ID100-节能技术在南方新农村住宅设计中的应用

第一篇：ID100-节能技术在南方新农村住宅设计中的应用

节能技术在南方新农村住宅设计中的应用

佘思敏 胡雨村 何佳

(北京林业大学 水土保持学院，北京100083)摘要：建筑节能作为建筑设计的一个方面，其重要性日趋突显。在社会主义新农村建设的政策指导下，农村住宅的节能设计已成为可持续发展的一项基本要求。本论文是在归纳总结了建筑节能的发展、应用现状以及建筑节能设计中的各种技术之后，讨论利用多种节能技术进行农村住宅的设计。设计以南方郊区农村为背景，其建筑面积200平米左右，宅基地面积约400平米，建筑层数为两层。方案除基本的平面和立面等的设计外，更多地体现了节能技术的应用，如地源热泵、纤维砌块、中空玻璃、烟囱效应、热缓冲层、太阳能等的设计应用。本设计以“最大限度利用自然能源”为原则，采用上述各种节能设计，同时辅以各种节能建筑材料，使节能效果达到最佳。最后对设计中讨论使用的节能技术进行节能效果分析。此次节能设计与分析使用的软件为生态建筑大师Ecotect。Ecotect是一个全面的技术性能分析辅助设计软件，在该软件中完成对本模型的太阳辐射、热、光学、耗能等综合的技术分析。如此，农村节能住宅的设计便得以实现。希望通过对这种设计的探讨，加速中国广大农村地区的节能设计建设与改造进程。

关键词：南方新农村住宅，节能设计，节能技术，节能分析 分类：绿色建筑与城市可持续发展

第二篇：新型建筑材料在绿色住宅中的应用

新型建筑材料在绿色住宅中的应用

“绿色住宅”不仅仅是指绿地率，更应遵循“节约能源、节省资源、保护环境、以人为本”的基本理念。而建材的选用是绿色建筑中至关重要的方面。为大力发展和推广新型建材做示范借鉴。继智能化住宅之后，绿色住宅、环保住宅、生态住宅、健康住宅等新概念频繁在各房地产广告、百姓对住宅的议论与媒体报道中出现。绿色住宅成为房地产商新的卖点，成为近年来兴起的一种全新的居住概念。

绿色住宅是指根据自然环境，综合运用生态学、建筑学的基本原理及现代科学手段，合理安排组织住宅建筑与其他相关因素的关系，使住宅和环境成为一个有机的结合体。可见，建造绿色住宅实际上是以可持续发展的思想为指导的全方位的环保工程。它通过设计建筑内外空间中的各种物态因素，使物质、能源在建筑生态系统内有序循环、转换并与自然生态相平衡，从而获得一种高效、低耗、无废、无污染的生态系统的建筑环境。方面展开，讨论一些绿色住宅建筑中广泛应用的新型建材。

1.建筑节能随着人民生活水平的不断提高，对居住条件舒适性的要求也越来越高，过分地依赖人工照明、空调等高能耗的机械设备，必然带来能耗的增加。而绿色住宅正是通过运用一些成功的新技术、新材料绿色住宅建设离不开科技的进步以及新技术、新工艺、新材料的运用。这种形势下，住宅建筑材料面临着一次挑战和革新，一些不符合要求的传统建材势必将被淘汰。上海绿色建筑示范楼借鉴了国内外最先进的生态建筑设计与生态技术成果，在新型建材的运用上做出了示范作用。该工程中的不少先进适用技术已经在许多民用建筑设计中得以推广应用。本文主要以该示范楼为例，从节能和环保两来杜绝这种粗放、浪费的模式，以最低的能源和资源成本去获取最高的效益。

1.1 建筑节能的主要途径对于建筑物来说，节能的主要途径是减少建筑物外表面积和加强围护结构保温，以减少传热耗热量；提高门窗的气密性，以减少空气渗透耗热量；在减少建筑物总失热量的前提下，尽量利用太阳辐射热能和建筑物内部热能，最终达到节约采暖设备供热量的目的。

建筑外围护结构主要包括外墙、屋顶和门窗等。目前，我国绝大多数建筑没有采用必要的保温、隔热材料，仍是沿用传统的240、370砖墙兼具承重与保温隔热功能，这样既浪费土地资源，又得不到应有的保温隔热效果。而屋顶常用一般的炉渣或膨胀珍珠岩等做法，门窗常用钢窗（单层）、铝合金（单层）等，这不能满足保温隔热要求，也谈不上节能，居住生活环境质量当然也不会好。为了节约能源，提高居住生活环境质量，我国已开发了多种新技术、新材料，并颁布了节能新标准。

1.2 住宅建筑中的新型建筑材料

（1）外墙——保温隔热复合墙目前，在建筑中常使用的外墙保温主要有内保温、外保温、内外混合保温等方法。由于内保温会多占用使用面积，“热桥”问题不易解决，容易引起开裂，还会影响施工速度及居民的二次装修，且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构，所以外墙外保温运用最广泛并日趋成熟。

上海生态住宅示范楼为实现“零（低）能耗”这一目标，围护结构采用高效外墙外保温系统，并根据示范楼各种工况，通过能耗指标和节能效果能耗模拟分析，确定了四种复合墙体保温模式体系东面复合外墙构造体系中采用混凝土空心小砌块或砂加气砌块为主墙体，90 混凝土空心小砌块为外挂墙，中间填充发泡尿素、聚氨酯等高效保温层，构成一种隔热保温性能优异的新型复合外墙。

（2）门窗——双层中空Low－E玻璃节能门窗主要应抓好型材、玻璃、五金件、密封件和安装上墙几个环节。材料的选择上，主要选用铝合金断热型材、中空镀膜玻璃（图3）。镀膜玻璃主要有两大系列：热反射镀膜玻璃（或称阳光控制膜玻璃）和低辐射镀膜玻璃（或称Low－E玻璃）。

示范楼外门窗采用断热铝合金双玻中空LOW-E窗，天窗采用夹胶安全LOW-E玻璃，其表层玻璃具有自清洁功能（图4~5）；南向局部外窗采用充氩气中空LOW-E玻璃和阳光控制膜，提高外窗的保温隔热性能。这些窗体材料具有保温隔热性能，可以有效阻断红外光减少辐射。经过特殊处理后，窗玻璃还能根据需求，把阳光折射到室内需要的角度。

（3）屋面——倒置式保温体系，或结合植被屋面倒置式保温屋面是20世纪60年代开始在德国和美国被采用，其特点是保温层做在防水层之上，对防水层起到一个屏蔽和防护的作用，使之不受阳光和气候变化的影响而温度变形较小，也不易受到来自外界的机械损伤，是一种值得推广的保温屋面。

植被屋面具有很多优点，如：改善气候环境，过滤空气，缓解热岛效应；由“功能性” 向“观赏性”发展的屋顶花园增加了城市公共娱乐休闲空间；延长屋顶结构层、防水层等寿命，隔热保温、隔声效果均很好等。而且随着技术的发展，以前一直困扰的诸如植被的选择维护，覆土介质的荷载，尤其是屋顶防水、防根等问题都得到较好的解决。

上海生态住宅示范楼采用三种复合型保温体系，保温层采用耐植物根系腐蚀的XPS板和泡沫玻璃板置于防水层之上，再利用屋面绿化技术形成一种冬季保温、夏季隔热又可增加绿化面积的复合型屋面。屋面选用耐寒性、慢生常绿草坪做屋顶绿化，既易于人工保养维护又有提高屋面保温隔热效果和储水功能，能将50%的屋面降水保留在屋面上，然后再通过植物蒸发掉，从而改善了气候环境。与没有屋顶绿化的同类建筑相比，夏季酷热的白天室内温度可降低3℃～4℃，冬天取暖费可节约1/3。

