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中圖分類號: TE08 文獻標識碼: A
一、引言
當前,關于鍋爐生產的節能性和環保性,鍋爐生產企業正加大研發力度,試圖通過優化設計,將鍋爐的節能和環保功能改造升級,以更好地適應消費者對節能和環保的消費需求。節能環保的優化設計,這是技術含量相對較高的研究課題,也是需要鍋爐生產企業投入大量研發力量和資源的重要成本支出。不過,從未來市場競爭的角度考慮,加快鍋爐生產轉型升級,提升鍋爐的科技含量、人文因素,是大有必要的。本文將重點圍繞如何采取有效措施,在鍋爐生產過程中,將鍋爐的節能性和環保性提升,提出一些前瞻性、科學性、可操作性的對策參考。當然,這些對策參考,只是筆者的一家之言,也是方向性、理論性、原則性的一些分析探討,能否最終轉化為操作流程,從而產生經濟效益和社會效益,有待企業結合自身生產實際,進行理論和實踐的結合,推動鍋爐生產的轉型升級。
二、鍋爐節能環保優化設計的原理分析
鍋爐要實現節能環保,主要是通過鍋爐燃料的優化選擇和燃燒方式的優化組合實現的。這是鍋爐節能環保優化設計最基本的理論基礎。在優化選擇鍋爐燃料方面,固體燃料和液體燃料是傳統常用的燃料,比如,煤、石油等系列制成品,這些燃料的顯著特征就是燃燒能力強,但是容易產生大量的有害物質,對大氣和生活環境造成污染。因此,要實現鍋爐的節能環保,就要采用氣體燃料。在設計鍋爐時,就要根據氣體燃料的特點進行裝置設計和生產。在燃燒方式的優化組合方面,除了要充分達到燃燒的必備條件外,比如有優質的燃燒物、有高效的助燃物、溫度能夠達到燃點,等等,還要能夠實現燃料和空氣的深度融合。在此基礎上,對燃燒方式進行優化選擇。比如,對于中小型鍋爐而言,適宜采用層狀燃燒;對于節能環保要求不高的,可以采用懸浮燃燒方式;而沸騰燃燒最節能環保,這是今后燃燒方式的重點。
三、鍋爐節能環保優化設計的措施分析
節能環保優化設計,可采用的具體措施有很多種。但從大類分析,一般有兩類:第一類是通過安裝節能環保設備。一般可以選擇在油泵燃油室之間或者油咀之間安裝節能環保設備。安裝節能環保設備,比如常見的節能器,這可以促使碳氫化合物分子結構發生改變,從而讓分子之間的距離拉大,把燃料的粘度降下來,這樣就能夠在燃燒前霧化燃料油,讓燃料油更加充分地燃燒,大幅降低鼓風量,并把煙道的熱量損失降到最低,從而實現節能環保的目的。實踐證明,安裝節能環保設備,能夠將燃燒產生的一氧化碳、碳氫化合物等有害物質大幅降低,并大幅降低廢氣的含塵量。第二類是通過采用節能環保材料。鍋爐生產商要嚴格按照國際節能標準,在生產鍋爐時保證達到降耗標準。這就需要生產商采用節能環保的原料,不能為了降低生產成本,采購一些低質、耗能的材料。當然,鍋爐能否實現節能環保的目標,這也需要使用單位樹立節能環保意識,在采購鍋爐時在考慮經濟成本的同時,要考慮社會效益和生態效益,不能為了降低成本,就采購一些節能環保明顯不達標的鍋爐。當然,也要嚴格按照節能環保的要求進行鍋爐操作,將節能環保的鍋爐綜合效益顯現出來。
四、鍋爐節能環保優化設計的過程分析
根據上述節能環保的主要依據和因素,筆者認為,節能環保優化設計方案的制定,主要要做好七個方面的工作,即實時性能、耗差分析、實時出力、出力優化、考核統計、數據采集、性能計算。這七個方面的優化設計是一個完整的系統,其中,先從對性能的實時動態掌握開始,經過耗能差別的分析、燃料出力情況的調控后,對獲取的數據進行考核統計,最后就可以計算出鍋爐的性能如何。在此基礎上,對節能環保優化設計的模式進行研究確定。一般有兩種模式:一種是通過鍋爐的優化控制系統,將節能環保的優化結果提供給負責鍋爐運行人員。需注意的是,這種優化結果不是優化控制系統自行生成的,這需要人工進行操作。另一種則是將優化結果進行下載,這種下載是優化控制系統自帶功能,并需鍋爐有儲存數據功能的裝置。需要指出的是,要實現以上自動化的全程控制,一個基本的條件是,離不開計算機技術、控制技術以及通訊技術的支撐。因為,一整套節能環保優化控制系統,需要有一個中央處理系統,對各個環節進行控制和調整,將鍋爐運行過程的各種信息、數據進行集中傳送、處理和分析,第一時間讓專業人員知曉,從而人工做出判斷和采取必要措施,讓節能和環保的性能正常發揮出來。
結束語
鍋爐的環保節能要加強水處理,合理的排污,以降低排污率,減少熱量損失。要對合理的進行配風,使其能更好的滿足鍋爐需求。要對鍋爐進行適時的調節,以減少不必要氣體的排放量,將鍋爐消耗降至最低,以達到節能節能環保目的。
參考文獻:
[1]李靜.淺談熱電廠鍋爐節能的重要性[J].才智. 2010(19)
[2]高永地,梁德印,張華東.重油催化裂化余熱鍋爐節能技術改造[J].石油煉制與化工. 2011(05)
關鍵詞:采暖;設計;節能
中圖分類號:TE08 文獻標識碼: A
前言
新疆克拉瑪依市處在冬季嚴寒,夏季晝夜溫差很大的地區,冬季采暖、夏季的空調關系到居民的生活質量。本文中將探討在不影響居民舒適性的背景下的節能降耗。
本文筆者將以一套普通三居室房間為例,對于節能設計具體說明。
圖1.三居室平面圖
克拉瑪依處于天山北麓氣候獨特,氣象條件如下:
溫度
年平均溫度 7.5℃
極端最高溫度41.2℃
極端最低溫度-37.3℃
最冷月(一月)平均溫度 -16.4℃
最熱月(七月)平均溫度 26.0℃
年連續五天最冷日平均氣溫-25.7℃
年連續五天最冷日最低氣溫-32.9℃
夏季空氣調節室外計算溫度34.4℃
夏季通風溫度29.0℃
冬季空氣調節室外計算溫度-25.7℃
冬季室外采暖計算溫度-23.3℃
采暖期日平均溫度為 -8.0℃
采暖期天數為 159天
各月日平均最高氣溫、最低氣溫(見表1)。
表1 各月日平均最高氣溫、最低氣溫表
月
參數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年
最高氣溫 -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
最低氣溫 -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
采暖系統
為了節能冬季采暖采用地暖,因為傳統散熱器采暖是對流采暖系統一般供回水溫度是95℃~70℃(80℃~60℃),室內熱空氣對流作用使得房間內形成熱空氣的循環,使地面灰塵隨室內空氣上升,溫度分布比較混亂,達到均勻溫度時間比較長;地暖供水溫度要求在50℃~60℃現對傳統采暖供水溫度較低,溫差控制在10℃左右,即使室內溫度比傳統方式低2-3℃,因為地暖是讓溫度從腳下向上傳遞,人們會感到更溫暖、舒適,更節約能源。地暖系統具有比傳統散熱器采暖更大的蓄熱功能,可以將在突然停暖減緩溫度衰減。
傳統采暖的散熱器一般明裝在室內,家庭裝修時為了美觀,一般會將散熱器包裹、修飾。使得熱對流的空氣受阻,熱量積聚在裝飾物內只能通過空隙散發,傳熱效果大大降低,裝飾部分占用室內空間,使得有些家具布置都受到影響;地暖采暖不存在明裝布管管線,沒有散熱器,對于裝修的地板有一定的要求,其他無要求,無需避讓,家居布置隨心所欲,增加了室內的使用面積,地暖的敷設增加了地面厚度,樓層隔音效果更加明顯。
