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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 陽(yáng)光與低碳：城市住區(qū)綠色
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 基于當(dāng)前全球關(guān)注環(huán)保節(jié)能的背景下，從專(zhuān)業(yè)角度理解研究建筑的模式和能耗。通過(guò)濟(jì)南 蘇州兩地氣候類(lèi)型與建筑形式的對(duì)比，探討如何在歷史名城中有效的進(jìn)行節(jié)能、低碳的建筑設(shè)計(jì)與規(guī)劃設(shè)計(jì)。
- 詳細(xì)介紹：
- 一、研究現(xiàn)狀、趨勢(shì)及選題意義。 建筑是人類(lèi)生活,工作,娛樂(lè)的主要場(chǎng)所,但是建筑在從規(guī)劃設(shè)計(jì)開(kāi)始,到施工,運(yùn)行,后期的裝修入戶,及至最終拆遷的生命周期內(nèi),出規(guī)劃設(shè)計(jì)外,其他階段都伴隨著資源利用,能源輸入,以及廢水,廢氣,廢物的排放。隨著城市化進(jìn)程的加快,城市建筑越來(lái)越多,建筑生命周期的循環(huán)使人們意識(shí)到建筑本身就是能量堆砌的結(jié)果。 現(xiàn)如今保護(hù)環(huán)境,追求能源再利用的觀念日漸深入人心,綠色低碳建筑順應(yīng)了這種時(shí)代要求,受到了全球的關(guān)注。作為一個(gè)沒(méi)有經(jīng)過(guò)高度工業(yè)文明階段的國(guó)家,中國(guó)跨越式的發(fā)展一方面需要“補(bǔ)工業(yè)文明的課”，另一方面還需要避免工業(yè)化時(shí)代的“不節(jié)能”。這種前所未有的境況，使中國(guó)綠色建筑和生態(tài) 城市建設(shè)的進(jìn)程遭遇到“中國(guó)式困局”。 倡導(dǎo)綠色城市和建筑的意義 1節(jié)約能源和資源,減少CO2污染 據(jù)統(tǒng)計(jì),全球有50%的能源用于建筑,同時(shí)人類(lèi)從自然界所獲得的50%以上的物質(zhì)原料也是用來(lái)建造各類(lèi)建筑及其附屬設(shè)施。另外,建筑引起的空氣污染,光污染,電磁污染占據(jù)了環(huán)境總污染的1/3還多,人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的垃圾,其中40%為建筑垃圾。對(duì)于發(fā)展中國(guó)家而言,由于大量人口涌入城市,對(duì)住宅,道路,地下工程,公共設(shè)施的需求越來(lái)越高,所耗費(fèi)的能源也越來(lái)越多,這與日益匱乏的石油資源,煤資源產(chǎn)生了不可調(diào)和的矛盾。 但是如果推進(jìn)綠色陽(yáng)光低碳建筑,以現(xiàn)在的速度和技術(shù)看,屆時(shí)將減少1/4的標(biāo)準(zhǔn)煤然后,這將大大緩解地球溫室效應(yīng)產(chǎn)生的壓力,也極大的保護(hù)了其他資源。 2 綠色低碳建筑提供更加舒適的生活環(huán)境 對(duì)室外環(huán)境而言,綠色低碳建筑通過(guò)科學(xué)的整體設(shè)計(jì),利用集成綠色配置、自然通風(fēng)、自然采光和低能耗圍護(hù)結(jié)構(gòu),具有選址規(guī)劃合理、資源利用高效循環(huán)、節(jié)能措施綜合有效、建筑環(huán)境健康舒適、廢物排放減量無(wú)害、建筑功能靈活適宜等六大特點(diǎn)。 對(duì)室內(nèi)環(huán)境來(lái)講，其在本質(zhì)上決定著人們的舒適度,而通過(guò)綠色建筑,可以充分利用一切資源,因地制宜,從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、環(huán)境配置的建筑手法入手,通過(guò)各種綠色技術(shù)手段合理地提高建筑室內(nèi)的舒適性,同時(shí)保障人的健康生活,給居民提供良好的生活環(huán)境質(zhì)量。 二、研究方法和思路。 1．調(diào)查 確定研究課題后，前期通過(guò)對(duì)濟(jì)南23小區(qū)居民進(jìn)行廣泛的問(wèn)卷調(diào)查和入戶訪談?wù){(diào)查，搜集積累居民生活出行能耗的基本資料信息，為下一步的研究提供原始信息資料支持，并通過(guò)對(duì)調(diào)查所得信息的歸納總結(jié)和深入，將課題目標(biāo)具體化、明晰化。 