高效能建筑大全11篇

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中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）06-0228-02

随着信息技术的飞速发展，计算机技术更新日新月异，传统的维性能时代已渐渐远去，大规模高效能计算已经成为未来信息技术发展的必然趋势。高效能计算体系是由美国国防部在2002年首先提出的以大规模高效能计算作为未来计算机发展的主导力量。高效能子最早是在经济学中出现的，它的含义是以较少的投入量在较短的时间内极大地创造出更多的价值，实现各方效益的最大化。在计算机领域，大规模高效能计算则主要是指在尽短的时间内以最小的设备投入、资金投入和人力投入完成复杂的、超量的有效计算。我国863计划也将高效能计算作为高端计算体系的重要研究对象。大规模高效能计算在体系软件方面主要的体现可分为以下几点：1）高效能。计算机的计算性能是由硬件的性能、大规模高效能体系的软件以及应用程序共同决定的；2）低成本。尽可能地降低建设、运行和维护的费用是实现大规模高效能计算的重要条件之一；3）可靠性。计算机运行的可靠性一直是困扰高效能计算技术领域发展的重要因素之一，所以研制和开发出性能可靠的具有大规模高效能运算能力的计算机实现云计算的重要前提。通过设计和开发具有管理计算机运行功能的系统软件是未来高效能计算发展的必然趋势；4）易用性。大规模高效能计算机需要以系统软件作为运行平台，能够为用户提供能高效、方便的程序设计和运行环境实现计算机的易用性是系统软件的重要所在；5）数据的安全性。大规模高效能计算是集诸多数据库为基础，以系统的云计算为核心的应用平台，数据的安全性是整个体系正常运行的重要保证。本文对大规模高效能计算的系统软件进行技术探讨。

1 高效能计算技术

大规模高效能计算技术渗透于现代生活的各个方面，涉及现代科学技术的诸多领域，包括航空航天、现代通信、天气预测、交通管理、工程机械、现代建筑、土木工程、资源勘探、海洋研究、深空探测等。自从1946年2月15日世界第一台电子计算机问世到计算能力达以亿次衡量的超级计算机的应用，计算机的发展得到了长足的进步，计算机的应用也有传统意义上的单纯的计算到在工业和农业领域大规模的广泛运用，整个发展过程经历了一次又一次的技术变革。现代计算机的广泛运用与系统软件的日益更新密不可分。

2 系统软件的技术探讨

2.1系统软件的功耗管理

功耗在物理上定义为功率的损耗，指的是仪器、设备、元器件等的输入功率和输出功率之间的差值。功耗问题不仅在我们的日常家用用电设备中经常出现，而且在现今的各类型的高效能计算机中也普遍存在。对于百万亿次和千万亿次以上的高性能计算机，它们通常都含有大量的结点，功耗问题与系统性能的极速提升和功耗密度的增长是成正比例增长的，这不仅为现在日益紧缺的用电资源背道而驰，也严重地制约了高性能计算机的发展。

计算机系统软件的功耗管理包含峰值功耗和能效两个方面。大规模高效能计算的基本要求是尽可能地控制峰值功耗。通过系统软件的开发与应用有效地调配大规模系统中的存在的大规模的空闲活跃节点，对节点进行管理和分类，建立以节点分类为基础的功耗管理模式，尽量降低采样和控制的规模。以系统软件为背景动态调整空闲节点睡眠模式、基于设备内部时钟保持正常运行状态的设备掉电模式和基于基于设备内部时钟停止运行状态的设备掉电模式。

2.2用户环境的虚拟化

虚拟化是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟成多台逻辑计算机的一种手段。在一台计算机上能够同时运行多个逻辑计算机，而且每个逻辑计算机也可同时运行不同的操作系统，并且它们的应用程序都可以在相互独立的空间内正常的运行而彼此之间不受影响，从而显著提高计算机的计算能力和工作效率。虚拟化使用软件的方法能够重新的定义划分IT资源，能够实现IT资源更有效地完成动态的分配，灵活的调度，跨域共享，显著地提高IT资源利用率，使IT资源能够真正地成为服务现实大众的社会基础设施，能够更好地服务于各行各业中灵活多变的应用需求。

作为网格系统中的一个重要的计算资源，未来的高效能计算机

更需要一个能够适应网格环境的编程模型和计算模式以及开发运行和系统管理等的优良环境。

2.3 虚拟化环境中的功耗管理

传统的功耗管理可通过对系统的硬件设施和软件程序进行升级和改造就能达到显著地降低功耗的目的。与现实生活中传统的功耗管理不同的是虚拟化环境中的功耗管理不能直接地去控制硬件设施，这是由于用户操作系统对整个系统的执行状态和行为完全未知。整个系统的执行行为不被客户操作系统了解，硬件不可直接被控制；如果硬件状态被虚拟机直接进行改变，就会影响其他虚拟机在同一硬件平台上的运行，隔离特征是虚拟机破坏最基本的特征。在虚拟化实现层研究系统功耗的管理是面向虚拟机环境的功耗管理技术主要集中的领域，而提供给虚拟机内用户的设施极其缺乏，实现系统功耗的优化只能依靠已有的功耗管理技术来实现。

2.4虚拟化技术在高效能计算领域中的应用前景

虚拟化在大规模高效能计算领域的应用还处于初级阶段，但一些典型的应用系统已经如雨后春笋般地开始出现，如粒子探测器仿真系统已用于高能物理的仿真实验，综合实验环境仿真系统被用来进行Botnet 研究，起落架协同仿真系统被用于复杂产品仿真等。

现代工业生产中，真实产品的制造是依靠虚拟制造的动态模拟的。虚拟制造是一种软件技术，这种软件技术是在计算机上通过模拟大规模复杂产品制造而发展起来的。具有建模和仿真环境是虚拟制造的典型特征，它在产品生产、工艺设计、调度计划、后勤安排、财会管理、市场采购等过程为产品提供了一个集成的制造环境，能够预测产品的功能和制造系统的工作状态是虚拟制造在真实产品的制造活动广泛地被推广和应用的重要基础。信息技术、仿真技术和虚拟现实技术是虚拟制造作为一种新的制造技术的重要支持。集中管理和共享资源是虚拟化技术常常采用的一种用来提高资源的利用率和实现资源的自动满足需求的方法。

虚拟化在虚拟制造中具有广阔的应用前景。现代工业中的汽车制造、飞机设计制造、国防建设、航空航天、电力交通等重要领域都有广泛的应用。在今后的发展中，迈向虚拟化、网络化、数字化、集成化、协同化方向的发展趋势是虚拟制造在建模与仿真技术发展的方向，它为研究虚拟化高效能仿真系统提供了广阔的发展和应用前景， 与此同时，虚拟化技术扩展和丰富了网络化建模与仿真技术的内涵和应用。

3 大规模高效能计算之体系软件未来发展

从高性能计算转变成高效能服务是未来高效能计算发展的必然趋势，而制约高效能计算技术发展的瓶颈是缺乏一种适合于高效能计算资源所需要的自然特性的计算环境，所以引入新的高效能计算资源管理方法势在必行。高效能计算系统中能够运用虚拟化技术，不仅使高效能计算资源管理的方式，访问的方式和使用方式的到有效改变，而且使整个计算系统中的资源利用率得到显著地提升，继而使从计算系统的效能从整体上得到提升。面对大规模高效能计算出现的问题，大规模计算系统的效能的而研究可以从系统软件的角度进行研究，兼顾功耗管理中常出现的多个目标，设计合理的解决功耗管理问题的方案，实现系统软件完成大规模高效能计算。通过虚拟化管理实现传统物理功耗管理机制与虚拟化功耗管理机制完全的有机兼容，为大规模高效能计算之体系软件未来的发展开辟新的方向。

参考文献：

[1] 刘勇鹏. 大规模高效能计算的系统软件关键技术研究[D]. 长沙：国防科学技术大学， 2012.

