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1、摘要摘要本论文首先介绍了我国的能源背景和住宅建设的发展概况，对装配式住宅和寒冷地区的概念做出具体界定。第二章分析总结了国内外的研究建设成果，并归纳我国目前实际的工程案例，为其后的分析提供数据作为参考。同时，第二章也在分析实例的基础上提出了一些装配式住宅的实际存在问题，为下一步的研究做好准备，同时也对装配式住宅的发展方向做了一些初步探讨，希望能为装配式住宅的推广提供一些建议和参考。本论文以轻钢结构装配式节能住宅为研究对象，以装配式住宅的节能分析为重点，运用分类对比的研究方法对该种建筑体系的生命周期各阶段进行全面的研究分析，从促进住宅生产和节约能源消耗等方面对该建筑体系进行综合评价。在深入分析的基
2、础上总结探讨装配式住宅的节能设计方法。作为全文重点的第3、4 章，以装配式住宅生命周期各个阶段的节能效益为研究对象，遵循住宅的设计一生产一使用一拆除一再生的逻辑顺序，进行归纳总结，探讨装配式节能住宅的设计理念和技术要点。第5 章结合前文的设计理念和技术要点，将研究所的成果应用于实际工程项目。针对调查研究中发现的一些实际问题，提出合理的解决方案。并且通过计算机软件分析验证，体现出设计方案的合理性和装配式住宅的优越性。结论部分对全文进行总结归纳，对装配式节能住宅的发展前景做出美好展望。关键词：寒冷地区；装配式住宅；生命周期A b s t r a c tA b s t r a c tT b J sp
3、 a p e r，f i r s t l y,i n t r o d u c e st h ee n e r g yb a c k g r o u n do fc h i n aa n dt h ed e v e l o p m e n to fh o u s i n gc o n s t r u c t i o n，a n dm a k e ss p e c i f i cd e f i n i t i o nf o rt h ec o n c e p to ft h ep r e f a b r i c a t e dh o u s ea n dt h ec o l d r e s i d
4、 e n t i a la r e a s O nc h a p t e rI I，i ta n a l y z e sa n ds u m su pt h ec o n s t r u c t i o na c h i e v e m e n ta th o m ea n da b r o a d，m o r e o v e ri tg e n e r a l i z e sc u r r e n tp r a c t i c a lp r o j e c tc a s e s，p r o v i d i n gt h ed a t aa sar e f e r e n c ef o rt
5、h er e a lp r o b l e m so fs o m eo ft h ep r e-f a b r i c a t e dh o u s e so nt h eb a s i so ft h ep r a c t i c a lc a s e s，w h i c hm a k eaw e l lp r e p a r a t i o nf o rt h en e x ts t e pa n da l s od os o m ep r e l i m i n a r yr e s e a r c hf o rd e v e l o p i n gd i r e c t i o no
6、 ft h ep r e-f a b r i c a t e dh o u s e s，h o p i n gf o ro f f e r i n gs o m eo ft h er e c o m m e n d a t i o n sa n dr e f e r e n c ef o rp r o m o t i n gt h ea s s e m b l y-s t y l eh o u s e s T h i sp a p e ri st h eu s eo fc l a s s i f i e dc o n t r a s tt om a k eac o m p r e h e n
