时间:2023-06-19 16:29:36
导语:在节能优化设计的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
中图分类号: TE08 文献标识码: A
一、引言
当前,关于锅炉生产的节能性和环保性,锅炉生产企业正加大研发力度,试图通过优化设计,将锅炉的节能和环保功能改造升级,以更好地适应消费者对节能和环保的消费需求。节能环保的优化设计,这是技术含量相对较高的研究课题,也是需要锅炉生产企业投入大量研发力量和资源的重要成本支出。不过,从未来市场竞争的角度考虑,加快锅炉生产转型升级,提升锅炉的科技含量、人文因素,是大有必要的。本文将重点围绕如何采取有效措施,在锅炉生产过程中,将锅炉的节能性和环保性提升,提出一些前瞻性、科学性、可操作性的对策参考。当然,这些对策参考,只是笔者的一家之言,也是方向性、理论性、原则性的一些分析探讨,能否最终转化为操作流程,从而产生经济效益和社会效益,有待企业结合自身生产实际,进行理论和实践的结合,推动锅炉生产的转型升级。
二、锅炉节能环保优化设计的原理分析
锅炉要实现节能环保,主要是通过锅炉燃料的优化选择和燃烧方式的优化组合实现的。这是锅炉节能环保优化设计最基本的理论基础。在优化选择锅炉燃料方面,固体燃料和液体燃料是传统常用的燃料,比如,煤、石油等系列制成品,这些燃料的显著特征就是燃烧能力强,但是容易产生大量的有害物质,对大气和生活环境造成污染。因此,要实现锅炉的节能环保,就要采用气体燃料。在设计锅炉时,就要根据气体燃料的特点进行装置设计和生产。在燃烧方式的优化组合方面,除了要充分达到燃烧的必备条件外,比如有优质的燃烧物、有高效的助燃物、温度能够达到燃点,等等,还要能够实现燃料和空气的深度融合。在此基础上,对燃烧方式进行优化选择。比如,对于中小型锅炉而言,适宜采用层状燃烧;对于节能环保要求不高的,可以采用悬浮燃烧方式;而沸腾燃烧最节能环保,这是今后燃烧方式的重点。
三、锅炉节能环保优化设计的措施分析
节能环保优化设计,可采用的具体措施有很多种。但从大类分析,一般有两类:第一类是通过安装节能环保设备。一般可以选择在油泵燃油室之间或者油咀之间安装节能环保设备。安装节能环保设备,比如常见的节能器,这可以促使碳氢化合物分子结构发生改变,从而让分子之间的距离拉大,把燃料的粘度降下来,这样就能够在燃烧前雾化燃料油,让燃料油更加充分地燃烧,大幅降低鼓风量,并把烟道的热量损失降到最低,从而实现节能环保的目的。实践证明,安装节能环保设备,能够将燃烧产生的一氧化碳、碳氢化合物等有害物质大幅降低,并大幅降低废气的含尘量。第二类是通过采用节能环保材料。锅炉生产商要严格按照国际节能标准,在生产锅炉时保证达到降耗标准。这就需要生产商采用节能环保的原料,不能为了降低生产成本,采购一些低质、耗能的材料。当然,锅炉能否实现节能环保的目标,这也需要使用单位树立节能环保意识,在采购锅炉时在考虑经济成本的同时,要考虑社会效益和生态效益,不能为了降低成本,就采购一些节能环保明显不达标的锅炉。当然,也要严格按照节能环保的要求进行锅炉操作,将节能环保的锅炉综合效益显现出来。
四、锅炉节能环保优化设计的过程分析
根据上述节能环保的主要依据和因素,笔者认为,节能环保优化设计方案的制定,主要要做好七个方面的工作,即实时性能、耗差分析、实时出力、出力优化、考核统计、数据采集、性能计算。这七个方面的优化设计是一个完整的系统,其中,先从对性能的实时动态掌握开始,经过耗能差别的分析、燃料出力情况的调控后,对获取的数据进行考核统计,最后就可以计算出锅炉的性能如何。在此基础上,对节能环保优化设计的模式进行研究确定。一般有两种模式:一种是通过锅炉的优化控制系统,将节能环保的优化结果提供给负责锅炉运行人员。需注意的是,这种优化结果不是优化控制系统自行生成的,这需要人工进行操作。另一种则是将优化结果进行下载,这种下载是优化控制系统自带功能,并需锅炉有储存数据功能的装置。需要指出的是,要实现以上自动化的全程控制,一个基本的条件是,离不开计算机技术、控制技术以及通讯技术的支撑。因为,一整套节能环保优化控制系统,需要有一个中央处理系统,对各个环节进行控制和调整,将锅炉运行过程的各种信息、数据进行集中传送、处理和分析,第一时间让专业人员知晓,从而人工做出判断和采取必要措施,让节能和环保的性能正常发挥出来。
结束语
锅炉的环保节能要加强水处理,合理的排污,以降低排污率,减少热量损失。要对合理的进行配风,使其能更好的满足锅炉需求。要对锅炉进行适时的调节,以减少不必要气体的排放量,将锅炉消耗降至最低,以达到节能节能环保目的。
参考文献:
[1]李静.浅谈热电厂锅炉节能的重要性[J].才智. 2010(19)
[2]高永地,梁德印,张华东.重油催化裂化余热锅炉节能技术改造[J].石油炼制与化工. 2011(05)
关键词:采暖;设计;节能
中图分类号:TE08 文献标识码: A
前言
新疆克拉玛依市处在冬季严寒,夏季昼夜温差很大的地区,冬季采暖、夏季的空调关系到居民的生活质量。本文中将探讨在不影响居民舒适性的背景下的节能降耗。
本文笔者将以一套普通三居室房间为例,对于节能设计具体说明。
图1.三居室平面图
克拉玛依处于天山北麓气候独特,气象条件如下:
温度
年平均温度 7.5℃
极端最高温度41.2℃
极端最低温度-37.3℃
最冷月(一月)平均温度 -16.4℃
最热月(七月)平均温度 26.0℃
年连续五天最冷日平均气温-25.7℃
年连续五天最冷日最低气温-32.9℃
夏季空气调节室外计算温度34.4℃
夏季通风温度29.0℃
冬季空气调节室外计算温度-25.7℃
冬季室外采暖计算温度-23.3℃
采暖期日平均温度为 -8.0℃
采暖期天数为 159天
各月日平均最高气温、最低气温(见表1)。
表1 各月日平均最高气温、最低气温表
月
参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年
最高气温 -0.8 0.6 15.9 27.6 29.9 31.7 33.5 33.8 31.3 21.9 10.9 3.4 33.8
最低气温 -24.7 -22.2 -17.1 -6.4 4.6 14.2 14.9 11.6 5.3 3.6 16.3 25.9 25.9
采暖系统
为了节能冬季采暖采用地暖,因为传统散热器采暖是对流采暖系统一般供回水温度是95℃~70℃(80℃~60℃),室内热空气对流作用使得房间内形成热空气的循环,使地面灰尘随室内空气上升,温度分布比较混乱,达到均匀温度时间比较长;地暖供水温度要求在50℃~60℃现对传统采暖供水温度较低,温差控制在10℃左右,即使室内温度比传统方式低2-3℃,因为地暖是让温度从脚下向上传递,人们会感到更温暖、舒适,更节约能源。地暖系统具有比传统散热器采暖更大的蓄热功能,可以将在突然停暖减缓温度衰减。
传统采暖的散热器一般明装在室内,家庭装修时为了美观,一般会将散热器包裹、修饰。使得热对流的空气受阻,热量积聚在装饰物内只能通过空隙散发,传热效果大大降低,装饰部分占用室内空间,使得有些家具布置都受到影响;地暖采暖不存在明装布管管线,没有散热器,对于装修的地板有一定的要求,其他无要求,无需避让,家居布置随心所欲,增加了室内的使用面积,地暖的敷设增加了地面厚度,楼层隔音效果更加明显。
表1 传统采暖各房间热负荷及采暖材料表
房间
名称 客厅 主卧 客卧1 卫生间 厨房 客卧2 合计 备注
采暖面积 m2 36.72 18.9 15.3 11.7 13.5 12.15 108.27
