冬季建筑论文范文

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论文摘要：由于我国气候条件的差异，尤其在北方冬季长达数个月的寒冷气候，给施工带来了很多困难，所以，在这种环境的下施工，我们一定要采取一些特殊的施工防护措施，以保证工程的正常的施工。为此本文针对冬季施工的一些措施进行了简要的探讨。

施工周期的长短对一建筑项目效益的影响是非常重要的，在工程建设施工过程中，受自然气候的影响，加之工程建设的进度需要，有时不可避免的要进行冬期施工，按《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104—97）规范规定，当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃即进入冬期施工，若采取的措施不当，会给施工的工程带来不利的影响，极易给工程质量造成隐患或出现质量事故。

《建筑工程冬期施工规程》规范规定，当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃即进入冬期施工，在工程建设施工过程中，受自然气候的影响，加之工程建设的进度需要，有时不可避免的要进行冬期施工，若采取的措施不当，会给施工的工程带来不利的影响，极易给工程质量造成隐患或出现质量事故，所以混凝土路面应尽可能在高于5℃的气温条件下施工。因为其强度增长主要靠水化作用，水结冰时，水化作用停止，而且水结冰时，体积会膨胀，促使混凝士结构松散破坏，因此，当昼夜平均气温低于-5℃时，应停止施工。当昼夜平均气温在5℃至-5℃之间，则应采取措施加以保护方能施工。我省气温虽然昼夜温差较大，但12月份昼夜平均气温都在5℃至-5℃之间，顾应采取保温措施施工。

一、作好施工前的准备工作，是作好冬期施工的前提

首先，要注意提前收集施工地冬期气温变化的资料。由于《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104—97）规范规定，当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃即进入冬期施工，大连地区冬季施工的日期为每年的11月15日。因此，在工程即将进入冬期施工前，要提前准备和防范，把不利的因素消除在萌芽状态，要提前收集当地冬期的气象资料，了解当地的气温变化、持续时间、最低温度以及最大风、雪等资料，还要了解施工过程中未来一周的天气变化，只有这样才能作到防患于未然。其次，准备好冬季施工的材料。如提前预备防寒取暖材料；外加剂材料的选用、审批、复试；焦碳及炉具的采购、存储等前期准备工作。

二、作好冬期施工技术文件的编制工作，是冬季施工的主要措施。

在工程进入冬期施工前，要提前编制好冬期施工技术文件，作为冬期施工的技术指导性文件，是冬季施工的主要措施。

冬期施工技术文件必须包括施工方案和施工组织设计或技术措施。施工方案和施工组织设计或技术措施包括以下主要内容：冬期施工的生产任务安排和部署；施工材料进场计划；劳动力计划；热源、设备计划和部署；冬期施工人员培训计划；工程质量的控制要点；冬期安全生产的要点；施工工序及进度安排；各分项工程的施工方法和施工技术措施。

三、作好人员培训和技术交底工作，是冬季施工的关键。

1.作好施工人员的培训工作。冬期施工由于在负温下进行作业，不了解或不熟悉冬期施工规律，极易造成工程质量事故，为保证工程质量，冬期施工前必须进行人员培训，培训内容为：①要学习国家和地方有关冬期施工规范、标准、规定，如《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104—97）规范等文件；②学习有关冬期施工的基本理论知识及施工方法。

2.进行冬期施工前的技术交底工作。进行技术交底的目的是防止施工操作人员违反冬期施工规律，造成操作不当，人为的造成质量事故。施工前技术交底的重点是：①原材料的使用方法，②原材料的加热或保护，③原材料的测温或成品的测温，④成品的保护或养护工作。

3.作好原材料的检验复试及材料的配合比。在冬期施工中各种原材料需要进行复试的必须进行复试，以防不合格的材料使用在工程中，另外。在冬期混凝土施工中经常要使用一些外加剂，随着气温的不断变化用量不一，加上目前时常假冒伪劣产品较多，如果不复试，直接用于工程，将有可能给工程带来严重后果，要消除引起工程质量隐患的因素，对工程中使用的原材料进行重新复试是必要的。

四、加强施工过程中的质量控制，是作好冬季施工的重要手段

1、钢筋工程施工过程中的控制重点。

（1）冬期钢筋施工最主要的是钢筋的焊接，焊接质量的好坏直接关系到工程结构的安全。冬期进行钢筋焊接，影响因素较多，钢筋焊接前必须根据当地的施工条件、气温状况进行试焊，试焊时先根据气温状况调整焊接参数及焊接工艺，焊接参数和工艺确定后，再进行试焊，试焊的焊件送实验室实验，合格后再进行批量焊接。

（2）焊条或焊剂的质量控制。

焊剂或焊条在冬期运输、保存过程中极易受潮，使用受潮的焊剂或焊条会造成焊接熔池中混入气体停留在焊肉中造成气孔，影响焊接接头质量。在使用焊条或焊剂时，要按说明书的要求对焊条或焊剂进行烘焙，干燥后再使用。来源于/

2、混凝土工程施工过程中质量控制重点。

控制好原材料的加热温度。冬期施工对混凝土原材料的加热是保证混凝土早期强度增长的重要因素，在施工过程中要确定原材料的加热温度，作好加热措施，定时进行温度测量，保证加热温度达到要求。控制好混凝土的入模温度。施工中作好混凝土浇筑入模温度，一般不应低于2℃，温度过低，则容易造成新浇混凝土冷却过快，使混凝土在很短时间内降至冰点温度而影响混凝土早期强度增长。作好试块的留置工作。根据规范冬期施工试块留置不少于2组（六块），与结构同条件养护，分别用于检验受冻前混凝土和转入常温养护28天的混凝土强度。加强成品的养护。冬期混凝土的养护管理是保证混凝土质量的重要措施，新浇筑的混凝土，一是作好覆盖保温工作，并经常检查，二是作好混凝土的测温工作，随时掌握混凝土的内部温度，保证混凝土在初凝期不受冻。钢结构工程施工过程中的控制重点。钢结构工程施工中高强螺栓连接。高强螺栓连的好坏是影响钢结构质量的一个重要因素，高强螺栓产品说明书中扭矩系数是常温下的标定值，影响扭矩系数的因素很多，如：环境温度、终拧时间、拧紧速度等，尤其是环境温度的影响最大，一般情况下，产品说明书中扭矩系数是常温下的标定值，在负温下要重新标定，否则，仍按说明书给的值控制，有可能使螺栓产生的拉应力不足，降低结构的安全度，或导致螺栓拧紧，影响结构的安全度。冬期进行负温焊接。冬期负温焊接和常温有很大的区别，在焊接时要对焊工进行培训，掌握负温下的焊接规律，并说明书的要求对焊条进行烘焙，干燥后再使用，才能保证焊接质量，确保结构安全。

五、制定冬期安全施工措施。

冬期施工气温较低，引发安全事故的因素较多，在施工前要制定相应的冬期安全施工措施，配备必要的安全防护用品，对施工人员进行安全教育，尤其是高空作业和特殊工种的教育，并加强现场施工管理工作，确保工程安全施工。

冬期施工虽不常发生，但如果发生不提前准备和防范，会影响给工程质量、进度，措施不当会给工程质量带来隐患，因此，在工程即将进入冬期前作好防范，在施工期间作好控制是必要的，是保证工程质量必须的措施。

参考文献：

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二、在生态经济的背景下，分析建筑经济的特征

1.在生态经济的背景下更加重视优化和智能。

智能化能够有效的实现建筑物的节能目标。在生态经济的背景下，建筑经济更多的表现就是在现代化技术手段的帮助下实现优化功能以及控制成本。这个时候，现代化的建筑最主要的一个特征就是智能化的系统。

2.在生态经济的背景下更加的重视环保以及生态。

在设计现代建筑的时候，需要遵循的原则就是环境生态保护，对于可再生材料以及自然应该要最大程度的去利用，对美化自然环境以及绿化人居环境比较的重视。不管是建筑的外墙或者内墙，都应该要尽量的使用木材，在选择墙体的保温材料时，也应该要尽可能的选择那些可再生的木材，在室内和客厅内，基本上都是使用的木地板，有的甚至是使用的旧建筑当中拆除的旧木地板，这样做的主要目的就是为了能够有效的减少对自然环境的破坏，让水泥的使用量能够得到有效的降低。除此之外，在很多建筑物的外墙上，基本上都不使用油漆，这样做的主要目的就是为了能够有效的减少对人体的伤害以及对环境的污染等。

3.在生态经济的背景下更加的重视自然和节能。

在生态经济的背景下，现代建筑应该要对能源的有效使用更加重视。而为了能够达到这样目的，首先就应该要对自然资源进行充分的利用，对于能源的使用量应该要尽量的节约。比如在节约水资源方面，要对整体的预制卫生间进行合理的规划，而卫生间内部的设施应该要选用那些节水型的产品。在条件允许或者是必要的情况下，可以考虑回收雨水等，然后在将回收的水经过处理之后进行合理的利用。

三、可持续发展使建筑经济和生态经济能够实现良性互动

在生态经济与建筑经济理念互动性机制的一大重要体现就是绿色生态住宅区。绿色生态住宅区关注并研究了生物方面的关系，比如各条食物链上面实现的能量流动以及物质循环等，还有非生物方面的比如土壤、水体以及空气流动等方面的状态。这些多元化的因素综合在一起对生态环境起着重大的影响。在可持续建筑的设计中，所参考和收集的信息是多方面、全方位的，无论是住宅区的环境治理保护还是到具体户型的设计规划，无论是政府的各个部门还是一套房的业务，都是在经济条件和生态环境因素的影响下对于可再生资源的利用，制定出适合该区域可持续发展的规划和目标。

1.构建起生态经济和绿色建筑的指标体系。

建筑经济和生态经济之间的良性互动其实就是看现代建筑和生态经济之间的最终结合程度。所以就需要制定出一套比较科学和合理的体系，主要的目的就是对现代建筑的现状进行反映，同时还能够对现代建筑的生态发展规划意图进行相关的指导。另外，在对现代建筑物规划进行制定的时候，目标应该要确定可定量化以及明确，比如交通网络以及综合土地的使用，对于汽车的使用频率以及使用量要采取有效的措施来进行限制，对于多样化的本土能源供应以及可再生资源的建设应该要尽量的去落实。

2.对于可持续性建筑的要求和内涵应该要比较明确。

为了让建筑经济和生态经济能够有效的实现良性互动，那么就需要把建筑经济和生态经济放在目标相同的系统当中，而对可持续性建筑的要求和内涵进行明确就是其中比较直接的行动。

3.建筑经济可持续发展。

建筑经济和生态经济的整合，给现代建筑行业的设计带来了深远的改革意义。在建筑设计过程中，需要在工程项目的最初阶段保证可持续性的规划，制定出最高效的计划和角色，可持续性建筑研究并不是对于建筑风格或者造型的追求，而是将建筑当成是能够实现多种价值的有机系统。生态建筑经济并不代表需要更高的经济成本投入，也不是比一般的建筑更为复杂和繁琐，自是对于建筑的各个部分进行整合性设计来实现建筑的成本和效益之间的最佳关系，目的在于降低建筑的能源消耗，有效的提升人们的生活质量和生活状况。生态经济要实现环境与经济的互动，首先要将经济、生物和人类的各个系统统一为一个整体，要创设一种“做好事轻而易举，工作和生活中自然的日常行为理所当然而不是有意识地利他”的新体制，据此需要为可持续发展的经济设立一系列目标，根据这一系列的经济发展目标，首先应把可持续性建筑设计的目标明确为：

1）仍然以有利于减少能量与资源消耗的技术策略为基础，尽量减少建筑的资源消耗量与废弃物的排放量；

2）通过各种途径想方设法降低可持续性建筑在全生命周期内的各阶段成本；

3）提高可持续性建筑设计中的经济分析与环境影响分析的整合程度，从提高经济-环境复合价值出发，科学计算可持续性建筑节省的生态成本与其长远社会经济效益间的关系，使由建筑活动所带来的“入”与“出”一目了然；

