节能设计优化范文
时间:2023-06-07 16:51:38
导语:如何才能写好一篇节能设计优化,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
中图分类号:TU198文献标识码: A
引言:面临能源危机和环境危机,世界各国提出了控制矿物能源用量的增长,提高用能效率,开发新能源和可再生能源,保护环境的目标,走可持续发展的道路。因此,建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势,也是当代建筑科学技术的一个新生长点。而在我国,建筑能耗浪费相当严重,原因也是多方面的,如技术落后,设计不科学,管理不当,缺乏节能意识等。因而建筑节能势在必行。所谓建筑节能,就是在保证居室热舒适环境条件下,通过技术进步、合理利用、科学管理和经济结构合理化等途径,采用新型保温材料,把居住建筑在长期使用中的能耗降下来。
一、建筑节能设计的新概念
(一)建筑节能设计并不是一个单独和孤立的设计过程,对建筑节能设计的认识要从建筑设计的整个过程出发。建筑节能优化设计研究的一个重要内容就是对传统建筑设计过程进行分析,寻求有利于建筑节能设计的改进。以建筑围护结构的设计模式为例,传统的围护结构设计是一种序贯模式,也就是当一项工种完成后再开始下一项工种。事实上,有利于建筑节能设计的围护结构设计是一种存在先后顺序的交错模式。
(二)必须从系统全局优化的角度来认识建筑节能优化设计。由于建筑耗能的过程涉及多个子系统以及建筑设计的方方面面,因此建筑节能设计的对象就不能仅仅停留在围护结构的热工性能或者空调系统。为建筑提供各种能源需求的能源系统、空调及自控系统、建筑采光系统以及建筑内外的空气流动状况都与建筑节能设计有着千丝万缕的关系。在建筑节能优化设计的过程中,如何在考虑各子系统之间相互关联的基础上,实现总体的全局优化是问题的关键。
二、建筑节能设计的现状
自从我国实行改革开放政策以来,国家整体经济建设得到显著提高,人们生活水平的提升和建筑行业的快速发展,导致我国能源的使用量明显加大,虽然我国相继出台一些制度政策调控能源的浪费问题,但是由于执行力度不够。个人节约意识不强等因素影响,造成我国节能减排仍然处于初期阶段的现象,有效地减少建筑能耗和污染物的排放,实现能源有效利用,是我国经济增长的根本保障,通过对影响建筑节能设计的因素以及在建筑设计中存在的问题进行简要分析,我国如何通过有效的方法手段保障建筑设计中节能设计的实现,从而实现能源的节约,环境的保护,为我国发展成为资源节约型可持续发展的国家提供有力的保障。
三、影响我国建筑节能设计中的因素
(一)使用传统建筑材料。在建筑中材料的选择是影响建筑物能否体现节能效果最直接因素。过去我国建筑行业在进行施工时不注重材料的选择,部分墙体中大量采用实心粘土砖,并且在窗门上也采用传统密封性差的合金窗和单层玻璃,不仅生产能耗高,而且建筑本身的保温效果不好,这些因素都直接影响着我国建筑行业节能设计的执行,造成能源一定程度上的耗损浪费。
(二)使用传统建筑材料。在建筑中材料的选择是影响建筑物能否体现节能效果最直接因素。过去我国建筑行业在进行施工时不注重材料的选择,部分墙体中大量采用实心粘土砖,并且在窗门上也采用传统密封性差的合金窗和单层玻璃,不仅生产能耗高,而且建筑本身的保温效果不好。这些因素都直接影响着我国建筑行业节能设计的执行,造成能源一定程度上的耗损浪费。
四、加强建筑构造节能设计
(一)屋面节能。
屋面作为护结构的一部分,它的保温隔热也是不可或缺的。我们可以采用高效保温材料作为屋面的保温层,也可采用架空型保温屋面或倒置式屋面等方式来达到提高屋面保温隔热性能的目的。屋面节能措施的要点,其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在,高效保温材料已经开始应用于屋面,一些建筑的屋面保温,采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法,就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品,不仅适用于具有平面的屋面,也可用于带有曲面的屋面,其保温工程更可显示出它的优越性。
(二)墙体节能。墙体是建筑护结构的主体,我们可以采用保温性能好、蓄热能力强及强度较低的砌块墙体,如加气混凝土砌块。也可以采用复合墙体的形式,如内保温复合墙体、外保温复合墙体、夹芯复合墙体等。但内保温复合墙体由于热桥对保温的影响较大,国家已经开始限制使用内保温复合墙体使用。而且从长远来看,外墙外保温的效果明显高于内保温。由于复合墙体能满足围护结构各种功能的要求,因此这种采用高效保温材料与砖砌的复合墙体,有着更多的优越性。
(三)门窗的节能技术措施。门窗是建筑能耗最多的位置!在建筑设计过程中,根据实际情况,合理设计穿墙比例,控制门窗的占用面积!同时,在有太阳辐射的区域设计相应的遮阳设施或反射墙面,采用双层玻璃等材料对太阳辐射热进行适当的防护!在设计时也应注意选用新型具有节能效果的门窗,在提高门窗采光的同时不会造成热能的耗损,并且在一定程度上提高了门窗的气密性。
(四)节能建筑规划设计。在进行建筑节能规划设计过程时,应合理规划建筑朝向和平面形状!同时根据建筑功能要求和当地的气候参数,在进行总体规划和单体设计时,科学合理地确定空间布局"外观体型"间距"层高,在建筑材料选择时应注重节能型材料!并且根据实际情况合理规划空间布局以及有效地对系数进行控制,从而保证建筑外维护结构的保温隔热等热工特性及对建筑周围环境绿化设计,实现建筑物能源最低化消耗,减少无用废物的排放,充分发挥建筑物节能效果!这样能够有效地实现当代建筑整体资源的整合以及资源的有效利用,降低不必要的经济成本损失。
五、节能设计的优化和可再生能源利用
在住宅建筑节能设计中,科研创新是基础,规范制定是标准,节能设计是关键,节能材料及施工质量是保障。建筑节能是一个系统工程,只有将系统中的各个子系统优化集成定量分析,才能将系统节能最优化。目前建筑节能的方式方法很多,不同气候、不同经济发展水平地区建筑节能方法不一样,所以我国住宅建筑节能应走一条适合我国国情的可持续发展节能的道路。住宅节能要建立在数据量化基础上,节能设计的优化最重要在于系统节能数据的优化。住宅节能应充分考虑建筑节能的易操作性,使用的简捷性,维护的简便性,使用的长期性,保障投入产出比的最大化。住宅节能应从规划、单体设计、建筑构造等方面出发,将建筑与建筑节能设计一体化统筹考虑,制定出切实可行量化标准,综合选出优秀节能方案。
结束语:
建筑节能设计应是建筑设计的重要组成部分,不应将其割裂开来。在优化建筑设计的同时,应不断优化建筑节能设计,使两者能协调一致,在保障住宅居住舒适性的基础上,加大可再生能源利用,大力实施推广综合节能计算机辅助评价系统的开发和运用,用科学量化手段评价节能效果,促使建筑节能朝可持续方向发展。
参考文献:
[1] 任俊. 居住建筑节能设计计算与评价方法研究[D].西安建筑科技大学,2004.