表1 傳統采暖各房間熱負荷及采暖材料表
房間
名稱 客廳 主臥 客臥1 衛生間 廚房 客臥2 合計 備注
采暖面積 m2 36.72 18.9 15.3 11.7 13.5 12.15 108.27
底層采暖負荷 W 4120.8 2339.8 2454.4 1243.5 1509.3 1420.7 13088.5
中間層采暖負荷 W 3431.4 1967.7 2152.4 1056.9 1242.8 1180.8 11032
頂層采暖負荷 W 4865.7 2705.9 2750.0 1426.1 1770.1 1655.7 15173.5
傳統采暖散熱器
單片散熱量108W 片 38 22 23 12 14 13 122 底層
32 18 20 10 12 11 103 中層
45 25 26 13 17 15 141 頂層
地暖管線長度
DN20(PE-X) m 88 50 52 27 32 30 279 底層
73 42 46 22 26 25 234 中層
103 57 58 30 38 35 321 頂層
發熱電纜長度
每米發熱量18W m 229 130 137 69 84 79 728 底層
190 109 120 59 69 66 613 中層
270 150 153 79 98 92 842 頂層
傳統采暖的散熱器一般是鑄鐵散熱器、鋁合金散熱器同鋼制散熱器,一般的散熱器使用年限為20~30年不等。地暖系統使用壽命即為是埋管的使用壽命,地上部分可以更換,因此,地暖選管是使用壽命的關鍵。現在用于地暖系統的符合標準的管材,設計壽命都可達到70年,實際壽命超過都超過50年,可以認為:地暖系統基本與建筑物壽命相當。
現在我國住宅的采暖節能日益被關注,以往住宅集中供暖,按面積收取熱費,存在很大不合理性,并且用戶進行局部調節積極性不高,用多用少一個樣,造成供熱、用熱的浪費嚴重。因此,在《民用建筑節能管理》和《中華人民共和國資源能源法》中明確規定:新建住宅建筑的集中供熱系統,應當推行溫度調節和用戶熱計量裝置,實行供熱計量收費,這樣提高了大家的節能積極性,為大家節省的日常開支。隨著人們生活水平的提高和供暖事業的不斷發展,對供暖行業實現用熱量的分戶計量,勢在必行,更加美觀、方便的地暖系統替代傳統采暖方式的浪潮勢不可擋。
本文的典型房間中的三種方式,均以頂層為例傳統采暖方式施工需要使用6組散熱器共計141片;地暖熱水方式需要使用321米DN20的PE-X管;地暖電采暖方式需要842米發熱電纜。
表2經濟性比較
采暖方式 散熱器熱水采暖 地暖熱水采暖 地暖電采暖
采暖設備 散熱器 DN20 PE-X管 發熱電纜
技術特點 熱效率:70%
安全性好
壽命20~30年
系統維護成本高
投資成本高
運行成本低
存在水利失調 熱效率:70%
安全性好
管線50年
系統維護成本高
投資成本低
運行成本低
存在水利失調 熱效率:100%
安全性好
電纜50年
系統不維護
投資成本高
運行成本高
無系統失調
建設費用 11280元 8346元 10946元
每年支出 3248.1元/年 3248.1元/年 4632.3元/年
其他 需要熱計量儀表
需要數據遠傳處理 需要熱計量儀表
需要數據遠傳處理 不需要熱計量儀表
不需要數據遠傳處理
經過經濟性比較,地暖為現在節能采暖的首選,地暖熱水采暖可依托現有管網改造,投資成本低,運行成本低;地暖電采暖可用于輔采暖,如偏遠的建筑,采暖不能保證的寒冷地區、溫度精度要求較高的建筑等。
結語
采暖設計關乎節能整個社會的節能指標,一次性投資永久使用,計算應盡可能詳盡,準確,本文中計算未能詳細提及,希望大家給出建議,共同進步。
參考文獻
【關鍵詞】建筑能耗;節能設計
住宅是所有的建筑類型中比例最大的建筑,從設計的角度來探討住宅建筑節能設計,達到有效控制能耗的目的有著非常重大的意義。
1 住宅平面的建筑節能設計
住宅平面設計中首要問題是確定適當的套型面積。因為適當的建筑面積不但可以節約用地(建筑行業“四節”之一)還可以大大節約建筑用材,減少營造、維護與使用過程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能獲得較好的節能效果。
由于我國地處北半球,太陽高度角和方位角變化規律使南朝向為最為節能的建筑朝向,此朝向夏季可減少太陽輻射得熱,冬季可增加太陽輻射得熱,而且此朝向建筑與我國夏季盛行的東南風差不多成垂直關系,容易形成穿堂風,而又避開了冬季盛行的西北風。因此,將住戶長時間活動的居住空間(如廳、主要臥室)設于日照通風條件最佳的南向位置,利用自然環境使室內達到最大的舒適度,為住戶節約采暖和空調的能耗。而南北向建筑可以獲得最多的南朝向房間,所以建筑平面誼設計成南北向。對于日照、通風條件較差的北朝向與長時間接受太陽輻射的東西向可布置些平面功能比較次要的電梯、樓梯、管道井、機房、衛生間、廚房等,以擋住日照直接照射主要房間,避免冬季西北風灌入。經調查,在其他條件相同的情況下,南北向的多層建筑的傳熱耗熱量比東西向可降低5%左右。
2 住宅外墻的節能設計
墻體是住宅的主體部分,是建筑室內外熱交換的主要介質,建筑節能50%,其中就有約25%是通過建筑圍護結構外墻的保溫隔熱性能來實現的。使用節能外墻與使用普通外墻室內溫度相差可達4~10度,所以墻體的設計是不容忽略的一個方面。外墻除了應具有基本的承重、安全圍護等功能外,還應考慮選用保溫隔熱性能好的墻體材料,對傳熱性好的墻體或墻體中傳熱性好的部位應加設保溫隔熱層。
目前,常用的幾種外墻材料中,保溫隔熱性能較好的是多孔粘土磚和加氣混凝土砌塊以及復合墻體。復合墻體中絕熱材料主要有巖棉、礦棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖、酚醛板、加氣混凝土等。復合墻體保溫隔熱宜選用外墻外保溫。外保溫是連續外包的,有效隔斷具有熱橋作用的混凝土梁、柱等,而產生“斷橋”作用,達到預期的節能降耗效果。此外,減少建筑物體型系數,也就是減少建筑物外表面積,減少護結構面積,減少建筑形體的凹凸,也是節能的有效措施之一。體形系數是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。因此,體形系數越小對建筑節能越有利,也就是說,在其他條件相同的情況下,寬的建筑比窄的好,高的比矮的好,外表整齊的比外表凸凹變化的好。為得到合理的有利節能的建筑體形,體形系數一般應控制在0.3以內,住宅進深應擴大到10m以上,而長度則以55m為宜。從熱傳遞方面分析,通常建筑物實墻的陽角內側氣流較通風口處差且散熱面相對比較大,所以交角處內表面的溫度遠比主體內表面溫度低。同時由于具有熱橋作用的框架柱或構造柱常設在此處,所以一般交角處是建筑物耗能量較大的部位。如果建筑物設計成圓柱形,則外墻棱角少,外表面積也小,有利于減少能量的消耗。所以外表面整齊的建筑比外表面凸凹變化的建筑要節能。從接收太陽輻射熱能考慮,應使建筑物南向墻面的面積盡量的大,其他墻面的外表面積盡可能的小,也就是說南向墻面與其他各方位墻面的面積比應是越大越好。另外,也可以利用植物來調節氣溫,在日照強烈的墻面,種植植物來吸收太陽熱量,減少傳入室內的熱源。據報導,建筑西墻種植爬墻虎,在植被遮蔽90%狀況下,外墻表面溫度可降低8.2℃,并有利于吸塵和消音,減少溫室效應。
