第一篇：ID100-節能技術在南方新農村住宅設計中的應用

節能技術在南方新農村住宅設計中的應用

佘思敏 胡雨村 何佳

(北京林業大學 水土保持學院，北京100083)摘要：建筑節能作為建筑設計的一個方面，其重要性日趨突顯。在社會主義新農村建設的政策指導下，農村住宅的節能設計已成為可持續發展的一項基本要求。本論文是在歸納總結了建筑節能的發展、應用現狀以及建筑節能設計中的各種技術之后，討論利用多種節能技術進行農村住宅的設計。設計以南方郊區農村為背景，其建筑面積200平米左右，宅基地面積約400平米，建筑層數為兩層。方案除基本的平面和立面等的設計外，更多地體現了節能技術的應用，如地源熱泵、纖維砌塊、中空玻璃、煙囪效應、熱緩沖層、太陽能等的設計應用。本設計以“最大限度利用自然能源”為原則，采用上述各種節能設計，同時輔以各種節能建筑材料，使節能效果達到最佳。最后對設計中討論使用的節能技術進行節能效果分析。此次節能設計與分析使用的軟件為生態建筑大師Ecotect。Ecotect是一個全面的技術性能分析輔助設計軟件，在該軟件中完成對本模型的太陽輻射、熱、光學、耗能等綜合的技術分析。如此，農村節能住宅的設計便得以實現。希望通過對這種設計的探討，加速中國廣大農村地區的節能設計建設與改造進程。

關鍵詞：南方新農村住宅，節能設計，節能技術，節能分析 分類：綠色建筑與城市可持續發展

第二篇：新型建筑材料在綠色住宅中的應用

新型建筑材料在綠色住宅中的應用

“綠色住宅”不僅僅是指綠地率，更應遵循“節約能源、節省資源、保護環境、以人為本”的基本理念。而建材的選用是綠色建筑中至關重要的方面。為大力發展和推廣新型建材做示范借鑒。繼智能化住宅之后，綠色住宅、環保住宅、生態住宅、健康住宅等新概念頻繁在各房地產廣告、百姓對住宅的議論與媒體報道中出現。綠色住宅成為房地產商新的賣點，成為近年來興起的一種全新的居住概念。

綠色住宅是指根據自然環境，綜合運用生態學、建筑學的基本原理及現代科學手段，合理安排組織住宅建筑與其他相關因素的關系，使住宅和環境成為一個有機的結合體?？梢?，建造綠色住宅實際上是以可持續發展的思想為指導的全方位的環保工程。它通過設計建筑內外空間中的各種物態因素，使物質、能源在建筑生態系統內有序循環、轉換并與自然生態相平衡，從而獲得一種高效、低耗、無廢、無污染的生態系統的建筑環境。方面展開，討論一些綠色住宅建筑中廣泛應用的新型建材。

1.建筑節能隨著人民生活水平的不斷提高，對居住條件舒適性的要求也越來越高，過分地依賴人工照明、空調等高能耗的機械設備，必然帶來能耗的增加。而綠色住宅正是通過運用一些成功的新技術、新材料綠色住宅建設離不開科技的進步以及新技術、新工藝、新材料的運用。這種形勢下，住宅建筑材料面臨著一次挑戰和革新，一些不符合要求的傳統建材勢必將被淘汰。上海綠色建筑示范樓借鑒了國內外最先進的生態建筑設計與生態技術成果，在新型建材的運用上做出了示范作用。該工程中的不少先進適用技術已經在許多民用建筑設計中得以推廣應用。本文主要以該示范樓為例，從節能和環保兩來杜絕這種粗放、浪費的模式，以最低的能源和資源成本去獲取最高的效益。

1.1 建筑節能的主要途徑對于建筑物來說，節能的主要途徑是減少建筑物外表面積和加強圍護結構保溫，以減少傳熱耗熱量；提高門窗的氣密性，以減少空氣滲透耗熱量；在減少建筑物總失熱量的前提下，盡量利用太陽輻射熱能和建筑物內部熱能，最終達到節約采暖設備供熱量的目的。

建筑外圍護結構主要包括外墻、屋頂和門窗等。目前，我國絕大多數建筑沒有采用必要的保溫、隔熱材料，仍是沿用傳統的240、370磚墻兼具承重與保溫隔熱功能，這樣既浪費土地資源，又得不到應有的保溫隔熱效果。而屋頂常用一般的爐渣或膨脹珍珠巖等做法，門窗常用鋼窗（單層）、鋁合金（單層）等，這不能滿足保溫隔熱要求，也談不上節能，居住生活環境質量當然也不會好。為了節約能源，提高居住生活環境質量，我國已開發了多種新技術、新材料，并頒布了節能新標準。

1.2 住宅建筑中的新型建筑材料

（1）外墻——保溫隔熱復合墻目前，在建筑中常使用的外墻保溫主要有內保溫、外保溫、內外混合保溫等方法。由于內保溫會多占用使用面積，“熱橋”問題不易解決，容易引起開裂，還會影響施工速度及居民的二次裝修，且內墻懸掛和固定物件也容易破壞內保溫結構，所以外墻外保溫運用最廣泛并日趨成熟。

上海生態住宅示范樓為實現“零（低）能耗”這一目標，圍護結構采用高效外墻外保溫系統，并根據示范樓各種工況，通過能耗指標和節能效果能耗模擬分析，確定了四種復合墻體保溫模式體系東面復合外墻構造體系中采用混凝土空心小砌塊或砂加氣砌塊為主墻體，90 混凝土空心小砌塊為外掛墻，中間填充發泡尿素、聚氨酯等高效保溫層，構成一種隔熱保溫性能優異的新型復合外墻。

（2）門窗——雙層中空Low－E玻璃節能門窗主要應抓好型材、玻璃、五金件、密封件和安裝上墻幾個環節。材料的選擇上，主要選用鋁合金斷熱型材、中空鍍膜玻璃（圖3）。鍍膜玻璃主要有兩大系列：熱反射鍍膜玻璃（或稱陽光控制膜玻璃）和低輻射鍍膜玻璃（或稱Low－E玻璃）。

示范樓外門窗采用斷熱鋁合金雙玻中空LOW-E窗，天窗采用夾膠安全LOW-E玻璃，其表層玻璃具有自清潔功能（圖4~5）；南向局部外窗采用充氬氣中空LOW-E玻璃和陽光控制膜，提高外窗的保溫隔熱性能。這些窗體材料具有保溫隔熱性能，可以有效阻斷紅外光減少輻射。經過特殊處理后，窗玻璃還能根據需求，把陽光折射到室內需要的角度。

（3）屋面——倒置式保溫體系，或結合植被屋面倒置式保溫屋面是20世紀60年代開始在德國和美國被采用，其特點是保溫層做在防水層之上，對防水層起到一個屏蔽和防護的作用，使之不受陽光和氣候變化的影響而溫度變形較小，也不易受到來自外界的機械損傷，是一種值得推廣的保溫屋面。

植被屋面具有很多優點，如：改善氣候環境，過濾空氣，緩解熱島效應；由“功能性” 向“觀賞性”發展的屋頂花園增加了城市公共娛樂休閑空間；延長屋頂結構層、防水層等壽命，隔熱保溫、隔聲效果均很好等。而且隨著技術的發展，以前一直困擾的諸如植被的選擇維護，覆土介質的荷載，尤其是屋頂防水、防根等問題都得到較好的解決。

上海生態住宅示范樓采用三種復合型保溫體系，保溫層采用耐植物根系腐蝕的XPS板和泡沫玻璃板置于防水層之上，再利用屋面綠化技術形成一種冬季保溫、夏季隔熱又可增加綠化面積的復合型屋面。屋面選用耐寒性、慢生常綠草坪做屋頂綠化，既易于人工保養維護又有提高屋面保溫隔熱效果和儲水功能，能將50%的屋面降水保留在屋面上，然后再通過植物蒸發掉，從而改善了氣候環境。與沒有屋頂綠化的同類建筑相比，夏季酷熱的白天室內溫度可降低3℃～4℃，冬天取暖費可節約1/3。

