建筑采暖论文范文
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篇1
关键词采暖系统热计量既有建筑建筑节能改造
在计划经济时期,我国北方地区建设了大量的节能建筑,这些既有建筑内的采暖系统以单管顺流式为主。由于单管顺流式系统的用户,一户内有若干个产管,每根立管中的热水自上而下流过每一层的散热器后进入回水管,与大家设想的热量计量条件不同:即每一户只有一个给水入口和一个回水出口,具有测量流量和温差的条件。因此有人认为单管顺流式系统不可计量。实际上,不同的采暖系统形式,需采用不同的工作大批量制造的计量仪表。为解决既有建筑采暖系统的计量问题,我们在96年开始的中加合作项目--既有建筑节能改造中,对该问题进行了探讨。
一、单管顺充式系统供热量计量的基本原理及方法
采用单管顺流式系统的建筑物,在每一户内,是以相互独立的每一组散热器来进行供热的,户内各房间的散热器的相互独立特点,可采用按照公式(1)原理制造的计量仪表。
(1)
式中:A、b--由实验确定的散热器系数;
β1、β2、β3、β4--与散热器使用条件有关的系数;
F--散热器面积,m2;
tp--散热器平均温度,℃;
--计量仪表的采样周期,S。
由式(1)可见,只要测得室内温度及散热器平均温度,确定仪表的采样时间,即可得出散热设备放出的热量Q。测量tp的方法不同,热量计量的方式也不同。目前按照式(1)制造的仪表有两种,一种是蒸发式仪表,一种是电子式仪表。
二、既有建筑采暖系统热量的计量方法
在既有建筑改造试点项目中,采用的电子式计量仪表就是通过测量散热器的进出水温度和室内温度的方法,进行热量计量的。散热器的进出水温度传感器安装在每组散热器的进出水的支管上。这样对于一个具体房间来说,房间供热量QZ应是散热器的散热量与管道散热量之和。
即:QZ=Q+QL(2)
式中:Q--散热器散热量,J
QL--管道散热量,J。
理论分析表明,由于水温不同,每层房间的管道散热量不同。表1是一个具有6根立管、5层建筑物的管道散热量占房间供热量的百分比情况。采暖系统为异程式带跨越管的单管顺流式系统,两根立管的间距为3.3m,建筑物层高为3.0m,立管6是最远立管。由表1可知,不同楼层不同立管管道散热量是不一样的。靠近主立管处管道散热量占房间供热量的5.2%~10.1%,最远立管为4.3%~7.0%,系统平均为6.35%。如果仅计算散热器散热量,则房间的供热量将少计6.35%.
通过对欧美的采暖系统分析,我们发现,西方国家在计量中,不考虑管道散热量是由于他们使用的管道直径较小,或者有保温,或者保温后埋入地面内。这与我国的国情是不相符的。为此有必要探讨一种既能减少水温测点,又可提高计量精度的方法。
对于单管顺流式采暖系统来说,房间供热量应是散热器的散热量与管道散热量之和。由于每个房间内的管道规格不同,水温不同,因此每层房间的管道散热量不同。对于图1所示的立管来说,各层房间的供热量应为:
(2)
式中:Q3L、Q2L、Q1L--第3、2、1层管道散热量,W;
Q3、Q2、Q1--第3、2、1层散热器的散热量,W;
Q3L0、Q1L0--第3、1层编号为0的管道散热量,W;
Qg3、Qhl--第3、1层立管与供水(回水)管道相连接部分的散热量,W;
上述公式中,未知量太多,无法求解。需依据温度敏感元件的设置情况,在补充若干个方程后,即可利用计算机求出各个房间的供热量。
三、结果分析
1.无跨越管的单管顺流式采暖系统
对于一栋5层的建筑物来说,理论分析表明,无跨越管的单管顺流式采暖系统,进出水温敏感元件可减少40%。为了对各种计量方式比较,将考虑管道散热量以后,传感器不减少时的测得的房间供热量,计为方案1;将考虑管道散热量以后,传感器减少40%时测得的房间供热量,计为方案2;将不考虑管道散热量以后,传感器减少40%时的测得的房间供热量,计为方案3。经计算可知:
(1)计算管道散热量以后,方案1和方案2相比,水温敏感元件减少前后,测得的每个房间供热量基本相同。每根立管上各个房间供热量之和的最大误差为-0.33%。整栋楼各个房间供热量之和的平均误差为-0.25%。这表明采用此法,整栋楼各个房间供热量之和要多计算0.25%。
(2)如果不考虑管道散热量,方案1和方案2相比,水温敏感元件减少前后,得出的每个房间供热量相关较大。每根立管上各个房间供热量之和的最大误差为8%。整栋楼各个房间供热量这和的平均误差为7.3%。这表明采用此法,整栋楼各个房间供热量之和要少计算7.3%。
(3)方案2与方案4(水温敏感元件不减少,但不考虑管道散热量时)相比,得出每个房间供热量误差。经计算可知,如果不考虑管道散热量,每根立管上各个房间供热量之和的最大误差为10.8%。整栋楼各个房间供热量之和的平均误差为6.62%。
(4)方案3和方案1相比,得出的每个房间供热量误差。可知:靠近主立管的立管所在的顶层和底层房间,由于不考虑管道散热量,最大误差为12.2%。其余房间最大误差为10.4%。
由此可知在,利用较少的水温敏感元件,对无跨越管的单管顺流式采暖系统房间供热量计量,是完全可知地的。同时使水温敏感元件减少40%。这不但减少设备投资,而且减少安装工程量。
2.带跨越管的单侧连接的单管顺流式采暖系统
按照人们的习惯做法,带跨越管的单管顺流式采暖系统房间供热量计量方法与无跨越管的单管顺流式采暖系统一样,需在每组散热器的进出口设置温度敏感元件。理论分析表明,有跨越管的单管顺流式采暖系统,进出水温敏感元件可减少30%。为了对各种计量方式比较,将考虑管道散热量以后,传感器不减少时的测得的房间供热量,计为方案5;将考虑管道散热量以后,传感器减少30%时测得的房间供热量,计为方案6;将不考虑管道散热量以后,传感器减少30%时的测得的房间供热量,计为方案7。经比较可知:
(1)计算管道散热量以后,方案5和方案6相比,水温敏感元件减少前后,测得的每个房间供热量基本相同。整栋楼各个房间供热量之和的平均误差为0.32%。这表明采用此法,整栋楼各个房间供热量之和要少计算0.32%。
(2)如不考虑管道散热量,方案5和方案7相比,整栋楼各个房间供热量之和的平均误差为7.19%.这表明采用此法,整栋楼各个房间供热量之和要少计算7.19%。
(3)方案6和方案8(水温敏感元件不减少,但不考虑管道散热量)相比,得出的每个房间供热量误差。可知,如果不考虑管道散热量,整栋楼各个房间供热量之和平均误差为7.02%。
(4)方案7和方案5相比,得出的每个房间供热量误差。可知:靠近主立管的立管所在的顶层和底层房间,由于不考虑管道散热量,最大误差为11.4%。其余房间最大误差为10.9%。
由此可知,利用较少的水温敏感元件,对有跨越管的单管顺流式采暖系统房间供热量计量,是完全可行的。同时使水温敏感元件减少30%。这不但减少设备投资,而且减少安装工程量。
篇2
1.1好的功能划分立足引入自然环境的设计观念,提高室内舒适度,设计师应多引入人性化、自然化的观念和手法,分析不同地域环境、不同建筑空间特点,最大限度利用当地的自然条件,节约资源,创造自然宜人的舒适空间环境。
首先,分析居室所处的外部环境,如果有良好的外部环境,那么我们应该设法借用。其次,分析居室的内部结构,包括空间部分组成,划分动静,公共、私密空间。要尽可能保留建筑的原来结构,少做隔墙、隔断。保证每个空间都有本论文由整理提供良好的通风采光。如果一定要通过隔墙、隔断来表达设计效果、设计理念,则要尽可能把握不影响通风采光这样一个原则,否则的话,必然导致采用其他人工方式照明,增加能耗。另外,在室内设计过程中,要注重硬装修设计,尽可能简约。当然,简约并不是简单,它要求设计师要有专业的设计技能,熟练地运用设计技巧和装修材料来提升业主居室的装修品位,营造良好的居家氛围,同时最大限度地减少材料的浪费。实际上硬装的复杂“满做”并不等于豪华,天花、吊顶、墙饰等过于繁杂的设计,即使居室显得压抑沉闷,也浪费材料。节约是我们现代社会所提倡的。
1.2良好的光环境就人类视觉来说,没有光就没有一切。在室内设计中,光不仅是为满足人们视觉功能的需要,而且是一个重要的美学因素。光可以形成空间或者破坏空间,它直接影响到人对物体大小、形状、质地和色彩的感知。一个好的室内设计方案很多时候需要靠灯光来营造良好的氛围。但是在效果和节能之间我们应该做好取舍。当然能达到一种平衡是最佳的状态。比如:在室内划分动静两个区域,动———客人来时及会餐时要把大多数光源打开;静本论文由整理提供———看电视或聊天时,在沙发顶上或背后设计几盏装饰性很强的造型灯(用节能灯),此时打开,自然就有另一种“静”的氛围,如此一来既能达到豪宅的效果又能满足节能方案。
1.3好的色彩视觉效果人对环境的感受一方面是生理上的,另一方面是心理上的。如何保证达到真正的“节能”,这与专业的设计密不可分。室内设计中大面积色彩的使JournalofAnyangInstituteofTechnology2009年用对人的心理影响很大,因此,我们要把握好室内设计中色彩的设计[1]。
在进行室内色彩设计时,应首先了解和色彩有密切联系的以下几个问题:空间的大小形式,空间的方位。不同方位在自然光线作用下的本论文由整理提供色彩是不同的,冷暖感也有差别,因此,可利用色彩来进行调整,减少因为光线不足而长时间采用人工照明而减少节能。另外,因为色彩的冷暖感可以从心理上给人降温增温,从而可以将空调温度调高一些,或者将暖气开小一些。从而达到节能的目的。同时在室内设计过程中,可以随季节的变化而更换室内的一些软装饰,也可以达到同样的目的。
2节能从材料入手在可能的情况下,我们尽可能选择装饰材料后场制作,然后现场安装。据统计占整个装修成本60%左右的装饰材料,在现场装修时损耗率常在10%左右,但是如果采取“后场制作,现场安装”,可将材料的损耗降低2%~3%。在厨房的装修过程中,厨房的橱柜,可把后备板省略,后面直接就是瓷砖。除了节约材料外,后备板也有味且易生虫,受潮就很难处理。地板下铺活性炭:新居客厅铺的复合地板,很多人会在复合地板下面铺大芯板,现在可以铺一种叫铺垫宝的东西,加上活性碳,隔凉又隔潮而且不用黏合剂。减少建筑陶瓷使用量:家庭装修时使用陶瓷能使住宅更美观,不过,浪费也就此产生。部分家庭甚至存在奢侈装修的现象;本论文由整理提供另外尽可能使用轻钢龙骨、石膏板等轻质隔墙材料、塑钢门窗、节能灯等节能材料,尽量少用黏土实心砖、铝合金门窗等。
