建筑研究論文精選(九篇)

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第1篇：建筑研究論文范文

關(guān)鍵詞：華北地區(qū)建筑采暖熱電聯(lián)產(chǎn)電熱鍋爐熱水爐直接電熱電蓄熱水源熱泵

調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，減少燃煤造成的污染，同時滿足電力供大于需的矛盾，是華北地區(qū)大中型城市環(huán)境治理面臨的一個重大問題。建筑采暖能源約占此地區(qū)能源消耗的四分之一以上，重新研究建筑采暖策略是這些地區(qū)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整重點，對目前飛速發(fā)展的住宅建設(shè)也有重要的指導(dǎo)意義。本文在分析采暖現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，列出面臨的各種問題，介紹了可能的各種采暖方式，并從一次能源利用、運(yùn)行成本、初投資、適用性等方面進(jìn)行評價，最后提出不同現(xiàn)狀下新舊建筑采暖方式的建議。

一．現(xiàn)狀

1．熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱，目前華北各大中型城市均有一個或幾個熱電廠為熱源的熱網(wǎng)，北京市隨著高碑店熱電廠的并網(wǎng)和城區(qū)管網(wǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)建和改造，供熱面積可進(jìn)一步發(fā)展到六千萬平米。其它各城市熱電聯(lián)產(chǎn)為熱源的集中供熱系統(tǒng)也陸續(xù)建成和投入運(yùn)行。

2．區(qū)域鍋爐房為熱源的集中供熱，這是該地區(qū)最主要的供熱方式，燃料主要為煤，目前部分改為天然氣或燃油。

3．家庭燃煤爐，仍占較大比例，是冬季空氣的主要污染源之一。

以上三種方式為此地區(qū)85％以上建筑的采暖方式，此外還有利用地?zé)釤崴疄闊嵩吹募泄嵯到y(tǒng)，新建小區(qū)利用電熱膜方式的電采暖、一家一戶燃?xì)庑″仩t采暖、空氣熱泵和水源熱泵采暖等。

二．目前問題

1．集中供熱系統(tǒng)末端無計量和調(diào)節(jié)手段。統(tǒng)一按照供熱面積收費(fèi)。當(dāng)室內(nèi)過熱時，用戶開窗散熱而不是關(guān)暖氣。由于無調(diào)節(jié)手段，辦公室、教室夜間和假期照常供熱，住宅有人無人照常供熱。根據(jù)測算，末端增加調(diào)節(jié)手段并通過改變計量方式使此調(diào)節(jié)手段被真正利用，可使供熱能耗降低35～40％，并可以實實在在地改善需要采暖的用戶的采暖狀況，滿足不同水平的需求。然而采暖收費(fèi)方式的改革涉及大量技術(shù)、資金和政策問題。將是一個長期的任務(wù)。

2．家庭小煤爐采暖和大量的小型燃煤鍋爐區(qū)域采暖是冬季空氣的主要污染源之一。應(yīng)作為環(huán)保改造的重點。

3．華北電網(wǎng)峰谷差達(dá)到1：4.5，盡管總的用電負(fù)荷低于供電能力，但峰時供電仍緊張，削峰填谷和發(fā)展低負(fù)荷時段的電力負(fù)荷是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整所面臨的重要課題。

三．幾種可行的采暖方式及分析評價

1．熱電聯(lián)產(chǎn)方式熱電聯(lián)產(chǎn)是利用燃料的高品位熱能發(fā)電后，將其低品位熱能供熱的綜合利用能源的技術(shù)。目前我國大型火力電廠的平均發(fā)電效率為33％，而熱電廠供熱時發(fā)電效率可達(dá)20％，剩下的80％熱量中的70％以上可用于供熱。一萬千焦熱量的燃料，采用熱電聯(lián)產(chǎn)方式，可產(chǎn)生2000千焦電力和7000千焦熱量。而采用普通火力發(fā)電廠發(fā)電，此2000千焦電力需消耗6000千焦燃料。因此，將熱電聯(lián)產(chǎn)方式產(chǎn)出的電力按照普通電廠的發(fā)電效率扣除其燃料消耗，剩余的4000千焦燃料可產(chǎn)生7000千焦熱量。從這個意義上講,則熱電廠供熱的效率為170％，約為中小型鍋爐房供熱效率的2倍。同時熱電廠可采用先進(jìn)的脫硫裝置和消煙除塵設(shè)備，同樣產(chǎn)熱量造成的空氣污染遠(yuǎn)小于中小型鍋爐房。因此在條件允許時，應(yīng)優(yōu)先發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的采暖方式。熱電聯(lián)產(chǎn)的問題是：①長距離輸送，管網(wǎng)初投資高，輸送水泵電耗為所輸送熱量的2～4％，維護(hù)、管理費(fèi)用也高，②由于末端無計量方式和調(diào)節(jié)手段，導(dǎo)致30～40％的熱量浪費(fèi)。按照前蘇聯(lián)的大規(guī)模實驗結(jié)果，供熱末端增加調(diào)節(jié)手段，并采用按熱量計量收費(fèi)后,可節(jié)省熱量30％以上。[2]

2．中小型區(qū)域鍋爐房集中供熱其區(qū)域鍋爐房可以是燃煤、燃?xì)?、燃油或電鍋爐方式，但都需要通過區(qū)域管網(wǎng)經(jīng)過熱水循環(huán)向建筑物內(nèi)供熱。于是與熱電聯(lián)產(chǎn)方式一樣，由于末端無計量和調(diào)節(jié)手段，導(dǎo)致30～40％的熱量浪費(fèi)。熱量輸送距離短，水泵電耗為輸送熱量的1～1.5％，但其熱源效率卻遠(yuǎn)低于熱電聯(lián)產(chǎn)方式。區(qū)域燃煤鍋爐房的設(shè)置是以煤為主要燃料的解決分散到各戶設(shè)燃煤爐導(dǎo)致的煤和煤渣的運(yùn)輸與污染，煤爐的管理等一系列問題。為此犧牲了末端調(diào)節(jié)能力，導(dǎo)致30～40％的末端熱量浪費(fèi)增加了1～1.5％的輸送電耗，并降低了供熱水平，但如果以電或天然氣為燃料，它們的輸送都比熱量容易，輸送成本也低，電熱或天然氣鍋爐很容易實現(xiàn)自動管理。為什么還要搞燃?xì)饣螂姷膮^(qū)域鍋爐房呢？按照目前的燃料價格，使用天然氣為燃煤的4倍，電熱為燃煤的11倍，使用這些清潔燃料除換來環(huán)境效益外，應(yīng)盡量利用其便于輸送，便于調(diào)節(jié)的特點，通過節(jié)能盡可能地減少運(yùn)行費(fèi)的增加。

3．家用小型燃?xì)鉄崴疇t一家一戶自成系統(tǒng)，同時解決采暖和熱水供應(yīng)問題。這一方式在歐、美已有幾十年歷史，目前為這些地區(qū)的主要采暖方式，我國之所以沒有廣泛應(yīng)用，是由于燃煤為主的歷史形成必須集中供熱的傳統(tǒng)觀念，以往居住面積狹小也限制了這種方式的采用。長期依賴住房分配制，集中供熱設(shè)備的投資，包含在市政和建筑中，而家庭燃?xì)忮仩t卻要個人出資則為另一原因。目前隨住房改革和燃料結(jié)構(gòu)改變，這三個原因都不再存在，因此在新建住宅區(qū)當(dāng)不存在熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的條件，準(zhǔn)備使用天然氣為采暖燃料時，家用燃?xì)庑″仩t應(yīng)為首選方案。近幾年曾出現(xiàn)過幾起燃?xì)庑″仩t爆炸的事故，這屬于初期試用中的問題。引進(jìn)國外成熟技術(shù)，安全問題應(yīng)較容易和可靠的解決。小區(qū)燃?xì)忮仩t房集中供熱工程中，鍋爐房、外網(wǎng)和建筑物內(nèi)主管網(wǎng)的投資至少要30～50元/m2，與家庭燃?xì)忮仩t房投資相同。而使用家庭燃?xì)忮仩t時還可省去熱水器投資。采暖是連續(xù)負(fù)荷，瞬態(tài)負(fù)荷不高于目前家用熱水器負(fù)荷，因此不會給燃?xì)夤芫W(wǎng)帶來問題。而末端的靈活調(diào)節(jié)卻能與集中燃?xì)忮仩t相比，平均節(jié)省30～40％的燃?xì)?，從而降低運(yùn)行成本。因此，與燃?xì)饧绣仩t房形式相比，這一方式優(yōu)越性十分明顯。

4．直接電熱在室內(nèi)采用各種電暖氣、電熱膜等方式，盡管末端裝置熱利用率為100％，并且調(diào)節(jié)靈活，但使用高品位電能直接轉(zhuǎn)換為熱，是很大的能源浪費(fèi)。目前我國大型火力發(fā)電廠的平均熱電轉(zhuǎn)換效率為33％，在加上輸送損失，電熱采暖的效率僅為30％，遠(yuǎn)低于熱電聯(lián)產(chǎn)的170％，也低于燃煤或燃?xì)獠膳?5～90％。法國、瑞士等國采用部分電熱采暖是由于它們豐富的水利資源，發(fā)電以水電和核電為主。我國還是以火電為主，采用電熱方式，實際上要比鍋爐房直接供熱增加2倍的污染物排放量。僅從環(huán)境保護(hù)的角度看，電熱直接采暖的方式也不可取。

5．電蓄熱方式為了解決電力負(fù)荷的峰谷差，減緩大型火電與調(diào)峰的困難，設(shè)法利用夜間低谷期電力供熱，從電力系統(tǒng)運(yùn)行的綜合平衡看，尚有一定的道理。目前有這樣幾種電蓄熱方式：①大型常壓熱水箱。每一萬平米采暖面積約需85立方米水箱，占地成本高，蓄熱損失也較大②高壓蓄熱水箱，可使蓄熱溫度提高到19℃，從而可使蓄熱水箱容積減少至三分之一。但所占空間仍大，并且在居住區(qū)增加這樣的高壓容器總有一些安全問題。這兩種方式最終還是以集中供熱方式向末端供熱，因此保留了集中供熱調(diào)節(jié)不靈活，供熱效率低等一系列問題。③采用電熱膜方式，利用建筑物本身熱濕性蓄熱。由于采暖最大負(fù)荷發(fā)生在晚間而電力負(fù)荷低谷發(fā)生在后半夜，因此這種蓄熱方式效果很差，并且為了蓄熱導(dǎo)致夜間室內(nèi)溫度過高，熱損失增加。④相變蓄熱電暖氣[1]。采用硅鋁合金作為相變材料，體積與通常的鑄鐵暖氣相同卻可在五小時內(nèi)蓄存一天的供熱量，真正實現(xiàn)削峰填谷，其放熱量又可隨時人為控制，不需要采暖時可隨時關(guān)閉，應(yīng)該是末端電蓄熱采暖的最佳解決方案。目前的問題是設(shè)備投資高，約150元/m2，電力峰谷價格差別小。只有由電力部門對這種采暖設(shè)備適當(dāng)補(bǔ)貼，并且使谷間電價降至0.20元/度以下，這種方式才能與個人燃?xì)忮仩t競爭。

6．電動空氣熱泵使用電采暖的最好方式是熱泵方式?？諝鉄岜檬鞘箍諝鈧?cè)溫度降低，將其熱量轉(zhuǎn)送至另一側(cè)的空氣或水中，使其溫度升至采暖所要求的溫度。由于此時電用來實現(xiàn)熱量從低溫向高溫的提升，因此當(dāng)外溫為0℃時，一度電可產(chǎn)生約3.5度的熱量，效率為350％，考慮發(fā)電的熱電效率為33％，空氣熱泵的總體效率約為110％，高于直接燃煤或燃?xì)獾男?。實際上現(xiàn)在的窗式和分體式空調(diào)器中相當(dāng)一部分都已具有熱泵功能，因此屬很成熟的技術(shù)。具有熱泵功能的房間空調(diào)器與單冷型房間空調(diào)器價格差異并不大，因此考慮到空調(diào)器的普及，采用熱泵并不增加投資。這種方式的問題是：①熱泵性能隨室外溫度降低而降低，當(dāng)外溫降至－5℃以下時，一般就需要輔助采暖設(shè)備。此時用電熱作為輔助手段，也遠(yuǎn)比整個冬季全部電熱效率高，模擬分析的結(jié)果表明使用輔助電采暖后，北京地區(qū)熱泵采暖電耗約為直接電熱方式的一半。②房間空調(diào)器的末端是熱風(fēng)而不是一般的采暖散熱器，許多人感覺不舒適，這可以通過一些措施來改進(jìn)。例如采用戶式中央空調(diào)與地板采暖結(jié)合等，但初投資要增加。

7．電動水源熱泵解決空氣熱泵外溫低時效率下降的最好方案就是采用深井回灌方式的水源熱泵。冬季將地下水從深井抽出，經(jīng)換熱器降溫后，再回灌到另一口深井中。換熱器得到的熱量經(jīng)熱泵提升溫度后成為采暖熱源。夏季則將地下水從深井中取出經(jīng)換熱器升溫后再回灌到另一口深井中，換熱器另一側(cè)則為空調(diào)冷卻水。這種方式實際上是在夏天將建筑物中產(chǎn)生的熱量存入地下，供冬季采暖使用。冬季將建筑物產(chǎn)生的冷量存于地下，供夏天空調(diào)用。華北地區(qū)民用建筑冬夏冷熱負(fù)荷大致相當(dāng)，因此采用此方式可保持地下的熱平衡。由于地下水抽出后經(jīng)過換熱器后又回灌至地下，屬全封閉方式，因此不使用任何水資源也不會污染地下水源。這一方式在西歐各國廣泛使用，屬環(huán)保方式。我國在70年代就有多處采用冬季深井回灌，以在夏季提供空調(diào)冷水的工程經(jīng)驗，因此屬成熟技術(shù)；水??水熱泵的投資及技術(shù)復(fù)雜性都低于風(fēng)??水熱泵或風(fēng)??風(fēng)熱泵，應(yīng)無技術(shù)難度。由于地下水溫常年穩(wěn)定，采用這種方式整個冬季氣候條件都可實現(xiàn)一度電產(chǎn)生3.5度以上的熱量，運(yùn)行成本低于燃煤鍋爐房供熱，夏季還可使空調(diào)效率提高，降低30～40％的制冷電耗。同時此方式冬季可產(chǎn)生45℃熱水，因此仍可使用目前的采暖散熱器。采用這種方式需要的深井和泵房投資折合約60元/m2，可以每座建筑安裝集中的熱泵站，向各室提供冷水或熱水，但更好的方式是在各戶自行安裝小型水冷熱泵，解決冬季采暖和夏季空調(diào)的要求，增加的投資約為150元/m2，如果考慮空調(diào)設(shè)備投資的話，這種方式與小區(qū)燃煤鍋爐房＋各戶房間空調(diào)器投資相同，但全部為電驅(qū)動，小區(qū)無污染。夏季空調(diào)熱量全部排入地下，小區(qū)無熱污染，一次能源效率還高于直接燃煤，因此應(yīng)該是解決華北地區(qū)城市建筑采暖空調(diào)的最佳方案。