3 住宅屋面的節能設計
在建筑物受太陽輻射的各個外表面中,屋面是接受太陽直射時間最長的部位,因此受輻射得熱也是最多的,相當于東西向墻體的2~3倍,所以它的保溫隔熱也顯得尤為重要。保溫隔熱的材料宜選用密度大、導熱系數小、憎水或吸水率較小的材料(如膨脹型泡沫聚苯板)。采用倒置式屋面將憎水性保溫材料設于防水層上,可有效防止傳統屋面構造中防水層容易老化從而影響保溫隔熱效果的問題。此種方法施工簡易,可廣泛采用。
另外,利用屋頂種植花卉、灌木(如彩葉草、三色堇、麥冬草等)形成生態型屋面,既可阻擋熱源,減少溫室氣體的排放,達到保溫隔熱,又可美化環境,改善城市氣候,做到一舉兩得。種植的土壤在吸水飽和后會自然形成一層憎水膜,可起到滯阻水的作用,有利于屋面的防水,而且土壤導熱系數小,有很好的熱惰性,不隨大氣氣溫驟然升高或下降而大幅波動,有利于屋面的保溫隔熱。同時,在屋面蓄水,形成蓄水型屋面,也是節能屋面的有效措施。利用水蒸發可帶走大量的熱,從而有效減弱屋面的傳熱量和降低屋面溫度。據測試,蓄水、種植屋面土壤表面溫度與一般屋面表面溫度比較,溫度可低27℃。此外,采用平坡屋頂結合的構造形式,在屋面保溫隔熱層上做架空層,通過空氣流通來散熱也是個不錯的辦法。
4 住宅門窗的節能設計
外門窗是耗熱的重要渠道,它既是太陽輻射的得熱部件,又是主要的失熱部件,傳熱系數約為墻體的3~4倍,是節能的重點部位,所以合理確定窗墻面積比是節能的重要措施之一。對于住宅設計應避免少做落地窗、飄窗等。外墻門窗設計除滿足自然通風外,設計中應該強調東西南北開窗有別,不同功能房間開窗有別。面對冬季主導風向的立面,應盡量減少開窗面積。設置外窗部位,應提高外窗的密封性能(如選用膠條密封而不是毛條),選用好的窗型(如平開窗氣密性相對較好),門窗配件,提高窗框的隔熱性能(如采用塑料型材、鋁合金斷熱型材、玻璃鋼型材、鋁木復合材料等),減少窗框的外露面積,采用保溫隔熱性能好的玻璃(如中空玻璃、鍍膜玻璃等)。根據國內外大量應用經驗證實,采用雙層玻璃塑料鋼窗是較好的選擇。外門窗除了采光,通常也是建筑自然通風的渠道。所以,外門窗的開啟也是夏季通風節能的必要條件。夏季迎風面可作為主要的開窗部位,引進自然風,增加夏季的滲透通風。但同時,外門窗的設計應減少冬季寒風的滲透,有利于室內保溫,改善生活環境的舒適度。對于向陽的地方,可采用凹式開窗設計,外加遮陽板及鍍有特種金屬的熱反射窗簾,這種設計既美觀又兼有較好的遮陽效果。
5 結束語
我國作為世界能耗大國,對于發展可持續發展的生態建筑,減少建筑能耗更是刻不容緩。而建筑節能是養活建筑能耗的有效方法,同時也是節約經濟的方法。因此,作為建筑師,更應從自身做起,從不同角度,依據建筑規范對節能進行優化設計,充分利用我國現有的自然條件,在改善人們居住環境的同時,充分挖掘節能潛力,從而實現節約能源,減少能源消耗。相信在不久的將來,建筑節能事業必將在我國展現欣欣向榮的景象。
參考文獻:
[1]能源服務或將打破建筑節能僵局[J]. 建筑節能,2011,(11).
[2]王恒瑩,王小勇. 探討我國新形勢下的建筑節能問題[J]. 中國城市經濟,2011,(27).
關鍵詞:空調工程;節能優化;設計
中圖分類號: TU201.5 文獻標識碼: A
引言
隨著我國經濟的不斷發展,人民生活水平快速提升,中央空調得到了廣泛應用,空調,在給人類的生產、生活帶來舒適的同時,也給我國的能源消耗帶來的巨大的考驗。我國建筑中的空調在能源節約和減除消耗方面的水平遠低于發達國家,空調節能優化設計的重要性日益突出,本文對中央空調系統再設計過程中的一些節能優化措施進行了簡要的探討。
一、空調的工作原理
目前空調冷源按驅動能源劃分,主要為電力驅動(電制冷)以及熱能驅動(吸收式制冷),其原理是低壓低溫制冷劑液體在蒸發器中與冷凍水進行熱量交換發生氣化,被氣化后的制冷劑在壓縮機(發生器)的作用下,會形成高溫高壓的氣體,當氣體流經制冷機組的冷凝器時,就會被來自冷卻塔的冷卻水所冷卻,冷凝后的制冷劑液體經節流裝置后轉變為低溫、低壓的液體。與此同時,由水泵將被降溫后的冷凍水送至各類空調末端設備中,對各個房間進行降溫除濕處理。經過這樣的循環過程,在房間內的熱量最終由被冷卻水帶走,釋放到空氣當中。空調熱源主要為市政或鍋爐房蒸汽、熱水以及熱泵制備的熱水兩種,前者本質為燃料燃燒提供熱量,后者(熱泵)原理即制冷循環,利用冷凝器放熱提供的熱量。
空調系統設計技術優化的重要性
空調已經大范圍進入到人們的生產、生活當中,因此,其工程技術設計的優越性與否直接關系到人們工作、生活環境的舒適度,對于提高工作效率及人們的生活水平具有重要意義;
通過在設計初期對季節、氣候以及房屋朝向等具體細節問題的考慮,優化空調系統的設計,降低能耗,有效緩解供電高峰期電力負荷;
建筑使用過程中,空調屬于能耗高、持續時間長的部分,通過合理的技術優化,能夠提高空調的工作效率,為節能減排做出貢獻;
隨著變頻技術、DDC(直接數字控制器)以及能源管理系統等新技術的廣泛應用,使得空調的設計優化策略與控制技術緊密結合,在有效降低能耗的同時,起到系統的指導和控制作用。
建筑暖通空調工程的節能優化設計存在的問題
設計部門和人員不重視空調系統設計
在目前的實際設計工作中,一些建筑工程的設計部門及設計人員沒有充分認識到中央空調系統節能優化設計的重要性,重視程度不夠,而且現在的一些建筑工程因為設計周期相對較短,設計思路無法充分展開,導致一些設計部門忽視了空調系統的優化設計,一些設計中的關鍵技術性問題沒有得到完全解決,因而造成目前我國的空調工程設計質量不高,設計的空調系統的初投資大且能耗高,不符合國家相關的空調工程設計標準的要求。
在設計的實施環節存在著一定的不合理
由于設計理念中缺乏節能、低碳等思想的融入,必然會導致設計的實施與初衷產生相背離的現象。更為嚴重的問題是,在有的空調設計中存在著一些違規操作的現象,有的設計師為了達到一定的美觀性或功能性,或是為了滿足建設單位的不合理要求,甚至違反國家相關的技術標準和操作規程,這種行為帶來的不僅僅是在節能設計方面無法達到理想的效果,也會對空調工程本身的質量產生重大的影響,造成嚴重的安全隱患。
空調在運行過程中很少是滿負荷運行,但目前的暖通空調設備設計選型時,常按最大負荷進行計算,同時采用固定工作時間的方式運行,且在實際運行時,管理人員沒有意識到空調節能的重要性,沒有為空調工程配備專業的管理人員,這造成了空調系統使用效率低下,能源浪費嚴重。
在設計人員的素質建設方面還有待提高
當前有一部分空調工程的設計師雖然在空調設計方面有著一定的經驗,但是卻缺乏能源管理方面的專業知識,所以造成了他們在空調設計的工作中無法將節能與低碳等相關的理念融入工程的設計中,正是專業素養的缺失才導致了暖通空調設計中出現了各種紕漏。
建筑的空調工程節能優化設計的目標和原則
設計目標
