工程节能技术论文范文

时间:2023-03-22 17:49:39

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工程节能技术论文

篇1

1.1在设计中存在的问题

(1)外墙外保温系统的选择仍然是不成熟的,不符合国家有关技术标准和技术规范的要求,有安全隐患;

(2)有不规范的现象主要是设计变更,变更所要的严谨文字未能表达出来,变更的原因也不解释;

(3)没有建筑节能热工计算书;

(4)没有选择准确的建筑标准图及外墙外保温系统;

(5)在地下室顶板,门斗缺少节能设计;

(6)窗墙比以及体形系数都过大,这样就导致建筑节能投资的增加;

(7)对建筑物体形系数的控制不严格,在设计的过程中应按建筑的体形系数对要围护结构的热工性能进行计算;

(8)没有深入研究保温体系的结构,这样很容易造成质量和隐患。

1.2施工过程中存在的问题

(1)在施工的过程中建设单位没有经过有关机构的审查就改变外墙保温体系;

(2)虽然一些工程对地下室的顶板、挑梁等进行了保温节能的设计,但施工单位为了降低工程造价或者施工的方便,在施工过程中将这些具有保温构造给取消,这样就很大程度上降低了建筑节能的效果,冬季采暖期房屋会出现霉变或者流水这些现象;

(3)在施工的过程中不规范和监理的不到位这些因素都会影响着工程质量;

(4)在施工现场所选择的节能产品没有经过检验就直接投入使用,有些产品质量比较低劣,这样不但影响到工程的质量同时也影响到建筑的节能效果。

1.3监理过程中存在的问题

(1)在施工过程中没有很好的履行监理责任,使工程存在安全隐患,影响工程质量;

(2)一些监理企业对进场产品的检验不合格,以致会有一些产品的质量比较差;

(3)另外一些节能项目完工以后并没有对实体材料的热工指标进行实体检测。

1.4建筑工程业主和开发商存在的问题

从建筑业主和及开发商的角度分析,建筑节能的发展步伐受到节能材料成本差价的阻挠。要实现建筑的节能,也就会导致建筑成本的增加。开发商只要是负责房屋的建造,并没有使用,以致在设计及建造的过程中没有会去考虑有关节能方面的问题。就算是在设计时对建筑进行了节能设计,但在实际施工过程中只会限于建筑节能的表面,不会对建筑节能技术进行深入的研究。这种做法根本不能实现建筑节能的目标。

2建筑工程节能技术的运用

建筑节能技术在工程学科的各个专业都有涉及,其应用范围较广,是减少建筑能源消耗、提高能源利用率的有效途径,这种技术的应用对于可持续发展道路的实现有重要作用。建筑节能技术通过对建筑物外表面积的减少、使用围护结构设计、对重点部位加强保温隔热等方法来实现节能目标以及达到绿化能源的目的。

2.1严格执行节能设计

把节能设计作为在对建筑设计时要关注的重点,同时把建筑的节能设计是不是能达标作为考核设计成功的一个标准。严格执行建筑节能当中的有关技术标准,要对建筑采暖系统进行设计,首先就要保证室内环境以及卫生标准,要使单位面积内的能耗达到标准所要的要求。例如对建筑的窗墙面积比和房屋的布局、朝向都要做出相关的要求,避免东西向开窗,还应保证窗户的遮阳性和气密性,从气密性与换气次数方面考虑应该选择平开窗。

2.2积极采用节能建材

重视节能产品的使用减少实心粘土砖的使用,尽量采用空心粘土砖、粉煤灰制品以及混凝土,积极采用玻璃棉、岩棉等等的保温材料;把传统的外墙和屋面进行全面的改革,不断提高它的保温隔热性能,大力发展节能型墙体、屋面,加强对保温墙体及屋面的综合开发利用;同时不断改良建筑钢门窗的保温气密性,加大和推广节能型门窗的使用,尽量推广和使用塑料的门窗。

2.3发展建筑节能技术

要大力发展建筑节能技术、研究节能产品,比如,门窗的密封技术、墙体的防开裂技术、屋面保温防水技术,大力推广空心砌块墙体、保温门窗、空心砖墙体等等新技能产品。

2.4加强建筑的节能改造

我们要积极开展对节能标准的监督、对节能产品的认证以及对建筑物能耗的测评工作,采用先进的节能技术以及科学的管理方法,对于那些已经建成的工程建筑围护结构和设备系统的运行有组织和计划地进行节能改造升级,使其能达到规定的指标。要想推动建筑节能的快速发展还要处理好下面几个关系:

(1)社会效益和经济效益相互协调,这两种关系能推进建筑节能,不但对改善室内热环境有利,而且能够降低能源的消耗,减少二氧化碳等等温室气体的排放,符合当代可持续发展战略的要求。

(2)工程的新建与改造,当面临这两种任务时既要按照节能的标准对新建工程的能耗水平进行控制,又要对既有建筑进行节能改造;

(3)导与堵的关系,这个需要通过市场经济手段,从各个方面进行政策引导,比如,税收、投资、成本、招标投标等方面,鼓励施工单位和开发单位实施建筑节能策略;另外要通过行政以及法律手段对施工单位和开发单位进行强制的管理,要他们执行节能标准。

(4)增强合力和每个职能部门各司其职的关系,建筑节能它是一项复杂的系统工程,它要各方面的配合一起才能完成,所以要不断地增强工作的合力和效能,还要把工作和职责进行划分,各司其职。政府部门要从改革、建设、规划等部门进行分工,推进建筑节能工作的顺利进行,企业要从科研、材料生产、施工、监理等方面进行合作,严格按照有关标准,全面开展建筑节能工作。

3建筑工程节能技术中应遵循的原则

建筑节能技术是在满足我国国情以及经济计划要求下实行的一种工程技术,在进行节能设计时要遵循以下原则:

3.1减少能源消耗

在设计工程图纸之前就应该考虑到减少能源消耗,对节能技术的控制要考虑到很多的问题,比如,变压器功能的损耗以及照明负荷等这些都应该列入能源消耗的范畴内,对于那些消耗能源较多的设备要用低能源设备进行替换,在每一个环节都要做到能源的节约。

3.2提高经济效益

在运用建筑节能技术时要考虑国家的经济状况,提高能源的利用率以及材料的耐用度,减少不必要的投资所造成的浪费,提高能源的循环利用率,最终实现经济效益的提高。

3.3满足建筑物的工程

运用建筑物的技能技术首先要考虑的还是建筑物的功能,比如,采光、荷载、色彩、与建筑物结构的匹配程度以及公共场所的用电设施也要考虑到节能的需要。

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2电气节能技术在石化企业工程设计中的应用

2.1电力系统节能

2.1.1变压器选型。

变压器是在电力系统中是较为常用且较为普遍的电气设备,尤其在石化企业中,大量的变压器投入使用。7×24小时运行,其消耗电能量也是相当之大。通常我们在选择变压器时,需要根据变压器的负载率这一指标来进行选择。