*電費(fèi)按0.39元/度計算

**低谷電按0.20元/度計算

***已包括夏季空調(diào)初投資

****熱電聯(lián)產(chǎn)初投資僅為外網(wǎng)及換熱站，不包括電廠，運(yùn)行費(fèi)按16元/GJ，燃煤從電廠購熱價計算

注：1.運(yùn)行能源包括輸送管網(wǎng)水泵電耗，管理費(fèi)為運(yùn)行管理人工費(fèi)

2．燃?xì)鈨r格按1.4元/m3，36MJ/m3燃值計算

從表中折合一次能源消耗量和燃料種類可看出各種方式COx排放量及對大氣的污染程度?？梢钥闯觯绻娋鶠槿济弘姀S供給的話，熱電聯(lián)產(chǎn)方式對大氣污染最低而電熱鍋爐排放量最高。運(yùn)行費(fèi)也是熱電聯(lián)產(chǎn)方式最低，因此只要條件具備，就應(yīng)大力發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱方式，同時改革供熱計量收費(fèi)方式，增加末端調(diào)節(jié)手段，從而進(jìn)一步降低集中供熱單位能耗，增大現(xiàn)有的熱電聯(lián)產(chǎn)熱源可能供熱的面積。

四．結(jié)論

1．大力發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱方式，這是寫入我國二十一世紀(jì)白皮書中的基本國策，應(yīng)從各方面支持和保證。只要有可能接入熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱網(wǎng)的，就應(yīng)要求接入，而不允許采用其它方式。

2．不同的燃料對應(yīng)于不同的最佳供熱方式。燃煤對應(yīng)的最佳方式為熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱，燃?xì)?、直接用電時集中供熱方式就不再適宜，而應(yīng)發(fā)展與新的燃料對應(yīng)的新方式。

3．對小區(qū)鍋爐煤改天然氣工程一定要慎重。有條件接入熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱網(wǎng)的應(yīng)盡可能接入。有條件取消集中供熱，改為家庭獨立的燃?xì)忮仩t的應(yīng)盡可能爭取。對于住戶經(jīng)濟(jì)條件普遍較好，空調(diào)安裝率較高的小區(qū)，甚至還可打深井，安裝集中換熱器利用原有供暖管網(wǎng)實現(xiàn)水的循環(huán)，在各家各戶安裝分散式水源熱泵。

4．遠(yuǎn)離熱電聯(lián)產(chǎn)熱網(wǎng)的新建小區(qū)不應(yīng)該再建集中供熱系統(tǒng)，而應(yīng)采用家庭小型燃?xì)忮仩t或建深井回灌系統(tǒng)統(tǒng)一提供循環(huán)水，各家各戶安裝小型水源熱泵。

5．應(yīng)從政策上支持深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)。有條件地區(qū)的新建小區(qū)和商業(yè)建筑應(yīng)盡可能優(yōu)先考慮此種方式，這對保護(hù)大氣環(huán)境，保護(hù)小區(qū)環(huán)境，擴(kuò)大用電負(fù)荷都非常適宜。將空調(diào)設(shè)備投資一同考慮的話，這種方式初投資并不高，而運(yùn)行費(fèi)用最低。

6．對于城區(qū)燃煤爐采暖的用戶，可以推廣帶有輔助熱源的空氣熱泵方式和蓄熱式電暖氣方式。由于蓄熱式電暖氣方式具有最佳的對電力負(fù)荷削峰填谷效果。因此除電價上的優(yōu)惠政策外，電力部門還應(yīng)對蓄熱式電暖氣設(shè)備給予補(bǔ)貼。

7．嚴(yán)格禁止各種電熱鍋爐集中供熱方式。對電熱膜、電暖氣等方式也應(yīng)盡量控制使用。絕不能為了目前擴(kuò)大用電負(fù)荷就推廣直接電采暖。我國電力系統(tǒng)最大問題是峰谷差，直接電采暖不會為減緩峰谷差有何幫助。大力發(fā)展熱泵技術(shù)，實現(xiàn)高效率供熱或發(fā)展相變蓄熱電暖氣解決峰谷差問題，才應(yīng)是擴(kuò)大用電負(fù)荷的合理途徑。各種熱泵系統(tǒng)雖然初投資略高，但都已包括了空調(diào)設(shè)備。幾種熱泵系統(tǒng)的投資都低于單獨的采暖系統(tǒng)加上單獨的空調(diào)系統(tǒng)，近年來我國房間空調(diào)器的擁有量一直以20％的速度遞增，目前北京市每百戶擁有空調(diào)器超過60臺。從這一背景出發(fā)全面考慮采暖和空調(diào)的要求，熱泵系統(tǒng)反而成為更經(jīng)濟(jì)的了。

參考文獻(xiàn)：

第2篇：建筑研究論文范文

本文介紹一種狀態(tài)空間建筑熱模型降維方法，并用BTP程序模擬建筑熱過程。最后，文中給出實際氣候條件下建筑物內(nèi)逐時溫度，以驗證模擬結(jié)果。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)程序建筑熱過程狀態(tài)空間模擬數(shù)學(xué)模型

Abstract

AmethodforreducingdimensionsofstatespacebuildingmodelispresentedinthispaperandthereducedbuildingmodelisusedinacomputerprogramBTPtosimulatethethermalbehaviourofbuildings.Finally,thehourlyindoorairtemperatureofaresidentialroomunderactualweatherconditionsisprovidedinordertoevaluatethemethod.

Keywords：computerprogramindoorairtemperaturemathematicalmodelstatespacesimulationthermalbehaviourofbuildings

1引言

狀態(tài)空間建筑建筑熱模型[1]采有現(xiàn)代控制論中"狀態(tài)空間"的概念，對多個房間的建筑物的熱過程列寫動態(tài)平衡方程，其中包括各圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的導(dǎo)熱，各表面與空氣之間的對流換熱，各表面之間的長波輻射，各房間之間的空氣流動以及室內(nèi)外遮陽等過程的細(xì)致描述。對于一個建筑物的動態(tài)熱過程，此模型表達(dá)為

（1）

式中，T為建筑物各圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面及其內(nèi)部節(jié)點和空氣節(jié)點的溫度構(gòu)成的向量，W為室外氣象參數(shù)（空氣溫度、太陽輻射等）和室內(nèi)熱源等擾量構(gòu)成的向量，C是熱容陣，A是熱導(dǎo)陣，B是邊界陣，它們都取決于建筑結(jié)構(gòu)熱物性，表示T對時間τ的導(dǎo)數(shù)。

某個房間的空氣溫度可以寫成：

(2)

式中m為熱擾量數(shù)，n為狀態(tài)空間維數(shù)，{φij}和{λi}分別是由矩陣A、B和C導(dǎo)出的系數(shù)向量序列和系數(shù)序列。利用（2）式可以很好地模擬室溫的動態(tài)過程，這已被子BTP程序[3]有用，并在實用中得到驗證。

在描述建筑物動態(tài)熱過程的諸多方法中，狀態(tài)空間能靈活方便地處理多個房間多個表面之間的耦合關(guān)系，各種熱邊界條件和各種熱擾量。而反應(yīng)系數(shù)法不能考慮各個表面之間的長波輻射，諧波反應(yīng)法在計算時必須先對各種熱擾量進(jìn)行Fourier分解。另外，狀態(tài)空間法可以取任意的模擬時間步長，大到1小時，小到幾秒鐘表，而有限差分法由于受算法穩(wěn)定性的限制只能限較小的時間步長。但是狀態(tài)空間法為保證模擬精度，單個房間的熱模型要求的維數(shù)一般不低于30，房間多時，維數(shù)不更大，因此要花不少CPU時間去完成（2）式的計算。為此，筆者在參考Cools等從的降維理論[2]的基礎(chǔ)上，提出一種實用可行的狀態(tài)空間建筑熱模型的降維方法，并用BTP程序模擬實際氣候條件下的典型結(jié)構(gòu)房間在建筑熱模型降維前后的室溫過程。結(jié)果表明，7維建筑熱模型的模擬結(jié)果與39維的模擬結(jié)果相當(dāng)一致，室溫最大誤差不大于0.1℃。因此，降維的狀態(tài)空間建筑熱模型可以廣泛應(yīng)用于建筑熱過程的研究。

2狀態(tài)空間建筑熱模型的降維過程

狀態(tài)空間建筑熱模型的降維實際上是先找出狀態(tài)空間中的主要節(jié)點，然后把其它節(jié)點集結(jié)到這些主要節(jié)點上，得到降維后的狀態(tài)空間建筑熱模型。

（3）

另一方面，各種熱擾量對各節(jié)點的作用強(qiáng)度不同，如取Wj（τ）為Dirac函數(shù)，則（2）式變成

（4）

于是，各節(jié)點對第j種熱擾量的響應(yīng)為

（5）

經(jīng)歸功一化處理，得到各種熱擾量對各節(jié)點的綜合作用強(qiáng)度為

（6）

其中，

（7）

因此，在模擬建筑熱過程時，只要選取綜合響應(yīng)強(qiáng)度大于δ（控制精度的常數(shù)，一般可取百分之幾）的節(jié)點作為主要節(jié)點。即選j1，j2，…，jq，使

Ei≥δ，i=j1，j2，…，jq(8)

綜合考慮以上兩方面，取{j1，j2，…，jq}與{j1，j2，…，jq}的交集作為主要節(jié)點，記它們相應(yīng)的為λi為λ*1，λ*2，…，λ*k,下面的工作是把其它節(jié)點集結(jié)到這些節(jié)點，也就是尋找{φij}，使

（9）

最小，經(jīng)類似最小二乘法的推導(dǎo)，從（9）式可得到

（10）

式中，

…………………………

通過以上分析，可以把n維建筑熱模型降到k維，且k＜＜n。

3例子與分析

采用BTP程序計算實際氣候條件下一棟磚混結(jié)構(gòu)建筑物中間層一個南向房間的動態(tài)室溫，選擇的房間的內(nèi)部尺寸（m）為2.7×4.8×3.6，只有一面外墻和一個單層外窗，外墻為370mm磚墻，內(nèi)抹灰18mm；內(nèi)墻為240mm磚墻，兩側(cè)抹灰18mm；樓板為30mm水泥砂漿+120mm空心樓板+10mm石灰砂漿；室內(nèi)換氣次數(shù)為1h-1，室內(nèi)自由得熱量為3.8W/m2，該房間與其上下左右四個房間具有對稱的熱邊界條件。

表1狀態(tài)空間建筑熱模型中的節(jié)點及其時間常數(shù)和響應(yīng)強(qiáng)度iτi/minEi/%iτi/minEi/%

*13.94.52110.30.1

2965.40.32234.60.6

380*23301.34

*45176.231.62414.60

57.902511.90.2

620.20263.60

711.60*274.42

8101.20.4289.90

98.402963.90.2

1024.10.83018.10.3

11903158.90

1254.60.13232.30

*1314.41.13311.70

*14227.21.534150.90

157.103520.90.2

163.603613.60.5

1790371.20

18715.50383.316

1931.40392.935.3

209.20.1

表1給出39維的建筑熱模型的節(jié)點時間常數(shù)和響應(yīng)強(qiáng)度，可以看出節(jié)點之間的時間常數(shù)相關(guān)最大為4300倍，只有8個節(jié)點的響應(yīng)強(qiáng)度大于1%，而它們竟占所有節(jié)點響應(yīng)強(qiáng)度的96%，圖1給出5月21～30日倫敦郊外的逐時外溫和水平面太陽輻射過程，圖2給出該房間用降維前（39維）和降維后（7維，取τ*為3min，δ為1%）的建筑熱模型模擬出的5月25～30日之間的室溫過程，從圖2可以看出兩種模擬室溫相當(dāng)一致，最大誤差不大于0.1℃。如果用4維（取τ*為12min，δ為1%）建筑模型去模擬室溫，那么最大誤差為0.5℃左右。因此，為保證室溫模擬精度，也不能把狀態(tài)空間建筑熱模型的維數(shù)降得太低，否則，無法真實反應(yīng)室內(nèi)外各種熱擾量作用下的建筑熱過程。

圖1室外空氣溫度與水平面太陽輻射

圖2不同維數(shù)建筑熱模型模擬得到的室溫過程

4結(jié)論

狀態(tài)空間建筑熱模型可以在基本保證模擬精度要求的條件下大大降低維數(shù)，從而在保證模擬精度的同時節(jié)省CPU的時間。一般單個房間的狀態(tài)空間建筑熱模型降到10維左右，具體取決于實際建筑物結(jié)構(gòu)各種熱擾量變化情況，以及模擬時所取的時間步長。通過合理選擇具有合適時間常數(shù)和響應(yīng)強(qiáng)度的節(jié)點，可以控制建筑熱模型的維數(shù)，從而實現(xiàn)模擬精度與模擬時間的最優(yōu)化。

5參考文獻(xiàn)

1JiangYi.State-spacemethodforthecalculationofair-conditioningloadsandthesimulationofthermalbe-haviouroftheroom.ASHRAETrans.1981,88(2):122～132.

2CCools,RGicquel,FPNeirac.Identificationofbuildingreducedmodels.Applicationtothecharacterizationofpassivesolarcomponents.IntJSolarEnergy.1989,7:127～158,257～277.

