土木工程走可持續(xù)發(fā)展之路-畢業(yè)論文

PAGE31《土木工程走可持續(xù)發(fā)展之路》摘要可持續(xù)發(fā)展在現(xiàn)代人力生活中十分重要，已經是人類未來發(fā)展不可分割的一部分，可持續(xù)發(fā)展的含義十分廣闊，關系到生活中的方方面面。其中，建筑節(jié)能技術的應用、可再生資料的利用，原生態(tài)建筑的發(fā)展都將是造福子孫后代的重要技術革命。下面我所闡述的就是以上這些先進技術在國內外的發(fā)展及應用。關鍵詞：可持續(xù)發(fā)展，“綠色建筑”，“人性化生態(tài)建筑設計”，建筑節(jié)能技術的應用目錄TOC\o"1-3"\h\z第一章引言 1第二章對土木工程的歷史、現(xiàn)狀和未來發(fā)展的認識 22.1古代土木工程 22.2近代土木工程 22.3現(xiàn)代土木工程 22.4對土木工程的現(xiàn)狀的認識 32.5對土木工程未來發(fā)展的認識 32.6我的感受和認識：中國的土木工程要走可持續(xù)發(fā)展之路 4第三章節(jié)能建筑技術的應用 53.1發(fā)展高新技術，應用結構健康監(jiān)測，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 53.2合理利用自然資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 53.3開發(fā)利用再生資源和綠色資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 63.4人性化的生態(tài)建筑設計 103.4.1“原生的”與“適宜技術的”生態(tài)建筑設計 10“原生的”生態(tài)建筑設計 10“適宜技術”的生態(tài)建筑設計 113.4.2生態(tài)建筑設計從“原生的”向“適宜技術”轉變的必要性 11生態(tài)技術與經濟性的互動 11生態(tài)建筑設計與社會需求的互動 12人性化的生態(tài)建筑設計 12生態(tài)建筑設計從“原生的”向“適宜技術”轉變的可行性 133.4.3對“原生的”技術手段加以改造利用 13從天井到中庭 13從老虎窗到煙囪效應 14從坡屋頂?shù)诫p層屋頂 143.4.4將先進的技術改革、調整以滿足適宜技術的需要 15太陽能熱利用 15高效健康空調 15建筑節(jié)能是指 153.4.5實驗新技術、新材料直接效力于“適宜技術”的生態(tài)建筑 153.5建筑節(jié)能是指 163.6自然通風與采光的利用 183.7可再生綠色能源的利用 203.7.1太陽能 203.7.2淺層土壤熱能 203.7.3地表水體熱能 213.7.4風能 213.7.5生物能 221高舒適度，低能耗的室內環(huán)境控制系統(tǒng) 222輻射制冷供暖系統(tǒng)加置換式通風系統(tǒng) 223變風量(VAV)系統(tǒng) 224變頻技術 235冷熱聯(lián)電產………………233.7.6蓄能系統(tǒng)………………23冰蓄冷系統(tǒng)…………23PCM相位變化蓄熱材料技術………243.8水資源循環(huán)利用系統(tǒng)……………………253.9智能樓宇白控系統(tǒng) 253.10提供高舒適度的其他技術系統(tǒng) 26第四章結論 28參考文獻 30謝辭 31附錄………………32第一章緒論土木工程是人類歷史上年代最久遠的“技術科學”，作為一種系統(tǒng)的產業(yè)活動，土木工程的實質是生產的過程，是一種技術過程。

土木工程也是建造各類工程設施的科學技術的統(tǒng)稱，它既指工程建設的對象，即建在地上、地下、水中的各種工程設施，也指所應用的材料、設備和所進行的勘測設計、施工、保養(yǎng)、維修等技術。

作為一個重要的基礎學科，土木工程有其重要的屬性：綜合性，社會性，實踐性，技術經濟與藝術統(tǒng)一性。隨著人類社會的進步而發(fā)展，土木工程至今已經演變成為大型綜合性的學科，并已經出許多分支，如：建筑工程，鐵路工程，道路工程，橋梁工程，特種工程結構，給水排水工程，港口工程，水利工程，環(huán)境工程等學科。土木工程共有六個專業(yè)：建筑學，城市規(guī)劃，土木工程，建筑環(huán)境與設備工程，給水排水工程和道路橋梁工程。

隨著人類社會的進步而發(fā)展，土木工程至今已經演變成為大型綜合性的學科，并已經出許多分支，通過三個學年土木工程各科課程的學習，我已經深深地感受到土木工程涵蓋的廣泛，體味了前人取得的成就，當然，我們不能沉浸于現(xiàn)已取得的輝煌成就，止步不前。我們還應當與時俱進，去挖掘，去發(fā)現(xiàn)，去思考，去想象，去創(chuàng)新。在此，我想結合我國的國情和世界形勢，談一談土木工程的可持續(xù)發(fā)展之路。第二章對土木工程的歷史、現(xiàn)狀和未來發(fā)展的認識2．１．古代土木工程

古代土木工程具有很長的時間跨度，它大致從公元前5000年的新石器時代到17世紀中葉，前后約7000年。在房屋建筑、橋梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了輝煌的成就。一些文明古國的不少傳世杰作，至今巍然屹立。譬如我國的長城，埃及的金字塔等。公元6世紀建成的趙州橋，是世界上最早的敞肩式拱橋，于1991年被美國土木工程學會選為世界上第12個土木工程里程碑。2.2近代土木工程

近代土木工程的時間跨度從17世紀中葉到20世紀中葉，前后約300年時間。在此期間，建筑材料從以天然材料為主轉向以人造材料為主，建造理論也從主要以總結長期建造經驗向重視科學兼顧經驗轉變。建造技術方面，一些性能優(yōu)異的大型機械伴隨著各種極為有效的施工方法的出現(xiàn)，使得人們開始能建造結構復雜或所處環(huán)境惡劣的土木工程。期間建成的埃菲爾鐵塔、帝國大廈和金門懸索橋，至今仍不失為偉大的土木工程。2.3現(xiàn)代土木工程

現(xiàn)代土木工程起始于20世紀中葉。發(fā)展至今，土木工程在建筑材料、結構理論和建造技術方面都取得了極其巨大的進步。

建筑材料方面，高強度混凝土、高強低合金鋼、高分子材料、鋼化玻璃越來越多地出現(xiàn)在建筑上。結構理論方面，利用電子計算機強大的運算和繪圖能力，力學分析和計算的結果更加符合結果的實際情況，使得在結構設計上更為可靠。對于建筑技術，已經發(fā)展到機—電—計算機的一體化，施工過程中，不論是上天、入地還是翻山、下海，都已不是施工的障礙了；而焊接技術的普遍使用，也使得鋼結構的發(fā)展進入了一個新的階段。

現(xiàn)代土木工程造就的舉世矚目的建筑有：我國臺北的國際金融中心，上海金茂大廈，馬來西亞吉隆坡的石油大廈雙塔樓，法國的諾曼底斜拉橋等。2.4對土木工程的現(xiàn)狀的認識

現(xiàn)今的土木工程，正日益同它的使用功能或生產工藝緊密結合。公共和住宅建筑物要求的建筑、結構、給水排水、采暖、通風、供燃氣、供電等現(xiàn)代技術設備日益結合成為整體。

工業(yè)建筑物則要求恒溫、恒濕、防微振、防腐蝕、防輻射、防火、防爆、防磁、防塵、防高（低）溫、耐高（低）濕，并向大跨度、超重型、靈活空間方向發(fā)展。另外，高層建筑大量興起，地下工程高速發(fā)展，城市高架公路、立交橋大量出現(xiàn)，并逐步實現(xiàn)交通運輸高速化、水利工程大型化。

值得一提的是我國實行改革開放以后，綜合國力有了很大提高，已具備更大規(guī)模開發(fā)和利用水資源的條件，如三峽水利樞紐，南水北調工程等都是世界一流的大型水利工程。2.5對土木工程未來發(fā)展的認識

