节能控制论文范文

时间:2023-03-20 16:26:44

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节能控制论文

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1、常用的建筑节能材料

(一)粉煤灰和矿渣砖:在建筑施工的过程中,由于机器作业等因素会产生这两种工业的废弃物,但是利用工业的废渣来生产砖,这不仅可以节约生产材料,还可以使得废物得到很大的利用,得到经济效益的同时也是社会上的效益,而这两种材料的保温性能强,资源丰富,方便使用。

(二)混凝土的空心砌块:这是建筑砖块的主要材料,由于其生产简单、工艺成熟,使用起来方便,成为了国内外的主要墙体材料。

(三)加气混凝土砌块:这种材料可以达到节能60%以上,所以被广泛的使用在住宅的砖墙组合上。

(四)保温砂浆:这是采用了水泥、粉煤灰、和其他的物品配制出来的保温砂浆,这种由于组合的密度强,提高了其强度,而价格也比相对应的材料便宜。

(五)聚苯乙烯泡沫板:这种泡沫板的应用非常广泛,因为其密度强的特点,倉主要用于建筑的墙体、冷冻库、空调、船的保温与隔热等等。

(六)防水材料:硬质的聚氨酯材质的防水保温材料这是目前使用最广、广受赞赏的最佳隔热的保温材料,因为其自体重量轻、承载能力强、保温能力好、防火性能佳等有特点而被广泛的用于大型的工业区、仓库、体育馆、博物馆、车间等建筑的屋面与墙体中。

(七)保温隔热复合墙体:这是一种新型的墙体材料,因为其节能的高效性而被广范推广。

(八)建筑节能门窗材料:建筑门窗是建筑中使用比较多的材料,而且在人们的日常生活中也是经常性的使用,其材质也是具有很高的研究意义,门窗包含了玻璃,而玻璃又分为三种:热反射膜玻璃、中空玻璃、低辐射镀膜玻璃,其中由于中空玻璃的密封性和阻隔太阳的反射性而被广泛的使用,其热导性比较低,同时具有很好的保温强度和采光的密度。但其实三种玻璃材质各有特色,应当因地制宜的使用,在冬热夏冷的地区,可以采用低辐射镀膜玻璃;在严寒的地区可以采用高透光低辐射膜玻璃,从而降低取暖能源的消耗。此外,门窗的材料也应该要因地制宜的使用,在一些严寒或者是高温的地区,可以使用塑钢型的材质,因为其自身比重轻,隔音、保温效果好。

2、建筑节能检测技术比较

节能建材的检测技术随着我国建筑节能的发展,对其要求也有了很大的提高,近几年来,我国各建筑节能部门纷纷组织构建节能检测的中心。目前评价建筑节能材料是否达标,有两种方法:

(一)在建筑的热源处直接测量获取采暖耗费的煤量,也是耗电量,以此来算出建筑物的耗电量,这种方法称为热源法,反之亦然,冷源法也是相同的处理方法。

(二)建筑热工法:就是在建筑物直接测量取得建筑物的消耗热量数值,以此来求得采暖耗电指标。这是目前大多建筑现场采用的测量方法,其中有一项很重要的指标因素就是建筑物的保温隔热传递系数。

3、国内建筑节能检测方法

在我国的节能建筑中,许多建筑节能的领域更注重的是建筑节能的设计规范、标准等是否符合社会的发展和环境的保护,更加注意的是在建筑节能的设计中的严格审核和建筑施工中的质量保障,对于建成之后的建筑,实施节能检测的工作比较少,因此,我国的建筑节能检测方法技术层面还是比较薄弱。我国现场检测的方法有:热流计法和热箱法,根据对比:在相同的温度条件下,对同一建筑体分别进行这两种方法的检测,其中热箱法的误差比热流计的误差少的多。

二、建筑节能材料的检测技术

1、胶粉聚苯颗粒保温浆料检测

由胶粉料和聚苯颗粒等组成,在施工的时候加入水进行搅拌均匀,涂抹或者是喷在基层的墙面上形成一个保温罩,与密度相关的是其保温的能力和力学的强度,胶粉聚苯颗粒保温浆料干密度试件尺寸为400mm×400mm×40mm、抗压强度试件的尺寸为200mm×200mm×200mm。在准备浆料的时候,应该严格的按照说明书明确的比例来,需要将水彻底的搅拌均匀,涂抹的时候要涂抹均匀,缝隙要填满,部分需要加满后用工具抹平,成型后还要用塑料膜盖住,并按照要求进行保养。

2、胶粘剂、抹面胶浆检测

为了符合国家对胶粘的规格标准和施工建筑中的使用,可以将其进行试验:将填涂了胶粘剂、抹面胶浆的水泥砂浆块试样的涂抹层向上,水平放置在标准砂浆上面,然后注入水到距离砂浆块表面约6mm处,静置一个星期后将试样取出并将其侧面放置一天,在60℃±5℃恒温干燥箱内进行干燥处理,然后于试验条件下再放置一天后进行试验,笔者认为这种方法是正确的。

3、导热系数检测的影响因素

导热系数是评价建筑保温材料的绝热性能其主要的技术依据,其物理意义为:在稳定状态传热的条件下,当其两侧温差为2℃时,在一定时间内通过单位面积的热量。稳态法和非稳态法是测量材料导热系数的主要方法,我们采用的基于平板导热系数测定仪来测定材料。建筑的节能归根结底就是建筑材料的节能,而建筑材料的节能有着很多方面的因素,其中不乏有建筑的材料、新的工艺设计、建筑的细节等等,这些都是建筑节能的关键,在选用好合适的材料的同时,需要对建筑节能进行实时的检测分析,严格控制把关好检测的技术手段,也是避免建筑耗能的不科学、不规范使用的有效途径。

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2RS-485总线在智能灯光控制系统中的应用

2.1在总控制系统设计中的应用智能化灯控系统主要由视频显示界面和控制器组成,需要InterC51单片机与RS-485总线配合使用,采用串联的方式实现内部的信息数据交换与传输,最后通过人为操作控制软件实现灯源的控制和调节作用。在总灯光控制系统设计中,主要通过使用MCS-51单片机和街道智能灯光控制系统设计中RS-485总线的应用研究文/刘丽星随着我国现代化社会建设事业的快速发展,电子技术日趋成熟,在各个行业中发挥着不可估量的作用。近年来,政府部门对公共设施的投入力度逐渐加大,智能路灯的广泛应用不仅提高为人们的出行提供了方便,而且为我国节省了大量的电能,同时还提高了对路灯供电系统的管理效率,在很大程度上提升了集成控制技术的应用水平。摘要PC软件实现控制;RS-485总线为系统提供技术支撑,同时还能够提高系统的通用性,增加系统的反应速度;使用93C46串行芯片不仅能够降低耗能、拓宽电压,而且还可以自动清理存储器,延长数据库的有效使用期限。此外,要想实现所有灯具与控制系统的通信链接,需要使用RS-485现场总线完成物理链路的连接。

2.2在系统硬件设计中的应用由于MAX1487通信芯片本身的接收器带有强大的检测功能,可用作基于RS一485总线的智能灯光控制系统中的硬件组成部分,用于抗干扰部件。它不仅能够接收到远距离以外的信号,而且可以在控制系统内部形成差分平衡系统。MAX1487低耗能、高效率、且接口芯片控制方便的优点突出,为控制工作节省了工作量和工时,受到业界人士的一致肯定。为了确保RS一485总线在通信传输过程中的准确性,可以采用单片机控制通信过程中产生的MAX1487数据流。此外,使用电压为正5v的电源对MAX1487芯片进行供电支持,当半双工通信时,传输线可承载收发器多达于一百二十个以上,当输送电流为500毫安时,传输速度可以达到2.5MbPs以上,极大地提高了硬件性能。图1为MAX1487管脚的构成图,其中RO表示接收器输出端;RE表示使能端;DE表示驱动器的使能端。

2.3在触屏设计中的应用显示屏是控制效果的直接反应层,为了取得更好的监控画面和调控效果,街道智能灯光控制系统可以采用液晶触摸屏作为人机界面。例如,AD7843触摸屏就具有良好的成像效果,它采用的触屏控制器是四线式,通常应用于电阻式控制系统设计中。而RS一485总线控制系统正是四线式电阻触摸屏,可以转化为线性电阻,即在当有垂直方向或者水平方向的按键时,就可以利用AD7843控制系统,通过测量出屏幕对应位置的压力值,计算智能灯在屏幕上的坐标值,从而确定灯光的具置。RS一485总线应用于智能灯控制系统后,不仅提高了照明控制系统的有效性,延长了路灯的使用时间,而且有助于提升我国的夜景照明设计水平,此外,提供了良好的人机操作经验,为其他行业的智能控制体系的建立提供了借鉴经验。

2.4在通信协议设计中的应用通信协议设计涉及到系统的校验方法、信息帧格式以及建立链路的方式等方面的内容,关系到智能灯控制系统的整体性能,因此,需要要设计仔协议时,加大细节研究工作,确保各个环节的有机组成。经过试验发现MCS-51处理器具有良好的识别功能,可以利用这一发现,设计专门的SM2定位识别器,用作系统中的地址识别工具,从而使系统实现多机同时通讯。由于通信电路上的PC机只有一个标准RS一232通信接口,限制了RS一485总线的通信功能,因此可以通过转换接口来拓宽通信途径。RS一2324/85转换接口具有与RS一485总线匹配的接口,可作为RS一232的代替部件,从而实现RS一485总线通信系统。可以将MAX1487结构中的RE和DE连接到同一个控制信号上,尽可能地减少甚至是消除信号收发时间的误差。为了提高传输数据的准确性,必须数据的校验程序进行改进和提升。由于智能灯光控制系统中数据帧是由起始字节、地址字节、校验字节、停止字节以及命令字节组成,且前八位均为起始字节,所以为了使数据的更加全面,可以将所有字节、发送地址、传输的信息/数据、数据校验和字节等压缩成一个数据包的形式,然后一次性接收。特别要注意的是,在发送时,要先通过主机将从机地址发送后,然后在从机的接收程序中上传压缩数据包。通过这种方式,判断校验接受的程序的正确性,若信号准确接收,随即发送信号进行确认,若接收信号不正确,则说明信号发送失败。

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二、节能环保理念的概况及作用

节能环保是现代经济与生活中不变的主题,也是国家长远发展必不可少的重大研究课题。节能环保理念的提出,有利于节约资源,合理利用资源以及保护环境。提倡节能环保,节约有限资源,创造最大化的利润,同时加大对环保型新能源的开发,为我国持续长远的发展打下夯实的基础。节能环保理念正在不断融入百姓生活,让理念转入点滴生活,是政府需要大力推广的。节能理念推广的重大意义主要表现在以下几个方面:第一,有利于资源的合理利用,提高资源的有效利用。比如新型车用空调制冷剂的改进,使得资源整合利用,并且杜绝不必要的浪费。第二,降低对环境的污染。人人遵守节能环保制度,不仅利于国家的稳健发展,同时利于自身身心健康。第三,正确认识到污染环境的危害性。比如,通过宣传重污染城市的环境危害,使百姓提高保护身边环境的意识,做到保护环境人人有责。第四,树立低碳生活的发展观念。减少二氧化碳的排放,以免加剧温室效应。