第3篇：建筑研究論文范文

①它是溶液,而且是真溶液.應(yīng)永不分層,無沉淀;

②粘度很低,有些漿材粘度甚至接近水;

③固化或膠凝時間可人為控制;

④可用泵灌入裂縫,充填裂隙,堵截滲漏水,具有原位修復(fù)止水結(jié)構(gòu)或單獨構(gòu)建防滲帷幕之功能,特別適用于地下隱蔽工程;

⑤固化或膠凝時體積收縮很小;

⑥固化物或膠凝體本身不滲水;

⑦固化物或膠凝體耐久性良好.上述特點和功能是我們通常熟習(xí)的防水建筑材料所不具備也無法替代的,正因如此,化學(xué)灌漿材料在防水工程上具有特殊的重要性,并以此成為防水建筑材料中不可或缺的重要成員

2.常用化灌漿材的分類

目前國內(nèi)常用的化學(xué)灌漿材料按其性能與用途大致分為兩大類,六大品種系列,上百種品牌.第一類是防滲止水型,這包括水玻璃、丙烯酸鹽、聚氨酯和木質(zhì)素漿材四大品種系列.第二類是補(bǔ)強(qiáng)加固型,這包括環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸甲酯漿材兩大品種系列.其中水玻璃漿材又可分堿性與酸性兩大品種,聚氨酯漿材又可分油溶性、水溶性與彈性三大品種,環(huán)氧樹脂漿材又可分為非活性稀釋劑、活性稀釋劑及呋喃樹脂三大品種.必須指出,在第一類型中的水玻璃漿材也能用于補(bǔ)強(qiáng)加固工程,只是強(qiáng)度較低;在第二類型中的環(huán)氧樹脂漿材也能用于防滲止水工程,只是單價偏高.現(xiàn)將國內(nèi)用量較大的環(huán)氧樹脂和聚氨酯漿材品牌及研發(fā)單位列于下表1和表2.

表1.國內(nèi)常用環(huán)氧漿材品牌及研發(fā)單位

漿材品牌SK-1JXHK中化-798CW

研發(fā)單位中國水科院天津基礎(chǔ)公司杭州華東院科研所廣州中科院化學(xué)所長江科學(xué)院

表2.國內(nèi)常用聚氨酯漿材品牌及研發(fā)單位

漿材品牌

PMLWHWTZS發(fā)單位天津大學(xué)華東院科研所華東院科研所上海隧道公司

3.主要用途及應(yīng)用部門

由于化灌漿材具有前述七大特性,故化學(xué)灌漿漿材和技術(shù)特別適用于工程建設(shè)中的堵漏止水、帷幕防滲、基礎(chǔ)加固和裂縫修補(bǔ)四個方面.從現(xiàn)在來看,化學(xué)灌漿的應(yīng)用領(lǐng)域主要在水電、建筑、采礦和交通四個行業(yè),具體應(yīng)用領(lǐng)域大體如下

①大壩、水庫、涵閘等基礎(chǔ)防滲帷幕和基礎(chǔ)加固；

②大堤、渠道、渡槽等的防滲堵漏及加固;

③核電站等的封閉止水防滲[1]和基礎(chǔ)加固;

④地下建筑物(如地鐵、人防、隧道等)的防滲、堵漏止水、基礎(chǔ)加固和裂縫的補(bǔ)強(qiáng)加固;

⑤礦山、工廠有毒廢渣、廢水和城市垃圾場等截滲工程的防滲帷幕;

⑥礦井建設(shè)中的涌水堵漏、流沙治理及對軟弱地層加固、穩(wěn)定的預(yù)灌漿;

⑦石油鉆井開采中的堵漏止水、鉆孔護(hù)壁加固和驅(qū)油;

⑧橋基加固及橋體裂縫補(bǔ)強(qiáng);

⑨機(jī)場跑道和停機(jī)坪、公路和鐵路特殊路段的軟弱地層加固、防滲和混凝土裂縫補(bǔ)強(qiáng)加固;

⑩江河海港港工建筑物(如碼頭、船閘、防波堤等)的基礎(chǔ)防滲和加固

4.國內(nèi)化灌漿材應(yīng)用概況

化學(xué)灌漿材料在防水材料中雖屬小品種,但隨我國基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展應(yīng)用量在逐年增加,年用量己遠(yuǎn)超萬噸,現(xiàn)僅根據(jù)2004年沿海八城市12個企業(yè)或公司粗略統(tǒng)計的用量就有6635T,見表3.同時,在各部門中化學(xué)灌漿材料的應(yīng)用也因工程要求不同而有所不同,有所選

表3.沿海八城市12家企業(yè)或公司2004年用漿量粗略統(tǒng)計

漿材種類水玻璃聚氨酯環(huán)氧丙烯酸鹽

用量(T)/年4000220042015

擇差別.如地下建筑業(yè)及地鐵建筑防水多選用聚氨酯漿材;采礦部門止水和交通部門修復(fù)路基多選用廉價的水玻璃漿材;水電部門修筑大壩多選用丙烯酸鹽做防滲帷幕和選用環(huán)氧漿材加固壩基;文物保護(hù)部門則選用甲基丙烯酸甲酯漿材來修復(fù)文物建筑等.化學(xué)灌漿材料在大型工程中應(yīng)用量是很大的.葛洲壩電站一期工程護(hù)坦止水系統(tǒng)滲漏事故的修復(fù),一次用彈性聚氨酯漿材20余噸;上海地鐵4號線塌方冒水事故僅止水一項用聚氨酯漿材就達(dá)102噸;三峽工程近幾年防滲堵漏和地基加固應(yīng)用各種化學(xué)灌漿材料570多噸,見表4;廣東一家化灌企業(yè)

表4.三峽工程化灌漿材應(yīng)用概況

漿材名稱CW環(huán)氧LW+HW聚氨酯丙烯酸鹽

主要用途地基加固止水堵漏防滲帷幕

漿材用量(T)32018070

去年僅在桂、粵、湘公路修復(fù)工程的路基加固防滲中就用了水玻璃漿材2000噸以上,由此可見一斑

5.國內(nèi)化灌漿材研究概況

我國化學(xué)灌漿事業(yè)是解放后開創(chuàng)的,經(jīng)50余年發(fā)展,成績斐然[2].這與一些產(chǎn)業(yè)部門和部份大專院校培養(yǎng)了一批從事化學(xué)灌漿技術(shù)的研究隊伍密切相關(guān).隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展,防水化灌漿材應(yīng)用量逐年上升,漿材開發(fā)與應(yīng)用的研究也在逐步增多.以近五年為例,在科技期刊雜志庫撿索中化學(xué)灌漿的研究論文約有323篇,其中漿材研究與應(yīng)用占240篇,見表5.由

表5.近五年國內(nèi)化灌漿材研究與應(yīng)用撿索概況

漿材環(huán)氧聚氨酯水玻璃丙烯酸鹽丙凝甲凝木質(zhì)素篇數(shù)1127327111052

%46.730.411.24.64.22.10.8

表5可見,從研究論文數(shù)量排序講,前三位是環(huán)氧樹脂漿材、聚氨酯漿材和水玻璃漿材,而

實際應(yīng)用中則正相反,水玻璃漿材多于聚氨酯漿材,而聚氨酯漿材又多于環(huán)氧樹脂漿材.從研究與應(yīng)用所獲成果水平來看也較高,世人矚目的三峽工程化學(xué)灌漿的成果就是例子.該工程在

①應(yīng)用國內(nèi)研制的無毒丙烯酸鹽漿材,替代有毒并有致癌可疑的丙凝漿材,首次建造大壩化學(xué)防滲帷幕[3];

②選用CW環(huán)氧漿材和水泥—化學(xué)復(fù)合灌漿技術(shù),加固軟弱泥化斷層破碎帶;和

③采用包括化學(xué)漿材在內(nèi)的五層防滲止水措施,處理好泄水閘迎水面多條混凝土活縫上[4]都達(dá)到了國際先進(jìn)水平.這其中三峽工程的高水頭混凝土活縫處理,一直是中外媒體關(guān)注的焦點

6.化灌漿材與環(huán)境保護(hù)

化學(xué)材料中常含少量有毒害的化合物,用于防水的化學(xué)灌漿材料也不例外,因此研究與應(yīng)用化灌漿材的人員一定要提高環(huán)保意識,做好防止污染的工作.積多年從事研究與應(yīng)用防水化灌漿材工作的經(jīng)驗,特提出如下選擇與應(yīng)用化灌漿材,防止污染的四條原則[5]:

①能用水泥漿材解決工程防滲加固問題的絕不用化灌漿材;

②在滿足工程防水設(shè)計基本要求的前提下,選用化灌漿材應(yīng)首選無環(huán)境污染的水玻璃漿材;

③選用其它防水化灌漿材應(yīng)選用無公害產(chǎn)品,并注意不要任意擴(kuò)大應(yīng)用范圍及用量;

第4篇：建筑研究論文范文

論文摘要：混凝土結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于多種工程，解決開裂問題是決定混凝土結(jié)構(gòu)是否能夠滿足使用需求和耐久性的關(guān)鍵。

0引言

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題，使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。輕者使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性等，嚴(yán)重的將威脅到人民的生命、財產(chǎn)。出現(xiàn)混凝土裂縫的原因從微觀上看，混凝土是由水泥、砂、石、空氣、水組成的多相結(jié)合體，由于混凝土的組成材料、微觀構(gòu)造以及所收外界影響的不同，混凝土裂縫產(chǎn)生的原因也有很多種。

1混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫依其形成可分為以下三類

1.1靜止裂縫系指形態(tài)、尺寸和數(shù)量均已穩(wěn)定不再發(fā)展的裂縫。修補(bǔ)時，僅需依裂縫粗細(xì)選擇修補(bǔ)材料和方法，而與其它因素?zé)o關(guān)。

1.2活動裂縫系指其寬度不能保持穩(wěn)定，易隨著結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力、變形或環(huán)境溫、濕度的變化而時張、時閉的裂縫。修補(bǔ)時，應(yīng)先消除其成因，并觀察一段時間，確認(rèn)已穩(wěn)定后，再依靜止裂縫的處理方法修補(bǔ)；若無法完全消除其成因，則應(yīng)使用具有足夠柔韌性的材料進(jìn)行修補(bǔ)。

1.3尚在發(fā)展的裂縫系指長度、寬度或數(shù)量尚在發(fā)展，但經(jīng)歷一段時間后將會終止的裂縫。對此類裂縫應(yīng)待其停止發(fā)展后，方可進(jìn)行修復(fù)或加固。

混凝土裂縫修補(bǔ)前，應(yīng)對其成因進(jìn)行研究，若是由于承載能力不足引起的裂縫，除應(yīng)選擇相應(yīng)的方法進(jìn)行修補(bǔ)外，尚應(yīng)選用適當(dāng)?shù)募庸谭椒ㄟM(jìn)行加固。

2修補(bǔ)設(shè)計

修補(bǔ)設(shè)計原則上應(yīng)根據(jù)第四章是否需要修補(bǔ)及補(bǔ)強(qiáng)加固的判定結(jié)果，進(jìn)行恢復(fù)己開裂結(jié)構(gòu)件的機(jī)能及耐久性的設(shè)計，更重要的是要選擇適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)材料、修補(bǔ)工法以及在選擇修補(bǔ)時間的基礎(chǔ)上進(jìn)行修補(bǔ)設(shè)計。進(jìn)行修補(bǔ)設(shè)計時，應(yīng)考慮如下事項：①根據(jù)是否需要修補(bǔ)的判斷結(jié)果，設(shè)定修補(bǔ)范圍及規(guī)模，還應(yīng)按需要再度調(diào)查現(xiàn)場。②掌握開裂原因、開裂狀況(裂縫寬度、深度及型式等)，建筑物的重要性及環(huán)境條件(一般環(huán)境、工廠地區(qū)、鹽類環(huán)境、溫泉地帶、寒冷地帶及特殊用途)。③為了明確規(guī)定修補(bǔ)目的及恢復(fù)目標(biāo)，考慮環(huán)境條件，選定最適于修補(bǔ)的修補(bǔ)材料、修補(bǔ)工法及修補(bǔ)時間。選擇修補(bǔ)工法，可按開裂現(xiàn)場及開裂原因決定。另外，當(dāng)構(gòu)筑物處于鹽類等苛刻環(huán)境時，應(yīng)選擇比普通環(huán)境條件高一個等級的材料及工法。如有可能，裂縫最好在穩(wěn)定后再作修補(bǔ);對隨環(huán)境條件變化的溫度裂縫，則宜在裂縫最寬時處理。

混凝土建筑物及構(gòu)件的修補(bǔ)恢復(fù)目標(biāo)將視竣工時的初期性能、建筑物的耐用年限、開裂原因、劣化程度及劣化范圍等而異，另外，保修年限也不盡相同。通常，可將修補(bǔ)恢復(fù)目標(biāo)分成如下三個階段:①恢復(fù)到與健全構(gòu)件同等性能。②恢復(fù)到不妨礙使用的程度。③恢復(fù)到能夠確保人身安全的程度。一般針對以確保人身安全而進(jìn)行的應(yīng)急修補(bǔ)工程。④必須充分研究修補(bǔ)作業(yè)所必要的機(jī)械材料、腳手架及工程現(xiàn)場對周圍人群的安全保障。

