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在工程设计中,其建筑和结构方案的选择对建筑的直接能耗有较大影响,如建筑方案中的平面布置为内廊式还是外廊式、进深与开间的确定、立面形式的选择、层高与层数的确定、基础类型选用、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。中国住宅建设用钢平均每平方米55公斤,比发达国家高出10%~25%,水泥用量为221.5公斤,每一立方米混凝土比发达国家要多消耗80公斤水泥。据统计,在满足同样功能的条件下,技术经济合理的设计,可降低工程建造直接能源消耗5%~10%,甚至可达10%~20%,如某无线电厂的多层框架结构厂房(4层),设计单位按常规设计为独立基础,由于多层厂房荷载较大,致使独立基础的单体尺寸较大,埋深较深(-3.2m),事后经其他设计人员分析如采用柱下条基,可节约大量的砼,并可降低埋深减少土方开挖所消耗的机械能耗;某综合办公楼,在优化设计中,因改变原先设计中的普通钢筋为带肋钢筋,单此一项优化设计,共节约钢筋1000T,钢筋总节约率达30%左右。
2、设计方案影响建成后使用的能耗
建筑是牵涉到很多专业的复合体,并且完整的建筑节能工作包括了从最初的规划、方案到设计、施工,以及多年的运营使用,直至最后拆除重建的全生命周期过程。但以往只注重直接建造成本的降低,轻运营阶段能耗的使用情况。从住宅使用过程中的资源消耗看,与发达国家相比,我国住宅使用能耗为相同技术条件下发达国家的两到三倍。2020年,中国的建筑能耗将达到29430亿度电,比三峡电站34年的发电量总和还要多。现在,我们必须用全寿命周期的节能理念对建筑进行优化设计,即以较低的寿命周期能耗实现必要的功能,获得丰厚的寿命周期经济效益。所谓寿命周期能耗是指整个寿命周期过程中发生的全部能源消耗,包括建设、使用、维修、残值及清理等阶段所发生的能源消耗。设计不仅影响项目建设的一次性能耗,而且还影响使用阶段的能源消耗,如暖通、照明的能源消耗、清洁、保养、维修等,一次性建造能耗与经常性使用能耗有一定的反比关系,但通过优化设计可努力寻求这两者的最佳结合,使项目建设的全寿命费用最低,全寿命能耗达到最佳经济合理状态。建筑节能优化设计的途径主要是通过围护结构保温和气密性能的提高,以及采暖空调设备能效的提高等等,来达到减少空调和采暖等能源的消耗。在方案设计当中,建筑师需要对建筑的方位、体型、朝向进行优化,必需要为充分利用自然风、阳光等自然资源创造条件。同时,也必须对建筑材料优化;外墙、楼板、分户墙、屋面、玻璃、窗框的设计等都需要量化与优化;窗墙比须要以节能和居住舒适度为前提进行优化。从方案设计开始到初步设计,工程师需要根据不断调整的设计方案模拟量化建筑的能耗情况、计算空调和采暖设备的装机功率,比对各种影响因素,最后向客户提供最佳的设计方案。例如,在空调与采暖设备的市场上,各种品牌各种型号使消费者眼花缭乱。空调设备有空气源热泵、地源热泵、风机盘管、地板采暖、辐射制冷、采暖系统、户室中央空调、变频机组、水系统、冷媒系统等等。这些空调系统的初投资和运行费用大不相同,那么通过模拟量化,计算出初投资的费用、每年的耗能量、能源费用,消费者或者项目开发者就可以很容易地作出正确的决定。例如北京的一些奥运场馆中,为减少能耗,设计者没有采用普通的新风系统和空调系统,而是经过多次优化设计,寻找最佳节能方案。为实现自然通风和改善室内环境,采用了智能电动窗,很好的解决了新风问题;在场馆空调设计中(包括“水立方”和“鸟巢”)都采用了由美国联合技术开利公司设计的节能空调系统。该系统通过热回收技术在空调系统中的应用,节能率为10%。该系统在冷水机组上加装了热回收装置,在空气处理机中采用了新型热管热回收装置,可以回收场馆排放总热量的50%,回收的热能一部分用于加热游泳池水和生活用水,另一部分用于加热新风。
二、现阶段推行优化设计运作困难的成因
1、政府主管部门对建筑节能优化设计监控不力
长期以来,主管部门对设计节能成果缺乏必要的考核与评价,有的仅靠图纸会审来发现一些简单问题,仅仅是一些新材料或空间布置的一些规定。缺乏对方案的节能性方面的系统审查要求。建筑节能设计首先是一个系统设计问题,它绝不是多项节能技术或者节能设备的简单累加,它需要定量化。例如,人们在市场上可以买到节能空调、节能玻璃、节能热水器、太阳能热水器、墙体保温材料等等,但是这些材料与设备如何使用、使用哪种型号、用量多少、所起到的作用是什么就需要通过量化整合来完成。集思广益,从多方面影响因素出发,以最低的投资、最佳的手段完成并达到节能设计目标。所以建设主管部门监管的同时,应增加人员配备和审查力度,对设计节能成果进行量化全面审查。
2、业主要求优化设计的意识不强
目前,业主往往把控制重心放在施工直接投资环节上,而对建成后使用运营成本及节能优化设计环节重视不够。其原因:一是对设计对投资影响的重要性认识不够,只看到搞施工招标,投标价要低于标底价、施工单位要让利等,殊不知选择一个优秀的设计单位进行设计方案的优化会带来更大的节约;二是对建筑节能的认识不到位,没有一个节能环保绿色建筑意识。
3、建筑节能优化设计的开展缺乏必要的压力和动力
由于缺少建筑节能优化设计与企业和公众的直接经济利益联系,使得节能工作缺少内在经济利益推动力,政府部门建筑节能管理工作还存在体制不顺、监管体系不健全,造成执法不严、监督不力,国家政策不配套,缺乏激励机制和工作力度。对一些国有投资建设项目,有关行政审批单位在审核初步方案时,只注重设计的建设规模和投资限额,对方案的经济合理性和节能性不做深入研究分析;另外,由于现在的设计收费是按面积或按造价的比例计取,几乎跟建筑节能和设计质量的优劣无关,导致对设计方案不认真进行节能分析,而是追求高标准,造成能源浪费。相反,设计单位即使花费了较多的人力、物力,优化了设计方案,给业主节约了投资,也不能得到应有的报酬,有时设计费反而变少了,从而挫伤了优化设计的积极性。
三、搞好优化设计的几点建议
1、主管部门应加强对建筑节能优化设计工作的监控
为保证建筑节能优化设计工作的进行,开始可由政府主管部门来强制执行,通过对设计节能成果进行全面审查后方可实施。政府主管部门不仅需在技术法规与标准相结合方面做出努力,而且还需要政府以技术法规的形式提出必须严格控制的最基本的技术指标、技术要求、功能要求,可以导则、指南、技术标准等标准类技术文件予以体现。利用主管部门的职能,总结推广标准规范、标准设计、公布合理的技术经济指标及考核指标,为优化设计的进行提供良好服务。建筑节能技术新规范逐步从控制单项建筑维护结构(如外墙、外窗和屋顶)的最低保温隔热指标,转化为控制建筑物的实际能耗。新建建筑必须出具建造耗材经济指标、采暖需要能量、建筑能耗核心值和建筑热损失计算结果,特别是建筑结构热损失计算结果。建筑能耗总量(包括供暖、通风和热水供应)和建造能耗值只有满足其对应的节能标准才被允许开工及竣工验收。在竣工时,建筑开发商必须出具相关部门的一份“能源消耗证明”,证明清楚地列出了该住宅每年的能耗,及节能等级。以上措施,必须逐步实施,特别是国有投资项目要先于执行。
2、以政策扶持拉动建筑节能优化设计
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一、暖通空调概述
1.暖通空调的工作原理
暖通空调的主要工作原理是制冷剂在空调制冷机组内的蒸发器中与冷冻水进行热量交换发生气化,这一过程会使冷冻水的温度降低,被气化后的制冷剂在空压机的作用下,会形成高压、高温的气体,当气体流经制冷机组的冷凝器时,则会被来自冷却塔的冷却水所冷却,从而是气体转变为低压、低温的液体,与此同时,被降温后的冷冻水经由水泵被送至空气处理机的热交换器中,随后与混风进行冷热交换形成冷风源,最后经由送风管路送入到各个房间。通过这样的循环过程,在夏季房间内的热量会被冷却水带走,流经冷却塔后释放到空气当中。
2.空调供水系统
通常情况下,冷冻水系统内的冷冻水管道均为循环式系统;变流量系统按照组成装置的不同,可分为相对变流量和真正变流量两种,其中真正变流量可以充分发挥变流量系统的节能潜力。
3.空气处理单元
在空气处理单元中,新风与部分回风经混合后形成混风,当混风经由热交换器冷冻水进行热交换后则形成送风。冬季时,混风能够吸收能量,从而是温度升高,夏季时,随着混风温度降低,送风进入室内后会与室内的空气进行热量的传递,最终将温度调节至房间所需的设定值。此时房间内的气体在排风机的作用下与新风混合后,重复上诉过程进行循环。由于混风和冷冻水的热交换过程是在热交换器中进行的,因此,热交换器属于暖通空调空气处理单元中较为重要的组成部分。当热交换器的工作状况处于部分负荷时,与设计工况是不同的,而在实际使用中,大部分时间热交换器都是处于部分负荷状态,也就是说其基本都处在非设计工况下工作,所以在进行设计时应尽量了解热交换器的这一特点。
二、暖通空调工程设计优化的重要性
