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1)區位優勢。
舊工業建筑由于歷史的特殊性,以前的老工業建筑在幾百年的城市擴張之后,區位性價值普遍得到提升,大多存在于城市的中心地帶,交通便利,這個區位優勢使得改造的投資小、回報高。
2)結構優勢。
工業廠房結構堅固、空間高敞、設計使用年限一般在50年以上,并且具有較強的抗震性能以及結構承載力。
3)空間功能優勢。
舊工業建筑大多是大空間、大跨度結構,這使得改造時的空間劃分比較靈活,可以適應不同使用者對空間功能的轉換要求。
4)基礎設施優勢。
舊工業建筑的電力設施、給排水設施等基礎設施都有較強的負荷能力,保留其可以節省添置這些設施的費用。
20世紀60年代,美籍意大利建筑師保羅•索勒瑞首次將生態與建筑合稱為“生態建筑”,即“綠色建筑”。綠色建筑就是在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(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。為了減少對環境的污染,綠色建筑已經成為建筑業發展的必然趨勢,舊工業改造也應采取綠色改造的方式。與推倒重建相比,舊工業建筑改造再利用可減少建筑垃圾的產生和不可降解的建筑材料對環境的污染。針對建筑運行能耗的來源和組成,把建筑綠色節能技術分為兩類:建筑本體綠色節能技術和建筑設備綠色節能技術。其中建筑本體綠色節能技術包括圍護結構的綠色節能技術和建筑空間設計的綠色節能技術;建筑設備綠色節能技術包括建筑能源設備系統綠色節能技術、建筑環境控制系統綠色節能技術和可再生能源利用技術。
1)節地與室外環境。
舊工業建筑區位優勢明顯,處于城市中心地帶,對舊工業建筑的土地進行合理的利用,是節約土地最直接的方法。合理采用屋頂綠化、垂直綠化等方式,既能節約土地,又可以起到綠化環境的功效。屋頂植被可以有效吸附空氣中大量的浮塵以及CO2,可以有效的起到隔熱保溫的效果,也可延長屋面防水層的使用壽命。使用綠色植被覆蓋建筑物表面,從外觀上看既遮擋了建筑物原有與周邊環境不協調的風格又賦予建筑物一種古樸的氣息。
2)節能與能源利用。
節約能源是實現綠色節能的核心理念,根據舊工業廠房所處的地理位置,充分利用太陽能、地熱能、沼氣、風能等等可以再生的資源,在改造中采用溫濕度獨立控制空調系統、太陽能光熱與光電系統等節能技術等。由于經濟技術和建筑功能的因素,舊工業建筑圍護結構的熱工性能較差。許多舊工業建筑改造后這個問題依然存在,這樣不僅影響了建筑的使用性能,而且會造成巨大的能源浪費。但是,舊工業的大跨度、大空間結構也正是改造者所看重的,他們在改造之后往往愿意保留此類大空間,引入自然光,這樣白天可以不需采用其他照明措施,節約資源。
3)節水與水資源利用。
通過采用節能型設備,如無水小便斗,節約用水;將地面雨水、屋面雨水、生活用水利用膜生物反應器進行分別收集后合并,通過凈化用作沖廁或綠化用水;在停車場鋪裝易滲水的材料,使得雨水快速的滲入地下來補充土壤中的水分。
4)節材與材料資源利用。
若對舊工業建筑不進行改造再利用,而是采取推倒重來的方式,無疑造成了資源和建筑材料的極大浪費,推倒破壞產生的建筑垃圾更是增加了環境的負擔。而如果對舊工業建筑改造再利用,使它真正達到實際的使用壽命,也是節約建筑材料的一種表現方式。舊工業拆除下來的一些物件,可以作為裝飾物品擺放在工業園區,既不浪費材料造成環境污染,又美化環境,使得這些物品更具有歷史價值。
3綠色節能技術在舊工業建筑改造中的應用實例
3.1天津綠領慧谷創意產業園
綠領慧谷創意產業園原為天津紡織機械廠,始建于1946年,占地面積138畝,廠房面積6.1萬m2。改擴建后園區所占地面積近9.3萬m2,總建筑面積10萬m2。在改造過程中,大量的采用了綠色節能技術:新建材料保溫外墻、新技術窗體遮陽、可控開窗面積、隔熱鋁合金型材、中空Low-E玻璃等,使得這些建筑既是節能房又是展示廳。應用太陽能集中供熱系統、熱交換新風系統、屋面雨水收集、風光互補路燈、室外自滲透型停車位地面等環保節能手段。經過測算,一期的改造成本僅為拆除的36.4%。
3.2上海市花園坊節能環保產業園
上海花園坊節能技術環保產業園前身為上海乾通汽車附件廠(1954年—1966年),于20世紀初搬遷,留下18棟工業廠房,總占地面積為3.23萬m2,總建筑面積為5萬m2。屬于節能研發設計、建筑節能設計、節能文化傳媒、節能咨詢策劃為一體的市級創意產業集聚區。原廠區18棟建筑主要是鋼筋混凝土結構,改造過程中保留了框架結構,原有的外墻采用小型空心混凝土砌塊,既能減輕負荷又能起到保溫作用。新砌外墻則采用復合墻體系統,能夠消除冷、熱橋,維持室內氣溫平穩,節省空調能耗。在改造過程中采用太陽能熱水系統、無水小便斗、窗體遮陽、門窗斷橋隔熱鋁合金型材、中空Low-E玻璃、兩層透氣型木窗、雨水回收系統用于衛生間沖廁及清洗車輛等綠色節能技術。
3.3蘇州市建筑設計研究院生態辦公樓
