《房屋建筑学》课程设计题目二

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1、房屋建筑学课程设计任务书 适用专业：工程管理 设计题目之二：三亚地区居住建筑节能技术研究1. 课程设计目的与意义房屋建筑学课程设计，是学生对房屋建筑学课程学习后的综合训练，巩固和运用房屋建筑学课程所学的原理和知识，了解国家现有的设计方针及建筑设计的有关规范，掌握建筑设计的基本原理和设计的程序，培养学生具有独立创新能力。 1.1 课程设计研究的意义节能是人类面临的挑战。建筑节能具有巨大的经济效益和社会效益。随着城市化进程的加快,我国住宅建筑面积呈几何式递增。城市人口的激增,对住房提出了更高的要求,同时也带来了更大的挑战。住房对于国家和社会关系到能源的合理利用及有效节约。时代的进步、科技的发展,在

2、目前的后工业时代,如何能够减少城市化带来的巨大耗能,如何能够更好的将先进的科学技术和科研成果转化并有效的应用,是我们亟待解决的问题。在世界建筑发展大潮流中，建筑节能已成为一个极为重要的热点，是建筑技术进步的标志，也是节约能源、保护环境、建筑界可持续发展的关键环节。提到建筑节能，我们自然会想到严寒地区、寒冷地区采暖居住建筑的节能，因为从20世纪80年代初期我国开始建筑节能工作以来，主要强调该部分地区建筑节能设计工作；但是，随着人们生活水平的快速提高，人们耐热、耐冷的能力降低，长江流域及其以南地区居民普遍自行安装采暖空调设备。由于没有科学的设计和采取相应的技术措施，致使该地区冬季采暖、夏季空调能耗

3、急剧上升，能源浪费严重，居民用于能源的支出大幅度增加，居住环境也未得到根本改善。1.2. 国内外研究现状分析在西方国家，低能耗建筑非常普遍，并正在向零能耗住宅（zeb）努力1，国内目前也有相关研究。不论是已建的一些提倡恒温恒湿的抑或是某些研究性的低能耗试验楼，使用的手段均是将目前国际上最先进的技术加以合成，虽然达到了高舒适度低能耗的标准，其价格在中国目前的经济状况下均不具备大面积推广的条件。我们提倡低能耗就应该从我国国情出发，舒适度宜人，采用经济的具有国内自主知识产权的建筑技术来满足低能耗建筑的要求。不要倡导恒温恒湿的高舒适度概念，人们应该回归自然，符合自然规律条件，建筑物应该提供给人们适合生

4、活的湿度温度，使健康绿色的低能耗建筑能够真正走进我国百姓的生活。 1.3. 课程设计研究、开发的必要性和背景历史上，由于经济和社会的原因，南方地区居住建筑一般都没有采暖空调设施，建筑设计对隔热保温不够重视，围护结构的热工性能普遍很差。长期以来，夏热冬暖地区的建筑围护结构的保温隔热状况基本上没有得到改善，甚至前些年在房地产盲目开发中，建筑围护结构的保温隔热状况有所降低。如建筑墙体，基本没有保温节能措施。又如建筑窗户，普遍采用单层玻璃窗，建筑外遮阳措施较少，单层玻璃窗保温隔热性能很差，致使夏天大量太阳辐射热经窗户进入室内；随着住宅建筑商品化，有些住宅设计为了建筑立面效果，窗墙比还有增大的趋势，这无

5、疑会使室内热环境更差。再如建筑屋面，大部分以平屋面为主，多采用架空隔热屋顶，其保温隔热性能比墙体还差。自本世纪起，我国建筑节能工作的重点逐步转向夏热冬冷地区，并且颁布了新的“节能标准”2。但是对夏热冬暖地区建筑节能问题专项研究很少3，所进行的研究主要针对夏热冬冷地区4-16。建筑物热工设计主要包括建筑物布置和形体设计、围护结构设计。居住建筑通过采用增强建筑围护结构保温隔热性能和提高设备能效比的节能措施，在保证相同的室内热环境指标的前提下，与未采取节能措施相比，采暖、空调能耗应节约50。围护结构设计主要包括围护结构材料和构造的选择；各部分围护结构传热系数的调整和确定，外墙受周边热桥、冷桥影响条件

