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建筑技术与开发范文1
关键词:仿真模拟;虚拟场景;实践教学
近年来,建筑业总产值一直保持快速增长,在未来相当长一段时间内,这种趋势还将延续。特别是随着中国城市化进程的深入与加快,建筑业面临着又一波前所未有的发展机遇,据不完全统计,今后10年,建筑业将以年均0.7~0.9个百分点的速度继续增长,到2020年,我国城镇化率约为60%。建筑工程技术专业是土建施工类专业群中的龙头专业,随着人才需求的持续增长,各高职院校培养规模近年来呈指数式膨胀。但是随着以BIM技术应用为主的建筑领域新技术向工程建造全过程的进一步推广,建筑业也面临行业转型升级对人才培养质量带来的挑战,企业对毕业生质量要求越来越高。另一方面,由于建筑产品生产周期长、风险高、规模庞大、参与生产管理需要的人员众多、建筑材料绝大部分不能回收和重复使用等因素,使学生无法真正参与到建筑产品的实际生产过程,现场和项目教学难以真正实现,制约了校内实训有效开展,也极大地限制了学生专业技能的学习与训练。因此,寻找适合校内实训开展的项目和任务驱动的载体是建筑工程技术专业校内实训设计的一大难点。
教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高〔2006〕16号)中明确指出:“要充分利用现代信息技术,开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验。”因此,运用现代仿真虚拟技术,设计相应的系统模型,对假想的或实际的建筑场景和项目进行动态模拟,解决模拟施工与实际生产之间相互关联的问题,可以在很大程度上有效提高学生的操作技能、专业理论知识及职业素养。
1 仿真实训室的建设
1.1 建设思路
通过仿真模拟教学平台的搭建,将学校教育方式转化为以学生为中心的教学模式。为学生提供全时段全方位的理论与实践学习资源,帮助提升岗位核心竞争力,为学校提供新的理实一体化教学模式,提高信息化教学水平,最终实现校企在人才培养上双向互助,提升社会服务能力。
1.2 建设内容
高职建筑工程技术专业主要培养从事建筑工程施工与管理、工程测量、工程预决算及工程监理等工作,具有理论基础扎实、专业素质高、实践能力及可持续发展能力强,擅识图、能计算、懂技术、会管理的复合型、创新型、发展型技术技能人才。因此,我们从分析本专业所对应的核心职业岗位(施工员岗位)工作任务与专业能力的要求,按照虚拟企业、虚拟场景、虚拟设备以及虚拟工程项目、企业生产工具、生产对象、生产场景、基地管理制度等原则,构建专业仿真实践教学体系。
2 模拟实训项目的开发
虚拟实训项目的开发以构建符合仿真教学实际的“教、学、管、评、控”的运行模式为原则,以深化学校理实一体的人才培养模式为指导,深入分析建筑技术应用与施工管理教学过程,通过虚拟技术紧扣施工工艺、直击教学难点,实现多维仿真和真实场景模拟,提高学生学习的主动性;通过网络技术辅助学生课下练习、及时巩固知识,实现单人训练、多人竞赛和互动交流,提高学生学习的积极性;同时,通过数据库技术跟踪学生学习轨迹,实现学生知识点掌握情况的统计与分析,提高教学评价的科学性。
2.1 构建仿真教学“教、学、管、评、控”的运行模式
围绕“教”与“学”建立虚拟仿真教学系统、资源库系统、题库系统、数据管理系统;围绕“管、评、控”实现统一登录用户界面、数据信息系统的建立,实现教学信息的有效传递与分析反馈,合理安排和及时调整教学进度。实现平台功能与内容的嵌入。
2.2 解决传统教学弊端,实现立体化的教与学
仿真虚拟教学系统的建设,着重规避传统教学的弊端,扩充专业教学和信息资源,利用技术优势,直击教学难点。结合实际的教学内容,设计仿真实训项目脚本的深度。以学校专业化的教学力量为依托,以企业成熟技术与先进技术应用为基础,通过项目的顶层设计、需求调研、规范专业教学基本要求、制订专业教学标准,开发核心课程,不断提高教学深度。
2.3 依托专业教学管理数据库,合理安排教学
建立数据管理系统,实现教学安排的规范性及教学信息反馈的搜集,便于合理调整教学进度与方式。通过资源、课程的管理,让专业教师实现个性化、针对性的课程安排和设置;通过练习、考试、经验积分的管理,实现教学成果的考察及数据信息反馈搜集。
3 仿真模拟实训的效果
3.1 学生层面:提升知识整体贯穿能力,提高学生岗位核心竞争力