蘇州市建筑設計研究院生態辦公樓前身為法資企業美西航空機械設備廠區,始建于1895年,改建于2001年,為框架結構。在改造的設計階段,將經濟、節能、生態性融入到其中。在改造過程中,大量的使用到一些節能高效的新材料,如太陽能燈,將原先部分老廠房的屋面拆除,在屋面開天窗,增加了室內光線和通風,在屋面開小口,安裝太陽能燈,白天可享用自然光線辦公。將原來普通玻璃更換為雙層斷橋玻璃,來達到保溫節能的功效。原來老廠房的蓄水池、水塔均保留再利用,采用蓄水池的水清洗車輛,洗完車的水再次利用澆花,實現了水資源的重復利用。在樓層陽臺上種植植物,采用屋頂綠化的方式,使夏天有效的緩解太陽的直射,起到保溫隔熱的效果,降低對能源的使用,而且提高了辦公條件。
4結語
論文關鍵詞:知識經濟,現代化,生態建筑
1、知識經濟推動建筑技術的變革
知識經濟被定義成以知識為基礎的經濟, 亦即是指以現代科學技術為核心的,建立在知識和信息的生產、分配和使用之上的經濟,是和農業經濟、工業經濟相對應的一個概念[[1]]。知識經濟時代的到來,意味著知識的獲取、信息的交流和創造性思維的迸發對人類社會的發展比以往任何時候都更為重要。
知識經濟中的知識,第一方面包括了平常所說的關于知識和能力兩個方面;第二方面包括科學和技術兩個方面;第三方面指對社會關系的認識,也就是關于管理的知識和能力;總之包括科學、技術、能力、管理等各方面現代化,其中更強調知識中的能力。我們今天就以建筑行業中的生態建筑為例來分析知識經濟對社會發展的沖擊和震撼。
2、現代生態建筑的發展需要知識經濟的支撐
當人類進入工業化社會,隨著生產力迅速發展,城市化進程加快, 導致大規模、大批量的建筑活動,也帶來了建筑材料、結構、技術的突飛猛進。例如目前我國正處在城鎮化水平和城市建設高速發展時期,每年新建建筑面積約10億平方米,城鎮建設投資每年高達數萬億元,規模巨大。但是,這些建筑在建造和使用過程中,耗用了大量土地, 直接消耗的能源約占全社會總能耗的30% ,用水約占城市用水的47% ,使用鋼材約占全國用鋼量的30% ,水泥約占25%。傳統的建筑技術在大量消耗自然資源的基礎上,為人類文明的發展做出了貢獻,但由此卻帶來了資源枯竭、環境污染和物種消亡等一系列的生態問題。
生態建筑發展觀要求做到“ 既滿足當代人的需要, 又不對后代人滿足其需要的能力構成危害”, 這實際上是在一定技術經濟條件下的一種均衡。二十世紀九十年代國家開始提倡的“綠色建筑”、“生態建筑”延續到最近深層次的“低碳建筑”,其特點均在于, 面對建設事業飛速發展的形勢,怎樣在城市建設中切實做到節約土地、節約能源、節約用水、節約材料和環境保護,對于建設節約型社會影響深遠。同時人們已經充分認識到建筑節能概念并非不要消耗能源,而是需要大大提高能源的利用效率,同時大幅度減少對環境的污染,減少溫室氣體的排放,這種把建筑耗能與自然生態、科學技術和人類社會的可持續發展結合起來,是當前最具積極意義的節能概念,實際上也就是生態建筑觀的重要內涵論文怎么寫。
2.1、知識經濟助推生態建筑效應之一———建筑節能技術開發
生態建筑系統工程需要依靠知識經濟的支撐,生態建筑要想卓有成效地得以推進與普及,除了需要資金的傾注、政策導向的引導和必要的管理手段外,還呼喚將高科技技術不斷滲透以全面提升建筑節能技術,這些新技術主要包括新型保溫材料、遮陽技術、太陽能利用技術、自然及機械通風技術、新型采暖空調設備、燃料電池、微型燃氣輪機、計算機控制技術等等。許多生態建筑充分利用了這些新技術,并把他們合理地糅合在一起,做到了舒適和節能的高度統一。
以我國北方采暖地區城鎮居民住宅建筑為例,在建筑外圍護結構中,通過外墻和屋頂的傳熱的熱損失達70 %~80 %,而通過門窗能耗約占20%~30% ,顯然提高整個建筑外圍護結構的熱工性能,減少采暖與空調能耗勢在必行[[2]]。從我們20 世紀80 年代至今的外墻保溫隔熱技術的研究結果來看,提高外墻熱工性能的技術類型包括傳統技術、現代技術和高技術三類。而傳統的技術遠遠不能滿足現代城鎮建筑高效節能標準的客觀要求。以北方陜西地區而論,要達到我國《民用建筑節能設計標準》(居住建筑部分) 的要求,其城鎮居住建筑外墻的熱阻限值須達1.00m2·K/ W。要實現這一節能技術目標,若采用傳統的粘土實心磚墻,其厚度必需達到490mm 以上。其結果,不僅外墻的力學性能不能得以充分發揮,而且墻體耗材劇增,占用室內空間面積過多,造成資源浪費。
國內外建筑節能和墻材改革的大量技術理論研究和應用實踐一再證明,外墻的高技術復合化途徑是建筑外墻節能技術發展的必然趨勢。復合外墻是指外墻在材料與構造上,由承重結構部分和保溫隔熱部分經組合而成,能充分發揮兩種材料的各自特性,在達到節能建筑外墻熱工指標的前提下,有效地減薄外墻的厚度,藉以節能節資。同在我國華北部地區,若采用復合外墻,僅需采用240mm 厚粘土實心磚墻,180~200mm 厚的鋼筋混凝土墻,另加厚約20~40mm 厚的優質保溫材料層,其總熱阻值即可完全滿足節能技術指標要求[[3]]。試想如果沒有高效能、低成本、成熟配套的建筑節能技術,要全面推進生態建筑是極不現實的。毫無疑問,隨著知識經濟不斷發展狀大,將不斷帶動我國建筑節能技術的全面進步。
2.2、知識經濟助推生態建筑效應之二———生命周期成本實施