2.1.2系统功率因数的提高。

在电力系统中,功率因数占据着举足轻重的地位。如果能够提高功率因数,那么就意味着能源的利用率会得以提高,同时生产和电力成本、线路电压都会相应减少,而设备的利用率会大大改善。石化企业就会以最小的投资得到最大的经济收益。大多数用电设备均是根据电磁感应原理工作的,如配电变压器、电动机等,它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。

2.1.3减少线路的功率损耗。

根据公式P=I2R可知,只要电流经过有电阻的介质就会产生能量消耗。那么在一个大的工程中,有成百上千的设备以及设备线路,减少线路的功率损耗对于电气节能的贡献是相当可观的。根据R=ρL/S可以得出,在工程设计中应当合理地设计电气线路的走向,减少线路的长度L以及合理地选择线路的粗细S能够有效地降低线路损耗。

2.1.4降低高次谐波。

在我国使用的交流电的频率为50Hz,当正弦波受到外界干扰时就会发生畸变,畸变越严重,高次谐波分量越大,基波的分量越小。在具有高次谐波电压和电流的电网系统中,对电动机的正常运行起作用的仅是电网的电压和电流的基波部分,而系统中的高次谐波电流和电压部分,则只能产生有功损耗和额外的无功损耗。同时,高次谐波会产生过电压、过电流直接影响到工作的可靠性。解决电网高次谐波主要是采用无源滤波技术(电容、电感组成的滤波器吸收高次谐波)和有源滤波技术(由先进的电子控制和电力电子设备组成,通过探测系统瞬间的畸变波形,并产生与之相反的畸变波形与其抵消,从而输出标准的正弦波)。

2.2稳定电压节能

稳定供电电压至额定电压,系统供电效率最高。电压的不稳定,高电压和低电压都不能形成高效供电。绝大多数的用电设备,它在额定电压工况下效率最高。如果供电电压高于额定电压,就会产生过高的空载电流,造成能源的浪费。如果供电电压低于额定电压,负载不变时就会产生过大的负载电流,造成线损的增加,也会造成能源的浪费。要选择合适的供电电压,如果压力变化过大,可使用带有有载调节开关的变压器。

2.3照明系统节能

在满足正常照明需求的前提下,优先选取发光效率高、能源消耗小的节能灯、电磁感应灯、LED灯等。这些灯的寿命长、能耗小,可以满足节能的要求。在我国,电网的标准电压是220V,但是存在一个电压的-10%~-7%的电压偏差。过高的电压经过照明系统会产生大量的热量,同时也会影响到照明设备的寿命。通过控制照明系统中回路电压,能够起到节约用电和延长照明设备使用寿命的功能。

2.4电子设备节能

在石化企业中,电子设备节能主要包含工作计算机、打印机、复印机的节能和工业使用的PID控制系统节能。在日常工作中,企业的每一位员工需要养成顺手关闭计算机显示器、下班后关闭计算机的习惯,在使用操作系统时尽量设置为省电模式。另外打印机、复印机在不使用的时候选择待机或直接关机减少耗电量。工业使用PID控制系统设计时选择低功耗的模块。

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2电气节能技术在建筑工程中应用的重要意义

随着近些年,建筑能耗问题的日益严重,建筑能耗问题开始受到社会各界的广泛关注。我国政府在“十一五”规划纲要中将建筑节能工程纳入我国十大节能工程之一。通过国家对建筑节能工程的重视,不难看出建筑节能的重要性,建筑节能不仅关系着我国能源问题,更影响着我国经济发展,关乎着我国建筑行业未来发展。建筑能耗中电气消耗是能耗中的重中之重,因此,想要实现建筑节能,必须加强对电气节能技术的应用,利用电气节能技术节能。电气技术是指建筑工程中为了满足住宅的日常生活功能及对电力资源的需求,根据电力传输及使用要求,对建筑涉及到的电气系统进行施工和建设的技术。随着电气能耗的愈发严重,电气节能技术开始受到关注,并被广泛应用在现代建筑工程中。电气节能技术提倡的利用先进技术、材料、能源,降低建筑电气能源能耗,降低建筑电气成本。随着我国城市化建设进程的不断加快,我国每年都有大规模建筑进行建设,所产生的电气能耗十分巨大,建筑能耗如不能得到有效解决,不久的将来我国就要面对能源短缺的困境。加强电气节能技术在我国建筑工程中的应用才能有效改善我国建筑能耗现状,有效节能。

3电气节能技术在建筑工程中应用的原则

3.1以满足建筑基本需求为基础原则

电气节能技术在建筑工程中应用的目的是节约能源,降低消耗。但不能盲目应用,盲目应用不仅无法起到节能效果,反而会给整个建筑使用带来不便。首先,电气节能技术在应用时必须要保障整个建筑基本功正常运作,不能因为想要达到节能目的,反而导致建筑基本功能丧失。建筑基本功能包括:空调温度调节用电需求、卫生舒适用电需求、照明用电需求等等。除了要考虑到电气节能技术对生活用电的影响外,还需要对特殊用电需求进行全面的考虑,如:消防用电、应急照明系统、高层建筑电梯等等。特殊用电至关重要,影响着建筑特殊情况的正常使用,所以电气节能技术应用时必须遵循实用原则。

3.2降低成本注重经济性原则

电气节能技术在建筑工程中的应用的目的主要为了节能,但另一方面,也是为了降低成本,实现建筑工程的经济性目的。如施工成本过高,电气节能技术便很难推广。因此,电气节能技术应用时必须遵循经济性原则,不能为了节能增加建筑成本,高成本只会制约电气节能技术的应用。所以在电气节能技术应用时应科学结合具体施工条件和工程情况,合理应用尽量避免产生经济成本的增加。电气节能技术的应用需控制在成本范围内,才能实现电气节能技术应用目的。

4电气节能技术在建筑工程中应用

4.1暖通空调系统节能

建筑工程中暖通空调系统是耗能的关键,传统暖通空调系统施工中存在着许多的问题,如自动化控制不合理导致的电能浪费。想要实现建筑节能目标,必须将电气节能技术应用到暖通空调系统施工中,利用电气节能技术降低暖通空调系统能耗,达到节能目的。电气节能技术在暖通空调系统中应用时需与强弱电工程师进行有效的沟通,结合暖通空调系统施工实际情况,科学对暖通空调结构进行优化,选用适合的节能技术。目前比较常用的空调系统节能技术有:分布式能源技术、储能技术、热泵技术、湿温度独立控制技术。