3修補(bǔ)方法

3.1表面修補(bǔ)法①利用混凝土表層微細(xì)獨立裂縫（裂縫寬度ω≤0.2mm）或網(wǎng)狀裂紋的毛細(xì)作用吸收修補(bǔ)膠液，封閉裂縫通道。對樓板和其它需要防滲的部位，尚應(yīng)在混凝土表面粘貼纖維復(fù)合材料以增強(qiáng)封護(hù)作用。常用的方法為涂覆法，增加整體面層，壓抹環(huán)氧膠泥，環(huán)氧漿液粘玻璃絲布，表面縫合等。②涂覆法:混凝土表面出現(xiàn)數(shù)量較多的表面裂縫時，采用手工或機(jī)械噴涂方法，將修補(bǔ)材料涂覆于混凝土表面，起到表面封閉作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之間，厚度大者適應(yīng)裂縫變化能力強(qiáng)。選用修補(bǔ)材料時應(yīng)考慮使用條件(室內(nèi)、室外、環(huán)境溫濕度變化，介質(zhì)腐蝕情況)以及裂縫活動情況等，例如，要求耐磨的地坪可選用環(huán)氧瀝青涂料，聚氨酷涂料，聚氨酷瀝青涂料等剛性涂料，不穩(wěn)定的裂縫修補(bǔ)可選用聚氨酷彈性體，橡膠型丙烯酸酷涂料等彈性涂料。③增加整體面層:混凝土表面裂縫數(shù)量較多，分布面較廣時，常采用增加一層水泥砂漿或細(xì)石混凝土整體面層的方法處理。多數(shù)情況下，整體面層內(nèi)應(yīng)配置雙向鋼絲網(wǎng)。有條件時，宜采用噴射法施工水泥砂漿或混凝土整體面層。3.2局部修復(fù)法①充填法用鋼釬、風(fēng)鎬或高速轉(zhuǎn)動的切割圓盤將裂縫擴(kuò)大，最終鑿成V形或梯形槽，分層壓抹環(huán)氧砂漿、或水泥砂漿、或聚氯乙烯膠泥、或瀝青油膏等材料封閉裂縫。其中V形槽適用于一般裂縫修補(bǔ);梯形槽用于滲水裂縫修補(bǔ);環(huán)氧砂漿適用于有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的修補(bǔ);聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補(bǔ)。②預(yù)應(yīng)力法用鉆機(jī)在構(gòu)件上鉆孔，注意避開鋼筋，然后穿入螺栓(預(yù)應(yīng)力鋼筋)，施加預(yù)應(yīng)力擰緊螺帽，使裂縫減小或閉合。如條件許可時，成孔的方向應(yīng)與裂縫方向垂直，鉆孔方向不與裂縫垂直時，宜采用雙向施加預(yù)應(yīng)力。③部分鑿除重新澆筑混凝土對于鋼筋混凝土預(yù)制梁等構(gòu)件，由于運(yùn)輸、堆放、吊裝不當(dāng)而造成裂縫的事故時有發(fā)生。這類裂縫有時可采用鑿除裂縫附近的混凝土，清洗、充分濕潤后，澆筑強(qiáng)度高一等級的混凝土，養(yǎng)護(hù)到規(guī)定強(qiáng)度的修補(bǔ)方法。修補(bǔ)后的構(gòu)件仍可使用在工程上。用這種方法修補(bǔ)己斷裂的構(gòu)件應(yīng)特別慎重。此外，修補(bǔ)前應(yīng)檢查鋼筋的實際應(yīng)力和變形狀況。修補(bǔ)混凝土宜用微膨脹型。修復(fù)工作必須十分仔細(xì)認(rèn)真，否則新老混凝土結(jié)合不良將導(dǎo)致失敗。

3.3灌漿法將水泥或化學(xué)漿液灌入混凝土縫內(nèi)，使其擴(kuò)散，固化。固化后的漿液具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度，與混凝土能較好地粘結(jié)，從而增強(qiáng)了構(gòu)件的整體性，使構(gòu)件恢復(fù)使用功能，提高耐久性，達(dá)到堵漏防銹補(bǔ)強(qiáng)的目的。用于結(jié)構(gòu)修補(bǔ)的化學(xué)漿液主要有兩類:一類是環(huán)氧樹脂漿;另一類是甲基丙烯酸甲酷液(簡稱甲凝液)。用于防滲堵漏的化學(xué)漿液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸鹽等。這些不溶物可充填縫隙，使之不透水并增加強(qiáng)度。

3.4低壓慢注修補(bǔ)法(注射法)以一定的壓力將修補(bǔ)膠液注入裂縫腔內(nèi)；此法適用于處理0.2<ω<1.5mm靜止的獨立裂縫、貫穿性裂縫以及蜂窩狀局部缺陷?？墒褂肑N-L低粘度灌縫膠及JN-F封口膠。

3.5壓力注漿法在一定時間內(nèi)，以較高壓力（按注漿料產(chǎn)品說明書確定）將灌注材料壓入裂縫腔內(nèi)；此法適用于處理大型結(jié)構(gòu)貫穿性裂縫、大體積混凝土的蜂窩狀嚴(yán)重缺陷以及深而蜿蜒的裂縫?？墒褂肑N-J或HPG兩種水泥基改性材料，也可使用JN-M結(jié)構(gòu)灌注膠。

3.6填充密封法在構(gòu)件表面沿裂縫走向騎縫鑿出U形或V形溝槽，然后用改性環(huán)氧樹脂或彈性填縫材料填充，必要時以纖維復(fù)合材料封閉其表面；此法適用于處理ω>0.5mm的活動裂縫和靜止裂縫?？墒褂肑N-XF裂縫封閉膠或JN-LE彈性灌縫膠。

民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修補(bǔ)工法多種多樣，但我們不能只知其一、只用其一，而應(yīng)牢牢掌握每一種方法，以一變應(yīng)萬變，做到根據(jù)不同情況采取不同方法，切實從每一個環(huán)節(jié)入手，做好過程控制，完善施工手段，確保施工質(zhì)量，盡量實現(xiàn)修補(bǔ)最優(yōu)。

參考文獻(xiàn)：

第5篇：建筑研究論文范文

通過一段時間內(nèi)對某棟典型多層板樓建筑外微氣候相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測，總結(jié)其規(guī)律如下：1）在太陽強(qiáng)輻射時間內(nèi)，不同朝向的外墻外表面溫度隨高度分布的情況不同，西向外墻表面溫度隨高度變化幅度最大，其外表面垂直溫度的最大溫差一般可在2℃以上，標(biāo)準(zhǔn)偏差約在0.6℃以上；2）多數(shù)時間內(nèi)（主要為下午2點左右至次日凌晨），西墻外表面溫度以1層最高；3）建筑熱外表面可產(chǎn)生誘導(dǎo)上升熱氣流。并在綜合分析了了如太陽輻射、對流換熱等影響因素不同作用效果的基礎(chǔ)上給出了合理的解釋。

關(guān)鍵詞：微氣候；建筑；太陽輻射；長波輻射；溫度分布；輻照度

Abstract:

Inthisstudy,theexternalmicroclimateparametersofatypicalmultistoriedbuildingweremeasuredduringaperiodoftime.Timeresultscouldbeconcludedasfollows:1)Duringthesunshineperiod,theverticaldistributionofexternalsurfacetemperatureondifferentorientationsofbuildingsdiffersfromoneanother,andthemaxdiscrepancyofverticaltemperatureappearsontheexternalsurfaceofwestorientedwall,whosemaxdifferencesoftheverticaltemperatureareabove2℃andthestandarddeviationofthetemperatureisabove0.6℃;2)Mostofthetime(from2p.m.tothenextdawn),theexternalsurfacetemperatureofthelowestfloorwallfacedwestishigherthanothers;3)Therisingofinducedairflowonthebuilding''''sheatedexternalsurfacehasbeenexamined.Basedonthecombinedanalysisofdifferentaffectingfactorssuchassolarradiation,longwaveradiationandconvection,areasonableexplanationispresented.

Keywords:microclimate;buildings;solarradiation;long-waveradiation;temperaturedistribution;irradiance

0引言

伴隨著空調(diào)的迅猛發(fā)展而引發(fā)的能源短缺、環(huán)境污染，以及病態(tài)建筑綜合癥等問題，使得在當(dāng)今社會可持續(xù)發(fā)展和舒適健康日益成為建筑和空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的熱點?；诮鉀Q上述問題，建立"綠色居住建筑體系"已經(jīng)達(dá)成共識。目前各方面的學(xué)者都在積極探討建筑的可持續(xù)發(fā)展之路。有學(xué)者提出"低能耗健康建筑"的概念[1]，意為充分利用自然能源的被動式供熱空調(diào)建筑，它能提供人們生活和生產(chǎn)需要的建筑環(huán)境，保證人體的衛(wèi)生和健康，同時具有節(jié)能建筑的特點。自然通風(fēng)和小區(qū)綠化等就體現(xiàn)了這種思想。

在夏季炎熱地區(qū)，自然通風(fēng)是人們主要采用的住宅降溫手段。建筑設(shè)計怎樣來促進(jìn)建筑物的自然通風(fēng)和降低室溫長期以來一直是研究討論的話題，然而從目前的研究來看，多數(shù)考慮的是通風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)后的流動，而建筑外氣流的形成、形式及對室內(nèi)熱環(huán)境的影響卻很少涉及；盡管有學(xué)者在20世紀(jì)50年代就發(fā)現(xiàn)了太陽輻射下建筑熱外表面的上升熱氣流對自然通風(fēng)的誘導(dǎo)作用以當(dāng)陽面與背陰面空氣溫差的可利用性，指出了在炎熱干燥地區(qū)對無風(fēng)燥熱天氣下通風(fēng)的意義[2]，但卻很少有人能從建筑熱環(huán)境的角度出發(fā)，研究建筑外微氣候如建筑外不同位置不同表面的溫度分布，夜間長波輻射以及空氣的氣流形式等建筑周圍熱環(huán)境的特性，考慮其對小區(qū)熱環(huán)境及室內(nèi)熱環(huán)境的影響并引入到實際的建筑設(shè)計中。

實際上，正是由于目前人們對人居熱環(huán)境的動態(tài)特征的研究方興未艾，許多研究分析結(jié)果尚處于試探性階段，才使得人們盡管在不斷深刻意識到人居熱環(huán)境重要性的同時，卻不知從何入手、真正與建筑設(shè)計相結(jié)合并付諸工程實踐中。從這一點上講，對建筑外各表面微氣候的相關(guān)動態(tài)參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場觀測及基礎(chǔ)理論分析，研究其規(guī)律并在此基礎(chǔ)上探討如何結(jié)合小區(qū)布局和建筑設(shè)計以改善人居環(huán)境，不失為一項有意義的工作。

1建筑外微氣候的實驗研究

微氣候指的是在建筑物周圍地面及屋面、墻面、窗臺等特定地點的風(fēng)、陽光、輻射、氣溫與濕度條件[3]。由于微氣候形成因素復(fù)雜難以給出簡單的數(shù)學(xué)描述，因而以實驗研究作為工作的入手。為了解太陽輻射下建筑外熱環(huán)境的規(guī)律，特選擇了一座典型多層板樓進(jìn)行現(xiàn)場測試。

1.1建筑描述

實驗建筑（24#）為北京地區(qū)一南北朝向的5層宿舍樓，整體結(jié)構(gòu)為長方體。建筑周圍布局如圖1所示。各層的層高約3m，東西外墻尺寸為12.6m×15.4m；每層樓層的東西朝向都分別有一陽臺，無外窗；測點所對應(yīng)的房間為4人一間的宿舍，宿舍內(nèi)分別有一臺電視和計算機(jī)，此外并無其它較大熱源，室內(nèi)負(fù)荷相對比較穩(wěn)定。外墻材料為370mm厚的加氣混凝土砌塊，兩面抹有厚度為20mm的淺灰色石灰砂漿，外墻表面粘有碎石。如圖2所示。

圖1建筑布局圖2測點布置

Fig.1BuildingcomplexFig.2Measuringpointarrangement

1.2實驗測量參數(shù)及儀表

1)溫度

西墻各層表面上各布置了一個測點，共5個測點（第一周在東墻外表面同樣地布置了測點并監(jiān)測其溫度隨高度的變化）；室內(nèi)相應(yīng)布置了監(jiān)測外墻內(nèi)表面溫度及空氣溫度的測點；此外還監(jiān)測了室外的空氣溫度、路面及草坪溫度等相關(guān)參數(shù)。室外溫度的測量根據(jù)文獻(xiàn)中的建議考慮了防止太陽輻射[4]。溫度的測量采用RHLOG溫度自記儀，每20min記錄一次，共記錄約20d。RHLOG溫度自記儀由清華同方設(shè)計生產(chǎn)，儀器精度為±0.2℃，具體布置如圖2所示。

2)輻照度

測量西向垂直面上的輻照度，以分析太陽輻射對建筑外墻外表面溫度沿垂直方向上的分布的影響，采用DFY-2型天空輻射表進(jìn)行測量，每20min記錄一次。該天空輻射表經(jīng)中國國家氣象局標(biāo)定，儀器的靈敏度為8.86μv/W·m2)，年穩(wěn)定性為±2%。

3)環(huán)境風(fēng)速及上升氣流速度

采用熱線風(fēng)速儀測量外墻表面的貼附上升氣流風(fēng)速并與環(huán)境風(fēng)速進(jìn)行比較。上升氣流的測點為五層離外墻約5cm處；環(huán)境風(fēng)速測點離建筑外墻表面約1.5m。每隔20min人工讀一次數(shù)。熱線風(fēng)速儀的測量范圍為0.05～30m/s，誤差為測量值的±5%。

2.測試結(jié)果綜述

2.1外墻表面溫度規(guī)律

溫度記錄結(jié)果表明，一段時間內(nèi)建筑外墻外表面溫度沿垂直方向存在變化，并且由于朝向的不同其溫差的大小及波動幅度也不同。如圖3所示（如無特別的說明，文中所提到的溫差均指外墻表面垂直方向的最大溫差，即以表面溫度的最大值減去最小值而得）。

圖3不同朝向外墻表面垂直方向溫差的變化

Fig.3Comparisonbetweentemperaturedifferencesof

theverticalsurfaceatdifferentorientation

如圖3所示，東墻外表面垂直方向的溫差一般都比較小，除了在早上由于陽光照射到東外墻各層的時間不同而導(dǎo)致溫差較大（約在2℃以上）外，此后其溫差則基本保持在1℃以下；而西墻外表面垂直方向的溫差在很長時間內(nèi)都在1.5～2℃以上，只在夜間才可能低于1℃。

一段時間內(nèi)西墻外表面垂直溫度變化的標(biāo)準(zhǔn)偏差值如圖4所示。從圖中可看出，在中午至傍晚一段時間內(nèi)，西墻外表面溫度的穩(wěn)定波動較大，約在0.6℃以上，有時則在1℃以上，而在其余時段內(nèi)側(cè)較小。太陽輻射的影響可見一端。

