发布时间：2023-07-21 17:13:11
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的建筑能效分析样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：居住建筑、节能改造、效果分析
Abstract: both of residential building energy saving transformation is a complicated system engineering, this paper respectively from the palisade structure, heat source and outdoor heat pipe network and indoor heating system, on both residential building energy saving transformation simple talk about several proposals, and analyzes the transformation of energy-saving after energy saving effect.
Keywords: residential building, saving energy transformation, and the effect is analyzed
中图分类号：S210.4文献标识码：A文章编号：
随着建筑节能工作的全面深入展开，既有建筑的节能改造工作已经列入贵州建筑节能工作的重点内容之一。由于既有居住建筑具有分布广、总量大、情况复杂等特点，对其进行节能改造将涉及广大居民的切身利益。从国内其他省市对既有建筑的节能改造的情况来看，既有居住建筑节能改造，推行的难度要比既有公共建筑节能改造大得多。因此，对既有居住建筑节能改造适时展开分析和研究，正确认识和评价贵州地区既有居住建筑的现状，根据本地区的气候特点和节能标准要求，研究和分析本地区既有居住建筑节能改造适宜的技术和措施，对我区既有居住建筑节能改造工作的进一步展开将具有重要意义。
一、节能改造设计
1.1．重视建筑物围护结构的节能改造
围护结构的节能量约占整个节能量的60%左右，应予以充分重视。从现在各单位所上报的节能改造计划看，部分单位仅是室内采暖系统的改造，对于围护结构的节能改造提都没有提，没有抓住问题的关键所在。无论是从节能的量上来看，还是从节能改造的投资来看，围护结构的节能改造都占有相当大的比例。对于采暖建筑物来说，节能实际上就是减少建筑物的热损失，也就是减少建筑物的传热损失和空气渗透热损失。围护结构的节能改造就是要改造和加强围护结构的热工性能，减少建筑物的热损失。在整个建筑物的能耗中，外窗、外墙以及屋面的能耗基本占到了80%以上。不节能的建筑外窗若采用单层钢窗，改造成满足65%节能标准的断热铝合金框中空玻璃窗，其传热系数由6.4W/m2.OC下降到了2.8W/m2.OC，同样面积的外窗仅传热损失可降低56%,同时窗户的气密性加强了，通过窗户的冷空气渗透热损失也可大大降低；同理不节能建筑的外墙及屋面经节能改造后，能耗比原来也可降低60%以上。可见围护结构的节能改造是多么的重要。
1.2．热源及室外热力管网的节能改造
热源的节能改造建议重点考虑增设或者完善必要的调节手段，所采用的调节手段应与改造后的室内采暖系统相适应。提高锅炉的运行效率还应注重加强管理，提高运行管理人员的水平。不要说小锅炉房，就是大型的锅炉房，真正的专业技术人员也很少。
室外热力管网的节能改造建议重点放在消除不平衡、加强保温、减少泄漏上。既有建筑与经节能改造的建筑以及新建建筑，因为室内采暖系统的形式不同，所需的资用压力也不同，几种不同类型的建筑接在一个热网系统中，热网的水力不平衡会进一步加剧。热力管网的改造应进行严格的水力平衡计算，各并联环路之间的压差损失值不应大于15%，当达不到上述要求时应在建筑物入口设静态水力平衡阀。应对热力管道及其保温质量进行检查和检修，及时更换损坏泄漏的管道阀门及附件。热力网改造后应进行初调节，保证阀门设置状态达到设计要求。同时建议改造时保温材料选用憎水性好的材料，如聚氨酯泡沫塑料，虽然造价有所提高，但保温效果及使用年限会大大提高。现通常使用的岩棉或玻璃棉管壳，遇水不但会失去保温效果，还会加快管道的腐蚀。
1.3．室内采暖系统的节能改造
一说节能改造，有的人首先想到的是室内采暖系统的节能改造，其实这部分的节能量最少，约占总节能量的10%左右。通常所说的“行为节能”据有的地方测算，所节省的热量不会超过7%，比我们所预想的要少得多。这里所说的节能改造主要是结合温度调控和热计量来讲的，至于室内采暖系统是否要改以及如何改，建议重点要考虑温度调控，不应仅局限于热计量收费。这几年新出的一些规范以及标准，对户内系统的形式也已放宽，允许做多种选择。因此对于既有建筑户内系统的节能改造应结合工程实际情况，具体问题、具体分析，建议重点应考虑楼前热量表的设置以及室温调控方面，这里所说的室温调控是指预设温度自动调控，而不是手动调节，因为采暖系统的调节不像水或者电，调节马上能够反映出来，它需要一个很长的过程，若不能自动调节，在室温过热的情况下，可能大多数人会选择开窗降温也想不到调节散热器的温度。
室内采暖系统的形式应结合具体工程的实际情况，选择投资经济、简单易行的技术方案。如原为垂直或水平单管系统，可改造为单管跨越式系统；原为单双管系统，可改造为垂直双管系统；原为垂直或水平双管系统，可维持原系统不变。但以上几种系统均应加设温控阀。至于收费，有条件的可考虑设热分配表、或者采用温度法、流温法等热计量收费系统，没有条件的也可按照楼前热表结合面积分摊。不应一味地强求“按户分环、一户一表”。
2.1改造前后围护结构冬季传热比较分析
采暖计算热负荷是供暖系统为用户提供供热量的依据，改造后的总热负荷减少了53%，外墙、外窗、屋顶的传热量分别减小了65%、45.9%、50.4%，改造后护结构保温性能明显增强。原供暖季时该户室内温度可达到设计温度16~18摄氏度，节能改造后护结构传热量减少了50%多，那么再通过改造室内供暖系统，并采用按热量计量收费的方式，则可达到节能50%的目的.围护结构的改造是供暖系统节能改造的前提和基础。
2.2改造前后墙体、屋面的隔热性分析
改造前，顶层边端户夏季室内闷热难耐，主要原因是墙体、屋顶的隔热性差，墙体和屋顶的内表面温度高，人在房间内会感受到来自墙面和屋顶的热辐射。改造后墙体的内表面最高温度可降低0.7℃，屋顶的内表面最高温度可降低0.8℃，外墙和屋顶的隔热性能都有所提高，房间的热舒适性提高了。虽然既有建筑节能改造后墙体屋面的主体承重材料没有改变，但其外表面增加的外保温材料可以使室外空气温度波在通过墙体时的衰减幅度大大增加，因此，在室内侧空气温度波的衰减和延迟不变的情况下，夏季的隔热性能同样得到提高
参考文献：
[1] 林常青,吴萍.德国既有住宅改造模式与经验[J].建设科技,2006(7):94-97
关键词：建筑工程；耗能状况；节能途径；分析；
我国建筑工程耗能状况分析
我国城镇民用建筑运行耗电占总发电量的3成左右，主要包括采暖、空调、电扇、家用电器等的损耗，不包括建筑材料和建筑施工过程的损耗。据推算，我国的建筑能耗将会继续增长，最终向发达国家的建筑能耗接近，也就是一般占总能耗的1/3左右。这是在我国城市化水平和国民生产总值的不断提高，是我国能耗最终趋于的稳定水平。有关研究表明，建筑节能是各种节能途径中潜力最大、最为有效的方式，对缓和世界能源矛盾、解决社会、经济发展瓶颈的有效举措。
我国城镇民用建筑的能源消耗类型分为：1.北方地区供暖能耗，据估计，此项能耗大致占民用建筑总能耗的5成以上；2.除供暖外的住宅能耗，约占总能耗的2成左右；3.除供暖外的一般性非住宅民用建筑能耗，在民用建筑总能耗的中约占15%左右；4.大型公共建筑能耗，约占民用建筑总能耗的13%左右。上述情况的特殊说明为，供暖能耗以直接燃煤为主的能耗，而一般性非住宅民用建筑能耗与大型公共建筑能耗的估算的能耗量在单位面积耗电量上差别较大。随着我国城市化进程的不断深入，未来10年间，我国新增民用建筑面积将为100~150亿平方米。特别是北方人民生活离不开暖气，使得我国供暖耗能所占比例很大，成为我国能源消耗中的主要因素之一。
