简述土木工程的概念范文

导语：如何才能写好一篇简述土木工程的概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键字】力学；土木工程；计算简图；内力计算

1、概述

人类为了满足生活和生产活动的需求，建造了房屋、道路桥梁、隧道、堤坝、电站、港口、机场等建筑物和构筑物。建造各类建筑物和构筑物的科学技术统称为土木工程。在土木工程漫长的发展过程中，力学知识一直有着广泛的应用。通过经验的积累，人类很早就会建房子、架桥梁，但只有拥有了现代力学知识，人们才能建造出摩天大楼、巨型水坝、大跨桥梁、海洋平台、海底隧道等宏伟工程。

土木工程专业本科教学主要开设的力学必修课程包括理论力学、材料力学和结构力学三门专业基础课，通常称为土木工程的“三大力学”。 土木工程中常用的结构构件包括杆、梁、柱、板、壳、桁架、悬索等。在这些结构构件力学分析的基础上，土木工程师可以建造出结构优化、安全可靠的现代大型结构物。

2、模型的建立

人们对事物的认识往往并不是直接考察其真实的全部，而是通过科学抽象与合理简化、略去次要因素并抓住其本质特征而建立近似替代物来进行分析研究的。结构的力学分析就是按照上述的道理采用力学建模进行研究的，即利用力学、工程结构知识和实践经验，首先经过科学的抽象，并根据结构实际的受力、变形等主要因素，对结构进行合理的简化；经简化后可以用作分析计算的模型，称为结构的计算简图或力学模型。

2.1 对外力的假设及简化

对外力的假设及简化反映了外力对建筑结构的作用情况。根据不同的情况将外力简化成不同的荷载。比如，当外力作用面积相对于结构来说较小，可将其简化为集中荷载，否则简化为均布荷载。若外力相对于结构位置和大小变化均较小，可将其简化为静荷载，否则简化为动荷载。

2.2 对约束及连接的假设及简化

对约束及连接的假设及简化外部约束反映了约束体对结构和约束体连接处位移的限制情况，约束的类别很多，根据不同的标准可以将其简化成具体理想的约束。比如，当约束体的刚度很大或者结构和约束体连接处位移受到限制小到可以忽略时，就可以将其简化为刚性约束，如光滑接触面、固定支座、活动支座等。当约束体存在变形且结构和约束体连接处位移产生的影响不可以忽略时，可将其简化为理性柔性约束，如弹性支座、柔索；将杆件结构体系的构件与构件之间连接简化为铰结点、刚结点等。

目前建筑结构设计采用PKPM软件进行计算，使用过程中最关键的就是建模，也就是将一个复杂的工程问题简化为一个简单的力学计算简图，这就离不开力学知识。力学模型选取的正确与否直接关系到最终计算结果的正误。

3、内力的计算

计算机不是万能的，如果在程序的操作过程中，因为某个参数输入错误，导致整个内力计算结果错误，而计算机不具备这种纠偏能力，就需要利用力学知识进行判断、检验，以避免错误的出现。有些构件采用PKPM进行计算相当麻烦，比如小框架结构的楼梯，往往采用手算代替机算，这就需要力学知识首先算出其内力。

4、结语

要想做一个合格的土木工程师必须要有较好的力学基础。若缺乏对三大力学的基本概念、物理意义和求解方法的深入理解，想真正掌握好相关专业课程，做好有关工程设计、 施工、监理乃至进一步的科研工作，是不可想象的。

参考文献：

[1]马崇武，秦怀泉，力学与土木工程专业的力学课程教学[J].高等理科教，2007（6）

[2]张明朗.论计算简图的建立[J].山西建筑，2010，36（6）

[3]郭剑， 张福明.如何激发学生学习建筑力学的兴趣[J].山西建，2007，33（2）

[4]黄立新，吴宇华.土木工程专业的计算力学教育[J].广西大学学报（自然科学版），2007，32（z2）

[5]郝哲.土木工程专业中的若干力学问题剖析[J].沈阳大学学，2005，17（2）

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【关键词】项目风险制度；对策

一项工程的建设，特别是重大工程的建设，由于时间的跨距比较长，在建设过场中，来自方方面面因素的影响，都很有可能对工程建设的目的产生偏离．设计方案不完善、施工组织方案不充分、管理机制不健全，极容易造成较大的经济损失；即使工程完成其效果也存在不尽人意而遗憾；在一些关键的问题上处理不当，甚至带来重大的经济损失，直至工程建设的失败也时有发生的事。

一、工程建设项目风险分类

1.意念决策风险

项目的意念决策，项目初期意念决策是整个项目建设中最为重要的一个环节，是第一风险。必须非常慎重，集思广益、反复比较。项目业主应该根据自身的使用需求、经济实力、融资条件和还贷能力等几个因素确定工程建设的地点、规模、档次标准和建设工期。同时，还需结合考虑地区经济发展的形势走向，甚至要考虑地区的政治形势的稳定和发展前景等。

2.规模决策风险

项目建设的规模是根据业主自身的经济实力来确定；明智的业主应该是适可而止，而不是无目的的任意扩大。工程的规模与项目投资并非为直线正比扩大的。

3.金融风险

业主应当尽量在建设项目中使用自身的资金完成项目建设。但工程建设往往需用的资金较大量，融资贷款搞建设已成为社会常见事；但大量的融资，利息和可能出现的汇率的变化往往不是一笔小数目，精明的业主应精打细算；万一建设资金链出现断层，中途停工是工程建设中最不想见到的可怕事件，因此会带来投资的迅速增加。

4.建设程序风险

项目建设的决策者们往往是由于种种原因“求建心切”或急功近利，或认为自身理由充分，不履行各种建设程序而匆忙开工；26多年来的改革开放实践证明，在工程建设管理程序上得到了大大改善，特别是近年来，各级政府在规划、调控、监督、服务社会尤其是职能部门在管理程序上得到大大改善，配合电脑记录和信息化的管理，尤其责任追究制度，使建设工程管理进入了程序化、法律化、专业化和经济处罚手段等。

5.出现重大事故的风险

工程建设过程中出现重大事故，一是人身安全事故，二是工程质量事故；事故的出现大都是设计方、施工方、监理方和甲方（业主）管理的责任，作者主要探讨业主方面的风险，业主的风险会殃及池鱼被牵涉到难以避免的可能被影响成品美观、结构受损、降低使用效果和拖延投产的问题等。而且延期投产的贷款利息和投产收入的损失往往很难算到设计方、施工方和监理方来承担。

二．投资者为规避以上这些风险，作者认为应果断采取以下对策

1.充分的市场调查研究

充分的市场调查研究是谋事之基、成事之道，通过调研出思路、谋对策、结成果。充分的市场调研是做好项目决策的必要和最基本的手段。

2.规避风险

风险的规避是常人都想的利得事项。但对于并不长期从事工程项目建设的业主来说，一般只是个笼统的概念，并非设想得那么充分、具体；对于缺乏建设经验的业主尤为突出，他们往往是用加个百分比来代替所有的潜在的风险，这是靠不住的；必须充分考虑到每个可能出现的风险事项而拟订应对的可靠规避措施。应考虑的规避措施如下：

(1)方案论证

尽管经过多方面比较得出的优化后的建设可行性报告；仍须集思广益，经多方面、多层次的反复论证，最好是请有丰富经验、实力的工程咨询公司协助制订和专门的专家论证，在听取专家的论证意见之后再敲定方案。