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企业必须同时成为开发创新技术的企业家(entrepreneurs)和创建高能效技术的生态企业家(ecopreneurs)，并限制非环保材料的使用，以及在内部的商业实践中节省资源。

要把对环境的影响降至最低，需要从多个方面着手。最基本的改善途径是开发并综合各种技术成果，减少常见应用设备的能耗。在处理睡眠模式、待机模式和工作模式中处理能源消耗(energy consumption)与能源要求(energy requirement)的关系，提供了一个解决问题的思路，有助于确定合适的解决方案。另一个机会则在于制造领域。循环使用、节水节能和采用环保材料都是可持续性经济生产的关键措施。改进供应链如减少运输需求也能够节约能源，并获得缩短周期的额外好处。最后，不论是在工作场所还是在家里，每个员工都需要自发承担循环／复用、节省并杜绝浪费等责任，这对于资源的有效利用都会产生积极深远的影响。

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摘要：从建筑的内涵及形象来看，不同风格的建筑反映特定的文化，校园建筑群在满足校园育人环境需要的同时，也能够通过校园建筑所体现的意蕴及精神来发挥其隐性建设功能.本文将从高校校园建筑的文化载体出发，就其所反映的学生居住、学习场所，以及隐性的建设功能展开论述，并从校园建筑文化品位、景观设计及历史文化上来表现建筑的亲和力，以增强学生的审美意识，提升学生的道德境界.

关键词 ：大学校园；建筑文化；隐性建设；伦理意蕴

中图分类号：TU244.3；G641文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）05-0053-02

高校建筑工程是实现校园建设的基本场所，也是校园精神文化建设的重要载体.特别是在建筑群体布局上、校园景观设计上，其蕴藏的深刻的内涵及价值，都是一个大学整体文化的有机组成部分，也是影响师生情感和品格以及熏陶独特文化气质的一个相当微妙而现实的因素.因此，积极挖掘和探索校园建筑的隐性建设功能，并从校园建筑的基本结构，以及功能上来承载其使命，发挥其积极的角色就显得尤为重要.

1 高校校园建筑的文化内涵

一座建筑是由其内部结构及功能所呈现的，而对于建筑艺术来说，则是通过建筑物及其构筑物的综合表现来形成.一个时代的建筑与其特色是相互联系的，人类文化世界里，对建筑所蕴藏的文化内涵一直是社会物质文明和精神文明的重要内容.建筑是有文化的，其所彰显的精神特质及价值对于人的身心具有重要的塑造作用.建筑是以外部轮廓及内涵空间为统一体的，既有物质空间，又是文化载体.建筑文化是通过价值的本质特征来体现，如环境设计的文化、背景文化，以及建构的发展空间技术等，所有这些文化都是融合了社会意识形态及技术规范准则等，并通过人的思维方式及审美趣味来进行感知和反映.所以，对于建筑文化所存在的历史积累与延续，都与设计者的思想眼光息息相关.如法国学者雨果说道“人类没有任何一种重要思想不被建筑艺术写在石头上……人类全部思想，在这本大书和它的纪念碑上都有其光辉的一页”.高校校园文化建设中，对于校园建筑的文化功能既有普遍性又有特殊性.不同的环境设计所营造的建筑风格是不同的，对建筑文化所反映的意蕴也是存在差异的.当前对于校园建筑来说，如一些雕塑、纪念性雕像、以及一些碑刻等建筑构件，通常是以校园文化精神为承载体，并从中来隐喻特定的设计理念和思路，如果在校园文化及校园建筑风格的配比及搭建中注重环境的多元结合，则难以发挥建筑结构的整体性特征.因此，从建筑工程所传达的文化底蕴及建设功能上，积极地从建筑结构的布局及协调上，以象征、抽象等方式来融铸文化，并从中来体现校园的意境及意蕴.具体来说，高校建筑工程在文化及建设功能传达上，应该注重四点：一是注重整体性及历史性，尤其是校园文脉的传承；二是要注重设施的现代化及功能的合理化，能够提升便捷性；三是材料使用朴实、高雅、大方；四是充分利用自然特色，注重天人合一的哲学构思.

2 高校校园建筑工程所蕴藏的建设功能

2.1 校园建筑工程的文化功能

文化是需要传承的，对于校园建筑工程来说，既要从物质性上体现文化，又要从精神性上蕴涵文化，而对于建筑工程文化的建设功能，则是利用建筑物的使用功能，通过特定的设计手法和应用思路，在特定条件下来表现出建筑所特有的精神意象.对于建筑文化的精神性，则是建筑结构所承载的形式美，对人所产生的积极的精神情绪的改善功能，如利用建筑结构的形式美来增强校园的学习氛围，调理人的环境情绪，增强对人的情感熏陶与愉悦等.建筑工程所记载的建筑史，以及对时代文化的记录，则是通过其横向而宽广的岁月历程来表现，并在纵横交织中形成建筑工程的独特个性及审美情趣.对于校园建筑工程所蕴藏的文化性，还需要从物质环境中来渗透，依托物质环境来渗透校园的精神文化，从而达到物质性与精神性的统一.如对于某校园建筑工程来说，其独特的吸引力及表现力，能够从形式美学上给人带来精神、品格、涵养的升华，从而营造出神圣的艺术氛围.如对艺术韵律的展现，对科技文化的表达，对大学价值的传递等.这些个性鲜明的建筑物或标志物，能够从文化的感染力上发挥育人功能.如北大校院的博雅塔、未名湖、图书馆，清华大学的荷塘月色等，其精神内涵所展现的影响力已经超越了自身的物质意义.

2.2 校园建筑工程的激励功能

对于高校校园任何一项建筑工程都赋予了深刻的科技含量，并通过精神品行来传播其思想内涵.诸如大学校园里的雕塑、各主要功能建筑，镶嵌校训的建筑空间，以及文化亭廊等都是文化标识的重要载体，也是激励学生奋发向上、求真创新的有效思想动力.如浙江大学的竺可桢雕像，其对学子的激励功能增强了校园文化的积极价值.另外，对于大学校园内的体育馆、宽大的平台，超强的稳定性结构，以一种雄浑的力量来折射出建筑的刚劲与挺拔；学校内的教学了欧，蜿蜒的姿态，贯通的长廊，既要从便捷性上满足师生的学习需要，更要从建筑物所彰显的优越感、自豪感来强化师生的内心，激活师生的向上气质.

2.3 校园建筑工程的引导功能

从高校校园建设来看，校园群体建筑文化具有显著的规划特征，尤其是在群体建筑布局上，既要满足校园建筑自身的使用功能，还要能够从文化环境的构建上彰显精神氛围.面对一排排整齐的建筑群，其显著的秩序感能够激发学生对科学文化的向往，也能够从建筑群中体会到校园建筑的凝聚力和感染力，从而树立远大抱负，肩负其为祖国勇做栋梁的决心.另外，从校园建筑群的特色文化渲染上，还能够从适当的色彩及几何结构中发挥引导作用.

2.4 校园建筑工程的审美功能

建筑审美是通过建筑形式美来传递，其美感主要有建筑物的总体轮廓、建筑物内部各结构的比例、建筑物所体现的对称性及均衡性，以及建筑物外在色彩、质感及装饰性等方面.总的来看，建筑物的轮廓能够彰显建筑的总体风格，并从中来表达壮阔、华丽、宏伟及秀丽等等，并由此与周边环境构成统一的建筑景观.建筑物的美感具有正向性，积极的美感不仅可以创造美的环境，还能从建筑作品的美感上来赋予人的精神愉悦，从而打动人的内在心理，创造美的享受.这种美感对于拓宽学生的视野，增强学生的科学精神，尤其是在心智的启迪，情操的陶冶上发挥重要作用.如当前高校各建筑群在建设上赋予了时代精神，将生态建筑与环境、人文进行全面结合，以体现建筑工程的科学与人、科学与环境的和谐.

2.5 校园建筑工程的人文建设功能

人文性是大学校园建筑环境设计的重要内容，也是提升大学生道德水平的重要硬件支撑.在高校建筑工程环境设计上，人是设计的主体，也是对环境认知、审美的主体，在体现环境对人的审美意义上，环境所赋予的持久的身心感受将有助于提升学生的审美情趣，调节学生的行为举止.也就是说，校园建筑工程的人文性是满足人与建筑、人与历史、人与校园进行对话和交流的优势载体，从而促进学生的全面健康成长.