三、节能环保用于改进汽车空调制冷剂的意义

1.促进汽车空调制冷系统创新和研发

制冷剂CFC-1(2二氟二氯甲烷)使用普遍,是一种不易分解稳定性很强的物质,其寿命长达120多年,当排放到大气中时,受紫外线的作用释放出氯原子,与大气中的高浓度臭氧发生反应,破坏臭氧层,导致温室效应和过量的紫外线对地球生物的伤害。制冷剂HFC-134(a四氟乙烷)不含氯原子,对臭氧层没有破坏作用,且具备以下几个条件:第一,在性能方面与R12的性质相似,制冷能力比较高;第二,使用时保证安全性、无毒性;第三,传热性能好,制冷剂用量少;第四,对汽车空调系统的改动较少。基于以上优点,HFC-134a是目前国际公认的环保制冷剂。降低制冷剂的充注量也是改进汽车空调制冷剂的创新点之一。因为汽车空调系统中制冷剂HFC-134a的GWP值(全球变暖潜能值)为1300,温室效应潜能比较高,充注量的减少意味着最终直接排放到环境中的制冷剂也就越少。所以,减少制冷剂的充注量也成为研究中的一个重点内容。降低汽车空调制冷剂充注量的方法主要包括以下四个方面:第一,在汽车设计最初阶段,减小汽车内部空间大小;第二,政府制定相关政策,在规定地点采用定量的加灌方式;第三,充注制冷剂是使用新型充注工具;第四,充注制冷剂时注意防漏,以免造成浪费。

2.调转我国汽车空调制冷剂发展方向

现代社会飞速发展,为了满足人们对高品质生活的需求,一般情况下,大多数汽车都安装有空调。上世纪九十年代,蒙特利尔协议书提出CFC-12是一级被禁制冷剂,我国在规范汽车空调相关标准体系的同时,大力整顿淘汰被禁制冷剂,开发使用新型制冷剂HFC-134a,迄今为止已经有十余年的时间,取得了很大的成效。在治理的同时政府大力推进科技运用于汽车空调制冷剂的研究,另一方面,加强新能源运用在汽车中,制定相应的鼓励政策,进而推进我国汽车空调制冷剂未来的发展方向。理论上最理想的环保制冷剂应该是无毒、不燃烧、不爆炸、对金属及非金属无腐蚀作用、泄漏时易于察觉、化学性质稳定、对油无破坏性、具有较大的蒸发潜热,同时,最为关键的一点是不会对环境造成污染破坏,不破坏臭氧层,温室效应低。而就我国目前资源以及环境现状来看,我国汽车空调制冷剂的发展方向应向天然工质型制冷剂以及绿色制冷剂调转。随着我国汽车行业阵容不断强大,汽车内的相应设施也逐渐得到完善,但是标准体系仍然有不完善的地方,主要包括在以下三个方面:第一,应当完善产品的标准体系。比如说,汽车空调制冷剂的标准体系。随着国家对汽车企业发展严格要求,对汽车行业中具有节能环保的项目给与相关的鼓励政策。因此,这样就必须要求完善汽车空调制冷剂的标准体系,建立健全相关的政策约束,更好的做到汽车行业里的节能环保,同时也可以节约相应的资源以及延长其使用寿命。第二,应当严格要求新能源的汽车空调达到制定标准。在国家的相关政策下,节能环保的新型能源汽车发展成为时代的主流,但是我国由于技术的限制,在这方面建树并不是很高,所以,在运用新能源的时候也应当严格要求汽车空调制冷剂的质量。这需要国家完善对新型汽车空调制冷剂等相关产品的标准体系,进而引导汽车行业的往节能环保方向看齐。第三,在运用新型制冷剂代替原来的技术时,应当制定相关的标准体系用以规范。

3.节能环保促进汽车空调制冷剂绿色发展

现阶段,HFC类型制冷剂存在如下问题还未得到有效解决。例如,适用于HFC制冷剂的酯类油(POE)价格相对较高,性较差,特别是吸水性和水解性强,给操作造成困难,易降解造成压缩机电路短路。同时,由于POE油是一种比制冷剂更好的溶剂,在加工过程中清洗液、切削油以及所用材料的选择上应谨慎仔细。以此避免因制冷剂/油化学反应形成蜡状,从而使得膨胀装置出现堵塞。在此现状及基础上,进一步研发稳定性强的酯类油则成为必然,而对设备设计进行改进和能效提高则成为必然督和惩罚力度,严格执法程序,保证环境法律法规有效实施。

4.公众参与管理,扩大环境宣传面

环境保护人人有责,要有效地制止环境污染,必须扩大执行面和监督面,公众参与环境的监督和管理,把政府直控型环境政策转变为社会参与型环保政策,这样,横向到边、纵向到底,形成环保监督网,政府设立专项奖励资金,对举报违反环境管理制度,经查实给予奖励,使人人参与环境管理,人人监督环境保护。同时,要进行环保制度宣传,利用广播、电视、网络等先进传媒技术手段,打造声势、大造舆论,使得每一个公民都知道,环境保护和治理的重要性,使每个公民主动承担环境保护和环境监督责任。

5.加大对环境管理的资金投入

经济社会,没有经济万事不能。环境保护治理工作,要耗费大量的资金,各地市政府对环境管理工作迟迟没动作,就是在经济方面卡壳,有些地方政府搞建设有钱、搞环境治理就没钱,从地方主要领导开始,就缺乏对环境治理意识。但环境治理就影响经济发展吗?经验表明,增加对环境管理的投资,并不妨碍经济发展、环境治理,可以改善投资环境。环境优越是一个文明城市的直观体现,政府是否有管理能力,从环境治理也能体现出来,好的环境能够改善投资、引来投资、扩大贸易,进而能拉动经济增长。

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1.2控制及监测界面HM3701A的小型人机界面(HMI)产品,它能以文字、指示灯及图形等基本元素监视和设定设备输出继电器或寄存器的数值及状态,从而使操作人员能够实时监控机器设备的运行情况。控制模式有常规控制模式和露点控制模式两种选择,在通常使用过程中选择露点控制模式,露点模式下时序控制按照变送器所采集的露点温度再进行干燥时间的延长与控制。在露点控制模式下,塔的再生时间与原常规模式一致,而吸附时间则比常规模式长,最长的时间单个塔的吸附时间为70min。在控制界面上可以对干燥器的工作状态、露点温度等进行实时监控。

2循环周期的确定

对于仪表风而言,压缩空气露点控制在-40℃就能满足供气要求,通过安装露点变送器将所测得的出口干燥器露点与设定露点进行比对,如果露点变送器测定的露点温度低于设定温度,则延长均压时间。在这种露点控制模式下既保证空气品质满足工艺要求的同时,又能达到节能的效果。

由于循环切换周期的改变会影响到吸附效果、节能量和使用寿命之间的相互关系,所以合理循环周期的选择显得尤为关键。过长时间的吸附会使底部的吸附剂含湿量一直过高,从而影响到周期内露点的稳定性。过高的“吸附剂残存水量”容易导致吸附剂浸泡和吸附剂的粉化,最终导致吸附效果和使用的寿命大打折扣。根据塔的干燥时间和再生时间可知:若以每5min作为一个延长循环周期,越到后期节能效果越不明显。为达到气源品质、使用寿命和节能效果之间的最佳综合效果,以及经过现场实际运行检验,我们选取70min作为一个经济合理循环切换周期。

正常操作模式下每10min一个周期消耗的空气量为16.8m3,那么在24h时间内共有144个周期,因此全天排放消耗的压缩空气量为2419.2m3。在露点控制模式下(70min一个周期)运行24h共有20.57个周期,排放消耗的压缩空气量为345.576m3。空气压缩机的额定产气量为9.5549m3/h,再生气耗气率为15%,正常控制模式以10min周期计算能耗为253.18kWh/d,露点控制模式以70min周期计算能耗为37.65kWh/d。

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中图分类号: TU761.12 文献标识码: A 文章编号: 1009-8631(2011)01-0075-02

在建筑护结构中,墙体所占比重最大,外墙体的保温设计相当重要,它不仅起到保护建筑结构、提高使用功效的作用,更是实现建筑节能的最佳途径。有资料显示,冬季通过墙体散失的热量,约为建筑总散热量的20%,夏季通过外墙体吸收的热量,约为建筑总吸热的30%。随着我国《建筑节能工程施工质量验收规范(GB50411-2007)》颁布实施,外墙保温工程已经成为工程项目施工中的重要部分。

一、建筑外墙外保温易出现的质量问题及解决办法

外墙外保温技术作为一项先进的保温形式,在国内近几年的推广和应用中取得了许多宝贵的经验,得到了用户的广泛认可,但也出现了诸如,饰面层脱落、空鼓、开裂、室内返霜、结露等质量问题。造成这些问题的因素归纳起来有:

1. 外保温胶粘剂

外保温胶粘剂是贯穿整个系统中的核心材料,其性能关键是EPS板的附着力和系统的耐水、抗裂、耐候及耐久性。解决办法是在施工中,胶粘剂须选用具备资格的检测机构复试合格后的优质产品。

2. EPS保温板

EPS保温板未达自然养生陈化六周时间,使用时,造成收缩率高,局部出现收缩和温差应力的不均,从而引起接缝之间产生裂缝。解决办法是在施工中保温板进场后,应对其密度、厚度、抗压强度、导热系数以及阻燃性能进行自检和抽样送检,以保证EPS板质量稳定。

3. 玻纤网格布

玻璃纤维网格布作为外保温层的加强材料,其应具有良好的耐碱性和足够的抗拉强度。玻璃纤维网格布的极限伸长率应尽可能地低,以避免在聚苯乙烯板接头处起皮皱裂。解决办法是在施工中选择有国家权威部门检测的优质产品,以保证玻纤网格布的质量稳定。

二、建筑外墙外保温技术质量控制措施

(一)建筑材料

1. 建筑节能工程使用的材料、设备等,必须符合设计要求及国家有关标准的规定。严禁使用国家明令禁止使用与淘汰的材料和设备。对材料和设备的品种、规格、包装、外观和尺寸等进行检查验收,并应经监理工程师(建设单位代表)确认,形成相应的验收记录。

2. 对材料和设备的质量证明文件进行核查,并应监督工程师(建设单位代表)确认,纳入工程技术档案。进入施工现场用于节能工程的材料和设备均应具有出厂合格的中文说明书及相关性能检测报告,定型产品和成套技术应有检验报告,进口材料和设备应按规定进行出入境商品检验。

3. 建筑节能工程使用材料的燃烧性能等级和阻燃处理,应符合设计要求和现行国家规范规定。

4. 建筑节能工程使用的材料应符合国家现行有关标准对材料有害物质限量的规定,不得对室内外环境造成污染。

5. 节能保温材料在施工使用时的含水率应符合设计要求、工艺要求及施工技术方案要求。

(二)施工工艺

1. 基层处理:基层墙体必须清理干净。

2. 粘贴EPS保温板

(1)外墙混凝土基层验收合格后,刷一层界面剂,待界面剂干燥后方可使用。

(2)在外墙阴阳角处挂垂直通线,每面墙2根,注意使其距墙尺寸一致。当采用分段粘贴时,在开始层弹一道水平线,依垂直立线挂一道水平线,作为粘贴挤塑板的控制线。粘贴保温板前,首先对系统的起端进行包边施工,将20cm宽的标准网与基层粘贴,以便对挤塑板进行翻包。