隨著我國改革開放的不斷深入和經濟的迅速發(fā)展，中國將面臨一個更大規(guī)模的建設高潮?？梢哉f，我們正面臨著一個伴隨著國民經濟飛躍的土木工程大發(fā)展的大好時期。而且這樣一個優(yōu)良的發(fā)展環(huán)境已經受到并將繼續(xù)受到西方國家的急切關注。

作為跨世紀的一代，這一大好形勢為我們提供了空前難得的施展才干、向國際水平沖擊的良好機遇。同時，我們也深深感到，這是一個“機遇”與“挑戰(zhàn)”并存、“合作”與“競爭”交織、“創(chuàng)新”與“循舊”相爭的時代，如何把握世紀之交時土木工程學科的發(fā)展趨勢，開創(chuàng)具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元，是對我們跨世紀一代人的嚴峻挑戰(zhàn)。2.6．我的感受和認識：中國的土木工程要走可持續(xù)發(fā)展之路

我國的土木工程有自己的特殊性：

“中國是世界上人口最多的國家，一項大資源被13億一除即變得微不足道，而一個小問題乘以13億就成了大問題?！眲⑽骼淌诖苏Z切實道出了我國的困難之所在。我國的煤、石油、天然氣、水、森林總量均居于世界前列，而人均占有量卻全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染問題已經成為我國所面臨的四大嚴酷問題。走可持續(xù)發(fā)展迫在眉睫。而土木工程，也必當立足長遠，走出一條可持續(xù)發(fā)展之路。

放眼世界，美國的現(xiàn)代化進程可謂先進，而現(xiàn)今資料表明：未來美國要投入16000億美元來解決已建工程的不安全狀態(tài)，譬如，氯離子所引發(fā)的建筑銹蝕等等。作為當代土木工程師，在傳承前人輝煌成就的同時，也必須多多吸取已出事故的教訓，在今后的工作中進行創(chuàng)新改良，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

第三章節(jié)能建筑技術的應用3.1發(fā)展高新技術，應用結構健康監(jiān)測，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

土木工程在實際使用過程中，會出現(xiàn)不同程度的損傷或性能退化，這將影響起承載能力和耐久性，甚至引發(fā)嚴重的工程事故，帶來重大的人員傷亡和經濟損失，產生嚴重的社會影響。因此，從建筑建成的一刻起，就要做好健康監(jiān)測、修復和加固的準備。

隨著現(xiàn)代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發(fā)展，人們提出了結構健康監(jiān)測的概念，給土木工程的發(fā)展帶來革命性的變化。

結構健康監(jiān)測系統(tǒng)通過在結構上安裝各種傳感器，自動、實時地測量結構的環(huán)境、荷載、響應等，對結構的健康狀況進行評估，科學有效地提供結構養(yǎng)護管理的決策依據(jù)，確保結構安全運營，延長結構使用壽命。

近年來，大型土木工程特別是大跨度橋梁結構的健康監(jiān)測技術成為國內外工程界和學術界關注的熱點，通過科研和工程技術人員的努力取得了卓有成效的研究成果。國內外近年新建的許多大型橋梁都安裝了結構健康監(jiān)測系統(tǒng)，如我國的上海徐浦大橋、江陰長江公路大橋、東海大橋、香港地區(qū)的青馬大橋，韓國Seohae橋和Youngjong橋、美國CommodoreBarry橋和加拿大Confedration橋等。

像這樣，通過發(fā)展結構健康監(jiān)測與安全預警，在第一時間發(fā)現(xiàn)建筑可能出現(xiàn)的問題，及時進行修復與加固，既避免了可能出現(xiàn)的建筑事故，也基本解決了建筑過快老化損壞，不得不拆去重修的尷尬局面，及由此造成的大量經濟、資源、時間上的浪費，實現(xiàn)建筑使用的可持續(xù)發(fā)展。3.2合理利用自然資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

“可持續(xù)發(fā)展是在不犧牲后代并滿足其需要能力的條件下，滿足當前的需要”。合理利用自然資源，則要在土木工程的建設、使用和維護過程中，土木工程師主動做到節(jié)能節(jié)地，并最大限度地發(fā)揮既有土木工程設施的作用。

比如，我們可以充分利用建筑綠化，在夏季有效降低灰磚墻表面溫度，從而減少空調的使用量；可以使用節(jié)能保溫型的多孔磚或復合墻體作為墻體材料，達到冬季保溫隔熱的作用；還可以太陽能、地下熱能等新能源，減少不可再生資源用量的減少。

另外，對既有建筑的再利用也是可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一。這方面，上海已經取得不少成功的經驗：大量不用的廠房，很多已經轉變?yōu)檎褂[廳、辦公樓、藝術家工作室等。這樣的改造再利用，既符合現(xiàn)代使用的要求，又節(jié)約了能源，避免了浪費，不失為一種有效的辦法。3.3開發(fā)利用再生資源和綠色資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

世界上每年拆除的廢舊混凝土，工程建設產生的廢舊混凝土等均會產生巨量的建筑垃圾。我國每年的施工建設產生的建筑垃圾達4000萬噸，產生的廢混凝土就有1360萬噸，清運處理工作量大，環(huán)境污染嚴重。此外，我國是20年來世界水泥生產的第一大國，而這本身是一項高耗資源、高耗能、污染環(huán)境的行業(yè)。與其他材料相比，鋼材和再生混凝土較為符合綠色建材的標準，應當大力發(fā)展這樣的綠色建材。對此，日本的愛知世博會，給我們上了生動的一課：材料方面，世博會的各種建筑材料表面上看很高檔，但是很多都是廢物利用。許多木版都是由建筑用木材廢料加工而成，到處擺放的坐椅，是電視機殼粉碎后制成。豐田展館內壁由回收的廢紙加工而成，長久會場日本館，既追求了人與自然和諧，也節(jié)約了經濟開支，所使用的大部分鋼材和木料，都可以回收利用。同時，竹壁的優(yōu)越性在3到9月愛知的酷暑也顯現(xiàn)無遺。竹子本身的性能大大降低了室內溫度，空調的使用也明顯減少。這一點給了我眾多的思考：在建筑選材方面，在合適之處應用自然的可再生資源，節(jié)約開支的同時，也實現(xiàn)了生態(tài)與建筑的和諧可持續(xù)發(fā)展，何樂而不為呢？同時，“綠色建筑”的概念也已經逐漸被廣泛應用于各個領域：“綠色建筑”也稱為生態(tài)建筑、可持續(xù)建筑，最早是在1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上明確地提出來的。用建設部仇保興副部長的總結——“綠色建筑”就是指為人們提供健康、舒適、安全的居住、工作和活動的空間，同時在建筑全生命周期(物料生產、建筑規(guī)劃、設計、施工、運營維護及拆除、回用過程)中實現(xiàn)高效率地利用資源(能源、土地、水資源、材料)、最低限度地影響環(huán)境的建筑物。可見，綠色建筑理念的提出，就是為了使得建筑在滿足人類不斷提高的健康、舒適、安全的需要基礎上。對環(huán)境、資源影響最小，最終做到可持續(xù)發(fā)展．前提都是為了人類的永久利益。社會上有一些觀點把綠色建筑看得很片面、絕對化，要不就是極端限制人的合理需求，以保護環(huán)境為唯一目的；而另一些觀點就是把綠色建筑當成是僅僅是為人類的眼前利益、健康或舒適(像綠色建材、綠色蔬菜一樣看待)而不怎么從整體上、長期上考慮對環(huán)境的影響。這兩種觀點可能都不利于“綠色建筑”的健康發(fā)展和推廣。綠色建筑最終的目標是以“綠色建筑”為基礎，進而擴展至“綠色社區(qū)”、

“綠色城市”層面。達到促進建筑永續(xù)發(fā)展的目標。這意味著建筑不僅被作為非生命元素來對待，更被視為自然生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的一個有機組成部分。

