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

關鍵詞：華北地區建筑采暖熱電聯產電熱鍋爐熱水爐直接電熱電蓄熱水源熱泵

調整能源結構，減少燃煤造成的污染，同時滿足電力供大于需的矛盾，是華北地區大中型城市環境治理面臨的一個重大問題。建筑采暖能源約占此地區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能源結構的調整重點，對目前飛速發展的住宅建設也有重要的指導意義。本文在分析采暖現狀的基礎上，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、運行成本、初投資、適用性等方面進行評價，最后提出不同現狀下新舊建筑采暖方式的建議。

一．現狀

1．熱電聯產、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，北京市隨著高碑店熱電廠的并網和城區管網的進一步擴建和改造，供熱面積可進一步發展到六千萬平米。其它各城市熱電聯產為熱源的集中供熱系統也陸續建成和投入運行。

2．區域鍋爐房為熱源的集中供熱，這是該地區最主要的供熱方式，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85％以上建筑的采暖方式，此外還有利用地熱熱水為熱源的集中供熱系統，新建小區利用電熱膜方式的電采暖、一家一戶燃氣小鍋爐采暖、空氣熱泵和水源熱泵采暖等。

二．目前問題

1．集中供熱系統末端無計量和調節手段。統一按照供熱面積收費。當室內過熱時，用戶開窗散熱而不是關暖氣。由于無調節手段，辦公室、教室夜間和假期照常供熱，住宅有人無人照常供熱。根據測算，末端增加調節手段并通過改變計量方式使此調節手段被真正利用，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。然而采暖收費方式的改革涉及大量技術、資金和政策問題。將是一個長期的任務。

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

3．華北電網峰谷差達到1：4.5，盡管總的用電負荷低于供電能力，但峰時供電仍緊張，削峰填谷和發展低負荷時段的電力負荷是能源結構調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．熱電聯產方式熱電聯產是利用燃料的高品位熱能發電后，將其低品位熱能供熱的綜合利用能源的技術。目前我國大型火力電廠的平均發電效率為33％，而熱電廠供熱時發電效率可達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，采用熱電聯產方式，可產生2000千焦電力和7000千焦熱量。而采用普通火力發電廠發電，此2000千焦電力需消耗6000千焦燃料。因此，將熱電聯產方式產出的電力按照普通電廠的發電效率扣除其燃料消耗，剩余的4000千焦燃料可產生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的脫硫裝置和消煙除塵設備，同樣產熱量造成的空氣污染遠小于中小型鍋爐房。因此在條件允許時，應優先發展熱電聯產的采暖方式。熱電聯產的問題是：①長距離輸送，管網初投資高，輸送水泵電耗為所輸送熱量的2～4％，維護、管理費用也高，②由于末端無計量方式和調節手段，導致30～40％的熱量浪費。按照前蘇聯的大規模實驗結果，供熱末端增加調節手段，并采用按熱量計量收費后,可節省熱量30％以上。[2]

2．中小型區域鍋爐房集中供熱其區域鍋爐房可以是燃煤、燃氣、燃油或電鍋爐方式，但都需要通過區域管網經過熱水循環向建筑物內供熱。于是與熱電聯產方式一樣，由于末端無計量和調節手段，導致30～40％的熱量浪費。熱量輸送距離短，水泵電耗為輸送熱量的1～1.5％，但其熱源效率卻遠低于熱電聯產方式。區域燃煤鍋爐房的設置是以煤為主要燃料的解決分散到各戶設燃煤爐導致的煤和煤渣的運輸與污染，煤爐的管理等一系列問題。為此犧牲了末端調節能力，導致30～40％的末端熱量浪費增加了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自動管理。為什么還要搞燃氣或電的區域鍋爐房呢？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境效益外，應盡量利用其便于輸送，便于調節的特點，通過節能盡可能地減少運行費的增加。

3．家用小型燃氣熱水爐一家一戶自成系統，同時解決采暖和熱水供應問題。這一方式在歐、美已有幾十年歷史，目前為這些地區的主要采暖方式，我國之所以沒有廣泛應用，是由于燃煤為主的歷史形成必須集中供熱的傳統觀念，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，集中供熱設備的投資，包含在市政和建筑中，而家庭燃氣鍋爐卻要個人出資則為另一原因。目前隨住房改革和燃料結構改變，這三個原因都不再存在，因此在新建住宅區當不存在熱電聯產集中供熱的條件，準備使用天然氣為采暖燃料時，家用燃氣小鍋爐應為首選方案。近幾年曾出現過幾起燃氣小鍋爐爆炸的事故，這屬于初期試用中的問題。引進國外成熟技術，安全問題應較容易和可靠的解決。小區燃氣鍋爐房集中供熱工程中，鍋爐房、外網和建筑物內主管網的投資至少要30～50元/m2，與家庭燃氣鍋爐房投資相同。而使用家庭燃氣鍋爐時還可省去熱水器投資。采暖是連續負荷，瞬態負荷不高于目前家用熱水器負荷，因此不會給燃氣管網帶來問題。而末端的靈活調節卻能與集中燃氣鍋爐相比，平均節省30～40％的燃氣，從而降低運行成本。因此，與燃氣集中鍋爐房形式相比，這一方式優越性十分明顯。

4．直接電熱在室內采用各種電暖氣、電熱膜等方式，盡管末端裝置熱利用率為100％，并且調節靈活，但使用高品位電能直接轉換為熱，是很大的能源浪費。目前我國大型火力發電廠的平均熱電轉換效率為33％，在加上輸送損失，電熱采暖的效率僅為30％，遠低于熱電聯產的170％，也低于燃煤或燃氣采暖的85～90％。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。僅從環境保護的角度看，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荷的峰谷差，減緩大型火電與調峰的困難，設法利用夜間低谷期電力供熱，從電力系統運行的綜合平衡看，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節不靈活，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。由于采暖最大負荷發生在晚間而電力負荷低谷發生在后半夜，因此這種蓄熱方式效果很差，并且為了蓄熱導致夜間室內溫度過高，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蓄存一天的供熱量，真正實現削峰填谷，其放熱量又可隨時人為控制，不需要采暖時可隨時關閉，應該是末端電蓄熱采暖的最佳解決方案。目前的問題是設備投資高，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備適當補貼，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氣鍋爐競爭。

6．電動空氣熱泵使用電采暖的最好方式是熱泵方式。空氣熱泵是使空氣側溫度降低，將其熱量轉送至另一側的空氣或水中，使其溫度升至采暖所要求的溫度。由于此時電用來實現熱量從低溫向高溫的提升，因此當外溫為0℃時，一度電可產生約3.5度的熱量，效率為350％，考慮發電的熱電效率為33％，空氣熱泵的總體效率約為110％，高于直接燃煤或燃氣的效率。實際上現在的窗式和分體式空調器中相當一部分都已具有熱泵功能，因此屬很成熟的技術。具有熱泵功能的房間空調器與單冷型房間空調器價格差異并不大，因此考慮到空調器的普及，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，當外溫降至－5℃以下時，一般就需要輔助采暖設備。此時用電熱作為輔助手段，也遠比整個冬季全部電熱效率高，模擬分析的結果表明使用輔助電采暖后，北京地區熱泵采暖電耗約為直接電熱方式的一半。②房間空調器的末端是熱風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。例如采用戶式中央空調與地板采暖結合等，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換熱器升溫后再回灌到另一口深井中，換熱器另一側則為空調冷卻水。這種方式實際上是在夏天將建筑物中產生的熱量存入地下，供冬季采暖使用。冬季將建筑物產生的冷量存于地下，供夏天空調用。華北地區民用建筑冬夏冷熱負荷大致相當，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，以在夏季提供空調冷水的工程經驗，因此屬成熟技術；水??水熱泵的投資及技術復雜性都低于風??水熱泵或風??風熱泵，應無技術難度。由于地下水溫常年穩定，采用這種方式整個冬季氣候條件都可實現一度電產生3.5度以上的熱量，運行成本低于燃煤鍋爐房供熱，夏季還可使空調效率提高，降低30～40％的制冷電耗。同時此方式冬季可產生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的要求，增加的投資約為150元/m2，如果考慮空調設備投資的話，這種方式與小區燃煤鍋爐房＋各戶房間空調器投資相同，但全部為電驅動，小區無污染。夏季空調熱量全部排入地下，小區無熱污染，一次能源效率還高于直接燃煤，因此應該是解決華北地區城市建筑采暖空調的最佳方案。