3节能本论文由整理提供需要技术的支持建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等)约占全社会总能耗的30%,其中最主要的是采暖和空调,占到20%[2]。
而要解决采暖和空调能耗做好的办法就是保温、增效、降耗。
3.1窗户“保温”性要强装修节能重点要做好室内保温。要特别注意选用符合所在地区标准的节能门窗,使气密、水密、隔声、保温、隔热等主要物理指标达到规定要求。使用中空玻璃塑钢窗;西向窗户最好安装可调控的外遮阳装置,并选择隔热保暖效果好的窗帘;不随意在墙面开槽,以免破坏原有墙面的内保温层;阳台与内室连通时要在阳台的墙面加装保温层。
入户门可在门腔内填本论文由整理提供充玻璃棉或矿棉等防火保温材料,安装密闭效果好的防盗门,在外门窗口加装密封条。使用建筑玻璃隔热膜:当今的建筑物比以往越来越多地采用玻璃。流行的大开间、高顶以及大面积使用玻璃已成为人们优先选择的规范。但是玻璃窗在浪费能源方面却是臭名昭著:玻璃反射产生眩光,玻璃能导致热量聚集致使能耗增加,而建筑玻璃隔热膜一层膜相当于24cm砖墙,隔挡高达79%的热量,高隔热节能,降低空调费用,保持室内冬暖夏凉。另外还有一种具有节能环保功效的低辐射镀膜玻璃,在发达国家已被广泛应用。欧美发达国家甚至通过立法要求必须或鼓励使用低辐射镀膜玻璃,其用量的大幅度上升,获得了巨大的节能效益。我们也应该在这方面引起重视。
3.2暖气管“热”到好处家里的暖气管道,在装修改造时,一定要认真进行整体规划,有的地方完全可以不必保留暖气片。市场上有一种精确智能控制室内温度的温控阀。它可以感知室内自由热量(人体散发的热量)根据设定温度计算定内所需热量调节散热器达到舒适目的,并且可以设定一周温度模式。比如白天家里没人可心设定8度,下本论文由整理提供班人回家前30分钟能将定温调至18度。
另外可将客厅设定22度,卧室16度,而卫生间可更高一些,洗澡时更舒服。通过这样的方式能更好的利用分户计量,真正达到节能、经济、舒适的目的。另外,暖气片作为采暖主要来源,对其进行装修时,宜少包饰,最大限度地发挥其散热性。很多的设计师在设计暖气片包饰时,通常的做法是将上边用板材封闭,只留出正面的部分,或花饰,或百叶,或其他形式。这往往忽略了一个问题,那就是冷热气流的方向问题,我们应该将暖气片上边也应该留空,供气流上下很好的循环,提高室内气温,减小能耗。
3.3提高建筑物的保温性能提高建筑物的保温性能将会达到很好的节能效果。计算表明,对于一间不采暖的房间从周围房间获取传热量可维持12~14℃室温,其他用户有近1/4~1/5的热量传给了该房间,其他用户将多支付这部分热费,很不合理。所以有必要增强户间建筑结构的隔热性能[3]。作为顶层住宅,我们同时还要考虑屋面给室内本论文由整理提供造成的能源消耗,除做好屋顶保温隔热工作之外,可以大力推广屋顶花园,一方面节约能源,另外一方面,可以解决城市绿地面积不足的问题。
没有屋顶绿化覆盖的平屋顶,夏季由于太阳的直接照射,屋面温度比气温高许多,不同颜色和材料的屋顶温度升高幅度不一样,最高的可达到80度以上。
而经过绿化的屋顶上,夏季绿化较好的屋顶,其种植层下屋顶表面温度仅仅20~25度左右,有效阻止了屋表面温度的升高从而降低了屋顶下室内温度。如果屋顶是地毯式草坪,墙壁是爬满凌霄,常春藤和爬山虎的,那么在夏季室内温度可下降2~4度,可节约空调耗电量的20%~40%。相反,在冬季,地毯式植物组成的“毛毯”层对屋顶起到保温的作用,平均气温要高2~4度[4]。
3.4大力推广太阳能的使用新能源是21世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。太阳能是一种清洁、高效和永本论文由整理提供不衰竭的新能源。在新世纪中,各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。太阳能具有普遍性、永久性、无污染性、安全可靠性。而且太阳能与建筑一体化是未来建筑的发展趋势。
4节能需要提高人的意识生活水平的提高,推动着家庭用能的升级。一个普通的城市家庭在用电,用水,用气等都有大幅度增长。
家庭能源开销也水涨船高,因此,无论是从自己的角度还是从国家的节能要求来讲,我们都应该树立强的节能意识。
4.1家庭照明改用节能灯以高品质节能灯代替白炽灯,不仅减少耗电,还能提高照明效果。以11瓦节能灯代替60瓦白炽灯,每天照明4小时计算,1支节能灯1年可节电约71.5度,相应减排二氧化碳68.6千克。按照全国每年更换1亿本论文由整理提供支白炽灯的保守估计,可节电71.5亿度,减排二氧化碳686万吨。
4.2在家随手关灯养成在家随手关灯的好习惯,每户每年可节电约4.9度,相应减排二氧化碳4.7千克。如果全国3.9亿户家庭本论文由整理提供
都能做到,那么每年可节电约19.6亿度,减排二氧化碳188万吨。与此同时,除了有节约用电的意识,还包括节约用水等涉及到生活方方面面的活动。除上所列举的有关住宅室内设计过程中的节能方法之外,还有诸如生态建筑技术体系,导光产品,可调节的自动照明技术等节能方式。都有待大家一一去认识和接受[5]。
5结论节能问题是我国“十一五”规划中重点目标之一,而建筑节能是重中之重。关于住宅室内设计中的节能问题,还没有引起大家的广泛关注和足够重视,国家法律不够完善,尤其是对普通民众,没有很强的约束机制。希本论文由整理提供望政府能在这方面做出努力,健全节能法律措施。
参考文献:
[1]季翔,陈志东.苏北地区住宅建筑节能与室内设计研究[J].工业建筑,2003(9):26-28.
[2]王超,周冰,徐兰兰.浅析建筑及室内设计中节能技术的应用[J].山西建筑,2008,34(7):249-250.
[3]夏大明,王峰.住宅建筑节能与室内设计研究[J].江苏建筑,2005,3(101):17-18.
篇3
关键词:低温热水地板,辐射采暖
低温辐射地板采暖是通过埋设于地板下的加热管(地暖专用管材)——PE-X管、PE-RT管道和毛细管网等,把地板加热到表面温度18至32℃,均匀地向室内辐射热量,而达到采暖效果。
采用这种采暖方式,房间温度分布均匀,由于是整个地板均匀散热,因此房间里的温差极小,给人以脚暖头凉的舒适感觉。,辐射采暖。 所以地板辐射散热是最舒适的采暖方式。这种采暖系统使用寿命长,免维护,安全性能好,节约维修费用 。由于地板采暖盘管全部暗埋在楼板中,所以在采暖运行中如果不是人为破坏,几乎不存在维修的问题, 使用寿命在 50 年以上,不腐蚀、不结垢,大大减少了暖气片跑、冒、滴、漏水和维修给住户带来的烦恼,可节约维修费用。而地板采暖系统相对其他系统的问题就是它的地面做法厚度和由此带来的荷载问题,所以解决好这一问题对一个热水辐射地板采暖系统至关重要。
随着低温热水地板辐射采暖系统被大众不断认可,并在住宅、公共建筑中越来愈多的被采用,实际运用中也发现的问题就是不同设计、不同施工单位最终完成的地面做法厚度相差较大,而厚度不同对建筑物的层高影响是很大的。尤其对层高仅为2.8m ~3的住宅建筑,地板采暖地面做法的厚度每增加10mm对层高及房间舒适度影响相对来讲都是很大的。,辐射采暖。而垫层厚度的增加也势必增加整个建筑的设计荷载及土建造价。
目前设计单位执行的地面做法依据为《地面辐射供暖技术规程》(JGJ142-2004)3.2.2的条文说明提供了楼层地面构造示意图
其中最为重要的填充层的作用主要有二:一是保护加热管;二是使热量能比较均衡地传到地面。从而使地面的表面温度趋于均衡。由于填充层的厚度,直接影响到室内地净高、结构的荷载和建筑的初投资,所以不宜太厚。实验和工程实践一致证实,填充层厚度在50mm(加热管上部有30mm保护层)时,基本上已能够满足以上要求。,辐射采暖。考虑到填充层上部还有30mm左右的水泥沙浆找平层,可以协同起到均衡温度的作用,所以规定厚度宜取50mm,最小不应小于40mm。由于保温层的最小厚度规范中已有规定,由此做法示意图即可推算出地面做法厚度最小可以控制在90~110mm的范围之内。,辐射采暖。
二、地面做法具体介绍
三个不同项目建筑提供的地暖做法见下:
表一
表二
表三
三种做法比较预留面层做法、垫层做法、保温做法、防水砂浆均有差异。
建议在地面板体结构铺设方面做法:在钢筋混凝土楼板基层上先以水泥砂浆找平,然后铺设厚度不小于20mm的高密度发泡或挤出型泡沫塑料板(板上部复合一层铝箔),在铝箔层上铺装通以热水的盘管,并以塑料卡钉将盘管与保温层固定在一起,最后浇筑40-60mm厚的豆石混凝土作为填充层,地面装饰层则根据用户的要求在填充层上铺设地砖、花岗岩板或木地板等。,辐射采暖。这样做法应该可以控制在90~110mm的范围之内,较为合理。,辐射采暖。
在实际工程施工当中,往往存在地板采暖系统二次设计的问题,而二次设计能否与一次设计做法统一,此问题应引起建设单位的重视,如施工前期及时确定地板采暖供应商及施工单位,保证土建施工之前确定地暖相关条件,做好预留,以免造成不必要的浪费。
结语
地面供暖地面做法虽是建筑设计单位的建筑专业确定,但是由于和地暖施工关系密切,需要建筑设计单位设计人员与地暖施工人员共同思考何种做法最合适。低温地板辐射供暖系统是一种极具发展前途的供暖方式,与传统的供暖方式不同,低温地板辐射供暖系统以其舒适、卫生、不占房间使用面积、节能、低噪音、便于分户计量等优点被广大消费者认可,在工程实践中得到越来越广泛的应用。希望各专业同行共同努力,在工程设计、施工及运行管理等方面能够更加完善,促进此种新型供暖系统的发展。
篇4
(长沙理工大学 交通运输工程学院,湖南 长沙410114)
