節能設計優化范文
時間:2023-06-07 16:51:38
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篇1
中圖分類號:TU198文獻標識碼: A
引言:面臨能源危機和環境危機,世界各國提出了控制礦物能源用量的增長,提高用能效率,開發新能源和可再生能源,保護環境的目標,走可持續發展的道路。因此,建筑節能是近年來世界建筑發展的一個基本趨勢,也是當代建筑科學技術的一個新生長點。而在我國,建筑能耗浪費相當嚴重,原因也是多方面的,如技術落后,設計不科學,管理不當,缺乏節能意識等。因而建筑節能勢在必行。所謂建筑節能,就是在保證居室熱舒適環境條件下,通過技術進步、合理利用、科學管理和經濟結構合理化等途徑,采用新型保溫材料,把居住建筑在長期使用中的能耗降下來。
一、建筑節能設計的新概念
(一)建筑節能設計并不是一個單獨和孤立的設計過程,對建筑節能設計的認識要從建筑設計的整個過程出發。建筑節能優化設計研究的一個重要內容就是對傳統建筑設計過程進行分析,尋求有利于建筑節能設計的改進。以建筑圍護結構的設計模式為例,傳統的圍護結構設計是一種序貫模式,也就是當一項工種完成后再開始下一項工種。事實上,有利于建筑節能設計的圍護結構設計是一種存在先后順序的交錯模式。
(二)必須從系統全局優化的角度來認識建筑節能優化設計。由于建筑耗能的過程涉及多個子系統以及建筑設計的方方面面,因此建筑節能設計的對象就不能僅僅停留在圍護結構的熱工性能或者空調系統。為建筑提供各種能源需求的能源系統、空調及自控系統、建筑采光系統以及建筑內外的空氣流動狀況都與建筑節能設計有著千絲萬縷的關系。在建筑節能優化設計的過程中,如何在考慮各子系統之間相互關聯的基礎上,實現總體的全局優化是問題的關鍵。
二、建筑節能設計的現狀
自從我國實行改革開放政策以來,國家整體經濟建設得到顯著提高,人們生活水平的提升和建筑行業的快速發展,導致我國能源的使用量明顯加大,雖然我國相繼出臺一些制度政策調控能源的浪費問題,但是由于執行力度不夠。個人節約意識不強等因素影響,造成我國節能減排仍然處于初期階段的現象,有效地減少建筑能耗和污染物的排放,實現能源有效利用,是我國經濟增長的根本保障,通過對影響建筑節能設計的因素以及在建筑設計中存在的問題進行簡要分析,我國如何通過有效的方法手段保障建筑設計中節能設計的實現,從而實現能源的節約,環境的保護,為我國發展成為資源節約型可持續發展的國家提供有力的保障。
三、影響我國建筑節能設計中的因素
(一)使用傳統建筑材料。在建筑中材料的選擇是影響建筑物能否體現節能效果最直接因素。過去我國建筑行業在進行施工時不注重材料的選擇,部分墻體中大量采用實心粘土磚,并且在窗門上也采用傳統密封性差的合金窗和單層玻璃,不僅生產能耗高,而且建筑本身的保溫效果不好,這些因素都直接影響著我國建筑行業節能設計的執行,造成能源一定程度上的耗損浪費。
(二)使用傳統建筑材料。在建筑中材料的選擇是影響建筑物能否體現節能效果最直接因素。過去我國建筑行業在進行施工時不注重材料的選擇,部分墻體中大量采用實心粘土磚,并且在窗門上也采用傳統密封性差的合金窗和單層玻璃,不僅生產能耗高,而且建筑本身的保溫效果不好。這些因素都直接影響著我國建筑行業節能設計的執行,造成能源一定程度上的耗損浪費。
四、加強建筑構造節能設計
(一)屋面節能。
屋面作為護結構的一部分,它的保溫隔熱也是不可或缺的。我們可以采用高效保溫材料作為屋面的保溫層,也可采用架空型保溫屋面或倒置式屋面等方式來達到提高屋面保溫隔熱性能的目的。屋面節能措施的要點,其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料,以免屋面重量、厚度過大;其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業時因保溫層大量吸水而降低保溫效果,如選用吸水率較高的保溫材料,屋面上應設置排氣孔以排除保溫層內不易排出的水分。現在,高效保溫材料已經開始應用于屋面,一些建筑的屋面保溫,采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法,就克服了常規作法的諸多缺點。這種保溫芯板施工方便、價格低廉、不污染環境;芯板為柔性制品,不僅適用于具有平面的屋面,也可用于帶有曲面的屋面,其保溫工程更可顯示出它的優越性。
(二)墻體節能。墻體是建筑護結構的主體,我們可以采用保溫性能好、蓄熱能力強及強度較低的砌塊墻體,如加氣混凝土砌塊。也可以采用復合墻體的形式,如內保溫復合墻體、外保溫復合墻體、夾芯復合墻體等。但內保溫復合墻體由于熱橋對保溫的影響較大,國家已經開始限制使用內保溫復合墻體使用。而且從長遠來看,外墻外保溫的效果明顯高于內保溫。由于復合墻體能滿足圍護結構各種功能的要求,因此這種采用高效保溫材料與磚砌的復合墻體,有著更多的優越性。
(三)門窗的節能技術措施。門窗是建筑能耗最多的位置!在建筑設計過程中,根據實際情況,合理設計穿墻比例,控制門窗的占用面積!同時,在有太陽輻射的區域設計相應的遮陽設施或反射墻面,采用雙層玻璃等材料對太陽輻射熱進行適當的防護!在設計時也應注意選用新型具有節能效果的門窗,在提高門窗采光的同時不會造成熱能的耗損,并且在一定程度上提高了門窗的氣密性。