仿真虚拟实训项目的开展实现了信息化教学资源的任意调用,它以学生对建筑领域核心岗位项目的学习作为一个整体,以虚拟技术还原真实的施工场景,通过施工现场的三维展示和立体情境漫游,能够在课上、课下为学生提供系统化的技能知识点串联和全天候的校内实践操作机会,剔除了以往学生实践的时间和空间限制,将理论与实践相融合,让学生更好的掌握教学内容,熟悉技能实际应用需求,培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力,有效的提高了学生岗位核心竞争力,为职业发展奠定良好的基础。
3.2 学校层面:以教学信息化建设带动教学改革,促进专业建设
在教学过程中引入计算机、虚拟仿真等现代技术,解决了专业教学理论课堂抽象生硬,施工细节讲解不到位、工艺操作方法难以演示的问题,其次,通过仿真模拟教学,将学生碎片化的知识进行系统性的整合,提高学生的专业知识和技能运用,为专业教学改革提供了全新的思路,有助于提升本专业的建设水平。
3.3 社会层面:有利校企合作项目的开展,促进学校与社会人才的接轨
在仿真虚拟项目实践教学环节联合建筑类优势企业,运用其优势资源(案例图纸、生产项目等)共同进行课程的二次开发,实现学校人才培养与企业的无缝对接。其次,利用仿真虚拟教学易于理解的特点和直观的场景,与企业合作开展建筑系统员培训、建筑工人技术交底等项目,提升专业服务产业的能力。
参考文献:
[1]朱正国.高职建工专业仿真模拟综合实训项目的开发与实践[J].中国职业技术教育,2013(23).
[2]刘 芳,莫品疆,梁承龙.利用虚拟仿真技术构建高职实践教学环节的应用研究――以高职建筑工程技术专业为例[J].大 众 科 技,2014(182).
[3] 于双和.应用虚拟仿真技术,推动职教实训改革[J].中国教育信息化,2009(15).
建筑技术与开发范文2
【关键词】EDM数字化制造;SQL server数据库;条形码; UG/OPEN二次开发;三坐标自动检测
【Abstract】This paper mainly research on precision mold electrode digital manufacturing system, the integrated use of UG secondary development, SQL Server database development, PC - Dmis secondary development and technology research and development, such as the Delphi software development. The purpose is to make the mold design and manufacturing process more standardization, standardization, so as to improve the production efficiency, ensure the quality of the mould production, reduce the production cost and improve enterprise comprehensive strength further. This article research results for mold enterprise digital level of ascension and competitiveness has good economic value and social significance.
【Key words】EDM digital manufacturing; SQL server database; Bar code; UG/OPEN secondary development; Three coordinates automatic detection
1 研究背景
电火花加工技术是现代模具制造技术的一种实用的特种加工技术,在模具制造中显示出了相当大的发展潜力。但在电极管理上目前国内还主要靠手写标签来管理电极,这样效率低,易出错,给企业造成大的损失。本文采用的模具电极的数字化制造技术解决这一技术难题。电极在数控加工完成之后都需要进行三坐标精密检测,如何将偏心量补偿到放电过程正是提高模具精度的关键所在。本文采用的模具电极的数字化制造技术及检测技术有效地解决了这一难题,并进一步提升模具企业的数字化设计制造水平,对提升企业的经济价值有重要的意义。
2 论文研究主要内容
1)数据快速共享的研究;2)电极的数字化管理的研究;3)工艺流程改进研究。
3 研究方案的设计
3.1 本方案的EDM数字化制造系统方案设计思路
3.1.1 方案设计理论依据
现在绝大部分现有模具企业的EDM技术路线及加工工艺是如下的流程:
对工件轮廓进行预加工 电极的设计与制造工件、电极的装夹与校正加工的定位电参数的配置加工过程的监控。
以上在电极的加工、制造、装夹、校正、定位、电参数配置及加工中的监控都是在人工的干预下进行的,靠人工来完成就存在人为的失误。而本研究中的方案完全排除人工干扰的优势:那就是实现电加工的数字化制造和信息化管理。采用的CAD/CAE/CAM一体化技术,C3P、C4P、KBE技术,模具柔性制造(FMS)和自动化加工技术完全依赖于数字化。
3.1.2 本研究采用条形码进行电极管理的具体方法如下:用CAM编程完成后将信息写入SQL Server数据库中,并将条形码打印到程序单上。在NC加工部门通过扫描条码调用加工程序,加工部门加工完成后根据程序单条码生成电极条码并用条码打印机打印标签粘贴到电极上。在QC部门增加条码扫描枪以快速调用测量点信息,并对PC-DMIS软件进行二次开发,实现测量过程的自动化。在EDM部门增加条码扫描枪,用于快速读取电极的偏心量和放电间隙,并自动完成电极程序的编制。
3.2 本方案实施的具体方法
在产品数字化管理中,常用技术是条形码和芯片,结合国内大多数模具企业的现状,本研究计划采用条形码对模具电极进行管理。具体方法如下:在CAM编程完成后在UG软件内对电极模型文件进行条码分配,并将相应信息写入SQL Server数据库中,并将条形码打印到程序单上;在NC加工部门增加条码扫描枪和条码打印机,通过扫描条码调用加工程序,加工部门采用3R快速定位座装夹电极,加工完成后根据程序单条码生成电极条码并用条码打印机打印标签粘贴到电极上;在QC部门增加3R快速定位座以快速定位,增加条码扫描枪以快速调用测量点信息,测量完成后增加数据处理功能;在 EDM部门增加条码扫描枪,用于快速读取电极的偏心量和放电间隙,操作人员只需指定电极顺序号即可完成电极程序的编制。
3.3 方案EDM数字化制造系统关键技术实现
运用UG开发工具和软件工程方法,该系统不需要用户掌握UG软件的专业知识,只要有适合产品系列化设计,就能大大提高了模具的设计效率,这就为为基于UG的产品CAD/CAE/CAM系统开发和模具的自动化设计和制造打下良好的基础。
3.4 电极自动测量系统开发
本文设计并实现了基于VC十十的电极测量系统。设计过程中考虑了功能的全面、实用性和快捷性。应用Web Service技术跨平台对数据之间进行交互, 使模具客户应用Internet这样一个多元化的环境不同技术、平台和操作系统成为现实。
4 已经取得的成果和创新
一是,建立模具电极的条形码数字化识别系统;二是,在SQL Server数据库平台上建立了CAD、CAM、NC、QC、EDM等部门的产品数据管理系统;三是,实现了电极一键式三坐标自动化检测;四是,建立起模具数字化设计制造的标准化工艺流程。
5 总结
本论文中通过对传统EDM加工与本课题研究的EDM数字化制造系统的比较,在电极产品数字化制造和管理中,采用条形码进行电极的管理系统、运用UG开发工具和软件、基于VC十十的电极测量系统,为预期的关键技术的实现打下了基础。研究成果在天津瑞福模具有限公司实践取得显著效果和经济效益。
建筑技术与开发范文3
[关键词] 节能建筑 市场供求 节能意识
在完全的市场机制下,节能建筑与非节能建筑数量的配置由房地产开发商根据经济人收益最大化原则决定,而外部收益或外部成本不再其决策的收益或成本之内,因此节能建筑与非节能建筑的市场配置不能达到社会的最优水平。随着我国开展20余年建筑节能工作,在建筑节能标准体系制定、节能技术和产品研发等方面取得了一定成效,但节能实施效果却不甚理想,整个节能建筑市场缺乏活力。
一、节能建筑的市场影响因素
1.有利因素
(1)建材产业获得空前的发展空间。随着对建筑节能要求不断提高,传统建材已经很难满足建筑节能要求。目前建筑节能实施主要对建筑外墙、屋顶、门窗保温隔热以及采暖系统等方面进行控制,节能标准提高也迫使建材市场不断发展和更新换代。建筑节能的发展还带动新型建材产业兴起,并使建筑护结构保温隔热性能和供热系统的效率得到了大幅度的提高。建筑节能产业化取得了长足进步和持续发展,也打开了国家引进节能技术的窗口。
(2)建筑节能新技术的出现。建筑节能的发展带来了新的建筑技术,这些技术实施不仅可以降低建筑物本身能耗,同时也提高了室内居室的舒适性,大大提高了生活品质。目前,节能新技术的出现表现在:室内通风技术与设备,新的机械新风系统、自动控制新风系统、热交换新风系统的出现,提高了居住品质,新型的新风系统可以根据室内空气流质量自动进行换气,比空调更节能和舒适;高能效比空调、 利用太阳能、风能等提高我们建筑的热舒适性。
2.不利因素