*電費按0.39元/度計算

**低谷電按0.20元/度計算

***已包括夏季空調初投資

****熱電聯產初投資僅為外網及換熱站，不包括電廠，運行費按16元/GJ，燃煤從電廠購熱價計算

注：1.運行能源包括輸送管網水泵電耗，管理費為運行管理人工費

2．燃氣價格按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。可以看出，如果電均為燃煤電廠供給的話，熱電聯產方式對大氣污染最低而電熱鍋爐排放量最高。運行費也是熱電聯產方式最低，因此只要條件具備，就應大力發展熱電聯產集中供熱方式，同時改革供熱計量收費方式，增加末端調節手段，從而進一步降低集中供熱單位能耗，增大現有的熱電聯產熱源可能供熱的面積。

四．結論

1．大力發展熱電聯產集中供熱方式，這是寫入我國二十一世紀白皮書中的基本國策，應從各方面支持和保證。只要有可能接入熱電聯產集中供熱網的，就應要求接入，而不允許采用其它方式。

2．不同的燃料對應于不同的最佳供熱方式。燃煤對應的最佳方式為熱電聯產和集中供熱，燃氣、直接用電時集中供熱方式就不再適宜，而應發展與新的燃料對應的新方式。

3．對小區鍋爐煤改天然氣工程一定要慎重。有條件接入熱電聯產集中供熱網的應盡可能接入。有條件取消集中供熱，改為家庭獨立的燃氣鍋爐的應盡可能爭取。對于住戶經濟條件普遍較好，空調安裝率較高的小區，甚至還可打深井，安裝集中換熱器利用原有供暖管網實現水的循環，在各家各戶安裝分散式水源熱泵。

4．遠離熱電聯產熱網的新建小區不應該再建集中供熱系統，而應采用家庭小型燃氣鍋爐或建深井回灌系統統一提供循環水，各家各戶安裝小型水源熱泵。

5．應從政策上支持深井回灌式水源熱泵系統。有條件地區的新建小區和商業建筑應盡可能優先考慮此種方式，這對保護大氣環境，保護小區環境，擴大用電負荷都非常適宜。將空調設備投資一同考慮的話，這種方式初投資并不高，而運行費用最低。

6．對于城區燃煤爐采暖的用戶，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荷削峰填谷效果。因此除電價上的優惠政策外，電力部門還應對蓄熱式電暖氣設備給予補貼。

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

參考文獻：

第2篇：建筑研究論文范文

本文介紹一種狀態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逐時溫度，以驗證模擬結果。

關鍵詞：計算機程序建筑熱過程狀態空間模擬數學模型

Abstract

AmethodforreducingdimensionsofstatespacebuildingmodelispresentedinthispaperandthereducedbuildingmodelisusedinacomputerprogramBTPtosimulatethethermalbehaviourofbuildings.Finally,thehourlyindoorairtemperatureofaresidentialroomunderactualweatherconditionsisprovidedinordertoevaluatethemethod.

Keywords：computerprogramindoorairtemperaturemathematicalmodelstatespacesimulationthermalbehaviourofbuildings

1引言

狀態空間建筑建筑熱模型[1]采有現代控制論中"狀態空間"的概念，對多個房間的建筑物的熱過程列寫動態平衡方程，其中包括各圍護結構內部的導熱，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外遮陽等過程的細致描述。對于一個建筑物的動態熱過程，此模型表達為

（1）

式中，T為建筑物各圍護結構表面及其內部節點和空氣節點的溫度構成的向量，W為室外氣象參數（空氣溫度、太陽輻射等）和室內熱源等擾量構成的向量，C是熱容陣，A是熱導陣，B是邊界陣，它們都取決于建筑結構熱物性，表示T對時間τ的導數。

某個房間的空氣溫度可以寫成：

(2)

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

在描述建筑物動態熱過程的諸多方法中，狀態空間能靈活方便地處理多個房間多個表面之間的耦合關系，各種熱邊界條件和各種熱擾量。而反應系數法不能考慮各個表面之間的長波輻射，諧波反應法在計算時必須先對各種熱擾量進行Fourier分解。另外，狀態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定性的限制只能限較小的時間步長。但是狀態空間法為保證模擬精度，單個房間的熱模型要求的維數一般不低于30，房間多時，維數不更大，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]的基礎上，提出一種實用可行的狀態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構房間在建筑熱模型降維前后的室溫過程。結果表明，7維建筑熱模型的模擬結果與39維的模擬結果相當一致，室溫最大誤差不大于0.1℃。因此，降維的狀態空間建筑熱模型可以廣泛應用于建筑熱過程的研究。

2狀態空間建筑熱模型的降維過程

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

（3）

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

（4）

于是，各節點對第j種熱擾量的響應為

（5）

經歸功一化處理，得到各種熱擾量對各節點的綜合作用強度為

（6）

其中，

（7）

因此，在模擬建筑熱過程時，只要選取綜合響應強度大于δ（控制精度的常數，一般可取百分之幾）的節點作為主要節點。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}的交集作為主要節點，記它們相應的為λi為λ*1，λ*2，…，λ*k,下面的工作是把其它節點集結到這些節點，也就是尋找{φij}，使

（9）

最小，經類似最小二乘法的推導，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構建筑物中間層一個南向房間的動態室溫，選擇的房間的內部尺寸（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，內抹灰18mm；內墻為240mm磚墻，兩側抹灰18mm；樓板為30mm水泥砂漿+120mm空心樓板+10mm石灰砂漿；室內換氣次數為1h-1，室內自由得熱量為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狀態空間建筑熱模型中的節點及其時間常數和響應強度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點時間常數和響應強度，可以看出節點之間的時間常數相關最大為4300倍，只有8個節點的響應強度大于1%，而它們竟占所有節點響應強度的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，也不能把狀態空間建筑熱模型的維數降得太低，否則，無法真實反應室內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不同維數建筑熱模型模擬得到的室溫過程

4結論

狀態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，從而在保證模擬精度的同時節省CPU的時間。一般單個房間的狀態空間建筑熱模型降到10維左右，具體取決于實際建筑物結構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和響應強度的節點，可以控制建筑熱模型的維數，從而實現模擬精度與模擬時間的最優化。

5參考文獻

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,具有原位修復止水結構或單獨構建防滲帷幕之功能,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的防水建筑材料所不具備也無法替代的,正因如此,化學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

目前國內常用的化學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、聚氨酯和木質素漿材四大品種系列.第二類是補強加固型,這包括環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強加固工程,只是強度較低;在第二類型中的環氧樹脂漿材也能用于防滲止水工程,只是單價偏高.現將國內用量較大的環氧樹脂和聚氨酯漿材品牌及研發單位列于下表1和表2.