(四)節能建筑規劃設計。在進行建筑節能規劃設計過程時,應合理規劃建筑朝向和平面形狀!同時根據建筑功能要求和當地的氣候參數,在進行總體規劃和單體設計時,科學合理地確定空間布局"外觀體型"間距"層高,在建筑材料選擇時應注重節能型材料!并且根據實際情況合理規劃空間布局以及有效地對系數進行控制,從而保證建筑外維護結構的保溫隔熱等熱工特性及對建筑周圍環境綠化設計,實現建筑物能源最低化消耗,減少無用廢物的排放,充分發揮建筑物節能效果!這樣能夠有效地實現當代建筑整體資源的整合以及資源的有效利用,降低不必要的經濟成本損失。
五、節能設計的優化和可再生能源利用
在住宅建筑節能設計中,科研創新是基礎,規范制定是標準,節能設計是關鍵,節能材料及施工質量是保障。建筑節能是一個系統工程,只有將系統中的各個子系統優化集成定量分析,才能將系統節能最優化。目前建筑節能的方式方法很多,不同氣候、不同經濟發展水平地區建筑節能方法不一樣,所以我國住宅建筑節能應走一條適合我國國情的可持續發展節能的道路。住宅節能要建立在數據量化基礎上,節能設計的優化最重要在于系統節能數據的優化。住宅節能應充分考慮建筑節能的易操作性,使用的簡捷性,維護的簡便性,使用的長期性,保障投入產出比的最大化。住宅節能應從規劃、單體設計、建筑構造等方面出發,將建筑與建筑節能設計一體化統籌考慮,制定出切實可行量化標準,綜合選出優秀節能方案。
結束語:
建筑節能設計應是建筑設計的重要組成部分,不應將其割裂開來。在優化建筑設計的同時,應不斷優化建筑節能設計,使兩者能協調一致,在保障住宅居住舒適性的基礎上,加大可再生能源利用,大力實施推廣綜合節能計算機輔助評價系統的開發和運用,用科學量化手段評價節能效果,促使建筑節能朝可持續方向發展。
參考文獻:
[1] 任俊. 居住建筑節能設計計算與評價方法研究[D].西安建筑科技大學,2004.
篇2
【關鍵詞】建筑節能;節能設計;供配電系統;功率因數
一、供配電系統的節能設計
根據負荷容量,供電距離及分布,用電設備特點等因素合理設計供配電系統,做到系統盡量簡單可靠,操作方便。變配電所應盡量靠近負荷中心,以縮短配電半經減少線路損耗。合理選擇變壓器的容量和臺數,以適應由于季節性造成的負荷變化時能夠靈活投切變壓器,實現經濟運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。
二、變壓器的節能設
減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按下式計算:ΔP=P0+β2Pk。式中:ΔP為變壓器的有功損耗(KW);P0為變壓器的空載損耗(KW);Pk為變壓器的短路損耗(KW);β為變壓器的負載率。(1)P0作為變壓器的空載損耗又稱鐵損,它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成,其值與鐵芯材料及制造工藝有關,與負荷大小無關,所以在選用變壓器時最好選擇節能型變壓器如S9,SL9,SC8等。它們采用優質冷軋取向矽鋼片,由于“取向”處理,使矽鋼片的磁疇方向接近一致,減少鐵芯渦流損耗,45度全斜度接縫結構使接縫密合性好,減少了漏磁損耗。(2)Pk是變壓器額定負載傳輸的損耗又稱變壓器線損,它取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小,并與負荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時應選用阻值較小的繞組,如銅芯變壓器。β2Pk用微分求它極值時,是在β=50%時每千瓦的負荷,此時變壓器的能耗最小,但在β=50%負載率時僅減少變壓器的線損,并未減少變壓器的鐵損,因此也不是最節能的。綜合初裝費,變壓器、高低壓柜、土建投資及運行費用,又要使變壓器在使用期內預留適當的余量,變壓器最經濟節能運行的負載率一般在75%~85%之間。
三、照明的節能設計
(1)充分利用自然光,這是照明節能的重要途徑之一,在設計中電氣設計人員應多與建筑專業配合,做到充分合理地利用自然光使之與室內人工照明有機地結合,從而大大節約了人工照明電能。(2)照明設計規范規定了各種場所的照度標準、視覺要求、照明功率密度等等。照度標準是不可隨意降低的,也不宜隨便提高,要有效地控制單位面積燈具安裝功率,在滿足照明質量的前提下,一般房間(場所)應優先采用高效發光的熒光燈(如T5、T8管)及緊湊型熒光燈,高大車間、廠房及體育館場的室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。(3)推廣使用低能耗性能優的光源用電附件,如電子鎮流器、節能型電感鎮流器、電子觸發器以及電子變壓器等,公共建筑場所內的熒光燈宜選用帶有無功補償的燈具,緊湊型熒光燈優先選用電子鎮流器,氣體放電燈宜采用電子觸發器。(4)改進燈具控制方式,采用各種節能型開關或裝置也是一種行之有效的節電方法。根據照明使用特點可采取分區控制燈光或適當增加照明開關點。
篇3
【關鍵詞】建筑暖通空調;節能設計;原則;問題;措施;優化設計
一、建筑暖通空調節能設計的原則
1、動態性原則。暖通空調節能的設計中,需要綜合考慮多項因素的影響,所以在優化設計中提出動態性原則,不斷改進節能的設計,促使暖通空調達到節能的標準。暖通空調的動態設計決定了節能的效果,促進暖通空調節能設計的發展。
2、技術性原則.技術性原則是暖通空調節能設計的根本,通過技術改進暖通空調的設計,促使其具有最大化的節能效益。暖通空調設計中的技術性原則,可以在根本上找出設計中消耗比較大的點,進而依照節能的要求,優化改進設計方式,發揮技術性原則的指導性。
