发布时间:2023-09-18 16:33:05
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一、工作目标
1、加快发展新型墙体材料,加强新型保温隔热材料和新型节能设备及新工艺、新技术在建筑节能工作中的推广和应用,构建新型建筑体系。
2、确保全县民用建筑实施节能50%的设计标准。
3、确保县城区范围内建筑节能设计率达100%。
4、确保县城区范围内建筑节能实施率达80%,带动乡镇及农村建筑节能的实施。
二、组织领导
成立××县建设局建筑节能工作领导小组:
组 长:唐向前
副组长:贺松林、杨建军、赵 俊、唐小春、刘先明、唐策群、肖旭阳、刘会琴
成 员:罗健芳、唐 丽、杨锡炎、王硕、张杰力、郭立明、郭 赞、李运军、朱亚新、李 伟、周美丽、贺武阳
领导小组下设办公室,办公室设在建管站,由罗健芳任办公室主任。负责节能工作的日常管理协调和指导。
领导小组职责主要是贯彻落实国家和省、市有关建筑节能工作的法规、政策和标准。全面部署和协调建筑节能工作。督查和考核建筑节能工作执行情况。
三、职责分工
我局各职能部门实施民用建筑节能管理工作的具体职责分工如下:
1、建管站
(1)节能领导小组办公室(以下简称节能办)组织管理、协调全县建筑节能工作。负责局建筑节能工作领导小组办公室的日常工作,牵头制定并完善建筑节能各项管理制度。加强对建筑节能管理机构和相关单位的指导。
(2)负责对各类建筑节能产品(材料)实施备案管理及推广应用工作。(3)新建、改建、扩建项目在竣工验收时,组织对建筑节能部分工程进行专项验收。施工单位必须填写好《××县建筑节能专项验收登记表》,经节能办公室审核,并报局领导审批后方可对工程进行竣工验收备案。
(4)组织管理及协调我县建筑节能调研、宣传、培训以及统计工作。负责牵头组织建筑节能专项检查,建立监督举报制度,受理公众举报投诉等。
2、总工室
负责对设计和施工图审查过程中建筑节能执行情况的监督管理,对建筑节能工作进行监督和指导,负责建筑节能初步设计方案的审批,把好建筑节能技术关。
3、招标办
负责建筑节能项目消耗量标准及有关计价规则编制的监督和管理。
4、政务中心、九华分局、易俗河分局
在核发施工许可证时,负责审核施工图的建筑节能设计是否图审合格,把好建筑节能工作的入口关。
5、质安站
制定并完善建筑节能工作质量安全监督管理细则,加强建筑节能分项工程质量的监督和检查,配合节能办严格按照《建筑节能工程施工质量验收规范》和相关规定进行节能验收。
6、检测中心
负责对建筑节能原材料进行检测及成品的质量检测。
7、房改房建办
加强对房地产开发企业执行建筑节能政策及标准的监督指导。
8、城镇化管理办公室
负责乡镇及农村建筑节能的推广应用。
8、执法队
负责对不执行或擅自降低建筑节能设计标准的单位和工程项目,根据《节约能源法》及中华人民共和国国务院令第530号《民用建筑节能条例》等进行严肃查处,依法查处建设、设计、图审、施工、监理单位以及工程检测机构等责任主体违反建筑节能政策及规范标准的行为,根据有关法律、法规、规章的规定和有关规范性文件要求,提出行政处罚意见。
9、建工股
在核发备案证时,负责审核该工程是否按规定进行了建筑节能的专项验收,把好建筑节能的出口关。
10、档案馆
负责建筑工程节能档案的收集、归档工作。
四、建筑节能的实施管理和专项验收办法
1、实施建筑节能的施工单位,应在节能工程施工前先制定节能专项施工方案,报质安站和监理批准后方可实施,并报送县节能办备案。
中图分类号:TE684 文献标识码:A 文章编号:
一、工程中央空调系统安装全过程施工技术管理
1.1土建施工的配合
空调系统管道需要穿墙时应设置套管,穿楼板部位应埋设钢套管,相应的管道焊缝不可直接置于套管内,镀锌铁皮套管应与墙面或楼板平面保持平齐,并高出地面标高约20mm左右,采用隔热或其它不可燃性材料将管道与套管之间的空隙区域填塞密实,不可将套管直接用作管道的支承构件。安装中央空调系统的室内机时,要先准确确定安装位置并划线标位,打入膨胀螺栓,接着再进行室内机吊装施工;空调室外机重量相对较大,应采用槽钢或混凝土基座作为支撑,可采用纵向杆件吊拉或四周支撑。
1.2冷媒管配置与焊接
安装前防止水分进入铜管内部,配管安装好后要吹净并及时进行真空干燥处理。安装施工时应注意保持管内清洁,采用氮气置换焊进行焊接,完成后吹净处理,并进行相应的气密性试验。焊接过程中,要严格控制焊接的施工质量,确保管道的牢固和气密性。焊接施工前,应检查铜管切口的平整度,确保其没有毛刺、凸起、凹槽等缺陷。焊接时,应采用铜焊条或银焊条进行施工,焊接温度控制在700~820℃为宜,朝下或水平侧向焊接,确保各接头分支口保持充分水平。进行铜管钎焊时,必须采用氮气置换焊进行,焊接过程中把微压氮气充入焊接管内防止铜管氧化。结束焊接时,铜管要在自然条件下通过保温层托住铜管冷却,防止产生冷桥等不良现象。
1.3冷媒管封盖和扩口连接
冷媒管在穿墙施工时一定要把管头包扎严密,确保灰尘、脏物、水分等进入冷媒管内。采用型号匹配的喇叭口装置将冷媒配管与室内机进行扩口连接,其中承口的扩口深度应不小于管口直径的大小,扩口方向应迎着介质流向,采用专用切割刀进行切割。扩口连接完成后,进行冷媒管支吊架的安装。
1.4布线
中央空调系统的相应控制线均采用屏蔽线沿冷媒管进行捆扎敷设,室内控制器部分采用穿管暗设的方式布线,严禁将空调系统的电源线和控制线打包捆扎。当系统控制线与电源线需要平行铺设时,其间隔距离至少保持250mm以上。
1.5绝热处理
冷媒管绝热处理必须严格按照相关规范及设计要求选材施工,在冷媒管安装时一起把保温套管穿好,并预留好焊接口位置,最后进行焊接处理。施工过程中严格禁止绝热层出现断层现象,保温套管搭接部位务必用胶带捆扎完整,牢固,以防干扰。
1.6系统管道气密性试验与真空干燥处理
气密性检验试验,须采用干燥的氮气缓慢进行加压,主要步骤如下:维持3kg/cm2的压力加压3~5min;约半小时后再以3kg/cm2压力加压3~5min;约半小时后再以28 kg/cm2加压约24h,观察系统管道内压力是否下降,若无下降说明气密性良好。同时,还可采用观察、手感、听觉、在管道表面涂抹肥皂水等方式检验冷媒管及配管有无泄漏。系统管道内真空干燥处理可选用旋转式真空泵,确保真空泵抽真空能力达到-760mHg以上,并静置1h以上再采用真空表测量其管内真空度,若真空表读数没有上升,则说明合格;如真空表读数上升则表明系统管道内存有水分或存在漏气口,应继续进行真空干燥处理或查出漏气口位置进行密封处理。待整个中央空调系统管道真空测试合格后,然后对系统按各自的冷媒量要求加注冷媒。
1.7冷凝水管及风管安装
安装系统的冷凝水管时,其冷凝水坡应控制为1%为宜,冷凝水管应采用厚度不低于10mm的B1级难燃橡塑保温材料进行预制。当空调系统安装设计图中未标出具体的测量孔位置时,安装施工单位应结合调试要求在适当位置配置相应的测量孔。在穿越建筑结构沉降缝或变形缝位置的风管两侧,以及与通风机出、入口相连接部位,均应设置约250~300mm长度的软皮革套管进行软接;软接部位严格禁止管道变径,软接接口部位应确保其充分牢固、严密。风管的支架、吊架等托架应设置于保温层外部区域,并在各托架与风管间隙处镶以垫木。
二、建筑空调系统安装工程的节能技术
2.1空调冷却水节能技术
建筑空调系统安装工程所在地没有丰富水源时,不能对空调采用直流冷却水,而是通过冷却塔降低循环水泵的能耗。在设置冷却塔时,保证冷却塔通风良好,还要隔离高温区,使冷却塔有更好的冷却效果。并联多台冷却塔时,共用连通管或水横槽,使冷却塔合理均衡溢水、补水,防止能量浪费。连通管的管径要比总回水管的管径略大,还要和冷却塔出水管的管顶相连接。对冷水机组进行冷却水低温保护时,在冷却塔总供水管间、回水管间安置通管,通过两通或者三通调节阀调节。
2.2冷热水节能技术
通过以下方法降低能耗,一是通过闭式循环模式,这种模式使静水力输送能耗降低的同时,也使空调设备和管道有更强的抗腐蚀能力,增加建筑空调系统的使用寿命。二是选用分区制水方法,当建筑空调区域的冷热水交替很频繁时,可以采用四管式制水方法,空调热水循环泵以及冷冻水循环泵分开放置。三是空气调节能力很强时,提高冷冻水温度,单位制冷能耗同制冷器的蒸发温度成反比,制冷器蒸发温度越高,单位制冷能耗越低。四是增加供回水、冷冻水之间的温度差,降低循环泵输送时需要的能量消耗。五是冷冻水达不到1MPa静力压时,采用一泵到顶的分区方式,方便设备的运行维护工作,也降低了竖向分区需要的土建工程成本,降低了设备在电能方面的消耗。六是当建筑空调系统的冷水机组、循环泵大于两台时,采用变流量系统。一次泵系统用在环路负荷特性和压力损失没有太大差距时。总供回水管需要安置旁通调节阀以及旁通管,保持旁通调节阀的压差管理控制。当系统压力损失有50MPa时,通过二次泵系统的调速泵降低能耗。七是在一次泵系统、二次泵系统中回水管位置上安置两通调节阀。
2.3风系统节能技术
建筑空调系统安装工程具有不同的湿度、运行时间、温度需求,这就要根据实际情况分离区域。当建筑物人员很多、有集中温度管理、集中湿度管理时,风系统采用全空气模式,不采用风机盘管模式。建筑空调风系统节能技术,在各个区域对温度进行控制,负荷运行时间较长、全年需要冷风传送使变风量的建筑空调系统得到人们广泛应用。变风量的建筑空调系统安装工程通过管理流入风量的多少调节负荷,算出总风量,降低风机运行能耗,降低建筑空调装机容量。
2.4变频节能技术
变频节能技术在普通空调基础上运用变频专用压缩机,并增加变频控制系统,变频空调的主机是无级变速的,能依据房间情况进行提供冷热量,如果室内温度达到一定期望值,空调主机在保持这一温度的前提下恒定运转,保证室内温度稳定。变频器能对压缩机供电频率进行调节,通过调节压缩机转速的快慢来调节室内温度,当室温波动时,电能消耗降低,变频节能技术在低能耗、低转速状态下控制温差波动,快速实现节能效果。
三、工程自检调试
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
改革开放以来,随着经济的快速发展,我国城镇化不断推进,建筑方面的耗能量非常巨大。人们在追求建筑室内舒适环境的同时,又大大增加了建筑耗能的压力。因此,在世界能源普遍短缺的今天,进行建筑节能的工作就显得尤为重要了。目前,在建筑物中进行节能设计,有利于缓解我国紧张的能源状况,并优化生态环境,提高人们的生活质量,促进经济的可持续发展。沥青聚氨酯硬质泡沫塑料(以下简称 IPU硬泡), 是在普通聚氨酯硬质泡沫塑料基础上开发的一种新型建筑节能材料,采用直接喷涂成型技术将其应用于屋面工程,集隔热、保温与防水于一体,同时还具有屋面结构简单、荷载轻、使用寿命长、施工效率高等诸多方面的优异性能和特点。
二、IPU硬泡材料概述
