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(3)建筑监理人员在监理的过程中存在违规等情况。总体来讲,建筑节能施工的监理工作必须要根据建筑设计图纸来进行,但同时又不能一味地被建筑图纸束缚,需要充分地发挥出监理的主动性。
2在建筑节能施工过程中监理人员的主要工作
在建筑节能施工过程中,监理人员应切实履行监理职责,严格按照建筑节能条例及管理规定、建筑节能工程施工质量验收规范、建筑节能标准及施工图设计文件等开展工作,从施工准备环节、施工环节及竣工环节入手,做好建筑节能质量控制的事前、事中、事后控制,确保建筑节能分部工程质量合格,从而确保整个单位工程质量合格。具体如下:
2.1建筑施工准备工作
在节能建筑的施工准备阶段,作为建筑监理单位来讲主要需要通过以下对施工的准备工作进行严格管控。
2.1.1作为节能建筑的施工监理单位,其首先要做的就是对节能建筑施工方的施工资质进行审查,以确保施工单位有能力满足甲方的要求,同时可以达到建筑节能的目的。
2.1.2作为节能建筑的施工监理单位,需要对节能建筑项目方案的可行性进行论证,并且对设计图纸进行评审,并且还要依据施工的图纸进行审查;并且作为建筑监理单位来讲,需要对实际的建筑施工队伍提出明确的要求,在施工前期避免由于施工单位雇佣非专业的劳务人员对整个工程产生不良的影响。
2.2施工环节
2.2.1对原材料及施工设施设备的进场严格把关。对所有原材料及设施设备的规格、品种及质量等各方面内容严格审核,以保证其能满足节能的目标。材料及设施设备在进场前,需接受检测机构的检测,并要求出具检验报告。
2.2.2规范节能工程项目验收工作。建筑节能监理方应根据建筑施工方的节能施工方案及验收质量准则对项目进行验收。
2.3节能建筑的竣工环节
对于工程的施工验收工作来讲,是由很多有序的步骤所组成的,当项目建设完成以后,由总监理工程师带队,对各建设工程进行验收以及审核,并且在进行项目验收的过程中要求节能建筑的设计单位、建设单位、施工单位以及监理单位的相关负责人员都要参加,并且对建筑的建设质量进行客观、科学、准确的评价。同时还需要注意在进行项目验收的过程中,需要认真填写节能建筑的验收报告。对于建筑监理人员来讲,还需要认真地做好建筑节能工作的阶段性总结工作,同时将施工过程中的资料、文件进行分类整理,并且为今后的建筑监理工作打下坚实的基础。此外,建设单位与施工单位应负责落实环保部门的环保要求及环保措施,加强环境管理,防止对自然环境造成不应有的破坏。
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地震的影响范围一般情况下都很大,一定区域内的建筑物都会受到一定的破坏。所以建筑物场所的选择对于结构的抗震设计及其总要。在选择建筑场地时要注意以下几个方面:地质结构坚硬、避开有较大坡度的山脚,周围地势开阔和避免地震多发地带。在结构的抗震结构设计中对于建筑物的高度有一定的规定和标准。因此建筑物的高度要严格按照国家标准设计。在一些地震多发地区,不仅仅要设计合理科学,还要注重建筑材料的性能。通常情况下,不同高度的建筑对于建筑材料也有一定的要求。一般都采用不同规格的钢筋混凝土结构。同时,为了提高结构的抗震性,在建筑结构抗震设计中,需要减小柱的轴压比,增大柱的截面尺寸。从抗震设计的科学角度来讲,减小柱轴压比主要是为了使柱子处于大偏心受压状态,从而避免这样的情况发生比如:纵向受力钢筋未达到受拉屈服但混凝土却被压碎。在建筑的抗震设计时,很多专家认为应该会提高建筑物抗震设计的等级。这主要是考虑到我国是地震多发国家。大型地震容易出现重现。或是50年,或是200年。建筑的抗震设计还存在一些其他的问题,比如在选择结构体系选型时,尽量可以采取承载能力高、延展性好和充足耗能性能的体系,主要是为了在地震发生时,建筑结构能够有足够的抗倒塌能力。同时在结构的刚性和强度方面要水平方向和竖直方向均匀分布。防止出现局部结构出现问题导致整体结构的倒塌。
3抗震设计对结构抗连续倒塌的影响
3.1地震作用及倒塌机制地震
可以造成建筑倒塌是地震造成一切破坏的主要形式,是为结构在外部作用力下的倒塌。连续性的倒塌是因为内部内力发生重新分布而造成的。在地震作用下,构建的受力和质量分布有关系,构建受力分布在整个结构之中。整个结构的非弹性形变能够很好的减轻地震队构建的破坏。建筑结构的倒塌开始于结构中大部分梁柱节点的损坏。近而造成其他部件和结构的倒塌和破坏,这也叫做建筑结构的连续性倒塌。
3.2抗震设计与抗连续倒塌设计的关系
抗连续倒塌设计的主要目的在于防止建筑结构倒塌的连续性,连锁性的发生。抗震设计的标准是比较小的地震,建筑没有出现任何的结构的问题。较大的地震建筑结构不会倒塌。一般中等地震造成的破坏仍旧可以重新的进行结构的维修。抗震设计和抗连续性设计都有一个共同点就是都特别的注重结构的整体性和连续性。在地震作用性,建筑结构造成结构一定的破坏,抗倒塌能力的作用主要是在梁抵抗内力重分布上。然而结构的抗震设计能够使梁中纵向受力钢筋增加,也提高了结构的抗倒塌能力。建筑结构的抗震设计和抗连续倒塌设计存在很多的相同点,同时也有不同和相互的影响。
3.3抗震设计对结构抗连续倒塌的影响