3、控制室內空氣品質。通風量大是暖通節能空調的設計趨勢,解決空氣質量是最重要的問題。因此,對室內氣流進行合理的排風、進氣,對室內空氣質量進行提高,不僅保障了室內空氣質量,而且達到了節能目的。
二、建筑暖通空調節能設計中存在的問題
1、規劃設計不夠嚴格。暖通系統的設計缺少嚴格的規劃也是節能設計的一大問題。設計方案不符合相關法律規范及節能環保要求,隨意性大。在空調系統的選擇上不夠嚴謹用心,在無競爭壓力的環境之下,設計人員的設計方案缺少提升的空間。在設計方案的選擇上缺少科學的比較,使設計方案本應達到的節能效果大打折扣。
2、節能意識不強。部分設計師缺乏與時俱進的思想,節能意識不強。作為暖通空調的設計者,其設計思路和設計結果將直接影響系統的節能效果,但設計人員在開展設計工作時始終保持傳統的設計理念,以設計的準確性和可行性為標準,對節能環保的要求持漠視態度,缺乏追求環保節能的責任感,使得建筑暖通空調設計的節能效果難以保證。
3、可再生能源的利用率低。可再生能源的空調系統可以大大降低能耗,但實際的設計方案卻常常忽略了這一方面,對可再生能源的利用率較低。一方面相關研發部門對可再生能源的發掘力度不足,使暖通空調設計的選擇范圍受限;另一方面技術的提升速度緩慢,使可再生能源的運用缺少技術支持,能源難以被有效地循環利用,造成能源浪費,影響暖通設計節能功效的實現。
三、加強建筑暖通空調節能設計的措施
1、提高設計人員的節能意識。暖通空調是否可以到達節能標準與設計人員的設計方案有很大關系,只有設計人員樹立起了節能意識才能將其體現在設計方案當中,使每個環節的設計都體現出對環保節能的追求。建筑行業也應該加強管理,建立起針對設計人員的制約體制,使他們的節能意識不斷增強。作為設計人員也要不斷提升自身素質,以節能環保為己任,在保證設計準確無誤的基礎上,將節能要求、環保理念融入到設計當中。
2、科學規劃設計方案。設計方案優劣將對暖通空調的節能狀況產生直接影響。(1)保證暖通設計方案不能違背相關法律規范,同時,還要與環保標準相契合。(2)設計方案要保障水電氣的正常供給,能夠及時應對突況,在此基礎上選擇擁有高能效比的暖通空調設備。(3)要使暖通空調設計領域形成競爭氛圍,督促設計人員投入足夠的精力,促使更優質的節能設計方案出爐。(4)在選用設計方案時要進行科學公平的比較,找出具有最佳節能效果的設計方案,同時,還要將投資成本、后續維護成本納入考慮之中,最終敲定暖通空調的設計方案。
3、提高設計人員的綜合素質。要實現暖通空調的節能設計,必須要對設計人員的綜合素質有所要求。作為設計者首先要具備暖通空調設計的專業知識和技能,在節能意識的指導下,開展暖通系統的設計工作。另外,設計人員還應該具備實踐能力,從實踐中獲得提升節能效果的經驗。只有同時擁有設計理論知識與工作實踐能力,才能不斷進行節能參數的合理優化,使實際節能效果與設計方案的預期效果相符合,避免資源浪費。設計人員要隨時與施工人員進行溝通,及時發現設計中的不足或漏洞,做出相應的調整。暖通空調的設計者要定期參加相關專業的培訓,保證知識常新,保證暖通系統的節能效果最佳。
四、建筑暖通空調節能的優化設計
1、改進暖通空調的運行方式。隨著節能的發展,暖通空調優化設計中引入了變頻技術,其可根據室內的需要,自主調節暖通空調的運行方式。例如在辦公樓、商務類建筑內,暖通空調對變頻技術的應用較為廣泛,因為變頻運行狀態的暖通空調,實際消耗的功率遠低于傳統運行方式,可以節約30%~50%的能耗,所以變頻技術普遍應用在公共區域比較大的建筑工程內,目前逐漸推行到民用建筑工程內,目的是通過變頻式的運行方式,控制暖通空調的能源消耗,達到節能的目的。
2、積極推進新能源的應用。新能源是暖通空調節能的發展趨勢,近幾年,越來越多的新能源投入到工程項目中,如太陽能、地熱等,而且此類新能源具有可再生的特點。暖通空調節能設計中應該積極落實新能源的應用,采取新能源優化暖通空調的設計。建筑工程暖通空調設計中,比較常見的新能源是太陽能,例如:利用太陽能構建熱泵系統,用于降低暖通空調對傳統電能供熱的依賴性,同時體現太陽能資源清潔、無污染的優點,改善暖通空調的運行環境,既可以優化暖通空調的消耗,又可以減少運行中的污染,遵循節能的思想。
3、合理的選擇暖通空調系統的設計參數。室內溫度取值的高低與建造暖通空調系統的能耗密切相關,經調查研究表明夏季制冷條件下,室內溫度每升高1℃,能耗將會降低10%左右; 冬季制熱的情況下,溫度每降低1℃,能耗可減少8%左右。因此,科學合理地進行室內溫度計算取值能夠有效地降低暖通空調系統的能耗。我國《公共建筑節能設計標準》對一般民用建筑室內供暖和制冷設計計算溫度的取值標準進行了科學合理嚴格的規定,公共建筑夏季空調制冷不應低于25℃,居民建筑和辦公室室內冬季采暖溫度不得高于20℃。
4、控制暖通空調的新風環節。暖通空調的新風供應是能源消耗比較大的環節,如果暖通空調的新風量較大,直接加重了空調運行的負擔,促使大量的電能負荷投入運行,但是不能全部轉化成新風供應,由此增加了暖通空調的運行電量。暖通空調節能優化設計中,應該控制暖通空調的新風環節,主動調整新風與送風的比重,合理安排暖通空調的新風量,避免新風量供應中消耗過度的能源。
5、推進熱能回收再利用理念。暖通空調節能優化設計中可以發現,暖通空調的熱能可以實現再利用,提高熱能資源的利用效率。暖通空調運行中散發出諸多熱量,針對此部分熱能資源實行再回收設計,重新利用暖通空調的消耗熱能,避免暖通空調的熱能過度損失.
