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1、北方严寒地区高效能屋顶技术研究 吉林省大学生创新创业训练计划 项目申请书 推 荐 学 校 吉林建筑工程学院 项 目 名 称 北方严寒地区高效能屋顶技术研究 项 目 类 型 □创新训练项目 √创业训练项目 □创业实践项目 所属一级学科名称 建筑学 nZigJ5M。 所属二级学科名称 建筑技术科学 项 目 负 责 人 张博 申 报 日 期
2、 2013.4.14 吉林省教育厅制 二○一三年三月 项目名称 北方严寒地区高效能屋顶技术研究 项目类型 （）创新创业项目 （√）创业训练项目 （）创业实践项目 项目实施时间 起始时间：2013年 5月 完成时间： 2014年 5月 申请人或申请团队 姓名 年级 学校 所在院系 /专业 联系电话 E-mail 主持人 张博 3 吉林建筑工程学院 建筑与规划/建筑学 刘秋兵 3 吉林建筑工程学院 建筑与规划/建筑学 成 员 闫沛祺 3 吉林建筑工程学院 建筑与规划/建筑学 王海鹏
3、3 吉林建筑工程学院 建筑与规划/建筑学 指导教师 姓名 张广平 研究方向 严寒地区节能建筑设计 公共建筑创作及其探究 年龄 41 行政职务/专业技术职务 高级工程师，研究生导师， 国家一级注册建筑师 主要成果 ·设计院工作14年，教学经历近5年 ·设计作品曾荣获省优秀设计一等奖 ·自2007年以来一直担任吉林省建设工程评标专家，近三年参与近500万平米吉林省既有居住建筑改造项目的评标工作 ·完成《北方寒冷地区城镇住宅节能配套应用技术研究与示范》 《浇注式格构轻体保温墙板研发》等多个科研项目 ·在研《北方严寒寒冷地区村镇住宅设计研究》、《北方吉林
4、省低 能耗（75%）节能建筑技术研究与示范》、《农村既有建筑节能改 造图集》等多项关于节能住宅建设的科研项目 一、项目实施的目的、意义 目的： 为认真贯彻落实发改委、住房城乡建设部《绿色建筑行动方案》，响应国家号召，建设节能绿色建筑，本团队拟对北方严寒地区建筑物高效能屋顶技术进行研究。该技术的研究，力求从屋顶植被，利用太阳能以及屋顶节能保温三方面对目前严寒地区屋顶技术进行改进，结合生态需要对屋顶构造进行创新，使其达到经济、美观、合理三大要求。通过对屋顶植被层的研究讨论其与建筑屋顶结合的可能性，为城市绿化发展寻找新方式。通过对太阳能利用的研究为将来形成一套完整的建筑节能系统打下基础。通
5、过研究屋顶保温节能对现有节能技术和材料进行改进。该课题旨在提高资源利用效率，实现节能减排，积极应对全球气候变化，建设资源节约型、环境友好型社会，改善人们生活质量，响应国家号召，为建筑节能提供新的技术研究。 意义： （1）有助于进一步实现建筑节能。通过对现有屋顶节能保温技术的改进研究，进一步实现建筑节能，使屋顶保温节能模式工业化，方便推进实现城市建筑大规模的节能减排。 （2） 提高自然资源利用率。屋顶作为城市的“二次地表”，对其进行太阳能利用研究和植被覆盖研究，有利于利用自然阳光、雨水，使其转化为能量的同时改善城市生态环境，实现节能减排。 （3） 优化城市上空风景线。屋顶植被将使城市楼群