目前,抗震设计对抗倒塌能力的影响有两种不同的观点:一种认为抗震设计通常是可以取代抗连续倒塌设计的,主要在于抗震设计的结构有整体牢固性的特点,使得结构的抗连续倒塌性能提高。另一种观点认为,抗震设计和抗连续性的倒塌设计有着不同的出发点和目的,存在较大的差别。对于每一种设计都应该充分的考虑,不能够想当然的认为抗震设计可以取代抗连续倒塌设计。因为结构抗震设计中的一点点的构造的方法可能增加了。虽然一些构造措施可增加建筑抵抗倒塌的能力,但是毕竟这样的一点点增加对于整个建筑抵抗连续倒塌能力是微乎其微的。于述强等人通过科学的方法对于抗震设计对于结构抗连续倒塌性的影响。主要采取的方法是建立模型进行分析。采用拆除构件法通进行实验的主要方法,这也是美国使用比较科学的方法。分别拆除了角柱,中柱,拆除内柱等,然后分析了模型的抗连续性倒塌能力。通过模型实验分析得到了科学的理论。一是地震作用存在较多的偶然因素在里面,但是有不同于偶然作用,存在较大的差别,所以抗震设计并不能够取代抗连续倒塌设计。二是虽然抗震设计不能够期待连续性倒塌设计,但是研究表明抗震设计对于抗连续倒塌能力有着极其重要的意义。在较小级别的抗震结构设计中对于结构抗连续倒塌能力没有一个明显的提高,但是当建筑的抗震级别高于8度时,抗震设计结构抗连续倒塌能力得到增强。
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(2)社会效益。村镇住宅进行节能建设不仅可以为居民营造一个良好的生活环境,还有助于居民生活水平、文化程度的提高,并且在一定程度上提高就业率,在美化村镇的同时,提升村镇住宅在社会中的影响力。
(3)经济效益。村镇住宅采用节能技术势必会在短期内提高建筑工程的成本、加重居住者的经济负担。因此,节能技术只有在创新中考虑到建造者的经济承受能力,在推广中让居住者认识到长期收益和短期成本之间的关系,才能实现更广泛的普及。
(4)环境效益。环境质量的改变是由多项指标反映,同时由于大多数人类活动对环境的影响都存在滞后性,使环境效益的计量和评价存在很大困难。节能技术的研究和应用要结合微观效益和宏观效益处理好短期经济利益与长期可持续发展之间的关系。
1.2村镇住宅建筑节能适宜技术评价指标体系的建立
村镇住宅建筑节能技术适宜度将技术及材料的先进性作为评价对象,从多个维度出发涵盖了若干具有层次性和结构性的指标序列,所有指标序列相互影响、彼此联系,是建筑节能技术发展的综合性评价体系。依照技术评价的理论基础和评价维度,村镇住宅建筑节能技术评价指标体系的建立要将定性和定量评价相结合,遵循系统性、简明性、层次性和可行性等原则,在不同条件下具有可调整的弹性空间。本文从节能技术的可行性经济性、先进性出发,以实现项目的可持续发展为最终目标。
2模糊综合评价模型
将评价指标体系分为3个层次,目标层、准则层和指标层。准则层指标集为S={s1,s2,…,sm},指标层指标集为Si={si1,si2,…,sin}。
3实例分析
选取北方寒冷地区某经济条件中等的村镇进行实证研究,在对该村镇住宅建筑节能技术适宜性的评价中,将评价集划分为5级,即V={v1(优),v2(良),v3(一般),v4(差),v5(较差)}={5,4,3,2,1}。根据该村镇住宅节能建设的实际情况,对其推广应用的墙体节能技术CS板进行适宜性评价,邀请来自房地产、设计院、施工单位和高校等建筑方面专家,对待测墙体节能技术CS板的各层指标重要性分别进行比较,构造判断矩阵并求出各项指标的指标权重。按照模糊综合评价模型设计的方法,统计每个因素各评价赞同的专家数,用赞同的专家数所占比例作为隶属度构建评价矩阵。
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2.1信息熵方法对建筑节能评价指标的筛选
为了从已经构建的初始评价指标中提取主要评价指标,可以采用信息熵法剔除其中对评价影响不大的指标。具体操作步骤及方法如下:第一步:将初始的指标矩阵进行标准化处理。假定所选的评估对象有N个,初始的指标有M个,则可以构建N×M阶的矩阵,定义为矩阵A。按照式(1)进行标准化后的矩阵为A′。a′ij=(1)第二步:熵值的求取。令pj表示熵值,则,Πij=pj=-ΠijlnΠij(2)第三步:熵权的确定。Wj表示求出的熵权的大小,则,Wj=(3)第四步:确定某个评价指标的具体权重。权重值用Qj表示,则,Qj=(4)第五步:将第三步求出的熵权与第四步求出的具体权重进行结合,剔除冗余指标,确保评价的稳定性。
2.2BP神经网络方法对农村住宅建筑节能的综合评价
BP神经网络可以用于逼近任意的一个非线性的函数,同时具有超强的自适应以及存储能力。采用BP神经进行评价时,其运行的主要思想就是将搜集到数据输入到该系统中,然后系统进行自我训练,拟合各指标间的最优关系,并自动记忆、存储所选指标对综合评价对象的影响权值,继而对类似对象做出客观的评价。在进行BP神经网络训练之前需要构建BP神经网络结构,主要需要以下参数。
(1)BP神经网络的节点数与层数的确定BP神经网络结构的确定需先确定输入、输出层节点数、隐含层的层数以及隐含层节点。输入层节点数为指标个数,输出层节点数为建筑节能综合评价指标。在规模不大的情况下,常采用一个隐含层。隐含层节点数可根据式(5)确定。Ny=(5)其中,Ny表示隐含层节点数;Ni表示输入层节点数;No表示输出层节点数;NP表示训练样本个数。
(2)BP神经网络相关参数的确定确定BP神经网络结构后,需要确定网络函数的选取、初始权重的确定、期望误差、学习速率、训练次数等相关参数。
3江苏农村住宅建筑节能的综合评价