表1.國內常用環氧漿材品牌及研發單位

漿材品牌SK-1JXHK中化-798CW

研發單位中國水科院天津基礎公司杭州華東院科研所廣州中科院化學所長江科學院

表2.國內常用聚氨酯漿材品牌及研發單位

漿材品牌

PMLWHWTZS發單位天津大學華東院科研所華東院科研所上海隧道公司

3.主要用途及應用部門

由于化灌漿材具有前述七大特性,故化學灌漿漿材和技術特別適用于工程建設中的堵漏止水、帷幕防滲、基礎加固和裂縫修補四個方面.從現在來看,化學灌漿的應用領域主要在水電、建筑、采礦和交通四個行業,具體應用領域大體如下

①大壩、水庫、涵閘等基礎防滲帷幕和基礎加固；

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、基礎加固和裂縫的補強加固;

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礦井建設中的涌水堵漏、流沙治理及對軟弱地層加固、穩定的預灌漿;

⑦石油鉆井開采中的堵漏止水、鉆孔護壁加固和驅油;

⑧橋基加固及橋體裂縫補強;

⑨機場跑道和停機坪、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強加固;

⑩江河海港港工建筑物(如碼頭、船閘、防波堤等)的基礎防滲和加固

4.國內化灌漿材應用概況

化學灌漿材料在防水材料中雖屬小品種,但隨我國基礎建設的發展應用量在逐年增加,年用量己遠超萬噸,現僅根據2004年沿海八城市12個企業或公司粗略統計的用量就有6635T,見表3.同時,在各部門中化學灌漿材料的應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家企業或公司2004年用漿量粗略統計

漿材種類水玻璃聚氨酯環氧丙烯酸鹽

用量(T)/年4000220042015

擇差別.如地下建筑業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氧漿材加固壩基;文物保護部門則選用甲基丙烯酸甲酯漿材來修復文物建筑等.化學灌漿材料在大型工程中應用量是很大的.葛洲壩電站一期工程護坦止水系統滲漏事故的修復,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102噸;三峽工程近幾年防滲堵漏和地基加固應用各種化學灌漿材料570多噸,見表4;廣東一家化灌企業

表4.三峽工程化灌漿材應用概況

漿材名稱CW環氧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.國內化灌漿材研究概況

我國化學灌漿事業是解放后開創的,經50余年發展,成績斐然[2].這與一些產業部門和部份大專院校培養了一批從事化學灌漿技術的研究隊伍密切相關.隨著我國基礎建設的發展,防水化灌漿材應用量逐年上升,漿材開發與應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灌漿的研究論文約有323篇,其中漿材研究與應用占240篇,見表5.由

表5.近五年國內化灌漿材研究與應用撿索概況

漿材環氧聚氨酯水玻璃丙烯酸鹽丙凝甲凝木質素篇數1127327111052

%46.730.411.24.64.22.10.8

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

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

①應用國內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,首次建造大壩化學防滲帷幕[3];

②選用CW環氧漿材和水泥—化學復合灌漿技術,加固軟弱泥化斷層破碎帶;和

③采用包括化學漿材在內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]都達到了國際先進水平.這其中三峽工程的高水頭混凝土活縫處理,一直是中外媒體關注的焦點

6.化灌漿材與環境保護

化學材料中常含少量有毒害的化合物,用于防水的化學灌漿材料也不例外,因此研究與應用化灌漿材的人員一定要提高環保意識,做好防止污染的工作.積多年從事研究與應用防水化灌漿材工作的經驗,特提出如下選擇與應用化灌漿材,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在滿足工程防水設計基本要求的前提下,選用化灌漿材應首選無環境污染的水玻璃漿材;

③選用其它防水化灌漿材應選用無公害產品,并注意不要任意擴大應用范圍及用量;

第4篇：建筑研究論文范文

論文摘要：混凝土結構被廣泛應用于多種工程，解決開裂問題是決定混凝土結構是否能夠滿足使用需求和耐久性的關鍵。

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。輕者使內部的鋼筋等材料產生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性等，嚴重的將威脅到人民的生命、財產。出現混凝土裂縫的原因從微觀上看，混凝土是由水泥、砂、石、空氣、水組成的多相結合體，由于混凝土的組成材料、微觀構造以及所收外界影響的不同，混凝土裂縫產生的原因也有很多種。

1混凝土結構的裂縫依其形成可分為以下三類

1.1靜止裂縫系指形態、尺寸和數量均已穩定不再發展的裂縫。修補時，僅需依裂縫粗細選擇修補材料和方法，而與其它因素無關。

1.2活動裂縫系指其寬度不能保持穩定，易隨著結構構件的受力、變形或環境溫、濕度的變化而時張、時閉的裂縫。修補時，應先消除其成因，并觀察一段時間，確認已穩定后，再依靜止裂縫的處理方法修補；若無法完全消除其成因，則應使用具有足夠柔韌性的材料進行修補。

1.3尚在發展的裂縫系指長度、寬度或數量尚在發展，但經歷一段時間后將會終止的裂縫。對此類裂縫應待其停止發展后，方可進行修復或加固。

混凝土裂縫修補前，應對其成因進行研究，若是由于承載能力不足引起的裂縫，除應選擇相應的方法進行修補外，尚應選用適當的加固方法進行加固。

2修補設計

修補設計原則上應根據第四章是否需要修補及補強加固的判定結果，進行恢復己開裂結構件的機能及耐久性的設計，更重要的是要選擇適當的修補材料、修補工法以及在選擇修補時間的基礎上進行修補設計。進行修補設計時，應考慮如下事項：①根據是否需要修補的判斷結果，設定修補范圍及規模，還應按需要再度調查現場。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境條件(一般環境、工廠地區、鹽類環境、溫泉地帶、寒冷地帶及特殊用途)。③為了明確規定修補目的及恢復目標，考慮環境條件，選定最適于修補的修補材料、修補工法及修補時間。選擇修補工法，可按開裂現場及開裂原因決定。另外，當構筑物處于鹽類等苛刻環境時，應選擇比普通環境條件高一個等級的材料及工法。如有可能，裂縫最好在穩定后再作修補;對隨環境條件變化的溫度裂縫，則宜在裂縫最寬時處理。

混凝土建筑物及構件的修補恢復目標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，可將修補恢復目標分成如下三個階段:①恢復到與健全構件同等性能。②恢復到不妨礙使用的程度。③恢復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行的應急修補工程。④必須充分研究修補作業所必要的機械材料、腳手架及工程現場對周圍人群的安全保障。

3修補方法

3.1表面修補法①利用混凝土表層微細獨立裂縫（裂縫寬度ω≤0.2mm）或網狀裂紋的毛細作用吸收修補膠液，封閉裂縫通道。對樓板和其它需要防滲的部位，尚應在混凝土表面粘貼纖維復合材料以增強封護作用。常用的方法為涂覆法，增加整體面層，壓抹環氧膠泥，環氧漿液粘玻璃絲布，表面縫合等。②涂覆法:混凝土表面出現數量較多的表面裂縫時，采用手工或機械噴涂方法，將修補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，厚度大者適應裂縫變化能力強。選用修補材料時應考慮使用條件(室內、室外、環境溫濕度變化，介質腐蝕情況)以及裂縫活動情況等，例如，要求耐磨的地坪可選用環氧瀝青涂料，聚氨酷涂料，聚氨酷瀝青涂料等剛性涂料，不穩定的裂縫修補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:混凝土表面裂縫數量較多，分布面較廣時，常采用增加一層水泥砂漿或細石混凝土整體面層的方法處理。多數情況下，整體面層內應配置雙向鋼絲網。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局部修復法①充填法用鋼釬、風鎬或高速轉動的切割圓盤將裂縫擴大，最終鑿成V形或梯形槽，分層壓抹環氧砂漿、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;梯形槽用于滲水裂縫修補;環氧砂漿適用于有結構強度要求的修補;聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補。②預應力法用鉆機在構件上鉆孔，注意避開鋼筋，然后穿入螺栓(預應力鋼筋)，施加預應力擰緊螺帽，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，宜采用雙向施加預應力。③部分鑿除重新澆筑混凝土對于鋼筋混凝土預制梁等構件，由于運輸、堆放、吊裝不當而造成裂縫的事故時有發生。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，澆筑強度高一等級的混凝土，養護到規定強度的修補方法。修補后的構件仍可使用在工程上。用這種方法修補己斷裂的構件應特別慎重。此外，修補前應檢查鋼筋的實際應力和變形狀況。修補混凝土宜用微膨脹型。修復工作必須十分仔細認真，否則新老混凝土結合不良將導致失敗。