(1)消费者建筑节能意识薄弱。业主对节能效益认识不够,不愿花费较高成本购买节能住宅,节能市场上缺乏需求动力,导致开发商做节能成本风险增大,从而形成节能消费市场恶性循环,给建筑节能发展带来了一定的阻碍。因此在大力发展节能产业和节能技术同时也要提高大众节能意识,合理引导消费者消费观。
(2)从业人员建筑节能知识不足。我国从事建筑施工人80%以上的人员来自于农民工,节能技术又是一个新型技术工种,建筑节能从业人员对节能技术掌握不够,大多数实施人员没有得到有效培训就上岗就业,对节能施工工艺流程、工序不清,甚至包括技术人员的节能知识也不系统,对建筑节能质量埋下很大隐患。
(3)建筑节能带来工程造价的增加。按照建筑节能外墙外保温做法,工程造价增加主要是围护构件保温隔热材料的增加,采取合适的建筑节能设计措施并不会带来造价过多增加。由于建筑外墙外保温做法直接高了建筑节能住宅开发成本,在消费市场上表现为消费者购买力下降,造成了节能住宅销售困难,开发商失去了开发节能住宅的动力。
二、节能建筑市场的供求分析
节能建筑需求的价格弹性属于富有弹性的类型,即随着节能建筑价格的提高,其需求会很大程度下降。这是因为从使用功能角度看,非节能建筑对其有较强替代作用。节能建筑采取了相应的节能措施,其开发成本会有所提高,从而影响了节能建筑需求量。除此之外消费者的节能意识薄弱、缺乏对节能建筑的偏好,我国居民收入比较低,节能建筑投资回收期较长等现实情况,也是导致我国目前对节能建筑需求不足的重要原因。
节能建筑的供给主要取决于开发商的投资决策,开发商对于节能建筑投资缺乏积极性。其主要原因在于:一方面开发节能建筑需要增加开发成本,增多投资风险;节能技术和产品对于施工质量要求更高,且目前节能产品质量、节能技术和产品对于施工质量要求更高。另一方面,市场对节能建筑需求不足,与非节能建筑相比,价格高的节能建筑很难形成竞争优势。建筑商品市场总供给小于总需求的情形下,开发商对于建筑商品的品质改善动力不足,追求的是用更少的资金在更短的时间完成资金周转,获取利润。
对于节能建筑来说,一方面缺乏有效需求,另一方面缺乏供给动力,因此导致我国建筑节能工作的推进缓慢。其原因就是没有形成促进节能建筑供给和需求的市场机制,因此考虑利用宏观调控手段予以激励,从而引导市场机制发挥作用。
三、应对措施
建筑节能在我国取得了一定成效,但随着建筑节能要求不断提高,建筑节能实施的新问题会不断涌现,我们应该在前期就预防控制可能的因素,引导节能建筑市场健康发展。政府制定相应的激励措施,矫正节能建筑的外部性,弥补开发商的效益损失。为保障经济激励政策的可行性,应辅以法规、标准等行政手段,确保开发商开发节能建筑的质量。随着节能建筑数量增加和节能建筑使用者的增多,可以逐步培养消费者的节能意识,从而促进节能建筑的供给,推动建筑节能工作的顺利进行。从建筑节能意识的普及着手,做好节能工作的长期宣传工作,政府和开发商都应该引导消费者的理性消费,提高节能建筑的消费需求。在节能建筑开发审批以及建设的各个阶段,都要力争严格把关,尤其是对建筑材料的检查、节能建筑质量的检查验收,这样才能做到节能建筑名副其实。节能建筑的检查验收都需要一定的标准、规范要求,所以政府要在推动节能建筑发展过程中,与相关科研人员逐步确立更加具体的节能建筑的评估体系,作为政府的技术支撑。同时,也要注意从业人员尤其是技术人员和管理人员的节能技术培训。
参考文献:
建筑技术与开发范文4
当代建筑科技发展趋势现在,世界各国都在改善居住条件,不断改进室内设备和部品质量,进一步发展完善住宅建筑工业化,研究与开发新型建筑材料,开发建筑节能和新能,广泛应用计算机技术,发展机器人在建筑中的应用,研究环境治理的技术,加强对质量技术与管理研究等。
关键词:当代建筑 绿色环保 智能化 发展趋势
一、注重利用高新技术更新改造房地产引进、利用高新技术,将其作为住宅产业科技进步的先导和技术革新的动力,将微电子技术、信息技术、生物技术、新材料、新能源等高新技术,应用于住宅 的生产技术、材料技术、建筑节能、居住环境等方面,为解决技术难题、提高质量和效益,提供了可靠的技术保证。 同时,把建筑科技研究扩展到居住环境与城市建设发展,注重住宅质量功能与环境协调,研究城市规划、土地有效利用、交通水电等设施的发展对住宅科技 的相互影响,为进一步提高居住水平,促进社会经济发展创造条件。
二、注重技术进步与研究成果转化技术进步和技术转移可以促进研究开发成果的实际应用,以较少的投入,提高整个行业的水平。因此,日、美等国非常重视将技术从官方转向民间,从大学、研究所转向企业,从大企业转向中小企业。技术成果最终要在企业转化为生产力,主要采取委托开发、推荐开发、技术转让、企业内部研究与开发的衔接等方式将科技成果转化为生产力。