我国供暖能耗存在能耗大、使用结构较不合理的状况，与西方国家相比，在相同气候条件下，我国符合节能标准设计的建筑，其供暖能耗也要多出2到3倍左右。也说明了，我国供暖的节能上，存在较大的潜力空间。为此，有效解决供暖耗能成为建筑节能的首要任务。供暖主要耗煤，应该将耗煤量控制在一定范围，或以新能源技术加以替代。目前，建筑一般通过改进建筑设计、加强维护结构保温和有效利用太阳能的方法，控制供暖的耗煤量，并以太阳能代替，将可能使煤量降低至先前的1/2甚至1/3，直至达到发达国家水平。除此以外，还可以通过改良供暖燃煤锅炉的设计，增加其使用效率，减少耗煤量。据估测，锅炉的供热方式、提高热源效率、适当调节管网系统，能在现有供暖耗煤损耗上降低30%左右，对建筑的节能效果也是很有帮助。
除此以外，我国不断呈增长的能耗量还包括了住宅生活使用的热水耗能和人民为满足高生活品质需要而提高家电的能耗。针对这种情况，可以通过推广节能产品，如节能灯、节能家电等都能其一定的节能作用。还可以通过改进新建筑的设计，对空调设计的改良，也可以减缓目前能耗量增长的情况。在热水器的设计上更科学、符合绿色设计概念，还可以通过适当的鼓励、宣传、赏罚分明等，民用住宅过分用电情况可得到抑制。一般性非住宅民用建筑在耗能的情况上与民用建筑差别不大，但其照明能耗和电器能耗是所占比重较大的能耗。因此，在建设特殊的建筑群体，要考虑其可能的耗能形式，并在建筑设计和家电选择上作适当调整，其节能效果也相当明显。据估计，随着节能灯的推广和空调设计的节能改善，一般性非住宅民用建筑的耗能量将降低30%至40%。而有关大型公共建筑上，其耗能量为普通住宅建筑耗能量的10倍以上，虽然其建筑面积占城市总建筑面积的比例小，但其高耗能量不可忽视。
综上分析，我国建筑的节能潜力巨大，应刻不容缓的采取节能措施。
建筑节能的有效途径分析
（1）建筑设计的优化。合理的建筑设计将有效降低能耗，其中，主要的设计优化内容为建筑造型及围护结构形式上。其对建筑物与外环境的热量交换、自然通风状况和采光状况都有直接的影响，对建筑物的暖通风空调的能耗影响很大。换句话说，建筑耗能比例与其建筑物的设计有很大关系。并且，建筑物设计是复杂的系统问题，各要素间的通过联系互相牵制影响，对优化设计后的整体效果判定复杂。所以，在对建筑设计上使用动态热模拟技术帮助分析建筑物的性能指标，可以有效的预测和比较建筑物的能耗量。
（2）新型建筑围护材料的使用。建筑物围护材料的选取与建筑的保温、隔热、透光、通风等效果直接相关。新型建筑围护材料甚至可以通过自动与外界环境变化作出调节的形式来保证室内良好的物理环境，也节省了能耗量。其新产品技术包括：外墙保温和隔热、屋顶保温与隔热、热物理性能优异的外窗和玻璃幕墙、智能外遮阳装置以及基于相变材料的蓄热型围护结构和基于高分子吸湿材料的调湿型内饰面材料。
我国的建筑保温隔热技术，从20世纪90年代开始就有。其技术包括了多种外墙外保温技术、外墙外挂可通风装饰板的隔热保温技术等。外墙外铺轻钢龙骨,其上外挂装饰板,装饰板与外墙主体间形成通风通道,可以在夏季通过自然通风排除太阳辐射热量,大幅度改善室内热环境。冬季阻断此通风通道,又可以使其成为保温空气夹层,同时充分吸收照在外墙表面的太阳辐射热，冬夏两季都能控制能耗量。通过外墙外保温技术能够起到建筑物保温的效果，但此项技术还需要进一步的质量提升，降低成本而提高推广程度，满足多种新需求等等。
（3）通风装置与排风热回收装置的改进。许多建筑由于缺少有效通风装置与排风热回收装置，造成其室内的空气质量得不到满足而增加了额外的能耗量。尤其是北方居民冬天室内关闭门窗其空气质量无法保证，开窗换气又造成供暖热损失。在新建筑上可以得到缓解，因其具有良好的围护结构使保温效果好。建筑经常由于无控制开窗，室内空气质量不能进一步提高，而造成的热量损耗却2至3倍的增长。可通过窗台下设专门的可调式通风窗,可采用上翻式外窗调节通风量,还可在外窗上专门开设用于通风的小窗的方式方法来改善能耗量。
（4）其它新技术的利用。此外，还有如温度湿度独立控制的空调系统、降低输配系统能源消耗的技术、热泵技术、建筑热电冷三联供系统、节能灯和节能灯具的推广和使用，都大幅度的改善建筑的能源损耗，并对新型建筑设计提供了必要的技术保障。
3. 结语
本文大致总结了建筑工程中的耗能状况，各民用建筑耗能形式的异同和主要的耗能形式。不同类别的民用建筑，其耗能形式大体相同，而主要的耗能形式不大一样。针对各类建筑的主要耗能形式，直接、有效的改善方法是通过各种方式方法达到其主要耗能形式的大幅度降低。根据建筑工程现状分析，对建筑设计的优化、使用新型建筑围护材料、改进通风装置与排风热回收装置和其他新技术推广和应用，对改善我国建筑能源结构，能源状况有非常大的帮助。
参考文献：
[1]江亿.我国建筑耗能状况及有效的节能途径[J]. 暖通空调.2005
关键字：电气节能；现状及问题；原则；对策
中图分类号：TE08文献标识码： A
一、我国建筑电气能耗现状与节能发展
电能作为人类最重要的二次能源之一，也是建筑中最主要的能源。建筑中，不论是照明插座系统，还是其他动力类用电设备等，都需要使用电能才可以工作。我国现今建筑能耗主要集中在北方采暖、住宅、公共建筑等方面，而根据相关数据保守估计，大型公共建筑在运行管理方面至少存在 30％～40％的节能潜力，我国目前大型公共建筑有 5 亿多平方米，每年耗电约900亿度，按照节能40%
计算，每年仅大型公共建筑一项就可节电 360 亿度，约合 400 万吨标准煤，从而减少约900 万吨二氧化碳的排放量，由此可以看出，仅大型公共建筑一项就能为国家节约数百亿资源，同时还能保护环境，所以，电气节能也受到了国家的重点关注。近年来，我国建筑行业的能源浪费问题已经得到了社会的普遍关注，并且引起了相关部门及行业的高度重视。并且颁布了《建筑节能施工质量验收规范》、《绿色建筑评价标准》等规章制度，来实现建筑电气节能。同时，在对国外技术和设计理念研究的基础上，采用更为先进的设备和技术，例如：真空断路器和 SF6 断路器、智能化和自动化的设备控制技术、电动机变频技术等。在建筑节能方面，还倡导采用太阳能、风力发电、太阳光伏发电等环保发电省电方式。这些都可以说明，建筑电气节能已经成为我国建筑行业发展的必由之路。
二、建筑电气节能中存在的问题
由于我国还是一个发展中国家，建筑节能体系刚刚起步，所以建筑电气节能存在许多问题，下面是我总结的建筑电气节能存在的问题：一是，不合理的建筑设计与普遍存在的浪费现在导致节能效果不够明显，例如建筑外部围护结构不节能，造成设备专业不得不选用较大容量的设备；传统建筑电气设备都是单独工作，设备之间没有沟通和联系，增加了能源的消耗。二是，许多电气设备没有设置必要的调节装置，导致系统无法调节，长期处于运行能耗大的不合理状况。而且系统的维护与管理也因为设备种类的增加而增大。三是，太多设备采用变频技术，给供电系统中带来了谐波分量。而且电气设备增加，容易发生火灾。四是，照明光源的选择不科学、控制方式不合理，或者为了追求照明效果而提高照度标准，以及普遍存在的浪费现象。
三、我国建筑电气节能的相关措施
1、合理选择变压器的规格、型号
变压器中存在着阻抗，它们会消耗、浪费大量的电能。所以在变压器节能时可以考虑通过降低变压器负载率的方式来实现，能够节约电能，减少损耗，但是这样一来就会增加工程初期的投资金额。变压器节能本质通过降低其有功功率的损耗，达到提升运行效率的目的。配电变压器低压侧输电网最好能够采取环形网络的方式，以便能随负荷变化而采取及时切换，或决定投入运行的变压器台数，且又不影响各环节所需电力供应。变压器中的电力损耗还来自于磁滞和涡流，磁滞和涡流与铁芯有关，铁芯作为变压器电磁感应磁路，磁通在其中教鞭，这时候由于材质结构等原因可能会产生磁滞和涡流损耗，可以将非晶态合金应用到铁芯中，与普通材料相比，同容量下可降低75%到80%的损耗。在选择变压器时应选用阻值较小的绕组，如铜芯变压器。与老产品比，SL7、511、SLZ7无励磁调压变压器的空载损失和短路损失，10kV系列分别降低41.5%和13.93%，其他系列也都分别有降低能损作用。新系列节能型变压器，因其具有损耗低、质量轻、效率高、抗冲击、节能显著等优点，而在近年得到了广泛的应用，所以，设计应首选低损耗的节能变压器。
2、提高功率因数
为了减少无功功率流动引起的损耗，在民用建筑中对容量超过10kw的风机、水泵、传送带等，电动机端设置就地补偿装置。电动机就地补偿通常有两种接线方式。一是将补偿电容器装在接触器主接点之后，热元件一次线圈之前，这种方法适合于进行改造的电机接线，热元件的整定电流不计补偿的影响；一是将其并接在热元件的一次线之后，这种接线适合新安装的电机，热元件的整定电流应按补偿后的电机工作电流计。与此同时，还需要正确选用变流装置，对直流设备的供电和励磁，可以用晶闸管整流或者硅整流装置代替汞弧整流器、变流机组等。
限制电动机和电焊机的空载运转。可以通过安装空载断电设备限制空载率大于50%的电动机等；可以采用空载自停控制装置来调控大型胶带运输系统；可以采用自控方式调整大型非连续运转的泵类电动机的风量和流量，到达节省电能的目的。
3、电动机节能的途径