生命周期成本(LCC,Lifecycle Costing)原本來自于經濟學,主要是指在產品經濟有效使用期間所發生的與該產品有關的所有成本,包括開發、生產以及后勤支持。運用在建筑領域的定義是:“當存在若干個可以達到客戶目標,且具有不同的初始成本和運營成本的可供選擇的方案時,幫助客戶對建筑工程的成本性能進行評估的一種工具”現代化,作為在建筑方案經濟性能評價領域里的一種新的成本—價值評價體系,要求在評價建筑物的經濟性能時,要考慮建筑物的全過程,也即從項目的構思、策劃、設計、建造、使用、維護、修建直至拆除的整個生命周期內所發生的全部費用。關注建筑的生命周期,意味著不僅在規劃設計階段充分考慮并利用環境因素,而且確保施工過程中對環境的影響最低,運營管理階段能為人們提供健康、舒適、低耗的無害空間,拆除后又對環境危害降到最低,并使拆除材料盡可能的再循環利用。
生態建筑一般都具有初始投資較大而運行與維護費用較低的特點,以往房地產開發商總是把短期經濟效益放在首位, 對他們而言, 生態建筑、節能和環保往往只是一種促銷手段。業主兼住戶則不僅關心項目的初投資, 而且十分注重建筑物的環保、節能效果和運行、維護費用。顯然, 后者應用生命周期成本法的積極性要比前者高得多。因此在項目初期即采用生命周期成本法進行經濟性能評價,從長遠的角度出發綜合考慮建筑物的經濟性能, 有助于改變投資者的成本觀,對生態建筑的評價和實施都十分有利[[4]]。比如,在現代生態建筑中,建筑設備在建筑物造價中占有相當高的比重,采用生命周期成本法,在各種機電設備的設計、選型、采購和安裝上進行分析,是比較客觀的。知識經濟時代的產業革命與技術革新,為建筑技術的全面創新適時地提供有力的扶助論文怎么寫。
2.3、知識經濟助推生態建筑效應之三———一體化設計方式
知識經濟學體系中注重理論和應用兩個層次的結合,主要是研究知識活動的經濟問題及其經濟規律。它把知識的生產、分配和應用看成一種經濟現象,用經濟學的方法來探討科學、技術、信息、知識的活動過程及規律現代化,既研究知識活動的經濟問題,又研究經濟活動的知識作用問題,既分析知識活動的經濟因素與經濟后果,又考察經濟活動的知識動因與知識效應。在一定意義上,其實是一種新的交叉邊緣學科。
在建筑設計領域長期以來,建設項目的設計工作按照專業化分工的要求被分解為若干階段:由建筑師提出建筑方案, 然后結構工程師和其他專業工程師分別完成結構設計和水、暖、電的系統設計。隨著知識經濟的到來, 特別是計算機輔助設計軟件的廣泛應用, 建筑設計領域專業化分工的程度越來越高, 以至于造成各專業之間的隔閡,對生態建筑的設計實施尤為不利。一體化設計是在現有的成本約束條件下進行綠色設計的整合化途徑,它要求與項目有關的各類人員, 包括建筑師、土木工程師、暖通工程師、電氣工程師, 甚至包括承包商和物業管理人員從一開始就介入設計過程,將專業間的隔閡降至最低,充分交換意見、共享信息, 從而增加采用“ 綠色” 方案的可能性, 同時可以減少因采用“ 綠色” 方案而造成的初投資的增加值。日本在這方面已取得顯著成效。在川崎市一座大型寫字樓的建設中, 新的成本觀、價值觀和方法論發揮了很好的作用, 建筑師、業主和承包商共同組成生態委員會, 下設環境管理、資源循環利用和二氧化碳排放控制個分委員會, 完善的組織和激勵措施保證了綠色建筑方案的實施, 使該建筑的能量消耗減少32%, 生命周期CO2排放量降低約38%。
3、結語
工業發達國家的經驗證明,節能新產品的開發研究、生命周期成本的實施以及一體化設計等措施有利于轉變人們傳統的思想觀念和價值體系, 克服傳統的成本、價值體系的弊端, 促進生態建筑的發展。這些都離不開知識經濟的發展現代化,知識經濟以生產過程更多的創新知識投入和產出、生產,在生態建筑節能技術領域,開發出更多、更新、性能更優的技術產品,從而突破傳統理念傳統技術的禁錮,使我國建筑節能系統工程早日實現跨越式發展的目標。可以預測,21世紀在知識經濟的強大沖擊力對建筑節能及其技術體系的激發下,人們賴以生息的人居環境將更加舒適宜人,社會經濟和自然生態必將步入協調、共生、可持續發展的良性運行軌道。
1. 馬 寧 女 年齡:35歲(廣州,510520)
工作單位:廣東工程職業技術學院建筑工程系(GuangDong Engineering Technical College,Guangzhou 510520,China)
最高學歷:華南理工大學建筑學院博士研究生
職稱:講師、經濟師
2. 壽勁秋 男 年齡:35歲(廣州,510640)
工作單位:華南理工大學建筑設計研究院(The Architectural Design & Research Institute of South ChinaUniversity of Technology ,Guangzhou 510640,China )
最高學歷:華南理工大學建筑學院博士研究生
職稱:一級注冊建筑師、工程師
參考文獻:
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[[2]]壽勁秋、馬寧,淺論知識經濟時代下的現代生態建筑,建筑科學[J],2009(12):34
[[3]]許志中,曹雙梅,我國建筑節能技術的研究開發與發展前景探討,工業建筑[J],2004 (4) :73-75.
