民用建筑论文范文

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从其本质上来讲，谐波是电流中交流电所含有的频率是基波的整数倍的电量。简而言之，就是非正弦的电量进行的傅里叶级数的分解产生的电量。在我们的日常生活中交流电为一般频率，因此在广义的谐波概论中分有:分级谐波，间谐波和次谐波等多种分类方法。谐波原被定义为声学，后来由于使用静止汞弧变流器造成了电压电流波形的畸变。由此谐波与电气系统有了深刻的结合，也有了广泛的运用。造成谐波的主要非线性负载有ups，开关电源，整流器，变频器等。

(2)谐波的产生:在一般的供电系统中

电流和电力系统相应产生的额定电压值就会因为电磁共振而有非正弦波的产生。所以当我们把该种波形进行简易的分解从而产生出现的一种波就是谐波，因此在一个电力系统中，谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，其所承受的电流可能会有不稳定的非正弦电流出现，由此而形成的非正弦电流就是谐波。因为在一个电力系统中出现的频率不同，我们也可以把谐波分为奇次谐波，偶次谐波和分量谐波。

(3)在平衡的三相电力系统中

直流与工频之间的间谐波是由非正弦性电流叠加在主电流上的，所以谐波通过谐震在民用建筑管理方面也有诸多运用。我国也在谐波领域有极好的检测和管理。例如电能质量测量仪。该设备可以有效的利用谐波来监测电力系统是否已经平衡。可以测量三相电压、三相电流的谐波和序分量。该产品可以广泛的应用于变电场、风电场以及民用建筑的电力系统的维护中。

2谐波给民用建筑的电力系统带来的影响和危害

(1)谐波容易降低电力系统容量，如变压器、断路器、电缆等。

当在一个电力系统中系统的容量降低，会引起阻抗的变化，从而导致电流系统的不稳定和电压的不稳定，长此以往容易加速设备老化，缩短设备使用寿命和家庭电路电器的电能耗损，使电能被浪费，加重了居民的电费开销。在理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。然而谐波电压和谐波电流的出现对公用电网是一种污染。它使电设备的环境被恶化。也对周边的电磁讯号造成了干扰。如当我们接听电话，看电视都会因为谐波的影响而造成通讯不良等情况。

(2)谐波在电力系统中的出现对电力造成了浪费，更重要的是使供电的可靠性降低。

如果谐波不加治理，那么它是不会自然消除的，就如永恒磁场一样，它会干扰很多设备的正常运行，因此谐波也会干扰整个电力系统的平衡，使大量游集在电网中的谐波电压电流增加损耗，从而使得电力设备过热，从而电网的电阻增大。严重时会使整个电力系统瘫痪，导致大面积停电。如果电网中的谐波源太过密集，则可能会出现电磁共振现象。可致使家用变压器和电器产生负载。这些电气设备长期处于谐波引起的电磁共振中，容易发生串联和并联谐振条件，危及整个电力系统的运行。

(3)谐波容易引发电力系统的不平衡运行。

当输电电网与通讯线路相临近时，由于两者间的电磁感应。使谐波分量产生异讯号的声波干扰，破坏信号的正常传输，严重情况下会使电讯号中断。谐波对电容器的影响也是造成电力系统不平衡的因素。当电容器与谐波发生共振时，会引起电流谐波的超标。谐波使工频正弦发生畸变，产生锯齿状类顶波，长时间的局部放电，容易加速介质的老化导致电容器的损坏。其次对电力变压器的影响，当谐波产生时。会干扰到变压器变压器的参数使电力系统不够稳定。