3 在推进高校建筑工程建设功能的举措和对策

3.1 注重科学规划，强化设计中的可持续发展

对于高校建筑工程在设计及规划上，应该坚持可持续发展策略，能够从建筑空间及环境保护上做到统一，既要考虑建筑结构的使用功能，还要从建筑区域整体发展上保持和谐性.如对于大学城等项目建设及规划时，要遵循科学发展观理念，对建筑工程设计进行全面科学论证，充分考虑到建筑工程的使用使命及文化精神，能够从决策上把握正确.作为区域重点建设规划项目，对于建筑群的构思与实施都要从社会发展的渐进性上加以体现，避免太宏伟的蓝图超越自身的发展实际，以造成不必要的浪费和对环境的影响.

3.2 重视校园建筑工程的使用功能，适当发挥建设功能

对于建筑工程的使用功能是首要任务，也是校园建筑工程设计的基本出发点.建筑工程与人文文化之间的关系是特殊的，既要从建筑中体现人文，又要从人文中构设建筑.对于高校建筑工程建设与设计，其使用功能是基本的，也是正确解读校园建筑工程文化意义的前提.因此，对于当前人文思想持续发展的今天，某些高校建筑规划过分强调规模及投资，在人文性不强的条件下，简单的、缺乏科学论证的建筑规划不仅带来了资源的浪费，还对其建设功能的意义带来了抑制.教学科研建筑工程是由其作用和使用价值来决定的，对于高校建筑工程发展中的功利主义倾向，如对商业性建筑设计理念应用到高校建筑规划中，使得高校建筑内在价值与外在形式缺乏一致性，不利于建筑工程所传递的思想引导意义.凸显建筑工程的地位及作用，从大学价值整体功能的发挥上，积极体现其文化功能，传承优秀历史文化.

3.3 注重对建筑环境与人文文化的和谐

人文环境是高校建筑工程设计的重要体现，也是以人为本理念在设计中的应用.对于高校建筑工程设计及建设功能的展现上，要从高校校园文化定位及发展方向上，引领师生从校园建筑工程中增强审美理解和审美表现，以达到艺术美的水准.优秀的建筑工程所折射的人文价值，好像是一部立体的诗歌，无声的绘画作品，总能给人带来持久的愉悦之美.因此，在高校建筑工程设计及文化功能赋予上，更应该从建筑学的审美思想出发，充分考虑高校自身的文化源流及特色，引入博大精神的文化内涵，采用独特的审美品质，锻造沉稳雄健的建筑艺术特色.

4 结语

现代建筑学及建筑功能学的发展，对于建筑的建设功能研究已经取得较大成就.高校校园建筑工程设计上，对于校园建设功能的体现已经越来越广泛，如自然化风格、人情化风格、形式美、色彩美、几何线条美等格局精彩纷呈，也为优化校园整体美感做出了有益尝试.同时，对于环境心理学的研究，在校园建筑工程建设功能上应用日益增多，如利用建筑工程与环境所营造的心理效应，新技术、新观念所蕴藏的健康设计理念，都将人与自然、社会实现了统一.当前高校发展正处于关键期，校园扩建工程已经成为校园经济的重要增长点，在推进高校建筑工程文化环境塑造上，要从人的作用来构设积极健康的校园建筑布局，强化校园建筑的文化心理，促进高校建筑环境的科学设计，为渲染和培育建筑文化艺术功能创造条件.

参考文献：

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实际模拟的高校属于我国重点高校，随着建设规模的不断增大能源消耗量非常大，主要表现在以下几个方面：首先该校园处于建设发展时期，因此每年用能量均处在不断增长中。例如，不断改善校园环境以及办公、科研、后勤软硬件等，均导致耗能的增加。另外，学校不但从事正常的教学工作，而且在服务社会以及科技创新方面的投入不断增加致使能源消耗增加。当前学校年用电量超过2300万kWh，其中生活用电占40%，科研用电将近48%，其余为教学用电；其次，学校拥有多个校区且多数小区年代已久很多设备性能老化，一方面增加了管理难度，另一方面耗能量较为严重。

模拟高校建筑分类参照已经公布的大型公共建筑分类方法，结合校园特点进行修订。即在大型公共建筑的关于建筑分类的“学校建筑”编码后增设子项编码，以对应校园建筑的不同使用功能和用途。子项编码分为以下14类。

a.行政办公建筑

b.教学楼建筑

c.实验实训楼建筑

d.学术报告厅建筑

e.综合楼建筑

f.信息中心楼建筑

g.校企合作科研实验室、工厂

h.体育场馆类建筑

i.食堂餐厅

j.学生活中心

k.学生宿舍

l.学生创业园

m.医疗中心

n.其他

2 节能监测实训系统设计目标

通过合理的规划和设计主要实现以下目标：利用数字电表采集用电数据信息，并经过智能电表网关传送到能耗管理中心，管理人员借助相关软件对用电信息进行处理和分析，进而为校园各用电部门提供参考。另外，设计时为了减少投资成本，要求以“因校制宜，简约可靠”为原则，充分利用已有资源。

3 节能监测实训系统架构

节能监管系统主要适用于对校园建筑设施能耗的计量、数据分析、数据统计、节能分析及节能指标管理，区别与一般以对建筑设备系统进行自动控制为主要目的的建筑智能控制系统（BA系统）和以收费管理为主要目的的水电气表远程集抄系统。但鼓励共享建筑智能控制系统的相关数据。

校园建筑节能监管系统由计量表具、数据采集及转换装置（本导则简称网关设备）、数据传输网络、数据中转站、数据服务器、管理软件组成。

系统应基于互联网技术、采用BS软件构架。

系统应具备能耗数据实时采集和通讯、远程传输、自动分类统计、数据分析、指标比对、图表显示、报表管理、数据储存、数据上传等功能；满足校园节能监管内容及要求。

3.1 计量类型

为了满足国家相关部门制定的节能监测系统建设要求，前端计量装置应进行分类、分区、分户的电能统计。因此，应将校园用电划分为不同的类型，并根据不同类型配备专门电能计量设备。该校园用电类型主要分为照明、空调、动力以及特殊用电四种类型，其中照明用电包括各建筑物以及照明区域中的用电；空调用电指为校园各建筑物提供采暖、空调服务的设备用电，例如锅炉、冷冻机组等；动力用电指生活用水、自来水加压、电梯等能够提供动力服务的用电；特殊用电指校园常规用电之外的用电，例如洗衣房、信息中心、实验设备等。

3.2 划分计量单元

根据该校园建筑分布特点，在参考不同的计量分类的基础上划分不同的计量单元。

首先，为了实现对用电负荷运行情况的实时监测，为电能的计量和管理提供方便，学校后勤应结合教学区楼群分布和楼层的实际情况，划分合理的计量单元；其次，将办公区、院系楼、学科等部门划分不同的计量单元。该校办公区大部分为单相用户，因此应根据不同的房间划分计量单元，尤其应注重细节方面的设计。例如在不同的办公室安装剩余电流保护装置，并在不同楼层集中安装数字电表，而在群楼安装三相数字电表，进而能够评估和掌握不同单元耗能情况。该校实验室安装有动力配电箱，从而能够为室内的动力装置和空调提供电能，为此需要对该部分电路进行一定的改造，即将室内的插座和照明负荷均接入动力配电箱中，并将三相和单相数字电表集中安装在不同楼层中，将三相数字电表设置在楼群中。针对实验室公共部分的用电应进行分开计量；最后，划分学生宿舍、服务实体、教学生活辅助用房计量单元。其中考虑到学生宿舍不同房间已安装计量装置，设计时为实现对原有设施用电情况的计量，应安装三相数字电表进而能够将用电数据传输到用电管理中心；餐厅、礼堂、图书馆服务实体以及生活辅助用房，均应在楼群中按照三相数字电表。

4 监测实训系统硬件设计

4.1 监测系统硬件结构

为了保证监测系统硬件设计的合理性，应对其整体结构进行全面的把握。该校园节能监测准备利用集散控制系统，该系统由管理中心、通信网络、采集设备三部分构成。其中管理中心在遵守TCP/IP协议的基础上连接在校园网络中，其较为重要的部分为计费系统。计费系统主要负责用电信息的统计和用电费用的结算，另外，还能对网损、线损以及电量平衡等进行考核；为实现自动化通信，数字电表的接口方式为异步半双工RS485接口，在该接口下每个智能电表网关可接入256×128台数字电报，并按照Modbus-RTU协议要求进行通信，距离可达一千米。通信网络架设主要利用较为经济的双绞线结构；现场电能信息的采集是整个监测系统的基础由数字电表和断路器组成，其中数字电表分布在不同房间和楼层、楼中，设置在配电柜中并通过电表网关连接在校园上。