（4）遮陽——鋁合金電動外遮陽、垂直升降電動百葉遮陽的措施可以分為三大類：利用綠化的遮陽、結合建筑構件處理的遮陽、專門設置的遮陽。

其中專門設置的遮陽包括外遮陽、百葉內遮陽、內遮陽加鍍膜、活動百葉遮陽等。

示范樓根據建筑設計風格和日照規律，采用多種高效智能遮陽系統，包括戶外可調鋁合金百葉簾、可伸縮外遮陽篷、戶外天窗遮陽簾、戶內百葉簾等內外遮陽系列產品；應用了日光增強型百葉簾、太陽能驅動卷閘簾、太陽能驅動風光感應及無線控制器等一些具世界領先水平的遮陽技術產品，使外窗的綜合遮陽系數達到0.4，天窗遮陽系數為0.2。

2.環境保護在選擇建材時，不僅要考慮其性能，更要注重材料的環保情況，并注意以下原則：①其生產所用原料盡可能少用天然資源，大量使用尾礦、廢渣、垃圾、廢液等廢棄物；②采用低能耗制造工藝和不污染環境的生產技術；③在產品配制或生產過程中不得使用甲醛、鹵化物溶劑或芳香族碳氫化合物，產品中不得含有汞及其化合物；④可循環或回收再生利用，無污染環境的廢棄物。上海生態住宅示范樓采用3R大量環保材料。3R材料是指可減量使用、能重復使用和可再生使用（Reduce, Reuse,Recycle）的建筑環保材料。

例如，混凝土采用高性能混凝土，減少建筑中混凝土的使用量；利用粉煤灰和礦渣粉等工業廢料取代水泥作為摻合料，減少自然資源、能源的消耗和二氧化碳的排放；采用再生骨料混凝土，將廢舊混凝土和建筑垃圾加工制成的骨料取代天然碎石，節約天然石材資源，使混凝土成為可再生利用的材料。減少天然用砂25%，水泥用量15%，內外墻均采用有廢渣、廢骨料制成的加氣混凝土或砌塊砌筑而成。選用速生木材加工制成的科技木，既完全保留了木材隔熱、絕緣、調溫、調濕等所有的自然屬性，又避免了天然木材的自然缺陷，同時還可仿制出各種天然珍資樹種甚至更具藝術感的紋理和顏色，大大提高木材利用率和裝飾功能；選用回收舊木材用于部分建筑裝飾環保裝飾裝修材料，100%采用環保低毒產品。

參考文獻

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綠色建筑材料的選擇和應用 □高欣

綠色建筑材料,即生態建筑材料，是與生態環境相協調的建筑材料。綠色建材作為生態材料的分支,綠色建材必須滿足這些在材料工藝技術性能、環境性能和人體健康等方面的基本要求。

結構建筑材料。從現在的材料技術發展來看,結構用建筑材料在今后幾十年中不會有大的突破,鋼材和混凝土仍將是主要的結構材料。首先，鋼材,鋼材具有不可替代性,要在生產過程中提高鋼材的綠色指標上下功夫,研究發展新技術、新生產工藝,努力降低生產能耗,減少污染物排放,對生產過程中產生的廢棄物資源化,加快鋼材的綠色化進程。其次，混凝土,由水泥和集料組成,是復合材料,它的生產能耗主要是由水泥生產造成的。減少水泥生產中的能耗和污染物排放是主要的方法。近年來,代表著先進生產技術—更清潔、更節能、規?；?、大型化的新型干法水泥工藝已經成為業界的共識,全年新型干法水泥新增生產能力達7 000萬t以上,是要研制開發低能耗、高性能的綠色水泥制品和環保水泥品種。

非結構建筑材料。墻體材料：構建節約型社會,對于建筑來說就是要建設節能建筑,而建筑節能主要就是墻體、門窗的保溫隔熱性能。發展新的綠色墻體材料,應大力開發研究和應用工業廢渣如粉煤灰磚、煤矸石磚、頁巖磚、礦渣磚、煤渣磚等代替粘土制造實心磚或空心磚技術;用磷石膏、氟石膏、排煙脫硫石膏等廢渣可代替天然石膏制石膏板、石膏砌塊等技術;建筑垃圾循環利用技術;用廢棄的泡沫聚苯乙烯生產砌塊或墻板技術;高性能外墻外保溫材料;GRC墻板等。門窗材料：目前門窗的主要材料是木、鋼、鋁和塑料。木門窗一是消耗木材資源,二是保溫隔熱性能較差;鋼和鋁門窗的生產耗能是最高的,且保溫隔熱性能也較差。因此塑料門窗相對來說是最綠色的材料。防水材料：建筑防水材料一直是以瀝青油氈為主,由于它在鋪設和使用階段產生大量污染物以及耐久性的特點,屬于非綠色材料。改性瀝青防水卷材、高分子防水卷材和PVC防水卷材克服了瀝青油氈的缺點,是具有綠色建筑材料特征的防水材料,應大力推廣使用。裝飾材料：近年來建筑裝飾產業的迅速發展有力地帶動了裝飾裝修材料的消費,但裝飾材料造成的室內空氣污染,甚至造成人身傷害也時有發生。因此我國綠色環保裝飾材料應大力開發研究和應用。用于內裝飾,具有保濕、驅蟲、保健等功能的環保墻飾材料,如草墻紙、麻墻紙、紗綢墻布等。代替金屬管材具有塑料與金屬的優良性能,不生銹、無污染的塑料金屬復合環保管材,如鋁塑復合管。用于室內外裝飾裝修的環保型漆料,如生物乳膠漆、水性氟碳漆等。

推廣和應用綠色建筑材料已是必然趨勢。構建節約型社會,發展綠色(生態)建材、建設節能建筑,是全社會的共同目標。一是要大力宣傳綠色(生態)建筑材料,讓全社會了解綠色建材的知識,告訴普通百姓怎樣鑒別、購買、使用健康環保、性能最優的建材產品。二是要盡快建立我國的綠色建材評價體制和指標體系,引導建材企業進行技術研究與開發,積極推廣新技術、新工藝,生產更多更新的綠色建筑材料。三是制訂、修訂全國和地方建筑設計規范和規程,從設計上要求應用更多的綠色建材,建設節能建筑。通過在生產、設計和使用三方面的共同努力,才能在全社會建設更好的節能建筑,為構建節約型社會做出貢獻。

（作者單位：石家莊職業技術學院）

第三篇：新型建筑材料在綠色住宅中的應用

新型建筑材料在綠色住宅中的應用

摘要：

綠色住宅不只是指綠化，更應遵循“以人為本、節約資源、保護環境”的基本理念，建材的選用是綠色住宅建設中至關重要的環節。本文從綠色住宅建設的需求出發，詳細論述了多種新型建筑材料的發展現狀及未來趨勢，如新型墻體材料、新型保溫隔熱材料、新型建筑防水材料、新型裝飾裝修材料等。

關鍵詞：綠色住宅；新型建筑材料；節能；生態

綠色住宅是根據住宅建筑周圍的自然和社會環境，綜合運用多種現代科學手段而設計建造的一種能使住宅內外物質能源系統良性循環，無廢、無污、能源實現一定程度自給的新型住宅模式。綠色住宅的建造離不開科技的進步以及新技術、新工藝、新材料的運用。在這種形勢下，住宅建筑材料將面臨著一次挑戰和革新，一些不符合要求的傳統建筑材料勢必會被節能環保的新型建筑材料所取代。

新型建筑材料是在傳統建筑材料的基礎上生成的新興材料，主要包括新型墻體材料、新型保溫隔熱材料、新型建筑防水材料、新型裝飾裝修材料和其他建筑節能材料等。

一、新型墻體材料

墻體材料是建筑材料的重要組成部分，據統計，建筑物能量的損耗約50%來自墻體。墻體材料改革是綠色住宅實現建筑節能及環境保護的主要途徑之一。傳統的墻體材料如燒結實心粘土磚消耗大量粘土及能源，不利于可持續發展。新型墻體材料是相對于粘土磚、鋼筋混凝土等傳統墻體材料而言的，通常泛指除粘土制品以外的具有節土、節能、利廢、有較好物理學性能的墻體材料。

