超高层建筑资源使用状况考察

——课题名称：高层建筑资源使用状况的分析

——班级：高二10班

——负责人：陈颖达

——课题组成员：张育 金霞霞 林亚婷 陈洁 曹莹

——指导老师：谢素兰

——课题涉及的主导学科：地理

——课题涉及的相关学科：数学、通用技术

——中文摘要：即使是如今，采用了不少新技术，其在资源使用方面也不容小视，我们在研究过程中也看到欣慰的一面——绿色建筑在近两年的星期和各国限制楼高的措施，由此想到近来不只在我国，也在中东等发展中国家的高楼热，便有了更为深刻的思考——这其实不是一种好现象，更多的是资源浪费……

——英文摘要：Even if is the present, has used many new technologies, it does not allow in the resources use aspect to look down upon, we also saw in the research process the gratified at the same time - - green construction limits Lou Gao in the near two year weeks and the various countries the measure, not only from this thinks recently in our country, also in developing nation and so on the Middle East tall buildings is hot, then had more profound ponder - - this actually is not one kind of good phenomenon, more is the resources waste ......

——关键词：高层建筑、资源使用

——研究解决的问题：通过对高层建筑的土地使用、地区经济效益与其本身耗材、耗能等方面进行分析对比、从而对高层建筑的修的利弊性作出权衡，公布结果使我们小组及其他同学对本问题有更深入的了解。

——研究问题的假设：高层建筑楼高与建材、耗能呈一定相关关系，且应为正相关。

——研究采用的基本方法：文献法、访谈法、统计法、假设、论证法、控制变量法

——研究的基本过程：①第六至七周：地点在学校，主要是确定课题，即时兴的大建高楼之风，从而引出高层建筑的利弊问题。第二节研究性学习课是确定研究目标，即利用高层建筑相应资料对课题进行探讨②第九周：地点在学校，主要是讨论可行性，写开题报告。

基本不走：我们在小组讨论中确定本次活动的最基本方法是文献法和分析法，讨论了课题可行性。忽略相对次要的方面商业附加值、旅游经济效益、地产投资市场夸大、周边地区经济拉动效益、区域规划和中心地设计对资源整合度，以及次要弊方面包括光污染、地带光照影响等，而突出主要的建筑建材、耗能及土地使用这个主要方面，从而去顶课题主攻方向。③第十一、十二周： 地点：计算机房，主要是利用google搜索相关资料。④第十五周：2007年11月：温岭市建设规划局：主要是访谈。⑤第十六至二十周：地点：学校、计算机房 主要数据整理，利用excel进行统计、分析。⑥第二十周（本学期）作出结题报告

具体内容如下：

循着取题——设案——分析——例证——导论的一般性研究方法，我们先对课题所要研究的内容进行了可行性分析。根据欧洲建筑协会提供的分析报告，我们将高层建筑建设阶段和实际使用阶段对人文、自然（主要是城市地区）环境的影响进行评估。筛选出六大因：电力、资金、水资源、燃气能源、建材和土地资源。而这六大要素中占主要的是电力、资金、水、燃气能源与建材，重要性分别为5、5、3、3、4。建筑阶段使用的占总材料50％的建材导致了48％的固体废物污染，使用阶段利用的占总能源使用量50％的燃气能源导致人类这回执照的50％的空气污染与42％的温室效应，同时使用了总水资源的42％（这里我们使用了控制变量法）。

这是总建筑业的情况，也是我们进行课题研究过程中的第一次数字统计。然而这又与高层建筑有多大的关联呢？根据附件一提供的建筑不痛高度风速测算（10m为2m/s 100m为3m/s，400－500m为5m/s以上）温度随高度变化（每100m下降0.6-1℃）测算，伴随建筑向上的高度的各种物理因素是非线性变化，则相应用于维护建筑结构体系稳定的建材极可能是指数型。我们由此提出初步假设——建筑资源使用随楼高变化趋势为指数型增长。

接下来是第二步工作：资料分析。由于网上专业的建筑资料很少，而且建筑投入、资源使用随地区差异较大，但相应于同一区域或是同一数量级高度的建筑来说，差异就小了不少。

从整个行业的角度来说，其相应于高层部分的资源使用就有一格笼统的、大致的结论。为了研究方便，同时也更便于直观地表现出我们所要研究的资源使用状况问题，我们组选择了世界十大高层建筑作为研究对象，记录相关参数并进行数学统计以得出结论。