(3)保温板粘贴采用点粘施工,涂抹面积不得少于40%,要求在板的背面四周均匀打出一圈宽约5cm,厚1cm的专用胶,板心按梅花形布设粘结点,中间部位均匀安排8个点,每个点直径不小于140mm,胶厚10mm,中心距200mm。当采用非标准尺寸的挤塑板时,粘结胶浆的涂抹面积与挤塑板的面积之比不得少于1/3,中间一般为4~6个点。

(4)胶粘剂应涂在挤塑板上,而不是涂抹在基层上。板的侧边不得涂胶。

(5)抹完聚合物砂浆后,立即将板立起就位粘贴,粘贴时应轻柔、均匀挤压,并随时用托线板检查垂直平整,抹聚合砂浆。阳角处相邻的两墙面所粘挤塑板应交错连接。板间高低差大于1.0mm时要打磨平整。

(6)竖缝应逐行错缝1/2板长,最小错缝不得小于100mm,在墙角处应交错互锁,并保证墙角的垂直度。施工缝断开处采用踏步槎施工。

(7)门窗口侧面粘贴挤塑板,厚度为10mm。窗口保温最里层低于或高于窗框15mm窗上口滴水线,下口为外低内高,坡度为10%。

3. 安装固定件:在贴好的挤塑板上用冲击钻钻孔,孔洞深入墙基面不小于30mm,数量为每平方米不少于4个,使用尼龙塑料胀管固定。

4. 涂抹面胶浆:用不锈钢抹子在挤塑板表面均匀涂抹一层面积略大于一块网布的抹面胶浆,厚度约为2mm。

5. 铺压玻璃纤维网:涂抹面胶浆后随即将玻璃纤维网布沿水平方向绷紧,用抹子由中间向上、下两边将网格布抹平压入湿的抹面胶浆中;自上而下沿外墙铺设网布;遇到门窗洞口时,应在洞口四角沿45°方向补贴一块标准网布,以防开裂。网格布左、右搭接宽度为150mm,上、下搭接宽度为10mm,在阳角处还需局部加铺400mm网格布一道,应从每边双向绕角后包墙的宽度不小于200mm。所有收口处的网格布必须返过阳角压实。铺设玻纤网时,玻纤网的弯曲面朝向墙面。

6. 涂抹面胶浆:待首层胶浆稍干硬至可以碰触时,再用抹子涂抹第二道抹面胶浆约3mm,直至玻璃纤维网布全部被覆盖。如在抹面层砂浆前,底层砂浆已凝结,应先涂刷一遍界面剂,再抹面层砂浆。首层墙面、凹阳台、露台应在聚合物砂浆外加铺一层网格布,且在砂浆凝结前进行,并再抹一层2mm厚的面层聚合物水泥砂浆。

7. 嵌密封膏:在墙体与窗框缝隙处用密封膏镶嵌,密实、饱满。

8. 特殊部位的处理:对下列终端部位应进行翻包,门窗洞口、管道或其他设备需要穿墙的洞口处;阳台、勒脚、雨篷等系统的尽端部位;变形缝等需要终止系统的部位;女儿墙顶部。各种构件的阴阳角进行错缝搭接处理,对各种装饰线条的阴阳角用加强网进行加强保护。保温系统与结构部位相连处,应将保温层与结构部位用胶浆、网格布连接,以防止产生开裂问题。

三、施工条件

1. 环境要求:施工现场的环境温度和基层墙体表面温度在施工前后24小时内不得低于5度,风力不得大于5级,基层墙面干燥,阴雨天不能施工;

2. 工序要求:外墙施工没有交叉作业,外脚手架搭设完毕。

3. 洁净度要求:基层墙面必须彻底清除表面的浮灰、污渍、脱模剂、空鼓、突出物及风化物等影响粘结强度的异物。

4. 平整度、垂直度要求:以2米的靠尺检查,最大偏差应小于4mm;超差部位应修补。

四、质量标准

1. 墙体节能工程使用的保温隔热材料,其导热系数、密度、抗压强度或压缩强度、燃烧性能应符合设计要求。

2. 墙体节能工程的施工,应符合下列规定:

A保温隔热材料厚度必须符合设计要求;

B保温板材与基层及各构造层之间的粘结或连接必须牢固,粘结强度和连接必须牢固,粘结强度和连接方式应符合设计要求,保温板材与基层的粘结强度应做现场拉拔试验;

C保温浆料应分层施工。当采用保温浆料做外保温时,保温层与基层之间及各层之间的粘结必须牢固,不应脱层、空鼓和开裂;

D当墙体节能工程的保温层采用预埋或后置锚固固定时,锚固件数量、位置、锚固深度和拉拔力应符合设计要求。后置锚固件应进行锚固力现场拉拔试验;

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供暖体制改革越来越多地受到重视,与供热收费改革密切相关、互为充分的必要条件就是温度控制与热量计量的发展问题,这是节能与环保事业发展的必然要求。在这样的背景下,计量与温控技术得到了快速发展。本文针对温控计量节能技术相关问题及对策进行阐述。

1.应用先进的温度控制与热计量技术,实现供热节能

以我国供暖现状,采暖能耗指标是同类气候条件下发达国家的3-5倍,而且供暖效果也远远不如,能耗大量浪费的原因中固然有百姓用户节能意识淡薄、收费体制不能刺激节能,但主要的原因还是因为我们设计、施工与运行管理的落后。笔者认为正确的做法是温控与热量并重,相辅相成,甚至温控更加重要。供热单位先提高自身水平,提高室内热舒适度,也就是提高服务质量,再合理地向用户收费,促节能事业发展。

2.户内系统和户外系统相结合,减少能耗

目前有一种趋势:认为讲温控就是要在室内安装温度控制阀,讲计量就是在户内安装热量表,至于户外控制就可以不被重视了。温控与计量是不是只要针对户内系统,户外就可以忽视呢?对于一个户内控制设备完善的系统(安装了温控阀和热量表),如果没有相应的户外控制,很难保证户内设备正常地工作。如果户外水力失调严重,温控阀不能工作在正常工况下,压头大就会频繁地开关甚至产生噪音,压头太小会始终常开而室内温度不足;热量表也可能工作在额定之外的流量下,测量不准确。如果外网不能根据户内工况变化相应调节,如:水泵不能变频、压差不能稳定的情况下,水泵、锅炉或换热器的效率也不能保证。如果户内采取了节能手段,而户外没有配合措施,一方面会引起管网水力热力工况的失调,另一方面室内节省的能量不能体现在热源的节能上,节能这一根本目的就没有实现。所以我们认为好的户内控制一定要与户外控制相结合。

随着先进计量、控制设备不断应用于系统中,分户计量供热系统逐步在我国发展起来。从用能的角度看分户计量供热的技术能够有效利用自由热,提倡用户的行为调节,以减少能耗;另一方面,从用户出发它能够提高室内热环境的舒适性。在散热器上安装温控阀为实现这些目标提供了有效手段。当温控阀被设定在某一值时,它可以通过感温包测量室内温度,实时调节散热器流量以符合设定值。如果热网的运行工况可以最大限度的满足各个用户的需求,那么温控阀控制的散热器供暖房间温度就不会出现过冷过热的情形。但是舒适度因人因时而异,提高用户的舒适程度不仅要求在设计温度18℃时保持室温仅有微小的波动,而且应该尽可能的满足用户希望提高室内温度的要求。

3.温控计量与集中供热系统相适应,提高节能效率

我们采取“拿来主义”来消化学习国外的温控计量技术,包括消化和应用国外的产品,但是外来的产品并不适应我国的现有系统,除了水质问题和管理问题外,还有许技术问题。如:系统末端压差、系统规模大小、设备工作环境等都存在很大的不同,不做任何改变就应用在一起很难得到正常的效果。如有的示范工程,产品应用效果不好,出现一些问题,厂家就提出要彻底地改变中国的供热系统,殊不知,对中国这一巨大规模的供热体系,改变是一个渐进的过程,需要一定的时间,不可能一蹴而就。谁应该去适应谁并不存在一个分明的界限,但是合理的寻求结合点,花最小的投入去获得最大的回报,这个工作非常重要。

4.热计量方法

目前,按户计量热量使用的方法基本有以下3 种:

一是直接测定用户从供暖系统中用热量。该方法需对入户系统的流量及供回水温度进行测量,采用的仪表为热量表。该方法的特点是:原理准确,但价格较贵,安装复杂,并且在小流量时,计量误差较大。目前在法国、瑞典等国应用较多。

二是通过测定用户散热设备的散热量来确定用热量。该方法是利用散热器平均温度与室内温度差值的函数关系来确定散热器的散热量。该方法采用的仪表为热量分配表,常用的有蒸发式和电子式2 种。蒸发式热分配表的特点是价格较低,安装方便,但计量准确性较差;电子式热量分配表的特点是计量较准确、方便,价格比蒸发式热分配表高,并且可在户外读值。

三是通过测定用户的热负荷来确定用热量。该方法是测定室内外温度并对供暖季内的室内外温差累积求和,然后乘以房间常数(如体积热指标等)来确定收费。该方法采用的仪表为测温仪表,但有时将记忆散热器温控阀的设定温度作典型室内温度,而将某一基准温度作室外温度。该方法的特点是:安装容易,价格较低。但由于遵循相同舒适度缴纳相同热费的原则,用户的热费只与设定的或测得的室温有关,而与实际用热量无关,因此,开窗等浪费能源的现象无法约束,不利于节能。目前美国和法国有所使用。

5.实施换热站监控系统应用

换热站监控中心(MCC)是整个监控系统的中枢神经,具有整体协调、远程控制和调度功能。它将采集现场过程的数据,通过通讯网络(WAN)这条连接各换热站与监控中心的桥梁和纽带,对数据进行传输。换热站监控中心(MMC)实现对换热站的监测、控制、管网分析、故障诊断、报警、报表、打印、历史数据处理、趋势显示等功能,并且对各个换热站的设备参数进行远程下载与控制,以确保热网高效经济运行。其中控制中心还具有数据库检索与分析功能,调度中心把各换热站采集来的数据存入历史数据库,数据库除供历史报表打印、数据终端检索外,还要定期或不定期进行数据分析。

我公司换热站监控系统现场采集和显示的数据有:室外温度、换热机组一、二次侧供回水温度、压力,补水流量、软化水箱及污水池的水位,地面液位信号、循环泵、补水泵的运行状态、调节阀开度、温度报警等,以上信号在监控中心都可以实时监视,并且可以对循环泵、补水泵、排污泵、电动调节阀等运行状态进行实时控制。

换热站监控中心可采集现场数据、实现对换热站的监测和控制,管网分析、故障诊断、巡检人员的考勤情况、打印报表、历史数据处理、趋势显示、实时参数、历史数据在网上给授权用户等功能,以及对各换热站设备参数进行远传下载与控制,热网监控中心可实现循环泵、补水泵、排污泵的启停等控制,以确保高效经济运行。

实施换热站监控系统有两个主要特点:一是实施热网监控避免了热量在输送环节中的浪费;二是实施热网监控室温容易控制,控制手段有自动恒温控主动调节控制,避免了温度失调、利用了自由热、实现了经济运行,而传统的集中供热就难以实现这些控制。新型的集中供暖系统采用了温控与热计量技术,就可以提高效率、减少浪费、增加控手段,就可以与新型采暖方式同等竞争,夺回价格优势,争取市场份额。 [科]

【参考文献】

[1]沈秀环.供热管网量调节的节能探讨与应用[J].节能,2009,(07):6-9.