4）通过建筑的建造行为策略性地向自然资本投资，促进自然资本价值的实现，使可持续性建筑在环境与经济评价中都表现出比普通建筑更多的优越性。

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1.现代化的设计方式

设计师的思维能够利用动画技术来加以呈现。例如，在大型的建筑项目设计中，首先就应该对建筑的功能进行平面设计，包括建筑的剖面以及立面等，再使用数字动画技术对建筑的内部、外部、视觉效果等进行设计，以实现建筑的构思。在动画制作的过程中，其实也就是设计者思维的一种实际体现，以直观的动画方式，方便于设计者创作和构思，这就建立了现代化的建筑方式。

2.良好的展示平台

数字动画技术直观的反映了建筑空间的整体效果，体现了建筑内部空间和外部环境，对建筑中的各个功能设计联系加以明确，为设计师的设计提供了基础。通过数字动画技术应用到建筑设计中建立了灵活、方便的建筑设计以及平台。

3.现代化的营销模式的建立

在销售建筑的过程中，传统的销售是以制作大型建筑沙盘模型展示给客户看的，但是这种销售模式的成本较高，而且占据的空间也很大。相比之下，建筑动画可以真实的模拟建筑环境，从动画中体会到建筑的空间环境，推动客户快速做出决定。建筑动画其实也是一种广告的形式，能够以电视和网络的形式进行宣传。数字动画技术尽管通过3Dstudio软件完成以上功能，但是还应该掌握其关键技术：第一，在三维动画建模时，有的物体的形状较为特色，需要钻孔、削边等处理，这样就要对这些物体进行粘贴和做交集运算。因为使用的CAD软件中是由点组成线和线组成面的，在运算交集时，就会可能出现切割失败等问题。因此，在建模时就要特别重视刀子和切割物体的位置。第二，材质的制作和选择。3DS给予了丰富的材质库，不过在具体的配色中还要对一些具体的颜色进行额外的制作。在选择材质时，要从物体的透明性上来选择，不然就会导致着色后会看得清楚里面物体的轮廓，影响效果。第三，动画的编辑。对于已经生成的动画片，应该把动画分解成一张张的图片，在图像处理软件中对这些图片进行编辑和修改。反之，也可以把图片合成动画片段。第四，画中画的实现：为了实现动画中的一些动作，就要从不同的角度进行观察。可以在同一个屏幕上显示多个画面。例如，在设置场面时使用投影机再配合文字说明把动画投影到模建筑模型表面，实现画中画的效果。

二、数字动画对建筑设计的意义

实现建筑动画是数字动画技术的一个表现方向，即建筑三维动画。通过使用动画虚拟数码技术结合电影的方式，根据房地产的建筑、园林等设计图纸把建筑的外观和室内的结构等今后建成的场景提前展示给人们看，拓宽了人们的事业，而且能提前享受美好的家园生活。通过数字动画技术实现建筑设计的动画化，以全方位的镜头观察，逼真的展现了建筑整体的形象，能够拍到相机所不能拍到的镜头，把设计者的思想和艺术形象展现出来。建筑设计中利用动画技术时可视化的建筑设计是一种重要的表现手段。通过建筑物动画，在其设计的最初阶段就能够通过可视和动态的方式来展示建筑物的地理环境、外貌、附属设施等，让人们提前感受这美妙的情境。因此，数字动画技术也已经成为了建筑设计方案的效果展示、投标以及论证的有力工具，在建设设计业、房地产等利于有着良好的应用前景。而由数字动画技术制作的建筑物三维动画画面，压缩比高，能够以真彩色和大幅面细腻的展现出建筑物的造型和内部效果、材料质感、光照环境等等。几乎可以“以假乱真”。

市场类型是多种多样的，随着商品经济的发展，市场上的各种局面越来越丰富多彩。建筑设计市场作为一个持续发展且与人民生活紧密联系的地产市场，凭借着其高含量的技术不断增值。传统的建筑设计通常都是通过平面和静态效果图展现的。而数字动画技术的应用则使得建筑设计以三维图动画的形态立体和动态的表现了建筑设计。同平面设计相比，建筑动画有了更多的时间和空间概念。不仅仅是基于平面设计法则，更多的是依据艺术的规律拓展了更广阔的表现天地。建筑动画能够从多个角度反映设计师的设计理念，让人有身临其境的感觉，在建筑动画艺术氛围中实现观众和设计者的心灵上的共鸣。对于那么还没有实现甚至是没有准备的项目，客户能够提前领略到精彩实施后的结果。当今，通过多媒体传播的数字时代，数字动画技术在建筑设计中的应用效果是平面建筑设计无法比拟的。作为一个新兴的艺术技术，数字动画技术对建筑设计市场发展具有重要的意义。

三、数字动画技术建筑设计中的实际应用

1.制作模型建筑

一般使用AutoCAD来制作建筑模型，首先要把不同的图层进行分离，然后绘制建筑的平面文件，再把结果导入到3DSMAX的软件中去，在经过挤压以及放样等处理后建立建筑的三维模型，最后进行整合成为完整的场景。在模型的制作过程中还要对灯光加以布置，灯光的布置要能够使得亮度均匀，而且要去除阴影，去掉动态的光线反射，减少环境因素对于建筑的影响，以提供清晰明亮的建筑整体效果。

2.动画设置

在完成建筑的模型的制作后，就可以到动画模型的制作中。在不同的关键帧中使用变形、位移等工具实现爬模模型的建立。单个建筑模型的动画制作要规范，要和实际的施工情况相符合，而且多个模型动画要保持位置准确，根据先后顺序排列。在摄像机动画制作之前，应该先了解摄像机体现的重点，提前设计好摄像机的路线、镜头的拉伸和移动等等，表现动画的主题。在制作摄像机动画时，切不可出现抖动和镜头中断的现象，要进行自然地过渡。图四是某建筑动画的静帧效果图。

3.动画输出

在建筑动画设计中的输出动画阶段其实际就是摄像机拍摄的视图进行渲染的过程。建筑的最终效果图是展现建筑成果的方式，同虚拟现实技术相比，渲染技术的更为的精细，而且还能够对建筑的最终结果进行再现，更具有真实感。在渲染前要对建设好的模型进行环境的温完善和布置，调整相关的参数，实现渲染的最佳效果。对于建筑动画的输出，可从以下几个方面进行。

光源：在建筑动画设计的光源问题上要根据不同的场景以及建筑的角度选择不同角度的光源，并且对光源的位置加以调整，以达到光源位置的最佳设置。

材质：在选择建筑的材质时可通过设置坐标的方法，对建筑环境的光源、透明度、折射等的参数加以设置，给予建筑材质纹理。在这个过程中，设置的材质也可以利用修改工具进行后期的修改或者调整。

视点和相机：在数字动画设计和渲染的过程中，为了提高展示的效果，利于设计师进行修改以及相关人员的观察，在制作和渲染动画的过程中，可设置动画的观察角度，进行综合考虑，在最佳的地点设置视点，提出要渲染的建筑主体，通过关注环境场景和整体的效果来为最后的动画效果典型构图基础。

配景：完成建筑的渲染图后，要加入一些配景，诸如人、车辆以及标志牌等等，以更好的达到逼真的效果。数字动画技术软件中的配景图片可以根据实际的比例进行缩放，插入到渲染图中去，实现仿真效果。

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一、 几种相关的建筑形式

不同于传统建筑的是，当前的建筑形式不单单要满足形式与功能等方面的追求，同时还要兼顾建筑自身、使用者、环境发展等方面的相互关系。在此情况下，很多建筑形式与理念得以产生，其中与被动式建筑相关的建筑形式主要有绿色建筑、生态建筑、节能建筑等。

绿色建筑指的是在整个建筑生命周期之内，对材料、水、土地、能源等方面进行最大程度上的节约，减少环境污染，保护生态环境，使人们能够享受高效、适用、健康的生存空间，提供与大自然共处的和谐性。

生态建筑住的是以生态学原理为基础，对群体进行建设和管理，同时要构建建筑及其周围的环境体系。在管理、维护、建造、设计等方面，其基本宗旨必须是对内外生态服务功能的强化。这样才能达到人文、自然、经济等生态目标，同时对文化、活化、美化、绿化、净化等方面的要求进行满足。对于建筑物和其他相关因素来说，应对其相互之间的关系进行合理地安排和组织。还应当营造和建立生物气候调节能力与室内气候条件，这样，才能够使人们的居住环境满足舒适的需求，在自然生态环境、建筑物、人之间，进行良性循环系统的有效构建。

节能建筑指的是利用节能型的产品、器具、材料、结构等设计和建造的建筑物类型，其中，对可再生能源进行了全部或部分的应用。在节能建筑中，应当对节能的技术方法和遵循气候条件的设计加以满足，细致的研究建筑物的外部空间环境、风向、太阳辐射、间距、朝向、单体群体、规划分区等方面的内容。该类型的建筑物具有很多指标，例如在平面布局和建筑规划当中，应当对自然通风有利，同时应当保证 35%以上的绿化率。

二、被动式建筑及其设计策略

被动式建筑最早是在德国产生的，具体指的是利用密闭结构进行房屋的建设，选择保温建筑构件作为基本的建筑材料。此种类型的建筑无需进行传统空气系统和供暖系统的安装，在一年四季当中，都能够使人体保持舒适的感受，建筑能耗非常低。该建筑类型的产生出现和发展应用，对世界建筑领域产生了极大的影响，逐渐形成了一种低能耗、舒适、健康的建筑标准和生活方式。

早在 20 世纪末期，德国建筑师研究所的费伊斯特博士对被动式建筑这一概念首次进行了提出。在当时的理念当中，费伊斯特博士认为采取该类型的建筑形式，能够使室内保持冬夏均舒适的温度条件，并且不需要安装空调和供暖设备。在被动式建筑当中，其核心标准主要在于保证每年 15kw・h/m2以内的能耗，也就是保持 22℃～26℃恒温区间时，每年用于制热和取暖所消耗的电量不能超过 15°/m2。家庭用电、生活热水以及采暖制冷每年的一次能源消耗应当控制在每年 120 kw・h/m2时以下。同时其气密性 n50 应当保持在 0.6/h 以内。

在被动式建筑当中，对建筑构件有着很高的要求。材料应当选用保温、外隔热、高性能的，窗户应当选用保温、隔热的。还要防止出现热桥，建筑外壳应当具备较高的气密性能，同时需要对能够高效回收热量的新风系统进行配备。在该类型的建筑形式当中，应当将热损失降低到最小。同时应当对太阳辐射入室进行充分的利用，使得用于产生热量所消耗的电能在每年 15kw・h/m2以下。对于这些电能，外部设备将会进行提供和满足。此外，被动式建筑并不会硬性规定是否对可再生能源覆盖进行应用。

三、 被动式建筑与其他相关建筑形式的对比

虽然被动式建筑通前文中提高的几种建筑形式在本质上都是以节约能源、保护环境为基础进行设计和建筑的，但是，在这些建筑形式之间，也存在着很大的联系和区别。其中，绿色建筑对建筑物和环境之间的关系更加注重，其最为突出的建筑设计理念是“四节一环保”，也就是节能、节地、节水、节材和环境保护。自从上个世纪末期，联合国环境发展大会在巴西里约热内卢召开之后，我国政府对很多相关的法规、导则、纲要等进行了颁布，对绿色建筑的发展和应用起到了极大的推动作用。