7、s i v er e s e a r c ha n da n a l y s i st o w a r d st h ev a r i o u ss t a g e so ft h el i f ec y c l eo ft h ec o n s t r u c t i o n，谢t ht h el i g h ts t e e ls t r u c t u r ea st h ea s s e m b l yo fe n e r g y s a v i n gr e s i d e n t i a ls t u d y,w i t ht h ep r e-f a b r i c a t e
8、do fr e s i d e n t i a le n e r g yc o n s e r v a t i o na st h em a i np o i n t，a n dt og e tac o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nf r o mt h ep r o m o t i o no fd o m e s t i cp r o d u c t i o na n de n e r g yc o n s e r v a t i o ni nt h ec o n s t r u c t i o n A n di ts u m su pt h
9、 ep r e f a b r i c a t e dh o u s e si nt h ed e s i g no fe n e r g y-s a v i n go nt h eb a s i so fi n-d e p t ha n a l y s i s A st h ef o c u so ft h ef u l lt e x t，t h ec h a p t e rI I Ia n dc h a p t e rI V,f o l l o w i n gt h el o g i c a lo r d e ro ft h er e s i d e n t i a l：d e s i g
10、 n-p r o d u c t u s e-r e m o v e-r e n e w,w i t ht h ep r e-f a b r i c a t e dh o u s e si nv a r i o u ss t a g e so ft h el i f ec y c l eo fe n e r g y-s a v i n gb e n e f i t sa st h ed i r e c t i o no fs t u d y,s u m m a r i z ea n dd i s c u s st h ed e s i g nc o n c e p ta n dt e c h
11、n i c a lp o i n t so ft h ep r e f a b r i c a t e do fe n e r g y s a v i n gr e s i d e n t i a lc o n s t r u c t i o n C h a p t e rVi st oi n t r o d u c et h er e s u l to ft h ei n s t i t u t ea p p l i e dt ot h ea c t u a lp r o j e c t，w h i c hi sb a s e do nt h ef o r m e rd e s i g nc
12、 o n c e p t sa n dt e c h n i c a lp o i n t s A n dt h e np r o p o s ear e a s o n a b l es o l u t i o na c c o r d i n gs o m ep r a c t i c a li s s u e sf o u n di nt h ei n v e s t i g a t i o n M o r e o v e r i tm a yr e f l e c tt h es u p e r i o r i t yo fp r e-f a b r i c a t e dh o u