中國的國情

中國作為最大的發(fā)展中國家，二氧化碳排放居第二位，根據(jù)《京都議定書》的要求，中國要采取一系列減少溫室氣體排放的政策和措施，包括努力提高能源利用效率，改善能源結構，促進新能源和可再生能源的利用等。

就能源消費而言，在我國化石能源資源探明儲量中，90％以上是煤炭，人均儲量也僅為世界平均水平的二分之一；人均石油儲量僅為世界平均水平的1

1％；天然氣僅為4

5％；而目前我國單位建筑面積能耗水平是發(fā)達國家的2～3倍以上。就土地的情況而言，我國人均耕地只有世界人均耕地的1／3，水資源僅是世界人均占有量的1／4；實心黏土磚每年毀田12萬畝；物耗水平與發(fā)達國家相比，鋼材消耗高出10％～25％，每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤；衛(wèi)生潔具的耗水量高出30％以上，而污水回用率僅為發(fā)達國家的25％。嚴峻的事實表明，中國不僅要走可持續(xù)發(fā)展道路，發(fā)展節(jié)能與綠色建筑也刻不容緩。

我們應該認識到我國不僅經濟上“窮”，在資源和環(huán)境上更“窮”，但要想做到可持續(xù)發(fā)展的目標就要擺脫狹隘的“唯經濟窮論”，全面在“四節(jié)一環(huán)?！鄙咸岣邩藴剩脧娪辛Φ亩愂?、金融、土地政策鼓勵有條件的地區(qū)或開發(fā)綠色建筑項目，走在地區(qū)、國內甚至國際的前列。同時，強制要求經濟發(fā)達地區(qū)和大型城市的節(jié)約標準，提到一個和自身地區(qū)資源相符合的程度。

成本問題：

從全國范圍里來講。絕大多數(shù)普通的民用建筑在節(jié)能等方面存在巨大的缺陷和不足，因此需要我們進行綜合的設計來增加建筑這些方面的品質和性能，每一方面的改善基本上都需要增加一定的成本，比如成本增加10％以上，是必然的。

就住宅而言，一說到因為“節(jié)能要增加成本”，就有許多人說會增加購房人的負擔，好像以后使用過程中的使用成本對老百姓無關緊要一樣。因此，我們不僅要關注建造的經濟成本，更要關注今后使用中的經濟成本以及生態(tài)成本和社會成本。就生態(tài)成本來講，今天對環(huán)境的污染今后需要花費更大的代價去治理；就社會成本來說，綠色建筑由于改善了室內的環(huán)境，使人的疾病發(fā)生率大幅度下降，因為人有80％的時間是在室內活動，這樣疾病發(fā)生率將會大幅度下降．壽命將會延長，生存質量也大大提高，這就是另一方面的節(jié)約；同時，在建筑數(shù)十年的使用過程中．使用成本將高于建造成本數(shù)倍以上。，因此，我們應該把注意力放在生態(tài)成本、社會成本和全壽命周期的經濟成本上，況且現(xiàn)在的房價即使沒有技術含量和“四節(jié)”，性能的提高也在不斷的增加，這種價格的增加加大了房地產泡沫的可能性，因此房地產價格的理性回歸應該是建立在價值的增加基礎上的。我認為可以鼓勵各個地方的高檔住宅或其他民用建筑通過適當?shù)母咄度耄瑤眄椖康膬韧猸h(huán)境質量、提升“綠色”性能，從而提高房子的品質，以品質來支撐高于其他普通房子的價格，讓這些高價房成為“綠色建筑”的榜樣，以此帶動地方住宅技術及產業(yè)化的發(fā)展，最終讓更多的普通房子更容易實現(xiàn)“綠色”夢想。

綠色建筑需要什么樣的技術?

在探索綠色建筑的技術路線時．經常會聽到一些專家主張應該采用“低技術”，有些認為應該采用“適宜技術”，還有些認為應該采用“適宜技術結合高技術”等等不同的觀點，我個人認為這種爭論沒有意義。技術是用來解決我們所面臨的具體問題的，應該根據(jù)具體項目的具體情況和實際需求來選擇。更多技術選擇的可能性一方面能夠滿足建筑師的創(chuàng)造需要，另一方面能夠滿足市場的需求。。在我們國家目前普遍技術非常落后的今天，如果不是大力去發(fā)展高新技術而一味強調低技術，只能是更落后，離我們自己的標準也會越來越遠。

在技術選擇上，我們應該從所需要的建筑性能和全壽命周期的觀點去分析、判斷、計算、選擇。汪光燾部長說過，要充分認識資源環(huán)境問題已成為國民經濟和社會發(fā)展的重大制約因素。，我們當前在經濟增長方式方面主要還存在“高投入、高消耗、高排放、不協(xié)調、難循環(huán)、低效率”的問題。這些問題如果低技術能夠解決還需要拖到今天嗎?高低是相對的，適宜不適宜也是相對的，如果站在國際的水平上看，我們國內有些專家認為的“高技術”早已經是“低技術”和“適宜技術”了。所以根據(jù)我們的國情，恰恰需要去大力鼓勵開發(fā)綠色高新技術甚至是自主知識產權的高新技術，同時去大力鼓勵使用高新技術，工程實踐能促使技術的發(fā)展，使之變成適宜技術。只有這樣．到2020年我們的住宅和公共建筑的能源資源消耗水平才有可能接近或達到現(xiàn)階段中等發(fā)達國家的水平，這是我們國家建筑發(fā)展的總目標。

在日本愛知世博會長久手會場，繭狀日本館為減少熱負荷，利用墻面綠化、生物降解塑料材料和間伐木材(森林中被砍掉的細木材)實現(xiàn)了環(huán)保功能。以“自然的智慧”為主題的愛知世博會，展館建設大量應用現(xiàn)代科技成果，突出環(huán)保性和功能性，反映出人類對自然美的孜孜追求。而這，也應當是未來土木工程師要學習和發(fā)展的方向。

總之，綠色建筑的發(fā)展建設需要正確看待衛(wèi)生、安全、健康、舒適的問題和當?shù)刭Y源情況，目前各地的節(jié)能標準里面所假定的舒適度，前提是小康標準的，是最基本的，不能完全體現(xiàn)今后的發(fā)展方向。隨著生活水平的提高，舒適度的標準也會提高，能源等資源的消耗也將會大幅提高。因此應該根據(jù)當?shù)貧夂蚝蜕盍晳T、經濟水平分級，適應不同收入階層和滿足不同的需求，要有一定的前瞻性。同時，綠色建筑的設計需要將有關今后使用費用(如采暖制冷等)或能耗等定量化，要具體到單位使用者，這樣有利于老百姓的選擇權、知情權和監(jiān)督。有了老百姓的參與，綠色建筑才會更加迅速和健康地發(fā)展

我國建筑中，李國豪教授設計的揚浦大橋也堪稱經典。引橋部分的螺旋式上升結構，節(jié)約人民幣數(shù)億元，是土木工程實現(xiàn)經濟性可持續(xù)發(fā)展的典范。當然，可持續(xù)發(fā)展，絕不是一味地追求節(jié)省，而是要尋求一種最合理的中間狀態(tài)，既要保證建筑有足夠的創(chuàng)意，也要追求完美的技術經濟指標，以最少的投入獲得最大的效益。我們依舊還是要創(chuàng)造經典，但是絕不能建立在揮霍金錢，建立在耗費更多的資源、能源的基礎之上?，F(xiàn)今，建筑世界已經進入到生態(tài)美學的時代，注重文化、生態(tài)、工程與環(huán)境之間的關系，注重人性化、節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展，才是當代工程師的著眼方向。3.4人性化的生態(tài)建筑設計：

“生態(tài)”一詞源于希臘文Oikos，原意為“家”和“住所”，后來衍生成生態(tài)學(Ecology)。到20世紀60年代建筑師保羅.索勒瑞提出“生態(tài)建筑”這一概念至今，其內涵在不斷擴展和延伸?，F(xiàn)在，普遍認為，生態(tài)建筑的基本原則就是運用生態(tài)學原理和方法,有節(jié)制地利用和改造自然。尋求最適合人類生存和發(fā)展的可持續(xù)支撐環(huán)境；把建筑環(huán)境作為一個有機的，具有結構和功能的整體系統(tǒng)來維護。