3.3灌漿法將水泥或化學漿液灌入混凝土縫內，使其擴散，固化。固化后的漿液具有較高的粘結強度，與混凝土能較好地粘結，從而增強了構件的整體性，使構件恢復使用功能，提高耐久性，達到堵漏防銹補強的目的。用于結構修補的化學漿液主要有兩類:一類是環氧樹脂漿;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度。

3.4低壓慢注修補法(注射法)以一定的壓力將修補膠液注入裂縫腔內；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。可使用JN-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，以較高壓力（按注漿料產品說明書確定）將灌注材料壓入裂縫腔內；此法適用于處理大型結構貫穿性裂縫、大體積混凝土的蜂窩狀嚴重缺陷以及深而蜿蜒的裂縫。可使用JN-J或HPG兩種水泥基改性材料，也可使用JN-M結構灌注膠。

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

民用建筑混凝土結構裂縫修補工法多種多樣，但我們不能只知其一、只用其一，而應牢牢掌握每一種方法，以一變應萬變，做到根據不同情況采取不同方法，切實從每一個環節入手，做好過程控制，完善施工手段，確保施工質量，盡量實現修補最優。

參考文獻：

第5篇：建筑研究論文范文

通過一段時間內對某棟典型多層板樓建筑外微氣候相關參數的監測，總結其規律如下：1）在太陽強輻射時間內，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，標準偏差約在0.6℃以上；2）多數時間內（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）建筑熱外表面可產生誘導上升熱氣流。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上給出了合理的解釋。

關鍵詞：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

伴隨著空調的迅猛發展而引發的能源短缺、環境污染，以及病態建筑綜合癥等問題，使得在當今社會可持續發展和舒適健康日益成為建筑和空調系統設計的熱點。基于解決上述問題，建立"綠色居住建筑體系"已經達成共識。目前各方面的學者都在積極探討建筑的可持續發展之路。有學者提出"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建筑，它能提供人們生活和生產需要的建筑環境，保證人體的衛生和健康，同時具有節能建筑的特點。自然通風和小區綠化等就體現了這種思想。

在夏季炎熱地區，自然通風是人們主要采用的住宅降溫手段。建筑設計怎樣來促進建筑物的自然通風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，多數考慮的是通風進入室內后的流動，而建筑外氣流的形成、形式及對室內熱環境的影響卻很少涉及；盡管有學者在20世紀50年代就發現了太陽輻射下建筑熱外表面的上升熱氣流對自然通風的誘導作用以當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對無風燥熱天氣下通風的意義[2]，但卻很少有人能從建筑熱環境的角度出發，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境的特性，考慮其對小區熱環境及室內熱環境的影響并引入到實際的建筑設計中。

實際上，正是由于目前人們對人居熱環境的動態特征的研究方興未艾，許多研究分析結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境重要性的同時，卻不知從何入手、真正與建筑設計相結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動態參數進行現場觀測及基礎理論分析，研究其規律并在此基礎上探討如何結合小區布局和建筑設計以改善人居環境，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、陽光、輻射、氣溫與濕度條件[3]。由于微氣候形成因素復雜難以給出簡單的數學描述，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境的規律，特選擇了一座典型多層板樓進行現場測試。

1.1建筑描述

實驗建筑（24#）為北京地區一南北朝向的5層宿舍樓，整體結構為長方體。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；測點所對應的房間為4人一間的宿舍，宿舍內分別有一臺電視和計算機，此外并無其它較大熱源，室內負荷相對比較穩定。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測其溫度隨高度的變化）；室內相應布置了監測外墻內表面溫度及空氣溫度的測點；此外還監測了室外的空氣溫度、路面及草坪溫度等相關參數。室外溫度的測量根據文獻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計生產，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型天空輻射表進行測量，每20min記錄一次。該天空輻射表經中國國家氣象局標定，儀器的靈敏度為8.86μv/W·m2)，年穩定性為±2%。

3)環境風速及上升氣流速度

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

2.測試結果綜述

2.1外墻表面溫度規律

溫度記錄結果表明，一段時間內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都在1.5～2℃以上，只在夜間才可能低于1℃。

一段時間內西墻外表面垂直溫度變化的標準偏差值如圖4所示。從圖中可看出，在中午至傍晚一段時間內，西墻外表面溫度的穩定波動較大，約在0.6℃以上，有時則在1℃以上，而在其余時段內側較小。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準偏差

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出一定規律：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，多數情況下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，一天絕大多數時間內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；圖中數據也表明多數時間內西墻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

/℃環境風速

/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；絕大多數時間內草坪溫度始終最低；室內氣溫和外墻內表面溫度都相對比較平穩（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空氣溫度、西墻內表面溫度以及外表面溫度的標準偏差的比較。如圖可知，從下午至夜間凌晨以前，由于室內自然通持續進行，并受室內不確定熱擾的影響，西墻各層的室內空氣溫度的波動相對內表面溫度要明顯，但總的不如外表面溫度波動大。而在凌晨以后，則有可能出現室內空氣溫度的波動幅度大于圍護結構外表面溫度變化的情況。西外墻內表面溫度的標準偏差在0.3℃左右，室內空氣溫度的標準偏差在0.6℃以下（圖中dTin-air，dTin-w，dTout-w分別指室內空氣溫度、西墻內表面及外表面溫度的標準偏差值）。

圖8室內空氣溫度、西墻內表面溫度及外表面溫度的標準偏差的比較

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產生貼附上升氣流，在環境風速較小時可能對室內通風及熱環境產生重要影響。本次實地監測過程中，選擇環境風速較小（基本都在1m/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境風速進行了比較，如表2所示。其中環境的主導風向為南北向，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速，這可能是因為實測風速為貼附氣流風速和環境風速疊加以后的值。另外，環境風速紊動變化較大，其離散度（以標準偏差除以平均值）為45%左右，而貼附氣流風速則相對穩定得多（離散度為25%）。

表2貼附氣流速度的測量結果

Table2Measuredresultsoftheinducedairflowontheexternalsurfaceofbuildings

時間13:0013:2013:4014:0014:2014:4015:40

室外環境風速／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平均值標準偏差

室外環境風速／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結果分析

根據建筑外墻表面的熱平衡方程[5]：qs+qR+qB+qg=q0+qca+qra(其中qs--圍護結構外表面所吸收的太陽輻射熱量：qR--圍護結構外表面所吸收的地面反射輻射熱量；qB--圍護結構所吸收的地面總輻射；q0--圍護結構外表面向壁體內側傳熱量；qca--圍護結構外表面向周圍空氣進行的對流換熱量；qra--圍護結構外表面向周圍環境進行的熱輻射量)。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出來的規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度不同將直接導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，多數時間下各層所獲得的太陽總輻射強度差別不大（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系。其中主要原因還是在于環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相差較大，而尤以1層和混凝土路面的角系數最大。這樣當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；結果導致在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，不可能導致1層外表面溫度在此后的時間內始終高于其它各層。分析可知，在這一時段內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。結合天空長波輻射和地面長波輻射在不同時間內的作用效果，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，貼近地面的空氣溫度往往比高層空氣溫度增長更快，結果可使上下層空氣溫差達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，結果會使下層外墻外表面的溫度相對略高。