篇2
【关键词】建筑节能;节能设计;供配电系统;功率因数
一、供配电系统的节能设计
根据负荷容量,供电距离及分布,用电设备特点等因素合理设计供配电系统,做到系统尽量简单可靠,操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心,以缩短配电半经减少线路损耗。合理选择变压器的容量和台数,以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器,实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。
二、变压器的节能设
减少变压器的有功损耗。变压器的有功损耗按下式计算:ΔP=P0+β2Pk。式中:ΔP为变压器的有功损耗(KW);P0为变压器的空载损耗(KW);Pk为变压器的短路损耗(KW);β为变压器的负载率。(1)P0作为变压器的空载损耗又称铁损,它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成,其值与铁芯材料及制造工艺有关,与负荷大小无关,所以在选用变压器时最好选择节能型变压器如S9,SL9,SC8等。它们采用优质冷轧取向矽钢片,由于“取向”处理,使矽钢片的磁畴方向接近一致,减少铁芯涡流损耗,45度全斜度接缝结构使接缝密合性好,减少了漏磁损耗。(2)Pk是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损,它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小,并与负荷率平方成正比。因此在选择变压器时应选用阻值较小的绕组,如铜芯变压器。β2Pk用微分求它极值时,是在β=50%时每千瓦的负荷,此时变压器的能耗最小,但在β=50%负载率时仅减少变压器的线损,并未减少变压器的铁损,因此也不是最节能的。综合初装费,变压器、高低压柜、土建投资及运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的余量,变压器最经济节能运行的负载率一般在75%~85%之间。
三、照明的节能设计
(1)充分利用自然光,这是照明节能的重要途径之一,在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合,做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合,从而大大节约了人工照明电能。(2)照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等等。照度标准是不可随意降低的,也不宜随便提高,要有效地控制单位面积灯具安装功率,在满足照明质量的前提下,一般房间(场所)应优先采用高效发光的荧光灯(如T5、T8管)及紧凑型荧光灯,高大车间、厂房及体育馆场的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。(3)推广使用低能耗性能优的光源用电附件,如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等,公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具,紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器,气体放电灯宜采用电子触发器。(4)改进灯具控制方式,采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。
篇3
【关键词】建筑暖通空调;节能设计;原则;问题;措施;优化设计
一、建筑暖通空调节能设计的原则
1、动态性原则。暖通空调节能的设计中,需要综合考虑多项因素的影响,所以在优化设计中提出动态性原则,不断改进节能的设计,促使暖通空调达到节能的标准。暖通空调的动态设计决定了节能的效果,促进暖通空调节能设计的发展。
2、技术性原则.技术性原则是暖通空调节能设计的根本,通过技术改进暖通空调的设计,促使其具有最大化的节能效益。暖通空调设计中的技术性原则,可以在根本上找出设计中消耗比较大的点,进而依照节能的要求,优化改进设计方式,发挥技术性原则的指导性。
3、控制室内空气品质。通风量大是暖通节能空调的设计趋势,解决空气质量是最重要的问题。因此,对室内气流进行合理的排风、进气,对室内空气质量进行提高,不仅保障了室内空气质量,而且达到了节能目的。
二、建筑暖通空调节能设计中存在的问题
1、规划设计不够严格。暖通系统的设计缺少严格的规划也是节能设计的一大问题。设计方案不符合相关法律规范及节能环保要求,随意性大。在空调系统的选择上不够严谨用心,在无竞争压力的环境之下,设计人员的设计方案缺少提升的空间。在设计方案的选择上缺少科学的比较,使设计方案本应达到的节能效果大打折扣。
2、节能意识不强。部分设计师缺乏与时俱进的思想,节能意识不强。作为暖通空调的设计者,其设计思路和设计结果将直接影响系统的节能效果,但设计人员在开展设计工作时始终保持传统的设计理念,以设计的准确性和可行性为标准,对节能环保的要求持漠视态度,缺乏追求环保节能的责任感,使得建筑暖通空调设计的节能效果难以保证。
3、可再生能源的利用率低。可再生能源的空调系统可以大大降低能耗,但实际的设计方案却常常忽略了这一方面,对可再生能源的利用率较低。一方面相关研发部门对可再生能源的发掘力度不足,使暖通空调设计的选择范围受限;另一方面技术的提升速度缓慢,使可再生能源的运用缺少技术支持,能源难以被有效地循环利用,造成能源浪费,影响暖通设计节能功效的实现。
三、加强建筑暖通空调节能设计的措施
1、提高设计人员的节能意识。暖通空调是否可以到达节能标准与设计人员的设计方案有很大关系,只有设计人员树立起了节能意识才能将其体现在设计方案当中,使每个环节的设计都体现出对环保节能的追求。建筑行业也应该加强管理,建立起针对设计人员的制约体制,使他们的节能意识不断增强。作为设计人员也要不断提升自身素质,以节能环保为己任,在保证设计准确无误的基础上,将节能要求、环保理念融入到设计当中。
2、科学规划设计方案。设计方案优劣将对暖通空调的节能状况产生直接影响。(1)保证暖通设计方案不能违背相关法律规范,同时,还要与环保标准相契合。(2)设计方案要保障水电气的正常供给,能够及时应对突况,在此基础上选择拥有高能效比的暖通空调设备。(3)要使暖通空调设计领域形成竞争氛围,督促设计人员投入足够的精力,促使更优质的节能设计方案出炉。(4)在选用设计方案时要进行科学公平的比较,找出具有最佳节能效果的设计方案,同时,还要将投资成本、后续维护成本纳入考虑之中,最终敲定暖通空调的设计方案。