底层采暖负荷 W 4120.8 2339.8 2454.4 1243.5 1509.3 1420.7 13088.5
中间层采暖负荷 W 3431.4 1967.7 2152.4 1056.9 1242.8 1180.8 11032
顶层采暖负荷 W 4865.7 2705.9 2750.0 1426.1 1770.1 1655.7 15173.5
传统采暖散热器
单片散热量108W 片 38 22 23 12 14 13 122 底层
32 18 20 10 12 11 103 中层
45 25 26 13 17 15 141 顶层
地暖管线长度
DN20(PE-X) m 88 50 52 27 32 30 279 底层
73 42 46 22 26 25 234 中层
103 57 58 30 38 35 321 顶层
发热电缆长度
每米发热量18W m 229 130 137 69 84 79 728 底层
190 109 120 59 69 66 613 中层
270 150 153 79 98 92 842 顶层
传统采暖的散热器一般是铸铁散热器、铝合金散热器同钢制散热器,一般的散热器使用年限为20~30年不等。地暖系统使用寿命即为是埋管的使用寿命,地上部分可以更换,因此,地暖选管是使用寿命的关键。现在用于地暖系统的符合标准的管材,设计寿命都可达到70年,实际寿命超过都超过50年,可以认为:地暖系统基本与建筑物寿命相当。
现在我国住宅的采暖节能日益被关注,以往住宅集中供暖,按面积收取热费,存在很大不合理性,并且用户进行局部调节积极性不高,用多用少一个样,造成供热、用热的浪费严重。因此,在《民用建筑节能管理》和《中华人民共和国资源能源法》中明确规定:新建住宅建筑的集中供热系统,应当推行温度调节和用户热计量装置,实行供热计量收费,这样提高了大家的节能积极性,为大家节省的日常开支。随着人们生活水平的提高和供暖事业的不断发展,对供暖行业实现用热量的分户计量,势在必行,更加美观、方便的地暖系统替代传统采暖方式的浪潮势不可挡。
本文的典型房间中的三种方式,均以顶层为例传统采暖方式施工需要使用6组散热器共计141片;地暖热水方式需要使用321米DN20的PE-X管;地暖电采暖方式需要842米发热电缆。
表2经济性比较
采暖方式 散热器热水采暖 地暖热水采暖 地暖电采暖
采暖设备 散热器 DN20 PE-X管 发热电缆
技术特点 热效率:70%
安全性好
寿命20~30年
系统维护成本高
投资成本高
运行成本低
存在水利失调 热效率:70%
安全性好
管线50年
系统维护成本高
投资成本低
运行成本低
存在水利失调 热效率:100%
安全性好
电缆50年
系统不维护
投资成本高
运行成本高
无系统失调
建设费用 11280元 8346元 10946元
每年支出 3248.1元/年 3248.1元/年 4632.3元/年
其他 需要热计量仪表
需要数据远传处理 需要热计量仪表
需要数据远传处理 不需要热计量仪表
不需要数据远传处理
经过经济性比较,地暖为现在节能采暖的首选,地暖热水采暖可依托现有管网改造,投资成本低,运行成本低;地暖电采暖可用于辅采暖,如偏远的建筑,采暖不能保证的寒冷地区、温度精度要求较高的建筑等。
结语
采暖设计关乎节能整个社会的节能指标,一次性投资永久使用,计算应尽可能详尽,准确,本文中计算未能详细提及,希望大家给出建议,共同进步。
参考文献
【关键词】建筑能耗;节能设计
住宅是所有的建筑类型中比例最大的建筑,从设计的角度来探讨住宅建筑节能设计,达到有效控制能耗的目的有着非常重大的意义。
1 住宅平面的建筑节能设计
住宅平面设计中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地(建筑行业“四节”之一)还可以大大节约建筑用材,减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。
由于我国地处北半球,太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能的建筑朝向,此朝向夏季可减少太阳辐射得热,冬季可增加太阳辐射得热,而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系,容易形成穿堂风,而又避开了冬季盛行的西北风。因此,将住户长时间活动的居住空间(如厅、主要卧室)设于日照通风条件最佳的南向位置,利用自然环境使室内达到最大的舒适度,为住户节约采暖和空调的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间,所以建筑平面谊设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置些平面功能比较次要的电梯、楼梯、管道井、机房、卫生间、厨房等,以挡住日照直接照射主要房间,避免冬季西北风灌入。经调查,在其他条件相同的情况下,南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5%左右。
2 住宅外墙的节能设计
墙体是住宅的主体部分,是建筑室内外热交换的主要介质,建筑节能50%,其中就有约25%是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。使用节能外墙与使用普通外墙室内温度相差可达4~10度,所以墙体的设计是不容忽略的一个方面。外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外,还应考虑选用保温隔热性能好的墙体材料,对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位应加设保温隔热层。
目前,常用的几种外墙材料中,保温隔热性能较好的是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。复合墙体中绝热材料主要有岩棉、矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、酚醛板、加气混凝土等。复合墙体保温隔热宜选用外墙外保温。外保温是连续外包的,有效隔断具有热桥作用的混凝土梁、柱等,而产生“断桥”作用,达到预期的节能降耗效果。此外,减少建筑物体型系数,也就是减少建筑物外表面积,减少护结构面积,减少建筑形体的凹凸,也是节能的有效措施之一。体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。因此,体形系数越小对建筑节能越有利,也就是说,在其他条件相同的情况下,宽的建筑比窄的好,高的比矮的好,外表整齐的比外表凸凹变化的好。为得到合理的有利节能的建筑体形,体形系数一般应控制在0.3以内,住宅进深应扩大到10m以上,而长度则以55m为宜。从热传递方面分析,通常建筑物实墙的阳角内侧气流较通风口处差且散热面相对比较大,所以交角处内表面的温度远比主体内表面温度低。同时由于具有热桥作用的框架柱或构造柱常设在此处,所以一般交角处是建筑物耗能量较大的部位。如果建筑物设计成圆柱形,则外墙棱角少,外表面积也小,有利于减少能量的消耗。所以外表面整齐的建筑比外表面凸凹变化的建筑要节能。从接收太阳辐射热能考虑,应使建筑物南向墙面的面积尽量的大,其他墙面的外表面积尽可能的小,也就是说南向墙面与其他各方位墙面的面积比应是越大越好。另外,也可以利用植物来调节气温,在日照强烈的墙面,种植植物来吸收太阳热量,减少传入室内的热源。据报导,建筑西墙种植爬墙虎,在植被遮蔽90%状况下,外墙表面温度可降低8.2℃,并有利于吸尘和消音,减少温室效应。