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当前,建筑外墙外保温的发展迅速。外墙外保温形式多样,按保温材料分板材类、浆体类、另外还有发泡类、复合类等,但是EPS、XPS 薄抹灰外墙外保温系统最为多见。作为施工方及监理方必须对设计文件要求、规范要求、政府规范性文件要求深入地理解,才能确保施工现场建筑节能工作有序进行,才能确保节能工程竣工后安全使用。

1、施工前控制

1.1 审批专项施工方案

民用建筑节能专项施工方案应包括编制依据,工程概况,施工方法或施工工艺,质量控制要求和具体技术措施,样板间或样板件制作计划,分项工程和检验批划分计划,隐蔽工程验收计划,材料进场检验复试计划,现场实体检验计划等。保温工程施工专项方案是由具备建筑节能工程施工资质的企业编制,但实际情况是施工单位编制的专项施工方案往往不规范、内容粗糙、不符合设计文件和规范要求、缺乏针对性。例如:进场材料复验计划不详,检验批划分无原则,主要的关键部位,保温工程外墙施工防渗水无技术措施等。施工企业明确相应的施工技术标准,同时项目总监要认真审查施工专项方案。

1.2审查施工企业资质

监理工程师要认真审查节能施工企业资质,同时要求节能施工企业建立施工现场的质量保证体系、施工技术标准,以保证工程质量。

1.3 节能工程施工图纸会审

监理工程师要认真会审节能工程施工图纸,对设计文件中不明确的要求提请设计单位强化并认可。当前设计存在的问题是:(1)施工图和计算书、各施工图之间缺乏一致性。(2)施工图设计文件深度不足,节能专篇不完整,缺少节点详图。(3)部分围护部位缺少保温措施。

1.4 关于建筑节能变更

建筑工程施工过程中,工地现场经常会发生设计变更。按政府规范性文件规定,当设计变更涉及建筑节能效果时,应在实施节能工程施工前办妥设计变更手续并经原施工图设计审查机构审查。

1.5做好样板间或样板件的制作

节能规范要求,施工前对拟用材料和工艺制作的样板间或样板件,应经有关各方确认,并做好书面确认证明,目的体现节能构造工艺要求及节点细部要求。

2、进场材料的质量控制

2.1 节能材料供应商

要提供用于工程墙体节能保温系统的型式检验报告,报告应通过乌鲁木齐市建筑节能部门备案,节能材料供应商要办理《乌鲁木齐市建筑节能材料质量监督备案证明使用现场核验单》,并要以节能保温系统供货,提供的材料质保书由市建材协会统一编制,不得零散采购。现场监理工程师要认真审查上述质保资料、型式报告是否包括其系统的耐侯性和安全性,型式报告的有效期限(二年期有效),进场材料是否与系统材料相符。例如:型式报告中选用的是A 厂的保温板,而进场材料的保温板是B 厂的,与原型式报告不符,所以施工方和监理工程师一定要认真把关,以确保节能工程的安全使用。

2.2 节能材料检验

进入施工现场用于工程的节能保温材料,监理工程师对施工单位报审的材料质保文件审查后,按规范要求在施工现场见证抽样复验。在实际工作中,现场监理工程师第一次把关工作是对进场材料质量证明文件进行审查,查验材料的质量保证资料是否齐全,材料的品种、规格、性能、外观质量是否符合要求等。在通过审查符合要求的基础上,签署审查意见“同意材料进场”,待复验合格后方可使用,日期为“某年某月某日”。第二次把关工作是确认抽样材料复验合格后,再签署意见“同意用于拟定部位”,日期为“某年某月某日”。现场监理工程师务必要按工作要求两次把关,并做好审查验收记录。而不能做了第一次把关工作,要等到材料复验合格后再去审批材料报审表,这样在资料上反映不出第一次把关工作。

3、施工中的质量控制

3.1 施工现场材料抽样复验

复验批数要按规范要求、检测方案要求进行, 节能材料必须复验合格后再使用。现场监理工程师要严格把关、履行职责,对未经复验先使用或复验批数不足现象加以制止,及时开具整改通知单。外墙节能保温材料复验周期时间较长,EPS/XPS 保温系统(含耐碱网格布) 材料物理性能指标复验,少则一星期,长则一月有余。而外墙面节能保温施工周期较短,如果不合格材料已用于工程中,将要拆除,造成人力物力浪费,既影响施工质量也影响了进度控制。

3.2 严格验收制度

坚持工序验收,外墙外保温施工应在主体结构完成且基层质量验收合格后方可实施。

3.3 验收检验批的划分

墙体节能工程保温材料进场抽样复验的检验批是以单位工程建筑面积进行划分,而墙体节能工程验收的检验批是以相同材料工艺和施工做法的墙面每500-1000㎡ 面积划分为一个检验批,两者有区别。前者对象是单位工程面积来决定复验的批数,后者对象是工程施工面来决定检验批,两者不能混淆。

3.4 保温施工与防渗水的问题

保温工程关键部位施工质量不到位,会造成外墙的渗漏水。如窗台部分是极易渗水部位,而图册要求在窗体和墙体之间夹放保温板,放了以后再做粉刷,因为夹放保温板,使窗体和墙体之间开距大,窗体固定牢固也受影响,在保温板上做粉粉刷的厚度极易过分咬窗膛子,在此部位很易渗水。目前很多工程采用窗体局部喷保温砂浆方法来防止渗水,不放保温板,这样同时又有利于窗体固定,的确是个好方法。

3.5 加强监理的旁站和平行检验检查

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    一、使用后评价的意义和重要性

    1.使用后评价的概念

    使用后评价(Post Occupancy Evaluation,简称POE)是指对建筑物及其环境在建成并使用一段时间后进行的一套系统的评价程序和方法。它关注的是建筑及其环境的实际使用情况和使用者的意见和需求。其原理是通过对建筑与规划的预期目的与实际使用情况加以对照、比较,收集反馈信息,以便为将来同类建筑与环境的规划、设计和建筑决策提供可靠的客观依据。

    2.反馈机制的作用

    控制论、信息论和系统论是人类在20世纪提出的三大理论。维纳提出控制论的核心,就是特别重视反馈机制的作用。维纳的控制论论述了人类、动物和机器是如何利用反馈信息来学习、调整并改进自身的行为。没有反馈的控制是不可能的。以射箭运动员为例,每发出一箭,都要了解所射之箭偏离靶心的信息,作为调整下一次射箭的依据,使之越来越准确地命中目标。开展使用后评价的目的就是在规划与建筑设计中建立反馈机制。缺乏这一过程,规划与建筑设计的程序就不完整。

    欧美建筑界通过使用后评价发现,大量建筑物中存在的缺点、不足和问题,是由于建筑设计不当造成的。这些问题若不是通过使用后评价及时发现,就可能在类似的其它工程中一再发生,甚至延续数十年而得不到发现和解决,将造成极大的损失。

    3.“以人为本”价值观的体现

    规划与建筑设计的根本目的,是要创造适用、健康、安全、节约资源能源和有利于保护环境的建筑空间、场所等人工环境,来满足人们的各种使用需求(包括居住、工作、生产、休闲与娱乐等各种活动)。因此,如何体现“以人为本”的宗旨,为建筑物的使用者着想,为他们设计良好、适用的建筑空间,是建筑师义不容辞的职责所在,也是衡量建筑设计水平优劣、质量高低的根本判别准则。

    4.使用后评价的作用

    一个建成的建筑物及其环境是否令人满意?有无需要改进的地方?对于这些问题,使用者最有发言权。因为他们长期在其中居住、工作、生活,最有切身体会,他们的意见也因此而极具参考价值。

    归纳使用后评价的作用,主要体现在以下几点:

    ①有助于改善建成环境的质量与功能,使之更好地满足使用者的要求;

    ②有助于促进建筑设计与城市规划理论的发展,形成导则、规范和标准;

    ③有助于提高建筑师、规划师的修养和业务能力。《红楼梦》云:“世事洞明皆学问,人情练达即文章”。俗话也说:“木匠要巧,郎中要老”。一位成熟的、高水平的建筑师、规划师应同时具备木匠之巧和郎中之“老”。如果不了解使用者的多种要求,不熟悉人们在建筑空间中发生的行为模式和引发的环境心理状况,是难以胜任建筑师和规划师的工作的。而使用后调研与评价正是建筑师、规划师了解、熟悉服务对象,提高自己业务能力和修养的一项基本功。

    ④有助于科学地检验和评价规划与建筑设计方案是否合理、是否优秀。如同评价影视作品设有金鸡奖、百花奖,要依赖专家的评价和观众的评价一样,对于规划与建筑设计的评价,也一样既要依靠专家的评价,又要依靠群众的评价,二者不可或缺。而此二者的评价都涵括在使用后评价的范畴之中。

    ⑤有助于建筑业可持续发展和四节一环保(节材、节地、节能、节水)建筑的实现。

    使用后评价的最新发展:绿色建筑使用后评价,着重于对建筑的四节一环保和可持续发展方面的考量,对建筑业落实科学发展观、建成环境友好型、资源节约型社会起重要作用。

    二、使用后评价发展简史

    1.发达国家的使用后评价[1]

    首个严格意义上的POE发生在上世纪60年代。最早是由Osmond等人于1966年对精神病院和监狱等特种建筑开展使用后调研。这些工作着重调查评估这些特种建筑对特殊使用者的健康、安全和心理的影响,并为今后改进同类建筑设计提供依据。

    自上世纪60年代末至整个70年代,发达国家建筑界有若干重要的相关论着发表。如1969年,Robert Sommer出版着作《私人空间:设计的行为基础》(Personal Space:The Behavioral Basis of Design);1974年,又出版《紧密空间:硬的建筑及如何使之人性化》(Tight Spaces:Hard Architecture andHow to Humanize it);1975年,Edward T.Hall出版了《建筑界中的第四维度:建筑对人之行为的影响》(The Fourth Dimensionin Architecture:The Impact of Building onMan’s Behavior)。可见,当时西方建筑界已十分关注建筑设计与人的行为之间的相互关系。使用后评价的开展正是与这些理论动向密切相关的。在此背景下,1968年西方建筑界成立了“环境设计研究协会”,其成员包括建筑师、规划师、设备工程师、室内设计师、心理学家、社会学家、人类学家和地理学家等。70年代后期,发达国家建筑界又陆续出版了一批着作,涉及使用后评价方法及案例研究,并办有专门的杂志,如《环境与行为》(《Environment and Behavior》)、《环境心理学报》(《The Journal ofEnvironmental Psychology》)、《建筑学和现代建筑》(《Architecture and ProgressiveArchitecture》)等。在这些重要建筑类杂志上,也重视POE论文的发表。

