基站节能范文
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篇1
中国移动和中国联通的运维支出报告显示:仅2007年中国移动电费支出就达76亿元人民币,中国联通也高达45亿元,电费支出几乎占据了两家移动运营商80%以上的运维费用。这个数字还在随着中国移动和中国联通网络的快速扩张而迅猛增长。
据中国移动综合部的孙佰介绍,中国移动2006年保有基站约25万个,至2007年,基站数目就已达30.7万个。基站数量的激增,加大了对能源的消耗,根据中国移动内部提供的耗能分析图表显示,目前基站耗能占据73%,这其中基站主设备耗电占据51%,基站空调耗电占据46%,其他配套设备耗电3%。
可见,若想从根本上降低基站耗电,节约运营成本,只有从机房主设备和空调入手。目前,通过空调乙二醇双冷等技术已经可以充分降低空调耗能,所以,基站主设备节能成为最大的突破口,也是运营商关注的重点。
节能不能只关注基站功耗
事实上,通过对移动运营商生产需求分析,设备制造商很早就意识到基站节能对于运营商运维成本降低的重要性,目前已经出现了很多成熟产品。
由于实力和经验相当,目前各大设备商使用的节能技术和节能方案差别不大,主要集中提升基站功放能效,采用节能软件降低基站运行能耗,各类绿色洁净能源的采用(如风能、太阳能、生物能源等)、改进基站站点设计等。
目前,这三家设备制造商的最新主打基站产品都在采用较为先进的多载波功放技术(MCPA),可以大幅度降低每载频的能耗。根据资料显示,通过采用双密度载频,S4/4/4配置的GSM基站能耗从1800W迅速降到1000W左右,能耗节省高达40%以上。据华为中国区无线Mar-keting部CTO周建国表示,目前华为已经实现在单模块内最多支持6个载频,正在四川、青海等地进行测试和商用验证。爱立信也正在开发这样的基站,据介绍,对比2载频,这种新技术将节能40%以上。
目前运营商在进行节能测试时,过多地将目光集中在单一设备功耗上,而没有从基站整体考虑能耗。“这种方式是不合理的,有些时候尽管产品功放效率较高,但如果基站的整体设计不好,很可能要达到同样的通信质量和覆盖范围,设备能耗一样很高。”爱立信无线解决方案专家章正珊表示。但好在目前,中国移动设计院已经意识到基站节能不能只关注功放,还要关注整体基站设计。
由于分布式基站4载频配置下平均能耗仅550W,基带与射频单元之间采用光纤传输,无馈线损耗,覆盖效果与传统宏基站相当,自然散热技术则省去了温控能耗,且占地面积小,安装快捷,能够广泛应用于室内覆盖、城区选址困难区域、热点覆盖等场景。由于分布式基站具有如此多的优势,中国移动已经明确表示,会进一步扩大分布式基站的应用场景,目前爱立信、华为正在内蒙古、广东、贵州、四川等地进行测试和验证。
软件节能优于硬件
降低设备的载频能够有效降低功耗,于是出现很多运维人员通过长时期观测载频使用情况,人为在“闲时”开关载频来达到节能的现象,虽然效果显著,但这样既浪费人力,同时也大大降低了基站的应急能力。
目前各大厂商提供的节能软件改变了这种情况,让老旧基站焕发出新的节能活力。通过负载平衡能耗,在闲时将设备设定为节能状态,当话务量突增时,可以自动转化为正常状态。章正珊表示,爱立信的“PowerSaving”软件解决方案可以根据话务量的变化自动对实际需要的载频数量进行控制,从而达到降低基站能耗的目的,该功能可以应用于爱立信1994年后出产的所有基站产品上。而华为的绿色节能软件已经能够达到时隙开关,主要应用在华为GSM3012、3006G等主打产品上。诺基亚的NetActServiceQualityManager也有相同的功效。
对于移动运营商来说,相对于硬件的投入,软件的投入可以有效解决现有基站的节能问题,同时具有成本低,便于维护等特点,可以说是运营商最佳节能投入。另外,新能源的应用对于基站的稳定性提出了更高的要求,风能和太阳能等不稳定电力源,要求基站设备能够有更强壮的生命力。具周建国介绍,目前中国移动“绿色行动计划”已经选择了爱立信和华为在内蒙古等省市,针对太阳能的基站展开测试,检验基站设备的稳定性。
网络规划与设备功耗同等重要
在整体网络规划上,专家提出了“需求-设计-研发-制造-供应链-部署-回收-需求”等闭环周期节能系统,如华为的“E2E绿色设计方案”、爱立信的LCA绿色计划等计划也都是全生命周期评估的典范。
有着丰富工程经验的章正珊认为,基站节能的重点不应放在基站技术的升级上,而是应该放在网络规划中。“一个好的网络规划,在不影响用户通话质量和减少覆盖的基础上,可以最大限度地减少基站数量。这对于运营商来说,不但可以减少初期成本投入,同时也可以减少后期维护成本。”
据专家经验估计,让一个经验丰富的网络设计专家从最初即参与整体网络规划,可以将无线站点的数量减少30%~50%。
按目前网络基站设备2.5KW(GSM、CDMA基站平均能耗)来计算,每减少一个基站,每年可以减少耗能21900度电。
但是目前运营商还没有完全认识到网络规划在节能减排工作中的重要性,曾有中国联通地方运维人员对记者抱怨:“节能减排不能光靠在后期运维上下功夫,运维能够减少的能耗很少。节能减排要从新建基站网络规划抓起。由于没有良好的规划,造成现在后期维护上能源消耗过多的现象还很多。”
在中国移动“绿色行动计划”重点工作矩阵图中,可以看出他们并没有将网络规划作为降低能耗的主要领域。业内专家解释说,由于这种方式的可实施难度大,投入规划成本大等问题,还是需要市场的考验。
向无空调基站挑战
据统计,温度从24度上调到28度时,基站节能效果将提高3%~8%。但是在目前的基站内,都有最高温度上限的设置,不能轻易调高基站温度。
中国移动绿色行动计划负责人秦光泽对记者表示,现在的基站设备已经能够适应普通的高温运行,之所以设定基站顶限温度——25℃,主要是考虑不影响基站内蓄电池的寿命,蓄电池在高温下不能正常运行,如遇断电等情况,会对网络安全运行带来威胁。
目前产业链各方正在行动,试图解决这个问题。中国移动也和有关厂商联系,试图研发出小型冷冻设备,将基站中的设备保护起来,这样就可以将基站内空调取消,来达到最大节能的目的。
篇2
【关键词】TD BBU RRU 智能单板节电技术 智能时隙节电技术
1 引言
2007年12月4日,中国移动与部分移动通信主设备供应商以及部分主流配套设备供应商正式签署了“绿色行动计划”战略合作协议,涉及移动通信主设备、网络优化设备、天馈线、电源设备、空气调节设备等多个产品领域,由此发起了通信行业的节能减排行动。
中兴通讯作为首批参与这项行动的设备供应商,积极响应,发挥其在移动通讯领域的丰富经验与优势,从整网建设和运营的角度统筹考虑企业产品、生产运输各个环节的节能减排行为,提出了多项创新技术,并成功应用于中国移动TD网络建设中,与中国移动一起实现TD网络的节能减排。
在TD网络建设中,中兴通讯与中国移动建立了专门的联合工作组和常态化的沟通渠道,以节能减排为新型合作模式,通过技术革新提高了产品的多项节能减排指标,特别是在降低基站能耗方面的研究,为业界做出了一系列里程碑式的贡献。
2 中兴通讯的绿色基站
据统计,基站的能耗占据了通信设备能耗的70%以上,因此基站节能是节能减排的关键。中兴通讯多年来一直潜心于降低设备功耗、提高设备效率方面的研究,至今已经投入了大量人力财力,在这方面取得了丰硕的成果,自主研发的多项节能技术和产品已经广泛应用于中国移动TD网络中。
中兴通讯自主研发的系列化低能耗绿色基站,集合了多项专利技术,比如高效率功放、高集成度基带处理板、智能节电技术等。该绿色基站是基于中兴通信第一代基站――光纤基站应运而生的,光纤基站将传统馈线基站分成BBU和RRU两个单元,从而使基站分部件分单元降低能耗成为可能。光纤基站RRU部分的功率放大器是绿色基站节能的关键,既要保证线性指标,又要大幅度降低能耗,技术难度非常高,一直是业界关注的焦点。