3、提高设计人员的综合素质。要实现暖通空调的节能设计,必须要对设计人员的综合素质有所要求。作为设计者首先要具备暖通空调设计的专业知识和技能,在节能意识的指导下,开展暖通系统的设计工作。另外,设计人员还应该具备实践能力,从实践中获得提升节能效果的经验。只有同时拥有设计理论知识与工作实践能力,才能不断进行节能参数的合理优化,使实际节能效果与设计方案的预期效果相符合,避免资源浪费。设计人员要随时与施工人员进行沟通,及时发现设计中的不足或漏洞,做出相应的调整。暖通空调的设计者要定期参加相关专业的培训,保证知识常新,保证暖通系统的节能效果最佳。
四、建筑暖通空调节能的优化设计
1、改进暖通空调的运行方式。随着节能的发展,暖通空调优化设计中引入了变频技术,其可根据室内的需要,自主调节暖通空调的运行方式。例如在办公楼、商务类建筑内,暖通空调对变频技术的应用较为广泛,因为变频运行状态的暖通空调,实际消耗的功率远低于传统运行方式,可以节约30%~50%的能耗,所以变频技术普遍应用在公共区域比较大的建筑工程内,目前逐渐推行到民用建筑工程内,目的是通过变频式的运行方式,控制暖通空调的能源消耗,达到节能的目的。
2、积极推进新能源的应用。新能源是暖通空调节能的发展趋势,近几年,越来越多的新能源投入到工程项目中,如太阳能、地热等,而且此类新能源具有可再生的特点。暖通空调节能设计中应该积极落实新能源的应用,采取新能源优化暖通空调的设计。建筑工程暖通空调设计中,比较常见的新能源是太阳能,例如:利用太阳能构建热泵系统,用于降低暖通空调对传统电能供热的依赖性,同时体现太阳能资源清洁、无污染的优点,改善暖通空调的运行环境,既可以优化暖通空调的消耗,又可以减少运行中的污染,遵循节能的思想。
3、合理的选择暖通空调系统的设计参数。室内温度取值的高低与建造暖通空调系统的能耗密切相关,经调查研究表明夏季制冷条件下,室内温度每升高1℃,能耗将会降低10%左右; 冬季制热的情况下,温度每降低1℃,能耗可减少8%左右。因此,科学合理地进行室内温度计算取值能够有效地降低暖通空调系统的能耗。我国《公共建筑节能设计标准》对一般民用建筑室内供暖和制冷设计计算温度的取值标准进行了科学合理严格的规定,公共建筑夏季空调制冷不应低于25℃,居民建筑和办公室室内冬季采暖温度不得高于20℃。
4、控制暖通空调的新风环节。暖通空调的新风供应是能源消耗比较大的环节,如果暖通空调的新风量较大,直接加重了空调运行的负担,促使大量的电能负荷投入运行,但是不能全部转化成新风供应,由此增加了暖通空调的运行电量。暖通空调节能优化设计中,应该控制暖通空调的新风环节,主动调整新风与送风的比重,合理安排暖通空调的新风量,避免新风量供应中消耗过度的能源。
5、推进热能回收再利用理念。暖通空调节能优化设计中可以发现,暖通空调的热能可以实现再利用,提高热能资源的利用效率。暖通空调运行中散发出诸多热量,针对此部分热能资源实行再回收设计,重新利用暖通空调的消耗热能,避免暖通空调的热能过度损失.
五、结束语
建筑暖通空调系统的节能在整个建筑节能中占重要地位,因此进行暖通空调的节能设计对于降低建筑物的能耗有着重要的作用。并且其关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染,因此必须加强建筑暖通空调的节能设计。
参考文献:
[1]陈波.暖通空调系统节能的问题及措施[J].中国高新技术企业,2012
篇4
关键词:智能化建筑;电气设计;节能
中图分类号:F407文献标识码: A
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:
[1]许青青. 智能化建筑电气的节能优化设计[J]. 山西建筑,2014,11:223-225.
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【关键词】电气照明节能;措施;设计原则
进入21世纪,随着新一轮以重化工业拉动为特点的高速经济增长以及消费结构变化,我国的资源环境压力将持续增加。建设资源节约型、环境友好型社会是国民经济和社会发展中长期规划的战略任务。本文主要进探讨在建设节约型的社会形式下,如何在建筑电气的设计中最大限度体现节能,保证节能的效果,是每一位电气设计人员应该重视的问题。
2建筑电气照明节能设计的原则
(1)在建筑电气照明节能设计的过程中,应该遵循合理用能标准和节能设计的规范,并且在建筑电气照明设计时,应该严格遵循《公共建筑节能设计标准》GB50189—2005、《建筑照明设计标准》GB50034—2004、《照明设备合理用电》DB31/178—1996等有关规定。
(2)在建筑电气节能设计中应该提倡绿色照明,绿色照明不仅具有照明节能的作用,而且对提高人们工作、学习的效率和生活的质量,保护人们的身心健康具有重要的作用。在保证建筑物照明的照度、显示指数以及色温,满足舒适卫生,满足各种工艺要求等照明质量指标的前提下,应该尽可能节约消耗的能源。
(3)在建筑电气节能设计的过程中,应该按照国情实际经济效益的情况进行考虑实际的经济效益节能,在电气照明节能设计时,不能因节能而消耗大量的投资,增加额外的运行管理费用,而是应该把增加的内部投资在较短的时间内用节约的能源减下来的运行费用回收。
(4)节能的重点就是节约无谓消耗的能量,在建筑电气照明节能设计的过程中,首先应该找出与建筑物功能没有关系或者对建筑功能影响较小的能量的损耗,然后再考虑采取节能的措施。如量大面广的照明容量,变压器的功率的损耗等,可以选择一些先进技术降低能耗,
3建筑电气照明节能的设计
3.1选择合适的光源
3.2选择照明控制方式
在照明设计中照明控制也是一项重要的节能设计,照明控制是照明设计基础理论中必不可少的一部分,在建筑电气照明节能设计中实施照明控制,不仅可以通过控制光环境进行划分空间,可以充分体现出照明环境的节能性和舒适性,而且还可以在使用情况下开启照明,从而可以减少不必要的开灯时间、照度以及灯具数量,达到节能效果。建筑电气设计人员应该充分考虑以下几点:
(1)公共走道以及楼梯等公共场所可以设置自熄开关灯具。
(2)充分考虑天然光源的利用,在设计的过程中应该根据天然光的照度变化,决定电气照明的范围,而且还可以根据照明的特点,采取适当的增加照明开关点和分区控制。
(3)对于会议厅、商场以及生产车间中的生产线可以采用照明配电箱进行集中控制。对于其他一些场所可以采取分散控制,并且要增加开关量,并且应该充分考虑采光的情况。
(4)对于室外的灯光照明设计,应该根据不同的气氛,不同的时间进行设计,如在节假日以及重大节日设置多种灯光场景,并且应该每种场景设计的灯具不尽相同。对于平时可以按照前半夜和后半夜两个时段设计开灯,每天的后半夜可以关掉景观的照明灯具,仅仅保持照明的功能就可以,这样不仅可以节约大量的能源额,而且还可以满足人们对照明功能需求。
4结论
建筑电气照明节能是建筑节能中一项重要的工作,要求每一位电气设计人员应该真正认识到电气照明节能的重要性,学习先进的节能技术,设计最优的经济性良好的照明方案,从而不断提高资源的利用率,达到节能减排的效果,促进社会的发展。
参考文献:
[1]吴旭辉,王春燕.照明节能设计浅谈[J].低压电器,2008(20).