13、s e st h r o u g ht h es i m u l a t i o n a n a l y s i so fc o m p u t e rs o f t w a r ea n dt h ec o n t r a s tf o rt h ec o n s t r u c t i o no fr e i n f o r c e dc o n c r e t e I nt h ec o n c l u s i o n，i ts u m m a r i z e st h ew h o l ea r t i c l ea n dm a k e sab e R e rp r o s p e
14、c tf o rt h ea s s e m b l yo fe n e r g y-s a v i n gr e s i d e n t i a ld e v e l o p m e n t K e yw o r d s：c o l da r e a s；p r e f a b r i c a t e dh o u s e s；l i f ec y c l e I I I独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证
15、书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。门签名：盎肇日期：卫星：璺关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅：学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：玉孚一导师签名：盈监日期上逊第1 章续论第1 章绪论据预测，2 0 2 0 年，我国人口总量将达到1 4 5 亿，城市化水平也将由目前的4 9 提高到6 0。快速的人口增长和城市化进程对住宅等基础设施建设提出了迫切的需求，为了满
16、足这一需求，预计到2 0 2 0 年底，房屋建筑面积将新增至2 5 0至3 0 0 亿平方米，每年城乡新建建筑竣工面积约为1 5 至2 0 亿平方米。然而，在我国住宅建筑耗能惊人，建筑能耗约占社会总能耗的3 0 左右。此外，我国能源利用效率较低，与发达国家相比，建筑能源消耗是同等气候条件下发达国家的2 3 倍。由于大量消耗能源，C 0 2、S 0 2 排放量急剧增加，造成我国的气候条件和生态环境的不断恶化。【6】同时，能源的供需“瓶颈”也日益显现。因而，在我国推广节能住宅建筑是势在必行的。为了提高建筑能源利用效率，改善居住热舒适条件，促进城乡建设、国民经济和生态环境的协调发展，建设部提出建筑节
17、能的发展目标是：第一步目标：1 9 9 6年以前，新建采暖居住在建筑在1 9 8 0 1 9 8 1 当地通用设计能耗水平的基础上普遍降低3 0，即节能率3 0。第二步目标：1 9 9 6 年起，在达到第一阶段的要求的基础上再节能3 0，即节能率5 0。第三步目标：2 0 0 5 年起，在达到第二阶段要求的基础上再节能3 0，即节能6 5。到2 0 1 0 年全国城镇建筑总能耗要基本实现节能5 0，到2 0 2 0 年北方和沿海经济发达地区和超大城市要实现建筑节能6 5”的目标。在整个社会对环境的敏感性日益增加的今天，环境友好的建筑体系显得越来越重要。装配式建筑作为种便捷有效的建筑体系，既可以
18、跟上不断扩大的需求、保证住宅的质量，同时也符合可持续发展观念，满足人与自然的和谐发展。1 1 研究背景在相当长一段时期，我国住宅建设仍处于总量增长型发展时期。居民生活水平有了很大提高，市场对住房的需求已从生存型向功能舒适型发展，对住宅的居住条件提出了更高的要求。主要表现在“五要一追求”：一是住宅的功能空间要更合理。超大户型已不是发展的主流，在较小的空间内创造较大的舒适度，提高住宅面积使用率和功能空间的合理性，满足居民现代生活的空间需求。二是住宅的物理性能要改善。在保证住宅结构、消防等安全前提下，住宅的保温、隔热、隔声、通风、采光与日照等决定住宅舒适度的物理性能已成为衡量住宅质量的重要因素。三是
19、住宅的设施与设备的配备水平要提高。厨房、卫生间设施、采暖与制冷系统、智能化技术系统等的高效性、实用性及设备、设施的装备水平已成为体北京T 业大学工学硕士学位论文现住宅档次的主要方面。四是居住区的环境与配套要完美。自然和谐、朴实优美、安全环保、舒适便捷的住区环境已成为市场选购住宅标准的重要成分。五是住宅的耐久性要延长。住宅商品的高值性、固定性和耐用性要求住宅的寿命在砖混结构50 年的基础上要延长使用寿命。“一追求”是指最终市场追求的住宅的品牌。品牌来自住宅的品质和后续服务。因此，实现住宅质量质的飞跃和住宅的更新换代是新时期住宅建设的主要任务。1 1 1 我国的能源现状与建筑节能政策我国的能源形势