从TD网络一期以后,中兴通讯一直致力于如何提高RRU功放效率的研究,在TD二期网络建设前推出了新的RRU产品,其功耗水平达到了业界最低。在新一代RRU产品中采用数字预失真(DPD)技术以后,功放效率能够提高到20%,使RRU的功耗最大降低40%;而传统基站采用回退技术,功放效率提高非常有限,最高也只能达到9%。为了进一步挖掘节能降耗的潜力,中兴通讯第三代低功耗基站走得更远,采用更加先进的Doherty技术,功放效率又上了一个新台阶,大幅提高到35%以上,在业界遥遥领先,再次引领业界潮流,必将为TD三期网络建设发挥更大的作用。
另外,绿色基站中的另一项创新技术,则是采用了一系列业界集成度最高、功耗最低的基带处理板。绿色基站使用的基带板也经历了一个不断提高、不断升级的过程,才有了今天如此高集成度和功耗的设备。通过在一期网络的实际应用和测试中,发现基站的基带板功耗有待进一步改进,于是有了二期时广泛使用的6载波基带板,它的每载波功耗减少到了7.5W,功耗降低了47%;而在三期将要开始之前,基带板的每载波功耗已经减少到了4W,降低了50%以上。
以上节能技术和设备在实际网络中的应用,带来了显著的规模效益,使全网能耗有了大幅度降低,为实现“到2010年单位业务量能耗同比2005年下降40%”的“绿色行动计划”总体目标,提供了切实的保障。
3 智能节电技术
除了硬件节能技术的进步,配套软件的同步跟进、根据业务特点合理利用资源也至关重要。中兴通讯实现了业务低流量时段的设备智能节电功能,进一步降低基站的电能消耗,从而大大减少二氧化碳的排放。
一方面,采用智能单板节电技术:由RNC统计出当前话务量,对于低话务时段,基站自动关闭基带处理板,使用高性能9载波基带板,S666站型需要配置两块,在低话务量时,S333的容量(一块基带板)就可以满足需要,降低整机功耗30%以上。另一方面,采用智能时隙节电技术:利用TD系统的时分特性,当设备处于低话务时段时,分布在不同时隙的用户,可以集中汇聚到少量时隙上,关断其它空闲时隙,达到节电的目的。目前已投放市场的RRU都可以支持该功能,比如R08i关闭一个时隙,可以节电8%,关闭两个时隙,可以节电16%(见图1)。
以S666站型为例,传统基站功耗1240W,而中兴第二代低能耗绿色基站,采用高效率功放、高集成度基带处理板等技术后,功耗仅有775W,仅为传统基站的62%左右。如果再采用软件智能节电技术加以控制,可以进一步降低基站功耗。同时,设备的低能耗也带来了机房配套设备(如空调、传输、电源)等能耗的降低。据统计,采用绿色基站后,空调耗电量降低20%~50%,配套电源设备耗电降低30%~45%。
4 结束语
篇3
基站系统作为移动通信的主要设备,是节能减排的重要对象。主要探讨了基于自组织网络的基站自优化节能技术以降低OPEX,包括实现自优化节能的自组织网络架构、节能性能KPI参数处理和基站系统节能实施方案,使基站系统在不影响网络QoS的前提下,实现基于自组织网络的基站自优化节能控制。
【关键词】
自组织网络 自优化节能 基站系统 KPI
中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1006-1010(2013)-18-0093-04
Research on Energy Saving Technology of Self-Optimisation for Base Station Based on Self-Organizing Network
ZHU Xiao-guang
[Abstract]
Base station system as the main equipment for mobile communication is an important object for energy saving and emission reduction. This paper mainly discusses the energy-saving technologies of self-optimization for base station based on self-organizing network to reduce the OPEX, including energy saving function network architecture, performance of KPI parameter processing, and energy saving solution for base station system, which makes the self-optimization control for based on self-organizing network realized without the effect for network QoS.
[Key words]
self-organizing network self-optimisation energy saving base station system KPI
收稿日期:2013-06-03
1 前言
近年来,移动通信服务飞速发展并在世界范围得到广泛普及。以我国为例,截止到2012年12月,移动通信用户数已达11.10亿;移动通信技术演进也从基于电路域的2G技术到基于电路域和分组域的3G技术,再到当前完全基于分组域的移动宽带LTE技术,以满足移动用户对移动业务尤其是对当前移动互联网服务的迫切需求。因此,移动运营商分别部署了从2G到3G再到LTE的网络,基站数量猛增,以中国移动TD-SCDMA基站数量为例,经历五期建设后已达到29万个,预计2014年将达到40万个,但这仅仅是其2G网络覆盖的60%区域。通信行业的快速发展已使其成为一个高能耗的行业,如何降低设备功耗、节约能源,从而降低OPEX(Operating Expense,运营成本),构建环保绿色网络,成为移动运营商的关注焦点。
移动通信技术发展到LTE阶段,尽管无线接入实现宽带化,但是持续走低的资费,使移动运营商面临越来越大的成本挑战,进而越来越重视如何降低OPEX。为此,一些主流国际运营商在NGMN提出了SON(Self-Organizing Network,自组织网络)的需求,并通过3GPP逐步实现标准化。SON的目标就是降低OPEX;其特征是自主、自适应、自动化和智能化,尽可能减少人工参与;其功能包括自配置、自优化和自愈。尽管SON需求是在LTE阶段提出的,但其核心思想也适用于2G、3G等系统。
自优化节能是SON自优化需求用例之一。本文针对基站系统的节能措施提出了基于SON的自优化控制方案,在不影响网络性能和QoS(Quality of Service,服务质量)的前提下,同时减少人工干预,进而降低运营商的OPEX。
2 基站的自优化节能实现架构
实现SON自优化功能主要是通过KPI(Key Performance Indicator,关键绩效指标法)或性能统计参数触发,而基站的节能KPI或性能统计参数是通过基站及移动用户设备测量、上报和统计得出。
基站的自优化节能控制可分为实时性控制和阶段性控制。前者根据节能KPI对节能控制反应相对较快,实施节能的时间也会相对较短,频度较高,如10分钟之内覆盖区域用户很少时就可以实施节能;而后者根据KPI参数和控制策略在指定的时间内实施节能控制,如在指定凌晨时间内用户较少时实施节能控制,其节能控制实施可长达几个小时。
基站的自优化节能控制实现架构分为混合式SON架构和分布式SON架构两种,如图1所示。