减少电动机电能损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。在建
筑工程中应选用高效率的电动机。掌握负荷特性是选择电动机的基础，必须清晰负荷的断续与连续问题。如果是连续负荷，必须弄清楚其负荷与输出功率的匹配情况，若是泵等平方递减负荷特性，在轻载时打开风门和阀门，采用调速电动机在低速运行，以便节能。
常用的动力负荷为风机和水泵电动机类，在一座五星级的大型酒店中，一台水泵的能耗可以达到30%，因此，必须对其采取措施节能。一般的水泵电动机会根据最大负荷来选择容量。水泵的工作特性是流量与转速成正比，扬程与转速平方成正比轴功率与转速立方成正比。当流量一半时，降低电机转速可以通过调速的方法将其减少一半，那么电机轴功率是额定的1/8，采用调速技术控制需要变流量运行的水泵，可大大降低能耗。变频调速是一种高性能的速度控制模式，能够维持正常的滑动操作来实现无级调速，电机可以输出最大转矩在低转速时保持不变，起到节能降耗的目的。比变频器价格便宜的另一种节能措施是采用软起动器。软起动器设备是根据起始时间逐渐调整晶闸管的导通角，调控电压。软起动器也可以采用测速反馈、电压负反馈和电流反馈，通过反馈控制晶闸管的导通角，从而实现与负载变化相应变化。软起动器通常用于大容量电机和泵设备的频繁启动时，以及附近的电气设备场所的电压稳定度要求较高时。
4、合理选择电线和电缆
照明线路的损耗占输入电能的4%左右,，影响了照明电路的损耗的主要因素是供电模式和导线的横截面面积。由于电路电阻在电流流过会产生有功功率和无功功率的损耗。导线最好能选用电阻较小的材料，虽然铜芯是最好的选择，但是我国倡导节约用铜，因此，线路降耗可以从以下几个方面来实现：
4.1减小导线长度
首先，线路尽量少走弯路，采取直线拉线路的原则，减少损耗；其次，低压线路最好不要走回头线，可以减少电能损失；再次，变压器尽量接近负荷中心，以减少供电距离,当建筑物每层平面在10000平方米左右时，至少要设2两个变配电所，以减少干线的长度；最后，在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着干线倒送的现象。
4.2增大导线截面
第一，当较长的线路在满足流量等基础需求的要求下选择好截面时，在此基础上再加大一级导线截面。第二，选在线芯截面时，按照经济电流选择的电缆截面通常大于按照载流量所选的截面，但总费用支出会很小，而且增加的初期投资一般仅需2―4年即可收回。对于利用一些季节性风荷线路的用户，在其不使用时，可以提供给长期用户使用，减少线路电阻。
结束语
通过上述分析可以看出，我国电能损耗问题十分严重，电气节能实在不行，也是我国技能降耗工作的重点，通过以上几种方式进行电气节能，需要施工人员准确掌握最先进的施工技术，确保电气节能施工的质量。
参考文献：
[1] 许志中,我国建筑节能技术的研究开发与发展前景探讨[J].工业建筑,2004.08(15):32-33.
【关键词】建筑；节能减排；有效措施
1 建筑节能减排概述
伴随着全球气候和环境变化的压力与挑战，人类越来越认识到建筑及其运行对环境的巨大影响。尤其是对于占世界人口最多且城市化快速发展的我国而言，绿色建筑及城市可持续发展更是引起了国家和社会的广泛关注。在我国，建筑能耗占总能耗的27%以上，而且还在以每年1个百分点的速度增加。建设部统计数字显示，我国每年城乡建设新建房屋建筑面积近20亿平方米，其中80%以上为高能耗建筑；既有建筑近400亿平方米，95%以上是高能耗建筑。建筑能耗占全国总能耗的比例将从现在的27.6%快速上升到33%以上。我国新建建筑已经基本实现按节能标准设计，比例高达95.7%，而施工阶段执行节能设计标准的比例仅为53.8%。在不少城市，为了美观和气派，主要街区的写字楼都是玻璃幕墙，还兴建了不少大型的穹顶建筑作为公共设施。夏季紫外线照射强烈，造成光污染，冬天不挡寒，一年四季不得不开放大功率的空调来调节气温，冬天要先于其他建筑保暖，夏天要先于其他建筑供冷。据不完全统计，全国现有玻璃幕墙（非节能玻璃）面积已超过900多万平方米，而且呈持续发展趋势。玻璃幕墙在带来所谓美观的同时，也带来了能耗的成倍增长。国家统计局的初步统计数据表明，2007年中国能源消费总量比2006年增长7.8%。2007年我国能源消费总量26.5亿吨标准煤，增幅略有回落，比2006年增幅下降了1.5个百分点。但同时，我国能源消费总量仍然庞大，节能减排形势依然严峻。
2 建筑节能减排的途径
2.1 建筑物的温室气体排放已经不容忽视，大力推进建筑物节能已经是迫在眉睫。在建筑节能方面我们应该通过制定和实施适宜的政策，可大幅减少建筑物的碳排放。例如，南非目前排放的温室气体中有23%来自建筑领域，对于新建筑物的投资在2008至2050年间还将以每年2%的速度增加，如果不加控制，在此期间的碳排放将增加2倍。相反，如果加强政策监管，改进建筑物设计，利用节能技术，有望将商用和住宅新建筑的能效分别提高40%以上。
2.2 建筑节能要考虑采用新技术：建筑物隔热、可再生能源的开发等。建筑物隔热主要是采取科学的建造方法，设计合理的建筑结构，并开发和推广一些新型的隔热材料。比如，可采用防红外线透射的隔热玻璃做窗户，因为热辐射主要就是红外线辐射，隔热玻璃在夏天可以让阳光中的热量尽量少通过窗户进入建筑物，在冬天可以让屋子中的热量尽量少通过窗户散发到室外，这样可以让建筑物冬暖夏凉，减少空调的耗电量。可再生能源的开发我们已经很熟悉了，主要就是在建筑物表面贴上太阳能电池板，让建筑物的能源能做到自给自足，这样就大大减少了对化石能源的消耗，有利于减少温室气体的排放量。对于一些风力资源丰富的地区，建筑物上还可以安装风力发电机。尽管开发和推广节能技术需要各国政府、机构和企业在近期投入更多的资金，但是，从长远的利益来看，由此减少的能耗和碳排放能够抵销投入的成本。例如，美国纽约的帝国大厦计划投入2000万美元进行节能改进，以便到2013年时将温室气体排放量降低38%，这一举措每年可节约440万美元。
2.3 绿色节能。绿色节能目前有两个主要的方法：一是把建筑物表面变成浅色，也称为“白色屋顶”计划；白色屋顶计划因诺贝尔物理学奖得主、美国能源部部长朱棣文的提议而闻名于世。深色屋顶对阳光的吸热量达到90%，而浅色屋顶可将阳光反射率提高至60%以上。如果一栋房屋使用浅色屋顶，那么每年足以抵销10吨二氧化碳的排放。假设世界100个最大城市能广泛使用浅色调屋顶和路面，效果等同于减少440亿吨二氧化碳排放，这一数量比目前所有国家整整一年的排放量(280亿吨)还要大；二是在建筑物表面种植植物，也称为“绿色屋顶”计划。虽然两个计划的名称中出现的都是屋顶，但是针对的是屋顶和墙面。绿色屋顶计划并非简单地在墙面和屋顶上种花种草，而是有一定科技含量的，要利用新技术建造一个真正的生态系统，发挥降低室内温度、减少热岛效应、储存雨水、净化空气、节约能源等一系列功能。工程采用的绿色屋顶比普通屋顶花园复杂得多，需要考虑建筑本身支撑能力、水储存、灌溉等因素。建筑的节能将对我们的温室气体排放起到很大的节制着用，这对改善当今不断上升的全球气温是具有重大意义的。做好建筑节能，实现可持续发展。
3 推进建筑节能减排的有效措施
随着世界人口增长和经济发展，建筑及其运行的资源消耗和环境效应，对全球资源环境的影响日益显著。减少建筑能耗和污染排放，节约资源、保护环境，实现建筑与自然和谐共存，是全球面临的共同课题。中国面临着发展经济、改善民生的繁重任务，也面临着资源环境制约的严峻挑战。建筑节能减排是一项长期而艰巨的历史任务，也是一项重要而紧迫的现实工作。中国国民经济和社会发展第十一个五年规划，确定了节能减排的目标和任务，推进建筑节能减排是完成这个目标和任务的重要内容之一。我们应做好以下几个方面的工作：
3.1 完善建筑节能减排的法律和政策。我们将认真贯彻落实《节约能源法》、《可再生能源法》、《环境保护法》等法律，并抓紧制定《民用建筑节能条例》等配套法规，把建筑节能减排的制度保障工作作为首要任务认真抓好。同时，要与各有关部门配合，加强建筑节能减排重大政策的研究制定，建立反映资源稀缺程度和市场供求关系的资源价格形成机制，健全激励建筑节能减排的财税政策，抑制浪费和不合理消费。
3.2 完善建筑节能减排的技术标准。加快工程建设节能减排技术标准的制定和修订，不断扩大标准的覆盖范围。直接涉及能源资源节约、生态环境保护、建筑技术进步的内容，将作为强制性条文。充分发挥节能减排标准的技术保障和引导约束作用。
3.3 大力推进技术创新。与有关部门一起，组织推动重大技术研究攻关，不断增强自主创新能力。组织实施水体污染与治理、北方地区供热改造等节能减排重点示范项目和重大专项。在加强成熟、适用新技术的成果转化和推广应用的同时，要充分挖掘本土化的建筑节能环保传统技术和工艺。