1、由傳統材料經過改良生產的各類混凝土砌塊、多孔模數空心磚等，這類新型材料保溫、絕熱性能較好，而且節省能源。

2、由工業廢渣料制成的各類新型墻體材料，如利用爐渣、石膏、煤礦石粉、煤灰石等制成的粉煤灰砌塊、煤矸石燒結（空心）磚、粉煤灰水泥等。這些材料的應用有利于住宅建筑的可持續發展，既可以包括土地資源，又大大降低了工業廢料對環境的污染，有利于能源的節約和環境的保護。

3、市場上出現了各類型復合墻體板材。如石膏板、水泥板、復合板等。這些板材通常具有輕質高強、防火隔聲性能好、施工方便、易于改造等特點，有利于提高建筑質量、減輕建筑物自重、提高住宅面積利用系數、減少住宅建造過程中的能耗，提高住宅的經濟性。

新型墻體材料的發展有利于生態平衡、環境保護和節約能源，符合綠色住宅的建設要求。因此，要適應綠色住宅的建設需要，將新型墻體材料的發展與提高住宅建筑性能和改善建筑功能結合起來，因地制宜的發展各種新型墻體材料，從而達到節能、環保、促進建筑技術發展的綜合目的。

二、新型保溫隔熱材料

保溫隔熱材料是一種減緩由傳導、對流、輻射產生的熱流速率的材料或復合材料。用于住宅建設的保溫隔熱材料種類非常多，根據其在維護結構的使用部位不同，可分為內、外保溫隔熱材料；根據其狀態的不同可分為板塊狀保溫隔熱材料和漿體狀保溫隔熱材料，根據材質不同可分為有機和無機保溫隔熱材料。其中，礦物棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖和泡沫塑料等是較為常用的建筑隔熱保溫材料。在綠色住宅建設中推廣各類新型保溫隔熱材料，對于推動節能工程的實施，對于改善人民生活水平、保護環境、保持人類社會的可持續發展具有積極的意義。

目前，在建筑中常使用的外墻保溫主要有外保溫、內保溫、內外混合保溫等方法。由于內保溫會多占用使用面積，“熱橋”問題不易解決，容易引起開裂，還會影響施工進度及居民的二次裝修，所以外墻保溫運用很廣泛并且日趨成熟。外墻保溫技術的快速發展極大的促進了新型節能材料的開發應用。近年來，我國保溫隔熱材料的產品結構也發生了明顯的變化，主要表現在以下幾方面：泡沫塑料類保溫隔熱材料所占比例逐年增長；礦物纖維類保溫隔熱材料的產量增長較快，但其所占比例基本維持不變；硬質類保溫隔熱材料制品所占比例逐年下降。

三、新型建筑防水材料

防水材料是建筑業所需要的重要功能材料，是建筑材料工業的一個重要組成部分。新型建筑防水材料是相對石油瀝青油氈及輔助材料等傳統建筑防水材料而言的，其“新”字一般來說具有兩層意思：一是材料“新”，二是施工方法“新”，它不僅具有基本的防水功能，還具有其他如保溫、去污等功能，而且在生產和使用過程中對環境的影響也比較小。概括起來，新型建筑防水材料主要包括高聚物改性瀝青防水卷材、聚合物水泥防水涂料、合成高分子防水卷材、防水密封材料和聚乙烯雙面復合防水卷材等。

1、高聚物改性瀝青防水卷材

高聚物改性瀝青防水卷材是以高聚物的改性瀝青為涂蓋材料，以玻璃粘、黃麻布、聚酯氈為胎體所制成的卷材，它克服了普通瀝青油氈的不足，具有高溫不流淌、低溫不脆裂、拉伸強度高、延伸率較大等優異特性，是我國今后大力發展和推廣的防水卷材之一。

2、聚合物水泥防水涂料

聚合物水泥防水涂料以水泥和丙烯酸等（乳液或其他類）水性聚合物為主原料，加入其他外加劑制得的雙組份水性建筑防水涂料。兩組份在現場攪拌成均勻、細膩漿料，涂刷或噴涂于基體表面，固化后形成柔韌、高強的防水涂膜。這種涂料既有水泥類膠凝材料高強度、易與潮濕基面粘結的性能，又兼有聚合物涂膜彈性大、防水性好的優點，尤其是以水作為載體，克服了瀝青、焦油、有機溶劑型防水材料易造成環境污染的弊端，是一種無毒無害、施工簡便的新型綠色環保防水材料。它不僅適用于各種防水工程，還可用于修補、界面處理、混凝土防護、裝飾、結構密封等工程。

3、合成高分子防水卷材

合成高分子防水卷材是以合成橡膠、合成樹脂或兩者的共混體為基料，加入適當化學助劑和填充料等經過塑煉、擠壓成型、硫化、定型等工序加工而成，具有抗拉強度高、斷裂伸長率大、抗撕裂強度高、耐熱、耐低溫性能好等特點，是高檔次防水卷材，也是我國今后大力發展的新型防水卷材。

4、防水密封材料 又稱嵌縫材料，主要用于建筑物和構筑物中各種接縫或裂縫的嵌填以保持水密性。防水密封材料應具有較大的塑性和粘貼性，應是以接縫或裂縫拉壓等位移變形，保持水密性。主要包括帶狀、條狀、卷狀等定性密封材料和液狀、膏狀等不定性密封材料。

5、聚乙烯雙面復合防水卷材

聚乙烯雙面復合防水卷材是以低密度線性聚乙烯樹脂為主要原料，兩面復合化學纖維無紡布，并經特殊的工藝加工而成。它具有較好的綜合技術性能，如抗拉強度高、抗透氣能力大、低溫柔性好，適應溫度范圍寬，抗老化能力強，有較好的氣密性，耐酸堿腐蝕，使用壽命長等優點，是新建房屋或舊房維修較好的新材料。

四、新型建筑裝飾裝修材料

裝飾裝修材料是建筑材料的一部分，與其他建筑材料的物理力學性能屬性有著明顯的區別，它比較抽象，難以用數量衡量，其生命力在于它的多樣性。我國建筑裝飾裝修材料的發展，雖然起步較晚，但起點較高，主要是在80年代以后引進國外先進技術和裝備基礎上發展起來的。近年來，人們對居住環境的要求越來越高，新型裝飾裝修材料的品種門類繁多，更新換代十分迅速，與人民生活水平提高和居住條件改善密切相關，是極具發展潛力的建筑材料品種之一。

在綠色住宅的建設中，對裝飾裝修材料的選擇要體現以下原則：其生產所用的原料盡可能少用天然資源，應大量使用尾礦、廢渣等廢棄物；采用低能耗制造工藝和不污染環境的生產技術；在產品配置或生產過程中，不得使用甲醛、鹵化物溶劑或芳香族碳氫化合物，產品中不得含有汞及其化合物；可循環或回收再生利用，無污染環境的建筑環保材料。

五、其他建筑節能材料

1、智能建筑材料

智能建筑材料是指模仿生命系統，能感知環境變化，并及時改變自身的性能參數，做出能與變化后的環境相適應的復合材料。仿生命感覺和自我調節是智能建筑材料的重要特征。

2、太陽能的利用

太陽能是人類可以利用的最豐富、最潔凈、最理想的能源。太陽能利用是綠色住宅建設的重要內容，除了傳統的光-熱轉換, 用光電轉換材料將太陽能直接轉換為電能, 將太陽能電池與建筑材料構件融為一體, 體現太陽能與建筑的完美融合?？梢灶A見, 采用光能轉換技術與建筑的屋頂、外墻、窗戶等結合集結成復合產品, 很可能成為本世紀一類重要的新型建材制品, 既可作為建筑的制品,又可以進行太陽能發電, 將有極為廣闊的發展前景。