实时控制可以采用分布式SON架构,即节能控制功能分布在基站上;而阶段性控制既可以采用混合式SON架构,也可以采用分布式SON架构,混合式SON架构的节能控制功能分布在O&M和基站上。两种SON架构的节能控制策略都是通过O&M注入,包括配置节能控制的KPI和相关控制参数,而基站在实施节能控制时一定要将基站的“节能状态”同步通知到O&M,并在O&M显示和维护。当然,如果人工临时干预节能控制,也是通过O&M注入干预命令来实现,但必须有生命时间来限制人工干预的有效周期。
基站在节能功能控制下,其状态可以是正常、休眠、关闭和发射功率下降等。
3 基站的节能性能参数处理
基于SON的基站自优化节能技术要求基站系统能自适应控制节能,其实现主要依赖于相关节能KPI和节能性能参数来触发自优化节能控制。不同的节能控制方案,具体的KPI及关键性能参数也不同,但前提都是能达到节能目的,同时又不影响服务移动通信QoS,因此对基站系统的负荷统计是关键的性能参数。对于阶段性节能控制,只要在指定的启动时间内,同时节能性能统计参数小于其控制门限,就自动实施节能控制,该控制方式比较有规律性;而实时节能控制需要不间断检测当前节能性能统计参数是否小于其控制门限,只要满足条件就实施节能控制,否则就立即停止节能控制过程。当然,在实施自优化节能过程中可以通过人工干预提前结束基站的节能控制,但原则上基于SON的自优化节能控制过程中应尽可能减少人工干预。
基站的节能性能参数可以基于运营商的经验数据来设置,但是从精细化管理和自优化的角度来说,节能控制必须依赖于长期的性能统计数据作为节能自优化的节能控制依据,且不同位置的基站和扇区,其节能性能参数也存在很大差异,因此需要通过基站和移动用户设备向O&M的性能管理上报相关性能数据并进行数据处理,性能数据处理包括数据统计和数据挖掘,最后输出节能控制关键性能参数指标。由于节能数据的上报和处理是长期的、不间断的过程,所以节能控制关键参数是动态的,可以阶段性修订,这样既满足基站节能控制目标,也满足日益增长和变化的移动服务需求,在保证移动服务的前提下,还能达到基站系统自优化节能目的。
节能性能参数处理过程如图2所示:
O&M中的性能管理一方面收集和存储来自基站及用户设备上报的性能数据;另一方面要根据节能方案通过数据统计和挖掘来处理这些数据,输出节能控制的关键性能参数,参数统计和挖掘处理是长期的过程,这样才能实现精细化自优化节能控制。这些节能控制关键参数指标输出到O&M配置管理,并由配置管理将这些参数数据同步到基站,基站再根据其实施节能控制方案。当然,也可以通过混合式架构由O&M和基站联合实现基站的节能控制。
图3所示为NGMN统计的城市日平均通信业务量的分布:
其中,04:00~06:00,扇区内基本没有任何通信活动;00:00~07:00,扇区内小于20%的低业务期。用户在白天使用通信业务较多,在凌晨使用通信业务很少,为基站阶段性节能降耗提供了基本依据。
图3的统计数据还是相对较宏观的,进一步可以面向以每个基站、每个扇区为单位来进行测量和统计,因为每个扇区覆盖的受众人群差异较大,话务模型也不同,如农村和城市、办公区和居民区、游乐景点和宾馆服务区;此外,不同的时间段也存在较大的差异,如工作日与休息日、节假日与工作日等,因此尽管每个扇区的节能控制策略可以相同,但具体的实施方法则千差万别。基于大量性能数据处理和分析,能挖掘出更有价值的数据,包括在基站节能控制方面,所以移动网络的自优化节能技术实际也是大性能数据的处理过程。
4 自优化节能控制技术方案
基站节能的目的是降低OPEX,同时又要保证QoS。为此,基站系统需要支持如下功能:
(1)基站根据扇区负荷信息自动决策节能降耗,如对较低能耗的扇区(休眠状态)支持自动关闭;
(2)基站通过发起切换动作自动卸载扇区服务,使用户切换或者重定向到相邻扇区;
(3)基站状态变更动作(如关闭或休眠)能通过基站系统内部接口通知到对等的邻站,并维护扇区数据配置;
(4)休眠扇区的基站可以通过网管重新开启,并通知邻站。
对O&M要求是支持运营商配置节能控制功能,配置信息包括基站自动执行扇区关闭或者休眠,O&M也能配置扇区关闭和激活休眠扇区等策略。
基站系统的主要节能技术案例如表1所示。当然,每个案例并不孤立,运营商可以根据自身需求以组合方式实施节能策略。
5 结束语
基站系统在保证网络QoS的前提下,根据实际负荷情况实现基于SON的自优化实施节能技术,以降低运营商OPEX。基站的自优化节能技术可以通过混合式SON架构或分布式SON架构来实现,并通过基站系统和用户设备自动测量上报节能性能数据,再进一步对节能性能数据进行统计和挖掘得到节能关键参数及KPI,基站系统通过KPI或节能关键参数实施节能控制。基站系统自优化节能技术有多种方案,根据运营商的实际需求可以组合方式实施节能策略,在基站系统低负荷情况下达到节能目标,使移动网络成为绿色网络。总之,节能是移动通信运营的大势所趋,同时也要减少人工参与运维力度,提高自动化和自适应的节能控制能力。
参考文献:
[1] 3GPP TS 32.500. Telecommunication Management; Self-Organizing Networks(SON); Concepts and Requirements[S].
[2] NGMN Recommendation on SON and O&M Requirements[S]. 2008.
[3] 3GPP TS 36.300. E-UTRA and E-UTRAN; Overall description; Stage 2[S].
[4] 谢大雄,朱晓光,江华. 移动宽带技术——LTE[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2012.
[5] 赵绍刚,李岳梦. 3GPP LTE的运维新策略——自组织网络[J]. 电信快报, 2009(6): 3-6.
篇4
【关键词】基站;围护结构;外墙保温;隔热涂料;节能减排
【 abstract 】 communication stations belong to the public building a, a communications network foundation, as communications equipment toward getting miniaturization and automation development direction, equipment room fever density and the unit area there are constantly growth trend, communications equipment comprehensive energy saving technology will become the communication operation in the key work of energy saving and emission reduction. This paper in guangdong area a communication stations, for example, the study of the base station building palisade structure comprehensive energy saving design technology, the research results to the same type of computer room and public buildings energy research has great application value.
【 keywords 】 base station; Palisade structure; External wall thermal insulation; Heat insulation coating; Energy conservation and emission reduction