五、結束語
建筑暖通空調系統的節能在整個建筑節能中占重要地位,因此進行暖通空調的節能設計對于降低建筑物的能耗有著重要的作用。并且其關系到國家能源安全、資源消耗和環境污染,因此必須加強建筑暖通空調的節能設計。
參考文獻:
[1]陳波.暖通空調系統節能的問題及措施[J].中國高新技術企業,2012
篇4
關鍵詞:智能化建筑;電氣設計;節能
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
引言
隨著我國的節能環保觀念的深化與發展,在實踐生活中有很多的行業都采取和應用了節能技術來促進我國的環保節能事業的發展。在建筑行業中建筑業對于能量的消耗是較高的,因此在建筑業采取節能措施,有利于建筑行業的健康發展,也促進我國的節約型社會的建設與發展。但在其發展過程中,還存在一些問題,尤其在施工過程中,仍存在不少弊端。建筑節能技術作為建筑行業中的一項重要技術,常常被建筑企業所忽視,造成了巨大的能源浪費。所以,在我國建筑行業中,節能減排與可持續發展理念是一致的,而節能減排對建筑電氣節能設計提出了更高的要求。
一、建筑節能以及優化設計
建筑能耗是能源消耗的一個重要組成部分,調查研究表明建筑業在我國還是一個蓬勃發展的行業,社會需求量巨大。現有的建筑量不能滿足人們的需求,對于住宅建筑的要求也是越來越高。建筑能耗包括建筑全生命周期內發生的建造能耗和使用能耗,占能源消耗的很大份額,而在建筑中建筑圍護結構的能量損耗又是最大的。我國建筑圍護結構的熱工性能相比較與發達國家有很大的距離。因此節能措施的研究還是有很大意義。
我國是建筑業大國,建筑業也是我國國民經濟重要組成之一。我國每年完成的建筑工程總量約為 20 億平方米,約占全世界建筑總量的 50%,每年的新增建筑中只有很少的一部分工程能夠達到國家制定的節能目標能夠成為節能建筑。我國已建成的建筑面積總量約430億平方米,累計已建成節能建筑總面積約有28.5億平方米,僅占城鎮既有建筑總量的 6%,今后建筑節能任務十分艱巨。
有關資料統計表明,建筑用鋼量約占全國鋼總用量的 25%;水泥用量占全國水泥總用量的 70%,木材用量占全國總用量的 40%,建筑用水占全國總用量的 32%。以上總計約高出發達國家耗能 2~3 倍,加劇了給環境帶來的壓力。在建筑能耗方面,我國已建工程的外墻、外窗、屋面等采暖耗能量比氣候相近的發達國家約高出 3~4倍。建筑能耗隨國家建筑工程量增長而增加,大大超過了我國能源生產增長速度。
所謂的建筑節能主要是指在建筑在發揮其基本功能的同時降低對于能量的消耗以及在建筑的中設置一些隔熱或者保溫的設置來提高建筑的能量的使用效率進而降低能耗。在建筑中達到節能的目的需要從這兩個方面進行才可以獲得較好的節能效果。建筑節能對于國家發展會產生較大的影響,需要重視節能問題,配合國家的節能環保戰略,促進經濟發展的同時,建筑行業也可以通過建筑節能來降低建設成本,獲得較好的經濟效益以及社會效益。
對于建筑節能的設計進行優化主要是指在建筑節能的設計過程中,將各種節能方案進行對比與分析,從這些方案中找出最為節能的優化方案,這樣可以最大程度上實現節能的目標。但是什么樣的節能方案是最好的,怎樣做到節能方案的最優化,這并沒有一個規范的標準,每一種方案都有其利弊,在節能設計中對方案進行優化需要綜合各種方案的突出優勢,結合具體的建筑設計,整合出一種比較理想的節能方案。
二、智能建筑節能評估方法
(一) 照明監控系統的節能評估
根據照明系統能耗分項計量的能耗監控點,可以得出照明系統節能評估表,如表 1 所示。
表1 照明系統節能統計表
沒有使用智能化技術的能耗,須運用各分項燈具功率和使用時間進行計算,照明監控設備由 DDC 控制器、紅外線控制開關、紅外控制器、多功能傳感器、模擬量輸出和各種繼電器組合而成。在照明系統中分項之間的節能評估可以按照未使用節能技術的能耗和監控的設備能耗進行計算,將各項能耗進行累加所得結果就是對照明系統的節能評估。
(二)空調監控系統的節能評估
空調監控系統主要由冷站監控系統、熱源監控系統和風量空調系統組成。在測量的過程中,要依據各系統中的能耗監控點,繪制空調節能評估表。
空調系統設備的能耗要依據冷站系統增加的監控點進行計算,未使用節能技術的設備耗能的計算要依據設備的功率和運轉時間來,計算其能耗 ;對熱源系統能量的計算,要依據供熱熱量對設備監控系統能耗的計量來實現。投入的監控設備有 DDC 控制器,流量、壓力、溫度傳感器和變頻器等,電磁閥也可根據功率計算出其能耗。空調監控系統各分項的節能量可根據“節能量 = 未使用智能化技術的能耗-實際能耗-投入監控設備的能耗”計算出來,最后累加就可得出空調監控系統總體的節能效果。其中熱源系統可以以熱量和電能混合的形式表現出來,也可根據相關國家標準將熱量轉換成電耗量來統計。