6、下其平均传热系数的计算；围护结构热工性能指标及保温层的计算等。围护结构主要包括外墙、屋面、门窗和地面等。外保温墙体节能效果是明显的。对于屋面，南方地区（尤其是夏热冬冷地区）适当做保温层是必要的，且做成外保温构造比较好，因这种构造受周边热桥影响小；或设置蓄水屋面、覆土种植屋面等等。通过屋面保温层，再加以屋面架空、微通风等构造做法，能有效提高屋面保温隔热性能，达到节能设计标准要求。夏热冬暖地区采用蓄水屋面、覆土种植屋面是可取的。这样既可提高屋面保温隔热性能，还可改善环境。门窗是传热和空气渗透的薄弱环节。大量的调查和测试表明：太阳辐射通过窗户直接进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因。在民用建筑

7、节能设计标准(采暖居住建筑)JGJ26中规定北向窗墙比不大于0.25，南向不大于0.35。但在南方地区人们有开大窗通风的习惯，这样既有利于改善室内空气质量，又可以减少空调运行时的能耗，并且南窗大有利于冬季日照，因此，南方地区在提高窗的热工性能的前提下，适当提高窗墙比是可取的。为减少窗的传热系数，可采用单框双玻窗、双层窗、中空玻璃窗等节能窗；平开窗的气密性比推拉窗的气密性好，并且其开启面积大，既有利于自然通风，又有利于采暖、空调能耗控制。居住建筑窗外安装遮阳设施作为夏季防热，应是热带地区夏季节能的一个重点措施。设计时应将提高窗的热工性能和遮阳控制作为夏季防热、降低空调负荷的重点。节能建筑设计涉及

8、的面很广，除上述几方面的因素外，还包括多方面的因素。如采用新型建筑墙体、充分利用太阳能等，并且建筑节能与结构、给排水、通风和电气等各专业紧密相关。实现建筑节能是一项重大的系统工程，它需要各个环节、各个部门、各个专业的相互配合，共同努力，取得共识，才能实现节能目标，使居住环境质量得到改善和提高。 1.4.参考文献1 王庆一.美国建筑节能经验J.节能与环保,2004,(12).2 建设部. JGJ1342001.夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准S.3 冯林东.适宜夏热冬暖地区的建筑遮阳技术研究D. 西安建筑科技大学,2008年.4 建设部工程质量安全监督与行业发展司.全国民用建筑工程设计技术措施节

9、能专篇（建筑）M.北京:计划出版社,2007.5 林涛.夏热冬冷地区城市住宅节能整体设计研究D.湖南大学,2006年.6 戴小珍,包劲松,丁力行,向献红.夏热冬冷地区居住建筑节能研究的进展J.节能技术,2001,(05).7 熊小萌.中国夏热冬冷地区绿色建筑技术应用问题研究D.华中科技大学,2006年.8 吴伟伟.夏热冬冷地区居住建筑围护结构节能研究D.重庆大学.2008年.9 李尔青,来克明.关于我国建筑围护结构保温隔热技术研究现状与进展J.工程建设与设计,2005, (02).10 鲍学芳.夏热冬冷地区节能型居住建筑设计J.安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2006,(04).11 孙秀

10、竹.居住建筑中围护结构节能构造分析J.石油大学学报(自然科学版),2004,(06).12 王焱.夏热冬冷地区住宅节能优化设计D.东南大学,2003年.13 门颢.汉中地区居住建筑围护结构节能技术研究D. 西安建筑科技大学,2009年.14 侯兵.建筑节能技术措施探讨J.建筑节能,2007,(09).15 史敏磊.上海地区居住建筑围护结构节能保温技术及实践D.同济大学,2007年.16 詹莉,韦瑛.南方地区居住建筑节能浅谈J.建筑节能,2006,(08).2. 课程设计研究目标2.1 技术经济指标鉴于三亚属于夏热冬暖地区，课程设计的研究主要针对夏热冬暖地区住宅外围护结构的建筑构造开展技术研究。