中图分类号: TU5文献标识码:A文章编号:
1. 研究背景
节能减排工作是当前我国经济社会发展的一项紧迫任务,通信生产中的节能减排,是当前通信运营工作中的一个重要任务。
本课题以广东地区某通信基站为例,研究基站类建筑的围护结构综合节能设计技术。随着通信设备朝着越来越小型化和自动化方向发展,基站机房单位面积设备发热密度也有不断增长的趋势。由于广东地区地处亚热带区域,年日照时间较长,阳光照度较高,现有基站机房一般采用普通砖墙或预制板材结构,隔热效果不好,室外基站特别是山区、空旷地基站年受晒时间较长,普通砖墙或预制板材结构的机房由于日晒导致基站内部温度过高,消除该部分热量需要耗费大量的空调能耗。基站机房围护结构的节能设计,对机房节能有较大作用,具有广泛的研究意义。
通过研究,不仅可以减少通信公司的运营成本,增强企业竞争力,带来显著的经济效益,还会带来显著的社会效益,研究成果对同类型机房及公共建筑的节能研究具有较大的推广应用价值。
2. 基站建筑材料及能耗现状分析
广东地处祖国大陆东南部沿海,属南亚热带季风气候区,海洋性气候明显,光、热、水资源丰富。其主要气候特点是:气候温暖,雨量充沛,雨热同季,光照充足;冬不寒冷,夏不酷热,呈长冬短,春早秋迟;秋冬春旱,常有发生,夏涝风灾,危害较重。
从广东的气候条件看,年日照时间较长,日照百分率为44%-48%,太阳辐射总量年平均120千卡/cm2以上,考虑到运营商大部分基站为室外基站,大部分在顶楼或者单独一层,而且多处于高处,从“温室效应”看,日照对其室内温度影响较大。
根据运营商基站状况,室外基站主要采用混凝土框架结构,墙体一般采用灰砂砖,外贴浅色瓷片,屋面采用水泥膨胀珍珠岩预制块隔热层。
典型室外站平面图如下:
图:典型基站平面图
在实际施工过程中,由于材料购买的原因,部分基站没有采用灰砂砖,而是采用传统的粘土红砖堆砌。
根据目前基站设备配置情况,典型基站包括有无线设备、传输设备、数据设备、交流配电屏(AC)、整流器架(DC)、蓄电池、空调、照明等,根据典型设备功耗情况,基站设备功耗为1kw~4kw之间,典型基站设备功耗为2kw左右。
结合基站实际的用电量分析,空调用电在基站用电中所占比例较大,从基站用电量时间段的分布来看,6~11月份为全年用电量的高峰,特别是9月份及10月份,用电量最大(由于10月份恰逢国庆,话务量增多,设备功耗也大),从用电量表格可以看出,气温高的夏天时段,空调经常需要开启,基站能耗也远大于冬天时段。
3. 典型基站环境分析及节能措施
采用建筑能耗模拟软件DeST对基站进行全年逐时能耗分析。下图为根据基站实际尺寸建立的DeST模型。
图 DeST模型图
模型进行了必要的简化,设定能耗模拟计算参数如下:室外计算气象数据采用广东地区典型气象年数据;围护结构材料与热工参数如下表所示:
表 测试基站围护结构构造做法
室内不考虑照明得热和人员得热;设备全天开启,功率为2kW;空调全天运行,设定最高温度为25℃;外墙面及屋面太阳辐射吸收系数ρ值取0.7;室外大气与基站机房的通风换气次数设为0.5次/h。
通过对全年能耗的软件模拟分析表明,围护结构传热量在不同月份表现不同,夏天主要表现为得热,冬天及夜晚表现为散热,并且实测基站的围护结构散热量占设备发热量的比例不大。
根据分析可知,影响基站空调能耗的主要因素有:围护结构太阳辐射得热量、围护结构传热系数(K值)、室内设备发热量、室内空调设定温度及室内外通风。
应用DeST分别对围护结构传热性能、围护结构外遮阳及浅色饰面设计等方案进行全年动态能耗模拟分析。
图 墙体、屋面K值与空调冷负荷
在其它围护结构做法不变的情况下,将墙体传热系数K值设定为0.5~6(W/m2•K),分别模拟计算基站的空调冷负荷。
随着墙体K值的增加,空调冷负荷呈现逐渐下降的趋势,这结果说明墙体材料保温隔热性能越好越节能的观念并不适用于单位面积发热量大的基站类建筑。相反,墙体的散热性能越好越节能,这是室内内热源及室外气象条件共同作用的结果。
篇5
【关键词】扇区切换 智能节电 载频功耗 节电效益
1背景
能源问题已成为制约经济发展的主要问题。在国家“十一五”发展纲要别强调指出了能源问题的紧迫性,提出要把节约资源作为基本国策,并将能源消耗指标作为“十一五”规划目标中最重要的约束性指标之一。中国移动集团与国家工信部签署中国通信发展史上第一份节能自愿协议并承诺:“以2008年能源消耗为基准,到2012年12月底实现单位业务量耗电下降20%的目标,实现节约用电118亿度。”
在移动通信网中,基站耗电约占移动总耗电的70%,基站主设备耗电约占基站耗电的45%,所以基站主设备的节能减排至关重要。湖南移动公司长沙分公司针对网络潮汐特点及基站能耗分布情况,自主创新研发出基站扇区切换智能节电系统,在夜间网络话务量低时可最大程度地降低基站主设备的功耗,实现有效节能减排的目标。此系统已获得移动集团内部科技进步二等奖、三项国家发明专利及一项网管软件著作权。
2系统概述
基站扇区切换智能节电系统的设计主要是根据移动网络话务量潮汐特性,合理有效地控制和调配基站投入使用的资源,从而达到有效节能减排的目标。
2.1 话务量潮汐特点
移动网络话务量与移动用户的生活习惯、作息时间息息相关,绝大部分移动用户习惯白天工作、夜间休息,因此形成了很明显的网络话务量潮汐特点,如图1所示:
网络一般在10:00和19:00左右会出现话务量峰值忙时,而在其他时间(比如:23:00~7:00)话务量则比较低。无线网络的载频配置要满足忙时话务量的需求,所以在夜间低话务时载频的利用率比较低。
2.2 载频能耗分析
以常规基站3个小区覆盖模式为例,每个小区的BCCH始终在满功率发射,功耗在忙闲时都固定在400w左右,闲时TCH功耗在300w左右。
夜间低话务时基站的载频功耗主要是BCCH功耗和部分TCH功耗,时隙关断技术、载频关断技术在一定程度上能够降低主设备的TCH载频部分功耗,但是无法降低BCCH功耗。基站设备载频在满话务、60%话务、无话务时的功耗如图2所示。
从图2可知,在话务量极低或无话务量时,最大功耗是BCCH载频功耗。
2.3 节能系统框架图(图3)
系统的软硬件组成及功能如下:
硬件部分:智能节电设备,主要完成扇区切换及告警上报等功能,具有复杂且完善的节能流程。
软件部分:节能网管,包括:应用服务器软件、通信服务器软件、客户端软件。主要实现对基站小区功率升降的智能控制、智能节电设备控制及管理等功能。
3 系统节能原理
3.1 系统节能流程
(1)智能选站:通过话务分析软件对基站的历史话务量进行分析,统计出适合此节能系统的基站及对应的节能时段;
(2)数据同步:运行节能流程前,节能网管中心与基站OMC-R进行基站数据同步,同步相关的数据信息;
(3)节能流程:夜间话务量低时,如23:00,节能网管中心通过基站OMC-R自动软关闭两个从小区,剩余的小区通过智能节电设备变成全向站覆盖,可大幅度降低两个小区夜间的功耗;如果是GSM900和DCS1800共站的点,可大幅降低五个小区夜间的功耗;
(4)恢复流程:清晨话务量将逐渐升起,如7:00,节能网管中心通过基站OMC-R自动开启从小区,智能节电设备恢复成三小区的不节能模式。
3.2 系统硬件工作原理
系统硬件实现原理如图4所示,A、B、C分别表示基站对应的三个扇区。
在非节能状态下,三个小区的信号通过独立的三套天馈发射出去进行覆盖,此时基站为三扇区定向覆盖。
在节能状态下,射频开关切换后,A小区的信号会通过功率分配器分配到A、B、C三路天馈中去,此时基站三个扇区的覆盖区域均为同一个小区的信号。射频开关切换完成后,系统OMC软件通过对基站OMC-R发命令,将基站其他两个扇区B、C的功率降到最低,达到降低基站能耗的目的。