4.2 监测系统硬件评估

首先，经过全面的分析，设计时系统硬件结构符合国家规范关于建设节约型校园的要求；其次，智能电表网关通信方式多种多样，不管用电信息的采集还是传输优势较为明显。另外数据信息传输主要以有线和无线结合方式进行，因此保证了用电信息传输的可靠性；再次，智能电表网拥有较高的数据采集速度，能够接入不同计量设备的接入。而且数字电表和位于网关中的数字采集器连接形式为星形，该结构不但工作性能稳定，而且当有大量数字电表接入时，能够有效解决可变波特率、冲突、寻址等问题；最后，通常情况下，不同类型的数字电表采用的通信协议和串口参数不同，而智能电表网关可以接入不同类型的数字电表，并且不同端口之间的工作互不影响。

5 监测实训系统软件设计

5.1 监测系统软件体系

节能监测系统中管理系统采用面向对象的软件进行管理，能够根据不同的应用功能将服务对象划分不同的类型。设计时最为重要的部分为将服务数据基础框架搭建完成，接着在其中加载各种服务对象。另外，在节能技术不断发展的基础上，管理平台可对框架中的数据进行更新，以满足节能的各项要求。

5.2 监测系统应用软件组成

监测系统应用软件能够提供数据采集通信、数据采集数据解析、数据采集数据处理、分项能耗结算服务。其中数据采集通信服务接收和存储智能电表网的数据包，主要通过Socket协议实现（软件流程如图1所示）；数据解析服务主要任务在于读取智能电网卡数据包，并将其解析成结构化的记录，并将解析后的数据信息存储在对应的数据库中；数据处理主要负责三个方面工作：首先，读取出解析后的结构化数据；其次，对结构化数据的准确性和合理性进行检查；最后，将用电设备的日结算记录以及各项能耗用量计算出来；分项能耗结算服务负责分项能耗用量的读取以及能耗日志记录的计算工作。

6 预测节能目标

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2012年6月，海南省建设住房和城乡建设厅并开始实施《海南省绿色建筑评价标准》(DBJ46－024－2012)，该标准将绿色建筑定义为，在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。绿色建筑的概念涵盖了节能，宗旨是以尽可能低的消耗及环境影响获得更舒适、更健康、更符合人性化需求的建筑空间。现在试行的《海南省绿色建筑评价标准》(DBJ46－024－2012)是在总结近年来海南省绿色建筑方面的实践经验和研究成果的基础上，借鉴国际先进经验制定的第一部多目标、多层次的绿色建筑综合评价标准，并以此构建了符合海南省实际情况而定制的“绿色建筑评价标准”体系。该指标体系包含节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量和运营管理6类指标，每类指标都由控制项、一般项和优选项组成。控制项为评价绿色建筑的必备项目，一般项为实现难度及指标要求中等的项目，优选项为实现难度较大、指标要求较高的项目，按照标准中明确列出的指标规定对绿色建筑评价进行评级，由低至高划分为一星、二星、三星三个等级。《海南省绿色建筑评价标准》包括住宅建筑和公共建筑两部分，图书馆属于公共建筑，该标准是海南省建设厅用来衡量和评价绿色建筑的标尺，旨在大力推进一二星级绿色建筑评价标识工作，充分发挥和调动全省发展绿色建筑评价标识的积极性，鼓励绿色建筑在全省范围内快速健康发展。

1．2海南高校图书馆绿色建筑要求

1．2．1坚持实事求是原则坚持实施求实的原则，对项目的节能减排现状及前景进行预测。图书馆建筑为公共建筑，在设计之初充分考虑建筑节能，从建筑的日照、采光、通风、遮阳及绿色建筑技术措施方面，使各项技术与建筑完美结合，设计能达到《公共建筑节能设计标准》(GB50189－2005)、《海南省公共建筑节能设计标准》(DBJ03－2006)．通过本项目的实施，预计每年可节约用电354．78万千瓦时，折合标准煤436吨。

1．2．2坚持科学合理原则坚持科学合理的原则，制定节能减排技术路线。图书馆建筑的节能减排技术路线是从源头上控制能耗，即设计之初全面考虑影响建筑能耗的各因素，通过节能设计，节能施工、节能验收、节能运营管理来全过程控制建筑能耗。

1．2．3坚持因地制宜原则坚持因地制宜的原则，拟定节能减排技术措施。海南地处夏热冬暖地区，充分考虑本地区的气候特点，夏季炎热，空调能耗较高，冬季不需要采暖，因此设计需全面考虑夏季遮阳，过渡季节的自然通风，结合海口市的气候特点，在节能、节水、节材、节地及环保方面采取适合本地的技术策略。

2海南高校图书馆绿色建筑实践

海南高校图书馆在设计时应充分考虑绿色建筑技术，参照《海南省绿色建筑评价标准》(GB50378－2006)，从节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量及运营管理方面优化建筑设计。近年来，在海南各高校图书馆建设中，建筑业者进行了许多有益的绿色建筑实践，下面以海南师范大学扩建图书馆为例，介绍如何实现图书馆建筑节能。

2．1制定节能减排目标

依据国家相关标准和规范如《公共建筑节能设计标准》(GB50189－2005)、《海南省公共建筑节能设计标准》(DBJ03－2006)、《夏热冬暖地区居住建筑设计标准》(JGJ75－2003)、《海南省居住建筑节能设计标准》(JDJ01－2005)制定节能减排目标，并且在施工图设计阶段对建筑进行节能计算，在项目规划报建阶段，以能耗定额或者统计数据为依据，对项目能耗进行估算，制定的节能减排目标。例如生活污水采用污废分流制，污水经化粪池处理后，排入市政污水管网，出水应达到《生活杂用水水质标准》(CJ/48－1999)的要求，中水回用于绿化用水，每日用水量25．06m3/d，每年可节约用水0．73万立方米。生活污水排水量为278m3/d。冲厕所的节能型冲便器每次冲水量不大于6升/次，普通的冲便器每次冲水量为9升/次，每年可节水0．25万立方米。

2．2根据场地条件确定设计策略

海南师范大学图书馆创建于1949年，于2004年进行新馆扩建，竣工后投入使用，馆舍总用地面积9637．95平方米，总建筑面积16950平方米。设计之初，新馆拟建场地的地势南高北低，东高西低，有大量杂草及灌木。在深入调查海口的自然条件和现状后，确定了如下设计策略:尽量维持现状资源，充分利用场地的有利地形条件和良好的通风环境，加强室内自然通风，改造北部及周边杂草及灌木，调节微气候，重视室外场地和建筑周边的绿化，并通过立体绿化和室内外绿化相结合的办法，改善场地生态环境，提高建筑的舒适性，同时针对海南夏热冬暖的气候特点，建筑护结构采取保温隔热和遮阳措施，空调采用多联机制冷。海南师范大学图书馆综合运用生态设计策略，在有限的投资条件下，采用普通技术实现了节能、节地、节水、节材的目标，营造出健康舒适的学习环境。

2．3利用生态技术实现节能

图书馆建筑不仅要考虑以人为本的功能和可变性的建筑设计，也要考虑周边环境及气候条件的利用，最大限度地使建筑节能、环保。在图书馆方案设计中，利用的主要生态技主要有:

(1)护结构保温隔热技术;

(2)遮阳技术;

(3)自然通风技术;

(4)自然采光技术;

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2高校教学楼建筑照明能耗特点

1）教学楼照明系统照明灯具老旧，能耗巨大。2）教学楼照明系统缺少智能化的管理，照明分区不明确。3）照明能耗具有阵发性。高校教学楼建筑能耗高峰期，主要集中在上课期间，也就是8：00-12：00，14：00-18：00之间。可以将节能改造的研究重点放在这一时间段的研究上。重点控制该时段的供暖，供电等的合理应用，减少不必要的浪费。高校教学楼建筑能耗低谷期，主要集中在寒假（1-3月）、暑假（7-8月）期间。3智能控制系统在教学楼建筑节能改造中的应用