3.4 加强执法监督。要严格执行建筑节能排的法律制度和技术规范，建立建筑节能监管服务体系，实施建筑能耗统计、能源审计和公示等制度，落实建筑节能减排目标责任制，严肃查处违法行为。
结束语：
总之，推进建筑节能减排，建设资源节约型、环境友好型社会，是中国政府的战略决策，也是各国人民共同追求的目标。我们要广泛宣传建筑节能减排的重要性、紧迫性，宣传政府的政策措施，提高全社会的建筑节能环保意识。要充分调动政府组织、非政府组织、私营部门的积极性和创造性，推动全社会广泛参与，共同促进建筑节能减排各项措施的落实。
参考文献
[1]节能减排――永恒的发展主题[J].机电信息第220期
[2]政府工作报告提出2009年节能减排与生态环保6大任务[J].清华数据库期刊.2009,（04）
关键词：太阳能建筑;经济效益;奖励;社会效益
一、当地政府对太阳能政策的奖励措施
目前，吉林省《吉林省关于加快光伏产品应用促进产业健康发展的建议(128号)》光伏发电项目的发电量，实行按照电量补贴的政策，补贴标准在国家规定的补贴基础上，吉林省再补贴0.15元/千瓦时。目前国家对吉林省太阳能光伏发电的最新补贴政策为：太阳能发电项目享有国家补贴0.14元/千瓦时和省级补贴0.15元/千瓦时，共计0.29元/千瓦时。
二、使用者的效益评估
试点工程屋顶安装共计总装机容量为15KW，根据主要分为三种形状的多晶硅太阳能电池板，分别为规格为2380mm*990mm*40mm的方形多晶硅太阳能电池板，规格为斜边3366mm*直角边2320mm*直角边2380mm*厚度40mm的直角三角形多晶硅太阳能电池板和规格为1770mm*3345mm*40mm的平行四边形多晶硅太阳能电池板阵列，从使用者的角度出发，他们最关心的是太阳能电池板的实际发电量，按照笔者调研数据计算，调研项目中的屋顶每块规格为1640mm*990mm*40mm多晶硅太阳能电池板的日平均发电量为1千瓦时，每块多晶硅太阳能电池为250W，那么总装机容量为15KW的发电量为60千瓦时，按照国家和吉林省太阳能光伏发电补贴共计0.29元/千瓦时计算，平均每天可以获得17.4元补助，每年可以获得6351元补助，如果余电上网卖掉，价格为0.88元/千瓦时，根据太阳能光伏电池板的价格按功率（W）计算单价的标准，市场价格4元/瓦，屋面15KW的多晶硅太阳能电池板的价格共计为6万元，每年发电量共计21900千瓦时，按长春民用建筑电费0.56元/千瓦时计算，每年节省1.2264万元，加上国家和吉林省补助的费用，每年共计节省1.8615万元，预计不到4年就能收回屋面多晶硅太阳能电池板的成本，其后22年寿命内预计可以获得利益40.953万元。如今，生产技术的日新月异，不仅提高了晶硅电池的品质，同时也大大降低了晶硅电池的成本，投资回收预期较为理想，国家与吉林省扶持太阳能光伏建筑的好消息频出，新能源与建筑大户的结合前景广阔。
三、环保效益评估
对于居住建筑而言，提高可再生能源的利用率，发展和普及太阳能光伏发电与建筑适配的方法是改善生态和保护环境的有效途径。太阳能光伏发电系统充分利用了节能环保的太阳能资源，对环境无任何负面影响，同时减少了煤、石油、天然气等常规能源的使用，效益明显。太阳能是取之不竭的能源，每天在地球上的照射量相当于全世界所需能源的三千多倍，然而无法再生，用完就没有的化石燃料，却是我们主要的能量来源，而且，因为化石燃料所产生的环境问题，例如空气中的酸雨、污染、温室效应气候变化等，这些都是确定的事实，不过，这些问题似乎都还不算严重，所以，世界每年的化石燃料使用量仍然不断上升，再过不久，这些化石燃料的蕴藏即将殆尽，世界各国的能源战争，也早已上演。因此，促进使用和研发太阳能的政策，不仅是着眼于环境保护，更是一种促进世界和平的贡献。环保效益主要对环境的优化有利，从节能减排的角度分析，太阳能光伏发电是真正的零排放和零污染，有良好的环境效益。从能够改变局部生态的角度分析，吉林省总体干旱少雨，安装太阳能电池板后，对减少水分蒸发起积极作用，对民生有利，对经济可持续发展亦有利。据相关数据总结，每节约1度(千瓦时)电，就相应地节约了0.36千克的标准煤，同时减少污染排放0.272千克碳粉尘、0.997千克二氧化碳(C02 )、0.03千克二氧化硫(S02 )、0.015千克氮氧化物(NOX)。[1]综上所述，试点工程25年总发电量为547500千瓦时，全部为自发自用，该发电量与相同发电量的火电厂相比，25年共计可以节约标准煤197.12吨，同时每年可以减排二氧化碳545.84吨、氮氧化物8.2吨、二氧化硫16.4吨、粉尘0.52吨、碳粉尘148.92吨。综上所述，该试点工程的实施成功的为吉林长春的节能减排做了贡献，具有良好的经济、社会和环境效益。
四、试点工程预期成果
试点工程的预期成果为在保证屋面多晶硅太阳能电池板与建筑结合最美观，最经济的情况下，将多晶硅太阳能电池板最恰当的规格与屋面进行适配性有机结合，抗长春当地风压、雪压，保证一年四季正常运营，同时保证了屋面自身的保温、防水功能，保证了整个小区的美观，试点工程预期的太阳能光伏发电能耗回收期为3年，3年可以保证多晶硅太阳能电池板成本的收回，剩下的22年能继续创造余下的经济价值，在发电的同时，能为环境保护做出贡献。
五、结论
根据屋面与异形的多晶硅太阳能电池板的结合总装机容量15KW，屋面多晶硅太阳能光伏电池板总价共计6万元的现状，以及试点工程选用的户用并网光伏发电系统，结合国家与吉林省对太阳能发电项目的新的按照电量的补贴政策和相关环保效益评估数据，总结出使用者在投资屋顶太阳能发电后3年后开始能耗回收，多晶硅光伏电池板的寿命为25年，22年的可回收年寿命内预计可以获得经济利益40.953万元， 25年总发电量为547500千瓦时，该发电量与相同发电量的火电厂相比，25年共计可以节约标准煤197.12吨，同时每年可以减排二氧化碳545.84吨、氮氧化物8.2吨、二氧化硫16.4吨、粉尘0.52吨、碳粉尘148.92吨。综上所述，该试点工程的实施成功的为吉林长春的节能减排做了贡献，具有良好的经济、社会和环境效益。本文重点针对试点工程长春与海外创业园住宅屋顶集中式太阳能光伏发电系统中光电利用形式，从住宅建筑构造的角度出发，解决了长春海外学人创业园住宅屋面与多晶硅太阳能电池板的适配性问题，综合长春严寒C区的地理条件、气候特征和太阳能资源，综合住宅的建筑布局、朝向、间距、群体组合方式和空间环境，综合住宅外观、住宅功能、周边环境、电网条件和系统综合运行方式，综合建筑设计，光伏电池组件安装位置与方式、组建选择和安装规模等研究设计出长春海外学人创业园住宅屋面与多晶硅太阳能电池板的屋面、檐口适配性的设计节点详图，以及适配的各个构件规格，屋面工程做法。尽管太阳能光伏的应用成本与常规能源相比仍然偏高，但随着太阳能光伏电池板的普及，随着未来科学技术的进步，光伏转换率将有所提高，相关配套设施成本的降低，[2]太阳能储能技术的进步，社会用电需要的增加，特别是绿色、生态的无污染的太阳能的观念的深入人心，太阳能光伏发电的结构必将会逐步改变全世界人们的用能结构。由于我国人多地少，每年大量的新建建筑量大而面积广的社会主义基本国情短期内不会有较大的变化，可以预计不久的将来只有太阳能光伏发电与建筑结合才能使太阳能光伏发电真正的融入人们生活的每个角落。
六、前景展望
8分钟又20秒，光子从太阳表面到达我们的星球。在这段超过一亿五千万公里的旅程之后，我们的皮肤以每平方厘米10兆个光子的密度，接收太阳的热能。太阳能不仅无所不在，也是我们所在世界最初和最后的能源。太阳能经济体系不仅建立在太阳能使用的技术上，同时也为房地产与建筑世界开创了新的商机。本论文仅仅只对海外学人创业园住宅与多晶硅太阳能电池板在屋面适配的节点详图进行了研究设计，研究过程中存在着诸多不足之处，还有许多实际的问题要结合国家政策综合进一步研究，展望未来，太阳能光伏建筑一体化的设计将会成为光伏建筑未来主要的发展方向，当下我国正处于城镇化建设的期，每年的总建设面积高达20亿m2，而且此阶段预计还要继续持续30年以上，换句话说，未来我国30年的总建筑量将超过历史的总的既有建筑数量，这些建筑的能源使用效率将会决定未来我国能耗水平和CO2气体的排放量。城乡建设领域是建筑的主要领域，也是太阳能光伏发电技术应用的主要领域，因此，要把握住这种“空前绝后”的建设机遇，大力提寒地区太阳能与建筑的适配性，开发节能建筑的市场潜力。太阳能光伏建筑一体化方兴未艾，任重道远。吉林省太阳能产业发展起步较晚，我们等需要站在能源战略的高度，加速发展战略性新兴产业，明确太阳能光伏产业与建筑结合的积极意义。太阳能建筑一体化还有利于电源结构的优化，全省光伏发电在二次能源中还处于空白阶段，如果能够做到太阳能光伏与建筑大量地结合，并网发电，与在二次能源中占18.8%的风力发电互补，做到“风光互补”，还能进一步促进全省二次能源的优化。解放民众思想，提高对太阳能光伏建筑一体化产业的普遍认识，这不但对调整太阳能建筑一体化产业结构有益，对整个吉林乃至全国的能源结构有益，而且还对改善环境，对低碳经济，对加速实现节能减排等政策将起到积极促进作用，意义深远。光伏发电是比较有前景的新能源发电技术，自身很难起到主导作用，但与能源大户结合起来，能造福子孙后代，缓解能源压力，前景意义深远。最后，希望本论文对严寒地区别墅住宅屋面与多晶硅太阳能光伏电池板适配性的相关研究与设计详图能够提高大家对光伏建筑设计的关注度，激发多面性的思考，提供一些思路，达到抛砖引玉、投石问路的效果。