(2)方案设计

找有较强实力的设计单位进行初步设计，并通过方案招标慎重比较后选择设计方案，对控制施工图的质量和控制建设造价能起到稳妥的保证作用，避免出现重大修改而通常只有增加造价，在重大的设计修改中，大量减少造价的机遇极其少见。

(3)严格程序

合理设置程序是确保建设工程依法依规依章和投资立项与完善设计方案的基础，也是施工组织方案是否充分、内部运作是否规范的关健。干好一件事，一个人不行，办糟一件事，一个人足够；无数的“烂尾楼”与“腐败工程”事实证明“亡羊补牢”晚也！依照建设工程申办程序向属地政府和有关职能部门申报、审批是十分必要的。如建设规划、设计方案、立项报建、施工组织方案、开工报告、淤泥排放、噪音影响等等；诸多部门的审批手续，哪怕省去那一道报批程序，将受到昂贵的处罚或停工、误工的可能而迅速、大量增加工程造价。

(4)聘请监理

通过招标选择信誉好、有较强技术力量和工程项目管理经验的工程建设监理公司（工程咨询公司）；在我国目前建设监理酬金较低的体制下，是协助业主管理好工程项目的质量、工期、造价、安全的可靠有效规避风险的保证措施；同时可以对工程建设的全过程跟踪整理相关的技术资料和文件挡案，免去业主投入大量的人才力量。

(5)施工单位选择

通过招标选择信誉好、有较强技术、经济力量和施工设备能力的建筑工程公司承担施工建设，对保证工程的质量和工期具有可靠的保障作用。特别是在重大工程中采用许多新技术、新工艺的适应能力上，或万一出现重大基础地质异常情况时的应对能力上更显其经济、技术、设备实力等应急所能发挥特有的作用。

(6)材料、设备价格控制

工程建设项目投资大、工期长，使用的材料、所需动力设备及设施量大，技术革新层出不穷，涉及的人力、物力、投入量大，稍有不慎容易造成重大的经济损失。配备强有力的筹建班子，聘请专业顾问，招标精选参建单位，是有效规避建设投资风险的有效途径。

参考文献：

[1]尚红.工程项目管理方法改革研究[D].大连理工大学,2002.

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《新编选矿概论》由魏德洲、高淑玲、刘文刚联合编著，详尽地介绍了矿石分选的基本概念及相关原理，以及采矿的主要设备和常见的分选工艺。整本书包含的理论知识基础且全面，不但可以作为采矿工程、冶金工程、矿产加工等工程专业的课本教材，还可以作为相关技术人员的参考书籍，而书中所涉及到有关选矿、磨矿、磁选的理论知识，为想要从事或即将从事矿业工程及相关领域的工作人员普及了基本知识，同时也对大数据时代矿业工程的发展与教育起到了理论推动作用。

二、多媒体教育技术

多媒体教育技术是近些年随着计算机技术的发展所流行起来的一种新兴的教学手段，教育工作者可以利用计算机、投影仪、中控系统等数字媒体设备，再配合相关的教学软件，为学生营造一个图文并茂、具有声音甚至是活动影像的教学环境。多媒体教育技术相较其他教育方式有着不同的特性，它是利用计算机为载体，集图像功能、语音功能和视听功能于一体，再结合计算机的操作将上述几种功能的信号都转化为数字信号，这样一来就能方便地对其进行存储、加工、编辑、传输等操作。多媒体技术的特性，对教育工作来说意义重大。它突破了传统的教育方式，通过课件的演示，将一些抽象难懂、枯燥无味却又难以解释的重点、难点，利用图片、动画或者是视频的表达，更直观、形象地展示给学生，使课堂教学变得生动有趣。既能帮助学生对理论知识的理解，还使授课方式变得轻松方便，节约了教师的板书时间，教学效率也得到提高。同时，传统的课本教学中，教师所涉及到的大多还是课本上的内容，因为许多资料不便于携带，且难以展示。但是在多媒体教学中，一切有用的资料都能在课件中得以体现，还可以通过网络获取最前沿的资讯。多媒体教育技术在现代教育领域中的运用，不但打破了传统的教学模式，还丰富了教学内容、创新了教学方法，多媒体教育技术的发展势必会引起传统的教育思想、教育体制的巨大变革。

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关键词：小波变换，小波分析，损伤检测，小波神经网络

对小波分析法的简述

小波变换的概念是由法国从事石油信号处理的工程师J.Morlet在1974年首先提出的，通过物理的直观和信号处理的实际需要经验的建立了反演公式，当时未能得到数学家的认可。1986年著名数学家Y.Meyer偶然构造出一个真正的小波基，并与S.Mallat合作建立了构造小波基的同意方法枣多尺度分析之后，小波分析才开始蓬勃发展起来，其中比利时女数学家I.Daubechies撰写的《小波十讲》对小波的普及起了重要的推动作用，通过伸缩和平移等运算功能对函数或信号进行多尺度细化分析，解决了Fourier变换不能解决的许多困难问题。从而小波变化被誉为“数学显微镜”，它是调和分析发展史上里程碑式的进展。

“小波”就是小的波形。“小”是指它具有衰减性；而称之为“波”则是指它的波动性，其振幅正负相间的震荡形式。与Fourier变换相比，小波变换是时间(空间)频率的局部化分析，它通过伸缩平移运算对信号(函数)逐步进行多尺度细化，最终达到高频的时间细分，低频处频率细分，能自动适应时频信号分析的要求，从而可聚焦到信号的任意细节，解决了Fourier变换的困难问题，成为继Fourier变换以来在科学方法上的重大突破。有人把小波变换称为“数学显微镜”。小波分析的应用是与小波分析的理论研究紧密地结合在一起地。现在，它已经在科技资讯产业领域取得了令人瞩目的成就。 电子资讯技术是六大高新技术中重要的一个领域，它的重要方面是影像和信号处理。现今，信号处理已经成为当代科学技术工作的重要部分，信号处理的目的就是：准确的分析、诊断、编码压缩和量化、快速传递或存储、精确地重构（或恢复）。从数学地角度来看，信号与影像处理可以统一看作是信号处理（影像可以看作是二维信号），在小波分析地许多分析的许多应用中，都可以归结为信号处理问题。现在，对于其性质随实践是稳定不变的信号，处理的理想工具仍然是傅立叶分析。但是在实际应用中的绝大多数信号是非稳定的，而特别适用于非稳定信号的工具就是小波分析。