3 住宅屋面的节能设计
在建筑物受太阳辐射的各个外表面中,屋面是接受太阳直射时间最长的部位,因此受辐射得热也是最多的,相当于东西向墙体的2~3倍,所以它的保温隔热也显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料(如膨胀型泡沫聚苯板)。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上,可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。此种方法施工简易,可广泛采用。
另外,利用屋顶种植花卉、灌木(如彩叶草、三色堇、麦冬草等)形成生态型屋面,既可阻挡热源,减少温室气体的排放,达到保温隔热,又可美化环境,改善城市气候,做到一举两得。种植的土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜,可起到滞阻水的作用,有利于屋面的防水,而且土壤导热系数小,有很好的热惰性,不随大气气温骤然升高或下降而大幅波动,有利于屋面的保温隔热。同时,在屋面蓄水,形成蓄水型屋面,也是节能屋面的有效措施。利用水蒸发可带走大量的热,从而有效减弱屋面的传热量和降低屋面温度。据测试,蓄水、种植屋面土壤表面温度与一般屋面表面温度比较,温度可低27℃。此外,采用平坡屋顶结合的构造形式,在屋面保温隔热层上做架空层,通过空气流通来散热也是个不错的办法。
4 住宅门窗的节能设计
外门窗是耗热的重要渠道,它既是太阳辐射的得热部件,又是主要的失热部件,传热系数约为墙体的3~4倍,是节能的重点部位,所以合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。对于住宅设计应避免少做落地窗、飘窗等。外墙门窗设计除满足自然通风外,设计中应该强调东西南北开窗有别,不同功能房间开窗有别。面对冬季主导风向的立面,应尽量减少开窗面积。设置外窗部位,应提高外窗的密封性能(如选用胶条密封而不是毛条),选用好的窗型(如平开窗气密性相对较好),门窗配件,提高窗框的隔热性能(如采用塑料型材、铝合金断热型材、玻璃钢型材、铝木复合材料等),减少窗框的外露面积,采用保温隔热性能好的玻璃(如中空玻璃、镀膜玻璃等)。根据国内外大量应用经验证实,采用双层玻璃塑料钢窗是较好的选择。外门窗除了采光,通常也是建筑自然通风的渠道。所以,外门窗的开启也是夏季通风节能的必要条件。夏季迎风面可作为主要的开窗部位,引进自然风,增加夏季的渗透通风。但同时,外门窗的设计应减少冬季寒风的渗透,有利于室内保温,改善生活环境的舒适度。对于向阳的地方,可采用凹式开窗设计,外加遮阳板及镀有特种金属的热反射窗帘,这种设计既美观又兼有较好的遮阳效果。
5 结束语
我国作为世界能耗大国,对于发展可持续发展的生态建筑,减少建筑能耗更是刻不容缓。而建筑节能是养活建筑能耗的有效方法,同时也是节约经济的方法。因此,作为建筑师,更应从自身做起,从不同角度,依据建筑规范对节能进行优化设计,充分利用我国现有的自然条件,在改善人们居住环境的同时,充分挖掘节能潜力,从而实现节约能源,减少能源消耗。相信在不久的将来,建筑节能事业必将在我国展现欣欣向荣的景象。
参考文献:
[1]能源服务或将打破建筑节能僵局[J]. 建筑节能,2011,(11).
[2]王恒莹,王小勇. 探讨我国新形势下的建筑节能问题[J]. 中国城市经济,2011,(27).
关键词:空调工程;节能优化;设计
中图分类号: TU201.5 文献标识码: A
引言
随着我国经济的不断发展,人民生活水平快速提升,中央空调得到了广泛应用,空调,在给人类的生产、生活带来舒适的同时,也给我国的能源消耗带来的巨大的考验。我国建筑中的空调在能源节约和减除消耗方面的水平远低于发达国家,空调节能优化设计的重要性日益突出,本文对中央空调系统再设计过程中的一些节能优化措施进行了简要的探讨。
一、空调的工作原理
目前空调冷源按驱动能源划分,主要为电力驱动(电制冷)以及热能驱动(吸收式制冷),其原理是低压低温制冷剂液体在蒸发器中与冷冻水进行热量交换发生气化,被气化后的制冷剂在压缩机(发生器)的作用下,会形成高温高压的气体,当气体流经制冷机组的冷凝器时,就会被来自冷却塔的冷却水所冷却,冷凝后的制冷剂液体经节流装置后转变为低温、低压的液体。与此同时,由水泵将被降温后的冷冻水送至各类空调末端设备中,对各个房间进行降温除湿处理。经过这样的循环过程,在房间内的热量最终由被冷却水带走,释放到空气当中。空调热源主要为市政或锅炉房蒸汽、热水以及热泵制备的热水两种,前者本质为燃料燃烧提供热量,后者(热泵)原理即制冷循环,利用冷凝器放热提供的热量。
空调系统设计技术优化的重要性
空调已经大范围进入到人们的生产、生活当中,因此,其工程技术设计的优越性与否直接关系到人们工作、生活环境的舒适度,对于提高工作效率及人们的生活水平具有重要意义;
通过在设计初期对季节、气候以及房屋朝向等具体细节问题的考虑,优化空调系统的设计,降低能耗,有效缓解供电高峰期电力负荷;
建筑使用过程中,空调属于能耗高、持续时间长的部分,通过合理的技术优化,能够提高空调的工作效率,为节能减排做出贡献;
随着变频技术、DDC(直接数字控制器)以及能源管理系统等新技术的广泛应用,使得空调的设计优化策略与控制技术紧密结合,在有效降低能耗的同时,起到系统的指导和控制作用。
建筑暖通空调工程的节能优化设计存在的问题
设计部门和人员不重视空调系统设计
在目前的实际设计工作中,一些建筑工程的设计部门及设计人员没有充分认识到中央空调系统节能优化设计的重要性,重视程度不够,而且现在的一些建筑工程因为设计周期相对较短,设计思路无法充分展开,导致一些设计部门忽视了空调系统的优化设计,一些设计中的关键技术性问题没有得到完全解决,因而造成目前我国的空调工程设计质量不高,设计的空调系统的初投资大且能耗高,不符合国家相关的空调工程设计标准的要求。
在设计的实施环节存在着一定的不合理
由于设计理念中缺乏节能、低碳等思想的融入,必然会导致设计的实施与初衷产生相背离的现象。更为严重的问题是,在有的空调设计中存在着一些违规操作的现象,有的设计师为了达到一定的美观性或功能性,或是为了满足建设单位的不合理要求,甚至违反国家相关的技术标准和操作规程,这种行为带来的不仅仅是在节能设计方面无法达到理想的效果,也会对空调工程本身的质量产生重大的影响,造成严重的安全隐患。
空调在运行过程中很少是满负荷运行,但目前的暖通空调设备设计选型时,常按最大负荷进行计算,同时采用固定工作时间的方式运行,且在实际运行时,管理人员没有意识到空调节能的重要性,没有为空调工程配备专业的管理人员,这造成了空调系统使用效率低下,能源浪费严重。
在设计人员的素质建设方面还有待提高
当前有一部分空调工程的设计师虽然在空调设计方面有着一定的经验,但是却缺乏能源管理方面的专业知识,所以造成了他们在空调设计的工作中无法将节能与低碳等相关的理念融入工程的设计中,正是专业素养的缺失才导致了暖通空调设计中出现了各种纰漏。
建筑的空调工程节能优化设计的目标和原则
设计目标
空调工程节能设计方案必须具备较高的可靠性与可行性,才能够作为空调施工的基础,从而保证空调工程的投资、运行以及节能等方面的和谐统一。所以,设计人员应当根据当前已经存在的关于空调工程节能设计的相关经验与优化措施,从工程项目的水、风等系统方面着手,进行不同的节能策略,达到理想的节能效果。