（4）遮阳——铝合金电动外遮阳、垂直升降电动百叶遮阳的措施可以分为三大类：利用绿化的遮阳、结合建筑构件处理的遮阳、专门设置的遮阳。

其中专门设置的遮阳包括外遮阳、百叶内遮阳、内遮阳加镀膜、活动百叶遮阳等。

示范楼根据建筑设计风格和日照规律，采用多种高效智能遮阳系统，包括户外可调铝合金百叶帘、可伸缩外遮阳篷、户外天窗遮阳帘、户内百叶帘等内外遮阳系列产品；应用了日光增强型百叶帘、太阳能驱动卷闸帘、太阳能驱动风光感应及无线控制器等一些具世界领先水平的遮阳技术产品，使外窗的综合遮阳系数达到0.4，天窗遮阳系数为0.2。

2.环境保护在选择建材时，不仅要考虑其性能，更要注重材料的环保情况，并注意以下原则：①其生产所用原料尽可能少用天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物；②采用低能耗制造工艺和不污染环境的生产技术；③在产品配制或生产过程中不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物，产品中不得含有汞及其化合物；④可循环或回收再生利用，无污染环境的废弃物。上海生态住宅示范楼采用3R大量环保材料。3R材料是指可减量使用、能重复使用和可再生使用（Reduce, Reuse,Recycle）的建筑环保材料。

例如，混凝土采用高性能混凝土，减少建筑中混凝土的使用量；利用粉煤灰和矿渣粉等工业废料取代水泥作为掺合料，减少自然资源、能源的消耗和二氧化碳的排放；采用再生骨料混凝土，将废旧混凝土和建筑垃圾加工制成的骨料取代天然碎石，节约天然石材资源，使混凝土成为可再生利用的材料。减少天然用砂25%，水泥用量15%，内外墙均采用有废渣、废骨料制成的加气混凝土或砌块砌筑而成。选用速生木材加工制成的科技木，既完全保留了木材隔热、绝缘、调温、调湿等所有的自然属性，又避免了天然木材的自然缺陷，同时还可仿制出各种天然珍资树种甚至更具艺术感的纹理和颜色，大大提高木材利用率和装饰功能；选用回收旧木材用于部分建筑装饰环保装饰装修材料，100%采用环保低毒产品。

参考文献

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3.汪维，韩继红，刘景立，安宇.上海生态建筑示范楼技术集成体系.住宅科技，2006（6）：76-81。

4.[芬兰]埃斯科·米耶蒂宁，瑞斯托·萨尔尼.钢结构住宅.凌珀 译.天津：天津大学出版社，2004。

绿色建筑材料的选择和应用 □高欣

绿色建筑材料,即生态建筑材料，是与生态环境相协调的建筑材料。绿色建材作为生态材料的分支,绿色建材必须满足这些在材料工艺技术性能、环境性能和人体健康等方面的基本要求。

结构建筑材料。从现在的材料技术发展来看,结构用建筑材料在今后几十年中不会有大的突破,钢材和混凝土仍将是主要的结构材料。首先，钢材,钢材具有不可替代性,要在生产过程中提高钢材的绿色指标上下功夫,研究发展新技术、新生产工艺,努力降低生产能耗,减少污染物排放,对生产过程中产生的废弃物资源化,加快钢材的绿色化进程。其次，混凝土,由水泥和集料组成,是复合材料,它的生产能耗主要是由水泥生产造成的。减少水泥生产中的能耗和污染物排放是主要的方法。近年来,代表着先进生产技术—更清洁、更节能、规模化、大型化的新型干法水泥工艺已经成为业界的共识,全年新型干法水泥新增生产能力达7 000万t以上,是要研制开发低能耗、高性能的绿色水泥制品和环保水泥品种。

非结构建筑材料。墙体材料：构建节约型社会,对于建筑来说就是要建设节能建筑,而建筑节能主要就是墙体、门窗的保温隔热性能。发展新的绿色墙体材料,应大力开发研究和应用工业废渣如粉煤灰砖、煤矸石砖、页岩砖、矿渣砖、煤渣砖等代替粘土制造实心砖或空心砖技术;用磷石膏、氟石膏、排烟脱硫石膏等废渣可代替天然石膏制石膏板、石膏砌块等技术;建筑垃圾循环利用技术;用废弃的泡沫聚苯乙烯生产砌块或墙板技术;高性能外墙外保温材料;GRC墙板等。门窗材料：目前门窗的主要材料是木、钢、铝和塑料。木门窗一是消耗木材资源,二是保温隔热性能较差;钢和铝门窗的生产耗能是最高的,且保温隔热性能也较差。因此塑料门窗相对来说是最绿色的材料。防水材料：建筑防水材料一直是以沥青油毡为主,由于它在铺设和使用阶段产生大量污染物以及耐久性的特点,属于非绿色材料。改性沥青防水卷材、高分子防水卷材和PVC防水卷材克服了沥青油毡的缺点,是具有绿色建筑材料特征的防水材料,应大力推广使用。装饰材料：近年来建筑装饰产业的迅速发展有力地带动了装饰装修材料的消费,但装饰材料造成的室内空气污染,甚至造成人身伤害也时有发生。因此我国绿色环保装饰材料应大力开发研究和应用。用于内装饰,具有保湿、驱虫、保健等功能的环保墙饰材料,如草墙纸、麻墙纸、纱绸墙布等。代替金属管材具有塑料与金属的优良性能,不生锈、无污染的塑料金属复合环保管材,如铝塑复合管。用于室内外装饰装修的环保型漆料,如生物乳胶漆、水性氟碳漆等。

推广和应用绿色建筑材料已是必然趋势。构建节约型社会,发展绿色(生态)建材、建设节能建筑,是全社会的共同目标。一是要大力宣传绿色(生态)建筑材料,让全社会了解绿色建材的知识,告诉普通百姓怎样鉴别、购买、使用健康环保、性能最优的建材产品。二是要尽快建立我国的绿色建材评价体制和指标体系,引导建材企业进行技术研究与开发,积极推广新技术、新工艺,生产更多更新的绿色建筑材料。三是制订、修订全国和地方建筑设计规范和规程,从设计上要求应用更多的绿色建材,建设节能建筑。通过在生产、设计和使用三方面的共同努力,才能在全社会建设更好的节能建筑,为构建节约型社会做出贡献。

（作者单位：石家庄职业技术学院）

第三篇：新型建筑材料在绿色住宅中的应用

新型建筑材料在绿色住宅中的应用

摘要：

绿色住宅不只是指绿化，更应遵循“以人为本、节约资源、保护环境”的基本理念，建材的选用是绿色住宅建设中至关重要的环节。本文从绿色住宅建设的需求出发，详细论述了多种新型建筑材料的发展现状及未来趋势，如新型墙体材料、新型保温隔热材料、新型建筑防水材料、新型装饰装修材料等。

关键词：绿色住宅；新型建筑材料；节能；生态

绿色住宅是根据住宅建筑周围的自然和社会环境，综合运用多种现代科学手段而设计建造的一种能使住宅内外物质能源系统良性循环，无废、无污、能源实现一定程度自给的新型住宅模式。绿色住宅的建造离不开科技的进步以及新技术、新工艺、新材料的运用。在这种形势下，住宅建筑材料将面临着一次挑战和革新，一些不符合要求的传统建筑材料势必会被节能环保的新型建筑材料所取代。