其一,对暖通空调工程进行优化设计,不仅可以满足人们对工作和生活环境舒适性的要求,而且还可以使工作效率和生活质量有所提高;其二,由于暖通空调工程属于整个建筑中能耗较高的部分,所以对其进行优化设计,可以起到节约能源、提高能源利用率的作用;其三,随着直接数字控制器(DDC)、变频技术以及能源管理控制系统等的广泛应用,使暖通空调工程的优化设计策略和控制技术相辅相成,在节能降耗的同时,能够更好的对暖通空调系统进行指导和控制;其四,基于大部分暖通空调工程在设计之初,没能很好考虑季节变化、时间以及房屋的朝向等问题引起的冷负荷变化,致使这样的设计难免会造成能源的浪费,而对暖通空调工程进行优化设计后,可以从根本弥补这一缺陷,并且还能降低事故的发生几率;其五,由于在进行暖通空调设备选型时,通常都是按照设备的最大负荷进行计算的,并采用固定工作时间的方式运行。但是在大多数情况下,暖通空调都不是处于满负荷运行的,同时由于多种因素的影响,如阳光照射、建筑外部环境的温湿度、房间内部的负荷变化等,一旦采用固定工作时间运行,必然会导致设备的使用效率低下,使能源大量浪费。因此,为了调整空调系统的运行时间,作为施工单位,对暖通空调的运行比较了解,就必须配合设计人员对暖通空调工程进行优化设计,从而确保空调系统的运行效率,达到节约能源的目的。
三、暖通空调工程的优化设计方法
1.控制策略的优化
由于空气处理机的直接数字控制器(DDC)基本都是采用PTD进行控制的,所以选用一个较为合适的PTD参数能够起到促进空调系统稳定运行的作用。PTD的系数高,可以使室内温度较快的达到预定值,反之这一过程会较慢,但也并不是说PTD的系数越高就越好,一旦系数太高时很容易引起DDC控制器失稳。虽然PTD可以解决大多数场所的空调控制问题,但是有些特殊场所仅靠较高的PTD系数提高空调系统对负荷变化的响应速度是很难解决问题的,比如影剧院等大热惯性场所,对于这样场所可采用双级控制,即将温度传感器分别安装在室内和送风道上,由主DDC控制器完成室内温度的设定,而水阀的驱动则可由副DDC按照主DDC以及风道传感器的指令来完成,基于风道温度变化的速度要快于房间内温度的变化,采用这样的控制方式可以加速空调系统对温度波动的响应。在实际工程设计中,可以根据不同情况的需要,选择不同的优化控制,从而达到最优的效果。如,写字楼、大型商场等场所,夏、秋季在清晨时通过控制程序启动空气处理机,并利用室外的凉风对室内进行全面换气预冷,这样做不进可以节约能源消耗,而且还可以提高室内空气的质量。
2.控制权的优化设计
在某些特定的场合,如会议室,如果可以将空调或是通风系统的参数设定功能放置在现场,那么则能够更加符合用户的需要。然而DDC本身却并具备这样的功能,必须添设专门的部件才能实现。为了实现这一功能必要时可以添设VRV控制面板的设定器,它可以给用户带来极大的方便和舒适性。
3.DDC的优化
由于DDC控制系统的处理能力是不同的,所以应根据各个场合不同的需要,选择合适处理能力的DDC,如热力站监控点、冷冻机房等密集场合应优先考虑采用大型的DDC控制器,以减少控制器间的通讯和故障发生的频率;对于通风机、新风机、空气处理机等通常采用中型或小型的DDC即可满足使用需要。目前,可编程逻辑控制器(PLC)的发展速度较快,其应用范围也越来越广泛,因此,在暖通空调现场设备优化控制工程中,可适当加以采用,优化效果也是比较明显的。
4.控制网络的优化设计
在满足灵活性和可扩展性的基础上,空调系统控制网络的拓扑结构应尽量清晰、简化,无论是采用RS485总线或是LonTalk总线的控制网络都应如此。由于分级多、分支多的网络管理较为复杂,而且可靠性也比较低,虽然LonTalk总线在理论上能够组成任意的网络拓扑结构,但是这种设计具有很大的随意性,一旦运用不当,在工程实践中可能会有一定的技术风险,从而使空调系统的成本增加。因此,在没有特殊要求的工程中英尽可能使用RS485总线的控制网络,并采用手拉手环网的布线方式。
5.BAS监控中心
BAS监控中心主要负责的是监控整个空调、通风以及动力系统的工作状态,通常与安保监控和消防控制等系统共用一间机房,而该机房一般都离冷冻机房、锅炉房较远,在这里对空调系统中的关键设备进行远程操作显然是不合适的,因此,建议在冷冻机房和锅炉房现场控制室另设一台监控分站,并由该分站负责监冷冻机、锅炉监控功能,同时该分站授权局限为冷热源设备。
五、结论
能源目前显得比较短缺,特别是现在使用空调的人逐年增多。空调自身的含氟制冷剂本身就会导致臭氧空洞的形成,而且空调工程的高能耗问题还会产生更多的二氧化碳,引发一系列的环境问题。这就更要求我们去寻求一条节能的道路,来适应社会的发展。因此,研究空调的节能问题显得尤为迫切且重要。
参考文献
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现今社会,资源问题已经成为一个阻碍我们社会经济发展的重要问题,因为我们要想发展就离不开资源这一基础,它是促进我们的生活不断发展的动力根源。但是,我国目前的资源现状不容乐观,除了土地资源,矿产资源的严重不足外,我国的水资源也十分匮乏,水是我们日常生活中最常用的资源,水的缺乏已经成为长久以来困扰我们生活生产的主要原因。
基于此,我们了解到,我国的水资源现状已经不容乐观,水的短缺已经是十分棘手的环境问题。但是,另一方面我们也发现,我国的灌溉率十分低下,与水资源贫乏的现状及其不协调,数据表明,西方国家的水资源灌溉率高达百分之八九十,而在我国只有百分之四十左右。所以,我们一定在节约水资源,优化灌溉设计,在设备和灌溉过程中进行节水的设置和调节,这是最根本的节水方法。只有这样才能从根本上节约水资源,提高灌溉效率,提高水资源的利用率,达到可持续的发展。
2.节能节水的优化设计
2.1节水灌溉当下存在的问题
就拿我们生活中的城市绿地灌溉来说,经常会出现水洒到人行横道上的情况,这不仅浪费了本应该浇灌给花草的水,还妨碍了行人的正常通过,还造成一些绿化缺水的情况,造成这样的情况主要是因为喷头的设计问题,所以这个问题需要我们的关注。另外,由于缺乏专业的设计人员的施工人员,导致虽然有良好的灌溉技术却得不到很好应用的情况,目前,我国的灌溉技术正处于一个发展的阶段,但是还没有一个非常完整的规模。因为缺乏规划工作者和熟练的技术人员,反而会使灌溉设备受到损坏,灌溉的过程中又浪费了水资源。具体来说有这些问题:首先,由于对灌溉的场所没有全局的把握和勘查,使得灌溉系统发生过喷以及漏喷的情况;其次,一些材料的选取不当,在增加成本的同时还不利于灌溉;再者,对过滤系统的忽视容易使喷头发生堵塞,严重的情况会使整个灌溉系统无法工作。
另一方面,由于科学水平的不断进步,灌溉水平也随之发生了明细地变化,自动化的灌溉系统也逐步应用到实际的工作中,但是需要提醒的是,目前我们对于如何控制系统的自动化的水平还有所欠缺。自动化灌溉系统可以自动收集风速,雨量等各方面的数据,然后进行自动化处理,得出应该灌溉的时间和具体的灌溉量,所以它可以大大提高灌溉的效率,使每一滴水都发挥最大的作用,一旦有设备发生故障,自动监控系统就会自动发出警报提醒,从而维护整个系统的稳定工作。在加强对自动化系统的进一步认识的同时,还要注意设备的后期管理工作,现阶段我们缺乏对设备的管理,这也就导致了一系列的问题出现,所以应该注重这方面的缺陷。
2.2节能节水优化设计的原则
首先,需要考虑到应该采取哪一种灌溉技术,应该选择什么样的设备,当然这还是需要由实际情况来决定的。要提高灌溉效率,满足灌溉的需要,就应当系统的研究对节水灌溉系统,结合实际条件做出可行的选择。
其次,还需要考虑到对生态环境的影响,不能只考虑经济效益而忽视对环境的破坏,在设置灌溉方案时还应该考虑到不破坏环境,保持一定的社会效益,这样才是符合科学发展的要求的。
最后,要详细的分析影响灌溉系统的一系列因素,由于这是一个涉及多方面的负责系统,所以一定要做全面的考虑,一定要把整个系统看做一个有机整体,对各个部分都进行合理的设计,这样才能保证整个系统的高效运作。
2.3节水灌溉的具体方式
研究城市的绿化灌溉,首先我们应该清楚,不同的灌溉手段造成的灌溉强度是不一样的,所以可以根据实际的需要来实施不同的灌溉方式,灌水利用率应该是我们最关心的一个部分,不同的技术利用率也不同,相比之下,微灌的利用率最高,可以达到百分之五十到百分之七十。与此同时,我们还需要考虑的是节水的时候还要保证灌溉的有效性和安全性,要保证灌溉的目的的实现还有整个灌溉过程的人员操作的安全性。
下面我们来看看节水灌溉的具体类型:
第一:喷洒灌溉,它的工作原理是借助设备的压力把水喷洒到空中,然后由水自由降落到地上。绿地喷灌是参考土壤的条件,气候的情况针对不同的植物进行的灌溉,能够减少灌溉水的流失和渗漏,提高灌溉率,提高水的利用率,而且它的适用范围广,没有什么特殊的限制,所以被广泛的应用。此外,它还能带来意料之外的惊喜,形成一些特殊的景观效果,改善小范围的气候,改变空气的湿度。这种方式对于灌溉密植的低矮植物特别合适,能够达到节水的效果。城市绿地喷洒灌溉的适应性较强,省时省力,还能有效的达到灌溉的目的,维护灌木的水分,但是它的前期投入比较巨大,对于设计的要求十分严格,而且容易受到天气的影响。
第二:微灌。这是一种较为新型的灌溉方式,它是根据需水量的不同,通过一种特制的灌水装置,把水和一些养料以合适的流量强度直接均匀的输送到植物的根部。微灌比较适合农作物的灌溉,农作物需要的养分和水都能够及时地补充,而且浪费的要少。在园林灌溉中也开始不断尝试运用。微灌的灌水率要比喷灌高的多,高达百分之九十多。微灌不同于喷灌与地面灌,它只是局部的灌溉,但是水的利用率要高的多。它的劣势是工程投资比较高,所以并没有被广泛的投入使用。所以要想使其发挥作用就可以将其和喷洒灌溉结合使用,这样既可以节水又降低了成本投入,同时还可以形成不同的景观效果,一举三得。