设计原则
设计单位要要求设计人员设计的每项空调工程项目,都要有较详细的冷热负荷计算书,并介绍采取了哪些节能措施。系统在明确设计方案时,设计人员要深入现场,结合工程的具体情况,与业主进行有效沟通,根据建筑使用功能要求、负荷特性、环境特点,并结合当地的能源结构等多方面因素综合考虑,以确定合理的冷热源方式及末端形式;施工图设计阶段,必须进行逐时冷热负荷计算,要考虑空调末端设备的分布与处理,还要考虑设备管道的布置在空调工程施工的配合与协调问题,与土建、水电、装饰、灯光、消防等工种之间的协调与配合。
五、建筑的空调工程的节能优化设计策略
(一)空调风系统的优化设计
空调系统在运行的过程中会产生大量的热量,而这部分热量必须要从系统中有效的转移,才能够保证空调系统的稳定运行。对于大型公共建筑来说,建筑物内区面积大,常年有稳定的大量余热,采用水环热泵空气调节系统对节能非常有效。针对人员密集、空间较大的空调区域,如报告厅等,需要新风量大,采用风机盘管系统不但投入大,运行费用也相应增加,在这种情况下,最好选择单风管全空气的空气调节系统,此系统在室外焓值低于室内焓值的过渡季节还可以采用全新风运行,在满足舒适性的同时达到节能的效果。同一个空调风系统中,若各空调区的冷、热负荷差异和变化大、低负荷运行时间较长,且需分别控制各区域温度,此时采用变风量空调系统可收到较好的节能效果。
空调水系统
开式系统在运行过程中需要较大的水泵扬程,因此消耗的能量也较大,所以在设计时应尽量考虑使用闭式循环水系统,并尽量采用高位膨胀水箱作为系统的定压。因为三管制水系统的冷水和热水都经过同一根水管作为回水管,会产生冷热混合损失,所以这种方法在使用时也应当谨慎选择。同时,空调水系统布置和管径选择时,应减少并联环路间的压力损失的相对差额。若系统较大,阻力较高,且各环路负荷特性或阻力相差悬殊时,宜采用在冷热源侧和末端负荷侧分别设置一级泵和二级泵的二次泵系统,以避免一级泵扬程过大,或是长时间不在高效区运行,造成能源浪费。
冷热源
中央空调系统的冷热源宜采用集中设置的冷(热)水机组或换热设备。当前各种设备、机组品种繁多,溴化锂吸收式机组、离心式螺杆式冷水机组、多联机、各类热泵机组(风冷热泵、水源热泵、地源热泵、水环热泵等)以及结合相关蓄冷蓄热技术等等各具特色,因为设备或机组的选择受使用特征、占地面积、投资和运行费用、当地能源种类、环保规定等多种因素的影响与制约,只有设计人员在充分做好上述因素的调研后,全面客观地对冷热源方案进行综合论证,才能真正达到节能、使用效果的双赢。
全系统优化
当前对于空调工程的节能优化研究都集中在各个设备节能的模型研究上,没有考虑系统中各个设备之间的相互影响。然而空调工程的运行是由各个设备组成的一个系统、某些设备的优化并不一定就会带来整个系统的优化,而只有整个系统优化了,才能保障系统的节能。因此在暖通空调工程的节能研究中一定要坚持系统化的观点,对整个系统进行优化。
六、结束语
随着全球能源的日益紧缺,节能降耗已经势在必行。空调工程的节能设计是影响我国建筑工程整体节能效率的主要环节之一,因此,必须要给予足够的重视,开展科学、合理地空调工程设计,使之实现节能效果和水平上的优化,提升在建筑工程的施工及使用过程中的节能效果。
参考文献
[1]李永存,陈叔平,林爱辉,李轶群.综合建筑空调水系统中冷冻水泵的节能匹配方法[J].制冷与空调,2007(02).
关键词:住宅;建筑节能;优化
一、我国建筑能耗特点
(l)我国幅员辽阔,地域气候差异大,各地建筑能耗也差别很大。根据《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005),将我国分为严寒A区、严寒B区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区,并针对不同的地区设置不同的建筑节能标准。相对来说,北方注重冬季保暖,南方更注重到夏季隔热,兼顾冬季保温,而这二者在提高围护结构隔热性能上来说,又具有一定的统一性。
(2)各地采暖(制冷)方式差异较大。在我国城市,根据该地区获取能源的便利程度不同,主要采用煤、电、油等能源形式,部分地区使用核电、风力电能等。而我国很多农村地区仍然采用较为原始的秸秆、薪柴、木炭等能源形式,这些传统能源一方面利用效率低,另一方面对生态环境也产生一定压力。
(3)各地各类型建筑耗能状况参差不齐.例如,我国大中型城市目前已经基本结束了“秦砖汉瓦”的建筑构型,在市区禁止使用烧制实心粘土砖,而据调查,烧制粘土砖仍是农村的主要建筑材料之一。另外我国建筑节能标准根据经济和环境形势的发展而日渐完善,对建筑节能的要求也逐渐提高,从1986年提出的节能30%到1995年的节能50%,目前很多地区已经提出节能65%的标准。这些差异造成我国不同地区、不同建筑的节能指标差别很大。
目前,我国北方城镇采暖能耗占全国城镇建筑总能耗近40%,并且不同方式、不同建筑的采暖能耗相差很大。而南方地区的供暖方式仅是针对某段时间、某一建筑空间内,且采暖时室温控制较低(14-16℃)、室内外温差小,所以南方地区冬季采暖能耗远低于北方地区。
二、节能新技术在建筑工程中的运用
建筑节能的重点应从建筑本体和建筑设备领域发展建筑节能的创新技术。这包括在建筑围护结构保温技术方面,采用高效节能建筑新材料、外墙外保温技术、高效保温门窗和热反射保温隔热技术等。例如,双层幕墙技术是中间带有可调遮阳板且可通风的方式,夏季可有效遮阳和通风排热,冬季又可使太阳光透过,减少供热负荷。
在建筑设备所涉及的能量系统节能技术领域,采用先进供冷、供热系统和设备以及控制技术等积极推进了建筑节能的发展。
1、计算机仿真与智能控制技术。通过对供冷、供热系统实现优化运行节能控制,最大限度降低运行能耗。
2、热泵应用技术。采用热泵原理利用低温低品位热能资源,通过少量的高品位电能输入,可向建筑物供热、供冷,有效降低建筑物供热和供冷能耗,同时降低区域环境污染。
3、变风量空调技术。变风量空调系统是一种节能的空调方式。在考虑同时使用系数的情况下,空调系统的总装机容量可以减少10-30%左右。
4、新风处理及空调系统的余热回收技术。新风负荷一般占建筑物总负荷的30%-40%。变新风量所需的供冷量比固定的最小新风量所需的供冷量少20%左右。新风量
如果能够从最小新风量到全新风变化,在春秋季可节约近60%的能耗。通过全热式换热器将空调房间排风与新风进行热、湿交换,利用空调房间排风的降温除湿,可实现空调系统的余热回收。
5、辐射性供热节能技术。地板辐射、天花板辐射、垂直板辐射是辐射型供热的主要方式。在有低温废热、地下水等低品位可再生冷热源时,这种方式可直接使用这些冷热源,省去常规冷热源。
6、热电联产技术。采用热电联合生产的方式,利用发电余热集中供热取代大量的、分散的、除尘效率很低的小锅炉供热方式,可大幅度地减少大气污染物的排放量,有效地改善环境质量。与直接使用锅炉供热相比,热电联产提高了能源的利用效率,可降低一次能源消耗量。
三、实现建筑节能的方法措施
3.1围护结构节能
(1)外墙
外墙外保温适用于以混凝土空心砌块、混凝土多孔砖、钢筋混凝土或粘土多孔砖等材料为基层的外墙。外墙外保温系统一般由粘结层、保温层、防护层和饰面层组成。
外墙外保温系统各组成材料的技术性能应符合国家、行业相关标准要求。聚氨醋外墙保温板系统适用于多层及低层建筑;外墙外保温系统的饰面应采用涂料,包括配套的外墙专用涂料或其他防水弹性涂料。