小波分析法的应用领域

长期以来，傅立叶分析一直被认为是最完美的数学理论和最实用的方法之一。1946年Gabor提出的加窗傅立叶变换就是其中的一种，但是傅立叶变换还没有从根本上解决傅立叶分析的固有问题。用傅立叶分析只能获得信号的整个频谱，而难以获得信号的局部特性，特别是对于突变信号和非平稳信号难以获得希望的结果。为了克服经典傅立叶分析本身的弱点，人们发展了信号的时频分析法，但是傅立叶变换还没有从根本上解决傅立叶分析的固有问题。小波变换的诞生，正是为了克服经典傅立叶分析本身的不足，现在小波分析法的应用是十分广泛的，它包括：数学领域的许多学科；信号分析、影像处理；量子力学、理论物理；军事电子对抗与武器的智能化；电脑分类与识别；音乐与语言的人工合成；医学成像与诊断；地震勘探数据处理；大型机械的故障诊断等方面；例如，在数学方面，它已用于数值分析、构造快速数值方法、曲线曲面构造、微分方程求解、控制论等。在信号分析方面的滤波、去噪声、压缩、传递等。在影像处理方面的影像压缩、分类、识别与诊断，去污等。在医学成像方面的减少B超、CT、核磁共振成像的时间，提高解析度等。(1)小波分析用于信号与影像压缩是小波分析应用的一个重要方面。它的特点是压缩比高，压缩速度快，压缩后能保持信号与影像的特征不变，且在传递中可以抗干扰。基于小波分析的压缩方法很多，比较成功的有小波包的方法，小波网域纹理模型方法，小波变换零树压缩，小波变换向量压缩等。(2)小波在信号分析中的应用也十分广泛。它可以用于边界的处理与滤波、时频分析、信噪分离与提取弱信号、求分形指数、信号的识别与诊断以及多尺度边缘侦测等。(3)在工程技术等方面的应用。包括电脑视觉、电脑图形学、曲线设计、湍流、远端宇宙的研究与生物医学方面。

（三）小波分析法在土木工程中的应用

随着大型土木工程的兴建,采用先进的仪器和科学的方法来进行在线监测和诊断对结构健康状况的评估起着越来越重要的作用.但无论是基于固有频率变化,还是振型变化,以及基于柔度或刚度变化的测量方法,都存在着一个共同的局限性,就是对微小损伤和疲劳损伤的识别,由于其探测灵敏度不够,显得力不从心,因此需要寻找一种更有效的损伤检测手段.小波变换作为一种新的信号处理方法,综合了时域分析方法和频域分析方法的优点,属于多分辨率的时频分析方法,具有伸缩、平移和放大功能,可以用不同的尺度或分辨率来观察信号,实现既在时域又在频域的高分辨局部定位,对于非平稳信号的处理是非常适合和必要的,正是结构损伤检测的基本要求.给出了结构整体进行损伤判别的方法,将各层能量在各频段进行分解,通过能量变化情况给出了结构损伤程度的判定方法,并且在三层钢筋混凝土框架结构的损伤判别试验中得到应用,试验结果与理论分析吻合较好,从而证明了提出的损伤判别方法的可行性与准确性.在施工过程中结构发生损伤后，某些线性连接点变为非线性，造成其固有频率和刚度的改变，进而使得结构的动力响应发生变化。线性和非线性系统动力特性的主要差别之一是非线性系统具有高次谐波和亚谐波。利用小波变换分析结构损伤前后的时域和频域响应，可以确定诸如高次谐波、亚谐波以及混沌现象等系统响应的动力学特性，进而检测结构的非线性 。通过小波分析局部扩大和局部压缩的特性，可以对微弱信号进行检测，这在结构损伤初期的检测中是非常重要的。（1）直接利用小波分析检测损伤，利用小波分析进行损伤检测较多的集中在复合材料损伤研究上 。复合材料由于其重量轻、刚性好，已广泛应用于航空航天结构和许多民用工程结构，其损伤可导致结构性能的严重下降，因此发展连续健康监测和自动报警技术尤为重要。一般采用在复合材料结构模型（如悬臂梁）上粘贴压电材料，分别作为作动器（产生激励）和传感器（感受振动信号）。利用有限元数值仿真，假定在仿真过程中某些单元发生损伤，将被测点动力响应，如位移、速度或加速度，进行小波分解。通过小波分解后各阶信号波形上的突变点能够准确的判断损伤的发生。由于小波分解后的信号比原始信号的分辨率高的多，利用小波分解信号的奇变性，可以识别原始信号中无法直接识别的突变。利用小波变换对结构在地震作用下带有噪声的位移响应信号进行低周疲劳信号提取。低周疲劳模型采用结构在随机时刻点上某些构件由于承受冲击荷载而导致的刚度下降来模拟，得到了以下研究成果：A）用序号N较大的正交小波可以很好的估计有噪声条件下疲劳破坏的发生时刻，B）用小波分析可以精确的识别诸如下降刚度等系统参数。利用时程分析程序计算结构动力响应，并在其过程中允许结构中某些构件发生损伤如支撑刚度突然全部消失或部分消失。这些损伤造成了加速度的不连续，而这种不连续在加速度曲线中是难以观察的。将得到的加速度响应信号进行离散小波变换，通过分解后高频波形上的突起来判断损伤的发生和发生的时刻。分析过程将对多个结点加速度进行小波分解并通过分解后带有突起的结点在整个结构中所处的空间位置来判断损伤的位置。

（四）小波分析与其他方法联合运用

此方法多是把小波分析作为前置处理手段，可先利用小波变换的消噪性能对原始信号进行除噪，再对信号进行奇异性检测等其他处理 。小波分析可以单独定位损伤，但都不够精确。此方法是先利用损伤后构件各阶振型的残余量，求出曲率模态，再通过小波分析得到曲率模态的小波分解灰度图 ，进而推断出损伤位

置。这种联合方法提高了损伤识别的灵敏性和精确度，但只运用到一维梁构件上，对于更复杂的情况需要进一步研究。小波分析可以聚焦到信号的任意细节进行时频域处理，因此适用于非平稳信号振动波形特征提取。故可以先利用小波分析对原始信号进行分解，提取各水平的小波细节的能量特征参数等与损伤相关联的特征量或小波重构系数的统计特性，如：波形指标，峰值指标，能量指标等，输入BP神经网络或小波神经网络，作为网络的输入参数，利用神经网络的识别功能判断损伤情况 。采用小波分析和神经网络算法，通过将测得的原始结构和损伤后结构的振动数据比较，估计损伤发生的位置及程度。首先利用小波分析的时频定位特性提取突变发生位置，而模态形状变化的大小反应损伤程度，故它可以预测结构的完整性。神经网络则通过映像小波分析中提取出的振动特征的函数来量化健康状态参数。

3.小波变换在结构振动方面的应用。结构抗震分析中的应用 地震动属于非平稳信号，而小波变换在处理非平稳信号上具有不可比拟的优势。国外有一些研究者已经将小波分析应用于结构震动方面，国内也有一些研究者应用小波分析法地震作用下结构的动力响应 。主要利用小波变换对地震作用下结构的动力反应进行了分析和计算，并利用能量分配关系分析了各频段范围内地震输入分量对结构反应的作用程度。通过算例知道，小波变换可以对提取的任意频率范围内的输入进行动力分析，且较傅里叶变换有明显的优点。

3，小波分析法在工程图像压缩中的应用。小波分析法的膨胀和平移运算可以对信号进行多尺度的细致的动态分析，从而能够解决Fourier变换不能解决的许多困难问题。利用小波变换可以一次变换整幅图像，不仅可以达到很高的压缩比，而且不会出现JPEG重建图像中的"方块"效应，但编码器复杂，有潜像问题。 由于小波及小波包技术可以将信号或图像分层次按小波基展开，所以可以根据图像信号的性质以及事先给定的图像处理要求确定到底要展开到哪一级为止，从而不仅能有效地控制计算量，满足实时处理的需要，而且可以方便地实现通常由子频带、层次

编码技术实现的累进传输编码（即采取逐步浮现的方式传送多媒体图像）。这样一种工作方式在多媒体数据浏览、医学图片远程诊断时是非常必要的。另外，利用小波变换具有放 大、缩小和平移的数学显微镜的功能，可以方便地产生各种分辨率的图像，从而适应于不同分辨率的图像I/O设备和不同传输速率的通信系统。相比之，利用KL变换进行压缩编码，只能对整幅图像进行；而利用小波变换则能够比较精确地进行图像拼接，因此对较大的图像可以进行分块处理，然后再进行拼接。显然，这种处理方式为图像的并行处理提供了理论依据。由于小波变换继承了Fourier分析的优点，同时又克服它的许多缺点，所以它在静态和动态图像压缩领域得到广泛的应用，并且已经成为某些图像压缩国际标准的重要环节。由于小波分析克服了Fourier分析的许多弱点，因此它不仅可以用于图像压缩，还可以用于许多其他领域，如信号分析、静态图像识别、计算机视觉、声音压缩与合成、视频图像分析、CT成像、地震勘探和分形力学等领域。所以许多工程在施工过程中会运用此类方法。

参考文献：

[1] 彭玉华.小波变换与工程应用[M]. 北京：科学出版社，1999.