[2]陈旭平.办公楼电气照明节能设计方法探索[J].价值工程,2011(8).
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关键词:建筑暖通空调 节能优化设计 消耗 新能源
中图分类号:TU83 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)09(b)-0087-02
现阶段,暖通空调系统在建筑工程得到广泛的应用,在一定程度上改善了人们的建筑生活环境,提高人们的生活质量,并且在室内温度、气流速度以及空气湿度方面发挥巨大作用。然而,暖通空调系统在实际应用过程中存在高能低效等问题,这表明在空调的节能设计方面依然存在诸多不合理之处,比如冷机、风机以及水泵等不在高效点轨道运行,因此无法实现能源高效利用。基于此,该文结合暖通空调系统在建筑工程中存在的问题,对建筑暖通空调节能优化设计方案进行研究和探讨,不足之处,敬请指正。
1 暖通空调的目的及其影响
暖通空调(Heating, Ventilation and Air Conditioning,简称HVAC)是指室内负责暖气、通风以及空气调节的系统或者相关装置。在现代建筑工程,以上功能及设计、安装等会整合在一个暖通空调系统中。如果建筑规模较小,则按照需求对暖通空调系统进行选择,如果建筑规模较大,则需要设计人员和结构工程师等共同进行研究、分析,对暖通空调系统进行设计和安装。暖通空调的功能具体包括采暖、通风和空气调节,对建筑内的温度及湿度进行控制,对环境温度进行调控,以此来达到人们对于环境舒适度的需求。常规暖通空调系统大多利用定流量水力系统对环境温度进行调节。随着人们生活水平的提升及对环境保护意识的提高,暖通空调系统开始选择变流量水力系统及变风量系统来实现其功能。一般来说,暖通空调的目的在于空气处理,创造舒适的室内环境。具体而言,对空气进行处理时,对其进行冷却处理、过滤处理、加湿处理,以此营造出一个让人倍感舒适的环境。
现阶段,全球资源逐渐枯竭,建筑能源消耗所占的比例相当高。建筑能源消耗时,空调系统能耗会占到建筑总能耗的60%~80%,因此暖通空调节能设计越来越受到人们的重视。人们的生活水平因为暖通空调的存在而得以提升,环境舒适度也逐渐提高,人们越来越重视自己的生活环境和工作环境,使得空调的应用越来越广泛,因而会有更大的能源消耗,特别是我国城市化进程不断加快,房地产行业得到快速发展,我国的建筑面积快速增加。针对这个问题,如何保证人们的生活质量提高的同时,使得空调能耗下降,目前已成为暖通空调设计的一大难题。
2 暖通空调系统设计原则
2.1 节能化
暖通空调系统设计的首要原则是节能化,当然也要对人的居住感受进行考虑。一般而言,人们的舒适度会受到以下三个方面的影响,包括室内温度、气流速度以及空气湿度。暖通空调系统节能设计要对这几个因素进行设置,因此节能效果要与舒适性结合在一起。除此之外,需要对建筑外部气候条件进行应对及调整,形成建筑物室内微气候系统,从而实现暖通空调的节能设计。
2.2 人性化
暖通空调系统系统设计要遵循人性化设计原则,均匀加热系统的设计,尽可能地降低能源消耗,然而空调设计应注意人性化的设计原则,并不是降低能源消耗而不顾人们在主观方面的感受。设计过程中要保证室内温度能够实现自我调节,考虑到每一个人对于温度适应性存在的差别,在设计方面要给予充分尊重,保证共享热功能能够顺利实现,热入口调节设备位于温度控制阀的分支上,符合建筑物节能需求。
2.3 科学化
暖通空调系统系统设计要遵循科学化的设计原则,要确保空调的节能效果得到最大程度地发挥实际上是有难度的,这和建筑设计、室内装饰设计等有直接关系,具体设计过程中要进行综合考虑,以此实现能源利用最大化。
3 暖通空调系统设计中存在的问题
上文中提到暖通空调节能效果与其设计存在直接的关系,然而实际设计过程中,一些设计人员对于节能问题不是太重视。现阶段,工程设计方面因为过度追求经济效益而忽略了设计质量,而且施工工期比较紧张,这种情况下设计出来的暖通空调系统存在明显的高能耗、低效率的问题。
现阶段,在我国建筑工程监理行业中,从事暖通空调专业的监理人员比较少,大多是非暖通空调专业的工作人员,因为其缺乏一定的专业知识,对于暖通空调的理论极度匮乏,因为针对设计、施工中存在的问题视而不见,也无法及时进行调整,因此给暖通空调系统设计埋下质量隐患。
除此之外,暖通空调设计人员中也存在工作人员专业知识匮乏的现象,因此在具体设计过程中往往没有节能意识,不在意空调在使用过程中的节能效果,大部分都是照搬过去的空调设计经验。一些设计人员盲目追求新技术、新材料、新产品,但是往往适得其反,无法得到真正的节能效果。
4 暖通空调系统节能优化设计中应注意的问题
4.1 节能意识不强
许多设计人员不思进取,严重欠缺节能意识,暖通设计师会对系统的节能效果产生直接的影响,然而设计师在具体的设计工作中采用常规设计理念,和设计的准确性及可行性标准上对于建筑节能及环境保护的要求相差甚远,缺乏环境保护和节约能源的意识,甚至欠缺责任意识,无法确保暖通空调设计节能效果。
4.2 规划设计不严格
暖通空调系统设计需要严谨科学的规划,这一点成为制约建筑暖通空调节能设计的关键。设计与相关法律规范及节能环境保护的需求相矛盾。空调系统的应用缺乏严格的意图,甚至在无压力的市场竞争环境下,设计人员也欠缺晋升空间,缺乏科学合理的选择设计予以对比,导致设计方案的节能效果不是很理想。
4.3 对于可再生能源的应用比较少
暖通空调系统对于可再生能源的应用不是很多,实际设计中往往忽略了可再生能源的利用,导致可再生能源的利用率较低。相关研究及开发部门对可再生能源不断探索,然而暖通空调设计对于可再生能源的选择有一定局限性,这一点和技术水平的提升不无关系。换言之,可再生能源的应用在一定程度上未得到技术的支持,因此想要做到有效能源回收存在一定的难度,导致能源浪费,对暖通空调设计水平产生一定的影响。