[[4]]沙凱遜,成本與價值:綠色建筑的經濟學思考,中國環境管理[J],2003(03):20-23
1引言
住宅和景觀設計中綠色建筑節能技術具有較高的技術性、政策性和經濟性,綠色建筑設計在發展的過程中出現了較多的問題。為了促進住宅和景觀設計中綠色建筑節能技術的應用,首先應該做好平面設計,住宅和景觀設計涉及的領域廣,平面類型也多種多樣,應該根據工程的具體情況制定合適的平面設計方案。隨著建筑工程業的發展,建筑節能技術必將在建筑工程中得到更加廣泛的應用。
2墻體保溫技術及其應用
根據調查,我國以前的建筑工程大多是使用實心黏土磚作為墻體材料,“秦磚漢瓦”的傳統概念給我國人民留下了深刻的印象。但是,實心黏土磚需要耗費大量的能源和土地資源,近幾年我國有關部門已經認識到這個問題,并且采取了措施限制實心黏土磚的使用,從而有效更新了工程墻體施工材料。一般來說,在黏土資源比較豐富的地區進行建筑施工的時候,多孔磚應用的頻率比較高。要想建筑節能,我們應該不斷改進和優化磚的尺寸和形狀。在進行建筑工程的過程中應該結合建筑施工地的具體地理環境和地質特點,利用易得的資源來生產一些混凝土的空心切塊[1]。混凝土磚在加氣后具有很好的保溫性能,因此,在建筑施工中應用的范圍比較廣,是我國的建筑工程中的外保溫、中間保溫和內保溫3種應用中比較廣泛的墻體,具有很好的絕熱性能,且應用的時間已經比較長。我國在不同的時期使用的門窗保溫材料也有著一定的區別。在20世紀70年代以前,主要使用的材料是木材,在20世紀70年代主要使用的是鋼材。在20世紀80年代后鋁合金材質門窗則應用得比較廣泛。而20世紀末至今,塑料門窗憑借其獨特的優勢深受人們的喜愛,尤其是在東部沿海城市和一些大中城市[2]。隨著我國節能技術的快速發展,加厚混凝土屋面深受廣大群眾的喜愛。在建筑工程設計過程中,通過設計一些尖頂的屋面,可以更加有效地提高建筑利用效率,保證建筑結構的實用性,實現節能的目標。
3新能源、新技術的應用
目前,在我國的住宅建筑中使用較為廣泛的新能源就是太陽能資源、風能、海洋能,但是垃圾、廢品的回收再利用形成的能源并沒有得到廣泛應用。經過調查,我國最早是在20世紀70年代末進行了太陽能建筑的應用研究,在研究工作的初期就同時研究了被動式和主動式太陽房兩種太陽能用房。太陽能制冷空調系統的研發工作已經開展起來,許多單位都進行了嘗試實驗。就我國國情來說,被動式的太陽房更加適合,所以在20世紀80年代的時候被動式太陽能的應用就受到了廣泛的關注。經過近20年的研究發展,被動式太陽房取得了較大的發展,有很多被動式太陽房已經在建筑工程當中得到了應用,并且取得了理想的社會、經濟效益。我國的很多建筑外窗以中空玻璃為材料,大大提高了建筑的節能效果。為了提高中空玻璃中的節能效果,有很多加工企業會在中空玻璃中充惰性氣體,可以填充到中空玻璃的惰性氣體有氬氣、氪氣和氙氣等多個種類,這些氣體都有性能穩定、不活潑,并且比空氣導熱小的特點[3]。在實際生活當中,氬氣的含量最豐富,制取較為容易,因此,有較為廣泛的應用,能夠提高中空玻璃的制造經濟性。通過上文研究可以看出,圍護結構節能設計是住宅和景觀設計中綠色建筑節能的重要部分,在人們生活水平提高的同時對綠色建筑節能技術的要求也越來越高。采用符合節能要求的幕墻、外墻和外窗等部件能夠提高建筑的節能性能,在一定程度上延長建筑物的使用壽命,提高建筑的室內舒適性。在保證建筑的綠色特性的同時,實現建筑施工的經濟效益和社會效益的統一。
4綠色建筑理念指導下的節能建筑結構設計方法
4.1科學合理地利用地下空間結構
在建筑結構設計過程中,通過科學合理利用地下空間結構,可以有效轉移地上建筑設計的消極要素,為地上空間的科學規劃和設計奠定堅實的基礎。在居住區內進行綠色建筑施工,主要存在的噪聲源就是中水處理站和泵房。因此,在設計景觀的時候可以把設備轉移到地下,實現很好的控制噪聲源的目標。在設計居住區的時候,可以設置地下室,充分利用通風、消防和防滲水等措施來保證地下室能夠更好的應用。這樣,可以為住戶的生活創造更加便利的條件,同時還可以地節約地上的空間。同樣,在設計地下車庫的時候可以充分結合車庫的設計風格與建筑整體風格。這樣既能夠保證車庫與建筑結構的和諧自然,同時還能夠展現出景觀的效果,節約了用地[4]。在設計中,還可以利用樓與樓之間的一些空間,建造半地下的車庫。通過進行適當的綠化,可以實現節約用地和提高建筑整體綠化率的目的,美化居住區環境。
4.2設計透水地面