首先对初始建立的评价指标进行筛选,剔除其中可能对评价结果有干扰的影响因素。聘请10位专家对初始的评价指标进行打分,然后依据信息熵方法进行处理,最终得出的综合评价指标包括b11、b12、b13、b14、b21、b22、b23、b24、b25、b31、b32、b33、b41、b45、b46这15个评价指标。采用三层BP神经网络模型,即输入层、隐含层、输出层各一层,输入节点数为选定的评价指标数15,根据式(5)确定隐含层的节点数为7,输出节点数为1。函数采用Sigmoid函数,初始权值为[0,1]区间的较小的数,误差期望为0.01,学习速率为0.001,训练次数为10000次。笔者选取了江苏省某地区的6个农村住宅建筑作为评价对象,以其中的5个作为训练样本。数据主要是通过调查得到并做归一化处理,聘请相关专家对这几个样本进行综合评分,用t表示。经过训练,将第六个样本作为评价对象,采用该模型进行综合评价,各指标的初始值见表3。采用经训练后的BP神经网络模型进行综合评价,得出的最终评价结果为0.932,这与通过专家打分法得出的评价值0.927相比,误差为0.005,相对误差为0.5%。这充分说明采用BP神经网络模型进行综合评价是可行的,且其评价的精度比较高。
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在建筑领域,人类从自然界所获得物质原料的50%用来建造各类建筑及附属设施,建筑能耗在人类总能耗中所占比重约为1/4。在经历了数次能源危机以及对矿物能源资源的不可恢复性和温室效应对生存环境负面影响的认识越来越清楚之后,世界各国提出了控制矿物能源用量的增长,提高能源使用效率,开发新能源和可再生能源的目标。作为耗能大户的建筑业节能受到极大的关注。建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势,也是当代建筑科学技术的一个新生长点。随着人们物质生活水平的不断改善,对住宅建筑的环境质量要求也日益提高。我国是一个经济快速增长、人口占世界20%的大国,也是能源相对匮乏的大国,已成为世界上第三大能源生产国和第二大能源消费国。目前我国每年建成房屋面积已超过所有发达国家一年建成建筑面积的总和。建筑在生产和使用过程中要消耗全球资源中能源总量的50%,产生的污染也十分惊人。所以建筑节能和保护环境是摆在人们面前的紧迫课题。
二、节能建筑设计应贯彻的设计原则
各地区的节能建筑,必须适应本地区的气候特征,既不能照搬严寒地区的建筑型式,也不能照搬夏热冬暖及海洋性气候地区的建筑型式,更不能照搬四季如春的温和气候地区的建筑型式,一般说来设计时应遵循以下原则:
(1)建筑物尽量采用南北朝向布置。否则,须加强建筑围护结构的保温隔热性能而需增大建筑成本。
(2)建筑群之间和建筑物室内,夏季要有良好的自然通风,建筑群不应采用周边式布局型式。低层建筑应置于夏季主导风向的迎风面;多层建筑置于中间;高层建筑布置在最后面,否则,高层建筑的底层应局部架空并组织好建筑群间的自然通风。
(3)按相关设计标准的规定,尽量加大建筑物之间的间距,尽量减少建筑群间的硬化地面,推广植草砖地面,提高绿地率,加强由落叶乔木、常绿灌木及地面植被组成的空间立体绿化体系,以便由树冠和地面植被阻档、吸收大部分的太阳直射辐射,减小地面对建筑物的反射辐射。
(4)应控制建筑物的体形系数不超过节能设计标准的规定。即尽量减少外墙的凸凹面和架空楼板,坡屋顶宜设置结构平顶棚或降低坡度,应采用封闭式楼梯间等。当体形系数超过标准的规定时,应加强围护结构的热工性能,计算建筑物的采暖空调能耗并不得超过标准的规定。
(5)不应设置大窗户,窗户大小以满足采光要求为限。门窗玻璃应采用普通透明玻璃或淡色低辐射镀膜玻璃的中空玻璃,居住建筑和办公建筑不应采用可见光透光率低的深色镀膜玻璃或着色玻璃。还要求外门外窗具有良好的气密性、水密性、不小于30分贝的隔声性能和不小于2.5kea的抗风压性能。
(6)屋顶和外墙既要保温又要隔热,其保温隔热性能应符合建筑节能设计标准的规定,还要防止保温层渗水、内部结露和发霉。屋顶和外墙,不能采用单一的轻质材料和空心砌块材料,最适合采用厚实材料加轻质材料的复合构造做法。
(7)屋顶和外墙的外表面,宜采用浅色饰面层,不宜采用黑色、深绿、深红等深色饰面层,否则应加大屋顶和外墙保温隔热层的厚度,计算其夏季的内表面计算温度不超过36.9℃,宜低于35℃。
(8)加强分户墙和楼地面的保温性能,使其符合建筑节能设计标准的规定。居室及办公室楼地面面层的吸热指数还应符合民用建筑热工设计规范的规定。
(9)设有集中采暖、空调的节能建筑,应选用高效、低能耗的设备与系统,不得采用直接电热式采暖设备和装置,应设置分室温度控制装置。除上述9点之外,节能建筑还应具备设计规范所要求的隔声性能等适用性能、安全性能、耐久性能和环境性能。
三、节能设计在我国住宅建筑中的应用措施
(一)屋顶保温隔热的节能设计
在住宅建筑屋顶构造设计中,应使用高效保温材料、架空型保温、倒置保温等进行合理的保温和隔热设计,这样可以很好地保证在冬季低温地区、夏季高温地区给室内提供适宜的生活温度,同时为冬季的暖气用能、夏季的空调降温用能节省出大量能源。我国冬季的采暖大多数地区还在用煤,夏季的降温一般都是用电,合理的屋顶保温和隔热设计可省出大量的能耗。
(二)门、窗系统的节能设计
外门窗是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位,其面积约占建筑外维护结构面积的30%,其能耗约占建筑总能耗的2/3,其中传热损失为1/3,所以门窗是外维护结构节能的重点。在节能措施上,首先在保证日照、采光、通风、观景条件下,要尽量减少外门窗洞口的面积。其次,可采用外廊、阳台、挑檐、遮阳板、热反射窗帘等遮阳措施减少阳光直接辐射屋顶、墙、窗及透过窗户进入室内。再次,加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段之一,提高门窗气密性。最后,在经济状况允许的条件下,可考虑使用新型保温节能门窗,能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗可大大提高热工性能。