三、注重研究开发投入日、美等发达国家住宅产业研究开发经费比例大大高于我国,但与本国其它 产业相比,还是非常低。这也造成住宅产业的科技水平远落后于其它产业,而且 不同规模企业之间差别悬殊。科技投入的主体,是一些大型的建筑企业或住宅产业集团。最近几年,国外住宅产业也提出要增加研究与开发的投入,加快向中小企业的技术扩散,用现代科技提高住宅产业及其相关的建筑业、建材业的技术管理水平。 同时,很多著名建筑学家和业内人士认为,绿色环保、智能化、健康型等类型建筑将形成较大发展趋势。
四、绿色环保建筑大行其道绿色环保建筑的概念是为适应“可持续发展”这一当前人类所面临的课题而提出的。地球上的资源是有限的,而人类的消耗太大,人类不得不面对资源更加 匮乏的境地。怎样节约资源,为后代留下足够的生存空间,建筑师们有两点考虑: 一是建筑材料;二是造出来的房子自身消耗的能源要少。从绿色环保建筑的趋势看,一般认为,无毒、无害、无污染的建材和饰材将是市场消费的热点,其中室 内装饰材料要求更高,绿色观念更强。具体要求是:绿色墙材,如草墙纸,丝绸,墙布等;绿色地材,如环保地毯、保健地板等;绿色板材,如环保型石膏板,在冷热水中浸泡48h不变形、不污染;绿色照明,通过科学设计,形成新型照明环境;绿色家俱,要求自然简单,保持原有木质花纹色彩,避免油漆污染。现在,世界各国已经兴起一股绿色环保建筑的热潮。我国也已非常重视生态、环保建筑的开发与建设。如上海建筑科学研究院正在加紧建设我国首幢生态办公楼,它充分利用太阳能、地热等再生能源,安装太阳能热水系统、太阳能空调,收集雨水再利用,全方位采取节能降耗技术,综合能耗为普通建筑的四分之一,再生能源利用率占建筑使用能耗的20%,室内环境优质,再生建材资源利用率 60%。
五、智能化建筑将成新宠建筑智能化,从技术的角度看,发展到当前已广泛应用的楼宇自动化控制,是一种保证现代化的建筑内全部设备整体正常运转的技术。智能化建筑首先解决的是安全问题和设备管理问题。安全问题主要包括保安和防火。通过电脑控制中心的可视电话和指纹识别系统,对来访者的身分加以辨别和确认,杜绝恶意来访者进入建筑或社区。适时的火灾预警系统不仅对发生的火情发生警报,而且在第一时间内通知消防部门,同时启动自动控制设备进行相应的处理。设备管理包括两个方面:一是住户对设备的要求;二是物业管理者对设备的要求。居住建筑智能化对建材饰材的要求是巧妙、实用、合理,富有艺术性、装饰 性。厨房设施要求系列化、立体化,充分利用空间,增加物品储藏量,更巧妙地 减少油烟、噪声;传统“躺着”的洗浴设备要求“站立”起来,厨房笨重的水池 要精巧化,占地过多的浴缸将被保温、节水、占地面积小的浴房代替;衣柜、书 架和桌椅进究立体化、储量大,充分利用空间。 居住建筑智能化对安全的要求,从居住建筑可能发生的危险源入手去构造安 全环境,要将安全防范的技术及管理问题纳入设计标准,以最大限度地提高居家 安全度。国内不少地区已开始采用现代高科技,如多媒体安全防范及综合减灾物 业管理系统,与社区及建筑物安全设计相结合,确保建筑物安全系统的自动化、 智能化水平。
六、健康型建筑和特型建筑将成新的追求 现有的建筑虽然不会对居住者的健康有副作用,但确实存在令人不舒服的因 素,如建筑原材料的放射性问题。有的材料,包括建筑用土、混凝土和石材的含 氡量比较高,会对人体产生一定的影响。解决这些问题一是从建筑材料方面入手,尽量减少可能有害物质的含量;二是加强建筑物的通风。法国有的建筑师在建筑 模型完成后要进行“吹风”实验,以观察建筑物的通风性能,完善建筑群的整体规划。
结语
住房是人类生存的基本物质条件,人居环境是生态环境的重要组成部分,居住质量是人类文明进步的重要标志,人居环境的恶化,不仅是发展中国家,而且也是发达国家共同面临的社会发展问题。为了人类的繁衍和发展,改善人类的居住环境,我们应加大对建筑和科技的设计研究与开发实践。
建筑技术与开发范文5
Abstract: China is in a critical period of promoting urbanization. Green buildings can solve many problems caused by high-speed urbanization,like resource consumption and environmental pollution. Based on the evaluation system of green building in China, the problems and solutions in the implementation of green building in small and medium sized cities are discussed.