圖4西墻外表面垂直溫度變化的標(biāo)準(zhǔn)偏差

Fig.4Standarddeviationoftheverticaltemperature

variationsalongtheexternalsurfaceofawestorientedwall

如圖5所示，在太陽輻射下西墻的外表面溫度沿垂直方向呈現(xiàn)出一定規(guī)律：即約從下午14：00開始，1層外表面溫度均普遍高于其它各層。這種情況一般可延遲到第二天凌晨5：00左右；而在其余時間內(nèi)，多數(shù)情況下3、4層溫度略高，而2層溫度略低。另外，在不同時段內(nèi)西墻外表面隨高度變化的趨勢不同：在中午到晚上20：00-21：00之間，盡管依然是1層表面溫度最高，但受無規(guī)律外擾的影響，外表面溫度隨高度的分布曲線還是扭曲變化得很厲害。

圖5西墻外表面溫度沿垂直方向的分布

Fig.5Verticaltemperaturedistributionof

theexternalsurfaceofawestorientedwall

圖6所示為一段時間內(nèi)西外墻各層外表面溫度之間的溫差變化情況，分別以各層的溫度減去1層溫度而得。由圖可知，一天絕大多數(shù)時間內(nèi)各層之間的溫差都在1.7℃以上；在下午16：00-17：00后，各層的溫降趨勢則明顯不同；圖中數(shù)據(jù)也表明多數(shù)時間內(nèi)西墻1層外表面的溫度最高。另外，在不同天氣狀況下外墻表面溫度的平均溫差在不同時段也不相同（以西墻為例說明），如表1所示。從表中可以看到，只要不是陰雨天氣，12：00-20：00之間的外墻平均溫差總是較大，在1.6℃以上；而凌晨以后的溫差較小，一般在1℃以下；在太陽輻射較強(qiáng)時外墻表面各層之間的平均溫差可保持在3℃以上。

圖6西墻各層與1層外表面溫度的比較

Fig.6Temperaturedifferencesofexternalsurface

between1stfloorandothersofawestorientedwall

表1不同氣候情況下西墻外表面溫度的平均溫差

Table1Meansurfacetemperaturedifferencesofwestwallatdifferentclimateconditions

0:00～12:00

dT/℃12:00～20:00

dT/℃20:00～24:00

dT/℃最高墻溫

/℃環(huán)境風(fēng)速

/m·s-1日最大輻照度

/S·m-2氣候情況

0.66

0.91

0.84

2.05

1.07

0.91

0.63

0.61

0.52

2.11

1.64

3.20

1.55

1.71

1.58

2.24

0.63

1.32

1.16

1.95

0.72

1.20

0.98

1.51

30.13

38.76

38.54

50.85

38.90

0.85

41.05

46.06

＜1

＜1

1

＞2

＞2

426.4

546.8

652.4

374.6

514.6

陰有陣雨

晴轉(zhuǎn)陰

多云間陰

晴

陰雨

晴

多云

晴

2.2建筑周圍各表面溫度比較

圖7比較了草坪、路面、外墻內(nèi)外表面的平均溫度以及室外空氣平均溫度隨時間變化的情況。圖中表明在下午太陽輻射較強(qiáng)時，外墻外表面和周圍空氣的溫差較大，一般在8℃左右，最大可達(dá)到13℃以上。在8:00～14:00之間，路面溫度一直高于外墻外表面溫度在下午14：00～15：00以后，外墻外表面溫度開始高于地面溫度；絕大多數(shù)時間內(nèi)草坪溫度始終最低；室內(nèi)氣溫和外墻內(nèi)表面溫度都相對比較平穩(wěn)（波動幅度均在2℃左右）。

圖7建筑周圍各種溫度比較

Fig.7Thetemperaturesonthesurfacesofbuildingenvelope

圖8所示為不同樓層的室內(nèi)空氣溫度、西墻內(nèi)表面溫度以及外表面溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差的比較。如圖可知，從下午至夜間凌晨以前，由于室內(nèi)自然通持續(xù)進(jìn)行，并受室內(nèi)不確定熱擾的影響，西墻各層的室內(nèi)空氣溫度的波動相對內(nèi)表面溫度要明顯，但總的不如外表面溫度波動大。而在凌晨以后，則有可能出現(xiàn)室內(nèi)空氣溫度的波動幅度大于圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面溫度變化的情況。西外墻內(nèi)表面溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.3℃左右，室內(nèi)空氣溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.6℃以下（圖中dTin-air，dTin-w，dTout-w分別指室內(nèi)空氣溫度、西墻內(nèi)表面及外表面溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差值）。

圖8室內(nèi)空氣溫度、西墻內(nèi)表面溫度及外表面溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差的比較

Fig.8Thestandarddeviationoftheindoorair,theinternal

surfaceandexternalsurfacetemperatureofwestorientedwall

2.3對建筑熱外表面貼附上升氣流的觀測

在太陽輻射下，由于自然對流的作用建筑熱外表面會誘導(dǎo)產(chǎn)生貼附上升氣流，在環(huán)境風(fēng)速較小時可能對室內(nèi)通風(fēng)及熱環(huán)境產(chǎn)生重要影響。本次實地監(jiān)測過程中，選擇環(huán)境風(fēng)速較?。ɑ径荚?m/s以下）的情況下，測量了靠近外墻的貼附氣流的速度并與環(huán)境風(fēng)速進(jìn)行了比較，如表2所示。其中環(huán)境的主導(dǎo)風(fēng)向為南北向，離建筑外墻外表面約1.5m；貼附氣流方向為從下至上，測點離外墻約5cm。從表2中可以看到，貼附氣流的速度略大于室外風(fēng)速，這可能是因為實測風(fēng)速為貼附氣流風(fēng)速和環(huán)境風(fēng)速疊加以后的值。另外，環(huán)境風(fēng)速紊動變化較大，其離散度（以標(biāo)準(zhǔn)偏差除以平均值）為45%左右，而貼附氣流風(fēng)速則相對穩(wěn)定得多（離散度為25%）。

表2貼附氣流速度的測量結(jié)果

Table2Measuredresultsoftheinducedairflowontheexternalsurfaceofbuildings

時間13:0013:2013:4014:0014:2014:4015:40

室外環(huán)境風(fēng)速／m.s-1

貼附氣流速度／m.s-1

0.80

0.90

0.30

0.70

0.40

0.60

0.20

0.50

0.50

0.90

0.60

1.90

0.70

0.90

時間

16:0016:2016:4017:0017:20平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差

室外環(huán)境風(fēng)速／m.s-1

貼附氣流速度／m.s-1

0.50

0.60

0.40

0.50

0.80

0.90

1.00

1.10

0.60

0.60

0.50

0.80

0.23

0.22

3結(jié)果分析

根據(jù)建筑外墻表面的熱平衡方程[5]：qs+qR+qB+qg=q0+qca+qra(其中qs--圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面所吸收的太陽輻射熱量：qR--圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面所吸收的地面反射輻射熱量；qB--圍護(hù)結(jié)構(gòu)所吸收的地面總輻射；q0--圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面向壁體內(nèi)側(cè)傳熱量；qca--圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面向周圍空氣進(jìn)行的對流換熱量；qra--圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面向周圍環(huán)境進(jìn)行的熱輻射量)。考慮不同熱交換量（太陽輻射得熱，對流換熱，長波輻射和熱傳導(dǎo)等）的大小，對于在不同時間及氣候條件下建筑西墻外表面溫度分布所體現(xiàn)出來的規(guī)律可從以下幾個主要影響因素分析。

3.1太陽輻射不同的影響

外墻各層接受到的太陽總輻射強(qiáng)度不同將直接導(dǎo)致外墻各層溫度不同，東墻外表面溫度在早上溫差較大就主要是這一原因所至。

但對西墻而言，除了傍晚太陽西落之時，多數(shù)時間下各層所獲得的太陽總輻射強(qiáng)度差別不大（從圖5中可知，由于17：00～19：00之間太陽僅直射到第5層外墻，因此其溫降明顯慢于其余各層。比較不同太陽輻射強(qiáng)度下西外墻的最大溫差，如圖9所示，很難說明最大溫差與輻照度之間有特別直接的關(guān)系。其中主要原因還是在于環(huán)境空氣和外墻的換熱不僅僅由外墻所接收的太陽總輻射強(qiáng)度決定。

圖9西墻輻照度和外表面最大溫差的比較

Fig.9Thetimevariationofsolarradiationandthe

correspondingsurfacetemperatureonwastorientedwall

3.2長波輻射不同的影響

西墻各層與建筑前混凝土路面的輻射角系數(shù)相差較大，而尤以1層和混凝土路面的角系數(shù)最大。這樣當(dāng)路面溫度高于外墻溫度時，各層外墻所吸收的路面熱輻射熱量也就不同，1層吸收熱量較多因而使得1層溫度略高；結(jié)果導(dǎo)致在9：00～14：00，盡管高層的溫度相對較高，卻是2層的溫度最低，因為1層從路面獲得了額外的長波輻射熱量。而當(dāng)路面溫度低于西墻溫度時，如果沒有太陽輻射的作用，則是1層外墻輻射冷卻較快，這就是為什么1層的天空可見度較2、3各層低，其溫度下降幅度卻大于2、3層的原因。但是1層外墻外表面溫度在如此長的時間內(nèi)始終高于其它各層，原因并非僅受路面長波輻射影響。從圖7中可知，路面溫度在下午14：00（最遲可延遲到下午16：00左右）就和外墻平均溫度相差不多，此后則一致低于外墻平均溫度；因此如果考慮路面與外墻之間的長波輻射，不可能導(dǎo)致1層外表面溫度在此后的時間內(nèi)始終高于其它各層。分析可知，在這一時段內(nèi)主要是對流換熱及其它因素起作用。

外墻外表面溫度在凌晨以后所體現(xiàn)出來的底層溫度略高，而高層溫度略低的原因則是各層的天空可見度不同的結(jié)果。高層的天空可見度好，與天空之間的長波輻射作用大于低層，因此降溫較快。結(jié)合天空長波輻射和地面長波輻射在不同時間內(nèi)的作用效果，可解釋為何凌晨以后是中間層外表面的溫度相對較高。

3.3對流換熱效果不同的效果

在街道樓群附近，由于受到太陽直接照射的時間和部位不同，局地氣溫亦有明顯。這種差異以在近地面1～2m的高度內(nèi)尤為突出[6]。原因在于西墻前的混凝土路面長期受太陽直接照射，并且沒有耗于蒸發(fā)的熱量，而混凝土材料又特別地善于吸收貯存日射熱量，因此在太陽照射的時間內(nèi)，貼近地面的空氣溫度往往比高層空氣溫度增長更快，結(jié)果可使上下層空氣溫差達(dá)1℃以上。這樣由于底層外墻周圍空氣溫度相對較高，外墻散熱不如上層有利，結(jié)果會使下層外墻外表面的溫度相對略高。

另外，當(dāng)環(huán)境風(fēng)速較大時，即為混合對流時，由于建筑上下層風(fēng)速不同，在外墻與空氣溫差較大（即西墻各層太陽輻射較強(qiáng)的時段內(nèi)，二者溫差在10℃以上）時，將直接導(dǎo)致外墻和周圍大氣的對流換熱效果不同，結(jié)果底層溫度高于高層；環(huán)境風(fēng)速越大，高層與低層（1、2層）之間的溫差則越大。若是無風(fēng)自然對流時，1層處于層流區(qū)，其對流換熱也弱于上層。結(jié)果也可導(dǎo)致1層溫度在較長的一段時間（這段時間同樣也是外墻和空氣之間溫差較大，對流換熱較強(qiáng)的時間）內(nèi)高于其它各層。晚上由于外墻和室外大氣的溫差較小，對流換熱的效果已經(jīng)變?nèi)?，這時起主導(dǎo)作用的是長波輻射。值得指出的是，在第二、三點上東墻情況與西墻不同。由于周圍建筑和樹木的遮蔽作用（參見圖1），東墻前的地面長期處于背陰地區(qū)，地表與各樓層溫度相當(dāng)，兩者之間的長波輻射較??；同時背陰處的空氣溫度較低，對流換熱效果不明顯，因此各樓層外壁面之間的溫差較小。

由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫差的變化幅度在0.5℃以下，因此可不考慮內(nèi)外表面熱傳導(dǎo)的影響。結(jié)合以上分析可知，盡管太陽輻射和宏觀氣候是影響建筑外微氣候的重要因素，但由于建筑結(jié)構(gòu)、尺寸及布局之屏蔽作用等因素的影響，使得建筑外不同表面附近的氣候情況趨于復(fù)雜（如西墻外表面溫度分布曲線并非單調(diào)增減）。簡言之，輻射和對流是影響外墻表面溫度分布的直接原因：即在白天外墻外表面溫度和空氣溫度相差較大時對流換熱起主要作用；晚上則是長波輻射起主要作用。因此，建筑周圍各表面（包括外墻、屋頂及地面等）的材料對太陽輻射和長波輻射的吸收率對局地微氣候的影響也就相對重要。另外，影響外墻表面的溫度分布的這些因素并非獨立作用的，它們之間也相互耦合影響，使得在不同時段內(nèi)外墻表面的溫度分布更趨于復(fù)雜。

盡管上述分析針對一棟具體的低層的建筑而進(jìn)行，但是以下兩點結(jié)論可推廣到一般的中低層板樓建筑中：

1)在夏季太陽輻射下，建筑不同朝向的外墻表面溫度隨高度變化有所差別，而尤其以西朝向外墻的表面溫度差別較大。

2)多數(shù)時間內(nèi)（主要為下午14：00左右到次日凌晨），西朝向底層樓層的外表面溫度將持續(xù)地高于其它樓層溫度。

3)對于其它朝向外墻，如果其周圍建筑布局情況以及接受太陽輻射的情況和西墻相似，可得到類似結(jié)果。

4結(jié)論

影響建筑外微氣候的因素眾多，除了宏觀的氣象條件如太陽輻射、氣溫、風(fēng)速外，還有建筑結(jié)構(gòu)形式、尺寸，小區(qū)布局、綠化以及各表面材料性能等。本文只是初步探討了在夏季太陽輻射較強(qiáng)及環(huán)境風(fēng)速相對較小的情況下建筑外微氣候的變化，并總結(jié)出規(guī)律如下。