(三)給排水監控系統的節能評估
給排水系統分為給水系統和排水系統。根據給排水系統增加的監測點,繪制排水系統節能評估表。給排水系統中,給、排水泵實際能耗可由增加的監測點計量出來,未使用智能化技術的能耗可根據其功率與工作時間計算出來 ;給、排水泵系統監控設備有 DDC 控制器,變頻器,壓力傳感器等設備,其能耗也可根據功率計算出來。各分項節能量可根據“節能量=未使用智能化技術的能耗-實際能耗-投入監控設備的能耗”計算出來。給排水系統的節能效果根據各分項能耗節能量累計相加計算出來。
三、智能化建筑電氣節能的優化設計
(一) 供配電系統的節能優化設計
智能建筑電氣節能優化設計的目的在于減少能耗,這需要從電氣的多個方面進行考慮,包括建筑用電設備的特點、用電負荷容量和設備具體布置。要對這些問題進行仔細的分析,從而科學、合理地建設供配電節能設施,確保設備的正常運行。供配電系統的節能設計可以從以下兩個角度著手:①用電電壓。應盡量保持用電電壓的穩定性。②供配電布線。應盡量使供配電布線短且直,從而簡化電氣系統,減少能源的損失。
(二)電梯、通風和供水系統的節能優化
選擇合適的電梯型號,并減少小機房的電梯數量,以減少電梯的電能消耗。在設計通風系統時,應當以電力需求作為設計標準,同時考慮設備的配置,進而選擇高效益的產品。在選擇空調系統時,應首選水源熱泵空調,因為其有節能性能優、零排放和無污染等優勢,且其機組效能遠比傳統空調高。在設計供水系統時,可以優先選擇無負壓供水設備,這樣不僅能夠做到節能環保,同時還能對水質進行凈化。
(三)利用再生資源
在系統設計中積極利用可再生能源,例如太陽能、風能等,這既能有效減少高耗能設備的使用,又能減少非節能設備的使用。此外,在智能建筑電氣施工時,還可以使用光電幕墻,并采用新型的節能保溫材料建造,以達到節能的目的。
(四)照明系統的節能優化
由于我國各地區經濟條件差別較大,建筑風格不同,因此在選用照度標準時應在規范推薦的高、中、低值中確定合理的標準。在民用建筑中實施的照度標準值,可以根據照明要求的檔次高低來選擇照度標準值。
表2 居住建筑每戶每戶照明功率密度值
1. 在建筑電氣照明設計過程中,應嚴格按照國家規定的有關建筑電氣照明設計標準執行,對建筑電氣照明設計進行深入研究分析,進而確定合理的設計方案;具體來講,建筑電氣照明節能設計時應根據建筑房屋的實際情況進行分區設置照明類型;比如,建筑空調房內采用照明空調組合系統,在控制好照明用電指標的基礎上采用多光源方式滿足特殊高照度要求;對色光要求高的場所可選用混合照明的方式滿足照明需求;建筑房屋的墻面、地面等部位應采用淺色的建筑材料,可以有效利用太陽光等天然光源提高建筑室內的照度;對于生產車間、教室可選用一般的照明系統;如果同一個建筑空間內要求同時具有不同的照度和色光,可根據具體的照明要求進行分區設置照明裝置。
2.推廣使用高光效光源,采用高效率節能燈具。建筑電氣照明節能設計時應根據建筑功能性、照明燈具的數量和用戶對光源質量等要求科學選擇光源,尤其是在照明燈具的發光效率、顯色性、價格等方面嚴格控制,為高效節能的建筑電氣照明系統的構成奠定基礎;建筑物室內燈具選擇時,應選擇控光效果好的燈具,可有效節約電能;另外在燈具選擇時還應注意其它的一些因素,如燈具的配光曲線,根據配光曲線確定來降低建筑單位面積內的耗電量,可有效控制照明燈具安裝時的成本投入費用;根據建筑室內的空間面積確定照明燈具的光束所照射的區域范圍,根據有關光學只是計算地面反射系數,進而確定所選的照明燈具安裝數量及節能燈具類型;通常情況下,建筑房屋內一般采用直管的熒光燈作為首選照明燈具,直管熒光照明燈具通常造價低廉,顯色性能好,使用壽命長的特點;可將直管熒光燈具在建筑房屋照明方面廣泛的推廣及應用;對于酒店大廳內可選用高頻無極熒光燈,這種燈具顯色性能好,安全可靠性強,并且維修維護方便,易于操作。
結束語
隨著我國的城鎮化建設與發展,建筑物的數量越來越多,對于建筑物的節能設計進行優化變得更加迫切,對于節能設計的優化的策略的探析可以更好地提高節能技術的應用性,提高建筑的節能效果,促進我國資源節約型社會的建設與發展。
參考文獻:
[1]許青青. 智能化建筑電氣的節能優化設計[J]. 山西建筑,2014,11:223-225.