在設計建筑區域的時候,對于主干道和人行道以及園林用道等可以應用不同的材料,采用不同的設計方法。例如,對于主干道可以使用瀝青混凝土材料,對于人行道等可以使用一些透水性比較好的材料,而對于地面的停車場則可以使用植草磚鋪設。這樣,可以保證建筑設計的整體生態化,打造生態停車場,還能夠很好地保證建筑的透水性能。
4.3設計科學合理的道路系統
在住宅和景觀設計過程中,布局道路系統的時候要對各種要素進行充分考慮,尤其是消防、生活等方面的需要。在居住區,可以有效區分車行道和園路,按照功能區進行合理的搭配。這樣,可以形成有規律的環形結構,保證交通的快捷通暢,同時可以使消防隱患大大減少。在設計車行道的時候,在保證消防使用的基礎上,使各條道路的寬度滿足正常的需要。對于園路而言,寬度以1.5m到2.5m為宜。為了能夠滿足殘疾人的需要,還應該設置殘疾人專用道。在不一樣的道路區段配置不同的裝飾鋪設,路面的鋪設以一些常見的材質為主,例如卵石和水泥磚等。這樣,既能夠保證物美價廉,還實現了環保。
4.4節水節能設計
首先,可以充分利用雨水回收裝置,利用一體化水處理中心來回收利用雨水。其次,可以充分利用景觀水池進行雨水的調蓄,這樣可以更好地控制多雨天氣時地面的峰值徑流,大大減小了排水的壓力。對于超出調蓄和滲透能力的雨水,可以使其直接匯入市政水管網中[5]。最后,應該有效整合中水回收和雨水系統,使用一些非傳統水源進行廁所的沖洗和路面澆灑。在整合兩種系統的時候應該注意,中水和雨水應該區別分開,避免使用同一個清水池。在使用非傳統水源的過程中,應該制定有效的安全保護措施,避免影響生態環境和危害人們的身體健康。在進行綠化澆灌的時候,應該根據植物對于水量的不同需求,選擇不同的噴頭。例如,喬木和灌木等樹木的需水量比較大,使用涌泉式噴頭的效果比較好。而在澆灌草坪和花卉的時候,則可以使用旋轉式的微噴頭,從而保證澆灌的時候不會影響道路的使用。
5結語
隨著社會的發展,人們生活水平提高的同時對住宅及景觀設計的要求也越來越高,綠色建筑節能技術的應用能夠提高人們的居住環境和工作環境。希望通過本文的研究能夠促進住宅及景觀設計中綠色建筑節能技術的發展和應用。
【參考文獻】
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【2】陶敬武,張瀛洲,肖魯江.綠色建筑設計中被動式優先節能技術的應用———無錫山語銀城住宅小區綠色建筑設計[J].建筑設計管理,2011(5):75-80.
【3】本刊編輯部.推廣綠色建筑,營造低碳宜居環境——第八屆國際綠色建筑與建筑節能大會[J].城市發展研究,2012(4):1-16.
【4】王曉亮,杜志芳.基于綠色建筑評價體系的農業景觀規劃研究[J].中國農業資源與區劃,2016(3):212-216.
關鍵詞:建筑,墻體,節能新技術,展望
0.引言
所謂建筑節能,最初是指減少建筑物中能量的流失,現在則普遍稱為“提高建筑物中的能源利用率”,即在保證提高建筑物舒適度的前提下,合理使用能源,不斷提高能源利用效率。它所界定的范圍是指建筑使用能耗,包括空調、采暖、照明、家用電器、炊事等方面的能耗。目前,我國正處于工業化和城鎮化快速發展階段,工業的增長、城鎮化進程的加快、居民消費結構的升級,使得我們對能源、經濟資源的需求更加迫切。而在建筑領域,我國建筑能耗占全社會商品能耗的比例已經由1978年的10%上升到目前的30%,單位建筑面積能耗是發達國家的2~3倍以上,超過所有發達國家的總和,已成為世界第二大能源消耗國。由此可見,建筑節能是我國構建資源節約型社會,實現可持續發展戰略的重要環節。墻體節能技術是建筑節能的關鍵,本文探討了建筑墻體節能新技術發展與展望。
1.建筑墻體節能技術發展現狀
1.1單一材料保溫技術
單一材料,即采用保溫,隔熱性能較好的產品作為墻體材料。如框架結構或者內澆外砌(內墻為現澆鋼筋混凝土剪力墻)結構中用加氣混凝土砌塊做外墻,同時滿足結構和保溫隔熱的功能要求。一般說來,單一材料保溫是較為經濟與合理的形式。因為可以把保溫與建筑的圍護結構的功能合二為一,減少了單獨設立保溫層的施工工序和相關費用。但是這種方法要注意保證墻面抹灰的質量,要避免空鼓,開裂和脫落現象。尤其是砌體結構和框架之間極易產生裂縫的地方要注意,在砌體沉降穩定后常用抗剪玻璃纖維網布增加易產生裂縫處抹灰層的強度。就夏熱冬冷地區而言,能夠代替單獨保溫材料的熱工要求的墻體材料并不多。因為要求材料保溫性能好,往往是輕質,密度小的材料;而輕質密度小的材料不僅僅要滿足一定的結構強度,還同時要滿足隔熱的需要。對隔熱指標的判定,其中最重要的熱惰性指標一項跟材料的密度密切相關,密度大的材料,其熱惰性指標較好。因此在兩個互相矛盾的要求之下,能滿足兩方面的需要的材料,達到平衡的材料目前只有加氣混凝土砌塊。盡管如此加氣混凝土的保溫性能也只能達到要求目前節能50%的要求,對下一步節能再節能30%就無能為力了。