另外，當環境風速較大時，即為混合對流時，由于建筑上下層風速不同，在外墻與空氣溫差較大（即西墻各層太陽輻射較強的時段內，二者溫差在10℃以上）時，將直接導致外墻和周圍大氣的對流換熱效果不同，結果底層溫度高于高層；環境風速越大，高層與低層（1、2層）之間的溫差則越大。若是無風自然對流時，1層處于層流區，其對流換熱也弱于上層。結果也可導致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，對流換熱較強的時間）內高于其它各層。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變弱，這時起主導作用的是長波輻射。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，地表與各樓層溫度相當，兩者之間的長波輻射較小；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。

由于圍護結構內表面溫差的變化幅度在0.5℃以下，因此可不考慮內外表面熱傳導的影響。結合以上分析可知，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，但由于建筑結構、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雜（如西墻外表面溫度分布曲線并非單調增減）。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，使得在不同時段內外墻表面的溫度分布更趨于復雜。

盡管上述分析針對一棟具體的低層的建筑而進行，但是以下兩點結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)多數時間內（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，可得到類似結果。

4結論

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、風速外，還有建筑結構形式、尺寸，小區布局、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及環境風速相對較小的情況下建筑外微氣候的變化，并總結出規律如下。

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℃，標準偏差約在0.6℃以上；在12：00～24：00內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3℃；而其余時段內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時間內（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，多數情況中間樓層（3、4層）溫度略高。

太陽輻射下建筑熱外表面會產生誘導貼附上升氣流，其風速變化較環境風速相對穩定。

在測試的基礎上討論了太陽輻射、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雜。

后續工作將接著對建筑小區內不同位置的表面溫度、空氣溫度濕度、輻射以及風速等參數繼續進行系統的長期監測，在此基礎上建立數學物理模型并結合CFD模擬結果進行分析比較，以便更深入地了解建筑環境參數和小區熱環境之間的相互關系。

[參考文獻]

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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：隨機開辟型。主要是以民間為主，基層的老百姓在閑暇的生產勞動之余，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；專業建設型。以官方或宮廷為主，為了娛樂需要在特定的區域建設的專業型場地，其中根據表演性和競技性也有著略微的區別，競技性要比表演性的場地要大，且專業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，蹴鞠場也隨著規則的完善不斷發展。這一時期，蹴鞠不僅在宮廷和民間廣泛開展，而且有成熟的規則，體育組織—齊云社的成立，蹴鞠專業球隊—左右筑球軍創立，都為蹴鞠場專業化與科學化創設了研究性與發展驅動性的環境。

1.2步打球和捶丸運動場

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

1.3射箭場地

在中國古代史中，射箭是發揮作用較多的武術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。根據運用的人數和目的不同，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，自己建設的相關場地；另一類，軍用訓練場地。各朝代軍隊為了提高戰斗力所建設的相關場地。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。在古代實際的運用中，有專門的和臨時兼用的，出于軍事需要和軍事技術發展的實際，習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。在其相關體育建筑的建設中，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，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作用。軍事訓練類型建筑。在古代，主要是指王公貴族在內的精英群體開展訓練的場地，讓他們在這種近乎實戰的訓練中，既培養他們個人的體能和單兵作戰能力，也讓他們在相互的配合中培養合作與戰略戰術運用能力。這種運動和建筑在宋代是最為常見的。

1.5水嬉、冰嬉運動場地

水上體育活動作為古代中國宮廷常規性活動，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、冰上雜技運動等。由于運動本身具有一定的危險性，在其場地和建筑的建設中，有兩類：軍事場地。如水軍訓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的訓練，相關的器材包括滑冰鞋、船、碼頭與戰場情境模擬等；娛樂運動場地。是指在相對安全與平靜的水域，建設的專門用來娛樂的區域。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格復雜性。

2.1中國古代哲學思想影響

主要表現在兩個方面：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上，追求某種體育建筑的不斷創新；“天人合一”的和諧理念。即在不破壞自然環境的基礎上開展各種體育運動，因此，對體育建筑也就缺乏創新和建設的動力，導致中國古代體育建筑研究、設計與建設都處在落后與零散的現狀。

2.2等級社會結構影響

中國古代封建社會制度的長期存在且主導，極大地制約了中國古代體育建筑的建設和推廣運用。首先，古代體育建筑設計和運用的保守性。在儒家思想和小農意識的制約下，人們缺乏體育意識，在升官發財與光宗耀祖思想的引導下，他們生活、學習與工作的重點都遠離了體育軌道，自然也不會開始體育建筑建設和創新的學習研究；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，進一步說明了相關體育項目的研發和推廣，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施的可能性。

2.3農業生產模式影響

古代中國作為一個農業社會，決定了中國古代體育的次要性、輔甚至補充性地位。農業生產模式對古代體育建筑的影響表現在兩個方面：節慶性建設和運用。主要是指為了服務某種節日，在農閑時所做的應急性的建設。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，射箭活動對農閑田地的開辟與運用等；祭祀性建設和運用。是為了滿足某種信仰、祈福與傳統風俗的需要，在當地建筑或生產設施基礎上的細節改建，如元宵節、端午節與少數民族的節日等，在適當季節以天然場所為基礎，作出的場地改造和專業建設。其弊端就是缺乏長期規劃性、專業性與可持續發展性的思考。

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、兵法與管理思想的集中體現，其特征相對地弱化了體育的專業性，而強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在兩個方面：平時娛樂修養。即讓各個崗位和職業中的人員，都能通過日常娛樂的路徑，讓他們的身體素質得到鍛煉，戰略戰術意識得到潛移默化的培養。如游獵、步打球與馬球等，都能讓相關人員的速度、敏銳性與配合能力得到充分地訓練；戰時模擬訓練。無論是射箭、馬球與格獸等體育項目，都是從單兵與團隊實戰的需要，加強對相關人員的專業素養、技能甚至戰略戰術的訓練。如蹴鞠是一種重要的健身和練兵手段。

3.2健身養性共建特征

中國古代體育項目都是各個民族在特定自然環境下，修身養性的針對性技能，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構簡單，但都對其體育項目具有直接的支持功能。如游獵苑囿能讓運動者在與野獸或其他相關人員的格斗中，鍛煉自己的體能素質；其次，健心功能。就是運動程序、技術、技能、規則與器材的運用，都具有磨練意志、提升道德的作用，讓人們在運動中能得到情感和精神的升華。如“陰陽五行”、“八卦”和“氣”等，將體育活動作為調整人體平衡、培養道德品質的重要手段。

3.3隨意規劃特征

中國古代體育對體育倫理的追求和對養生哲學的感悟，致使中國古代體育建筑的發展缺乏獨立性，也形成了不規范性和隨意性。表現在兩點：因地制宜。即使是具有某種專業性的體育項目中，宮廷或軍隊也是依據特定的自然優勢開展建設。如清代盛行的滑冰運動就是在“太液的五龍亭和中海的水云榭前，利用湖面的天然冰場進行的”；和諧統一。是指中國統治階層和被統治者在儒家思想的導引下，注重人與人、自然和社會的和諧統一。強調在不破壞自然的前提下，積極地運用自然環境，在尊重其內在價值的基礎上進行建設。因而，這種場所的隨意性和天然性，體現了中國古人強調運動場所與自然環境合而為一的理念。例如在馬球運動盛行的唐代，馬球場所僅僅是在大殿前鋪設的千余步、表面平整的場地。