在生态建筑的设计当中，则具有不同的要求，建筑物必须具备可持续发展、舒适实用、自洁自净、节能降耗等方面的性能和作用。在建筑措施方面，应当对生物能、风能、太阳能等可再生资源进行应用，对可循环利用和生态价值较高的材料进行选择。同时还应当利用相应的工艺和技术手段，从而达到生态建筑形式的各方面要求。该类型的建筑形式对建筑物及其周边的环境体系进行了强调，同时注重良好室内环境的营造，确保使用者能够保有一个较为满意的舒适度。这样，建筑物在人类活动与生态环境之间，提供了一座良好的沟通桥梁，从而提高建筑物的人文关怀和人性化。

节能建筑在我国已经经历了数十年的发展和应用，相关的法律法规和规范标准等也逐渐趋于完善。经过长时间的不断实践应用，证明了在建筑节能方面，节能建筑所发挥出的作用十分明显。但是相比于被动式建筑，在一次能源消耗值方面，节能建筑并没有给出强制性的规定和标准，没有对节约能源进行具体的分项要求。因此，在当前建筑领域的发展过程中，被动式建筑在当前建筑节能的发展趋势下，结合其自身对于各方面的严格要求，能够更好的顺应时展的潮流和趋势，是一项十分明智的举措和选择。在今后的发展中，被动式建筑必将成为建筑领域当中的重要理念和主要方向。

四、 被动式建筑的发展历程

在 20 世纪末期，德国达姆施塔特房屋与环境研究所的沃尔夫冈・费伊斯特博士在于瑞典隆德大学的博・亚当姆森教授在一次谈论当中，第一次提出了被动式房屋的概念。随后，在德国黑森州政府的大力资助与支持下，经过了大量的研究和试验，正式确立了被动式建筑的建筑理念。在两年后的 1990年，在德国中南部城市达姆施塔特市的一个城区，建立了世界上第一个被动式标准的建筑物，它是一幢三层高的普通民居建筑。一年后，该建筑经过了节能改造，并且被投入使用。经过监测发展，该建筑的年终端耗能降低了78%，从过去每年160kw・h/m2的能耗，降低到当时的每年 35kw・h/m2。而在 1996 年，在德国达姆施塔特市，正式成立了被动房屋协会，该协会的宗旨是对被动式建筑的相关技术标准进行规范和推广。在此影响下，被动式建筑形式在德国本国得到了越来越广泛的发展和应用。

在实际应用中，从建筑成本的方面来说，相比于传统建筑形式的房屋，被动式建筑仅仅高出 6%左右。在新一代的被动式建筑设计当中，对精巧的中央通风系统进行了应用。其中进气管和排气管的安置位置为并排安置，在排出温暖空气的同时，能够引进来清洁的冷空气，从而达到了超过 90%的热交换率。

五、 被动式建筑在我国的发展和应用

随着节能减排理念的不断发展和深化，在我国建筑领域当中，对建筑物的节能要求也越来越高。近年来，随着被动式建筑技术和工艺的不断完善和改进，以及我国对被动式建筑的迫切需求，在很多经济发达的地区，已经存在了一些被动式建筑。

六、 结语

能源问题和环境问题是当前的两个世界性的问题。在我国建筑领域当中，源于德国的被动式建筑能够有效的解决这些问题，起到良好的节能减排效果。在实际应用中，应当对被动式建筑设计策略进行细致地研究，使其能够得到不断地发展和完善，从而推动我国建筑领域更高的发展。

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中国行业标准JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》第26章《建筑物自动化系统（BAS）》所规定的模拟和数字混合的集散型系统（TDS），已面临更新为全数字系统的挑战。就像工业自动化一样，建筑物自动化市场在技术接受期曲线上，通常落后于商业领域技术应用会有几年之久，因此，在商业领域已经成功运用多年的个人计算机和以太网通信，现在却成为BAS更新途径的热门话题。PC-BasedControl和以太网技术，已经开始全面进入BAS领域。2000年3月，Honewell公司推出的全数字化闭路电视监视系统DVM，就用PC-BasedVideoServer，类似于商业领域应用的个人计算机式视频服务器，取代了传统的模拟和数字混合的CCTV闭路电视矩阵切换器和磁带录象设备；DVM系统中，经过信号转换接口把所有摄像机的视频信号直接连入以太网通信，每20台摄像机使用1台VideoServer。这种第三代保安监控电视的全数字化CCTV以太网系统，已经在澳大利亚悉尼机场使用。

PC机技术日新月异的进步，使BAS的中央站功能不断增强；PC机的商业软件，如ODBC、API等等，已成为BAS的标准软件；基于PC机技术的分站不断发展。信息领域的以太网技术对工业自动化和建筑物自动化各个层面的影响，从上到下。BAS管理层的以太网正在下植到自动化层和更低的现场层。BAS三层结构将会成为以太网"一网到底"的三层网络。完成这项"通体透明网络"革新的主要技术，就是以太网现场总线。以太网现场总线，也可称为以太网I/O（Input/Output），是控制技术和信息技术的完美结合，性能发挥到极致，它或许能够解决工业自动化长期争论不休的现场总线标准化问题，是商业技术影响工控技术的一个范例。

以总线为脉络，分析计算机总线、测控总线和网络总线在BAS技术发展中分别担纲的角色，可以加深对BAS未来发展的了解。

1、总线BUS

总线一词，源于计算机技术。总线是各种信号线的集合（包括地址、数据、控制、电源等），是各种信息传输的通路，有汇总的涵义。微软百科词典定义总线为：计算机系统中各部件之间用于数据传输的一组硬件连线（导线）。IBM公司将其简称为用于传输信号或功率的一根或多根导体。在建筑物自动化中，BAS总线可解释为用来连接中央站分站、现场设备或者各种系统的那些具有导电性的通路，以完成数据或信号的传输。

以应用范围来分，BAS总线可划分为计算机总线、测控总线和网络总线、。计算机总线用于上位管理计算机和中央站内部部件的连接。测控总线用于中央站与分站的连接，分站与现场设备的连接，现场设备之间的连接。网络总线则是将上位管理计算机和中央站、浏览器等视为节点而共同连接在一起的一条多分支线路，将数据置于网络总线中，数据将会经所有的节点检测后，由其指定地址的节点接收。BAS管理层的以太网就是网络总线。当以太网下植到自动化层和现场层以后，以太网又扮演着测控总线的角色，在这种背景下，我们借用"网络就是计算机"的概念，不免也可以说"网络就是控制器"，因为所有传感器、执行器、分站、中央站已经遍布以太网中，以太网被赋予完成分布式控制兼有普通信息存取的能力，人们可以随心所欲使用以太网，无论是进行实时控制还是传递管理信息。

2、标准化Standardization

作为信息传输通路的总线，追求标准化，是各种总线的共同目标；只有标准总线，才能够支持更多的性能不同的产品的连接，完成更多更好的系统的集成，实现更完善的控制和管理，因此，总经以其有汇集性能的特点，尤其需要标准化。标准总线的形成，主要有两种方法，一种是由非商业的或政府组织所产生的标准，目的在于使某一种类型总线开发和使用规范化，例如RS232C；这种正规的合法的技术标准，是在对已有方法、途径及技术开发进行仔细研究的基础上起草，并经正式批准后产生，这种标准通常包括着一些国际标准。另外一种方法，是有某一家公司先行开发出一种总线技术，由于成功，得到其它公司模仿和广泛使用，以至一偏离该总线就会产生不兼容问题，导致产品在市场中受到限制，例如现场总线LonTalkBus；这类事实上的总线技术标准，是基于市场需求产生而形成的，无需正式批准，这种标准通常包括大量流行的工业标准。

3、计算机总线ComputerBus

中国行业标准JGJ/T16-92第26章BAS，对中央站硬件、组态、系统软件的规定（26.4.26.5）非常简单，仅是基于采用计算机作为监控中心的一般原则，如应设置CPU、CIU、CRT、打印机等规定，对上位管理计算机则仅限于优化控制与管理某些功能要求。但是，近年来计算机技术发展很快，系统软件、应用软件、存储系统、处理器技术、输入输出系统和计算机结构，都是如此，其中，计算机总线技术与工业自动化、建筑物自动化关系密切，计算机总线是计算机系统信息总通道，性能优劣，对BAS上位管理计算机和工作站的影响是至关重要的。因为采用先进的计算机总线，可以提高工作站的带宽，改变工作站的兼容性和开放性，并能提高工作站的可靠性，这对控制系统无疑是最重要的性能。例如，使用PCI总线技术的PC机，每年停机时间可以小于315秒中，可靠性高达99.99%，因此，BAS用户已经开始关心工作站的计算机总线，2000年9月山西省太原市某国际贸易中心大厦BAS招标文件中，明确提出中央站应该使用计算机33MHz三总线结构PCI（外部设备互联总线），说明用户不仅关心各种功能模块设置，还要求提供工控级别的总线来保证工作站性能。随着基于PC机控制的技术进展，计算机总线对BAS的影响会更加重要。因为BAS将逐渐最终成为由一台PC机控制几条现场总线的系统。

3．1计算机总线的发展历史

1970年，DEC公司首先推出了称为Unibus的总线，把PDP11小型计算机上所有的部件、设备都连接在一起。它是一种单总线结构。

1981年，IBM公司在第1台个人计算机IBMPC/XT上推出了XT总线，也是单总线，1984年，采用16位CPU的IBMPC/AT出台，AT总线在XT总线结构上，增加了一组输入/输出总线，形成双总线结构。AT总线就是著名的工业标准总线ISA，全称是IndustrialArchitecture工业标准结构，它是通过将板卡出入IBMPC及其兼容机的标准扩展槽来添加计算机部件的总线设计规范。1989年康柏、惠普等9家公司在ISA基础上，推出EISA，扩展工业标准结构，这是一种把附加卡（例如视频卡、内置卡MODEM卡及支持其它设备的卡）联接到PC机主板的一种总线标准。EISA总线操作频率比ISA高很多，能提供很多的数据吞吐率。

为了提高PC机性能，使某些扩展板可以直接与微处理器通信，而不必经过通常使用的系统总线，Intel公司提供了PCI总线规范。这种局部总线允许在计算机上安装多至10个PCI兼容的扩展卡，PCI局部总线系统需要在某个PCI兼容插槽中安装一块PCI控制卡，每次可以以32位或64位的速度与CPU进行数据交换。PCI规范还考虑了多路复用Multiplexing。因此，PCI总线已成为今天计算机事实上的局部总线标准。由于PCI独立于处理器，不仅Intel系列可用，DEC的Alpha、Motorola的PowerPC等系列也可以用，它的向前向后兼容性，能使现有的多种计算机都能平滑过度到新标准，所以尤其受工业控制机行业的欢迎，建立了PCI工业计算机协会PCIIndustrialComputerManufacturersGroup（PCIMG），致力于在工控机行业推广PCI总线。1995年，出版了CompactPCI规范。

PCI总线在计算机中配置了3组总线，时钟33MHz，与CPU时钟频率无关，宽度32位，可扩展至64位，带宽达132Mbps至246Mbps，可以和ISA、EISA、VL-BUS等总线兼容，支持5V和3.3V两种电压，可以在芯片、软件和开发工具方面广泛利用PC机丰富资源，它具有良好的网络性能、图形视窗介面和数据存贮性能，是工业自动化和建筑物自动化中央站理想的计算机总线。