微灌还可以分为滴灌和渗灌。滴灌就是一滴一滴这样的灌溉,它比较节水节能,将管网延伸到地面上,这样就有效的保持了作物在需要水和养分的时候能够及时送到而且不浪费。大大提高了利用率,损耗也比较少。现阶段,滴灌技术主要用于名贵植物的灌溉,在其他地方运用是比较少的。还有一种就是渗灌,这是现今大家所认可的最经济、最节水的灌溉方式,它是把透明管道埋在地下,然后通过这个管道把水和养料输送到植物的根部。它不存在其他灌溉方式的水土流失和水的浪费问题,与此同时,渗灌还能促进土壤的疏松,提高土壤肥力从而提高农作物的产量,所以这种灌溉技术得到大力的推广,不断增加其在农业灌溉中的运用。但是在城市灌溉中还没有大规模的实施,以后可以有这方面的拓展,增加这种灌溉方式的覆盖面,达到节能节水的目的。
3.结语
因为我国正处于经济飞速发展的特殊阶段,无论是生产还是生活都需要大量的水,所以必须得提高水资源的利用率,在灌溉方案的设计时,一定要优化节能节水的功能,最大程度发挥水的灌溉作用。节水灌溉的能力不断增强,设备不断更新,方法不断进步,选择专业的人员进行优化设计和施工操作,从而提高灌溉系统的灌溉率,提高水的利用率,也缓解了工作人员的工作压力,从而保证灌溉的预期效果,最主要的是达到合理利用水资源的目的,实现可持续发展。
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1.2 具有合理的体形系数。在住宅体形设计时,应注意用最少的围护结构面积形成满足功能要求的室内空间体积,外墙表面积越小越有利于建筑节能,其意义在于减少不必要的墙体外表面积,避免热损失, 节能住宅体形系数宜控制在0.25到0.28之间。
1.3 优化建筑单体的组合方式。建筑单体之间的组合对气流的形成具有直接的影响,为此设计时要确定好建筑物的位置和朝向,尽量减少气候因素对围护结构的影响。
1.4 在总体规划设计中,应合理选择热源形式,优化布置室外供热管网,以减少热传输的损失。
2 建筑平面设计中节能的优化设计考虑
2.1 平面形状应规整,尽量减少护结构面积,增加冬季直射室内的阳光,夏季减少太阳辐射。合理组织穿堂风,加强空气对流,创造夏季适宜的室内小气候,以达到使用便利、环境舒适的效果。
2.2 热环境的合理分区。把热环境要求较低的厨房、厕所、过厅等布置在北向,而尽量争取将居室布置在南向,充分利用太阳能,保持冬季室内有较高的温度;应适当减少北窗开窗面积。
3 改善围护结构及材料的优化设计考虑
建筑围护结构,包括墙、窗、门和屋面、地面。围护结构必须平衡通风和日光的需求,并提供适合于建筑地点的气候条件的热湿保护。围护结构的设计对于建筑在运行中的耗能是一个主要因素。具体的优化设计考虑如下:
3.1 门窗节能设计。外门窗是耗热的重要渠道,是节能的重点部位。在我国,仍有80%以上的窗达不到节能要求。优化设计时应注意:
3.1.1 确定合理的窗墙比
窗户对住宅热环境的影响相当大,它既是太阳辐射的得热部件,又是主要的失热部件,合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。
另外,应减少、改善迎背风面开窗面积的比例,从夏季自然通风角度考虑,迎风面和背风面,窗户开洞面积应有一定比例,其比值约为1:0.7,既减少了冬季寒风的渗透,有利于室内保温,又增加了夏季的渗透通风,改善了生活环境的舒适度。
3.1.2 专家们指出,窗户的传热系数约为墙体的,3-4倍,只有门窗达到每小时每米缝长的空气渗透量≤2.5m3才能达到节能优化设计,为此,要利用新型门窗材料,改善保温隔热性能。
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1、建筑节能的概述
建筑节能,在发达国家被广泛称“为提高建筑中的能源利用率”,在保障提升建筑本身的人文性舒适性的基础上,合理而科学地使用能源,提升能源利用率它具体指在规划设计改造及使用等过程中,认真执行运用节能标准,采取节能式的建筑技术建筑工艺建筑设备建筑材料及建筑产品,提高建筑本身的保温隔热功能和采暖供热等方面的运转效率,加强能源消耗的科学管理,利用新能源等环保资源,在保障建筑内人们热环境需求的基础上,减少建筑物供热制冷制热照明供应等方面的能耗。
2、节能优化设计的必要性
人类历史以来,住宅建筑作为抵挡恶劣自然气候天气的一种掩体存。在近代工业革命后,随着社会经济与科学技术的发展推动,人类逐渐在住宅建筑中考虑生活的舒适性与人文性的需要。所以,近代以来,各种新式的建筑类型采暖采光等设备相继出现,并使人们的居住环境日益人性化舒适温暖如春然而,这些是建立在大量耗费能源的基础上的,于是,环境污染气候变暖等世界性难题相继出现并引起了人们的深刻反思。20世纪后期,随着科技的进一步发展与环保思想的深入人心,在能源与环境问题成为世界与时代难题的同时,“环保”“节能”意识及观念逐渐出现并成为了人们关注的热点。
近年来,虽然我国国民的节能意识有所上升,国家政策法规也在加大鼓励与支持力度,然而,由于建筑节能的技术与手段还不够健全,许多地区的建筑能源消耗依然很大,并且建筑节能标准远低于西方发达国家。因此,建筑节能的紧迫性在当今的我国极具时代意义,任重而道远。而我国建筑节能工作的主要问题则是人们节能观念意识薄弱与缺乏具备节能设计能力及责任心的人才。
2、夏热冬冷地区气候特征与热环境状况
我国的夏热冬冷地区多,占我国国土的大部分地区,主要分布在我国东部中部地区。该区域最热月的室温均为25℃~30℃,相对湿度均为80%左右。夏季的气候特点是高温高湿,较多晴日,由于太平洋副热带高压深入长江内陆,整个长江地区呈现高温少雨、晴日少风的“火炉”景象。同时,夏季也是晴雨天气相对较多、较为舒适的时节,此时,虽然气温上升迅速,但夜间也降得明显,雨前闷热雨后凉爽宜人。夏季我国第三种天气便是持续阴雨。此时,昼夜温差小,天气湿度较大,感到闷湿不适,室内也宜细菌蔓延。
夏热冬冷地区的冬季则在最冷月份室温均为0℃~10℃,平均湿度80%左右,南方此时气温虽比北方高,但差距不大并且光照条件明显不如北方,同时,光热条件自东向西逐渐减弱,西南川蜀地区地处西部又加上受到地形影响,整个冬季天气阴沉雨雪绵绵,晴日更少。
西伯利亚高气压控制亚欧内陆,此季,西伯利亚寒潮可直接南下肆虐我国大部分地区,直接致使降温降雪天气。
总体而言,夏热冬冷地区冬季不如严寒极地之冷,夏季也比赤道酷热地区爽朗,已经是人类最为适宜的气候地区。住宅建筑的节能设计需要立足本地区的实际气候变化需要,不断满足人们的实际生活舒适需求,在此之上尽力完成节约消耗、环境保护之功效。根据不同的功能住宅建筑空间组成不同,人们在其中的活动内容不同及作息时间段不同等适当调整设计。
3、夏热冬冷地区住宅节能优化设计
1)住宅节能优化设计的基本思路
住宅节能优化设计在夏热冬冷地区的应用应根据本区域气候的特征而定,于是,设计涉及到夏季隔热、冬季保温、过渡时节除湿及自然通风等方面的自然因素考虑。所以,在进行住宅围护结构的设计时,除夏季的隔热效果是围护结构设计解决热工设计的关键之处以外,鉴于冬季自然状况,设计时还需考虑冬季的保温作用,另外,该地区的空调采暖运行的方式、自然通风和室外热作用间的关系等方面也需要参。考该地区现有的大多数住宅是砖混式结构,即:外墙为砖墙或者是混凝土轻型空心砖块室内外抹灰。
怎样确立该地区的护结构的热工设计标准,要考虑以下几方面:
(1)该地区的住宅建筑造价取暖设备价格社会等方面的环境费用以及国家对该区域的住宅建筑提出的节能标准要求;
(2)该区域住宅详细的规划设计体形窗墙比和对于自然通风的组织等;
(3)建筑在该地区气候环境条件下的热过程特征状况,尤其是夏季的高温条件下,对于围护结构热稳定状况的考验特征等。建筑围护结构的构造与热工参数表见表1
表1建筑围护结构的构造与热工参数表
2)灵活性设计应对冬夏气候矛盾
适合这一地区特色的合理住宅节能设计必须是以气候环境、建筑处于的场所环境以及居住人的具体情况而考虑设定的。夏季高温多雨、冬季严寒干燥是这一地区的主要特点,冬夏季节气候变化大、南北受太阳辐射条件及季风等因素影响以致光热、温度、湿度差距亦是悬殊。所以在这一地区冬夏气候矛盾的情况下,如何灵活设计夏热冬冷地区住宅节能以适应四季变化则是问题的关键,需要我们在总体的环境布置、空间的建筑结构、造型的处理等方面综合考虑,此外强化运用技术与自然环保资源采暖节能,创造舒适的居住环境。总体住宅布局上,要考虑气候环境的特征合理布局住宅建筑的朝向、建筑间距与小区绿化问题等,以达到夏季良好通风、降温散热、遮阳避暑,冬季利用光照阻挡寒风保暖等效果;建筑间距对于散热通风十分关键,应根据地区的夏季较多东南风、冬季西北风及夏冬太阳光照不同等特点而设计。此外,住宅区域内的植被绿化工作对于建筑不同季节的热环境影响明显,也应该充分利用。
总之,灵活性的设计需要对住宅护结构根据当地的气候变化做出适当的调节。于是,住宅设计将被动建筑体和附加住宅设备相结合,使构造更加舒适节能而环保。
3)地下的冷热源及相变制冷技术