新型建筑材料是在传统建筑材料的基础上生成的新兴材料，主要包括新型墙体材料、新型保温隔热材料、新型建筑防水材料、新型装饰装修材料和其他建筑节能材料等。

一、新型墙体材料

墙体材料是建筑材料的重要组成部分，据统计，建筑物能量的损耗约50%来自墙体。墙体材料改革是绿色住宅实现建筑节能及环境保护的主要途径之一。传统的墙体材料如烧结实心粘土砖消耗大量粘土及能源，不利于可持续发展。新型墙体材料是相对于粘土砖、钢筋混凝土等传统墙体材料而言的，通常泛指除粘土制品以外的具有节土、节能、利废、有较好物理学性能的墙体材料。

1、由传统材料经过改良生产的各类混凝土砌块、多孔模数空心砖等，这类新型材料保温、绝热性能较好，而且节省能源。

2、由工业废渣料制成的各类新型墙体材料，如利用炉渣、石膏、煤矿石粉、煤灰石等制成的粉煤灰砌块、煤矸石烧结（空心）砖、粉煤灰水泥等。这些材料的应用有利于住宅建筑的可持续发展，既可以包括土地资源，又大大降低了工业废料对环境的污染，有利于能源的节约和环境的保护。

3、市场上出现了各类型复合墙体板材。如石膏板、水泥板、复合板等。这些板材通常具有轻质高强、防火隔声性能好、施工方便、易于改造等特点，有利于提高建筑质量、减轻建筑物自重、提高住宅面积利用系数、减少住宅建造过程中的能耗，提高住宅的经济性。

新型墙体材料的发展有利于生态平衡、环境保护和节约能源，符合绿色住宅的建设要求。因此，要适应绿色住宅的建设需要，将新型墙体材料的发展与提高住宅建筑性能和改善建筑功能结合起来，因地制宜的发展各种新型墙体材料，从而达到节能、环保、促进建筑技术发展的综合目的。

二、新型保温隔热材料

保温隔热材料是一种减缓由传导、对流、辐射产生的热流速率的材料或复合材料。用于住宅建设的保温隔热材料种类非常多，根据其在维护结构的使用部位不同，可分为内、外保温隔热材料；根据其状态的不同可分为板块状保温隔热材料和浆体状保温隔热材料，根据材质不同可分为有机和无机保温隔热材料。其中，矿物棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩和泡沫塑料等是较为常用的建筑隔热保温材料。在绿色住宅建设中推广各类新型保温隔热材料，对于推动节能工程的实施，对于改善人民生活水平、保护环境、保持人类社会的可持续发展具有积极的意义。

目前，在建筑中常使用的外墙保温主要有外保温、内保温、内外混合保温等方法。由于内保温会多占用使用面积，“热桥”问题不易解决，容易引起开裂，还会影响施工进度及居民的二次装修，所以外墙保温运用很广泛并且日趋成熟。外墙保温技术的快速发展极大的促进了新型节能材料的开发应用。近年来，我国保温隔热材料的产品结构也发生了明显的变化，主要表现在以下几方面：泡沫塑料类保温隔热材料所占比例逐年增长；矿物纤维类保温隔热材料的产量增长较快，但其所占比例基本维持不变；硬质类保温隔热材料制品所占比例逐年下降。

三、新型建筑防水材料

防水材料是建筑业所需要的重要功能材料，是建筑材料工业的一个重要组成部分。新型建筑防水材料是相对石油沥青油毡及辅助材料等传统建筑防水材料而言的，其“新”字一般来说具有两层意思：一是材料“新”，二是施工方法“新”，它不仅具有基本的防水功能，还具有其他如保温、去污等功能，而且在生产和使用过程中对环境的影响也比较小。概括起来，新型建筑防水材料主要包括高聚物改性沥青防水卷材、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双面复合防水卷材等。

1、高聚物改性沥青防水卷材

高聚物改性沥青防水卷材是以高聚物的改性沥青为涂盖材料，以玻璃粘、黄麻布、聚酯毡为胎体所制成的卷材，它克服了普通沥青油毡的不足，具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度高、延伸率较大等优异特性，是我国今后大力发展和推广的防水卷材之一。

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（乳液或其他类）水性聚合物为主原料，加入其他外加剂制得的双组份水性建筑防水涂料。两组份在现场搅拌成均匀、细腻浆料，涂刷或喷涂于基体表面，固化后形成柔韧、高强的防水涂膜。这种涂料既有水泥类胶凝材料高强度、易与潮湿基面粘结的性能，又兼有聚合物涂膜弹性大、防水性好的优点，尤其是以水作为载体，克服了沥青、焦油、有机溶剂型防水材料易造成环境污染的弊端，是一种无毒无害、施工简便的新型绿色环保防水材料。它不仅适用于各种防水工程，还可用于修补、界面处理、混凝土防护、装饰、结构密封等工程。

3、合成高分子防水卷材

合成高分子防水卷材是以合成橡胶、合成树脂或两者的共混体为基料，加入适当化学助剂和填充料等经过塑炼、挤压成型、硫化、定型等工序加工而成，具有抗拉强度高、断裂伸长率大、抗撕裂强度高、耐热、耐低温性能好等特点，是高档次防水卷材，也是我国今后大力发展的新型防水卷材。

4、防水密封材料 又称嵌缝材料，主要用于建筑物和构筑物中各种接缝或裂缝的嵌填以保持水密性。防水密封材料应具有较大的塑性和粘贴性，应是以接缝或裂缝拉压等位移变形，保持水密性。主要包括带状、条状、卷状等定性密封材料和液状、膏状等不定性密封材料。

5、聚乙烯双面复合防水卷材

聚乙烯双面复合防水卷材是以低密度线性聚乙烯树脂为主要原料，两面复合化学纤维无纺布，并经特殊的工艺加工而成。它具有较好的综合技术性能，如抗拉强度高、抗透气能力大、低温柔性好，适应温度范围宽，抗老化能力强，有较好的气密性，耐酸碱腐蚀，使用寿命长等优点，是新建房屋或旧房维修较好的新材料。

四、新型建筑装饰装修材料

装饰装修材料是建筑材料的一部分，与其他建筑材料的物理力学性能属性有着明显的区别，它比较抽象，难以用数量衡量，其生命力在于它的多样性。我国建筑装饰装修材料的发展，虽然起步较晚，但起点较高，主要是在80年代以后引进国外先进技术和装备基础上发展起来的。近年来，人们对居住环境的要求越来越高，新型装饰装修材料的品种门类繁多，更新换代十分迅速，与人民生活水平提高和居住条件改善密切相关，是极具发展潜力的建筑材料品种之一。

在绿色住宅的建设中，对装饰装修材料的选择要体现以下原则：其生产所用的原料尽可能少用天然资源，应大量使用尾矿、废渣等废弃物；采用低能耗制造工艺和不污染环境的生产技术；在产品配置或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物，产品中不得含有汞及其化合物；可循环或回收再生利用，无污染环境的建筑环保材料。

五、其他建筑节能材料

1、智能建筑材料

智能建筑材料是指模仿生命系统，能感知环境变化，并及时改变自身的性能参数，做出能与变化后的环境相适应的复合材料。仿生命感觉和自我调节是智能建筑材料的重要特征。

2、太阳能的利用

太阳能是人类可以利用的最丰富、最洁净、最理想的能源。太阳能利用是绿色住宅建设的重要内容，除了传统的光-热转换, 用光电转换材料将太阳能直接转换为电能, 将太阳能电池与建筑材料构件融为一体, 体现太阳能与建筑的完美融合。可以预见, 采用光能转换技术与建筑的屋顶、外墙、窗户等结合集结成复合产品, 很可能成为本世纪一类重要的新型建材制品, 既可作为建筑的制品,又可以进行太阳能发电, 将有极为广阔的发展前景。