4.4 设计人员素质问题
建筑暖通空调系统设计人员要具有一定的经验,然而一些设计师由于经验不足,设计质量方面甚至无法满足建筑需求,一些设计师只注重理论知识,纸上谈兵,也能够对施工中存在的问题进行处理,然而一旦设计错误,就需要重新设计加工。除此之外,设计人员的节能设计理念差,对于节能的设计理念应用无法做到得心应手,设计人员素质参差不齐,造成节能效果不理想。
5 暖通空调系统节能设计措施
5.1 优化系统设计
具体而言,暖通空调系统设计要遵循以下几条原则:首先,暖通空调系统可以独立对建筑物内各个房间温度进行调节控制;其次,建筑分室或者分户的热量费用进行分摊;最后,尽量简化系统中的管路设计,以此降低管材消耗率,从而节省资金投入。暖通空调系统于建筑工程中的应用实际上比较复杂,尤其是中央空调系统,空调系统的设计质量对于系统的使用寿命及使用性能有直接影响。所以,要按照建筑工程施工设计及业主的需求,对暖通空调系统设计进行优化。除此之外,实践证明,暖通空调系统穿过围护结构会产生较大的负荷及冷热损失,所以要尽可能设计一个既隔热又保温的围护结构。还有就是在开发暖通空调系统时,必须以节能性和舒适度当作空调系统的调控参数和评价指标,从而降低能量损耗。
5.2 冷却水、冷热水、风系统的节能设计
系统的节能设计一是降低空调系统供回水冷冻水的温度差,继而降低系统的能量消耗。选择闭式循环模式,一方面可以延长暖通空调系统的使用寿命;另一方面也降低了空调系统的输送能耗。并且,暖通空调系统尽量选择一泵到顶的设计方法,便于后期对系统进行定期的保养和维护,继而逐渐降低建筑耗电量及施工成本。针对水资源相对来说比较紧张的地区,空调系统可以设计冷却塔循环运行模式,降低循环水泵扬程和空调系统能耗。除此之外,暖通空调系统冷却塔设置的位置要保证可以得到良好的通风,从而达到较好的冷却效果。除此之外,对暖通空调系统进行设计时,要结合空调的实际情况,比如,在日常运行状态下及设定好室内空气湿度和温度等,假如用户针对暖通空调系统无其他要求,那么可以把空调设计成单风管关风,假如是住户家庭数量相对来说比较多的情况,对于暖通空调冷热效果要求比较高,因此,可以将其设计成全空气空调模式。建筑暖通空调系统设计要尽可能选择变风量,一方面能够准确设定空调系统的总风量;另一方面能够准确调整暖通空调系统的风量负荷,有效降低风机能耗和运行容量。
5.3 热回收装置的应用
暖通空调系统在实际应用中会产生大量余热,这些热量白白浪费,实际上余热也具备一定的利用价值,所以针对空调系统对热回收装置进行设计和应用,载热不同、状态有所差异的流体,通过热交换装置对湿热或总热进行传递,降低冷热源的能量消耗,满足系统对于改善室内环境的湿、热变化需求,实现空调系统节能降耗的目的。数据调查显示,新风负荷在建筑空调负荷占30~35%,为保证建筑室内环境干净卫生,空调系统在运行过程中,不可避免地要排出一部分空气,导致部分能耗散失,对于新风,还要重新投入能量,利用对热回收装置的设置,从而回收暖通空调系统的排风能量,再利用这些正能量。减小机组运行负荷,促进其节能性和经济性的提升。现阶段,暖通空调系统的热回收装置可以采用热泵系统、热回收环、热管换热器、转轮式换热器,在对暖通空调系统的冷凝热回收进行设计之后,可以把热水系统和制冷机组进行结合,利用回收热量增加热生活用水的匮乏,为人们的日常用水提供方便,节省热水的电能消耗。
5.4 推广可再生能源空调
近些年来,人们逐渐地意识到地源热泵巨大的使用价值,针对地下浅层的地热资源,可以采用电能等高位能源的方式,使低温位可以转移到高温位能,可制冷也可以供热,具有节能、高效的特点。因为一年四季的温度相对来说比较稳定,夏季时,暖通空调系统可通过地源热泵,把一种重要冷源从室内热量较高的地方传递到温度较低的地方。太阳能方面,暖通空调系统要积极主动地通过太阳能资源,系统可应用太阳能光电板、集热板等新技术,对太阳能集热墙进行科学合理的布置。
5.5 采用现代化自控技术
暖通空调系统选择现代化自控技术,一方面达到建筑室内湿度、温度的控制需求;另一方面降低了暖通空调的热量损耗。现阶段,随着网络技术、信息技术、电子技术的快速发展,暖通空调系统设计无论是在硬件方面,还是软件方面都取得非常大的成就。比如,暖通空调系统中的中央监控软件,即是对空调系统的运行进行实时监控,对暖通空调运行情况进行分析,自动调节温湿度,利用在线监测系统,对暖通空调新风量进行控制。
6 结语
总而言之,随着科学技术的迅速发展,建筑暖通空调的设计水平也在逐渐提升,这对于建筑暖通空调的系统节能问题而言是非常有帮助的,新技术、新材料、新工艺的应用可以快速有效地取得节能效果,在实践中能够利用节能设计、能源利用设计及运行管理设计等手段,对节能方案进行不断优化,以此获得最佳节能效果。
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我国是一直处于能源稀缺边缘的人口大国,而在消耗的能源中,建筑能耗上约占全国总能耗的1/4,并将随着人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。如何有效的进行建筑节能是近年来国内住宅建筑的设计研讨的热点。建筑节能的重要性主要体现在以下几方面:(1)可以缓解能源资源的紧张局面,建筑节能是社会经济发展的需要。(2)是减轻大气污染的需要,建筑采暖和饮食能量是造成大气污染的两个主要因素。(3)可以保护生态环境和提高建筑热环境的质量,随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高,舒适的建筑热环境日益成为人们生活的需求。(4)是发展建筑业的需求。我国建筑节能的范围包括:建筑采暖、空调和照明的节能,并与改善建筑舒适性相结合。(5)建筑用能使地球变暖,正危及生态平衡与人类生存,为了拯救环境,必须重视建筑节能。因此住宅的节能是我国节能工作的重点,意义重大。我们应该把建筑节能作为我国可持续发展战略的一部分。在提高和保证住宅舒适性的前提下,有效地利用建筑节能设计原理,尽量降低建筑物使用过程中的能耗。