3、納米技術的應用

納米微膠囊相變材料可作為新型的環保節能型建筑材料，其主要成分為納米和微膠囊化的相變材料。納米在光催化作用下，能殺死病毒，消除VOC 和無機有害氣體，能在不通入室外新風的情況下有效提高室內空氣品質，減少空調系統的能耗；同時，微膠囊相變材料通過相變，物質的分子結構迅速地發生轉變，在恒溫狀態下進行吸熱或放熱，在外界溫度變化時能有效地保持室內熱環境的穩定性，減少了能量的損耗，達到建筑節能的目的。

五、新型建筑材料的發展前景

隨著城市化進程加快，城市人口密度日趨加大，城市功能日益集中和強化，需要建造高層建筑，以解決眾多人口的居住問題和行政、金融、商貿、文化等部門的辦公空間，因此要求結構建筑向輕質高強方向發展。目前主要目標仍然是開發高強度鋼材和高強混凝土，同時探索將碳纖維及其他纖維材料與混凝土聚合物等復合制造的輕質高強結構材料。

到目前為止，普通建筑物的壽命一般設定在50～100年?，F代社會基礎設施的建設日趨大型化、綜合化，例如超高層建筑，大型水利設施、海底隧道等大型工程，耗資巨大、建設周期長、維修困難，因此對其耐久性的要求越來越高。此外，隨著人類對地下、海洋等苛刻環境的開發，也要求高耐久性的材料。目前，主要的開發目標有高耐久性混凝土、鋼骨混凝土、防銹鋼筋、陶瓷質外壁胎面材料、合成樹脂涂料、防蟲蛀材料、耐低溫材料，以及在地下、海洋、高溫等苛刻環境下能長久保持性能的材料。

在大空間建筑中“第五代建材”膜材料也是一種廣泛應用的新型材料，它是由高分子聚合物涂層與基材按照所需的厚度、寬度通過特定的加工工藝粘合而成?，F在它可以發揮極大承載力，構筑靈活大空間，并且具有自然生態美外觀。

大深度地下空間是目前為止還沒有被廣泛開發利用的領域，隨著地球表面土地面積逐年減少，人類除了向高空發展外，大深度地下是一個很有潛力的發展空間。與超高層建筑相比，地下空間結構具有很多優點。例如具有保溫、隔熱、防風等特點，可以節省建筑能耗。為實現大深度地下空間建設，需要開發能適應地下環境要求的藥劑材料、生物材料、土壤改良劑、水之凈化劑等。

海洋建筑與陸地建筑的工作環境有很大差別，為了實現海洋空間的利用，建造海洋建筑，必須開發適合于海洋條件的建筑材料。海水中的鹽分、氯離子、硫酸根等侵蝕作用，使材料很容易被腐蝕而破壞；海水波浪不同地往復作用，對建筑物構成沖擊、磨耗和疲勞荷載作用；海洋建筑還要經常受到臺風、海嘯等嚴酷的氣候條件的作用；建筑在海灘、近海等軟弱地基上的建筑物，其沉降現象也很明顯。這些嚴酷苛刻的環境下工作的海洋建筑物所用的材料，要求具有很高的強度、而沖擊性、耐疲勞性、耐磨耗等力學性能，同時還要具有優良的耐腐蝕性能。為實現這些性能，要求開發以下新型材料。如涂膜金屬板材、耐腐蝕金屬、水泥基復合增強材料、地基強化材料等。

為了實現可持續發展的目標，將建筑材料對環境造成的負荷控制在最小限度之內，需要開發研究環保型建筑材料。例如利用工業廢料（粉煤灰、礦渣、煤矸石等）可生產水泥、砌塊等材料；利用廢棄的泡沫塑料生產保溫墻體板材；利用廢棄的玻璃生產貼面材料等；既可以減少固體廢渣的堆存量，減輕環境污染，又可節省自然界中的原材料，對環保和地球資源的保護具有積極的作用。免燒水泥可以節省水泥生產所消耗的能量。高流態、自密實免振混凝土、在施工中不需要振搗，既可節省施工能耗，以能減輕噪音。

建筑材料也有向細微發展的趨勢，隨著納密技術和納米材料的進一步發展和研究，國外和國內利用納米材料研究開發和應用的材料，目前主要是納米Ti02催化生態建材。利用納米的氧化分解能力和超薪水作用可制成改善生活環境，提高人們生活質量的生態建筑材料，包括空氣凈化建材、抗菌滅菌建材、除臭和表面自潔建材等。隨著人類智能化的發展，智能化材料也被人們重視和研發，所謂智能化材料，即材料本身具有自我診斷和預告破壞、自我調節和自我修復的功能，以及可重復利用性。這類材料當內部發生某種異常變化時，能將材料的內部狀況，例如位移、變形、開裂等情況反映出來，以便在破壞前采取有效措施；同時，智能化材料能夠根據內部的承載能力及外部作用情況進行自我調整，例如吸濕放濕材料，可根據環境的溫度自動吸收或放出水分，能保持環境溫度平衡；自動調光玻璃，根據外部光線的強弱，調整進光量，滿足室內的采光和健康性要求。智能化材料還具有類似于生物的自我生長，新陳代謝的功能，對破壞或受到傷害的部位進行自我修復。當建筑物解體的時候，材料本身還可重復使用，減少建筑垃圾。這類材料的研究開發目前處于起步階段，關于自我診斷、預告破壞和自我調節等功能已有初步成果。

生態建筑材料也研究之中，它的科學和權威的定義目前仍在研究確定階段。生態建筑材料的概念來自生態環境材料。生態環境材料的定義也仍在研究確定之中。其主要特征是節約資源和能源；減少環境污染，避免溫室效應與臭氧層的破壞；容易回收和循環利用。作為生態環境材料一個重要分支，按其含義生態建筑材料應指在材料的生產、使用、廢棄和再生循環過程中以與生態環境相協調，滿足最少資源和能源消耗，最小或無環境污染，最佳使用性能，最高循環再利用率要求設計生產的建筑材料。

隨著城市道路、市政建設步伐的加快，人行路、停車場、廣場、住宅庭院與小區內道路的建設量也逐年被建筑物和灰色的混凝土路面所覆蓋，使城市地面缺乏透水性，雨水不能及時還原到地下，嚴重影響城市植物的生長和生態平衡。同時，由于這種路面缺乏透氣性，對城市空間的溫度也有一定影響，多孔的路面材料能吸收交通噪音，減輕交通噪音對環境的污染，是一種與環境相協調的路面材料, 將雨水導入地下，調節土壤濕度，有利于植物生長，雨天不積水，提高行車、行走舒適性和安全性。除此之外，彩色路面、柔性路面等各種多彩多姿的路面材料，可增加道路環境美觀性，為人們提供一個賞心悅目的環境。

六、結語

發展新型建筑材料及制品是可持續發展戰略的要求，也是綠色住宅建設的必然選擇。新型建筑材料代表了建筑材料的未來發展方向，符合綠色住宅發展的需要，日益受到社會各界的重視?，F代綠色環保建筑材料的發展速度較快，其未來發展前景較好，將有越來越多的新型、高質量的節能環保建筑材料被開發和應用。

參考文獻：

1、汪洋，新型建筑材料在綠色住宅中的應用，國外建材科技[J]，2008,10

2、龍惟定，建筑節能與建筑能效管理[M]，北京: 中國建筑工業出版社,2005

3、姜宏斌，淺談復合外墻體在北方地區的應用[J]，工業建筑，2007，7

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10、陳福廣.對墻材革新的戰路思考.《新型建筑材料》2010（1）

第四篇：淺談三維CAD技術在教學和設計中的應用

淺談三維CAD技術在教學和設計中的應用

湖南省勞動人事學校張志明

摘要：CAD技術是先進制造技術的重要組成部分，是計算機技術在工程設計、機械制造等領域中最有影響的一項高新應用技術。CAD系統的發展和應用使傳統的產品設計方法與生產模式發生了深刻的變化，已經產生、必然繼續產生巨大的社會經濟效益。