4.2照明系统节能

除了空调系统外,照明系统是建筑能耗中的第二大部分。照明系统是保障建筑正常使用的基础,是所有建筑中不可缺少的基本功能,照明系统直接影响着整个建筑的正常使用及基本功能的发挥,照明系统是建筑工程中使用最频繁的功能和系统。因此,照明系统也就成了高能耗功能之一。所以对照明系统的节能必不可少,电气节能技术在照明系统中的应用,需考虑到自然采光的使用,强化自然的使用,利用自然光减小人造照明使用,采用新型节能灯泡、声控灯等等,避免无人时,系统依然运作造成不必要的能源消耗。

4.3电气线路节能

电气线路施工直接影响着电气节能效率,电能传输中会产生一部分损耗,所以也会产生一定的能耗,能耗程度和电气线路的建设有着直接关系。线路负载及长度等众多因素都会不同程度影响能耗,加强电气线路节能有着一定的必要性。在电气线路施工中应尽量减少线路电阻,提高系统功率,以实现减小传输能耗,最大限度保障线路节能。

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当前,水资源短缺已经成为全球性问题,而在我国,该问题更是十分严重,因此,在绿色节能施工中,水循环利用技术是其中最重要的组成部分。当前,在建设工程施工建设过程中,都会将传统建筑的一次性排水系统设计成二次甚至是多次循环利用系统,以此来是实现对水资源的循环利用。在传统工程排水系统设计中,不会对生活污水和生活废水进行区分,而是统一输送到水厂进行净化排放,而实际上,生活污水中的洗衣排水、冷却排水、洗漱洗菜排水等都不需要输送到水厂进行净化处理,只需要经过简单处理,就可以直接作为非饮用水进行二次利用,比如用于工业生产或者是城市绿化等方面。通常需要输送到水厂进行净化处理的,都是不经过净化就不能再次使用的如冲厕水或者是类似医院给病人洗伤口后带有一定毒性的生活废水。所以,在应用绿色节能施工技术对建设工程中排水系统进行设计时,会对污水和废水进行区分,将能够二次利用的生活污水和不能够二次利用的生活废水进行区分排放。如此,不仅能够提高水资源的利用效率,还能够大大减少水厂净化生活废水的能源消耗,同时起到环保和节能作用。

1.2墙体和保温施工

相对于传统施工技术而言,在建设工程中应用绿色节能施工技术所具有的最大改变,就是实现了墙体施工和屋面保温施工的节能。墙体是建设工程的施工主体,所以,绿色节能施工在建设工程中的应用,也在很大程度上都体现在墙体施工和屋面保温施工上。当前,为了能够达到节能的效果,在建设工程墙体施工上,大多使用空心砖作为承重墙的主体。而为了确保承重墙施工质量能够满足工程施工质量规范要求,就必须对空心砖的质量和性能进行严格检查,同时,在对墙体进行施工的过程中,也应该严格按照预先设计好的施工图纸对空心砖进行堆砌,对空心砖的排列顺序和整体堆砌结构进行严格控制。除了墙体施工,屋面保温施工也是一个建设工程施工中的重点环节,毕竟,对于建设工程而言,保温效果是建设工程施工质量检测中比较重要的检测项。目前,在建设工程绿色节能施工中,多采用密度小、传热低的充气混凝土板、水泥以及沥青混合高分子聚合物进行屋面保温施工,也有将一些由天然岩石加工而成的防水材料敷设在屋面板和防水带之间,以达到提高建设工程保温效果的目的。另外,在绿色节能施工中,除了在屋面保温施工使用节能环保的保温材料外,也可采用架空保温屋面,或者是倒置屋面,通过改变形状降低建筑物耗热系数的方法,提高建筑物的保温效果。

1.3外墙节能施工技术

玻璃幕墙,是当前建设工程绿色节能施工外墙节能施工中最常采用的一种施工方法,其不仅能够实现环保节能,还能够有效提升装修装饰效果。在对玻璃幕墙进行施工过程中,一定要对玻璃幕墙的性能和质量进行严格控制,务必确保使用性能强,安全系数高,不容易出现开裂和破碎问题,并且具有环保作用的玻璃,比如中空夹胶玻璃、钢化玻璃、Low-E玻璃以及最为常用的半钢化玻璃等。除此之外,在对玻璃的选择中,还要对玻璃的色泽和内部是否含有杂质进行检查,务必确保所选玻璃不存在色泽不均、析碱、发霉、以及镀膜脱落等问题,以免影响美观。除了对玻璃的质量进行严格控制之外,对支撑构架和密封胶两种材料的选择也要进行严格控制。通常情况下,为了满足绿色节能施工要求,在对支撑构架材料进行选择的过程中,多选择铝合金材料,而在对密封胶进行选择的过程中,则应该选择硅酮结构密封胶,这种密封胶具有比较强的抗拉度、抗剥离度、抗撕裂度以及比较大的弹性模量,并且应用硅酮结构密封胶还能够增强玻璃幕墙的避震性能。除此之外,跟其他的密封胶相比,硅酮结构密封胶具有比较强的抗老化性、耐紫外线性以及耐水耐湿性,对金属支撑构架也没有腐蚀性,安全性能和环保性能都比较高,并且不会对环境造成污染。

1.4绿色照明的应用

当前,在建设工程的绿色节能施工的照明施工中,应用光纤照明技术来构建建设工程的照明系统。与传统的照明系统相比,作为柔性导光体的光纤,其不仅不会对环境造成污染,不会对人体健康造成威胁,而且能够大幅度降低电能的消耗。除此之外,光纤的使用寿命要比普通照明灯具长很多,相比之下,光纤照明系统所具有的绿色、节能优势无疑要好很多。除了应用光纤照明技术对建设工程的照明系统进行构建之外,还应该对照明系统的使用情况进行详细设计。比如,在楼道内采用声控感应灯进行照明,如果无人经过则照明系统自行关闭,有人经过时再次开启;在一些室外照明区或者是光线比较好的区域,则应该采用光感应控制系统进行控制,当光线满足不了照明系统之后再开启照明系统;对于一些几乎无人使用的地下室或者是楼梯间等,则应该利用开关进行控制;通过以上几种方法,以达到控制电能消耗的目的。

2.进一步推广绿色节能施工技术发展的有效对策

2.1提高政府的重视程度

推广绿色节能施工技术的主要目的,是为了能够有效缓解资源短缺和环境污染问题,其在一定程度上关系着民生大事,因此,政府应该对绿色节能施工技术的发展引起足够重视。政府应该制定扶持和推动绿色节能施工技术发展的相关政策法规,并将其与市场主动进行有效结合,落实绿色节能施工发展策略,进而为绿色节能施工技术的发展打下良好基础。

2.2实现技术创新

作为建筑施工企业,为了能够及时抓住发展机会,使自身能够在行业竞争中占据有利竞争地位,应该加强对绿色节能施工技术的研发和创新。为此,建筑施工企业应该不断加大资金支持力度,不断加强对新技术的研究,并通过实践应用来对其进行进一步完善,进而实现对企业绿色节能施工技术的创新,全面提升企业的绿色节能施工技术水平。