(4)谐波对于避雷设备也会有较大的影响。

如避雷针、以及避雷网等避雷设施在与有谐波的干扰时会使其在高负荷的情况下运作。致使相关避雷设施由于放电时间过长或者过热而损坏。

3如何抑制谐波在在民用建筑电力体系中的危害

(1)为解决电子设备装置和其他谐波的污染问题通常会从两方面着手。

一是装配谐波补偿装置，使谐波频率发生平衡。从而致使整个电力系统平衡。这是一种比较经济的治理措施;二是对电力电子装置进行改进，从其波源的产生来抑制谐波的产生，以消除波源为目标，从源头上把谐波的产生扼杀在摇篮中。这就要在设备的本身上下功夫，才能用最直接最有效的方法来处理谐波的污染，采取切实可行的治理措施。

(2)现如今谐波滤除装置已经逐渐的应用于民用建筑的电力系统中

它通过分析、检测可以把每一组谐波产生的频率在不干扰电力平衡的情况下给稳定的过滤出来，然后在多组滤波器的过滤下使谐波频率不再为非正弦。但是多组滤波器常常会带来电力体系的控制电路过度复杂，增加配电难度，成本增高，并且由于谐波所产生的频率过于密集，因而想要将谐波全部滤除在电力系统中，是滤波器的一个难题。所以我们会增加无源滤波器的阻抗，通常会使谐波源产生更大的谐波电流，由此会带来滤波器装置自生带来的谐波干扰。我们常常会把并联滤波器安装前后的谐波情况做过对比，就会发现，即使我们在电力系统中安装滤波器使谐波频率和电流频率完全稳定，但是滤波器本身在控制电路和主电路中所造成的电流负荷增大，从侧面增加了谐波的产生。所以在工业和民用建筑中我们常常会将无源滤波器进行适当的串联或者并联使用。从而达到机械平衡，电力平衡以及谐波频率平衡。

(3)无源串联滤波器也是一种常见的消除谐波的有效方法

当滤波器在无源串联的作用下，电力体系中的电流会处处相等，使滤波器的频率时时保持在一个稳定的情况下，如此就能保证谐波可以在不额外产生的情况下被滤除的条件。当谐波由内网设备产生而影响系统时，接入无源串联滤波器，电网设备的阻抗会增大，从而减小电流不平衡运行的因素。值得我们关心的是，串联滤波器使电网体系的电流减小，电阻增大。可以有效而稳定的节约电力，经济而效益的解决了谐波的隐患。而并联滤波器并不能减小谐波源产生的谐波，相反的是它扩大了谐波的范围将谐波的密集度给大幅度的扩散化，避免谐波电流污染系统，是一种以大化小的治标手段。不仅如此，因为并联滤波器对谐波的阻抗很低，人们常常会采用并串联结合的方式或者单纯采用串联方式来消除谐波的隐患。

(4)有源滤波装置也是抑制谐波的重要装置。

有源滤波装置主要是由电力电子元件组成电路，在电力系统中产生一个频率磁场域，同幅度、反方向的来对谐波进行抵消，以达到中和的效果，避免谐波发散。它能促进和引导谐波的稳定。所以在民用建筑中是抑制谐波的重要装置。

(5)无源滤波器主要是由电感器与电容器构成。

无源滤波器装配简单，且不会为电力系统带来负荷。为民用建筑带来了经济、效益、安全的美誉。所以抑制谐波使用无源滤波器已经成了民用建筑的一种共识。

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1.2用工单位教育资源利用不充分当前人才培养模式下，学校聘任的大量实践教师大多只会做不会讲，更难以胜任理实一体化教学。另外，由于企业技巧熟练的老员工不能有效参与到教学中去，因而这些人所在的建筑工地也不能很好地为教学服务。这些珍贵的企业教育资源得不到有效利用，严重影响了高职教育教学质量的提高。

2完善工业与民用建筑专业学生实践能力培养的对策

针对以上问题，高职院校应当从建立健全学生实践能力评价体系，加强教师队伍建设，健全实践教学体系，丰富实践教学内容，创建校企合作实践基地等五个方面实施完善工业与民用建筑专业学生实践能力培养。