3、纳米技术的应用

纳米微胶囊相变材料可作为新型的环保节能型建筑材料，其主要成分为纳米和微胶囊化的相变材料。纳米在光催化作用下，能杀死病毒，消除VOC 和无机有害气体，能在不通入室外新风的情况下有效提高室内空气品质，减少空调系统的能耗；同时，微胶囊相变材料通过相变，物质的分子结构迅速地发生转变，在恒温状态下进行吸热或放热，在外界温度变化时能有效地保持室内热环境的稳定性，减少了能量的损耗，达到建筑节能的目的。

五、新型建筑材料的发展前景

随着城市化进程加快，城市人口密度日趋加大，城市功能日益集中和强化，需要建造高层建筑，以解决众多人口的居住问题和行政、金融、商贸、文化等部门的办公空间，因此要求结构建筑向轻质高强方向发展。目前主要目标仍然是开发高强度钢材和高强混凝土，同时探索将碳纤维及其他纤维材料与混凝土聚合物等复合制造的轻质高强结构材料。

到目前为止，普通建筑物的寿命一般设定在50～100年。现代社会基础设施的建设日趋大型化、综合化，例如超高层建筑，大型水利设施、海底隧道等大型工程，耗资巨大、建设周期长、维修困难，因此对其耐久性的要求越来越高。此外，随着人类对地下、海洋等苛刻环境的开发，也要求高耐久性的材料。目前，主要的开发目标有高耐久性混凝土、钢骨混凝土、防锈钢筋、陶瓷质外壁胎面材料、合成树脂涂料、防虫蛀材料、耐低温材料，以及在地下、海洋、高温等苛刻环境下能长久保持性能的材料。

在大空间建筑中“第五代建材”膜材料也是一种广泛应用的新型材料，它是由高分子聚合物涂层与基材按照所需的厚度、宽度通过特定的加工工艺粘合而成。现在它可以发挥极大承载力，构筑灵活大空间，并且具有自然生态美外观。

大深度地下空间是目前为止还没有被广泛开发利用的领域，随着地球表面土地面积逐年减少，人类除了向高空发展外，大深度地下是一个很有潜力的发展空间。与超高层建筑相比，地下空间结构具有很多优点。例如具有保温、隔热、防风等特点，可以节省建筑能耗。为实现大深度地下空间建设，需要开发能适应地下环境要求的药剂材料、生物材料、土壤改良剂、水之净化剂等。

海洋建筑与陆地建筑的工作环境有很大差别，为了实现海洋空间的利用，建造海洋建筑，必须开发适合于海洋条件的建筑材料。海水中的盐分、氯离子、硫酸根等侵蚀作用，使材料很容易被腐蚀而破坏；海水波浪不同地往复作用，对建筑物构成冲击、磨耗和疲劳荷载作用；海洋建筑还要经常受到台风、海啸等严酷的气候条件的作用；建筑在海滩、近海等软弱地基上的建筑物，其沉降现象也很明显。这些严酷苛刻的环境下工作的海洋建筑物所用的材料，要求具有很高的强度、而冲击性、耐疲劳性、耐磨耗等力学性能，同时还要具有优良的耐腐蚀性能。为实现这些性能，要求开发以下新型材料。如涂膜金属板材、耐腐蚀金属、水泥基复合增强材料、地基强化材料等。

为了实现可持续发展的目标，将建筑材料对环境造成的负荷控制在最小限度之内，需要开发研究环保型建筑材料。例如利用工业废料（粉煤灰、矿渣、煤矸石等）可生产水泥、砌块等材料；利用废弃的泡沫塑料生产保温墙体板材；利用废弃的玻璃生产贴面材料等；既可以减少固体废渣的堆存量，减轻环境污染，又可节省自然界中的原材料，对环保和地球资源的保护具有积极的作用。免烧水泥可以节省水泥生产所消耗的能量。高流态、自密实免振混凝土、在施工中不需要振捣，既可节省施工能耗，以能减轻噪音。

建筑材料也有向细微发展的趋势，随着纳密技术和纳米材料的进一步发展和研究，国外和国内利用纳米材料研究开发和应用的材料，目前主要是纳米Ti02催化生态建材。利用纳米的氧化分解能力和超薪水作用可制成改善生活环境，提高人们生活质量的生态建筑材料，包括空气净化建材、抗菌灭菌建材、除臭和表面自洁建材等。随着人类智能化的发展，智能化材料也被人们重视和研发，所谓智能化材料，即材料本身具有自我诊断和预告破坏、自我调节和自我修复的功能，以及可重复利用性。这类材料当内部发生某种异常变化时，能将材料的内部状况，例如位移、变形、开裂等情况反映出来，以便在破坏前采取有效措施；同时，智能化材料能够根据内部的承载能力及外部作用情况进行自我调整，例如吸湿放湿材料，可根据环境的温度自动吸收或放出水分，能保持环境温度平衡；自动调光玻璃，根据外部光线的强弱，调整进光量，满足室内的采光和健康性要求。智能化材料还具有类似于生物的自我生长，新陈代谢的功能，对破坏或受到伤害的部位进行自我修复。当建筑物解体的时候，材料本身还可重复使用，减少建筑垃圾。这类材料的研究开发目前处于起步阶段，关于自我诊断、预告破坏和自我调节等功能已有初步成果。

生态建筑材料也研究之中，它的科学和权威的定义目前仍在研究确定阶段。生态建筑材料的概念来自生态环境材料。生态环境材料的定义也仍在研究确定之中。其主要特征是节约资源和能源；减少环境污染，避免温室效应与臭氧层的破坏；容易回收和循环利用。作为生态环境材料一个重要分支，按其含义生态建筑材料应指在材料的生产、使用、废弃和再生循环过程中以与生态环境相协调，满足最少资源和能源消耗，最小或无环境污染，最佳使用性能，最高循环再利用率要求设计生产的建筑材料。

随着城市道路、市政建设步伐的加快，人行路、停车场、广场、住宅庭院与小区内道路的建设量也逐年被建筑物和灰色的混凝土路面所覆盖，使城市地面缺乏透水性，雨水不能及时还原到地下，严重影响城市植物的生长和生态平衡。同时，由于这种路面缺乏透气性，对城市空间的温度也有一定影响，多孔的路面材料能吸收交通噪音，减轻交通噪音对环境的污染，是一种与环境相协调的路面材料, 将雨水导入地下，调节土壤湿度，有利于植物生长，雨天不积水，提高行车、行走舒适性和安全性。除此之外，彩色路面、柔性路面等各种多彩多姿的路面材料，可增加道路环境美观性，为人们提供一个赏心悦目的环境。

六、结语

发展新型建筑材料及制品是可持续发展战略的要求，也是绿色住宅建设的必然选择。新型建筑材料代表了建筑材料的未来发展方向，符合绿色住宅发展的需要，日益受到社会各界的重视。现代绿色环保建筑材料的发展速度较快，其未来发展前景较好，将有越来越多的新型、高质量的节能环保建筑材料被开发和应用。

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第四篇：浅谈三维CAD技术在教学和设计中的应用

浅谈三维CAD技术在教学和设计中的应用

湖南省劳动人事学校张志明

摘要：CAD技术是先进制造技术的重要组成部分，是计算机技术在工程设计、机械制造等领域中最有影响的一项高新应用技术。CAD系统的发展和应用使传统的产品设计方法与生产模式发生了深刻的变化，已经产生、必然继续产生巨大的社会经济效益。