11、研究将为海南省特别是三亚地区建筑节能技术提供依据，减少三亚地区建筑节能设计时的盲目性，对提高海南省建筑节能设计和管理水平具有积极的现实意义，对于完善海南省特别是三亚市建筑节能技术和居住建筑规范化起到重要的参考作用。2.2 考核目标提交如下研究报告之一：（1） 夏热冬暖地区住宅结构体系的选择结构体系决定墙体建筑构造、建筑造价和施工可行性，决定墙体材料的产生耗能和运输耗能。墙体改革是我国可持续发展的重要措施，对多种结构体系比较，结合三亚地区材料供应和施工技术水平，研究采用住宅最佳结构体系。如果是依靠自然通风降温的建筑，空间布局应比较开敞，开较大的窗口以利用自然通风。而设有空调系统的建筑，其空间布局

12、应十分紧凑，尽量减少建筑物外表面积和窗洞面积，这样可以减少空调负荷。（2）体形系数的研究体形系数的定义是建筑物外表面积F与其所包围的体积V之比值。对于相同体积的建筑物，其体形系数越大，说明单位建筑空间的热散失面积越高，研究表明，体形系数每增大0.01，能耗指标约增加2.5%。因此，出于节能的考虑,在建筑设计时应尽量控制建筑物的体形系数。但如果出于造型和美观的要求需要采用较大的体形系数时，应尽量增加围护结构的热阻。研究热带地区建筑的合理体型系数。（3）绿化对节能建筑的影响绿化对居住区气候条件起着十分重要的作用，它能调节改善气温，调节碳氧平衡，减弱温室效应，减轻城市的大气污染，减低噪声，遮阳隔热，

13、是改善居住区微小气候，改善建筑室内环境，节约建筑能耗的有效措施。分析三亚市绿化对节能建筑的影响。（4）外围护结构的节能措施改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。研究表明，使用环保、节能型建筑材料，可有效减少通过围护结构的传热，从而减少各主要设备的容量，达到显著的节能效果。采用新型墙体材料与复合墙体围护结构。但是在三亚特殊的气候条件下，在进行经济性、可行性分析的前提下,提出墙体保温隔热节能措施。（5） 门窗设计与选型 门窗耗能约占围护结构传热耗能的59%，是节能设计的重点。尽量减少门窗的面积，设置遮阳设施，提高门窗的气密性，尽量使用新型保温节能门窗，合理控制窗墙比。（6） 屋

14、顶的节能技术措施隔离太阳辐射热，隔热太阳辐射热，减少阳光直射，对屋顶可采用架空屋面，浅色屋面，种植屋面等。对屋面进行绿色覆盖，既可遮阳，又能隔热，而且通过光合作用，可消耗或转化部分能量，也起到美化环境作用。因此植物覆盖法是空调节能的较好的方法。在三亚可持续发展及教案设国际旅游岛的背景下，研究屋面的节能措施。2.3 技术关键课程设计主要对夏热冬暖地区住宅建筑的外围护结构节能构造进行设计与技术研究，关键是夏季改善建筑的保温隔热性能与通风性能。因此，拟对住宅建筑的通风、遮阳、绿色覆盖等节能技术进行重点研究，对其节能效果进行具体测试和计算，给出技术要点，得出科学的结论。课程设计为工程技术问题研究，研究

15、过程中需要面对几个方面的问题。首先是住宅建设项目的工程规模、技术标准、工程内容、质量要求、管理模式等随历史阶段的不同而不同，在建项目和已建项目不同，纵向可比性较差；其次，目前国内外住宅节能研究大多针对夏热冬冷地区，对于热带地区的研究很少，横向可比性差。为了获得客观、科学、相对准确的研究成果，本项目主要在三亚地区进行调研和研究：国内外资料查询国内、省内在建项目、已建项目调查专题调研形成研究大纲开展专题研究并得出初步结果计算与实验验证形成最终成果。3. 课程设计的研究方法3.1 国内外资料查询充分占有国内外相关技术资料是保证本项目研究内容具有先进性的前提之一。在掌握国内外大量技术资料的基础上，进一

16、步制定本项目主要研究的内容和具体细节，明确研究的具体目标和最终成果。3.2 国内、省内在建项目调查查阅省内外相关住宅建设项目资料，走访、统计已建和在建项目的节能措施，观察这些工程节能的效果，为进一步深化研究提供依据。3.3 专题调研与研究大纲针对目前热带地区的特点和住宅建设节能技术可能存在的问题，结合三亚的具体情况和要求，进行专题调研并形成具体研究大纲。3.4 开展专题研究并得出初步结果在研究大纲基础上，通过方案论证、现场调查与统计等方式开展专题研究，获得与住宅节能技术相关的具体参数，为确定热带地区住宅节能技术的主要矛盾提出解决方法。通过对现有建筑在墙体、屋面、绿化覆盖、门窗、遮阳、通风等方面