方案简述如下：①设定各资源使用量y在350-500m范围内随高度x变化的函数关系为y＝ax²+bx或y＝kxⁿ（∵y关于x非线性相关，而且在2次以上时只有y＝f（x）关于y轴对称时才符合实际数值，故设），a、b、k、n随应求资源使用量变化而变化，只要证明对于任意资源对象，总有k、n构成y、x关系即可。②抽取10大建筑中混凝土高度与建筑面积数据，以及资金投入、用钢量等数据③先将各数据进行整理排列，用Excel对排列后汇出的散点图添加趋势线，做出y＝ax²+bx（a、b可先求得）及y＝kxⁿ查看那条曲线与趋势线更吻合，完成前文的题设④将个资源使用与理论建筑面积（即建筑表面积）相除，后得10个数据进行加权平均，即可反映高层建筑资源使用基本状况。关键仍在于资料的收集。

方案虽貌似简单，但我们组从2007年10月份开始，到12月份基本结束。我们组3名同学查访320余个网站，费了合计10天（国庆3天+双休日7天）时间进行统计分析前后2个月完成此课题，中间的11月份同时还筹划了一次到建设局的采访，以使我们的研究性学习更具科学性。

鉴于中间过程大多在计算机上运行，所以只能得到一些结论。所以求得的a、b、k、n仅供求参数用，而无实际意义（a＜a＜1、b＞2、k＜0.001，n为无定域）

求得的每平方米资源使用单位不一，直接用于求高层建筑占总建筑业资源使用量的统计，相关数据记录在“研究过程实录”中。

——研究获得的结论：为时一学年的研究性学习中我们从各种渠道获得了较多关于高层建筑耗能、耗材方面的资料并折合成统计图形式，数据现实高层建筑在资源使用方面存在巨大的浪费，集中体现于钢材等使用及用电方面。其单位面积的资源使用约合一般建筑的2-5倍，而安全系数则普遍偏低。大量建筑高层建筑虽从某一角度讲节省了土地资源，但在广义角度说反而造成低效益、高耗材的结果，从而造成财政空洞。因而日前国内时兴大建高楼之风除了满足地方官员的政绩观外没有任何所谓拉动经济增长的正相关效益，而这种风气值得我们警觉。这也是我们小组对学习结果进行部分定量、主要为定性分析后公认的结论。

——研究的结果分析：数据显示的结果证明了我们的猜测。各资源使用在高层范围内几乎是指数型增长。仅钢材使用便是惊人。试举一例；若金茂大厦的长宽比为1：1，使用的钢材量将达到35000t。高度为420.5m，而高为443m西尔斯大厦用钢竟达76000t。从另一个侧面，根据②④的测算，同样的建筑面，高层建筑在资金投入上是10－20层（主题建筑）资金投入的近2倍，维修是原资金投入的1.6倍左右，其他资源使用在每平方米也是一般主题建筑的1.2倍。举帝国大厦来说，102层大楼使用了36万吨钢（考虑到1930s在高楼设计中未使用束筒结构体系，用钢比后来的要多1.2倍，且本用3公分厚钢板足够了的用了3.25公分。1000万块砖块、80万公里长电缆与电线、192公里长的管道；1600公里长的电话电缆，6500扇窗，1860阶台阶，73部电梯……

——课题小组的建议或倡导：各地政府应当放下高傲的面具，不让“高楼风”有抬头之势。

楼不是造的越高越好。数据表明，高楼带給我们的负面效应远大于其经济效益！！我们要做的是合理利用资源，切实落实可持续发展，而不是一味追求世界第一！

——研究及完成报告中，每一课题组成员的具体工作

张育、金霞霞——资料查找

          林娅婷——洽谈

          陈洁、曹莹——整理资料、统计分析

          全体成员——数据整理、分析结果、提出解决措施

          陈颖达——阶梯报告         

          谢素兰（老师）——综合指导

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  组长陈颖达心得：

们在为期2个多月的研究学习中收获了不少，在实践中学会了辩证性的理性思考。也学会了如何运用科学方法，协力去完成一次体验科学实践的旅行，正是我们研究性学习意义之所在。

林亚婷的心得

有了高一时的陌生，如今对于研究性学习，我已经有了一套属于自己的方法经验，和以前一样，我这次也参与了材料的分析串联等工作，另外我还当了一回记者，作了一次洽谈，采访了温岭市建设规划局的领导，可谓收益颇丰。