摘要:随着人们生活水平的提高,对住宅建筑设计的要求也越来越高,同时对建筑节能的要求也越来越高,致使对住宅建筑的节能评价体越来越重视。论文以绿色建筑理念为出发点,以住宅建筑围护结构工程为例介绍了DeST软件的功能与操作流程,定义了住宅围护结构参数,构建了住宅能耗量推理计算公式,以此可以完成住宅工程建设项目能耗的动态模拟计算。
关键词 :DeST软件;操作流程;能耗模拟计算
中图分类号:TU201.7 文献标志码:A 文章编号:1000-8775(2015)04-0068-03
稿日期:2015-01-20
作者简介:李阳驭(1990-),男,汉族,湖南长沙人,硕士研究生,专业:管理科学与工程。
1、引言
我国实行改革开放以来,经济实力得到了飞速增长,人们对于建筑功能的要求随着时代的变迁而发生改变,由以前功能比较单一的住房需求进而转向功能多元化的住宅需求模式。目前我国建筑行业耗能总量约占社会总能耗的三分之一以上,其中住宅耗能所占比重逐步加大,尤其以住宅围护结构方面的能耗损失更为严重,非常不利于经济可持续发展。所以,住宅能耗研究工作已经成为世界各国关注的焦点,同时也是各国关注的重要科研课题之一。目前,从国内外建筑评价体系的发展状况来看,针对住宅建筑的节能评价体系的研究尚处于起步阶段,目前涉及的建筑评价方法主要有建筑节能性能评价和绿色建筑评价体系。本文重点运用建筑能耗计算软件DeST(Designer´s Simulation Toolkit),采用动态模拟计算分析和数据比较的方法,定义住宅围护结构参数,构建住宅能耗量推理计算公式,为住宅工程建设项目能耗的动态模拟提供计算方法,为今后住宅建设项目节能设计方案提供借鉴。
2、DeST软件功能与操作流程
DeST软件主要用于住宅建筑的全年动态模拟分析计算、住宅建筑热环境影响效果研究、住宅建筑热环境指标的分析、其他终端设备经济性研究和住宅建筑功能区温度分析研究等领域。
为了将整个模拟建筑的不同部位单独分开模拟计算,DeST主要是通过对建筑不同部位单独进行参数设置来分开进行模拟计算的。
1、建筑绘图
描述建筑楼宇的拓扑结构:绘制建筑平面图、建立楼层、画分隔墙体、识别房间、添加门窗、房间标注。最后全楼拓扑检查,通过后即确定建筑构图形式。
2、建筑描述与系统描述
描述建筑物的各项参数,如外墙、内墙、屋面、楼板、门窗等参数;以及建筑方位、建筑朝向角度、建筑地理位置、通风换气频率、内扰参数等;还包括空调系统的各项参数,如空调开停时间、添加系统、系统风量变化范围、空气处理室属性等功能。
3、建筑计算预处理
执行“动态模拟计算”中的“建筑动态计算预处理”命令,可对整个建筑进行检查,确定整个建筑的完整性和门窗布置的合理性,自动删除一些歧异的围护结构,并且自动加入房间标识和内扰。若全楼检查未获通过,则要对存在问题的地方作相应的修改,直到检查通过,建筑构图和系统描述阶段的工作才告完成。
4、计算结果统计报表输出
计算结果统计报表输出命令是将DeST计算出的数据结果以Excel报表的形式表现出来,里面的数据大部分是关于能耗分析的数据。
3、建模与参数设置
DeST建筑能耗动态模拟软件是结合CAD图形处理的基础上进行参数设置的,是一款基于CAD图形画法的应用型研发软件,同时也对CAD的优点进一步优化,对其缺点进行改善,显得更加专业化和人性化,计算结果更为精准。
3.1 DeST建模步骤
建模的详细步骤为:先输入工程项目的具体名称,然后新建楼层,在新建楼层的基础上,设置每个楼层的层高,画出墙体,由于本软件特点,墙体的画法应根据图纸的相应尺寸大小进行设置;布置平面内房间的位置,设置房间的功能,根据这个定义可以区分不同房间不同的参数进行自动分配,包括室内温度控制、人们的各项环境要求;然后是对门窗进行设置,在软件中门窗的相对位置对于建筑的整体能耗影响比较小,可忽略不计,这是本软件应用的一个设置特点。描述建筑方位,包括地理位置,建筑各个朝向的角度等,这对太阳辐射角度的影响比较大。
3.2 住宅围护结构参数定义
所有的参数定义完成后进行建筑模拟计算预处理,软件可以根据不同功能区进行自动参数分配,最后输出一系列EXCEL能耗数据报表。DeST软件定义了住宅围护结构(墙体、屋面、门、窗)材料参数,下面以墙体材料参数为例列表如下,见表3.1。
住宅围护结构各部位材料参数表所列出的项目是平时建筑工程中应用较为广泛的传统材料和各个材料的相应性能参数,主要包括围护结构的外墙、内墙、门窗、楼板和屋面等。当这些参数被逐一输入到软件中进行计算时,由于不同的材料和不同的物理特性,经过计算后的各自平均传热系数都不一样。结合以上数据表格,可以得出:那些常规材料一般热阻较小,所使用这些材料的围护结构传热系数比较大,导致其热量的散失比较严重。
3.3 住宅能耗推理计算公式
为了便于理论的推导,假定建筑各楼层的面积相等,中间标准层的建筑功能分区和围护结构、窗墙面积比等也一样,根据建筑物传热原理,对于高层住宅建筑物的能耗计算,可采用下列公式进行推导分析:
建筑物为n层时的单位建筑面积耗能量指标Qn计算公式为:
式中:Qn代表建筑物在n层时单位面积的耗能量,单位为:(kW·h/m2);
Qm代表建筑物在m层时单位面积的耗能量,单位为:(kW·h/m2);
Q标准代表建筑物在标准层时单位面积的耗能量,单位为:(kW·h/m2);
f为建筑物计算楼层的面积;n,m为建筑物的层数,且m<n。
4 实证计算
4.1 项目概况
湖南省株洲市某小区住宅工程建设项目,项目总投资6.10亿元,规划总用地面积16265.7平方米,规划可建设用地面积16013.9平方米,总建筑面积83509平方米。本项目共包括6幢住宅建筑和相关配套公建、商业建筑,A1A2栋为一组有两栋16层的住宅组成的高层单元式住宅建筑;C栋为一栋31层的塔式高层住宅;D栋为一栋19层的塔式高层住宅;B1B2为一组由两栋31层高层住宅组成的单元式住宅;地下室一层和二层主要功能为车库。本项目计划工期为:2012年9月开工,2013年12月竣工。
4.2 节能措施前住宅模型能耗的动态模拟计算
本文采用居住能耗模拟计算软件DeST对建筑能耗进行模拟分析计算。由于本项目建设规模较大,故选取本项目中的A1栋住宅楼作为能耗比较对象。将A1栋住宅楼基本数据在软件建模时输入到各相应参数里面,从而可以得出相应的数据结果。
设定本项目建筑选材以常规材料为主,本模型设定墙体结构为:20mm水泥砂浆+240mm墙砖+20mm水泥砂浆;屋面结构:20mm内粉刷+100mm钢筋混凝土+20mm水泥砂浆+5mm隔汽层+25mm水泥膨胀珍珠岩350+20mm水泥砂浆+5mm卷材防水层+5mm砾砂外表层;户门:25mm松木云杉热流方向垂直木纹门;户窗:12mm平板玻璃。
所选取建筑模型按照我国相关节能标准执行,具体为:
(1)室内温度参数设定:夏季设计为26℃,冬季设定为18℃;
(2)室外温度的设定根据项目所处地气象典型年的数据进行设置;
(3)制冷和空调采暖时,换气通风次数根据实际情况设置,本项目采用1.0次/h;
(4)空调额定能效比系数选用2.5的;
(5)室内照明的热平均强度为0.0141kWh/(m2/d),室内其他得热平均强度为4.3W/m2。
由于A1座高层住宅共包含56户,为了便于计算结果的直观性,本次能耗分析模拟计算以一套标准户型作为基准。软件运算后可直接输出节能措施前建筑模型能耗EXCEL报表。
4.3 节能措施后住宅模型能耗的动态模拟计算
节能技术运用后,本模型设定墙体结构为:20mm水泥砂浆+100mm钢筋混凝土+35mm RE复合保温砂浆;屋面结构:20mm内粉刷+100mm钢筋混凝土+20mm水泥砂浆+5mm隔汽层+25mm水泥膨胀珍珠岩350+20mm水泥砂浆+5mm卷材防水层+20mm聚苯乙烯剂塑泡沫板+5mm砾砂外表层;户门:25mm松木云杉热流方向垂直木纹门;户窗:12mm平板玻璃。
同理,软件运算后可直接输出节能措施后建筑模型能耗EXCEL报表。
从节能前后(针对建筑围护结构材料和构造措施的改变)得出的能耗模拟数据对比中,节能前的采暖季热负荷指标和空调季冷负荷指标分别为95.66W/m2、109.76W/m2,节能后的采暖季热负荷指标和空调季冷负荷指标分别为78.45W/m2、81.23W/m2,节能潜力:采暖节能率和空调制冷节能率分别达17.99%和25.99%。这一数据仅仅只是一套标准户(下转73页)(上接69页)型的节能量,同理经过计算均可得出每套住房的模拟节能量,最后可以汇总得到整栋住宅能耗量。
5 结束语
DeST软件可以对围护结构的不同材料和结构构造自动计算其传热系数,经过修正后得到整体的平均传热系数,数据获取比较便利、直观。通过对建筑围护结构不同部位能耗计算公式进行定量分析,采用动态模拟计算分析和数据比较的方法就可以对住宅的围护结构节能前后进行详细的模拟计算和分析,并综合运用增量投资效益分析法对节能后增加的节能专项投资取得的节能效益进行经济性评价,对能耗的计算可视化程度较高,对建筑能耗的计算提供了较好的公式化运算模型。
参考文献:
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篇5
【Abstract】 Using the energy consumption software of eQUEST for residential buildings, hotel buildings, commercial buildings of three different construction types that simulating the energy consumption and getting the results. According to the simulation results to analyze the energy consumption, having the graph of annual energy consumption and structure, providing the basis of practical engineering.