20、严峻，能源是发展国民经济，提高人民生活水平的重要物质基础。据测，我国每年需各种能源共1 7 亿吨标准煤，但生产的能源只有1 3 7 亿吨标准煤，远低于世界平均水平(所谓标准煤，是指l k g 煤炭的发热量为8 1 4 k wm的煤量。市场供应的普通煤，l k g 发热量为5 8 k w h 6 4 k w h，经换算，l k g普通煤为O 7 1 2 k g-4)7 8 6 k g 标准煤，或l k g 标准煤为1 2 7 蚝1 4 0 埏普通煤。)【9J我国能源生产的增长速度长期滞后于国内生产总值的增长速度，能源短缺是制约国民经济发展的根本性因素。其中，建筑能耗的增长远高于能源的增长速度。我
21、国原有建筑及每年新增建筑量巨大，加之居住人口众多，建筑能耗占全国总能耗的1 4 以上，据统计：目前我国每年住宅建设耗用的钢材占全国总用钢量的2 0，耗用水泥量占全国水泥总用量的1 7 6，城市建成区用地的3 0 用于住宅建设，城市水资源的3 2 在住宅中消耗，住宅能耗占全国总能耗的2 0 左右。因此说，我国的住宅建筑能耗是建筑总能耗中不可忽视的一部分，它直接影响了我国建筑能耗的整体情况。抓紧建筑节能工作是国民经济可持续发展的重大课题。近年来，我国陆续颁布了很多政策法规来促进节能工作的落实。(1)中华人民共和国节约能源法(1 9 9 8)该法由八届全国人大第2 8 次常委会通过，其中有许多条款(
22、如第1 1 条，第1 2 条，第1 3 条，第1 4 条，第3 7 条等)与建筑节能有关，其中第三十七条规定：“建筑物的设计和建造应当依照有关法律、行政法规的规定，采用节能型的建筑结构、材料、器具和产品，提高保温隔热性能，减少采暖、制冷、照明的能耗”。第四十条：“各行业应当制定行业节能技术政策，发展、推广节能新技术、新工艺、新设备和新材料，限制或者淘汰能耗高的老旧技术、工艺、设备和材料”。(2)中国节能技术政策大纲(1 9 9 6)该大纲由国家计委、国家经贸委和国家科委联合制订，指出：“到2 0 0 0 年，建筑能耗(包括采暖、空调、降温、家用电器、照明、炊事、热水供应等使用的能源)将增加到1
23、 7 9 亿吨标准煤，占全国能源消耗量的1 3 6”。强调：要重视建筑节能设计，强制执行有关建筑节能技术标准，积极推广使用新型节能建筑材第1 章绪论料，改革传统外墙和屋面，发展节能型墙体和屋面；大力推广节能型门窗及热反射保温隔热材料，加强建筑节能标准化工作，优先采用节能型采暖、空调设备及采光照明系统；在建筑住宅供热管网设计中，以按户收费原则进行合理设计；加强建筑节能科技攻关，组织节能建筑和节能住宅小区示范点；积极开展对现有建筑的节能改造等。(3)建筑节能“九五”计划与2 0 1 0 年规划(1 9 9 5)由国家建设部提出，规定：“到2 0 0 0 年要求执行新建采暖公共建筑新节能标准，节能率
24、达到5 0。对于夏热冬冷地区的建筑节能规划目标是：到2 0 0 0 年也要执行建筑节能设计标准；2 0 0 5 年，重点城镇开始成片进行建筑热环境及节能改造；2 0 1 0 年起，各城镇开始成片进行热环境及节能改造。(4)中国建筑技术政策(1 9 9 6)本技术政策在建筑节能方面强调以下几点：在建筑节能设计中，必须执行有关建筑节能设计标准。要扭转片面强调降低造价、忽视使用功能和污染环境、浪费能源的倾向。节能建筑要因地制宜地选择朝向，采用合理的建筑体型和窗面类型，推广保温隔热性能好的围护结构。要积极开展既有建筑物的节能改造。t 优先采用节能型采暖、空调设备，合理确定供热(冷)指数。加强建筑节能的
25、标准化工作，加速制定各项建筑节能标准；加强对节能标准的实施和节能工程质量的监督工作。加强节能建筑科技攻关，研究开发节能保温门窗技术，墙体外保温成套技术，屋面高效防水隔热技术，墙体内保温、墙面开裂及热桥处理技术，用户可自行调节和计量的采暖技术与蓄热空调技术等。(5)中华人民共和国固定资产投资方向调节税暂行条例(1 9 9 1)该条例在税目率表中对如下产品实行零税率：粘土空心砖、新型墙体材料和屋面材料、利用工业废渣生产的建材产品以及北方节能住宅(即按民用建筑节能设计标准规定的住宅)等。(6)其它政策法规夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(中华人民共和国建设部2 0 0 5)；民用建筑节能设计标准(采