關鍵詞：三維CAD技術；設計和生產的一體化；教學與設計

現代化教學和技術創新是21世紀職業學校和企業競爭的焦點之所在，而產品創新既是技術創新的主要組成部分，也是技術創新的物化成果和集中體現，同時現代設計技術是實現產品創新的關鍵。

一、CAD技術的發展趨勢

了解CAD技術的發展趨勢對推廣應用技術是十分重要的，有利于CAD方案設計、選型適應技術發展的需要。總的來說，CAD技術的發展趨勢有以下幾方面：

(1)基于32/64位微機的Windows操作系統平臺的CAD系統倍受歡迎，象Pro/E、I-DEAS等運行于工作站的軟件也紛紛推出微機版。

(2)二維繪圖與三維實體建模一體化，基于特征的參數化設計軟件應當是CAD系統的主要功能要求。同時要求CAD與CAPP、CAM、CAE信息集成，提供符合IGES、STEP標準的產品信息模型。

(3)基于Windows/Objects/Wcb的技術解決方案是當前CAD軟件的一個重要特點，也就是要求CAD軟件能在網絡環境下支持協同設計、異地設計和信息共享。

(4)支持并行設計的產品數字管理(PDM)一體化集成。

(5)CAD系統的智能化、可視化和標準化。

二、現代化教學已充分認識到多媒體教學的優勢，并使之廣泛應用，而三維CAD技術對教學也有很大的幫助

1、在教學很多課程需要實物模型幫助學生理解教學內容，而傳統的教學方式是利用實物或者教師自制簡單模型。存在的問題是實物攜帶困難，根據教學需要更改模型的可操作性也不大，自制模型簡單，缺少變化，并且要花費教師的很多時間，沒有經驗的年輕教師完成這項工作也有困難。如果沒有模型，僅僅依靠講解，這樣要想把一個立體結構講清楚又是很困難的事情，對于缺少對實物感官認識的學生理解沒有模型的講解不是一個簡單的事情，這個過程很容易出現偏差。

2、教學中存在的另一個問題是傳統的教學模型更新換代的速度慢，而幾十年不變的教學模型已不能滿足教學和科技時代不斷進步的需要，傳統教學模型基本上不能夠修改，更換時的問題是新模型或實物成本高，舊模型基本沒有再利用的價值。

3、三維CAD技術在教學中的應用完全可以避免傳統教具的缺點，它在具有實物教具直觀，容易理解的優點的同時，克服了傳統教具的不足，避免了攜帶困難，模型修改方便，添加新模型的成本低（計算機建模），學生根據自己的理解也可自己和建立新模型，達到降低教學成本，提高教學質量的目的。另一方面，使學生在學習階段就能不斷了解新技術，也為之將來走向社會打下良好的基礎。

三、三維CAD設計的技術基礎

1、設計手段的計算機化。現代設計技術已離不開計算機的參與和支持，計算機已成為現代設計技術的必備工具，這一點已經被現代企業、學校在計算機應用的實際情況所證實。三維CAD技術正是充分發揮計算機優勢的有力工具。

2、設計范疇的擴大化?，F代產品設計概念已不僅是產品本身結構、性能、工藝等的設計，還應包括與之相關的一切過程。而三維CAD技術是現代設計的基礎，能夠為后續的CAE（計算機輔助分析系統）；CAM（計算機輔助制造系統）；NCP（數控編程系統）；PDM（產品數據管理系統）等提供完整統一的產品數據信息，大大地簡化后續工作，優化整個設計過程。

3、設計過程的并行化和智能化。局域網和INTERNET的普及，已使絕大多數人認識到，網絡將是二十一世紀發展的首選工具。一個大中

型產品的設計不是一個人或少數幾個人就能夠完成的，而網絡將這種設計任務的并行性的可能性大大提高。三維CAD技術使得設計人員之間的交流更容易，減少了交流過程中的不必要錯誤，網絡交流更直觀。

（1）設計和生產的一體化。計算機技術在設計中的應用已從以往的計算、繪圖和制造發展到當今的三維建模、虛擬制造、智能設計及CAD／CAE／CAM集成階段。三維參數化設計軟件作為當今最先進的CAD軟件，在發達國家與工程設計有關的各個領域中得到廣泛應用。比如：美國福特公司為迎接21世紀而制定的革命性的技術發展計劃《FORD2000》，應用三維CAD技術后將新型汽車開發周期從18個月壓縮到12個月，減少了90％的實物模型，減少新產品的設計更改50％以上，減少新汽車試制成本50％，提高投資收益30％。波音公司新一代777客機生產中實現了“無圖紙設計”，其先進的CAD／CAM技術，走在了全世界的前面。

（2）強調顧客參與化。新世紀需求的產品內涵是一組能滿足消費需求的理解，需求是產品存在和發展的先決條件。那么一個優秀的產品設計應充分考慮消費者的意見，應盡力讓消費者參與到設計中來，這樣就必須讓消費者充分理解設計者的設計意圖，而一個消費者大多數不具備理解產品圖紙的專業知識，這時設計的直觀性就顯得非常重要。

（3）追求產品的精神功能和環保性。這一點是在設計者思想重視的同時，依靠設計能力的和設計質量的提高來保證的。

（4）分行業進行基礎件、標準通用件的二維和三維建庫工作。目前，二維建庫的工作已較成熟，三維實體設計是發展方向，二維與三維相互結合應是國內企業應用CAD的一種模式。

四、對CAD應用人才的培養

CAD技術成功應用的關鍵在于人才。企業應首先注意加強CAD技術應用人才的培養。企業人才培養的重點是應用好軟件，解決實際問題。高等院校和科研單位的人才重點是開發。一般來說，中小型企業自己培養CAD技術的開發人才是不適宜的。應走合作開發應用的道路。

現代三維CAD技術正逐步走向成熟，微機平臺技術也已開始在實踐中發揮作用，并且以其對硬件要求不高，操作簡便，容易上手，價格較

低（國產“金銀花“MDA系統價格已低于￥5000）等優點，已被學校和中小型企業接受，希望這種技術能夠為學校和企業帶來效益，提高學校和企業的整體設計能力，在二十一世紀的技術創新中發揮作用。

[參考文獻]

[1] 路清獻AUTOCAD2004教程電子工業出版社，2006.[2] 張小寧深化推廣應用CAD技術存在的問題郵電出版社，2003.作者簡介：張志明、執教于湖南省勞動人事學校（湖南技師學院），中專高講、省級專業帶頭人、國家級骨干教師、赴德進修教師。研究方向：機械制造、設計、模具及數控。

第五篇：太陽能輔助熱泵空調技術在節能建筑中的應用

太陽能輔助熱泵空調技術在節能建筑中的應用

山東**建設集團建筑節能與新能源利用QC成果小組

一、項目研發背景

隨著經濟的快速增長和人口的不斷增加，生態環境不斷惡化，能源緊張狀況進一步加劇，因此，統籌協調經濟社會發展與人口、資源、環境的關系，增強可持續發展的能力，已成為世界發展的主要方向。走科技含量高、經濟效益好、環境污染少、資源消耗低的新發展路子，已成為我國全面建設小康社會、建設創新型國家和節約型社會、加快推進社會主義現代化的必然選擇。

長期以來，我國建筑一直沿襲著傳統的“秦磚漢瓦”，既浪費能源，又破壞耕地，我國大部分地區屬于建筑熱工設計分區的寒冷地區或嚴寒地區，冬季寒冷、夏季酷熱現象十分明顯，尤其是在當前我國能源比較缺乏、建筑節能技術相對落后的情況下，建筑節能問題顯得尤為突出。目前，我國在建筑上消耗的能源已經占到社會能源消耗總量的近28％，而且每年還在以1％以上的速度增長，如此發展下去．到2020年，林立的高樓將可能占據中國能源消耗的40％。2008年我國啟動的10大重點節能工程中預計節省的2．2億噸能量中，建筑節能占1億噸，約占45％。自20世紀90年代以來，國家從節約土地、節省能源和人類可持續發展的高度，將建筑節能作為建筑業的發展方向，先后頒布實施了《節約能源法》、《可再生能源法》、《民用建筑節能管理規定》（建設部令第143號）、《山東省新型墻體材料發展應用與建筑節能管理規定》（省政府令第181號）等，強制推行建筑節能，鼓勵太陽能綜合利用，隨著能源緊張狀況的加劇，太陽能等新型能源的開發應用必將成為建筑行業發展的一大趨勢。