空調工程節能設計方案必須具備較高的可靠性與可行性,才能夠作為空調施工的基礎,從而保證空調工程的投資、運行以及節能等方面的和諧統一。所以,設計人員應當根據當前已經存在的關于空調工程節能設計的相關經驗與優化措施,從工程項目的水、風等系統方面著手,進行不同的節能策略,達到理想的節能效果。
設計原則
設計單位要要求設計人員設計的每項空調工程項目,都要有較詳細的冷熱負荷計算書,并介紹采取了哪些節能措施。系統在明確設計方案時,設計人員要深入現場,結合工程的具體情況,與業主進行有效溝通,根據建筑使用功能要求、負荷特性、環境特點,并結合當地的能源結構等多方面因素綜合考慮,以確定合理的冷熱源方式及末端形式;施工圖設計階段,必須進行逐時冷熱負荷計算,要考慮空調末端設備的分布與處理,還要考慮設備管道的布置在空調工程施工的配合與協調問題,與土建、水電、裝飾、燈光、消防等工種之間的協調與配合。
五、建筑的空調工程的節能優化設計策略
(一)空調風系統的優化設計
空調系統在運行的過程中會產生大量的熱量,而這部分熱量必須要從系統中有效的轉移,才能夠保證空調系統的穩定運行。對于大型公共建筑來說,建筑物內區面積大,常年有穩定的大量余熱,采用水環熱泵空氣調節系統對節能非常有效。針對人員密集、空間較大的空調區域,如報告廳等,需要新風量大,采用風機盤管系統不但投入大,運行費用也相應增加,在這種情況下,最好選擇單風管全空氣的空氣調節系統,此系統在室外焓值低于室內焓值的過渡季節還可以采用全新風運行,在滿足舒適性的同時達到節能的效果。同一個空調風系統中,若各空調區的冷、熱負荷差異和變化大、低負荷運行時間較長,且需分別控制各區域溫度,此時采用變風量空調系統可收到較好的節能效果。
空調水系統
開式系統在運行過程中需要較大的水泵揚程,因此消耗的能量也較大,所以在設計時應盡量考慮使用閉式循環水系統,并盡量采用高位膨脹水箱作為系統的定壓。因為三管制水系統的冷水和熱水都經過同一根水管作為回水管,會產生冷熱混合損失,所以這種方法在使用時也應當謹慎選擇。同時,空調水系統布置和管徑選擇時,應減少并聯環路間的壓力損失的相對差額。若系統較大,阻力較高,且各環路負荷特性或阻力相差懸殊時,宜采用在冷熱源側和末端負荷側分別設置一級泵和二級泵的二次泵系統,以避免一級泵揚程過大,或是長時間不在高效區運行,造成能源浪費。
冷熱源
中央空調系統的冷熱源宜采用集中設置的冷(熱)水機組或換熱設備。當前各種設備、機組品種繁多,溴化鋰吸收式機組、離心式螺桿式冷水機組、多聯機、各類熱泵機組(風冷熱泵、水源熱泵、地源熱泵、水環熱泵等)以及結合相關蓄冷蓄熱技術等等各具特色,因為設備或機組的選擇受使用特征、占地面積、投資和運行費用、當地能源種類、環保規定等多種因素的影響與制約,只有設計人員在充分做好上述因素的調研后,全面客觀地對冷熱源方案進行綜合論證,才能真正達到節能、使用效果的雙贏。
全系統優化
當前對于空調工程的節能優化研究都集中在各個設備節能的模型研究上,沒有考慮系統中各個設備之間的相互影響。然而空調工程的運行是由各個設備組成的一個系統、某些設備的優化并不一定就會帶來整個系統的優化,而只有整個系統優化了,才能保障系統的節能。因此在暖通空調工程的節能研究中一定要堅持系統化的觀點,對整個系統進行優化。
六、結束語
隨著全球能源的日益緊缺,節能降耗已經勢在必行。空調工程的節能設計是影響我國建筑工程整體節能效率的主要環節之一,因此,必須要給予足夠的重視,開展科學、合理地空調工程設計,使之實現節能效果和水平上的優化,提升在建筑工程的施工及使用過程中的節能效果。
參考文獻
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關鍵詞:住宅;建筑節能;優化
一、我國建筑能耗特點
(l)我國幅員遼闊,地域氣候差異大,各地建筑能耗也差別很大。根據《公共建筑節能設計標準》(GB50189-2005),將我國分為嚴寒A區、嚴寒B區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區,并針對不同的地區設置不同的建筑節能標準。相對來說,北方注重冬季保暖,南方更注重到夏季隔熱,兼顧冬季保溫,而這二者在提高圍護結構隔熱性能上來說,又具有一定的統一性。
(2)各地采暖(制冷)方式差異較大。在我國城市,根據該地區獲取能源的便利程度不同,主要采用煤、電、油等能源形式,部分地區使用核電、風力電能等。而我國很多農村地區仍然采用較為原始的秸稈、薪柴、木炭等能源形式,這些傳統能源一方面利用效率低,另一方面對生態環境也產生一定壓力。
(3)各地各類型建筑耗能狀況參差不齊.例如,我國大中型城市目前已經基本結束了“秦磚漢瓦”的建筑構型,在市區禁止使用燒制實心粘土磚,而據調查,燒制粘土磚仍是農村的主要建筑材料之一。另外我國建筑節能標準根據經濟和環境形勢的發展而日漸完善,對建筑節能的要求也逐漸提高,從1986年提出的節能30%到1995年的節能50%,目前很多地區已經提出節能65%的標準。這些差異造成我國不同地區、不同建筑的節能指標差別很大。
目前,我國北方城鎮采暖能耗占全國城鎮建筑總能耗近40%,并且不同方式、不同建筑的采暖能耗相差很大。而南方地區的供暖方式僅是針對某段時間、某一建筑空間內,且采暖時室溫控制較低(14-16℃)、室內外溫差小,所以南方地區冬季采暖能耗遠低于北方地區。
二、節能新技術在建筑工程中的運用
建筑節能的重點應從建筑本體和建筑設備領域發展建筑節能的創新技術。這包括在建筑圍護結構保溫技術方面,采用高效節能建筑新材料、外墻外保溫技術、高效保溫門窗和熱反射保溫隔熱技術等。例如,雙層幕墻技術是中間帶有可調遮陽板且可通風的方式,夏季可有效遮陽和通風排熱,冬季又可使太陽光透過,減少供熱負荷。
在建筑設備所涉及的能量系統節能技術領域,采用先進供冷、供熱系統和設備以及控制技術等積極推進了建筑節能的發展。
1、計算機仿真與智能控制技術。通過對供冷、供熱系統實現優化運行節能控制,最大限度降低運行能耗。
2、熱泵應用技術。采用熱泵原理利用低溫低品位熱能資源,通過少量的高品位電能輸入,可向建筑物供熱、供冷,有效降低建筑物供熱和供冷能耗,同時降低區域環境污染。
3、變風量空調技術。變風量空調系統是一種節能的空調方式。在考慮同時使用系數的情況下,空調系統的總裝機容量可以減少10-30%左右。
4、新風處理及空調系統的余熱回收技術。新風負荷一般占建筑物總負荷的30%-40%。變新風量所需的供冷量比固定的最小新風量所需的供冷量少20%左右。新風量
如果能夠從最小新風量到全新風變化,在春秋季可節約近60%的能耗。通過全熱式換熱器將空調房間排風與新風進行熱、濕交換,利用空調房間排風的降溫除濕,可實現空調系統的余熱回收。
5、輻射性供熱節能技術。地板輻射、天花板輻射、垂直板輻射是輻射型供熱的主要方式。在有低溫廢熱、地下水等低品位可再生冷熱源時,這種方式可直接使用這些冷熱源,省去常規冷熱源。
6、熱電聯產技術。采用熱電聯合生產的方式,利用發電余熱集中供熱取代大量的、分散的、除塵效率很低的小鍋爐供熱方式,可大幅度地減少大氣污染物的排放量,有效地改善環境質量。與直接使用鍋爐供熱相比,熱電聯產提高了能源的利用效率,可降低一次能源消耗量。