(三)建筑外墙节能设计
以往以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准,按照新标准在单一材料墙体中,只有加气混凝土能满足要求,所以应发展复合墙体技术。设计中主墙体可采用混凝土空心砌块、空心砖墙体、空心砌块墙体、现浇混凝土墙体,然后加以轻质高效保温层和耐候饰面层。保温层可放在承重层外侧,特别提到的是复合结构中常采用单层或多层封闭空气间层与带反射材料的封闭空气间层,在增大热阻、满足保温的同时还可以减轻围护结构的自重。
四、结语
在建筑节能设计方面,通过以上几方面的优化设计不仅可以解决国家的能源问题,同时也可以促进建筑技术和建筑产业的发展,为合理利用资源、保护生态环境、提高人民生活水平起到一定的作用。
参考文献
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围护结构节能技术就是通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏季减少室外热量传入室内,在冬季减少室内热量的流失,使建筑物室内温度尽可能舒适,以减少采暖、制冷设备的负荷,最终实现能源的节约。我国围护结构节能存在的问题有[2]:①某些建筑体型系数过大。②窗墙面积比过大。③采用夹心复合保温外墙较多。④设计单位对某些技术参数的取值不统一,有的缺少依据。⑤一些设计单位的施工图内没有建筑节能设计热工计算表,不利于对节能建筑的质量检查。⑥一些保温墙体工艺技术出现质量问题。⑦设计单位对围护结构使用的某些墙体材料、保温材料及窗户质量要求不明确,监理和施工单位控制不严格。⑧一些节能建筑配置的采暖散热器高于建筑节能标准确定的热负荷值应配置的数量。⑨大部分节能建筑只安装了采暖供热的开关控制阀门,没有考虑为将来安装计量热表、分室用热控制装置留出位置。⑩少数施工单位未严格按设计文件要求进行施工。
1.2供暖企业存在的问题
供暖企业肩负着我国城市中市民的供暖重任,其管理质量的好坏直接关系到城市中居民的冷暖问题。近些年,市民对供暖企业的关注程度逐年提升。不仅是因为其供暖的质量方面,还有其经营过程中,对环境的影响方面。这些企业本身会每年消耗大量的能源,产生大量的污染气体,如果任其自由发展的话,对环境会造成重大影响。目前,我国城市中供暖企业存在的主要问题有:①供暖企业员工缺乏节能减排意识;②过度关注技术投入忽视管理减排;③供暖企业设备滞后。
1.3绿色照明存在的问题
随着我国经济的发展,大型公共建筑高耗能的问题日益突出,据统计,国家大型公共建筑单位面积耗电量达到70-300kW•h,为普通居民住宅的10-20倍,占全国城镇总耗电量的1.5-2倍。电气系统节能决定了建筑物智能、环保以及主要能耗,电能的消耗占了很大的比例,随着建筑智能化的发展,这种比例在继续加大,所以要进行大型公共建筑节能,必须考虑建筑的电气节能。而在耗电量中,照明能耗一般占整个建筑电量能耗的25%-35%,占全国电力总消耗量的13%,因此实现照明系统节能的意义十分重大,经济效果明显[3]。
2建筑节能存在问题的应对措施
2.1围护结构存在问题的应对措施
①门窗。改善门窗的保温隔热性能,可以采用提高门窗的气密性、窗框采用断热金属型材、增加玻璃层数等措施来提高门窗的保温隔热性能;另外有效的遮阳设施对降低能耗的影响非常有益。②屋面。建筑屋面节能的最主要措施之一就是发展和应用高效保温隔热材料,并合理确定保温材料的厚度,可采用倒置式、屋面绿化、蓄水屋面、浅色坡屋面等措施。③加强监管机制。政府应该发挥主观能动性,加强对设计单位、生产单位以及施工单位的监察管理,加强政府部门的大力管理及社会相关部门的通力协作。
2.2供暖企业存在问题的应对措施
①强化供暖企业节能减排工作小组的职能。建立起一个节能减排专家工作组,要求这些专家来自不同的节能减排相关领域,比如生产调度、环保、财政、统计等部门。并且通过这些专家的评选审定,激励企业员工的节能减排工作。②建立热量自动控制系统。为了适应群众对功能的需求,企业应该建立起热量自动控制系统,根据用户的室内温度和设备的运作状况来调控热量的供应,根据用户的数量和供暖的面积确定设备的数量,调整设备的运行参数。③加快对供暖企业老化设备的更新换代工作。老化的设备会增加能耗,必须加快对供暖企业老化设备的更新换代工作,只有这样才能有效地降低锅炉的损害和能耗,减少废气的传播,进而保障环境的清洁。④在政策上支持供暖企业的节能减排工作。供暖企业的节能减排工作离不开政府的支持,所以我国政府应该建立起完整的法律法规,而保障企业节能工作的顺利进行。
2.3绿色照明存在问题的应对措施
在整个配电和电气系统中,末端的照明部分占了非常重要的位置,节能灯具的应用一直是实现电气节能的关键环节之一。在保证有足够的照明数量及质量的前提下,应尽可能地做到节约照明用电,提高整个照明系统的效率,防止片面性。
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以前,建筑结构检测、加固的重点主要是面对旧房,但近十年来,无论旧房或新房都存在着检测、加固的问题,建筑结构检测检测、加固的工作越来越多。一般来说,在下列情况下要对建筑物进行检测、鉴定和加固:(1)设计不周或有误;如对工程地质、水文地质尾部和地基情况了解不全,地基承载力估计过高,漏算或少算作用于结构上的荷载;设计人员受力分析概念不清,结构内力计算错误等;(2)施工质量低劣;如混凝土强度等级低于设计要求,钢筋混凝土结构构件有蜂窝、孔洞、露筋等缺陷,钢筋力学性能不符合设计要求;或砌体砌筑方法不当,造成通缝,空心砌块不按设计要求灌筑混凝土芯柱;或钢结构的焊接质量或焊缝高度达不到设计要求;(3)使用或改造不当;如未经核算就在原有建筑物上加层或对其进行改造,造成原有结构承载力不足,使用过程中任意改变用途加大荷载;或随意拆除承重墙或墙上开洞;(4)使用环境恶化;如结构长期受到高温、振动、酸、碱、盐、杂散电流等不利因素作用,引起结构构件的腐蚀性和损伤等。(5)建筑物年久失修.结构有损伤或破坏,不能满足目前的使用要求或安全度不足;(6)由于各种灾害事件的影响使结构产生裂缝或者破坏;(7)需要对古建筑、历史性建筑进行进一步维护、保护。