扇区切换智能节电系统可与时隙关断技术进行技术互补。节能时软关闭两个从小区后,两个小区的BCCH载频及TCCH载频处于软关闭状态,时隙关断技术对主小区进一步节能,互补使用节能效果更佳。开启时隙关断技术后再启用扇区切换智能节电系统,载频功耗图如图5所示。
4 实施效果评估
4.1 关键问题分析
(1)覆盖场强
白天未节能时只有0.3dB的衰减,对网络基本没影响;夜间启动节能功能时通过了一个三功分器,理论上有5dB的衰减,但对网络不会造成大的影响,原因如下:
移动基站相当密集,边缘场强高,很多城区室外边缘场强-75dBm左右;
环境噪声降低,C/I变高,有用覆盖范围大于话务量高的时段;
白天信号场强-95dBm时打电话不清楚,夜间打电话相对较清晰;
在实际的网络使用中,城区信号折射多,根据测试覆盖区只有1dB~3dB的衰减;
基站覆盖基本都有预留功率,可适当地提高基站1dB~3dB的输出功率;
可间隔式使用节能系统,对边缘场强要求高的区域可以不使用。
(2)网络干扰分析
节能时,软关闭了两个小区,减少了2/3频点,相邻小区干扰降低;
在实际应用中,节能前后都在夜间路测,C/I同频干扰比变换很小,甚至有所提升;
大规模使用时尽量所有的基站都使用某个小区为主小区,长沙移动基本都使用第一小区为主小区。
(3)切换问题
基站小区可设置32条邻小区的切换关系,相邻基站可考虑的邻区关系基本都已设置;
小区重叠覆盖范围冗余很大,夜间通话活动范围小,切换可以保障;
极个别基站背向邻区未列入BA表,通过加入重选列表和切换列表即可解决,或通过选取合适的小区为主小区进行规避;
在实际应用中,我们很少做修改,切换次数有所降低,切换成功率变化不明显。
4.2 实际网络测试
长沙市望城县乌山镇使用了六十余套扇区切换节能系统,我们对选取的站点进行了相关测试(见图6),包括:节电效果、路测、网管KPI指标。
(1)节能效果
基站安装节能设备后,节电效率在25%~50%之间,全天节电效率9%~15%。乌山镇基站的载波配置相对偏低,每晚可节电6~20度,站点载波配置越高节能效果越明显。
(2)路测
对覆盖区域进行了四次路测,取其平均值统计情况如表1所示:
从以上数据来看,基站在节能状态下覆盖区域边缘接收电平会有轻微下降。但因在晚上话务量不高,基站周围整体底噪降低,因此对网络的覆盖影响很小。
(3)基站网管统计数据对比分析
我们在OSS系统中调取安装了节能设备的基站网管统计的KPI数据,对节能系统开通前后同一时段内(22:00~7:00)的基站KPI指标取均值进行对比,如表2所示。
在节能状态下,虽然基站原三个扇区的话务量被一个扇区吸纳,但由于晚间话务量很少,因此单个扇区完全能满足原先三扇区覆盖的业务信道要求,实现良好的覆盖。且系统开通前后,切换成功率和掉话率也没有大的变化。
5 系统应用效益
扇区切换智能节电系统节能流程设计合理、性能稳定,节电效果良好。长沙移动遵循“循序渐进”的原则,已在内部大范围推广使用。该系统使夜间基站主设备节电效率高达25%~50%,节电效果明显且覆盖区域各项业务指标良好,KPI指标正常。
湖南移动计划将使用规模扩展至1000个基站,预计一年能产生的经济效益及社会效益如下:
经济效益:使用基站节能设备后,根据载频的配置数量不同节电数量有所不同,节电范围5~28度。根据长沙移动的基站配置,每个基站平均节电约18度,每年节支总额=18度*1000*365*1.2元/度=788.4万元,可有效降低企业运营成本。
减排效果:按国家标准来看,每度电消耗360g标准煤,排放0.997kg二氧化碳。那么,1000个基站全年将节煤2370吨,减少二氧化碳排放6550吨,减排效果非常突出。
社会效益:本系统启用后,能够有效延长停电期间基站蓄电池的供电时间,大幅度降低基站退服率,提高移动客户满意度;同时本系统能够自动对每根馈线的功率进行测量,可节约大量的人工维护成本。
6 结束语
我国经济快速增长,在各项建设取得巨大成就的同时也付出了巨大的资源和环境代价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,环境污染问题日益突出。同样在国际上,节能减排的呼声也日益响亮,特别是温室气体排放引起的全球气候变暖问题已成为整个国际社会的关注焦点。我们只有一个地球,只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展,才能实现经济持续健康发展。
进一步加强节能减排工作,既是应对全球气候变化的迫切需要,也是企业应该承担的社会责任。长沙移动自主创新基站扇区切换智能节电系统的规模使用,将为电信运营商实现节能减排目标提供有益的帮助。
参考文献
[1]苏华鸿,孙孺石,等. 蜂窝移动通信射频工程(第二版)[M]. 北京:人民邮电出版社,2007.
[2]朱江军,靖小虎,等. 长沙移动基站节能测试报告[R]. 2009.
[3]侯宁,樊耀东. 基站载频智能关断技术节能分析[J]. 电信技术,2009(4).
篇6
现代工业的发展给人类带来了发展和进步,但也将人类引入了资源能源逐渐枯竭与环境日益破坏的困境。当前我国正处于经济发展高速时刻,重工业、化工业等高能耗产业快速增长,产业结构亟待调整、工业化进程加速推进阶段,,各地为了GPT的增长盲目上项目的乱象,导致一系列能源资源和环境问题。面对我国越来越恶化的自然环境和资源消耗。2012年8月6日,国务院以国发〔2012〕40号印发《节能减排“十二五”规划》。该《规划》分现状与形势,指导思想、基本原则和主要目标,主要任务,节能减排重点工程,保障措施,规划实施6部分。该《规划》明确表示要加强节能减排工作,改善生态环境。面对越来越恶劣的自然环境,节能减排是实现我国社会经济可持续发展的必然途径,是解决我国人口需求、资源与环境之间矛盾的必然选择。该《规划》的制定为缓解我国环境压力提供了法律依据,但是法规落实的情况怎么样、面对经济的高速发展如何实现减排和生态环境协调发展双赢是一个艰难的话题。在此背景下结合《节能减排“十二五”规划》,在文献资料的基础上对推进节能减排和生态环境协调发展进行研究分析,为改善环境做出一定的理论分析,为决策者提供理论指导。
2研究方法
2.1文献资料法
根据研究需要通过中国知网查阅相关文献资料,查阅相关法律法规,了解研究现状和相关法律法规的制定和落实情况,对相关资料关文献进行收集、比较、分析、综合并从中提炼出新的事实与资料,完善研究方法和策略。
2.2专家访谈法
对周围有关减排、保护生态环境方面的专家进行访谈,了解节能减排保护环境的最新进展情况,走访环保部门对节能减排和维护环境的监督和引导现状进行了解,根据走访加深对研究内容的深刻认识。
2.3实地访谈法
走访周围工业单位,收集有关企业减排、保护生态环境所采取的行动,对企业一线的工作人员进行访谈,听取他们对于节能减排的认识。走访普通市民,征求他们对环境和减排的看法意见。
3结果与分析
3.1国内研究现状
节能减排贯穿于社会生产生活方方面面,目前中国正处经济飞速发展时期,工业发展是国民经济的重要命脉,如何在保持工业高速发展的同时减少对环境的不良影响是目前科研工作者和管理部门的主要课题之一,