2.3建立绿色节能技术信息服务平台

集众家之所长,汇聚众人的智慧才能够实现绿色节能施工技术水平的不断提升,更好的推动绿色施工技术的发展。因此,在发展绿色节能施工技术的过程中,应该由政府出面,斥资建立完善的绿色节能施工技术的信息服务平台和信息反馈网络平台。以此为基础对绿色节能施工技术的最新成果、最新技术以及最新设备信息进行及时推广和普及并不断加强各企业相关技术人员和和工作人员之间的沟通和交流,共同推动绿色节能施工技术的发展。

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2施工质量控制要点

施工前质量控制要点。①首先要审核保温墙体节能工程的施工单位的资质,一般是审核是否具有外墙保温工程施工资质,应特别考察该施工单位的建筑外墙外保温工程的施工业绩、项目经理管理水平和经验、专业的施工技术人员等。根据实际施工管理经验,现场施工单位的工作效率很大程度影响施工质量和施工效率,因此选择优秀的施工队伍是保证工程节能环保的前提。②施工单位编制有针对性的保温墙体节能专项施工方案。③施工单位根据不同的分项工程内容、不同的施工工艺,制定不同的现场施工的质量控制要点。施工过程中质量控制要点。①严格执行报审程序,严格审核报审资料。②监督施工单位按照文件和专项施工方案进行施工。发生变更时,应根据建筑节能工程施工质量验收规范的规定,在施工前办理变更,取得设计单位和监理单位的同意。③针对实际情况,细化分项工程和检验计划。尤其注意墙体节能保温施工过程中的隐蔽工程。④利用“样板”,做好施工,优选方案。⑤加强现场检查。⑥如果在施工过程中出现质量问题,应及时要求整改甚至停工,以保证施工质量。施工结束后的验收控制要点。①参与建筑节能能效测评;②审查竣工资料;③对验收中的问题进行整改。

3现场检测控制要点

根据《公共建筑节能检测标准》JGJT177-2009,外保温材料、轻质隔墙板和自保温隔热砌筑墙体属于非透光护结构,需要用热流计法对热工性能进行检测。按照《居住建筑节能检测标准》JCJ/T132-2009中的有关规定,检测前至少24h内室外空气温度与开始检测时的温度差不大于10℃,建筑物护结构内外平均空气温差不小于10℃,室外空气温度逐时值变化不大于5℃,室内空气温度逐时值变化不大于2℃,1h室外风速变化不大于2级,检测开始前至少12h内受检的外表面不应受到太阳直接照射,内表面不应受到灯光的直接照射,室外空气相对湿度不应大于75%,空气中粉尘不应异常;要特别注意检测前测出参照温度,调整红外热像仪的发射率,使红外热像仪的测定结果等于该参照温度;受检表面同一个部位的红外热像图不应少于2张。

4验收要点

《居住建筑节能工程施工质量验收规程》DBJ13-83-2006[5],对外墙自保温砌块砌体工程和外墙外保温工程的验收都有详细的叙述。(1)外墙自保温砌块砌体工程的验收规定。施工前要检查原材料砌块和砂浆的产品合格证书、产品性能检测报告。施工过程中检验砌块砌筑的搭砌长度、勾缝以及专用砂浆灰缝厚度;填充墙砌体留置的拉结钢筋或者网片的位置是否与块体皮数相符合。(2)外墙外保温工程的验收规定。施工前检查原材料是否达到设计和国家地方有关标准的规定。外保温工程按照分部分项工程检验。对外墙外保温板粘贴工程的验收主要应注意保温板与基层面的粘结是否牢固,粘结面积不小于40%;安装有锚固件的墙面,需检验锚固件长度;保温层的厚度需用插针法和尺量检查;用小锤轻击检查墙面抹灰,抹面抗裂砂浆与保温板必须粘结牢固,无脱层、空鼓等缺陷。对于现浇混凝土预置外保温工程,应注意如果发现无网现浇系统保温板局部不平整处应及时修补。

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一、当前建筑节能工程施工作业中存在的问题

(一)、管理上存在的一定的滞后

我国的外墙保温技术投入使用历史并不长,例如上海三林世博家园动迁房的外墙保温,当时上海及江苏的外保温企业大部分集中于该项目中,这些企业一般为涂料生产企业和特种干粉砂浆生产企业。由于当时工程总包方对该新工艺、新技术了解不多,对最终的施工质量没有把握,通常要求外保温材料商承包材料和施工,材料商只得仓促上阵,临时召集施工人员和现场管理人员,质量问题由此产生。鉴于此,《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411-2007)规定:“承担建筑节能工程的施工企业应具备相应的资质……具有相应的施工技术标准。”而同时又指出:“执行中,目前国家尚未制定专门的节能工程施工资质,故应按照国家现行规定具备相应的建筑工程承包的施工资质。”根据此规定,在具体操作时存在难以执行的问题,材料商要转变为承包商,本身存在一个行业的差别。为应付承包,有条件的材料商根据规定,再申办一个具有“防腐保温”施工资质的企业以试图理顺从材料商转化到承包商的角色,但细究之下,国家主管部门制订的“防腐保温”的专业施工资质的内涵与墙体保温施工相距甚远。因此,当务之急是尽快改变管理滞后的局面,制订专门的墙体节能施工资质,理顺管理体系,从源头上遏制和淘汰不合格的建筑节能承包商。

(二)、施工人员普遍缺乏专业培训

任何新材料、新技术的应用,离不开正规的系统的培训和考核。建筑节能的专业培训应由建设主管部门制订相应的培训大纲和考核制度,实行持证上岗。让施工管理人员和生产工人都要掌握施工要点和关键节点的处理,掌握如何解决质量通病的防治方法。同时应规定建筑节能现场施工负责人必须具备相关资质的项目经理证书,从人员上确保施工质量不留隐患。而现实中,举办建筑节能培训的学校和部门不少,都宣称“培训合格颁发相关的上岗证书作为持证上岗的依据”,但真正从系统培训和操作技能角度出发而取得实际效果的培训实在是凤毛麟角。

(三)、建筑保温材料存在的问题

对于外墙保温系统而言,要注意整个系统各层主材之间的相容、匹配的问题,如因各层主材不匹配而发生层间的破坏或剥离导致整个系统失稳,将造成难以估量的损失。以当前最为成熟、使用量最广泛的膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统为例,根据材料热胀冷缩的物理原理,如果聚苯板粘结剂和聚合物面层砂浆不具备良好的柔性(压折比≤3.0),即会造成面层开裂或整个系统的脱落。实际施工中外保温施工企业做到面层砂浆,余下的后续施工(批刮腻子、涂刷涂料)一般由涂料生产企业完成。由于《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》(JG149-2003)中没有明确腻子和涂料的性能指标,建设方考虑节约开发成本,饰面层材料仍按传统的材料在外保温基层上施工,最后导致涂面层开裂、空鼓等现象。如果饰面材料的腻子采用柔性外墙腻子,涂料采用弹性涂料,就能达到饰面层与保温层材料相匹配的要求,防止墙面因材料不匹配而造成的质量问题。