2．觀察 對(duì)選定的場(chǎng)地區(qū)域進(jìn)行實(shí)地考察和測(cè)繪，記錄數(shù)據(jù)和信息，為下一步的實(shí)踐研究和探索提供真實(shí)完整的場(chǎng)地信息，使得下一步的實(shí)踐更具真實(shí)性和可操作性。 3．文獻(xiàn)資料研究 在對(duì)課題和現(xiàn)狀情況有了一定了解后，通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，了解當(dāng)前學(xué)術(shù)領(lǐng)域在本課題的進(jìn)展情況，儲(chǔ)備相關(guān)資料和內(nèi)容，為課題的進(jìn)一步展開(kāi)提供知識(shí)儲(chǔ)備，為下一步研究提供思路和方向。 4．實(shí)踐 針對(duì)前期調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象和問(wèn)題，進(jìn)行嘗試性探索性的實(shí)踐，從建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用到建筑空間的合理性與節(jié)能的探究，再到城市規(guī)劃和建筑布局的營(yíng)造，嘗試從小到大，從局部到整體，從單一到廣泛為減少能耗，建造綠色建筑建設(shè)綠色城市提供可行性方案。 5．經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與反思 通過(guò)對(duì)前一階段實(shí)踐內(nèi)容和情況的總結(jié)和反思，將研究進(jìn)一步深化，并試圖將個(gè)例的改造和建設(shè)發(fā)展為更具普遍適應(yīng)性和實(shí)踐性的方案，為“建造節(jié)能環(huán)保建筑，建設(shè)綠色低碳城市”提供行之有效的新思路。 三、研究工作方案(包括已進(jìn)行的研究工作情況)和進(jìn)度計(jì)劃、中期成果。 為了很好解決當(dāng)前城市面臨的高能耗問(wèn)題，提供一種營(yíng)造“綠色城市”的可能性，我們根據(jù)不同的目的提供不同的計(jì)劃方案。 要進(jìn)行綠色建筑的設(shè)計(jì)，就必須對(duì)城市中的各種能耗問(wèn)題有所了解，在已開(kāi)展的進(jìn)程中，我們深入地對(duì)濟(jì)南天泰太陽(yáng)樹(shù)，名室豪庭，桿南小區(qū)等23 個(gè)小區(qū)進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)研，調(diào)研項(xiàng)目涉及到了居民出行，家庭能耗，小區(qū)滿意度的有關(guān)問(wèn)題，為確保切實(shí)落實(shí)我們對(duì)于“綠色城市與建筑”這項(xiàng)課題提供了前期的理論依據(jù)。并且，從得到的結(jié)果上來(lái)看，我們也從中得到了一些重要的數(shù)據(jù)。 此外，在調(diào)研的基礎(chǔ)上，為了更進(jìn)一步地深化前期的結(jié)果，在學(xué)期中，我們做了一系列的綠色節(jié)能建筑設(shè)計(jì)，摸索出一種解決當(dāng)前城市建筑與能耗之間的矛盾性。在經(jīng)過(guò)討論后，我們選擇了位于城市中心的南營(yíng)坊片區(qū)，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的城市片區(qū)改造，既作為我們前期研究的一個(gè)成果展示，也為下面的最終成果作出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)性方案，使其有了相應(yīng)的理論與成果。當(dāng)然，方案取得了不錯(cuò)的效果，我們也在設(shè)計(jì)方案的同時(shí)，對(duì)最終我們要做的“綠色城市與建筑”這個(gè)課題有了一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。 目前我們的前期調(diào)研與城市實(shí)驗(yàn)性方案設(shè)計(jì)，都已經(jīng)接近尾聲，隨后建按計(jì)劃展開(kāi)后續(xù)進(jìn)程。 關(guān)于進(jìn)度計(jì)劃：進(jìn)度分為三個(gè)階段：一，前期調(diào)研（包括入戶問(wèn)詢與問(wèn)卷調(diào)查）；二，城市實(shí)驗(yàn)性方案設(shè)計(jì)（南營(yíng)坊片區(qū)改造設(shè)計(jì)方案、領(lǐng)秀城住宅區(qū)規(guī)劃方案、黑虎泉片區(qū)改造方案，東倉(cāng)片區(qū)規(guī)劃改造方案）；三，臺(tái)達(dá)杯太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽。 