    尤其值得一提的是,C h r i s t o p h e rAlexander先后于1964年出版了《形式合成注释》(《Notes on the Synthesis ofForm》);于1969年出版了《模式生成住宅》(《Houses Generated by Patterns》),后又于1977年出版了《模式语言》(《A PatternLanguage》)。这些着作对建筑使用后评价的开展起到重要的指导和推动作用。

    1975年,美国成立了《通用设施管理》(《General Services Administration》)机构,开始对办公建筑的性能开展可测量指标的研究。自上世纪60-80年代,美国已对学生公寓、医院、住宅公寓、办公建筑、学校建筑、军队营房等建筑广泛地开展使用后评价研究,发展出一套关于数据收集、分析技术,主客观评价指标、评价模型及设计导则等方法体系,包括调研、访谈、系统观察、行为地图、档案资料分析和图像记录等一整套开展POE的技术手段。

    在英国,70年代也出版了有影响的关于POE的着作,如苏格兰《建筑性能研究中心》的Markus于1972年出版的《建筑性能》(《Building Performance》)一书,影响相当广泛。

    总之,到80年代,在欧美等发达国家,POE已成为政府和建筑界的例行活动。一些建筑学院还将POE列为本科生和研究生的课程。除了美国以外,在欧洲、大洋洲和日本,有三个重要的组织在执行POE研究。它们是:

    ①欧洲的IAPS(《InternationalAssociation for the Study of People&TheirPhysical Surroundings》)(国际人与实体环境研究协会);

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据调查,我国小型城市在夜晚9点后,大中城市在午夜12点后,道路上几乎空无一人,即便是北京、上海、广州这样的繁华都市,凌晨2点以后,道路上也已罕见行人、车辆。从这一时段直至清晨6点路灯熄灭,在低交通流量的道路上仍然保持较高照度显然没有必要。城市公共照明在我国照明耗电中占30%的比例,约439亿kWh,以平均电价0.65元/kWh计算,一年开支285亿元。在市政开支极度紧张的今天,国内绝大部分的城市和地区几乎不约而同地采用了日本等国家在七十年代就抛弃了的路灯隔盏关灯的省钱方法,其中的弊病不言而喻――不仅导致了路面照度分布不均,给治安及交通安全埋下了隐患,而且不能避免后半夜电网电压的升高对路灯寿命的减损,因此不能称做是真正意义上的节能。当发达国家在讨论什么是“恰到好处的照度水平”的今天,我们这种控制方法就太落后了。

如何让路灯亮起来,让城市亮起来,亮得更科学,亮得省电省钱?答案是:采用智能光源降压一稳压一调光技术。

一、怎样采用智能光源降压一稳压一调光技术

1.什么是智能光源降压一稳压一调光技术智能光源降压一稳压一调光技术是国际上流行的全数字智能路灯节能控制技术。它充分考虑了城市道路照明的实际状况,依据人体工程学中的视觉理论,采用现代控制论中的最优控制方法,实现了对路灯电压及照度的动态智能化管理,即TPo管理(TIME/PLACE/0CCASl0N)。此项技术的基本思路就是:在繁忙的时段,控制路灯保持较强的照度,接近午夜时分,开始自动调光,在后半夜车稀人少时,则控制路灯保持较低照度的照明(类似房灯的调光器,可以随需要而任意调光)。它的主要优点就是在调光的同时也大幅降低了电耗,节约有功电耗达30%以上。房灯调光已流行多年,主要是因为室内灯功率小,容易实现。而道路照明则完全不同:首先,灯泡功率大,不易控制;其次,使用环境恶劣,九十年代,电力电子元件技术有了突飞猛进的发展,调光技术有了可靠的质量保障,通过一些地区的规模应用,其完美的调光效果和节电功能得到了一致认同,在德国,美国这些耗电大国,此类技术也得到了政府的大力扶持和推广,智能光源降压一稳压一调光技术的控制过程是:通过测取城市道路车辆及行人的“时间一车辆(人)”统计规律,获取相应的照度调整率,依此来设计计算机的控制程序,根据照度调整率,从某一时刻开始,平滑地对路灯输入电压进行动态调整,使路灯输入电功率与实际照度要求达到最佳匹配,不仅节约了电能,而且稳定了电压,延长了路灯的使用寿命,达到了双重意义上的节能。

2.开灯比关灯更省钱前面提到的关灯节能方法是以牺牲城市照明和诱发犯罪率以及交通事故上升为代价的,而智能光源降压一稳压一调光技术所达到的节电率高于30%,由此而言,采用智能光源降压一稳压一调光技术,开灯比关灯更省钱。

3.算一笔看不见的帐,我国现有的路灯70%以上使用的都是高压钠灯,其设计寿命为24000小时(5年)。但是由于我国城市电网技术落后,造成线路的电压波动大大超过国际标准,许多地区的波动甚至超过额定电压的左右15%,特别是在后半夜,由于电负荷减少使得电网电压有时接近245V,致使路灯灯泡的实际使用寿命平均不到一年。现在,可以算这样一笔帐:以沿海开放城市为例,路灯每年需要更换一次灯泡,更换一只灯泡所需费用(含镇流器损耗、人工、车辆等)为120元,该市共有两万多只常开的路灯,则每年仅更换路灯灯泡的费用就高达两百多万元人民币,如果采用了智能光源降压一稳压一调光技术,路灯灯泡的使用寿命可延长一倍,仅此一项,一年就可节约开支两百多万元,加上节电30%,一年可节约七百多万元电费,两项相加就有近千万元之巨。如果450万元作为先期投入,半年内所节约的费用即可回收,逐年节约的资金可以重新投入市政建设。对于全国的总耗电量而言,道路照明只占一个小小的百分数,也正因如此,它才有可能成为推动节能运动的一个突破nqxhd S9|Prr3?fhw%F7an5= -:lR计 算 机论文tb^7znd|xHcIk"`WTQ8?o%eX_

4.智能光源降压一稳压一调光技术的推广亟待政府的行政支持

路灯节能无疑会给各地的市政开支节省大量资金,然而对路灯管理部门而言,他们的日常开支和经常性的维护费用是和路灯电耗及安装数量成正比的,电耗越多,下年度的费用就同比增长,也可以这样说,越是节约用电,对基层下年度的费用预算就越少,因此,路灯管理部门对节电工程大多持消极态度。这一现象反映出节能政策在具体操作中和现行体制及利益分配机制不相匹配,目前各地所执行的政策实际上是在鼓励浪费!国家整体的长远利益和部门短期利益之间存在着很大的矛盾。这一状况对节能工作的深入开展产生了相当大的阻力。

二、对节能工作方法一点建议

全国开发、生产节能产品的企业,大部分是小企业和一些大专院校的科研机构。为什么有实力的机构不愿介入呢?节能产品利润小、推广难,因此大型企业不愿涉足,投入不足致使我国节能产品在国际上处于相对落后状况。为什么国家大力提倡节能十几年了,而节能工作却一直推而不广呢?前面提到的政策不配套是一个重要原因,还有一个原因就是由于投入不够,使得许多产品还仅仅是实验室产品时就匆匆上市,结果远远不能适应各种复杂的实际运行工况。

第一,整个路灯行业总体份额较小,容易操作。据初步计算,用三年时间将全国现有路灯系统进行改造,总体投入不过6―7亿元。如果能采用政府、社会齐动手的战略,不会给国家造成财政负担。

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中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:

目前我国每年新建建筑中,只有10%―15%能达到国家制定的强制性节能标准,80%以上还为高耗能建筑,而既有的400亿平方米建筑中,95%以上是高能耗建筑。因此,我国民用建筑节能研究,既有很大的市场,又有极大的潜力。基于民用住宅系统的节能,是将住宅及其所处的周边环境和区域气候看作一个整体,在充分考虑这一整体中各种特性对住宅能耗的影响的情况下,对住宅的整体和周边环境进行规划和设计的过程,它是本研究模型产生的主要理论依据。但是显然,基于住宅系统的节能设计是一个十分庞大的系统工程,对其的研究是一个非常复杂的过程,而由于时间和资源的限制,本研究只对该系统中与住宅设计有关的子系统进行了进一步的分析和探讨。

1气候设计与环境规划

建筑的气候设计与环境规划是建立在广义生态学和建筑地域学等诸多学科之上的一个建筑节能设计子系统,它在民用建筑节能中起着十分重要的作用。就目前的研究来看,选址规划布局是其主要内容,它是建筑气候设计中宏观的最具影响的环境控制手段。这一方面是因为从大处着手的基地总体设计所产生的极大节能效益,另一方面也由于设计所追求的,是在某一地域范围内的居住建筑都能有良好而节能的建筑热环境,这一点不能由少数建筑所独享。一般而言,建筑气候设计与环境规划主要包括城市广义生态设计、选址与规划、环境散热等几个方面。

首先,广义生态设计就自然环境、社会环境、经济系统和人之间的关系达到和谐平衡的过程。其次,就选址规划而言,主要是指在建筑设计之始便应该融入环境理念,充分利用自然地形地貌配置道路、建筑、减少土方开挖、保护原有自然环境。规划布局中,应首先依照气候学原理分析建设基地特定地形气候环境的情况,以便充分利用其有利气候因素的影响。最后,环境散热主要针对目前普遍采用的建筑隔热技术都是出于对单体建筑考虑,其基本出发点是把建筑所在的周围环境看成迅速散热的巨大空间,因此只考虑如何有效地把太阳辐射热从建筑外表隔离出去的错误做法,提出建筑隔热应该与环境规划结合起来才能创造可持续发展的建筑环境。天空、风、水、植物等因素都是可以加以利用的散热因素。

2整体设计

建筑节能整体设计是民用建筑节能设计的一个方面。它一般从建筑方位朝向、建筑体型、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行深入研究,分析太阳辐射、大气环流和地理特征等因素对住宅能耗的有利或不利影响,以期对上述因素进行充分利用、改造,形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。

2.1朝向

建筑物的方位朝向对建筑物的节能效果具有重要的影响。首先,就通风而言,从有利于建筑单体通风的角度考虑,建筑的长边最好与夏季盛行风方向垂直;但从有利于建筑群体通风的角度考虑,建筑的长边若与夏季盛行风方向垂直,将严重影响后排建筑的夏季通风。其次,就日照而言,夏热冬冷地区最恶劣的建筑室内热环境是夏季的东、西晒和顶晒,而从窗户进入室内的大量太阳热辐射是夏季室内过热的主要原因。

2.2路网布置

一般而言,当路幅达到足够宽度时(如在北纬30度地区街道宽度与南向建筑高度之比l/n>1.8),东西向街道冬至日日照时间最长,且提供了最佳的南北建筑方位配置。因此在规划路网设置中,在满足功能景观要求下,应适当增加东西向道路设置,改善街道外部环境质量,并为下一步建筑设计提供更多的南北向建筑方位配置,为其建筑气候设计效果提供有力保障。

2.3绿化

绿化可有效地改善居住区的热微环境,具有显著的节能效果。而在建筑设计过程中,充分利用自然与人工绿化,可以降低城市高密度地区所带来的诸如“热岛效应”、“光污染”等负面影响,改善“小气候”,创造良好的外部环境。一般而言,建筑绿化环境设计又可分为屋面绿化、地面绿化和立面绿化等。