二、建筑节能工程施工新技术

(一)地源/水源热泵空调技术

地热(地下水或土壤)是一种洁净的可再生能源。它具有热流密度大、容易收集和输送、参数稳定(流量、温度)、使用方便等优点。地热制冷空调就是以>70℃的地热水为动力驱动以溴化锂----水为工质的热水型两级溴化锂吸收式制冷机,提供7~9℃冷冻水用于空调或工艺冷却。地热水经过制冷机后的排放温度为60~62℃,可用于洗浴、桑拿、游泳等,实现地热资源的高效综合利用。

(二)冰蓄冷技术

蓄冰空调系统即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期,采用电制冷机制冷,将冷量以冰的形式贮存起来。在电力负荷较高的白天也就是用电高峰期,把储存的冷量释放出来,以满足建筑物空调负荷的需要。同时在空调负荷较小的春秋季减少电制冷机的开启,尽量融冰释冷,提供空调负荷。蓄冰空调系统是“转移用电负荷”或“平衡用电负荷”的有效方法。

冰蓄冷空调技术是实现电网削峰填谷主要方法之一,目前该项技术在世界上属于成熟的技术,正被世界各国广泛的应用于各个领域。根据权威机构 99 年的资料显示,蓄冰工程已有 1.5 万个在全球各地正常运行,仅我国台湾省到 2000 年末就有近 500 个蓄冰空调系统正在运行。国内目前也有 150 个蓄冰空调系统工程在运行或建设之中,发展势头十分迅猛。国家电力公司也在有关文件中提出积极推广蓄冰空调技术,转移高峰电力,提高电网经济运行和资源综合利用水平,以达到节能和环境保护的目的。

(三)建筑围护结构遮阳技术

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主管单位:

主办单位:国防科技工业节能技术服务中心;哈工大能源科学与工程学院

出版周期:双月刊

出版地址:黑龙江省哈尔滨市

种:中文

本:大16开

国际刊号:1002-6339

国内刊号:23-1302/TK

邮发代号:14-110

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1983

期刊收录:

CA 化学文摘(美)(2009)

Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)

核心期刊:

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉:

Caj-cd规范获奖期刊

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2 建筑施工节能存在的主要问题

(1)建筑施工节能技术的管理。建筑施工涉及面广,施工过程中需要多个部门和工种联合作业才能完成,是一个复杂的系统工程。因此在建筑施工过程中必须做好相关管理工作,避免不必要的冲突造成工期延误,保证施工有序进行,顺利完成。(2)建筑施工节能技术的相关政策。目前我国的建筑施工节能技术还处在起步发展阶段,因此还没有完善的法律法规制度。部分地区对于建筑施工节能技术不够重视。这就导致节能建筑施工缺乏必要的政策支持和财政保障,一定程度上制约了建筑施工节能技术的发展。

3 建筑施工节能技术管理措施

建筑施工节能技术一般来说具有能源消耗低、科技含量高和环境污染小等特点。节能技术在施工中的应用能有效促进建筑行业的节能高效发展。因此必须进一步加强建筑施工节能技术的发展和创新,注重开发研制新型节能建材,积极学习吸收世界先进建筑节能技术。

3.1 采暖和制冷节能技术管理

以集中供热为基础,多种供热方式相结合的城镇采暖系统前提下,对热电站、供热管网等进行节能技术改造和升级,应用新型节能采暖系统技术,发展以利用多种能源形势的集中制冷系统,促使燃气空调和热电冷部门通力合作,联产联供。

3.2 保温屋面施工节能技术管理

(1)保温隔热材料的选用。必须严格按照产品技术规范和施工设计进行选用,重点考察材料导热系数、吸水率和外观容重等性能参数;储存材料应注意防水;施工中应严格按照施工工艺和配合比规范进行操作,必要时进行试配。(2)合理设计屋面坡度和各点厚度。设置厚度控制点不能形成热桥;合并考虑排气孔和通风问题,根据保温层特性设置伸缩分隔缝,以防止屋面热胀冷缩造成大面积开裂。(3)施工前充分考虑天气因素的影响。应选择晴天连续作业。施工前做好原材料和防水层的防风防雨措施;铺设保温层前必须保证基层的情结干燥,必要时涂隔气层。

3.3 墙体施工节能技术管理

墙体是建筑物外围结构的主体,墙体材料的保温性能对建筑物的耗热量起着直接的影响作用。墙体材料的选择直接影响墙体保温性能能否达标。因此应推广空心砖墙和复合墙体技术达到节能保温的目的。

空心砖墙一般以整砖平砌,顺墙长方向设置。空心砖不宜进行砍凿;墙体中有管道或预埋件处,应使用实心砖,不得用水泥砂浆填孔[提供论文写作和写作论文服务]或者随意凿孔,以避免墙体不密实或出现通缝和冷热桥现象。

对于空心砌块墙体,施工节能技术部门应根据施工图纸及具体施工条件,绘制出砌块排列图。尽量排除砌块建筑的墙体热阻值低和裂缝处容易发生渗漏等不利因素对墙体施工的影响。保证砌块和砌筑砂浆的质量以及灰缝的饱满度,粉刷层应与砌块紧密粘接,保持砌块的均匀性和整体性,以提高空心砌块墙体的整体施工质量。

3.4 墙体保温施工节能技术管理

墙体保温施工时墙体节能技术应用的关键环节。通常在墙体的外侧或内侧设置保温层。施工一般采用抹灰,喷涂,干挂,粘贴和复合等方式进行。内侧保温层设置方法较为简单,但保温效果不如外侧;外侧保温层可节省使用面积,但是粘结性较差,容易出现开裂渗水等问题。施工时应根据实际不同的施工方案和保温材料类型,选用不同的技术措施。施工时温度一般不得低于5℃;夏季炎热应注意养护和保湿。

3.5 门窗安装保温施工节能技术管理

门窗的密封性和传热系数是外墙节能措施应用的关键问题之一。外门窗的能耗占总能耗的比重很大。因此在保证采光和通风等施工要求的条件下,应尽可能减小门窗洞口的面积,减少冷风渗透和传热损失,提高门窗自身的保温性能。提高门窗的气密性,采用密封性好的新型门窗材料,设置泡沫塑料密封条;推拉窗轨道必须进行密封处理,缝隙较大的局部位置应使用单组份密封胶加固;安装门窗框架时应严格检查框架垂直度,密封条不密闭和缝隙超标的门窗扇坚决不能上墙。