有關(guān)一二兩項(xiàng)的任務(wù)我們將于2010年下半學(xué)期完成，關(guān)于第三項(xiàng)，我們將于2011年3月至4月間完成方案設(shè)計(jì)，并進(jìn)行一系列的整理匯總，最終完成方案成果展示。 目前已經(jīng)完成的中期成果有：“綠色城市與建筑”前期調(diào)研，南營(yíng)坊城市片區(qū)實(shí)驗(yàn)性改造方案設(shè)計(jì)、領(lǐng)秀城住宅區(qū)規(guī)劃方案、黑虎泉片區(qū)改造方案，東倉(cāng)片區(qū)規(guī)劃改造方案、領(lǐng)秀城住宅區(qū)規(guī)劃方案、黑虎泉片區(qū)改造方案、東倉(cāng)片區(qū)規(guī)劃方案。 四、前期研究基礎(chǔ)及資料準(zhǔn)備情況。 項(xiàng)目前期研究基礎(chǔ)分為理論基礎(chǔ)和實(shí)際案例分析調(diào)研。 目前以對(duì)如何利用清潔能源與新型建筑技術(shù)，建設(shè)低能耗的宜居住宅有了初步的了解。并分析的大量案例。如：日本矢崎實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)房（主動(dòng)式太陽(yáng)能建筑）、麻省理工學(xué)院w號(hào)實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)房（主動(dòng)式太陽(yáng)能建筑）、Feldman設(shè)計(jì)的舊金山Ocho別墅（被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑），柯布西耶設(shè)計(jì)的馬賽公寓等等。重點(diǎn)學(xué)習(xí)如何利用太陽(yáng)能這一清潔資源在建筑中應(yīng)用。 目前已對(duì)如下概念進(jìn)行了初步了解，內(nèi)容包括：建筑內(nèi)外相關(guān)的熱傳導(dǎo)、輻射、空氣對(duì)流、蒸發(fā)冷卻、空氣分層、材料蓄熱、自然通風(fēng)、空氣鎖，太陽(yáng)間、水墻、地源熱泵技術(shù)等等。 同時(shí)項(xiàng)目還對(duì)濟(jì)南現(xiàn)有的24個(gè)小區(qū)進(jìn)行了實(shí)際調(diào)研和入戶調(diào)查。共有：濟(jì)齊提口路城中村、芙蓉街、商鋪區(qū)、桿南小區(qū)、匯苑家園、三箭吉祥苑、名士豪庭、天泰太陽(yáng)樹(shù)等。相關(guān)問(wèn)題涉及居民出行，家庭能耗，小區(qū)滿意度，其中重點(diǎn)對(duì)現(xiàn)有住宅的能耗情況進(jìn)行了解。 現(xiàn)有進(jìn)度中，已結(jié)合上述理論論基礎(chǔ)和調(diào)研現(xiàn)狀，提出了如下方案——濟(jì)南市南營(yíng)街片區(qū)改造方案、領(lǐng)秀城住宅區(qū)規(guī)劃方案、黑虎泉片區(qū)改造方案，東倉(cāng)片區(qū)規(guī)劃改造方案、領(lǐng)秀城住宅區(qū)規(guī)劃方案、黑虎泉片區(qū)改造方案、東倉(cāng)片區(qū)規(guī)劃方案。 五、預(yù)期目標(biāo)、擬解決的主要問(wèn)題和創(chuàng)新之處。 預(yù)期目標(biāo)： 1.通過(guò)對(duì)所選地段（濟(jì)南南營(yíng)坊）的老建筑改造方案的研究探索，探討出一種對(duì)老建筑簡(jiǎn)單有效的改造方法（或某種裝置），使原先建筑的高能耗和高排放盡可能地向低能耗，低污染，低消耗轉(zhuǎn)變。試驗(yàn)的結(jié)果力求可運(yùn)用于各種類(lèi)型的老建筑，盡可能使大量的老舊建筑也可以適應(yīng)當(dāng)今綠色城市的要求； 2.在所選地段（領(lǐng)秀城、黑虎泉、東倉(cāng)）設(shè)計(jì)新的節(jié)能環(huán)保建筑，探索出一種節(jié)能環(huán)保居住建筑形式。在技術(shù)上總結(jié)綜合通風(fēng)，除濕，采光，取暖，遮陽(yáng)以及太陽(yáng)能的的最高效率的經(jīng)驗(yàn)值，利用本身所學(xué)專(zhuān)業(yè)的優(yōu)勢(shì)，使其與建筑空間，形式相結(jié)合。