3.4.1“原生的”與“適宜技術的”生態(tài)建筑設計

“原生的”生態(tài)建筑設計

在形成之初,建筑就是人類活動的內在機制同自然環(huán)境相互聯(lián)系、相互作用的邏輯結果，因此，其本身就包含了內在的“生態(tài)精神”。這些建筑通過直接的、單純的與自然的接觸，有著樸素生態(tài)概念。人們通常不自覺地運用著當?shù)氐牟牧?、技術，并考慮當?shù)氐臍夂颉L向等，建筑的創(chuàng)造出于人類征服自然、適于自身的需要，同時也受制于自然。在“人是短暫的，而自然是永恒的”這樣的中國傳統(tǒng)思想下，中國的傳統(tǒng)建筑不論從材料的使用上還是選址和布局上都體現(xiàn)著現(xiàn)代所謂的生態(tài)精神。這樣的建筑從建設、使用和毀滅三個階段都不會對生態(tài)環(huán)境有所破壞，值得現(xiàn)代建筑學習。當然原生的生態(tài)建筑也有局限性，它們通常內部功能組織簡單，難以適應現(xiàn)代生活。尤其在我國，目前生產力水平和經濟水平還處于發(fā)展階段的大背景下，除了個別實驗性質的生態(tài)建筑之外，大部分對生態(tài)建筑的摸索也處于“原生的”狀態(tài)。

簡單說，原生的生態(tài)建筑設計是在節(jié)約經濟和低技術的條件下，不用或者很少用現(xiàn)代的技術手段來達到生態(tài)化的目的。然而,此類建筑的節(jié)能效率和可持續(xù)性都不甚理想，缺乏普適性。同時，停滯不前的生態(tài)技術．并不是可持續(xù)的生態(tài)觀。因此，考慮將現(xiàn)代的生態(tài)技術運用到普通的建筑設計中去，即本文提到的“適宜技術”生態(tài)建筑。

“適宜技術”的生態(tài)建筑設計

適宜技術(AppropriateTechnology)最早由諾貝爾經濟學獎獲得者Atkinson和Stiglitz在1969年提出，其原意是“Localizedlearningbydoing”，也就是地方性的邊干邊學。從建筑設計的角度．它提出發(fā)展中國家和地區(qū)不能一味照搬和模仿發(fā)達國家已經用過的技術，從而滿足自身發(fā)展的需要。同樣的，“適宜技術”的生態(tài)建筑，主要指的是根據(jù)當?shù)貙嶋H情況．側重建筑技術的適宜性、高效性，通過普遍的建筑設計手法，精心設計建筑細部，提高對能源和資源的利用效率，減少不可再生資源的耗費，保護生態(tài)環(huán)境；同時有選擇地借鑒當?shù)亟ㄖ幕瘋鹘y(tǒng)和技術，使建筑具有一定的地方特色,實現(xiàn)技術的人文提升。

具有一定適宜性、普遍性的技術，又能根據(jù)環(huán)境的不同而有一定地域特色的生態(tài)建筑應該成為研究的重點。也就是說，從滿足基本的人居環(huán)境的要求出發(fā)，通過漸進的方式．通過“適宜技術”這個設計手段，運用當?shù)氐馁Y源，結合適宜的經濟的技術，進行生態(tài)建筑設計來達到可持續(xù)發(fā)展的目的。3.4.2生態(tài)建筑設計從“原生的”向“適宜技術”轉變的必要性

生態(tài)技術與經濟性的互動

建筑技術隨著時代與科技的進步而進步，同時也根據(jù)經濟的發(fā)展而發(fā)展。到如今，我們所面對的是資源環(huán)境問題的全球性和地區(qū)經濟發(fā)展的不平衡性之間的矛盾?！爸袊鳛榘l(fā)展中國家的代表，以整體上低水平的、快速的發(fā)展，擁有低素質的龐大的人口群體，以及對西方生活方式的迷戀和追求。正在形成一種高度浪費和污染型的生產和生活方式?！蹦壳爸袊ㄖI(yè)物質消耗占全部消耗總量的15％左右，建筑能耗約占全部能耗的28％，建材生產、建筑活動造成的污染約占全部污染的34％。意識到這種可怕的現(xiàn)象的危害，不得不提倡可持續(xù)發(fā)展的建筑方式經濟的落后導致技術的落后．建筑設計在某種程度上也反映著當?shù)氐慕洕鸂顩r?！霸摹鄙鷳B(tài)建筑在經濟上是足夠節(jié)省的，卻不足以體現(xiàn)當代的發(fā)展。在現(xiàn)代化、城市化的進程和全球化的浪潮中．很難廣泛展開：而在中國真正有著較高技術含量的生態(tài)建筑鳳毛麟角，經濟上的因素也是很大一方面．要追求可持續(xù)發(fā)展。盲目建設大量的高技術的生態(tài)建筑也是不合國情的。因此。提倡“適宜技術的”生態(tài)建筑設計迫在眉睫。

生態(tài)建筑設計與社會需求的互動

在歷史的長河中，我們可以看到，建筑反映著人類的需求，同時它反作用于社會，通過對生活方式和環(huán)境的對比與分析，喚起人們的行為。早在古希臘，神廟的建設加強并支持了當時社會民主化的思想．巴洛克建筑以其豐富的三維空間喚醒了社會對自由的意念．日本住宅的小尺度也是對日本社會的模仿與反映等等。這些實例說明建筑有助于人們適應日常生活的需求和環(huán)境的改善，同時，建筑也能對社會的可適應性要求做出形式的反映。在當今“可持續(xù)發(fā)展”的全球大主題下。建筑的回應就是進行生態(tài)建筑設計。原生的生態(tài)建筑設計顯然落后于人們的社會的需求．而適宜技術的生態(tài)建筑設計的提出更加恰當。

人性化的生態(tài)建筑設計

眾所周知，現(xiàn)代建筑產生的思想根源在于“以人為本”。如果偏頗地來看，如今對自然的破壞歸結為“以人為本”這種自私的理念。于是有人提出生態(tài)建筑的出發(fā)點是“以自然為本”。這樣看來．生態(tài)建筑與現(xiàn)代建筑成了對立的概念，其實不然。建筑的產生以來就是為人服務的?！叭艘唤ㄖ蛔匀弧笔菢嫵山ㄖ澜绲娜齻€要素．其中人是第一位的。生態(tài)建筑將三者融合，重視人與自然的和諧關系，是人們征服自然、改造自然過程的一部分。它盡可能利用建筑物當?shù)氐沫h(huán)境特色與相關自然因素(比如陽光、空氣等)。使之符合人類居住，并且降低各種不利于人類身心的任何環(huán)境因素作用，同時，盡可能不破壞當?shù)丨h(huán)境因子循環(huán)，并盡可能確保當?shù)厣鷳B(tài)體系健全運作，目的還是為了人類擁有更好的生存環(huán)境。

“原生的”建筑設計由于技術的落后性，有時也會有違背生態(tài)設計的問題。例如在對當?shù)夭牧系氖褂蒙希腿缤覀冞^去常用的粘土磚，粘土磚一直以來都是傳統(tǒng)的、使用廣泛的建筑材料，與混凝土比起來．它的人工性能要好得多。然而，燒制粘土磚破壞的大量的良田．原本肥沃的土地變成荒涼。這樣看來，對地方材料的使用也許正在破壞著當?shù)氐沫h(huán)境。這一點使我們不得不反思，并且要去探尋新的手段、新的技術來把這些樸素的、原生的生態(tài)建筑思想加以進化。適宜技術的生態(tài)建筑設計強調技術和社會、經濟、藝術的整體平衡，在關注建筑設計和施工的同時，去關心社會、考慮當?shù)厣鐣l(fā)展的本土性和當代性，體察大多數(shù)人的需求，為普通大眾構筑可持續(xù)的生態(tài)環(huán)境。