不同朝向的外墻表面溫度隨高度分布的情況不同，西向外墻表面溫度隨高度變化幅度最大，其平均溫差可高于2℃，標(biāo)準(zhǔn)偏差約在0.6℃以上；在12：00～24：00內(nèi)西外墻各層表面溫度之間的差別一般在1.5℃以上，最大時可達(dá)3℃；而其余時段內(nèi)各層之間的溫差較小，基本在1℃以下。

在陽光直射到西墻以后的大多數(shù)時間內(nèi)（主要為下午14：00左右到次日凌晨），1層外表面溫度高于其它各層，這種情況一般可延遲到第二天凌晨4：00～5：00左右；而在其余時間內(nèi)，多數(shù)情況中間樓層（3、4層）溫度略高。

太陽輻射下建筑熱外表面會產(chǎn)生誘導(dǎo)貼附上升氣流，其風(fēng)速變化較環(huán)境風(fēng)速相對穩(wěn)定。

在測試的基礎(chǔ)上討論了太陽輻射、長波輻射及對流換熱對形成外墻表面溫度分布的影響，指出導(dǎo)致外墻表面溫度存在差異的主要原因是長波輻射和對流換熱，并且由于不同時段內(nèi)這幾個影響因素的作用效果不同，使得外墻表面的溫度分布趨于復(fù)雜。

后續(xù)工作將接著對建筑小區(qū)內(nèi)不同位置的表面溫度、空氣溫度濕度、輻射以及風(fēng)速等參數(shù)繼續(xù)進(jìn)行系統(tǒng)的長期監(jiān)測，在此基礎(chǔ)上建立數(shù)學(xué)物理模型并結(jié)合CFD模擬結(jié)果進(jìn)行分析比較，以便更深入地了解建筑環(huán)境參數(shù)和小區(qū)熱環(huán)境之間的相互關(guān)系。

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第6篇：建筑研究論文范文

1.1蹴鞠場

蹴鞠作為一種古老的運(yùn)動形式，由于對場地要求較為簡單，使其能被各個層次的人根據(jù)個人的喜好開展。蹴鞠場作為一種盛行于某個歷史時期的體育建筑有兩個典型的特點：隨機(jī)開辟型。主要是以民間為主，基層的老百姓在閑暇的生產(chǎn)勞動之余，按照自己的各種可能性因地制宜性地開辟的大小適宜的場地；專業(yè)建設(shè)型。以官方或?qū)m廷為主，為了娛樂需要在特定的區(qū)域建設(shè)的專業(yè)型場地，其中根據(jù)表演性和競技性也有著略微的區(qū)別，競技性要比表演性的場地要大，且專業(yè)性的輔助器材要求要多。從漢高祖的引入到宋代的黃金時期，蹴鞠場也隨著規(guī)則的完善不斷發(fā)展。這一時期，蹴鞠不僅在宮廷和民間廣泛開展，而且有成熟的規(guī)則，體育組織—齊云社的成立，蹴鞠專業(yè)球隊—左右筑球軍創(chuàng)立，都為蹴鞠場專業(yè)化與科學(xué)化創(chuàng)設(shè)了研究性與發(fā)展驅(qū)動性的環(huán)境。

1.2步打球和捶丸運(yùn)動場

步打和捶丸是古代擊鞠運(yùn)動演變的競技項目，作為體育建筑的步打球和捶丸運(yùn)動場，也隨著兩種項目的規(guī)則變化，其建設(shè)要求和場地的具體細(xì)節(jié)在發(fā)生著變化。首先，步打球場地相對簡單。由于步打球是在馬球運(yùn)動基礎(chǔ)上的簡化或發(fā)展，且按照直接打入對方球門的入球數(shù)量為輸贏的規(guī)則，因此，在實際的建設(shè)中相對簡約，具有某種空間距離即可。其中，隨著參與數(shù)量的運(yùn)動員多少，也可以建設(shè)為同時對抗性的，或者隨機(jī)的單門性的場地，對抗雙方輪換上場。因此，比較適宜于宮女運(yùn)動；其次，捶丸運(yùn)動場具有某種科學(xué)性的起伏，作為步打球運(yùn)動的發(fā)展，捶丸改變了兩隊直接擊球射門的對抗性，吸收間接對抗規(guī)則，以擊球入“窩”計籌分勝負(fù)。捶丸有各種復(fù)雜的技法和戰(zhàn)術(shù)，場地也相應(yīng)地具有一定的變化和規(guī)范。因而在實際規(guī)劃與建造中，需要根據(jù)規(guī)則從宏觀上規(guī)劃地形起伏變化的場地，精確計算分散布置“球窩”，同時為了滿足運(yùn)動與觀賞的需要，也需要在涉及到的土木結(jié)構(gòu)、運(yùn)動行為與環(huán)境空間等，融入時代性的文化元素。

1.3射箭場地

在中國古代史中，射箭是發(fā)揮作用較多的武術(shù)技藝與體育技能綜合技能之一，甚至被作為古代中國武官考核的必考科目之一，射箭場地是各個歷史朝代共同的體育建筑。根據(jù)運(yùn)用的人數(shù)和目的不同，射箭場地建筑可以分為兩類：民間娛樂性場地。個人或某些群體出于提高個人技藝與娛樂需要，自己建設(shè)的相關(guān)場地；另一類，軍用訓(xùn)練場地。各朝代軍隊為了提高戰(zhàn)斗力所建設(shè)的相關(guān)場地。兩者之間場地的共同點是，需要面積足夠的場地，樹立開展練習(xí)的靶子，場地要具有相對的封閉性，避免傷害外來人員。在古代實際的運(yùn)用中，有專門的和臨時兼用的，出于軍事需要和軍事技術(shù)發(fā)展的實際，習(xí)射被賦于很高的意義。

1.4游獵苑囿

游獵是集軍事政治意義和休閑體育作用一體的體育活動之一。在其相關(guān)體育建筑的建設(shè)中，也就具有兩種類型：體育鍛煉和娛樂表演類型建筑。主要是指在宮廷御苑中開辟和建設(shè)的王公貴族和宮女娛樂性的場地。一般是在具有某種立體作用的場地因地制宜建設(shè)，其中需要樹林、假山與珍禽異獸等，既能讓游獵者有真實感，又能對他們起到某種意義上的保護(hù)作用。軍事訓(xùn)練類型建筑。在古代，主要是指王公貴族在內(nèi)的精英群體開展訓(xùn)練的場地，讓他們在這種近乎實戰(zhàn)的訓(xùn)練中，既培養(yǎng)他們個人的體能和單兵作戰(zhàn)能力，也讓他們在相互的配合中培養(yǎng)合作與戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用能力。這種運(yùn)動和建筑在宋代是最為常見的。

1.5水嬉、冰嬉運(yùn)動場地

水上體育活動作為古代中國宮廷常規(guī)性活動，主要包括劃船、游泳、跳水，以及清代盛行的花樣滑冰、冰上蹴球、冰上雜技運(yùn)動等。由于運(yùn)動本身具有一定的危險性，在其場地和建筑的建設(shè)中，有兩類：軍事場地。如水軍訓(xùn)練與清代御林軍中的溜冰部隊等，他們需要在專門的河道或場地開展相關(guān)的訓(xùn)練，相關(guān)的器材包括滑冰鞋、船、碼頭與戰(zhàn)場情境模擬等；娛樂運(yùn)動場地。是指在相對安全與平靜的水域，建設(shè)的專門用來娛樂的區(qū)域。常見的娛樂形式有龍舟競渡、冰嬉等。清朝的太液池就是此類代表性場地之一。

2中國古代體育建筑形式的影響因素

由于中華文化貴和的特點，以及中國民族的多樣性、地域廣闊性，決定了中國古代體育建筑的多樣性和風(fēng)格復(fù)雜性。

2.1中國古代哲學(xué)思想影響

主要表現(xiàn)在兩個方面：一是，儒家的中庸貴和思想。直接決定了中國體育項目的競爭性低，對體育建筑的專業(yè)性要求也低，再者由于各朝代所重視的體育項目有別，難以在不斷傳承的基礎(chǔ)上，追求某種體育建筑的不斷創(chuàng)新；“天人合一”的和諧理念。即在不破壞自然環(huán)境的基礎(chǔ)上開展各種體育運(yùn)動，因此，對體育建筑也就缺乏創(chuàng)新和建設(shè)的動力，導(dǎo)致中國古代體育建筑研究、設(shè)計與建設(shè)都處在落后與零散的現(xiàn)狀。

2.2等級社會結(jié)構(gòu)影響

中國古代封建社會制度的長期存在且主導(dǎo)，極大地制約了中國古代體育建筑的建設(shè)和推廣運(yùn)用。首先，古代體育建筑設(shè)計和運(yùn)用的保守性。在儒家思想和小農(nóng)意識的制約下，人們?nèi)狈w育意識，在升官發(fā)財與光宗耀祖思想的引導(dǎo)下，他們生活、學(xué)習(xí)與工作的重點都遠(yuǎn)離了體育軌道，自然也不會開始體育建筑建設(shè)和創(chuàng)新的學(xué)習(xí)研究；其次，古代體育建筑的等級性和宗法性。上述的體育建筑類型，進(jìn)一步說明了相關(guān)體育項目的研發(fā)和推廣，一般都是宮廷和軍事需要的情況下展開，由于受到宗法禮制和等級思想的嚴(yán)格制約，幾乎不去考慮群眾的公共需求，這也從需要上排除了興建體育設(shè)施的可能性。

2.3農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式影響

古代中國作為一個農(nóng)業(yè)社會，決定了中國古代體育的次要性、輔甚至補(bǔ)充性地位。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式對古代體育建筑的影響表現(xiàn)在兩個方面：節(jié)慶性建設(shè)和運(yùn)用。主要是指為了服務(wù)某種節(jié)日，在農(nóng)閑時所做的應(yīng)急性的建設(shè)。如劃龍舟對河道的臨時性修建，舞龍、舞獅對街道的選擇性建設(shè)，射箭活動對農(nóng)閑田地的開辟與運(yùn)用等；祭祀性建設(shè)和運(yùn)用。是為了滿足某種信仰、祈福與傳統(tǒng)風(fēng)俗的需要，在當(dāng)?shù)亟ㄖ蛏a(chǎn)設(shè)施基礎(chǔ)上的細(xì)節(jié)改建，如元宵節(jié)、端午節(jié)與少數(shù)民族的節(jié)日等，在適當(dāng)季節(jié)以天然場所為基礎(chǔ)，作出的場地改造和專業(yè)建設(shè)。其弊端就是缺乏長期規(guī)劃性、專業(yè)性與可持續(xù)發(fā)展性的思考。

3中國古代體育建筑特征分析

中國古代體育建筑作為古代哲學(xué)、兵法與管理思想的集中體現(xiàn)，其特征相對地弱化了體育的專業(yè)性，而強(qiáng)化與綜合了其他特性，使體育建筑功能更加全面。

3.1軍事娛樂并舉特征

在中國古代漫長的封建社會中，軍事與娛樂并舉體現(xiàn)在兩個方面：平時娛樂修養(yǎng)。即讓各個崗位和職業(yè)中的人員，都能通過日常娛樂的路徑，讓他們的身體素質(zhì)得到鍛煉，戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)意識得到潛移默化的培養(yǎng)。如游獵、步打球與馬球等，都能讓相關(guān)人員的速度、敏銳性與配合能力得到充分地訓(xùn)練；戰(zhàn)時模擬訓(xùn)練。無論是射箭、馬球與格獸等體育項目，都是從單兵與團(tuán)隊實戰(zhàn)的需要，加強(qiáng)對相關(guān)人員的專業(yè)素養(yǎng)、技能甚至戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)的訓(xùn)練。如蹴鞠是一種重要的健身和練兵手段。

3.2健身養(yǎng)性共建特征

中國古代體育項目都是各個民族在特定自然環(huán)境下，修身養(yǎng)性的針對性技能，其體育建筑也自然具有這種功能。首先，健身功能。雖然這些體育建筑相對結(jié)構(gòu)簡單，但都對其體育項目具有直接的支持功能。如游獵苑囿能讓運(yùn)動者在與野獸或其他相關(guān)人員的格斗中，鍛煉自己的體能素質(zhì)；其次，健心功能。就是運(yùn)動程序、技術(shù)、技能、規(guī)則與器材的運(yùn)用，都具有磨練意志、提升道德的作用，讓人們在運(yùn)動中能得到情感和精神的升華。如“陰陽五行”、“八卦”和“氣”等，將體育活動作為調(diào)整人體平衡、培養(yǎng)道德品質(zhì)的重要手段。

3.3隨意規(guī)劃特征

中國古代體育對體育倫理的追求和對養(yǎng)生哲學(xué)的感悟，致使中國古代體育建筑的發(fā)展缺乏獨立性，也形成了不規(guī)范性和隨意性。表現(xiàn)在兩點：因地制宜。即使是具有某種專業(yè)性的體育項目中，宮廷或軍隊也是依據(jù)特定的自然優(yōu)勢開展建設(shè)。如清代盛行的滑冰運(yùn)動就是在“太液的五龍亭和中海的水云榭前，利用湖面的天然冰場進(jìn)行的”；和諧統(tǒng)一。是指中國統(tǒng)治階層和被統(tǒng)治者在儒家思想的導(dǎo)引下，注重人與人、自然和社會的和諧統(tǒng)一。強(qiáng)調(diào)在不破壞自然的前提下，積極地運(yùn)用自然環(huán)境，在尊重其內(nèi)在價值的基礎(chǔ)上進(jìn)行建設(shè)。因而，這種場所的隨意性和天然性，體現(xiàn)了中國古人強(qiáng)調(diào)運(yùn)動場所與自然環(huán)境合而為一的理念。例如在馬球運(yùn)動盛行的唐代，馬球場所僅僅是在大殿前鋪設(shè)的千余步、表面平整的場地。