IPU硬泡由异氰酸酯和多元醇沥青等为基本原料聚合而成的结构致密的微孔泡沫体。在一定负荷作用下不发生变形, 当负荷过大发生变形后不再恢复到原状。其结构致密,具有较高的强度和绝缘性,且导热系数较小,能够耐受化学物质的腐蚀,不透水,吸音作用强,该种材料和传统的泡沫材料相比,气泡分布均匀,且毒性低,耐受较高的温度,同时,其粘接金属、木材或者玻璃等材料的能力强,即使负荷较大,也不会产生变形。其施工简单,施工工艺灵活多变,对环境所产生的污染小,起到节能作用。
三、IPU硬泡在建筑屋面中的应用
采用 IPU 硬泡防水隔热屋面, 由于 IPU 硬泡具有大的水蒸汽渗透阻和良好的不透水性,通过冷凝验算证实,可以不单独设置隔气层。硬泡外侧也不再设置卷材防水层, 只设置透气性好的保护层。IPU 硬泡屋面在通常情况下由屋面支承板、IPU 硬泡层、保护层三部分组成(如图1所示)。对于非结构找坡屋面,可直接用 IPU 硬泡找坡,也可以在屋面支承板与 IPU 硬泡层之间设置其它材料的找坡层。
图1IPU硬泡屋面结构组成示意图
采用IPU硬泡主要是由于以下几点:
1、IPU硬泡材料屋面,由于材料中微孔泡沫结构致密,具有较高的闭孔率,且能够在泡沫的外层中产生一层新膜,光滑致密,有不透水的效应,也能够阻止水蒸气的进入。该屋面采用直接喷涂成型的工艺进行施工,所形成的屋面具有较高的完整性,防水性能好。
2、IPU硬泡是目前所有用于建筑工程中的保温材料无法比拟的,因为其导热系数极低,远远低于其他保温材料。
3、其具有很高的化学物质耐受性,能有效抗老化。IPU硬泡材料具有很高的稳定性,无论在有机物质或者酸碱等无机物质的作用下,其性能都很稳定。但是如果在太阳直接照射之下,其也跟普通的高分子材料相似,会慢慢老化,性能也渐渐退化。但是这种老化的速度很慢,在国外研究中,处于二十摄氏度时,其稳定性一般可以维持五十年,但是如果处于七十五摄氏度时,则在七年后其稳定性会发生一定的变化。
4、IPU硬泡材料具有很高的比强度,且容重较小。其应用于屋面时的容重通常为每立方米四十千克,比传统保温材料低,有利于降低屋面所承受的荷载,且能够节约工程造价。
5、IPU硬泡材料在屋面施工时由于能够现场发泡成型,可以采用直接喷涂的方法,也能够采用浇注方式,操作简单,施工方便,适用于不同形状屋面的施工。但是在结构找坡中,特别适用在一些薄壳或者大跨度的屋面施工中。
6、该材料具有较好的综合效益。由于该新型屋面材料具有众多的优势,质量轻,且隔水绝热,在目前很多建筑屋面渗漏的情况下,其为屋面施工提供了新的方向,且具有较长的使用年限,无需经常维修,因此,也大大节约了维修的费用。总的来说,具有较高的综合效益。
四、IPU硬泡屋面施工要点
IPU硬泡屋面在喷涂时,首先需具备一定的先决条件,即施工环境:其施工前需先将基层清扫干净,并保持其干燥和平整性,施工温度在十五至三十五摄氏度,将相对湿度控制在百分之八十五的范围内,并确保风速每秒五米以内。IPU 硬泡层必须在屋面其它工程全部完工后方可施工,穿过屋面的管道、设备、予埋件, 应在 IPU 硬泡层喷涂前安装就绪。
在施工中,需先将电源接通,观察空运转是否良好。将不同物料倒入桶中,并检查物料循环是否畅通,将泵流量校准到百分之四以下。先启动空压机,然后进行喷涂。料泵启动应该在压缩空气打开之后进行,每一次在正式进行作业之前,都应该先试喷,再进行均匀喷涂。在喷涂之前应该将屋面基层中存在的杂物或者灰尘等采用压缩空气将其清除干净,这样才能提高材料和屋面之间的粘连作用。
喷涂过程中,应确保喷枪和屋面之间有一定的距离,一般来说,相隔60厘米即可,在喷涂时应掌握均匀速度,并分开两次进行喷涂。如果遇到一些较大的面积,可以将其分割成几段进行喷涂,但是需确保连接的良好,保持其美观。同时应确保平整均匀喷涂,观察整体平整性和泡沫的质量,如果出现脱层的现象,或者闭孔差,则应该停止运行,并及时进行处理。但是不能中断压缩空气,间歇时一般需先停止物料泵的运行,然后再是空压机。当喷涂完成之后,先将物料泵管壁,然后通过压缩空气,将料管残存的物料吹净,再用丙酮等浸泡喷枪的零件,以利于其清洗。如果一天之内需要继续进行喷涂,则不需要清洗料泵和料桶,但是应该将其和空气阻隔开来。可以先从供料管中将喷枪拔下来,将料管插到料桶液面下,盖紧料桶。一般情况下,每隔四天左右需将物料泵清洗干净。
屋面中IPU硬泡层的表面处理技术具有较高的要求,喷涂发泡半小时后的 IPU 硬泡层即可固化上人行走( 完全固化, 达到强度要求需 24 h) 但为防止阳光辐射和机械损坏, 必须在 IPU 硬泡层表面设置保护层, 保护层的选材和做法应符合设计规定要求。若以 1∶2.5 水泥砂浆做保护层, 厚度为 25~30 mm即可。为避免水泥砂浆保护层龟裂, 应采取分格缝等措施, 用松木条分格嵌缝, 分格捣制, 每块不大于3 m×3 m;对上人屋面的保护层, 应符合设计要求, 可在 IPU 硬泡上面直接铺设具有一定机械强度的保护层;保护层应在IPU硬泡完全固化,经验收合格后铺设;铺设保护层过程中应对 IPU 硬泡防水、保温层加以保护, 避免锐器破坏 IPU 硬泡防水保温层或超过 IPU 硬泡抗压强度的荷载对其反复施加压力。运输砂浆时, 应铺设跳板。
在设计屋面找坡的时候,应该确保跟相关要求相符,通常来说,将坡度设置在百分之一以下是最合适的,并确保最薄的地方在三十毫米以下,如果是别的材料,则坡度需在百分之一以上,百分之三以下。在连接突出的一些屋面结构和基层时,例如变形缝等,或者是在设置基层中天沟等转角时,应该将连接处做成钝角或者圆弧,其半径大约在120毫米左右,确保天沟在纵向上的坡度高于百分之五,而水落口的附近需做成凹坑状。
五、结语
推广实施建筑节能材料既有利于国家可持续发展, 延长建筑物使用寿命, 又有利于家家户户节省日常开支。IPU硬泡材料是在普通材料的基础下所重新开发而成的,该材料所采用的施工技术是直接将其喷涂成型,具有保温、防水、隔热等效应,且结构非常简单,在屋面工程中使用,不仅效率高,且具有较长的寿命和较轻的荷载,众多优势基于一身,能为推进我国的建筑节能做出贡献。
参考文献:
李伟:《硬质聚氨酯泡沫塑料在建筑中的应用》,《企业导报》, 2011年11期
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)11(b)-0134-02
在能源缺乏、环境污染问题日益严重的今天,伴随着建筑能耗大幅度增加,建筑节能技术备受关注,因此在该系能源与动力工程专业中开设“建筑节能技术”课程,为今后学生从事建筑节能相关工作奠定基础。
“建筑节能技术”课程涉及建筑节能相关规范、常见的建筑节能技术、节能材料、节能改造、节能评价、节能检测、合同能源管理等众多内容、技术面广,是一门应用性非常强的技术课程。该课程对学生知识面的拓宽以及综合技能水平的提高起到重要作用。因此,教师必须针对该课程的特点,不断更新和丰富课程教学内容,探索出合适的教学方法及多样化的考核方式,改善教学效果,提高学生的综合能力。
1 教学内容改革
1.1 保证教学内容的先进性
建筑节能技术飞速发展,新技术不断涌现,建筑节能相关标准和规范更新很快,而传统教材内容更新缓慢,难以满足教学需要。在教学中,要及时优化教学内容,收集、整理国际、国内建筑节能的最新技术和成果,把新规范、新技术、新工艺与研究热点整合到教学内容中去,并不断进行该课程的数字化多媒体讲稿建设[1],让学生全面系统地了解、掌握建筑节能领域的国际前沿技术和成果,保证学生走在建筑节能技术的最前沿。
1.2 保证教学内容的针对性
在有限的学时中,珍惜每次授课时间,不同专业,应合理安排重点授课内容,保证教学内容的针对性。根据能源与动力工程专业的特点,选定建筑设备与空调系统节能、建筑围护结构节能、供热系统节能,热泵技术在建筑中的应用、既有建筑节能改造等专题作为重点讲授章节,适当增加课时。对于可以由学生自学理解的内容,交由学生自学完成,授课时主要讲述重点以及难点内容,对自学内容予以提问或作业形式上交,采取统一答疑的形式来完成。
1.3 保证教学内容的实用性
“建筑节能技术”是一门实用性很强的课程,因此,教师在教学过程中要快速、准确把握建筑节能市场动态,紧跟时代潮流,不断优化教学内容,确保所授内容与市场需求和节能政策紧密联系。教师也可以根据教学进度和内容,有针对性地让学生走出教室外出参观、调研、量测当地一些施工现场和典型建筑,在教学过程中,结合具体的实际工程案例,进行深度介绍与剖析,使教学内容更加直观与透彻。理论与工程实际的有机结合,保证了教学内容的实用性,提高了学生学习兴趣。
1.4 保证教学内容的完整性
“建筑节能技术”课程是一门涉及热能、设备、机电、城乡规划、土木、材料等多学科综合交叉课程,应用性强,技术更新迅速。在教学过程中,要统筹安排教学内容,既要从整体上把握,又要抓住重点和难点;既要突出专业特色,提高学生具体操作能力,又要兼顾教学内容的完整性。
2 教学方法改革
2.1 采用专题讲述
根据国内建筑节能工作的需要、国内外建筑节能技术发展水平以及所授学生专业特点,将“建筑节能技术”课程划分为多个专题,主要讲授:建筑节能相关标准、建筑设备和空调系统节能、热泵技术在建筑中的应用、建筑围护结构节能、室内环境品质、太阳能与建筑一体化、既有建筑节能改造、绿色建筑及其评价标准、建筑节能检测等专题。每个专题就是一个讲座,授课内容不局限于某一本教材,可以针对这一主题通过网络搜集很多资料,特别是跟这一主题相关的国内外建筑节能领域的新技术、新成果,引导学生积极关注建筑节能界的前沿动态,参与老师相关建筑节能技术课题。采取专题讲述的教学方式可以让学生获得更丰富的知识并且及时了解到最新最前沿的东西,体验一种科研型学习的乐趣。
2.2 采取学生讲述法
针对学时有限的问题,可以将节能规范、节能检测方法、节能材料介绍等相关资料和视频逐步发给学生,在开课前,学生每4~5人自愿组成一个小组,以小组为单位对项目任务进行学习、分析、讨论、总结、实施,形成书面报告,并由每个小组推选出项目负责人在课堂进行汇报[2],老师和学生进行简要点评,既节约课堂教学时间,也培养了学生的团队合作精神与表达能力,激发学生的学习热情,大大提高了学生学习的自主性。
2.3 采取案例教学
针对专业和“建筑节能技术”课程特点和教学要求,在教学过程中适当压缩理论教学学时,增加案例式教学环节比重。在课程授课中可设置的案例有:某公共建筑节能改造、某工厂余热利用、某园区江水源热泵和地源热泵联合系统、雾霾天气室内空气品质解决方案、清华大学超低能耗示范楼关键节能技术等案例[3-4]。采用案例教学,使得学生能将理论、实践与应用有机结合起来,增加了对专业知识的理解和掌握,提高了学生解决工程问题的能力。
2.4 采取现场教学
建筑节能技术来源于工程实际问题,具有很强的实践性,要求理论教学和工程实践紧密结合。要充分利用好学校安排的认知实习机会,组织学生参观一些建筑节能方面典型、突出的工程项目,在教学中结合所参观的工程实例与所拍摄得图像,围绕具体工程进行展开讲解,能够显著提高了学生的学习兴趣。比如在讲到建筑围护结构节能、建筑设备与空调系统节能、热泵技术在建筑中的应用等内容时,就可以结合所参观的节能工程项目来学习和讨论,学生学习积极性高,课堂气氛非常活跃,教学效果得到明显提高。
2.5 开展探究式实验