目前相关研究主要集中在相关体系指标的界定上,节能减排的研究主要集中在评价体系研究上,如王彦彭(我国节能减排指标体系研究,《煤炭经济研究》2009.2) 提出构建中国节能减排评价体系,建立中国特色节能减排与生态环境保护理论。具体来说主要从工业、能源消耗、效率、能源结构、污染物排放、污染物治理、工农业用水、环境质量出发进行评价;王传瑜(港口企业节能减排评价指标体系设计《水运工程》2010.11) 采用综合评价法从节能管理机制建设、节能技术应用评价、节能减排运营考核三个角度出发,构建港口企业节能减排评价体系,解决对当前港口企业各部门环节评价体系各异,没有统一的行业评价体系,无法全面落实节能减排促进环境发展的局面;樊耀东(电信运营业节能减排指标体系研究《电信科学》2008.5)通过研究发现电信运营业能源消耗情况,认为电信设备运行能源消耗以生产用电和汽油为主,污染物以CO2、空调氟利昂、基站蓄电池和电子废物为主,在此研究基础上构建了电信运营业节能减排指标体系;国内有关生态环境评价的文献较多,但也主要局限在评价指标体系的研究,只有了同一的科学的评价体系,才能促进环境的可持续发展。李静等(整合上海中心城区闲置划拨工业用地推动生产业功能区发展规划策略探讨――以上海市漕河泾开发区东区升级改造规划为例《2010中国城市规划年会论文集》2010.10)将城市化发展体系引入城市生态环境的评价系统中,从生态环境压力、生态环境水平及生态环境建设三个方面构建城市生态环境指标体系,并采用主成份分析法计算出城市生态环境及城市化发展程度的综合指数,应用系统相对状态发展度模型。综合以上研究现状,本研究在文献资料的基础上以工业减排和环境发展为切入点,探索一定区域内工业节能减排对区域生态环境的影响,既是对以往总体研究的细化,又能突出重点,抓住问题的要害,试图在理论上对节能减排促进生态环境协调发展进行进一步阐述。
3.2有关节能减排、保护生态环境调查
3.1.1厂表3-2结果显示,在节能减排和保护环境方面,政府部门和企业都能认真落实,从调查层面上来看效果比较好,在没有落实的原应调查上发现主要是生产技术落后高能耗企业,而且基本上集中在小规模企业上。但是从环境继续恶化和调查结果上来看,有些情况并不相符,实际走访发现有些企业虽然在国家要求下进行了一定的技术改造,但是为了降低运营成本,在实际操作中并不一致使用技改项目。如有些企业具有污水处理设备,但是很少运行,常常直接就把污水排出生产企业。
4结论和建议
4.1政府层面和企业层面虽然进行了节能减排和环境保护措施,并且取得了一定的成果,但是不同地区自然资源、生态环境、经济基础、人文特点等差异较大,但追求经济发展的压力、竞争的环境却大同小异,但面临的形势仍然相当严峻。
4.2节能减排与促进发展并不完全矛盾,节能减排可以促进生态环境的改善,反过来生态环境的发展会为经济的发展提供更好的平台,关键是要协调处理好,找到二者的合理平衡点,淘汰落后产能,关停高耗能、高排放企业,调整优化能源结构,积极发展风电、核电、水电、光伏发电等清洁能源和节能环保产业,促进产业结构优化、推动节能减排和低碳发展。
4.3进一步完善相应的法律法规,深入开展节能环保专项执法检查,加大对节能减排工作执法力度,改变以罚代管的管理思路,把节能减排和保护环境作为企业发展的高压线,已经触犯坚决严惩。
4.4加大科技创新和科研资金投入,加大环保科技攻关力度,加强区域污染防治,提高能源资源利用效率,发展循环经济,研发清洁能源、可再生能源,加快转变经济增长方式,最终实现经济与环境协调发展。
4.5必须用硬措施完成节能减排硬任务。要强化责任,要加大问责力度。严格执法,对非法偷排、超标排放、逃避监测行为和监管失职渎职重拳打击,对相关企业、单位和责任人严惩不贷。发现问题一查到底,决不放过。
参考文献
[1]赵宏志 关键.绿色经济发展和管理[M] 沈阳:东北大学出版社,2003
[2]王彦彭 我国节能减排指标体系研究[J] 煤炭经济研究2009.2
篇7
1.1在油田生产中离心泵属于常用泵,同时,它也是转油站耗电的主要设备
在生产中由于液量的波动,普遍的做法是采用手动改变泵出口阀门的开度,来调节泵的排量。但是,随着油田已进入高含水期开采,油井的产液量和含水量逐渐上升,油井的回油温度也逐渐升高,使油井所需的掺水总量逐渐减少。由于不能及时更换与实际生产参数相匹配的泵,导致现在使用的掺水泵大多数排量相对过大,要靠阀门控制才能在小排量下运行。这些都会造成机泵偏离高效区,造成大马拉小车的现象降低泵效,浪费电能。
1.2掺水温度控制不合理
无论季节和环境的变化,掺水温度始终不变,使掺水温度经常比油井生产要求高,造成天然气的浪费。还有二合一炉冬季需烧高温,才能保证平衡管不被冻结堵塞,这样不仅影响安全生产,而且还浪费了的大量天然气资源。1.3掺水炉热负荷率低的影响转油站掺水炉规格在1.74MW,而油井每小时掺水量冬季最多达60方左右,夏季30方左右。通过热能计算冬季只需运行两台掺水炉,春季、秋季仅需运行一台掺水炉就能保证油井正常生产,夏季不需掺水炉,油井也能正常生产。
2转油站节能技术的相应措施
2.1节点措施
第一,对离心泵进行相应节能技术改造。
2.1.1切割或更换叶轮。当泵的运行流量和扬程均比工艺所要求的流量和扬程大时,可通过切割工作叶轮或更换为小叶轮来提高运行效率,防止“大马拉小车”带来的能量浪费,功率节省明显。
2.1.2减少叶轮数量。对于排量适合而扬程过大的多级泵,可以通过拆除叶轮降低级数的办法实现节能降耗。
2.1.3根据现在的生产所需掺水量,选择排量相匹配的泵。根据生产实际情况,可以把原有的大泵改为小泵,完全能保证各井安全生产。
2.1.4提泵件高光洁度,减少损耗。可采用电解抛光的方法提高离心泵过流部件及叶轮外表面的光洁度,从而减小水力摩阻损失,提高泵效。
2.1.5合理使用变频器。因为靠调节泵出口阀门的开启度实现排量变化,节流损耗大,泵管不匹配,压差较大,管网效率低。而利用变频调速装置,则可以很大程度的改变上述情况,使系统运行效率大大提高。通过实践,我们摸索出用手动变频比自动变频对流量计和电网的冲击要小,并再次降低了能耗。因此,我们可以采取晚上6小时自动变频,白天18小时手动变频手动变频与实时监控相结合,通过员工的对变频器的观察控制,尽力达到变频节电的目的。
2.1.6加强离心泵的维护保养。离心泵的维护保养,不仅要及时发现并消除故障,还要注意泵的密封、冷却和,以利于延长离心泵寿命并节约能源,减少功率损失和介质损失。在这方面具体措施,我们可以做到加强对机泵的管理,落实管理责任,做到所有泵能按时校对、及时保养,使其在合理负荷下运转,实现节能降耗。
2.2节省日常用电
日常生活中的节电潜力也不小,同样值得重视。所以关于日常生活节点,我们可以制定如下措施:转油站值班室要做到人走断电,并加强日常生活、照明用电的管理,制定相应考核细则。
2.3节气措施
油田转油站系统对天然气的消耗很大,天然气主要是作为加热装置如二合一加热炉、采暖炉等燃料用气。因此,要降低耗气量需要从多方面入手。
2.3.1降低采暖炉用气。第一,在采暖炉的选用上,优先选用高效节能型采暖炉,安装节能型燃烧喷嘴,提高天然气的燃烧质量。第二,采暖炉的年度检修要保证质量,尤其是炉膛部分,以此增大热传导系数,提高采暖炉效率。第三,加强采暖、伴热管网的管理。做到定期检查,及时维修,保证管网畅通,做好管网的保温防腐工作,从而减少采暖炉热水的损失。第四,根据大气温度变化和受热介质的物理特性,合理确定供热温度,可随时通过调整用气量来调节热水温度,最大程度地利用热能,防止浪费。还要根据站内实际情况,在不影响生产、生活用热的情况下,通过研究、试验、摸索,确定最佳启停炉时间,既要保证介质有良好的流动性,又要防止管道结蜡、冻堵。第五,避免因停炉过迟或启炉过早而浪费天然气。
2.3.2降低加热装置如二合一加热炉耗气。第一,合理调控加热炉温度。根据环境,合理调控不同环境温度下的掺水炉温度,日常生产中,要统计出抽油机井在不同环境温度下正常生产所需的最低掺水温度,绘制成掺水温度控制曲线。该曲线实现了掺水温度随季节调控。尤其在夏季六月—九月,可做到停掺水生产。第二,根据天然气压力、脱水温度和介质流量等情况,精心操作,及时调节用气量。第三,制定合理除垢方案,以物理方法、化学方法相结合的方式,制定炉体合理除垢周期,提高加热炉燃烧效率。第四,做到定期检查、清理火嘴,防止结焦或堵塞,做好加热装置的保温工作,把热能损失降低到最低。
3结论
3.1转油站节能技术的探讨和应用,改变了节能工作粗放型的管理局面,做到精细化管理。使节能管理工作变的日常化、制度化、科学化。