3．2标准计算机总线

国际标准

IEEE969（S-100）微机通用

IEEE488（HP-IB）测试仪器

IEEE1394（FireWire）测试仪器

EIARS232C设备总线

EIARS422/423/449/485设备总线

ANSISCSI小型计算机，设备总线

VESAVL-BUS局部总线

工业标准（流行微机总线）

ISA系统总线

EISA系统总线

PCI局部总线

3．3新一代计算机总线（正在开发中）

1998.9PCI-XCompaqIBMHP

1998.12NGIO（NextGenerationI/O）IntelDellSunNEC日立NEC西门子

1999.2FutuieI/OCompaqIBMHP

4、网络总线NetworkBus

中国标准JGJ/T16-92第26章BAS，规定"优先采用共享总线型"局域网结构作为BAS管理层、自动化层、现场层的网络拓扑，即用一条总线，把上位管理计算机、中央站、分站、现场设备各自连接在一起，形成三层局域网。因为所有节点共享一条传输通路，一次只能允许一个节点发送信息，所以需要建立信息发送的控制方式，JGJ/T96-在26.6.6条文说明中，没有明确规定是用IEEE802.3以太网的CSMA/CD波及监听多路访问/冲突检测争抢发送，还是用IEEE802.4令牌总线排队访问控制，只有指出这两种方法都是"目前流行的"，但是"并无一致的看法"。在26.6《信号传输与数据通信》中，则把现场层至自动化层之间的信息传递成为"信号传输"，把自动化层和管理层之间的信息传递，称为"数据通信"，以示区别，前者为现场设备与计算机通信，包括模拟信号，后者为计算机之间通信，全部为数字信号。

20多年来，发展极为成功的以太网技术，已经得到公认。人类进入英特网时代，以太网也迅速进入工业自动化的各层网络。电气电子工程师协会IEEE基于802.3以太网国际标准，正在积极制定现场与以太网通信的新标准，使以太网能够直接为现场层所使用，可以预见，正象个人计算机PC迅速进入工业自动化领域一样，以太网以及TCP/IP、UDP/IP协议将十分迅速进入工业自动化各个领域，包括BAS。

网络总线是网络通信总线的简称，在BAS中，网络总线是上位管理计算机、中央站、分站、现场设备之间的连接总线，从计算机系统结构的角度上看，它是计算机的外部总线，计算机总线则可视为内部总线。网络总线属于网络技术，计算机总线属于计算机技术，网络是多个计算机的集合系统，数据通信和资源共享是其特点。今天，已经进?quot;网络就是计算机"的时代，通信和计算机技术紧密结合、同步发展，计算机总线和网络总线是计算机一种技术的两个方面。新一代的计算机已经把网络接口集成到计算机母板上，网络功能已经嵌入到操作系统中，使得网络总线可以视为计算机总线的外部延伸，密不可分。不进入网络的工作站，是不完整的工作站。在建筑物领域，BAS是建筑物整体计算机网络的重要子网，形成建筑物管理和建筑物设备控制一体化是从网络开始的。计算机总站维系着BAS的通信子网，资源子网和通信子网的组合，就是建筑物自动化网络，就是建筑物自动化系统。

4．1以太网的发展历史

1968-1972Aloha无线电系统夏威夷大学开创争用型通信

1972-1977首台以太网2.94MMetcalf和Boggs先生建立CAMA/CD

1979-1983粗同轴以太网10MCom（DEC、Intel、Xerox）10BASE5

1980-1982细同轴以太网商品化10M3ComISA总线与10BASE2相连

1984-1987双绞线以太网1MUTPHP、AT&T1BASE5

1986-1990综合布线+双线绞线以太网10MSynOptics、HP10BASET

1990-1994交换式和全双工以太网10MKalpanaEtherSwitch

1992-1995快速以太网100MUTPGrandJunction100BASET

1996-?千兆位以太网1000MIEEE802.3z1000BASEF

4．2以太网与局域网国际标准IEEE802.3

以太网是商业市场上发展的，而802.3标准是独立的标准组织《电气与电子工程师学会》开发的802.3是基于以太网第1个版本制定，但在一定程度上改进了设计，1983年公布以后，以太网以此又作了修改，原来互不兼容的局域网，变为互相兼容（但不完全兼容）。二者主要区别是结构不同，例如，最大数据单元，802.3是1460字节，以太网是1500字节。但是，通常可以把802.3视同以太网。

以太网速率有10M和100M两种，最大1518字节，最大段长度500米（粗同轴）、185米（细同轴）、100米（UTP），中断段综合长度2500米（粗同轴）、925米（细同轴）、2500米（UTP）。

在BAS中用以太网作为网络总线时，现在BAS供应商所提供的以太网接口卡NIC（安装在中央站中），应该是10M/100M自适应型，以满足用户部署100M快速以太网的要求，例如Intel公司的PRO/100+管理适配器，适用于有PCI总线的台式机，能自动监听集线器速度，从而自动选择10M或100M，能支持最新的连接管理规范wfw2.0，支持所有的主要操作系统和网络操作系统，WinNT、95、98、2000，Nerware、UNIX，支持10BAS-TX，5类UTP，RJ-45连接器，数据路径宽度32位，可在0-55℃环境中工作。

4．3以太网介质访问控制（MAC）CSMA/CD

载波监听多址访问/冲突检测是以太网抢先式信息发送的主要技术，它包括有先听再讲、无声则讲、有空就讲、边讲边听、一人独讲、退避三舍等信息发送规则，保证所有站点都能以公平方式通过竞争来访问大家共享的以太网，虽然难免有"后到先服务"的现象，但是，由于CSMA/CD有一套完整的处理冲突的方法，大体上实现了对网络总线的公平访问。它是退避三舍的自调整功能，保证所有信息的发送都是成功的，例如常用的一种冲突退避延迟算法，称为"截断的二进制指数回退（EBE）"，它使发送信息的站点，每冲突一次，自动延迟一个以2的幂函数计算的退避时间，用这种不断扩大回退时间来适应网络流量的变化，这是一种很巧妙的方法。它规定了退避也是有限度的，即最大退避时间以210倍为限，忍让次数也是有限的，以216次为限，否则就会丢掉这个屡发屡败以太冈帧，这种情况是绝少发生的，除非以太网已经瘫痪。

以太网每帧发送之间有一个固定的间隙64字节、512位，称为时间片，用来识别由于冲突而失败的发送信息帧碎片（最小帧规定为64字节，包括48字节数据），在512位时间内，网络冈所有站点检测到载波（有信息发送）和合法的冲突、信息帧碎片，从而保证以太网能正常工作，不受非有效帧（碎片）的影响。

一般谈到以太网，主要是指802.3的CSMA/CD协议，它是以太网的主经软件（其它还帧结构软件等）此外，以太网还包括以太网接口卡NIC、收发器、中继器硬件。总之，以太网是一种局域网，是共享总线型局域网（包括集线器Hub网络），是国际标准局域网之一，应用最广泛。

4．4以太网与TCP／IP

传输控制协议／网际协议（TCP／IP）是实践中产生的解决网络互连和异构计算机之间提供可行的透明通信服务的一组协议，它是世界上最大网络因特网的基础。以其公用性和有效性，成为公认的开放系统。TCP／IP是网络数据传输事实上的标准，或者简称其为因特网通信协议。

BAS结构图中，标明以太网，是说网络采用共享总线拓扑，标明TCP／IP，是说数据传输采用因特网通信协议。

TCP／IP独立于特定的计算机软硬件、独立于特定的网络系统，即使你不接入Internet，用它也是最好的组网方案，所以，我们在本文开始，对JGJ／T16－92BAS的网络结构就标明采用TCP／IP，更何况，BAS进入Internet也是势在必行的事情。

TCP／IP协议有三个特点，首先它的开放性，可以把现行的各种局域网互联起来，其次，它统一了地址规则，这种IP地址与域名系统的唯一性，保证了因特网走向全球，最后，高层协议基本标准化，使各种用户可靠而且便利，这一特点，在工业自动化中，有很好的应用，可以把标准化的控制总线协议，包装在高层协议中，使TCP／IP成为工业控制通信协议。

TCP／IP分成4个层次：

应用层--常用的应用程序有SMTP（邮件传送）、NFS（网络文件）、NIS（网络信息）、SNMNP（网络管理）、FTP（文件传输）、DNS（域名系统）等，以及工业自动化通信协议，也可在本层打包，如Moddbus、HoneywellC-Bus等。

传输层--提供端到端（即应用程序之间）的通信，主要功能是信息格式化、数据确认和丢失重传等，主要有（TCP传输控制协议）和UDP（用户数据报协议UserDataprogramProtocol，它在工业自动化应用中看好，它把数据先打包，后经IP发送，效率高于TCP）

网络接口层--不同网或同网中计算机之间的通信，处理数据报和路由，主要是IP（网际互连协议）

网络接口层--提供与物理网络的连接，它包括所有现行的网络访问标准，最重要的是以太网（802.3系列）。

5、测控总线MeasureandControlBus

BAS现场层和自动层的总线，可视为测控总线。JGJ／T16－92第26章BAS26.6.l节规定"从现场到计算机系统的信号传输，需综合考虑""（1）简化传输控制的硬件结构；（2）减少传输导线的根数；（3）弱化维修的技术难度"，还进一步指出了采用的方法"可选用一对一的传输方式、矩阵选码一公用线传输方式或多路复用技术的一路通道多方使用的传输方式（阵列式传输方式）""首先考虑时分制"等等。反映中国行业标准对测控信号传输的重视以及要求采用最新技术的愿望。在当时的历史条件下，已经把测控总线阐述得淋漓尽致。

自从HGH／TI6颁布近十年来，测控信号传输领域发生了重大的变化，这就是现场总线技术所带来的深刻变革，对BAS的影响当然也是非常深远的。只有现场总线技术才能符合JGJ/T1-92第26.6.1节规定的三项要求：最简单的传输控制，最少的导线根数，最方便的维修技术；而且，最重要的是，现场总线带来了工业自动化开放系统的新局面，减少了自控系统寿命周期成本LifeCycleCost。

因此，测控总线的讨论，可以归纳为现场总线的讨论。

国际电工委员会IEC定义现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。

安装在控制室内的BAS中央站与现场的分站，分站与现场的传感器，它们之间的信号传输均适用现场总线技术。换言之，自动化层和现场层，采用现场总线技术是历史发展的必然。当有人提?quot;现场总线是管理控制一体化方案的催化剂"时（美国Fisher公司Martin先生），我们深刻体会这一隽语的丰富内涵。

5．1现场总线发展历史

1983年，Honeywell公司推出的差分信号驱动器，成功地在4-20mA直流信号上叠加了数字信号，随即投入市场的智能化仪表Smart变送器，是现场总线产品的前驱，这些带有微处理器芯片的仪表，除了在原由模拟信号仪表的基础上增加了复杂的计算功能外，还在4-20mA直流信号上迭加了数字信号，使现场与控制室之间的连接，从模拟信号过渡到了数字信号。这种工作机制，成为美国fisher-Rosemount公司著名的现场总线HART通信协议的基础。

1984年，美国仪表协会ISA／SO50工作组，开始制定现场总线标准。IEC也成立现场总线工作组IEC／TC65／SC65C／WG6，开始研究现场总线标准。

1985年，国际电工委员会决定由ProwayWorkingGroup负责研究现场总线体系结构和制定标准。

1986年，德国推出Profibus过程现场总线标准。

1990年，美国Echelon公司推出LonWorks现场总线产品。

1992年，Siemens、Rosemount、Rosemount、ABB、Foxboro、Yokogawa等80家公司联合，成立ISP协会，着手在Profibus基础上制定标准。

1993年，Honewell、Bailey等公司成立WorldFIP协会，有120家公司参加，准备以法国标准FIP（FactorInsrtumentationProtocol）为基础制定标准。

1994年，ISP和WorldFIP北美部份合并，成立FF现场总线基金会（FieldbusFoundation）。推动现场总线国际标准的开发。

1996年，FF公布了低速总线H1标准。

2000年1月4日，IEC宣布现场总线国际标准以86%赞成、12%反对通过，IEC-61158面世。

5．2现场总线国际标准IEC-61158

8种现有的现场总线纳入国际标准，如果考虑到世界上已有30多种现场总线，这也还是在统一的路程上，前进了一大步。

从上表可以看出，8种现场，有8种通信协议，互不兼容，距离统一标准的现场总线，还有很大距离，虽然这些现场总线在功能上可以互补。

为了解决现场总线统一问题，借鉴IT行业的统一网络通信标准，就是第5种类型，即以太网现场总线。1998年，在美国休斯敦召开的ISA展览会期间，成正了工业自动化开放式网络联盟IAONA，建议把FF的H2高速现场总线，改成高速以太网HSE，有Honeywell参加的18个公司31位工程师正在Foxboro公司积极进行开发，希望HSE能成为众望所归的现场总线。