学校已建有建筑节能开放性实验室,可以开设建筑墙体保温性能测定、建筑外窗气密性现场检测、甲醛气体测试、噪声测试、室内环境品质检测等实验项目,并且学生可以根据自己的需要自我设计一些探究性综合实验,对耗时较长的实验,可将实验过程拍摄成视频给学生观看,开展探究性实验,大力培养学生的动手和创新能力。鼓励学生走出校园,对当地一些工厂和建筑进行现场量测,结合现场实测获得的声、光、热等相关物理数据和建筑节能技术,分析所测试建筑物节能技术的优缺点,并对所发现的问题提出相应的整改方案,写出详细调研报告。通过这样的探究式实践环节,不但可以深化基本理论的学习,而且培养了学生独立思考,将所学的理论知识应用于实践中解决实际问题的能力。
2.6 利用好多媒体教学
多媒体技术是现代化教学的一种有力手段,针对“建筑节能技术”内容丰富、授课课时有限的特点,教学过程中可以充分利用多媒体教学,借助图片、声音、 视频等多种方式,把一些抽象的概念、工程实例用多媒体技术生动形象地展示出来,提高了课堂教学的生动性。例如在讲围护结构能耗时,可以通过插入图片,让学生直观了解到建筑物围护结构能耗的构成与各个部分所占总能耗比重;在讲空调设备时,可以通过图片和动画来展示空调系统工作原理,空调机房设置,空调末端设备等;在讲到太阳能与建筑一体化利用的工程案例时,可将工程的大量施工流程照片做成视频或仿真动画, 让学生轻松直观的掌握教学内容。
3 考核方式改革
教学质量是一个学校的立校之本,全面、合适的考核方式是检验与提高教学质量的重要环节,“建筑节能技术”课程注重理论知识的学习,更注重综合素质的培养,所以考核方法应改变传统单一的考卷方式,采取多种形式进行综合评定。拟定总成绩由平时成绩、实践成绩、期末成绩三部分构成[5]。
平时成绩占总成绩的30%,主要由考勤、小组讨论学习成绩、课堂笔记,中期考查、课后作业成绩等几个方面组成。实践成绩占总成绩的30%,主要由建筑节能相关实验成绩、科研训练和节能减排学科竞赛等方面成绩构成,引导学生尽早参与建筑节能技术科研和实践,培养和提高学生的动手和创新能力。期末成绩占总成绩的40%,也要摒弃以往单一考卷的形式,侧重知识应用能力的测试,采取考卷与专项命题PPT汇报、建筑节能改造方案设计等相结合的方式进行考核。如一些专题命题与方案设计可以为“热泵与建筑”,“风与建筑”,“既有住宅节能改造方案设计”等,学生单独或以小组为单位完成设计内容并绘制图纸,以汇报或设计效果作为计入期末成绩的评分。
4 结语
“建筑节能技术”是一门跨行业、跨学科、应用性和综合性很强的技术课程,建筑节能技术发展与更新非常快,在具体教学过程中,既要不断调整和完善教学内容,把握好基础理论知识的学习,更要培养学生的创新思维、实践能力和创业精神。积极对该课程教学内容、教学方法和考核方式进行探索与实践,有利于提高教学质量和教学水平,提高学生的综合素质。
参考文献
[1] 于国清,曹双华,吕静.建筑节能新技术双语教学模式探索与实践[J].高等建筑教育,2009(6):85-87.
[2] 吴苗苗.“建筑节能技术”课程教学方法探讨[J].中国建设教育,2015(1):11-13.
建筑项目,资源消耗非常大,我国建筑行业的快速发展,更是增加了建筑资源的压力。建筑开发中,经常会引起资源浪费和环境污染的问题。随着绿色建筑的发展,社会及人们更加注重建筑的绿化特征,同时在绿色建筑中,积极提出节能思想,推进绿色建筑的节能化发展,充分体现节能设计在绿色建筑中的实践价值,即可解决绿色建筑中的能耗问题,又能明确绿色建筑的节能效益,表明节能设计在绿色建筑中的重要性。
1绿色建筑节能设计的原则
绿色建筑节能设计的原则很明确,文章结合以往绿色建筑的工程案例,探讨节能设计的原则。
1.1节约原则
节约是绿色建筑节能设计的直接原则,采取节能设计方法,可节约建筑施工的资源,提升各项施工资源的利用效率。绿色建筑的节能设计中,强调节约原则的重要性,促使施工资源,可达到高效的使用状态,且节约原则中,要求绿色建筑在节能设计中,积极引入新型、清洁的能源,注重生态化的节能设计,利用新能源,取代传统不可再生的能源,表明节约原则在节能设计中的目的性。
1.2环保原则
环保原则要求绿色建筑中的节能设计,尊重自然环境,不能有破坏自然环境的行为。绿色建筑开发的过程中,积极落实环保原则,要求节能设计注意自然环境的保护,在节约设计中,可以要求设计人员,专门从环保的角度,落实建筑设计,明确建筑项目和自然环境的关系,节约设计中,在利用自然环境的同时,不能有破坏、污染的行为,提高环保原则在建筑节能中的约束水平。
1.3人性原则
人性原则是指绿色建筑节能设计中,做到以人为本,遵循舒适、无害、安全的要求,规划节能设计的方法。建筑节能设计中,不能忽视采光、通风、降噪等因素,此类因素直接关系到人们的生活质量,必须在节能设计中,遵循人性化的原则,在实现建筑节能设计的同时,表明人性原则的实践价值。
2绿色建筑的节能设计方法
文章结合现行绿色建筑的工程案例,探讨节能设计的几点方法,以便实现建筑的节能化,具体分析如下。
2.1合理选址
我国地域面积有限,人口众多,合理选址,是实现绿色建筑节能设计的基本方法。建筑项目占据了很多农耕用地,引起了用地矛盾,不利于建筑的节能设计。在绿色建筑节能设计中,必须合理的选择建筑的施工地址,提高土体资源的利用效率。选址时,根据节能设计的要求,主要从交通、地理、气候等方面进行分析,评估选址是否合理。选择好绿色建筑的工程地址后,就要针对土地资源,提出节能设计的方法:①科学调整绿色建筑的用地,保护好建筑工程以外的土地资源,不能形成污染,实现建筑用地的绿色化和节约化;②绿色建筑选址的节能设计中,实行集约化设计,在设计建筑用地的同时,注意周围配套设施的应用,以免有重复建设,增加占地的情况;③绿色建筑选址的节能设计中,可以重点开发地下空间,尤其是高层的绿色建筑,更要设计地下空间,缓解用地压力,实现土地资源的节能设计。
2.2外形设计
建筑外形的节能设计,以当地的环境条件、光照强度、风向因素为主,注意规划出建筑的外形体系。一般情况下,绿色建筑节能设计中,在外形方面采用信息技术,运用BIM构建出数字化建筑模型,输入当地的环境信息,经过计算后,得出外形设计的数据。BIM还能提供组合优化的方法,辅助建筑外形达到优质的节能状态。BIM中的外形设计,尽量降低建筑的外形系数,外形系数减少,就会降低建筑的外表面积,进而减少外表面积引起的热损耗。在BIM软件中,按照节能设计的要求,调整建筑的外形规则,尽量做到规则,不要出现里面凹凸的情况,由此才能达到绿色节能的设计标准。
2.3朝向规划
朝向规划具有决定性的作用,绿色建筑的朝向规划,为实现节能,就要规范好建筑的主体形态、容积率及光照等,促使建筑朝向,适应当地的环境。绿色建筑朝向的节能设计,可在建筑内,引入自然资源,如:采光、通风等,减少建筑对室内照明、空调的依赖性。例如:绿色建筑设计朝向时,全面分析建筑所在地的光照间距,明确不同季节,光照、风向的影响,做综合的节能设计,明确建筑的主体朝向,发挥节能设计的作用。
2.4围护设计
绿色建筑节能规划中的围护设计,主要是建筑主体中的外墙、屋面以及门窗结构。围护设计,关系到建筑的使用,据有关数据统计,建筑围护结构引起的资源消耗,占总消耗的60%~70%。由此,针对绿色建筑的围护结构,实行节能设计。例如:某多层+高层办公楼群案例中,每栋建筑围护的节能设计中,均利用热工性能,实现高效的节能。该案例内,一栋6层办公楼单体,其围护设计成了真空玻璃,既能减少外部噪音干扰,又能实现围护的保温隔热,降低内部暖通空调的电能消耗。层与高层连接位置,设计了大型走廊,属于公共区域,供办公人员休息,其围护的屋面结构。设计绿植屋面,在屋面上,种植大量的绿色植物,用于吸收太阳光,降低内部温度。案例中所有的门窗面积,都做了节能设计,控制好门窗与墙体的面积比例,杜绝增加能耗。而且外墙结构中,采用了大量的保温隔热材料,提升围护节能设计的水平。
2.5太阳能资源
绿色建筑节能设计中,太阳能是不可缺少的新能源。太阳能具有可再生、清洁无污染的特点,其可用在绿色建筑的供电、供热等方面。文章以某绿色建筑为例,探讨太阳能资源的节能设计。该案例为高层住宅建筑,属于楼群结构,楼层28~32层,各个单元的住宅楼,地下室均为两层。案例中,太阳能资源的节能设计,体现在太阳能热水器方面。该建筑屋顶,安装了太阳能的硬件以及集热板,集热板收集了太阳能资源,通过真空管加热太阳能中的水,为住宅用户,提供24小时的热水。太阳能热水器的结构包括控制器、手动与自动控制阀、水位及水温检测、电阻加热丝和屋顶的储水箱。太阳能的节能设计,已经实现了水箱加热、冷水集热、温水循环、晨水加热的功能,取代了传统的电能加热,电能节约效果非常明显。经数据分析,太阳能资源的节能设计,节电比例高达60%,减轻了住宅的用电压力。
2.6水循环系统
在绿色建筑中,水循环系统属于资源方面的节能设计。不同类型的建筑,用水量都比较大,特别是生活用水,为了实现水资源的节能设计,在绿色建筑中,引入水循环系统,促进建筑节能的可持续性。水循环系统在建筑有限的水资源中,实现了循环使用,解决水资源浪费的问题。例如:某新建的绿色住宅楼,其在节能设计中,把水循环系统,设计到生活用水、生态用水和雨水回收中,生活用水经过处理后,可以用于生态景观,雨水做集成回收处理后,可以运用到生活和景观中,水资源经过循环后,补充到住宅用水内,避免浪费过多的清洁水。
3绿色建筑节能设计的创新
绿色建筑节能设计的创新方面,主要从材料、能源、资源方面实行。节能材料的创新设计,需要从建筑材料的市场中,选择具有节能、环保特点的材料,发挥节能与绿色的作用。能源节约的设计创新方面,不仅利用太阳能,还要逐步开发地热能、风能等新型的能源,积极运用到绿色建筑节能设计上,改善建筑的运营,体现出能源方面的节能创新。建筑资源的节能创新,需要以建筑的实况为主,融合周围的建筑环境,实行资源的优化配置,合理分配建筑的资源,采用监督管理的手段,禁止建筑资源有浪费的情况。绿色建筑节能设计的创新,有利于优化建筑的节能设计,表现节能策略在绿色建筑中的有效运用,规避绿色建筑中的浪费风险。
4结束语
绿色建筑是建筑行业的发展方向,考虑到建筑项目的现状,在绿色建筑中,全面落实节能设计,遵循节能设计的原则,落实节能设计的策略,同时注重节能设计的创新发展,保障节能设计能够符合绿色建筑的需求,进而强调建筑项目的绿色化及节能化,构建新型的建筑体系,发挥绿色与节能在建筑工程中的有效作用。
参考文献:
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中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2017)03-0036-05