关键词: 绿色建筑;中小型城市;全寿命周期
Key words: green building;small and medium-sized cities;full life cycle
中图分类号:TU201.5 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)33-0035-02
0 引言
随着国民经济的增长,中小型城市建设成为顺应经济社会发展趋势,实行工业反哺农业,缩小城乡差距的重要基础。由于经济推动,人们生活水平提高,对于住房要求也随之提高,从过去的“安居”物质理念逐步开始追求“绿色”精神理念,这促使建筑业走向“绿色发展、循环发展、低碳发展”[1]。
1 中小型城市建筑发展现状
1.1 粗放开发模式
1978-2012我国中小型城市建筑从17.9%提高到52.6%,年均提高1.02个百分点[2],这种迅速的背后是以资源环境为代价,不可持续的粗放式发展。我们用几十年走完了西方国家一二百年的工业化道路,在推进工业化进程快速发展的同时,城市建设也面临严峻挑战。建筑粗放式开发不但吞噬了大量农业和生态用地,还出现许多监管不严,建筑垃圾过多不能有效处理,房地产规划单纯追求经济效益等多因素问题。
1.2 既有建筑能耗
建筑运行对水、电、燃气等能源和资源的依赖十分明显。2000年以前城市建设开发中多数为非绿色节能建筑,其比例占城市建筑面积80%。大量非绿色节能的既有建筑不但加剧了资源和能源消耗,还造成不可逆的环境污染。据统计,城市中来源于建筑的改扩建及维持其功能正常运行的碳排放量占60%,来源于汽车尾气的仅占30%。我国建筑能耗占全国总能耗的40%以上,远远超过其他行业能耗需求[2]。
1.3 中小型城市环境资源
绿色建筑本身是从建设开发的源头解决建筑对于环境的污染问题,在以往“先建设后绿化”的二次投入中解脱出来,依托中小型城市环境基础,通过分散的、小规模的措施,使得区域开发后的水文、地质、地貌与开发前保持一致。以呼伦贝尔市为例,林地占全市土地总面积的50%,水资源总量286.6亿立方米,人均占有水资源量1.1万立方米,是全国人均占有量的4.66倍[3]。对比已经被雾霾、水污染影响的大城市,显然小中型城市建设必须选择绿色建筑开发理念,促使我们从源头保护为数不多的自然遗产。
2 中小型城市应用绿色建筑的必要性
2.1 人的自身需求
由于人们不断搬迁,中小型城市的城市化范围不断扩大,随之而来的建筑开发如雨后春笋。人口的密集,建筑用地价格的上涨,以及不断提高的大众物质需求,迫使城市不得不继续向外扩张。正如协同理论中的自组织原理一样,城市的扩大化并不是政府的导向,而是大众选择的必然结果,这也是发展中国家建设必然经历的一个过程。
2.2 生态环境需求
前瞻产业研究院《2016-2021年中国智能建筑行业分析报告》显示,我国建筑能耗总量逐年上升,占能源总消耗量的27.45%。由于城市化进程的加快,所占比例还将上升至35%左右。以此速度计算到2020年,建筑能耗可能达到1089亿吨标煤,夏季空调负荷相当于10个三峡电站满负荷工作[4]。
伴随着重发展中小型城市,拆旧建新蔚然成风,拆除带来许多无法转化的建筑垃圾。新建建筑和既有建筑交织的环境生态问题不断扩大,我们必须正视这些发展中的问题。
3 绿色建筑在中小型城市应用中的问题
3.1 认知问题
低能耗带来使用成本的降低、绿色建筑的长期环境效益,这些优势并不能直接转化为市场动力和消费需求,也无法鼓励建筑商、消费者主动投身到推动绿色建筑发展的过程中。绿色建筑技术环境效益的不确定性,效益显现的长期性,政府的推行力度以及建筑商对利益追逐的短期性等问题,都影响着绿色建筑技术的推广。
3.2 技术问题