HSE的特点是速度高（100Mbps），数据通过量大，与计算机联接容易，价格低。有两类用途，一类是完成由于计算量过大而不适合在现场仪表中进行的运算，另一类是作为多条低速H1总线或其他网络的网关设备。

HSE是否适用干BAS，是有待研究的事情。

在IEC61158国际标准中，有欧洲标准建筑物自动化系统MBS－TC247推荐的ProfibusFMS总线和WorldFIP总线，但是没有欧洲推荐的LonWorks总线和欧洲设备总线EIB。

5．3现场总线的三层结构

从IEC61158标准中的8类总线，可以看出现场总线并不需要保持与ISO／OS17层结构一致，只需物理层、数据链路层、应用层等三层就可以了。因为面向控制的信息比较简单，但需要快速而可靠地到达目的地，七层模式使数据转换变慢，会滞后实时控制的时间要求，七层有关的网络接口成本也较高，同时，现场设备也不需要OSI地址。

IEC61158还规定，所有2至8类现场总线，均需对类型1的FF总线提供接口，但2至8类总线之间，不要求提供接口。

5．4以太网作为现场总线的主要问题及其解决方法

由于以太网802.3采用随机式的CSMA/CD信息发送方式，对事实控制来说，就带来一?quot;不确定性"问题，不能事先预言测控信息传送的时间，存在着"后到先服务"现象。而令牌式"排队发言"信息传送是可以预言的。要克服这个缺点，就要提高以太网的传输能力。由于10／100BASE－T全双工交换式以太网技术发展，基本上解决了CSMA／CD随即发送带来的"不确定性"问题。1990年，智能交换机的出现，基本上淘汰了信息发送时的冲突，而且，智能交换机的成本不断下降，为工业控制实际应用提供了可能。智能交换机（网络开关EtherSwitch），能同时提供多条数据传输途径，功能和电话交换机相似，使整体吞吐量显著提高，同时智能交换机还使用一种名为"切入法"（CutThrough）的新桥接技术（常规桥接是使用存储转发技术），是延迟时间又降低了一个数量级。1993全双工技术是以太网可以同时发送和接收数据，理论上又可以使传输速度翻上一番，再加上快速以太网的出现，以太网在处理事实控制方面，已经可以做到测控信息的传输不再是"不确定"的，而是有着"良好概率GoodProbability"的表现，能够适应事实控制的需要。

以太网传送测控信息的另一个问题是线路"利用率"，线路效率。利用率是指线路用来成功地传输帧的时间部分。每个以太网数据包中那些不代表实际数据部分（同步、地址、字段长度、错误检验）较大，共26个字节，这种"开销"使线路利用率下降。在测控领域，实际数据很短，例如，DI20个字节、DO16个字凇IAO200个字节、通信接口500字节、PID运算500字节、计数器4个字节等，这样，当使用以太网信息包包装时，大量信号还需要加上填充符才能满足最小48个字节数据段的长度要求，如DI、DO、计数器，因此，效率较低。

但是，实际上，由于争先式发送，会改变效率，计算指出，如果连续发送两个64字节的以太网信息包，效率可以提高到54％。尽管如此，在工业自动化领域，仍然重视如何减少"开销"，提高通信效率，例如，在通信协议中，想已用户数据报协议UDP来取代最常用的传输控制协议TCP，因为UDP信息包的包装比TCP简单，只有4个字节，而TCP，则是26个字节。IEC61158国际标准现场总线HSE高速以太网就考虑采用UDP／IP来代替TCP／IP。

不过，以太网的高速度，已经把这些问题全部覆盖了，就算是以最低速3Mbps有效速率运行，一个100个字节的实时控制信息，在以太网的传输时间，只有0.336毫秒（[100＋26]×8/3M），对BAS，已是很理想的数据了。

5．5TCP／IP作为现场总线的通信协议的讨论

TCP／IP协议是一组协议，采用四层结构，与现场总路线三层结构很相似，因此，适用于现场总线。

采用TCP／IP的以太网现场总线，由于数据链路层的CSMA／CD，使得数据传输时间是建立?quot;概率"基础上，但由于以太网线路的改进，情况大为改善。

TCP／IP是非常流行的技术，移植到现场总线是顺理成章的事，问题之一是TCP／IP是为因特网设计的，TCP是要处理面对成千上万的网站，它要处理好这么多路由的连接，只能采取在TCP层，设置发送机和接收机，提供端到端的可靠的进程间的通信，使数据报在传输过程中始终保持连接状态，只有双向通信。TCP才去发送数据报（双向通信不是指两机器独占式通过网络对话，而是说两台机器间有一交互信息流），TCP发出信号后，必须等待对方应答信号，否则会重发，这种定向连接协议，使两个端机经常以适当的速度相互通话，TCP传输控制在两个机器问来回发送状态信息。而UDP用户数据表协议却比TCP简单得多。对于自动控制的应用程序来说，并不需要时时保持个连接，以节约开销和网络通信量，而UDP是一个无连接系统，从TCP到UDP放弃了许多功能，简单了许多，只是作为一个数据报的发端机和收端机操作，而不理会二者之间的连接。帧的结构简化为源端口2字节，目的端口2字节，长度2字节，校验2字节。UDP传递服务不建立通信双方的连接，发完数据就完事大吉，所以，比较灵活，效率高，非常适合测控数据的发送，因为这类数据非常短，还有，在控制网络中，通行的站点比起因特网来，少之又少，非常强调二者之间的连接管理，就显得多余，比起TCP的大文件来，测控程度只是"发出一个请求"或者"等待一个响应"，三言两语，传递本身就会很可靠。此外，在实时控制中，有时强调一种完全控制，即使在信号传输过程中发生错误，控制器业能够自行处理作出决策，而不需要让TCP一遍又一遍重复发送数据，因为自控系统控制器的自制能力都极强。

无论TCP还是UDP，应用程序都是驻留在通信协议顶层的应用中，包括控制和人机接口等一系列应用程序以及用于系统集成的OPC，都藉信息传输，获取其中的数据。

5．6以太网在工业自动化中的应用

美国Foxboro公司在1995年就推出了采用以太网10BASE－5粗同轴电缆I／AnodeBus用于现场总线控制系统，近年来，新I／A现场总线系统已经改为双绞线BASE－T，室内及机柜内，都使用RJ-45接插件，对室外及振动严重的场所，则按防护等级IP-67生产了密封式RJ-45的连接器，Hirschman公司也能提供现场总线中作为以太网连接的接插件，抗震密封，适用于工业环境。

1997年，Schneider公司为其著名现场总线ModbusTCP通信协议产品，它的PLC产品中的I／O模块，Momentum系列，均可以设置以太网端口。这些I／O模块通过这些端口直接连入以太网中。Schneider公司把Modbus通信协议变址为TCP／IP通信协议，这是世界上较早的以太网I／O产品。TCP／IP和UDP／IP的一个重要的优点是在同一个以太网中，可以运行许多不同的通信协议，它们都变址在TCP／IP或UDP／IP中。

Honeywell公司几年前就已经开始着手把以太网用于建筑物自动化系统自动化层总线通信的应用工作，目前，第一步已经实现，即，把所有测控总线通过TCP／IP接口连入以太网中，通过以太网得数据通信，进行实时控制。以太网成为BA、FA、SA集成的通信平台，进而与管理系统在此平台上完成管理控制一体化集成。

随着以太网应用技术的进一步发展，把以太网芯片内嵌与现场设备的一天，也许会很快来临，意味着因特网内置与现场设备的时代终会来到，其意义在于因特网与控制网融为一体，因特网无处不在，会进一步改变工业自动化和建筑物自动化的面貌。

5．7建筑物自动化的现场总线

现场总线这个技术热点，长期争论不休，虽然出台了IEC61158所推荐的8种国际标准总线，但是仍然没有一种统一的标准现场总线能够满足各种行业有要求。在这纷争的局面中，以太网的确受到了许多厂商的重视，在管理层（工厂级）采用以太网已经成了共识，而在低层次上的应用，还要假以时日，许多厂商正在积极研究和开发。

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二、移动教学在建筑工程技术专业的建设

移动学习是一种技术特征鲜明的学习方式和技术。其中，无线通信技术是解决移动学习通信的要素;软件技术是保证移动学习能够进行的必要条件;建模工具的正确选择为移动学习内容的开发奠定了坚实的基础。基于以上条件，以建筑工程技术专业中“建筑工程计量与计价”课程为例，笔者主要构建在无线网络环境下微信平台与网盘相结合的移动教学系统的开发与应用。系统功能模块主要有教师与学生功能模块、提醒与讨论空间模块、资料下载模块。

1．教师与学生功能模块。

此模块主要实现方式为微信公众平台，实现动态化、公开化、形式多样化、自动回复化特点。动态化表现为每天可1－5条或更多信息，其内容可涉及教学各个方面，并且每天更新，实现时时动态，例如，“建筑工程常规做法及估算价格”，“如何做好公路工程计量”，“造价算量顺口溜”等。公开化表现为其展现的内容不仅可以是在校学生，社会上任何人如果想对此方向学习，只要加入“关注”即可接收信息，方便易懂。形式多样化表现为其内容形式可以以文字形式表示，也可以其他更具直观性的方式，如图片、视频等。自动回复化表现在学生(或读者)可以回复提示文字或数字，系统自动回复已设定好的内容解答。例如“回复数字1，查看习题1答案”，回复后即会出现答案或答案的链接网址。基于以上优点，可完全实现知识的表达与学习，但它还有一些缺点与不足。微信公众平台上的新信息没有声音提醒功能，如果有新信息时怎样提醒?如果学生有系统自动回复以外的问题怎样解答?如果要展现的教学内容过大，而在公众平台上无法上传时怎么办?针对以上问题笔者提出讨论空间和资料下载两大模块。

2．提醒与讨论空间模块。

新信息的提醒功能及学生有疑问需要教师解答或学生间的讨论功能，都可以通过此模块来实现。具体表现为在微信中建立微信群，由群主(或管理员)维持秩序，并将公众平台的信息和信息提醒同时;对群讨论问题可有针对性地进行。讨论形式亦可多样化，如文字、语音、图片、视频等。

3．资料下载模块。

当资料过大在公众平台上无法上传时，课程内容的各类学习资源，可以通过多种移动学习模式来实现。在该模块中，学生可以通过两种方式和系统进行交互。一种是通过移动终端进行移动学习，一种是通过连接互联网的计算机或笔记本等进行在线学习。例如，建筑工程技术课程的核心内容、最新规范等，我们将提供文档、PDF文件、课程录音、课程录像等多种媒体格式、适合多种移动终端的学习资源，满足学习者不同的学习需求和学习习惯。可以在微信公众平台上给出链接，学习者通过链接下载到自己的移动终端上，手机、电脑、iPad等均可，当他们在教室外面、公共汽车等地方时，都可以通过移动终端来浏览这些教学文档、图片序列、音视频教程等，充分享受移动学习的便捷与方便，而且不需要承担高昂的移动通信费用。