生態(tài)建筑設計從“原生的”向“適宜技術”轉變的可行性

實現(xiàn)適宜技術的生態(tài)建筑通常有三種手法：一是將傳統(tǒng)技術進行改造；二是將先進的技術改革、調整以滿足適宜技術的需要；三是進行實驗研究，直接效力于適宜技術。，在此以上海生態(tài)建筑示范樓為例，分析適宜技術的生態(tài)建筑在上海的可行性和發(fā)展。

上海生態(tài)建筑示范樓位于上海市建筑科學研究院莘莊科技發(fā)展園區(qū)內，建筑面積1900平方米。鋼混主體結構，南面兩層、北面三層。一樓東半部約350平方米大斤用于生態(tài)建筑集成技術展示，并成為生態(tài)建筑關鍵技術和產品研發(fā)的實驗平臺。從經濟性的角度來看，該示范樓每平方米的建筑造價(不含土地費)4000多元，遠低于普通寫字樓的造價；從能源的角度來看，該樓的綜合能耗為普通建筑的1／4；再生能源利用率占建筑使用能耗的20％；室內綜合環(huán)境達到健康、舒適指標；再生資源利用率達到60％。

3.4.3對“原生的”技術手段加以改造利用

從天井到中庭

1)原生的技術手段

上海地區(qū)傳統(tǒng)民居最典型的平面布局是以內院為中心，這當然是和中國人的生活方式一脈相承的。由于用地的有限，住宅的由原來的三開間退化為一開間，內院也隨之越來越小，形成了天井。合院的形制已經不復存在了，天井卻因為能有效改善整個住宅的小氣候而延用下來。房屋的進深過大時，利用天井，既有了適當?shù)牟晒饷?，又能減少夏日的日照；通過天井能將建筑底部的風拔上來，有利于建筑內部的空氣流動。

2)改造后的適宜技術手段

從狹小的天井到寬敞明亮的中庭，頂上蓋有透明的玻璃天窗。不僅保留了其通風的效果，而且改善了原來天井陰暗的狀況，使這幢辦公樓能達到天然采光。為了讓南北兩樓共享陽光．設計布局上，整座樓南低北高，冬天，陽光從中庭的天窗射入，能夠照到北面辦公室。通過玻璃天窗開啟角度的隨意調整，只要天氣晴好．白天幾乎用不著開燈，有效地節(jié)省了能耗。

從老虎窗到煙囪效應

1)原生的技術手段

人們很早就發(fā)現(xiàn)門窗對開的形式能夠造成“穿堂風”。一套住房內不同方位的房屋之間有流暢的氣流．就能形成穿堂風。穿堂風對于夏季散熱是比較有效的。另有一個比較有特色的就是“老虎窗”了。“老虎窗”是英語roofwindow的音譯，顧名思義。是開在屋頂上的窗，其目的是為了增加閣樓的采光和通風。充分利用天然采光；其通風的效果類似于“煙囪效應”。)改造后的適宜技術手段

從室內熱壓拔風分析圖中可以看出，該生態(tài)樓從南面樓前的水面導風到背面“煙囪”的拔風．都是對傳統(tǒng)技術的改造。有所突破的地方在于，在建筑的地下2m左右深處，間隔埋設著若干根數(shù)十米長的小管道，管道出口一頭在中庭，另一頭在數(shù)十米外的曠地。一方面，熱空氣從下往上，從屋頂通風口散逸而出．并形成煙囪效應，從地面管道中拔風；另一方面．從地面抽取的熱風經過數(shù)十米長的地下管道時，管道外濕冷的泥土和恒溫的地下水會給風不斷降溫．再經過濾處理，進入辦公樓是清新空氣。每小時換氣可多達20次。

從坡屋頂?shù)诫p層屋頂

1)原生的技術手段

坡屋頂較普通的平屋頂能更有效地保溫隔熱。對于雨水較多的上海，坡屋頂還能有效組織雨水的排放。因此，在這里，理想的建筑布局形式往往是：有一個長行的平面和帶坡頂?shù)钠拭?，所有房間都有直接的通風采光；建筑四周都有陽臺、百葉遮陽板或外廊。

2)改造后的適宜技術手段

該生態(tài)樓使用了雙層屋頂。第一層是太陽能儲熱板，它將利用太陽能為大樓供冷；第二層是敷在屋頂?shù)母呙芏扰菽灞貙?，能有效阻擋紫外線的入侵。

3.4.4將先進的技術改革、調整以滿足適宜技術的需要

太陽能熱利用

根據(jù)上海地區(qū)利用太陽能存在的問題．該樓創(chuàng)新地實驗了與建筑結構集成的一體化太陽能集熱器件和新的太陽能能量利用系統(tǒng)。辦公樓設置了150平方米。太陽能集熱器，可供充足熱水，并部分用于冬季約300平方米地板采暖，以及夏季15kW的干盤管空調制冷。制冷通過太陽能熱水型吸附制冷機組實現(xiàn)，其需要80—85℃熱水驅動。在示范辦公樓應用中，吸附制冷機和干盤管技術結合用于處理空氣顯熱負荷，制冷機組完全由太陽能集熱器加熱。除濕熱泵的低溫端可以在夏天做制冷用?？照{、采暖、熱水供應及地熱的應用在該太陽能系統(tǒng)內都能和建筑結構很好地結合．實現(xiàn)了一體化。

高效健康空調

由于上文提到的遮陽板和利用“煙囪效應”使辦公樓涼爽，該樓全年空調使用期將比普通辦公樓少兩至三個月。當然，其空調系統(tǒng)也是經過新的研究開發(fā)的，能把夏季空調的除濕與降溫相分離實現(xiàn)系統(tǒng)高效空調效果?？照{系統(tǒng)利用辦公樓樓散熱循環(huán)制冷，降低能耗約20％；而新型制冷劑的加入，更不會破壞人類共有的臭氧層?？照{還具備除濕功能．采用液體除濕處理空氣潛熱負荷，除濕液體的再生通過高溫熱泵(80～85℃)來實現(xiàn)，這一創(chuàng)新的結構使樓內杜絕了一般中央空調?；嫉拿咕燃毦?。全年溫度將保持在18～25℃，濕度在55％～60％。屋頂上的太陽能電池板，將作為空調主要能源。

3.4.5實驗新技術、新材料直接效力于“適宜技術”的生態(tài)建筑

該生態(tài)樓使用的是3R材料，最大限度地實現(xiàn)廢物利用和資源循環(huán)(所謂3R，是指節(jié)約資源Reduce、可再生利用Reuse和可循環(huán)Recycle)。用廢骨料、礦渣粉、粉煤灰．甚至栽培花草的小陶粒來代替水泥。單是混凝土就用了3種，有的是用老房子拆除后的混凝土為主的新老混合型，有的是用七成替代成分摻入的低成分水泥，還有大量舊木地板的回用，全樓的再生資源利用率達60％。

在圍護結構墻面的構筑上，在加厚的內外墻之間是一道5～8cm厚的空氣層，里面裝有保溫防水材料，這樣一層復合墻體可節(jié)能25％。窗玻璃的使用上，該生態(tài)樓采用的是低輻射玻璃，可有效阻斷紅外光。經過特殊處理的窗玻璃能把陽光折射到室內需要的角度。此外，窗外還將懸掛自動遮陽的電子百葉窗，不僅開合隨意。其遮板上的細孔能讓微風和光線暢通無阻。