4結語

第7篇：建筑研究論文范文

關鍵詞：多層住宅給水管材管道敷設水表太陽能熱水器

多層住宅以其配套設施簡單，造價低，物業管理方便等特點，很受中小城市房地產開發商和廣大居民的歡迎。如何按2000年小康住宅科技產業工程居住區規劃設計導則的要求，提高住宅的設計水平，為每個住戶營造出一個舒適的生活空間，是每個設計人員的職責所在。作為住宅的心臟――廚房、衛生間，是功能復雜，衛生、安全和舒適度要求高，營造繁雜，技術要求高的空間。因此，設計人員必須以整體設計的觀念和方法，綜合考慮廚房、衛生間給排水管道和設備的安裝等。下面就多層住宅給排水設計中給水管材的選用、管道的敷設、水表出戶設置、家用熱水器的設置和空調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衛生標準等缺點，建設部正大力推廣塑料給水管的應用。許多地市已明文規定：禁止設計使用鍍鋅鋼管，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，耐壓強度好，輸送液體阻力小，耐化學腐蝕性能強，安裝方便，省鋼節能，使用壽命長等優點。給水用塑料管道主要有：硬聚氯乙烯（PVC－U）、高密度聚乙烯（HDPE）、交聯聚乙烯（PEX）、改性聚丙烯（PP－R，PP－C）、聚丁烯（PB）、鋁塑復合管（PE－AL－PE，PEX－AL－PEX）和鋼塑復合管等。下表是幾種建筑給水管材性能的比較。

管材性能優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，質地堅硬，施工簡便有UPVC單體和添加劑滲出，管接頭粘合技術要求高，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，不能回收重復利用900C950C鋁塑復合管（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鋁塑復合管（PE－AL－PE）易彎曲成形，完全消防氧滲透，線膨脹系數小，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使用壽命達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10～20年

管材的選擇是經濟技術的比較過程，技術上應從壓力、溫度、使用環境、安裝方法等方面進行考慮，同時結合業主的要求和住宅的檔次，進行經濟技術綜合考慮后確定。以上所塑料給水管材都可作為住宅生活給水管材。經濟適用房和解困房主要面對廣大中低收入居民，可選用衛生級硬聚氯乙烯管（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）管道敷設問題

1.給排水立管的敷設一般有以下幾種方式

1）明裝在廚房、衛生間的墻角處。在以往的住宅設計中較多采用這種敷設方式，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，冬季的最低溫度不得低于零攝氏度，以防水管內水凍結成冰，脹裂管道，影響住戶使用。管道在外墻敷設，影響建筑美觀，也不便于日后管理和維修。

3）敷設在管道井內。這種方式使居室潔凈美觀，但管道井占用了衛生間的面積，且管道施工、維修都比較困難。衛生間設立集中管道井，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、衛生間居住文明的重要體現。本人認為：在中高檔的商品房建筑方案設計時應考慮衛生間管道井的設置，這樣即提高衛生間的使用質量，又可解決硬聚氯乙烯排水管水流噪聲大的問題，提高居室的環境質量水平；對于衛生間面積較小的經濟適用房和解困房，在南方較暖和地區給排水立管可考慮敷設在外墻，以增大衛生間的使用空間；管道明裝在室內時，應不影響廚房、衛生間各衛生設備功能的使用。

2.給水支管敷設

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，故住宅給水支管提介采用暗設。給水支管暗設的方式有：

1）暗設在磚墻里。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。

2）對于小管徑給水支管de≤20mm，可暗設在樓（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。鋁塑復合管和交聯聚丙烯管等管道采用金屬管件連接，采用暗設時須加大管槽尺寸，且水流局部水頭損失較大。對于廚房、衛生間內衛生器具布置相對集中的住宅，可采用分水器進行連接，分水器是一種多分支管接頭，各衛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，降低管網造價。

3）排水支管敷設

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

廚房內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下層空間。現在許多同行都認為：廚房地面都鋪設瓷磚，清潔地在時不須用水沖洗，設置地漏意義不大，故廚房內可不設地地漏，這樣既避免排水橫支管進入鄰戶，又可增大廚房的使用空間。衛生間內排水橫支管在本層敷設具體措施有：

1）提高衛生間地面。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。

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

這兩種做法均可實現衛生間的排水橫支管埋設本層的地面而不進入鄰戶。暗埋管道安裝時，施工質量一定要嚴格把關，經驗收合格后方可施工衛生間地面，以免給日后使用中留下隱患。衛生間地面施工可填充煤灰等輕質材料，亦可采用砌磚架空鋪設制板施工地面，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）水表戶外設置問題

水表設在戶內，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字顯示宜設在戶外。多層住宅水表戶外設置有以下幾種形式：

1.采用遠傳水表

把普通水表換成遠傳水表，由一根信號線連接水表與數據采集機，再傳至智能管理（微機）。它的優點在于節省大量人力來抄表，數據準確，缺點是造價高。

2.采用磁卡式水表

用戶預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，用水時卡上金額被自動扣除，這種方式用戶需預付水費，水表價格較高。

3.采用普通水表設在戶外

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

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

物業管理完善的住宅小區的中高檔商品房，可采用遠傳水表，它是今后水表應用發展方向；物業管理不完善的住宅小區的中高檔商品房，可采用磁卡式水表（在自來水公司有這種業務的地區可設計）或集中設置水表間（箱）；南方地區單元式住宅可用普通水表設在樓梯的休息平臺處，以降低造價。

（四）家用熱水器的設置問題

住宅設計時應預留安裝熱水供應設施的條件，或設置熱水供應設施。所以在沒有集中熱水供應的住宅，應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氣、電、太陽能等三種。燃氣熱水器和電熱水器一般安裝在廚房或衛生間內，在建筑給排水設計時應預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，運行費用低，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在設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，這樣就需要在衛生間與屋面熱水器之間設置冷熱水管道，住宅設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，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計時需要先征求開發商的意見，是否統一設計，統一施工太陽能熱水器；或只預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在管道井內；不設管道井的住宅，可在衛生間靠近沐浴器的墻角增設一根de110的UPVC排水管作為太陽能熱水器熱水管道的套管，在每戶衛生間距地面1m處設一個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]中國的建筑設計事務所正處于大發展的時期，但同時也暴露出了許多問題，主要表現在專業化程度不夠，企業形式單一、缺乏風險應對能力，管理結構不夠成熟，建筑師受管理教育較少，新興事務所不注重行政制度等。本文從分析中國建筑事務所的現狀入手，對比外國事務所的成功的發展經驗，旨在通過對當代中外建筑事務所管理制度與行政制度的對比研究，找尋當代中國建筑事務所亟待解決的問題，為各種設計師事務所建立更加合理、高效的管理模式提供方向。

一、中國建筑事務所目前存在問題

1.大型設計院的壓力

大型設計院與政府之間的密切關系使政策的制定傾向設計院的既得利益。事務所的業務性質被政策局限在傳統設計院的補充上，使其失去了發展壯大的機會，阻礙了小型建筑事務所通過合作取得大型項目的機會。

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

計劃經濟體制遺留下來的大型設計院與行政機構之間千絲萬縷的關系正在被逐漸改正，設計事務所與設計院間的競爭也趨于正常化。這正是市場細分的結果，從當前設計市場可以看到，人們以前擔心的諸如設計事務所搶走大型設計院的項目的情況并沒有演變為惡性競爭。設計事務所因為自身的靈活機制，開辟了更多的設計領域，為我國建筑整體品質提高加速。

2.企業形式

當今中國建筑事務所的企業形式單一，市場較著名的建筑事務所以兩個方面特征區別于傳統設計院的。“以行業內名人領銜成立；采用合伙人制的企業形式（無限責任公司）”。

建設[2000]285號《建設部關于印發〈建筑工程設計事務所管理辦法〉的通知》中規定“建筑工程設計事務所（以下簡稱設計事務所）是指具備一級注冊執業資格（或取得高級職稱的）、在當地有一定知名度的專業設計人員合伙設立，從事建筑工程設計……合伙人對設計事務所的債務承擔無限責任和連帶責任”。另外，該管理辦法的附件《建筑工程專業事務所資質標準》中提到申請建筑設計事務所的資質條件為“……至少有三名……一級注冊建筑師作為發起人……建筑設計事務所資質不分級別……”，執業范圍則參考的是注冊建筑師的標準。