4 结语

目前我国对于建筑施工节能技术的开发应用十分重视,发展也相对迅猛。但是建筑施工节能技术不仅涉及墙体、屋面和门窗等建筑物部位的保温节能,还与建筑技术、能源技术和材料技术等技术类型紧密联系、息息相关,还需要政策支持,建筑设计和现场施工管理等各个参建部门通力合作方能实现。是一个十分复杂的技术体系,需要相当长的时间继续发展完善。相关技术研发和管理人员应不断创新,提高自身的专业素质,吸取先进经验,同时在建筑施工过程中积累实践经验,不断促进我国建筑施工节能技术的发展进步。

参考文献:

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中图分类号:TB657文献标识码: A

一.引言

节能减排是确保我国可持续发展的基本要求,同时也是我国推进社会和谐社会建设的必然选择。建筑的能源消耗,占据资源消耗的较大部分,其中暖通空调是建筑能源消耗的重要因素。暖通空调在为居民提供舒适环境的同时,也造成能源的消耗。为降低暖通空调的能源消耗,要从设计开始,在满足基本供暖需求基础上,采用先进理念,应用先进技术,通过优化施工管理,最大限度提供资源利用率。

二.暖通空调采用节能技术的意义

1.暖通空调节能技术的意义

随着科技的进步,新的空调节能技术和节能产品也不断涌现,在确定空调系统以及选择设备时,应综合考虑建筑物的功能,空调系统运行状况、设备初投资、运行维护费用等因素,经过技术经济分析合理可行时,应大胆创新,尝试运用新的空调节能技术方案与设备,可以达到很好的节能效果。

将节能技术应用于暖通空调系统中,首先,在节能减排方面,满足了国家“十二五”规划的要求,这对于企业落实、贯彻、执行科学发展观意义重大,对调整我国的产业结构,转变经济增长方式也有重要的影响。其次,在建筑方面,建筑反映一个国家某个时代的经济发展水平和科技发展水平,加大暖通空调技术的应用,对建筑系统节能以及提高我国建筑业发展的水平具有不可忽视的作用。最后,在文化方面,在暖通空调系统中运用节能技术,符合人们当今时代流行的环保节能理念,同时也为人们的生活提供优质保障。通过推广新的节能技术的应用,不仅可以有效地降低能耗,而且改善了爱染环境,有效保护了有限的自然资源,有着自然和社会的双重意义,而且对振兴经济等都有着重要的推动作用,而且是社会发展的必然趋势。

2.暖通空调系统节能的设计首要考虑的问题

要合理的选择冷热源型式。在设计暖通空调节能系统时,要根据具体的工程建筑选择实用有效的冷热源系统。一般来说,当前国内市场上的热源种类主要有热电站、热泵、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组、小型锅炉、区域锅炉房等。而从能量利用效率上来看,其中以热电站的效率最高,其次是热泵技术。

目前应用最广的是以电力驱动压缩机制冷机组,也有少部分采用内燃机驱动压缩机的制冷机组。按冷凝器冷却方式有水冷式冷水机组、风冷式冷水机组、蒸发冷凝式冷水机组。蒸发冷凝式结合了水冷式冷却效率高和风冷式机组外形紧凑可室外安装的优点,且相比风冷机组节能效果显著,应用越来越广泛。

设计时根据当地的气候、地表水、地下水、工厂废热资源等情况,在无市政热源且需制热的项目中有条件时优先采用热泵系统。通过科学的分析,设计人员在设计时,就可以根据建筑自特点,选择合理可行的热源系统。

三. 暖通空调技术节能技术在建筑设计中的应用

1.将节能设计融合到整体建筑设计中

目前的很多建筑为了追求视觉上的美感,大量使用玻璃幕墙和玻璃顶棚,而这些材料的保温性能相对较差,这就加大了建筑使用过程中的能源消耗量。好的围护系统是可以锁住室内能量的,从而大大降低建筑总能耗量,达到节能减排的目的。暖通空调的节能设计根据这个原理,从建筑设计着手,尤其是的屋顶导热系数及外墙导热系数的设定上,设计人员应积极听取暖通专业人员建议,参考暖通专业人员意见,在不是很大程度影响建筑方案的基础上,做出暖通空调的节能设计,还要尽量避免建筑方案中的硬伤,这就要求设计人员在设计时做严谨周密的计算和考虑。

2.采用复合供暖系统

在供暖系统上的优化必不可少,合理的供暖系统可以在保证环境舒适度的前提下大大降低能源消耗量。对于室内空间较高的建筑,我们建议使用复合供暖方式,即以散热器为主,空调为辅的供暖设施。若单一使用散热器,虽然保证了供暖舒适度,但空间布置上比较困难;若单一使用空调供暖,虽然也可保证室内温度,但其运行费用高,管理复杂,能耗非常大。综合考虑,使用复合供暖方式比较节能且实际,其优点显而易见:初期投资较少,不但保证供暖舒适性,而且运行灵活、便于管理,也达到很好的节能效果;供暖模式灵活,可应用南北环路设计。可把散热系统按南北两个方向设计两个不同环路,根据温度控制供暖。在人们活动的密集区可调节为大流量高温状态,而在不需要大量供暖的区域则可以调节为小流量供暖,这样灵活调节很大程度避免了供热能源的不必要浪费。

3. 根据不同空间高度,采用合理空调配置

暖通空调的设计内容以两米为界限,一般来说,不到 2 米的室内以维持温度和湿度为主,建议使用热源辐射的供暖方式,较空调供暖而言,可降低水分蒸发速度,保证室内有舒适的温度和湿度 ;而高于 2 米的室内,设计则以防止热量外泄为主,设计时注意不要有送风口或回风口,通过减少空气对流,防止热量外泄。此外,对于天窗或屋顶网架,为防止其结露,需设置高速风喷口进行辅热。

4.新技术与新设备的运用

人类发展至今,对于能源的需求已经达到了空前的程度,而能源和资源的紧缺也到了最严峻的时刻,所以,要解决这种供需关系,最有效的办法只能是新的能源的开发和使用,我们的科研人员多年来在这方面的努力也取得了一定的成绩,一些新型能源,如风能,水能,太阳能等等已经在一定程度上被投入使用,虽然现阶段这些可再生能源在我国的总的能源消耗中所占的比例较低,但毫无疑问,它们有很好的发展前景,并最终成为最主要的能源。

建筑空调负荷是时刻变化的。据统计,空调制冷系统只有 20%~30% 的时间在满负荷状态下运行,其余大部分时间在部分负荷状态下运行。部分负荷状态下让设备满负荷运行必然造成能源浪费。变流量技术是通过采用变频水泵、变频风机、变频压缩机以及可调节容量主机等设备,调节管路中冷(热)媒的流量来适应空调负荷变化,从而降低设备的能耗,以达到节能的目的。

建筑在方案设计之初,应对建筑的总平面布置、平面、外立面形式、各朝向的太阳辐射照度、自然通风迎风面角度等因素对建筑能耗的影响作用进行分析。在夏季最大限度地减少日照时间,并充分利用夏季主导风进行自然通风散热降温;在冬季多获得足够的日照热量,并避免冬季主导风向。