夏热冬冷地区年均温度是18℃左右,已经是人类适宜的温度。鉴于地表温度的变化在地下土壤中逐渐锐减及变化相对滞后的特性,所以在冬季,地下浅层的温度较地表高,在夏季则相反。于是,可以说,地下浅层是一个很好的冷热源。所以我们可以将空气输入地下浅层埋藏的管道中,然后经过加热或者冷却输往室内,如此将室内冷热负荷与地下冷热源进行灵活互动,利于改善我们的室内热环境。
相变制冷技术则是利用了太阳能蒸发多孔材料水分的原理来冷却建筑的外表层。研究曾表明,此法效果明显,夏季建筑表层受强烈辐射温度达50℃以上,使用后可使其降低近1/2的温度,利于室内温度与湿度的调节。
4)植被绿化调节温度
住宅建筑小区的植被绿化对于区域内的气候具有一定调节的良好作用,在当代城市住宅环境调节与保护中具有重要意义。植被绿化是利用了植物的光合作用、从地面吸收水分及叶面蒸发、蒸腾的作用对环境进行调节温度与湿度。植物有利于降低建筑护结构的外表面温度,调节室内热环境,降低室内空调的能耗,达到能源节约与生态保护的双重效果。此外,住宅区绿化还利于改善小区的环、境丰富小区生活、减少住宅区空气与噪声污染降、低温室效应及调节碳氧平衡的多重作用。住宅区植被绿化调节温度示意图如图1所示。
图1住宅区植被绿化调节温度示意图
结语
总之,在社会经济与科学技术不断发展进步的今天,人们的环保节能意识与追求舒适生活环境的观念也在不断提高。于是,又在科技日新月异的时代下,我们需要驾乘时代进步的风帆,实现夏热冬冷地区住宅节能的优化设计,不断提升我们的节能技术水平及应用。如此,我们的居住环境才会真正的实现可持续化的舒适。在我国人口众多能耗巨大,经济与社会发展面临资源短缺与环境压力的今天,加快住宅的优化节能设计更具深远的现实意义。
参考文献:
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一、老年建筑采光节能的重要性
1、老年建筑的能耗特点
美国相关调查研究表明,老年护理机构建筑的单位能耗大约是普通建筑的两倍。而老年建筑具有高能耗的原因是:第一,使用老年建筑及其护理设施的时间相对较长,往往是全天候使用。但普通建筑主要在早晚使用,而周末的使用时间会增加。老年人对室内的光照需求约为青年人的2倍-3倍。第二,为了符合舒适的要求,老年人对环境温度具有更加严格的要求,对房间的温度也有不同的要求。第三,老年人更加需要室外新风。
2、全球建筑采光节能设计的趋势
现阶段,能源短缺已成为世界各国面临的严峻问题,使得节约能源成为全球性问题。而世界上大约30%的能源都消耗在建筑建设中,长期如此,将会严重阻碍世界经济的长远及可持续发展。所以,21世纪面临的问题主要是能源问题。
自进入21世纪至今,我国城镇建筑的规模及面积明显增加,且增加速度比上世纪90年代明显加快,而十一五期间,我国总建筑面积增长了85 亿O,截至2010年底,我国总建筑面积为453亿O,而其总能耗占2010年中国总能耗的 20.9%,其中生物质能和建筑商品能耗总和为8.16亿tce。因而就建筑设计而言,体现节能技术、绿色环保、能源服务及可持续发展的设计理念,是全球未来绿色发展的主要趋势。
二、适合老人居住建筑的物理环境
1、光环境和照度
光环境是建筑物理环境的一部分,老年人对光环境具有特殊的需求。由于老年人的年龄不断增长,使其人眼部的视觉神经和晶状体逐渐老化,进而减少了视网膜中的有效光量。所以,为了舒适和看清东西,老年人通常需要高于青年人2-3倍的照度。光线不足会导致老年人视力下降、跌倒或碰撞。此外,老年人适应光环境变化的能力较弱,所以,应增强建筑入口处的白天照明强度,以便于老年人适应建筑室内外不同的照度。同样,应减弱建筑入口处的夜晚照明强度。除此以外,其他建筑室内环境的光照度应为300 Lux,虽然这个数值与普通办公建筑照度相当,却远高于普通的住宅建筑。而老年建筑终另一个照明设计重点为眩光控制,由于老年人对眩光非常敏感,以致眩光会造成老年人暂时失明。
2、热环境和温度
相关研究者也研究了老年人较为舒适的温度。人工气候室的实验表明,不同于青年人21.9℃的最佳热舒适温度,老年人的为23.1℃,高于青年人的 1.2℃。老年建筑的实地调研表明,就老年人的热舒适温度而言,夏季为25.2℃,冬季为23.2℃。同时还发现,80%的老年人能接受23.2℃~27.1℃的热环境温度,而青年人可接受的热舒适温度范围为23.0℃~28.6℃,相对而言,老年人的接受范围更窄。因此,应高度重视老年建筑的防热和防寒问题。但人体感知热环境时,还受到身体健康状况、气候环境、衣着习惯及生活习惯等因素的影响,因而还需进一步验证、探索适合我国老年人的最佳室内温度。
三、老年建筑采光节能的优化设计方法
在上海市杨浦区长白街道养老院的设计中,具体体现了采光节能的优化方法。
建筑总平面图(阴影部分)
1、分析气候
采光节能设计中,首先要分析地区气候,以寻找最合适的节能措施。该设计将上海市作为研究对象,利用Climate Consultant气候分析软件,将气候数据转变为图像,以便为建筑的采光节能设计提供依据。相关人工措施研究表明,上海全年可满足人们舒适需求的时间只占总时间的6.6%,采取遮阳措施之后,舒适时间可增加10.6%。
2、日照计算
根据国家及上海市的规划条例,养老院冬至日满窗日照不小于3小时,由于养老院是结合附近的杨浦区动迁安置房(益晖新苑)一起设计。而且周边建筑情况复杂,通过天正日照软件,模拟了周边环境,满足了养老院的一年最不利的日子(冬至日3小时)。
3、模拟能耗
设计建筑方案的主要部分是能耗模拟,该设计使用PKPM能耗模拟软件,为建筑空间赋予各种建筑信息。模拟老年建筑能耗时,应不断调整使用时间、温度设定及照明能耗等,以便准确模拟其使用情况。此外,还应实施局部模拟,以便推敲细节,例如,遮阳形式及开窗形式等。而输出的模拟结果就是建筑的设备、采暖、照明及制冷能耗。
4、采光建模
有效提高建筑的自然采光的方法是采光建模。该设计使用PKPM采光模拟软件,具体分析了各种采光类型。这种方法适合研究平均采光,并能及时估算照明节能。此外,还可分析眩光,进而从各方面分析、优化建筑的采光节能设计。
三、优化老年建筑设计的策略
加强老年建筑节能,提高其舒适度的策略包括:在建筑的南向选用普通玻璃,其他方向选用Low-e玻璃,以便获得更多的太阳能;为建筑的围护结构保温性能,以减小室内温度波动,重视防潮层设计;增设控温装置;采用感应装置,以减少建筑的无用能耗。
优化老年建筑采光设计的策略有:尽可能从多个方向将光照引入室内,确保室内光线均衡分布;以反光板反射的方式使阳光照射到屋顶或垂直墙面;分开窗户的观景和采光功能,即高窗采光、低窗观景,并保证低窗能充分遮阳;采取可调节且易于老年人操作的遮阳措施,以满足各时间段的照度需求;充分发挥窗户的隐私性和声学特性;在建筑室内外的交界处设置光线过渡区;综合设计人工照明和自然采光,并采用光控的照明设备,以节省能耗。
结语
综上所述,当今社会需要迫切解决的问题就是老龄化问题。因此,建筑设计师应持有高度的使命感和责任心,在支持、关心研究老龄化问题的基础上,不断提高老年人的居住质量,以满足老年人的心理和生理需求,并在设计中充分体现人文关怀,进而展现老年建筑的巨大魅力。
参考文献
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1 锅炉节能优化设计分析
我国锅炉大部分为燃煤锅炉,燃煤锅炉的燃料消耗和热能损失也比较严重,所以下面主要是对燃煤锅炉进行的节能设计。节能优化设计的途径有很多种,可以通过各种措施来提高燃烧热效率,降低运行成本。
1.1 炉拱节能优化设计
在应用链条炉排锅炉时,可以通过对炉拱的优化设计来改善燃烧状况。对于正传链条炉排锅炉而言,炉拱都是按照设计规定的煤种而设计出相应的配置,但是在实际运行时,经常会因为无法使用设计煤种而影响到燃烧效率。所以在对炉拱进行节能优化设计时,通过改变炉拱的形状和位置,能够适应多种煤种的燃烧需求。设计改造后的节能效果比较明显,并且改造的投资收效快。
1.2 锅炉烟气余热回收
在锅炉燃烧运行过程中所排放的烟气温度较高,在受热面传热性能较好的情况下,排出的烟气温度也会达到二百度左右。如果受热面的传热性能降低,加之燃烧工况不佳,烟气温度就会进一步上升,致使烟温过高而造成热能的损耗。针对这种情况可以进行烟气余热的回收利用,既能够减少高温烟气对环境的污染,又能够最大程度的降低因高温烟气而造成的热能损耗。所以可利用热管换热技术来回收烟气余热,将收集到的热能应用于空气预热器、省煤器等设备中,为提高工业生产的经济效益、社会效益以及生态效益做出了重大的贡献。
1.3 给煤装置节能优化设计
在我国燃煤锅炉中使用的给煤装置一般都是斗式,在给煤时,就会出现块煤和末煤混合的现象,这种给煤方式就会导致全部堆叠在炉排上,从而阻碍风量的供给,直接影响到燃烧效率,造成能源的浪费。针对这种情况可以对给煤装置进行改进,将斗式给煤装置改造设计成分层装置,利用重力筛选器将燃煤中的块煤和末煤分离开,使其能够松散的分布在炉排上,保证风量的供给,从而确保燃煤的充分燃烧,最大程度的提高燃烧效率。这种改造所需费用较低,并且很容易实现,对于炉况较差的锅炉节能效果较为明显。
1.4 炉膛内壁喷涂节能涂料