三、實現建筑節能的方法措施
3.1圍護結構節能
(1)外墻
外墻外保溫適用于以混凝土空心砌塊、混凝土多孔磚、鋼筋混凝土或粘土多孔磚等材料為基層的外墻。外墻外保溫系統一般由粘結層、保溫層、防護層和飾面層組成。
外墻外保溫系統各組成材料的技術性能應符合國家、行業相關標準要求。聚氨醋外墻保溫板系統適用于多層及低層建筑;外墻外保溫系統的飾面應采用涂料,包括配套的外墻專用涂料或其他防水彈性涂料。
外墻內保溫的保溫材料應選用導熱系數較小的不燃或難燃材料;除保溫材料可允許不設護面層外,保溫層應有護面層;在有保溫層的墻面上需掛重物時,其掛鉤的埋件須固定于基層墻體內。保溫砂漿內保溫的構造層次一般為界面層、保溫層和護面層。
(2)屋面
坡屋面必須有保溫隔熱層。對于以鋼筋混凝土為基層的坡屋面,保溫層應設在基層上側。平屋面的建筑找坡可采用輕集料混凝土、水泥加氣混凝土碎料(1:8)或憎水膨脹珍珠巖制品等材料實鋪。平屋面保溫層的構造方式有正置式和倒置式兩種。
(3)樓板
住宅建筑樓層間樓板的傳熱系數(K)不應大于2.OW/(m,.K);底部自然通風架空樓板的傳熱系數(K)不應大于1.5W/(m,.K)。底部不通風架空樓板的傳熱系數可參照樓層間樓板確定。
(4)外窗
外窗(包括陽臺門的透明部分)的面積不宜過大。不同朝向、不同窗墻面積比的外窗,其傳熱系數(K)應符合相關規定。多層住宅外窗宜采用平開窗。
3.2采暖系統節能
居住建筑的共同特點是供人們居住使用,而且一般都是晝夜連續使用的,對室溫和空氣質量有較高的要求,建筑節能的重點之一就是放在節約采暖和降溫能耗上。主要措施有以下幾點:
(1)要從合理規劃和選擇采暖設備開始,改善采暖供熱系統的設計和運行管理,以提高鍋爐的運行效率:加強管道的保溫,以提高室外管道的輸送效率。
(2)為提高采暖系統熱效率,應積極發展集中供熱,以最大限度地節省燃料消耗,對短期內不能聯網集中供熱的小區,應先著手建小區集中鍋爐房供暖,并留出接網余地。
【關鍵詞】智能化、建筑電氣節能、優化設計
在地球能源和資源匱乏的形勢下,如何在加快城市化進程的過程中實現環保節能是很多企業需要思考的重要問題。
一、智能化建筑電氣節能的簡述
智能化的建筑對智能控制和管理的要求比較高,而智能控制和管理質量的高低直接決定于智能化建筑電氣節約能源的效能高低。當前,我們國家建筑電氣企業主要是立足于能源節約這個理念來發展智能化建筑電氣的,根據某項調查數據可知,在我們國家多種能源消耗中,建筑所消耗的能源所占的比重是最大的,尤其是建筑電氣這一塊。所以優化智能化建筑電氣節能成為了我們國家建筑電氣技術研發的重要內容。具體來說,實現智能化建筑電氣節能需要關注其相應的供配電系統、安全管理和控制系統等,使其運轉能夠做到高度的自動化,這也是未來建筑電氣節能發展的重要方向。
二、建筑電氣實現智能化
我們知道,伴隨著科學技術的不斷推進與發展,智能化不再只是一個想法,而是逐漸應用到廣大人民的生活、生產中,其中建筑電氣行業與生產力的聯系比較緊密,那么智能化就成為了建筑電氣行業發展的重要趨勢了。
(一)智能化建筑保證監控的有效性
在建筑電氣中實現智能化可以對建筑中的各種設備進行有效地監控,具體來說,就是在使用節能的設備的時候,可以利用智能化對其運轉的具體情況進行監控,看看該設備在一定時間內消耗了多少能源,然后對運轉狀況進行評價,根據評價結果來適當地調整節能設備的各項參數,從而盡可能地減少了能源的浪費和流失,節約了不可再生能源。
(二)智能化建筑中的網絡化問題
在實現建筑的智能化過程中,還要重點考慮各種智能化設備的網絡化問題,要知道,智能化建筑中的弱電體系是智能化建筑的關鍵部分。其中,弱電工程由通信網絡體系、火災發生警報體系、公共安全防范工體系等構成,通過改進和完善這些網絡體系,可以提高智能化的準確性和靈活性。
(三)智能照明自控系統
智能照明自控系統在建筑的運用已經越來越廣泛,他可以根據建筑周邊的環境、聲音、光線大小進行自動地調節,這種系統已經幾乎實現了無人工化的程度了,一方面可以減少人力的浪費,從而減少人力成本,另一方面又可以使能源和資源得到極大地節約,避免了人工照明下的資源浪費。
三、建筑電氣節能的現狀分析
在文明社會建設的形勢下,節能環保的理念越來越深入人心,但是在節能設備實際的使用中,卻出現了不少的問題,比如由于對電流負荷計算的不準確或者是用電的數據不夠齊全等使得節能設備的變壓器選擇出現錯誤,這樣就會導致變壓器的運轉效率大大減低;智能化照明的光源選擇不合理、照明的度數等參數不科學也使得照明節能的效果不明顯;建筑電氣的設施和節能管理系統沒有很好的結合,也會使節能的效果大打折扣。另外,在一些大型的公共場所,有很多毒電氣設備是二十四小時運行著的,這就使得電能的耗費十分大,比平常的建筑耗電高了百分之三十以上。有些建筑為了保持建筑物內部溫度和濕度的舒適,會使用中央空調,但是這種空調的溫度并不高,裝機的冷量太大,散熱也比較多,這無疑給空調增加了大量的負擔;關于照明,很多建筑在白天的時候也開著燈,造成了不必要的浪費。可以看出,建筑電氣的節能是非常必要的。
四、設計建筑電氣節能時應當遵循的原則
通過對當前建筑電氣節能的現狀進行分析和研究,發現建筑電氣節能存在著前期考擦和準備工作不到位,專業化程度不高,節能效果不佳等問題,這就要求我們在設計建筑電氣節能是應當遵循下面這幾個重要的原則。
(一)實際原則
在設計智能化建筑的施工方案時,很多設計人員并沒有全面地掌握建筑內部的結構,也沒有深入地對建筑的耗能情況進行分析,這使得建筑電氣在實際的使用中節能效果不佳。因此在設計之前,務必要從實際出發,根據建筑的實際情況來制定相應的電器節能方案,同時順利地實施各個節能的工作,保證節能工作的有序性和有效性。
(二)節能減耗原則
我們知道,建筑電氣節能最大的目的就是要節約能源、減少能源的浪費,不過在這個過程中要注意不能因為一味地追求節能減耗而忽略使用的效果,這樣便顯得有點“因大失小”了。所以應當在保證建筑使用效果適合的前提下來盡可能地做到節能減耗,這樣才能做到“雙贏”。
(三)經濟效益原則
有些建筑企業過分地追求節能,以至于不顧成本,對節能設備過度地投資,這就完全沒有考慮到企業的經濟效益。我們知道,一般智能化建筑電氣節能的規模會比較大,各種設備的應用會直接影響了建筑的成本,如果毫無考慮成本的節能,企業很難長期在激烈的市場競爭中生存下去。
五、智能化建筑電氣節能的優化設計
(一)優化質量安全監控系統
1、供電系統的優化
為了更好地優化質量安全監控系統,應當對供電系統采取相應的保護措施,比如利用網絡智能進行保護,具體來說,就是利用互聯網上的人工智能識別功能對建筑電氣節能的質量和安全進行有效地監控,從而能夠更加及時地發現問題,防范于未然。
2、安全防范系統的優化
對于安全防范系統優化,這就需要全面地掌握建筑電氣節能有關的標準和規范,并且要了解和熟悉相關的國內外先進技術,能夠將建筑電氣節能技術靈活地運用到不同的建筑條件中。還要使用先進的監控系統,全程地觀測節能設備的運行,通過信息的采集、整合和處理來進行有效地控制。
(二)優化智能化控制系統