2012年9月教育部对建筑环境与设备工程进行调整,并入了建筑智能设施(部分)、建筑节能技术与工程两个专业,更名为“建筑环境与能源应用工程”,主要涉及建筑环境和建筑能源两个主要方向[1]。该专业自成立以来,曾几次更名:从20世纪50年代初期的“供热、供煤气及通风”,到 1987年调整为“供热、供燃气、通风及空调工程”与“城市燃气工程”两个专业,1998年合并为“建筑环境与设备工程”,再到如今的“建筑环境与能源应用工程”。每次更名都与当时国民经济水平与社会发展息息相关,专业名称具有一定的指向性,在一定程度上反映了不同时期国家对专业人才提出的不同战略需求。新名称强调“建筑环境”“能源”方向,符合“十三五”规划中有关全球气候变化及绿色低碳发展的应对要求,与规划中“绿色”“协调”的发展理念不谋而合,对大力推进绿色改革,推动协调发展,加强生态文明建设有着积极意义。从国家战略规划与市场需求的层面看,新专业要以节能减排、发展低碳经济为导向,
应在原有暖通、燃气等专业课程基础上增加建筑节能、绿色建筑、新能源应用等相关内容,以符合当前社会需求,培养专业复合型人才。
此外,中国是能源消耗大国,近20年建筑行业的飞速发展使得建筑能耗在社会总能耗中占比越来越大,这说明中国建筑节能有着广阔的提升空间和社会前景,而降低建筑能耗刻不容缓。在提倡建设资源节约型、环境友好型社会的大环境背景下,建筑节能课程应被更多专业纳入本科教育中,成为土建行业各专业的通识课程。
一、问题的提出
(一)建筑节能技术涉及的多学科性
建筑能技术是一门综合性较强、学科内容高度交叉的课程,它不仅涉及建筑材料、土木工程、建筑学等工科知识,也与社会学、经济学、管理学等人文学科紧密相关。主要包括建筑环境、建筑被动设计、围护结构材料、建筑设备(暖通空调、照明、给排水)、建筑施工、建筑管理等内容。
由于建筑节能课程涉及的学科较多,不同专业教师在讲解时会有不同的侧重点,例如建筑能源与应用工程专业,教师会偏向介绍空调节能方法,建筑学教师会较多关注建筑单体设计与节能,若采用不同专业教师合作讲解建筑节能课程则可避免产生这种情况,但是课时安排的不足、知识体系的庞杂会让学生觉得所学知识深奥晦涩难懂,从而对建筑节能技术的认识只停留在表面。不同专业学生在学习时由于对其他专业领域的知识不太熟悉,更愿意关注自己所学专业部分的节能手段,一定程度上也限制了学生对节能知识的了解。
(二)与新的建筑环境与能源应用工程专业课程体系的衔接与融合
在最新版的建筑环境与能源应用工程专业规范中,课程体系大体沿用原建筑环境与设备工程专业的设置,被并入的专业如建筑节能技术与工程的关键专业知识单元,建筑节能技术、节能建筑计算与仿真等均未包含在内。新规范课程侧重点依旧是传统的暖通与燃气模块,对节能、智能设施领域涉及不深。随着社会的发展,能源消耗量剧增,结合国家对行业人才提出新的战略需求,本专业所涉及建筑能源方向不再仅限于燃气应用,更多地是建筑能源的有效利用,即建筑如何节能。在本科教学中增强对建筑节能重要性的认识,增加建筑节能技术相关课程迫在眉睫。
在此背景下,如何将建筑节能技术与新专业课程体系有效融合,诸如建筑环境学、暖通空调、土木工程材料、绿色建筑设计原理、建筑环境测试技术、低能耗建筑理论与应用,避免和其他专业课程理论教学与实践教学重复显得尤为重要。
(三) 建筑节能方向人才培养存在断层
自工业革命以来的几次经济危机表明,能源利用效率低下极大程度限制了经济的发展,走建设节约型社会、实现可持续发展的道路是必经之路,也是历史的选择。中国当今社会能耗主要集中在工业、交通、建筑三个领域,建筑能耗占社会总能耗的三分之一以上[2],建筑节能具有较大的潜力,是降低中国社会能耗的重要组成部分,社会发展迫切需要建筑节能领域相关人才。
目前,国内研究建筑节能技术主要集中在建筑学专业下的建筑技术方向和土木工程专业下的供热、供燃气、通风及空调工程方向。由于建筑技术方向的学生对数学、传热学、工程流体力学、建筑环境学等基础知识学习不够深入,在建筑节能仿真与能耗模拟、建筑物理环境等方面的知识储备远没有建筑环境与能源应用工程专业的学生丰富,在分析流体、热环境、建筑能耗的实验、模拟数据时,缺少对结果准确的判断力和深入的分析能力,从而在一定程度上阻碍了研究的顺利进行。同时,由于供热、供燃气、通风及空调工程方向的学生本科专业大多为建筑环境与能源应用工程,对建筑设计、建筑构造等建筑知识不够了解,在建筑区域小环境设计、遮阳构件的选择等建筑设计方面缺少经验。因此,在建筑环境与能源应用工程专业本科阶段加入绿色建筑设计原理等相关课程,让学生掌握一定的建筑被动式设计等交叉学科知识,有助于建筑节能领域复合型、创新型人才培养。
二、建设内容
(一)教材建设
目前市面上有关于建筑节能主题的教材虽然多,但是质量参差不齐,内容重叠性强,经典的教材较少,内容更新的速度较慢。此外,现有建筑节能类教材,部分适合建筑学专业的学生,内容偏建筑节能设计;部分适合高职高专学生或工程技术人员,重全面性,偏科普性;部分适合高校研究人员,重理论,缺少工程实例。因此,建筑环境与能源应用专业需要编制适应建筑环境与能源应用工程专业规范要求,强调专业课程间的衔接与融合,注重节能理论性与知识系统性结合、理论与实践相互促进、国际化的建筑节能教材。
教材编撰可从以下三个方面进行优化。
(1)提炼、梳理基本理论与方法。本科专业教材的特性应是系统讲授基本理论、原理与方法,重在教授学生为什么(Why),而不仅仅是传授学生怎么做(How),做什么(What)。因此,在众多有关建筑节能主题的图书资料中,如何脱离科普类特征,遵循建环专业规范的课程体系要求,提炼出基本理论、原理与方法是建筑节能教材编撰的核心问题。
(2)注重理论知识、设计计算与工程案例融合。理论知识内容应与建筑节能相关设计规范标准相适应,以加深理论知识在应用层面的理解,提升学生节能设计与计算技能。另外,工程案例内容不应局限于简单节能技术的介绍,应融合理论知识与设计计算内容,构建各知识点理论、设计与案例的链条式体系。
(3)增加建筑节能研究分析方法与国内外最新技术发展等内容。教材内容需顾及不同层次学生学习能力需求,增加建筑节能研究分析方法与最新技术发展等内容,以拓宽学生的知识面,促进知识应用能力的提升。例如建筑与风环境知识单元可以增加Fluent、EnergyPlus等软件模拟内容,以讲授不同的组团布局对建筑能耗的影响。
(二)理论教学
建筑节能课程的理论框架系统较为固定,包括建筑节能基本知识、建筑节能设计原理、建筑规划设计与节能、建筑单体设计与节能、围护结构节能设计、遮阳设计、采暖节能设计、制冷节能设计、采光与照明节能设计、太阳能利用等单元,但由于建筑节能是一门与时俱进的学科,新技术、新工艺、新材料的出现推动着建筑节能技术的不断革新,很多成果具有一定的时效性,教师应多关注国际先进的建筑节能理念,关注建筑节能领域的最新研究进展,不能一味地照本宣科。
建筑节能课程强调应用性与实践性,教师不能单单只讲授生硬的理论,还应将理论联系实际,多结合工程实例分析节能技术在建筑中的应用。理论给予实践支撑,实践丰富理论内涵。单纯的理论过于枯燥,不利于深化学生对原理的认识,也会使得学生失去学习的兴趣。例如教师可以重点分析当地某一节能建筑的设计原理和途径,探讨当地地域气候和建筑特点对节能设计的影响等。
(三) 课程设计
根据建筑环境与能源应用工程新专业规范,教学课程主要分为理论课与实践课两个类别。知识的输入主要集中在理论课上,帮助学生建立对专业基础知识的了解,以备在日后工程实践中准确运用;知识的输出与检验主要体现在设计实践中,这不仅是对理论原理的巩固,还是对已掌握内容的检验。
近年来,建筑行业的快速发展、建筑环境与建筑能源领域对人才培养的要求变化较大,日益注重建筑节能。如图1所示,在新专业规范体系中增大了建筑节能技术模块比重,强调理论与实践统一,从知识的输入、输出和检验三个方面对课程体系进行重新整合,增加了以设计实践为主的绿色建筑设计、建筑节能等课程,以此形成适合建筑环境与能源应用工程新专业规范的建筑节能课程理论与实践教学特色,体现时代性、体系相容性、专业创新性,既符合当代社会的专业人才培养要求,也展现了科学发展的必然趋势。
三、教学方法改革
建筑节能是一门理论与实践结合紧密的课程,不仅需要教师在课上对基础理论进行系统讲解、对典型案例进行详细分析,而且要求学生在课下积累丰富的相关知识并动手实践。目前老师讲学生听的传统模式很容易让学生产生枯燥感、无法集中精力,从而降低了学习效率与课堂教学质量。此外,课下作业类型单一,课程论文、试卷问答较多,社会调查实践、课程设计类作业较少,无法让学生充分吸收并利用所学进行成果输出。这些因素导致了建筑节能课程流于形式,成了一门科普课,学生既]有深入理解知识,也没有机会亲自实践,无法深刻理解建筑节能的真正意义,从而也失去了开设这门课的意义。
针对这些问题,信息时代提供了一种可有效平衡理论教学与课程实践的教学模式,即 “翻转课堂”。“翻转课堂”是一种利用互联网进行教学的新兴教学方式,学生课前在网上收看授课视频,课堂上在教师指导下完成作业或实践[3]。翻转课堂分为课程、作业、答疑三个模块,根据课程不同的性质可采用不同的组合方式。当课程的知识框架体系短期内不会有太大的革新时,则适合将其理论知识录制成视频,供学生反复观看。相较传统教学方式,“翻转课堂”既节省了教师重复授课的时间与精力,又让学生能较为灵活地安排学习计划,从而留出更多的课堂时间进行有针对性的答疑。
建筑环境与能源应用专业中大量课程均可采用“翻转课堂”进行教学,例如传热学是以理论的讲授为主、作业与答疑为辅的课程,理论内容较为单一,作业通常为计算题,可采用线上基础理论教学与线下作业、答疑相结合的方式。建筑环境与能源系统测试技术课程涉及较多的测量实验,可采用线上视频讲解仪器使用方法与测量原理、线下学生亲自操作仪器进行实地测量的模式。建筑节能课程则是强调理论与实践的结合,理论与实践同等重要,课程理论知识框架比较固定,实践部分中课程设计作业的相关资料与设计规范要求一般比较多,适合网上,故适用于线上教学、布置作业,线下完成作业、答疑的教学模式。“翻转课堂”通过将“预习时间”最大化来完成对教与学时间的延长,其关键之处在于教师需要认真考虑如何利用课堂时间,实现高效率的课堂教学[4]。因此,建筑节能课程的课堂内容和教学形式可多样化:可以是师生面对面交流答疑,例如学生通过PPT、数值模拟等方式来解说自己的设计,教师针对其设计进行面对面点评,学生从教师点评中获取信息来反省自己的设计;可以是建筑节能领域的最新研究成果分享与展示、线上理论视频的补充案例;还可以是实践调研类活动,例如参观当地的节能建筑,调查统计当地民用建筑采用的节能方式等,使学生在实践中探索、理解并运用理论,实现教学目标。
四、课程教学思考
(一)教学内容
建筑节能课程对学生的应用能力、创新能力和操作能力要求较高,学生只关注理论知识根本不足以融会贯通,必须辅以一定量的实践课程加以深化。实践是学生认识、完善、运用知识的最佳方式,因此可适当增加实践课的课时。建筑节能理论知识系统庞杂,讲授需要花费大量时间,教师若采用“翻转课堂”教学模式,理论教学以线上视频的方式教授,课堂则留出大量时间分配给实践课,可有效解决课时安排不足的问题。