[2] 胡昌华，张军波等.基于 MATLAB 的系统分析与设计――小波分析[M]. 西安：西安电子科技大学出

版社，1999.

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关键词：绿色建筑；建筑及相关行业；发展影响

我国绿色建筑首先从建筑节能起步。我国的建筑节能工作始于20世纪80年代。1986年《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》，建筑节能率目标是30%，1994年，该标准修订，将建筑节能率目标提升至50%，并制订了《建筑节能“九五”计划和2010年规划》。1999年《民用建筑节能管理规定》，并于2005年进行了修订，期间还分别出台了夏热冬冷地区和夏热冬暖地区建筑节能规划。伴随建筑节能工作的深入推进，绿色建筑概念也被引入和应用。2005年，建设部、科技部联合出台《绿色建筑技术导则》，提出因地制宜发展绿色建筑。2006年6月1日《绿色建筑评价标准》开始实施，并于2007年启动“100项绿色建筑示范工程与100项低能耗建筑示范工程”（简称“双百工程”）。此后，又《绿色建筑评价标识管理办法》和《绿色建筑评价技术细则》，正式启动了我国绿色建筑评价工作。截至2012年底，全国累计评出绿色建筑评价标识项目742项，总建筑面积7581万平方米。由于经济发展水平、气候条件、政策支持等的不同，我国绿色建筑评价标识项目分布不均衡，江苏、广东、上海、山东、北京等省市的项目数量和总建筑面积较多，5省市标识项目数量占全国的57.5%，总面积占全国的53.7%，其中仅江苏省就占全国的23.6%。

2013年覆盖多地的雾霾天气给社会各界敲响警钟，绿色、低碳发展刻不容缓。麦肯锡的一项研究表明，全球温室气体排放量的18%来源于建筑物排放。另有研究表明，我国碳排放总量中，房地产、建筑行业的碳排放达到40%。作为我国碳排放“大户”，房地产、建 筑行业的减排对于我国全社会的节能减排工作至关重要。建筑业是我国第一能源大户，占全国总能耗的20%以上，且能源利用率低，与发达国家相比，钢材消耗高出10%～25%，每拌和1m3混凝土要多消耗水泥80kg，卫生洁具的耗水量高出30%以上，而污水回用率仅为发达国家的25%，如果继续以目前高耗能粗放型的方式建设，我国的供能系统将无法承受。从国外绿色建筑发展历程来看，绿色建筑是环境、健康、资金等多方面的共赢。

以襄阳地区为例简述绿色建筑对建筑及相关行业的发展影响：襄阳市是国家财政部和住建部2009年首批确定的全国25个可再生能源建筑推广应用示范城市之一，已取得了显著的成绩。积极扩大可再生能源应用面积，争取更多的补助。尝试以资源换工厂的作法，将补助资金优先补助给本地企业生产的产品用户，促进襄阳经济发展。从今年七月一日起，中心城区所有新建的公共建筑和民用建筑都必须至少应用一种可再生能源（太阳能、浅层地能、空气能），在农村新社区建设中大力推广使用太阳能热水工程。

截至目前，襄阳市全市新增节能建筑面积863.21万平方米，比全年目标任务385万平方米多478.21万平方米；可再生能源建筑应用面积103.16万平方米，比全年目标任务的84万平方米多19.16万平方米；创建绿色建筑示范小区3个，建筑面积合计81.18万平方米；实施既有居住建筑改造面积6.49万平方米，实施既有公共建筑改造面积9.87万平方米，共计16.36万平方米，占全年目标任务18万平方米的91%；建筑节能新增节能能力10.04万吨标煤，比全年目标任务的5.97万吨多4.07万吨；市区已对3栋实施能耗监测试点建筑进行能耗监测，各县（市）区也确定了6栋建筑作为能耗监测试点，均已确定了技术方案；新建建筑工程新型墙体材料应用比例达到100%，实心粘土砖生产企业全面关闭。

今年5月，市第二建筑设计院和省建科院开展技术合作，成立了“襄阳市绿色建筑设计咨询服务中心”，为申报绿色建筑设计阶段星级评价标识进行申报，协助申报单位解决申报中遇到的各种技术问题。目前出台了勘察设计、监理、预拌商混、招标机构的行为评价办法，施工企业的行为评价办法已经起草，形成了比较完善的监管体系。在这样的大背景下，发展襄阳地区绿色建筑是一个很好的机遇。例如：浅层地热能源是一种可再生、低成本的绿色能源，尤其是襄阳市地下水资源存量丰富，补给充足，并且地下水循环过程良好，具有利用地下水源热泵系统的天然优势，山水家园就运用了此技术。

襄阳鼎府首创“空气能”24小时生活热水，安全。节能，环保，“空气能”地暖发热均匀，绿色科技健康人居。地暖是一种舒适的取暖产品，是高品质生活的一种方式，传统的燃煤，燃油，燃气采暖存在废气排放，会导致pm2.5超标。造成环境污染及温室效应，襄阳鼎府金比得“空气能”地板采暖系统，采暖将热量从地面向高处传递，从脚部向上温度一次缓慢降低，达到“脚热全身暖”的效果，符合人体生理需要，舒适从脚开始，彻底避免“寒从脚起”的现象，采暖更加舒适。并且室内温度波动小；从室外空气中吸收热量提供地暖热源，运行更加节能节电，是一种健康舒适的采暖方式，给居住者带来健康和享受。