1.2內保溫墻技術
外墻內保溫即在外墻內側(室內一側)增加保溫措施。免費論文參考網。這是一種常見的外墻保溫方式。它對材料性能,配套技術要求不太高,而且易于施工維修,造價也比較低。但是在夏熱冬冷地區這樣濕度比較大的地區,內保溫的保溫層容易受潮而降低保溫性能,而且內墻表面過濕也不利于人體健康。相對來說施工要比外保溫施工要復雜,主要是因為在門、窗過梁、圈梁、鋼筋混凝土柱、構造柱、支承在墻上的樓板等部位的墻上的熱橋難以進行良好的保溫處理。若采用內保溫處理,尤其濕度較大的時候,這些部位在寒冷的冬季往往會出現結露,不僅使該部位附近的保溫材料受潮,而且受潮的部位會逐漸擴大,結露的面積也越來越大,甚至在受潮區部位出現長霉,發黑,不僅影響室內美觀,而且影響居室衛生。
另外外墻做內保溫還有其他的缺點:如采用內部位的建筑在進行二次裝修時候往往會破壞原有的保溫層,這將會降低保溫節能效果;在進行外墻內保溫時候,往往會影響工程進度。如內裝修及廁所衛生潔具,以及部分電氣管道的安裝都要在保溫工程完畢之后才能進行;外墻內保溫同時造成建筑主體結構直接暴露在溫差變化大,干濕變化大的大氣環境中,墻體變形大,變形應力對結構的影響大,所以更容易引起墻體或保溫層開裂;外墻內保溫由于受到熱橋較多影響,需要加強保溫層的厚度才能達到相應的節能效果,故要多用較多的保溫材料,也就會提高保溫工程的造價;采用內保溫的外墻,在外墻內側懸掛或者固定物件(暖氣片、空調器、窗簾盒、管道等)較為困難,而且對保溫層的破壞也較大。
圖1 內保溫墻示意圖圖2 外保溫墻示意圖
1.3外保溫墻技術
外保溫即墻體外側(室外一側)增加保溫措施。其具有以下優點:它能有效地切斷外墻上的混凝土圈梁、構造柱形成的熱橋。提高外墻保溫的整體性和有效性,防止外墻內表面在冬季出現結露:外保溫做法把容重比較大的結構材料層設置在室內一側,重質材料熱容量大,在非穩定傳熱的時候對室內空氣有一定的調節作用,從而能提高房間的熱穩定性;同時能提高外墻內表面的溫度,較好地改善室內的熱舒適環境;采用外保溫,能對外墻的主體結構層起到良好的保護作用,而不受室外周期性變化的空氣溫度和太陽輻射的影響;把保溫材料放在密實結構材料層的外側,符合圍護結構防潮設計原則,外墻內部不會存在冷凝水而影響保溫材料的性能;外保溫更加適合已有建筑的保溫節能改造,保溫施工不用進入室內就可以完成,對住戶的干擾少。
同質的保溫材料,用于外墻外保溫和內保溫,其保溫效果也是不一樣的。達到同樣的保溫效果,當采用外保溫時候,外保溫的保溫材料也比內保溫少,其原因有:
①保溫層用于外側,在冬季,保溫層處于較低溫度(與內保溫相比)下使用(所以雖是同一保溫材料和同一厚度),在這種條件下它的導熱系數較小,這就在一定意義上提高了該保溫材料的熱阻值。②保溫層用于外墻的外側,在冬季其含水率較低(與內保溫相比),導熱系數也更小,實際熱阻值也更大。這是因為在冬季室外空氣的絕對濕度比室內空氣的絕對濕度要小得多,處在室外一側的保溫材料的平衡含濕率也小得多所致。③保溫層用于外墻的外側,在冬季保溫層兩側的溫差較大,在單位保溫層厚度上形成的溫度降低也大,即保溫梯度大,這是外保溫比內保溫優越的又一重要原因。尤其是熱橋部位更加突出。免費論文參考網。
總之,外保溫基本消除了“熱橋”的影響,保溫效果好;不容易產生冷凝現象,使墻體潮濕的情況得到改善;外保溫同時能保護主體結構,延長建筑物的壽命;而且既適應于新建建筑,又便于對既有建筑物進行改造和施工,適用范圍廣;與內保溫比較,外保溫的熱工效率較高,室內溫度穩定,熱環境好,不占用室內空間,對保護主體結構有利,同時相對減少保溫材料的用量。
當然,由于采用保溫層,其要固定在外墻整個高度上,較內保溫那樣一層一層地分別固定在外墻主體上會比較困難。而且保溫層處于室外環境溫度變化劇烈的地方,因而對保溫體系的材料要求比較嚴格;保溫材料的耐久與耐候性要求較高;材料要求配套,對保溫體系的抗裂,防火,防水,透氣,抗震,抗風要求高;在設計的時候對材料的選用要考慮到不能影響外墻的裝飾質量和效果;造價也較高,還要有嚴格的施工隊伍和技術支持。
1.4夾芯保溫墻技術
夾芯保溫是把保溫材料(如聚苯,巖棉,玻璃棉等)放在墻體中間,形成夾芯墻。一般由內葉墻、保溫層、外葉墻三層構成。在北方的多層居住建筑中,通
常用240mnl厚的磚砌體做承重的內葉墻,以120nnIl厚的磚砌體做圍護結構的外葉墻,并用適當數量的經過局部防腐處理的鋼筋穿過夾在內、外葉墻中間的保溫層,鋼筋兩端(彎鉤)砌筑在內外墻葉里,以實現內外墻連接。這種做法墻體結構與保溫層同時完成,對保溫材料的保護較為有利。