外墙内保温的保温材料应选用导热系数较小的不燃或难燃材料;除保温材料可允许不设护面层外,保温层应有护面层;在有保温层的墙面上需挂重物时,其挂钩的埋件须固定于基层墙体内。保温砂浆内保温的构造层次一般为界面层、保温层和护面层。
(2)屋面
坡屋面必须有保温隔热层。对于以钢筋混凝土为基层的坡屋面,保温层应设在基层上侧。平屋面的建筑找坡可采用轻集料混凝土、水泥加气混凝土碎料(1:8)或憎水膨胀珍珠岩制品等材料实铺。平屋面保温层的构造方式有正置式和倒置式两种。
(3)楼板
住宅建筑楼层间楼板的传热系数(K)不应大于2.OW/(m,.K);底部自然通风架空楼板的传热系数(K)不应大于1.5W/(m,.K)。底部不通风架空楼板的传热系数可参照楼层间楼板确定。
(4)外窗
外窗(包括阳台门的透明部分)的面积不宜过大。不同朝向、不同窗墙面积比的外窗,其传热系数(K)应符合相关规定。多层住宅外窗宜采用平开窗。
3.2采暖系统节能
居住建筑的共同特点是供人们居住使用,而且一般都是昼夜连续使用的,对室温和空气质量有较高的要求,建筑节能的重点之一就是放在节约采暖和降温能耗上。主要措施有以下几点:
(1)要从合理规划和选择采暖设备开始,改善采暖供热系统的设计和运行管理,以提高锅炉的运行效率:加强管道的保温,以提高室外管道的输送效率。
(2)为提高采暖系统热效率,应积极发展集中供热,以最大限度地节省燃料消耗,对短期内不能联网集中供热的小区,应先着手建小区集中锅炉房供暖,并留出接网余地。
【关键词】智能化、建筑电气节能、优化设计
在地球能源和资源匮乏的形势下,如何在加快城市化进程的过程中实现环保节能是很多企业需要思考的重要问题。
一、智能化建筑电气节能的简述
智能化的建筑对智能控制和管理的要求比较高,而智能控制和管理质量的高低直接决定于智能化建筑电气节约能源的效能高低。当前,我们国家建筑电气企业主要是立足于能源节约这个理念来发展智能化建筑电气的,根据某项调查数据可知,在我们国家多种能源消耗中,建筑所消耗的能源所占的比重是最大的,尤其是建筑电气这一块。所以优化智能化建筑电气节能成为了我们国家建筑电气技术研发的重要内容。具体来说,实现智能化建筑电气节能需要关注其相应的供配电系统、安全管理和控制系统等,使其运转能够做到高度的自动化,这也是未来建筑电气节能发展的重要方向。
二、建筑电气实现智能化
我们知道,伴随着科学技术的不断推进与发展,智能化不再只是一个想法,而是逐渐应用到广大人民的生活、生产中,其中建筑电气行业与生产力的联系比较紧密,那么智能化就成为了建筑电气行业发展的重要趋势了。
(一)智能化建筑保证监控的有效性
在建筑电气中实现智能化可以对建筑中的各种设备进行有效地监控,具体来说,就是在使用节能的设备的时候,可以利用智能化对其运转的具体情况进行监控,看看该设备在一定时间内消耗了多少能源,然后对运转状况进行评价,根据评价结果来适当地调整节能设备的各项参数,从而尽可能地减少了能源的浪费和流失,节约了不可再生能源。
(二)智能化建筑中的网络化问题
在实现建筑的智能化过程中,还要重点考虑各种智能化设备的网络化问题,要知道,智能化建筑中的弱电体系是智能化建筑的关键部分。其中,弱电工程由通信网络体系、火灾发生警报体系、公共安全防范工体系等构成,通过改进和完善这些网络体系,可以提高智能化的准确性和灵活性。
(三)智能照明自控系统
智能照明自控系统在建筑的运用已经越来越广泛,他可以根据建筑周边的环境、声音、光线大小进行自动地调节,这种系统已经几乎实现了无人工化的程度了,一方面可以减少人力的浪费,从而减少人力成本,另一方面又可以使能源和资源得到极大地节约,避免了人工照明下的资源浪费。
三、建筑电气节能的现状分析
在文明社会建设的形势下,节能环保的理念越来越深入人心,但是在节能设备实际的使用中,却出现了不少的问题,比如由于对电流负荷计算的不准确或者是用电的数据不够齐全等使得节能设备的变压器选择出现错误,这样就会导致变压器的运转效率大大减低;智能化照明的光源选择不合理、照明的度数等参数不科学也使得照明节能的效果不明显;建筑电气的设施和节能管理系统没有很好的结合,也会使节能的效果大打折扣。另外,在一些大型的公共场所,有很多毒电气设备是二十四小时运行着的,这就使得电能的耗费十分大,比平常的建筑耗电高了百分之三十以上。有些建筑为了保持建筑物内部温度和湿度的舒适,会使用中央空调,但是这种空调的温度并不高,装机的冷量太大,散热也比较多,这无疑给空调增加了大量的负担;关于照明,很多建筑在白天的时候也开着灯,造成了不必要的浪费。可以看出,建筑电气的节能是非常必要的。
四、设计建筑电气节能时应当遵循的原则
通过对当前建筑电气节能的现状进行分析和研究,发现建筑电气节能存在着前期考擦和准备工作不到位,专业化程度不高,节能效果不佳等问题,这就要求我们在设计建筑电气节能是应当遵循下面这几个重要的原则。
(一)实际原则
在设计智能化建筑的施工方案时,很多设计人员并没有全面地掌握建筑内部的结构,也没有深入地对建筑的耗能情况进行分析,这使得建筑电气在实际的使用中节能效果不佳。因此在设计之前,务必要从实际出发,根据建筑的实际情况来制定相应的电器节能方案,同时顺利地实施各个节能的工作,保证节能工作的有序性和有效性。
(二)节能减耗原则
我们知道,建筑电气节能最大的目的就是要节约能源、减少能源的浪费,不过在这个过程中要注意不能因为一味地追求节能减耗而忽略使用的效果,这样便显得有点“因大失小”了。所以应当在保证建筑使用效果适合的前提下来尽可能地做到节能减耗,这样才能做到“双赢”。
(三)经济效益原则
有些建筑企业过分地追求节能,以至于不顾成本,对节能设备过度地投资,这就完全没有考虑到企业的经济效益。我们知道,一般智能化建筑电气节能的规模会比较大,各种设备的应用会直接影响了建筑的成本,如果毫无考虑成本的节能,企业很难长期在激烈的市场竞争中生存下去。
五、智能化建筑电气节能的优化设计
(一)优化质量安全监控系统
1、供电系统的优化
为了更好地优化质量安全监控系统,应当对供电系统采取相应的保护措施,比如利用网络智能进行保护,具体来说,就是利用互联网上的人工智能识别功能对建筑电气节能的质量和安全进行有效地监控,从而能够更加及时地发现问题,防范于未然。
2、安全防范系统的优化
对于安全防范系统优化,这就需要全面地掌握建筑电气节能有关的标准和规范,并且要了解和熟悉相关的国内外先进技术,能够将建筑电气节能技术灵活地运用到不同的建筑条件中。还要使用先进的监控系统,全程地观测节能设备的运行,通过信息的采集、整合和处理来进行有效地控制。
(二)优化智能化控制系统
智能化控制系统的优化主要包括了智能化控制策略、智能化控制管理手段、智能化数字精致管理器和智能化控制网络系统这四个部分,下面就以暖通空调系统为例子来解释各种节能技术的优化设计问题。智能化管理手段是为了给用户创造更加舒适的生活环境,因此工程师可以安装和管理控制面板上的设备零部件,从而更好地对暖通空调的运转进行控制。其次是智能化控制策略,DDC是比较常用的一种控制和管理方法,一般来说,空调数字控制器参数的大小与空调设定的时间长短呈现出相反的关系,那么我们就可在空调送风的管道以及建筑物内部装上温度传感器,通过这两个方面的控制方法,增强系统对温度的感应。第三是智能化数字控制器,它是根据不同的建筑来选择不同的DDC,比如可以在冷冻室安装比较大型的控制设备,而对空调通风机便可以安装较小型的控制设备。最后是智能化网络,可以根据建筑工程的不同类型以及拓扑构架在网络中的作用来选择不同的控制网络,构建楼层分层化、多极化的网络控制模式。
参考文献:
[1]范臻.基于智能化建筑电气节能优化设计的分析[J].中国高新技术企业,2012,28:30-32.