三、应用结果

按计划在建筑工程技术学院2012级学生教学中开展教学，覆盖学生100人以上。项目最终研究成果，对移动教学的应用和开展，具有一定的参考价值和指导意义。

1．实施前

学生对移动学习了解很少，但他们愿意参与这种学习方式。

2．在整个实施过程中

学生更多喜欢的移动学习途径是通过下载学习文档到手机、电脑上进行学习，而且音/视频资源、图片更受欢迎。

3．实施后

学生对移动学习的学习效果普遍认可，大多数学生认为移动学习是课堂教学有益的补充，87%的学生认为移动学习帮助他们获得了更好的成绩。其原因主要有以下三个方面:一是学习者对移动学习还是很好奇，对其形式的追求要高于内涵，因此，移动学习方式更好地激发了学习者学习的积极性。二是学生可以通过微信公众获得更加丰富的学习内容，可以获得课堂以外的知识更加深刻地理解课程知识。三是学生在群内讨论非常积极，可利用闲散时间，随时随地，随需学习，受到学生的普遍欢迎。

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2建筑电气工程自动化技术的体现

建筑电气工程自动化技术主要体现在以下几个方面:首先，需要对建筑进行接地性测试，并一定要在接地性测试通过以后，再对建筑进行施工，尤其要对防雷自动技术充分重视，以保证接地引下线。另外，在对建筑施工的过程中，相应施工人员需要对钢筋进行标记，以防止施工现场出现混乱。其次，关注相关的接地支线，也就是说，在建筑电气工程中，不是所有的装置与配件都需要应用金属材质，也可以使用新型的塑料制品，因此，相关施工人员应当对接地的支线种类与作用进行系统明确的区分。再次，施工过程中需要对接地的支线与分线进行合理选择，其原因在于不同用途的接地线其线路直径也各不相同，如果出现差错，不仅会在很大程度上影响接地效果，还会给用电户带来安全风险。最后，建筑工程完工以后，工作人员需要运用电气工程自动化技术对接地线路进行监测，以防止线路被腐蚀，同时也对火灾事故做出预防。

3建筑电气工程自动化技术的应用

3．1变配电系统

1)变电系统的施工过程。

变电系统对建筑电气工程自动化系统来说，有着非常重要的作用，因此，在整个施工过程中，应充分重视变电系统的施工，其具体的施工过程主要涉及到以下几个步骤:首先，准备好建筑电气工程施工所能够应用到的一系列材料与装备，之后对变电系统进行定位与测量，与此同时，还需要对设施定时开箱检验。其次，装置变电系统设施所需要的基础型钢，并测量母线槽上下角度的水平与尺寸。最后，装置变电系统所需要的电缆桥架，之后进行连接与铺设，再进行试验，并根据变电系统的情况做出合理调整。

2)低电压配电系统。

所谓的低压配电，事实上指的是以低压电线为载体的配电，其配电方式主要有树形结构、放射性结构以及链形结构三种。当前的很多建筑中，其电气工程系统普遍使用的都是低电压干线这种配电方式。一般情况下，低压配电系统主要由配电线路以及配电设施共同组成，从我国当前的电压标准来看，低压配电设备的使用标准为1kV以下，在建筑工地中，常用的低压配电装置包括熔断器、开关、低压配电柜、接触器等。在进行电气工程自动化时，还要对其安全性进行充分考虑，低压设备往往容易引发火灾，在施工过程中，一定要对其倍加关注。

3)高电压配电系统。

我国当前规定的高压配电设备需要保证其电压值要在1kV以上，但如此高的电压值会令配电系统承受相对高的放射性电压，因此，在选择配电方式的过程中，要充分注重客观条件，进行科学合理的选择。在建筑施工过程中，常用的高压配电装置主要包括高压的隔离开关、熔断器、开关柜、避雷器、负荷开关、互感器、断路器等，在建筑中运用电气工程机器自动化技术，会很大程度上提升配电设备的电压，因此，在整个施工过程中，要充分注意电气事故的预防与控制。

3．2楼宇自动化系统

普遍意义上讲，楼宇自动化控制系统的核心为分散控制集中管理，而该系统中的分散控制器一般情况下使用的是数字控制器，即Charge-CoupledDevice简称CCD，也叫电荷耦合原件，该装置主要利用上位计算机来控制与管理想用的计算机画面，而其主要的方式则是由一系列专门化的动画、文本、曲线、控件、数据、脚本等组成。楼宇自动化控制系统内部主要分为消防、电梯、照明、通风、给排水、保安、电力等几大系统，在对楼宇自动化控制系统进行设计的过程中，其根本目的在于将系统中的基点设施进行分析与整合，并对系统整体装置进行统一管控，从而保证整个系统中的其他子系统可以协调有序，将其工作场所搭载得更加舒适、安全、高效，并在最大限度内降低能源与成本的消耗，节省工程造价。

3．3电气安全

自人类进入电气时代以来，用电安全问题便一直得到社会大众的普遍关注，而建筑电力工程的电力安全问题始终威胁着施工人员的生命财产安全，因此，保证建筑电力工程的电力安全，是当前急需解决的主要问题。

1)安全载流量。

所谓的安全载流量，指的是建筑电气工程中，能够不间断在导体里通过的相应电流量。正是因为其电流量不间断，因此，在其内部的电流超出了安全载流量时，便会导致导体发热，而当导体发热到一定程度之后，随着其温度的升高，便会造成绝缘装置的损坏，严重时还可能会造成漏电，甚至产生火灾，对整个系统的用电安全产生严重威胁。因此，在建筑电气工程中，采用适合的导体安全载流量，能够有效帮助相关人员对设备进行选择，同时也对确定导体截面有着非常重要的作用。

2)安全距离。

所谓的安全距离，指的是人或物在接近带电物体的过程中，能够保持安全的距离，这个距离能够在最大限度内防止带电物体中的电流对人体或物体产生伤害。举例来说，在建筑电气工程中，带电体与人体，或与其他设备之间，都需要保持一定的安全距离，不仅如此，带电体之间以及带电体与地面之间，也都需要保持安全距离。所以，在建筑电气工程的配电与变配电工作中，需要注重保持设备之间的安全距离，另外，在检修以及安装变配电方面，也需要注意安全距离。

3)电气绝缘。

因为电具有一定的伤害性，所以在建筑电气工程中，需要对电气装置以及配电线路进行绝缘处理，这样做能够在最大限度内保证施工人员的人身安全。同时，还要对电气装置进行绝缘检验，以在最大限度内避免电气工程中电力安全事故的发生。

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一、园林建筑小品的分类与作用

园林建筑小品是在园林绿地中为市民提供服务功能，方便绿化管理的，用作装饰、展示、照明、休息等的小型建筑设施。它的特征是体量较小、造型丰富、功能多样、富有特色。按照功能来分，园林建筑小品可分为四种类型：

(1)服务小品：供游人休息、遮阳用的亭、廊架、座椅，为游人服务的电话亭、洗手池等，为保持环境卫生的废物箱等。

(2)装饰小品：各类绿地中的雕塑、铺装、景墙、窗、门、栏杆等，有的也兼具其他功能。

(3)展示小品：各种布告栏、导游图、指路标牌、说明牌等，起到一定的宣传、指示、教育的功能。

(4)照明小品：以草坪灯、广场灯、景观灯、庭院灯、射灯等为主的灯饰小品。科技论文，建筑小品。

二、园林植物与建筑小品的配置的方法

建筑小品与植物一起配置，处理得当，不仅可以获得和谐优美的景观，而且还可突出单体达不到的功能效果。园林植物与建筑小品配置的方法有以下几种。科技论文，建筑小品。科技论文，建筑小品。

2.1植物配置突出建筑小品的主题

在园林绿地中，许多建筑小品都是具备特定文化和精神内涵的功能实体，如装饰性小品中的雕塑物、景墙、铺地，在不同的环境背景下表达了特殊的作用和意义。科技论文，建筑小品。在古典园林中，漏窗、月洞门和植物相得益彰地配置，其包涵的意境就更加丰富了。科技论文，建筑小品。这里的植物配置，应该要通过选择合适的物种和配置方式来突出、衬托或者烘托小品本身的主旨和精神内涵。例如，冰裂纹铺地象征冬天的到来，在铺装周围的绿地区域中选择冬季季相特征的植物种植能够呼应小品的象征意义，如冬季开花的蜡梅、挂红果的南天竹、常青的松柏类、竹类植物，与冰裂纹铺地一起可以起到彼此呼应、相互融合体现景观所要表现的主题。又如纪念革命烈士为主题的雕塑物以色叶树丛作为背景，一到秋天，色叶树的金色和红色把庄严凝重的纪念氛围渲染得淋漓尽致。

2.2植物配置协调建筑小品与周边环境的关系

建筑小品因造型、尺度、色彩等原因与周围绿地环境不相称时，可以用植物来缓和或者消除这种矛盾。如以照明功能为主的灯饰，在园林中是一项不可缺少的基础设施，但是由于它分布较广、数量较多，在选择位置上如果不考虑与其他园林要素结合，那将会影响绿地的整体景观效果，所以利用植物配置和灯饰的结合设计可以解决这个矛盾。将草坪灯、景观灯、庭院灯、射灯等设计在低矮的灌木植物丛中、高大的乔木下或者植物群落的边缘位置，既起到了隐蔽作用又不影响灯光的夜间照明。另外，园林中还有些功能性的设施小品如垃圾桶、厕所等，假如设置的位置不合适也会影响到景观，也可以借助植物配置来处理和改变这些问题。

此外，植物配置不仅可以解决客观存在的问题，而且也可以配合建筑小品使园林中的景观和环境显得更为和谐、优美。如休息亭以浓郁、成片的树林为背景或以常绿树丛隐亭其中，比单独放在一片草坪或者硬地上，在景观上要显得更加自然、不突兀，对于游人来说这样的休息亭也更易靠近、更具有安全感。

2.3植物配置丰富建筑小品的艺术构图

一般来说，建筑小品特别是体量较大的休息亭、长方形的坐凳、景墙等的轮廓线都比较生硬、平直，而植物以其优美的姿态、柔和的枝叶、丰富的自然颜色、多变的季相景观可以软化建筑小品的边界，丰富艺术构图，增添建筑小品的自然美，从而使整体环境显得和谐有序、动静皆宜。特别是建筑小品的角隅，通过植物配置进行缓和柔化最为有效，宜选择观花、观叶、观果类的灌木和地被、草本植物成丛种植，也可略作地形，高处增添一至几株浓荫乔木组成相对稳定持久的景观。

景墙、栏杆、道牙主要起到分隔和装饰的作用，在进行植物配置时常种植爬藤类、低矮地被植物使其自然攀援，这样不仅柔化、覆盖、遮挡了建筑小品硬质的棱角线条，而且也美化了环境，为游人增添了亲近自然之趣。在道路台阶边缘可用蔓长春花、扶芳藤等地被植物；在栏杆、景墙、围墙边上可以种植像金银花、常春藤、紫藤等垂挂类的爬藤植物。

另外，建筑小品一般为淡色、灰色系列居多，而绿色的、色叶类的、带有各种花色和季相变化的植物和建筑小品的结合，可以弥补它们单调的色彩，为建筑小品的功能和内涵表现增添另一种语言的表达。

2.4植物配置完善建筑小品的功能

好的植物配置不仅起到美化建筑小品的作用，而且还可以通过配置更加完善建筑小品本身的功能。如指示小品（导游图、指路标牌）旁的几棵特别的树可以起到指示导游的作用；在廊架上以攀援类植物栽植，更加完善了廊架蔽荫的效果和功能。

座椅是园林中分布最广、数量最多的小品，其主要功能是为游人休息、赏景提供停歇处。从功能完善的角度来设计，座椅边的植物配置应该要做到夏可蔽荫、冬不蔽日。所以座椅设在落叶大乔木下不仅可以带来荫凉，植物高大的树冠也可以作为赏景的“遮光罩”，使透视远景更加明快清晰，使休息者感到空间更加开阔。科技论文，建筑小品。