2.4体型

住宅的体型对其单位建筑面积能耗影响很大,可以说合理选择体型本身就是节能的开始。而体型系数(Fo/V)是影响建筑耗能水平的重要因素,其主要是指建筑物外露面积与其所包围的体积比值,其中建筑物外露面积系指除地面以外暴露于空气中的建筑物外表面积的总和,用Fo表示。一般而言,体型系数越小,耗热量越小,即越节能。体型系数小的建筑体型称为节能体型。建筑在设计过程中尽量选择最佳节能体型。

2.5太阳辐射

建筑物所处的室外环境并不是只与室外气温有关,还与太阳辐射、风、雨等有关,其中太阳辐射是主要因素,建筑的外立面由于朝向不同其得到(或失去)的太阳能量也不同。冬季辐射得热,南立面与北立面相差甚大。这就要求在分析建筑物平面形状时充分考虑太阳辐射的影响。

3单体设计

建筑整体布局满足节能要求的同时,单体建筑设计也是节能设计的关键,建筑单体设计也应服从节能建筑设计的原则,单体建筑节能设计主要体现在建筑平面、立面、剖面设计和内部布置以及局部构造设计上。

3.1平面风路设计

建筑内部的通风条件是决定人们健康、舒适的重要因素之一。它通过空气更新和气流的作用对人体的生物感受起到直接的影响作用,并通过对室内气温、湿度及内表面温度的影响而起到间接的影响作用。自然通风主要有风压通风、热压通风等几种方式。一般建筑自然通风以风压通风为主,热压通风为辅。具体的平面风路控制措施主要针对风向、风速、流场分布进行控制引导,主要取决于建筑方位朝向、导风设施、平面风路以及通风口布置几方面因素。

3.2立面节能设计

进行建筑立面的节能设计需要确定合适的窗墙比。窗墙面积比对建筑能耗的影响,主要取决于窗与外墙之间热工性能的差异,相差越大,影响越显著。比如,单层金属窗的夏季空调负荷是同面积24Omm厚砖墙的5倍,全年能耗是36倍,能耗差别是巨大的。同时,窗墙面积比不仅影响能耗;也影响建筑立面效果、室内采光、通风等。窗墙面积比过小,建筑通风不良,自然采光不足,会增加空调与照明能耗。但减少窗户能耗的根本途径,不是减少窗墙面积比,而是利用高新科技、大幅度提高窗的热工性能。

建筑立面的节能设计还较为重视建筑遮阳设计,一般而言,设计良好的立面遮阳设施其遮阳效果比室内百叶窗帘的遮阳效果高4倍,且其形式处理可极大地丰富建筑立面形态。立面遮阳设计不仅仅是遮阳构造设计,还可综合利用阳台、外廊等建筑构件以及垂直绿化、遮阳树木取得综合遮阳效果,使立面遮阳设计与立面形态处理有机结合起来。特别是夏热冬冷地区,夏季炎热,尤其是夏季东、西墙面受阳光直射,对室内温度影响较大。而遮阳是对西墙进行防热处理较为有效的办法。

3.3围护结构节能设计

建筑节能与建筑构造关系密切,建筑构造节点常常是建筑热工的薄弱环节,其它部位的构造形式也直接影响建筑的热工性能。夏热冬冷地区节能建筑构造设计即要考虑夏季隔热还要兼顾冬季保温,其主要有屋面节能设计和墙体节能设计两种设计方式。

首先,屋面是建筑护结构所受室外温度最高的地方,面积也较大,因此,屋面的保温隔热措施对改善室内温度环境非常重要。屋面节能设计首先是屋顶的隔热降温,其基本原理是:减少直接作用于屋顶表面的太阳辐射热;而另一个重点是屋面保温,通常的做法是:将容重低、导热系数小、吸水率低、有一定强度的轻质高效保温材料设置在防水层和屋面板之间以达到保温效果。

其次,墙体节能设计最为重要的是西墙隔热措施。夏热冬冷地区西晒时间长,太阳辐射强,没有遮挡的住宅向西山墙面需做一些隔热措施。绿色植物是首选的防晒隔热方法,研究表明,有绿色植被的墙体的平均温度比没有的低12.7℃。另外,外墙保温也是墙体节能设计的重要方法。常用的外墙保温措施有,外墙内保温措施,外墙中层保温措施和外墙外保温措施等。

4结语

基于住宅系统的节能设计在我国夏热冬冷地区民用建筑设计应用过程中,具有广泛前景和较好的效果。在基于住宅系统的节能设计应用于我国夏热冬冷地区民用建筑设计的过程中,建筑的朝向和建筑西向的绿化比例是最应该关注的方面,其中建筑越偏向东西朝向,其用电量越大,而建筑西面的绿化比例较大时,其用电能耗较小。建筑西面的绿化比例只要超过一个范围,就可以得到一个较好的节能效果。

参考文献:

[1]郑娟尔,吴次芳.我国建筑节能的现状、潜力与政策设计研究―一个基于控制论的分析框架,中国软科学,2005(5),71一75

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Abstract: The construction or the ecological construction of green building or sustainable development will become the mainstream in twenty-first Century, building design. Promoting green building design must depend on the whole social ecological awareness, driven by market mechanism, by government policies and regulations and guidance, but the architect of the prophet is the key.

Keywords: green building; ecological consciousness; operation mode;

中图分类号:TU2文献标识码:A 文章编号:

绿色建筑,或称可持续发展的建筑、生态建筑等,虽然提法不同,基本内涵是相同的,对其将成为21 世纪建筑设计主流的认识也是趋同的。但是,要成为建筑师的行动,不仅涉及社会上的方方面面,同时还要解决很多认识上的、技术上的,以及建设体制和政策上的问题。本文拟就此谈些想法,以期进一步引起建

筑师与社会各方面的重视和讨论。

一、绿色建筑的发展是实现建筑可持续发展战略的关键

尽管可持续发展已经成为大家的共识,但其原则在建筑设计中的体现从内容到方法还缺少一致的认识,在实施上的差距就更大。可持续发展是在人类发展与环境、资源的尖锐矛盾中提出的。对可持续发展,不能仅用几个环境指标来表示,要看到它是在生态系统规律上提出来的一种发展模式,要求在发展中注意资源的可续利用和不给环境造成不可恢复的破坏,因此它是一种新的生态价值观,也已逐步地成为规范我们社会行为的重要指导原则。

建筑对环境和资源的影响不仅涉及面广,而且极其深刻,特别是对于我国高速发展的城市来讲,更是影响巨大。比如近几年北京地区每年建筑开复工面积就达到近亿平方米,每年竣工2000多万平方米,这种高密度和高强度的建设活动使城市生态景观快速发生变化,城市生态系统和外部环境进行着大量物质与能量的交换,仅就建材而言,我国钢、水泥、平板玻璃、建筑陶瓷、卫生陶瓷、砖、砂、石几项生产耗能达1.6亿多吨标准煤,占全国能源生产的13%左右。我国新型墙体材料的产量虽然增加很快,但实心粘土砖仍然占80%以上,不仅年耗煤达5000多万吨,而且是每年要毁掉10多万亩土地资源,还要向环境排放大量的有害气体和温室气体。

一个建筑体系,是否可称为绿色建筑体系,其界定的原则,不在于它是否应用了某种绿色设计的技术方法,而是要从以下两个观点考虑它是否贯彻了可持续发展的原则:一是要从建筑全寿命周期过程中,对环境和资源影响的考虑;另一个就是要从建筑材料及使用功能,对室内、室外,对局地、区域及至全球环境和资源影响的考虑。只有在这两方面达到一定标准的建筑体系(这个标准应是建立在当前技术经济水平下的认识),才能做到节约能源、资源,无害化、无污染和可循环。因此,绿色建筑体系是符合生态调控规律的建筑体系。

二、绿色建筑设计与繁荣建筑创作

对于绿色建筑设计的技术方法分类众说纷纭,1993年6月国际建协在芝加哥会议上通过的《芝加哥宣言》,对可持续的建筑设计提出了六方面的观点:即节约能源、设计结合气候、材料与能源的循环利用、尊重用户、尊重基地环境和整体的设计观,并没有提出某项确切的技术支撑。其实这也正反映出绿色建筑设计技术方法应该是多种多样的,凡是以绿色建筑体系为设计目标的技术手法都应包括在其内。从可持续发展理论和建筑师多年实践出发,建筑创作与绿色设计的技术选择,应该从以下两个基本原则出发:

一是强调因地制宜, 积极适应建筑立地的环境条件,也包括保持城市的传统与文脉。在项目的规划与总图设计阶段,选址和保护周围环境是绿色设计的主要内容,同时还要注意对当地历史和人们的传统生活方式的讨论。在城市规划阶段,生态控制论的技术方法可以有效地提高规划的质量。在设计阶段,无论是生物

气候设计,还是生物气候缓冲层的设计策略,都强调应用被动设计的方法,用以解决建筑节能和建筑通风。已有研究文章系统的说明了这种被动式设计方法,包括一些仿生建筑的设计,极大地影响着建筑的形态,比如建筑的朝向、几何形状、护的材料与色彩等。当然因地制宜还体现在设计中重视对当地建筑当然因地制宜还体现在设计中重视对当地建筑材料和太阳能、风能等资源的利用。

二是强调“整体设计”思想,强调建筑的全寿命周期设计方法,单独的某一项技术不能称之为实施了绿色设计。1999 年国际建协20届大会通过的北京中指出:“建筑单体及其环境历经一个规划、建设、维修、保护、整治、更新的过程。建设环境的寿命周期恒长持久,因而更依赖建筑师的远见卓识。将建筑循环过程的各个阶段统筹规划。”这里给出了整体设计的概念,就是从全球环境与资源出发,应用经济可行的各种技术和建筑材料,构筑一个从建筑全寿命周期的绿色建筑体系。

如何在设计之中应用高技术和优质的材料,就要应用寿命周期评价方法予以权衡,进行技术选择。现在欧美应用的高技术绿色设计方法往往和智能建筑设计相结合。按欧洲智能集团对智能建筑的理解是:使其用户发挥最高效率,低保养成本和最有效地管理其建筑本身的资源。这和绿色设计的理念是一致的。智能建筑的系统集成方法在改善建筑能源和室内环境的设计中,往往采用主动式设计方法,尽管要花费较大的成本,但从建筑全寿命周期的评估,经济上还是可行的。当然,很多常规技术依然是大量被使用,而且是行之有效的。

建筑材料生命周期中的污染和能耗主要有三个方面,包括建筑材料和设备制造,材料、设备从产地到建筑工地的运输及施工中的污染与能耗,这些将是建筑材料的取舍依据。

谈到建筑创作,建筑界的讨论往往只热衷于建筑形式、哲学、文化与美学的法则,却很少涉及建筑科学和技术问题。建筑技术与建筑艺术创作绝非孤立存在,现代建筑最大的发展就是现代科学思维在设计中的融入和新材料、新技术在建筑中的引入。而绿色建筑设计对建筑设计的思维又是一个革命性的变化,体现生态的美学价值。绿色设计要求建筑的形式和功能的自然亲合,特别是一些高技术的引入,又能够使人们体验充满智力的感受。