[2]王晓东.智能化建筑电气节能工程设计的相关问题探讨[J].城市建筑,2012,17:54+59.
[3]曾小阳.智能化建筑电气节能优化设计的相关分析[J].科技风,2013,16:156.
关键词:建筑工程;电气设计;节能;原则;技术
Abstract: With the rapid development of social economy, the problem of resources and energy has become one of the most important problem restricting China's economic development, the construction industry as China's most energy consumption in industry, construction industry, electrical energy saving design has important significance for reducing the energy consumption of a building, the building electrical energy saving design and its application is an important task in the development of the construction industry. This paper combined with the author's practical experience, analyzes the energy saving principle and technology used in building electrical design.
Key words: building engineering; electrical design; energy saving; principle; Technology
中图分类号:TU201.5
在当前城市化进程不断加快的大背景下,人们的生活水平日益提高,而建筑功能越来越复杂,能源消耗已成为不得不关注的问题。以下根据建筑电气设计的基本原则,提出几点相关节能技术。
1 建筑电气节能的基本原则
1.1 符合建筑基本功能
对于建筑的电气设计来说,应优先保证人们的正常生活、工作用电,确保用电的安全性、可靠性,因此选择性能良好的电气设备,是最基础、最重要的一环。包括调节新风量、调节空调温度、调节灯光照明度等。
1.2 减少不必要的浪费行为
在电气设计中采取节能措施,必须充分考虑建筑运行过程中可能产生的无谓消耗,如线路中的能量、电能传输过程的变压器消耗等;应采取先进、有效的调控技术,确保建筑发挥基本功能的前提下,尽量节约能量。
1.3 实现经济环保目标
在确定建筑电气设计方案过程中,应遵循合理性、适用性、节能性目标;通过切实可行的方案和精准的计算结果,提高电气设备与控制方法应用的效率,尽量在控制投资额的前提下,提高节能效果,实现环保目标。
1.4 符合建筑经济效益需要
对于建筑电气设备的安装来说,既要结合工程实际情况,更要考虑经济因素;但是不能一味压低施工、安装成本,而造成投入使用之后的高能量消耗;那么在电气设计过程中,就要对节能设备、节能材料优化选择,尽量节约施工费用与运行费用。
2 建筑电气设计的节能技术
2.1 供配电系统的节能设计
结合建筑内部用电负荷的实际情况,包括用电设备、负荷量等级、负荷量分布等,优化设计供配电系统,确保其处于安全、稳定的运行状态下,减少不必要的损耗。具体从以下几方面加强设计:
1)尽量保障供电系统的简单性,在同一个电压等级的供电系统中,不宜设计过多的变配电级数,通过控制变电级数,也可减少不必要的电能消耗。2)确定电缆与导线的截面。在符合基本载流量,并保留一定电压损失的前提下,应结合经济化发展目标,根据电流密度实际情况确定导线的截面;从电能消耗控制、投资控制等多方面综合考量。3)选择变压器的容量与数量。一般情况下,变压器的负载率控制在 70%~85%范围内,以确保接线能够较好地适应负荷变化需求;结合经济性运行原则,提高变压器切换的灵活性,确保变压器处于最佳运行状态,减少不必要的损耗。4)设计时应缩短低压供配电线路的长度
(1)输电线路上的损耗功率与电压的关系为
式中
P1——输电线路上的损耗功率(kW)
P2——输电线路上的输送功率(kW)
由式(1)可知,输电线路上的损耗功率与电压的平方成反比。所以,设计时应尽量使10kv高压线路深入负荷中心, 使输电线路上的功率损耗减少, 以利于节能。
( 2) 输电线缆的截面积与电压的关系为
式中 S——输电线缆的截面积( mm2)
P2——输电线路上的输送功率( kW )
由式 ( 2) 得到, 输电线缆的截面积与电压的平方成反比。所以采用 10 kV高压输电线路, 能大大节省有色金属材料, 有利于节约资源, 保护环境。
( 3) 配电线缆的长度与电压偏差的关系为
式中
U——电压偏差( V )
L——配电线缆的长度(mm)
由式 ( 3) 得出, 配电线缆的长度与电压偏差成正比, 即线缆越长, 电压偏差越大。供给用户端的电压若超过其允许范围, 就会影响到用电设备的正常运行, 严重时会造成用电设备损坏, 给用户带来损失, 故设计时应缩短低压供配电线路的长度。
2.2 照明系统的节能设计
据估计,我国照明用电量约占总发电量的10%左右,而建筑照明用电占建筑耗电的20%-30%,且现有照明装置以低效照明为主,节电潜力巨大。照明节能设计主要可从以下几个方面着手加强对自然光的重视与利用;一方面,利用自然光不会对人体造成任何损害,也不会产生环境污染问题;另一方面,自然光几乎没有成本,实现节能目标。因此在建筑电气设计时,应该将人工照明与自然光相结合,可减少人工照明所需的电耗;
但是也要保障单位面积内足够的照明功率;在保障室内照明需求的前提下,选择高效发光型的节能灯或者紧凑型的荧光灯作为照明工具;节能灯的应用更加明显。
照明节能设计时光源选用应根据不同的使用场合,在满足照明质量的前提下,尽可能选择高光效光源,降低照明功率密度值。常用光源性能表:
2.3 电动机运行的节能设计
在建筑项目的暖通、水电等工种中,电动机是必不可少的配套设备,在运行过程中,也要注意落实节能目标。一方面,可采取就地补偿方式,减少输送线路过程中形成过多的无功运行问题;另一方面,尽量避免电机的轻载或者空载,减少不必要的能源消耗。另外,对负荷有变化的空调系统水泵、空调机等,可设计采用变频控制,确保随着负荷的实际变化而优化运行速度。从电动机启动到运行的整个过程,电流的变化不得过大,以此将电网电压波动状态控制在一定范围内,完善散热及通风等基本功能。
2.4 功率因数的节能设计
适当提高电气运行的功率因数,可有效控制线路损耗及变压器的损耗。对于线路传输过程的功率来说,可划分为无功功率与有功功率两大部分,其中有功功率是满足建筑用电需求的基本功能,是不能调整或者变化的,但是无功功率则可优化调节,具体措施分析如下:
1)通过增强设备运行的自然功率因数,可减少对超前无功功率的大量需求;一般情况下,选择同步电动机应尽量提高功率因数;采用荧光灯照明系统,电子镇流器的高次谐波系数应在15%以下;2)产生感抗过程中,就会出现相对滞后的无功功率,此时可利用电容器进行补偿;在电容器中产生了超前无功功率,二者实现抵消作用;另外,应用电感镇流器的气体放电灯,在安装电容器时可以适当增强功率因数,以此保障电源输送的能力水平;3)在选择用电设备型号、数量以及确定调速控制方案过程中,如果自然功率因素与运行要求不相符,就需要采用无功功率补偿方法;如果供电点相对较远而设备的无功功率比较大,就需要采取就地补偿方式,避免线路中的无功损耗过大,以此实现节能降耗目标;在用电设备较为集中的区域,则可采取成组补偿方法。