國內現有空調主要包括傳統空調和近年來應用的普通熱泵空調。傳統空調耗電量大，無任何節能效果，且空調壓縮機釋放出的氟破壞臭氧層，引發溫室效應；普通水源熱泵空調完全依賴地下水溫，使用電能為傳統空調的60%左右，節能效果并不理想。國外相關技術產品造價高，不適合當前在我國進行普及應用。且國內外同類產品功能單一，沒有形成建筑節能綜合技術。隨著社會發展進步和生活水平提高，人們對室內空氣品質（IAQ）有了更深刻的認識，室內空氣的好壞直接影響到人們的健康，原來使用的空調技術已經不能滿足人們的要求，對環境的需求意識已經不是簡單的冷熱意識，而是趨向于健康化、衛生化的需求。因此采用更先進的空氣調節方法提高空氣品質滿足人們的要求，成了當前空調行業發展的熱點和重點之一。

山東**建設集團（以下簡稱**集團）自1970年成立以來，一直致力建筑節能與新能源利用研究應用工作，在國內外研究工作的基礎上，充分考慮我國國情，不斷進行技術研發和集成創新，不但成功研制了主動式滲透型太陽能空氣集熱器，提高了空氣集熱器的熱效率，改善了太陽房的室內熱舒適度和空氣品質，將被動式太陽能空氣采暖建筑技術進行模塊化設計，實現了太陽能采暖的關鍵部件——太陽能空氣集熱器的優化設計和工業化生產，現場裝配式安裝，保證了集熱單元的效率、精度和質量，解決了傳統太陽房設計精度低、施工繁瑣、質量較差的問題，同時還將太陽能技術與熱泵空調有機結合，在建筑節能中綜合利用，研究實施“太陽能輔助熱泵空調技術在建筑節能中的應用項目”，真正實現了夏季采暖、冬季制冷的需要。通過在一些示范工程中進行實踐，造價低，運行效果好，且匯集了企業自主研發的一系列建筑節能技術產品，整體安裝，便于維護，是建筑節能的最佳選擇。積累了大量運行數據，取得了寶貴的實踐經驗，為今后節能建筑一體化的研究和大面積推廣應用打下了良好的技術基礎。

二、項目基本情況介紹

（一）項目的技術路線、工藝

1、項目的基本原理

該項目主要包括三大技術產品系統：分別為太陽能輔助采暖與生活熱水工程、熱泵空調技術、建筑節能新技術新產品的應用。其基本原理如下：

（1）采用太陽能工程采暖技術?！疤柲懿膳c生活熱水供應系統”主要由集熱器、蓄熱水箱、輔助熱源和自動化控制系統組成。太陽能屋面集熱器收集熱量，以熱媒水的形式儲存在蓄熱水箱中，遇陰雨等特別天氣時采用蒸汽或電輔助自控加熱，根據業主需要由循環泵和輸配系統自控供給小區業主常年生活熱水和冬季室內地板輻射采暖，完全達到設計冬季室內采暖要求，實現全部自動化控制和分戶計量交費的要求。

（2）熱泵空調技術。熱泵是一種通過利用地下淺層地熱資源（包括地下水、土壤或地表水等），實現供熱和制冷的高效節能空調系統，該系統主要包括：室外地能換熱系統、熱泵機組和室內采暖空調終端系統。三個系統之間靠換熱介質進行熱量傳遞。在冬季，利用制冷劑蒸發吸收封閉環流中水的熱量，把地能中的熱量提取出來，提高溫度后，供給室內采暖；夏季，利用制冷劑蒸發將空調空間中的熱量取出，放熱給封閉環流中的水，由于熱泵介質溫度低，所以可以高效地帶走熱量。通常，熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量，節能效果非常明顯。

（3）建筑節能新材料、新技術。主要包括利用干粉砂漿、輕質防水墻板、外墻外保溫等產品技術，將建筑節能化與智能化有機融合。

該項目是將建筑節能與新能源利用緊密結合，針對傳統建筑中熱效率低、造價高等突出問題和能源消費狀況，進行技術研發和集成創新，研發出太陽能輔助熱泵空調技術系統，解決寒冷地區建筑冬季采暖、夏季制冷問題，簡化了施工工藝，降低了造價和運行成本，具有廣闊的推廣前景和應用價值。

2、工藝、技術路線

該技術將被動式模塊化太陽能集熱系統與熱泵空系統相組合。進行能源轉換的供暖、制冷空調系統，熱泵系統（主要包括水源熱泵、污水源熱泵、地源熱泵等）由于熱源溫度相對恒定，因此效率不會受到室外氣溫的影響，從而保持較高的COP值。太陽能與熱泵有機結合，組成復合能源系統，可以充分利用太陽能提高冬季熱源溫度，提升太陽能能級品味實現供熱的目的。冬季運行時，太陽能集熱器一方面用來制備生活熱水；一方面作為熱泵供熱空調的輔助熱源，減少壓縮機和換熱器的負擔，提高制熱運行效率。夏季運行時，使用熱泵系統制冷，太陽能集熱器全部用來制備生活熱水。

項目技術原理示意圖：

圖1：污水源熱泵空調技術示意圖

圖2：熱泵空調技術示意圖

圖3：太陽能采暖與生活熱水工程示意圖

3、主要技術關鍵技術

將太陽能利用、熱泵空調技術與節能建筑有機整合，不僅改善了建筑功能和環境，而且代表和體現了綠色建筑的內涵；在寒冷地區實現了冬季采暖、夏季制冷，實現一機兩用；節約能源，與傳統空調和普通熱泵空調相比，充分利用太陽光熱及電能，減少傳統能源的使用，大大降低能源消耗。

該技術系統主要包括三個方面：一是太陽能技術的應用，包括太陽能熱水、太陽能采暖、太陽能輔助冷熱源；二是熱泵空調技術的應用，利用熱泵原理，消耗少量的電能，將淺層土壤、水源等低位能源提升為高位能源，實現冬季采暖、夏季制冷；三是建筑節能新技術、新產品的綜合應用，包括干粉砂漿、輕質防水墻板、外墻外保溫等技術產品，有機融合到建筑中，充分將建筑節能與新能源利用結合起來，最大限度地減少建筑能耗。

三、項目技術的主要用途與性能

在建筑中使用太陽能、熱泵空調等可再生能源是建筑節能的重要途徑之一。我國太陽能的利用主要是生活熱水方面，近年來，部分科研院所也對太陽能采暖進行了理論研究，并在一些項目中進行了實踐。但目前，還沒有形成一套完善的技術體系，太陽能采暖工程的應用主要集中在低成本的農村建筑中，城鎮建筑應用較少，使用的技術種類也較為陳舊，普遍存在著集熱效率低、設計施工精確度低、可靠性和與建筑結合程度有待提高等突出問題，造成了目前太陽能采暖建筑 冬季的熱舒適性較差。同時，功能相對單一，不能實現夏季制冷，其局限性阻礙了大規模的推廣實施。隨著我國經濟社會的持續發展，人民群眾生活水平的不斷提高，原有的單一性太陽能采暖已越來越難以滿足人們對室內熱環境的要求。另外，寒冷地區采暖集中供熱能耗巨大，隨著能源價格不斷上漲，供熱收費越來越高，在這種情況下，人們迫切需要一種節能環保、運行費用低廉的空調技術。