【关键词】eQUEST建筑类型能耗模拟
【Keywords】 eQUESTtype of constructionenergy consumption simulation
中图分类号:TU111文献标识码: A 文章编号:
引言
目前,建筑、交通、工业是世界能耗中的“三大”耗能大户,根据联合国规划署(UNEP)统计结果显示,建筑能耗占全球能耗的25%~40%[1],而建筑能耗中采暖、制冷、照明的所占比例最为巨大,为40%。因此,对新建建筑进行能耗模拟,通过对模拟结果进行分析,通过改变建筑结构参数,类型,系统形式,运行控制策略等来降低能耗成为一种新的节能途径。
在ASHREA Handbook 2005中“能耗评估与建模”[2]对建筑能耗的分析方法进行了较为完善的综述,其中一种“反向法”,即已知能耗模型的输入参数、输出结果,求解建筑能耗与影响因素之间的关系,这种方法又分为以下三种方法[3]:
1、经验方法(或黑箱方法),即在能耗数据与影响因素之间建立某种回归模型,常用的有最小二乘法、PRISM方法等;
2、校准模拟方法,即用模拟软件建立建筑模型,进而调整输入条件使得输入与实测能耗相符;
3、灰箱方法,即为建筑或系统建立物理模型,用统计方法确定模型参数。
本文所利用的就是第二种方法,所利用的能耗模拟软件是eQUEST软件。
1 能耗模拟
1.1 eQUEST软件简介
在美国能源部(u.s.Department of Energy)和电力研究院的资助下,由美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)和J.J.Hirsch及其合作人共同开发了eQUEST能耗模拟软件。该软件的计算核心是目前使用最为广泛的能耗模拟软件DOE2的高级版本DOE2—2。eQUEST不仅吸收了DOE2的优点,并且增加了很多新功能,使建筑建模过程更加简单,结果输出形式更加清晰[4] 。
系统概况
对不同建筑类型采用同种建筑类型,利用eQUEST所建模型见图1:
图1:eQUEST建筑模型3D外观图
在建筑类型中分别选择住宅类建筑、宾馆类建筑、商业类建筑,具体见图2:
对围护结构的基本参数见表1[5]:
住宅类建筑:冬季采暖为市政管网,夏季制冷为家用空调;
宾馆类建筑:冬季采暖为市政管委,夏季制冷为家用空调;
商业类建筑:冬季、夏季采暖为四管制集中空调[6]。
根据设置的参数得出模拟结果见图3:
图3:住宅类建筑年电耗、气耗柱状图
图4:住宅类建筑年电耗、气耗构成图
图5:宾馆类建筑年电耗、气耗柱状图
图6:宾馆类建筑年电耗、气耗构成图
图7:商业类建筑年电耗、气耗柱状图
图8:商业类建筑年电耗、气耗构成图
2 能耗模拟结果分析
从这三种不同建筑类型模拟结果来看:
1.电耗全年趋势为6-8月有一个高峰期,主要是夏季制冷需求;气耗全年趋势为“U”型,在采暖季11-3月期间气量消耗有一个明显增加。均符合实际能耗分布。
2.三种不同建筑类型电耗的组成基本都是有设备耗电,照明耗电,制冷耗电,排风扇耗电这四个主要部分组成,不同之处就是所占比例不同,如在住宅类建筑中设备的耗电(即家用电器)占大部分,而在在宾馆类和商业类建筑中夏季的制冷耗电则更多一些;在天然气消耗量上也是有所区别,在住宅类建筑中燃气耗电全年平均比宾馆类建筑和商业类建筑中气耗低。
将三种类型电耗、天然气耗量进行对比如图9,图10:
图9:三种不同建筑电量消耗对比图
图10:三种不同建筑天然气量消耗对比图
3.结论
通过对三种不同建筑类型进行能耗模拟可以看出模拟结果符合实际情况:在电力消耗中,照明、设备、泵、夏季空调供冷都是主要组成部分,只不过各部分所占比例与不同建筑类型有一定关系;在天然气消耗中冬季供暖及热水供应是主要组成部分。商业、宾馆类建筑的能耗比住宅建筑高,符合大型公建的降耗要求,由于篇幅原因并未对影响因素进行分析,希望今后学者可以讨论改变参数对其能耗结果改变有何影响,希望本文对其具有参考价值。
参考文献
[1] 文库,全球建筑采暖的“能耗黑洞”;
[2]2005 ASHREA Handbook F32 SI: Energy Estimating and Modeling Methods;
[3]公共建筑能耗数据分析方法与分项计量,王鑫,魏庆芃,全国暖通空调制冷2010学术年会论文集;
[4]建筑能耗模拟软件eQuest及其应用,马晓云,建筑热能通风空调,2009,12,28(6);
篇6
【关键词】质量监测性能指标质量控制施工监管完善体制
中图分类号: O213.1 文献标识码: A 文章编号:
一.引言。
在建筑工程暖通安装施工中,必须严格按照国家规定进行施工,现场监控的专业技术人员必须严格保障暖通工程的施工质量。在进行支架制作安装中,所用吊杆、型钢规格必须达标,所承受的管道及设备的最大荷载和防腐措施也必须满足要求;如需采用风管组成通风系统,风管安装必须平直,通过变形缝或与设备连接处时必须做软连接。只有从施工的质量管理与原材料的质量管理两方面入手,才能共同保障暖通工程施工的质量。
二.建筑工程中暖通施工的主要问题。
在暖通施工中较为普遍的问题是施工材料的质量问题。这是由于在材料的采购过程中没有对其质量进行把关,没有进行抽检等引起的,或者是为了节省成本,而在施工过程中采用价格低廉质量差的暖通材料,从而导致了施工质量问题,而在施工过程中,也容易出现较多的施工质量问题。具体表现为:
(1).很多施工人员在对散热器支管管道的下料量进行计算的时候不准确,导致施工后散热器的支管坡度跟标准规范中的坡度不符;
(2). 施工过程中由于供暖的管道没有实现进行调直,并且在堵管道空墙洞的时候对管道的坡度设置把握不准, 或者是由于设置管道的支架位置时,支架之间的距离以及标高出现了较大的偏差,导致了管道局部拱起或者下陷,使得供暖干管的坡度变小或者形成了局部的反坡现象,这样子使得管道中很容易积聚一些水汽,严重影响了系统的正常运行;
(3). 在施工过程中填充绝热材料时,由于填充较疏松,导致了暖通设施的不美观,同时也影响了其保温效果;
(4). 施工过程中由于测量的误差以及放置轴线时出现偏移,使得干管和立管两者的甩口位置出现了较大的偏差,散热器坐标以及标高设计也存在着较大的问题。
在施工中,不同的支架应该区分采用,但是很多时候施工人员都会将固定以及活动的支架混用。有时由于管道灵活度低,不能随着方向的转换实现伸缩作用,容易导致管道和支架受损。如果用立管的卡子来取代横管的支架,也很容易使管道下坠。另外,如果在用料的时候,用料量偏小,则容易使支架损坏或者是变形,当严重变形下弯的时候,系统将不能正常运行;
施工过程中由于散热器和管道跟安装墙壁靠的很近,安装或者使用的时候都有一定的难度,因此在管道靠近墙壁的一侧以及散热器的后面经常会出现油漆涂刷不均匀或者是疏漏的情况;有时候施工中有一些空间没有明确的功能,施工人员还是按照原来的计划进行施工,最后导致暖通设备全部被拆除,浪费了大量的人力和物资;最后,很多暖通施工工程在施工之前的施工图设计中,一般只会表明主要暖通设备定位的尺寸,却没有标明各种水管以及风管的标高或者定位的尺寸,有的虽然标出了,但是由于这些施工图没有经过会审,和别的工种发生了冲突,从而给施工造成了很大的麻烦。
三、民用建筑地暖工程施工要点分析以及应注意的问题。
1. 施工要点分析。
由于低温热水地板供热系统的经济性、环保性及舒适性,目前我国民用建筑多以采用这种供暖方式。对于此种供暖工程的施工控制主要集中在以下几个方面。在进行低温热水地板辐射采暖系统暖通工程施工中为减少地热向下层户和外墙的散(传)热,在地热管之下和外墙根铺垫隔热板和铝箔热反射膜是十分必要的,特别是采用高热阻的挤塑板更为有利。
另外在进行卫生间地热工程时,防水层应作在地热层的上面:因担心防水层被地热所破坏,施工中有将防水层作在地热层之下者,其结果造成了卫生间的污水渗(窜)入地热层内,使防水层失效和污染扩大。因此防水层作在地热层之上为佳。在冬季施工时应特别注意,由于低温热水地板辐射采暖系统试压后,盘管内存的水不能泄掉,很容易因为水结冰而破坏整个加热盘管,因此试压或冲洗后,应将盘管内的水全部吹出,以防冻坏管路。
另外,在加热盘管与分水器连接处,盘管外穿波纹管,以降低加热管密集处的混凝土的膨胀裂缝和减缓加热盘管的氧化。对于地面供暖的沙浆结尾,热水管表面浇灌水泥沙浆是蓄热需要,因此强度很重要,水泥、沙子、水的比率也很重要:水的比率、均匀的沙粒规格对强度有很大影响,沙浆内不能存有气泡:因为给蓄热和强度带来影响,沙浆的结尾抹光次数(表面结尾用泥刀)很重要:因水流出和除去气泡而给表面强度带来很大影响。
2. 施工过程中应注意的问题。
在供暖干管设置中,如果出现坡度设置不合理,应该从以下两个方面进行检查:
(1). 检查施工时管道是否变弯,固定穿墙管道时未控制好坡度;
(2). 管道支架施工时没有注意标高,导致施工出现倒坡,或者支架的间距设置过大,使得管道中间部位出现下凹,形成局部反坡,使得管道内积水或存气,影响到供暖管道的正常工作。散热器支管坡度施工不合理时,应该检查管道安装是否存在测量误差,因此在施工中可以采用先安装散热器,后安装立、支管,这样可以很好的解决这个问题。
四.建议。
1. 实现系统合理的规划。
系统合理的规划,不仅是建筑工程项目建设的基本前提,而且也是优化资源配置、确保工程质量和效益的重要依据。有鉴于此,在我国建筑工程项目建设规划中,就应当重视对暖通安装工程的材料设备、系统优劣以及投资计划等情况进行申报,并经由有关行政主管部门进行严格审批之后,才能投入施工建设,并经有关部门竣工验收合格后方可投入使用。
2. 积极推动新技术、新设备的应用。
在建筑工程项目暖通安装施工中,还应当采用分层次组织培训教育等方式,来着力提高工程建设当中各单位一线人员的专业素质和技术水平,并加强工程建设管理人员的综合素质和管理水平,从而为暖通安装施工的良性发展储备并提供高素质和高水平人才。此外,还须积极推广可操作性强的新技术和价廉物美的新设备,大力支持各项实用且效益好的新技术和新设备的引进及推广工作。