3智能照明系统在教学楼建筑节能改造中的应用

3.1校教学楼建筑照明能耗现状

教学楼在高校校园中是使用率较高的一类建筑，然而高校教学楼建筑的照明系统却存在着各种浪费和效率低下的问题。主要表现在：广泛使用高能耗旧式照明灯具，这类灯具能量消耗大、寿命短、光照舒适度不佳且难于控制；照明系统缺乏智能控制，照明的开关、数量、照度不能根据室内环境而自动控制，经常出现教室与走廊的照明采用同一个照度、无人教室正常开灯等现象。

3.2智能照明系统的应用策略

1）新型LED灯具灯具是智能照明控制系统的控制对象，因此灯具的选择对于整个系统来说至关重要，也是教学楼建筑节能改造的重要环节。LED灯是当今较为节能环保的一种灯具。其中白光LED灯最为适合教学楼建筑照明系统，主要分为LED灯泡、LED灯管两种形式。其主要由PN结芯片、电极、光学系统组成。LED灯具是一种冷光源、无灯影、无辐射、低热量的灯具，其具有节能化、人性化、健康化、艺术化的显著优点。采用这种灯具可以大大节约能源，同样照度下，其耗电量是白炽灯的十分之一，荧光灯的1/2。2）照度采集智能照明系统的终极目标就是建筑的节能，而充分利用自然采光是实现这一目标的重要手段。自然光的照度每时每刻都在变化，因此要对自然光的照度进行采集并根据照度的变化来调节控制照明系统，从而达到降低能耗的目的。

3.3实现照度采集有两个关键点：

（1）光照传感器的选择。光照传感器是通过光敏元件将光信号转化为模拟电信号，最后经过放大器转化为数字信号的传感器。其主要类型有光通量传感器、光强度传感器、光照度传感器。光照度传感器是最为常用的一种光照传感器，其具有速率高、低功耗、量程宽的优点。（2）光照传感器的布置。大多数高校教学楼室内都是外墙开窗的设计，因此室内自然光变化很大。光照传感器应分区布置，靠近窗口的地方布置传感器以检测自然光的照度，教室中间区域和内墙区域分别设置传感器以检测不同部分的室内自然光照度。LED灯可根据不同光照传感器的检测数据来同意调节灯具的亮度。3）人体红外线检测关闭教学楼无人区域的照明同样是实现建筑节能的有效手段。

3.4教学楼室内空间进行实时跟踪的控制方式:

这种对教学楼室内空间进行实时跟踪的控制方式需要人体红外线检测技术的支持。该技术的核心在于：（1）人体红外线传感器的选择（2）人体红外线传感器的布置

3.5智能照明控制系统的节能潜力

合理的照明方案以及科学的控制系统，不仅仅是高校照明节能改造的重要手段，更是高校管理水平的重要体现。目前我国高校教学楼尤其是老旧教学楼的照明控制还属于粗狂型模式，智能化程度不高，有很大的节能空间，潜力巨大。高校教学楼建筑智能照明系统的节能潜力从量的角度来讲也是相当巨大的。以天津地区某高校教学楼为例。该教学楼有40间教室，每间教室平均有20盏灯（双管荧光灯），每盏灯60瓦，每天开灯平均浪费一小时（所有能耗均化为时间计算），一年就浪费用电的度数：40*20*60*1*365*0.001=17520kW•h。每度电以0.5元计费，一年浪费的电费：17520*0.5=8760元。从数据来看，高校教学楼建筑照明能耗无论从能源还是从经济的角度都是相当有节省潜力的。智能照明系统不仅可以减少照明时间，还可以提高照明质量，从而提高学习环境和学习效率。由于合理的控制，灯具效率的提高，智能照明系统的节能效果可以达到20%左右。

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高校作为一个庞大的机构，集教学、科研和生活于一体，随着高校扩超，目前已经成为了一个巨大的能源消耗领域，能源开支以近30％的速度逐年增长。这主要是由于多方面的原因造成的，比如：高校节能意识不够，日常管理水平低。高校由于建筑功能复杂，建筑节能实施部门较多，大多数高校日常能源管理专业人员缺乏，难以建立有效的日常管理制度。探讨高校的建筑节能非常重要，这是适应社会发展，加快建设资源节约型、环境友好型社会的迫切需要。

建筑节能与建筑设计、材料的使用、新技术的运用等密切相关，它是一门跨学科的综合性工程。目前高校建筑对节能方面考虑不足主要体现在以下几个方面：建筑围护结构的隔热保温设计不合理，节能材料使用不科学，对暖通空调等的低耗使用不够等。以宁夏高校为例，造成耗成的表现如下[]：建筑单体体型系数偏高，喜欢设计大窗和幕墙，屋面保温隔热性能差，平均传热能效偏低,旧的教学楼和公寓区没有外墙保温和其他节能措施造成能耗损失过大等等.

纵现南北各地高校建筑，从节能方面考虑，主要从以下几个方面展开；

1．合理规划设计：高校建设方面，良好的规划设计对节能非常重要。合理利用旧建筑、建造绿色建筑，校园建设应尽量保护原来的生态系统。减少对周边环境的影响，并且要充分考虑有合理的自然通风、日照等，依据校园的地理条件与环境来进行设计。合理的规划设计体现在（1）建筑朝向：尽量设计南北朝向，南北朝向要比东西朝向的冷负荷小70％。在体积一定的情况下，建筑物体形系数越大，则单位建筑空间的热散失面积越高，对学校类建筑，应该尽量降低建筑物的体形系数。沈阳体育学院利用高大场馆多的特点，在体育教学场馆的建设中，合理利用建筑的朝向与采光，在场馆上方安装采光带，使整个场馆不用灯光照射，完全利用自然光节省电能；在大型场馆的供暖中，采用燃气红外线辐射采暖技术，按照人多多供暖，人少少供暖，无人时提供维持温度原则，仅2006年一年节约供暖费用200余万元，通过严格管理，预计每年可节省400～500万元[]。（2）争取日照：寒冷地区的建筑一般都需要争取较好的日照，在夏热冬冷地区的冬季也需要日照，从而获得较多的太阳辐射热，提高室内温度，同时提高平均辐射温度，改善室内的热舒适性。日照跟太阳高度角、赤纬、方位角，建筑的方位角，建筑的遮挡情况有关。为了获得较好的日照，建筑的窗户应朝南，由于玻璃的“温室效应”，能得到较多的太阳热量。（3）考虑单体建筑及其构造的影响：单体建筑的设计应与气候特点紧密结合起来充分利用各种有利措施，营造良好的微环境。但是，现在有些建筑师急于求成，抛弃了这条最基本的设计原则，有些学校建筑大量使用玻璃幕墙，但玻璃的隔热保温性能较差，同时会带来“温室效应”，对改善热环境不利。平面组合上，高校的宿舍、教学楼等一般采用内廊式，这种结构在过渡地区及其以北的地区，造成北面的房间终年见不到阳光而阴冷潮湿，热环境极差。（4）外部空间设计：适当地配置水面、绿地、透水性地面和其他硬质地面，利用它们温差平衡的过程来产生气流、调节气温、降低辐射温度、减少热量反射、增大空气相对湿度、改善室外热微环境，从而调节室。（5）自然通风：做好校园内公共及居住建筑的屋顶外墙隔热及外窗遮阳有效组织室内自然通风，改善建筑室内热环境这些节能措施与建议也可供其它高校参考。

2.节能材料的运用

节能材料的运用，节能效果也非常显著。比如安置节能灯、水循环设施，雨水收集设施等。另护结构节能材料及节能措施的使用也相当重要。外墙保温材料及措施，屋面保温材料及措施，屋面除了采用膨胀珍珠岩、挤塑板、岩棉等保温材料外，还可通过种植屋面对屋面实施绿色覆盖，或者在屋顶涂刷高反射率的涂料进行节能；门窗的合理设计：研究表明，通过建筑门窗的热损耗达到建筑整体热损耗的35％～45％。首先，在设计过程中应尽可能的选用密闭性能好、隔热性能好的门窗产品；其次，在施工过程中提高安装质量、减少门窗缝隙，提高门窗的整体保温性能。在高校建筑中杜绝实心粘土砖的使用。烧制粘土砖既大量耗能，更毁坏耕地。中国人均耕地面积很少，保护耕地已显得非常重要和迫切，因此要禁止实心粘土砖的使用，少用木材。建筑行业需要大量木材，而我国森林资源由于前期滥采滥伐遭到恶性破坏，使木材生产难以为继，因此必须限制木材的使用。尽量利用废弃混凝土，节约和利用回收钢材，做到建筑材料的节能使用。