26、暖居住建筑部分)(中华人民共和国建设部1 9 9 6)；关于加快墙体材料革新和推广节能意见的通知(国家建材局等，1 9 9 2)；在框架结构建筑中限制使用实心粘土砖的规定(建设部、国家建材局，1 9 9 1)；关于加快我国化学建材生产和推广应用的若干意见(建设部、化工部等，1 9 9 5)；北京T 业大学T 学硕十学位论文粉煤灰综合利用管理办法(国家经贸委等，1 9 9 4)。1 1 2 发展装配式住宅是住宅产业化进程的要求随着能源价格的一路飙升以及资源粗放利用弊端的逐渐显现，创建节能型社会己经成为社会关注的焦点。当前，我国住宅建设的能耗占到了全国总能耗的2 0 左右，若再加上建材生产和建造的
27、能耗，住宅总能耗高达3 7 左右。l l 川目前处于建筑市场主流的砖混结构、钢筋混凝土存在很多缺点，自重较大，空间利用率低，且粘土砖生产破坏耕地，水泥生产破坏植被且造成严重的大气污染。粗放型的生产方式制约了我国住宅制造业的发展，也不能满足人们日益增长的物质生活需要。因而开发坚固耐久，建造迅速，易于改建，便于实现产业现代化的新型住宅结构体系，则是住宅建筑和结构发展的重要趋势。装配式住宅易于实现工厂化、现代化、标准化制作，而与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料；装配式住宅采用轻钢结构，属绿色环保型建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略，是建筑中最适合产业化和技术创新的住宅结构体系。
28、随着我国钢产量的快速增长，新型建材的发展和应用以及国家有关政策和规范、规程的相继出台，为逐步发展符合上述需求的装配式住宅体系奠定了物质和技术基础。1 9 9 9 年8 月建设部和七部委一同起草了中国住宅产业化纲领性文件；1 9 9 9 年7 月建设部等八部委出台了关于推进住宅产业现代化，提高住宅质量的若干意见，随后国务院办公厅又对该文件进行了转发，将住宅产业化列入了议事日程。推进住宅产业化的目的，就是为了改变我国目前住宅建设的落后现状。1 9 9 9 年8 月建设部和七部委一同起草了中国住宅产业化纲领性文件。1 9 9 9 年8 月国务院办公厅转发建设部等部门关于推进住宅产业现代化提高住宅质量
29、若干意见的通知(国办发 1 9 9 9 1 7 2 号文件)。这一系列的政策的出台将我国的住宅推向了产业化的道路。1 1 3 住宅节能对寒冷地区的重要性我国的建筑节能工作始于2 0 世纪8 0 年代。建筑能耗系指建筑在使用过程中的能耗，主要包括采暖、通风，空调、照明、炊事燃料、家用电器和热水供应等能耗。其中以采暖和空调能耗为主。因此，建筑节能的重点放在采暖和降温能耗上。我国的采暖地区都在北方，虽然北方城镇采暖人口只占全国人口总数的1 3 6，但北方集中采暖地区的房屋建筑的建筑面积约占全国房屋面积的一半，且每年有3 6 个月的采暖期。在多数房屋冬季室温达不到1 6 的情况下，1 9 9 5年寒冷
30、地区采暖能耗已达1 2 7 亿吨标准煤，占到全国总能耗的1 0 7，占采暖地区全社会能耗的2 14 在一些严寒地区城镇建筑能耗则高达当地推广节能住宅对采暖地区的环境也有重要意义。由于经济技术条件限制，我国大部分寒冷地区采暖圈l 1 釉粪建筑能耗所占比例”“主要以煤为主。虽然近年有一些小F i g l 1T h e p r o p o r t i o n o f a l l t y p e s o f区采暖采用天然气，但是效果并不眦m g c n 盯科。o m u m l“i o n理想。因此在今后很长的一段时间内燃煤仍是我国大部分采暖地区的采暖方式，其直接后果就是严重的空气污染。北方地区采暧期
31、间与非采暖期间相比空气总悬浮物要高1 2 倍，氮氧化物和一氧化碳要高l7 倍，二氧化硫高1 6 倍。因此，研究通用化住宅体系，大力推广装配式节能住宅，一方面推进住宅产业他的进程另一方面节约了大量能源一举两得，符台目前我国住宅产业化旋展要求与能源现状。1 2 研究意义课题研究的意义主要有以下几点：(1)节约能源。我国寒冷地区面积较大，分布较广寒冷地区建筑采暖能耗巨大，约占全国建筑能耗的4 0(2 0 0 4 年)因此研究适合在寒冷地区建造的装配式节能住宅具有普遍意义。(2)推进住宅产业化发展。研究开发装配式节能住宅，采用节能、工厂化生产的墙体代替粘土砖、砌块，采用新型高教的采暖供热系统，采用新的