三、推动绿色建筑发展的若干思考

1.全社会的生态意识教育与提倡和宣传绿色消费的生活方式

首先是加强对建筑师的可持续发展的生态意识教育,建筑师的创作不能脱离时代和当前的社会的认识水平,否则就不会被接受。但是,建筑师要有引导建筑进步的责任。20届国际建协对建筑教育的讨论指出,过去学校的建筑教育,对引导学生在建筑物的体型设计方面倾注极大的精力,现在,应更加关心历史、社会人文和生态环境。对于执业的建筑师,我国已经建立了建筑师的注册制度,对于继续教育也有了明确的规定,2002年已经将《建筑设计的生态策略》作为继续教育的必修课程,开始得到应有的重视。

其次是要在全社会普及生态教育,提倡绿色消费。所谓绿色消费方式,就是从可持续发展的原则出发,在居住、出行、娱乐休憩中废弃追求奢侈豪华,提倡节能、节省资源和减少对环境污染的生活方式。只有全社会接受并追求绿色建筑体系,才能驱动建筑市场的需求,才能使市场各方主体去营建绿色建筑,推动建

筑业的可持续发展。

2.改革建筑工程运作模式,加强建筑师对工程全过程的控制

在当前国内建设体制下,开发商把一个建设工程分段发包给勘察、设计、施工、监理单位,包括建筑材料和设备的采购,也基本上是开发商说了算。在现行体制下,建筑师的权利极为有限,加上设计招投标运作的不规范,建筑师往往能按照投资商的想法追求建筑的造型和画施工图,谈不上对工程全过程的控制。所以给建筑师的创作空间和控制工程质量的权利已经是急需解决的问题。一个典型例子就是清华大学和美国麻省理工学院合作进行生态住宅小区的设计与建设研究,找了北京两家大的房地产开发公司,历时4 年,设计付出很大,但是开发商以种种理由,一个实际工程都没得到落实。原因就是开发商急功近利,经济不合算而不去为之,建筑师则无能为力。

因此,在立项时就应该有绿色建筑的创意要求,同时扩充现行环境影响评价的内容,按照绿色建筑体系的要求进行可行性研究。建筑设计单位服务的领域要积极进行延伸,按照国际通行的咨询(FIDIC)服务的模式来运作,服务的对象应该包括业主、承包商、金融机构等,实施各种项目总承包的方式为建设工程提供建设全过程的服务。根据我国设计体制下人力资源及实际承接任务的现状,当前有实力的民用建筑设计单位应该在改革中积极向此方向发展,特别是要注意培养和吸纳这方面的人才,进行以工程项目管理服务(PM)或工程项目管理(PMC)方式为主的各种形式的工程总承包,发挥建筑师对工程的控制作用,这将会有力地推动绿色建筑的实施。

总之,推动绿色建筑设计要依靠全社会生态意识的提高,依靠市场机制的驱动,靠政府政策法规的规范与诱导,但建筑师的先觉无疑是重要的关键。

参考文献

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一、使用后评价的意义和重要性

1.使用后评价的概念使用后评价(PostOccupancyEvaluation,简称POE)是指对建筑物及其环境在建成并使用一段时间后进行的一套系统的评价程序和方法。它关注的是建筑及其环境的实际使用情况和使用者的意见和需求。其原理是通过对建筑与规划的预期目的与实际使用情况加以对照、比较,收集反馈信息,以便为将来同类建筑与环境的规划、设计和建筑决策提供可靠的客观依据。

2.反馈机制的作用控制论、信息论和系统论是人类在20世纪提出的三大理论。维纳提出控制论的核心,就是特别重视反馈机制的作用。维纳的控制论论述了人类、动物和机器是如何利用反馈信息来学习、调整并改进自身的行为。没有反馈的控制是不可能的。以射箭运动员为例,每发出一箭,都要了解所射之箭偏离靶心的信息,作为调整下一次射箭的依据,使之越来越准确地命中目标。开展使用后评价的目的就是在规划与建筑设计中建立反馈机制。缺乏这一过程,规划与建筑设计的程序就不完整。

欧美建筑界通过使用后评价发现,大量建筑物中存在的缺点、不足和问题,是由于建筑设计不当造成的。这些问题若不是通过使用后评价及时发现,就可能在类似的其它工程中一再发生,甚至延续数十年而得不到发现和解决,将造成极大的损失。

3.“以人为本”价值观的体现规划与建筑设计的根本目的,是要创造适用、健康、安全、节约资源能源和有利于保护环境的建筑空间、场所等人工环境,来满足人们的各种使用需求(包括居住、工作、生产、休闲与娱乐等各种活动)。因此,如何体现“以人为本”的宗旨,为建筑物的使用者着想,为他们设计良好、适用的建筑空间,是建筑师义不容辞的职责所在,也是衡量建筑设计水平优劣、质量高低的根本判别准则。

4.使用后评价的作用一个建成的建筑物及其环境是否令人满意?有无需要改进的地方?对于这些问题,使用者最有发言权。因为他们长期在其中居住、工作、生活,最有切身体会,他们的意见也因此而极具参考价值。

归纳使用后评价的作用,主要体现在以下几点:

①有助于改善建成环境的质量与功能,使之更好地满足使用者的要求;②有助于促进建筑设计与城市规划理论的发展,形成导则、规范和标准;③有助于提高建筑师、规划师的修养和业务能力。《红楼梦》云:“世事洞明皆学问,人情练达即文章”。俗话也说:“木匠要巧,郎中要老”。一位成熟的、高水平的建筑师、规划师应同时具备木匠之巧和郎中之“老”。如果不了解使用者的多种要求,不熟悉人们在建筑空间中发生的行为模式和引发的环境心理状况,是难以胜任建筑师和规划师的工作的。而使用后调研与评价正是建筑师、规划师了解、熟悉服务对象,提高自己业务能力和修养的一项基本功。

④有助于科学地检验和评价规划与建筑设计方案是否合理、是否优秀。如同评价影视作品设有金鸡奖、百花奖,要依赖专家的评价和观众的评价一样,对于规划与建筑设计的评价,也一样既要依靠专家的评价,又要依靠群众的评价,二者不可或缺。而此二者的评价都涵括在使用后评价的范畴之中。

⑤有助于建筑业可持续发展和四节一环保(节材、节地、节能、节水)建筑的实现。

使用后评价的最新发展:绿色建筑使用后评价,着重于对建筑的四节一环保和可持续发展方面的考量,对建筑业落实科学发展观、建成环境友好型、资源节约型社会起重要作用。

二、使用后评价发展简史

1.首个严格意义上的POE发生在上世纪60年代。最早是由Osmond等人于1966年对精神病院和监狱等特种建筑开展使用后调研。这些工作着重调查评估这些特种建筑对特殊使用者的健康、安全和心理的影响,并为今后改进同类建筑设计提供依据。

自上世纪60年代末至整个70年代,发达国家建筑界有若干重要的相关论着发表。如1969年,RobertSommer出版着作《私人空间:设计的行为基础》(PersonalSpace:TheBehavioralBasisofDesign);1974年,又出版《紧密空间:硬的建筑及如何使之人性化》(TightSpaces:HardArchitectureandHowtoHumanizeit);1975年,EdwardT.Hall出版了《建筑界中的第四维度:建筑对人之行为的影响》(TheFourthDimensioninArchitecture:TheImpactofBuildingonMan’sBehavior)。可见,当时西方建筑界已十分关注建筑设计与人的行为之间的相互关系。使用后评价的开展正是与这些理论动向密切相关的。在此背景下,1968年西方建筑界成立了“环境设计研究协会”,其成员包括建筑师、规划师、设备工程师、室内设计师、心理学家、社会学家、人类学家和地理学家等。70年代后期,发达国家建筑界又陆续出版了一批着作,涉及使用后评价方法及案例研究,并办有专门的杂志,如《环境与行为》(《EnvironmentandBehavior》)、《环境心理学报》(《TheJournalofEnvironmentalPsychology》)、《建筑学和现代建筑》(《ArchitectureandProgressiveArchitecture》)等。在这些重要建筑类杂志上,也重视POE论文的发表。

尤其值得一提的是,ChristopherAlexander先后于1964年出版了《形式合成注释》(《NotesontheSynthesisofForm》);于1969年出版了《模式生成住宅》(《HousesGeneratedbyPatterns》),后又于1977年出版了《模式语言》(《APatternLanguage》)。这些着作对建筑使用后评价的开展起到重要的指导和推动作用。

1975年,美国成立了《通用设施管理》(《GeneralServicesAdministration》)机构,开始对办公建筑的性能开展可测量指标的研究。自上世纪60-80年代,美国已对学生公寓、医院、住宅公寓、办公建筑、学校建筑、军队营房等建筑广泛地开展使用后评价研究,发展出一套关于数据收集、分析技术,主客观评价指标、评价模型及设计导则等方法体系,包括调研、访谈、系统观察、行为地图、档案资料分析和图像记录等一整套开展POE的技术手段。

在英国,70年代也出版了有影响的关于POE的着作,如苏格兰《建筑性能研究中心》的Markus于1972年出版的《建筑性能》(《BuildingPerformance》)一书,影响相当广泛。

总之,到80年代,在欧美等发达国家,POE已成为政府和建筑界的例行活动。一些建筑学院还将POE列为本科生和研究生的课程。除了美国以外,在欧洲、大洋洲和日本,有三个重要的组织在执行POE研究。它们是:

①欧洲的IAPS(《InternationalAssociationfortheStudyofPeople&TheirPhysicalSurroundings》)(国际人与实体环境研究协会);②澳洲、新西兰和东南亚的PAPER:《People&ThePhysicalEnvironmentResearchAssociation》(《人与实体环境研究协会》);③日本的MERA:《Man-EnvironmentResearchAssociation》(《人与环境研究协会》)。

发达国家早在上世纪60年代就开始探索生态建筑学和开始环境影响评价,注意建筑的可持续发展问题和与自然生态、环保的关系。随着能源危机和环境资源问题的加剧,自80年代起,西方发达国家开始更加关注绿色建筑。如美国成立绿色建筑协会USGBC(UnitedStatesGreenBuildingCouncil)。有关绿色建筑与建筑环境评价的方法体系也纷纷推出。如英国建筑研究所(BRE)于1990年推出的“建筑环境评价方法(BREEAM)”,美国绿色建筑委员会于1993年推出的“LEED绿色建筑等级体系”;1996年由加拿大、美国、英国、法国等14个国家参加的“GBC绿色建筑挑战”。还有德国的生态导则LNB及ECO-PRO、澳大利亚的建筑环境评价体系NABERS、挪威的ECOprofile,荷兰的ECOQuantum,法国的ESCALE、EQUER,日本的《环境共生住宅A-Z》等。这些评价体系对建筑是否节能、环保的性能标准给出系统的分析与评估方法,并设计了各类图表及电脑软件,便于设计者或使用者评估。

2.我国的使用后评价我国的建成环境使用后评价及相关工作,是从上世纪70年代末80年代初开始的。常怀生先生于1982年在哈尔滨建筑工程学院介绍建筑环境心理学,并于1984年翻译出版了《环境心理学》一书,其中介绍了日本的环境评价工作。1992年常先生着手调查全国9个城市123户住宅、4个城市7家医院近60间病房,以及深圳6栋办公楼近40间办公室。其评价实践偏重于研究人与微观环境的心理互动关系。后来,他又在1999年《室内环境设计与心理学》一书中介绍了POE的理论和方法。