3.节水、节能设施

高校用水量非常大，应尽量采用节水方式，比如在设计中要考虑节水器具的使用、雨水收集处理系统、人工湿地处理系统，节水和原材料的综合利用技术，降低物资消耗和成本。例如：辽宁大学努力降低能源消耗运行成本，投资550万元建设了一座日处理2 000 t的污水厂，处理后的中水全部回用，用于绿化和冲洗卫生间，每年可为学校节约一次性用水10万t，节省经费25万元，在师生中开展环保节约教育也要双管齐下，从管理上和设计上来带动高校节能。对北方高校来说结合学校的特点,将教学办公楼,学生公寓区,教工住宅区暖外网进行独立供暖的措施进行运行,能效节约显而易见,除了节水、节电等人工措施外，在建筑设计中还要大量运用太阳能、风能、地热等天然能源，这将是未来建筑节能的发展趋势。

4. 根据气候差异来设计建筑

由于中国南北气候差距大、冬夏季气候差距大。因此要根据不同的气候特点来进行相应的建筑设计，北方严寒地区，窗户等要尽量采用较封闭的模式，避免冷风渗透，以北方高校为例，在护结构等满冬季保温的前提下，要考虑内热源对室内热环境的影响，适当降低教室内的采暖温度以创造有利于室内热环境，如教学建筑特别是阶梯教室，为了创造适宜学习的大空间，主要采用框架结构，墙体不承重，外墙普遍采用空心砌块，这种空心砌块的自重较轻，其传热系数较低、保温隔热好、便于施工等特点。但框架结构中混凝土柱比较多，在冬季容易形成冷桥。为了减少冬季的热损失，进一步节约采暖能耗，为达到节能热阻，可在外墙原有的基础上结合建筑构造，设置适宜的外保温层。在设置外保温层时，应根据实际情况合理设置。南方炎热地区应采用开敞的建筑形式，组织自然通风，选择较适宜的隔热材料和隔热构造，做好屋面的隔热，使用遮阳板、绿化遮阳、双层皮的西墙等。在不必要的情况下，尽量少用或不用玻璃幕墙，避免“温室效应”，减少由于幕墙热阻较小而带来的热量损失。

高校作为一个高素质的人才基地，对生态节能方面的意识一般是比较超前的，高校建筑设计更要体现超前的节能意识，设计师在高校建筑设计中，一定要好好把握建筑与节能新技术的关系，处理好建筑与自然环境的关系。另外，对环保的太阳能、地源热、新技术等也要大量运用，为创造节约性高校而努力。

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1 概要

目前，随着我国经济的高速发展，对能源的需求也越来越大。其中建筑是能源消耗的主力军，资料显示：建筑能耗占全社会能耗的25%。我国每年新增建筑约20亿，而且现存的建筑绝大多数是高耗能建筑。因而建筑节能问题已越来越被政府和社会各界所重视，“建设节约型社会”已成为当今社会广泛关注的一个重要主题，建筑耗能的问题日益突出，建筑节能问题更是迫在眉睫[1]。而高校作为能源消耗的大户，也被列入节能减排的重点对象。我国高校数量众多，建筑面积大，能源消耗巨大，高校总能耗占全社会能源消耗总量的10%，人均能耗远高于全国人均总能耗。如何从新节能材料、新技术方面开展节能工作是高校能耗问题解决的关键。

在建筑中使用各种节能建材，一方面可提高建筑物的隔热保温效果，降低采暖空调能源损耗；另一方面又可以极大地改善建筑使用者的生活、工作环境。因此，新型建筑节能材料的应用，对于促进高校节能具有重要意义。此外，国内很多高校均存在大量的老旧建筑，这些建筑由于年代久远，并未采用节能材料，造成大量的能源浪费，因此对其进行节能改造就十分必要和紧迫。近年出现了很多类型的新型建筑材料，它们的广泛使用不仅对于高校节能，也对于促进社会进步、发展国民经济、构建资源节约型社会具有重要的意义。

2 目前普遍应用的节能技术和节能材料

旧建筑存在的问题是，屋面和墙体没有保温措施，门窗密封性较差，玻璃为单层玻璃，所以造成建筑能耗流失的加快。而一般屋面、外墙和门窗是主要的节能改造目标，因此，旧建筑的节能改造也就主要包括屋面、外墙和门窗的改造。其次还要考虑旧建筑多有原使用者，所以施工改造必须要尽可能的快捷，方便和经济[2]。

2.1 屋面保温技术

屋面的保温技术主要为屋面防水保温节能改造，平屋面隔热保温层的做法有聚氨酯保温防水一体喷涂，或铺设隔热板、聚苯乙烯板等，再做防水层和保护层。

2.2 墙体的保温技术

墙体的保温技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两类。对于墙体的改造，要充分考虑到建筑的特点、用途等因素，选择施工简便、保温性能好、成本低的节能材料。

2.2.1 内保温技术

内保温技术是指在墙体内部加做保温层。它的特点是施工快速灵活，操作简便。主要的保温技术有聚合物砂浆复合聚苯保温板、但由于使用内保温技术存在着占用建筑使用面积、容易开裂、影响室内装修等缺点，故现在已经逐渐被外保温技术所取代。

2.2.2 外保温技术

外保温是目前广泛使用的一种建筑节能技术。与内保温技术相比，外保温技术有明显的优势，它可以不占用用户的使用面积，而且使用同等规格，性能的保温材料能达到比内保温更好的保温效果。外保温技术在墙体外侧，还可以保护外墙结构，延长建筑物的使用年限，不仅适用于旧建筑物的改造，也在新建建筑上普遍使用，是目前最成熟的保温技术。

一般工程中使用的多位外挂式保温材料，包括硅酸盐保温材料、陶瓷保温材料、挤塑板XPS 6、硬泡聚氨酯现场喷涂、硬泡聚氨酯保温板、岩棉、聚苯乙烯泡沫板（简称苯板）、钢丝网架夹心墙板等[3]。其中最广泛应用的是苯板。苯板具有优良的性能和低廉的成本。一般做法是用胀钉将其固定在外墙上，或采用粘接技术固定，然后加入网格布抹砂浆，最后再做装饰面层。此外还可以采用无机喷涂进行外墙保温。保温材料一般是指导热系数小于或等于0.2的材料。选用时除应考虑材料的导热系数外，还应考虑材料的吸水率、燃烧性能、强度等指标。不同绝热材料的性能特点有所不同。

2.3 外窗的保温技术

建筑物的热能有不少都通过门窗散失。相关资料显示，一般建筑的门窗面积占建筑护结构面积的30%，其能耗约占整个建筑总能耗的2/3，通过玻璃的能耗约占门窗能耗的75%，所以门窗是节能改造的重点[4]。应尽量使用新型的节能门窗。

节能玻璃是目前国内主要推广使用的外窗节能材料。常见的节能玻璃有以下3 种： 中空玻璃、真空玻璃、低辐射镀膜玻璃[5]。其中，中空玻璃是一种非常优秀的节能材料，正在被大量的使用。中空玻璃一般由两片玻璃构成，中间充入惰性气体，周边由胶接或焊接方式密封。中空玻璃具有减轻辐射的功能。真空玻璃中间是真空腔，优点是隔音和隔热性能好，节能降噪性能独特。低辐射镀膜玻璃（“Low-E”玻璃）是一种对波长4.5-25um的红外线有较高反射比的镀膜玻璃。低辐射镀膜玻璃还可以复合阳光控制功能，成为阳光控制低辐射玻璃，有很好的保温节能效果，还可以起到防眩，提高舒适度等效果。