作者:赵晖 郭格静 谢伟双 单位:长春工程学院建筑与设计学院
参考文献:
收稿日期：20130520
基金项目：湖南省科技重大专项资助项目（2010FJ1013）；国家国际科技合作资助项目（2010DFB63830）；湖南省住房和城乡建设厅科技计划资助项目（KY201111）
作者简介：龚光彩（1965-），男，湖南澧县人，湖南大学教授，博士
通讯联系人，E-mail:
摘 要：建筑围护结构所需的建材从生产制造阶段、运输阶段到现场施工建造阶段都将消耗大量的能源，针对这3个阶段，提出了围护结构建造过程能耗及火用耗的计算方法，并提出火用能比的概念用来评价建筑能源利用的可持续性.以湖南地区某研发中心为研究对象，对其围护结构建造过程能耗进行定量分析，结果表明：围护结构建造过程能耗主要来自于建材生产阶段，其中混凝土及其砌块单位建筑面积生产能耗最大，约占整个生产阶段能耗的44%，其次为钢材，占比约41%；钢材单位建筑面积生产火用耗最大，达到整个生产阶段火用耗的48%左右，混凝土及其砌块占比38%左右.从火用能比角度分析，钢材最大，为0.92，水泥最小，为0.59.整个围护结构建造过程火用能比为0.79.结果可为研究“烂尾楼”能耗现状提供参考.提出的火用分析评价方法可以应用于其他类似建筑，并为围护结构可持续建造提供参考.
关键词：建筑围护结构；能耗；火用；火用能比
中图分类号：TU111；TK123文献标识码：A
Exergy Assessment of the Energy Consumption
of Building Envelope Construction
GONG Guangcai1 , GONG Siyue1 , HAN Tianhe1 ,
GONG Ziche1 , LI Shuisheng2 , YANG Yong2
（College of Civil Engineering, Hunan Univ, Changsha, Hunan 410082, China;
2.China Construction Fifth Engineering Division Corp,Ltd, Changsha, Hunan 410004, China)
Abstract: The manufacturing stage, transport stage and onsite construction stage of building materials consume large amount of energy. Based on the three stages, the calculation method for energy and exergy consumption was presented, and the concept of exergyenergy ratio was proposed to evaluate the sustainability of building energy use. A case of a research and development center located in Hunan was analyzed. The results have shown that the energy consumption of building envelope construction mainly comes from the manufacturing stage of building materials. Unit building area energy consumed by concrete and steel accounted respectively for about 44% and 41% of the total energy consumption of building materials production. Unit building area exergy consumed by concrete and steel accounted respectively for about 38% and 48% of the total exergy consumption of building materials production. From the perspective of exergyenergy ratio, the maximum value is steel, 0.92; and the minimum is cement, 0.59. The exergyenergy ratio of building envelope construction is 0.79. The results can provide reference for the research of energy consumption resulting from “uncompleted building”. The exergy assessment method presentedcan be applied to other similar buildings, and can provide reference for sustainable building construction.
Key words:building envelope; energy consumption; exergy; exergyenergy ratio
目前，能源已成为制约中国经济发展的重要因素.2010年，中国建筑总能耗(不含生物质能)为6.77 亿t, 占全国总能耗的20.9% \[1\]，建筑节能的研究显得尤为迫切.影响建筑能耗的主要因素有气候、围护结构、建筑的运行与维护，以及室内热源等.从围护结构的角度，许多学者大多致力于研究体形系数，窗墙比，保温措施，遮阳等对围护结构空调负荷的影响，没有将围护结构各部分作为整体考虑，更没有考虑建筑围护结构建造过程能耗.况且，在中国建筑业飞速发展的过程中，出现了大量的“烂尾楼”，这些建筑浪费了大量的能源、资源，造成了非常严重的社会影响.研究建筑围护结构建造过程能耗水平，对从宏观上把握这些建筑的能源浪费情况，具有非常积极的意义.
本文提出的围护结构建造过程包括3部分：围护结构所需建材的生产制造阶段、建材及构件从出厂到施工现场的运输阶段以及现场施工阶段.目前，中国建材生产过程中消耗的能源约占全社会总能耗的16.7%\[2\]，且在发展中国家，建材生产能耗占围护结构建造过程能耗的90%以上\[3\].文献\[3-7\]对围护结构建造过程能耗、温室气体排放水平都作了相关研究.然而，这些研究均采用的是能分析方法，没有考虑能量“质”的差别.
湖南大学学报(自然科学版)2014年
第4期龚光彩等：建筑围护结构建造过程能源消耗火用分析评价
基于热力学第二定律的火用分析法能将各种不同“质”和“量”的能量区别开来，能真实地反映能量的“量”和“质”的转化和损失情况，有效地揭示出用能薄弱环节.在优化建筑能量系统方面，是一种非常科学可行的方法，并被许多研究者\[8-11\]广泛应用.将火用分析法应用于围护结构建造过程，定量计算比较单位建筑面积能耗，火用耗，并通过火用能比来评价建筑能源利用的可持续性，建立相关数据库，对了解“烂尾楼”能耗现状具有积极意义，也可为围护结构可持续建造提供参考.
1 研究方法
建筑围护结构的建造过程会对环境产生非常重要的影响，围护结构所需建材的生产制造，运输以及现场组装或施工建造都将消耗大量的能源和排放大量的温室气体.在中国主要建材使用环境影响中，近70%来源于化石能源消耗，30%左右来源于化石能源消耗伴随的污染物排放环境影响，资源消耗的环境影响相对较小\[12\].考虑到相关数据的可获得性以及研究目的，本文主要研究建材生产制造、运输和现场施工过程一次能源消耗情况，并运用火用方法进行分析评价.