3.2节能效果明显,使基层队的吨液耗电、吨液耗气指标得到有效控制,节能效益稳步提高。
3.3根据油田生产动态变化,及时优化机泵运行参数和合理使用变频器,是提高机泵泵效和系统效率,降低机泵生产耗电的重要手段。
篇8
魔界大战作为DNF的副本,很多小伙伴不清楚一周可以打多少次,一起来看一看吧。
魔界大战一周能打几次魔界大战是DNF刚出不久的新团本,它并不是一个可以无限进团本,魔界大战一周可以打三次,每天可以打一次,周四刷新。
魔界大战最终BOSS机制黑瞳夏勒弗兹,是魔界大战最终的BOSS,机制比较颇多。玩家在进入后,会出现各种技能攻击,需边躲避边输出。第一个特殊机制,会出现四个颜色不同的圈,当上下屏幕出现何种颜色,就需要对应颜色的玩家去阻挡。连续阻挡4次不同颜色的圈,那么,就能进行破防,但时间较短,玩家可尽情输出。当这次破防,你没有打死黑瞳夏勒弗兹,第二阶段开启。第二阶段开始后,会出现一波小攻击,玩家要及时躲避。过一会第二个特殊机制出现,夏勒弗兹举起大雪球,把玩家吸进里面。此时,需要雪球内的玩家,破坏掉血块,从而出现光柱通道,以便出去解救被困的玩家。从光柱通道出来的玩家,打碎外面的大球,就可以解救队友,从而进入破防状态,尽情的输出即可。
(来源:文章屋网 )
篇9
关键词:建筑节能,节能设计,节能效果
近年来,节能已是全世界共同关注的话题。随着能源紧缺,资源有限的警钟一再敲响,建筑节能措施也成为当前国内外节能领域的一个热点研究课题。据统计,在西方发达国家,建筑能耗占社会总能耗的30%~45%。而我国的建筑能耗也已占社会总能耗的20%~25%,正逐步上升到30%,因此建筑节能成为当务之急。
一、节能设计先从规划入手
在总体规划和单体设计中,应根据建筑功能要求和当地气候情况,改善建筑外环境,包括冬季防风、夏季及过渡季节促进自然通风以及夏季室外热岛效应的控制。同时合理地确定建筑朝向、平面形状、空间布局、外观体型、间距、层高及对建筑周围环境进行绿化设计,以改善建筑的微气候环境,最大限度减少建筑物能耗量,获得理想的节能效果。
1.建筑选址及空间布局
建筑选址需注意向阳问题。在规划设计中应注意合理利用太阳辐射。建筑选址还应注意冬季防风和夏季有效利用自然通风的问题。冬季为防止冷风渗透而增加采暖能耗,建筑应选择避风基址建造;夏季则应顺应当地的盛行风向,尽可能利用自然通风。由于冬夏两季盛行风向的不同,建筑群体的选址和规划布局可通过协调和权衡来解决防风和通风的问题,从而实现节能的目标。
2.建筑朝向
选择合理的建筑朝向是建筑布置中优先考虑的问题。朝向选择所需考虑的因素主要有:冬季日照和防风、夏季防晒和自然通风、降雨、利用地形和节约用地等。
3.绿化环境
绿化对改善建筑群体的气候条件十分重要,它能调节气温,降低温室效应,减少大气污染,消减噪声,遮阳隔热,是改善建筑群体微小气候、优化建筑室内环境、节约建筑能耗的有效措施。
二、围护结构是建筑节能的重点
改善建筑围护结构,如外墙、屋顶和门窗的保温隔热性能,可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷,是建筑设计上的重要节能措施。
1.外墙节能措施
首先是采用新型墙体材料,即在进行经济性、可行性分析的前提下,在墙体内外侧敷设保温隔热新材料。
其次,采用复合墙体围护结构是近年来日益普及的一项技术。复合墙体主要是通过在墙体主体结构基础上增加复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。其优点在于既不会使墙体过重,又能承重,保温效果也较好,目前在发达国家的新建筑中被广泛应用。根据复合材料与主体结构位置的不同,分为外墙内保温技术、外墙外保温技术和夹心保温技术。在我国,外墙内保温技术应用广泛,其造价低廉,安装方便。随着节能标准的提高,外墙外保温技术已成为重点推广的节能技术。目前我国建筑中采用的外墙外保温方式主要有粘贴聚苯板、现抹聚苯颗粒、大模内置聚苯板、JSY聚合铝镁超泡保温隔音板等外保温系统。
2.屋顶节能措施
屋顶节能技术是通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递来实现的,包括屋顶保温和屋顶隔热两方面。由于保温和隔热所针对的围护结构对象不同,所采取的构造形式也有所区别。目前我国采用的屋顶保温隔热措施主要有外保温屋顶、倒置式屋面、架空型屋面、种植屋面等。其中,采用种植屋面的措施,对屋面进行绿色覆盖,既可遮阳,又能隔热,而且通过光合作用,可消耗或转化部分能量,也起到美化环境作用。因此植物覆盖法是空调节能的较好方法。
3.门窗节能措施
不同季节对外窗性能要求不一样,冬季在要求窗户保温隔热性能好的同时,还希望其有更高的太阳能辐射透过率,能最大限度地利用太阳能,减少采暖负荷;夏季则希望阻挡太阳辐射进入室内,避免增大空调负荷,这时窗户遮阳设计显得十分重要,尤其对太阳辐射强度较大的水平面和东西立面的遮阳设计。因此,门窗节能主要从减少渗透量、减少传热量和减少太阳辐射能三个方面进行,针对门窗的节能措施主要包括五方面:尽量减少门窗面积;设置遮阳设施;提高门窗气密性;尽量使用新型保温节能门窗;合理控制窗墙比。
三、空调系统节能设计措施
空调的出现给人们带来了舒适的居住环境,但是随着全球能源危机的不断逼近,使制冷空调这一建筑能源消耗大户面临严重考验,节能降耗成为空调系统设计的关键环节。我国的建筑能耗约占全国总能耗的35%,空调能耗则占建筑能耗的50%~60%。免费论文参考网。伴随人们生活水平的提高,这一比例还在不断上升。因此,制冷空调系统是目前建筑能耗中问题最多的系统,同时也是最具节能潜力的部分。
空调系统的节能措施很多,主要有水力系统的平衡技术、水泵和风机的变频技术、变水量和变风量技术、热回收技术等。在空调冷热源的选择上有地源热泵技术、空气热泵技术、燃气热泵技术等,还有起到“移峰填谷”平衡电力作用的蓄能空调等。其中重要的空调新技术包括地源热泵技术、燃气热泵技术。
四、节能设计是建筑师义不容辞的责任
新建建筑的节能性能是由多个环节决定的,包括建筑设计,暖通空调设计,水电设计等建筑节能设计。还包括建筑材料,建筑构配件,建筑施工。建筑设备安装,工程竣工验收等等。对于新建建筑节能的关键环节在于建筑设计。而在整个与建筑相关的设计行业,建筑师处于统筹其他专业的地位,起着协调各专业工种的作用,建筑师的节能意识肯定会影响到其他工种的业内人士。建筑节能设计先行已经成为时下行业内的普遍观点,基于这种认识,在建筑设计中推进建筑节能也就是我们的职业责任。建筑设计方案是否满足节能设计要求在很大程度上决定了其整个寿命周期内是否达到建筑节能的目的,建筑节能设计要求建筑设计人员在设计阶段对所设计的建筑进行建筑能耗分析,以评价建筑方案是否节能。从建筑设计的角度看,建筑节能设计并不是比原来的建筑设计多了很多步骤或很多内容,或许大家觉得提供节能计算书或者节能判定表是多出来的环节,但实际上不管你填不填那个表,交不交那个计算书,从建筑设计满足功能要求上讲,你一样要分析建筑的平面布置形式、建筑的体形特征以及建筑构造的形式。节能建筑并不是让人感觉高不可攀的“高技术”、“高造价”的建筑,建筑节能设计也不是让人感觉难不可及的非常规设计,节能建筑还是建筑,建筑节能设计还是建筑设计,只不过在建筑设计的某些环节考虑减少能耗,采用的仍然是我们常规的建筑设计手法。
节能设计中采用的措施
1、控制建筑物体型系数。体型系数是影响建筑节能的关键技术参数,民用建筑节能设计标准要求节能建筑体型系数(S)宜控制在0.3或0.3以下,体型系数过大对建筑节能不利。一般情况下,高层建筑的体型系数不易超过0.3;但多层、特别是低层建筑若外型复杂,体型系数易超过0.3,对建筑节能不利。根据规划部门及建设(开发)方对建筑外观的要求,不少多层建筑外型较为复杂,加上现行提倡坡屋顶等因素,使建筑体型系数较难控制在0.3以下,而别墅类建筑的体型系数基本上都超过0.3。免费论文参考网。