国色天襄，根据自然通风的原理设置风冷系统，使建筑能够有效地利用夏季的主导风向；建筑采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局，最大面积采集能源，充分转化大自然的热能、风能等，为生活服务。与此同时政府鼓励墙体保温材料商家在本地建厂，对襄阳地区绿色建筑长远发展是有很大的益处。此外襄阳政府也可鼓励兴建生产绿色建材的厂房（例如：墙体保温材料），这样从另个层面上讲也可带动襄阳地区经济的发展。另外襄阳地区还可引进其他技术。例如：屋顶绿化的主角是绿色植物，它具有生态学、心理学、物理学、美学等多方面的功能；它能够制造氧气、净化空气、调节空气温度和湿度，从而创造出良好的生态环境；它散发的气体物质具有杀菌作用，对人的身心健康十分有益；同时它对建筑物还具有隔热保温、隔声减噪以及保护防水层和屋盖结构等多种作用，被誉为是“有生命的建筑材料”。缓解“城市热岛”现象，主要指城市聚热能力，来自于建设城市的钢筋水泥、土木砖瓦以及纵横交织的道路网，它们取代了原本能降低城市温度的树木和草地，让城市接受更多太阳的热量，同时又散发和反射出巨大的辐射热能，在太阳能和各种辐射热能的烘烤下城市的气温越来越高。也就是由于城市化的发展，导致城市中的气温高于郊区的现象，它反映的是一个温差的概念，只要城市与郊区有明显的温差，就可以说存在了城市热岛，城市热岛一年四季都可能出现，但夏季高温天气的热岛效应对城市居民生活的影响来得更为明显。解决建筑用地与园林绿化用地矛盾的措施之一是在新建或已建的各类房屋本身寻找出路。建筑物垂直绿化，特别是屋顶绿化几乎能够以等面积的偿还支撑建筑物所占的地面，使我们的城市变得更漂亮，也开拓了城市的空间。屋顶绿化中的绿色植物具有生产氧气、吸滞烟尘、吸收有害气体、杀灭细菌、改善气候等功能，被誉为“环境的自然保护者”，它对大气污染的净化和监测有着巨大的作用。

本调查研究在徐福卫老师的指导下完成的。

参考文献：

[1]徐福卫 陈海玉 叶建军 秦丽.浅析屋顶绿化对城市生态环境的影响. 中国经贸导刊，2010（13）：60-61

[2]关于印发《2013年全市建筑节能工作目标及任务》的通知

[3]湖北省人民政府办公厅关于印发湖北省绿色建筑行动实施方案的通知

[4]市城建委关于对《绿色建筑行动方案》落实情况的报告

[5]襄阳市绿色建筑行动计划

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关键词：结构设计;竞赛题目;结构选型;材料;加载方式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）41-0103-03

大学生科技创新活动不仅要求大学生创新，还需要出题者对题目进行创新。结构设计竞赛是一项充满挑战欲、创造性的科技竞赛，主要面向在校大学生。这种科技创新活动的主要目的是培养学生的团队概念，在活动中学生互相交流共同学习，从各个方面促进学生动手能力和创新思维的培养。大学生科技创新活动中的材料力学、桥梁工程、结构试验等课堂理论基础知识可以通过结构设计竞赛的形式与实际工程相结合，从而培养学生的设计和计算能力。这项竞赛得到了教育部的重点支持。国内许多一流高校都积极筹办此类比赛，并且通过高校间互相交流合作的方式促进这种竞赛不断升级发展，响应教育部的号召。所以目前此项比赛已经成为国内著名高校中土木专业的传统赛事。本文将国内主要高校举办结构设计竞赛所采用的题目、结构形式、材料、加载方式及计分方法等进行了分析介绍，以期为大学生科技创新竞赛的发展做出新的贡献。

一、结构选型

不同的竞赛对结构的受力要求各不相同，如高层结构、桥梁、屋架、塔吊等，结构体系需视具体情况分析选择。在结构设计竞赛中最能体现创新的地方是结构体系的创新，可充分发挥学生的想象力。西南交通大学第八届结构设计竞赛采用的是高层建筑模型设计和桥梁模型设计两种结构，华中科技大学第三届大学生结构模型设计竞赛采用的题目是大跨度屋盖结构模型设计，浙江工业大学第七届大学生结构设计竞赛采用的题目是自立式塔吊结构模型设计，首届全国大学生结构设计竞赛和中国石油大学第一届建筑结构模型设计竞赛采用的题目均为高层结构模型设计（见图1），此题目充分展示和发挥了建筑工程专业学生的专业水平，通过此次竞赛实践活动证实了该结构选型是一种较为合理的结构选型。

二、模型材料

模型的合理设计需要建立在对材料充分认识的基础上，因此，正确认识材料性能是做好模型的关键。目前，国内高校的模型竞赛采用的材料主要有木材、纸、竹材、有机玻璃及废弃的饮料瓶等材料，但大多数高校比赛使用的材料是模型专用木材，并辅以502胶水或乳胶。如，西南交通大学第八届结构设计竞赛、南京林业大学结构模型创新设计竞赛、中国石油大学第一届建筑结构模型设计竞赛均采用木材作为模型结构的主要材料。这里主要讨论一下模型专用木材以及由这些材料制作的杆件以及他们的连接。之所以考虑采用木材，是因为相对而言木材具有较强的抗拉、抗压强度和刚度，其抗拉与抗压强度相近，与实际工程采用的钢材材料性能相似，并且木材易于切削、加工和粘贴连接。木杆之间的连接可参照某些钢结构的构造。铰节点，两杆之间轴心受力，允许存在一定程度的转动，不能传递弯矩，杆件方向在正交情况下，可以通过搭接并施加压力，使力传递。刚节点，要求传递剪力与弯矩，可通过使用适量胶粘剂的途径，使节点的刚度远大于杆件的刚度。结构的破坏不但会造成整体失稳，还会使构件中的木材屈服，或木材产生超过比赛规定的变形，所以需要参考材料的性能对结构进行简单的计算分析。比赛过程中需要计算模型的内力，可是学生一般不具备精确测量的仪器，普通的超静定结构，杆件的相对刚度影响内力分配，如木材受弯杆件的EI，受拉杆件的EA，以下提供几个简便的实验确定这两个参数。制作简支梁模型（见图2），在跨中加荷载P，测量中点处的位移Δ，由此可通过以下公式算出抗弯刚度EI。

EI=PL3/48Δ

同样，杆的EA值可通过受力以后线的伸长量来进行测量。（见图3）

EA=（P2-P1）L/（Δ2-Δ1）

即使上述实验提供的数据精度有限，不过一般情况下，在进行简单实验时可提供可靠的数据用于计算分析。如果条件允许，也可精确测量材料的本构关系用于计算分析。经过多次的模型试验结果及多方面因素的综合考虑，可知木材适合作为模型设计竞赛的首选材料。

三、加载方式

根据结构选型的不同，采用的加载方式也不尽相同，即使取用同一种结构形式，也可以选用不同的加载方式。按照加载方向划分有竖向加载和水平加载，按照加载动静可划分为动荷载、静荷载和冲击荷载，亦会有与前两种的相互组合加载。以福建省第一届大学生结构设计竞赛为例，采用的是桥梁结构模型（见图4）。

相应的加载方式包括竖向荷载和水平移动荷载，具体加载程序及操作步骤如下：（1）参赛队员将模型安置在试验装置上，在安置模型的同时，由一名参赛队员向评委和观众介绍参赛作品，然后回答评委提问，时间控制在3分钟内。（2）由参赛队员在模型一端放置第一次加载重量的小车，并开始牵引小车匀速缓慢通行，当第一辆车行驶到离出发点为1米时，第二辆车开始启动。每当小车到达模型较大跨跨中（如两跨相同，则为行驶方向第二跨）时，小车停止10秒钟，量测位移，然后再继续匀速缓慢通行。（3）若第一次加载成功，参赛队可选择第二次加载重量，并以同样方式完成第二次加载试验。整个加载过程的总时间不得多于150秒，最后以通过的最大加载重量计分。在加载过程中，如果出现下列任一情况，将视为加载失败，退出加载试验：（1）模型跨中的最大竖向位移越过规定的限值（20mm）。（2）因模型主要构件出现失稳、结构变形过大和破坏等本身原因，使小车滑落或使小车除车轮外的其他部分与桥面板或桥梁的其他构件接触。