1.1 火用与燃料火用
在周围环境条件下任一形式的能量中理论上能够转变为有用功的那部分能量称为该能量的火用或有效能\[13\].火用值的计算离不开参考环境的选取，本文选取标准大气压，25 ℃作为参考环境状态.忽略物理火用的影响，则燃料的化学火用可按下式估算\[14\]：
εf=γfHf. (1)
式中：εf为燃料的化学火用值；Hf为燃料的高位发热量；γf为燃料的含火用系数.当环境状态偏离标准状态时，一般情况下，压力变化很小，对燃料火用的影响可忽略\[13\].
从公式(1)可以看出，含火用系数可以表示为燃料所含火用值与其能量值之比，即
γf=εfHf. (2)
燃料的含火用系数说明了燃料所含的能量中有效能所占的比例，对于固体燃料可取1，对气体燃料取0.95，对液体燃料取0.975\[13\].
1.2 火用能比
既然燃料的含火用系数表征了燃料所含的能量中有效能(火用)所占的比例，那么是否可以用一个相似的系数来表征围护结构建造过程各阶段以及建材生产制造阶段所消耗能源的能量值与其所含火用值的关系，以此来反映建筑对优质能源的利用程度，评价建筑能源利用是否可持续.针对这一问题，提出了火用能比的概念.所谓火用能比是指围护结构建造过程各阶段或者某种建材生产制造阶段火用耗(Ex)与其能耗(Q)之比，用EQR表示，即
EQR=ExQ.(3)
火用能比越小，说明建造过程各阶段有效能(火用)的消耗越小，在建材生产制造所消耗能源结构中，高品质能源的消耗越小.
电的火用值等于其热量值.但电力来自于不同的发电类型，电力综合能源火用值，应该根据各发电能源类型综合考虑.中国电力主要有火电，水电，核电和风电等.2009年，中国发电量为35 874 亿kWh，其中水电4 961 亿kWh，火电29 901 亿kWh，其余为核电、风电和其他发电\[15\].由此可知，2009年水电占比13.8%，火电(主要为原煤发电)占比83.4%，核电、风电和其他发电占比2.8%.其中核电的能源火用值取电力热量值，水电火用值取水电热量值，其他可再生能源电力火用值取电力热量值，中国电力发热量为3 600 kJ/kWh，能源供应火用效率原煤为0.321，水电、核电以及可再生能源发电为100%\[12\].则2009年火力发电，水力发电，核电、风电等能源火用值分别为11 215，3 600，3 600 kJ/kWh.电力综合能源火用值即为各发电能源火用值加权值9 951 kJ/kWh.
1.3 火用耗计算
1.3.1 建材生产阶段火用耗
建材作为围护结构建造的基本原料包括水泥、钢材、玻璃、混凝土及其砌块等.在满足建筑业及人类生产生活物质保障的同时，建材及其构件的生产制造都会消耗大量的能源.例如，1 kg钢的能源消耗清单如表1所示.单位某种建材生产阶段火用耗可用下式计算：
Exm,p=∑i(εf,i×mi).(4)
式中：Exm,p为单位某种建材生产火用耗；εf,i为某种建材生产所消耗的能源结构中第i种燃料的燃料火用；mi为单位某种建材生产阶段第i中燃料的消耗量.
表1 1 kg钢的能源消耗清单\[16\]
Tab.1 Energy consumption list for producing 1 kg steel
炼焦煤
/kg
动力煤
/kg
电
/KWh
燃料油
/kg
天然气
/m3
0.446 4
0.312 9
0.555 1
0.000 1
0.003 2
1.3.2 运输过程火用耗
本文中建材运输火用耗仅考虑建材及构件从出厂到施工现场的运输过程火用耗.在中国，建材主要通过公路和铁路2种运输方式，铁路一般用于长距离运送，而建筑材料的运输一般是就近原则，采取公路运输的方式较多\[17\].文献\[18\]表明公路货运车辆使用的燃料97.5%为柴油,根据田建华\[19\]对中国机动车单位能源消耗量的研究，道路货物运输中柴油车的单位能源消耗量为6.3 L/(100 t•km).假设所有建筑材料均使用以柴油为燃料的公路运输，且假设相关运输距离为50 km，则某种建材运输火用耗等于燃油的用量与其燃料火用的乘积，按下式计算：
mf,j=Rρmj(1+L)×d. (5)
Exm,t=mf,jεf,f.(6)
式中：mf,j为运输过程燃油的用量，kg；R为运输能耗强度，L/(100 t•km)；ρ为燃油的密度，kg/L；mj为某种建材的用量，100 t；L为运输过程中建材j的损耗率，%；d为运输距离，km； Exm,t为某种建材运输火用耗，kJ； εf,f为燃油内含火用值，kJ/kg.
1.3.3 施工过程火用耗
施工过程是建筑生命周期能源消耗的重要环节.本文从常用施工机械设备的燃料动力用量及燃料动力内含火用的角度，分析施工阶段火用耗.文献\[20\]给出了常用施工机械的台班单价，人工及燃料动力用量，其中每台班机械的柴油、汽油、电、煤等的消耗见表2.本文以其中每台班机械耗能及该能源内含火用为依据，结合施工方提供的工程量清单计算施工火用耗.某种施工机械每台班火用耗按下式计算：
Exm,c=mtεf,c.(7)
式中：Exm,c为某种施工机械每台班火用耗，kJ；mt为某种施工机械每台班的燃料动力用量，kg或kWh；εf,c为所消耗燃料动力的内含火用，kJ/kg或kJ/kWh.
表2 常用施工机械每台班能耗\[20\]
Tab.2 Energy consumption of each machineteam
for major construction machinery
机械名称
型号
燃料动力用量
柴油/kg
电量/kWh
履带式推土机
功率：75 kW
53.99
-
履带式起重机
提升质量：15 t
32.25
-
载货汽车
装载质量：6 t
33.24
-
灰浆搅拌机
拌筒容量：200 L
-
8.61
木工圆锯机
直径：500 mm
-
24
混凝土震捣器
平板式
-
4
混凝土震捣器
插入式
-
4
直流电焊机
功率：14 kW
-
50.68
1.4 能耗计算
1.4.1 建材生产阶段能耗
建筑建造过程消耗大量的建材，计算建材生产能耗主要是确定建材的种类及用量，以及生产单位建材过程中能源的种类和用量.单位建材的能耗可以用单位含能来表示，所谓含能 \[21\],是指生产建筑材料全过程中所消耗能量的总和.表3给出了主要单位建材产品的内含能，某种建材生产阶段能耗可按下式计算：
Em,p=mj(1+L)Ee,j．(8)
式中：Em,p为某种建材生产能耗，kJ；mj为某种建材的用量，m3或kg等；L为运输过程建材的损耗率，%；Ee,j为建材的单位含能，kJ/单位.
表3 主要建材生产阶段单位能耗数据表\[22-24\]
Tab.3 The unit energy consumption data of main
building materials production
序号
主要建材
单位
单位能耗/(kJ•单位-1)
1
实心粘土砖
千块
6 857 604
2
空心粘土砖
千块
5 685 364
3
混凝土
m3
2 499 801.8
4
钢材
kg
28 086
5
石灰
kg
6 212.9
6
水泥
kg
7 848.1
7
平板玻璃
kg
24 480
8
加气混凝土砌块
m3
2 889 571.6
1.4.2 运输过程能耗
建材运输能耗考虑建材及构件从出厂到施工现场的运输过程消耗的能源，相关假设同建材运输火用耗.某种建材运输过程能耗可按下式计算：
Em,t=mfEe,k．(9)
式中：Em,t为某种建材运输过程能耗，kJ；mf为运输过程燃油的用量，kg；Ee,k为所消耗燃油内含能，kJ/kg.
1.4.3 施工过程能耗
施工过程能源消耗主要来自于各种机械设备，如混凝土搅拌机、起重机等的运行能耗.根据文献\[20\]给出的常用施工机械每台班机械的柴油、汽油、电、煤等的消耗，从燃料动力内含能的角度，分析施工阶段能耗，施工机械台班数从施工方提供的工程量清单获取，施工过程能耗可按下式计算：
Em,c=∑imt,iEe,iTb． (10)
式中：Em,c为施工过程能耗，kJ；mt,i为第i种施工机械每台班的燃料动力量，kg或kWh；Ee,i为该施工机械所耗燃料动力的内含能，kJ/kg或kJ/kWh；Tb为施工工程量清单中记载的台班数.
2 案例应用
湖南某研发中心总建筑面积5 644 m2.建筑结构形式为框架结构，部分护结构为玻璃幕墙，设计使用年限为50年.根据施工方提供的人工、主要材料、机械汇总表，并结合《全国统一建筑工程基础定额》，该建筑主要建材消耗量如表4所示.