3. 重视工程资料的编制和管理。
在建筑工程项目暖通安装施工中,应当逐步重视工程资料的编制和管理。诸如与工程建设有关的规范标准和法律法规等资料应当整理齐全;施工图等设计文件、施工质量验收记录、施工原材料及试件检测记录、单位工程及竣工验收报告等资料均应按照有关规定归档妥善保存。一旦建筑工程项目建设完成之后,应当根据其等级进行相应的造册管理,并建立一套健全的管理目标责任制,明确各方权责,以此来确保建筑工程的暖通设施投入使用之后的管理质量和安全。
五.结束语
随着我国经济的不断发展与进步,人们不断的追求生活质量的提高,越来越多的群体开始重视建筑工程暖通的施工质量,因此,我国必须优化暖通设施的安装质量,提高施工人员的质量安全意识,确保工程有条不紊的进行,还应该随着建筑工程项目的技术标准及市场的发展与时俱进,不断更新自身的暖通安装施工管理的思路与措施,并时刻加强自身的专业素质和管理水平,从而始终能够适应社会的发展和建筑工程暖通安装的行业需求。
参考文献:
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篇7
关键词:低温地板辐射供暖 设计 施工
1 绪 论
随着国民经济的高速发展和城镇人民生活水平的不断提高,人们对室内环境质量有了更高的要求,即空气的清新卫生,温度舒适宜人等,加之能源结构的调整,建筑节能以及按户计量供暖收费制度的实施,一种新的采暖方式——低温热水地板辐射供暖孕育而生。此技术诞生于国外三、四十年代,兴起于七十年代。而我国是在八十年代才引进此技术[1],特别是随着“以塑代钢”技术的发展,使得低温热水地板辐射采暖技术日益完善,成为一种具有发展前途的新型采暖方式。低温热水地板辐射采暖是将热水管道埋设在房间内部地面内的供暖系统。该系统以整个地面作为散热面,地板在通过对流换热加热周围空气的同时,还与四周的围护结构和人体进行辐射换热,从而达到供暖效果,其辐射换热量约占总换热量的50%。
低温热水地板辐射供暖以其舒适、卫生、不占房间使用面积、节能、低噪音、便于分户计量等优点被广大消费者认可,随着塑料工业的飞速发展,低温地板辐射供暖的主要材料,加热管价格一直下降,使低温热水地板供暖系统造价已接近甚至低于常规散热器采暖系统。由于它与传统的供暖方式不同,造成了在设计和施工中出现了一些问题,本文将对地板辐射供暖中经常出现的一些问题进行分析说明。
2 设计中存在的问题
2.1 热负荷计算的问题
地板辐射供暖系统是以地板内盘管经地面向室内散热,由于受到地板装饰层厚度、材料以及地面上布置的一些家具的影响,提高了传热热阻,大大降低了盘管的散热量,有文献表明[2],当地板装饰层导热系数为1W/m·℃时,地板表面平均温度为25.98℃,而当导热系数为0.1W/m·℃时,地板表面平均温度为23.87℃,也就是说,导热系数相差10倍,地板表面平均温度相差超过2℃。地板表面温度的均匀性也受到影响,导热系数为1W/m·℃时,地面最大温差为2.79℃,导热系数为0.2和0.3W/m·℃时,地面最大温差达到4.1℃。文献同时还指出地板装饰层的厚度越小,地板表面的平均温度就越高,但均匀性很差;厚度越大,地板表面的平均温度将会降低,同时均匀性得到了加强。地面散热量则随着厚度的增加而有所下降,但下降的数额较少。因此,在确定热负荷时要适当考虑这些因素的影响。另一方面,有文献[3]表明,由于地板辐射供暖是在辐射强度和温度的双重作用下对房间进行供暖,形成较合理的室内温度场分布和热辐射作用,可有2~3℃的等效热舒适度效应,因此供暖热负荷计算宜将室内计算温度降低2℃,或取常规对流式供暖方式计算供暖热负荷的90%~95%,也就是说,可以适当降低建筑物热负荷。另外,对于采用集中供暖分户热计量或采用分户独立热源的住宅,应考虑间歇供暖、户间建筑热工条件和户间传热等因素,房间的热负荷计算应增加一定的附加量。因此,在设计计算热负荷时应对以上问题综合加以考虑,确定符合工程实际的建筑热负荷。
2.2 低温地板辐射供暖系统工程做法的选择
目前,在地面板体结构铺设方面,工程中普遍采用的形式为填埋式,也称传统型湿式做法,即在钢筋混凝土楼板基层上先以水泥砂浆找平,然后铺设厚度不小于20mm的高密度发泡或挤出型泡沫塑料板(板上部复合一层铝箔),在铝箔层上铺装通以热水的盘管,并以塑料卡钉将盘管与保温层固定在一起,最后浇筑40-60mm厚的豆石混凝土作为填充层,地面装饰层则根据用户的要求在填充层上铺设地砖、花岗岩板或木地板等。这种做法有其自身许多优点,但工程实践中也看到它存在的不足和局限,在一定程度上,阻碍了它的推广应用。例如:维修困难;初投资偏高;对高层建筑加大楼板结构负荷;在许多家庭装修中采用木地板,铺设龙骨时受限等。
另外一种做法不同于以上传统意义上的湿式做法,被称为干式低温热水地板辐射采暖系统,此干式做法是将加热盘管置于基层上的保温层与带龙骨的架空木(竹)地面装饰层之间无任何填埋物的空腔中,它可以用来克服湿式做法中存在的不足,因为它不必破坏地面结构,尤其适用于将现有住宅改造成地板采暖形式,为地板辐射采暖在我国的推广提供新动力,从而丰富和完善了地板采暖技术的应用,是适应我国建筑条件和住宅产品多元化需求的有益探索和实践。
2.3 加热管的选择
加热管是低温地板辐射采暖的核心,交联铝塑复合(XPAP)管、聚丁烯(PB)管、交联聚乙烯(PE-X)管、无规共聚聚丙烯(PP-R)管均可作为低温地板辐射采暖系统的管材。必须明确的是,有些塑料管有冷水、热水管之分,而塑料管对温度很敏感,其所承受的压力随着相应温度的升高而剧烈下降,如果选用不当,将为低温地板辐射采暖留下一大隐患。
另外,选用PP-R管作为低温热水地板辐射采暖的管材值得商榷。PP-R管由于管材壁厚较大且不宜弯曲,其出厂多为6-10m短管而不是盘管,因此需要进行热熔连接形成盘管。根据工程的实际情况,热熔连接容易产生漏水现象,其原因在于一是由于操作不当使得热熔时间不够或超过允许加热时间,在第一连接时间发生转动或插入深度发生变化,直接影响了连接强度。二是由于热熔连接是对塑料管的二次加工,使得优质塑料变成回用塑料,连接的可靠性降低。基于以上原因,“建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范" [4]规定:地面下敷设的盘管埋地部分不应有接头。因此,采用PP-R管热熔连接将违反上述规定。
2.4 绝热层的选择
目前实际工程中发现地板辐射采暖系统初投资较高,大致相当于常规散热器对流采暖系统的2倍多,从而制约了地板采暖的发展,这其中除了管材的因素外,地面结构层材料、安装及施工等费用也占了不少的比例。因此有人提出经济型地板采暖模式[5],采取取消铝箔层、楼层之间不设绝热层、减薄埋管层的厚度等一系列技术措施,从而达到降低部分初投资的目的。但是,在我国大力推广建筑节能,提倡分户热计量的形势下,减少户间传热,铺设绝热层是必须的。另外,做为防止加热盘管向下散热的主要措施,如果取消绝热层,对于房间热负荷的计算增加了难度。“低温热水地板辐射供暖应用技术规程”对采用聚苯乙烯泡沫塑料做为绝热层时提出了厚度要求,并注明当采用其他绝热材料时,宜按等效热阻确定其厚度。
2.5 壁挂炉的选择
目前住宅用低温地板辐射供暖系统的热源主要包括集中供暖分户热计量及采用分户独立壁挂炉设备两种方式。壁挂炉(特别是一些进口壁挂炉)多是按供回水温差20~25℃计算流量和配置循环水泵的。而低温热水地板辐射供暖系统多采用供回水温差10℃左右。因此仅从流量上就相差2~2.5倍。因此,按热量选择的壁挂炉因流量不符合设计要求,造成室内温度达不到设计标准。例如:某小区别墅有二~三层,建筑面积170~200㎡,计算耗热量10000W左右,按此热量配置的壁挂炉,各供应商均不能满足室内设计温度,究其原因,是配置壁挂炉内循环水泵流量、扬程均不满足系统要求所造成的。
燃气炉存在空气污染问题。天然气虽然是清洁燃料,但把热源分散到各家,特别是高层住宅同时使用时,二氧化碳、二氧化氮、一氧化碳等因排放不畅,对环境的影响不可低估。据北京环境保护研究院对已投入使用的某高层住宅小区的实验,碳氧化合物浓度有偏高的趋势,最高可超过国家标准近2倍。
因此,在低温地板辐射供暖的热源设计选择上,要充分考虑壁挂炉的型号选择,充分保证用户的用暖需要,同时对于高层住宅的热源选取要充分考虑其对环境的影响。
3 施工中存在的问题
地板辐射供暖系统设计是很重要的环节,但是施工过程也不容忽视,在地板辐射供暖系统施工中应特别注意以下几点:
3.1 塑料盘管的试压及排水
塑料盘管敷设完进行填充层施工时,施工现场不宜其他专业进行交叉施工,不得对敷设管道进行碰撞及踩踏,在混凝土填充层施工及养护过程中管道必须保持不小于0.4MPa的水压并检查压力表指示情况,防止管道被施工损坏。需要注意的是,养护完成后应再次进行系统水压试验,根据填充层及管道充压及系统试压情况应办理二次隐蔽验收手续。隐检内容应写明保护层材质、厚度和管道充压情况。目前有些施工项目仅在塑料管固定完毕后进行水压试验,完成一次隐蔽工程的中间验收,而忽视了二次隐蔽验收程序,这种做法是不正确的。
另外,低温地板辐射供暖系统试压后并不像其他供暖系统,打开泄水阀就可将水完全泄掉,而是有相当一部分水,即盘管中存的水不能泄掉,尤其在冬季施工,如果加热盘管中的水不能彻底及时排走,则很可能因水结冰而破坏整个加热盘管(事实上,此类现象在实际工程中时有发生),因此在试压或冲洗后,应采用压缩空气将加热盘管中的水全部吹出,以防冻坏管路。
3.2 在加热盘管的上部和下部宜布置钢丝网