关键词：三维CAD技术；设计和生产的一体化；教学与设计

现代化教学和技术创新是21世纪职业学校和企业竞争的焦点之所在，而产品创新既是技术创新的主要组成部分，也是技术创新的物化成果和集中体现，同时现代设计技术是实现产品创新的关键。

一、CAD技术的发展趋势

了解CAD技术的发展趋势对推广应用技术是十分重要的，有利于CAD方案设计、选型适应技术发展的需要。总的来说，CAD技术的发展趋势有以下几方面：

(1)基于32/64位微机的Windows操作系统平台的CAD系统倍受欢迎，象Pro/E、I-DEAS等运行于工作站的软件也纷纷推出微机版。

(2)二维绘图与三维实体建模一体化，基于特征的参数化设计软件应当是CAD系统的主要功能要求。同时要求CAD与CAPP、CAM、CAE信息集成，提供符合IGES、STEP标准的产品信息模型。

(3)基于Windows/Objects/Wcb的技术解决方案是当前CAD软件的一个重要特点，也就是要求CAD软件能在网络环境下支持协同设计、异地设计和信息共享。

(4)支持并行设计的产品数字管理(PDM)一体化集成。

(5)CAD系统的智能化、可视化和标准化。

二、现代化教学已充分认识到多媒体教学的优势，并使之广泛应用，而三维CAD技术对教学也有很大的帮助

1、在教学很多课程需要实物模型帮助学生理解教学内容，而传统的教学方式是利用实物或者教师自制简单模型。存在的问题是实物携带困难，根据教学需要更改模型的可操作性也不大，自制模型简单，缺少变化，并且要花费教师的很多时间，没有经验的年轻教师完成这项工作也有困难。如果没有模型，仅仅依靠讲解，这样要想把一个立体结构讲清楚又是很困难的事情，对于缺少对实物感官认识的学生理解没有模型的讲解不是一个简单的事情，这个过程很容易出现偏差。

2、教学中存在的另一个问题是传统的教学模型更新换代的速度慢，而几十年不变的教学模型已不能满足教学和科技时代不断进步的需要，传统教学模型基本上不能够修改，更换时的问题是新模型或实物成本高，旧模型基本没有再利用的价值。

3、三维CAD技术在教学中的应用完全可以避免传统教具的缺点，它在具有实物教具直观，容易理解的优点的同时，克服了传统教具的不足，避免了携带困难，模型修改方便，添加新模型的成本低（计算机建模），学生根据自己的理解也可自己和建立新模型，达到降低教学成本，提高教学质量的目的。另一方面，使学生在学习阶段就能不断了解新技术，也为之将来走向社会打下良好的基础。

三、三维CAD设计的技术基础

1、设计手段的计算机化。现代设计技术已离不开计算机的参与和支持，计算机已成为现代设计技术的必备工具，这一点已经被现代企业、学校在计算机应用的实际情况所证实。三维CAD技术正是充分发挥计算机优势的有力工具。

2、设计范畴的扩大化。现代产品设计概念已不仅是产品本身结构、性能、工艺等的设计，还应包括与之相关的一切过程。而三维CAD技术是现代设计的基础，能够为后续的CAE（计算机辅助分析系统）；CAM（计算机辅助制造系统）；NCP（数控编程系统）；PDM（产品数据管理系统）等提供完整统一的产品数据信息，大大地简化后续工作，优化整个设计过程。

3、设计过程的并行化和智能化。局域网和INTERNET的普及，已使绝大多数人认识到，网络将是二十一世纪发展的首选工具。一个大中

型产品的设计不是一个人或少数几个人就能够完成的，而网络将这种设计任务的并行性的可能性大大提高。三维CAD技术使得设计人员之间的交流更容易，减少了交流过程中的不必要错误，网络交流更直观。

（1）设计和生产的一体化。计算机技术在设计中的应用已从以往的计算、绘图和制造发展到当今的三维建模、虚拟制造、智能设计及CAD／CAE／CAM集成阶段。三维参数化设计软件作为当今最先进的CAD软件，在发达国家与工程设计有关的各个领域中得到广泛应用。比如：美国福特公司为迎接21世纪而制定的革命性的技术发展计划《FORD2000》，应用三维CAD技术后将新型汽车开发周期从18个月压缩到12个月，减少了90％的实物模型，减少新产品的设计更改50％以上，减少新汽车试制成本50％，提高投资收益30％。波音公司新一代777客机生产中实现了“无图纸设计”，其先进的CAD／CAM技术，走在了全世界的前面。

（2）强调顾客参与化。新世纪需求的产品内涵是一组能满足消费需求的理解，需求是产品存在和发展的先决条件。那么一个优秀的产品设计应充分考虑消费者的意见，应尽力让消费者参与到设计中来，这样就必须让消费者充分理解设计者的设计意图，而一个消费者大多数不具备理解产品图纸的专业知识，这时设计的直观性就显得非常重要。

（3）追求产品的精神功能和环保性。这一点是在设计者思想重视的同时，依靠设计能力的和设计质量的提高来保证的。

（4）分行业进行基础件、标准通用件的二维和三维建库工作。目前，二维建库的工作已较成熟，三维实体设计是发展方向，二维与三维相互结合应是国内企业应用CAD的一种模式。

四、对CAD应用人才的培养

CAD技术成功应用的关键在于人才。企业应首先注意加强CAD技术应用人才的培养。企业人才培养的重点是应用好软件，解决实际问题。高等院校和科研单位的人才重点是开发。一般来说，中小型企业自己培养CAD技术的开发人才是不适宜的。应走合作开发应用的道路。

现代三维CAD技术正逐步走向成熟，微机平台技术也已开始在实践中发挥作用，并且以其对硬件要求不高，操作简便，容易上手，价格较

低（国产“金银花“MDA系统价格已低于¥5000）等优点，已被学校和中小型企业接受，希望这种技术能够为学校和企业带来效益，提高学校和企业的整体设计能力，在二十一世纪的技术创新中发挥作用。

[参考文献]

[1] 路清献AUTOCAD2004教程电子工业出版社，2006.[2] 张小宁深化推广应用CAD技术存在的问题邮电出版社，2003.作者简介：张志明、执教于湖南省劳动人事学校（湖南技师学院），中专高讲、省级专业带头人、国家级骨干教师、赴德进修教师。研究方向：机械制造、设计、模具及数控。

第五篇：太阳能辅助热泵空调技术在节能建筑中的应用

太阳能辅助热泵空调技术在节能建筑中的应用

山东**建设集团建筑节能与新能源利用QC成果小组

一、项目研发背景

随着经济的快速增长和人口的不断增加，生态环境不断恶化，能源紧张状况进一步加剧，因此，统筹协调经济社会发展与人口、资源、环境的关系，增强可持续发展的能力，已成为世界发展的主要方向。走科技含量高、经济效益好、环境污染少、资源消耗低的新发展路子，已成为我国全面建设小康社会、建设创新型国家和节约型社会、加快推进社会主义现代化的必然选择。

长期以来，我国建筑一直沿袭着传统的“秦砖汉瓦”，既浪费能源，又破坏耕地，我国大部分地区属于建筑热工设计分区的寒冷地区或严寒地区，冬季寒冷、夏季酷热现象十分明显，尤其是在当前我国能源比较缺乏、建筑节能技术相对落后的情况下，建筑节能问题显得尤为突出。目前，我国在建筑上消耗的能源已经占到社会能源消耗总量的近28％，而且每年还在以1％以上的速度增长，如此发展下去．到2020年，林立的高楼将可能占据中国能源消耗的40％。2008年我国启动的10大重点节能工程中预计节省的2．2亿吨能量中，建筑节能占1亿吨，约占45％。自20世纪90年代以来，国家从节约土地、节省能源和人类可持续发展的高度，将建筑节能作为建筑业的发展方向，先后颁布实施了《节约能源法》、《可再生能源法》、《民用建筑节能管理规定》（建设部令第143号）、《山东省新型墙体材料发展应用与建筑节能管理规定》（省政府令第181号）等，强制推行建筑节能，鼓励太阳能综合利用，随着能源紧张状况的加剧，太阳能等新型能源的开发应用必将成为建筑行业发展的一大趋势。