由**集團研究實施的“太陽能輔助熱泵空調技術在建筑節能中的應用項目”，真正將建筑節能與新能源利用有機結合，將太陽能利用、熱泵空調技術和節能建筑新技術三者有機結合，充分應用在節能建筑中，不但充分利用地下水溫、污水水溫或土壤溫度，在冬季可以輔助太陽能進行升溫，使用電能僅為傳統空調的40%左右，解決了單項產品在供暖、制冷中的不足和技術問題。以太陽能作為輔助冷熱源，以熱泵空調機組實現冬季供暖、夏季制冷，同時充分應用建筑節能新技術、新產品，大大提高了建筑節能率，減少建筑能耗，為全社會的節能減排起到很好的帶動作用。

太陽能采暖工程的技術創新點主要有：一是太陽能負擔了大約60%的熱負荷，結合分戶熱計量，使建筑的實際能耗進一步降低。經運行記錄統計，在采暖季中，蒸汽輔助熱源的耗氣（電）量僅為常規建筑的1/3左右。二是經過示范項目經驗，自動化控制程度高，具備綠色環保、設備投資降低、維護費用和運行費用降低等優點，此技術完全可靠，使用壽命達到15年以上。三是太陽能地面輻射供暖具備舒適衛生，改善家居環境，提高居住層次；沒有散熱器片及支管，增加了2%—3%的使用面積，便于室內裝修和家具布置；各房間可按照住房所需獨立調節；地板供暖為供回水雙管系統，在每戶的分水器前安裝熱量表，可實現按戶單獨計量收費；供暖期內，運行費用低于傳統的暖氣片供暖方式，而且室內溫度基本恒溫，無忽冷忽熱現象。

熱泵空調技術創新點主要是：該技術屬可再生能源利用技術。一般包括地表水、地下水及工業和生活產生廢水，其來源相對穩定，不受時間和季節的影響，水量也基本恒定，只要溫度合適，將是空調良好的冷熱源。該技術采用自動運行系統。熱泵機組由于工況穩定，所以可以設計簡單的系統，部件較少，機組運行簡單可靠，維護費用低；自動控制程度高，使用壽命長可達到15年以上。

項目主要技術指標

1、建筑節能率不低于65%；

2、可再生能源貢獻率不低于15%；

3、能源和資源消耗降低不低于10%；

4、采暖制冷費用降低不少于40%；

5、相同建筑面積的建筑使用面積增長15%左右；

6、工程造價增加不高于5%，若按使用面積計算，工程造價降低5-10%，施工周期縮短40%左右，節省投資5%以上，建筑物自重減輕40%左右。

社會效益分析

此項目建設符合國家產業政策發展方向，符合國家科技部、建設部的重點產業區域規劃；將加快實現由傳統建筑向現代節能建筑的轉變，推動建筑行業技術進步。同時對推進城鄉、人與自然和諧發展，實現建筑行業的可持續發展具有顯著作用。此項目實施后，將實社會效益、經濟效益和生態效益的良性循環。

1、本項目實施完全順應黨和國家政策的號召，是國民經濟和社會發展的重要基礎設施，是經濟社會可持續發展的有力保障。

隨著經濟的快速增長和人口的不斷增加，生態環境不斷惡化，能源緊張狀況進一步加劇，因此，統籌協調經濟社會發展與人口、資源、環境的關系，增強可持續發展的能力，已成為世界發展的主要方向。走科技含量高、經濟效益好、環境污染少、資源消耗低的新發展路子，已成為我國全面建設小康社會、建設創新型國家和節約型社會、加快推進社會主義現代化的必然選擇。自20世紀90年代以來，國家從節約土地、節省能源和人類可持續發展的高度，將建筑節能作為建 筑業的發展方向，先后頒布實施了《節約能源法》、《可再生能源法》、《民用建筑節能管理規定》（建設部令第143號）、《山東省新型墻體材料發展應用與建筑節能管理規定》（省政府令第181號）等，強制推行建筑節能，鼓勵太陽能綜合利用，隨著能源緊張狀況的加劇，太陽能等新型能源的開發應用必將成為建筑行業發展的一大趨勢。

2、此項目屬于建筑工程與新能源利用有機結合的技術，是國民經濟的基礎設施和基礎產業，對水土資源優化與分配、區域經濟社會協調與平衡，以及對周圍生態環境和區域經濟社會發展都會產生相當大的影響。

此項目科技創新成果若應用于工程實踐中，可保證施工的質量與安全，保護施工環境。大幅度的降低工程造價，縮短工期。

太陽能輔助熱泵空調使用電能，電能本身為一種清潔的能源，而且設計良好的太陽能輔助熱泵的電力消耗，與傳統空調和普通熱泵空調相比，大大降低了能源消耗。水源熱泵技術采用的制冷劑，可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代共質。運行沒有任何污染，可以建造在居民區內，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。

該項目實施后可實現建筑節能率不低于65%；可再生能源貢獻率不低于15%，能源和資源消耗降低不低于10%，采暖制冷費用降低不少于40%；相同建筑面積的建筑使用面積增長15%左右；工程造價增加不高于5%，若按使用面積計算，工程造價降低5-10%，施工周期縮短40%左右，節省投資5%以上，建筑物自重減輕40%左右，將為我國的經濟增長和節能減排做出重要的貢獻。

3、通過攻克技術難關，提高技術水平和管理水平，將大大提高企業的研發能力和綜合競爭力，推動企業快速、協調、持續發展。

“太陽能輔助熱泵空調技術在節能建筑中的應用”項目的實施，從設計研發、產品生產、施工安裝到售后服務等環節，一方面可以擴大當地周邊地區的就業，吸收大量勞動力；另一方面可以推動建筑節能技術的進步與發展。

4、推動建筑行業技術進步。加快實現由傳統建筑向現代建筑的轉變，實現建筑行業的可持續發展。

此項目將眾多技術成果寫進規范標準，將推動行業技術的發展。科技項目成果直接應用于工程建設，形成施工建設單位科技工作的鮮明特色。促進我國建筑建設的迅猛發展，推動行業技術進步。

5、良好的生態效益，推進城鄉、人與自然和諧發展

該項目將太陽能利用、熱泵空調技術與節能建筑有機整合，不僅改善了建筑功能和環境，而且代表和體現了“綠色建筑”的內涵。降低粉塵、有害氣體、溫室氣體排放，減少空氣污染，減少溫室效應，環境效益明顯。節能降耗，保護了人類自身生存環境，通過節約能源與有限的自然資源，為國民經濟的持續穩定發展作出了巨大貢獻。既發揮其應有的作用，又可構成和諧環境要素，提高城市品位。

四、項目技術現有工作基礎與優勢

（一）項目承擔單位在實施本項目中的優勢

1、技術優勢

山東**建設集團，作為一家綜合技術力量雄厚，研發隊伍充足的綜合性企業集團，集研發設計、開發施工、設備生產安裝、售后服務一條龍，同時還與山東省建筑節能與新能源利用工程技術研究中心、山東建筑大學等科研高校開展長期合作，互通有無，積極交流，有著最前沿的技術信息支撐。到目前為止，已承擔國家科技項目4項，省部級科技成果6項（其中獲得山東省科技進步獎一、二、三等獎各一次），國家專利技術26項，其中發明專利5項，形成了擁有自主知識產權的科技創新型企業。

2、市場優勢

公司實施的“太陽能輔助熱泵空調技術在建筑節能中的應用”項目具備從研發、到產品生產、到設計施工、到售后服務，實現一條龍服務，同時擁有獨立的知識產權及多項發明專利，再加上公司實施的多項示范工程項目，有豐富的實踐經驗，很強的市場優勢。