为了减少无效热损失,在加热盘管下面及外墙周边均敷有绝热层,绝热层一般选用聚苯乙烯泡沫塑料。为了增强绝热材料的整体强度,并便于安装和固定加热管,在施工过程中,在绝热层表面要铺设一层钢丝网。另外,从工程实践来看,布管处散热相对较强,而管与管之间散热较弱,为了减小这种强弱明显的散热效果,宜在加热盘管的上部敷设一层钢丝网,以均衡地板表面的散热。同时,加设钢丝网还可增强地板的抗裂性。
3.3 加强施工过程的管理,避免地板不热或冷热不均
低温地板辐射供暖系统的调试过程中,经常出现地板不热或冷热不均的现象,造成此现象的原因不仅包括设计原因,比如设计热负荷小于实际热负荷、加热盘管间距过大、环路管路过长以及未在供暖环路上设置排气装置,造成憋气等原因外,在施工工程中管理不严、工人素质差、野蛮施工以及成品保护措施不力也是造成不热或冷热不均的主要原因。
为此,施工技术人员一定要严格加强施工全过程的管理,在加热盘管安装前,应对材料的外观和接头仔细检查,同时清除管道和管件内外的污垢和杂物。在安装过程中,加热管严禁攀踏、用作支撑、重物压迫及放置高温物体,并且地板辐射供暖工程不应与其它施工作业交叉进行,以避免对加热盘管的破坏。要与土建专业密切配合,找平地面,防止管路不平,排气不畅。敷设加热盘管的地面,应设置明显的标志,严禁私自在楼板或顶板(下层住户)上打洞,确保不破坏加热盘管。
4 结束语
低温地板辐射供暖系统是一种极具发展前途的供暖方式,与传统的供暖方式不同,低温地板辐射供暖系统以其舒适、卫生、不占房间使用面积、节能、低噪音、便于分户计量等优点被广大消费者认可,在工程实践中得到越来越广泛的应用。本文对低温地板辐射供暖系统设计和施工中经常出现的一些问题进行分析说明,希望与各专业同行共同努力,在工程设计、施工及运行管理等方面能够更加完善,促进此种新型供暖系统的发展。
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篇8
【论文摘 要】 建筑节能是技术是反映一个国家先进的重要标志,新能源利用是实现建筑可持续发展的重要环节。本文对建筑物的节能和太阳能建筑技术的推广应用进行分析探讨。
建筑节能成为日益关切的大问题,当今社会十分关注建筑工程的能耗及建筑物使用过程中长期的能耗,因此要根据建筑设计的节能要求,尤其是利用太阳能建筑技术的推广应用。
1建筑物的节能技术
建筑节能是技术进步的重要标志,新能源利用是实现建筑可持续发展的重要环节。在目前条件下,建筑节能主要采取以下五项技术措施:
1.1减少建筑物的外表面积。建筑物的外表面积的衡量值是体形系数。控制建筑物体形系数的重点是平面设计,当平面凸凹过多,建筑物外表面积就会增加。如住宅建筑设计中,经常会遇到卧室及卫生间开窗问题,由于卫生间靠内开窗要凹进平面很多,无形中增加了建筑物外表面积,另外还有飘窗,晒台等构造对节省能源很不利。所以对平面设计时,要综合考虑多种因素,在满足使用功能的同时,使建筑物体形系数控制在有合理效范围内。另外在立面造型,层高控制方面也会影响到建筑物体形系数。进入21世纪许多高层建筑采取矩形平面及矩形组合,使建筑物外表面积相应减小,整体尺寸较和谐,也保持了建筑物的外观,对建筑节能是有益的。体现了建筑设计理念的新思维。
1.2重视围护结构体设计。建筑物的能源和热工消耗,主要反映在外围护结构上。围护结构设计主要包括:选择围护结构材料和构造,确定围护结构传热系数,外墙受周边冷热桥影响下其平均传热系数的计算,围护结构热工性能指标及保温层厚度的计算等。在外墙外侧或者内侧增设一定厚度的保温材料,以提高墙体的保温性能,是现阶段墙体节能的重要措施。目前外墙保温多数采用聚苯乙烯泡沫塑料板类材料。在施工过程中按照保温材料的施工程序,加强保温板的粘结及固定牢固,保证边缘及底部的质量,才能达到保温效果。同时屋面是热量波动最大的部位,需要采取有效措施增加保温隔热效果和耐久性。
1.3合理控制窗墙面积比例。同自然环境接触面大的还有外门窗。许多分析和试验表明,门窗占全部热能耗的50%左右。对门窗进行节能设计就会明显提高节能效果。必须选择热阻值高的门窗框体材料。现在许多门窗框体材料常用塑料内衬托钢架,断热铝合金框,低辐射镀膜中空玻璃。窗户的气密性要好,认真控制窗墙面积比例,北向不留大窗和飘窗,其它朝向也不宜使用飘窗。在工程实践中,建筑物为了立面效果,许多住宅建筑采取大面积窗户。在无法减小窗户大面积的情况下,也要采取措施:如尽量把窗户安排南侧,增加窗户的固定扇,加强框及扇边缘的密封,根据规定进行权衡判断计算,以达到建筑物的整体节能效率。
1.4加强其它部位的保温隔热措施。其它一些部位的保温隔热措施如地板,楼板,栏板及冷热桥部位进行保温隔热处理。寒冷及严寒地区建筑物四周内外地面处理,不采暖楼梯间墙面及透光窗,单元门入口处理,阳台楼地面及门窗口处理。需要引起注意的是:遇外界接触的门要选择保温门,外飘窗要采用上下挑板及侧板的,凡是遇外界接触的板都必须进行保温节能处理。现在建筑采用专门用的节能设计软件,通过综合计算满足各项热工指标。要根据热工指标采取相应的构造措施,使建筑物整体达到节能要求。
1.5采取其它节能措施,综合实现节能目标。另外采取其它一些节能控制措施如安装热量表,热量控制开关等,使温度保持均衡,也是减少能耗的必要手段。事实上建筑节能的主要内容除采暖空调外,应该包含通风,家用电气,热水及照明等。假如家庭所有电气都是节能产品,那节能的潜力更大效果更明显。
2太阳能建筑技术
太阳能建筑可分为主动式和被动式两个类型。利用机械装置收集和储存太阳能,并在需要时向房间提供热能的建筑,被称为主动式太阳能建筑;根据当地气候条件,在很少使用机械设备条件下,通过建筑物布局,构造处理,选择性能好的热工材料,使建筑物本身能够吸收和储存太阳能量,从而达到采暖, 空调,供热水的建筑物,称为被动式太阳能建筑。
太阳能建筑的平面布置应尽量将长边作为南北方向。使集热面处于正南方向正负30ο以内。并根据当地的气象条件及所处位置,做出恰当调整,以达到最佳的阳光照射效果。集热和蓄热墙间接受的热是被动式太阳能建筑的一种形式。它充分利用南方向太阳辐射热大的特点,在南向墙面上加设一层透光外罩,使透光外罩与墙体之间形成一道空气层。为了使透光外罩内最大限度得到太阳照射,在空气夹层内壁表面涂上吸热材料。当太阳照射的时候加热了空气夹层内的空气和墙体,这时吸收到的热量分为两部分。一部分气体加热后利用温差压形成气流,通过与室内相连的上,下通风口,与室内空气进行循环对流,从而使室内温度上升;另一部分热量使墙体受热后,利用墙体的蓄热能力贮存热量,当夜晚到后气温降低时墙体蓄存热向室内释放,从而达到昼夜温度适宜的程度。
当夏季高温到来时,将透光外罩内的空气层与室外连接的通风口开启,与室内连接的通风口关闭。室外通风口上部通向大气,下部通风口最好处于与周围空气温度低的位置连接,如晒不上太阳阴凉处或地下空间。这样当空气层的温度加热后,气流迅速向上部通风口处流动,将热空气排向室外,随着空气的不停流动,通过下部通风口的凉空气进入空气层,这时空气层内的温度低于室外温度,室内热气通过墙体向空气层散热,从而达到夏季降低室温的作用。
从被动式工作原理可以看出,材料性能在太阳能建筑中占有重要的位置。透光材料传统使用的是玻璃,透光率一般达到65~85%之间,而现在使用的采光板,透光率达到92%。蓄热用材料:采用一定厚度的墙体,或改变墙的材质,如采取水墙做蓄热体以增加墙体的蓄热量。另外设置贮热间也是一种蓄热方法,贮热间的传统作法是,将卵石堆放在贮热间内,热空气流过贮热间时加热卵石,进入夜晚或是阴雨天,可将卵石散出的热量再输送到室内。由于被动式太阳能建筑简单易行,太阳能建筑得到广泛采用,如多层建筑,通信台站,民宅等。现在高层建筑也采用这一原理:将玻璃幕墙分层设置,在外墙楼板上下联接处设可控式进出通风口,这样既采用了太阳能又美化了建筑立面,是太阳能技术的具体体现。
主动式太阳能建筑就是利用机械设备,将收集到的热能输送到各个房间。这样就可以扩大太阳能的吸收面,如屋顶,坡面及院落等处凡是太阳光照射强的地方,都可以作为太阳能的吸收面。同时还可以在需要的地方设置贮热间。这样把采暖系统,热水供应系统组合成一体,应用有效的热能控制设备,使太阳能利用更加合理。
主动式太阳能采暖系统的运行过程是:该系统装有两台风机,一台是太阳能集热器风机,另一台为供热风机。当依靠太阳辐射直接采暖时两台风机同时运行,使房间里的空气直接进入太阳能集热器。然后再回到房间,如阴雨天时间较长热量较低时采用辅助加热,此时贮热间不工作。热空气系统使用电动风门控制气流,当直接采暖时空气控制器中两个电动风门转向使空气流入房间位置。在太阳能集热器出口处设热水盘管可以使房间的热水供应系统与太阳能采暖系统成为一体。
当太阳能集热器收集到的热量超过房间的需要时,集热器风机开动而采暖机风机停止。通向房间的电动机门关闭。从太阳能集热器出来的热空气向下流向贮热间的卵石层,把热量贮存在卵石里,直至卵石层全部被加热,使贮热间蓄热达到饱和状态。进入夜晚没有太阳辐射时,就要从贮热间里取热。此时关闭空气控制器中第一个电动风门,打开第二个电动风门,启动供暖风机,使室内的空气循环由下向上通过贮热间卵石层加热,再返回到供暖调节系统。当贮热间有充足的热量时,进入空气调节器的空气温度只比从太阳能集热器直接出来的气温低一些。这一循环过程将持续到贮热间卵石层的热量差不放完。然后若是设有附助加热器时,要启动附助加热器。如果贮热间蓄热达到饱和状态或者夏季无采暖要求时,太阳能集热器仍然工作,用于加热使用热水供给系统。
太阳能建筑种类较多,工作原理基本相似。有的建筑以水为媒介进行热交换。这样系统内的所有设备在同样热效应下,体积减小同时还可以与其它能源共同使用一个热水系统。这是用水做媒介的最大优点。另一种能源是利用地热做热源,工作过程是将地下水热量提取后,通过采暖系统将热量送到房间,制冷时反向运行,工作原理如同空调机组。其不足是机组连续工作时间较长时,热量可能供应不足。因此在地热资源丰富地方比较适用。
