备。
中心主要研究方向:
基于声学技术的建筑安全监测。
大型建筑运行环境状态监测。
建筑安全物联网系统工程。
特种机器人的研究在建筑安全监测中的应用。
建筑钢结构和混凝土结构安全评估及可靠性技术。
建筑装备安全监测规范与服务。
目前,中心在研国家自然科学基金项目1项,北京市自然科学基金项目2项,其他省部级以上科研项目10余项。获北京市科学技术奖一、二等奖各1项,其他省部级科技奖2项。
北京市城市交通基础设施建设工程技术研究中心
北京市城市交通基础设施建设工程技术研究中心于2012年经北京市科学技术委员会批准成立。该中心以北京建筑大学为依托,并联合北京市政工程设计研究总院和北京市政路桥建设控股(集团)有限公司,形成了集交通基础设施综合防灾减灾规划、大型交通枢纽设计、交通基础设施新材料与新技术研发等于一体的省部级科研及成果转化平台。中心整合了北京交通基础设施研究领域的优势资源,协同开展科技创新,通过产学研结合,促进成果转化,为北京建立高效、安全、环保的世界城市交通运输体系提供技术支持,并培养一批高层次人才,以满足北京交通基础设施建设需求。
中心技术研究开发主要方向:
交通枢纽规划设计:研究综合交通枢纽规划布局理论、功能设计方法及行人交通特征,解决高效交通换乘、优化枢纽内部流线等交通运行效率及紧急情况下行人疏散等安全问题。
交通基础设施综合防灾减灾:研究交通基础设施的综合防灾减灾,解决地下道路及空间火灾烟气控制、内涝防治、安全疏散、结构抗震设计及安全评价问题。
交通基础设施全寿命设计:解决交通基础设施全寿命设计相关技术难题,着重开展混凝土耐久性及工程应用技术、交通基础设施使用性能预测、评价技术与应用和交通基础设施抗震设计新技术等相关内容的研究。
交通基础设施施工新技术:研究交通基础设施施工新技术,解决施工的空间制约、资源制约、无障碍施工等问题。
该中心近3年来获得国家科技进步奖一等奖1项、二等奖5项,省部级科技进步奖22项,国家优质工程设计银奖4项,省部级优秀设计奖16项;国家、地方、行业各类技术标准54项;专利及知识产权75项;国家级工法5项,省部级工法10项。科研成果已应用于工程约60余项,其中包括:奥林匹克公园综合交通规划、北京地铁4号线的防灾减灾设计、长安街大修改造的全寿命设计、北京市四元桥立交工程的施工新技术等。
北京建筑文化研究基地
北京建筑文化研究基地于2010年被北京市哲学社会科学规划办公室、北京市教育委员会批准建立。
基地自成立以来,紧紧围绕“三个北京”和中国特色世界城市建设,开展北京城市文化特色研究、空间哲学研究、建筑伦理研究和建筑文化遗产保护研究,共承担各级各类课题40余项。其中,国家社科基金项目2项,省部级哲学社会科学课题15项,北京市自然科学基金2项。举办国际、国内学术研讨会5次,出席国内外学术会议40余人次。出版著作20余部,150余篇。有20多篇论文被《人大复印报刊资料》全文转载,有100余篇论文被CSSCI收录。基地重视人才培养和建筑文化科普工作,2012年开始招收“设计伦理学与美学方向”硕士研究生,建设了建筑物文化特色资源库,取得了丰硕的科研成果和良好的社会效益。
基地主要研究领域:
北京城市建筑文化特色与功能研究:北京传统建筑文化的意义及功能;北京城市主要功能区的建筑文化特色;北京城市公共建筑物和公共空间的文化内涵;北京城市建筑形态的文化功能等。
建筑伦理研究:建筑、规划、工程活动的价值取向;建筑、规划、工程活动的公共参与;西方建筑思潮的伦理分析。
