项目基本情况Basic information of the project
针对我国东北严寒地区村镇建筑分布广、地域和经济条件差异大、冬季能耗大而室内热环境差的现状,课题组从2013年1月起,历时三年,在国家“十二五”科技支撑计划课题资助下,以改善严寒地区村镇人居环境、提高严寒地区村镇居民生活品质、提升农民生活质量为根本出发点,课题组围绕东北严寒地区村镇建筑进行了广泛的实态调研,并选取典型建筑开展了深入的基础研究和建筑节能技术集成创新研究。成果主要包括东北严寒地区绿色村镇建筑及其环境适宜技术研究、普通村镇适宜绿色技术集成示范、特色村镇适宜绿色技术集成示范、粮食主产区绿色乡村建筑及其环境关键技术集成与示范以及林区绿色村镇建筑及其环境关键技术集成与示范等五个方面。通过对东北严寒地区绿色村镇建设综合技术集成与示范的研究,推广绿色村镇在我国严寒地区的建设,改善严寒地区村镇人居环境,确保村镇建设的可持续发展。主要成果及技术性能指标如下:
(1)提出严寒地区绿色村镇宜居建筑设计模式。根据实地调研及理论模型筛选严寒地区村镇建筑形体生成的重要影响因素,通过实测与模拟相结合的方法探索基于日照的村镇建筑形体生成方法,从建筑朝向、平面长宽比、屋顶坡度、窗墙比及开窗形式等方面提出绿色村镇宜居建筑设计模式。
(2)提出严寒地区村镇绿色建筑围护结构低成本适宜构造技术。研究不同类型典型农宅外围护结构现状特点,建构典型农宅模型,针对外墙、门窗、屋面等外围护结构中的主要散热部位提出相应的低成本节能改造技术。
(3)提出适于严寒地区村镇的低成本被动式物理环境调控技术。确定影响东北严寒地区农村住宅光热环境的主要因素,通过实测与模拟得出影响因素与采暖季热负荷、照度之间的变化规律,并分别建立回归模型,进而提出相应的被动式设计策略。
(4)提出严寒地区普通村镇住区建筑及院落组团优化设计策略。通过实地调研总结严寒地区村镇住区及院落典型布局模式,应用Fluent从住区组团形式、院落布局、建筑平面、建筑立面等角度进行模拟分析,从而得到严寒地区村镇住区建筑及院落组团的适风设计模式。
(5)提出东北严寒地区普通村镇传统民居绿色技术改良措施。根据实地调研总结传统民居地域特点,从传统民居使用材料、构造形式、取暖方式等方面提出绿色技术改良措施,如对火炕、火墙等传统采暖方式进行节能改造,提升其采暖效率及热舒适度。
(6)提出适宜寒地绿色村镇的生态环境营造技术。提出严寒地区绿色村镇地域、资源、风貌相匹配的人居生态环境营造技术,包括绿色建筑区域景观设施优化研究、绿色建筑区域绿化配置技术研究、绿色建筑区域场地保水与生态防护技术研究、绿色建筑区域冰雪景观设计与营建技术研究四个方面。
(7)提出适宜寒地绿色村镇的节能生态技术。通过实地调研发现寒地村镇存在的实际问题,开发了应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置及烟气余热利用的村镇居民屋顶融雪系统两种节能生态技术,以期提高村镇地区能源利用效率。
(8)提出适宜于东北严寒地区粮食主产区可持续发展的近"零能耗"设计理念。根据村镇地区地域特点,充分应用太阳能、生物质能等可再生能源为村镇住宅提供能量,减少煤炭、电力等常规能源的消耗,并应用被动式节能设计方式降低村镇住宅能耗水平,从而使村镇住宅达到近“零能耗”的设计目标。
(9)研发适宜于东北严寒地区粮食主产区的秸秆保温墙体构造技术。充分利用粮食主产区丰富的秸秆资源,应用现代技术手段将其制作为秸秆轻质墙体板、秸秆保温砌块、秸秆纤维砌块等绿色建筑材料,减少燃烧秸秆对环境的污染。
(10)研发东北严寒地区林区特色的低成本、低能耗木构建筑构造技术。研发适宜于装配式工业化生产的木构建筑结构形式和主材模块,提出将EPS保温模块与木构墙面的立体整合技术,实现保温和结构的集约设计。
(11)研发东北严寒地区林区绿色村镇建筑外环境综合优化技术。针对林区村镇外环境的实际情况,从村镇规划、景观等方面综合提出外环境优化设计技术,并通过示范工程对外环境综合优化技术进行验证。
(12)建立东北严寒地区绿色村镇示范基地。在东北严寒地区选择典型村镇建设了4处绿色村镇建设示范基地,以期引导严寒地区村镇向健康、舒适、低碳、“四节”方向发展,并带动周边相关产业,促进村镇的经济发展与科技进步。
(13)为绿色村镇建设提供系统的技术支持。制定了东北严寒地区绿色村镇建设的相关技术导则和技术规程,建立了东北严寒地区典型村镇建筑与环境基础信息数据库,编制了系列相关技术图集和工程应用技术指南,对农村建筑技术人员进行了系统培训,为绿色村镇建设提供具体技术支持。
管理团队与技术团队Management team and technical team
哈尔滨工业大学建筑设计研究院
效益分析Benefit analysis
该项目为储备库项目资源,暂无效益分析内容。