建筑结构试验检测技术是以相应现行规范为根据、以实验为技术手段,测量能反映结构或构件实际工作性能的有关参数,为判断结构的承载能力和安全储备提供重要依据。建筑结构试验检测不仅对新建工程安全性能的评定起重要作用,而且对于危旧房屋的更新改造、古建筑和受损结构的加固修复等提供直接的技术参数。
一、常用检测方法
结构检测工作包括的内容比较多,一般有结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测、结构构件尺寸检测、钢筋位置及直径检测、结构及构件的开裂和变形情况检测及结构性能实荷检测等。我们按所检的结构种类把建筑结构检测方法分为:混凝土结构检测、砌体结构检测、钢结构检测和钢一混凝土组合结构检测等。对某些结构或构件为获得其结构承整体受力性能或构件承载力、刚度或抗裂性能,可进行结构或构件的整体性能的静力实荷检验。对某些重要建筑和大型的公共建筑还可进行结构的动力测试。其中静力实荷检验可分为使用性能检验、承载力检验和破坏性检验。使用性能的检验主要用于验证结构或构件在规定荷的作用下不出现过大的变形和损伤,结构或构件经过检测后还必须满足正常使用要求;承载力检验主要用于验证结构或构件的设计承载力;破坏性检验主要用于确定结构或模型的实际承载力。对混凝土结构的混凝土材料强度目前广泛应用的检测方法是钻芯法和回弹法。钻芯法是在建筑构件上钻取混凝土芯样直接进行抗压强度检验,结果准确可靠,但会造成对结构物局部的损坏,尤其是对重要的结构部位,无法进行大量的检测。非破损法中的回弹法、超声法、超声一回弹综合法所测定的参数(回弹值、声速值)对混凝土强度来说并不很敏感,测试结果精度不高。拔出法是一种介于钻芯法和非破损检测方法之间的混凝土强度微破损检测方法,操作简便易行,对结构物损伤极小,又有足够检测精度.尤其是近20年才出现的后装拔出法无需预先在混凝土中埋置锚固件,而是在己硬化的混凝土上通过钻孔、扩槽、嵌人的方法将锚固件置人并固定其中,因此,在己硬化的新旧混凝土的各种构件上都可以使用,适应性很强,检测结果的可靠性也较高,特别是当现场结构缺少混凝土强度的有关试验资料时,是非常有价值的一种检验评定手段。对砌体结构的检测目前主要使用轴压法、扁顶法、原位单剪法、原位单砖双剪法、推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法。这些检测方法大致可分为两类:直接法和间接法,前者为检测砌体抗压强度和砌体抗剪强度的方法,后者为测试砂浆强度的方法。直接法的优点是直接测试砌体的强度参数,反映被测试工程的材料质量和施工质量,其缺点是试验工作量较大,对砌体有一定的损伤;间接法是测试与砂浆强度有关的物理参数,进而推定其强度,“推定”时难免增大测试误差,也不能综合反应工程的材料质量和施工质量,使用时具有一定的局限性,其优点是测试工作较为简便,对砌体工程损伤较少或无损伤。检测方法的选用应综合考虑结构情况,选用直接或间接或两者综合。由于钢结构的材质均匀,因此具有强度、塑性与韧性均能较方便地进行测试的优势。
二、常用加固方法
一般所需加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害(如火灾、腐蚀、冻害)或施工质量不到位或功能改变等因素的影响而导致结构承载能力不足的现象,所采用的加固方法多是从提高结构的有效受力面积出发(如加大载面法等)减小截面的应力,或者直接改变结构的受力体系,改变其传力途径(如增加支撑法等)从而降低结构构件的受力,最终达到加固的目的。a)混凝土结构加固方法,b)砌体结构加固方法,c)钢结构加固方法。结构加固中需根据实际条件以及使用要求选择适宜的加固方法。
对于混凝土结构,在选择加固方法的同时还需选择相应的配套技术。其中施工技术一般有:
(1)托换技术。该技术系托梁(或析架,以下同)拆柱(或墙,以下同)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称。托换技术属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成,适用于已有建筑物的加固改造。与传统做法相比,具有施工时间短?费用低、对生活和生产影响小等优点?但对技术要求比较高,需要由熟练工人来完成,才能确保安全。
(2)植筋技术。该技术系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术,可植入普通钢筋,也可植人螺栓式锚筋,已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。