关于建筑物理环境的专项使用后评价方法的研究也在80年代陆续展开。例如,杨公侠先生于1984年出版的《视觉与视觉环境》一书,结合视觉环境进行环境评价研究。

笔者曾于上世纪80年代研究厅堂音质的评价方法,并在此基础上,扩大到对居住区生活与环境质量的使用后评价。1990-1993年间,在国家自然科学基金及浙江省自然科学基金的资助下,笔者对4城市17个居住区居民进行居住区生活与环境质量使用后评价。以人群的主观评价为核心,利用量化的方法,初步建立了建筑环境综合评价的科学架构。

1998年在《建筑百家言》[2]一书中,笔者发表了《提倡建筑师进行使用后调查》一文,强调了在我国建筑界开展使用后评价的重要性。此后,笔者在华南理工大学建筑设计及其理论专业招收博士生,开展建筑使用后评价的较为系统的研究。目前已先后有朱小雷、陈建华、尹朝晖等三位博士生毕业。另有若干位博士生仍在这一领域耕耘。他们分别就使用后评价方法体系以及城市休憩性文化广场、住宅、大学校园教学建筑以及办公建筑等建筑环境开展较为深入的使用后评价研究。朱小雷博士还于2005年出版了《建筑环境主观评价方法研究》一书。

1993年,在吉林召开了我国首次“建筑与心理学”研讨会。李道增先生于1999年出版了《环境行为学概论》一书。胡正凡、林玉莲于2000年出版《环境心理学》一书。他们在“环境、行为”理论研究基础上,利用认知地图对校园环境和风景区质量做了评价研究。该书还介绍了POE的一些基本知识和特点。

庄惟敏于1999年出版了《建筑策划导论》一书,系统介绍了日本住宅空间的评价方法。他结合建筑策划理论研究,系统地发展了以“语义差异法”为中心的建成环境评价方法,强调利用社会学的调查研究方法评价现状环境实态,收集建筑策划基础信息的重要性。

关于绿色建筑评价的研究,我国在进入本世纪以来也有很大发展。如2001年建设部住宅产业化促进中心制订了《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则》。同时多家科研机构、设计单位合作,制订了《中国生态住宅技术评价体系》,并出版了《中国生态住宅技术评估手册》。另外《现代房地产绿色开发与评价》一书也于2003年出版。同年8月,由清华大学等九家单位合作,完成了《绿色奥运建筑评估体系》。1996年香港地区参照英国的BREEAM,建立了HK-BEAM。1999年台湾地区也推出了《绿色建筑解说与评估手册》。[3]

三、评价学要点使用后评价涉及评价学,因此有必要了解一下评价学的要点

首先,评价可分为客观评价与主观评价两大类,并且应当以后者作为出发点和归宿。尤其是使用后评价,更关注使用者的主观感受,如满意不满意,舒适不舒适,方便不方便等。

其次,评价可以按定量和定性的方式进行。通常客观评价多依赖于定量指标进行,而主观评价则多以定性的方式进行,但也可以利用诸如语义学标度等方法予以量化,使之能输入计算机进行统计分析。

再者,评价通常还会依靠一套指标集(或称因子集、参量集)来进行。这些指标要求是彼此独立的,并且对于所评价的对象而言,应当是力求完备的。对各指标还应寻求适当的容限和优选范围。

探讨主客观指标之间的相互关系是评价学的核心问题之一。如何由各单项指标的评价合成为综合评价,也是值得探讨的问题。

另外,依靠什么人去评价,用何种技术方法去评价,也是十分重要的评价学内容。

四、使用后评价的常用技术和方法

1.文献资料收集与分析通常需要收集的资料包括有关建筑设计图纸、维修记录及变更设计的情况。若是欲进行绿色建筑评估,则还应包括用电、耗能的记录等资料。新晨

2.现场踏勘与测量进行现场踏勘的目的是熟悉欲评价之建筑及其环境。专项评价还应包括必要的测量:如光学、声学、热工学与室内空气品质测量等。

3.问卷调查与访谈调查访谈的对象主要是建筑的使用者,也包括该建筑的服务与管理人员。有时还需要向相关专家(包括建筑师、规划师)作调查、访谈。例如,欲评价观演建筑设计是否良好,则可向音乐家、乐队指挥、演员、导演及剧场经理等作调查和访谈。

若涉及的调查访问对象过多,则需采用随机采样的原则来获得调查对象的样本。若所需研究、评价的项目与被调查者的身份与社会统计属性有关(年龄、性别、职业、民族、收入等),则尚须记录这些信息资料,以供后期分析之用。

设计调查问卷也有许多讲究。通常须涉及对使用者的健康、安全,工作效率与生活方便性和心理舒适性等方面的问题。如询问何项设计是成功的?何者是失败的?某工作与活动空间的面积、体积是否足够?各房间之间的空间关系是否恰当(包括平面关系和竖向关系)?交通面积和路径(包括门厅、过道、楼梯等)是否足够与恰当?指向性是否明确?物理环境(声、光、热、空调、通风、遮阳)等是否满意?墙、地板、天花等各界面的装修材料是否合适?建筑外观及美学效果如何?使用者在各种空间中所感受到的领域感、私密度如何?是否便于社交接触?建筑物是否便于变更使用?是否便于维修等等。同时,还可询问是否需要某些使用者认为必需,而所在建筑又缺乏的房间或设施以及使用者对改进设计的建议等。

关于空间利用率的调研,可以询问使用者在一个平均周内,花多少时间于某个空间。具体时间(小时数)可按每4~5小时分档。

为了量化主观评价,可采用语义学级差标度法来获取评分。通常采用4、5、7、9、乃至11级标度。例如:

采用4点标度的好处是不设中间态度,要么是正的评价,要么是负的评价。如:

当欲作某专项使用后评价,在设计问卷时,可以把其它项目的问题也夹杂其中,以一种不经意的方式来调研,避免诱导、暗示的作用,以便更真实地了解到使用者的反应。

4.直接观察与行为记录对人们如何使用某一建筑空间或设施进行直接观察,并利用草图来记录其行为,从中发现规律,是行为科学研究的一项基本方法。例如陈建华等人[4]在对岭南地区休憩性文化广场所做的使用后评价中,就曾利用此方法发现乔木下人群的若干行为模式,包括主要使用人群的年龄、性别、利用时间和人数的分布,人群集聚特性与活动类型等,并得出在设计休憩性文化广场乔木下空间时,应注意其坐椅的布置和设计,注意周围景物的可视性等设计导则。

5.拍照与录像定期或不定期地对人们如何利用某一建筑空间或设施的行为加以拍照、录像,也是行为记录的一种常用方法,可作为直接观察和草图记录法之补充。朱小雷[5]在对华南理工大学文化广场作使用后评价时,曾于2002年4月24日下午利用拍照记录行为资料。图1是他在半小时内每隔5~7分钟对该广场的拍摄样本。通过拍照,他发现了一些空间异用行为,如有18人在中央主花坛就座,说明原设计在花坛边布置的坐位数量不足,或坐位设计不舒适。他并发现有小车开到广场中停车。这显然不符合设计者设计该文化广场之初衷,说明设计者未采取有效措施,来防护类似行为之发生。拍摄还发现跆拳道小组和交谊舞小组共同利用该场地作为活动空间,但在时间上有冲突等问题。

6.认知地图与使用方式记录让被访者画出某建筑环境或空间的认知地图或意象图式,也是一项行为与环境心理学的调研方法,从中可以了解建筑等认知对象在使用者心目中的印象,以及使用者是如何感知所处的建筑空间环境的。此外,提供给被访者一些建筑的平面图,让被访者画出(或用文字注明)其是如何利用该空间的,也是一项辅助的调研方法。如尹朝晖[6]在对珠三角地区住宅实施的使用后评价中,就利用此方法了解到居民如何使用住宅的许多细节和方式。图2示出部分居民住宅的使用方式记录图。她从中归纳出居民有希望设独立书房和第二主卧室的倾向;居民有希望主卧室有私密化个人休闲空间或读书空间的倾向;有自己划分出玄关的倾向;居民有喜欢在客厅设置酒吧、装饰柜或鱼缸的倾向;以及多数居民较喜欢圆形餐桌,较重视阳台的休闲功能等意向。

7.变更设计与改变空间使用功能的记录在了解使用者对建筑空间与设施的使用方式时,注意了解使用者是否及如何变更设计和改动原设计空间的使用功能等信息,具有特别重要的价值。这些行为的发生说明设计者的意图未能被实际使用者接受,二者发生差异。这些反馈信息提示设计者今后在设计类似建筑和布置同类设施时,应特别注意加以改善的地方。

8.利用图片或虚拟仿真技术来进行主观优选试验何种设计方案和建筑空间环境更为使用者所青睐?欲对此有所了解有时可利用相片、设计图案、计算机仿真乃至虚拟现实技术提供给被调查、访问的对象,供他们进行主观择优试验。通常可采用二者比较择一或多者比较排序等方法。所提供的供择优、排序的图片,或虚拟仿真场景,最好在某一参量上加以变化,而其它参量尽量保持不变,以便了解被试者对某一参量的优选意向。由于计算机仿真技术容易做到仅让单一变量变化,故特别适宜于此种主观优选或排序试验。至于所提供的图片或场景是否需要十分逼真,则应视所进行的试验目的而定。通常只要被试者能作出优选、排序判断即可。

9.数据统计分析方法对所收集到的调研资料、信息,尤其是量化数据尚需根据评价的旨趣进行一些统计分析处理。常用的数理统计分析包括以下几项:

⑴平均值分析:可以了解大多数人的中心判断倾向;⑵标准差分析:可以了解调查对象意见的分歧、离散程度;⑶相关分析:可以了解调查参量之间的关联程度;⑷独立性检验:可以检验调查参量之间是否相互独立;⑸因子分析与主成份分析:可以了解哪些潜在的重要因子在起作用;⑹回归分析:可以将所欲预报的参量(因变量)用一个或若干个自变量来定量地表示。

由于数理统计涉及专门的课程,为了更好地开展使用后评价,建筑师、规划师应当学一点统计学。现在已有专门的应用统计分析软件可以利用(如SPSS统计软件)。

10.小结综上所述,建成环境的POE主要可分为三个层面进行:其一是在技术层面上进行。主要是根据现行规范、标准的一套客观指标来检验;其二是从功能层面上进行,主要涉及各类专门建筑的功能,如医院、超市、剧场等;其三是从行为层面进行。这一类的POE更加关注的是使用者是如何使用空间的,其行为规律如何,以及环境心理效应。要考虑人体测量学、人类工程学的因素,注重研究建筑空间的次序、位置、相互关系、形状、比例、尺度、细部等对人的行为和心理的影响,包括私密性、领域感、安全感、社交距离、亲切感、方向感、舒适感及对环境的认知等。

各类建筑使用后评价研究还在发展之中,尤其在国内建筑界还未引起足够重视。然而使用后评价无疑具有十分重要的价值,是当今建筑学研究的一个重要方向。希望有更多的同行予以关注,共同推动使用后评价研究的进一步开展。

参考文献[1]W.F.E.Preiseretal,“Post-OccupancyEvaluation”VNRCompany.NewYork.1988.

[2]杨永生。建筑百家言。中国建筑工业出版社,1998.

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