北京建筑文化遗产保护研究:北京城市建筑遗产的类型与特征;北京城市建筑遗产的文化功能评价;北京城市建筑文化遗产的再利用。
北京应对气候变化研究和人才培养基地
北京应对气候变化研究和人才培养基地成立于2012年3月,由北京市发展和改革委员会、北京市教育委员会联合共建。
基地的基本定位:
北京市应对气候变化智库;北京市应对气候变化信息服务中心;北京市应对气候变化战略措施研究和技术交流平台;应对气候变化专业人才培养与人力资源储备中心。
基地建设将立足北京、面向全国、放眼世界,跟踪气候变化问题的国际、国内形势及动态,汇聚国内外应对气候变化领域的精英人才和技术,集成利用北京市在相关研究领域的各类资源,开展气候变化对本市经济社会的影响及应对措施等方面研究,培养储备本市应对气候变化专业人才,努力将该基地建设成为与国际接轨、国内一流的集应对气候变化相关教学、研究与技术开发于一体的产学研综合性基地。
基地将组建与气候变化紧密相关的能源、交通、建筑、环境、生态、经济与金融、规划与管理等跨学科研究力量,紧密跟踪气候变化问题的国际国内形势及动态,系统全面地分析气候变化对北京市经济社会和环境的影响,研究本市应对气候变化的总体战略、应对机制与技术、应对计划与方案。
基地主要研究方向与内容:
开展相关发展战略和政策标准的研究;搭建北京市应对气候变化信息交流和研发网络;开展应对气候变化技术研究,包括基础研究、适应气候变化能力的研究、提升温室气体减排水平的研究、温室气体减排及相关低碳政策在短期内的经济社会影响研究等。
北京建筑大学——浙江勤业建工集团有限公司技术研发中心
为充分发挥高校科研人才优势和建筑施工企业的生产要素资源,促进工程建设领域的科技进步和科技成果的孵化与转化,建筑工程浙江省工程技术研究中心(企业技术中心)由北京建筑大学和浙江勤业建工集团有限公司(以下简称“浙江勤业集团”)共同组成并申报建设。中心于2009年获得浙江省批复(浙经信技术[2009]311号)。
研究中心的建立是本着优势互补、互惠互利、共同发展的原则,以切实发挥产学研联合作用为目标,以实现提高企业科技创新、促进高校科技成果转化为主要任务。
中心自建立以来围绕工程实际中遇到的技术难题,企业与高校联合开展了多项科研项目合作和技术攻关,主要包括:围绕土木工程施工领域的共性技术与关键技术,重点在施工新技术、新材料、新设备、新工艺等“建筑四新技术”方面开展创新研究与开发,以形成一批具有自主知识产权的一系列技术成果,并大力做好应用与推广工作。
中心的科研项目选题主要来源于三个途径:一是浙江勤业集团设立或拟定的项目,包括工程建设的行业标准、发明专利、国家级工法等;二是学校根据具体土木工程热点、难点技术而设立或拟定的项目;三是国家及地区科研主管部门的相关科研课题。浙江勤业集团与学校拟定的项目由各单位分别提交到研发中心,并由专家委员会评审通过后,方可列为正式选题并由中心负责编制项目申报指南。
北京建筑大学建筑科技大学科技园
北京建筑大学建筑科技大学科技园是依托北京建筑大学的优势学科及科技创新资源,面向首都城乡建设,集聚创新创业人才,扩散高新技术,建设知识创新和科研成果转化及产业化的中心;是为首都城市规划、建设与管理提供科技支撑和智力支撑的创新创业基地;是产学研合作引领产业结构优化升级的高新技术企业集聚区;是首都城乡建设创新创业人才培养的高地。
科技园以建筑科技为主导,围绕城乡规划、建设与管理,是重点开展建筑结构、建筑施工、建筑材料、建筑节能、建筑监理、智能建筑以及城市基础设施建设的研究、设计、实验、应用、信息等产业化基地。