32、建筑结构构造方式，使住宅建筑向舒适化、功能化，智能化、工业化发展，是顺应我国经济发展的需要，也是住宅建筑行业二十一世纪的主导方向。(3)可持续化发展。北亩I 业大学工学碗L 学位论文由于装配式住宅建筑具有重量轻、抗震性能好、施工周期短、工业化程度高、环保效果好、便于实施复杂的保温节能措施等特点，符合我国国民经济可持续发展的要求，符合我国大力提倡的走循环经济之路的要求。因此研究开发装配式住宅体系，其更重要的含义还在于如何将房屋出低水平的传统建造方式改为现代化、工业化的制造方式用现代高新技术提升传统产业建筑业的整体发展水平，以提高住宅建设的科技古量，促进住宅产业化的不断发展，促进建筑业的循环经济的
33、良性循环使建筑业能够得到可持续发展。1 3 相关概念界定13 1 装配式住宅1 2 装配式住宅【圳F i g l 2：p r e-f a b f i c a t e d H o u s e由于世界各国的历史文化、自然条件以及生活习惯的不同，住宅的形式是多种多样的，由于语言思维和理解的不同，对住宅的概念、定义也差异较大。但通常的定义是：供家庭居住使用的建筑(r e s i d e n t i a lb u i l d i n g)。”I J装配式住宅页制装配式住宅，指的是p r e f a b r i c a t e d(预先制造)住宅，即在工厂里做好住宅的各部分后在建筑现场组装。(如圈I-2)
34、装配式住宅对我国建筑界来说并不陌生，中国古代术构建筑即是以梁柱为承重体系，斗拱层层出挑支撑，以榫头和卵眼碗合把木料连接起来，外墙和门窗不承重只负责维护和分割内外空间。可以自由更换不会影响承重体系。我国古代的建筑是由一块块的建筑构件拼装而成，而且在长期的发展过程中形成了以斗拱为基本单位的模数。1 7 本传统木结构住宅随羞中国文化的影响-历经数世纪的演化后，到江户时期中期(约1 7 0 0 年)形成了“坪”(0 9 1 8 米x1 8 3 7 米)的模数概念技大量使用在宜室或民间建筑。1当前我国的装配式住宅在建筑材料上分为两类：一是以工厂生产的冷弯型钢为框架配以新型的保温，隔热，高墙板组合而成的轻
35、质、高强、抗震的轻钢第l 荦绪论结构住宅；二是屋架墙体全部采用原木或胶合板的轻型木结构房屋。因为我国目前的钢产量过剩，相比之下木材的人均占有量相对较少。因为木材受材料性能所限制不适合发展多层住宅，(我国规范规定，木结构建筑不超过三层。)因此，在本论文中所指装配式建筑均为钢结构。装配式住宅的主要特征是：(1)结构体系整体化、轻型化、小型化(住宅结构体系)与传统住宅不同，装配住宅所用的结构体系是经过系统设计，自成体系的钢结构。可以在工厂加工成型后到现场组装，快捷方便。其整体化程度非常高，而且结构构件具有轻型化、小型化的特点。围护结构采用保温高强的新型板材，可以根据不同的气候温度组合成不同的热功能的
36、复合墙体。(2)空间节约、划分灵活(住宅部品体系)由于应用了轻型结构体系和轻质的隔墙板，使得住宅的空间可以按使用需求灵活任意划分。而且由于使用了轻质的墙体，装配式住宅的实际使用面积比用砖瓦建成的房屋高出6-8 左右，提高了用户的得房率。(3)设备高度集成化(住宅设备体系)装配式住宅设备高度集成，包括设备管网的有序布局，整体厨卫的合理使用，以及智能家具系统的广泛应用。(4)整体产业链高度集成化(产业集成)装配式住宅部件的多样化导致了其必须是工业化、产业化大生产。这样才能更具有推广的价值和市场竞争力。由于高度的产业集成，带来的资源集约化和生产成本的大幅下降也使得装配式住宅具有很强的竞争力和发展前景
37、，同时装配式住宅也是可持续发展的产业。(5)施工装配化因为采用了新型的建筑材料，装配式住宅的自重比传统住宅的自重减轻一半，地基也相对简化。工厂预制好的建筑构件运来后，在现场工人们按图组装，工地上再也不会出现过去那种大规模和泥、抹灰、砌墙等湿作业了。装配化施工具有下列优点：进度快，可在短期内交使用；劳动力减少，交叉作业方便有序；每道工序都可以像设备安装那样检查精度，保证质量；施工现场噪音小，散装物料减少，废物及废水排放很少，有利于环境保护；施工成本降低。1 3 2 寒冷地区北京工业上学 学硕士学位论文我国幅员辽阔、地形复杂，由于地理纬度、地势和地理条件的不同，各地区的气候差异悬殊。根据民用建筑热
38、工设计规范(G B5 0 1 7 6 9 3)的规定-我国的建筑热工设计划分为五个建筑热工区：严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区。寒冷地区指累年最冷月平均温度为0 一1 0 的地区。主要包括华北，新疆和西藏南部地区及东北南部地区。这一地区的建筑应该满足冬季保温要求，兼顾夏季防热。(圈1 3)1 4 研究思路和研究方法1 4 1 研究思路图I 3 寒冷地阮分布圈f”1F i g l-3：D i s l*b u t l o n o f c o l dr 雌i o n本论文的写作思路是以节约建筑能耗改善居民的居住条件为出发点。立足于寒冷地区，通过分析装配式节能住皂在生命周期的各