锅炉水冷壁管、过热器管、省煤器管L期经受烟气中粉尘的高速冲刷,加之铁管的高温氧化作用,致使铁管壁厚磨损严重,锅炉使用寿命直线下降。更重要的是铁管的远红外辐射系数只有0.65左右,炉膛内的热量不能很快透过铁管传递到水中。因此强烈建议现役燃煤锅炉水冷壁管和省煤器管表面喷涂远红外辐射节能涂料,提高铁管表面的辐射系数到0.93以上,保护炉体、延长炉龄、有效辐射炉膛内红外热能,显著提高炉膛内的热传递效果,减少黑油排放,节约燃料消耗,投资不多效果很好。
1.5 采用富氧燃烧方式
在锅炉燃烧时火焰温度不达标,煤渣的含碳量较高且烟气排放不达标时,表明锅炉出力不足,燃烧效率不高,会造成很大的能源浪费。此时需要对锅炉进行节能优化设计,可以采用富氧燃烧的方式,增加助燃空气中氧气的含量,同时减少空气过剩系数,可以提升燃煤的充分燃烧,降低烟气排放量,提高燃烧效率。这种节能优化设计的节能效果较好,并且短期内可收回投资。
1.6 使用全自动高效激波吹灰器
由于燃煤质量参差不齐,锅炉结构设计以及燃烧参数不合理等各种因素,经常会导致锅炉受热面上积灰和结焦,直接降低受热面的传热性,在严重的情况下还会导致安全事故的发生。对于锅炉受热面积灰和结焦现象的处理,一般都会采用定期除灰、除尘和相应的除尘装置,但是效果不太明显。采用全自动高效激波吹灰器,可利用激波发声的方式来震荡、撞击和冲刷受热面上的灰尘以及结焦,可以达到全面清洁的效果。这种吹灰方式比较便捷,投入成本较低,可减少能源的损耗。在燃煤、燃油和燃气锅炉中得到了广泛的应用,可以替代其他除灰设备,并且具有较为广阔的发展前景。
1.7 燃烧系统节能优化设计
对于正转链条炉排锅炉,可从炉前适当位置喷入适量煤粉到炉膛的适当位置,使之在炉排层燃基础上增加适量的悬浮燃烧,可以取得较为明显的节能效果。但是喷入的煤粉量、喷射速度与位置要控制适当,否则将增大排烟黑度,影响节能效果。对于燃油、燃气和煤粉锅炉,是用新型节能燃烧器取代陈旧、落后的燃烧器,改造效果也与原设备状况相关,原状越差效果越好。
1.8 锅炉辅机节能优化设计
辅机的运行状况对锅炉的燃烧效率有一定的影响,所以可通过对辅机的节能优化设计来提高锅炉的运行效率。根据锅炉现有的燃烧状况,调整鼓风机、引风机的运行参数,保证风量供给的合理性,严格控制风速、风量以及角度,确保燃煤能够充分燃烧,并且降低排烟热损失。还可以通过对其他辅机的设计改造来提高锅炉的燃烧效率,从而达到节能的目的。
1.9 蒸汽锅炉密闭式高温凝结水回收
针对过去开式回收凝结水所存在的闪蒸汽浪费、凝结水再次被氧化、热能回收率不高的缺陷,在详尽调查用汽设备热负荷的前提下,通过更换先进疏水阀,平衡回收管网压力,增设蒸汽喷射热泵和GY凝结水回收装置,可以实现高温凝结水的密闭式回收,可有效节约锅炉燃料。
2 结束语
随着工业污染的加剧,对我国的生态环境产生了巨大的破坏,为了保证经济建设与生态环境的和谐发展,对工业锅炉进行节能优化设计已经成为必然趋势。锅炉燃烧效率低,不仅会造成能源的损耗,影响到工业生产的经济效益,同时还会危及到生态环境的质量。所以应该根据工业生产中锅炉的运行状况,有针对性的进行节能优化设计,改善燃烧工况,一方面能够降低工业生产的运营成本,另一方面可减少对环境的污染,这也是我国建设节约型社会的需求。
篇8
建材企业在生产过程中除去必然要投入的耗电开支之外,除此之外的投入消耗都运用于生产所需的用电设备中。那么在生产过程就势必会造成一定的能源消耗,从而导致生产所需的电能持续提升,相应的就加大了建材企业没有必要的资金投入。建材企业在生产过程中所使用的主要用电系统损失中,占据最大比例的就是变电器以及供配电线路的损失为主,而这部分在建材企业的生产过程中,所占据的电能消耗总数的95%。那么在这种严峻的发展形势之下,建材行业的发展就压采用一定的手段,对供配电系统进行节能优化,提高电能的使用效率,减少在供配电能方面的成本投入【1】。进而提升建材企业的整体竞争能力,促进建材企业的进一步可持续发展。
1建材企业在对供配电系统进行节能优化设计的原则
在当前社会的能源消耗形势之下,建材企业对生产系统中所需要的供配电系统进行相应的节能优化过程中,需要遵循一定的原则:其一就是要适度的进行功能性的优化设计。在对供配电系统进行节能优化设计的过程中,应该根据相应建材企业在生产过程中所需要的电能消耗标准实际情况为主,从而对供配电能进行相应针对性设计。与此同时,还要积极的在建材企业进行供配电系统优化设计过程中积极地将先进技术引入其中,以便达到在不会对建材企业的用电需求造成损害的情况之下,避免出现没有针对目的性设计的现象;其二就是控制投入成本的经济性原则,通过对成本投入进行控制,从而使得建材企业能够在对供配电系统进行节能优化设计的过程中,避免出现盲目性的引进节能技术,增加不必要的成本投资;其三就是在对供配电系统进行节能优化设计的过程中促进企业能够可持续发展原则【2】,用最小的用电消耗获取最大的企业利润收益。并且在建材企业进行生产的过程中能够追求社会效益以及环境效益,从而促进建材企业的绿色发展。只有在对供配电系统进行节能优化设计的过程中坚守这几个原则,从而推进建材企业的长久发展。
2建材企业对供配电系统进行节能优化设计的主要内容
2.1供电电压的合理选择
在对建材企业的供配电系统进行节能优化设计的过程中,需要为了减少供配电系统的电力耗损,从而根据建材企业结合自身所需的用电需要。在对电压进行额度限制的一定数额之内,适量的进行电压增高。在通常情况下,建材企业在生产过程中所需要的电压一般为35KV或者此数额之上,运行电压平均提升1%,电能所受到的损耗就会相应的减少1.2%左右。基于此种现象,建材企业就可以通过对电压进行逐步的升高,即用110KV或者220KV的进线逐步取代35KV进线,将线路损耗压缩至最低。供电电压的不断升高,还能够将电能的书送达到最高要求,从而满足建材企业生产发展所需要的电能需求。尽管供配电网系统中的电压等级相应的电阻损耗电压高低有一定的负关联特性,但是建材企业在生产过程中仍然不可以为了减少线路损耗,就盲目的进行电压提升,从而避免建材企业在生产过程中由于高电压所造成的不必要损害。
2.2变电器的合理选择
在建材企业的供配电系统中,变电器的存在主要是为了能够将电压进行及时的提高或者降低、及时匹配电阻以及进行安全的隔离等作用。那么在对供配电系统进行节能优化设计的过程中,如果只是根据建材企业的具体生产技术所需要的通电设备,进行针对性的变电器的台数以及容量选择,缺乏了一定的长远特性,并且会使得变电器的实际生产效率低于对其进行设计的产量。使用此种变电器长期运作之后,就会造成建材企业的工作效率很大程度上降低,相应的增加了对电能的消耗。基于此,需要用长远的观念对建材企业的供配电系统进行变电气的合理选择,并且根据所生产材料的大小,以及生产所需的用电特点,还要变压器的相关特性进行考虑,从而在最大限度的情况下减少变电器所产生的不必要费用。通常情况下,变电器的功率损耗呈现最小的数值时,电阻的负载率就会在0.5-0.6之间,那么设置的电阻如果不合理,就会造成变电器的损伤。
2.3无功补偿的合理选择
在供配电系统中存在无功补偿设备,该设备的主要功能就是能够给供配电系统提供建材企业在生产过程中,使用时设备所需要的无功功率多少,从而保障建材企业在生产过程中的整个系统功率能够随生产所需而进行一系列的改变,并且与此同时有效的降低了能源消耗【3】。无功补偿设备的运行通常情况下是采用了并联电容的方法来实现设备的运行功能的。并且由于无功补偿设备在供配电系统中所实现的作用与其他设备存在不同之处,不仅位置不停,对于供配电系统中进行无功补偿功能的具体方式也存在不同之处,具体表现在以下几点:其一就是进行高压集中补偿。采用在何种补偿方法主要在使用过程中所体现出的优势就是高性能、成本投入较少,并且在供配电系统运行过程中能够根据相应的电阻符合的具体情况进行合理的无功补偿,但是此种补偿方式存在性价比不合理的特点;其二就是低压集中补偿。此种补偿方式在系统优化设计过程中能够将低压幕像进行补偿,使得所补偿的范围能够加大,并且实现其功能自主性。在使用此种方法的过程中实现了供配电系统的电压质量得到了保障,相较于上者,此种补偿方式存在一定的经济合理性【4】;其三就是电压较低时的分组无功补偿和低电压时的分散类型的无功补偿。这两种方式都可以对供配电系统中的电路以及变电器的补偿进行无功率补偿,所使用的范围要求较广,并且在使用过程中达到了节能优化要求。但是这两种无功补偿方式在具体的使用过程中达到的效果不会太明显。不同类型的无功补偿所达到的效果自然也各不相同。那么建材企业如果进行供配电系统的无功补偿时,势必要对其结合建材企业的自身情况进行合理选择,将所采用的无功补偿方式进行特点具体分析,选取最优化的组合,从而实现建材企业所获经济效益的提升。
3结语
企业在发展过程中获得相应生产力的同时,所造成一定程度上的能源消耗问题的不断扩大,环境的持续恶化,对社会的发展进行了阻碍。因此节能减排已经成为当今社会在发展过程中,各行各业所必然考虑的重大课题。尤其是以建材企业为主的能源消耗型企业,在发展过程中势必要消耗大量的电力,而供配电系统的电力消耗数量之大,就势必对其进行重视,对供配电系统进行节能优化设计,从而实现我国建材企业的可持续发展,提升企业的综合竞争能力,在保证能源消耗的同时,获取最大化的经济效益。
参考文献
[1]谭文军.企业供配电系统的节能优化设计分析[J].城市建设理论研究:电子版,2015(35).
[2]陈锦秋.高层建筑供配电系统节能设计技术要点研究[J].建材发展导向,2016,14(3):124-125.