节能型的门窗框材料主要有以下3种：塑钢型材、塑铝型材、玻璃钢型材。塑钢型材具有热导率低、保温性能好、耐腐蚀、隔声、防震、阻燃性能优良等优点，是现在普遍使用的窗框材料。但不适宜在高寒高温地区使用；塑铝型材有刚性好、寒热性能好，不易发生结露的优点。因此，适宜大尺寸窗户及高风压地区和严寒地区使用[5]。玻璃钢型材的导热率低，保温性能好，适用环境较广，而且使用寿命长，是未来型材的发展方向。

3 节能改造实例

宁夏大学校本部B区数计学院楼始建于1983年。改造总面积4032平方米，5层多层。楼内各种设备管道线路均已老化，且保温效果较差，门窗密封性能差，冬天室内温度较低。改造前楼体无保温材料，窗户为单框单玻铝合金窗。外窗存在传热过大、漏风严重等现象，不符合《公共建筑节能设计标准》强制性要求，故对其进行节能改造。针对实际现状，选择节能型的中空玻璃塑钢窗，防止空气渗透。改造方案对墙体增加保温层，楼内采暖管道以及散热片整体替换，将所有照明灯具全部替换为节能灯。

改造后外墙平均传热系数满足《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005规定，且室内温度比未改造前高2.1摄氏度。由此可以看出，增加外墙保温层和中空玻璃塑钢窗后的保温隔热性能好。通过进行外墙和外窗的保温改造，达到了节能的要求，室内保温效果得到了明显的改善。

4 结语

通过实例我们可以看出，对旧建筑进行的节能改造，采用新型的节能材料，明显的改善了建筑物的能耗，增强了室内的保温效果。因此对旧建筑进行节能改造是非常有意义的。我国的建筑节能改造还比较落后，只要继续对节能技术进行推广和应用，采用更好的节能材料和节能技术，就可以大大降低高校乃至全社会的建筑能耗。

参考文献：

[1]谷立静，聪郁.我国建筑能耗数据现状和能耗统计问题分析[J].中国能源，2011，33（2）：38-41.

[2]梁冠华.既有住宅建筑节能改造的特点及技术性举措[J].住宅科技，2007，5：43-46.

[3]梁栋.建筑保温隔热技术及节能材料[J].广西大学学报（哲学社会科学版），2007，29（10）：73-74.

[4]余治良，魏宏杨.校园旧宿舍建筑节能改造分析[J].建筑节能，2011，39（3）：68-70.

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1.概述

鞍山地区自来水公司管理小区泵站172个，其中高层小区泵站132个，随着经济发展其增长速度进一步加快。由于高层住宅供水需加压提升才能将水供至用户，采用分区供水，在设计中除了满足规范之外，很少考虑供水能耗问题，同时供水方式的选则范围较广。而我们实际在整个运营管理中发现高层住宅用水能耗较高，使供水成本增加，按此趋势发展将给整个水行业带来极大挑战。

二次供水是我国供水行业的热点问题，已经列入中国水协的近几年重点工作。重庆市二次供水人口达100万人，占市区人口比例9%。二次供水公司创建了以“建运合一、以建补运；同城同价；市场化运作；专业化运营；长效机制”的运营模式，保证了政府、用户、一供、物业的共同利益。供水成本由6.66元/m2降为2.20元/ m2。天津二次供水用户已经占全部用户的30%，而二次供水系统的电费约占整个二次供水的成本35%。在研究中定性的指出叠压供水的适用条件、变频调速设计、水泵并联运行方式等。郑州自来水公司探讨研究了二次供水引入管对管网压力影响问题，解决供水高峰供水管网负荷及降低高峰供水电耗问题。

2.高层住宅供水能耗现状调查

此次共抽查18个小区405栋楼，14134户。通过电耗、水量、户数、层数等参数分析，二次供水能耗情况呈现用量不均匀现象。

2.1平均耗能及偏差：

此次抽样计算鞍山地区二次供水平均能耗8.04±6.78kw・・h/cap・moth具体分布如下：

从上图可知：多数二次供水住宅用水耗能居于2.5-7.5 kw・・h/cap・moth.之间，部分能耗偏大居于7.5-12.55 kw・・h/cap・moth.之间，其分布不属于正态分布。因此，一定存在最少1个系统因素在影响着其分布形成。

2.2层高对能耗的影响分析：

2.2.1：相关度分析：

根据SPSS统计软件计算户均用水耗能与住宅楼层数之间的相关系数为-0.15，属不相关。这一点与我们直观判断有悖，但与电耗分布不平衡这一点基本相符。说明有最少一个因素在影响着耗能分布。因此，我们继续研究住宅楼高度与用水设计户数之间存在某些联系，经计算相关度0.51，相关程度不高。同时，我们按平均每层设计用水户数分类继续求取能耗与楼高（供水高度）之间相关度为0.12，也不相关。因此，从总体相关度分析，影响鞍山地区能耗因素较多。

2.2.2单体楼供水耗能与供水高度的分析：

由于整体二次供水耗能与供水高度不呈相关，存在许多影响因素。因此，我们对单体楼逐个研究。抽取万科金色家园、凯胜凡尔赛等小区，对其进行不同的供水区域（高压、低压区）流量测试根据公式求得电耗并比较分析。总之，二次供水电耗与供水高度和用户用水量呈正比关系。

2.3叠压供水对电耗的影响：

2.3.1叠压供水电耗：

叠压供水能充分利用原市政管网压力，降低水泵扬程降低电耗，是一种节能高效的供水方式。经过对18个高层供水小区调查统计，总体上叠压供水电耗较水池加压供水节省电耗为30.36%。叠压供水小区有9个，9340件用水户，平均电耗6.58±3.73 kw・・h/cap・moth；其它9个小区采用水箱加压供水，4794件用水户，平均电耗9.46±8.30 kw・・h/cap・moth；而且叠压供水电耗相对稳定，水箱供水电耗差异性较大。

上图知：水箱供水电耗曲线基本包络叠压供水电耗，也有重合或略低区域，通过一一对比发现：楼高比（叠压供水高度与水箱供水高度之比）越小，供水电耗差异越大；楼高比越大，供水电耗差异越接近，电耗接近的原因是供水高度增加所致。因此，总体上叠压供水较水箱供水节省电耗。

2.3.2鞍山叠压供水其它问题

根据国内有关人士研究，在满足叠压供水技术要求的同时，叠压设备供水户数宜取在300-420户之间，否则引起用水量大于进水量，容易造成市政管网扰动。如按此标准，目前我市高层叠压供水平均供水户数满足此要求，但实际差异较大，只有三分之一小区满足；三分之一超出上限，三分之一低于下限。因此，随着城市建设和发展，该问题应需要有关部门重视。

2.4小流量工况能耗的分析

小流量是指0-1/3工频泵流量，主泵工作在变频状态下基本上属于高效区外运行，浪费电能。从万科小区供水时段流量分析看，整个小区泵流量属小流量运行时段。该小区供水高区平均用水量137m3/d，若按水泵高效区计算电耗1.97 kw・h/cap・month，实际电耗5.68kw・h/cap・month，因此小流量运行损失电耗为3.89 kw・h/cap・month，占65.32%。供水低区平均用水量65 m3/d，若按水泵高效区计算电耗2.41 kw・h/cap・month，实际电耗6.48 kw・h/cap・month，因此小流量运行损失电耗为4.07 kw・h/cap・month，占62.81%。因此，小流量是电耗增加及功率下降的主要原因。

3.二次供水降耗的措施

3.1保证合理的建筑容积率：

建筑容积率直接涉及到居民居住的舒适度，容积率越高，住宅建筑总高度越高能耗越高。因此，保证住宅容积率能起到节能降耗作用。

3.2提倡叠压供水：

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随着社会经济的快速发展，生态破坏、人口激增、资源过度消耗、环境污染等问题越来越严重。据有关资料显示，我国目前的新房建设中有80%以上为高耗能建筑，建筑能耗总量持续攀升。我国是一个人口众多的国家，人均资源非常有限，只有综合采用节地、节能、节材、节水等措施，推行高效节能的绿色建筑设计，才能够适应建筑设计的未来发展要求，实现可持续发展的目标。