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

二、發達國家和地區與當代中國建筑事務所比較分析

1.專門化程度

事務所的專門化，不僅包括設計領域專門化，還可以理解為在事務所堅持原則上的一種劃分。在發達國家，“建筑事務所以對建筑的認識和追求來分為本質截然不同的兩類:組織事務所或稱之為商業性事務所（Corporation），與建筑家工作室，或稱之為藝術性事務所（Atelier，Studio）”。

“組織事務所是提供建筑設計咨詢服務換取報酬的由建筑師組成的公司，通過以圖紙等設計文件對項目的預期計劃為商品的價值交換過程，獲得投資回報及贏利的經濟實體。”因此，設計是作為生意和業務（Business），設計項目是作為一個經濟工程（Project）而被運作，對時間、成本的控制是非常嚴格的，“多快好省”的設計是贏利的保障。

“建筑家工作室是獨立建筑師或有相同志向的建筑師組合。本質上是以文化批判創新和藝術實驗為目的的建筑藝術創作團體和建構的工匠作坊，經濟運行的維系及發展則只是其附屬產物。其目標是精神的獨立和藝術創作的獨立。”

目前的中國，我們常混淆兩者間的差別。找準各自的定位對建筑事務所的發展有至關重要的作用。對其性質的細分不僅有利于建立起盈利模式，更有助于整個“實驗建筑－商業建筑－反思（實驗建筑)－商業建筑(提升）”良性互動的建立。

而在商業性事務所中的設計領域的專門化的優勢明顯:

以美國SOM事務所為例，它擅長于商業摩天大樓設計，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、醫院及高校建筑。

長期推動某方向的專門化設計，資深設計人員可擁有相對較多的經驗，也會比其他公司擁有更多該領域內的固定合作伙伴，更熟悉專用的建筑產品。這不僅意味設計更加得心應手，還意味著可以得到更加優惠的價格優勢。

中國現在的建筑事務所“仍然比較廣泛”，以北京梁開建筑設計事務所為例，“成立一年多來，除了設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計工作。”

2.企業形式與規模

“美國目前約10000家的建筑設計事務所，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、專業公司、有限責任公司等，而且還可以采用有限—合伙人制公司(如SOM公司)，其中有限責任性質的公司占大多數，無限責任的合伙制公司很少。”

“英國90%以上的公司不超過6人，40人以上的只占1%，幾家較大的設計公司集中了20%以上的建筑師。”“有限—合伙人制公司是近年來開始流行的企業形式，在15年前還不允許有這種性質的企業成立。”

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

國內大部分業主對于傳統設計院的極端信任，以及相應設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所帶來極大的困難。小規模的項目（如房屋裝修）正變得越來越多，《物權法》的頒布也使小型建筑事務所的增多成為趨勢。但大規模小型建筑事務所的出現還亟待各種注冊制度、知識產權保護措施和資格準入制度的建立，以及市場對建筑師的信任。

3.管理結構

在歐美發達國家的小規模事務所“典型的人員構成模式是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名實習生。”

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責人，由于持股人（Stockholder）擁有的股份數量不同，在公司的地位及發言權也不一樣,一般比較大的事務所都是股份制。”

因此，建筑事務所的管理模式具有一定的獨特性：為了保證自己對項目設計的控制權，起主導地位的建筑師往往掌握著事務所大部分的股份且不對外出售，即對事務所的行政和管理起著決定作用。建筑師不僅需要進行設計，還需要對項目進行管理，才能夠保證工程按照設計意圖執行。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，領導事務所）;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、設計師、項目經理（工資）;技師、繪圖員（工資）。超級秘書網

三、挑戰

1.提高建筑師自身的管理素養。管理方面的素質對于項目和運營事務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.促進多元化的企業形式，建立設計保險制度。增強對風險的應對能力。

3.明確建筑事務所定位。我們需要根據自身的特點提高專業化程度，設計適合的人員構成模式。合適的模式能夠使事務所的項目進行得更加順利，更可以使員工產生必要的歸宿感。

參考文獻:

[1]衛更太:歐美的小規模建筑設計事務所.中國勘察設計，2006，04:28～30

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

第9篇：建筑研究論文范文

[關鍵詞]自然通風機理效益地域建筑設計

長久以來,自然通風做為一項傳統的建筑防熱技術，在世界各地的傳統民居中，得到了廣泛的應用。在濕熱地區，人們看到的傳統民居往往有這樣的外表：建筑都有開闊的窗戶；采用輕便的墻體；深遠的挑檐；高高在上的頂棚并且設置有通風口；建筑往往架空，以避開地面的潮氣和熱氣，采集更多的涼風——這樣形象的背后，隱藏著勞動人民對利用自然通風技術的樸素觀念。自然通風是一種具有很大潛力的通風方式，是人類歷史上長期賴以調節室內環境的原始手段。

空調的產生，使人們可以主動地控制居住環境，而不是象以往一樣被動地適應自然；空調的大量使用，使人們漸漸淡化了對自然通風的應用。而在空調技術得以普及的今天，迫于節約能源、保持良好的室內空氣品質的雙重壓力下，全球的科學家不得不重新審視自然通風這一傳統技術。在這樣的背景下，把自然通風這種傳統建筑生態技術重新引回現代建筑中，有著比以往更為重要的意義。

1.自然通風的理論機理

通常意義上的自然通風指的是通過有目的的開口，產生空氣流動。這種流動直接受建筑外表面的壓力分布和不同開口特點的影響。壓力分布是動力，而各開口的特點則決定了流動阻力。就自然通風而言，建筑物內空氣運動主要有兩個原因：風壓以及室內外空氣密度差。這兩種因素可以單獨起作用，也可以共同起作用。

1．1風壓作用下的自然通風

風的形成是由于大氣中的壓力差。如果風在通道上遇到了障礙物，如樹和建筑物，就會產生能量的轉換。動壓力轉變為靜壓力，于是迎風面上產生正壓(約為風速動壓力的0.5-0.8倍)，而背風面上產生負壓(約為風速動壓力的0.3—0.4倍)。由于經過建筑物而出現的壓力差促使空氣從迎風面的窗縫和其他空隙流入室內，而室內空氣則從背風面孔口排出，就形成了全面換氣的風壓自然通風。某一建筑物周圍風壓與該建筑的幾何形狀、建筑相對于風向的方位、風速和建筑周圍的自然地形有關。

1．2熱壓作用下的自然通風

熱壓是室內外空氣的溫度差引起的，這就是所謂的“煙囪效應”。由于溫度差的存在，室內外密度差產生，沿著建筑物墻面的垂直方向出現壓力梯度。如果室內溫度高于室外，建筑物的上部將會有較高的壓力，而下部存在較低的壓力。當這些位置存在孔口時，空氣通過較低的開口進入，從上部流出。如果，室內溫度低于室外溫度，氣流方向相反。熱壓的大小取決于兩個開口處的高度差和室內外的空氣密度差。而在實際中，建筑師們多采用煙囪、通風塔、天井中庭等形式，為自然通風的利用提供有利的條件，使得建筑物能夠具有良好的通風效果。

1．3風壓和熱壓共同作用下的自然通風

在實際建筑中的自然通風是風壓和熱壓共同作用的結果，只是各自的作用有強有弱。由于風壓受到天氣、室外風向、建筑物形狀、周圍環境等因素的影響，風壓與熱壓共同作用時并不是簡單的線性疊加。因此建筑師要充分考慮各種因素，使風壓和熱壓作用相互補充，密切配合使用，實現建筑物的有效自然通風。

1．4機械輔助式自然通風

在一些大型建筑中，由于通風路徑較長，流動阻力較大,，單純依靠自然風壓與熱壓往往不足以實現自然通風。而對于空氣污染和噪聲污染比較嚴重的城市，直接的自然通風還會將室外污濁的空氣和噪聲帶入室內，不利于人體健康。在這種情況下，常常采用一種機械輔助式的自然通風系統。該系統有一套完整的空氣循環通道，輔以符合生態思想的空氣處理手段(如土壤預冷、預熱、深井水換熱等)，并借助一定的機械方式加速室內通風。