智能化控制系統的優化主要包括了智能化控制策略、智能化控制管理手段、智能化數字精致管理器和智能化控制網絡系統這四個部分,下面就以暖通空調系統為例子來解釋各種節能技術的優化設計問題。智能化管理手段是為了給用戶創造更加舒適的生活環境,因此工程師可以安裝和管理控制面板上的設備零部件,從而更好地對暖通空調的運轉進行控制。其次是智能化控制策略,DDC是比較常用的一種控制和管理方法,一般來說,空調數字控制器參數的大小與空調設定的時間長短呈現出相反的關系,那么我們就可在空調送風的管道以及建筑物內部裝上溫度傳感器,通過這兩個方面的控制方法,增強系統對溫度的感應。第三是智能化數字控制器,它是根據不同的建筑來選擇不同的DDC,比如可以在冷凍室安裝比較大型的控制設備,而對空調通風機便可以安裝較小型的控制設備。最后是智能化網絡,可以根據建筑工程的不同類型以及拓撲構架在網絡中的作用來選擇不同的控制網絡,構建樓層分層化、多極化的網絡控制模式。
參考文獻:
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關鍵詞:建筑工程;電氣設計;節能;原則;技術
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
中圖分類號:TU201.5
在當前城市化進程不斷加快的大背景下,人們的生活水平日益提高,而建筑功能越來越復雜,能源消耗已成為不得不關注的問題。以下根據建筑電氣設計的基本原則,提出幾點相關節能技術。
1 建筑電氣節能的基本原則
1.1 符合建筑基本功能
對于建筑的電氣設計來說,應優先保證人們的正常生活、工作用電,確保用電的安全性、可靠性,因此選擇性能良好的電氣設備,是最基礎、最重要的一環。包括調節新風量、調節空調溫度、調節燈光照明度等。
1.2 減少不必要的浪費行為
在電氣設計中采取節能措施,必須充分考慮建筑運行過程中可能產生的無謂消耗,如線路中的能量、電能傳輸過程的變壓器消耗等;應采取先進、有效的調控技術,確保建筑發揮基本功能的前提下,盡量節約能量。
1.3 實現經濟環保目標
在確定建筑電氣設計方案過程中,應遵循合理性、適用性、節能性目標;通過切實可行的方案和精準的計算結果,提高電氣設備與控制方法應用的效率,盡量在控制投資額的前提下,提高節能效果,實現環保目標。
1.4 符合建筑經濟效益需要
對于建筑電氣設備的安裝來說,既要結合工程實際情況,更要考慮經濟因素;但是不能一味壓低施工、安裝成本,而造成投入使用之后的高能量消耗;那么在電氣設計過程中,就要對節能設備、節能材料優化選擇,盡量節約施工費用與運行費用。
2 建筑電氣設計的節能技術
2.1 供配電系統的節能設計
結合建筑內部用電負荷的實際情況,包括用電設備、負荷量等級、負荷量分布等,優化設計供配電系統,確保其處于安全、穩定的運行狀態下,減少不必要的損耗。具體從以下幾方面加強設計:
1)盡量保障供電系統的簡單性,在同一個電壓等級的供電系統中,不宜設計過多的變配電級數,通過控制變電級數,也可減少不必要的電能消耗。2)確定電纜與導線的截面。在符合基本載流量,并保留一定電壓損失的前提下,應結合經濟化發展目標,根據電流密度實際情況確定導線的截面;從電能消耗控制、投資控制等多方面綜合考量。3)選擇變壓器的容量與數量。一般情況下,變壓器的負載率控制在 70%~85%范圍內,以確保接線能夠較好地適應負荷變化需求;結合經濟性運行原則,提高變壓器切換的靈活性,確保變壓器處于最佳運行狀態,減少不必要的損耗。4)設計時應縮短低壓供配電線路的長度
(1)輸電線路上的損耗功率與電壓的關系為
式中
P1——輸電線路上的損耗功率(kW)
P2——輸電線路上的輸送功率(kW)
由式(1)可知,輸電線路上的損耗功率與電壓的平方成反比。所以,設計時應盡量使10kv高壓線路深入負荷中心, 使輸電線路上的功率損耗減少, 以利于節能。
( 2) 輸電線纜的截面積與電壓的關系為
式中 S——輸電線纜的截面積( mm2)
P2——輸電線路上的輸送功率( kW )
由式 ( 2) 得到, 輸電線纜的截面積與電壓的平方成反比。所以采用 10 kV高壓輸電線路, 能大大節省有色金屬材料, 有利于節約資源, 保護環境。
( 3) 配電線纜的長度與電壓偏差的關系為
式中
U——電壓偏差( V )
L——配電線纜的長度(mm)
由式 ( 3) 得出, 配電線纜的長度與電壓偏差成正比, 即線纜越長, 電壓偏差越大。供給用戶端的電壓若超過其允許范圍, 就會影響到用電設備的正常運行, 嚴重時會造成用電設備損壞, 給用戶帶來損失, 故設計時應縮短低壓供配電線路的長度。
2.2 照明系統的節能設計
據估計,我國照明用電量約占總發電量的10%左右,而建筑照明用電占建筑耗電的20%-30%,且現有照明裝置以低效照明為主,節電潛力巨大。照明節能設計主要可從以下幾個方面著手加強對自然光的重視與利用;一方面,利用自然光不會對人體造成任何損害,也不會產生環境污染問題;另一方面,自然光幾乎沒有成本,實現節能目標。因此在建筑電氣設計時,應該將人工照明與自然光相結合,可減少人工照明所需的電耗;
但是也要保障單位面積內足夠的照明功率;在保障室內照明需求的前提下,選擇高效發光型的節能燈或者緊湊型的熒光燈作為照明工具;節能燈的應用更加明顯。
照明節能設計時光源選用應根據不同的使用場合,在滿足照明質量的前提下,盡可能選擇高光效光源,降低照明功率密度值。常用光源性能表:
2.3 電動機運行的節能設計
在建筑項目的暖通、水電等工種中,電動機是必不可少的配套設備,在運行過程中,也要注意落實節能目標。一方面,可采取就地補償方式,減少輸送線路過程中形成過多的無功運行問題;另一方面,盡量避免電機的輕載或者空載,減少不必要的能源消耗。另外,對負荷有變化的空調系統水泵、空調機等,可設計采用變頻控制,確保隨著負荷的實際變化而優化運行速度。從電動機啟動到運行的整個過程,電流的變化不得過大,以此將電網電壓波動狀態控制在一定范圍內,完善散熱及通風等基本功能。
2.4 功率因數的節能設計
適當提高電氣運行的功率因數,可有效控制線路損耗及變壓器的損耗。對于線路傳輸過程的功率來說,可劃分為無功功率與有功功率兩大部分,其中有功功率是滿足建筑用電需求的基本功能,是不能調整或者變化的,但是無功功率則可優化調節,具體措施分析如下:
1)通過增強設備運行的自然功率因數,可減少對超前無功功率的大量需求;一般情況下,選擇同步電動機應盡量提高功率因數;采用熒光燈照明系統,電子鎮流器的高次諧波系數應在15%以下;2)產生感抗過程中,就會出現相對滯后的無功功率,此時可利用電容器進行補償;在電容器中產生了超前無功功率,二者實現抵消作用;另外,應用電感鎮流器的氣體放電燈,在安裝電容器時可以適當增強功率因數,以此保障電源輸送的能力水平;3)在選擇用電設備型號、數量以及確定調速控制方案過程中,如果自然功率因素與運行要求不相符,就需要采用無功功率補償方法;如果供電點相對較遠而設備的無功功率比較大,就需要采取就地補償方式,避免線路中的無功損耗過大,以此實現節能降耗目標;在用電設備較為集中的區域,則可采取成組補償方法。
3 結語