表4 主要建材消耗量
Tab.4 The main building materials consumption
list of the R&D center
建材
单位
用量
单位面积指标
/(单位•m-2)
实心粘土砖
千块
104.8
0.02
空心粘土砖
千块
400.2
0.07
混凝土
m3
5174.4
0.92
钢材
kg
449 884.1
79.71
石灰
kg
40 899.3
7.25
水泥
kg
63 876.8
11.32
平板玻璃
kg
43 455.6
7.70
加气混凝土砌块
m3
211.0
0.04
3 结果与讨论
1)建材生产制造阶段单位面积能耗与火用耗及所占比例如图1所示.由图1可知，各类建材生产阶段单位面积能耗均大于火用耗．混凝土及其砌块生产所需单位面积能耗最大，占整个建材生产阶段能耗的44%，钢材生产单位面积能耗次之，占比为41%，第3为土石质类建材(包括空心粘土砖、实心粘土砖以及石灰)占比10%，平板玻璃占比3%，水泥占比2%.建材生产单位面积火用耗钢材最大，占整个建材生产阶段火用耗的48%，混凝土及其砌块次之，占比38%，土石质类建材占比10%，平板玻璃占比3%，水泥占比1%.从整体来看，钢材和混凝土及其砌块能耗和火用耗占比都最大，这与该研发中心这两类建材的大量使用有关.比较能耗和火用耗占比可知，钢材火用耗占比同其能耗占比相比较有所增加，而混凝土及其砌块火用耗占比同其能耗占比相比较有明显下降，这与各建材生产所需能源结构不同有关.
相关建材生产制造阶段所消耗能源的火用值与能值之比如表5所示.由表5可知，钢材的火用能比最大，说明生产过程消耗的能源中火用值占比很大，生产所需能源结构中高品质能(电能)用量很多，这一点也可以从表1中钢材能源消耗清单得出.
2)建材运输阶段单位面积能耗与火用耗如图2所示.由图2可知，混凝土及其砌块运输能耗与火用耗均最大，平板玻璃运输能耗与火用耗次之，这与该研发中心使用框架结构和玻璃幕墙导致混凝土和玻璃的大量运输有关.土石质类、钢材、平板玻璃、混凝土及其砌块运输阶段单位面积能耗与火用耗占比一致，分别为2%,3%,9%和86%，这与文中所假设的各类建材运输距离相同，采用的运输方式相同有关.
图1 主要建材生产阶段单位面积能耗与火用耗
Fig.1 Energy and exergy consumption of unit building
area in building materials production phase
表5 生产各类建材的火用能比
Tab.5 Exergyenergy ratio of various kinds of building
materials in production stage
土石质类
水泥
混凝土及其砌块
钢材
平板玻璃
火用能比
0.73
0.59
0.68
0.92
0.62
3)由于该研发中心施工过程各建材使用机械台班数是统计在一起的，无法分开计算，故只能计算该研发中心施工过程单位面积能耗，火用耗的平均水平.施工过程单位面积能耗和火用耗分别为133.9 和112.1 MJ/m2.
图2 主要建材运输阶段单位面积能耗与火用耗
Fig.2 Energy and exergy consumption of unit building
area in building materials transportation phase
4)该研发中心围护结构建造过程总能耗，火用耗如表6所示.由表6可知，该建造过程单位面积总能耗为5 943.7 MJ/m2，总火用耗为4 699.1 MJ/m2.建材生产阶段无论是能耗，火用耗其比重均达到90%以上，可见建材生产阶段节能迫在眉睫.建材运输与施工过程火用耗占比大于能耗占比，这两部分的节能潜力不容忽视.整个围护结构建造过程火用能比为0.79，运输过程火用能比高达0.97，节能、节火用刻不容缓.
表6 围护结构建造过程单位面积总能耗，火用耗，火用能比
Tab.6 The total energy and exergy consumption and
exergyenergy ratio in building envelop construction
能耗/
(MJ•m-2)
比例/
%
火用耗/
(MJ•m-2)
比例/
%
火用能
比
建材生产阶段
5 491.4
92.4
4 276.6
91.0
0.78
建材运输过程
318.4
5.4
310.4
6.6
0.97
现场施工过程
133.9
2.2
112.1
2.4
0.84
总计
5 943.7
100
4 699.1
100
0.79
4 结 论
本文通过建立围护结构建造过程能耗与火用耗的计算方法，定量计算分析了某研发中心围护结构建造过程能耗与火用耗水平，以及火用能比状况，得出如下结论：
1)围护结构建造过程单位面积总能耗和总火用耗分别为5 943.7和4 699.1 MJ/m2，整个围护结构建造过程火用能比为0.79.
2)围护结构建造过程能耗主要来自于建材生产阶段，建材生产制造阶段火用能比为0.78，几乎与整个围护结构建造过程火用能比相当.其中钢材，混凝土及其砌块，土石质类建材生产制造火用能比较大，分别为0.92,0.68,0.73.优化建材生产能源结构，降低生产过程中高品质能源的用量，是降低建材生产制造能耗的关键.
3)混凝土及其砌块，土石质类建材，钢材以及平板玻璃的运输能耗是该研发中心围护结构建造过程运输能耗的主要来源.运输过程火用能比高达0.97，节能、节火用刻不容缓.对建筑工程来说，可以在施工现场建立混凝土搅拌站，对于离生产厂家较远的建材，应就地就近取材，以降低运输能耗.
4)结果可为研究“烂尾楼”能耗现状提供数据参考，同时本文提出的火用分析评价计算方法可以应用于类似建筑，为围护结构可持续建造提供参考.
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关键词：建筑结构功能分析 教学 改革
中图分类号： TU3 文献标识码： A 文章编号：
0．引言
《建筑结构功能分析》课程是建筑工程技术专业的一门专业必修课程，是建筑工程技术专业其他专业课程的基础，主要任务是阐明建筑结构基本力学原理，在此基础上，让学生掌握简单建筑结构功能分析方法，并能在实践中应用，同时亦为后续课程如《钢筋混凝土结构施工》、《钢结构施工》等提供必要的基础知识。这门课程是高职院校建筑工程技术专业一门非常重要的专业课，课程的内容主要包括了力学部分和结构部分。而本身力学或结构任意一个部分作为讲述来说，都有比较高的难度。所以这门课程的特点是内容比较广泛、理论比较深厚、时间比较持久、实践的要求比较高。这就导致很多学生在学习的过程中比较吃力，兴趣难提起来，上课时不太容易与老师保持一致，授课效果不理想的现象。所以如何找到一个更科学更有行之有效的教学模式，调动学生的学习兴趣，是该课程亟待解决的问题。
1．深化课程目标
由于目前国家教育的大环境要求高职院校的把握高职特点和课程结构的设置，所以各职业院校都在寻求着课程的改革和行之有效的突破。《建筑结构功能分析》就是在此环境下经过重新整合应运而生的新课程，对于新的课程，怎样把握好它的课程目标，是课程目前的主要任务。
伴随着高考的改革，高职生源状况发生了很大的变化，学生基础知识比较薄弱，对理论性知识接受能力不强。在调整课程教学目标时，将原本复杂的构件的设计计算压缩，增强结构施工图的识读，主要介绍结构构造和结构图的表达方法。只要学生能够识读结构施工图，那么高职建筑工程技术专业学生的培养目标要求就基本达到，再加上其它相关专业知识的学习，可以从事一般施工管理和预决算工作。
课程目标的设计思路可以变三段式课程体系为任务引领型课程体系，打破传统的文化基础课、专业基础课、专业课的三段式课程设置模式，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程内容；变知识学科本位为职业能力本为，打破了传统的以“了解”、“掌握”为特征的学科型课程目标，从“任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标；变书本知识的传授为主为知识应用能力的培养为主，打破传统的知识传授方式的框架，以“工作项目”为主线，创设工作情景，培养学生的实践能力。
2．调整教学用书内容
当前的《建筑结构功能分析》教材主要包括理论力学、结构力学钢筋混凝土结构、砌体结构和钢结构三部分内容，其中 力学与结构各授课一个学期，占50%的比例，课程要重视教材建设与选用，课程教学内容不拘泥于某一本教材，可以参考21世纪全国高职高专土建系列技能型规划教材《建筑力学》以及《建筑结构》。这两本教材保证了教学内容的针对性、实用性和先进性。
3．改革教学方法