在践课的所有形式中,课程设计是最为有效的输出方式。设计课程一般为绿色建筑设计,内容可从小体量如小型别墅设计,大体量建筑如小区热环境分析入手。前者可以结合《绿色建筑评价标准》进行建筑节能的设计与运用,后者可侧重模拟软件的使用,计算模拟小区热、风环境。除此之外,在针对不同章节,可增设不同内容的调查课程。例如遮阳设计单元调查当地遮阳形式与热工气候区的关系;建筑节能常用学术名词单元可通过让学生记录在宿舍的活动状况、衣着类型、温度感受等来理解室内热舒适度;围护结构节能设计单元增加实测墙体、门、窗等围护结构的传热系数实验等。通过设计、调查、模拟等多种形式相结合,丰富实践课的内容和形式,让学生有兴趣、有乐趣、有志趣地主动学习。
(二)教学形式
建筑节能课程的传统教学形式为课堂讲解与考试或课堂讲解与课程论文组合的形式,这两种方式忽略了建筑节能课程的实践性,将其当成工程热力学一类的学科理论课程来教学,很大程度上只起到了科普的作用,制约了学生综合能力的深入拓展。
在采用“翻转课堂”教学后,设计实践课占比增大,课堂将成为师生交流互动的平台,拉近了师生之间的距离。考试形式不再仅限于试卷、课程论文,课程设计每个阶段的成果、学生在课堂上的表现等按照一定权重成为学生最终成绩考核的重要依据。
五、结语
根据建设节约型社会、走可持续发展道路的理念要求,实现能源高效利用是当务之急,而随着建筑节能话题日趋受关注,社会对建筑节能领域的复合型人才需求不断增大。在建筑环境与能源应用工程的新专业规范背景下,建筑节能作为一门不可或缺的课程,现实意义重大,实现与新规范专业体系的融合与衔接尤为重要。应从教学内容、形式等多方面进行改革,以满足人才培养的需要。新兴的“翻转课堂”线上视频线下课堂的教学模式恰好满足了建筑节能课程特点的要求,体现了理论与实践的相互融合,相互促进。
参考文献:
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中图分类号: TE08文献标识码:A 文章编号:
引言
能源审计为建筑能效管理提供了必要的信息。建筑能源审计的目的是计量建筑物的能耗和能源费状况,检查建筑物的能源利用在技术上和在经济上是否合理,诊断主要耗能系统的性能状态,找出建筑的节能潜力,确定节能解决方案。
一、建筑能源审计释义
建筑能源审计是建筑能效管理的重要内容,是一种建筑节能的科学管理和服务的方法,其主要内容是对用能单位建筑能源使用的效率、消耗水平和能源利用的经济效果进行客观考察,对用能单位建筑能源利用状况进行定量分析,对建筑能源利用效率、消耗水平、能源经济和环境效果进行审计、监测、诊断和评价,从而发现建筑节能的潜力。通过建筑能源审计,有利于政府了解用能单位贯彻国家能源方针、政策、法令、标准情况与实施的效果;便于准确合理地分析评价本地区和用能单位的能源利用状况和水平,用以指导日常的节能管理,以实现对用能单位能源消耗情况的监督管理,保证国家能源的合理配置使用,提高能源利用率,节约能源,保护环境,持续地发展经济。
近年来,我国在全国各省市相继开展建筑能源审计工作,各省份相继出台了建筑能源审计的管理办法,对建筑能源审计进行规范化科学化操作。如浙江省从2008 年下半年起,决定对各类型建筑的能耗实施能源审计,每年对能效高的典型建筑按类型各选取不少于3 幢作为标杆建筑进行审计;每年对各类型建筑单位面积能耗排名前20%的建筑以及所有能源审计建筑进行公示。同时,每年在各类型建筑单位面积能耗排名前50%的建筑中选取高能耗建筑进行能耗诊断,开展节能改造示范。北京市政府规定,从2010年起,北京市公共机构和大型公共建筑应当安装能源消耗计量装置,实行能源审计制度。出台的新办法要求,将在年综合能源消费总量5000 吨以上不满1万吨标准煤的用能单位中指定重点用能单位,这些单位每年3月底上报能源利用状况。经市有关部门审查后,对节能管理制度不健全、节能措施不落实、未完成年度节能考核目标、能源利用效率低的重点用能单位,责令实施能源审计,并限期整改。与此同时,其他省市也都在不断加大建筑能源审计工作。
二、建筑能源审计所解决的问题
建筑能源审计是对建筑的能源利用状况进行调查、监测、评价的过程。建筑能耗审计主要包括以下内容:建筑基本信息、建筑能源结构及能源账单、建筑能源管理文件、能源技术文件(竣工图和计算书、能源设备信息、数量以及运行状况)、用能设备现场调查、建筑能耗指标分析和建筑节能建议评价。
通过建筑能源审计,可以得到建筑中暖通空调、照明、办公、电梯、热水等用能设备的能耗指标和用能比例。并通过对建筑各用能系统使用情况的调查,了解建筑用能水平,查找建筑用能不合理的地方,提出建筑能源审计报告,也可称为“能耗体检单”。
建筑能源审计的目的是指导节能改造和运行,建筑业主更希望得到的是《能耗体检单》。从《能耗体检单》上业主可以知道建筑哪些部分是能耗大户,哪些部分改造的效果最好,并配有对应的节能改造潜力经济分析。只有有了“能耗体检单”,才能让公共建筑业主根据自己的经济实力有选择地对建筑进行改造。
三、能源审计的计算方法简述
1、分项能耗的拆分方法
(1)分项能耗的计算
当建筑有分项计量,可采用分项计量的结果。当建筑内没有分项计量措施时,分项能耗的数据可采用变配电系统原理图及运行记录,设备运行记录,主要设备、主要支路的现场实测能耗,设备铭牌信息,建筑物典型年工作日、非工作日天数等信息统计得到。
(2)分项能耗计算的检验
分项能耗平衡检验,以能源账单的总能耗信息为依据,分项能耗和总能耗的偏离率不应超过15%。
2、其他方法
(1)在得到分项能耗的基础上,可采用软件模拟的方法对建筑物进行能耗模拟,并通过修改建筑围护结构性能参数优化其改造策略,深化能源审计工作。
(2)对部分分项能耗较高的分项进行专项审计。可采用现场检查、现场测试等方法,为建筑的节能改造提供依据。
通过以上的工作,可以得到建筑的能耗水平和重点分项能耗部位,并对其进行有的放矢的改造。下文通过两个案例说明建筑能源审计在建筑改造中的应用。
四、案例分析
1、南京某科研楼的建筑能源审计案例
该建筑为南京某研究院科研楼,建于1976年,建筑共六层,建筑面积5400m2, 占地面积约900m2,框架结构,建筑体形系数为0.29。2008年对其改造。表1为该科研楼改造前围护结构的热工性能。
表1 科研楼改造前围护结构热工性能
通过对现场的能源审计结果如表2。
表2 科研楼改造前围护结构热工性能
通过分析,改造内容如表3。
表3 项目节能改造增量成本计算
改造后年单位面积节约用电量约22 kWh,按照综合电费0.85元/m2计算,建筑每年度节约电量约12万度,年节约费用为10万元。按照项目节能增量成本69.5万计算,改造项目增量成本在7年内基本可以完成回收,经济效益明显。
2、某宾馆建筑能源审计案例
该五星级宾馆楼层数为22层,建筑面积29948.48m2。建筑主要用能类型是电、柴油、天然气(厨房)和水。
(1)审计结果
通过对饭店的审计发现,厨房和热水使用的能耗之和占总能耗近50%。因此审计后就将此信息反映与饭店方,并为其提供了改造建议。
(2)改造内容
①锅炉房蒸汽冷凝水回收改造:目前冷凝水无法回收,建议改造冷凝水回收系统。②改造厨房灶具:采用节能型燃气具。
(3)改造结果
改造工程简单,周期短,不影响饭店的正常营业。通过以上两个重点区域的改造,直接降低厨房和热水能耗40%~50%,可降低饭店总能耗的20%~25%。
结束语
通过建筑能源审计工作,对建筑进行整体改造,并将模拟、经济分析整合进能源审计报告中。通过前期的科学合理分析,为最终达到既定的节能目标提供了科学的依据。结果显示改造效果良好,达到了整体改造目的。建筑能源审计工作作为既有建筑节能监管体系中的一环,为既有建筑节能的推进提供了方法。进一步可加大二者的紧密联系,促进既有建筑节能改造科学、高效、快速发展。
乌鲁木齐市将在2015~2019年的5年内,完成160个项目、114万m2的既有公共建筑节能改造。这些建筑绝大多数是1990年后建造的,建筑地段优越。结构形式基本为框架或砖混结构,建筑层数为3层及3层以上的建筑。
1.2节能改造项目类型
按建筑功能划分,节能改造项目基本上可分为教学类、办公类、综合类、宿舍类、医疗类等五类建筑。
2节能改造内容及改造目标
2.1节能改造内容
节能改造内容包括围护结构节能改造、室内供热系统节能改造、加装热计量表及电气系统的节能改造等。
(1)围护结构节能改造主要针对建筑物的外墙、屋面、外门窗、地面、非采暖地下室顶部、采暖地下室外墙、接触室外空气的外挑楼板等进行节能改造,以实现整体节能目标。
(2)采暖计量及采暖系统改造主要是通过分室增设温控阀、每栋建筑采暖总入口设置静态水力平衡阀或自力式压差控制阀及热计量装置;采暖系统改为带跨越管的水平单管或双管形式等方式进行节能改造。
(3)通风系统的改造主要是完善通风系统,改变因无组织通风换气形成的大量热损失的状况。
(4)空调系统的改造主要为一般办公室不再设空调机,对已有的空调系统可加以完善改造。
(5)电气系统的节能改造,通过计算,如有必要对原有建筑照明装置、原有动力系统控制装置、低压配电系统功率因数补偿装置进行更换。
2.2节能65%目标的确定
目前,我国新建公共建筑的节能设计及既有公共建筑节能改造设计,依据的是现行国家GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》,该标准的节能率为50%。随着我国节能减排力度的加大,我国即将颁布实施节能率为65%的GB50189《公共建筑节能设计标准》(征求意见稿)。为适应国家公共建筑节能设计标准提高后的要求,乌鲁木齐市既有公共建筑节能改造采用65%的节能设计标准是必要的。
2.3节能目标
将在原建筑能耗的基础上实现降低总体能耗不低于65%的节能目标。根据对9个典型案例项目的能耗计算,建筑围护结构的平均节能贡献率为61.48%,供暖系统中所增加的散热器恒温阀、系统平衡等措施带来了供热系统效率的提高,此部分的平均节能贡献率为5%;两部分合计,总节能率为66.48%。
2.4依据的节能设计标准
国家目前没有公共建筑节能65%的标准。本次节能改造中是依据国家即将的节能65%的GB50189《公共建筑节能设计标准》(征求意见稿)。根据该标准征求意见稿,严寒C区甲类(单栋建筑面积大于300m2)建筑围护结构的热工性能应符合。
2.5围护结构保温材料的选择
围护结构保温材料应选用保温隔热好(导热系数λ值小)、防火性能好、表观密度低、压缩强度高、质量吸水率小、憎水率高、容易施工且性价比好的材料。《新疆维吾尔自治区消防条例》中要求:建筑外墙装饰装修和保温工程禁止使用易燃(燃烧性能为B3级)、可燃(燃烧性能为B2级)材料。《新疆维吾尔自治区建筑外保温材料防火暂行规定》对保温材料防火性能的要求:民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级,且不应低于B1级,严禁采用B2、B3级材料。高度大于等于50m的公共建筑,其外墙保温材料的燃烧性能应为A级。高度小于50m的公共建筑,外墙保温材料的燃烧性能不应低于B1级。当采用热塑性(EPS、XPS)B1级保温材料时,每两层应设置水平防火隔离带。建筑物首层(或建筑突出部分平台上的第一层)严禁采用热塑性保温材料。对既有公共建筑节能改造所选用保温材料的燃烧性能,必须遵循上述规定。对160个工程项目、114万m2建筑面积既有公共建筑节能改造时,所选用保温材料的物理性能指标必须满足表4的要求。