2．1建立健全学生实践能力评价体系从当前高职院校学生实践能力培养模式来看，普遍存在着学生实践能力评价缺失的问题。按照教育学的相关理论，激励制度对学生学习有重要的推动作用。对此，高职院校应当结合学生实际建立并健全学生实践能力评价体系，以鼓励学生开展实践能力的培养。具体来说，首先可以改革学生奖学金制度，提高实践能力考核在奖学金评比的比重;其次，通过举办建筑实践科研立项、实践能力大赛等形式多样的学生活动提高学生参与的积极性。最后，要把学生实践能力，纳入学生学分积累制度，为高职院校健全学生实践能力评价体系提供制度性的保障。

2．2加强教师队伍建设要培养学生的实践能力，首先要使教师具备相应的实践经验，从这个意义上讲，实践能力指导教师也必然是具有建筑工程项目施工经验的专职教师。对此，高职院校应当在教育法规的范畴内，按照“请进来，送出去”的原则，加强教师队伍建设。一方面，高职院校要深化与用工单位的合作，并从用工单位中选取一批有资历、有经验、有素质的建筑工程师聘用为临时制的学生实践指导教师。另一方面，高职院校也要积极地加强理论课程教师的实践能力培训，通过派遣制的形式，把理论课程教师“送出去”，安排他们到用工单位挂职锻炼，进而提升他们的实践教学能力。

2．3健全实践教学体系针对工业与民用建筑专业实践能力的培养，还要通过健全实践教学体系来完善。具体来说，高职院校工业与民用建筑专业实践教育体系应当包括建筑项目实训、实务综合类实践与社会实践技能培训等三个环节。首先，在建筑项目实训环节，可以采用“师徒双向选择”的方式进行，即由教师开出实践技能项目，学生根据具体开出的项目选择培训教师，利用每天的课余实践完成实践项目，逐步提升实践能力。其次，在实务综合类实践环节，可以使学生以寝室为单位组成学习小组，通过实地考察的方式，学习建筑综合事务要点，总结经验，并定期开展总结汇报。最后，在社会实践能力培养环节，可以以高职院校社会实践类社团为载体，通过寓教于乐的社会实践社团活动，提升学生的综合素质。

2．4丰富实践教学内容按照原有的教学方案，高职院校工业与民用建筑专业学生的理论学习与岗位实习往往都是分别进行集中培养的。从某种意义上讲，这种教学方式在一定程度上突出了教学内容的目的性，但往往也会使学生在学习理论中欠缺动手能力的培养，或是在生产第一线中又忽视了理论性的思考与经验的体系化总结。对此高职院校应当在结合自身实际的基础上，不断丰富实践教学内容，创新学习形式，使理论知识与实践能力有机结合。此外，丰富实践教学内容也离不开必要的物质基础，高职院校应当加强校内实训基地建设，一方面能够使学生接触到建筑项目施工的器具，另一方面也可以使学生头脑中呈现全方位、多层次的理论体系。

2．5创建校企合作实践基地从现实来看，建立用工单位与高职院校合作的实习基地，是提升工业与民用建筑专业学生实践能力的关键性步骤。具体来说校企合作实践基地必须具备多样化的功能，既要有钢筋混凝土结构建筑项目的实践基地，也要有砌体结构等各种典型建筑结构的实践基地。同时，校企合作实践基地可以采用“2+1”的培养模式，即学生首先要通过两年的在校理论学习与基本能力培养，且通过考核后，再于次年由专业教师的指导下，进入建筑用工单位进行为其一年实地的岗位实习。