不同于上几个学期的选题，我们组这次选择的是有关建筑的问题，这相对来说比较学术化，而且对我们的只是面也是很大的考验，但大家一致认为，既然要研究，就得深入。得真的学得东西，首先，我们讨论了与建筑相关方面的问题，如果建筑物的牢固稳定晨读，建筑物的高度，材料以及各方面间的影响联系，然后结合温岭建筑的世界，从大家能力有限出发确定研究的选题。第二步就是查找资料，而我们要做的是将查的的资料进行删选，分析和串联，坦言之，这不是一件易事，它需要我们用大量的时间去熟悉材料的内容，需要我们花很大的功夫决定材料的取舍，所以，我们认真的付出了，希望也能收获成功。

值得一提的是这次我被我们组派去采访了温岭市建设规划局的一些领导、建筑专家，虽然很紧张，采访也很生涩，但从与他们的谈话中我了解到了温岭建筑工程中所存在的问题以及今后政府对次的相关措施，有了这份权威性的谈话内容记录，它使我们的研究性学习显得更具说服力。

总的来说，这次的研究性学习使我深刻意识到了态度的重要性，态度决定一切，只要组员间认真严谨对待选题，脚踏实地地深入研究，看似生僻的内容也能被做的很好。

于付出中获得，这就是组合词研究性学习后我的心得。

  张育的心得

于高层建筑资源使用状况的研究，对于我们这些初生牛犊的学生，也许是我们的一个挑战。因为这个课题听起来就很学术化，但我们也是这个世界的一分子，也有权为某些不良社会现象而担忧，基于种种原因，我们选择挑战自我。

在这次的丫牛过程中，我负责的是资料的查找，和以往的资料查找不同，我发现这次的资料特别难找，因为组长的要求是不要全部是那些高层建筑，也应研究普通大厦的资源数据。不过网上关于这方面笼统的理论性资料很少，而世界著名高楼的介绍却泛滥。像帝国大厦、金茂大厦、吉隆坡双子星大楼、台北101等。鉴于资料来源的限制，我们将钟点放在高层建筑上。

通过资料不难发现，高层建筑表面上也许象征着一个地区的富有，但其建造过程中，涉及到的资源、人力、物力、财力都相当骇人听闻。最初，建设高楼是为了节约土地、资源，但现在过高的楼其在资源方面比如钢筋，混凝土的使用）早已失去了初衷，这样还是节约资源吗？不仅如此，高层建筑后期产生的光污染对环境也有巨大的影响。也许它在投入使用后会有无限的经济效益，在一定程度上激活地区经济，但比较不利的方面，难道不是弊大于利么？

今年来，各个国家都宣传要可持续发展，但这样大肆争建世界第一高楼难道就是对可持续发展的时间吗？我们需要沉思。

也许我们小组的研究是微不足道的，但因为我们共同的兴趣，有着对某些社会现象的无限热情，谨此表达我们作为社会一分子的责任。此次实践，让我再一次体会到了人多力量大的深刻含义，在过程中，我们小组几级套路，分工，再次提高了我们在社会实践能力和自身素质。I enjoyed this process！

  陈洁的心得

是负责整理资料和统计分析。高层建筑消耗分类资源排放总量比普通建筑要多的多。我们是否真能确定建筑带来的利多于弊。也许这种建筑热只是受经济增长的冲激，而对于其他的实际价值，我们也抱有怀疑。不过高层建筑的崛起，也是我们值得骄傲的。这一点我们可以从张育和金霞霞找到的资料可以看出。

这一次研究性学习，我们小组各个成员分工合作，比前两次更有头绪，也知道从何处开始着手。这样才比以前更高效快捷地完成研究性学习的相关内容。从中，我学会了团结合作，相互帮组，严谨的工作作风，谦虚的学习态度等。我想在这几次研究性学习当众，我学会的处理工作方法、心态等都会对未来处理事情当众起到帮助的。

这一次对高层建筑的仙骨干研究也使得我得到以前没有接触过的东西。了解世界十大高层建筑的相关内容。组员们收集的资料，很好也都帮助了我更深入地去理解、体会。当我看到收集资料中的高层建筑的高度统计，看到台北101大楼是当今世界的最高层建筑，看到大陆的金茂大厦也排在前几位，我感到骄傲和自豪。也希望有一天能站在台北101的最顶层眺望。看到祖国的经济日益发达，是一种多大的优越感啊！不过对于资源的合理利用问题也是值得重视的。我们组员只是为这个问题作了一些分析。