篇9
一、智能化建筑电气节能设计的必要性
目前,虽然风能、太阳能等新型能源已逐渐运用到建筑电气工程中,但新型能源仍处于投入使用的摸索阶段,以致新型能源在其使用性能等方面依然存在很多缺陷,而智能化建筑的主要能耗就是电气能耗。相关统计证明,建筑耗能在我国的整体能耗中,占据相对较大的比重,而电气能耗位居首位。因为我国近几年才时兴智能化建筑的相关节能技术,实践经验严重不足,且仍未有规范的建筑电气节能设计标准,以致建筑电气节能在其运行中存在很多不足,耗能量也相对较大。
由于国民经济不断发展,农业以及工业的生产规模逐渐扩大,这也在一定程度上增加了能源的耗能量,特别是建筑消耗,一直居于首位,并呈现出逐年递增的趋势,使得人们高度重视降低建筑耗能的问题。此外,能源消耗引起的环境污染越来越严重,且已严重威胁到人们的日常工作及生活。为了改善生活环境,提高人们的生活质量,优化建筑电气节能变得更加重要。
二、智能化建筑电气节能设计准则
1、节能应优先尊重环境保护
由于能耗会带来环境污染,使得人们越来越重视环境,节能优化要以环保为核心。建筑节能设计的目的是实现综合效益及提高能源利用率,有效利用先进技术,选择安全可靠、节能环保及经济适用的优化方案。此外,还应选择合适的节能设备,并严控节能成本,以确保在预期成本范围内,实现最佳节能效果。
2、节能应在确保建筑基本功能的情况下开展
智能化建筑是为了给人们提供更好、更完整的生活服务而开发的,所以在节能优化时,必须考虑节能设计是否会影响建筑的正常使用,例如,休闲娱乐设施及运输通道畅通等节能设计的正常运转。
3、节能应尽量减少能源损耗
优化建筑的节能设计时,应先总结和实现建筑基本功能无关的各种耗能方式,然后再结合建筑的实际情况,选择合理的节能方式。无用耗能通常包括变压器损耗及传输电缆的线路耗能等,这种耗能量相对较多,且对实现建筑功能没有任何帮助,是利用建筑能源的一大损失。
4、节能应与实际的经济效益相吻合
投入使用的节能技术应充分考虑其成本,不能为了追求节能、高效而一味加大投资,使得建筑的开发成本不断增加。所以,电气设计师在优化节能设计时,应着重考虑设备材料应用及节能方式选择,以尽量实现成本控制及节能性能优化。
三、智能化建筑电气节能设计面临的技术问题
虽然我国关于智能化建筑电气节能设计的投入很多,但其在实际的使用中仍未达到预期效果,仍然有很多急需解决的问题。比如,首先,质量安全监督不严谨,这是因为电气工程师实施节能优化的过程中,技术应用方面仍缺少实践性,以致建筑电气中的节能技术的实用性较低。其次,使用设备时,智能化建筑缺少智能化、自动化的电气设备及其他附加设施使用,且我国仍未有较为成熟的研究,所以实施优化方案时会因为使用设备受限制而不能发挥节能的最佳效果。最后,我国现阶段在总体规划智能化建筑电气节能设计时,协调工作缺少综合性,也没有科学性的优化方案,以致真正实施节能设计时达不到预期效果,也未实现尽量降低能耗的目标。
四、智能化建筑电气节能的优化设计策略
1、开发利用可再生资源
由于电能是不可再生的资源,那么其使用就有所限制,所以,开发利用热能、太阳能等新型能源特别重要。建筑的节能设计,应充分考虑其可再生特点,以减少使用耗能大、功率高的设备,并消除对电能的依赖性;此外,智能化建筑电气的设计装修过程中,其墙体及装饰物都可选择新型环保节约型材料,以降低电能功耗,使其节能效果得以提高。
2、优化供配电系统节能设计
制定智能化建筑用电节能设计时,一定要整体把握用电设施的布局分配、负荷容量及功率大小等信息,以此为基础,选择恰当、合理的节能供配电设备,保证用电设备正常工作的同时,最大限度地降低能耗的损失。
因为供配电系统的主要损耗是变压器损耗,那么节能优化设计就可从变压器着手实施。首先要根据变压器实际的负载情况,将负载在可控的成本范围内进行合理分配,再选择符合驱动负载能力的变压器,以充分发挥变压器的作用,尽量降低能耗损失;其次,还应将同一变电站的各变压器进行并联,让其以并联的方式进行工作,并按照其实际负载及时调整变压器的投放量;最后,还可通过降低输电线路的电能损耗来完成智能化建筑的电气节能优化设计。相关统计数据显示,线路的电能损耗在输入电能中的比重约为4%,导致线路电能损耗的主要原因是线路导线截面及供电方式。节能优化设计的过程中,可选择诸如铝、铜材料等电阻率值比较低的导线,若符合经济节约等相关要求,则可在负载量较大的建筑中选择铜导线,在负载量较小的建筑中选择铝导线;此外,布局线路的过程中,应尽量减少导线长度,且需避免相对较弯的线路。
3、优化建筑的供水系统、电梯、空调机通风建设的电气节能设计
设计建筑电气时,不能忽略供水系统、电梯、空调及通风的用电量。选择的电梯,其型号、功率应与其电机驱动相互匹配,并应尽量安装在小机房内;通风设计,应结合风机等设备的参数,在考虑电能不同的需求量的情况下,选择性价比相对较高且合适的设备;优化空调系统节能时,应充分考虑其功率高、耗电量大等特点,选择环保、节能的水源热泵式空调,因为其污染小且运行效率高,使用空调时,应设定合理的工作模式,以避免过度损耗电能;设计供水系统时,选择的供水设备应无负压作用,因为其节能环保并能净化水质。
4、优化建筑照明系统节能设计
照明的用电量在建筑用电中占据的比重最大,所以可通过优化照明系统实现建筑电气节能。建筑照明设施的用电量与其发光效率、照明方式、照明设备数量、照明时间、建筑总面积及设备功率等紧密相连,所以,优化照明系统:首先,选择高效节能的照明设备,特别要选择耐用、发光效率高及功耗低的光源设备;其次,选择诸如触发器、镇流器等光源的附加元器件时,应优先考虑性能好、功耗低的设备;再次,照明时间的分配要合理,并利用声音、光线等感应控制开关来控制照明回路,以防止照明浪费;此外,设计建筑时,应充分发挥自然光的作用,且门窗及玻璃的透光性要强,设计的照明系统电路也要以三相四线为主,进而最大限度地实现节能供电。
结语:
综上所述,智能化建筑电气节能设计是我国建筑电气未来的发展趋势。因此,智能化建筑电气节能优化设计时,需综合考虑各领域之间的关联性,从环保、经济等方面出发,设计节能环保并满足人们生活需求的电气方案,以体现智能化建筑高性能、低能耗的特点,真正实现经济节约。
参考文献:
[1] 李争.建筑照明的节能优化技术[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(8).
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1智能建筑和智能化建筑电器节能
对于智能化开发的产品来说,计算机技术就是其核心制造技术,智能化设备的开放实质就是利用先进的计算机设备,再将各个计算机系统进行系统性的整合,在这其中包括有众多的管理设备,例如信息化应用系统、公共安全系统、信息设施系统和建筑设备管理系统等。在此基础上,智能化电力设备还要对自动化建筑体系进行充分的利用,这样才能给人们一个健康安全的生活环境。我国目前的智能化系统的运转还存在有较多的缺陷,例如智能化设备不能正常使用或是故障频发等一系列问题。智能化建筑电气的节能优化设计对于技术人员来说是一大难点,又是十分重要的一点,传统的节能系统无法做到真正的做到节能减排,对于电气设备的关注度还是在品质方面多一些,而现如今的智能化建筑电气设备的节能装置是全自动操作,充分应用了计算机技术。从表象来看,智能化电气设备的节能减排得到了长足的发展,但实际出现的情况却是相关制造商对于节能减排装置的不加重视,导致节能减排成为空谈。
2我国智能化建筑电气节能存在的问题
目前我国的智能化建筑电气节能设计所存在的问题主要有以下几种:
2.1控制方式、照明光源选择不合理
如果照明、开关控制设置或系统控制存在问题,就会造成能源的浪费,进而严重影响电气节能系统的发展。
2.2协助电气设施安装不到位
协助电气设备就是指辅助电气设备运转的相关装置,例如给排水系统、采暖通风系统等,这些装置如果安装的不合理,就会引起智能化电设备出现耗能现象。例如通风装置如果存在问题,就会导致电气设备的散热性达不到自身运转要求,从而导致设备出现系统奔溃等的不良现象。
2.3未选用节能电气设备
没有选用节能的电气设备比如:节能灯具、节能变压器、节能的风机水泵等,同时也没有充分结合充分利用电气产品本身的节能特性。
3我国智能化建筑电气节能的优化设计
3.1供配电系统的节能优化设计
对于智能化建筑电气节能设计来说,最主要突出的就是节能设计,其要达到的最终目的就是要使电气设备减少耗能,要达到此目的,就要从电气设备的多方面进行权衡考虑。最重要的一点是电气设备的供配电系统,在实现此项工程之前,要对电气进行全方位的分析。例如用电设备的特点、用电设备的负荷容量以及用电电压的数值等,一定要对这些相关设备进行详细的分析,才能强有力的保证配电整体系统的稳定运行。对于供配电系统在节能方面的设计,主要可以从以下两个方面入手:首先是电气设备的用电电压,相关技术人员一定要保证电气设备的的用电电压恒定,要将配电电圧控制在正常的范围;其次就是供配电布线。对于供配电布线的挑选,应尽量采用短而直的布线,这样既可以节省资源,还能对对电气复杂的系统进行简化,从而减少相关能源的损失。
3.2照明系统的节能优化
在所有的智能化建筑设备当中,照明所消耗的能量也是不可小觑的。在对智能化建筑电气节能设计时,相关设计人员一定要注意对照明系统的节能设计,照明系统是支撑电气设备正常运行的一大因素,对其设计,通常可以从两个方面入手,首先照明灯具的选用,传统的照明灯具没有节能减排功能,而且还会增大照明工具的耗能,因此,对于照明灯具的选用,最好选用节能照明的灯具,而且照明开关也应该采用声控装置,这样既能达到节能目的,而且又能节省投资资金;其次,对自然光的利用,应该充分的利用自然光,例如太阳光,例如安装的采光井,自然光的利用就可以减少灯管的耗能,减少能量的消耗。
