[摘要] 第 1 章 绪论 及1 1 项目研究背景1 1 1 我国建筑能耗
第 1 章 绪论 及
1.1 项目研究背景
1.1.1 我国建筑能耗现状
我国的能源主要消耗在工业生产、交通运输及建筑行业中。据发达国家经验来看，建筑行业将超越交通、工业等行业，成为社会能源消耗的首位，最终接近全国能源消耗总量的 1/3 左右。
我国是一个建筑业发展大国，随着我国城市化进程的加快，建筑面积不断增长，截止至2006年底，全国建筑面积为 401亿平方米。按照目前的节能状况，预计到2020年我国建筑能耗将比2004年增加2.5亿吨/标准煤和新增耗电5800~6300亿度/年。
我国南北差异较大，跨越了多个气候带，建筑能耗的组成因地域和气候环境的不同而有所区别。在我国南部一些地区，夏季非常炎热，最热的月份平均温度超过 26℃，主要能耗在空调制冷和建筑照明方面；而北方地区，最冷时室内外温差高达50℃，冬季持续时间较长，主要能耗在于供热采暖方面。
从整体来看，我国城乡建筑能源使用情况差异较大，城市建筑使用的能源主要以煤、电、燃气为主，而农村建筑除了煤、电之外，还可选用秸秆、薪柴等生物质能。尤其是在北方地区的农村住宅，通过使用本地得天独厚的能源，结合建筑节能技术的使用，在很大程度上节约了能源，同时改善了室内环境。随着科技的发展和时代的进步，涌现出越来越多建筑节能技术和新能源使用途径，相信通过对建筑节能的努力和不懈追求，我们能够开辟一条高效率、环境友好型的节能道路，大幅度降低建筑能耗。
1.1.2 我国公共建筑节能发展趋势
20 世纪 80 年代以来，我国建筑节能工作逐步开展，涉及的内容包括节能标准、法律法规、技术措施和产品等。从行政机关的工作人员、科研人员到普通群众，都开始重视和参与到建筑节能的行动中。
《中国建筑节能年度发展研究报告》中指出，从 2001 年到 2012 年，我国城镇化率从37.7%增长到 52.6%，城乡每年公共建筑竣工面积也逐年增长，2001年以来，公共建筑竣工面积已经达到 48 亿 m2。到 2012 年为止，公共建筑面积约达到83.3 亿 m2，能耗（不含北方采暖）占建筑总能耗的 26.4%，其中电力消耗为 4900亿kW·h。我国公共建筑面积和能耗的逐年变化情况见图 1-1。
1.2 国内外项目研究现状
由于西方等发达国家的高速公路发展较早，早在20世纪30年代就开始出现。服务区的建筑设计随着高速公路的发展，已经越来越规范、合理和完善。相比之下，发达国家高速公路的发展是由于汽车进入家庭并逐渐普及而开始的，而我国是在发展经济的宏观战略的基础上建立的高速公路网，从这个角度来看国外的高速公路服务区的设定在各方面更符合人们的需求。整体来看，大多数国外高速公路服务区的建筑节能工作重心放在节能设备和绿色建材之上。根据各国不同的气候特征和国情，选用的节能手段也有所不同。
日本的高速公路服务区被公认为设施最齐全、最为人性化的，他们对高速公路服务区的研究更为细致和全面。在日本《高速公路设计要领》（1980版）一书中，在对日本的名神、东名等主要高速公路服务设施调研的基础上，论述了高速公路服务区的种类、规划、组成和规模，制定了关于高速公路服务区的设计规范。日本的高速公路服务区，从特殊人群使用的服务空间，到展示文化和休闲娱乐的场所，考虑周全。他们的服务区建筑也开始使用一些新型的节能技术和节能设备，如中水的回收利用和太阳能的利用等。如今年 11月份《朝日新闻》报道的位于日本福冈县朝仓市的大分的山田高速公路服务区，是应用了节水技术和太阳能技术为一体的节水节能型的环保服务区。