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2）热工因素。在民用建筑这一完整的能耗结构当中，围护结构的传热系数同样对能耗水平有着非常明确的影响。当前，工作人员多建议通过对民用建筑围护结构热工性能进行优化改造的方式以达到提高建筑节能效应的目的。在围护结构热工性能方面，对建筑能耗影响最为显著的部分是外窗传热系数，然后是屋面传热系数，然后是外墙传热系数。特别是在夏季高温状态下，太阳辐射通过外窗进入建筑室内，由此导致室内维持热量稳定前提下所产生的冷负荷水平增大，导致能耗问题更为严重。同时，民用建筑内窗墙比例的增大会导致室内空调系统运行期间所产生的能耗水平上升，两者之间呈线性相关的关系。除此以外，有关研究中认为遮阳系数与民用建筑能耗水平之间同样存在一定关系，举例来说，在窗墙比例为30％的情况下，遮阳系数下降0.1，则建筑室内空调能耗会对应下降4％~7％比例。

2民用建筑节能对策

煤矿民用建筑主要包括行政办公楼，职工食堂，职工宿舍，以及联合建筑等，其建筑能耗是普通民用建筑的20~30倍，因此在节能方面有着非常巨大的潜力。根据煤矿民用建筑的一般特点，认为在对建筑节能节能设计的过程当中，主要有以下几个方面的优化策略：

1）朝向方面。已有的研究证实：在煤矿的大部分冬冷夏热地区居住建筑的总体规划和建筑单体设计中，为居住建筑的主要空间争取良好朝向，满足冬季的日照要求，充分利用天然能源，无疑是最基本的改善室内热环境的设计，是最基本的节能设计手段。以某煤矿为例，矿区内包括工业园区，生活福利区，居住区在内的相关民用建筑朝向均设置为南—北朝向，在这种朝向设计下，为民用建筑的采光通风创造了便捷条件。

2）绿化方面。区域绿化率的提高对居住区和工业区气候条件起着十分重要的作用，如果草坪温度是32℃，同一地段的水泥地面温度就可达到57℃。根据这一规律，认为从民用建筑节能的角度上来说，民用建筑用地绿化率需要至少符合35％的基本要求，而对于能耗问题非常严重的矿区民用建筑而言，若其绿化率能够达到60％以上标准，则对于控制热岛效应能够起到非常确切的效果。矿区可在政府部门资金扶持下，对矿区地面及其周边绿化进行建设与维护，通过绿地覆盖与绿化遮阳的方式，使建筑室内的空调系统运行成本得到有效控制。除此以外，在风沙季节下，绿化换环境周边沙尘量可得到有效控制，在节能的同时减缓风速，改善环境空气质量。

3）既有建筑节能改造。针对矿区既有的民用建筑而言，由于其之前的能耗问题非常严重，故而节能潜力是非常显著的。在对既有民用建筑进行节能改造的过程当中，可以采取的技术方案类型众多。例如，针对以往建筑内所使用的木质门，可以在木门中间或内外两侧粘贴聚苯乙烯板，以达到改善保温效果的目的；同时，民用建筑屋顶可进行平改坡技术，配合内置保温材料的方式，促进屋顶热工性能的改善，同时达到理想的防水效果，当然也可在屋顶进行绿化处理，根据本建筑所处地区的气候环境条件，选择合适的植物进行配置；而从照明系统角度上来说，也可通过选用节能灯具，对照明布线进行智能优化，与自然光源充分结合等方式，促进建筑室内节能效果的提升。

4）建立健全法规标准。为了能够使明用建筑的节能改造与优化有理可循，有法可依，避免在节能设计与改造的过程当中出现操作不规范等问题，就需要政府部门以及相关职能机构从自身工作的角度入手，促进相关法规标准与的建立与健全。例如，可以在民用建筑节能领域当中大力推行节能建筑认定制度，鼓励企业将相关节能技术应用于建筑施工与改造过程当中，通过认定的建筑能够享受相应的优惠政策，从而激发企业参与建筑节能的主动性，促进民用建筑节能管理质量的提升。