4結語

“適宜技術”是當代建筑技術發(fā)展的成果和傳統(tǒng)地域適應性技術的結合，它“不是一種修補性的折衷態(tài)度，它是辨證和智慧的抉擇。適宜技術將當代的先進技術有選擇地與地域條件的特殊性相結合；同時提倡改進和完善現(xiàn)有技術．充分發(fā)掘傳統(tǒng)技術的潛力．實現(xiàn)建筑技術的本質?！庇捎趥€人水平有限，目前僅能對適宜技術的生態(tài)建筑做一些定性分析，還不足對其進行定量的分析．只能說是個人的希望。在經濟條件允許的情況下，將生態(tài)建筑設計從“原生的”狀態(tài)轉向“適宜技術的”，使生態(tài)建筑能普及到普通人的生活，使大部分的人都能享受到高質量的可持續(xù)的生活環(huán)境。3.5建筑節(jié)能是指在建筑物的規(guī)劃、設計、新建、改建和使用過程中，執(zhí)行建筑節(jié)能標準，采用新型建筑材料和建筑節(jié)能新技術、新工藝等提高建筑圍護結構的保溫隔熱性能和建筑物用能系統(tǒng)效率，在保證建筑物室內熱環(huán)境質量的前提下，減少供熱采暖、照明、熱水供應的能耗，并與可再生能源利用、保護生態(tài)平衡和改善人居環(huán)境緊密結合。我國北方地區(qū)冬季寒冷，集中供熱面積大，采暖能耗是建筑能耗的最大組成部分，建筑物的防寒保溫問題是關系能源消耗的關鍵問題，注意節(jié)約能源消耗已成為北方建筑設計時的一個重要問題。

一、建筑節(jié)約能耗的幾點措施

1.使用納米透明隔熱涂料。納米透明隔熱涂料是新近問世的一種可以讓玻璃既保持高透光性同時又有較好的隔熱效果的高科技產品。納米透明隔熱涂料可采用噴涂或刷涂技術涂與各類建筑物的玻璃上。在夏季,能抑制65%太陽能輻射不進入室內,并能保證透光率達到70%,能使室內溫度低于室外溫度達到4℃～7℃,測試表明，夏天開空調時,空調的耗電量可從原來303度降低到208度,可節(jié)電20%～30%左右;在冬季,隔熱涂膜的特殊金屬膜呈透明型、引進可視光,長波長的暖氣能在室內反射,使室內的暖氣(遠紅外線）約90%不外流。

2.建筑節(jié)能中太陽能的利用。太陽能是綠色能源中最重要的能源，是取之不盡、用之不竭、廣泛存在的天然能源，其優(yōu)點是極為豐富、潔凈、安全、價廉，對生態(tài)平衡沒有任何影響。

有關資料表明,我國陸地面積每年接收的太陽輻射總量在3.3×103～8.4×106kJ/(m2·年)之間，相當于2.4×104億t標煤。全國總面積三分之二以上地區(qū)年日照時數(shù)大于2200h，日照能量在5×106kJ/(m2·年)以上。我國西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內蒙古高原的總輻射量和日照時數(shù)均為全國最高，屬太陽能資源豐富地區(qū)；除四川盆地、貴州省資源稍差外，東部、南部及東北等其他地區(qū)為資源較富和中等區(qū)。

在建筑中加強太陽能的利用是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，太陽能可以為建筑供暖、供熱水、供電，甚至能夠提供建筑物的全部能量。我國北方被動太陽房采暖節(jié)能60％～70％，平均每平方米建筑面積每年可節(jié)約20kg～40kg標準煤，有著良好的經濟和社會效益。

3.注重墻體節(jié)能。多年以來，我國建筑墻體一般采用單一材料，如空心砌塊墻體、加氣混凝土墻體等。單一材料導熱系數(shù)大，一般為高效保溫材料的20倍以上，由于建筑節(jié)能的需要，新型復合墻體已經出現(xiàn)，復合墻體主要通過在墻體主體結構基礎上，增加一層或幾層復合的絕熱保溫材料來改善整個墻體的熱工性能。復合墻體很好地發(fā)揮了兩種材料的長處，既不會使墻體過厚，又能承重，保溫效果又好，因此，發(fā)達國家新建建筑已基本上采用了此種方式。我國要達到節(jié)能50%的要求，除部分采用加厚的加氣混凝土單一墻體外，使用復合墻體將是大勢所趨。根據(jù)復合材料與主體結構位置的不同，墻體保溫包括內保溫、外保溫、夾芯保溫等。4.關注門窗節(jié)能技術。在整個建筑物的熱損失中，而門窗縫隙空氣滲透的熱損失則占20%～30%。所以,門窗是圍護結構中節(jié)能的一個重點部位。門窗節(jié)能主要從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽能輻射3個方面進行。減少滲透量可以減少室內外冷熱氣流的直接交換而增加設備負荷,可通過采用密封材料增加窗戶的氣密性;減少傳熱量是防止室內外溫差的存在而引起的熱量傳遞，建筑物的窗戶由鑲嵌材料和窗框、扇型材組成。為此，要加強節(jié)能型窗框和節(jié)能玻璃等技術的推廣和應用,增大窗戶的整體傳熱系數(shù)以減少傳熱量。

塑鋼門窗不僅防噪隔聲功能顯著，防雨水滲漏能力強，空氣滲透量小，更主要的是塑鋼門窗的導熱系數(shù)極低，隔熱效果優(yōu)于鋁材1250倍，在采暖和制冷上，能耗要低30%～50%，室內空調的啟動次數(shù)明顯減少，耗電量也顯著減少。

二、建筑節(jié)能的經濟效益

節(jié)能建筑由于使用了節(jié)能材料，往往會增加初期投資，使建設費用增加。但從能量效率方面分析，節(jié)能建筑有著非常可觀的效益，并能在一定的年限內回收節(jié)能投資費。而且，在節(jié)能收益和節(jié)能投資平衡后，節(jié)能建筑就進入了純收益期，在使用周期內可節(jié)約大量費用。從一些節(jié)能試點小區(qū)實際情況分析，住宅建筑節(jié)能投資增加額/住宅建筑本身的造價=6/1。與此同時，從規(guī)劃設計的角度來看，可以節(jié)約鍋爐供熱設備和采暖系統(tǒng)建設的投資，并且在建成使用后可以節(jié)約能源支出，節(jié)約運行管理費用。試點表明，節(jié)能建筑的投資回收期一般在3年～7年左右。節(jié)能建筑經濟分析可參照如下幾個指標來進行。

1.節(jié)能投資。節(jié)能建筑在一般情況下，加強圍護結構的保溫隔熱性能，建筑工程造價勢必也要相應地提高。在我國，節(jié)能50%住宅的投資增長率一般可控制在10%以內。

2.節(jié)能收益。隨著國民經濟的發(fā)展，節(jié)能率指標也在逐步提高。節(jié)能建筑的設備運行負荷比傳統(tǒng)建筑小，其維護費用也相應的減少;建筑物由于受到良好的隔熱保溫措施的保護，從中就節(jié)省了一筆維護開支。

3.投資回收期。節(jié)能建筑的投資回收期一般不應超過8年。

4.生命周期收益。節(jié)能投資是一次性行為，而收益是一個長期的過程。因此，更科學合理的分析節(jié)能建筑的經濟效益，應該采取建筑物生命周期的計算方法：節(jié)能建筑生命周期收益=非節(jié)能建筑生命周期總費用-節(jié)能建筑生命周期總費用。

3.6自然通風與采光的利用(圖1)

當前，隨著城市空氣質量下降．粉塵污染增加和人們在室內停留的時間大大增加；生態(tài)通風技術與“房屋呼吸”概念出現(xiàn)。但建筑通風面臨一系列新的問題：建筑的體量面積增加。密閉性加強，傳統(tǒng)的自然通風減少；新型建筑及裝修材料釋放有害氣體；大量使用空調和熱水，室內干濕度不符合人體舒適度要求；在無法實現(xiàn)自然通風采光的房間，構造處理欠佳的墻面，容易出現(xiàn)凝結水和發(fā)霉。設計應通過保證足夠的開啟扇面積，在房間內及中庭頂部(若有條件，可依建筑形式而設)開設一定的開窗面積，既達到了自然采光的目的,又可依靠室內外的風壓及熱壓差，形成有組織的自然通風，在室外氣候適宜時通過自然通風達到調節(jié)室內熱環(huán)境的目的。雙層皮幕墻技術科學合理地保證了室內通風量，且能過濾空氣，低噪聲動力通風系統(tǒng)有助于排出衛(wèi)生間的潮濕污濁空氣(圖2)。