4結(jié)語

第7篇：建筑研究論文范文

關(guān)鍵詞：多層住宅給水管材管道敷設(shè)水表太陽能熱水器

多層住宅以其配套設(shè)施簡單，造價低，物業(yè)管理方便等特點，很受中小城市房地產(chǎn)開發(fā)商和廣大居民的歡迎。如何按2000年小康住宅科技產(chǎn)業(yè)工程居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則的要求，提高住宅的設(shè)計水平，為每個住戶營造出一個舒適的生活空間，是每個設(shè)計人員的職責(zé)所在。作為住宅的心臟――廚房、衛(wèi)生間，是功能復(fù)雜，衛(wèi)生、安全和舒適度要求高，營造繁雜，技術(shù)要求高的空間。因此，設(shè)計人員必須以整體設(shè)計的觀念和方法，綜合考慮廚房、衛(wèi)生間給排水管道和設(shè)備的安裝等。下面就多層住宅給排水設(shè)計中給水管材的選用、管道的敷設(shè)、水表出戶設(shè)置、家用熱水器的設(shè)置和空調(diào)冷凝水排放等問題與同行們一起探討。

（一）給水管材選用問題

傳統(tǒng)的給水管材一般采用鍍鋅鋼管，由于鍍鋅鋼管易銹蝕，使用壽命短，用于輸送生活用水不能滿足水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等缺點，建設(shè)部正大力推廣塑料給水管的應(yīng)用。許多地市已明文規(guī)定：禁止設(shè)計使用鍍鋅鋼管，推廣使用塑料給水管。塑料給水管與金屬管道相比，具有重量輕，耐壓強(qiáng)度好，輸送液體阻力小，耐化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)，安裝方便，省鋼節(jié)能，使用壽命長等優(yōu)點。給水用塑料管道主要有：硬聚氯乙烯（PVC－U）、高密度聚乙烯（HDPE）、交聯(lián)聚乙烯（PEX）、改性聚丙烯（PP－R，PP－C）、聚丁烯（PB）、鋁塑復(fù)合管（PE－AL－PE，PEX－AL－PEX）和鋼塑復(fù)合管等。下表是幾種建筑給水管材性能的比較。

管材性能優(yōu)點缺點長期使用溫度短期使用溫度硬聚氯乙烯管（PVC－U）抗腐蝕能力強(qiáng)，質(zhì)地堅硬，施工簡便有UPVC單體和添加劑滲出，管接頭粘合技術(shù)要求高，固化時間長≤400C――改性聚丙烯（EN-US）PP－R，PP－C）耐溫性能好，抗蠕變性能好，施工簡便只有用金屬管件連接；水流局部水頭損失大，不能回收重復(fù)利用900C950C鋁塑復(fù)合管（PEX－AL－PEX）耐溫性能好，保溫性能好（EN-US）在同等壓力和介質(zhì)溫度的條件下，管壁最厚，采用熱熔連接，需用專門連接工具≤600C≤900C鋁塑復(fù)合管（PE－AL－PE）易彎曲成形，完全消防氧滲透，線膨脹系數(shù)小，施工簡便管壁厚薄不均勻，管路連接采用銅管件，水流局部水頭損失大≤400C――注：

1）長期使用溫度系指管道在此溫度范圍內(nèi)使用壽命達(dá)30～50年

2）短期使用溫度系指管道在此溫度范圍使用壽命達(dá)10～20年

管材的選擇是經(jīng)濟(jì)技術(shù)的比較過程，技術(shù)上應(yīng)從壓力、溫度、使用環(huán)境、安裝方法等方面進(jìn)行考慮，同時結(jié)合業(yè)主的要求和住宅的檔次，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合考慮后確定。以上所塑料給水管材都可作為住宅生活給水管材。經(jīng)濟(jì)適用房和解困房主要面對廣大中低收入居民，可選用衛(wèi)生級硬聚氯乙烯管（PVC－U）作為給水管，以降低造價；中高檔商品房可用鋁塑復(fù)合管（PE－AL－PE，PEX－AL－PEX）或其他塑料給水管材作為給水管。住宅配水點的熱水溫度不超過600C，因此上述管材中除硬聚氯乙烯管（PVC－U）和鋁塑料復(fù)合管（PE－AL－PE）外，大多管材可作為住宅的熱水管道。

（二）管道敷設(shè)問題

1.給排水立管的敷設(shè)一般有以下幾種方式

1）明裝在廚房、衛(wèi)生間的墻角處。在以往的住宅設(shè)計中較多采用這種敷設(shè)方式，它施工方便，但明露管道有礙居室美觀，住戶在二次裝修時大多會用輕質(zhì)材料給予隱藏起來。

2）明裝在建筑物外墻陰角處。這種方式僅適用于南方天氣較暖和的地區(qū)，冬季的最低溫度不得低于零攝氏度，以防水管內(nèi)水凍結(jié)成冰，脹裂管道，影響住戶使用。管道在外墻敷設(shè)，影響建筑美觀，也不便于日后管理和維修。

3）敷設(shè)在管道井內(nèi)。這種方式使居室潔凈美觀，但管道井占用了衛(wèi)生間的面積，且管道施工、維修都比較困難。衛(wèi)生間設(shè)立集中管道井，把給水管、排水管都集中在管道井里布置，這是小康住宅廚房、衛(wèi)生間居住文明的重要體現(xiàn)。本人認(rèn)為：在中高檔的商品房建筑方案設(shè)計時應(yīng)考慮衛(wèi)生間管道井的設(shè)置，這樣即提高衛(wèi)生間的使用質(zhì)量，又可解決硬聚氯乙烯排水管水流噪聲大的問題，提高居室的環(huán)境質(zhì)量水平；對于衛(wèi)生間面積較小的經(jīng)濟(jì)適用房和解困房，在南方較暖和地區(qū)給排水立管可考慮敷設(shè)在外墻，以增大衛(wèi)生間的使用空間；管道明裝在室內(nèi)時，應(yīng)不影響廚房、衛(wèi)生間各衛(wèi)生設(shè)備功能的使用。

2.給水支管敷設(shè)

住宅給水支管管徑一役de≤32mm，小管徑的塑料給水管，呈彎曲狀態(tài)，故住宅給水支管提介采用暗設(shè)。給水支管暗設(shè)的方式有：

1）暗設(shè)在磚墻里。施工時在磚墻面開管槽，管槽寬度為管子外徑de+20mm，深度為管子外徑de，管道直接嵌入管槽，并用管卡將子固定在管槽內(nèi)。

2）對于小管徑給水支管de≤20mm，可暗設(shè)在樓（地）面找平層里。施工時在樓（地）板面上開管槽，槽寬為de+10mm，深為1／2de，管道半嵌入管槽里，并用管卡將管子固定在管槽內(nèi)。鋁塑復(fù)合管和交聯(lián)聚丙烯管等管道采用金屬管件連接，采用暗設(shè)時須加大管槽尺寸，且水流局部水頭損失較大。對于廚房、衛(wèi)生間內(nèi)衛(wèi)生器具布置相對集中的住宅，可采用分水器進(jìn)行連接，分水器是一種多分支管接頭，各衛(wèi)生器具給水支管分別從分水器接出。這樣既可避免暗埋管道的管接頭滲透問題。又可減小局部水頭損失，降低管網(wǎng)造價。

3）排水支管敷設(shè)

住宅室內(nèi)排水橫管宜設(shè)在本層套內(nèi)，這樣排水橫管滲透時可避免污水等污染物進(jìn)入鄰戶，管道維修時也不會影響到鄰戶的正常生活。

廚房內(nèi)洗滌盆的排水橫支管一般在本層樓板面上接入排水立管；地漏排水支管須敷設(shè)下層空間?，F(xiàn)在許多同行都認(rèn)為：廚房地面都鋪設(shè)瓷磚，清潔地在時不須用水沖洗，設(shè)置地漏意義不大，故廚房內(nèi)可不設(shè)地地漏，這樣既避免排水橫支管進(jìn)入鄰戶，又可增大廚房的使用空間。衛(wèi)生間內(nèi)排水橫支管在本層敷設(shè)具體措施有：

1）提高衛(wèi)生間地面。地面勢高150mm，采用后排式坐便器，洗臉盆、浴盆和地漏的排水橫管暗埋在墊層內(nèi)。

2）采用下沉式衛(wèi)生間。衛(wèi)生間樓板面下沉350mm，衛(wèi)生器具排水橫管暗埋在下沉空間里。

這兩種做法均可實現(xiàn)衛(wèi)生間的排水橫支管埋設(shè)本層的地面而不進(jìn)入鄰戶。暗埋管道安裝時，施工質(zhì)量一定要嚴(yán)格把關(guān)，經(jīng)驗收合格后方可施工衛(wèi)生間地面，以免給日后使用中留下隱患。衛(wèi)生間地面施工可填充煤灰等輕質(zhì)材料，亦可采用砌磚架空鋪設(shè)制板施工地面，地面須做防水處理，做法可參照屋面防水處理，如做兩油一布橡塑油膏防水。

（三）水表戶外設(shè)置問題

水表設(shè)在戶內(nèi)，不但抄表的工作量很大，而且使住宅的安全性和私密性大大降低。故住宅的分戶水表或分戶水表的數(shù)字顯示宜設(shè)在戶外。多層住宅水表戶外設(shè)置有以下幾種形式：

1.采用遠(yuǎn)傳水表

把普通水表換成遠(yuǎn)傳水表，由一根信號線連接水表與數(shù)據(jù)采集機(jī)，再傳至智能管理（微機(jī)）。它的優(yōu)點在于節(jié)省大量人力來抄表，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，缺點是造價高。

2.采用磁卡式水表

用戶預(yù)先購買自來水公司的電子卡，然后把它插入水表的存貯器內(nèi)，用水時卡上金額被自動扣除，這種方式用戶需預(yù)付水費(fèi)，水表價格較高。

3.采用普通水表設(shè)在戶外

1）水表設(shè)在樓梯休息平臺的壁龕里。住戶給水支管經(jīng)水表計量后進(jìn)入廚房、衛(wèi)生間。這種方式實現(xiàn)了水表出房設(shè)置，工程等價低，但給水立管和水表設(shè)在樓梯處影響美觀。它適用于南方較暖和地區(qū)廚房、衛(wèi)生間布置靠近樓梯間位置的住宅。

2）水表集中設(shè)在水表間（水表箱）。下行上給式供水時，在底層設(shè)水表間（水表箱），各層住戶給水支管在管道井內(nèi)敷設(shè)，南方地區(qū)也可在建筑物陰角處沿外墻敷設(shè)；上行下給式供水時，可在屋頂設(shè)水表間（水表箱）。這種方式增加給水支管敷設(shè)長度、管道沿外墻敷設(shè)影響建筑物美觀。水表出戶布置的方式選擇，須結(jié)合住宅廚房、衛(wèi)生間平面布置特點和開發(fā)商的具體要求，對以上幾種可行性方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定。

物業(yè)管理完善的住宅小區(qū)的中高檔商品房，可采用遠(yuǎn)傳水表，它是今后水表應(yīng)用發(fā)展方向；物業(yè)管理不完善的住宅小區(qū)的中高檔商品房，可采用磁卡式水表（在自來水公司有這種業(yè)務(wù)的地區(qū)可設(shè)計）或集中設(shè)置水表間（箱）；南方地區(qū)單元式住宅可用普通水表設(shè)在樓梯的休息平臺處，以降低造價。

（四）家用熱水器的設(shè)置問題

住宅設(shè)計時應(yīng)預(yù)留安裝熱水供應(yīng)設(shè)施的條件，或設(shè)置熱水供應(yīng)設(shè)施。所以在沒有集中熱水供應(yīng)的住宅，應(yīng)考慮家用熱水器的安裝位置及冷熱水管道布置。家用熱水器一般有燃?xì)?、電、太陽能等三種。燃?xì)鉄崴骱碗姛崴饕话惆惭b在廚房或衛(wèi)生間內(nèi)，在建筑給排水設(shè)計時應(yīng)預(yù)留出熱水器的安裝位置和冷熱水管道的接口，便于用戶裝修時自行安裝。太陽能熱水器使用簡便安全，無需燃料及電力，運(yùn)行費(fèi)用低，使用壽命長，無污染，很受廣大用戶的歡迎，近幾年來有不少的住宅小區(qū)在設(shè)計施工時就全部安裝上了太陽能熱水器。

太陽能熱水器一般安裝在屋頂上，這樣就需要在衛(wèi)生間與屋面熱水器之間設(shè)置冷熱水管道，住宅設(shè)計時若不考慮太陽能熱水器的安裝，今后住戶安裝時只能將冷熱管道沿建筑物外墻敷設(shè)，這樣既增加住戶安裝時的難度，增加管線投資，又影響建筑的美觀。所以在建筑給排水設(shè)計時需要先征求開發(fā)商的意見，是否統(tǒng)一設(shè)計，統(tǒng)一施工太陽能熱水器；或只預(yù)留出太陽能熱水器及冷熱水管道的安裝位置。太陽能熱水器的冷熱水管道可敷設(shè)在管道井內(nèi)；不設(shè)管道井的住宅，可在衛(wèi)生間靠近沐浴器的墻角增設(shè)一根de110的UPVC排水管作為太陽能熱水器熱水管道的套管，在每戶衛(wèi)生間距地面1m處設(shè)一個de110×75三通，作為冷熱水管的接入口。

第8篇：建筑研究論文范文

[論文摘要]中國的建筑設(shè)計事務(wù)所正處于大發(fā)展的時期，但同時也暴露出了許多問題，主要表現(xiàn)在專業(yè)化程度不夠，企業(yè)形式單一、缺乏風(fēng)險應(yīng)對能力，管理結(jié)構(gòu)不夠成熟，建筑師受管理教育較少，新興事務(wù)所不注重行政制度等。本文從分析中國建筑事務(wù)所的現(xiàn)狀入手，對比外國事務(wù)所的成功的發(fā)展經(jīng)驗，旨在通過對當(dāng)代中外建筑事務(wù)所管理制度與行政制度的對比研究，找尋當(dāng)代中國建筑事務(wù)所亟待解決的問題，為各種設(shè)計師事務(wù)所建立更加合理、高效的管理模式提供方向。

一、中國建筑事務(wù)所目前存在問題

1.大型設(shè)計院的壓力

大型設(shè)計院與政府之間的密切關(guān)系使政策的制定傾向設(shè)計院的既得利益。事務(wù)所的業(yè)務(wù)性質(zhì)被政策局限在傳統(tǒng)設(shè)計院的補(bǔ)充上，使其失去了發(fā)展壯大的機(jī)會，阻礙了小型建筑事務(wù)所通過合作取得大型項目的機(jī)會。