6、的形象优化，实现“空中花园”的景象，有利于消除钢筋混凝土建筑给人造成的疲惫感，改善人们生活环境，提升城市形象，提高城市绿化率。 二、 项目研究内容和拟解决的关键问题 1、 项目研究内容： （1）北方严寒地区屋顶保温程度及屋顶利用程度调查 （2）高效能屋顶的可实施性探究及相关实验 （3）对于屋顶绿化、太阳能、保温等高效能利用措施的整合 （4）方案在北方严寒地区普适性的探究 2、拟解决的关键问题： （1）屋顶北方严寒地区屋顶的抗冻胀问题的解决 （2）防水保温层与绿化层之间的整合 （3）探究季节变化中能源利用的充分性 （4）如
7、何让产品能够得到普遍的推广 三、 项目研究与实施的基础条件 北方严寒地区由于受地理条件影响，建筑物需要良好的保温措施。既有建筑所使用的传统取暖措施在消耗了大量能源的同时效率却十分低下。为了高效地利用能源，同时响应国家“到2020年末，基本完成北方采暖地区有改造价值的城镇居住建筑节能改造”的政策，我们选择了建筑物高效能屋顶技术研究。 吉林建筑工程学院作为吉林省城乡建设领域高级专门人才培养基地、科技研发基地和决策咨询与服务基地，具有良好的土建学科优势。建筑规划学院现有建筑物理、模型、摄影、微机等实验室，设备价值约百万，具备丰富的图书资料。在项目的进行过程中将利用高校在信息、资源、
8、人力的优势，结合课程设计、建筑实习、社会调研等教学环节进行分析调查与研究。 项目负责人高级工程师，研究生导师，国家一级注册建筑师。设计院工作14年，教学经历近5年，设计作品曾荣获省优秀设计一等奖。自2007年以来一直担任吉林省建设工程评标专家，近三年参与近500万平米吉林省既有居住建筑改造项目的评标工作，具有较强的理论基础和实践能力，负责人近年完成《北方寒冷地区城镇住宅节能配套应用技术研究与示范》、《浇注式格构轻体保温墙板研发》等多个科研项目，在研《北方严寒寒冷地区村镇住宅设计研究》、《北方吉林省低能耗（75%）节能建筑技术研究与示范》《农村既有建筑节能改造图集》等多项关于节能住宅建设的科研
9、项目。 团队负责人张博，协调项目研究资源，负责整个项目运营。有较强的执行能力与组织能力。在校期间担任学生会干部，掌握了大量的建筑和管理技术。 团队财务负责人刘秋兵，态度严谨，明察秋毫，管理项目内部资源，维护项目技术研究的秩序。提高整个项目研究工作的效率。 团队技术负责人闫沛祺，掌握了一定高效能建筑技术，能在高效能屋顶的各个方面，包括屋顶绿化、保温以及太阳能的利用提供技术方面的支持。 团队试验负责人王海鹏，具备创新思维，具有较强的沟通能力与执行力，负责项目研究成果的试验工作。 我们通过与学校的沟通，学校为我们提供了一定的资金支持，并提供给我们大量的文献资料，也为我们的团队提供了强有力的
10、技术支持。我们也会不断加强自身队伍建设，提高自身的综合素质，努力全面地研究出能耗更低、效率更高屋顶技术。 四、项目实施方案 针对长春位处于中国东北地区。属于温带湿润、半湿润大陆性季风气候。其特点是夏季高温多雨，冬季寒冷干燥。而经华中、华北而来的变性很深的热带海洋气团，亦可因经渤、黄海补充湿气后进入东北，给东北带来较多雨量和较长的雨季。由于气温较低，蒸发微弱，降水量虽不十分丰富，但湿度仍较高。从而使东北地区在气候上具有冷湿的特征。 我们提出了三条隶属于绿色建筑技术的解决方案。 一，屋顶太阳能能源利用。 目前太阳能利用领域有 1，太阳能热水器2，太阳能灶3，太阳能采光照明和日照。4