39、阶段。找到这种大工业生产方式建造的装配式住宅较之于普通建造住宅的节能优势。在理论分析的基础上通过实际设计工程探求合理的节能构筑方法。14 2 研究方法一、研究方法在具体的分析和研究上采用对比法和归纳分析法这两种最基本最有效的方法。通过现有的装配式住宅的试点工程进行调研、分析现有装配式住宅存在的问题，同时结合文献和档案瓷料进行深入研究并坚持不单纯的研究建筑单体的保温节能而是系统地整体地研究分析住宅建筑的生命周期来探讨能源消耗问题-有针对性的解决问题从而归纳总结出寒冷地区装配式节能住宅的基本理论和适宜技术措掩。=、具体步骤(1)搜集整理相关资料，确定装配式节能住宅体系研究技术要点；(2)以现有试点
40、工程和其它装配式建筑调研为重点，对题目展开技术攻关：第1 章绪论(3)分析住宅建筑生命周期各个阶段的能源消耗特点，探讨具体的节能技术策略，应用到实际设计中去，设计出符合寒冷地区热工设计要求的、合理的装配式住宅节能体系。1 5 研究框架本文从建筑节能的角度出发，本着理论分析与实际调研相结合的方法，通过对国内外大量实例的分析研究，从而得出一些实用有效的节能措施，争取为装配式住宅的节能设计实践提供一些可供参考的思路及方法。1 5 1 研究内容本文主要研究内容分为六部分，各部分主要内容如下：第一部分：阐明课题研究背景、研究意义、研究内容和研究方法及论文的主要框架，并对主要概念进行界定。第二部分：分析国
41、内外装配式住宅的发展现状和前景预测，对现有试点工程进行调研。第三部分：对住宅建筑体系的生命周期各阶段进行全面的研究分析，总结住宅建筑生命周期个阶段的能源消耗特点。第四部分：针对针对寒冷地区的气候特征预热工设计要求，探讨寒冷地区装配式住宅的节能策略第五部分：在理论分析和对策研究的基础上，将前面所得出的研究成果用于北京怀柔地区的装配式住宅的设计中，解决实际问题。第六部分：结语。1 5 2 研究框架北京T 业大学-T 学硕十学位论文1 0-提出问题ll矜桥问题解决问题第1 章绪论1 6 本章小结本章首先对论文的现实背景和理论意义进行了阐述，指明了装配式住宅的节能研究对我国目前住宅业发展进程和节约能源
42、的重要性。一方面钢结构装配式住宅符合节约型住宅建造模式；另一方面钢结构装配式住宅符合住宅产业化话要求，可以解决满足我国居民的住房要求。根据国内外住宅发展现状和建筑热工设计规范对本论文论述的概念“装配式住宅”和“寒冷地区”作了初步界定。在纵观现状、总结经验、收集资料的基础上总结归纳出本论文的基本思路与研究方法和内容与组织框架。第2 章装配式节能伟宅的发展第2 章装配式节能住宅的发展装配建筑并不是什么新鲜概念，中国古代的木结构建筑就已成功应用了装配施工方法，以宋营造法式为代表的著作己对装配化的木构件的尺寸标准体系，构件样式等有了系统化的阐述，促进了木结构建筑技术的成熟和广泛应用。【3 3】图2 1
43、 宋营造法式大木作构架示意酣1 0 1F i9 2 1T h es k e c ho fr o o fi nI nt h eS o n g2 1 国外装配式住宅的发展现状住宅建设的工业化主要是在“二战”后发展起来的。5 0 年代，欧洲一些国家为解决房荒问题，兴起了住宅工业化的高潮，到6 0 年代，遍及欧洲各国，并扩展到美国、加拿大、日本等经济发达国家。之后，住宅工业化从数量的发展向质量提高方向过渡。1 9 8 9 年，在国际建筑研究与文献委员会(C I B)第1 1 届大会上，建筑工业化的发展被列为世界建筑技术的八大发展趋势之一。一方面是因为住宅需求量大，劳动力短缺；另一方面也是因为经济发展与
44、技术进步，以及新的建筑材料的不断产生，所有这些都促进了住宅装配化的发展。2 1 1 各国装配式住宅的发展概况北京T 业大学T 学硕十学位论文世界上住宅产业化发展比较完善的有日本、北美及西欧一些国家。2 1 1 1 日本装配式住宅的发展(1)日本装配式住宅的发展历程。日本的装配式住宅产生于2 0 世纪6 0 年代末期，当时日本国内住宅市场需求极度增加，而建筑业本身存在着人员不足，效率不高的情况。为了减少现场湿作业，改善工作条件，降低成本，缩短工期，提高效率，对住宅产品采取了大批量工厂化的生产，使生产能力与劳动效率大大地提高。7 0 年代中期，日本建筑中心制定了一系列实施工业化住宅性能保证与认定制