3.7可再生綠色能源的利用

3.7.1太陽能

對太陽能的利用總體上可分為兩類：太陽能集熱板集熱及太陽能光伏發(fā)電。太陽能集熱板集熱技術較為成熟，設備材料價格也不昂貴，有一定的應用。太陽能光伏發(fā)電是太陽能最好的利用方式，雖然受技術及材料成本的限制，目前應用還不廣泛，但不久的將來必將廣泛應用。

3.7.2淺層土壤熱能

在地下30～100m的范圍內，土壤、巖石及地下水的溫度全年基本恒定在15℃左右，形成一個較好的提取及釋放熱能的場所。地源熱泵就是利用這一特點進行工作。地源熱泵可分為利用地下水的開式系統(tǒng)和不抽取地下水的地源耦合熱泵，后者有不影響地下地質結構，地下水水位，不污染地下水，使用壽命不受地下水位影響的特點，是目前最好的地源熱泵形式(圖3)。

能量活性建筑基礎的技術原理就是在建筑基礎施工過程中將工程塑料管埋八地下，形成閉式循環(huán)系統(tǒng)，以水為載體。夏季將建筑物中的熱量轉移到土壤中；冬季從土壤中提取能量。該項技術誕生于上世紀八十年代初的歐洲，初期多用于居住建筑，今天更多應用于大型公共建筑以及商業(yè)和工業(yè)建筑。其突出優(yōu)點是不需要專門鉆井而可以獲取地熱(地冷)資源，投資相對較少，經濟效益明顯。根據(jù)建筑基礎土質情況和建筑基礎工程的要求，可采用與基礎形勢相配合的技術，如能量活性基礎樁、基礎墻與基礎板。經過20余年的發(fā)展，這項技術已基本成熟。

3.7.3地表水體熱能

在中國南部及大部分中部地區(qū)，有一定規(guī)模及深度的地表水體全年溫度穩(wěn)定在一定的范圍之內，也形成了一個較好的提取及釋放熱能的場所。因此，可采取水源熱泵機組對其利用，其基本工作原理與地源熱泵相同。

3.7.4風能

在風力資源較豐富的地區(qū)，在建筑屋頂采用成熟、噪聲較低的風力發(fā)電設備。在一定高度的空中風速較大，利用這一特點，在高層及超高層建筑中結合建筑造型，在角部設置風力發(fā)電設備．對整個建筑的用電進行一定的補充。

3.7.5生物能

在廣大農村沒有燃汽供給的區(qū)域，設置沼氣發(fā)生、供給及燃燒設備，可提供清潔充足的能源，同時減少了對木材的消耗及大氣的污染。

1高舒適度，低能耗的室內環(huán)境控制系統(tǒng)

2輻射制冷供暖系統(tǒng)加置換式通風系統(tǒng)

輻射制冷采暖系統(tǒng)(圖4)加置換式新風系統(tǒng)是一種全新的空調方式，它在提供舒適健康的室內熱濕環(huán)境及低哚音聲環(huán)境的同時也具有較好的節(jié)能效果。其特點如下：1)室內無吹冷風感，主要通過輻射換熱這一舒適感最高的方式換熱i2)系統(tǒng)運行節(jié)能3)無凝水潮濕部分，消除了霉菌問題；4)置換式新風系統(tǒng)提供最健康的新風供給方式：新風處理后直接送入室內，污濁空氣進行余熱、余冷回收后再直接排出室外，充分利用能源。因為無循環(huán)風,不存在交叉污染。5)室內無任何運轉設備，不產生噪音；6)室內無任何空調設備，美觀且節(jié)省空間。

3變風量(VAV)系統(tǒng)

變風量系統(tǒng)是由變頻中央空調系統(tǒng)配以變風量(VAV)末端設備組成，是一種高舒適度、低能耗的空調系統(tǒng)。變風量系統(tǒng)比常規(guī)這種系統(tǒng)具有相當多的優(yōu)點：系統(tǒng)中的能耗設備均可進行變頻調節(jié)能量輸出，即使在較低負荷的工況下，也能通過變頻調節(jié)而工作在較高的效率下，節(jié)約大量能源；系統(tǒng)中各個房間可獨立起停及調節(jié)溫度，并且互不影響，給使用者創(chuàng)造了極高的舒適度；不會出現(xiàn)“一開全開”。即使無人使用的房間也進行空調的浪費能源的現(xiàn)象出現(xiàn)。

4變頻技術

變頻技術是在建筑物空調負荷需求發(fā)生變化時(如室內人員、室外溫度、太陽輻射強度的變化)。通過對冷水機組、水泵、風機等設備進行變頻調節(jié)來降低能量輸出以適應負荷需求。其整體節(jié)能效果可達到30％～40％。5.冷熱電聯(lián)產

熱電冷聯(lián)產是采用燃煤或燃氣產生一次蒸汽利用汽輪機發(fā)電。來提供電力，同時充分回收其排放的低品位廢熱即中高溫二次蒸汽及高溫煙氣來提供生活用熱、冬季供暖以及為單效或雙效溴化鋰制冷機提供動力夏季供冷。從而實現(xiàn)冷、熱、電聯(lián)產。熱電冷聯(lián)產的效率較高，大型火力發(fā)電廠實際運行效率只有36％左右。而冷熱電聯(lián)產項目的實際運行效率可達60％～80％左右。

3.7.6蓄能系統(tǒng)

冰蓄冷系統(tǒng)

冰蓄冷從系統(tǒng)構成上來說只是在常規(guī)空調系統(tǒng)的基礎上增加了一套蓄冷裝置，其它各部分在結構上與常規(guī)空調并無不同，它在使用范圍方面也與常規(guī)空調基本一致。隨著社會的發(fā)展．中央空調在大中城市的普及率日漸增高。據(jù)統(tǒng)計，空調高峰時用電量達到城市用電負荷的25％～30％，大大增加了電網(wǎng)的峰谷用電差。冰蓄冷中央空調之所以得到各國政府和工程技術界的重視，正因為它對電網(wǎng)有卓越的削峰填谷功能，是電力需求側最有效的電能蓄存方法，全國如果有300家3萬平方米商場采用冰蓄冷空調，則相當于建設了一座30萬千瓦的調峰電廠。雖然單純從單個系統(tǒng)角度分析，冰蓄冷系統(tǒng)的能耗較常規(guī)系統(tǒng)要大一些，但從國家的角度講，對電力使用削峰填谷，提高了利用率，節(jié)約了基礎建設投資，創(chuàng)造了巨大的社會效益，因此是節(jié)能的，同時因峰谷電價的差異，冰蓄冷系統(tǒng)亦可為業(yè)主節(jié)約30％～50％的運行費用。

PCM_相位變化蓄熱材料技術

利用例如石蠟等特種物質物態(tài)相位變化吸收或放出較大熱量的特點，增加室內熱惰性，使室溫受室外氣溫變化產生的波動較小，控制室內溫度，提高居住舒適度。這種蓄熱材料還可用作制造半透明產品（圖5），比起采光，照明，避免眩光的效果，在一定程度上調節(jié)室內溫度；也可用于地板采暖，達到溫和、均勻、持久的供暖效果，提高住宅舒適度（圖6）。該項技術目前仍處于研究和試用階段，尚未得到大規(guī)模應用。在某些特殊的工程中有很成功獨特的功效。

3.8水資源循環(huán)利用系統(tǒng)

典型的如：中水處理及回用系統(tǒng)。系統(tǒng)將生活廢水、冷卻水、已達標排放的生產污水等水源．經物化或生化處理，達到國家《生活雜用水水質標準》，然后再回用于廁所；中洗、灌溉草坪、洗車、工業(yè)循環(huán)水及掃除用水等。充分利用有限的水資源，替換出等量的自來水，又減輕了城市污水處理廠的運行負荷，是利國利民造福后代的善舉。