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【關鍵詞】電氣照明節能;措施;設計原則
進入21世紀,隨著新一輪以重化工業拉動為特點的高速經濟增長以及消費結構變化,我國的資源環境壓力將持續增加。建設資源節約型、環境友好型社會是國民經濟和社會發展中長期規劃的戰略任務。本文主要進探討在建設節約型的社會形式下,如何在建筑電氣的設計中最大限度體現節能,保證節能的效果,是每一位電氣設計人員應該重視的問題。
2建筑電氣照明節能設計的原則
(1)在建筑電氣照明節能設計的過程中,應該遵循合理用能標準和節能設計的規范,并且在建筑電氣照明設計時,應該嚴格遵循《公共建筑節能設計標準》GB50189—2005、《建筑照明設計標準》GB50034—2004、《照明設備合理用電》DB31/178—1996等有關規定。
(2)在建筑電氣節能設計中應該提倡綠色照明,綠色照明不僅具有照明節能的作用,而且對提高人們工作、學習的效率和生活的質量,保護人們的身心健康具有重要的作用。在保證建筑物照明的照度、顯示指數以及色溫,滿足舒適衛生,滿足各種工藝要求等照明質量指標的前提下,應該盡可能節約消耗的能源。
(3)在建筑電氣節能設計的過程中,應該按照國情實際經濟效益的情況進行考慮實際的經濟效益節能,在電氣照明節能設計時,不能因節能而消耗大量的投資,增加額外的運行管理費用,而是應該把增加的內部投資在較短的時間內用節約的能源減下來的運行費用回收。
(4)節能的重點就是節約無謂消耗的能量,在建筑電氣照明節能設計的過程中,首先應該找出與建筑物功能沒有關系或者對建筑功能影響較小的能量的損耗,然后再考慮采取節能的措施。如量大面廣的照明容量,變壓器的功率的損耗等,可以選擇一些先進技術降低能耗,
3建筑電氣照明節能的設計
3.1選擇合適的光源
3.2選擇照明控制方式
在照明設計中照明控制也是一項重要的節能設計,照明控制是照明設計基礎理論中必不可少的一部分,在建筑電氣照明節能設計中實施照明控制,不僅可以通過控制光環境進行劃分空間,可以充分體現出照明環境的節能性和舒適性,而且還可以在使用情況下開啟照明,從而可以減少不必要的開燈時間、照度以及燈具數量,達到節能效果。建筑電氣設計人員應該充分考慮以下幾點:
(1)公共走道以及樓梯等公共場所可以設置自熄開關燈具。
(2)充分考慮天然光源的利用,在設計的過程中應該根據天然光的照度變化,決定電氣照明的范圍,而且還可以根據照明的特點,采取適當的增加照明開關點和分區控制。
(3)對于會議廳、商場以及生產車間中的生產線可以采用照明配電箱進行集中控制。對于其他一些場所可以采取分散控制,并且要增加開關量,并且應該充分考慮采光的情況。
(4)對于室外的燈光照明設計,應該根據不同的氣氛,不同的時間進行設計,如在節假日以及重大節日設置多種燈光場景,并且應該每種場景設計的燈具不盡相同。對于平時可以按照前半夜和后半夜兩個時段設計開燈,每天的后半夜可以關掉景觀的照明燈具,僅僅保持照明的功能就可以,這樣不僅可以節約大量的能源額,而且還可以滿足人們對照明功能需求。
4結論
建筑電氣照明節能是建筑節能中一項重要的工作,要求每一位電氣設計人員應該真正認識到電氣照明節能的重要性,學習先進的節能技術,設計最優的經濟性良好的照明方案,從而不斷提高資源的利用率,達到節能減排的效果,促進社會的發展。
參考文獻:
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關鍵詞:建筑暖通空調 節能優化設計 消耗 新能源
中圖分類號:TU83 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)09(b)-0087-02
現階段,暖通空調系統在建筑工程得到廣泛的應用,在一定程度上改善了人們的建筑生活環境,提高人們的生活質量,并且在室內溫度、氣流速度以及空氣濕度方面發揮巨大作用。然而,暖通空調系統在實際應用過程中存在高能低效等問題,這表明在空調的節能設計方面依然存在諸多不合理之處,比如冷機、風機以及水泵等不在高效點軌道運行,因此無法實現能源高效利用。基于此,該文結合暖通空調系統在建筑工程中存在的問題,對建筑暖通空調節能優化設計方案進行研究和探討,不足之處,敬請指正。
1 暖通空調的目的及其影響
暖通空調(Heating, Ventilation and Air Conditioning,簡稱HVAC)是指室內負責暖氣、通風以及空氣調節的系統或者相關裝置。在現代建筑工程,以上功能及設計、安裝等會整合在一個暖通空調系統中。如果建筑規模較小,則按照需求對暖通空調系統進行選擇,如果建筑規模較大,則需要設計人員和結構工程師等共同進行研究、分析,對暖通空調系統進行設計和安裝。暖通空調的功能具體包括采暖、通風和空氣調節,對建筑內的溫度及濕度進行控制,對環境溫度進行調控,以此來達到人們對于環境舒適度的需求。常規暖通空調系統大多利用定流量水力系統對環境溫度進行調節。隨著人們生活水平的提升及對環境保護意識的提高,暖通空調系統開始選擇變流量水力系統及變風量系統來實現其功能。一般來說,暖通空調的目的在于空氣處理,創造舒適的室內環境。具體而言,對空氣進行處理時,對其進行冷卻處理、過濾處理、加濕處理,以此營造出一個讓人倍感舒適的環境。
現階段,全球資源逐漸枯竭,建筑能源消耗所占的比例相當高。建筑能源消耗時,空調系統能耗會占到建筑總能耗的60%~80%,因此暖通空調節能設計越來越受到人們的重視。人們的生活水平因為暖通空調的存在而得以提升,環境舒適度也逐漸提高,人們越來越重視自己的生活環境和工作環境,使得空調的應用越來越廣泛,因而會有更大的能源消耗,特別是我國城市化進程不斷加快,房地產行業得到快速發展,我國的建筑面積快速增加。針對這個問題,如何保證人們的生活質量提高的同時,使得空調能耗下降,目前已成為暖通空調設計的一大難題。