1 绿色建筑设计的内涵与特征

1.1 绿色建筑设计的内涵。“绿色建筑设计”的内涵主要包括：在设计和规划建筑工程项目时，充分重视环境因素的影响作用，避免施工过程对周围环境造成危害，在建筑工程施工阶段尽可能地为人们提供绿色、健康、节能、降耗的建筑空间，在建筑拆除阶段又不对环境造成影响。因此，通过推行高效节能的绿色建筑，可以不断减少对能源和资源的使用和消耗，尽量降低各种废物的产生率，使建筑工程项目能够与自然和谐共处。总而言之，绿色建筑能够充分发挥其环保、节能、降耗的作用，为人类提供一个健康、可持续发展的空间，使可持续发展理念得到进一步深化和落实，将建筑对环境的影响降到最低，科学、规范、高效地使用能源与资源，不断促进人与自然的和谐发展，贯彻和落实以人为本的发展理念，。

1.2 绿色建筑设计的特征。绿色建筑设计的特征主要包括以下几个方面：一是节能，这也是绿色建筑设计最重要的特征之一，是促进人与自然和谐发展的重要措施。通过科学、合理、高效、节能的建筑设计，最大限度地利用生物能、地热能、风能、太阳能等天然资源与可再生能源，减少对传统火力发电电能的使用，避免对环境造成污染；二是环保，在绿色建筑设计过程中，在设计、施工、拆除等各阶段，都要重视建筑工程的节能与环保效果，确保每一种建筑材料都不会对环境造成污染，并合理利用土地资源；三是舒适，这是在建筑中贯彻“以人为本”理念的要求，建筑工程应当充分考虑人的要求，达到建筑工程的设计目标。在设计环节中，只有坚持以上要求，制定科学、合理、高效的设计方案，才能够充分发挥绿色建筑设计的作用。

2 绿色建筑设计的设计要点

2.1 因地制宜。绿色建筑设计要根据不同地区的特点来确定，不能照搬其他地区的设计方案。在设计的过程中应充分考虑到气候的因素，根据不同的气候条件设计不同的建筑工程施工方案，要充分利用自然条件进行通风、采光、制冷与集热，从而降低这些环节对环境的污染。例如，在西北地区，我们可以充分利用其日照充足、太阳能资源丰富的特点，科学、合理、高效地利用太阳能资源，发挥太阳能资源丰富的地域优势。而对于阴冷、潮湿、雨水较多的区域来说，这些设计内容都是不必要的。再比如，在北方寒冷地区，建筑设计要充分重视建筑材料的保温效果，合理安装保温材料，而在非常炎热的南方，应当充分考虑建筑物的遮阳、降暑效果，以免过多的太阳辐射对人体造成伤害。因此，要充分考虑到建筑工程的地域条件和气候特点，做到因地制宜。

2.2 重视整体设计。为了达到高效、节能的整体效果，在设计建筑方案时应从整体的角度分析建筑项目的成本，使建筑的性能符合环境发展的要求。在设计阶段，要充分考虑温度、湿度、经济水平等因素，注重建筑设计的整体效益，不盲目跟从、不照搬其他地方的建筑设计方案，从整体而不是从局部的角度去考虑绿色建筑设计的问题。例如，在经费不足的前提下，要合理安排材料安装的位置，最大限度地发挥保温材料的作用；在热量较多的建筑物内，可以充分利用其热量较多的优势，减少对保温材料的使用，从而达到节约能源的目的。因此，绿色建筑设计应从整体着眼，对建筑工程进行综合分析，在整体设计的基础上提高绿色建筑的节能环保效果。

2.3 创造健康舒适的室内环境。为了创造健康舒适的生活环境，在绿色建筑设计的过程中要使用不会危害环境的原材料，要避免有害电波、太阳辐射等对人体的影响，充分运用相关理论知识进行设计。此外，要确保建筑材料不会对人体健康造成不利影响，充分照顾到人的需求，为人们提供更健康、更舒适的室内环境。

2.4 充分考虑环境因素。在因地制宜地进行建筑设计的前提下，应将环境概念引入到建筑设计、规划等各环节中去，这是一个设计面非常广的系统工程，需要运用多学科的知识。在建筑设计时，应尽量搜集各方面的环境特征，收集有关土地资源利用、水资源使用、气候等各方面的信息，使建筑与生态环境、人文环境相协调，为人类营造舒适、健康、环保的环境，最大限度地提高建筑材料、能源、资源的使用效率。

3 绿色建筑设计的常见方法

3.1 绿色建筑设计的前期策划。在前期策划阶段，要充分考虑绿色建筑设计的人性化特点，在充分考虑用户要求的基础上完成绿色建筑设计方案。设计师要高度重视绿色建筑的节能和环保等特点，优化设计方案，并在制定出方案之后充分听取用户的建议和要求，结合用户的需求对设计方案进行调整与修改，使建筑设计的过程更加人性化。此外，要确保建筑项目设计经过广泛的论证，优化绿色建筑的设计方案，及时发现建筑设计中存在的问题，并采取积极有效的措施予以解决。

3.2 绿色建筑方案设计的要点。绿色建筑方案设计的要点包括以下几个方面：一是充分考虑到建筑物的舒适与健康，在设计阶段尽量使用无毒或低毒的建筑材料。例如在吊顶和墙面使用低毒性或者无毒性的涂料，采用硬木和陶瓷等装修材料装修地面等；二是充分考虑到建筑设计的节能效果，节能型建筑不仅仅可以节省投资，降低建设成本，而且会降低用户长期的成本支出，有很大的经济效益与社会效益；三是要在建筑拆除阶段，充分考虑到建筑废料对环境的影响，避免对环境造成污染；四是要充分利用适当的生态策略技术，提高住户的舒适度，为其提供健康、舒适的居住环境，并要为群众设计活动场所。此外，在绿色建筑的设计阶段可以有不同的设计方案，在方案的选取时，根据各方案的不同特点，取长补短，选择最优的设计方案。

3.3 合理选择建筑材料与施工技术。建筑工程与环境保护密切相关，建设与环境相互促进、可调节的、智能化的建筑工程是目前绿色建筑的发展方向。为此，应不断优化建筑材料与施工工艺的选择，充分利用和收集自然能源，并避免能源和资源的流失；应建设能够调节气候的外层构造，以降低气候变动对环境造成的影响，使室内条件趋于稳定，充分利用高新技术，加大对绿色建筑设计的技术支持力度，建设技术含量高、节能效果好、高效、无污染的绿色建筑，使绿色建筑设计取得实效。

4 结语

篇（11）

〔中图分类号〕 G633.33

〔文献标识码〕 A

〔文章编号〕 1004―0463（2014）

24―0074―01

高效课堂是以最小的教学和学习投入获得最大学习效益的课堂，基本特征是“自主建构，互动激发，高效生成，愉悦共享”。初中学生自主阅读是构建语文高效课堂的一项主要内容，也是学生学习消化知识、开展合作交流的有效途径，通过学生自主阅读能力的培养，不仅可以提高课堂教学效率，更重要的是可以促进学生创新能力、探究能力、团队合作精神的形成。

一、注重一个“情”字，培养学生的阅读自信

打造高效课堂，重点在于打造师生之间平等的课堂氛围。要尊重学生，和学生平等相处，同研、同学，真正把学生放在主体地位上。无论是课堂评价用语，还是布置课后作业，教师一定要研究学生的心理，尊重学生自己的选择，只有这样才能激发学生的阅读自信，让学生产生主动探求的欲望，为打造高效课堂准备情感基础。语文高效课堂的生成，关键在于课堂几个环节的把握，在每一个环节中，教师必须首先要关注学生的阅读感受，和学生进行广泛细致的情感交流，巧妙地传达教师的课堂设计思路。在引导学生进行自主阅读的过程中，学生往往不能很快领悟教材和教师的用意，常常可能东拉西扯说不到点子上。这时，教师要有耐心，不要轻易地打断学生，要尽可能地点拨引导；而讨论时，学生的想法和说法也有可能和教师的不一致，此时教师就要敢于放弃自己的预设，只要学生的说法能自圆其说就行。还要赏识学生，教师要善于发现学生的长处，扬其所长，通过赏识其某一方面的素质，促成学生其他方面的发展，另一方面，对学生的思维火花也要抱欣赏的态度，不能轻易扼杀。

二、突出一个“点”字，激发学生的自主阅读兴趣