但是為了保證墻體的結構強度,這種方式很容易產生熱橋,如鋼筋混凝土樓板、過梁、圈梁等部位;施工相對困難一些;同時由于保溫兩側墻體溫差較大,使外墻的建筑結構壽命縮短,墻面裂縫不容易控制;結構性能差,抗震性能不好。此種結構由于保溫材料把墻體分為內外“兩層皮”,因此內外層墻皮之間必須采取可靠的拉接措施,有抗震要求的地區更加要做好。
圖3 夾芯保溫墻示意圖
圖3所示的夾芯保溫墻體類型多用于施工要求快,機械化,裝配化程度較高的工業廠房與間歇性空氣調節的建筑物。因為這樣的夾芯保溫墻體和保溫材料一次成型,施工周期可大大縮短,而且此類墻體一般是輕質墻體,熱容量較小,空調可以調節較快,能夠降低能源負荷。
2.建筑墻體節能新技術展望
2.1集成化
隨著科學技術的發展,建筑物承擔了越來越多的功能,墻體節能同時也涉及到越來越多的學科,如材料科學、光學、熱工學、流體力學等多個學科領域。墻體除了遮風擋雨,為建筑物提供屏蔽功能外,還要為作為劃分空間,通過精心設計的建筑細部,能夠提高墻體保溫隔熱性能或者降低建筑物的能源消耗,減少不可再生能源的消耗。免費論文參考網。這里所講的細部是指為了滿足建筑物的特定使用功能而存在的細部,并非僅為裝飾或對文化片斷的拼貼。現在的外墻對于建筑物的節能有著重要的作用。按照作者看來,建筑物的外墻應該按照一種環境過濾器來設計,它應該像一種“過濾”裝置,而不是一個“密閉”的表皮。它應該有可以調節的“開口”,能作為“有可變部件的過濾器”加以操作。墻面的設計應該是多功能集成化的:窗戶、百頁、墻身等組合在一起,發揮透光、遮擋直射陽光、蓄熱、通風等多種作用。能獲得自然通風;控制穿堂風;滿足對外視線要求;具有夏季遮陽和寒冷季節御寒作用等。同時還要增加建筑的美觀。
2.2綠色化
在可持續發展的浪潮之下,越來越多的人們,開始關注“綠色建筑”與“生態建筑”。建筑物在其建造過程中所消耗的材料與產品,對環境有著直接或者間接的巨大影響。如何在墻體材料中減少對環境的影響和破壞,是建筑師必須要考慮的問題。一般來說,節能墻體所使用的材料能包括墻材、保溫層、粉刷層、保護層、裝飾層等。墻體材料的綠色化一般會以以下的一些方式體現:盡量使用當地的建筑材料;盡量使用環境成本較低的材料,如石頭與木頭等;使用時候考慮全壽命周期的能量消耗;不使用含氟利昂和鹵代烷等破壞臭氧層的材料;使用可以拆除和重新裝配的施工方法;盡量使用鋼結構而不是混凝土結構;在砌體結構中使用石灰砂漿,以便于磚頭、石板、和石塊的再回收利用。盡量使用天然而不是合成的材料。建筑材料的綠色化是全球建筑行業的大趨勢,同樣也是夏熱冬冷地區的發展方向。
2.3智能化
隨著科學技術的進一步發展,夏熱冬冷地區節能墻體的功能也會更加復雜。先進的節能墻體將會走上仿生學的道路。建筑物的表皮將會像生物的表皮一樣,隨著外界環境的變化而變化。天氣過熱就關閉建筑墻體得熱的通道,溫度過低則盡量獲得外界的熱量。例如現在先進的雙層墻體內部的遮陽系統,就能夠隨著太陽角度的變化而自動調整開合,內部的空調系統也能隨著外部環境與內部環境的條件變化而啟動運行,自動調節室內的氣溫與濕度。不需要人們投入很多的精力進行管理。
參考文獻
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關鍵詞:建筑工程;智能樓宇;節能技術;施工要點
Abstract: With the continuous development of the construction science and technology, as well as modern people, energy-saving concept of life and keep on introducing, building construction energy development has gradually become an inevitable trend, The following article will intelligent buildings, energy-saving construction of key issues concerning the simple exposition thought of intelligent building energy conservation contribute to the development of a certain force.