当前中小型城市发展绿色建筑的最大阻碍并不是绿色建筑的技术落后,而是相关企业缺少技术培训,无法与时俱进了解当下先进绿色技术。这会影响企业在绿色建造上的积极性,减慢绿色建筑推广速度。中小型城市大学建设不完善,没有形成高校科研与企业技术应用接轨,中小型城市建筑开发只能被动接受“绿色建筑”这种“新兴技术”,并没有能力开发研究与本土环境、经济、文化相融合的绿色建筑体系,导致绿色建筑技术的应用推广受到严重制约。
3.3 成本问题
成本问题一直是阻碍开发商不能推广绿色建筑的主要原因,绿色建筑不仅选材造价略高于普通建筑,为实现真正的节水节地节能在建筑周围附属设施上更要花费高成本。近年来政府不断出台针对绿色建筑的优惠政策,但对于开发商的经济利益来说都是杯水车薪。
中国城市科学研究院对2014年148项绿色建筑增量成本统计[2],住宅建筑一星级、二星级、三星级绿色建筑增量成本为23.9元/m2、70.9元/m2、131.8元/m2,公共建筑一星级、二星级、三星级绿色建筑增量成本为29.9元/m2、87.3元/m2、216.4元/m2,由此证明绿色并不意味着高价、高成本。
4 中小型城市绿色建筑实施策略
4.1 既有建筑的绿色改造
既有建筑的绿色改造主要集中于建筑的采暖和生活能耗,这也是建筑能耗的70%。我国气候条件、建筑形式、经济发展千差万别,所以既有建筑节能改造措施要因地制宜。
严寒地区既有建筑改造主要取决于建筑外墙保温。提高围护结构的热工性能,改善门窗、屋顶及地面的传热系数, 严格执行窗墙比规定,提高门窗的气密性,这些简单措施都能降低建筑能耗。
可再生能源应用。中小型城市一般人口少,资源丰富,公共建筑和住宅的辅助设施可以利用风力、太阳能等技术实现简单的自给自足。如太阳能照明、雨水再利用、广场上小型风力、水力发电景观等。中水循环利用不单单减少了能源的消耗,这些简单举措也为减少城市内涝灾害,建造海绵生态城市添砖加瓦。
4.2 被动式建筑设计
被动式设计是指通过最大限度提高建筑物围护结构保温隔热性能和气密性,充分利用自然通风、自然采光、太阳辐射等被动式技术手段,将供暖和空调需求降到最低,在达到舒适的室内环境基础上实现与自然和谐共生的建筑体系。
①以高效自然通风代替中央空调制冷系统。在开发或原有建筑改造上应用风压和热压原理[5],风经过建筑物由于阻挡出现压力差,促使空气从迎风面孔隙流入室内,室内空气则从背风面孔口排出,形成了有效换气的风压自然通风。如果室内温度高于室外,建筑空间上部将形成较高压力,而下部压力较低,当这些位置存在孔隙时,空气通过下开口进入上孔隙流出。
②以自然采光代替照明及取暖。大型公共建筑采用被动式设计理念考虑建筑的朝向与太阳之间的夹角问题,自然光线穿过玻璃屋面进入室内,达到自然采光和提高室内温度的效果。屋面上附有自动开合的百叶,避免夏日阳光过于猛烈直射,降低室内温度。
4.3 合理定位规划成本
绿色建筑的应用成本主要是前期的技术研究,如图1所示,成本投入大部分在研发和材料的生产过程中,设计和施工可以在多个项目中借鉴重复使用,后期运营则是项目赢利的关键。对于建筑商和消费者而言,在项目中不是直接承担高昂的绿色建材研发和生产,而是参与材料选取、设计、施工及后期维护使用阶段。就整个价值链而言建筑商和消费者参与的是全寿命周期成本的增值和盈利部分。
在绿色建筑成本中我们主要分析的并不是建筑本身的单一造价,而应分析其增量成本能否带来后期效益。引用孙大明等人对21个绿色建筑项目的调查与统计见图2、图3[6]。一般项目的定位越高或选取的星级越高,则相应增量成本越大。建筑商和消费者对于绿色建筑的合理定位和节能等级选取是影响增量成本的关键。
5 结束语
中小型城市绿色建筑的应用首先要实现绿色建筑技术、城市规划、景观规划与市政设施衔接;其次政府在绿色建筑推行上要奖惩并用,实现从单一绿色建筑向绿色城区发展;最后提升消费者、建筑商对于中小型城市绿色建筑开发的定位,把绿色建筑开发技术理念以可行方案落实到中小型城市的开发建设前。真正实现环境保护实施在城市开发利用前,这将成为我们不断努力的方向。
参考文献:
[1]GB/T50378―2015,绿色建筑评价标准[S].