以建筑工程技术专业学生的就业为导向，根据行业专家对建筑工程技术专业所涵盖的岗位群进行的任务与职业能力分析，以本专业共同具备的岗位能力为依据，遵循学生认知规律，紧密结合职业资格证书中施工技能要求，确定本课程的工作模块和课程内容。主要包括建筑结构功能分析基础、梁的功能和安全分析、柱的功能和安全分析、钢筋混凝土梁板结构功能和安全分析、钢筋混凝土多层及高层建筑结构、钢筋混凝土结构单层厂房。
为了优化教学效果，提高教学质量，在课程教学过程中，积极探索、实施现代化教学方法和手段，包括板书讲授、多媒体讲授、录像课、现场教学等不同方法和教学手段综合应用。积极开展第二课堂，激发学生的学习热情和积极性。在教学改革中，要求教师努力采用启发式教学、引导式教学和交互式学习，充分调动学生学习的主动性、积极性和创新意识，注重学生综合能力的培养。
4．采用多媒体教学
课程可以开发丰富的教学资源，为学生自学与复习提供了方便。制作了多媒体课件、视频、动画、案例与施工图片、模拟练习、课堂教学录像等。教学过程中不局限于传统的教学工具，使用多媒体教学，让学生能形象直观的感受和理解教学内容。同时更可以摆脱大量的画图所带来的时间和精力消耗，有助于课堂里内容的丰富。
5．兼职教师配合讲学
《建筑结构功能分析》课程的教学还可以采用专兼任教师结合的方式进行教学，充分利用合作企业兼职教师的实践经验进行实践指导，使得教学更加贴近工作岗位要求。
《建筑结构功能分析》课程的大部分教学内容安排在校内基地进行授课，通过项目化教学，在具体工作任务的引领下，让学生在“做中学，在学中做”。
7 结语
《建筑结构功能分析》是一个比较新的有高职特色的专业课程，对于教学的方式方法各个学校都在进行积极的思考和探索，在该课程的教学中，还需进一步加强院校之间的交流，加强与企业之间的联系，互通有无，不断调整，深化课程改革，才能为高职院校的《建筑结构功能分析》的课程发展找到一条更科学合理的途径，达到培养适应企业和社会需求的高职人才的目标。
参考文献
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关键词：建筑工程；智能化施工；管理；应对措施
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.102
1 前言
在国内智能化建筑工程施工管理中，施工与管理能力的强弱充分体现出一个企业在市场上的综合能力，且表现形式多种多样，特别是在科技飞速发展的今天，加强对建筑工程施工管理，对保障施工安全起到重要作用。而以往的管理方式、管理理念以及管理制度，已难以适应现代企业管理，在管理中会出现较多问题，这就使得管理人员在管理过程中面临着巨大的挑战。因此，新形式下，建筑施工单位对管理人员的要求越来越高，且采用计算机的信息技术进行施工管理，严格控制建筑工程施工现场的各个阶段的施工质量，从而提升施工管理效率与管理水平。
2 通过实例分析智能化建筑的管理现状与分类
2.1 工程简介
某科技馆智能化系统工程（合同价为人民币2179.318527万元）、场馆智能管理系统工程（合同价为908.6527万元）、展区监控项目工程（合同价284.8828万元）等三个建筑项目作为研究对象，上述上个项目于2014年08月进行施工，于2016年07月竣工，进一步了解该项目的智能化施工管理现状，分析上述三个项目在智能化管理过程中存在的问题与具体类别，表现在以下几个方面：
2.2 智能化建筑管理现状
2.2.1 建筑智能化的管理机制问题
此建筑工程在进行施工管理的过程中，因缺乏安全、有效的施工管理机制，且大部分建筑单位因和管理方发生利益关系，这就使得建筑智能化施工管理工作没有得到有效的落实与执行，因而对该工程项目的施工安全管理造成很大影响。
2.2.2 施工机械的设备安装问题
在建筑工程智能化施工管理期间，机械机械设备安装属于其中一个重要的环节，施工时不允许出现与设计要求相悖及不规范问题，但在施工现场还是会出现或多或少的问题。例如，设备于安装之前施工现场搬运、运输等阶段随意乱丢设备，而且设备存储仓库的湿度与粉尘非常高。部分施工人员在进行设备安装时，会出现暴力安装的情况，如设备接口难以连接，经常会使用外力与蛮力强行安装。上述状况均会使机械设备很难不借助外力，这就容易造成机械设备自身承受能力难以达到平衡、稳定的状态，从而使机械内部产生严重变形，最终形成应力的疲劳性损坏。
2.2.3 施工的验收管理问题
在建筑工程施工过程中，智能化项目验收属于其中一个重要环节，同时也是确保智能化施工管理系统得以安全、稳定运行的一个核心环节，因此，建筑施工单位的管理人员针对智能化施工系统的具体施工状况做相应的验收非常有意义。而在部分的建筑项目施工中，施工人员因未根据规范化的要求来严格验收各个智能化施工系统内的各项施施工工序、施工工艺等，主要表现为施工人员没有做相应的智能化系统试运行，又未检查施工技术中存在的问题，从而对建筑智能化施工的安全运行产生很大影响。
2.3 关于智能化的建筑分类情况
2.3.1 智能综合的建筑
智能综合性建筑主要是把不同建筑群应用管理系统进行连接，以实现功能管理的一体化。如：不同大厦间使用管理联系的方式进行串联，组成一体化的楼群。智能综合建筑主要目标就是组成智能化城市群，提高城市社会的作用，降低消耗与管理成本。
2.3.2 智能化的学校
近年来，智能化学校渐渐实现，大部分学生为了满足教学需求与社会发展需要，都开始安装多媒体进行教学，实施信息化的管理。为了伴随科学技术不断地发展，势必会使学生以智能化形式存在，而在智能化学校之中，互联网深度与信息化实现是主要内容与需求。
2.3.3 智能化的住宅
智能化住宅是指把正常住宅中通信设备与网络设备应用协调性系统进行连接，实现统一化的管理，再根据实际需求进行搭配与使用，提高住宅便利性与用户生活质量。
3 计算机技术在智能化建筑施工管理中的应用
3.1 关于智能建筑的子系统
智能化建筑的子系统主要包含计算机的网络系统、自动化楼宇系统、结构综合布线的系统、自动化通信系统与自动化办公系统5部分。其中，BAS属于自动化楼宇系统之中的一部分，可以统一控制楼宇照明与供电，能够按照环境变化做出相应调整，对人们居住的质量进行改善。在自动化通信系统中CSA是常见系统，其主要功能是传输建筑物中各种语言、图像与数据，充分结合内接网络与外界网络。OAS属于自动化办公系统中的常见系统，主要包含办公设备自动化与物业管理的系统自动化，通过办公的自动化统一管理每个子系统。而结构综合布线系统也叫作SCS与PDS，能够在建筑群间进行信息传递，传输实时数据。以太网与FDDI属于计算机的网络系统，现在很多建筑物工作与设计均是电子化的操作，这在很大程度上提高了工作效率。
3.2 在智能化的建筑中应用虚拟现实的技术
虚拟现实的技术属于时展产物，也是一种新型技术，主要是通过计算机技术建立三维的世界。在虚拟三维世界里，可以提高用户真实感，以便通过计算机技术对环境进行改变。虚此外，虚拟技术有着交互性，可以使用户沉浸在其中，充分体现出人类创造力与想象力。虚拟现实的技术实用性比较高，广泛应用在建筑行业之中。应用二维与三维技术，可以给用户创造虚拟建筑物，使得建筑结构的设计人员可以不断地完善设计图，尽可能满足用户需求。
3.3 在智能化的建筑中应用CAD的技术
现阶段，在国内建筑行业之中，进行建筑结构的设计时，充分应用计算机辅助软件，即CAD的技术实施建筑物设计，避免出现传统的建筑结构设计问题，提高建筑物设计的水平。在通过CAD的制图软件进行建筑结构设计时，可以准确计算建筑空间与平面面积，使得建筑结构的设计图形化，降低建筑结构的设计工作人员负担，同时提高设计者工作的效率。尤其社会不断进步与时代飞速发展的背景下，国内已经研究出建筑工程CAD软件，在床、楼梯等建筑物复杂结构设计时，能够通过CAD的技术，选取对应模型设计，整个过程的造作比较简单，节省了人力与物力。
3.4 在智能化建筑中应用数字化的技术
就目前而言，数字化的概念逐渐变成国内社会热门话题，涵盖内容比较多。一般是在计算机的信息技术条件下，应用互联网信息推动信息流发展。由于数字化技术不仅影响着人们日常生活与工作，同时影响着建筑工程发展，在建筑工程中应用数字化的技术，可以对建筑类型进行创新，以形成层级性与多元化智能场所与空间。如：随着数字化的技术发展，无需建筑行业工作人员在固定办公地点收集信息，何时何地都可以应用数字化的技术来收集信息，扩大工作空间。此外，应用数字化的技术，可以承担着建筑部分的工作，推动新型建筑物发展与完善，如：随着电子商务的时展，今后实体超市将会逐渐被网络超市取代，但是娱乐性购物场所会不断地创新与完善。
4 结语
总而言之，当前国内建筑行业取得较好的成绩与巨大突破，并且智能化建筑市场也逐渐拓展，信息化的水平渐渐提高，在很大程度上提高了建筑行业在国家上的竞争力。而智能化建筑发展与计算机的信息技术有着直接关系，计算机的信息技术涵盖范围比较广、包含内内容比较多，为确保智能化建筑的可持续发展，需要不断创新与完善计算机技术，提升建筑工程作业人员能力与专业水平，确保智能化建筑发展前瞻性。
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