国内现有空调主要包括传统空调和近年来应用的普通热泵空调。传统空调耗电量大，无任何节能效果，且空调压缩机释放出的氟破坏臭氧层，引发温室效应；普通水源热泵空调完全依赖地下水温，使用电能为传统空调的60%左右，节能效果并不理想。国外相关技术产品造价高，不适合当前在我国进行普及应用。且国内外同类产品功能单一，没有形成建筑节能综合技术。随着社会发展进步和生活水平提高，人们对室内空气品质（IAQ）有了更深刻的认识，室内空气的好坏直接影响到人们的健康，原来使用的空调技术已经不能满足人们的要求，对环境的需求意识已经不是简单的冷热意识，而是趋向于健康化、卫生化的需求。因此采用更先进的空气调节方法提高空气品质满足人们的要求，成了当前空调行业发展的热点和重点之一。

山东**建设集团（以下简称**集团）自1970年成立以来，一直致力建筑节能与新能源利用研究应用工作，在国内外研究工作的基础上，充分考虑我国国情，不断进行技术研发和集成创新，不但成功研制了主动式渗透型太阳能空气集热器，提高了空气集热器的热效率，改善了太阳房的室内热舒适度和空气品质，将被动式太阳能空气采暖建筑技术进行模块化设计，实现了太阳能采暖的关键部件——太阳能空气集热器的优化设计和工业化生产，现场装配式安装，保证了集热单元的效率、精度和质量，解决了传统太阳房设计精度低、施工繁琐、质量较差的问题，同时还将太阳能技术与热泵空调有机结合，在建筑节能中综合利用，研究实施“太阳能辅助热泵空调技术在建筑节能中的应用项目”，真正实现了夏季采暖、冬季制冷的需要。通过在一些示范工程中进行实践，造价低，运行效果好，且汇集了企业自主研发的一系列建筑节能技术产品，整体安装，便于维护，是建筑节能的最佳选择。积累了大量运行数据，取得了宝贵的实践经验，为今后节能建筑一体化的研究和大面积推广应用打下了良好的技术基础。

二、项目基本情况介绍

（一）项目的技术路线、工艺

1、项目的基本原理

该项目主要包括三大技术产品系统：分别为太阳能辅助采暖与生活热水工程、热泵空调技术、建筑节能新技术新产品的应用。其基本原理如下：

（1）采用太阳能工程采暖技术。“太阳能采暖与生活热水供应系统”主要由集热器、蓄热水箱、辅助热源和自动化控制系统组成。太阳能屋面集热器收集热量，以热媒水的形式储存在蓄热水箱中，遇阴雨等特别天气时采用蒸汽或电辅助自控加热，根据业主需要由循环泵和输配系统自控供给小区业主常年生活热水和冬季室内地板辐射采暖，完全达到设计冬季室内采暖要求，实现全部自动化控制和分户计量交费的要求。

（2）热泵空调技术。热泵是一种通过利用地下浅层地热资源（包括地下水、土壤或地表水等），实现供热和制冷的高效节能空调系统，该系统主要包括：室外地能换热系统、热泵机组和室内采暖空调终端系统。三个系统之间靠换热介质进行热量传递。在冬季，利用制冷剂蒸发吸收封闭环流中水的热量，把地能中的热量提取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，利用制冷剂蒸发将空调空间中的热量取出，放热给封闭环流中的水，由于热泵介质温度低，所以可以高效地带走热量。通常，热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量，节能效果非常明显。

（3）建筑节能新材料、新技术。主要包括利用干粉砂浆、轻质防水墙板、外墙外保温等产品技术，将建筑节能化与智能化有机融合。

该项目是将建筑节能与新能源利用紧密结合，针对传统建筑中热效率低、造价高等突出问题和能源消费状况，进行技术研发和集成创新，研发出太阳能辅助热泵空调技术系统，解决寒冷地区建筑冬季采暖、夏季制冷问题，简化了施工工艺，降低了造价和运行成本，具有广阔的推广前景和应用价值。

2、工艺、技术路线

该技术将被动式模块化太阳能集热系统与热泵空系统相组合。进行能源转换的供暖、制冷空调系统，热泵系统（主要包括水源热泵、污水源热泵、地源热泵等）由于热源温度相对恒定，因此效率不会受到室外气温的影响，从而保持较高的COP值。太阳能与热泵有机结合，组成复合能源系统，可以充分利用太阳能提高冬季热源温度，提升太阳能能级品味实现供热的目的。冬季运行时，太阳能集热器一方面用来制备生活热水；一方面作为热泵供热空调的辅助热源，减少压缩机和换热器的负担，提高制热运行效率。夏季运行时，使用热泵系统制冷，太阳能集热器全部用来制备生活热水。

项目技术原理示意图：

图1：污水源热泵空调技术示意图

图2：热泵空调技术示意图

图3：太阳能采暖与生活热水工程示意图

3、主要技术关键技术

将太阳能利用、热泵空调技术与节能建筑有机整合，不仅改善了建筑功能和环境，而且代表和体现了绿色建筑的内涵；在寒冷地区实现了冬季采暖、夏季制冷，实现一机两用；节约能源，与传统空调和普通热泵空调相比，充分利用太阳光热及电能，减少传统能源的使用，大大降低能源消耗。

该技术系统主要包括三个方面：一是太阳能技术的应用，包括太阳能热水、太阳能采暖、太阳能辅助冷热源；二是热泵空调技术的应用，利用热泵原理，消耗少量的电能，将浅层土壤、水源等低位能源提升为高位能源，实现冬季采暖、夏季制冷；三是建筑节能新技术、新产品的综合应用，包括干粉砂浆、轻质防水墙板、外墙外保温等技术产品，有机融合到建筑中，充分将建筑节能与新能源利用结合起来，最大限度地减少建筑能耗。

三、项目技术的主要用途与性能

在建筑中使用太阳能、热泵空调等可再生能源是建筑节能的重要途径之一。我国太阳能的利用主要是生活热水方面，近年来，部分科研院所也对太阳能采暖进行了理论研究，并在一些项目中进行了实践。但目前，还没有形成一套完善的技术体系，太阳能采暖工程的应用主要集中在低成本的农村建筑中，城镇建筑应用较少，使用的技术种类也较为陈旧，普遍存在着集热效率低、设计施工精确度低、可靠性和与建筑结合程度有待提高等突出问题，造成了目前太阳能采暖建筑 冬季的热舒适性较差。同时，功能相对单一，不能实现夏季制冷，其局限性阻碍了大规模的推广实施。随着我国经济社会的持续发展，人民群众生活水平的不断提高，原有的单一性太阳能采暖已越来越难以满足人们对室内热环境的要求。另外，寒冷地区采暖集中供热能耗巨大，随着能源价格不断上涨，供热收费越来越高，在这种情况下，人们迫切需要一种节能环保、运行费用低廉的空调技术。