3.9智能樓宇白控系統(tǒng)

智能樓宇自控系統(tǒng)是將建筑物(或建筑群)內的電力、照明、空調、給排水、防災、保安、廣播、通訊等設備以集中監(jiān)視與管理為目的，構成的一個綜合系統(tǒng)。一般的是集散型系統(tǒng)，即分散控制與集中監(jiān)視、管理的計算機局域網(wǎng)。目的是使建筑物成為具有最佳工作與生活環(huán)境、設備高效運行、整體節(jié)能效果最佳、安全的場所

3.10提供高舒適度的其他技術系統(tǒng)

1消除樓板噪聲，浮筑樓板技術

為解決樓板撞擊傳聲產生的噪音，德國住宅地面普遍采用“浮筑樓板”構造(SchwimmendeEstrich)。即在結構樓板上鋪設一層絕緣隔聲材料，上面再澆筑6～8cm的混凝土砂漿層，這層樓板在某些特殊的工程中有好像浮在絕緣層上，與樓板及四周墻體分離，從而達到極好的隔音效果。同時，在此之上還可鋪設木地板、石材等各種面材，其樓板隔音效果也非常理想。另外也可采用一種廢棄橡膠輪胎為原料制成的隔聲減振材料，達到簡易的樓板隔聲效果(圖7)。

國內不少住宅已經開始采用地板采暖技術，在熱水管的下方鋪設聚苯保溫材料，之上澆鑄水泥砂漿層。實際上已形成很好的隔音層．但大都沒有考慮隔聲要求．側面與墻體之間不設絕緣層，其剛性連接致使隔聲效果大打折扣。這些構造細部實際上不會增加太多投資,只需建筑師在設計中認真考慮，施工中按圖執(zhí)行就能達到。而這些構造細部所帶來的價值對于住宅使用者而言是至關重要的。

2綠色屋面技術

目前，由于城市用地日趨緊張，建筑覆蓋率持續(xù)增高，屋頂綠化成為改善城市環(huán)境的有效措施。在這方面，國外已有成熟的綠色屋面技術，適宜不同條件、不同植物的生長構造。例如在通常條件下，可種植一些易成活、成本低、無需管理但觀賞效果較差的植物．如草類、苔蘚類植物；或種植觀賞效果好、需定期維護且對土壤厚度要求較高的植物，使其隨季節(jié)變化形成不同的景觀效果。這一構造，一方面要滿足植物生長的不同要求，解決蓄水和通風問題；同時該技術構造必須保證建筑頂部防水層不受植物根系的破壞，從而提高居住的舒適性（圖8）。

第四章結論土木工程專門人才應具有的素質:

成為優(yōu)秀的土木工程師，必須具備“四要素”，即知識結構、實踐技能、能力結構以及綜合素質與創(chuàng)新意識。

知識結構包括：公共基礎知識，專業(yè)基礎知識和專業(yè)知識。

首先，優(yōu)秀的土木工程師必定有扎實的公共基礎知識，并且，在熟悉了解自然科學的基礎之上，良好的思想道德心理素質和人文、社會科學基礎知識也必不可少。

其次，優(yōu)秀工程師還必須有過硬的專業(yè)基礎知識。對工程數(shù)學、流體力學、巖土工程、結構工程等都要有扎實的理解和較強的應用能力。

第三，還要有深入的專業(yè)知識。不論是從事鐵道工程、隧道工程、地下工程還是建筑工程，每一個工程師都要對所偏重行業(yè)有著先進的專業(yè)知識。只有這樣，才能使我國的土木工程事業(yè)，走在世界的前列。土木工程離不開實踐。因此，工程師要具備高超的實踐技能。譬如：制圖技能、計算機應用技能、工程測量技能和結構檢測技能等。

作為土木工程學院的本科學生，我會在大學四年的學習過程中，努力掌握好計算機語言與程序設計技能，珍惜每一個上機實習的機會，并在大學物理實驗、材料實驗和結構實驗中掌握一般結構實驗的基本方法，初步具備結構檢驗的技能，做好技術實習、課程設計，爭取在結構設計大賽中獲獎。

此外，工程師與科學家的不同在于不僅受到自然規(guī)律的制約，還會受到社會規(guī)律的約束。工程技術人員的的每個工程方案的完成都是某種“社會活動”，絕不可能靠一個人在房間里單獨完成。因此要有足夠的能力與社會打交道，遵循好社會規(guī)律。

在學習生活中，我將不斷提高自己的自學能力，從學習中提升工程能力，在學生工作中提升管理能力，逐步完善自己的知識結構，從中培養(yǎng)出科技開發(fā)能力并在表達能力和公關能力上多下工夫。不過，這些技能還構不成一個真正有助于我國可持續(xù)發(fā)展的土木工程師。因為工程師最重要的是具備高尚的道德文化修養(yǎng)和思想品質。為了國家和民族的利益，獻身祖國的事業(yè)。為了國家的榮譽，能有強烈的競爭意識。具備唯物辨證的思想方法，有蹋實、嚴謹、苦干的工作作風。只有這樣，才能做一名合格的中國土木工程師。

我們還應看到，我國的土木工程事業(yè)與世界一流水平還有一定的差距。譬如國內的不少高層建筑（包括上海的環(huán)球金融中心），其工程設計幾乎全部由國外承擔，鋼材幾乎全部從國外進口，工程總承包也大多由國外承擔，只有鋼結構制作與安裝等工作由國內單位承擔。獲得完全自主的知識產權，實現(xiàn)工程建筑的國產化，趕超國際水平，需要我們青年一代去完成！

作為祖國未來的土木工作者，我將努力做到：１．打好基礎，學好外語，承認不足，不甘落后，不斷在創(chuàng)新、質量和美學上下工夫。２．提升自己的競爭意識，敢于參與國際大賽并獲得獎項；３．工作結合我國國情，特別是考慮由于人口負擔過重造成的能源不足、水資源和耕地缺乏。特別注意不使西方發(fā)達國家在他們發(fā)展過程中由于當時對可持續(xù)發(fā)展認識不足造成的錯誤與嚴重后果在中國的大地上出現(xiàn)！

我將不斷提升能力，鼓足干勁，與其他同學一道，走出一條自主創(chuàng)新、可持續(xù)發(fā)展的有中國特色的土木工程發(fā)展之路，共同將我國的土木工程事業(yè)推向新的高潮！參考文獻：[1]、《土木工程》(英)斯科特(Scott,J.S.)撰中國建筑工業(yè)出版社

[2]、《土木建筑文獻檢索與利用》肖友瑟主編大連理工大學出版社

[3]、《土木工程總論》丁大鈞，蔣永生編中國建筑工業(yè)出版社

[4]、《土木建筑工程概論》王繼明主編高等教育出版社

[5]、《土木工程學報》中國土木工程學會土木工程學報編輯部

[6]、《土木工程》中國土木工程學會科學出版社[7]、《土木工程概論》上海交通出版社[8]、《土木系統(tǒng)工程》機械工業(yè)出版社[9]、《INTRODUCTIONOFCIVILENGINEERING》中國建筑工業(yè)出版社謝辭畢業(yè)論文終于完稿了，回想一個月來的前期準備、提筆寫作和論文修改，我禁不住的感慨萬千。面對今天已經成稿的畢業(yè)論文，我要感謝我的論文指導老師趙心濤老師，是他們用謙虛嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和誨人不倦的傳道、授業(yè)、解惑精神，幫助我克服種種困難，完成論文的寫作。我還要感謝我的父母、同學和所有幫助過我以及給我精神動力的人。最后還要感謝系里的領導和各位老師，是他們?yōu)槲覀兊漠厴I(yè)設計提供了良好硬件和軟件環(huán)境，是我們能夠安心的做好畢業(yè)設計。感激之情無以言表，只能千言萬語匯成一句話：衷心的感謝所有我應該感謝的人，謝謝?；贑8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數(shù)字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計HYPERLINK"/detail.h