2 暖通空調系統設計原則
2.1 節能化
暖通空調系統設計的首要原則是節能化,當然也要對人的居住感受進行考慮。一般而言,人們的舒適度會受到以下三個方面的影響,包括室內溫度、氣流速度以及空氣濕度。暖通空調系統節能設計要對這幾個因素進行設置,因此節能效果要與舒適性結合在一起。除此之外,需要對建筑外部氣候條件進行應對及調整,形成建筑物室內微氣候系統,從而實現暖通空調的節能設計。
2.2 人性化
暖通空調系統系統設計要遵循人性化設計原則,均勻加熱系統的設計,盡可能地降低能源消耗,然而空調設計應注意人性化的設計原則,并不是降低能源消耗而不顧人們在主觀方面的感受。設計過程中要保證室內溫度能夠實現自我調節,考慮到每一個人對于溫度適應性存在的差別,在設計方面要給予充分尊重,保證共享熱功能能夠順利實現,熱入口調節設備位于溫度控制閥的分支上,符合建筑物節能需求。
2.3 科學化
暖通空調系統系統設計要遵循科學化的設計原則,要確保空調的節能效果得到最大程度地發揮實際上是有難度的,這和建筑設計、室內裝飾設計等有直接關系,具體設計過程中要進行綜合考慮,以此實現能源利用最大化。
3 暖通空調系統設計中存在的問題
上文中提到暖通空調節能效果與其設計存在直接的關系,然而實際設計過程中,一些設計人員對于節能問題不是太重視。現階段,工程設計方面因為過度追求經濟效益而忽略了設計質量,而且施工工期比較緊張,這種情況下設計出來的暖通空調系統存在明顯的高能耗、低效率的問題。
現階段,在我國建筑工程監理行業中,從事暖通空調專業的監理人員比較少,大多是非暖通空調專業的工作人員,因為其缺乏一定的專業知識,對于暖通空調的理論極度匱乏,因為針對設計、施工中存在的問題視而不見,也無法及時進行調整,因此給暖通空調系統設計埋下質量隱患。
除此之外,暖通空調設計人員中也存在工作人員專業知識匱乏的現象,因此在具體設計過程中往往沒有節能意識,不在意空調在使用過程中的節能效果,大部分都是照搬過去的空調設計經驗。一些設計人員盲目追求新技術、新材料、新產品,但是往往適得其反,無法得到真正的節能效果。
4 暖通空調系統節能優化設計中應注意的問題
4.1 節能意識不強
許多設計人員不思進取,嚴重欠缺節能意識,暖通設計師會對系統的節能效果產生直接的影響,然而設計師在具體的設計工作中采用常規設計理念,和設計的準確性及可行性標準上對于建筑節能及環境保護的要求相差甚遠,缺乏環境保護和節約能源的意識,甚至欠缺責任意識,無法確保暖通空調設計節能效果。
4.2 規劃設計不嚴格
暖通空調系統設計需要嚴謹科學的規劃,這一點成為制約建筑暖通空調節能設計的關鍵。設計與相關法律規范及節能環境保護的需求相矛盾。空調系統的應用缺乏嚴格的意圖,甚至在無壓力的市場競爭環境下,設計人員也欠缺晉升空間,缺乏科學合理的選擇設計予以對比,導致設計方案的節能效果不是很理想。
4.3 對于可再生能源的應用比較少
暖通空調系統對于可再生能源的應用不是很多,實際設計中往往忽略了可再生能源的利用,導致可再生能源的利用率較低。相關研究及開發部門對可再生能源不斷探索,然而暖通空調設計對于可再生能源的選擇有一定局限性,這一點和技術水平的提升不無關系。換言之,可再生能源的應用在一定程度上未得到技術的支持,因此想要做到有效能源回收存在一定的難度,導致能源浪費,對暖通空調設計水平產生一定的影響。
4.4 設計人員素質問題
建筑暖通空調系統設計人員要具有一定的經驗,然而一些設計師由于經驗不足,設計質量方面甚至無法滿足建筑需求,一些設計師只注重理論知識,紙上談兵,也能夠對施工中存在的問題進行處理,然而一旦設計錯誤,就需要重新設計加工。除此之外,設計人員的節能設計理念差,對于節能的設計理念應用無法做到得心應手,設計人員素質參差不齊,造成節能效果不理想。
5 暖通空調系統節能設計措施
5.1 優化系統設計
具體而言,暖通空調系統設計要遵循以下幾條原則:首先,暖通空調系統可以獨立對建筑物內各個房間溫度進行調節控制;其次,建筑分室或者分戶的熱量費用進行分攤;最后,盡量簡化系統中的管路設計,以此降低管材消耗率,從而節省資金投入。暖通空調系統于建筑工程中的應用實際上比較復雜,尤其是中央空調系統,空調系統的設計質量對于系統的使用壽命及使用性能有直接影響。所以,要按照建筑工程施工設計及業主的需求,對暖通空調系統設計進行優化。除此之外,實踐證明,暖通空調系統穿過圍護結構會產生較大的負荷及冷熱損失,所以要盡可能設計一個既隔熱又保溫的圍護結構。還有就是在開發暖通空調系統時,必須以節能性和舒適度當作空調系統的調控參數和評價指標,從而降低能量損耗。
5.2 冷卻水、冷熱水、風系統的節能設計
系統的節能設計一是降低空調系統供回水冷凍水的溫度差,繼而降低系統的能量消耗。選擇閉式循環模式,一方面可以延長暖通空調系統的使用壽命;另一方面也降低了空調系統的輸送能耗。并且,暖通空調系統盡量選擇一泵到頂的設計方法,便于后期對系統進行定期的保養和維護,繼而逐漸降低建筑耗電量及施工成本。針對水資源相對來說比較緊張的地區,空調系統可以設計冷卻塔循環運行模式,降低循環水泵揚程和空調系統能耗。除此之外,暖通空調系統冷卻塔設置的位置要保證可以得到良好的通風,從而達到較好的冷卻效果。除此之外,對暖通空調系統進行設計時,要結合空調的實際情況,比如,在日常運行狀態下及設定好室內空氣濕度和溫度等,假如用戶針對暖通空調系統無其他要求,那么可以把空調設計成單風管關風,假如是住戶家庭數量相對來說比較多的情況,對于暖通空調冷熱效果要求比較高,因此,可以將其設計成全空氣空調模式。建筑暖通空調系統設計要盡可能選擇變風量,一方面能夠準確設定空調系統的總風量;另一方面能夠準確調整暖通空調系統的風量負荷,有效降低風機能耗和運行容量。