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剪力墙结构设计有着自己的设计规则及原理。由于剪力墙通常情况下高度、宽度要比厚度大很多,因此其何特征像板,但与板有很大的差别,板是按受弯构件计算,剪力墙是按压弯构件计算。因此在进行其结构设计分析时就需要考虑到其具体的设计差别。此外还包括剪力墙的肢长、墙厚度范围有着自身的特性,因此当墙肢截面高度与厚度之比hw/tw≤4时,应按框架柱结构设计;当hw/tw>8时为一般剪力墙;当4≤hw/tw≤8时短肢剪力墙,这也是剪力墙结构设计的基本原则之一。剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙与梁、板所组成的空间结构。其主要承受两类荷载:一类是竖向荷载,竖向荷载主要是梁板传来的恒载、活载、剪力墙身自重及竖向地震作用;另一类是水平荷载,主要为水平风荷载和水平地震作用。剪力墙的内力、变形分析包括承载能力极限状态与正常使用极限状态下分析。在承载能力极限状态下,剪力墙在各种工况下不致破坏,能够安全地承受重力荷载作用。在正常使用极限状态下,结构变形满足规范要求,结构耐久性也满足设计要求。剪力墙的变形主要是弯曲变形,框架结构的变形主要是剪切变形。为了使剪力墙实现弯曲破坏的延性破坏模式,《高层建筑混凝土结构技术规程》简称高规,规定墙长不宜大于8m。实际上影响剪力墙破坏模式的两个主要因素是剪跨比和轴压比,只要剪跨比>2,且轴压比不超过规范规定限值,能够实现延性的破坏模式。当剪力墙墙长大于8m时,尽量在墙中部开洞形成双墙肢,通过弱连梁连接。这样剪跨比一般也会大于2,即能满足延性破坏的需求。在地震作用下通过连梁来耗能,连梁端部首先进入塑性变形,形成塑性铰,这样连梁起到第一道抗震防线的作用。
3连梁设计
高层住宅剪力墙结构中,由于开间不大或墙长较长时开洞后形成连梁,若两墙肢之间出现跨高比较小的连梁时,在计算过程中,容易产生连梁抗剪超限的情况,通常有以下几种解决方案:①增大截面,可以提高连梁自身的抗剪能力,但随着连梁刚度增加相应内力也增加,其对抗剪能力的提高是有限的。在梁宽一定的情况下,通过加高连梁梁高的方法;在梁高一定的情况下,也可以通过加宽梁宽,加宽截面却对连梁刚度的贡献较小,仅为线性关系,使得抗剪力的提高值仅大于分担剪力的增加值。②调整设计内力,在增大连梁截面对提高抗剪能力没有效果的情况下,可以通过人为的内力调整,对连梁刚度进行折减,控制剪力分配比,解决连梁抗剪问题。最简单的调控方法是在计算参数选取时,调整连梁刚度折减系数,仅对内力配筋计算时才能采用。在整体计算及非地震荷载作用下,连梁刚度不予折减,这时连梁应具备足够的抗弯和抗剪承载能力,以满足正常使用的要求。对于跨高比大于5的连梁,应按框架梁设计,且必须满足框架梁各项要求。③也可设水平缝形成双连梁、多连梁或采取其他加强受剪承载力的构造措施,譬如设置交叉暗撑等措施来提高连梁抗剪承载力。
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建筑墙体结构传热所产生的热损失较大,约占总体耗能的一半以上,所以为了降低建筑耗能,对建筑结构采取保温措施是建筑节能工作所研究的重点。一般而言,建筑围护结构节能技术包括:外墙内保温技术、夹心复合墙保温技术和外墙外保温技术。
2.1外墙内保温技术外墙内保温节能技术是通过在建筑物外墙承重墙内部覆盖保温材料以起到保温节能的技术。
2.1.1外墙内保温的优点和缺点(1)优点.该种施工技术工艺比较简单,对保温材料的覆盖要求相对较低,施工速度快,保温材料廉价。(2)缺点.基于外墙内保温施工实在墙体内侧覆盖保温材料,墙体外侧部分并未覆盖保温材料,墙体外侧部分在温差影响下容易出现结露、淌水、冷凝现象;此外,用于外墙内保温的保温材料,尤其是板材在工程实践中发现容易出现裂缝等问题,这将降低建筑物的保温效果。
2.1.2外墙内保温工艺(1)粉刷石膏聚苯板.在外墙保温施工前,应先将墙面清理干净后粉刷石膏聚苯板。外墙内表面相邻的墙面、地面、屋顶以及门窗部位弹出控制线;按照工程设计石膏拌合比例拌制粘结石膏;按照工程设计的粘结点要求涂刷石膏在聚苯板上,粘贴石膏聚苯板应按照从下而上的顺序依次进行;粘贴石膏聚苯板前应检查墙面的垂直度和平整度,避免石膏聚苯板粘贴到墙面上出现鼓包或凹坑。在施工过程中如遇到较宽的拼接缝可采用聚苯条填充;聚苯板粘贴完后在其表面涂抹石膏砂浆。(2)涂抹保温砂浆.保温砂浆是以胶粉和聚苯颗粒为原材料按照一定的比例掺水拌合,待砂浆拌合均匀后将其涂抹在基层墙体上,形成保护层。涂抹保温砂浆一般至少要涂抹两遍以上。待保温砂浆凝固后再涂抹一层一定厚度要求的抗裂砂浆。为了防止墙面上的保温砂浆出现开裂现象,可采用铁抹子在刚涂抹后的砂浆上均与压入玻纤网格布。
2.2夹心复合墙保温夹心复合墙由混凝土结构内墙、混凝土外装饰墙体、保温板以及内外墙的连接件构成。
2.2.1夹心复合墙保温的优缺点(1)优点。夹心复合墙的保温材料设置在外墙中间,即可以保护保温材料,又能起到保温的双重效果。(2)缺点。夹心复合板墙体内容易产生空气对流,发生热桥现象。在保温施工中工序比较多,施工难度大,并且保受墙体内外温差影响较大,外墙容易出现温度裂缝,外墙结构整体性和稳固性下降。
2.2.2夹心复合墙保温的工艺要点首先按照工艺程序将混凝土模板安装固定好,然后将饰面材料按照工程设计规范要求安放到位;按照工程设计配筋要求绑扎墙体钢筋,待钢筋绑扎完毕,对关键绑扎部位进行检查,(墙体内外两道钢筋)然后将挤塑泡沫板放入墙体中,接着将保温板插入到两道钢筋中间,最后混凝土浇筑成型。
2.3外墙外保温外墙外保温就是在外墙的外侧设置保温隔热体系,使建筑物达到保温效果。
2.3.1外墙外保温的优缺点(1)优点.外墙外保温施工技术之所以在建筑工程领域广泛的推广及应用,其主要优势在于,可以保护建筑物主体结构,延长建筑物的使用寿命;避免热桥对建筑物的影响使建筑物墙体受潮。另外,该种施工技术和方法所投入的保温材料相对较少,经济性强。(2)缺点.外墙外保温对保温材料的耐候性、耐久性有要求比较严格,所选用的保温材料必须要符合外墙外保温的设计要求;同时,外墙外保温施工对保温体系的防火、抗震以及抗裂能力要求高,需要施工单位要具有专业素质强的施工队伍来完成。