三、结论

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【摘要】国内一批建筑由带来室内热环境控制、大窗防水、消应当在设计中与城市整体环境的关系，更好地推动其健康发展，不仅是当代建筑师和城市规划师应当共同关注的重要课题，同时也需要社会各界的共同努力才能得以真正实现。防安全及管理等方面的诸多问题结合具体措施特别注意加以解决。

【关键词】 国内一批建筑由带来室内热环境控制 消应当在设计中与城市整体环境的关系

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【正文】

部分架空一一在高层建筑底部保留更多的必要空间，同时将剩余部分通过结构手段高高抬起。纽约100William 街的一幢办公综合体，将低层部分局部架空，并开辟步行空间，同大厦内的零售商店与餐厅相联系，经由自动扶梯可上达办公楼、下抵地下商场，还可与未来的地下铁路车站连接。3 室内空间的互化在基地紧张的情况下，能刺激公共活动的建筑底部零售商业常常因要留出室外、半室外空间而被牺牲掉；同时大量的室外公共空间难于管理，并易受恶劣气候( 如严寒地区的冬季和亚热带地区的梅雨季节等) 的影响。为了解决这些问题，通过对公众开放的室内步行通道、中庭等的开发，将城市公共空间引入建筑室内已成为一种趋势。室内步行通道——在建筑的内部底层，可以结合功能布置开辟出步行通道，平时不予封闭，任由市民通过，成为联系道路与道路、建筑与建筑的路径。美国芝加哥的南韦克综合大厦的两个出入口分设在两条相互垂直的大街上。它们之间通过建筑内部一条“L”形的公共直廊相联系，将城市公共空间引入室内。同时在通道周围布置各种商店和其他服务设施，为大厦底层的商业活动带来了生气。上述将建筑室内空间与城市公共空间互化的做法，在国内建筑中的应用日益增多，满足了人们对于空间舒适度及品位要求的提高。特别在一些大型综合体的实践中，进行了将室内步行通道和中庭结合设置的尝试。国内一批建筑由带来室内热环境控制、大窗防水、消应当在设计中与城市整体环境的关系，更好地推动其健康发展，不仅是当代建筑师和城市规划师应当共同关注的重要课题，同时也需要社会各界的共同努力才能得以真正实现。防安全及管理等方面的诸多问题结合具体措施特别注意加以解决。

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在“能源危机”席卷世界的今天，能源消费正以惊人的速度增长。根据我国国情，节约能源已成为当前的一项迫切任务。据统计，1990年我国建筑耗能1．13亿t标准煤，占全国能源消费总量的11．5，至2000年将增至l．79亿t标准煤，所占比例将上升至13．l。高层建筑节能（包括结构构造、材料选型、设备系统、自动控制等）一直是我国节能工作的重要组成部分，它涉及从规划设计到使用管理的许多方面，高层节能建筑投人少、产出多，因此，重视和研究高层建筑物的节能设计问题已成为建筑节能的当务之急！

高层建筑体形庞大，如容积率过高，相邻建筑互相遮挡、不通透，形成大面积阴影区，城市人居环境质量下降，市中心人口膨胀、交通拥挤。除此之外，近些年在某些城市建高层建筑已成风气，设计者往往贪大求高，大部分精力放在追求立面形式和使用功能上，而往往忽略生态环境的保护、建筑设计节能意识淡薄，造成高能耗、低效益，影响常年使用，浪费巨大。

所谓高层建筑节能不仅是建筑本身的节能，且由城市的综合环境、气候条件、总体布局；建筑物的形体变化、朝向；外围护结构保温。隔热的性能；门窗质量等许多综合性因素构成，因此，高层建筑的节能首先应为设计者重视。

l 优化建筑位置朝向设计及体形设计

高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响容积率过高很难满足日照要求，阳光有着巨大辐射能量，在寒冷地区人们十分珍惜阳光带来的温暖。据有关资料分析，地球每年接收的能量有60亿亿千瓦，这么大能量弃之可惜．从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能接收器，阳光不仅对人的身体健康有着很大影响，对建筑的节能也有着十分重要意义。寒冷地区城市规划应注重应用日照原理，合理的确定建筑位置与朝向，使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能，因此，建筑的方位与节能有着直接关系。如，在北纬40度－45度地区，冬天建筑的朝向所得到的辐射能量几乎比夏天多两倍，而在夏天东、西向所得到的能量比南向多2．5倍，不同朝向，不同季节，建筑物所得到的太阳辐射热能量不同，热损失也不同，尤其是在冬至前后，由于太阳高度角低，房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况，按其太阳高度角做出日影响图，以确定冬季每天的日照时间，建筑南向开窗面积尽可能大些，在满足采光条件下，北向、东向窗尽可能小些，从而获得更多的太阳光线，减少热损失，保持室内舒适的温度环境。

合理的建筑体形能够减少高层建筑物与外界的热量交换，在其他条件相同时，体型系数（建筑物外围护面积与其所包围体积之比）越大，单位面积散热量也越大，对节能不利。因此，正确处理建筑形式多样化和节能的关系，是高层建筑设计中应当引起重视的问题。另外，高层建筑物的外形越简单，其外壳的表面积越小，热交换量亦越少。因此，高层建筑物的造型宜简洁、完整，尽量避免复杂的轮廓线。硕士论文，节能设计。。

2 优化围护结构墙体设计

2．1 外墙是围护结构的主体部分，高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋，前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重，因此，围护结构属于填充材料，为了减轻荷载，达到保温、隔热要求，采用轻质高效保温材料，目前在寒冷地区常用的墙体做法有：页岩陶粒混凝土空心砌块；粘土空心砖与实心砖复合墙体；粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。但存在问题较多，节能的效果仍达不到标准的要求。围护结构的材料布置分外侧和内侧，在寒冷地区的同一气候条件下，由于材料层次布置不同所取得的保温效果也不尽相同，为防止墙体内产生冷凝水，保温层设在外侧更为妥些。

2．2 高层建筑的围护墙体不宜采用外侧保温的聚苯乙烯泡沫板（舒乐板、PG板），岩棉板等轻质保温材料。一幢建筑的寿命少则几十年，多则上百年，材料的应用与建筑整体的寿命应同步。对于轻质的外保温复合墙体，笔者认为存在以下不足之处：

（1）抗震能力差，易松散，与结构构件结合不好，整体性能差。

（2）不能承受外部装修贴、挂荷载，如：贴石材，安装装饰构件等。

（3）不能承受有振动的凿、刨的装修，如：剁斧石面层、予留洞。槽易出现冷桥。

（4）墙表面易出现裂纹。除此之外，复合墙体由于框架梁拉、剪力墙的嵌人，墙体内容易造成冷桥，是保温、隔热的薄弱环节。据测定，高层建筑所出现的冷桥约占整个热损失的5％－13％，因此应引起设计者重视，采取有效构造措施尽可能避免产生冷桥。

2．3 国外普遍推广采用混凝土空心砌块用于高层建筑围护结构保温，欧、美各国取得不少先进经验。某些欧美国家50％左右的建筑已应用多种形式的混凝土空心砌块。由于混凝土空心砌块保温效果好，又具有一定强度，避免了轻质复合材料墙体的一些弊端。

2.4受阳光照射的高层建筑物屋顶，表面温度比其他围护结构高得多，对室内温度影响很大，顶层住房冬冷夏热现象十分明显。对此，除必须考虑屋面隔热保温措施以外，还可从建筑设计角度考虑在顶屋设置通风隔热层或将顶层做为设备间等，形成2次隔热，减少屋面温度的影响；在炎热地区的屋面可通过蓄水（如屋顶游泳池）和屋面定时喷水系统使屋面显著降温。

3 影响建筑节能的其他因素

3．l 高层建筑外围护墙体耗能量较大，占整个建筑耗能的25％左右。建筑的形体变化是建筑外露面积的主要因素之一，体形系数越大耗能越多，我们知道，相同的面积，圆的周长最短，这样使建筑外露面积较小。因此，基于能量损耗的考虑，高层建筑的形体变化不宜过多、复杂。

3．2 高层建筑的“风环境”是影响建筑耗能因素之一。

在冬季，风力对建筑的热损失很大，增大冷空气的渗透量，使室内热损失加大。硕士论文，节能设计。。硕士论文，节能设计。。由于建筑某些部位处理不当，墙体内部易产生冷凝水。硕士论文，节能设计。。硕士论文，节能设计。。因此，建筑保温材料的选用，建筑构造的合理性应建立在科学、可靠的基础上。硕士论文，节能设计。。

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主要从外墙，屋面，窗，遮阳，自然通风，保温，6个方面来说明它们不同的特征对南方地区的能耗会产生不同的影响。

先讲外墙，主要从外墙的材料，蓄热性能，以及热阻来论述对能耗的影响。外墙以玻璃幕墙和实体墙为主。在南方地区基本不用玻璃幕墙，主要是考虑以下几个因素，第一玻璃幕墙具有相当好的通透性，可见光可以投射进来，如果是高透的low-e玻璃，则近红外线也可以投射进来，被围护结构，家具等具有蓄热性能的物体所吸收，并使其表面温度升高到超过空气温度时，再以自然对流的方式传给周围空气而成为房间的瞬时得热量，从而会加大房间的冷负荷。第二，考虑到玻璃幕墙的蓄热性能，玻璃的蓄热性能很小，从而会有两个影响，一是夏天的话会迅速提高室内的温度，（玻璃也有温室效应），从而增大冷负荷，二是如果在冬季或是北方，则会有利于提高室内平均温度。减少采暖负荷。第三，由于南方地区，夏季长冬季短，玻璃幕墙冬季能够采光，减少照明等优点，不过从一年的耗能来说，玻璃幕墙不适合南方地区。因而不采用玻璃幕墙。墙体的蓄热性能，其蓄热功用主要体现在白天室外温度较高是，建筑蓄热体可作为热汇吸收进入室内的热量，从而降低室内空气温度，提高舒适性能，减少额外的制冷需求；在室外温度较低的夜晚，外墙储存的热量慢慢释放，该热量由自然通风和机械通风排出。冬季白天地板和外墙吸收来自太阳的辐射热量，储存热量，夜间慢慢释放到室内以提高空气温度。在冬季，外墙的蓄热性能越强，则效果就会越好，但是夏季就不符合这个规律了，冬天不管是白天还是晚上，热流的传递方向均是由室内传到室外，但是夏天白天热流方向则是由室外传入室内，晚上则是由室内传入室外，热流方向刚好相反，如果外墙的蓄热性能很大，则白天会储存大量的热量，会减少部分冷负荷，到了晚上，由于南方地区室外日温差小，因而储存大量的热量难以快速散发出去，一方面会增加冷负荷，如果连续几天的高温，另一方面由于外墙晚上没有完全释放热量，使外墙白天温度高失去其蓄热性能，因而在南方地区尽量不要采用蓄热性能很大的材料。外墙的热阻，外墙的热阻越大，则其保温性能越好，保温性能是和导热系数成正比，而蓄热性能是和导热系数，密度，比热容的乘积成正比。对于实体墙而言，一般热阻越大，保温性能越好，蓄热性能越好，所以南方一般不采用厚实的墙体。

屋面，由于南方纬度低，在夏天，屋面处于太阳直射的时间长，会使屋面的温度上升比较快，中午时分可达到60度以上的高温，因而从屋面向室内的传热所消耗的冷负荷占了很大一部分。通常屋面的几种处理方法1，选用合适的保温材料，其导热系数，热惰性指标应满足标准要求，2，采用架空形式保温屋面或倒置式屋面，3，采用屋顶绿化屋面，蓄水屋面，浅色屋面，坡屋面等，4，采用通风屋顶，阁楼屋顶等。根据实际情况选择合适的屋面。