3 结语
由上可见,随着我国经济社会的不断发展与完善,对能源的需求量和消耗量大幅度增加,能源短缺问题已成为制约社会发展的因素之一。因此在当前低碳经济发展的大背景下,若想切实改善能源问题,除了开发新能源以外,采用节能技术也是有效方法。在建筑电气设计的节能技术运用过程中,涉及到一些较为繁琐、复杂的内容,但是积极响应低碳经济发展的政策要求,全面控制建筑能耗问题,已成为当前建筑设计人员必须思考的话题,可更好地实现建筑电气设计的节能目标,促进我国建筑行业健康、持续发展。
参考文献:
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[2] 姜秀菊.浅谈建筑电气节能设计的方法[J]. 黑龙江科技信息. 2008(18)
[3] 陈志民.探讨高层建筑电气节能设计[J]. 广东科技. 2009(18)
【关键词】建筑节能;室内照明;室内环境;场地优化
1.对建筑的节能设计评价
节能是绿色建筑的核心,特别是在中国现实的能源供应结构下,建筑节能既可以节约费用,也可以减少环境行染。建筑节能通常都采用开源和节流两种方式,开源是指采用无污染的清洁能源来代替传统能源的使用,如太阳能、风能、地热能、生物质能等等;节流可以分为建筑的被动式设计和主动式设计两方面,被动式设计主要从建筑的选址、朝向、遮阳、自然通风等方面优化建筑物理方面的特性来达到降低能耗的目的;主动式设计主要通过优化建筑的机电系统,提高建筑能耗运营管理效率等方式来降低能耗。为此,中国绿色建筑评价从开源和节流的两大方面对建筑节能进行了明确的规定。
实际上,在建筑节能方面除了对建筑的围护结构的保温性能、机电设备的效率、照明功率等提出最低要求外,还需要对建筑的综合能耗水平提出强制要求。中国绿色建筑评价标准提出了许多具体的技术措施,但是对整体的能耗水平无强制要求。因此,依据LEBD系统进行建筑的节能设计更加灵活,给设计团队留有充分的空间,而且不管什么样的技术整合,只要在总体能耗上能满足节能要求即可。而中国绿色建筑设计标准的条文限制了设计的发挥,条文并不能适用于任何地区、任何形式的建筑.且总体能耗水平无从计量。因此参考中国绿色建筑设计标准的同时,宜采用LEED系统的指导方式,用综合能耗作为检验技术可行性的标准。
在参考两套标准的基础上,我们可以归纳出一些适宜的具体节能技术,如:围护结构的保温方面,可考虑绿化屋顶、垂直绿化等;高效的机电系统和节能空调设计方面,可考虑地源热泵(浅层地热能在国标中算可再生能源的一种)结合区域的新风热回收、自然通风等技术;在照明方面,可考虑绿色照明设计,即在采用节能灯具的同时结合自然采光达到提高室内光环境的品质,同时降低照明能耗的目的;在可再生能源方面,除地源热泵外,考虑太阳能热水这种较经济实用的方式。
2.基于节能对建筑场地优化处理
在绿色建筑的理念中,建筑场地占有相当一部分的比重,因为建筑活动不仅在施工期间对场地有严重的干扰,甚至还会发生根本性的变化。例如,场地原有的自然水循环就因为不透水的建筑的屋顶和路面而被打破,场地内原有的微生态群落和平衡也不复存在。改变单个建筑场地的影响似乎很微小,但是无数的这样的场地集合起来的影响就没有办法忽视。以上海为例,大面积的场地硬化和相对落后的城市排水系统能力造成城市在雨水期的经常性内涝,同时却是城市低下水位的逐年下降大面积的传统屋顶造成了城市严重的热岛效应;城市夜空的光污染让人们很难再抬头看到星空,同时也改变了城市夜间的生态群落;如上等等的负面的结果都是因为我们在进行建筑设计的时候,很少或者从未考虑过如何对场地的自然特性进行保护和优化。
在绿色建筑的评价体系中,无一例外地都考虑到建筑场地的保护。通过全面考虑绿色建筑所有相关特性,还需对比LEED系统和国标对建筑场地优化方面的条款,通过对比分析,我们可以找出适合项目的相关措施。在场地方面,LEED系统的规定较全面,从施工过程到施工完成后,对场地的环境保护、雨水管理等都提出了一些解决办法。上海自然博物馆新馆可以在参考LEED条款的基础上,总结出适宜的技术和管理办法.例如:交通管理、生物多样性景观设计、减少热岛效应、减少光污染等。
3.室内环境节能优化
任何建筑最终都是要给人使用的,而室内环境的品质关系到使用者的舒适度,就建筑节能优化处理来说,对建筑室内环境的节能优化也有相应的规定。有些观点认为提高室内环境的品质和节约能源是矛盾的,因为要靠消耗更高的能源来提升室内的温湿度、声、光环境等,这样的观点不完全正确。首先,无沦是节能和舒适度都不能走向极端,两者之间要建立一种互相平衡的关系。其次,许多提升室内环境品质的做法并不与节能相冲突,反而有利于节约能源,比如自然采光在提供给舒适照明的同时减少了电力的消耗。合理的空调温度设计和控制也能降低制冷和采暖能耗。因此冲突的关键原因是设计和管理问题。许多失败的自然照明设计不是造成眩光就是使得太阳辐射量增加,粗糙的管理措施也造成许多室内不必要的能源浪费。
绿色建筑的室内环境品质要求主要体现在室内通风量、室内化学污染物排放量、室内温湿度控制和室内光环境这几个主要部分:现行国标的通风标准大于LEED的最小通风要求,甚至在按照LEED最低通风要求提高30%后,还是小于国标的要求,因此我国现行通风标淮的最低要求有些侗大,对节能不利。如果考虑节能,通风设计应参考LEED的条义如果考虑提供室内空气品质,那么应该按照国标的要求,考虑到提升好的环境,建议根据国标的要求进行大通风量的设计。在室内污染物排放方面,两套标准都规定了甲醛等常见污染物排放的限值,建议采用就高不就低的原则对室内化学污染源进行控制。在温湿度控制方面,国标的要求较简单,这样规定是由于在夏季和冬季所设的温度相应的偏高和偏低是为了节能的考虑,但是相应地就牺牲了室内人员的舒适度。因此,对于室内温湿度的设计参考国标即可。在自然采光方面,无论节能还是舒适度方面,都应该鼓励自然采光,或者可以考虑采用太阳光导照明技术对地下室进行采光。
4.基于节能的绿色照明
照明不单是建筑直接的电力消耗对象,它还对建筑中其他设备的电力消耗产生很大的影响。因为照明发热时直接在室内进行,会相应增加室内的负荷,这就会增加空调制冷设备的负荷。所以照明设备的节能对整个建筑的节能产生至关重要的影响。对室内空间实施有效的照明,应该尽可能地利用自然光。人工照明应该和自然光照明进行整合,并根据自然光线强度变化进行控制。人工照明用于补充白天自然光照明的不足,并在夜间提供照明。人工照明的节能可以通过高效节能灯具和高效照明控制器来获得。
自然光照明的历史和建筑本身一样悠久,但随着方便高效的电灯的出现,自然光逐渐为人们所忽视。在许多国家,包括我国,许多写字楼和大型商厦就存在这个问题:用人工照明取代自然光。不少现代建筑取消窗户,完全依靠人工照明和空调通风,导致在这种不透风,也不透光的建筑物中工作和购物的人们患上现代建筑综合征,出现种种不健康症状。自然光照明虽然有如上所述的优点,但是其不确定性制约了其在建筑领域的大范围利用。如何提供连续、稳定的照明是自然光照明设计中的重点。
5.结论
针对当前建筑节能环保问题已经成为社会各界活动的焦点话题,文章从住宅建筑的场地优化、室内环境优化以及建筑照明节能优化等方面对住宅建筑的节能优化设计进行分析和阐述,提高了建筑节能效果。
参考文献:
[1]赵红艳. 探讨住宅建筑节能设计的可控性[J]. 城市建筑. 2011(01):118~119.