中国石油大学第一届建筑结构模型设计竞赛的加载示意图（见图5）。

相应的加载方式包括竖向静荷载和水平冲击荷载，具体加载程序及操作步骤如下：基本竖向静荷载设计值为7.5kg。加载底板采用钢板，平面尺寸为直径300mm圆板。加载共分3次完成，从第一次到第三次各加2.5kg。每次加载后目测变形稳定后再加下一级荷载。静载施加完毕后，再加水平动荷载，水平动载分0.5kg和1kg两个级别，两层结构需在两层上分别设置动载加载点，三层结构需在三层上分别设置动载加载点。施加动载时应将小球提高300mm，然后使其自由下落，在弹簧带动下，小球将做往复的衰减运动，以达到对结构施加往复的水平动载之目的。静载、动载均加载完毕后方可视为加载成功。加载由本模型制作者完成。继汶川地震之后，水平地震作用对构筑物的破坏进一步引起了我国工程界及科研机构的重视。中国石油大学第一届建筑结构模型设计竞赛在国内高校首次将水平地震作用模拟到结构模型竞赛中去，加深了大学生对地震作用对构筑物产生破坏作用的感官认识，提高了大学生参加科技创新活动的积极性和创造性。

四、计分方法

各高校对于模型设计竞赛采用的计分方法基本相同，而且这种方法也比较公正。现以中国石油大学为例简述如下：根据结构造型、理论分析、陈述答辩和加载试验4个方面进行评审，总分为100分。前三项共35分，由评委根据结构模型实物、理论分析计算书给分，参赛队员的陈述答辩现场给分。第四项65分，由承载能力以及模型的质量、规格等因素综合而定。模型高度和材料不符合竞赛要求的，或参赛过程中有其他违规现象的将不进入加载试验阶段。重点说明第四项计分方法：若模型在某级加载试验中出现破环，则认为该级加载失败，退出加载试验，该项为0分。在所有加载成功的组队当中，首先按照模型质量由轻到重进行排名，排名第一的为满分，即65分，第一名之后的其他组队分数计算方法为下面公式：A=B×65/C，其中A为加载得分，B为最轻的加载成功模型质量，C为加载成功需计算分数的模型质量。

通过以上论述，对国内结构模型设计竞赛的结构选型、材料选取、加载方式以及计分方法等进行了分析和介绍，总结出了一套较为合理、新颖的结构模型设计竞赛题目。笔者认为，教师要克服墨守成规的命题模式，要抓住机会培养学生快速学习新知识的能力，发挥学生的创新应用能力。

参考文献：

[1]陈天虹，等.从大学生结构竞赛看学生创新应用能力的培养[J].浙江科技学院学报，2005，17（4）：992-993.

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关键词：建筑工程；不足；招投标管理

1.引言

建筑业是专门从事土木工程、房屋建设和设备安装以及工程勘察设计工作的生产部门。它是国民经济各物质生产部门和交通运输部门进行生产的手段，是人民生活的重要物质基础，是国民经济的三大支柱之一。建设工程招投标是为了在建筑业中引入竞争机制，择优选择中标单位，从而达到提高工程施工质量，缩短施工周期，节约建设成本，合理提高固定资产投资效益的目的。建设工程项目招标投标是随着我国社会主义经济体制的不断完善，而在我国建筑领域内得到逐步推广、应用和发展的。在我国实行建筑工程招投标制度的20余年里，颁布了多项法律法规，特别是在2000年正式施行《中华人民共和国招标投标法》，这是我国建设工程招标投标制度建立的里程碑式的成就，标志着我国建设工程招标投标制度已经迈出了坚实的一步。

2. 建设工程项目招投标的概念

建筑工程项目招标投标，是在市场经济条件下进行工程建设项目有发包与承包，所采用的一种交易方式。项目法人即招标方，依据特定的程序，如招标公告，邀请投标人依据招标要求参与投标竞争。经招标方对各投标者的报价及其他的条件进行审查比较后，从中择优选定中标者，并与其签订合同的经济法律行为。建设工程项目招标根据招标单位是否具有招标资格分为自行招标和招标两种。根据招标是否公开分为公开招标和邀请招标等[1]。

3. 建设工程项目招投标的基本程序

建设工程项目招标投标基本程序分为招标、投标、开标、评标、中标和签订书面合同六部分。

3.1招标

招标是指招标人按照国家有关规定履行项目审批手续、落实资金来源后，依法招标公告或投标邀请书，编制并发售招标文件等具体环节。根据项目特点和实际需要，有些招标项目还要委托招标机构，组织资格预审、组织现场踏勘、进行招标文件的澄清与修改等。由于这是招标投标活动的起始程序，投标人资格、评标标准和方法、合同主要条款等各项实质性条件和要求都要在招标环节得以确定，因此，对于整个招标投标过程是否合法、科学，能否实现招标目的，具有基础性影响。

3.2投标

投标是指投标人根据招标文件的要求，编制并提交投标文件，响应招标的活动。投标人参与竞争并进行一次性投标报价是在投标环节完成的，在投标截止时间结束后，不能接受新的投标，投标人也不得更改投标报价及其他实质性内容。因此，投标情况确定了竞争格局，是决定投标人能否中标、招标人能否取得预期效果的关键。

3.3开标

即招标人按照招标文件确定的时间和地点，邀请所有投标人到场，当众开启投标人提交的投标文件，宣布投标人的名称、投标报价及投标文件中的其他重要内容。开标的最基本要求和特点是公开，保障所有投标人的知情权，这也是维护各方合法权益的基本条件。

3.4评标

招标人依法组建评标委员会，依据招标文件的规定和要求，对投标文件进行审查、评审和比较，确定中标候选人。评标是审查确定中标人的必经程序。于依法必须招标项目的中标人必须按照评标委员会的推荐名单和顺序确定，因此，评标是否合法、规范、公平、公正，对于招标结果具有决定性作用。

3.5中标

中标，也称为定标，即招标人从评标委员会推荐的中标候选人中确定中标人，并向中标人发出中标通知书，并同时将中标结果通知所有未中标的投标人。按照法律规定，部分招标项目在确定中标候选人和中标人之后还应当依法进行公示。中标既是竞争结果的确定环节，也是发生异议、投诉、举报的环节，有关方面应当依法进行处理。

3.6签订书面合同

中标通知书发出后，招标人和中标人应当按照招标文件和中标人的投标文件在规定的时间内订立书面合同，中标人按合同约定履行义务，完成中标项目。依法必须招标项目，招标人应当从确定中标人之日起15日内，向有关行政监督部门提交招标投标情况的书面报告。

4. 建筑工程招投标中的存在问题和管理办法探析

我国建设工程招标投标是严格按照法律法规进行的经济活动，秉承“公开、公平、竞争、择优”的原则，已经取得了很大的成绩，为国家节省了大量的建设资金。但是在实际的推行过程中依然存在不少问题，需要进一步加强管理，完善招投标制度[2]。