2.6节能改造项完成后节能量分析
在160个工程项目、114万m2建筑面积的既有公共建筑节能改造中,选择不同的建筑功能、结构形式、建筑高度、建筑层数、建筑朝向、建造年代,从五种建筑类型中选择有代表性的9个典型案例项目进行能耗需求分析,在此基础上计算出节能改造后总的节能(天然气)量。各类建筑单位建筑面积的节天然气量(Nm3/m2),其中教学类建筑为15.78,办公类建筑为15.76,综合类建筑为17.12,宿舍类建筑为16.26,医疗类建筑为15.41,采用面积加权平均计算的方法,得出160个工程项目、1136726.20m2建筑面积单位建筑面积的平均节天然气量为15.94(Nm3/m2),节能改造完成后节天然气总量为1811.47(万Nm3)。3.7节能率分析各类建筑的节能率,其中教学类建筑为66.22%,办公类建筑为66.30%,综合类建筑为67.14%,宿舍类建筑为67.30%,医疗类建筑为66.50%,采用面积加权平均计算的方法,得出160个工程项目、1136726.20m2建筑面积平均节能率为66.48%。
1、引言
随着国家节能政策的逐步深入,建筑节能在我国取得了快速的发展。市场上出现了大量的新型节能产品和技术,与此同时,建筑节能工程施工企业也在全国遍地开花,他们为推动我国建筑节能事业的发展做出了巨大的贡献。然而他们多数是从生产和销售行业转型到施工行业,大都缺乏工程管理的经验,尤其缺乏工程项目风险管理的经验,在节能工程项目的实施过程中,由于风险管理不到位而导致许多失败的案例,给企业和国家都造成了损失,所以加强建筑节能施工企业的工程项目风险管理,有着极为重要的意义[1,2]。
2、建筑节能工程施工企业发展现状
2.1 起步晚,潜力大
近年来,我国政府贯彻科学发展观,大力发展节能省地型住宅,全面推广和普及节能技术,建设资源节约型、环境友好型社会。此外,我国城乡既有建筑面积共约400亿平方米,目前每年新建建筑近20亿平方米,超过所有发达国家建设量总和,预计到2020年,我国还将建成约200亿平方米建筑。由此可见中国的建筑节能潜力巨大。此外,我国已经对既有高能耗建筑逐步实施节能改造,同样具备巨大的市场潜力。这些条件为节能行业提供了大显身手的机会,可以相信建筑节能行业具有非常广阔的市场前景。
2.2 百花其放,良莠不齐
在国家技术政策和节能标准的推动下,近年来节能事业发展迅速,市场上出现了大量的新型节能产品和新型节能技术。这些新产品和新技术有的是从发达国家引进的,有的是我国自主研发的。以外墙节能为例,近些年出现的新型节能产品有轻质加气砖、烧结多孔砖、聚苯颗粒保温砂浆、岩棉板、挤塑板(XPS)、膨胀聚苯乙烯板(EPS)、聚氨酯板(PU)等。墙体节能出现的新技术有墙体自保温、外墙内保温,外墙夹心保温和外墙外保温技术。多年来通过不断的发展和竞争,节能产品和技术日趋成熟。这些新产品和新技术为建筑节能目标的实现提供了保证,也促进了建筑节能行业的快速发展。然而在各类节能技术不断涌现的过程中,由于市场认识不够,监管不力,市场上也出现了一些技术不成熟、质量低劣的产品并且导致了失败的工程案例,给国家和人民造成了损失,在社会上也产生了极坏的负面影响。
2.3 机遇大,风险更大
无论是国家的节能政策还是市场的巨大潜力,对我国的建筑节能工程施工企业来讲都有着莫大的机遇。此外公众和媒体也对建筑节能予以了高度的关注,绿色建筑节能建筑的概念开始广泛流传,公众开始意识到节能建筑不仅可以为国家和社会节约能源,更能让居住者受益:不仅为居住者节省了采暖和空调费用,也让居住环境变得更加舒适。在我国,节能建筑开始逐渐受到消费者的青睐。同时节能技术的不断发展和提高也为建筑节能工程施工企业的发展提供了良好的条件,总之,建筑节能工程施工企业的机遇是空前的。机遇是令人欣慰的,然而我们同时也应该意识到,节能行业目前仍然面临着不少的挑战。首先,节能企业当中存在不少企图短期获利,利用劣质产品欺骗消费者的不良企业,他们的行为不仅损害了消费者的利益,而且严重的影响了建筑节能行业的整体声誉,这对建筑节能行业的发展是极为不利的。此外,不少的开发商只关心价格,不重视质量,导致节能企业互相压价、恶性竞争,最终降低品质或者偷工减料,因而出现了不少的劣质工程,渗水、开裂,脱落问题此起彼伏。另外,绝大多数节能企业都是从生产和销售企业转型为施工企业,大都缺乏工程管理经验,特别缺乏工程项目风险管理的经验,许多失败的工程案例都是由于风险管理不到位所引起的,所以加强和重视建筑节能工程施工企业的项目风险管理,有着极为重要的意义。
3、建筑节能工程施工企业全面风险管理
3.1 全过程管理
项目风险管理既不是在项目实施前对于影响项目的不确定因素的简单罗列与事先判断,以及建立在此基础上的硬性的、条条框框的项目风险管理对策;也不是在项目进行过程中,当实际的项目风险发生时的危机管理以及应变对策:更不是纯粹的项目风险发生后的补救方案设计与事后经验总结,而是对于项目风险全过程的管理。项目风险的全过程管理,要求项目风险管理者能够审时度势、高瞻远瞩,通过有效的风险识别,实现对项目风险的预警预控;要求项目管理者能够临危不乱、坦然面对,通过有效的风险管理工具或风险处理方法,对于项目运行过程中产生的风险进行分散、分摊或分割;要求项目风险管理者能够在项目风险发生后,采取有效的应对措施,并能够总结经验教训;对项目风险管理工作进行改进。
建筑节能工程施工企业项目风险管理应该贯穿建筑节能工程的全过程,即从项目前期投标、合同签订、项目实施、工程验收交付全过程都应进行项目风险管理。项目风险管理要落实到每一个环节,每一个步骤,不允许有遗漏、有疏忽。建筑节能工程施工企业在进行风险管理时要对项目每个过程的风险都予以重视,特别是前期阶段容易发生遗漏和考虑不周问题,而且项目前期的风险对项目的影响也是最深远的。例如节能企业在进行正式投标前,应该对当地的节能政策和节能标准以及施工技术规程等进行全面地了解和掌握,在投标过程中才不会出现无效标书或者其它问题。因此,建筑节能工程施工企业应该建立专门的风险管理团队,及时有效地收集和项目风险管理相关地资料,并进行风险识别、风险估计、风险评价和风险处理,从而全面地对项目全过程进行系统、有效的风险管理。
3.2 全员管理
项目风险的全员管理并不仅仅是对于项目运行全部参与方或参与人员的管理,而是要求所有的人员能够参与项目风险的管理。项目管理风险不仅包括对政治、经济、社会、文化、制度等外部环境中的不确定性因素的管理,还包括项目自身在其计划、组织、协调等过程中所产生的不确定因素的管理。因此,项目风险管理既是对项目全部参与方(人员)的管理,同时也是全员共同参与对项目风险的管理。
对于建筑节能工程施工企业,项目风险管理不仅涉及施工人员,还应该包括市场调查和开拓、销售、产品研发部门、产品生产部门、供应链部门、以及技术部等。因为不同的阶段,项目的风险对应不同的部门和个人。风险管理从来不是某一部门或者某一个人的单独工作,它需要风险涉及的每个部门、每个人积极配合,共同协作,按照预先制定的风险应对计划,参与到险管理到工作中来。以外墙节能保温企业为例,在项目进度风险管理工作中,涉及的部门有产品生产部门,供应链(运输)施工部门。生产部门需要按照工程进度计划预先进行材料的生产,生产材料的数量和时间必须满足工程施工进度的需要,否则就很可能影响施工进度,造成工期滞后,并由此导致工期处罚和索赔等。供应链(运输)应该按照材料供应计划的要求,及时准确地为施工现场运送材料,否则也会导致工期延误。施工部门应该按照工期要求合理安排施工人员和施工进度,既要保证施工无窝工问题,也要保证施工进度满足工期要求。
4、结语
建筑节能工程施工企业项目风险管理应该贯穿建筑节能工程的全生命周期,并且要落实到每一个环节,每一个步骤,不允许有遗漏、有疏忽。建筑节能工程施工企业在进行风险管理时要对工程项目每个过程的风险都予以重视。因此,建筑节能工程施工企业应该成立专门的风险管理团队,及时、有效地收集与项目风险管理相关的资料,运用风险管理的技术工具对每个阶段的风险进行风险识别、风险估计、风险评价和风险处理,从而对节能工程项目全过程进行系统、全面、有效的风险管理。
Geco-based parametric building energy-saving design
――National Library in Astana, Kazakhstan
Guo Fang, Ji Guo-hua
(Nanjing University of Architecture and Urban Planning Institute, Nanjing 330000)
Abstract:At present, there is a "fracture" between the modeling phase of architectural design and building energy simulation phase. Energy simulation software’s modeling capabilities is far from being able to meet the requirements of architects, and secondary modeling and model format conversion process will inevitably lead to an error, and waste some work time. With the development of parametric energy-saving building design , several "design, calculation, feedback and adjustment"are needed between energy simulation and building design.therefore, developing a tightly parametric energy-saving building design process to become an imminent task. This paper described a set of parametric building energy efficiency design method based on Geco , Simulated and demonstrated parameterized windows design of the National Library in Astana, Kazakhstan,and last, looked to the future of Geco who will have good performance in parametric energy-saving building design.