建筑围护结构热工性能设计应满足国家节能规范的要求,对于护结构应优先采用热阻大、传热系数小的材料,严格控制建筑的形体系数和窗墙比,尽量不采用玻璃幕墙或玻璃屋面。对于太阳辐射强度大、日照时间长的外窗,还应考虑增加内、外遮阳,有条件还可以考虑在建筑物外墙及屋顶增加立体绿化植被等措施,尽可能提高建筑物的被动式节能特征,从建筑自身的构造来完善建筑节能措施。

四.结束语

要做好建筑节能设计,需要各专业工种相互配合,综合考虑地理、气候、技术经济性等多方面因素。在建筑方案设计时应充分利用自然通风、外遮阳、垂直绿化等措施增加建筑的被动节能特征;在确定空调冷热源时优先考虑利用可再生能源;在空调系统设计时,应经过精心地设计、严格地论证和仔细地计算。在技术经济分析合理的前提下,使用节能效果更好的新型节能技术和能效比更高的新型节能设备,最终达到降低建筑能耗的目的。

参考文献

[1] 刘虎.建筑设计中暖通节能技术的探讨.[期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年7期.

[2] 徐向纯,徐向军.暖通空调节能技术探析. [期刊论文] 《中国科技财富》 -2011年22期.

[3] 张峰,段兴红.简述暖通空调系统中环保节能技术的应用. [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年2期

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中图分类号:TL353+.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)05-0101-01

引言

虽然我国是一个地大物博的大国,但资源的分布不够平均,贫富之间的差异较大。导致人均资源占有率较低的主要原因是由于我国人口过多,消耗资源的能力越来越高,尤其是在全球经济化的时代下,人们对于环境的开发程度逐渐扩大,环境问题也日益严重。因此,要有效的解决环境的问题,实现环境和经济的共同发展,采用环保节能技术在当今建筑工程中显得尤为重要。

1.环保节能技术在我国建筑工程方面的发展现状

在倡导绿色环保理念下,环保节能技术在建筑工作具有非常重要的作用。我国引用环保节能技术较晚,不能达到国际的环保标准,其发展的空间较大[1]。在我国有一部分对于环保节能技术的了解不够充分,一般都是以国外技术作对比[2]。虽然在绿色环保的大力的宣传下,人们的环保意识有所提高,但要全面的落实环保节能技术仍有很大的难度。如何高效地执行环保节能技术引进和应用,以及成为当下建筑工程管理重点关注的问题。这也表示,我国环保节能技术具有较大的发展空间,但还需要建筑设计师和工程人员的学习,才能实现环保节能技术的高效。

2.建筑工程中主要的环保节能技术

2.1 地源热泵技术

在建筑物内部中,会发现运用地源热泵技术的空调系统的技能效果较佳。地源热泵原理的是利用地表层内存储的能量对室温进行调节。室外气温早晚差异大,但地表往下的稳定比较稳定,一般情况下,不会发生较大的变化[3]。夏季的温度在四季中使用最高的,建筑物内剩余的热量会在温度的逐渐升高下持续排除,且排除的热量可以完全被地表吸收,这就是为什么地表温度变化不大的主要原因。

2.2 太阳能技术

现代建筑工程为了实现节能目标,会在施工的过程中运用到太阳能技术。太阳能技术的是一种将遮阳、散热、太阳能收集一体化的太阳能混合型技术,提高阳光的反思的机器设备为建筑施工单位提供热量和光照,促进节能目标的进行。虽然太阳能技术认可的范围逐渐扩大,但存在的问题也日益突出。太阳能技术在应用的过程中会受到地域和天气的影响,加上其成本较高。因此,还需要相关的科技人员对太阳能技术进行不断的创新混合实践,完善其在建筑工程中的应用。

3.环保节能技术在建筑工程中的应用

3.1 窗体的节能

通常情况下,建筑物的窗体产生室内的能耗是提高太阳辐射、温差导热和空气渗透这三种形式,建筑物窗体的节能主要有以下几种方式。从技术的角度看,要合理的控制建筑物中的墙面与窗的面积,需要根据窗的朝向,从室内的光照出发,采取针对性的节能方案,不同朝向的窗和墙面面积表应当遵循表1数据进行布置。我国大部分的地区都四季分明,夏天的温度是最高的,而冬天与夏天恰好相反。在使用窗体节能技术时需要根据地域和气候因素,制定有效的实施方案,不仅要考虑遮阳,还要考虑到保温,根据表2,可以将建筑节能中的遮阳和传热在设计过程中的系数值确定。

表中Cm为窗墙面积比。

3.2 植物绿化带动的节能

在现代城市建设中,植物绿化属于一个重要的环境,同时也是环保节能技术利用自然节能中的一种方法。在提倡绿色城市的理念下,人们对于房屋要求已经不止时美观安全,对于房屋周围和生活的环境的要求越来越高。为了满足现代人们对环境的要求,我国很多的房地产开放商会在建筑的周围种植大量的植物,这样一来不仅美化了室外的环境,还可以吸收空气中的粉尘分子,进而提高了空气的质量。植物绿化的作用不止这些,植物绿化的真正节能作用在于植物绿化能够是建筑周围有冬暖夏凉的效益,降低了居民使用空调的机率,从而达到节能的可能性。所以,建筑工程在运用节能环保技术时,应当扩大建筑周围指标的覆盖率,确保节能的原生态。

3.3 建筑墙体节能

墙体保温技术在节能技术中属于主要的一种技术,在建筑施工技术中也是占据了非常重要的地位。在还没有充分了解墙体保温技术的情况下,会认为墙体的保温是由于建筑工程人员在墙体内部设置隔热层,从而才达到减少墙体内外的热量交换。我国在运用墙体保温技术上,还不够现实,缺乏相关的经验和具体的知识,常不能将墙体保温技术的作用充分的发挥出来,导致墙体的保温状况较差,没有达到环保节能技术的目标,还造成了建筑材料上的浪费。当前,采用墙体保温技术主要是从墙体外增加保温,虽然运用这种墙体保温技术的难度较大,且投入的成本较多,但由于其保温及节能效果较佳,可以节约室内使用的空间。

4.结语

总而言之,建筑工程中存在的一些环节问题,需要采取针对性的解决措施,才能实现经济和环境的共同发展。建筑工程管理员和设计师需要重视环保节能技术,合理的运用这种技术,达到节能减排的效果,改善人民的居住环境,扩大植被的覆盖率,提高空气的质量。另外,建筑工程的技术人员要充分的发挥环保节能技术的作用,需要向对其进行详细的了解,避免由于缺乏经验和相关知识,而造成建筑材料的浪费,要明确环保节能技术在建筑工程中的作用,在运用这种技术的过程中,不能一味的参照国外环保技术的资料。唯有这样,才能实现节能的目标,提高建筑工程技术的水平。