4.1 存在的问题

(1)对投标单位资质审查不严。在招投标过程中, 有些施工单位并不具备符合招标文件要求的施工资质及能力，但却采用一些不正当手段获取资质参加投标。若招标单位对其资质审查控制不严，构成虚假中标、违规分包的问题，这已成为我国建设工程招投标的顽症。(2)规避招标，逃避政府部门的监督管理。按国家规定，建筑工程项目应当采取对工程效益有利的方式来进行。但有的建设单位为了自身利益或是便利，采取规避招标的方式自行选定施工单位。这种行为影响了工程的经济效益，而且不能使工程的质量得到保障和控制，失去了政府部门的监督管理。(3)盲目压价。一些招标单位评标方法极为不合理，只图降低成本，基本采用价低中标的评标方法。受此影响，许多投标单位投其所好，盲目压低报价，为了中标恶意竞争。有的施工企业为了揽到工程，报价明显不合理，进行虚假的承诺，压价抢标。然而由于资金不足，只能偷工减料，严重影响建筑工程的质量，这是一些豆腐渣工程出现的原因。(4)管理混乱。由于我国政府投资工程项目业主不明确，许多政府部门职能重叠以致管理职责不明，不能起到真正的监督作用，造成管理混乱的局面。最终导致我国许多公共工程质量低下，投资效益不高[3]。

4.2加强建筑工程招投标管理办法探析

(1)积极宣传，增强招标意识。政府应广泛宣传，增加公众对建筑工程招投标的认识。通过宣传，增强和推动建筑工程招投标在全社会的认可。(2)建立健全招投标制度。完善招投标制度，首先必须加强招投标人员业务能力和职业道德的培训，只有他们熟悉并且严格执行业务流程，才能不给投机分子可乘之机。其次是要加大相关的法制建设。对于敢于破坏招投标规则违反招投标法律的要对其实施严厉的制裁。最后招投标过程的每一程序都要公开透明无障碍的进行，这样才能得到公众的监督，从而得到公众的认可。(3)完善资格审查方法，治理招投标顽疾。资格审查一直是招投标的顽疾。存在资格不清，审查不严的问题。往往造成严重的后果。为了治理这一顽疾，必须完善资格审查方法，严把资格审查关。(4)综合考虑，科学公正评标。评标是招投标程序中极为重要的一环，也是一些不正当现象发生的环节。因此，必须综合考虑各种因素，科学地公正地评标，保持良好的形象。(5)加强管理监督，规范招投标市场。为促进招投标市场的规范化，必须坚持“公开、公平、竞争、择优”的原则，同时要对建设工程招投标全过程加强监督管理。政府各部门应各司其职，各尽其能，通力协作，互通信息，共同维护建筑市场公平竞争的运作机制。对于任何胆敢违法违规的单位和个人，要坚决追究其责任，并对其实行实施严厉处罚，维护法律的权威[4]。

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【关键词】玻璃外墙；光污染；节能环保

基金项目：武昌工学院科研立项自费项目（2014XS07）

1 引言

玻璃外墙是一种新型墙体，具有独特的风格、高雅亮丽的外形。它将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素相结合，使建筑呈现出现代的气息，因此，它被广泛应用于装饰外墙的多层和高层建筑。在国内外各大城市都建有宏伟华丽的玻璃外墙建筑，如纽约世界贸易中心，北京长城饭店，上海金茂大厦都采用了玻璃外墙。它巧妙地融合了传统的窗与墙，呈现出现代建筑独特的风格和特点。这不仅给城市建设注入了新的活力，也展示了现代建筑技术的进步和建筑材料创新的一个新概念。玻璃外墙的独特优势是美观大方，视野开阔，充满现代品位；但它的缺点也不容忽视，玻璃外墙会产生比较强的光污染、造成能源的高度浪费等。大约在20世纪80年代，建筑玻璃外墙被传入中国，在北京，上海，广州，深圳等大中型城市，用玻璃装饰为外墙的建筑随处可见，然而，玻璃外墙光污染的问题也随之出现，影响着人类的健康、工作、安全等，这种有强反光能力的玻璃外墙就是制造光污染的最典型“凶手”。近年来，国内外频繁出现关于玻璃外墙光污染问题的投诉案例。因此，有效防治并且充分利用玻璃外墙的光污染，进而改善玻璃外墙建筑的节能环保，必须引起人们的高度重视。

2 玻璃外墙与光污染

2.1 建筑玻璃外墙的光污染

“建筑玻璃外墙的光污染”是近年来公众关注的一个新话题。建筑玻璃外墙的光污染，是指采用涂膜玻璃或镀膜玻璃的建筑玻璃外墙，在阳光直射和其它光线照射在玻璃外墙表面时，因玻璃外墙发生镜面反射而产生的眩光，造成生态环境恶化和影响人们生活的现象。这种现象，即所谓的建筑玻璃外墙的光污染。

2.2 对道路交通的影响

许多意外交通事故是光污染造成的。道路两侧的玻璃外墙建筑，像一面巨大的镜子，在阳光或照明灯的照射下对路口的交通灯和正在行驶的车辆进行反射。反射光有时比光本身更强烈，反光的玻璃外墙与传统的粉刷墙体相比，其反射光的能力要高出十几倍，甚至几十倍。强烈的光线反射进入正在高速行驶的汽车内，会造成人的突发性失明和视觉上的障碍，会瞬间刺激驾驶员的视觉， 严重危及行人和驾驶员的视觉功能，容易引发交通事故。

据武汉的一些机动车驾驶员反映，下午2点左右从岳家嘴行驶至洪山广场，沿途建筑玻璃外墙强烈的反光刺激让人难以睁眼，若不警惕，这种光污染可能会导致交通事故的发生，使人民群众的人身安全受到威胁。据了解，在广州、深圳等一线城市，很多交通事故是因城市道路两侧玻璃外墙建筑反射的光而造成的。

2.3 对居民生活的影响

光污染也是居民生活中的烦恼。 在居民生活区附近，一些建筑的玻璃外墙反射的光线会对其周围的居民住宅楼产生强烈的影响。光学专家表示，建筑物的玻璃外墙反射的光线十分强烈，其反射率高达80%以上，甚至更高。那些建在居民生活区附近的玻璃外墙建筑，夏日将外光源反射到居室中，破坏了室内原有的良好气氛，同时会使室内温度平均上升4～6℃，而且强烈的反射光会加快一些家居用品的老化速度。长期处于光污染的环境中，居民的正常生活和工作状态也会受到严重影响。反射的光线对人的眼睛影响巨大，容易造成视觉功能的丧失，而且还可能引发头晕、失眠、心悸和郁闷等类似神经衰弱的症状，长时间活动在这种环境中，人的正常生理及心理会受到影响，长此以往，会引发某些严重疾病。在聚光方面，如果长时间以及大强度的照射就会出现火灾，虽然出现火灾的情况还比较少，但还是存在着火灾的安全隐患，居民的人身安全得不到保障。据了解，居住在玻璃外墙建筑周围的居民，有不少人抱怨说，家里白天也要挂上窗帘，否则谁也受不了玻璃外墙反射的强光和强热。

2.4 加剧“城市热岛效应”

城市建筑物的玻璃外墙对强光的反射是城市气温升高的一个主要原因。玻璃外墙不同于混凝土墙，玻璃外墙不仅会吸收热量，还会把阳光反射回局部空间，从而使建筑周围温度升高，加剧“城市热岛效应”。在现代城市中，高层建筑聚集的市区与其市郊的温差可能高达2～3℃，有的甚至更高。