3能源建筑物的期望
太阳能的集取只能在有太阳的时候才能进行,阴天及夜晚是采集不到热量的,因此采集的热量也是有限,但是阴雨天及夜间往往是需要热量的时间,这就影响了太阳能建筑的发展。如果把地热资源与太阳能结合起来使用,取长补短,采取有效技术措施转换能源,合理的热控技术,优良的热工材料,那么,环保节能的新型建筑会得到大力发展。由此可见,环保节能的应用是一个综合性很强的技术,要想得到大力发展还要解决一些具体问题。
3.1节能措施要切实可行:新能源的利用是以节能措施为依托的应用,建筑围护结构的保温性能就显得非常重要。因此,外墙及外门窗,凡是与外界接触的梁,楼板部部位也要采取保温,这是冷桥部位。总之要满足规范,规程及行业保温要求。
3.2要解决好热能综合利用控制技术;而单独的太阳能,地热能的利用都有一定局限性。新能源的利用要根据当地自然资源状况,进行综合应用才有效果。再加上必要的辅助热源,才能保证正常的供热。而综合控制技术是根据建筑物室内温度需求和热源的供应情况,自动转换对房间的热量供给,达到温度的稳定。根据现在自动化控制技术的进步,热工材料,热交换设备,热电气元件功能,解决这些技术是完全可能的。
3.3节能和新能源中最佳选择仍然是太阳能,而节能和太阳能的应用对建筑物的外观有一些影响,为此在建筑物设计中,处理好建筑物立面,屋顶收集热源的外观构造,不仅关系到热效率,同时也是关系到建筑物的整体效果。
综上所述,建筑节能是技术进步的重要标志,新能源利用是实现建筑可持续发展的重要环节,也是世界上所有国家采取的节能措施。在今后的发展中,太阳能的应用和新型的节能建筑,只能以最低的能量消耗,使居住环境更舒适,更清浩,而节能及社会效益更好。
篇9
【关键词】绿色建筑;特点;生态环境;改进措施
中图分类号:B845.65 文献标识码: A
绿色建筑作为现代社会生态城市、节约型城市、循环经济城市建设的重要影响存在要件,影响城市生态系统安全与功能稳定的组织结构,参与城市生态服务能力的效率变化,对提高生态人居系统健康质量起着重要作用。城市生态系统的高效存在与服务功能的稳定性是发展绿色建筑的核心基础,也是绿色建筑设计与建造技术应用的前提条件。
一、绿色建筑设计理念
绿色建筑作为新型的生态价值观,逐渐成为当今社会发展的重要原则,绿色建筑设计理念主要包括:节约能源、资源、回归自然等内容。节约能源,是在充分利用太阳能设备,使用节能采暖、空调或者建筑围护结构的同时,减少空调、采暖,在风冷系统利用中,根据自然通风相关原理结构,在正确运用当地气候总体布局以平面形式的同时,让建筑物充分利用夏季主导风向。
在建筑物材料、建造、建筑设计选择中,根据资源利用特点,在正确使用资源的同时,尽量节省资源。为了保障建筑物生机、活力,在建筑物外部和周边环境相融合的过程中,发挥动静结合、和谐一致的特点,逐渐保护生态自然环境。在绿色建筑物中,健康舒适的生活环境主要指:在建筑物施工设计中,尽量不采用对人体有害的装修材料、建筑材料,在建筑物内部湿度恰当、空气清新的过程中,让居民身心健康,感觉良好。
在绿色建筑建造过程中,建造特点主要表现在:在明确要求建筑物地理环境条件中,避免土壤中出现大量有害、有毒物质,在地下水资源纯净,地温适宜的过程中,地磁始终满足建筑物构造要求。在构造材料选购中,建筑物通常采用天然木材、竹材、树皮等相关材料,在严格检验处理的过程中,进一步保障建筑材料安全性。另外,绿色建筑还必须根据地理环境要求,配备对应的热水、采暖、发电或者风力发电设备,从而保障天然资源充分利用。
二、绿色建筑的特点
绿色建筑是指在建筑全生命周期中实现高效率地利用资源能源、土地、水资源、材料、太阳能等洁净可再生能源,最低限度地影响环境的建筑物。绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。它具有以下特点:
1、绿色建筑全寿命周期性
绿色建筑的实现要求我们建造最低限度地影响环境的建筑物、最大限度地节约资源。这些要求使我们必须从规划、设计、施工、使用等方面综合考虑。在建筑规划、选址时就要考虑减少资源的消耗、与周围环境的和谐相处和对周围环境的保护;在施工过程中通过科学有效的管理和技术革新,最大限度地节约资源并减少对环境负面影响;在规划、设计和施工中要考虑建筑物的使用,将建造成本与使用成本和维修成本综合考虑。体现出绿色建筑的全寿命周期性。
2、绿色建筑的环保性
绿色建筑要求尽可能节约资源、保护环境、循环利用、降低污染。在设计和建造绿色建筑时,使用清洁的、可再生能源(太阳能、风能、水能、地热等)和简单应用高科技手段的、无污染的施工
技术,避免对自然环境的干扰。
3、绿色建筑的经济性
通过合理的设计和施工组织可以减少能源消耗、降低重复劳动、充分利用自然资源、降低全寿命周期成本,体现出绿色建筑的经济性。
4、绿色建筑的综合性
在绿色建筑的设计和施工中应从场地质量、环境影响、能源消耗、水资源消耗、材料与资源、室内环境质量等多方面着手,力求与周围环境的和谐,尽量少的破坏和恢复原有自然状态,充分利用可再生能源、节约材料消耗。这就需要加强新材料的研发、新技术的应用、绿色施工方案的评估、高效的施工管理等综合能力的提高。
三、我国绿色建筑目前存在的问题
1、缺乏对绿色建筑的正确理解
国内外学术界对绿色建筑的概念有许多不同的解释,但核心的内容是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力,并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是绿色建筑,在建筑物内部点缀一些植物就是绿色建筑,建筑物单纯的节能就是绿色建筑;还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。这些观点只停留在绿色建筑的表面,对绿色建筑的理解是不全面的。
2、缺乏对农村绿色建筑的系统研究
我国作为发展中国家对绿色建筑的系统研究不平衡,其中城乡差别较大。目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市,缺乏对农村居住环境的系统研究。大部分的研究都从本学科(生态学、环境学、城市规划学、建筑学、农业建筑学、能源等)的专业角度出发,虽然研究的内容较为丰富,但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深入的研究,特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是亟待解决的课题。
3、缺乏绿色建筑的广泛实践
目前,我国建筑界发表了许多关于绿色建筑、生态建筑的论文,这些论文对于宣传可持续发展的思想、推动绿色建筑、生态建筑的发展起到了一定的积极作用,但绝大多数的论文都停留在关于建筑设计的理论框架、设计原则及生态学理论对建筑学的指导,国外先进绿色、生态建筑的经验介绍,缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。关于农村绿色建筑的深入理论研究较少,工程实践则更少。针对目前存在的问题,我们应采取以下主要措施:建立健全发展节能与绿色建筑的政策法规体系;完善节能与绿色建筑的技术标准支撑体系;建立有效的发展节能与绿色建筑的行政监管体系;加强国际交流与合作;加强发展节能与绿色建筑的培训宣传工作。
四、促进绿色建筑设计的改进措施
为了从根本上增强绿色建筑设计效益,必须将绿色建筑体系硬件、软件设施有机的联系起来,从建筑师实践经验以及可持续发展理论出发,保障绿色设计以及建筑创作技术。
1、绿色建筑节地节能设计
为了确保土地利用效益,从建筑角度来看,节能用地作为当前建房活动节省用地面积,让绿化面积不损失、少损失的重要手段,必须提高用地效率。例如:建设高层、多层建筑,减小建筑密度,增强建筑容积率,充分利用地下空间环境,提高城市容量;在城市居住区中,对后续发展保留发展余地,增强住宅用地集约面积,在完善绿化面积的过程中,不断推进住宅区生态环境建设;在乡村、城镇建设中,根据坡地、零散地特点,在因地制宜的过程中,保护自然生态环境,保障地方材料充分利用,让建筑在自然环境中相互融合,增强绿化面积使用效益。
另外,由于寒冷气团频繁侵袭,在和世界维度相比,我国寒冷的天气相对较长,供暖日相对较多;为了保障建筑温度,必须提高供暖设施,在优化冬季室温的同时,节省供暖能源。目前,我国建筑节约能源技术根据内容不同可以分成护墙、采暖、空调通风等,北方冬季一般通过集中供暖的方式,进行供暖。
2、绿色建筑设计节能环保材料以及高新技术应用
绿色建筑作为相互作用、协调的智能系统,建筑结构、外层材料是能源交换的主要界面,在自然能源转换、收集的过程中,必须有效防止能源流失;在具备气候调节能力的同时,保障气候环境始终处于稳定状态。在建筑材料选择中,结合材料性能,保障材料始终没有毒性物质释放。
室内环保材料主要指建筑物主体结构完工后,对建筑物内部墙面、地面、顶棚进行的装饰、美化处理所需要的建筑材料,在达到装饰的目的的同时,不断满足材料功能。室内建筑材料一般分为:地面、墙体、装饰线、紧固件、顶部、胶粘剂以及连接剂等类型。让装饰材料在绿色建筑中充分展现适用、经济、美观的作用,避免不环保材料释放的苯、甲醛以及苯系物对居民身体造成的不良影响。在建筑装修风格中,装修材料是室内环境的主要危害;因此,在装修时,必须选用符合环保指标以及国家标准的装修材料,充分展现绿色建筑设计的优势。
五、结束语
绿色建筑作为建筑行业发展的重要载体,是节约能源、减少建造工序以及使用能耗的重要方式,对增强使用舒适性,解决能源危机具有重要作用;因此,在实际工作中,必须努力贯彻设计理念,掌握设计要点,从根本上保障环境以及经济效益。
参考文献
[1]于春普。关于推动绿色建筑设计的思考[J].建筑学报,2003(10):50-52.