3.3电梯、通风和供水系统的节能优化
电梯的利用已经在我们生活当中成为一个普遍的电气装置,相关人员在进行电梯的设计选用时,就要注意电梯型号的选用,电梯要采用一定的节能材料,其对电能的大量消耗,因此在一些较低层数的建筑当中,就可以不采用电梯装置,以减少耗能。在选择空调系统时,应首选水源热泵空调,因为其有节能性能优、零排放和无污染等优势,且其机组效能远比传统空调高在设计供水系统时,可以优先选择无负压供水设备,这种设备不仅可以做到节能环保,还能对水的质量有所保证。
3.4利用再生资源
在智能化建筑电气节优化设计当中,利用再生资源就是其中最为关键的技术手段。例如太阳能、风能等,利用再生资源技术,既可以达到想要的目的,又可以有效的解决节能问题,减少污染物排放。此外,在智能建筑电气施工时,还可以使用光电幕墙,并采用新型的节能保温材料建造,以达到节能的目的。
4结束语
就智能化建筑电气节能优化设计来看,其本质目的就是节能减排,因此,在电气设备的各个建造环节都应该体现节能减排的设计。社会的进步使人们对节能减排越来重视,智能化建筑的重要性也日益凸显,在电气设备建筑实现智能化的同时,其节能减排也随着时间的变化凸显的越来越明显,但我国目前的智能化电气设备在节能减排设计当中还存在有较多的问题有待改进,相信在未来,我国的智能化建筑电气节能设计水平会有一个质的飞跃,给节能减排的电气设备开创一个新的发展时代。
参考文献:
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引言
随着我国的节能环保观念的深化与发展,在实践生活中有很多的行业都采取和应用了节能技术来促进我国的环保节能事业的发展。在建筑行业中建筑业对于能量的消耗是较高的,因此在建筑业采取节能措施,有利于建筑行业的健康发展,也促进我国的节约型社会的建设与发展。但在其发展过程中,还存在一些问题,尤其在施工过程中,仍存在不少弊端。建筑节能技术作为建筑行业中的一项重要技术,常常被建筑企业所忽视,造成了巨大的能源浪费。所以,在我国建筑行业中,节能减排与可持续发展理念是一致的,而节能减排对建筑电气节能设计提出了更高的要求。
一、建筑节能以及优化设计
建筑能耗是能源消耗的一个重要组成部分,调查研究表明建筑业在我国还是一个蓬勃发展的行业,社会需求量巨大。现有的建筑量不能满足人们的需求,对于住宅建筑的要求也是越来越高。建筑能耗包括建筑全生命周期内发生的建造能耗和使用能耗,占能源消耗的很大份额,而在建筑中建筑围护结构的能量损耗又是最大的。我国建筑围护结构的热工性能相比较与发达国家有很大的距离。因此节能措施的研究还是有很大意义。
我国是建筑业大国,建筑业也是我国国民经济重要组成之一。我国每年完成的建筑工程总量约为 20 亿平方米,约占全世界建筑总量的 50%,每年的新增建筑中只有很少的一部分工程能够达到国家制定的节能目标能够成为节能建筑。我国已建成的建筑面积总量约430亿平方米,累计已建成节能建筑总面积约有28.5亿平方米,仅占城镇既有建筑总量的 6%,今后建筑节能任务十分艰巨。
有关资料统计表明,建筑用钢量约占全国钢总用量的 25%;水泥用量占全国水泥总用量的 70%,木材用量占全国总用量的 40%,建筑用水占全国总用量的 32%。以上总计约高出发达国家耗能 2~3 倍,加剧了给环境带来的压力。在建筑能耗方面,我国已建工程的外墙、外窗、屋面等采暖耗能量比气候相近的发达国家约高出 3~4倍。建筑能耗随国家建筑工程量增长而增加,大大超过了我国能源生产增长速度。
所谓的建筑节能主要是指在建筑在发挥其基本功能的同时降低对于能量的消耗以及在建筑的中设置一些隔热或者保温的设置来提高建筑的能量的使用效率进而降低能耗。在建筑中达到节能的目的需要从这两个方面进行才可以获得较好的节能效果。建筑节能对于国家发展会产生较大的影响,需要重视节能问题,配合国家的节能环保战略,促进经济发展的同时,建筑行业也可以通过建筑节能来降低建设成本,获得较好的经济效益以及社会效益。
对于建筑节能的设计进行优化主要是指在建筑节能的设计过程中,将各种节能方案进行对比与分析,从这些方案中找出最为节能的优化方案,这样可以最大程度上实现节能的目标。但是什么样的节能方案是最好的,怎样做到节能方案的最优化,这并没有一个规范的标准,每一种方案都有其利弊,在节能设计中对方案进行优化需要综合各种方案的突出优势,结合具体的建筑设计,整合出一种比较理想的节能方案。
二、智能建筑节能评估方法
(一) 照明监控系统的节能评估
根据照明系统能耗分项计量的能耗监控点,可以得出照明系统节能评估表,如表 1 所示。
表1 照明系统节能统计表
没有使用智能化技术的能耗,须运用各分项灯具功率和使用时间进行计算,照明监控设备由 DDC 控制器、红外线控制开关、红外控制器、多功能传感器、模拟量输出和各种继电器组合而成。在照明系统中分项之间的节能评估可以按照未使用节能技术的能耗和监控的设备能耗进行计算,将各项能耗进行累加所得结果就是对照明系统的节能评估。
(二)空调监控系统的节能评估
空调监控系统主要由冷站监控系统、热源监控系统和风量空调系统组成。在测量的过程中,要依据各系统中的能耗监控点,绘制空调节能评估表。
空调系统设备的能耗要依据冷站系统增加的监控点进行计算,未使用节能技术的设备耗能的计算要依据设备的功率和运转时间来,计算其能耗 ;对热源系统能量的计算,要依据供热热量对设备监控系统能耗的计量来实现。投入的监控设备有 DDC 控制器,流量、压力、温度传感器和变频器等,电磁阀也可根据功率计算出其能耗。空调监控系统各分项的节能量可根据“节能量 = 未使用智能化技术的能耗-实际能耗-投入监控设备的能耗”计算出来,最后累加就可得出空调监控系统总体的节能效果。其中热源系统可以以热量和电能混合的形式表现出来,也可根据相关国家标准将热量转换成电耗量来统计。
(三)给排水监控系统的节能评估
给排水系统分为给水系统和排水系统。根据给排水系统增加的监测点,绘制排水系统节能评估表。给排水系统中,给、排水泵实际能耗可由增加的监测点计量出来,未使用智能化技术的能耗可根据其功率与工作时间计算出来 ;给、排水泵系统监控设备有 DDC 控制器,变频器,压力传感器等设备,其能耗也可根据功率计算出来。各分项节能量可根据“节能量=未使用智能化技术的能耗-实际能耗-投入监控设备的能耗”计算出来。给排水系统的节能效果根据各分项能耗节能量累计相加计算出来。
三、智能化建筑电气节能的优化设计
(一) 供配电系统的节能优化设计
智能建筑电气节能优化设计的目的在于减少能耗,这需要从电气的多个方面进行考虑,包括建筑用电设备的特点、用电负荷容量和设备具体布置。要对这些问题进行仔细的分析,从而科学、合理地建设供配电节能设施,确保设备的正常运行。供配电系统的节能设计可以从以下两个角度着手:①用电电压。应尽量保持用电电压的稳定性。②供配电布线。应尽量使供配电布线短且直,从而简化电气系统,减少能源的损失。
(二)电梯、通风和供水系统的节能优化
选择合适的电梯型号,并减少小机房的电梯数量,以减少电梯的电能消耗。在设计通风系统时,应当以电力需求作为设计标准,同时考虑设备的配置,进而选择高效益的产品。在选择空调系统时,应首选水源热泵空调,因为其有节能性能优、零排放和无污染等优势,且其机组效能远比传统空调高。在设计供水系统时,可以优先选择无负压供水设备,这样不仅能够做到节能环保,同时还能对水质进行净化。
(三)利用再生资源
在系统设计中积极利用可再生能源,例如太阳能、风能等,这既能有效减少高耗能设备的使用,又能减少非节能设备的使用。此外,在智能建筑电气施工时,还可以使用光电幕墙,并采用新型的节能保温材料建造,以达到节能的目的。
(四)照明系统的节能优化
由于我国各地区经济条件差别较大,建筑风格不同,因此在选用照度标准时应在规范推荐的高、中、低值中确定合理的标准。在民用建筑中实施的照度标准值,可以根据照明要求的档次高低来选择照度标准值。
表2 居住建筑每户每户照明功率密度值
1. 在建筑电气照明设计过程中,应严格按照国家规定的有关建筑电气照明设计标准执行,对建筑电气照明设计进行深入研究分析,进而确定合理的设计方案;具体来讲,建筑电气照明节能设计时应根据建筑房屋的实际情况进行分区设置照明类型;比如,建筑空调房内采用照明空调组合系统,在控制好照明用电指标的基础上采用多光源方式满足特殊高照度要求;对色光要求高的场所可选用混合照明的方式满足照明需求;建筑房屋的墙面、地面等部位应采用浅色的建筑材料,可以有效利用太阳光等天然光源提高建筑室内的照度;对于生产车间、教室可选用一般的照明系统;如果同一个建筑空间内要求同时具有不同的照度和色光,可根据具体的照明要求进行分区设置照明装置。
2.推广使用高光效光源,采用高效率节能灯具。建筑电气照明节能设计时应根据建筑功能性、照明灯具的数量和用户对光源质量等要求科学选择光源,尤其是在照明灯具的发光效率、显色性、价格等方面严格控制,为高效节能的建筑电气照明系统的构成奠定基础;建筑物室内灯具选择时,应选择控光效果好的灯具,可有效节约电能;另外在灯具选择时还应注意其它的一些因素,如灯具的配光曲线,根据配光曲线确定来降低建筑单位面积内的耗电量,可有效控制照明灯具安装时的成本投入费用;根据建筑室内的空间面积确定照明灯具的光束所照射的区域范围,根据有关光学只是计算地面反射系数,进而确定所选的照明灯具安装数量及节能灯具类型;通常情况下,建筑房屋内一般采用直管的荧光灯作为首选照明灯具,直管荧光照明灯具通常造价低廉,显色性能好,使用寿命长的特点;可将直管荧光灯具在建筑房屋照明方面广泛的推广及应用;对于酒店大厅内可选用高频无极荧光灯,这种灯具显色性能好,安全可靠性强,并且维修维护方便,易于操作。