关键词:建筑节能设计;优化;创新
1.建筑节能设计体系的优化与创新的重要性
1.1阐释建筑节能优化设计理念
建筑设计跨度很大,涉及到很多领域与专业的知识,是一个复合体。建筑节能设计的优化设计主要针对的是建筑性能及建筑结构的规划与设计。建筑师在方案设计中主要对建筑的朝向、方位和体型等进行优化设计,在此过程中还必须优化建筑材料,对建筑的户墙、玻璃、窗框、屋面、楼板和外墙的设计等进行严格的优化和量化。以此来提高建筑设备能效,尽可能减少能源消耗。
1.2 对建筑节能设计体系进行优化和创新的重要性
由于城市化建设进程速度不断提高,导致我国建筑能耗不断上涨,我国能耗总量的47%左右是建筑行业的能耗。我国每年以21亿 的速度新建的建筑中属于高能耗建筑的达到90%以上。2007年,发改委的统计数据表明,我国每年的新建建筑中只有7%属于节能建筑,形势相当严峻。
我国节能技术水平较低,建筑能耗居高不下,我们必须利用新的节能理念对建筑进行优化设计。通过对建筑节能设计体系的优化和创新努力寻求经济发展和能源保证的最优结合点,促使建筑能耗处于最佳经济状态,这是建筑行业发展的大方向。
2.建筑节能的优化和创新思路的优化体现
2.1墙体节能设计
墙体节能主要有墙体自保温、外墙内保温和外墙外保温三种技术。
2.1.1墙体自保温
墙体自保温是一种建筑墙体保温隔热技术,通过对节能型墙体材料及配套砂浆的使用,使墙体的热工性能等物理性能指标符合相应标准。墙体自保温适合应用在框架结构建筑中,它具有安全性能好、工序简单、施工方便、可与建筑物同寿命和便于维修改造等优点。
2.1.2 外墙内保温
外墙内保温是在外墙结构的内部加做保温层的建筑墙体保温隔热技术。大城市民用建筑保温工程不适合采用外墙内保温浆体材料。外墙内保温具有造价相对较低,受气候影响小,外饰面自由度大,施工较简单和技术成熟等优点。
2.1.3 外墙外保温
外墙外保温是一种建筑墙体保温隔热技术,通过在外墙主体结构外侧添置高效保温材料达到保温隔热效果。外墙外保温是目前大力推广的一种保温节能技术,具有不占室内使用面积,保护主体结构,不影响室内装修,保温隔热性能优良,综合经济效益高等优点。
2.2 采用太阳能技术
太阳能属于一种可再生能源,具有清洁、成本低、能源质量高、无地域限制和储量巨大等优点,属于首选的节能技术。我国具有丰富的太阳能资源,太阳能建筑的技术应用包括了主动应用、被动应用和综合应用等多种途径。
2.2.1 太阳能光热技术
太阳能光热技术利用最成功的领域是太阳能热水器,太阳能热水器以每个家庭独立分散安装的方式普遍存在,这种使用和安装方式对其外观和性能造成很大影响,没有使建筑与太阳能热水器形成完美结合。所以,在建筑中对太阳能热水器进行统一设计和统一安装是很必要的,既美观又节省材料。
2.2.2 太阳能采暖技术
建筑物采用太阳能采暖的方式分为主动式太阳能采暖系统和被动式太阳能采暖系统。主动式太阳能采暖系统使用常规能源,利用动力系统(如风机和水泵等)将热空气和热水等通过太阳能集热器传送到采暖房间或储热器内,通过控制系统中的每个部分使室温达到需要的范围。被动式太阳能采暖系统是最简单的采暖方式,通过合理布置建筑的朝向和周围环境并选用恰当的结构构造和建筑材料,在寒冷的时候,建筑物通过充分利用太阳能达到采暖的目的。
2.2.3 太阳能空调技术
太阳能空调有两种实现方式:一种是利用太阳能的热能驱动进行制冷;另一种在实现光――电转换的前提下,利用常规的电力驱动制冷剂进行制冷。
2.3 采用纳米透明隔热涂料
纳米透明隔热涂料是出现不久的高科技产品,它既有较好的隔热效果又能使玻璃保持高透光性。纳米透明隔热涂料可以在各类建筑物的玻璃上进行刷涂和喷涂。在冬季,隔热涂膜的特殊金属膜呈透明型,在引进可视光的同时使长波长的暖气在室内反射,约90%的室内暖气都不会外流。在夏季,纳米透热隔热涂料在保证透光率达到70%的同时还能把65%的太阳能辐射隔离在室外,使室内温度比室外温度低4℃-7℃。
3.现阶段阻碍建筑节能优化设计的相关因素
3.1 主管部门对建筑节能设计监督不够
建筑节能设计属于系统性设计问题,只有进行准确化和定量化才能真正实现建筑技能设计体系的优化和创新。然而,主观部门对设计节能成果缺乏必要的评价和考核,同时对建筑设计方案节能方面缺乏系统的审查要求。
3.2 建筑内部设备用能设计不合理
建筑设计应尽量体现人性化的设计理念,然而,现在很多建筑内部环境设计缺乏对周围环境的协调和人的感受的顾及,只是一味要求高标准,忽略了建筑设计时的节能标准,造成能效低、能耗多、舒适感差的后果,是对建筑节能设计进行优化和创新的障碍。
4.优化与创新建筑节能设计体系的措施
1)提高建筑师的节能设计意识。建筑师在建筑行业中处于举足轻重的地位,只有从建筑师开始在建筑中注入节能理念,才能保证建筑节能设计体系的优化和创新顺利进行。
2)提高建筑空间设计的合理性。合理的空间设计可以改善建筑物内部的通风、保温和采光等微气候条件,实现节能减排目标。
3)在设计中扩大新能源的应用范围。很多对环境无害或很小危害的可再生能源,例如:太阳能、地热能、生物能和风能等,分布范围广,使用方便。如果能和建筑物合理结合,将会对建筑节能设计体系的优化与创新做出很大贡献。