Key words: construction; intelligent buildings; energy-saving technologies; construction points
中圖分類號:TU71文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)06-0020-02
隨著信息化技術在全球范圍內的廣泛應用,為智能建筑工程的發展奠定了良好的基礎,同時由于全球資源性緊張趨勢的加劇,如何更好的將節能技術應用于建筑工程中,并使其能夠更好的與智能建筑形成良好的統一體便成為現階段建筑工程領域內的一道最新研究課題。下面本文將從智能樓宇的特點、智能樓宇與節能建筑以及智能樓宇的節能建筑施工應注意的要點三個方面對該問題進行重點論述。
1智能樓宇的特點
智能樓宇作為信息化技術與建筑技術的完美結合的產物,以其特有的優勢被廣泛的應用于各項建筑工程的施工項目當中,他的出現不僅符合了當今的時展,更滿足了人們對于安全、便捷、舒適的生活需求。智能樓宇是不是特殊的建筑,它主要由4A組成,即;大樓自動化系統、辦公自動化系統、通訊自動化系統、安全自動化系統。智能樓宇自動化的各個子系統之間是相互協調的,具有互操作性,因此,還需要有一個能實現集中管理與協調的系統,以便各個子系統能有機地集成在一起,共同構成建筑物的自動控制網絡。
1.1環境方面
舒適性;高效性;適應性;安全性;方便性;可靠性。
1.2功能方面
具有高度的信息處理功能。信息通信不僅局限于建筑物內,而且與外部的信息通信系統有構成網絡的可能。所有的信息通信處理功能,應隨技術進步和社會需要而發展,為未來的設備和配線預留空間,具有充分的適應性和可擴性。要將電力、空調、防災、防盜、運輸設備等構成綜合系統,同時要實現統一的控制,包括將來新添的控制項目和目前還被禁止統一控制的項目。實現以建筑物最佳控制為中心的過程自動控制,同時還要管理系統實現設備管理自動化。
2智能樓宇與節能建筑
建筑節能是一個系統工程,不僅是建筑維護結構使用保溫材料,而且與設備的運行效率和能量的管理模式密切相關。國外專家對建筑全生命周期成本的分析表明,在建筑的建設過程中,規劃成本占總成本的2%、設計施工成本占23%;而在運營使用過程中的成本占75%。在我國往往只重視降低建設過程的成本,忽視建筑運營使用過程的成本。要降低建筑的運營成本,只有通過科學的管理手段,才能提高管理效率。智能建筑技術的優勢之一在于能幫助建筑管理者提高管理效率,降低建筑能耗和人工成本。因此,我們可用建筑智能技術實現建筑節能,如運用樓宇自控系統的節能策略與技術措施等,就有巨大的節能潛力。
3智能樓宇的節能建筑施工應注意的要點
3.1設計、施工中應力求產學研結合、不斷創新
由于建筑節能與綠色建筑嵌入了智能化系統工程,為配合節能與用能技術措施的智能控制方案與產品都具有一定的新穎性、獨特性與復雜性,傳統用于建筑的監控設備與系統已不能充分滿足要求,因此,在建筑節能工程中需要不斷地學習國外先進技術、開發新裝備,在運行過程中不斷積累數據,優化控制與管理模式,完善并提升建筑智能化節能控制裝備的功能。在建筑節能工程大規模推進的早中期,產學研結合研制新型節能裝備尤為重要。
3.2工作思路與模式上應不斷尋求改進
智能化系統工程節能技術措施以往主要集中在能耗設施,如冷熱源、空調等的節能控制方面,現在則應轉為“全面用能管理,精細節能控制”。無論是設備系統的工藝控制,還是日常管理,只要有一定的節能空間,就應具有針對性的措施。所以,凡是有利于用能管理的參數,智能化系統就必須準確地采集并完整地存貯,通過對各類實時信息與歷史數據的分析,管理當前的用能設備,優化今后的用能控制與管理策略。
建筑智能化工程的設計施工不僅是主觀地配置功能,采購設備現場安裝,而應與建筑、設備、物業等專業聯合,對建筑物的能源系統進行分析與診斷,緊密結合建筑方案、設備工藝、管理方式,提供全面的自動監測、控制與管理方案,并在實施過程中不斷地優化完善。能源合同管理及節能工程的前期咨詢、規劃設計和實施優化都需要高素質的人才,工作模式的轉變意味著智能建筑工程界整體將提升一個層次。
3.3加強標準的健全與建設導向
目前國內一些地方如上海、江蘇、山東等省市已制定了地方的設計標準,相關部門也在制定綜合布線標準,但整個智能建筑系統的行業標準或全國性的規范還沒有形成。依據什么標準進行設計,要達到什么樣的智能等級及設備水準,如何選擇適合中國國情的國際技術標準,如何進行工程質量評定和驗收,這些都是建筑中急待解決的問題。
另外,有不少投資商、設計單位和系統集成商對智能化存在理解上的偏差,不知智能建筑的真正含義,搞不實宣傳,有的投資商在已建、在建的智能建筑中提出了不切實際的智能化要求,在具體建設中還帶有一些盲目性,特別是在設備選擇或系統集成方面往往屈從潮流或隨意拔高,導致設備和設施不能正常運轉,造成投資上的極大浪費。由于存在這種盲目性,使得當前智能建筑在輿論導向上存在過熱現象。這些問題都值得進一步的創新和改進。
3.4提高和培養智能建筑設計隊伍的素質
要建立起一支高素質的智能建筑設計隊伍,不能長期把智能化系統設計委托給國外設計單位或系統集成商。實質上智能化系統設計僅是整個建筑物設計工作的一部分,智能化系統設計應服從于建筑設計,整個建筑物的設計工作應由建筑專業牽頭,統籌考慮并統一協調各專業之間的關系。因此,對于智能化建筑,建筑設計單位仍然是主體設計單位,系統集成商僅是配合單位。
實踐表明,智能化系統設計與建筑設計不能各自為戰,國內已出現過多起由于建筑設計與智能化系統設計沒有同步而引發的設計事故。為使兩種設計形成有機的聯合體,國內有條件的設計單位應調整專業設置,把自動控制、通訊、信息、計算機、建筑設備等專業有效地結合起來,建立起自己的智能建筑設計隊伍。對于獨立于建筑設計單位的系統集成商,除服從于主體設計單位外,其設計成果還應納入建筑設計單位的質量管理體系。
綜上,建筑能耗與工業、交通運輸能耗并列,屬于民生能耗,與老百姓的生活息息相關。建筑節能應被理解為“建筑合理用能”,不僅僅是單純地抑制需求,減少能耗,而是在滿足人們日益增長的健康和舒適感的需求下,盡量降低能耗。綠色建筑強調的是結果,智能建筑強調的是手段。智能建筑是綠色建筑重要的實施手段和方法。以智能化推進綠色建筑,節約能源,減少污染,是智能建筑發展的方向和目的,也是全面實現綠色建筑的必由之路。
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