结束语
随着我国的城镇化建设与发展,建筑物的数量越来越多,对于建筑物的节能设计进行优化变得更加迫切,对于节能设计的优化的策略的探析可以更好地提高节能技术的应用性,提高建筑的节能效果,促进我国资源节约型社会的建设与发展。
参考文献:
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1、我国建筑节能设计的现状分析
由于建筑节能设计具有很强的综合性与系统性,涉及到的专业领域较为广泛,技术含量较高,使得在节能建筑设计方面依然缺乏完善的建筑设计技术,建筑设计体系也不成熟。具体现状归纳如下:
1.1建筑节能标准执行率低
由于我国各地区的气候条件和经济条件差异较大,与当前的能源节能标准尚未细化,也没有充分考虑当地的经济条件,导致所有的标准在实施过程中存在一定的问题。
1.2设计人员缺乏J识
虽然建筑业已经成为我国经济的支柱产业,但仍然存在着很多问题,在建筑行业的发展上建筑设计没有充分展现出建筑节能创新的理念,这主要是由于设计人员缺乏充分认识和了解建筑节能设计,仍沿用传统的设计过程中的设计理念,从而导致在建筑行业的建筑节能理念和技术不能得到充分的体现和应用,阻碍了节能建筑的开发应用。
1.3管理人员节能意识薄弱
建筑节能设计不仅体现在建筑中,它与建筑的管理密切相关。但在建筑节能技术应用的现状并不乐观,原因是创新和管理意识缺乏,不会使用节能建筑的设计理念,施工管理,施工企业的管理模式仍然是传统的粗放式管理应用,这显然不利于建筑节能技术。
1.4先进节能技术应用不足
当前,我国的建筑行业对国外先进技术的依赖性强,特别是在建筑节能设计技术领域。因此,先进的节能技术在节能建筑设计中不能得到充分的应用,许多设计理念仍然沿用传统的设计理念和方法,严重制约了资源的保护和环境的保护。
2、建筑设计中的节能措施分析
2.1屋面节能措施
屋面是建筑围护结构的重要组成部分,对于屋面的节能措施,在屋面进行保温隔热处理显得尤为重要。在夏季,太阳辐射很强,经受太阳辐射后的建筑屋面的温度能够达到七十摄氏度或以上的高温;在冬季,虽然太阳的辐射要弱得多,但是室内外温差却很大,从屋顶散发到室外热量非常多。基于这方面原因的考虑,很有必要对屋面采取节能设计。在屋面节能设计方法上,以把保温层铺设到建筑屋面这种方法运用得比较多。然而,为了使屋面的保温隔热效果更加的理想,则需要严格要求和控制保温材料质量。具体的做法是:第一,在设计上对保温材料的吸水率以及密度要把握好尺度,屋面自重更是要控制在合理范围之内。第二,在选取保温材料的时候,应尽量选用具有环保的、优良保温隔热性能的以及性价比高的等优点的材料。第三,设计人员还可以用蓄水或者是绿色种植的方法运用到屋面设计中。其中蓄水式的屋面能够散热,还能使屋面温度降低,绿色种植式的屋面不但可以增加建筑的绿化,队环境起到美化的作用;还可以使屋面的保温隔热效果更加理想。
2.2墙体节能措施
墙体也是建筑围护结构的重要组成部分,在墙体上采取行之有效的节能措施,能够使建筑墙体的节能效果得到很大程度的提升。对于墙体的节能设计,主要采用以下几种方法:在建筑外墙的材料选择上,采用隔热保温性能较为理想的材料;在墙体中间,将保温的材料放入其中,形成墙体和保温材料凝结在一起的复合墙体;在建筑的外墙添加保温层,不但能起到隔热的效果,还能为墙体充当保护的功能,这种方法也叫外墙外保温。如果只考虑保温节能的效果,第三种方法可以说是最佳的选择,因为室外的温度不会对外墙外的保温材料产生太大的影响。
2.3门窗节能设计
2.3.1控制建筑窗墙比
窗墙比顾名思义就是窗和墙之间的面积比,指的是窗户洞口的面积和房间立面单元面积之比,常常把窗墙比作为指标参数运用到建筑和建筑工节能设计中。其中房间立面单元面积指的是建筑的层高与开间定位线所围成的面积。不同的区域,不同的气候条件,在窗墙比的要求也很不同。尽管如此,对于门窗节能方面的措施来说,控制好建筑外窗的面积是很好的也是有效的一个途径。
2.3.2门窗玻璃的选择
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1.1暖通空调系统能源消耗的构成
暖通空调系统能耗是建筑能耗的重要组成部分,它指建筑物在通风、采暖、电器、空调、照明和热水供应等方面的能源消耗需求。目前暖通空调系统能源消耗大约占到四至五成,且有逐年上升的趋势。暖通空调系统能源耗包括新风负荷引起的能耗、建筑物冷热负荷引起的能源消耗及输送设备(水泵和风机)的能耗。
以室内设计标准、室外气候为条件、其他设备照明等多方面因素都影响着暖通空调系统的能源消耗。
1.2暖通空调系统能源消耗的主要特点
与此同时,与其它建筑能耗相比有一些特点:例如能量能影响着暖通空调系统使用效率及选型、系统设计、运行管理等多方面因素,如若暖通空调系统设计不合理,则会降低能源消耗的使用率。此外,室内中空气环境的冷热质量也会影响到暖通空调系统的效果。同时也可尽可能多的利用外在环境中天然的能源,如风能、地热能、太阳能等作为能源补充。暖通空调系统的冷热是通过彼此间交替完成的。针对这一特定热点,可以采用冷热量回收的方式来节能减排,从而提高暖通空调能源的使用率。
1.3暖通空调系统能源消耗的措施
暖通空调系统优化设计对空调系统的节能发挥着至关重要的作用。暖通空调
系统内部构造是一个庞大复杂的系统工程。合理系统的设计直接影响到系统的使用效果和使用性能。因此,需要设计人员针对暖通空调系统设计的合理性展开探讨,以用户为中心点,着重考虑用户的偏好和需求,实事求是地为用户服务,保证在高效经济状态下运行。选取合理的设计参数。从节能减排的角度出发,确定室内温度、湿度的标准是节能的重要因素。
2暖通空调系统存在的节能问题
2.1暖通空调系统的节能管理
在暖通空调系统优化设计施工以外,合理的运行管理模式也起着重要的作用。在现实中,不少些单位只要求设计施工完成达标任务,因此不注重对暖通空调操作人员的素质培训。以至于大部分暖通空调操作人员不具备必要的暖通空调基本理论常识,服务不到位,根据室外参数的变化进行合理的调节。一年四季只有开机、关机和冬、夏季转换操作,显然暖通空调系统达不到符合实际情况的节能标准。
2.2 暖通空调系统的施工及优化设计管理
在进行暖通空调系统的设计中,应妥善分析暖通空调系统设计的节能性,但是一些负责暖通空调系统设计的部门和设计人员在实际工作中往往得不够重视空调的节能性能。同时,暖通空调系统工程设计只有一周的时间,周期较短,工程量大,导致设计产生的经济效益与设计收费不挂钩及一些技术性问题没有得到相应的解决措施,另外,一些空调系统设计单位只求产品数量,忽视产品质量,使暖通空调系统的设计施工过程不仅投资大,暖通空调系统运行能量消耗也相当惊人,大大超过了国家标准。甚至个别公共建筑的暖通空调的能源消耗占建筑总能消耗量的60%。因此,管理暖通空调系统的施工及优化设计至关重要。
2.3 暖通空调系统的节能设计评价
目前,我国暖通空调优化设计的方法有很多种,尤其是绿色节能和环保新技术的不断涌现,对暖通空调系统的改善各有利弊。因此,优化设计评价的角度不同会影响到设计评价结果的差异。由于目前我国对暖通空调系统的设计评价方案没有得到统一解决,以致在实际运行中往往出现专业设计人员较为迷茫的问题, 加上不符合实际的科学评价方法对空调系统的设计评价产生了误导作用,更在实际过程中造成了难以估量的经济损失。
3新型暖通空调系统设计的探讨及应用
3.1新型暖通空调系统设计的探讨
新型的节能设计技术及可再生的能源开发和应用方式、控制方法,能显著提高空调散热性及舒适性,从而使空调系统大幅度节能。所以我国政府部门应当大力扶持这些设计成果,以便运用到现实当中,形成产业化。面对这些项目的具体实施,大大推动了我国的环境、能源和经济的作用。与此同时,合理利用可再生能源的暖通空调系统,如地源热泵(可见图1)空调系统、供热系统、太阳能制冷,不仅有着社会效益和显著的环境,还有着显著的经济效益,应该大力开发推广,服务于人们群众。
目前,大部分建筑施工监理行业中暖通空调专业人员素质水平参差不齐,导致很大一部分是非对口专业人员,甚至一部分工作人员根本未经过任何专业培训,对暖通空调专业理论知识似懂非懂,仅凭实践经验,果断采用甲方指定或惯用方案的方案,不注重理论与实践相结合的原则。由此在施工或设计中遇到的一些方案性问题不能及时正确的处理并解决,最终导致暖通空调系统出现无法挽回的严重后果。给系统的管理、运行埋下隐患,在实际工作中,严重造成无法估量的经济损失。
3.2新型建筑暖通空调系统设计的推广及应用
目前我国普通空调发展较快,但普遍存在耗电大、温室效应严重的情况,设计人员应该重视可再生能源或低品位能源的空调系统,污染少、以节约能源、使用期长度[2]。例如:近几年来刚刚发展起来的一种地源热泵技术,其技术利用地下恒温土壤热量,用以提高空调系统的COP值。它是一种利用科学的方法获取浅层地热能量并加以利用的技术,这种技术在中央空调系统中的应用在现实生活中,良好反应率越来越高。地下水源热泵技术是利用地下水常温 18℃左右的温度,作为冷却水水源替空调系统补充冷量,而且在冬季的时候,可以采用水源热泵机组替空调系统补充热量。