45、度，工业化住宅的质量与性能明显提高。同时期，大企业联合组建集团进入住宅产业，在技术上产生了盒子住宅、单元住宅等多种工业化住宅形式，这一时期采用产业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的1 0 左右，到了8 0-9 0 年代，增加到2 5 2 8，平面布置也由单一化向多样化发展。由于住宅工业化的发展，住宅产业生产能力大大提高，劳动生产率已达到年人均竣工面积l1 0-1 2 0，并通过对住宅技术进行革新，机械、电子等相关产业取得了飞速发展，促使住宅及相关产业的增加值提高1 6 倍，因住宅产业关联性强，同时创造了大量的就业机会，为日本的经济做出了巨大的贡献。日本积水化学工业株式会社住宅事业部拥有目前日本最
46、先进的住宅工厂和研究机构。该企业设在崎玉县的一座住宅工厂平均每4 8 分钟就可制造出一栋2 3 层的独户式住宅，然后运往现场进行吊装。一天之内，一座外观漂亮而且设施完善的楼房就在原地建成了。【Z7 J(2)日本装配式住宅的发展经验。以住宅建筑体系和住宅部品体系成套化、通用化和标准化为基础，大力推广工业化规模生产。标准化是推进住宅产业化的基础。1 9 6 9 年，日本制订了推动住宅产业标准化五年计划，开展材料、设备、制品标准、住宅性能标准、结构材料安全标准等方面的调查研究工作，依靠各有关协会加强住宅产品的标准化工作，并对房间、建筑部件、设备等尺寸提出了建议。分别制订了“住宅性能标准”、“住宅性能
47、测定方法和住宅性能等级标准”以及“施工机具标准”、“设计方法标准”等。目前日本各类住宅部件(构配件、制品设备)工业化、社会化生产的产品标准十分齐全，占标准总数的8 0 以上，部件尺寸和功能标准都已成体系。只要厂家是按照标准生产出来的构配件，在装配建筑物时都是通用的。所以，生产厂家不需要面对施工企业，只需将产品提供给销售商即可。【4 5】2 1 1 2 北美轻钢装配式住宅的发展目前，北美(主要是美国与加拿大)的住宅建筑市场发育比较完善，住宅构件和部品的商品化、集成化的程度很高，各种施工机械、设备、仪器等租赁业也很发达。一般情况下，房屋构件在工厂里制作成型后，运到工地与各种配套的住第2 帚装配式节
48、能伟宅的发展宅部品组装成整栋房屋。由于几乎没有湿作业，所以现场工作量小、工期短，一般建设一座数百平方米的小型住宅楼仅需一个月左右时间，劳动生产率大大高于我国当前的水平。另外，美国的住宅设计较完善，主要表现是设备、设施水平高，注重个性化，具有完善的功能和技术上的合理性。而加拿大在部品认定和性能测定方面有着先进成熟的经验。为了满足健康、安全的要求，加拿大对标准化产品广泛实施认定制度，北美的住宅产业化己经达到了很高的程度和水平。2 1 1 3 瑞典、丹麦、和法国的装配式住宅瑞典从2 0 世纪5 0 年代开始在法国的影响下推行建筑工业化政策，并由民间企业开发了大型混凝土预制板的工业化体系，以后大力发展
49、以通用部件为基础的通用体系。目前瑞典的新建住宅中，采用通用部件的住宅占8 0 以上，有人说“瑞典也许是世界上工业化住宅最发达的国家”。丹麦是世界上第一个将模数法制化的国家，国际标准化组织的1 5 0 模数协调标准就是以丹麦标准为蓝本的。丹麦推行建筑工业化的途径是开发以采用“产品目录设计为中心的通用体系，同时比较注意在通用化的基础上实现多样化。法国是世界上推行建筑工业化最早的国家之一。从5 0 年代到7 0 年代走过来了一条以全装配式大板和工具式模板现浇工艺为标准的建筑工业化道路，有人把它称为“第一代建筑工业化。法国建筑工业化的特点为：一是以推广“构造体系 作为向通用建筑体系过渡的一种手段；二是
50、推行构件生产与施工分离的原则，发展面向全行业的通用构配件的商品生产。二战后，法国出现了缺房现象。为此，法国于2 0 世纪5 0 年代和6 0 年代进行了大规模的工业化住宅建设。在此阶段，以“又多、又快、又省地建设住宅”为口号，以功能主义等现代派建筑理论为指导，以预制板和工具式模板为主要施工手段，进行了成片住宅新区的开发，被称为“数量时期”。在2 0 世纪7 0 年代，由于居民生活水平的提高，新区的问题逐渐暴露。其受到的主要指责有：住宅区选址不合理，受到周边交通和工业设施的干扰；功能单一，缺乏活力，居民早出晚归，形成所谓“卧城”；平面设计呆板，建筑物缺乏个性，面貌单调且难以识别；住宅公共设施缺乏