2.采用自然通風的的經濟效益和環境效益

自然通風是當今建筑普遍采取的一項改革建筑熱環境、節約空調能耗的技術，采用自然通風方式的根本目的就是取代（或部分取代）空調制冷系統。而這一取代過程有兩點至關重要的意義：一是實現有效被動式制冷，當室外空氣溫濕度較低時自然通風可以在不消耗不可再生能源的情況下降低室內溫度，帶走潮濕氣體，達到人體熱舒適，即使室外空氣溫濕度超過舒適區，需要消耗能源進行降溫降濕處理，也可以利用自然通風輸送處理后的新風，而省去風機能耗，且無噪聲。這有利于減少能耗、降低污染，符合可持續發展的思想。二是可以提供新鮮、清潔的自然空氣（新風），有利于人的生理和心理健康。室內空氣品質的低劣在很大程度上是由于缺少充足的新風。空調所造成的恒溫環境也使得人體抵抗力下降，引發各種“空調病”。而自然通風可以排除室內污濁的空氣，同時還有利于滿足人和大自然交往的心理需求。3.建筑設計中自然通風的實現及實例分析

傳統建筑對自然通風有很多值得借鑒的方法，而在我們現代的建筑設計中積極地考慮自然通風，并注意與地域建筑的有效結合，對于自然通風的合理利用、節約能源具有現實意義。

3.1建筑體型與建筑群的布局的設計

建筑群的布局對自然通風的影響效果很大。考慮單體建筑得熱與防止太陽過度輻射的同時，應該盡量使建筑的法線與夏季主導風向一致；然而對于建筑群體，若風沿著法線吹向建筑，會在背風面形成很大的漩渦區，對后排建筑的通風不利。在建筑設計中要綜合考慮這兩方面的利弊，根據風向投射角（風向與房屋外墻面法線的夾角）對室內風速的影響來決定合理的建筑間距，同時也可以結合建筑群體布局的改變以達到縮小間距的目的。由于前幢建筑對后幢建筑通風的影響，因此在單體設計中還應該結合總體的情況對建筑的體型，包括高度、進深、面寬乃至形狀等實行一定的控制。

3.2維護結構開口的設計

建筑物開口的優化配置以及開口的尺寸、窗戶的型式和開啟方式，窗墻面積比等的合理設計，直接影響著建筑物內部的空氣流動以及通風效果。根據測定，當開口寬度為開間寬度的1／3～2／3時，開口大小為地板總面積的15％-25％時，通風效果最佳。開口的相對位置對氣流路線起著決定作用。進風口與出風口宜相對錯開布置，這樣可以使氣流在室內改變方向，使室內氣流更均勻，通風效果更好。

3.3注重“穿堂風”的組織

“穿堂風”是自然通風中效果最好的方式。所謂“穿堂風”是指風從建筑迎風面的進風口吹人室內，穿過房間，從背風面的出風口流出。顯然進風口和出風口之間的風壓差越大，房屋內部空氣流動阻力越小，通風越流暢。此時房屋在通風方向的進深不能太大，否則就會通風不暢。

3.4在建筑設計中形成豎井空間，來加速氣流流動，實現自然通風。

在建筑設計中豎井空間主要形式有：

(1)純開放空間——目前，大量的建筑中設計有中庭，主要是平面過大的建筑出于采光的考慮。從另外一個方面考慮，我們可利用建筑中庭內的熱壓形成自然通風。由福斯特主持設計的法蘭克福商業銀行就是一個利用中庭進行自然通風的成功案例。在這一案例中，設計者利用計算機模擬和風洞試驗，對60層高的中庭空間的通風進行分析研究。為了避免中庭內部過大的紊流，每12層作為一個獨立的單元，各自利用熱壓實現自然通風，取得良好的效果。

(2)“煙囪”空間，又叫風塔——由垂直豎井和幾個風口組成，在房間的排風口末端安裝太陽能空氣加熱器以對從風塔頂部進入的空氣產生抽吸作用。該系統類似于風管供風系統。風塔由垂直豎井和風斗組成。在通風不暢的地區，可以利用高出屋面的風斗，把上部的氣流引入建筑內部，來加速建筑內部的空氣流通。風斗的開口應該朝向主導風向。在主導風向不固定的地區，則可以設計多個朝向的風斗，或者設計成可以隨風向轉動。例如在英國貝丁頓零能耗發展項目中，設計了可以隨風向轉動的風斗，配合其他措施，利用自然風壓實現了建筑內部的通風。

3.5屋頂的自然通風

通風隔熱屋面通常有以下兩種方式：1)在結構層上部設置架空隔熱層。這種做法把通風層設置在屋面結構層上，利用中間的空氣間層帶走熱量，達到屋面降溫的目的，另外架空板還保護了屋面防水層。2)利用坡屋頂自身結構，在結構層中間設置通風隔熱層，也可得到較好的隔熱效果。

b.被動式自然通風實施效果一

c.被動式自然通風實施效果二

a.自然通風原理示意

在云南省永仁縣異地扶貧搬遷規劃設計實施工程中，多數是從冬季較寒冷的山區遷移到夏季較炎熱的丘林壩子中。原住居民的住屋形式是在寒冷地區發展與延續下來的，其夏季的通風問題不是主要的空間約束。而新遷地夏季較炎熱，室外亦有較大的區域風，但是室內風速則相對較小。因后墻及山墻均無窗戶，所以室內通風不是很好。新搬來的住戶對室內的熱環境都表現出很大的不滿。因此，改進建筑的通風效果是克服民居缺陷的主要途徑。在新農居的設計中，二層樓的前部采用窗加百頁的構造，后部加設可開啟的窗戶，以保證二層堆放農作物的自然晾干功能。針對夏季的炎熱氣候，加大了挑檐設計，精心做了堂屋、臥室與閣樓的通風設計，通過簡單的構造措施，對民居的熱環境做了積極的改進與引導(圖a,b,c)。在該工程中，有效的將傳統的自然通風這一綠色適宜技術用于對傳統民居的更新，既滿足了經濟的要求，又符合了生態的效益。

3.6雙層玻璃幕墻維護結構

雙層（或三層）幕墻是當今生態建筑中所普遍采用的一項先進技術，被譽為“會呼吸的皮膚”，它由內外兩道幕墻組成。其通風原理是在兩層玻璃幕墻之間留一個空腔，空腔的兩端有可以控制的進風口和出風口。在冬季，關閉進出風口，雙層玻璃之間形成一個“陽光溫室”，提高圍護結構表面的溫度；夏季，打開進出風口，利用“煙囪效應”在空腔內部實現自然通風，使玻璃之間的熱空氣不斷的被排走，達到降溫的目的。為了更好地實現隔熱，通道內一般設置有可調節的深色百葉。雙層玻璃幕墻在保持外形輕盈的同時，能夠很好地解決高層建筑中過高的風壓和熱壓帶來的風速過大造成的紊流不易控制的問題，能解決夜間開窗通風而無需擔心安全問題，可加強圍護結構的保溫隔熱性能，并能降低室內的噪音。在節能上，雙層通風幕墻由于換氣層的作用，比單層幕墻在采暖時節約能源42％-52％，在制冷時節約能源38％-60％，是解決建筑節能的一個新的方向。

3.7太陽能強化自然通風

太陽能強化自然通風，充分利用了太陽能這一可持續能源轉化為動力進行通風。太陽能強化自然通風的建筑結構主要有：屋面太陽能煙囪、Trombe墻和太陽能空氣集熱器。以上三種結構可以單獨設置來強化通風，但是，為了在夏季達到更好的冷卻效果，通常將這些做法與其他建筑結構組合成一個有組織的自然通風系統。

4.結語