在所選材料上，按照系統(tǒng)工程的方法，綜合建筑物內(nèi)外空間中的全部影響因素組織設(shè)計(jì)，使物質(zhì)、能源在建筑系統(tǒng)內(nèi)有序地循環(huán)轉(zhuǎn)換。最終得出集成綠色配置、自然通風(fēng)、自然采光、低能耗圍護(hù)結(jié)構(gòu)、新能源利用、中水回用、綠色建材、資源利用高效循環(huán)、節(jié)能措施綜合有效、建筑環(huán)境健康舒適、廢物排放減量無(wú)害、建筑功能靈活的設(shè)計(jì)成果。 創(chuàng)新之處： 1.在中國(guó)快速的城市化進(jìn)程中，不斷地有新建筑的產(chǎn)生，但是仍然有大量的老建筑遺留，他們因?yàn)榻?jīng)濟(jì)，文化或者其他原因而保留了下來(lái)。但是人們更多的關(guān)注新建筑的建設(shè)而忽略了大量老建筑的改造。本課題針對(duì)老建筑的改造進(jìn)行一定地探索，使這些被遺忘的老建筑也能得到很好的利用，提高資源的利用率； 2.在新建筑的設(shè)計(jì)中，結(jié)合本專(zhuān)業(yè)的優(yōu)勢(shì)，將建筑技術(shù)、空間藝術(shù)、地域文化有機(jī)地結(jié)合到一起。在利用技術(shù)的同時(shí)，力求在最大程度上滿足人的視覺(jué)以及心理需求，同時(shí)不忘記體現(xiàn)適當(dāng)?shù)娜宋年P(guān)懷。 六、已有相關(guān)成果介紹（專(zhuān)利、發(fā)明等）及預(yù)期應(yīng)用范圍 美國(guó)能源基金會(huì)資助項(xiàng)目《城市形態(tài)與能源消耗調(diào)查——以濟(jì)南市為例》，參與單位美國(guó)麻省理工大學(xué)、清華大學(xué)、北京師范大學(xué)、山東大學(xué) 南營(yíng)街舊社區(qū)改造方案：基于原有社區(qū)基礎(chǔ)狀況與周邊環(huán)境，利用屋頂空間展開(kāi)社區(qū)二次設(shè)計(jì)。打造出針對(duì)剛剛步入社會(huì)的青年大學(xué)生族群，宜家宜業(yè)、開(kāi)放性強(qiáng)的創(chuàng)業(yè)型社區(qū)。 領(lǐng)秀城住宅區(qū)規(guī)劃方案：基于城市綜合體的設(shè)計(jì)，對(duì)濟(jì)南現(xiàn)階段新住宅區(qū)規(guī)劃提出概念性設(shè)計(jì)。 黑虎泉片區(qū)改造方案：針對(duì)老城區(qū)的深度開(kāi)發(fā)，結(jié)合地段需求節(jié)能要求對(duì)既有地塊進(jìn)行提升改造。 東倉(cāng)片區(qū)規(guī)劃方案：對(duì)城中村和城市干道片區(qū)的結(jié)合展開(kāi)討論，探討低收入階層的新式住宅環(huán)境。
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作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 基于當(dāng)前全球關(guān)注環(huán)保節(jié)能的背景下，從專(zhuān)業(yè)角度理解研究建筑的模式和能耗，并通過(guò)前期的數(shù)據(jù)調(diào)研，不同地域的實(shí)地調(diào)查以及綠色節(jié)能建筑的嘗試性改造和設(shè)計(jì)，完成對(duì)低碳綠色節(jié)能建筑的探索。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1.對(duì)老城居住資源改造進(jìn)行一定地探索，使這些被遺忘的老建筑也能得到很好的利用，提高資源的利用率； 2.在新建筑的設(shè)計(jì)中，結(jié)合本專(zhuān)業(yè)的優(yōu)勢(shì)，將建筑技術(shù)、空間藝術(shù)、地域文化有機(jī)地結(jié)合到一起。在利用技術(shù)的同時(shí)，力求在最大程度上滿足人的視覺(jué)以及心理需求，同時(shí)不忘記體現(xiàn)適當(dāng)?shù)娜宋年P(guān)懷。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 對(duì)濟(jì)南和蘇州兩地民居的調(diào)查和研究，汲取傳統(tǒng)建筑中于自然氣候相適應(yīng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，為現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)和節(jié)能應(yīng)用提供了借鑒 在實(shí)踐中對(duì)南營(yíng)坊黑虎泉領(lǐng)秀城等居民區(qū)的進(jìn)行了嘗試性的設(shè)計(jì)和改造結(jié)合本專(zhuān)業(yè)的優(yōu)勢(shì)，將建筑技術(shù)、空間藝術(shù)、地域文化有機(jī)地結(jié)合到一起。