1.门窗节能
门窗作为建筑护结构的开口部位,不但要满足人们采光、日照、通风、视野等基本要求,还要具有优良的保温、隔热、隔声性能,才能为人们提供舒适、宁静的室内环境,才能满足人们节约能源、保护环境,改善热舒适条件,提高生活水平,实现社会可持续发展的要求。门窗在一般建筑护结构中约占30%-40%,其热损失占到了50%左右。从理论上讲,窗户越大其热损失也越大。而实施建筑节能时,窗的节能造价也占到节能总造价的50%左右。
通过建筑外窗的热量中,占窗面积80%左右的玻璃传热是第一位,其次是窗缝隙空气渗透传热,而窗框所传热量占第三位。因此,使用既隔热又隔声的采光玻璃是提高窗户热学、声学和光学性能的关键。热反射镀膜玻璃、中空玻璃、热反射中空玻璃、低辐射(Low-E)镀膜中空玻璃中,采光、隔热、保温综合节能效果好的低辐射(Low-E)镀膜中空玻璃是目前世界上最理想的窗玻璃材料,相对价格也是最高的。
除了玻璃之外,提高窗框隔热性能也是确保外门窗保温隔热效果的措施之一。虽然PVC的气密性、隔声和保温隔热性能较铝合金窗好,但其抗风压、水密性能、单一色彩的装饰性能明显不足,而且在明火下会燃烧放出有毒气体,防火性能较差。采用隔热条的铝型材传热系数可以下降得比较低,铝合金型材对紫外线、可见光、红外线有很好的反射能力,其表面的反射能力与表面状态和颜色有关,对热辐射的反射能力最高可达90%,这对于阻隔太阳辐射热是很有利的。
再就是要确保门窗的负压气密性。在空调通风制冷房间中,通常是保持室内正压(≤50Pa),即室内压力大于室外压力,这对外窗要求的就是“负压气密性”。因此,双向密封的推拉窗型和内开式平开窗型,对防止夏季空调房间的空气渗透能量损失会更有利。
最后,外门窗的设计还有适当考虑窗的通风换气和散热,夏季的建筑白天隔热好,晚上散热快,就利于降低冷负荷。建筑外窗的窗墙面积比(南向)和窗的可开扇比例适当大一些,有利于充分利用窗及其缝隙的自然通风和晚间散热作用,处理好隔热和散热的矛盾。
2.墙体节能
我国长期以实心黏土砖为主要的墙体材料,用增加砌筑厚度来满足保温要求,这对能源和土地资源是一种严重浪赞,因而在节能的前提下,应进一步推广复合墙体和空心砖墙技术。
复合墙体的应用越来越广泛。其主要原理为:用砖或钢筋混凝土做承重墙,并与绝热材料复合达到增加墙体的保温隔热性能,绝热利料主要有矿棉、岩棉、聚苯乙烯、玻璃棉、膨胀珍珠岩、加气混凝土等。目前复合墙有三种做法:① 内保温,将绝热材料复合在外墙内侧。此方法实施简易,目前应用广泛。② 中间保温,既将绝热材料设在外墙与内墙中间,以取得良好的保温性,但要填充密实,避免内部空气对流。③外保温,将绝热材料复合在承重墙外侧,此方法热稳定性好,居住较舒适,但外保温材料要经得起日晒雨淋和冰冻的侵袭,对外保温材料的耐久 提出了很高的要求。
外墙围护结构是建筑工程设计中的重要结构,是建筑能耗的主要门户,在空调居住建筑中,外墙能耗约占总能耗的20% 左右,外墙的节能率占总节能率的比例也比较大,改变外墙的传热系数和太阳辐射吸收系数P,可以节能15%左右。
3.屋顶节能
屋面节能的主要措施为:①屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料,以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排除的水分 ②屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大。
比如,在某别墅建筑设计中,屋面保温层由阻燃型挤塑聚笨板、专用胶粘剂、耐碱玻璃纤维网布、高弹防水涂料组成,并采用浅色铺地砖。增加了屋顶的隔热性能。局部可结合屋面结构体系设计成绿化屋面,由于覆土层和植被层的蒸发作用,对降低屋面内外表面的温度有很大的作用。
4.结束语
篇8
1.1规范暖通空调的设计参数
暖通空调的参数设计,能够确保空调具备节能减排的条件,也是空调优化设计的前提。暖通空调中的参数设计应该达到规范的标准,严格配合建筑工程的需求,保障参数设计的可实践性。暖通空调的优化设计中,涉及到大量的参数,如气象参数、环境湿度等,都需要采取规范的设计方式,排除此类因素对暖通空调能耗的影响,强调节能减排的应用效益。暖通空调的参数设计中,需要重点考虑节能减排的应用,深入研究暖通空调系统所处的环境,同时结合暖通空调的供热与制冷运行,优化空调的参数设计。
1.2改进暖通空调的运行方式
传统暖通空调运行的过程中,采用的是非变频的运行方式,增加了暖通空调的能源消耗。随着节能减排的发展,暖通空调优化设计中引入了变频技术,其可根据室内的需要,自主调节暖通空调的运行方式。例如在办公楼、商务类建筑内,暖通空调对变频技术的应用较为广泛,因为变频运行状态的暖通空调,实际消耗的功率远低于传统运行方式,可以节约30%~50%的能耗,所以变频技术普遍应用在公共区域比较大的建筑工程内,目前逐渐推行到民用建筑工程内,目的是通过变频式的运行方式,控制暖通空调的能源消耗,达到节能减排的目的。
1.3控制暖通空调的新风环节