17、节能现状，提出三亚地区住宅建筑节能技术的关键措施。 在专题研究过程中，针对不同住宅的特点，分类进行相关研究。确定各类节能技术措施的依据和标准，明确三亚地区应该采用的最佳节能技术措施。3.5 研究重点针对三亚夏热冬暖的特点，主要从夏季防热节能为主。从现有国内外研究的结果分析，确定以屋面、绿化覆盖、门窗、遮阳、通风节能技术措施为重点进行研究。对其节能效果进行具体测试和计算，得出科学的结论。3.6 形成最终成果课程设计研究成果以报告形式提交。最好能应用于海南省特别是三亚市住宅设计和管理实践中，检查节能措施的实用性、合理性、科学性，并得出应用中存在的问题，为今后三亚地区住宅的节能建设相关规定提供参考。

18、海南省正在进行国际旅游岛建设。在国际旅游岛的开发建设过程中，建筑节能是我们的必然选择。大量的节能建筑将以前所未有的速度发展，不仅规模大、数量多，而且节能要求也更高。此外，随着科技的进步，国家不断完善、更新各类技术规范、实验规程和相关技术标准，项目建设过程中新技术、新工艺、新材料应用更为普遍，这对建筑节能提出了更高的要求。建筑节能设计与管理工作的好坏，直接关系到着国计民生之大事。针对不同地区的特点，给出住宅建设节能的特有措施，不断探索改进节能技术的有效方式，为节能住宅建设提供真实、可靠、可行的技术措施，真正为海南国际旅游岛建设找到住宅建设节能的有效技术方法，保证和提高我省工程建设质量。开展热带地

19、区，特别是三亚地区住宅节能的相关研究，其成果对于改变目前我省节能住宅建设具有十分重要的现实意义。3.7 本课程设计的特色与创新之处人们应该回归自然，符合自然规律条件，建筑物应该提供给人们适合生活的湿度温度，使健康绿色的低能耗建筑能够真正走进我国百姓的生活。课程设计适应环保节能的需求，符合海南建设国际旅游岛的大环境。本课题做为工程技术问题，结合我国的实际情况和我国唯一热带地区三亚市的特点进行住宅节能研究，从实际需要出发，根据海南省特别是三亚市气候特点进行住宅节能技术研究，为热带地区住宅节能设计、建设和管理提供可靠依据。课程设计的研究成果，可以为海南省节能住宅建设提供具体构造措施和节能依据，对提高

20、海南省节能住宅设计和管理水平具有积极的现实意义，对于完善海南省住宅建设节能质量保证体系起到至关重要的作用，为海南省建筑行业和其他相关行业节能产品提供参考。4.成绩评定 根据完成的工作量、清晰程度以及方案的合理性评定出优、良、中、及格、不及格五个档次。评分标准评分标准 所占比例 设计态度：平时出勤情况、认真程度、查阅资料情况。10% 设计方案：方案是否新颖、节能措施是否合理，符合三亚地区特点。 30%设计深度：是否达到建筑节能标准，表达是否符合规范。 40%报告质量：报告是否干净整洁，结构是否合理。 10%图纸数量：是否按照设计要求完成。 10%创新说明：设计思想是否新颖，设计理论是否正确，能否叙述设计要点。 10%5.进度与安排（2周）第一周 方案设计 星期一 上午 布置设计任务，讲解设计要点和设计安排。 下午学生查找资料，进行初步设计。 星期二 分组进行调研。 星期三分组进行调研。 星期四 各组分配相关题目。 星期五 个人对题目组织相关素材。第二周 节能设计要点研究、撰写报告星期一 要点研究 针对三亚特点，提出节能措施星期二 展开研究 对节能措施进行细化 星期三 组织测试对节能效果进行相关测试星期四 设计报告 设计报告是否完整、正确 做法是否正确、使用材料是否统一； 星期五 整理报告 要求打印装订，由班长统一交到教研室。 海南大学三亚学院 管理分院工程管理系