在利用技術(shù)的同時(shí)，力求在最大程度上滿足人的視覺(jué)以及心理需求，同時(shí)不忘記體現(xiàn)適當(dāng)?shù)娜宋年P(guān)懷。探索了與地域環(huán)境相結(jié)合的綠色節(jié)能建筑新道路。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 自然環(huán)境影響著建筑的形式和布局并在過(guò)去的相當(dāng)一段 時(shí)間內(nèi)起著決定性的作用，生產(chǎn)力發(fā)展和科學(xué)技術(shù)在建筑生活中的應(yīng) 用，這種影響似乎正在弱化，而帶來(lái)的，是更多的能耗和環(huán)境負(fù)擔(dān)。 為了追求低碳和節(jié)能，建筑師和建設(shè)者開(kāi)始重新審視自然環(huán)境在建筑 實(shí)踐中的影響和適應(yīng)。基于這一背景，本文以濟(jì)南和蘇州為例，通過(guò) 對(duì)兩地地理位置和氣候特征對(duì)當(dāng)?shù)孛窬咏ㄖ挠绊懻{(diào)查研究，汲取傳 統(tǒng)建筑在適應(yīng)自然氣候方面的優(yōu)秀設(shè)計(jì)理念和做法，并嘗試總結(jié)出適 用于現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的理念和做法
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 曹婷婷.自然地理環(huán)境與蘇州古民居.山西建筑，第34卷. 楊志華.與氣候相適宜的建筑節(jié)能——對(duì)傳統(tǒng)民居的研究啟示. 華中建筑，第24卷. 徐剛.北方城市民用建筑系統(tǒng)節(jié)能改造決策方法研究. 秦楊.濟(jì)南傳統(tǒng)民居及其環(huán)境特色評(píng)析. 孫繼國(guó). 濟(jì)南近代建筑的生存與發(fā)展研究. 李忠. 濟(jì)南開(kāi)埠以來(lái)典型建筑研究. 呂紅，孫亞峰，咼志強(qiáng). 濟(jì)南老城區(qū)民居建筑藝術(shù)特色探析. 趙陽(yáng). 論南方地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)剖析. 鮑麗. 適應(yīng)氣候的江南傳統(tǒng)建筑營(yíng)造策略初探_以蘇州同里古鎮(zhèn)為例. 曹曉麗. 我國(guó)北方采暖區(qū)既有建筑節(jié)能改造主要問(wèn)題及其對(duì)策研究. 王輝，趙琳.在秩序與詩(shī)意之間_試析濟(jì)南傳統(tǒng)合院民居的地域特色. 克利夫?芒福汀.綠色尺度.
同類(lèi)課題研究水平概述
- 拉赫爾（1962）所著的《沉寂的春天》是現(xiàn)代環(huán)境運(yùn)動(dòng)的起源。舒馬克（1974）所著《少就是美》是環(huán)境運(yùn)動(dòng)的有一個(gè)里程碑，在1987年布倫特蘭會(huì)議的報(bào)告《我們共同的未來(lái)》中，可持續(xù)發(fā)展列入城市發(fā)展的議程。可持續(xù)的觀念深入到城市的建設(shè)和建筑的實(shí)踐中，并逐漸成為城市規(guī)劃者和建筑師的關(guān)注熱點(diǎn)。英國(guó)是最早擎起“低碳”大旗的國(guó)家，早在2003年就選定曼徹斯特、利茲、布里斯托等三大核心城市為作為低碳示范城市。除了在中等城市搞低碳城市示范外，英國(guó)有關(guān)低碳的實(shí)踐主要還是集中在低碳社區(qū)層面，其中以貝丁頓零能耗社區(qū)、Hanham Hall生態(tài)社區(qū)最為知名。 這充分說(shuō)明了低碳建筑的歷史意義和現(xiàn)實(shí)意義極其深遠(yuǎn)，它是國(guó)家發(fā)展到一定階段為降低能源消耗必然要提出的要求。各國(guó)建筑師針對(duì)這一課題都進(jìn)行了大大小小的探索與實(shí)踐。但是現(xiàn)今的研究成果很難適應(yīng)中國(guó)南北環(huán)境與氣候巨大差異對(duì)建筑設(shè)計(jì)的影響。本項(xiàng)目創(chuàng)造性地分別選取了具有代表性的南北兩個(gè)城市進(jìn)行研究，并且對(duì)老建筑的改造進(jìn)行了一定地探索。