[2]牛凤瑞,白津夫,杨中川,李学峰.中国中小城市发展报告―中国中小城市生态文明发展之路[M].北京:社会科学文献出版社,2014.
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建筑技术与开发范文6
光伏在建筑上的应用与地面电站最大的区别是它与建筑结合带来的多样性,既可以建在公共建筑上,也可以建在住宅建筑、工业建筑、新建建筑或是既有建筑上,可以用于屋顶也可以用于墙体,还可以用于遮阳,具有多样性的特征。
光电建筑应用委员会成立以来,主要是致力于光伏在建筑上的应用。我们在推广光伏在建筑上应用的工作中,一直在思考光伏建筑的侧重点,以中国现阶段的情况,光伏在建筑上的应用最易于推广是在什么地方?
委员会成立初期去德国考察的时候,发现德国在光伏应用起步的时候,40%都是用于民居,而且50千瓦的小功率电站占到50%,也就是说它的重点在住宅建筑上应用。这种小规模民居屋顶的电站,与居住条件和建筑形式有关。
我们也考察了国内很多项目。我们国家光伏开始在建筑上的应用,前期更多的是用于公共建筑,特别是标志性公共建筑,主要是幕墙和采光顶,这与政府推动光伏建筑应用有关。还有一类是建在工业建筑的屋顶,多是企业自主投资行为。
2010年下半年,国家光伏政策出现了调整,出台了新的文件,提出在工业开发区屋顶集中连片建设光伏电站。2010年底,又出台了“金太阳”的文件,希望开发区成立专门的机构,统一规划光伏在开发区建筑上的应用。
光伏在开发区的应用在“金太阳”补贴政策出台后并不是很多,很多都还是企业的自主行为。在工业屋顶上的光伏应该是以自主分散式的模式建设,还是应该统一集中建设?哪种模式更合适于开发区。我们光电建筑应用委员会根据国家政策调整,开始与开发区接触,走访开发区。通过了解、座谈,我们对在开发区工业建筑的屋顶建设光伏电站产生了这样的认识:中国现在这种以开发区来发展工业的方式有继续扩大的趋势,而且有逐步从开发区向新城区发展的势头。由于引入产业地产商的开发模式,统一规划,统一开发,统一建设,统一管理,生态环保理念更容易推广使用。为此,我们针对在开发区大规模统一建设光伏屋顶电站的问题,提出了“绿色标准化厂房”的概念。
“绿色标准化厂房”的概念首先是一个绿色的理念。低碳环保符合现在社会发展趋势,现在住建部在力推“绿色建筑”,目前出台的标准有三项,施行绿色建筑标识已经公布了700多个,绿色建筑最大的标志是在建筑全寿命期内最大限度的节约资源,减少污染,为人们提供舒适高效与自然合谐的建筑。其次光伏与绿色建筑联系很紧密,特别是在节能方面。全国建筑节能指标提高到75%,对节能要求提前到规划阶段,从图纸、设计审查,对是否达到标准给予认定,在节能测试上,包括围护结构、采暖通风、电气照明等等方面都提出了很多措施。光伏应用到建筑以后最大的特点就是建筑可以生产电能,如果生产与消耗平衡,那么建筑零能耗是可以实现的,这是更主动的节能措施。
“绿色标准化厂房”的概念其次是一个标准化的理念。标准化最大的特征是统一,如果在工业开发区统一建设标准化厂房,能最大限度的提高效率,减少浪费。
那么绿色标准化厂房的概念是否具有可行性?根据调研的结果我们认为可行性表现在以下几个环节:
第一,在用地环节,开发区现在在不断的扩大,有的是在原有开发区向外扩张,有的是异地扩张。中国土地资源紧张,批地审查严格,在这个环节,因为绿色建筑应用了光伏,属于战略型新兴产业,受国家政策大力支持,对于征地有利。
第二,在招商环节,由于这种工业建筑可以生产电能,可以提供低廉的电价,有利于促进商户入驻。
第三,在建设环节。由于是集中大规模建筑,建设成本可以大幅降低。
第四,在并网环节,由于集中连片建设,在并网的时候国家电网在调度的时候更有利。