Keywords:Geco Grasshopper Ecotect parameterized windows design;thermal radiation
随着计算机辅助建筑设计的发展,设计人员已经能够直观的看到甚至体验到所设计的方案“跃然屏上”,同时随着人们对舒适的室内环境以及建筑的节能设计的需求,建筑能耗模拟计算得到了极大的发展。然而建筑师在方案设计与能耗模拟的工作过程中出现了一个“断口”,即方案设计的建模平台(通常为SketchUp/Rhino/AutoCAD等)与能耗模拟平台(Ecotect/Energy Plus/SunLight等)之间的断口。能耗模拟平台的建模能力远不能满足建筑师的建筑造型设计要求,而且二次建模与模型格式转换过程中难免出现错误,同时需要浪费一定的工作时间。随着参数化建筑节能设计的发展,建筑能耗模拟与建筑方案设计需进行多次“设计、计算、反馈、调整”,这个“断口”便成了极大的阻碍。因此,发展一套紧密的参数化建筑节能设计流程成为一项迫在眉睫的任务。
这里介绍一套基于Geco的参数化建筑节能设计方法。
Geco是由奥地利因斯布鲁克的设计小组(uto)所开发的插件,用于连接犀牛平台下的Grasshopper插件和绿色建筑分析软件Ecotect,目前是非商业免费插件,并受网络非商业版权保护。Geco能够快速导出犀牛建立的复杂几何体,将其导入Ecotect进行计算,得到能耗模拟数据,并将结果反馈给Grasshopper。这套方法能极大地帮助建筑师在方案设计阶段迅速了解建筑的能耗表现,甚至可以通过循环运算能得到优化方案。
目前该插件只提供两方面模拟,一个是日照计算(Insolation Calculations),一个是采光计算(Lighting Calculations),分别对应Ecotect中的solar access analysis(EcoSolCal模块)图表 1 1和lighting analysis(EcoLightCal模块)。 图表 1 2
案例模拟
下面通过案例模拟具体展现Geco在参数化建筑节能设计中的表现。为了体现该方法的优点:克服Ecotect只能进行简单建模的缺点,满足建筑师对于复杂形体的追求,选择了BIG事务所设计的哈萨克斯坦阿斯塔纳国家图书馆为实验案例,图表 1 3模拟该方案以其表面的日均入射太阳直射辐射量(后文简称热辐射量)为参数,控制其表面的开洞面积,使得建筑室内获得较为均匀的热辐射量,从而到达节能目的。
实验步骤如下:
1.建立模型:通过Grasshopper建立模型:建立断面矩形、以点穿线放样曲面、转化为网格体。其中具体做法不做赘述。由于Ecotect的限制,必须将其转换为网格物体。使用犀牛中的“Mesh”命令转换,UV方向进行等分设置,将转化后的网格物体连接到参考网格物体上。图表 1 4
图表 1 1Geco中的Insolation Calculations对比Ecotect中的solar access analysis
此次活动包括青年建筑师奖、主题建筑展览、建筑论坛等活动。2007年7月将在北京举办隆重的颁奖晚会。
(王雯淼文)
“中加建筑节能技术研讨会”在BIAD举办
2005年7月1日,我国第一部有关公共建筑节能设计的国家标准――《公共建筑节能设计标准》正式实施,建设部要求城市新建建筑均应严格执行建筑节能设计标准的有关强制性规定,违规单位或个人将受到重罚。《公共建筑节能设计标准》的实施,也标志着我国建筑节能工作在民用建筑领域全面铺开。
加拿大作为一个积极推动和发展绿色建筑节能的北美国家,建筑科学理论与应用一直处于世界领先地位。为响应建设部关于加大公共建筑节能工作力度的号召,本着学习、借鉴与研讨的宗旨,1月12日下午北京市建筑设计研究院传媒机构《建筑创作》杂志社与加拿大安健能公司成功举办了“中加建筑节能技术研讨会”。会议由《建筑创作》杂志社主编金磊主持,北京市建筑设计研究院副院长张宇出席了研讨会并致词,加拿大抵押贷款与住房署(CMHC)代表Rod Meander先生,加拿大安健能公司总裁Alan Rankin先生出席研讨会并致词。出席本次研讨会的还有加拿大安健能公司副总裁、安健能发明人Gabe Farkas先生加拿大安健能公司亚洲地区营销总监Hiro Tawara先生,加拿大安健能公司中国首席代表毕波先生,加拿大安健能公司中国区技术总监刘越先生及北京市建筑设计研究院建筑师的代表。
加拿大安健能公司是全球知名的建筑节能企业,其研发的100%全水基现场软发泡建筑保温隔热系统具有优异的性能特点,这种建筑保温隔热材料是加拿大安健能公司于1985年研发生产出的一种绿色环保、高效节能的现场软发泡的聚氨酯类保温产品,其施工简便,既可现场喷涂在新建建筑结构上(在填充式保温隔热结构中产品的优势尤其明显),也可现场灌注到既有建筑围护结构的空腔内,能完全改变保温隔热材料在商业建筑及住宅建筑里传统上所起的作用,在国外被誉为硬泡聚氨酯保温产品的升级换代产品。
本次研讨会特邀的北美著名建筑科学家Joseph Lstiburek博士就“公共建筑围护结构节能技术”的专题做了精彩的演讲。在近40分钟的演讲中,Joseph Lstiburek博士从建筑物围护结构构造设计、保温隔热材料的综合性能、绿色环保及工程案例等几个方面,深入浅出地向与会建筑师们介绍了北美最前沿的建筑节能理念、节能设计及节能技术,使与会者同北美最前沿的建筑节能技术有了一次近距离的“接触”。Joseph Lstiburek博士风趣、幽默的演讲也给与会者流下了深刻的印象。加拿大安健能公司的技术总监也详细介绍了安健能的产品及其在国内及国外的工程案例。
本次研讨会的宗旨是学习和借鉴并且了解北美最前沿的建筑科学及技术,推广公共建筑护结构的节能方案,提高建筑节能设计的综合水平。
Joseph Lstiburek博士简介:Joseph Lstiburek先生是建筑科学博士建筑科学院院长,是专门研究建筑物中缺陷的建筑科学家并被公认为是有关建筑防潮和室内空气质量问题的全球权威专家,同样也是建筑节能技术领域最权威的专家之一。Lstburek博士写过诸多有关建筑建造的书籍和技术文章。他编写的《建筑师指南》丛书尤为畅销,且50多篇技术文章获奖。Lstiburek博士也是个深受欢迎的建筑科学公众演讲家。在美国,每年有关他的建筑持久性课题研讨会和演讲会都会吸引数百名建筑师、工程师建造商和房地产经理参加。LstIburek博士刚刚结束了一次代表环境保护组织和建筑物所有者及经理人(BOMA)的75国关于缓解和减轻室内空气质量问题的研讨访问。
(许松华文)
2006当代中国建筑创作论坛在南宁举行
“2006当代中国建筑创作论坛”于12月9日~lO日在南宁举行。论坛自1984年创立二十二年以来先后在上海、昆明、青岛、武汉、杭州等十四个城市举办过论坛。此次论坛由南宁规划局和广西大学联合承办。来自全国各地近200名建筑师以“回归建筑本体”为主题,就建筑的地域性、建筑创作中的环境意识、建筑的自律、建筑教育及创作实践为分议题,展开研讨。 本次论坛还结合南宁人居建筑与规划大奖赛活动,为提升南宁的居住建筑品质和水平起到了积极的推动作用、钟训正、刘克良、崔恺、时匡、罗德启、吴之光、吴国力以及日本建筑师古市雄等出席了论坛及大奖赛活动。大连理工大学建筑学院孔宇航院长从当代中国建筑创作论坛召集人王兴田手中接过刻有所有举办过论坛城市名字的“水晶斗拱”,意味着2007年在大连举行的“2007年当代中国建筑创作论坛”已拉开序幕。(本刊)
威卢克斯主办跨越5大洋远航赛
{中图分类号}TU11-4
一、 引言
建筑物理是建筑环境科学的基本组成部分,也是支撑建筑学专业的理论课程。建筑物理是培养高级建筑设计人才不可缺少的专业基础课程,建筑设计人员必须掌握一定的建筑物理知识,否则就不可能圆满的解决建筑中有关声、光、热的设计技术问题,也不可能保证建筑的设计质量。但是,就目前高校的本课程教学来看,学生对本门课程兴趣小,认识不到重要性,教学过程中感觉此课程内容无聊、繁杂,无实际应用价值,公式生硬等问题,由此造成缺课率高,及格率低,教学效果差等后果。
怎样调动学生的学习积极性,让学生认识到此课程的重要性,引导学生结合感兴趣的设计课程自主、自发学习呢?改革传统教学方法,结合实际探索新思路,新方法成为教授这门课程的教师的首要问题。本文通过在建筑物理课程教学中的实践,结合市场应用人才的需要提出新教学思路,以期对本门课程教学的可持续性发展提供一定的理论支持。
二、 课程内容及特点
建筑物理是建筑学专业课程中的必修课,体现了建筑设计学科的技术科学属性。建筑物理课程内容包含三大部分:建筑热工学,建筑声学和建筑光学。三大部分的每一部分都与建筑规划、设计甚至施工管理密切相关。特别是集成设计方法和建筑的全寿命周期研究成为主流后,更体现了建筑物理等一系列建筑技术知识的重要性。建筑热工学主要关于建筑传热、保温与节能、围护结构的传湿与防潮、建筑防热及建筑日照。根据国家的节能政策要求,设计院的建筑施工图里必须包含建筑节能设计,并且符合国家节能标准规范的要求(国家颁布了一系列相关节能标准及规范),否则第三方审图不通过。所以,建筑热工的重要性已经体现出来了。建筑声学主要包括声学基本原理,材料和结构的声学特性,室内音质设计和噪声控制内容。国家也颁布了《民用建筑隔声设计规范》,《体育馆声学设计及测量规程》,《厅堂混响时间测量规范》,《驻波管法吸声系数声阻抗率测量规范》。对声学的教学,大部分高校只停留在理论教授的阶段;对声学的设计,声学要求严格的建筑大部分聘请国外专家设计,而国内普通的建筑很少进行声学的设计和研究,所以,学生能接触到的设计实际案例很少。建筑光学主要包括光学基本原理,自然采光和建筑照明。国家正式颁布的标准有《建筑采光设计标准》和《建筑照明设计标准》。目前只有建筑热工的节能设计国家实施了图纸审核强制性政策,而对建筑声学和光学的设计审核并没有普遍控制,只是对特殊性建筑进行了控制。