由**集团研究实施的“太阳能辅助热泵空调技术在建筑节能中的应用项目”，真正将建筑节能与新能源利用有机结合，将太阳能利用、热泵空调技术和节能建筑新技术三者有机结合，充分应用在节能建筑中，不但充分利用地下水温、污水水温或土壤温度，在冬季可以辅助太阳能进行升温，使用电能仅为传统空调的40%左右，解决了单项产品在供暖、制冷中的不足和技术问题。以太阳能作为辅助冷热源，以热泵空调机组实现冬季供暖、夏季制冷，同时充分应用建筑节能新技术、新产品，大大提高了建筑节能率，减少建筑能耗，为全社会的节能减排起到很好的带动作用。

太阳能采暖工程的技术创新点主要有：一是太阳能负担了大约60%的热负荷，结合分户热计量，使建筑的实际能耗进一步降低。经运行记录统计，在采暖季中，蒸汽辅助热源的耗气（电）量仅为常规建筑的1/3左右。二是经过示范项目经验，自动化控制程度高，具备绿色环保、设备投资降低、维护费用和运行费用降低等优点，此技术完全可靠，使用寿命达到15年以上。三是太阳能地面辐射供暖具备舒适卫生，改善家居环境，提高居住层次；没有散热器片及支管，增加了2%—3%的使用面积，便于室内装修和家具布置；各房间可按照住房所需独立调节；地板供暖为供回水双管系统，在每户的分水器前安装热量表，可实现按户单独计量收费；供暖期内，运行费用低于传统的暖气片供暖方式，而且室内温度基本恒温，无忽冷忽热现象。

热泵空调技术创新点主要是：该技术属可再生能源利用技术。一般包括地表水、地下水及工业和生活产生废水，其来源相对稳定，不受时间和季节的影响，水量也基本恒定，只要温度合适，将是空调良好的冷热源。该技术采用自动运行系统。热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，使用寿命长可达到15年以上。

项目主要技术指标

1、建筑节能率不低于65%；

2、可再生能源贡献率不低于15%；

3、能源和资源消耗降低不低于10%；

4、采暖制冷费用降低不少于40%；

5、相同建筑面积的建筑使用面积增长15%左右；

6、工程造价增加不高于5%，若按使用面积计算，工程造价降低5-10%，施工周期缩短40%左右，节省投资5%以上，建筑物自重减轻40%左右。

社会效益分析

此项目建设符合国家产业政策发展方向，符合国家科技部、建设部的重点产业区域规划；将加快实现由传统建筑向现代节能建筑的转变，推动建筑行业技术进步。同时对推进城乡、人与自然和谐发展，实现建筑行业的可持续发展具有显著作用。此项目实施后，将实社会效益、经济效益和生态效益的良性循环。

1、本项目实施完全顺应党和国家政策的号召，是国民经济和社会发展的重要基础设施，是经济社会可持续发展的有力保障。

随着经济的快速增长和人口的不断增加，生态环境不断恶化，能源紧张状况进一步加剧，因此，统筹协调经济社会发展与人口、资源、环境的关系，增强可持续发展的能力，已成为世界发展的主要方向。走科技含量高、经济效益好、环境污染少、资源消耗低的新发展路子，已成为我国全面建设小康社会、建设创新型国家和节约型社会、加快推进社会主义现代化的必然选择。自20世纪90年代以来，国家从节约土地、节省能源和人类可持续发展的高度，将建筑节能作为建 筑业的发展方向，先后颁布实施了《节约能源法》、《可再生能源法》、《民用建筑节能管理规定》（建设部令第143号）、《山东省新型墙体材料发展应用与建筑节能管理规定》（省政府令第181号）等，强制推行建筑节能，鼓励太阳能综合利用，随着能源紧张状况的加剧，太阳能等新型能源的开发应用必将成为建筑行业发展的一大趋势。

2、此项目属于建筑工程与新能源利用有机结合的技术，是国民经济的基础设施和基础产业，对水土资源优化与分配、区域经济社会协调与平衡，以及对周围生态环境和区域经济社会发展都会产生相当大的影响。

此项目科技创新成果若应用于工程实践中，可保证施工的质量与安全，保护施工环境。大幅度的降低工程造价，缩短工期。

太阳能辅助热泵空调使用电能，电能本身为一种清洁的能源，而且设计良好的太阳能辅助热泵的电力消耗，与传统空调和普通热泵空调相比，大大降低了能源消耗。水源热泵技术采用的制冷剂，可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代共质。运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。

该项目实施后可实现建筑节能率不低于65%；可再生能源贡献率不低于15%，能源和资源消耗降低不低于10%，采暖制冷费用降低不少于40%；相同建筑面积的建筑使用面积增长15%左右；工程造价增加不高于5%，若按使用面积计算，工程造价降低5-10%，施工周期缩短40%左右，节省投资5%以上，建筑物自重减轻40%左右，将为我国的经济增长和节能减排做出重要的贡献。

3、通过攻克技术难关，提高技术水平和管理水平，将大大提高企业的研发能力和综合竞争力，推动企业快速、协调、持续发展。

“太阳能辅助热泵空调技术在节能建筑中的应用”项目的实施，从设计研发、产品生产、施工安装到售后服务等环节，一方面可以扩大当地周边地区的就业，吸收大量劳动力；另一方面可以推动建筑节能技术的进步与发展。

4、推动建筑行业技术进步。加快实现由传统建筑向现代建筑的转变，实现建筑行业的可持续发展。

此项目将众多技术成果写进规范标准，将推动行业技术的发展。科技项目成果直接应用于工程建设，形成施工建设单位科技工作的鲜明特色。促进我国建筑建设的迅猛发展，推动行业技术进步。

5、良好的生态效益，推进城乡、人与自然和谐发展

该项目将太阳能利用、热泵空调技术与节能建筑有机整合，不仅改善了建筑功能和环境，而且代表和体现了“绿色建筑”的内涵。降低粉尘、有害气体、温室气体排放，减少空气污染，减少温室效应，环境效益明显。节能降耗，保护了人类自身生存环境，通过节约能源与有限的自然资源，为国民经济的持续稳定发展作出了巨大贡献。既发挥其应有的作用，又可构成和谐环境要素，提高城市品位。

四、项目技术现有工作基础与优势

（一）项目承担单位在实施本项目中的优势

1、技术优势

山东**建设集团，作为一家综合技术力量雄厚，研发队伍充足的综合性企业集团，集研发设计、开发施工、设备生产安装、售后服务一条龙，同时还与山东省建筑节能与新能源利用工程技术研究中心、山东建筑大学等科研高校开展长期合作，互通有无，积极交流，有着最前沿的技术信息支撑。到目前为止，已承担国家科技项目4项，省部级科技成果6项（其中获得山东省科技进步奖一、二、三等奖各一次），国家专利技术26项，其中发明专利5项，形成了拥有自主知识产权的科技创新型企业。

2、市场优势

公司实施的“太阳能辅助热泵空调技术在建筑节能中的应用”项目具备从研发、到产品生产、到设计施工、到售后服务，实现一条龙服务，同时拥有独立的知识产权及多项发明专利，再加上公司实施的多项示范工程项目，有丰富的实践经验，很强的市场优势。