[2]郑杰。关于推动中国特色绿色建筑设计的若干思考[J].合肥工业大学学报(社会科学版)[J].2009,23(6):146-148.
[3]刘健,王瑞。关于推动绿色建筑设计的思考[J].城市建设理论研究(电子版),2012(30).
篇10
关键词:锅炉房,燃气
0.背景
天然气作为一种清洁优质的能源,在世界大力推动低碳经济发展,以及在我国改善能源结构的过程中,获得了前所未有的大发展。随着天然气应用技术的不断发展,越来越多的工业、商业用户采用天然气作为燃料,因此在燃气设计中我们会接触各种不同类型的以天然气作为燃料的工业、商业用户的设计,在此主要针对以天然气为燃料的燃气锅炉房中的天然气管道设计进行探讨。
1.前期勘察
设计前期首先应对锅炉房的位置进行勘察,判断锅炉房的位置、建筑结构是否满足规范要求,前期勘察过程非常重要,锅炉房的位置和建筑结构是否满足要求是燃气管道系统设计的前提条件。前期勘察过程中应以《锅炉房设计规范》GB50041[1]作为依据来判断。锅炉房宜为独立的建筑物,当锅炉房和其他建筑物相连或设置在其内部时,严禁设置在人员密集场所和重要部门(如公共浴室、教室、餐厅、影剧院的观众厅、会议室、候车室、档案室、商店、银行、候诊室)的上一层、下一层、贴邻位置以及主要通道、疏散口的两旁,并应设置在首层或地下室一层靠建筑物外墙部位。住宅建筑物内,不宜设置锅炉房。锅炉房出入口的设置必须符合下列规定:出入口不应少于2个, 但对独立锅炉房,当炉前走道总长度小于12m,且总建筑面积小于200m2时,其出入口可设1个;非独立锅炉房,其人员出入口必须有1个直通室外;锅炉房为多层布置时,其各层的人员出入口不应少于2个。楼层上的人员出入口,应有直接通向地面的安全楼梯。论文参考网。锅炉房通向室外的门应向室外开启,锅炉房间内的工作间或生活间的门应向锅炉间内开启。依据《锅炉房设计规范》GB50041进行设计时应注意其使用范围:以水为介质的蒸汽锅炉锅炉房,其单台锅炉额定蒸发量为1~75t/h、额定出口蒸汽压力为0.10~3.82MPa(表压)、额定出口蒸汽温度小于等于450℃;热水锅炉锅炉房,其单台锅炉额定热功率为0.7~70MW、额定出口水压为0.10~2.50MPa(表压)、额定出口水温小于等于180℃(注:真空锅炉、直燃机组、导热油炉等不适用于《锅炉房设计规范》,用气量较大的采暖炉、热水炉不能使用《锅炉房设计规范》的可参考《燃气采暖热水炉应用技术规程》)。
2.锅炉房内天然气管道系统设计中注意的问题
2.1燃气调压设施
燃气锅炉的用气量比较大,用气压力也比一般的民用户要高,因此为了保证供气的稳定性锅炉房燃气宜从城市中压供气主管上铺设专用管道供给,经过滤、调压后使用,燃气调压设施宜单独设置且与建构筑物的安全间距应满足《城镇燃气设计规范》GB50028[2]和《建筑设计防火规范》GB50016[3];燃气调压设施是否选用备用或旁通应与用气方协商后确定,但为了不间断供气,建议调压装置采用双路(即一开一备)。
2.2燃气计量设施
常用燃气流量计的类型:膜式流量计、气体腰轮(罗茨)流量计和气体涡轮流量计,膜式和气体腰轮流量计属于容积式流量计,气体涡轮流量计属于速度式流量计。在流量计选型时面对众多类型的流量计应根据流量计的技术指标、工作性能、使用条件和适应范围进行认真分析比较,选择能满足测量要求的流量计。选择流量计时,应该选择合适的量程,减少测量误差,使测量精度在国家规定的范围内,但是流量计的测量精度不是流量计选型的唯一条件,设计还要根据燃气设备的实际运行工况,综合考虑流量计的使用成本及安装维护成本,合理选择满足测量要求的流量计。在流量计选型时,最好使得运行时的流量在计量表最大流量的20%~85%,应避免选用流量计量程过大或过小,如果流量计的量程过大则测量精度不够,容易造成计量不准,给用户或燃气公司造成经济损失,反之如果量程过小容易使燃气计量设施长期处于超负荷运作的状态。目前各种类型的流量设备都有进行温度和压力修正的装置,在选型时应根据介质的特性如压力、温度、密度、粘度、压缩性等因素,考虑贸易计量的公平性,确定是否需要进行补偿修正。
2.3锅炉房燃气放散管的设置
锅炉房内燃气管道应在下列位置设置放散管:锅炉房进气管总切断阀的前面(顺气流方向);燃气干管的末端,管道、设备的最高点;燃烧器前两切断阀之间的管段;放散管可根据具体布置情况分别引至室外或集中引至室外,放散管出口应安装在适当的位置,使放散出去的气体不致被吸入室内或通风装置内(与门窗的距离不应小于3.5米),放散管出口应高出屋脊2m以上。
3.锅炉房的防爆泄压要求
锅炉房的外墙、楼地面或屋顶,应有相应的防爆措施,并应有相当于锅炉间占地面积10%的泄压面积, 泄压方向不得朝向人员聚集的场所、房间和人行通道, 泄压处也不得与这些地方相邻。地下锅炉房采用竖井泄爆方式时, 竖井的净横断面积,应满足泄压面积的要求。当泄压面积不能满足上述要求时,可采用在锅炉房的内墙和顶部(顶棚)敷设金属爆炸减压板作补充。论文参考网。泄压面积可将玻璃窗、天窗、质量小于等于120kg/m2的轻质屋顶和薄弱墙等面积包括在内。锅炉房的泄爆口,未经原建筑设计单位书面同意,严禁在承重的墙、柱、梁等处开口,当不能满足要求时和用气方沟通协调。
4.锅炉房内的其他安全措施
锅炉房的通风量应满足锅炉燃烧所需要的空气量。锅炉房宜采用自然通风,当自然通风不能满足通风要求时,应设置机械通风,通风量应符合下列规定:正常通风量按换气次数不少于6次/h确定;事故通风量按换气次数不少于12次/h确定,燃气锅炉房应选用防爆型的事故排风机,该机械通风设施应设置导除静电的接地装置。锅炉房每台锅炉前的燃气干管道上应设手动快速切断阀和自动切断阀,自动切断阀应和泄漏报警器和送排风系统等连锁,其设计应符合下列要求:当燃气浓度达到爆炸下限的20%时,燃气浓度检测报警器应进行报警,电磁阀立即自动切断气源,同时启动自动送排风系统。同一锅炉房宜选用型号、容量和燃烧设备相同且是同一厂家的锅炉,若必须选用不同的锅炉时,其种类不应超过两种。锅炉房不宜设置在民用建筑物内,当确有困难必须设置在民用建筑内或锅炉房与民用建筑贴临时锅炉房内应设置火灾自动报警和自动灭火系统,并接至消防控制中心,且锅炉房与其他建筑物相邻时,其相邻的墙应为防火墙。论文参考网。对于热负荷较大的用气设备,并带有炉膛和烟道,按照规范要求,必须在炉膛和烟道处设爆破门,有专用的排烟设施,锅炉房内应设固定的防爆照明设备。
5.总结
锅炉房是具有一定爆炸性危险的建筑,因此在设计时要从多方面考虑安全问题,本文就锅炉房燃气设计时应该注意的问题进行了阐述,希望能给广大读者以启发。
参考文献
[1]锅炉房设计规范.GB20041-2008[S].
[2]城镇燃气设计规范.GB50028-2006[S].
[3]建筑设计防火规范.GB50016-2006[S].
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