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1引言

随着社会的发展与进步，人们对于生活居住条件的要求越来越高，这就要求建筑设计者转变传统的建筑设计理念，将绿色建筑理念融入到建筑设计中，大力发展绿色建筑生态节能设计，而这也是新时期经济环境建设的的发展方向。因此，应通过相关手段和措施，使绿色建筑生态节能设计更加完善，推进绿色建筑生态意识的发展，真正地促进绿色建筑生态节能设计水准的提高。那么如何更好地实现绿色建筑的生态节能设计是工作者重点思考的问题。

2绿色建筑生态节能设计原则

2.1实现与自然相和谐的绿色生态原则

绿色建筑生态节能设计的宗旨是实现建筑与自然的和谐共处，真正实现在建筑过程中的生态化、绿色化和可持续性。与自然相和谐的绿色生态原则是绿色建筑最基本的因素，对有限的生态资源进行合理运用，并且实现经济有效增长与自然规律相统一，实现建筑结构合理化。此外，在将自然生态的绿色植被融入到建筑过程中，真正实现了建筑与自然相和谐，为人们创造和谐的居住环境，体现绿色建筑真正存在的价值，促进建筑行业有序健康发展，进而为社会和人们带来更多的经济效益。

2.2体现经济适度、高效健康原则

现代绿色建筑是一种新型的建筑模式，除了充分实现与自然相和谐的生态原则，保证绿色建筑的生态化、绿色化和环境可持续性的基础上，还应该坚持绿色建筑的经济适用性、高效健康性的原则。在建筑实施过程中，考虑人们在建筑的外观设计以及性能上的实际需求，以此来满足消费者日益增长的消费意识和审美观意识的转变。这就要求建筑设计者在设计建筑过程中不仅仅要考虑建筑的生态节能性，还要重视人们对建筑外观设计和审美的实际需求，实现绿色建筑的经济适度原则和高效健康原则，不断优化建筑设计过程，节约资源和降低成本，更好地促进绿色建筑生态节能设计工作的发展，从而实现社会的长远发展。

3绿色建筑设计在高层民用建筑设计中的应用

3.1高层民用建筑设计规划

常规情况是，开发商首先固定了建筑项目的场地，所以建筑的设计者只能尽可能多的利用当地的地理环境，开发可利用的自然资源，考虑施工的难易程度等一系列因素来确定建筑物的规模，格局和朝向，合理地安排并组织建筑与其它领域相关因素之间的关系，使其与环境之间成为一个有机组合体的构筑物。

3.2合理利用自然环境

①对高层建筑的地下空间进行充分利用，通过对地下空间结构的合理利用可以削弱地上建筑设计中存在的不利因素的负面影响，从而为工程整体设计方案的优化垫底基础。在居住区域内进行绿色建筑施工时，会存在噪音等，噪音的来源主要为中水处理站以及泵房。所以在设计过程中可将设备放置于地下，有效控制噪音源。在设计居住区的相关建筑时，需通过通风、消防以及防渗防水优化设计方法实现地下室的最大化利用。在设计过程中，相邻建筑之间存在一些空间，可以利用这些空间设计半地下车库，并配置相应的绿化带，节约土地资源，改善整体绿化效果。②设计透水地面。在建筑区域设计过程中，主干道以及人行道等采用的材料有所差异，应采用差异化设计方法。例如，对于主干道可以使用沥青混凝土材料，但是人行道位置需选用透水性能较为突出的材料，对于地面的停车场可以使用植草砖进行铺设，用于地面积水消纳。③设计科学合理的道路系统。需对道路景观各要素进行综合考量，满足人们的生活及安全要求。在居住区域内，需要区分车道以及园路，按照功能的不同进行合理配置，保证交通顺畅，也避免安全隐患。这样可形成有规律的环形结构，保证交通的快捷通畅，同时可以使消防隐患大大减少。在设计车行道的时候，在保证消防使用的基础上，使各条道路的宽度满足正常的需要。对于园路而言，宽度以1.5~2.5m为宜。