总之,建筑物理知识对提高设计质量,促进建筑工业现代化就有很重大的意义。因此,在专业的教育中,必须加强建筑物理的教学工作;在设计工作中,必须充分应用建筑物理技术。
三、 教学新思路、新方法
(一) 理论与课程大作业结合的教学新方法
建筑物理内容比较清晰、明确,跟建筑学专业学习过程中的大作业可以紧密联系,提高理论应用能力。
1. 以建筑热工为主导的设计作业
与设计教学教师沟通以《民用建筑节能设计标准》、《民用建筑热工设计规范》为依据,布置公共建筑的设计作业。设计过程中,设计指导教师和建筑物理教学教师联合指导学生的设计作业,做到设计、技术的良好结合,提高大作业的设计水平。以目前已出版的《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》和《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》为准则,布置住宅建筑的设计作业,同样,设计、技术教师共同指导学生的方案设计,达到教学的理想效果。
2. 以建筑声学为目的的设计作业
普通建筑的设计对声学要求不高,结合建筑声学理论知识的学习,布置能够充分应用其理论的设计作业,例如:音乐厅、报告厅、演播室等。并结合相关的声学设计成功案例,让学生能够理论联系实际,更深刻的理解声学的原理和应用。
3.以建筑光学为主题的设计作业
以光为主题,结合某些建筑对自然采光、建筑照明要求侧重点不同的特点,布置相关设计作业。或者以建筑光学为设计理念进行年级内的设计比赛或参加国内大学生建筑设计比赛,提高学生学习的积极性,从而更好的提高教学的效果。
4. 体现建筑技术的毕业综合设计
经过阶段理论学习和设计训练,在毕业设计中,体现建筑节能、建筑技术的理念,追求三者的和谐结合,更深远的影响学生的设计思想。
(二) 理论与实际设计结合的教学新方法
这方面的思路主要体现建筑热工的设计,因为国家目前规定,建筑设计施工图中必须包含建筑节能的设计,并单独提出建筑节能设计说明,体现了节能方面的重要性。结合这一点,在建筑热工学习过程中,以学生寝室或组为单位,以设计院施工图审查为标准,共同完成某建筑的节能设计,并作为最后成绩评定的依据之一,提高学生的实践应用能力。
(三) 理论、试验、研究结合的教学新方法
建筑物理的声、光、热知识,除了设计应用外,更多的应用于研究中,结合这一思路,辅助简单仪器设备,做些相关的试验、研究,以试验报告的方式体现教学理念。并且,相关的试验应以自己的设计作业为案例进行,避免设计和试验的分家,达不到理想的教学效果。
四、 结语
结合传统的教学方法,体现教学新思路,理论指导设计,设计结合试验,试验总结研究。让学生的实践能力得到提高,让教师的教学得到提升,达到双赢的局面。
参考文献:
[1]刘加平.建筑物理[M].中国建筑工业出版社
[2]GB50176-93民用建筑热工设计规范.[S].
[3]JGJ26-95民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分).[S].
中图分类号TU2 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)49-0042-02
0 引言
目前,对建筑物墙体材料和采暖系统进行革新是建筑节能的核心,其中墙体材料在建筑节能中发挥着越来越重要的作用。墙体材料革新与建筑节能,是从保护我国有限的耕地资源、节约能源,发展循环经济,促进生态环境进入良性轨道的大局出发,以调整产业结构和推行住宅产业现代化为中心环节,达到节地、节能、资源综合利用、改善环境、改善建筑功能为目的的一项十分重要的工作,是贯彻科学发展观,实现可持续发展战略的重要内容。
1 墙体材料与建筑节能的基本现状
1.1 墙体材料的基本现状
墙体材料包括烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压粉煤灰砖、蒸压灰砂砖、砂浆、混凝土砌块、混凝土空心砌块、毛石、毛料石等。实心粘土砖消耗大量粘土,严重占用耕地,大大不利于可持续发展。在我国城市采用砌块建筑的差别和发展都是很大的。从1995年起,上海市开始采用混凝土小型空心砌块建成10个住宅试点小区,总面积达1 000 000m2。至1997年扩大到44个,总建筑面积达4 500 000m2。混凝土砌块在美、日已成为墙体材料主要产品,约占总量的1/3。近年来还有许多生产建筑用砖的新动向,如不用砂浆的砖、高强度压力硬化砖、巨型陶瓷砖、可切割的混凝土砖、生态砖、环保地砖等。国外还生产应用玻璃纤维增强混凝土/织物增强混凝土,能承受较强预应力和拉力,从而使生产薄壁混凝土构件成为可能。
1.2 建筑节能的基本现状
发达国家在建筑节能方面已经有大幅度的提高,建筑结构节能主要是考虑围护结构的热工性能,加拿大在建筑围护结构节能上做出了大量的贡献,屋面主要采用岩棉、矿棉、发泡聚苯乙烯等保温材料。平顶屋面主要采用外保温做法。墙体推广应用材料包括蒸压加气混凝土砌块、陶粒砌块、混凝体多孔复合保温砖等节能节能材料。欧盟对围护结构的热工性能也有较高的要求,墙体传热系数指标为0.4~0.6。
很多国家鼓励采用新型能源,例如,地热能和太阳能。太阳能与建筑合并设计,使得太阳能的效率提高了,也使得建筑物美观。我国建筑节能还处在起步阶段,各种有关建筑节能的法律还不完善。建筑节能的推进,还需要先进的建筑节能技术体系。我国在建筑围护结构的关键性技术以及建筑建筑热环境控制技术的研究还需近一步加强。但是,从90年代初到2010年底,我国也开展了新型墙体材料、节能保温等相关技术的研究,目前新型的墙体材料被广泛使用,新建建筑也采用了节能技术。并提出了几点经验:1)完善的法律体系,如能源法、建筑节能法等;2)推进节能技术的研究进展,由政府加大力度对新型节能技术的研发;3)严格推行能效标准和标志制度;4)有良好的融资机制。
1.3 推进墙体材料革新与建筑节能的措施
1)制定完善建筑节能与墙材革新规划和配套的技术规定。认真执行《中华人民共和国建筑法》、和《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、《公共建筑节能设计标准》以及当地节能设计标准;2)发展以最大限度地减少物质消耗和废物排放为特征的生态型居住园区,建立商品住宅成品房交付使用制度;3)积极开发应用新型墙体材料。把开发非粘土新型墙体材料作为重点,充分发挥资源优势的主导产品。鼓励和支持新工艺、新技术、新装备在新型墙体材料生产中的应用,促进产品向轻质、高强方向发展。加大新型墙体材料的推广应用力度。进一步巩固建制镇以上城市规划区范围内的建筑工程(含市政工程)禁止使用实心粘土砖的成果,并逐步向农村延伸;4)加大建筑节能与墙材革新新技术的推广应用。根据国家有关建筑节能技术标准和规范,重点围绕建筑物墙体、楼面、门窗、遮阳等建筑围护系统,空调、照明和热水供应等设备系统,太阳能、风能、地源等可再生能源利用系统,加大对节能材料、产品和技术的科研、推广应用力度;5)大力推进技术进步。根充分发挥科研院所、大专院校的作用,大力推进产学研合作,加快新型墙体材料开发进程和科技成果转化。
2 案例分析
2.1 基本概况
温州是浙江省开展墙体材料改革工作比较早的城市,1993年成立墙体材料改革办公室,混凝体小型空心砖砌块、混凝体砖等新型墙体材料相继出现,为禁止使用实心粘土砖做出了巨大的贡献。2009年温州共生产新墙材20.1亿块标砖,同比增长45.6%,保护节约土地3504亩,节约能源13.17万吨标煤,利用废渣101万t,城镇新墙材建筑应用比例达93.79%,产生了较大的经济效益和社会效益。
2.2 墙体材料变革调查
表1为2009年温州市墙体材料厂家分布表。2009年12月底止,温州市经浙江省发展新型墙体材料办公室产品认定的新墙材企业有79家,生产的产品砖类有:混凝土砖、混凝土多孔砖、煤渣砖、利废烧结多孔砖、页岩烧结多孔砖;块类有:加气混凝土砌块、混凝土小型空心砌块、轻集料混凝土小型空心砌块,复合陶粒混凝土小型空心砌块、石膏砌块;板类有:钢丝网聚苯乙烯夹心板、钢丝网架矿棉夹心板、钢丝网架珍珠岩夹心板、硅镁加气混凝土空心轻质板材、纸面石膏板;轻钢结构房。已形成砖、块、板、轻钢四大系列16种产品,新墙材产品品种较为齐全,为保护耕地,节能利废、资源综合利用、保护生态环境、建筑节能作出了重要贡献。
2.3 结果分析
从调查结果表1可以看出,到2009年,实心粘土砖厂家已经淘汰,很好的实现墙体材料的变革和建筑节能的推进。从表1可以看出,混凝土砖厂家有49家,占整个厂家整数的62%。这说明随着建筑业的快速发展,墙体结构发生了很大的变化,由砖混向框架、框剪结构迈进,建筑结构改变带动了墙材应用的变化,混凝体砖相比其他墙体砖应用广泛。
2.4 主要用墙体材料对比分析
从表1 得知,温州主要用墙体材料为烧结多孔砖、混凝土多孔砖和加气混凝土砌块。表2为3种墙体材料的热工性能对比表。
自保温体系的优点:与传统的节能保温做法相比较,造价远远低于传统砌块加保温饰面的价格,从表2可以看出,改善保温隔热性能;施工方便,易于保证工程质量。缺点:自保温砌块墙体容易形成热桥,减少了保温效果;混凝土剪力墙采用自保温砌块,会使得墙后增大,急需对剪力墙如何使用自保温砌块做出研究。
3 结论
1)对建筑物墙体材料和采暖系统进行革新是建筑节能的核心。围护结构中,墙体结构的传热损失约为60%~70%,应此应该加强对墙体材料的节能控制。
2)从温州市的墙体材料革新证明了墙体材料革新的必要性,墙体材料的革新对保护耕地不使用实心粘土砖具有很大的意义。
参考文献