由上可見,隨著我國經濟社會的不斷發展與完善,對能源的需求量和消耗量大幅度增加,能源短缺問題已成為制約社會發展的因素之一。因此在當前低碳經濟發展的大背景下,若想切實改善能源問題,除了開發新能源以外,采用節能技術也是有效方法。在建筑電氣設計的節能技術運用過程中,涉及到一些較為繁瑣、復雜的內容,但是積極響應低碳經濟發展的政策要求,全面控制建筑能耗問題,已成為當前建筑設計人員必須思考的話題,可更好地實現建筑電氣設計的節能目標,促進我國建筑行業健康、持續發展。
參考文獻:
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【關鍵詞】建筑節能;室內照明;室內環境;場地優化
1.對建筑的節能設計評價
節能是綠色建筑的核心,特別是在中國現實的能源供應結構下,建筑節能既可以節約費用,也可以減少環境行染。建筑節能通常都采用開源和節流兩種方式,開源是指采用無污染的清潔能源來代替傳統能源的使用,如太陽能、風能、地熱能、生物質能等等;節流可以分為建筑的被動式設計和主動式設計兩方面,被動式設計主要從建筑的選址、朝向、遮陽、自然通風等方面優化建筑物理方面的特性來達到降低能耗的目的;主動式設計主要通過優化建筑的機電系統,提高建筑能耗運營管理效率等方式來降低能耗。為此,中國綠色建筑評價從開源和節流的兩大方面對建筑節能進行了明確的規定。
實際上,在建筑節能方面除了對建筑的圍護結構的保溫性能、機電設備的效率、照明功率等提出最低要求外,還需要對建筑的綜合能耗水平提出強制要求。中國綠色建筑評價標準提出了許多具體的技術措施,但是對整體的能耗水平無強制要求。因此,依據LEBD系統進行建筑的節能設計更加靈活,給設計團隊留有充分的空間,而且不管什么樣的技術整合,只要在總體能耗上能滿足節能要求即可。而中國綠色建筑設計標準的條文限制了設計的發揮,條文并不能適用于任何地區、任何形式的建筑.且總體能耗水平無從計量。因此參考中國綠色建筑設計標準的同時,宜采用LEED系統的指導方式,用綜合能耗作為檢驗技術可行性的標準。
在參考兩套標準的基礎上,我們可以歸納出一些適宜的具體節能技術,如:圍護結構的保溫方面,可考慮綠化屋頂、垂直綠化等;高效的機電系統和節能空調設計方面,可考慮地源熱泵(淺層地熱能在國標中算可再生能源的一種)結合區域的新風熱回收、自然通風等技術;在照明方面,可考慮綠色照明設計,即在采用節能燈具的同時結合自然采光達到提高室內光環境的品質,同時降低照明能耗的目的;在可再生能源方面,除地源熱泵外,考慮太陽能熱水這種較經濟實用的方式。
2.基于節能對建筑場地優化處理
在綠色建筑的理念中,建筑場地占有相當一部分的比重,因為建筑活動不僅在施工期間對場地有嚴重的干擾,甚至還會發生根本性的變化。例如,場地原有的自然水循環就因為不透水的建筑的屋頂和路面而被打破,場地內原有的微生態群落和平衡也不復存在。改變單個建筑場地的影響似乎很微小,但是無數的這樣的場地集合起來的影響就沒有辦法忽視。以上海為例,大面積的場地硬化和相對落后的城市排水系統能力造成城市在雨水期的經常性內澇,同時卻是城市低下水位的逐年下降大面積的傳統屋頂造成了城市嚴重的熱島效應;城市夜空的光污染讓人們很難再抬頭看到星空,同時也改變了城市夜間的生態群落;如上等等的負面的結果都是因為我們在進行建筑設計的時候,很少或者從未考慮過如何對場地的自然特性進行保護和優化。
在綠色建筑的評價體系中,無一例外地都考慮到建筑場地的保護。通過全面考慮綠色建筑所有相關特性,還需對比LEED系統和國標對建筑場地優化方面的條款,通過對比分析,我們可以找出適合項目的相關措施。在場地方面,LEED系統的規定較全面,從施工過程到施工完成后,對場地的環境保護、雨水管理等都提出了一些解決辦法。上海自然博物館新館可以在參考LEED條款的基礎上,總結出適宜的技術和管理辦法.例如:交通管理、生物多樣性景觀設計、減少熱島效應、減少光污染等。
3.室內環境節能優化
任何建筑最終都是要給人使用的,而室內環境的品質關系到使用者的舒適度,就建筑節能優化處理來說,對建筑室內環境的節能優化也有相應的規定。有些觀點認為提高室內環境的品質和節約能源是矛盾的,因為要靠消耗更高的能源來提升室內的溫濕度、聲、光環境等,這樣的觀點不完全正確。首先,無淪是節能和舒適度都不能走向極端,兩者之間要建立一種互相平衡的關系。其次,許多提升室內環境品質的做法并不與節能相沖突,反而有利于節約能源,比如自然采光在提供給舒適照明的同時減少了電力的消耗。合理的空調溫度設計和控制也能降低制冷和采暖能耗。因此沖突的關鍵原因是設計和管理問題。許多失敗的自然照明設計不是造成眩光就是使得太陽輻射量增加,粗糙的管理措施也造成許多室內不必要的能源浪費。
綠色建筑的室內環境品質要求主要體現在室內通風量、室內化學污染物排放量、室內溫濕度控制和室內光環境這幾個主要部分:現行國標的通風標準大于LEED的最小通風要求,甚至在按照LEED最低通風要求提高30%后,還是小于國標的要求,因此我國現行通風標淮的最低要求有些侗大,對節能不利。如果考慮節能,通風設計應參考LEED的條義如果考慮提供室內空氣品質,那么應該按照國標的要求,考慮到提升好的環境,建議根據國標的要求進行大通風量的設計。在室內污染物排放方面,兩套標準都規定了甲醛等常見污染物排放的限值,建議采用就高不就低的原則對室內化學污染源進行控制。在溫濕度控制方面,國標的要求較簡單,這樣規定是由于在夏季和冬季所設的溫度相應的偏高和偏低是為了節能的考慮,但是相應地就犧牲了室內人員的舒適度。因此,對于室內溫濕度的設計參考國標即可。在自然采光方面,無論節能還是舒適度方面,都應該鼓勵自然采光,或者可以考慮采用太陽光導照明技術對地下室進行采光。
4.基于節能的綠色照明
照明不單是建筑直接的電力消耗對象,它還對建筑中其他設備的電力消耗產生很大的影響。因為照明發熱時直接在室內進行,會相應增加室內的負荷,這就會增加空調制冷設備的負荷。所以照明設備的節能對整個建筑的節能產生至關重要的影響。對室內空間實施有效的照明,應該盡可能地利用自然光。人工照明應該和自然光照明進行整合,并根據自然光線強度變化進行控制。人工照明用于補充白天自然光照明的不足,并在夜間提供照明。人工照明的節能可以通過高效節能燈具和高效照明控制器來獲得。
自然光照明的歷史和建筑本身一樣悠久,但隨著方便高效的電燈的出現,自然光逐漸為人們所忽視。在許多國家,包括我國,許多寫字樓和大型商廈就存在這個問題:用人工照明取代自然光。不少現代建筑取消窗戶,完全依靠人工照明和空調通風,導致在這種不透風,也不透光的建筑物中工作和購物的人們患上現代建筑綜合征,出現種種不健康癥狀。自然光照明雖然有如上所述的優點,但是其不確定性制約了其在建筑領域的大范圍利用。如何提供連續、穩定的照明是自然光照明設計中的重點。
5.結論
針對當前建筑節能環保問題已經成為社會各界活動的焦點話題,文章從住宅建筑的場地優化、室內環境優化以及建筑照明節能優化等方面對住宅建筑的節能優化設計進行分析和闡述,提高了建筑節能效果。
參考文獻:
[1]趙紅艷. 探討住宅建筑節能設計的可控性[J]. 城市建筑. 2011(01):118~119.