4、管理优势

**集团公司联合山东华德节能科技有限公司、山东华新节能服务有限公司、山东华明建设科技有限公司、潍坊华房地产开发有限公司等企业，研究先进而适用的建筑节能新技术、新工艺、新材料，运用科学的管理方法，研究生产出具有高科技含量，并在质量、价格等方面有市场竞争能力的产品，以期提高人们的居住水平，实现建筑节能降耗，获得满意的经济效益和社会效益。公司成立以来，始终坚持科技创新，为了研究开发节能建筑新技术，积极与山东建筑大学等高等院校开展广泛技术交流与合作，并成立了专门的研究机构——山东省建筑节能与新能源利用工程技术研究中心，在建筑节能技术产品的研究推广领域不断加大投入，不断地开发新产品，保证了产品的不断升级和技术更新。公司以墙材革新、建筑节能、可再生能源利用等为创新点，以建筑工业化和住宅产业化为方向，不断加大科技投入，努力提高自主创新能力，建成了国家重点高新技术企业和省级工程技术研究中心，逐步建立起较为完善的企业科技创新体系。新型墙体材料、建筑节能、太阳能综合利用的研究开发和推广应用工作走在全国前列。实现太阳能与节能建筑有机结合、利用可再生能源智能化采暖供热的“太阳能智能化采暖与节能建筑一体化技术”，被列入国家科技攻关计划。实现建筑构件工厂化生产、现场装配、节能省地的“工厂化施工节能建筑新技术”，被列入国家级星火计划项目。实现墙材革新与建筑节能、替代实心粘土砖的“水泥轻质保温防水墙板”，被列入国家火炬计划重点项目、科技成果重点推广计划项目。实现工业废渣回收利用、质轻壁薄、调节空气湿度的“粉煤灰高强石膏内墙板”，被列入山东省火炬计划项目。实现全板式组合建造低层节能住宅、适用于新农村建设的“节能住宅预制墙板结构体系”，被授予山东省建筑技术创新奖。企业因此被授予“中国专利山东明星企业”、“山东省建设科技单位”、“山东省墙改与建筑节能先进单位”等称号，荣获省科学技术奖5项。采用太阳能能辅助水源热泵空调系统的“太阳能辅助水源热泵空调与节能建筑一体化技术”通过山东省工程建设标准节能65%的验收，填补省内同类技术的空白。实现多种可再生能源综合高效利用、可广泛适用于我国北方地区居民住宅的“寒冷地区太阳能采暖技术应用研究”，被授予山东省科学技术进步奖一等奖。

5、组织协调保障

为保证本课题的顺利建设与实施，完成规定任务，实施预期的经济、技术、社会、环境效益，我单位成立了“太阳能辅助热泵空调综合技术在节能建筑中的应用”项目科技攻关领导小组，并对具体工作进行了量化分工。

该项目主要设3个工作小组，具体分工如下：

一是科技开发组。主要负责项目的研究、开发和核心技术的完善，承担员工的技术培训等工作。

二是项目实施组。对项目设施整体性能进行测试，并进行实施安装、项目产品的生产、安全保障等工作。

三是示范工程建设组。全面负责示范工程的规划、建设等工作。

加强组织领导，确保项目的顺利实施。为了保证项目能够顺利完成，公司成立了由总经理亲自负责的“项目工作领导小组”，并针对该项目技术性的特点，分别制定了“技术培训”、“标准制定”、“项目建设”、“外协调度”、“财务统计”等环节，指派专人负责，形成各项工作有人抓，具体工作有人干的工作局面。

在具体工作中，要求做到三个到位：一是组织协调到位。要制定工作计划，明确目标和任务，及时协调调度，分段安排进行，同时，组织干部员工进行相关技术的培训，学习相关标准，确保培训率达到100%；二是示范项目建设到位。公司制定了详细的实施计划，并抽调专门的技术力量，严格督促，现场指挥，保证项目按计划顺利进行；三是保障措施到位，为保证工作的顺利进行，做到了人、财、物配备合理，按需调度。加强标准化建设，健全标准体系，促进工作的顺利开展.为保证项目质量，公司组织了技术力量，总结了工作取得的经验，分别制定了相关施工标准等详细可行的企业规范，使生产技术工艺更加成熟。同时，严格按照ISO9001：2000国际质量体系的要求，从各个环节、各个方面控制产品生产和工程建设。同时，严格执行ISO9001：2000国际质量体系认证，加强了生产、技术、质量检查等方面人员的培训和其他各个环节的工作。

加大研究开发力度，扩大产品生产规模，全力配合示范工程的建设。公司在科技创新方面，一直遵循“科技领先，管理为本”的管理方针，不断建立健全相关管理体系。成立由单位负责人为首、技术负责人具体实施的管理班子，根据课题研究情况制定出管理措施和必要的激励机制，使技术研究人员拥有良好的研究条件和自主权。

（二）项目技术应用情况

**集团与山东建筑大学、山东省建筑节能与新能源利用工程技术研究中心共同研究开发的太阳能采暖与供应热水的方法及装置，已经获得了国家发明专利，并在建筑面积为7800平方米的**办公小区住宅楼中应用示范成功，系统主要通过太阳能集热器生产热水，保温储存后用于低温地板辐射采暖系统，经自动控制系统来控制热水循环的温度、流量，完全实现了太阳能热水地板采暖的全自动运行；利用辅助加热（城市热力管网、热泵、生物燃料等热能），保证缺额热量的补充，达到在冬季为住户供暖；一年四季全天候为住户提供生活与洗浴用热水，大大提高了建筑的居住舒适性和设备利用率，与传统的集中供暖相比，经济和社会效益显著。该系统在山东诸城、东营、滨州等地已经进行了推广应用，取得了良好的效果。

**集团公司自行研究设计、安装的山东**大厦冷暖空调工程，为水源(污水源)热泵中央空调系统，其空调面积为10559平方米，保证了整座建筑的冬天采暖和夏季制冷需要。为了满足办公个性化要求，增加系统灵活性，该工程的设计采用分散式水源热泵系统，使系统具有“人来则开、人走则关”的灵活性，最大限度降低了运行成本，与传统空调及采暖系统相比，全年可节省运行费用约14万余元。水源热泵系统无冷却塔，无噪音，无空气污染，无水量损失，以城市污水为冷热源的水源热泵,变废为宝，使用低品位的污水中热能加辅助电力，系统COP达到4以上，降低了一次能源使用，提高了能源使用价值。

土壤热泵空调系统是以大地土壤为冷、热源，通过热交换对室内进行空气调节。该系统利用了地球表面浅层的地热资源，冬季通过热泵将水中的低品位热能转换为高品位热能，对建筑室内供暖；夏季通过热泵将室内的热量转移到地下，对是室内进行降温。公司根据实际情况，创新性地研发出太阳能辅助土壤源热泵空调技术系统，并成功运用到实际工程项目中——诸城市和平街平安大厦沿街房。该项目共二层，建筑主要功能为咖啡、零点餐厅、休闲，建筑面积约3700平方米，在建筑东侧垂直挖取土壤水平设PE换热管为建筑提供冷热源。建筑为全面节能设计，节能设计施工标准达到65%。土壤换热系统：通过换热器换取土壤中的冷热量为空调提供冷热源。室内空调系统：室内末端采用风机盘管机组，安装与吊顶内不占用房间有效空间，实现各个房间单独控制，室内设置三速开关，可人为自动设置送风速度。自动控制系统：机组内设有多项控制设备，将供回水、送风温度以及机组故障全部显示于室内控制面板上，直观、可靠。末端盘管机组可以根据需求人为控制其送风速度，方便、可靠、人文化。

示范项目主要有：诸城**办公区住宅楼太阳能采暖与生活热水供应系统被列为国家级示范工程项目；

寿光市田柳镇太阳能地板采暖与生活热水工程被列为当地节能示范项目； 诸城**大厦污水源热泵空调系统被评为山东省建设技术创新一等奖；

诸城华东东华苑太阳能辅助热泵空调技术被列为山东省绿色建筑示范项目； 诸城建设大厦水源热泵空调系统被评为可再生能源利用示范项目。诸城平安大厦沿街房土壤源热泵空调系统； 诸城繁荣路新华鲁抗大药房水源热泵空调系统；

（三）项目获奖及通过科技成果鉴定情况