11、太阳能被动、主动采暖。5，太阳能被动、主动降温。6，太阳能发电。 我们基于东北气候的特点，将工作重心放在了太阳能主动、被动采暖和降温上。从了解国家相关政策到了解东北地区建筑屋顶结构层再到太阳能主动、被动采暖和降温技术的技术要点。研讨此方案的可行性。 第一步，制作模拟模型得到实验数据。 第二步，利用我们所处的寝室楼作为试验实体。 第三步，确定项目可行性之后申请专利并提供给相关部门，争取得到支持并实施 二、屋顶绿化节能。 功能： （1）有利于夏季降温、冬季保暖 （2）放风、防尘、防噪、调节温湿度 （3）灭菌、灭虫、净化空气 屋顶绿化构造的做法有:
12、 1、承重层，2、水泥砂浆找平层，3、防水层4、水泥砂浆保护层，5、50cm的泥土种植层 或者: 1、承重层，2、绝热层，3、水泥砂浆找平层，4、防水层 5、10cm卵石滤水层 6、水泥砂浆保护层，7、50cm的泥土种植层 首先我们根据《蓄水覆土种植屋面工程技术规范》 《屋顶绿化规范》了解屋顶绿化的相关注意事项，然后结合东北地区植被的特点选取相应种类植被了解其作用并进行屋顶绿化对温度，雨量，太阳辐射等的影响。得出相应数据后选取最适合的植被。我们向有关部门提出具体的实验数据和适合的植被类型，列出屋顶绿化的种种好处，在取得经济效益的同时也可达到“绿色建筑”的目的。 三，屋顶
13、保温。 屋面保温主要有散料式保温材料﹑现场浇筑式保温材料和板块式保温材料。 通过对不同保温方式的研究和实践，选择最适合与屋顶绿化和太阳能结合的方式，从而进一步形成完善的屋顶节能保温体系。 从以上三方面入手，通过收集资料，利用学校寝室楼进行实践，得出实验数据，对太阳能，屋顶绿化实现的可行性进行研究。若可行，研究具体的具有推广价值的实施方案。 项目的实施大概分以下三个步骤进行。 第一阶段：①向学校申请试验区域（宿舍楼屋顶） ②搜集资料：北方严寒地区不同季节住宅建筑能耗 ③建筑调研：考察校内宿舍楼的能耗状况
14、 ④向校内相关老师咨询相关屋顶保温的问题 第二阶段：①屋顶植被的种植与试验（6~7月份） ②太阳能利用的试验（8~10月份） ③屋顶保温层的设计与试验（11、12、1月份） ④植被、太阳能、保温层三者的有机结合的试验与探究（2~4月份） 第三阶段：①汇总各个阶段成果，结合可实施性和缩减建筑能耗数据方面做出相关论文 ②形成相对可操控的试验屋顶，且进行稳定性运行的试验 ③向学校汇报总结，并邀请校领导参观试验区域 ④探究项目在多层住宅建筑中的普适性 五、 学校可
15、以提供的条件 1、学校电子阅览室 2、图书馆 3、可实验屋顶 4、机电教研室硬件设备 5、教研室教师指导团队 吉林建筑工程学院建筑规划学院现有建筑物理、模型、摄影、微机等实验室，设备价值约百万，具备丰富的图书资料。在项目的进行过程中将利用高校在信息、资源、人力的优势，结合课程设计、建筑实习、社会调研等教学环节进行分析调查与研究。 六、 预期成果 （1） 屋顶节能保温技术研究报告一份 （2） 学生宿舍楼屋顶平面实践模型 （3）提出具有推广价值的屋顶节能保温技术方案 七、经费预算 项目 金额 市场调研 4000元 技术研究 5000元 会议费用 100
16、0元 资料 1000元 专家咨询 2000元 差旅费用 3000元 打印费 1000元 试验 5000元 总计 22000元 八、导师推荐意见 签名： 年 月 日 九、院系推荐意见 院系负责人签名： 学院盖章 年 月 日 十、学校推荐意见： 学校负责人签名： 学校盖章 年 月 日 十一、省教育厅评审意见： 单位盖章 年 月 日 注：表格栏高不够可增加。
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