参考文献

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“建筑节能技术”此前只是建筑环境与设备工程专业的一门专业任选课,但是随着国家对建筑节能的重视,河南理工大学(以下简称“我校”)土木工程、建筑学、工程管理等专业增开了“建筑节能技术”这门课。目前,我国每年全社会终端能耗折合成电力总计为20000亿度/年。其中,正在飞速发展的建筑业作为我国经济发展的支柱产业,其总能耗占全社会终端能耗的27.6%。随着人民生活水平的逐步提高,住宅一般都配备了采暖和空调设施,建筑能耗大幅度增加,建筑能耗占总能耗的比重也越来越大。在发达城市,夏季空调、冬季采暖所消耗的能量已占建筑物总能耗的40%~50%。因此,在与建筑相关的专业中开设“建筑节能技术”课,对建筑节能技术的推广和我国建筑节能的发展是非常有利的。

但是,作为该课程授课教师,在授课时就遇到了新的问题:能不能照搬给建筑环境与设备工程专业授课时的所有内容和教学方法?答案肯定是不能的,因为授课对象发生了变化,学生的知识背景和将来的就业方向不一样。如何给土建类学生上好“建筑节能技术”这门课,怎样安排教学内容,采取什么样的教学方法,是教师应该深入思考的问题。

一、教学内容改革

“建筑节能技术”课程主要讲授的内容是建筑及其设备的节能原理与技术,可以分解为建筑本体或围护结构的节能、空调系统的节能和供暖系统的节能,每一部分又包括很多具体的节能技术。对于土建类专业来说,应针对学生的具体特点,对教学内容进行调整。

第一,由于土建类学生没有学过建筑环境与设备工程的专业基础课,直接讲“建筑节能技术”他们可能很难理解,所以笔者在讲具体的建筑节能技术之前,先给他们补充一些相关的基础知识,比如“工程热力学”、“传热学”的知识,这样在后面讲授墙体保温隔热、窗玻璃遮阳、低辐射玻璃等节能技术时学生就容易理解。需要注意的是,“工程热力学”和“传热学”等基础课的内容比较多,这部分内容的讲授又不能占用太多课时,所以教师在讲课之前要精挑细选,选择最合适的内容并进行精心编排。

第二,根据土建专业的特点,在教学中应重点讲授建筑本体节能这一部分内容,这部分包括建筑节能与气候的关系、围护结构保温隔热技术、合理利用太阳光、改善通风等。这些内容与土建专业是相关的,所以要安排较多的课时,对于空调系统节能和供能系统节能部分可以安排得相对少一些。比如,对于建筑学专业的学生来说,他们毕业后做的主要工作是建筑外形设计,我们重点讲授建筑本体节能,就能让他们明白建筑外形不是越美观越有艺术感越好,还要考虑不同建筑形状对能耗的影响,要考虑体形系数、窗墙比等参数,要让他们知道我国一系列建筑节能标准和规范中对建筑的体形系数、窗墙比都是有要求的,如果设计出来的建筑不满足标准规范要求是不能通过审批的,这对他们将来工作和推动我国建筑节能的发展都很有帮助。

第三,在整个教学过程中要向学生贯彻两种观点:节能不只是减少需求,不用能或少用能,不是要求所有建筑夏天都不开空调、冬天都不供暖,其真正的含义是要提高能源利用效率。建筑节能技术有很多种,但是,每一种具体的建筑节能技术都有其适用性,而不是万能的。对于国外先进的建筑节能技术我们不能完全照搬,如果不加分析地把国外那套拿过来用,可能不但不节能反而更加耗能。所以对于具体的建筑工程来说,要根据其地理位置、建筑类型、可用能源等选用适合的建筑节能技术。

二、教学方法改革

1.采用专题讲授的形式

对于土建类学生来说,建筑环境与设备工程专业所用的建筑节能教材都不太适用,况且该课程课时较少,一般在28学时左右,适合采用专题讲授的形式。专题讲授是指每次课讲授一个主题,它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最新研究成果和不同的学术观点,因此,这种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。 转贴于

2.采用启发式教学方法

教学应该是师生互动的过程,教学要取得良好的效果,必须能够激发学生的主观能动性,启发学生发现问题,进而分析问题、解决问题。启发式教学可以更好地发挥教师的主导作用和学生的主体作用,从而调动教学中的各种因素发挥积极作用。例如,在讲外墙保温技术时,讲过外墙保温的基本原理和做法之后,可以向学生提问:保温层是不是越厚越好?不同气候区外墙保温层的厚度是否都一样?外墙保温技术是否适用于我国所有地区?通过提问引起学生兴趣,让他们互相讨论,然后教师再给出答案,这样可以加深他们的理解,取得良好的效果。

3.与案例相结合

“建筑节能技术”是一门应用性、实践性很强的课程,因此,在教学中如果能挑选一些典型工程案例讲授,将有助于提高学生的学习兴趣,改善课堂教学效果。例如,在讲热泵技术时可以介绍上海世博园区江水源热泵和地源热泵联合系统,在讲空调系统节能时,可以介绍焦作本地的案例——解放军91医院的恒温恒湿恒氧系统,选择这些案例会使学生感觉更加亲近,更感兴趣。在讲授案例时不能只是教师讲,还要提出问题让学生思考讨论,这样才能让学生真正掌握。

在课堂讲授案例的同时,教师可以根据教学进度和内容,有针对性地让学生走出教室,融入社会的大课堂,到外面进行参观并据此写出调研报告,对节能工艺的优缺点和存在的问题进行分析并提出自己的看法,锻炼学生独立思考和分析问题的能力。

4.充分利用多媒体技术

多媒体技术是指采用计算机交互式综合处理文本、图形、图像、动画和声音等多种媒体信息的一种新技术。在教学过程中积极利用多媒体教学手段,可以将图形、文字、声音、动画等融为一体,使抽象的概念具体化,复杂问题简单化,繁琐内容精练化,实际问题形象化,便于学生接受和理解,大大提高了课堂教学的生动性。例如,在讲墙体外保温技术时,可以通过插入图片,让学生清楚地看到外墙保温的做法;在讲热泵技术原理时,可以通过动画形象展示热泵机组各组成部分以及流体的流动传热过程;在讲工程案例时,可以通过大量现场图片展示建筑外观、空调机房、室内末端等,使学生更快地了解该案例。

5.学生讲授法

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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:

[1]高等学校建筑环境与设备学科专业指导委员会. 高等学校建筑环境与能源应用工程本科指导性专业规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[2] 王立雄.建筑节能 [M]. 3版.北京:中国建筑工业出版社,2015.

[3] 何克抗. 从“翻转课堂”的本质,看“翻转课堂”在我国的未来发展[J]. 电化教育研究, 2014(7):5-16.

[4] 张金磊,王颖,张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J]. 远程教育杂志, 2012, 30(4):46-51.

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