窗，主要从窗墙比和窗的朝向来论述。从节能的角度出发，围护结构外窗取小值对空调负荷的降低是有利的，但是窗太小将使建筑物室内采光通风受到影响，因此，《热工设计标准》中规定窗墙比在0.3以下，但南面朝向可放宽到0.35，这是因朝向不同接受到的太阳辐射也不同，根据太阳在天空中运行规律，冬季南向墙面将得到最大的太阳辐射热量，而夏季确是东，西墙面，因此，房间外窗面积大，开窗多的一面正对冬季太阳辐射强度大的南向方位，而把房间面积小，开窗少的一面朝向夏季太阳辐射强度大的东，西方位，使得外窗在冬季太阳辐射强度大南面有较大的辐射得热面，而夏季太阳辐射大的西面，有最小的窗玻璃隔热面，这样按朝向布置开窗面，有利于房屋夏季隔热，冬季保温。由于南方夏季季候风盛，且多吹东南风，房屋南窗面积的开大有利于利用自然通风散热除湿及晚间自然降温，因而南窗面积最大。东西窗相比同样的窗墙比，东窗更节能，开东窗时，上午通过太阳辐射进入室内的热量最大，通过窗的传热进入室内的传热则是下午最大，因而两者的峰值错开了，而开西窗的话，峰值发生重叠，虽然进入室内的总热量不变，但是开西窗会增加室内的冷负荷，所以一般西窗的面积小于东窗，北侧一般不会有太阳直射，但是北方在冬天盛行，由于窗的传热系数小，所以一般北向窗墙比小于南向大于东向，可得出结论是，在南方地区，窗墙比的大小依次是：南向 北向 东向 西向

遮阳，遮阳分为外遮阳，内遮阳，遮阳设施放在窗玻璃中。外遮阳是把遮阳设施放在室外，此时一部分太阳辐射会被遮阳设施吸收，一部分会被遮阳设施给反射，一部分会透过遮阳设施投射到窗玻璃外表面上，并且只有一部分会变成室内的冷负荷，而内遮阳，透过玻璃的太阳辐射都会变成室内的冷负荷，只不过其峰值有所延迟和衰减。因而外遮阳相对于内遮阳来说更节能，可是外遮阳易损坏，因而可以将遮阳设施放在窗玻璃的中间，此时，有了外遮阳的性能，又有了内遮阳的不易损坏的特性。通常上下会有开口，形成烟囱效应，及时排走窗玻璃中的热空气，减少室内冷负荷，因而南方地区一般采用窗玻璃中放遮阳设施。

自然通风，在夏季白天应维持最低要求的通风换气量，晚上则可以利用自然通风来给室内散热，春秋过渡季，则由于室外温度处于较舒适的范围，应该采取最大的通风量来维持室内的舒适度，冬天则是维持最低要求的通风换气量。

保温，保温分为内保温和外保温，采用哪种保温措施应根据建筑物的使用时间段和空调方式而定。对于空调系统间歇运行的房间，应采用内保温，一方面可以加大墙体的传热热阻，减少围护结构的传热负荷，另一方面，因为保温层在内侧，对室内的冷量其阻隔作用，减小了因墙体蓄热带来的短时间内的空调冷负荷从而降低了使用时段内的空调能耗。对于空调系统连续运行的房间，墙体应该采用外保温，由于保温层在外侧，主体材料的温度和室内空气温度接近，这就意味着当负荷不均衡时，可保证室内侧墙体的表面温度不急剧波动，蓄热层吸收热量和放出热量，朝有利于室内温度保持稳定的方向变化。对于使用时间段在白天的房间，总的来说，宜采用外保温，这样白天蓄存热量，有利于室内温度的稳定性，对于使用时间段在晚上的房间，宜采用内保温，由于保温材料在室内侧，当晚间室外温度低于室内温度时，让室外空气进入室内，使室内空气温度降低，同时墙体温度也降低。如果在室内侧，由于白天没有空调，室内温度会升高，主体材料温度也高，夜间即使开窗通风，因墙体的蓄热放热效应，使室内温度降低缓慢。

参考文献

[1]许锦峰，黄欣鹏，吴志敏 被动式节能建筑围护结构的技术特征 [期刊论文] 《南京工业大学学报，（自然科学版）》

[2]朱颖心.建筑环境学 中国建筑工业出版社第三版

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近年来，节能已是全世界共同关注的话题。随着能源紧缺，资源有限的警钟一再敲响，建筑节能措施也成为当前国内外节能领域的一个热点研究课题。据统计，在西方发达国家，建筑能耗占社会总能耗的30%～45%。而我国的建筑能耗也已占社会总能耗的20%～25%，正逐步上升到30%，因此建筑节能成为当务之急。

一、节能设计先从规划入手

在总体规划和单体设计中，应根据建筑功能要求和当地气候情况，改善建筑外环境，包括冬季防风、夏季及过渡季节促进自然通风以及夏季室外热岛效应的控制。同时合理地确定建筑朝向、平面形状、空间布局、外观体型、间距、层高及对建筑周围环境进行绿化设计，以改善建筑的微气候环境，最大限度减少建筑物能耗量，获得理想的节能效果。

1.建筑选址及空间布局

建筑选址需注意向阳问题。在规划设计中应注意合理利用太阳辐射。建筑选址还应注意冬季防风和夏季有效利用自然通风的问题。冬季为防止冷风渗透而增加采暖能耗，建筑应选择避风基址建造；夏季则应顺应当地的盛行风向，尽可能利用自然通风。由于冬夏两季盛行风向的不同，建筑群体的选址和规划布局可通过协调和权衡来解决防风和通风的问题，从而实现节能的目标。

2.建筑朝向

选择合理的建筑朝向是建筑布置中优先考虑的问题。朝向选择所需考虑的因素主要有：冬季日照和防风、夏季防晒和自然通风、降雨、利用地形和节约用地等。

3.绿化环境

绿化对改善建筑群体的气候条件十分重要，它能调节气温，降低温室效应，减少大气污染，消减噪声，遮阳隔热，是改善建筑群体微小气候、优化建筑室内环境、节约建筑能耗的有效措施。

二、围护结构是建筑节能的重点

改善建筑围护结构，如外墙、屋顶和门窗的保温隔热性能，可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷，是建筑设计上的重要节能措施。

1.外墙节能措施

首先是采用新型墙体材料，即在进行经济性、可行性分析的前提下，在墙体内外侧敷设保温隔热新材料。

其次，采用复合墙体围护结构是近年来日益普及的一项技术。复合墙体主要是通过在墙体主体结构基础上增加复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。其优点在于既不会使墙体过重，又能承重，保温效果也较好，目前在发达国家的新建筑中被广泛应用。根据复合材料与主体结构位置的不同，分为外墙内保温技术、外墙外保温技术和夹心保温技术。在我国，外墙内保温技术应用广泛，其造价低廉，安装方便。随着节能标准的提高，外墙外保温技术已成为重点推广的节能技术。目前我国建筑中采用的外墙外保温方式主要有粘贴聚苯板、现抹聚苯颗粒、大模内置聚苯板、JSY聚合铝镁超泡保温隔音板等外保温系统。

2.屋顶节能措施

屋顶节能技术是通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递来实现的，包括屋顶保温和屋顶隔热两方面。由于保温和隔热所针对的围护结构对象不同，所采取的构造形式也有所区别。目前我国采用的屋顶保温隔热措施主要有外保温屋顶、倒置式屋面、架空型屋面、种植屋面等。其中，采用种植屋面的措施，对屋面进行绿色覆盖，既可遮阳，又能隔热，而且通过光合作用，可消耗或转化部分能量，也起到美化环境作用。因此植物覆盖法是空调节能的较好方法。

3.门窗节能措施

不同季节对外窗性能要求不一样，冬季在要求窗户保温隔热性能好的同时，还希望其有更高的太阳能辐射透过率，能最大限度地利用太阳能，减少采暖负荷；夏季则希望阻挡太阳辐射进入室内，避免增大空调负荷，这时窗户遮阳设计显得十分重要，尤其对太阳辐射强度较大的水平面和东西立面的遮阳设计。因此，门窗节能主要从减少渗透量、减少传热量和减少太阳辐射能三个方面进行，针对门窗的节能措施主要包括五方面：尽量减少门窗面积；设置遮阳设施；提高门窗气密性；尽量使用新型保温节能门窗；合理控制窗墙比。

三、空调系统节能设计措施

空调的出现给人们带来了舒适的居住环境，但是随着全球能源危机的不断逼近，使制冷空调这一建筑能源消耗大户面临严重考验，节能降耗成为空调系统设计的关键环节。我国的建筑能耗约占全国总能耗的35%，空调能耗则占建筑能耗的50%～60%。免费论文参考网。伴随人们生活水平的提高，这一比例还在不断上升。因此，制冷空调系统是目前建筑能耗中问题最多的系统，同时也是最具节能潜力的部分。

空调系统的节能措施很多，主要有水力系统的平衡技术、水泵和风机的变频技术、变水量和变风量技术、热回收技术等。在空调冷热源的选择上有地源热泵技术、空气热泵技术、燃气热泵技术等，还有起到“移峰填谷”平衡电力作用的蓄能空调等。其中重要的空调新技术包括地源热泵技术、燃气热泵技术。

四、节能设计是建筑师义不容辞的责任

新建建筑的节能性能是由多个环节决定的，包括建筑设计，暖通空调设计，水电设计等建筑节能设计。还包括建筑材料，建筑构配件，建筑施工。建筑设备安装，工程竣工验收等等。对于新建建筑节能的关键环节在于建筑设计。而在整个与建筑相关的设计行业，建筑师处于统筹其他专业的地位，起着协调各专业工种的作用，建筑师的节能意识肯定会影响到其他工种的业内人士。建筑节能设计先行已经成为时下行业内的普遍观点，基于这种认识，在建筑设计中推进建筑节能也就是我们的职业责任。建筑设计方案是否满足节能设计要求在很大程度上决定了其整个寿命周期内是否达到建筑节能的目的，建筑节能设计要求建筑设计人员在设计阶段对所设计的建筑进行建筑能耗分析，以评价建筑方案是否节能。从建筑设计的角度看，建筑节能设计并不是比原来的建筑设计多了很多步骤或很多内容，或许大家觉得提供节能计算书或者节能判定表是多出来的环节，但实际上不管你填不填那个表，交不交那个计算书，从建筑设计满足功能要求上讲，你一样要分析建筑的平面布置形式、建筑的体形特征以及建筑构造的形式。节能建筑并不是让人感觉高不可攀的“高技术”、“高造价”的建筑，建筑节能设计也不是让人感觉难不可及的非常规设计，节能建筑还是建筑，建筑节能设计还是建筑设计，只不过在建筑设计的某些环节考虑减少能耗，采用的仍然是我们常规的建筑设计手法。

节能设计中采用的措施

1、控制建筑物体型系数。体型系数是影响建筑节能的关键技术参数，民用建筑节能设计标准要求节能建筑体型系数（S）宜控制在0.3或0.3以下，体型系数过大对建筑节能不利。一般情况下，高层建筑的体型系数不易超过0.3；但多层、特别是低层建筑若外型复杂，体型系数易超过0.3，对建筑节能不利。根据规划部门及建设（开发）方对建筑外观的要求，不少多层建筑外型较为复杂，加上现行提倡坡屋顶等因素，使建筑体型系数较难控制在0.3以下，而别墅类建筑的体型系数基本上都超过0.3。免费论文参考网。

2、控制窗墙面积比。民用建筑节能设计标准要求窗户面积不宜过大，北朝向的窗墙面积比不应超过0.25，东、西朝向的窗墙面积比不应超过0.30，南朝向的窗墙面积比不应超过0.35。免费论文参考网。而现在由于许多建设开发单位认为落地窗有建筑外观较好、利于室内采光，且房子好卖等优点，致使已建成及在建的相当面积的住宅采用落地窗，窗墙面积比大大超过标准要求，有的窗墙面积比甚至接近0.50，而且这种情况已形成一种趋势。