2.3.2外墙外保温施工方法外墙外保温墙体施工技术要求高,保温材料各性能指标要求严格,在施工前应严格按照工程设计要求选用施工技术及保温材料。通常保温施工是在建筑物主体结构稳定后再进行施工,避免主体结构应力变形期发生变形影响保温施工。同时在外墙外保温施工时还需采取必要的防雨水措施,避免保温材料经雨水侵泡保温性能下降。
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施工图审查机构应在设计阶段,重点审查施工图设计文件是否严格执行民用建筑节能强制性标准的规定,对于不符规定的,不应忽视,应指导督促建设单位改正;建设主管部门要把好发证关,对施工图设计文件经审查不满足强制性标准的,不得颁发施工许可证。
在建阶段,建设单位不得要求设计单位、施工单位违反节能强制性标准进行设计、施工。当然,设计人员要保持职业操守,严格执行强制性标准,不应为了降低成本而曲意理解规范要求,抱着侥幸的心理进行设计。施工单位不应迎合建设单位的违规行为,对国家和社会造成实质性的损害。对于违规操作的建设单位、设计单位、施工单位、工程监理单位及其注册执业人员必须严厉处罚。
竣工验收时,建设主管部门应当重点查验建筑物是否满足节能强制性标准;对不满足强制性标准的,不得出具竣工验收合格报告。
2加强节能技术和节能产品的开发应用和推广
建筑节能涉及到建筑物的方方面面,建筑围护结构的保温隔热性能、设备的能效、新能源的利用、用水用地等等。
①建筑节能最有效的手段是提高建筑围护结构的保温隔热性能。
建筑围护结构保温隔热性能的优劣是影响建筑能耗最直接的因素,所以,建筑节能的最有效手段就是提高建筑围护结构的热工性能。
外墙、屋顶和外窗是建筑围护结构最主要的三个部分。在楼盘销售时,销售人员往往重点推荐外墙保温系统,而且将大飘窗、大幅落地窗、大阳台作为房屋的卖点,其实外窗是整个建筑围护结构中影响节能的最重要因素,外墙保温系统起到的作用还次于外窗。我们在对常州一些使用玻璃幕墙的大楼用电情况进行调研时发现,这些大楼的用电量明显要大,而且很多大楼考虑对外墙进行改造以降低用电量。外窗散热量占建筑护结构总散热量的50%以上,它是建筑围护结构热工性能最薄弱的环节。因此,控制窗墙比并且提高窗户的保温隔热性能,是提高建筑护结构节能指标的有效途径。一方面,设计人员和建设单位不应单纯追求立面效果,过多的使用玻璃材料,应在保证采光通风前提下,控制窗墙比,减少外窗传递的热量;另一方面,应使用新型玻璃材料和推广应用新型节能门窗,比如双层中空玻璃和新型太阳能遮阳系统的应用。比如常州朗诗国际街区采用了合金遮阳外窗,直接反射日照,大大降低日光热辐射。
外墙应采用低热转移值的外墙材料,采用新型节能墙体材料,如加气混凝土砌块、新型建筑模网、外墙保温材料等。江苏省是全国较早实行强制性外墙保温的省份,根据笔者对常州采用的外墙保温体系的研究,在炎热天气,采用外墙保温的居室,空调用电量比无保温措施的居室大约节约20-25%。
屋顶应当采用传热系数、热惰性指标符合标准的、高效的保温隔热屋面,层数不高的建筑物,应尽可能安装屋顶太阳能热水系统。比如蚌埠怡康新都花苑,其多层和小高层均预装太阳能,17层的住宅八层以上预装太阳能热水器,降低了屋顶直接受热,同时合理利用新能源。
②建筑节能最直接的办法是采用节能设备。比如无机房的电梯比有机房的电梯要省电,公共照明使用节能灯更省电,能效比高的空调或采暖设备更省电,地源热泵利用地下水调控室温起到节能的效果等等,我们不应单纯考虑节省建设成本而使用能耗大的产品,应综合权衡经济效益和节能两者厉害关系,尽量采用那些节能设备。
比如南京和常州的朗诗国际街区采用的“地源热泵”,通过利用地下水作为热源,较深的地下水常年恒温,冬季时地下水远高于室外温度,夏季时低于室外温度。根据国外经验,地源热泵运行费用较低,增加的初投资可在3~7年内收回,在整个服务周期内地源热泵系统的平均费用将低于传统的空调系统。
③强化太阳能等新能源新技术的应用是节能趋势。太阳能热水系统,既节能环保,又方便安全。太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源,我国已把开发太阳能利用作为实现可持续发展战略的有效措施之一。地方政府也越来越重视太阳能的应用推广,比如江苏省明确规定“从2008年1月1日起省内城镇区域新建的12层以下住宅及新建、改扩建的酒店、商住楼等公共建筑,都必须统一安装太阳能热水系统。”
比如日本冲绳县系满市的新市政厅大楼采用的太阳能光电板技术。这幢6层大楼的建筑面积大约6000平方米,大楼的南立面和屋顶大面积安装了太阳能光电板,光电板与其他结构相配合,组成了水平和竖直两个方向的遮阳体系。这套太阳能发电系统为大楼提供了大约12%的用电,而且光电板还能起到遮阳效果,使得大楼空调负荷降低大约25%。两个采光中庭设计在大楼中心,既保证了大楼的自然采光,也强化了自然通风的效果。根据使用评估核算,这些节能措施为大楼一次能源降低能耗约19%。
④建立节水系统是必要的补充。在住宅建设规划时,要合理的将生活废水与厕所冲水的管线分开布线,对生活废水实行回收并处理,再循环进入冲厕所的管线,或用其进行园区绿化的灌溉,形成一个节约用水的小环境。
摘要:本文主要阐述了民用建筑节能的两个原则,一是从源头遏制能源的过度消耗,对新建建筑节能全过程做好监管;二是加强节能技术和节能产品的开发应用和推广。
关键词:建筑节能;监管;节能技术
参考文献:
[1]吕晋梁.建筑节能浅论[J].太原科技.2006,(7).