由于我国高速公路建设起步较晚，国内对高速公路服务区的规划和服务区建筑节能方面的研究较为欠缺，近几年得到了一些改善。2006 年陈鹏[1]在《高速公路服务区及收费站建筑节能研究》文中针对冬冷夏热地区的气候环境，对服务区的规划、布局和服务区建筑的围护结构做法均提出了新的思路；2011 年李晓波[5]在《节能型高速公路服务区的建设研究》中主要根据服务区建筑的特殊性，对黑龙江山区服务区建筑的选址和新技术能源的选用提出了建议，对高速公路服务区的节能减排工作具有一定的参考意义；同年李慧玲在《绿色建筑理念下的高速公路服务区建筑设计研究》一文中，以陕西省高速公路服务区为研究对象，提出绿建筑理念在的服务区设计中的应用原则和方法；同一时期杨欣霖在《高速公路服务区绿色建筑技术体系研究》一文中讨论了绿色建筑思想在服务区中的应用，提出了绿色建筑关键技术体系，并采用 DeST软件对服务区综合楼的进行能耗模拟计算作为验证标准，为服务区建筑节能减排的技术体系探究提供参考。
第2章 季冻地区高速公路服务区建筑节能65%综述称
2.1 季冻地区的定义和范围
季冻地区指土体容易产生季节性冻胀的地区，土体季节性冻胀指土层在冬季产生冻结，而在春季融化的现象，地表面至冻结层地面的厚度被称为土体的冻结深度。其原理为土壤中的水分在冬季土温低于零度时冻结成冰的，此时土壤体积膨胀，产生土的冻胀，而后在春季气温上升后融化。
地球上的冻土地区约占陆地面积 50%之多，可分为短时冻土地区、季节性冻土地区和多年冻土地区，短时冻土地区的冻结时间一般为数小时、数日至半个月之长，季节性冻土地区的冻结时间约为半月至数月之长，而多年冻土地区的冻结时间则长达数年至数万年之久。
我国领土广阔，具有这三种类别的冻土地区。其中，季节性冻土区域约为 513.7万平方千米，占全国国土面积 53.5%，南界西从云南章风经昆明、贵阳、绕四川盆地北缘，到长沙、安庆、杭州一带。土体冻结深度在黑龙江省南部、吉林省的西北部、内蒙古东北部甚至可超过三米之深。
在土体冻结影响最大的我国北部、东北部地区，同时受到气候环境的严重影响。冬夏两季温差大，冬季较长，平均温度在-20℃左右，风吹袭破坏性较大，可能伴随着强降雪或冰雹灾害，对当地的建筑产生极大的考验。而一些西部、中部以及东部地区虽温差较小，但冬季较为阴冷、潮湿，对建筑材料的寿命影响很大。
季冻地区是属于交通领域的专用词汇，土壤产生季节性冻胀时会引起道路的破坏，和对道路的附属构造物产生破坏，是需要交通部门进行防治和采取措施的重要对象。探究季冻地区下的高速公路服务区建筑节能手段，是在了解季节性冻土地区的破坏机理的条件下，做好针对性的防治措施而设计的建筑节能手段。对节能技术在季冻地区服务区建筑设计中的应用的研究，将有利于在未来季冻地区服务区建筑建设或改造中节能技术应用的推广。
2.2 相关节能设计概念
2.2.1 高速公路服务区的定义
高速公路服务区又称为高速公路服务站，是高速公路的沿线附属设施之一，为全封闭、高速行车提供保障条件，主要提供停车、休息、加油、餐饮、汽车修理五类服务，其中包括维持服务区运转的设施，甚至一些大型服务区还具有购物、通信、娱乐等附加功能。服务区能缓解和消除旅客长时间高速行驶而产生的心理上和身体上的疲劳，同时满足车辆的恢复性需求，是高速公路的重要组成部分。
对于交通工程及沿线设施，《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）中规定：将交通工程及沿线设施分为安全设施、服务设施和管理设施，按总体规划、分期实施的原则进行配置，前期基础工作总体规划设计最为重要，确定系统设置规模并一次性征用土地和实施基础工程，完成地下管线及预留预埋工程。后期再依据技术发展和交通量增长情况分期进行设备布设，并逐步完善，最终形成一定的系统规模。交通工程及沿线设施等级被分为 A、B、C、D 四级，高速公路上的设施等级应视为A级。
高速公路服务设施是高速公路运输体系的基本要素，是为连续行驶的用路者提供缓解疲劳、紧张，以满足生理需求的场所，或为汽车提供加油，必要检查和维修等服务，确保行车的安全性和舒适性。本文讨论 A 级服务设施中的服务区部分，即讨论高速公路服务区的建筑节能技术。