  曹莹的心得

次的研究性学习不同于往常，我们研究的是“高层建筑资源使用状况。”当组长向我们提出这一课题时，我便最自己感到怀疑：“我能将自己的任务很好的完成吗？”毕竟，建筑学对我来说是一个陌生的学科，我对这个一无所知。

但经过这一段时间的学习和研究，我发现我还是能将这个做好的。

在此次的研究性学习中，我是负责整理资料统计分析的。这需要我对研究的内容有一定程度的了解。于是，我和陈洁就上网查找相关资料，了解相关的一些内容，防止我们在整理资料和统计分析中出错。在整理和统计分析过程中，我们对所查找的资料进行分类，运用所学的数学以及相关知识进行统计、建档。

本次研究性学习，让我受益匪浅。通过学习不仅让我学到了知识，还培养了我们研究和运用知识的能力。同时，这次活动让我明白了团队合作的重要性。通过组内每一个成员的努力，才能是我们圆满完成此次活动。所以说团队合作精神对一个团队来说是非常重要的。

金霞霞心得

们小组研究的课题是建筑。世界上的建筑琳琅满目，风格迥异。而我们关注的是建筑的高度和资源的使用问题。

通过这次的研究性学习的实践，我们认为建筑的高度不宜过高，否则对资源的耗费太高，使用效率比较低。这个结论由我们几个组员共同调查研究所得。在完成这次的实践活动的过程中，我们不禁丰富了我们的知识，也学会了更好的分工和作，我们相信互相帮助，通信协力，才能将一件事做到最好。

——每一课题组成员对同组另一成员的评价

组员 金霞霞 对 张育 的评价：

    组员张育同学负责收集资料，这是一项核心且艰巨的任务，张育同学，不测辛劳，细心地收集广泛的资料，为我组的研究行学习作出不小的功劳。

组员 曹莹 对 陈洁的评价：

    本次研究性学习作得最认真的就是组长——陈颖达了。而我要评价的是我的搭档——陈洁。通过和她的合作，使得我们的任务圆满的完成。在工作过程中，她的认真，执着的态度及那求真务实的工作作风深深地影响着我。

组员 陈洁 对 陈颖达 的评价：

       在工作过程中，主力军陈颖达同学，他先对当前的整个建筑局势进行分析，提出了合体的理释，給出了整个研究性学习的脉络。让我们对于这个研究性学习的课题有了大致的了解。当然这也需要合适的理论论据，张育、金霞霞在网上找到相关资料，将资料的范围缩小便是我和曹莹的工作了，之后，我们组员经过探讨提出了对当今局势还不了解的东西，这就需要林亚婷同学洽谈，通过专家的分析，补答，之后陈颖达进行结题报告。谢素兰老师综合指导。我认为大家工作都相当认真！

组员 张育 最 陈颖达 的评价：

    在这个漫长的研究性学习过程中，组长陈颖达的高度责任感让我深受感动。从起初的商讨研究课题，他便已经开始对小组的租到作用，几级地推荐各种研究课题。经过阿组员的激烈的讨论后，终于确定研究课题。于是，他又根据我们组员的不痛特点和条件，分配任务。当我们在这个过程中遇到困难时，他总会立即放下手头的工作对我们伸出援手。在写结题报告时，他有事费心费力，积极利用课余实践对我们整理的资料进行总结。在这个过程中在这个过程中，组长功不可没，因为他的正确领导和带动作用，使我们组员的热情高涨，按时顺利地完成任务。这是一位真正有能力的组长！

组员 林亚婷 对组员 张育 的评价：

    大体上，本学期的研究性学习大家都作的很认真，组长陈颖达更是榜样模范，而我最想评价的是组员张育，她负责将我们组的各项资料上传，显然这是一份苦差。因此，她的付出让各组员都很感动。

——指导老师的意见及评价：

     总结近两个学期以来，A1小组成员在研究性学习方面作出的努力是有目共睹的。

期间小组内各成员分工合作，秩序井然。时间安排合理，及时給出了详尽的结题报告。

评价：优

谢素兰

——附件：

附件共计三项：

详见附件

附件一：资料源.doc  附件二：链接材料.doc   附件三：研究过程实录.doc