這也導(dǎo)致大量在職公職建筑師在設(shè)計院以外掛名從事第二職業(yè)。引起“一些單位與個人間的矛盾，同時加大注冊管理難度”。

計劃經(jīng)濟(jì)體制遺留下來的大型設(shè)計院與行政機(jī)構(gòu)之間千絲萬縷的關(guān)系正在被逐漸改正，設(shè)計事務(wù)所與設(shè)計院間的競爭也趨于正?；?。這正是市場細(xì)分的結(jié)果，從當(dāng)前設(shè)計市場可以看到，人們以前擔(dān)心的諸如設(shè)計事務(wù)所搶走大型設(shè)計院的項目的情況并沒有演變?yōu)閻盒愿偁?。設(shè)計事務(wù)所因為自身的靈活機(jī)制，開辟了更多的設(shè)計領(lǐng)域，為我國建筑整體品質(zhì)提高加速。

2.企業(yè)形式

當(dāng)今中國建筑事務(wù)所的企業(yè)形式單一，市場較著名的建筑事務(wù)所以兩個方面特征區(qū)別于傳統(tǒng)設(shè)計院的?！耙孕袠I(yè)內(nèi)名人領(lǐng)銜成立；采用合伙人制的企業(yè)形式（無限責(zé)任公司）”。

建設(shè)[2000]285號《建設(shè)部關(guān)于印發(fā)〈建筑工程設(shè)計事務(wù)所管理辦法〉的通知》中規(guī)定“建筑工程設(shè)計事務(wù)所（以下簡稱設(shè)計事務(wù)所）是指具備一級注冊執(zhí)業(yè)資格（或取得高級職稱的）、在當(dāng)?shù)赜幸欢ㄖ鹊膶I(yè)設(shè)計人員合伙設(shè)立，從事建筑工程設(shè)計……合伙人對設(shè)計事務(wù)所的債務(wù)承擔(dān)無限責(zé)任和連帶責(zé)任”。另外，該管理辦法的附件《建筑工程專業(yè)事務(wù)所資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中提到申請建筑設(shè)計事務(wù)所的資質(zhì)條件為“……至少有三名……一級注冊建筑師作為發(fā)起人……建筑設(shè)計事務(wù)所資質(zhì)不分級別……”，執(zhí)業(yè)范圍則參考的是注冊建筑師的標(biāo)準(zhǔn)。

以合伙人制作為設(shè)計事務(wù)所的基本企業(yè)形式固然有利于規(guī)范市場，但是單一的企業(yè)形式并不利于青年未成名建筑師成立其設(shè)計事務(wù)所。在大型設(shè)計院中無法得到重視的青年設(shè)計師正是中國建筑事務(wù)所的主力軍，如果沒有一種機(jī)制鼓勵和扶持沒有名氣但有足夠能力的青年建筑師，我們的事務(wù)所必定會成為著名建筑師們的擺設(shè)。

二、發(fā)達(dá)國家和地區(qū)與當(dāng)代中國建筑事務(wù)所比較分析

1.專門化程度

事務(wù)所的專門化，不僅包括設(shè)計領(lǐng)域?qū)ｉT化，還可以理解為在事務(wù)所堅持原則上的一種劃分。在發(fā)達(dá)國家，“建筑事務(wù)所以對建筑的認(rèn)識和追求來分為本質(zhì)截然不同的兩類:組織事務(wù)所或稱之為商業(yè)性事務(wù)所（Corporation），與建筑家工作室，或稱之為藝術(shù)性事務(wù)所（Atelier，Studio）”。

“組織事務(wù)所是提供建筑設(shè)計咨詢服務(wù)換取報酬的由建筑師組成的公司，通過以圖紙等設(shè)計文件對項目的預(yù)期計劃為商品的價值交換過程，獲得投資回報及贏利的經(jīng)濟(jì)實體?！币虼耍O(shè)計是作為生意和業(yè)務(wù)（Business），設(shè)計項目是作為一個經(jīng)濟(jì)工程（Project）而被運(yùn)作，對時間、成本的控制是非常嚴(yán)格的，“多快好省”的設(shè)計是贏利的保障。

“建筑家工作室是獨立建筑師或有相同志向的建筑師組合。本質(zhì)上是以文化批判創(chuàng)新和藝術(shù)實驗為目的的建筑藝術(shù)創(chuàng)作團(tuán)體和建構(gòu)的工匠作坊，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的維系及發(fā)展則只是其附屬產(chǎn)物。其目標(biāo)是精神的獨立和藝術(shù)創(chuàng)作的獨立?！?/p>

目前的中國，我們?；煜齼烧唛g的差別。找準(zhǔn)各自的定位對建筑事務(wù)所的發(fā)展有至關(guān)重要的作用。對其性質(zhì)的細(xì)分不僅有利于建立起盈利模式，更有助于整個“實驗建筑－商業(yè)建筑－反思（實驗建筑)－商業(yè)建筑(提升）”良性互動的建立。

而在商業(yè)性事務(wù)所中的設(shè)計領(lǐng)域的專門化的優(yōu)勢明顯:

以美國SOM事務(wù)所為例，它擅長于商業(yè)摩天大樓設(shè)計，很少涉足其他類型建筑。亞利桑那州圖森市的ADP公司，是300人左右大公司，但仍專長于超凈車間、醫(yī)院及高校建筑。

長期推動某方向的專門化設(shè)計，資深設(shè)計人員可擁有相對較多的經(jīng)驗，也會比其他公司擁有更多該領(lǐng)域內(nèi)的固定合作伙伴，更熟悉專用的建筑產(chǎn)品。這不僅意味設(shè)計更加得心應(yīng)手，還意味著可以得到更加優(yōu)惠的價格優(yōu)勢。

中國現(xiàn)在的建筑事務(wù)所“仍然比較廣泛”，以北京梁開建筑設(shè)計事務(wù)所為例，“成立一年多來，除了設(shè)計完成了承德等一批國家康居示范工程項目之外，還承接了一些大型公共建筑的前期和設(shè)計工作?！?/p>

2.企業(yè)形式與規(guī)模

“美國目前約10000家的建筑設(shè)計事務(wù)所，最小的只有1人，最大的1800人，其中約85%的在6人以下。其形式可以是合伙人制、私人公司、專業(yè)公司、有限責(zé)任公司等，而且還可以采用有限—合伙人制公司(如SOM公司)，其中有限責(zé)任性質(zhì)的公司占大多數(shù)，無限責(zé)任的合伙制公司很少?！?/p>

“英國90%以上的公司不超過6人，40人以上的只占1%，幾家較大的設(shè)計公司集中了20%以上的建筑師?！薄坝邢蕖匣锶酥乒臼墙陙黹_始流行的企業(yè)形式，在15年前還不允許有這種性質(zhì)的企業(yè)成立?！?/p>

英美的建筑設(shè)計事務(wù)所中，大部分是新型的“有限—合伙人制”，這比我國現(xiàn)在廣泛常用的無限責(zé)任的合伙人制更易控制風(fēng)險和保障合伙人的利益。

國內(nèi)大部分業(yè)主對于傳統(tǒng)設(shè)計院的極端信任，以及相應(yīng)設(shè)計保險制度的缺位都給一些初出茅廬的建筑師開辦建筑事務(wù)所帶來極大的困難。小規(guī)模的項目（如房屋裝修）正變得越來越多，《物權(quán)法》的頒布也使小型建筑事務(wù)所的增多成為趨勢。但大規(guī)模小型建筑事務(wù)所的出現(xiàn)還亟待各種注冊制度、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)措施和資格準(zhǔn)入制度的建立，以及市場對建筑師的信任。

3.管理結(jié)構(gòu)

在歐美發(fā)達(dá)國家的小規(guī)模事務(wù)所“典型的人員構(gòu)成模式是1個～2個合伙人(或注冊建筑師），1個辦公室助理，1名兼職會計、2名～3名實習(xí)生?！?/p>

美國的一般有三種類型:“一種是只有一個老板，公司歸他一個人所有,英文稱為SoleProprietorship，一般小型事務(wù)所多是這種類型;一種是有幾個合伙人;公司歸合伙人所有;英文稱Partnership;第三種是股份制公司（稱Corporation）;持股人都是公司的主要負(fù)責(zé)人，由于持股人（Stockholder）擁有的股份數(shù)量不同，在公司的地位及發(fā)言權(quán)也不一樣,一般比較大的事務(wù)所都是股份制?！?/p>

因此，建筑事務(wù)所的管理模式具有一定的獨特性：為了保證自己對項目設(shè)計的控制權(quán)，起主導(dǎo)地位的建筑師往往掌握著事務(wù)所大部分的股份且不對外出售，即對事務(wù)所的行政和管理起著決定作用。建筑師不僅需要進(jìn)行設(shè)計，還需要對項目進(jìn)行管理，才能夠保證工程按照設(shè)計意圖執(zhí)行。而對于骨干的獎勵模式可以看出老板建筑師對員工分層對待的特點。這幾個層次可以按照以下順序排列:董事長（持有股份，領(lǐng)導(dǎo)事務(wù)所）;董事（持有股份，對決策具有影響力）;副董事（享有年終分紅）;建筑師、設(shè)計師、項目經(jīng)理（工資）;技師、繪圖員（工資）。超級秘書網(wǎng)

三、挑戰(zhàn)

1.提高建筑師自身的管理素養(yǎng)。管理方面的素質(zhì)對于項目和運(yùn)營事務(wù)所具有舉足輕重的作用，而這有賴于引起教育體系的共識。

2.促進(jìn)多元化的企業(yè)形式，建立設(shè)計保險制度。增強(qiáng)對風(fēng)險的應(yīng)對能力。

3.明確建筑事務(wù)所定位。我們需要根據(jù)自身的特點提高專業(yè)化程度，設(shè)計適合的人員構(gòu)成模式。合適的模式能夠使事務(wù)所的項目進(jìn)行得更加順利，更可以使員工產(chǎn)生必要的歸宿感。

參考文獻(xiàn):

[1]衛(wèi)更太:歐美的小規(guī)模建筑設(shè)計事務(wù)所.中國勘察設(shè)計，2006，04:28～30

[2]王早生:美國、英國建筑事務(wù)所及建筑市場管理制度考察報告.中國勘察設(shè)計，2005，04:15～18

第9篇：建筑研究論文范文

關(guān)鍵詞:成本控制存在問題具體措施

1進(jìn)行成本控制的必要性

所謂成本控制是指在成本形成的過程中，對項目施工所需消耗的人力、物質(zhì)和費(fèi)用開支，進(jìn)行指導(dǎo)、調(diào)節(jié)和限制，及時糾偏，把各項費(fèi)用控制在計劃之內(nèi)，達(dá)到成本控制目的，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑單位在各個方面臨著激烈的市場競爭，企業(yè)能否在市場競爭中立于不敗之地，關(guān)鍵在于企業(yè)能否為社會提供質(zhì)量高、工期短、造價低的建筑產(chǎn)品。因此成本控制成了建筑管理的核心內(nèi)容。實施項目的成本控制是貫穿在工程建設(shè)自招投標(biāo)階段直到竣工驗收的全過程，它是企業(yè)全面成本管理的重要環(huán)節(jié)，必須在組織和控制措施上給于高度的重視，以期達(dá)到提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

2目前簡直施工單位成本控制中存在的問題

2.1人員素質(zhì)問題

近年來，我國的項目管理已取得了豐富的經(jīng)驗，進(jìn)行了大量的創(chuàng)新，形成了一整套施工項目管理理論和行之有效的科學(xué)方法，并逐步建立了與項目管理相關(guān)的法律、法規(guī)、部門規(guī)章和標(biāo)準(zhǔn)等，既推動了施工項目管理經(jīng)驗向科學(xué)化、規(guī)范化、法規(guī)化方向發(fā)展，又促進(jìn)了我國項目管理與國際同行業(yè)項目管理的接軌。但是，我國建筑施工企業(yè)成本管理水平較低，除了體制方面和行業(yè)方面的客觀因素外，企業(yè)和項目經(jīng)理部中成本管理人員的素質(zhì)較低，未能更好地將理論與實踐進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，這是造成成本管理水平較低的主要原因。

2.2部分建筑單位的執(zhí)行力度不夠

項目經(jīng)理是項目管理的承擔(dān)者和實現(xiàn)者，既要對項目的成果性目標(biāo)向建設(shè)單位負(fù)責(zé)，又要對項目管理的效益性目標(biāo)向企業(yè)負(fù)責(zé)，這樣，若沒有具體、明確的責(zé)任、權(quán)限和利益，則會從根本上影響其對本施工企業(yè)和建設(shè)單位的責(zé)任。此外，項目部其他管理人員的責(zé)職和權(quán)利也要得到落實，沒有按既定的規(guī)劃和方案實施，管理程序步驟的隨意化，成員的職責(zé)、權(quán)利都會受到一定的影響，容易打消員工的工作熱情。因此，在施工過程中，應(yīng)根據(jù)成本管理的條件、內(nèi)容及采用的成本控制方法，克服流于形式、管理表面化的現(xiàn)象，按成本控制的程序進(jìn)行施工項目的成本預(yù)測、計劃、實施、核算、分析、考核及整理文件資料和編制成本報告工作，才能使成本投入最低化，利潤最大化，以達(dá)到企業(yè)的預(yù)期目標(biāo)，為企業(yè)的發(fā)展提供更大的空間。

2.3有些建筑單位簡單地將成本控制的責(zé)任歸于財務(wù)人員。

成本控制貫穿于工程建設(shè)的全過程，而成本控制的各項指標(biāo)有著其綜合性和群眾性，所有的項目管理人員，特別是項目經(jīng)理，都要按照自己的業(yè)務(wù)分工各負(fù)其責(zé)，只有把所有的參建人員組織起來，共同努力，才能達(dá)到成本控制的目的。因此必須建立以項目經(jīng)理為核心的項目成本控制體系。不能把責(zé)任全歸于財務(wù)人員，所有人應(yīng)該一起努力。

3成本控制的改進(jìn)措施