暖通空调的新风供应是能源消耗比较大的环节,如果暖通空调的新风量较大,直接加重了空调运行的负担,促使大量的电能负荷投入运行,但是不能全部转化成新风供应,由此增加了暖通空调的运行电量。暖通空调节能减排优化设计中,应该控制暖通空调的新风环节,主动调整新风与送风的比重,合理安排暖通空调的新风量,避免新风量供应中消耗过度的能源。
1.4提高建筑系统的保温能力
暖通空调系统是根据建筑工程室内的需求进行温度调节,提高建筑系统的保温能力后,能够减少室内的热损失,同时还能防止温度散失过快,有利于暖通空调的节能减排。现代建筑工程施工的过程中,应该遵循节能与减排的要求,将建筑系统的重点放在保温隔热上,致力于提高建筑系统的性能。提高建筑系统的保温能力,能够确保暖通空调具备节能减排的优点,因此,建筑工程设计中需要全面关注建筑系统的保温性能,满足暖通空调节能减排优化设计的需要。
1.5积极推进新能源的应用
新能源是暖通空调节能减排的发展趋势,近几年,越来越多的新能源投入到工程项目中,如太阳能、地热等,而且此类新能源具有可再生的特点。暖通空调节能减排设计中应该积极落实新能源的应用,采取新能源优化暖通空调的设计。建筑工程暖通空调设计中,比较常见的新能源是太阳能,例如:利用太阳能构建热泵系统,用于降低暖通空调对传统电能供热的依赖性,同时体现太阳能资源清洁、无污染的优点,改善暖通空调的运行环境,既可以优化暖通空调的消耗,又可以减少运行中的污染,遵循节能减排的思想。
2暖通空调节能减排设计的改善方式
暖通空调节能减排优化设计中,需要采取科学的改善方式,加强节能减排在暖通空调设计中的控制力度。
2.1优化节能减排的设计方案
暖通空调设计方案与节能减排存在密切的关系,设计人员需要优化节能减排的设计方案,提出多项实施方案,通过比对各项方案节能减排的效益,确定暖通空调的实施方案,提高空调节能设计的标准水平。暖通空调设计方案中要明确运行负荷的设计值,最大程度地降低暖通空调的能源消耗。
2.2推进热能回收再利用理念
暖通空调节能减排优化设计中可以发现,暖通空调的热能可以实现再利用,提高热能资源的利用效率。暖通空调运行中散发出诸多热量,针对此部分热能资源实行再回收设计,重新利用暖通空调的消耗热能,避免暖通空调的热能过度损失。
2.3设计合适的暖通空调模式
暖通空调的模式是改善节能减排中的一类因素,主要是降低暖通空调的消耗,同时还能控制暖通空调的污染排放。暖通空调的模式与能源消耗存在直接的关系,设计合适的空调模式,可以在空调节能减排优化设计中起到辅助作用,环节暖通空调的运行压力,做好暖通空调节能减排的设计工作。
3结语
篇9
【关键词】 建筑节能;优化设计;建筑能耗;对策
中图分类号:S611文献标识码: A
目前,建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列,成为中国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升,呈急剧上扬趋势。因此,建筑节能已迫在眉睫,要把节能建筑工作放到贯彻科学发展观、全面建设小康社会、保证国家能源安全、实施可持续发展的战略高度来认识。因此,通过优化设计来有效控制能源消耗,应得到广泛重视。
一、优化设计对建筑节能的影响
1、设计方案影响工程建造直接能源消耗
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。
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。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。
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
国家制定节能政策,并要求以多样化的经济激励等扶持举措,形成推动建筑节能的市场机制,推进建筑节能优化设计的推广。对建造节能建筑产品的要根据优化设计后节能程度给予政策和资金支持,减免税费等优惠措施,并可建立评价机制,对因建造节能建筑而超支部分资金,国家应给予无偿免息贷款或奖励机制,使建筑节能优化设计以行政手段为主转向以经济手段为主。
3、开展积极有效的宣传引导工作
建筑节能政策要取得理想的实施效果,重在宣传引导。不但政府职能部门对节能政策的推行不遗余力,而且有关企业也应加入到宣传节能政策的行列。政府职能部门应免费对社会公众提供节能政策咨询、进行节能知识宣传和相关培训,以及进行节能技术、产品的展示、讲解等方面做大量的工作。力争实现多方参与节能政策的宣传引导,大大提高人们的节能意识和对节能知识、技术的认知、把握能力,从而使节能政策得到有力的贯彻实施。
参考文献:
篇10
关键词:高层建筑;电气节能;设计措施;控制方式
0引言
在现代高层建筑电气工程中,电气节能设计的每个环节都应有相应的技术方案和措施。在实际设计过程中,不仅要充分了解相关建筑节能原则和标准规范,同时还要掌握先进的节能设计方法和新型节能电气产品,把节能措施灵活运用到建筑电气的每项工程中。不管是从设计还是从施工的角度,严格把关过程控制,提高节能增效意识,以此推动建筑行业持续、快速、协调、健康的发展。
1降低输配电系统线路损耗
减少输配电线路损耗是现代大型高层综合建筑供配电线路经济运行的重要指标。主要措施是提高系统的运行电压和功率因数、减少无功功率及导线中的电阻、降低供配电系统线路损耗等。具体节能途径主要有以下几方面。
(1)根据楼宇的地理位置、负荷容量、供电距离及分布、用电设备特点等因素,合理设计供配电系统和选择供电电压。供配电系统应尽量简单可靠,同一电压供电系统变配电级数不宜多于两级。
(2)由于配电线路有电阻,电流通过时会产生功率损耗,减少供配电线路损耗是供配电线路经济运行的重要指标。其能耗公式为