4实例分析高层民用绿色设计

某项目总建筑面积313063m2，建筑高度达200m，属超高层建筑。项目地上层数45层，地下层数3层，建筑面积90895.9m2，地下建筑面积10832.30m2。4.1室外风环境本项目建筑群统筹布局，采用连廊架空设计，改善了导风性能。通过对该建筑所处地区各主导风向下的室外风环境进行计算机模拟，项目建筑周围室外全年风速均小于5m/s，满足规范要求；部分区域存在少量风影区；总体室外风环境较为理想。①当主导风北风时，气流可通过住宅区内架空层流入中心广场地带，项目内各建筑周围室外气流组织较均匀，流场形态简单，且在行人高度大部分区域风速在1.7～3.0m/s之间。部分住宅楼的北风面有较长的风影区，该区域风速小于0.6m/s。②当主导风向为东风时，项目东侧小区建筑并未对来流风速产生明显不利影响，反而起到了对来流的“导风作用”，气流透过项目内各建筑之间的开阔地带进入项目中心广场地带，并有一部分气流穿过架空层向北流走。该工况下，大部分区域风速在1.1～1.9m/s之间，风速较为舒适。③当主导风向为东南风时，和东风工况相似，只是该工况下，项目西北侧有面积较大的风影区，该区域内风速在0.6m/s以下，但其他大部分区域风速在1.7～3.0m/s的适宜区间内。4.2围护结构设计项目在围护结构节能方面尤其注重幕墙的遮阳性能。采用单元式和框架式的幕墙系统，幕墙玻璃主要采用TP8（Low－E）+12A+TP6mm中空钢化玻璃和TP8（Low－E）+12A+TP6+1.52PVB+TP6mm中空钢化夹胶玻璃，玻璃自遮阳系数≤0.30，可见光透射比≥0.40，较好地兼顾了采光与节能的需求；幕墙竖向挑出300mm铝合金装饰条，具有一定的固定外遮阳效果，但效果较不明显；同时，主要功能房间内设有窗帘；综合上述自、外、内遮阳措施，项目整体提高了幕墙的遮阳效果，有效减少夏季空调能耗，改善室内热舒适性。4.3室内质量环境在室内自然通风方面，项目幕墙设有大量上悬式可开启扇，开启扇执手高度适宜，方便室内人员自由调节开启。此外，各层人员密度较高且随时间变化较大的区域，如地下一层超市等区域的空调系统采用了CO2监控系统，地下车库采用CO监控，实时监测室内CO2/CO浓度并与通风空调系统联动，在保证室内的新风需求的同时按需调节送风工况，兼顾健康与节能。项目住宅楼造型方正，部门商业功能区域室内布局主要围绕核心筒采用大开间，办公室和会议室主要沿外区布置，房间进深均在9m以内。隔断内区功能以资料室、储物室等辅助功能房间为主，避免内区压抑空间对室内人员的影响。通过对部分标准层的自然采光模拟分析，主要功能房间采光系数均可满足要求，模拟结果见表1。同时，为了改善地下空间采光效果，在项目用地东北角设计下沉式广场，大大加强了该区域的自然通风、采光环境。并且首层地面绿化带设置了12根导光管，使负一层部分地下空间也可享受到室外自然光。

5结束语

绿色建筑是一个非常复杂且宏观的概念，要考虑的因素非常多且范围大，包括循环利用建筑材料和自然资源，包括开发利用新能源，应放眼大局，不能只停留在独立的建筑上，应将其与整个城市的规划相结合进行设计。要实现这一目标，需要建筑师同其它方面的工程师相互协作，相互配合，运用科学的设计方法和手段，不仅仅依靠政府机构，还需调动全社会的积极性，共同参与到构建绿色建筑的过程里，促进绿色建筑在我国建筑领域的应用。

作者:胡 娟 单位:成都基准方中建筑设计有限公司重庆分公司

参考文献

[1].绿色建筑设计在高层民用建筑设计的应用[J].四川水泥，2014，13（11）：239.