2.5 严重影响城市形象

光洁、透明、高雅美观的特性，使得玻璃外墙成为现代建筑外墙装饰的首选。但由于一些建筑玻璃外墙所用材质低劣，施工质量不高，出现色泽不均以及波纹各异，在阳光下，每块玻璃显现的光影并不是均匀一致，而是四处漫射。这样的玻璃外墙建筑物，难以联系上明快、大气、豪华这些形容词，只会使人感到滑稽可笑，城市形象也因此大打折扣。

3 玻璃外墙光污染的防治措施与节能环保

3.1 选用节能环保型材质的玻璃

随着科学技术的不断发展，建筑玻璃外墙材料的类型越来越多。在玻璃材料的制作工艺上，为避免玻璃外墙带来的光污染，根据玻璃的一些特征和建筑功能的要求，选用反光能力弱的玻璃用于建筑玻璃外墙是防止玻璃外墙造成光污染的关键。同时，合理利用玻璃外墙吸收的强光强热，可促进节能环保型社会的发展。

目前，节能的玻璃品种有吸热玻璃、镀膜玻璃、中空玻璃、真空玻璃等。吸热玻璃能较强吸收光线辐射产生的热能，对光的反射能力弱，造成的光污染影响不大，吸热玻璃可减少太阳能进入室内，但它吸收的热能会散发到室外，从而加剧城市热岛效应。镀膜玻璃对光和热具有较强的反射能力，能将强光和强热反射回大气中，有效阻挡它们进入室内，但镀膜玻璃的透光率很低，影响采光效果，而且对强光和强热有着过高的反射能力，可能会出现严重的光污染问题。中空玻璃能够解决热能传递的问题，普通中空玻璃只能解决热能传递的热对流问题，而高性能中空玻璃可解决热能的辐射、对流和传导问题，节能的效果十分显著。和中空玻璃相比，真空玻璃的隔热效果更好。光电幕墙玻璃指的是用EVA胶片把太阳电池和金属导线固定在两层玻璃间，同时搭配外部蓄电、充电装置构成太阳能发电系统的外墙玻璃，它可将光能转化成电能，还具有隔音、隔热等功能，是一种节能环保的新型建材，我国上海陆家嘴时代金融中心、浙江利时大厦等都在相继使用光电幕墙玻璃。

近年来，在玻璃外墙材料的选择方面，Low―E型低反射玻璃、微晶玻璃等反射能力弱的玻璃都是值得推广的。

3.2 玻璃外墙的形状与光污染

一般常见的玻璃外墙的形状大多为平面，安装玻璃的形状以正方形或长方形为主。例如中国上海的金茂大厦，莫斯科的首都大厦和法国卢浮宫等。此类玻璃外墙容易造成光污染。

相比平面的玻璃外墙，弧形的玻璃外墙不仅使建筑物的造型美观，还可以利用弧形外墙上的玻璃反射或多次反射太阳光。利用合理的玻璃反射角度和太阳能电池板的安放位置，变废为宝，把太阳光反射到太阳能电池板上。世界著名弧形玻璃外墙的建筑有：英国的盖茨黑德大厦和大英博物馆等。但这些弧形玻璃外墙建筑只考虑了建筑物的美观，并未利用弧形玻璃外墙来减少光污染。

曲面玻璃的应用虽然能改变建筑物形状p改变太阳光反射途径，但也存在弊端。曲面玻璃的应用可使太阳光发生折射，玻璃外墙的折射性产生的畸变现象容易对建筑物产生负面影响 ，从室内向室外看景物失真，造成建筑美的丧失和视觉的不舒适。因此在应用曲面玻璃作为窗或幕墙时，除了注意玻璃的反射太阳光的效果更应该注意玻璃的折射性可能会带来不利的影响。

虽然国内外早已有很多不同形状的玻璃外墙和形式多样的曲面玻璃建筑物，但这些建筑采用弧形外墙和曲面玻璃，其目的是为了建筑物的外形美观，并未考虑利用玻璃的反射性来减少光污染。因此，利用玻璃外墙的形状和玻璃的形状减少光污染这一领域仍处空白，具有较好的研究前景和较高的研究价值。

3.3 合理设置玻璃外墙安置角度

目前，社会上存在大面积大区域使用反射率非常强的玻璃材料。如果当玻璃外墙没有安置在朝阳或是光照时间较长的一面以及与人或者特定的物件没有恰好的角度的话也是不会出现光污染的，根据地球和太阳之间的位置一直处于不断变化的位置，所以，恰好产生光污染角度也是有特定时间的。

光污染的强度及危害性与玻璃安置的位置、方向和高度都是有紧密的连系的。因为人观看的范围是在两米高左右±15°夹角之内，污染情况是最强的，光的反射强度是由反射的玻璃和人眼之间的距离决定的，当距离越大强度越小反之越大，因此，太阳和反射物之间的位置决定着产生反射光和直接照射的日光，所以需要改变它们之间的位置关系，使反射光不聚集于一点而是朝向四周，这样就不会射到人群比较集中和街道上。为了满足现代的城市发展及需要我们将不可避免的大面积使用玻璃外墙，我们就更加需要注意玻璃安装的方向和位置，根据太阳的高度角和方位角，我们可以得知，在东偏南45°和北偏西80°的区间范围内最好是不在此方位内安装和使用玻璃外墙 。另外我们在设计玻璃外墙的时候应该尽可能的让我们反射的角度调整到强光和长时间的光反射到周围绿化带或者大树上，这样可以极大限度的减少光污染。我们之所以会感觉到不适是因为在这个玻璃外墙上产生了镜面反射，所以我们的当下之急就是通过设计和调整玻璃安装的角度和位置使本来发生镜面反射的反射光变成漫反射，这样光污染将会大大减小。

3.4 自然条件对玻璃外墙的影响

玻璃外墙在自然条件下将会受到极大的影响，就拿风来举例，每当乌云密布，狂风乱作时，玻璃外墙总会被无情的摧残，因为大多数玻璃含有磷酸盐等腐化的物质，随着时间的推移，玻璃也将慢慢风化，从而对玻璃外墙的反光起到了不小的影响。

雨水的冲刷也会对玻璃外墙带来极大的影响，特别是暴雨来临的时候，雨水不停地冲击着玻璃外墙，导致玻璃外墙表面聚集大量水珠，反光的效果也会变得极差，就算是雨后，水珠干透，玻璃外墙表面也会留下污垢，严重影响反光的效果，导致室内采光不均匀，形成漆黑一片，极度影响人们的生活。

为减轻风、雨、阳光等自然条件对玻璃外墙的影响，应该定期用擦窗机对玻璃外墙进行清洗，可以用溶剂清洗，如二甲苯、甲苯、无机酒精或乙醚等溶剂去除玻璃外墙表面的污垢。在建筑群的周围，合理栽植花草，广植绿色草坪，以改善和调解玻璃外墙采光环境的污染。（指导老师： 付明琴 武昌工学院土木工程学院）

参考文献

[1] 孙静，王建国.玻璃幕墙光污染的原因及对策.河北建筑工程学院学报，2005.

[2] 赵云云.玻璃幕墙的光污染与防治措施.门窗，2008.

[3] 单亚亚.简述对现代建筑玻璃幕墙的看法.城市建设理论研究（电子版），2012.

[4] 李静.玻璃幕墙，路在何方.21世纪建筑材料，2011.

[5] 刘锦子.节能建筑玻璃的研究、应用与发展.建材发展导向，2007.