4、管理優勢

**集團公司聯合山東華德節能科技有限公司、山東華新節能服務有限公司、山東華明建設科技有限公司、濰坊華房地產開發有限公司等企業，研究先進而適用的建筑節能新技術、新工藝、新材料，運用科學的管理方法，研究生產出具有高科技含量，并在質量、價格等方面有市場競爭能力的產品，以期提高人們的居住水平，實現建筑節能降耗，獲得滿意的經濟效益和社會效益。公司成立以來，始終堅持科技創新，為了研究開發節能建筑新技術，積極與山東建筑大學等高等院校開展廣泛技術交流與合作，并成立了專門的研究機構——山東省建筑節能與新能源利用工程技術研究中心，在建筑節能技術產品的研究推廣領域不斷加大投入，不斷地開發新產品，保證了產品的不斷升級和技術更新。公司以墻材革新、建筑節能、可再生能源利用等為創新點，以建筑工業化和住宅產業化為方向，不斷加大科技投入，努力提高自主創新能力，建成了國家重點高新技術企業和省級工程技術研究中心，逐步建立起較為完善的企業科技創新體系。新型墻體材料、建筑節能、太陽能綜合利用的研究開發和推廣應用工作走在全國前列。實現太陽能與節能建筑有機結合、利用可再生能源智能化采暖供熱的“太陽能智能化采暖與節能建筑一體化技術”，被列入國家科技攻關計劃。實現建筑構件工廠化生產、現場裝配、節能省地的“工廠化施工節能建筑新技術”，被列入國家級星火計劃項目。實現墻材革新與建筑節能、替代實心粘土磚的“水泥輕質保溫防水墻板”，被列入國家火炬計劃重點項目、科技成果重點推廣計劃項目。實現工業廢渣回收利用、質輕壁薄、調節空氣濕度的“粉煤灰高強石膏內墻板”，被列入山東省火炬計劃項目。實現全板式組合建造低層節能住宅、適用于新農村建設的“節能住宅預制墻板結構體系”，被授予山東省建筑技術創新獎。企業因此被授予“中國專利山東明星企業”、“山東省建設科技單位”、“山東省墻改與建筑節能先進單位”等稱號，榮獲省科學技術獎5項。采用太陽能能輔助水源熱泵空調系統的“太陽能輔助水源熱泵空調與節能建筑一體化技術”通過山東省工程建設標準節能65%的驗收，填補省內同類技術的空白。實現多種可再生能源綜合高效利用、可廣泛適用于我國北方地區居民住宅的“寒冷地區太陽能采暖技術應用研究”，被授予山東省科學技術進步獎一等獎。

5、組織協調保障

為保證本課題的順利建設與實施，完成規定任務，實施預期的經濟、技術、社會、環境效益，我單位成立了“太陽能輔助熱泵空調綜合技術在節能建筑中的應用”項目科技攻關領導小組，并對具體工作進行了量化分工。

該項目主要設3個工作小組，具體分工如下：

一是科技開發組。主要負責項目的研究、開發和核心技術的完善，承擔員工的技術培訓等工作。

二是項目實施組。對項目設施整體性能進行測試，并進行實施安裝、項目產品的生產、安全保障等工作。

三是示范工程建設組。全面負責示范工程的規劃、建設等工作。

加強組織領導，確保項目的順利實施。為了保證項目能夠順利完成，公司成立了由總經理親自負責的“項目工作領導小組”，并針對該項目技術性的特點，分別制定了“技術培訓”、“標準制定”、“項目建設”、“外協調度”、“財務統計”等環節，指派專人負責，形成各項工作有人抓，具體工作有人干的工作局面。

在具體工作中，要求做到三個到位：一是組織協調到位。要制定工作計劃，明確目標和任務，及時協調調度，分段安排進行，同時，組織干部員工進行相關技術的培訓，學習相關標準，確保培訓率達到100%；二是示范項目建設到位。公司制定了詳細的實施計劃，并抽調專門的技術力量，嚴格督促，現場指揮，保證項目按計劃順利進行；三是保障措施到位，為保證工作的順利進行，做到了人、財、物配備合理，按需調度。加強標準化建設，健全標準體系，促進工作的順利開展.為保證項目質量，公司組織了技術力量，總結了工作取得的經驗，分別制定了相關施工標準等詳細可行的企業規范，使生產技術工藝更加成熟。同時，嚴格按照ISO9001：2000國際質量體系的要求，從各個環節、各個方面控制產品生產和工程建設。同時，嚴格執行ISO9001：2000國際質量體系認證，加強了生產、技術、質量檢查等方面人員的培訓和其他各個環節的工作。

加大研究開發力度，擴大產品生產規模，全力配合示范工程的建設。公司在科技創新方面，一直遵循“科技領先，管理為本”的管理方針，不斷建立健全相關管理體系。成立由單位負責人為首、技術負責人具體實施的管理班子，根據課題研究情況制定出管理措施和必要的激勵機制，使技術研究人員擁有良好的研究條件和自主權。

（二）項目技術應用情況

**集團與山東建筑大學、山東省建筑節能與新能源利用工程技術研究中心共同研究開發的太陽能采暖與供應熱水的方法及裝置，已經獲得了國家發明專利，并在建筑面積為7800平方米的**辦公小區住宅樓中應用示范成功，系統主要通過太陽能集熱器生產熱水，保溫儲存后用于低溫地板輻射采暖系統，經自動控制系統來控制熱水循環的溫度、流量，完全實現了太陽能熱水地板采暖的全自動運行；利用輔助加熱（城市熱力管網、熱泵、生物燃料等熱能），保證缺額熱量的補充，達到在冬季為住戶供暖；一年四季全天候為住戶提供生活與洗浴用熱水，大大提高了建筑的居住舒適性和設備利用率，與傳統的集中供暖相比，經濟和社會效益顯著。該系統在山東諸城、東營、濱州等地已經進行了推廣應用，取得了良好的效果。

**集團公司自行研究設計、安裝的山東**大廈冷暖空調工程，為水源(污水源)熱泵中央空調系統，其空調面積為10559平方米，保證了整座建筑的冬天采暖和夏季制冷需要。為了滿足辦公個性化要求，增加系統靈活性，該工程的設計采用分散式水源熱泵系統，使系統具有“人來則開、人走則關”的靈活性，最大限度降低了運行成本，與傳統空調及采暖系統相比，全年可節省運行費用約14萬余元。水源熱泵系統無冷卻塔，無噪音，無空氣污染，無水量損失，以城市污水為冷熱源的水源熱泵,變廢為寶，使用低品位的污水中熱能加輔助電力，系統COP達到4以上，降低了一次能源使用，提高了能源使用價值。

土壤熱泵空調系統是以大地土壤為冷、熱源，通過熱交換對室內進行空氣調節。該系統利用了地球表面淺層的地熱資源，冬季通過熱泵將水中的低品位熱能轉換為高品位熱能，對建筑室內供暖；夏季通過熱泵將室內的熱量轉移到地下，對是室內進行降溫。公司根據實際情況，創新性地研發出太陽能輔助土壤源熱泵空調技術系統，并成功運用到實際工程項目中——諸城市和平街平安大廈沿街房。該項目共二層，建筑主要功能為咖啡、零點餐廳、休閑，建筑面積約3700平方米，在建筑東側垂直挖取土壤水平設PE換熱管為建筑提供冷熱源。建筑為全面節能設計，節能設計施工標準達到65%。土壤換熱系統：通過換熱器換取土壤中的冷熱量為空調提供冷熱源。室內空調系統：室內末端采用風機盤管機組，安裝與吊頂內不占用房間有效空間，實現各個房間單獨控制，室內設置三速開關，可人為自動設置送風速度。自動控制系統：機組內設有多項控制設備，將供回水、送風溫度以及機組故障全部顯示于室內控制面板上，直觀、可靠。末端盤管機組可以根據需求人為控制其送風速度，方便、可靠、人文化。

示范項目主要有：諸城**辦公區住宅樓太陽能采暖與生活熱水供應系統被列為國家級示范工程項目；

壽光市田柳鎮太陽能地板采暖與生活熱水工程被列為當地節能示范項目； 諸城**大廈污水源熱泵空調系統被評為山東省建設技術創新一等獎；

諸城華東東華苑太陽能輔助熱泵空調技術被列為山東省綠色建筑示范項目； 諸城建設大廈水源熱泵空調系統被評為可再生能源利用示范項目。諸城平安大廈沿街房土壤源熱泵空調系統； 諸城繁榮路新華魯抗大藥房水源熱泵空調系統；

（三）項目獲獎及通過科技成果鑒定情況