2、控制窗墙面积比。民用建筑节能设计标准要求窗户面积不宜过大,北朝向的窗墙面积比不应超过0.25,东、西朝向的窗墙面积比不应超过0.30,南朝向的窗墙面积比不应超过0.35。免费论文参考网。而现在由于许多建设开发单位认为落地窗有建筑外观较好、利于室内采光,且房子好卖等优点,致使已建成及在建的相当面积的住宅采用落地窗,窗墙面积比大大超过标准要求,有的窗墙面积比甚至接近0.50,而且这种情况已形成一种趋势。
3、应优先推行外墙外保温复合墙体。外墙外保温复合墙体是技术最为合理的墙体保温方式,可使围护结构最大限度的减少局部热桥缺陷,能够对墙体起到保护作用,还可提高房屋有效使用面积,外墙内侧热惰性好,施工技术成熟,造价比夹心复合保温外墙仅稍高。有关部门及设计单位应使建设(开发)单位了解外墙外保温复合墙体的优点,说服建设(开发)单位从长计议采用先进节能技术。
篇10
关键词:建筑能耗;节能;发展现状;理念;前景
中图分类号:TU:文献标识码:A:文章编号1673-9671-(2012)022-0193-01
根据有关调查,我国建筑能源消耗占全国总能耗的30%-50%,随着改革开放的不断深入,我国经济的快速发展,人民生活水平得到了提高,对房间舒适度的要求也越来越高,加之我国正处于城市化发展的关键时期,建筑需求量不断攀升,这就导致建筑能耗所占的比重也不断提高。据预测,到2025年我国城乡建筑面积将会从420亿增加到690亿平方米,可见我国建筑节能形势比较严峻。
根据我国基本国情,国内人均可开采资源严重不足,建筑耗能非常大,这就使得建筑节能在我国发展中占有的地位越来越重要。近几年,国家加大了建筑节能技术的研发投入,节能效果明显,有效的减少了温室气体的排放,保护了生态环境,由此可见,建筑节能和环境保护将成为国家重点发展的方向。
1建筑节能的重要性
1)建筑节能有利于社会发展。建筑节能可以有效缓解我国能源紧缺,改善人民生活条件、减轻环境污染、促进经济可持续发展;并且提倡建筑节能也是深化经济体制改革的一个重要环节,因为经济发展离不开能源使用,我国虽然有丰富的煤炭资源和水力资源,但是我国人口众多,人均储量低于世界人均水平,并且能源消耗的速度非常快,而能源是不可再生资源,并非取之不用,用之不竭的,在能源使用中应该考虑我国人均资源不足的现状,合理使用能源,保证国家经济又快又好发展。
2)建筑节能有利于促进建筑业的发展。近些年,国家有关部门认识到建筑节能的重要性,对建筑节能的要求也日益提高,门装、屋顶、地面以及采暖、空调、照明等建筑的基本组成都发生了巨大的变化。传统的建筑材料,如粘土砖、石灰砂浆等已经退出历史舞台,建筑工程施工中,新型的建筑材料、设备、结构设计构造、节能设备、保温管材等得到了广泛的使用。为了响应国家建筑节能的政策,各个城市都新建了许多节能建筑,对已有建筑进行节能改造,活跃了建筑节能市场,从而涌现出大量生产建筑节能产品的企业,促进了国家对建筑节能方面的资金投入,从我国建筑节能工作经验可以看出,建筑节能并不是建筑设计人员的负担,而是一种新的动力,这就需要建设设计人员在设计中掌握主动,提高建筑节能效果,促进我国能源的可持续发展。
3)建筑节有利于减轻环境污染。环境污染和能源危机是人类21世纪共同面临的问题。在我国,建筑能耗主要是煤炭,煤炭使用过程中会排放大量的污染悬浮颗粒剂有害气体,对环境造成一定影响,并且悬浮颗粒容易产生雾霾天气,造成环境酸化。从这些建筑能耗中可以看出,过渡的能源消耗会导致地球气候的恶化,使得人们的生活环境面临严重的危机。并且随着我国城镇化的快速发展,各类采暖、空调建筑日益增多,向大气排放大量的污染物,环境形势非常严峻。因此,实行建筑节能,能够有效降低建筑能源消耗,减少环境污染,具有重大的意义。
2建筑节能理念
所谓建筑节能,在发达国家最初为减少建筑中能量的散失,现在则普遍称为“提高建筑中的能源利用率”。所界定的范围指建筑使用能耗,包括采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器、电梯等方面的能耗,一般占该国总能耗的30%左右。科学的建筑节能理念应当是在保证提高建筑舒适性的条件下,合理使用能源,不断提高能源利用效率。现有建筑节能理念主要体现在以下方面。
1)建筑设计节能。①根据场地的方位进行建筑朝向设计,充分利用太阳光实现节能设计;②弃用传统的建筑材料,选择新型的节能材料,如空心砖、加气混凝土等新型墙体材料,一方面可以提高建筑的保温节能效果,另一方面减少实心粘土砖可以有效节约耕地;③选用具有节能效果的门窗和节能材料,优化门窗的设计,如采用遮阳技术、镀膜技术以及高效节能玻璃安装技术等,这些材料的使用对节能具有重要的意义;④用有利于节能的平面布局和体型。在同体积的情况下,建筑物护结构的面积越大,采暖、制冷的负荷就越大。因此,为了节能应尽可能减少建筑物的外表面积;⑤重视日照调节和自然通风。理想的日照调节是夏季在确保采光且通风的条件下,防止太阳辐射热。冬季则尽量使太阳辐射热进入室内,提高室内温度。
2)节能材料的利用。目前,我国建筑节能事业得到了快速发展,出现了许多节能产品,如双层隔热玻璃、节能灯、太阳能热水器等,这些材料都应用了节能设计,起到良好的节能效果,如在玻璃窗的设计上,采用双层玻璃,一方面可以防尘,另一方面可以防止噪音,并且双层玻璃有隔热功能,起到了防暑避寒的效果;太阳能在建筑中的使用比较广泛,如太阳能电池、自动转向遮阳伞、自动遮帘等产品,这些太阳能产品能够保证室内采集到足够的光线,又不至于使室内温度过高,从而使传统建筑发展到了智能建筑;在室内照明中,广泛采用荧光灯、卤素灯、白炽灯,一方面可以提高室内照明效果,还能有效节约电能,在建筑屋顶安装可以调节的采光系统,可以将阳光通过反射照射到室内。如果在设计墙体、屋顶时,通盘考虑门窗、遮阳、热量采集、自然通风和太阳能发电、热水等的功能和需求,也可为楼房提供或节省能源。高性能的材料产品,是高效率利用资源的前提,建筑结构材料要有足够的强度和耐久性,围护结构要有良好的保温隔热、防水、涂料、隔声、管道等专用功能性材料,都要具有相应的高性能。
3前景展望
建筑节能是实现可持续发展战略的重要部分,体现了世界建筑发展的大趋势。随着我国节能资金投入的不断增加,建筑节能效果也越来越明显,对全球温室气体排放,经济可持续发展,建筑节能产品市场都将产生巨大的影响。
在建筑节能发展大趋势下,为了适应新形势下能源发展需要,需要建筑设计师突破旧的节能理念,运用新的全过程管理方法,大胆尝试新的节能产品和设备,才能真正实现预期的节能目标。之所以许多节能建筑不能达到预期目标,一个重要的原因就是建筑设计、施工、验收及使用过程节能理念的缺失,各个阶段的节能措施协调不足,施工过程中各工种的配合不足等。为此,我们提出了一种新的理念――集成化设计与管理。
集成化设计与管理理念主张建筑节能设计全过程控制,节能设计管理优化包括集成化的设计和集成化的管理两个部分。集成化设计与管理要求整个建筑施工中建设单位、施工单位以及设计单位共同参与,以便将各个专业的意见反映在项目的早期设计上,方便建筑工程的节能施工,建筑节能不能满足预期目标一个主要原因就是建筑与机电设备的协调不畅,因此,在设计过程中,应该加强与各个专业人员的协调与合作,落实集成化的设计理念,最大程度的避免节能设计不合理以及各个阶段之间的相互脱节。
新理念的提出,为建筑节能的进一步发展创造了更为广阔的空间。在此基础之上,继续发扬现有建筑节能理念的优点,加大新型节能设计与材料的研发力度,严把施工质量,完善监管机制,建筑节能事业必能向着好的方向蓬勃发展。
参考文献
[1]龙惟定.建筑节能技术[M].中国建筑工业出版社,2007.