ΔP=3I2R×10-3
式中:ΔΡ———三相输电线路的功率损耗,kW;
I———线电流,A;
R———线路相电阻,Ω。
其中,线路电阻R在通过电流不变时,线路长度越长,其电阻值越大。在具体工程中,线路上电流一般不变,要减少线损,只能尽量减少线路电阻。线路的电阻R=ρL/S,即与导线电阻率ρ、导线长度L成正比,与导线截面S成反比。因此,降低线路损耗应从以下几个方面考虑:
①尽量选用电阻率ρ较小的导线,如铜芯导线较佳,铝线次之。
②尽可能选择从距离较近的变电所供电,以缩短配电半径,减少线路损耗。电力用户内部变电所之间宜敷设联络线,根据负荷情况,可切除部分变压器,从而减少损耗。
③在设计中,线路应尽量为直线,在低压配电中尽可能不走或少走回头路。对于环形供电方式,为降低线路的电阻值,将开式网运行改为闭式网运行,同样可明显降低线路损耗。
④降低线路电阻,线路截面选择要与国际接轨,推广应用“电力电缆截面的经济最佳化”,按经济电流密度法合理选择导线截面,以减少损耗。
⑤传输上可采用提高电压等级的方法。通过计算可知,电压提高10%,耗损可降低17.4%。因此,提高电压传输是降低线损的有效途径。
(3)大量无功电流在电网中会导致线路损耗增大,变压器利用率降低,用户电压跌落。无功补偿是利用技术措施降低线路损耗的重要措施之一,在有功功率合理分配的同时,做到无功功率的合理分布。无功优化的目的是通过调整无功潮流的分布,降低网络的有功功率损耗,并保持最好的电压水平。
2减少变压器的功率损耗
选择低损耗节能型变压器,可有效降低变压器及线路上的电能损耗,不但对节约能源具有重要意义,还可大大降低变压器的运营成本,改善经济效益。其主要选择原则如下:
(1)选择空载损耗低、节能型的变压器,可选用S9、SL9、SC8型油浸变压器或干式变压器。这些变压器采用优质冷轧取向硅钢片,钢片的磁畴方向一致加上45°全斜接缝结构,能够有效减少铁心的涡流损耗及漏磁损耗。
(2)选用绕组阻值小的变压器,绕组阻值大,则电流损耗大。要尽可能选用铜心变压器,因为金属铜的电阻小,当电流通过时,电流损耗较小。对于高层建筑等对消防要求较高的场所,宜采用低损耗节能型干式电力变压器(SG10、SG11、SC6等系列)。对电网电压波动较大,为改善电能质量,采用有载调压电力变压器。
3电动机节能设计
电动机在现代高层综合建筑中主要应用在中央空调和电梯中。据统计,电动机的耗电量占现代高层综合建筑中所有电气设备耗电总量的65%以上,节能潜力巨大。在实际操作中,电动机尤其是异步电动机的节能方法很多,综合可靠实用性和经济成本等因素,可在以下三个方面采取措施。
(1)选择合适的电机型号。电机负载率在75%以上时,才能有效减少损耗,因此,电机节能首先要选择合适的电机容量。高效电机的价格一般比普通电机要高,但能降低约25%的损耗,出于节能的考虑,建议选择高效电动机;此外,异步电机最好选择效率高的鼠笼型转子。
(2)采用变频调速。随着电力电子技术的不断成熟,变频调速已成为提高电机效率的有效手段之一。变频调速指通过构造包含变频装置的闭环电路系统,当电机的负载发生变化时,系统能够自动调节电机转速,使之与负载的变化相适应,从而达到节能的目的。建筑领域的电气设备均工作在工频,因此选择带有SCR(普通晶闸管)或GTR的变频装置即可满足要求。
(3)进行无功补偿。电动机是感性负载,电感值较大时会对电网产生不利影响,也不利于电机效率的提高。因此,有必要通过无功补偿的方式提高电网的功率因数。具体而言,可以增加滤波装置或并联参数合适的电容。当功率因数提高后,供电系统的视在功率降低,从而实现节能的目的。
4照明的节能设计
照明设计是现代大型高层综合建筑必不可少的节能设计环节,在设计时应充分考虑运用天然光源作为照明光源,通过采光窗、采光井、光导纤维、光导管等各种采光、集光和导光装备,将天然光引入室内,从而降低照明器的使用时间。电气照明设备的节能设计也极其重要,主要措施有以下几条。
(1)选择合理的照明灯具。完整的照明系统包括照明灯具、镇流器、触发器和控制装置(开关)等几部分。正确合理地选择各类照明器件对于节能设计而言也是十分必要的。应尽可能选择荧光敞开式灯具。
(2)选择合理的照明方式。根据不同场所的功能要求选择合理的照明方式,如一般照明、局部照明、混合照明等方式。光源的选择上,要尽可能选择光效高、寿命长的光源。合理的照明方式配以合理的光源,能够充分发挥效率,使单位面积耗电量明显下降,单位面积能耗约可节电35%,从而达到节能环保的目的。例如,一般房间(场所)应优先采用高效发光的荧光灯(如T5、T8管)及紧凑型荧光灯,室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源等。
(3)采用合理的控制方式。对于现代大型高层综合建筑照明设计采取合理的控制方式,可以降低运营成本,有效利用能源,降低无功损耗。其方式主要有以下几点:①改变过去要开全开的习惯,实行照明分区控制,利用天然光的照度变化增加照明开关点,控制电气照明点亮的范围,在给定的时间和地点控制照明,提供所需的照度,起到节能降耗的作用;②采用各种类型的节电开关,例如在旅馆客房采用节电钥匙开关,卧房、病房、客房等的床头灯可采用调光开关;③对有天然采光的楼梯间、走道灯(应急照明除外)采用节能自熄开关等,公共场所、室外照明可采用集中控制遥控管理的方式或选用自动控光装置。
5结语
随着社会节能意识的不断加强,政府对节能工作日益重视,节能技术不断更新发展,相信不久我国建筑物节能的各种措施将被合理地综合运用到各个建筑中。
参考文献:
[1]韩风.建筑电气设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1991.