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1.3建筑选址中存在的问题我们常说:“万事开头难。”如此可见,要想做好一件事情,就必须要有一个好的开头。这句话运用到建筑结构的设计工作中,也就意味着要做好最基本的结构设计工作。对于任何建筑施工项目而言,倘若选址存在不稳定状况,那么再好的建筑结构也无法为整个建筑工程的施工质量提供保障。当前,在建筑选址中存在的选址缺乏合理性、科学性等问题,直接影响到了建筑施工项目的安全系数,不利于提高建筑施工项目的质量。
2建筑结构设计对策
2.1优化建筑结构设建筑结构设计单位在优化设计高层建筑结构的时候,需要注意几个问题:(1)设计工作要为提高建筑工程的施工质量服务;(2)要尽可能地控制好工程造价,将之设计在可接受范围内。对此,需要建筑结构设计单位,在开展设计工作的过程中,要充分考虑投资商的经济实力和实际的施工需求,权衡建筑项目的施工质量与建筑施工企业投资回报之间关系。所以建筑结构设计单位,要借助“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的原则,对建筑结构进行优化设计,促使建筑结构设计单位制定的方案可以达到令人满意的效果。
2.2加强沟通与交流建筑结构设计师在开展建筑结构设计工作之前,应该要加强与承包商、投资商之间的沟通与交流,并通过与他们之间展开的交谈活动,了解到建筑工程的具体施工要求,同时充分了解本次到建筑工程的施工基调,对建筑工程的施工现场以及地质条件进行整体把握,明确建筑方每个部门需要注意和配合的地方,将建筑结构设计的基本方案确定下来。
2.3明确参数含义在建筑工程中的有些专业术语难以区分,对于建筑结构的设计师而言,在没有明确参数定义的前提下,开展设计工作,必然会影响到设计质量。理论上而言,参数是没有明确界限的,但是在具体建筑工程施工环节中,每个参数都需要界定实际有效意义,所以设计人员应该明确参数的含义,并在实际的设计工作过程中,对这些参数加以正确利用。
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随着时代的发展,科学技术的进步,建筑行业进行节能施工也是必不可少的。使用节能技术能够减轻环境污染、有效缓解能源危机,实现可持续发展的目标。所以要在建筑施工中全面使用节能技术,提高我国建筑节能的水平。
2.1新能源在建筑施工的应用在建筑施工过程中使用可再生,丰富的新能源是节能施工的重要举措。目前,我们可以利用的最纯洁、含量最大的能源就是太阳能。在建筑施工中使用太阳能技术可以有效的减少对现有能源的消耗。在建筑物的顶部使用太阳能发电技术,将太阳能转变为电能。然后利用电池将其存储。再通过电线线路将电池接到建筑的用电设施上,就可以提供建筑物的照明所使用的电能。太阳能还可以利用在建筑物的供热与采暖方面。总的来说,在建筑上使用太阳能技术是非常的可靠安全的,并且无污染、含量多、基本上不受任何的条件限制。太阳能供电设备安装很方便,日常的维护与检修也很容易。是非常适用于建筑节能的一项施工技术。
2.2使用新型保温墙体材料建筑物在建造时,可以使用新型的保温型墙体材料比如使用加气混凝土砌块、空心砖、烧结多孔砖、实心混凝土砖等作为建筑物外墙的建筑材料。这些新型墙体材料以粉煤灰、煤矸石、石粉、炉渣、竹炭等为主要原料然后再过先进的科学技术制作而成。这些材料能够有效的提高建筑物的保温效果,起到节能作用。使用新型墙体材料,可以有效减少环境污染,节省大量的生产成本,增加房屋使用面积,减轻建筑自身重量,有利于抗震等一系列优点,其中相当一大部分品种属于绿色建材。新型建筑材料的选用和节能技术的使用是建筑施工中相当重要的一项工作。施工管理部门要提高节能施工意识,,大力的推广新型节能建材的使用。
2.3科学的对门窗进行安装能够提高建筑节能效果的方法有很多而门窗的科学安装也是其中一项重要的措施。在对门窗进行安装时一定要注意一下几个方面:一定选择质量合格的门窗,要对门窗相关的性能与参数进行检测指标。在对门窗框进行安装时要严格检查对框的角是否垂直。对于严重变形、缝隙过大等不达标的门窗要禁止安装。在扇与扇、框与扇之间要安装密封条,可以有效的解决透气与渗水的问题,在门窗框的周围等交接处用水泥胶砂进行严密处理,这样同样防止渗水与透气。
2.4改善工艺,减少建材浪费建筑行业在不停的发展,层出不穷的施工工艺与技术可以有效的提高施工效率的提高。改善施工工艺,,不但能够使建筑施工的技术水平得到提高,而且可以减少建筑能源的使用。例如使用旧的施工技术时,连接钢筋的方式是搭接。这种施工技术导致钢筋的使用量非常大,造成不必要的浪费。施工人员通过不懈的努力终于开发出螺纹连接这种新的施工方式。新的工作工艺在很大程度上降低了钢筋的浪费。由此可见,改善施工工艺对建筑节能起着显著的作用。工作人员应提高改进施工工艺意识,达到建筑节能的目的,使建筑施工的整体质量得到提高。
2.5优化建筑施工方案,节约建筑能源合理的节能观念只有深入到建筑工程中的所有方面,才可以真正的发挥其自身的作用。建筑施工工程是一个持续性的工作,它关联到工程工作的每项资源和组织设计的合理利用。进行对建筑施工方案的合理优化,我们能够正确的安排施工期间的物力和人力,针对有些资源的浪费状况,能够很好的控制,针对人力安排的不符合要求的现象,也能够有效的调整,正确地处理了建筑施工中的机器空转现象和窝工现象。在建筑施工期间,应该制定对应的施工建设计划,适合一定程度的立体交叉业务,合理地安排机械设施的正确使用,提升建筑材料的重新利用率,努力的促进各项建筑资源的合理循环工作,从而实现建筑能源的有效节约。
2.6改进施工工艺,降低建材浪费在建筑行业的迅速发展过程中,所有施工技术和施工工艺都在不停地改进,而且这些新技术的使用对建筑施工工作效率的提高有着非常显著的效果。施工工艺的增强,不单单能够提高建筑建设的技术水平,也很好地节省了建筑资源。在原来的建筑建设施工中,针对钢筋的连接最常见的是使用搭接的方式,这种方式对钢筋的浪费非常严重,对建材的节约不利,通过不停地发现,螺纹连接的新技术被普遍的使用,这种新的施工技术非常大地降低了建材的严重浪费现象。由此可见,建筑施工技术的更改针对建筑节能也是十分有效的方法之一,管理人员需要关注施工技术的改进,将其与建材节能和工作效率联系起来,以提升建筑施工的整体质量。