關鍵詞:建筑節能設計;優化;創新
1.建筑節能設計體系的優化與創新的重要性
1.1闡釋建筑節能優化設計理念
建筑設計跨度很大,涉及到很多領域與專業的知識,是一個復合體。建筑節能設計的優化設計主要針對的是建筑性能及建筑結構的規劃與設計。建筑師在方案設計中主要對建筑的朝向、方位和體型等進行優化設計,在此過程中還必須優化建筑材料,對建筑的戶墻、玻璃、窗框、屋面、樓板和外墻的設計等進行嚴格的優化和量化。以此來提高建筑設備能效,盡可能減少能源消耗。
1.2 對建筑節能設計體系進行優化和創新的重要性
由于城市化建設進程速度不斷提高,導致我國建筑能耗不斷上漲,我國能耗總量的47%左右是建筑行業的能耗。我國每年以21億 的速度新建的建筑中屬于高能耗建筑的達到90%以上。2007年,發改委的統計數據表明,我國每年的新建建筑中只有7%屬于節能建筑,形勢相當嚴峻。
我國節能技術水平較低,建筑能耗居高不下,我們必須利用新的節能理念對建筑進行優化設計。通過對建筑節能設計體系的優化和創新努力尋求經濟發展和能源保證的最優結合點,促使建筑能耗處于最佳經濟狀態,這是建筑行業發展的大方向。
2.建筑節能的優化和創新思路的優化體現
2.1墻體節能設計
墻體節能主要有墻體自保溫、外墻內保溫和外墻外保溫三種技術。
2.1.1墻體自保溫
墻體自保溫是一種建筑墻體保溫隔熱技術,通過對節能型墻體材料及配套砂漿的使用,使墻體的熱工性能等物理性能指標符合相應標準。墻體自保溫適合應用在框架結構建筑中,它具有安全性能好、工序簡單、施工方便、可與建筑物同壽命和便于維修改造等優點。
2.1.2 外墻內保溫
外墻內保溫是在外墻結構的內部加做保溫層的建筑墻體保溫隔熱技術。大城市民用建筑保溫工程不適合采用外墻內保溫漿體材料。外墻內保溫具有造價相對較低,受氣候影響小,外飾面自由度大,施工較簡單和技術成熟等優點。
2.1.3 外墻外保溫
外墻外保溫是一種建筑墻體保溫隔熱技術,通過在外墻主體結構外側添置高效保溫材料達到保溫隔熱效果。外墻外保溫是目前大力推廣的一種保溫節能技術,具有不占室內使用面積,保護主體結構,不影響室內裝修,保溫隔熱性能優良,綜合經濟效益高等優點。
2.2 采用太陽能技術
太陽能屬于一種可再生能源,具有清潔、成本低、能源質量高、無地域限制和儲量巨大等優點,屬于首選的節能技術。我國具有豐富的太陽能資源,太陽能建筑的技術應用包括了主動應用、被動應用和綜合應用等多種途徑。
2.2.1 太陽能光熱技術
太陽能光熱技術利用最成功的領域是太陽能熱水器,太陽能熱水器以每個家庭獨立分散安裝的方式普遍存在,這種使用和安裝方式對其外觀和性能造成很大影響,沒有使建筑與太陽能熱水器形成完美結合。所以,在建筑中對太陽能熱水器進行統一設計和統一安裝是很必要的,既美觀又節省材料。
2.2.2 太陽能采暖技術
建筑物采用太陽能采暖的方式分為主動式太陽能采暖系統和被動式太陽能采暖系統。主動式太陽能采暖系統使用常規能源,利用動力系統(如風機和水泵等)將熱空氣和熱水等通過太陽能集熱器傳送到采暖房間或儲熱器內,通過控制系統中的每個部分使室溫達到需要的范圍。被動式太陽能采暖系統是最簡單的采暖方式,通過合理布置建筑的朝向和周圍環境并選用恰當的結構構造和建筑材料,在寒冷的時候,建筑物通過充分利用太陽能達到采暖的目的。
2.2.3 太陽能空調技術
太陽能空調有兩種實現方式:一種是利用太陽能的熱能驅動進行制冷;另一種在實現光――電轉換的前提下,利用常規的電力驅動制冷劑進行制冷。
2.3 采用納米透明隔熱涂料
納米透明隔熱涂料是出現不久的高科技產品,它既有較好的隔熱效果又能使玻璃保持高透光性。納米透明隔熱涂料可以在各類建筑物的玻璃上進行刷涂和噴涂。在冬季,隔熱涂膜的特殊金屬膜呈透明型,在引進可視光的同時使長波長的暖氣在室內反射,約90%的室內暖氣都不會外流。在夏季,納米透熱隔熱涂料在保證透光率達到70%的同時還能把65%的太陽能輻射隔離在室外,使室內溫度比室外溫度低4℃-7℃。
3.現階段阻礙建筑節能優化設計的相關因素
3.1 主管部門對建筑節能設計監督不夠
建筑節能設計屬于系統性設計問題,只有進行準確化和定量化才能真正實現建筑技能設計體系的優化和創新。然而,主觀部門對設計節能成果缺乏必要的評價和考核,同時對建筑設計方案節能方面缺乏系統的審查要求。
3.2 建筑內部設備用能設計不合理
建筑設計應盡量體現人性化的設計理念,然而,現在很多建筑內部環境設計缺乏對周圍環境的協調和人的感受的顧及,只是一味要求高標準,忽略了建筑設計時的節能標準,造成能效低、能耗多、舒適感差的后果,是對建筑節能設計進行優化和創新的障礙。
4.優化與創新建筑節能設計體系的措施
1)提高建筑師的節能設計意識。建筑師在建筑行業中處于舉足輕重的地位,只有從建筑師開始在建筑中注入節能理念,才能保證建筑節能設計體系的優化和創新順利進行。
2)提高建筑空間設計的合理性。合理的空間設計可以改善建筑物內部的通風、保溫和采光等微氣候條件,實現節能減排目標。
3)在設計中擴大新能源的應用范圍。很多對環境無害或很小危害的可再生能源,例如:太陽能、地熱能、生物能和風能等,分布范圍廣,使用方便。如果能和建筑物合理結合,將會對建筑節能設計體系的優化與創新做出很大貢獻。