国内高速公路服务区随着高速公路的发展不断被完善，不断审视自身与国外服务区的差距，朝着更人性化、环保、节能和功能更丰富发展。
第 3 章 季冻地区高速公路服务区建筑节能影响因素 .................... 11
3.1 对服务区建筑节能影响因素的调研 ....................... 11
3.1.1 服务区建筑节能整体情况调查 ................. 11
第 4 章 季冻地区高速公路服务区建筑节能关键技术 ............... 22
4.1 服务区规划与布局 ................ 22
第 5 章 关键节能技术在工程项目中的应用 ....................... 50
5.1 工程项目概况介绍 ................50
第 5 章 关键节能技术在工程项目中的应用
5.1 工程项目概况介绍
试点工程为吉林省高速公路管理局四平分局公主岭服务区建筑，该服务区位于京哈高速公路吉林省段，坐落于吉林省四平市开发区长发乡。按照公共建筑节能规范气候分区进行划分，属于严寒 C 区。根据建筑面积划分，总面积大于 500m2的公共建筑为甲类建筑，作为节能计算的重要参数。
该办公楼由服务大厅、办公区和食堂组成，周边配备专用锅炉房。建筑层数为4 层，高度为 15.1m，总面积为 2853m2。由于建筑于三个不同的时期建造，质量参差不齐。设计或施工时存在一定问题，围护结构的保温性较差，严重影响使用者的生活条件，造成建筑物的巨大能耗。为此，我们以公共建筑节能 65%的指标和所研究的节能技术对其进行改造，使其更好的发挥使用功能。下图为现场拍摄的照片。
第 6 章 结论与展望
6.1 研究结论
随着建筑材料和技术在日益更新，建筑朝着建造更简便、快捷，建造时间更短，舒适性更强，更节能的方向发展。本课题为了迎合发展的需要，为了减少季冻地区高速公路服务区建筑的能耗，通过分析季冻地区的环境因素对服务区建筑节能的影响，从控制性指标的限值、围护结构的构造设计和节能措施等方面对满足65%的成套节能技术进行探讨。
通过将成套节能技术应用到服务区建筑上，可以适应快速发展的高速公路建设，提供使用者以舒适的建筑使用体验，并且在延长建筑使用寿命的同时达到卓越的建筑节能效果，为高速公路服务区建筑的建设提供节能的先进设计理念，引导人们创造更多具有良好节能效果、低成本的，适应发展的节能型服务区。
论文的研究意义在于，首先，顺应了高速公路服务区向节能型服务区发展的趋势，并提供了高效率的服务区建筑节能技术方案；其次，为公共建筑节能向节能率满足 65%的要求进行初步探索；最后，本文对季冻地区的服务区建筑进行节能研究，并将关键节能技术应用于试点工程项目中，具有一定的实际意义，可操作性和借鉴价值。
6.2 前景展望
我国的高速公路网还在发展和完善，不少服务区正在逐渐拔地而起，关注和重视高速公路服务区的建筑节能问题，对降低我国公共建筑能耗具有重要意义。
本文探讨的节能技术在服务区建筑的节能设计中的应用，由于节能软件的局限性，对一些经济有效的节能方式，如中水的利用，太阳能技术和土壤热泵技术的应用均没有纳入节能计算的范畴，应在下一步的研究中有所体现，更全面的对服务区建筑节能效果进行评估。
对于季冻地区的高速公路服务区，如何适应建筑规范性、快速建造的发展要求，探寻成套节能技术是很好的出路。文章对季冻地区服务区建筑的围护结构节能做法进行探讨，配合一系列节能技术措施和合理的绿色能源供给，成为一套节能技术，符合我国公共建筑迈入节能 65%的进程要求。节能技术将会促进季冻地区的高速公路服务区建筑节能事业的发展，对我国高速公路行业和公共建筑节能事业均起到积极的影响。
参考文献（略）