5.3 熱回收裝置的應用
暖通空調系統在實際應用中會產生大量余熱,這些熱量白白浪費,實際上余熱也具備一定的利用價值,所以針對空調系統對熱回收裝置進行設計和應用,載熱不同、狀態有所差異的流體,通過熱交換裝置對濕熱或總熱進行傳遞,降低冷熱源的能量消耗,滿足系統對于改善室內環境的濕、熱變化需求,實現空調系統節能降耗的目的。數據調查顯示,新風負荷在建筑空調負荷占30~35%,為保證建筑室內環境干凈衛生,空調系統在運行過程中,不可避免地要排出一部分空氣,導致部分能耗散失,對于新風,還要重新投入能量,利用對熱回收裝置的設置,從而回收暖通空調系統的排風能量,再利用這些正能量。減小機組運行負荷,促進其節能性和經濟性的提升。現階段,暖通空調系統的熱回收裝置可以采用熱泵系統、熱回收環、熱管換熱器、轉輪式換熱器,在對暖通空調系統的冷凝熱回收進行設計之后,可以把熱水系統和制冷機組進行結合,利用回收熱量增加熱生活用水的匱乏,為人們的日常用水提供方便,節省熱水的電能消耗。
5.4 推廣可再生能源空調
近些年來,人們逐漸地意識到地源熱泵巨大的使用價值,針對地下淺層的地熱資源,可以采用電能等高位能源的方式,使低溫位可以轉移到高溫位能,可制冷也可以供熱,具有節能、高效的特點。因為一年四季的溫度相對來說比較穩定,夏季時,暖通空調系統可通過地源熱泵,把一種重要冷源從室內熱量較高的地方傳遞到溫度較低的地方。太陽能方面,暖通空調系統要積極主動地通過太陽能資源,系統可應用太陽能光電板、集熱板等新技術,對太陽能集熱墻進行科學合理的布置。
5.5 采用現代化自控技術
暖通空調系統選擇現代化自控技術,一方面達到建筑室內濕度、溫度的控制需求;另一方面降低了暖通空調的熱量損耗。現階段,隨著網絡技術、信息技術、電子技術的快速發展,暖通空調系統設計無論是在硬件方面,還是軟件方面都取得非常大的成就。比如,暖通空調系統中的中央監控軟件,即是對空調系統的運行進行實時監控,對暖通空調運行情況進行分析,自動調節溫濕度,利用在線監測系統,對暖通空調新風量進行控制。
6 結語
總而言之,隨著科學技術的迅速發展,建筑暖通空調的設計水平也在逐漸提升,這對于建筑暖通空調的系統節能問題而言是非常有幫助的,新技術、新材料、新工藝的應用可以快速有效地取得節能效果,在實踐中能夠利用節能設計、能源利用設計及運行管理設計等手段,對節能方案進行不斷優化,以此獲得最佳節能效果。
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我國是一直處于能源稀缺邊緣的人口大國,而在消耗的能源中,建筑能耗上約占全國總能耗的1/4,并將隨著人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。如何有效的進行建筑節能是近年來國內住宅建筑的設計研討的熱點。建筑節能的重要性主要體現在以下幾方面:(1)可以緩解能源資源的緊張局面,建筑節能是社會經濟發展的需要。(2)是減輕大氣污染的需要,建筑采暖和飲食能量是造成大氣污染的兩個主要因素。(3)可以保護生態環境和提高建筑熱環境的質量,隨著現代化建設的發展和人民生活水平的提高,舒適的建筑熱環境日益成為人們生活的需求。(4)是發展建筑業的需求。我國建筑節能的范圍包括:建筑采暖、空調和照明的節能,并與改善建筑舒適性相結合。(5)建筑用能使地球變暖,正危及生態平衡與人類生存,為了拯救環境,必須重視建筑節能。因此住宅的節能是我國節能工作的重點,意義重大。我們應該把建筑節能作為我國可持續發展戰略的一部分。在提高和保證住宅舒適性的前提下,有效地利用建筑節能設計原理,盡量降低建筑物使用過程中的能耗。
1.門窗節能
門窗作為建筑護結構的開口部位,不但要滿足人們采光、日照、通風、視野等基本要求,還要具有優良的保溫、隔熱、隔聲性能,才能為人們提供舒適、寧靜的室內環境,才能滿足人們節約能源、保護環境,改善熱舒適條件,提高生活水平,實現社會可持續發展的要求。門窗在一般建筑護結構中約占30%-40%,其熱損失占到了50%左右。從理論上講,窗戶越大其熱損失也越大。而實施建筑節能時,窗的節能造價也占到節能總造價的50%左右。
通過建筑外窗的熱量中,占窗面積80%左右的玻璃傳熱是第一位,其次是窗縫隙空氣滲透傳熱,而窗框所傳熱量占第三位。因此,使用既隔熱又隔聲的采光玻璃是提高窗戶熱學、聲學和光學性能的關鍵。熱反射鍍膜玻璃、中空玻璃、熱反射中空玻璃、低輻射(Low-E)鍍膜中空玻璃中,采光、隔熱、保溫綜合節能效果好的低輻射(Low-E)鍍膜中空玻璃是目前世界上最理想的窗玻璃材料,相對價格也是最高的。
除了玻璃之外,提高窗框隔熱性能也是確保外門窗保溫隔熱效果的措施之一。雖然PVC的氣密性、隔聲和保溫隔熱性能較鋁合金窗好,但其抗風壓、水密性能、單一色彩的裝飾性能明顯不足,而且在明火下會燃燒放出有毒氣體,防火性能較差。采用隔熱條的鋁型材傳熱系數可以下降得比較低,鋁合金型材對紫外線、可見光、紅外線有很好的反射能力,其表面的反射能力與表面狀態和顏色有關,對熱輻射的反射能力最高可達90%,這對于阻隔太陽輻射熱是很有利的。
再就是要確保門窗的負壓氣密性。在空調通風制冷房間中,通常是保持室內正壓(≤50Pa),即室內壓力大于室外壓力,這對外窗要求的就是“負壓氣密性”。因此,雙向密封的推拉窗型和內開式平開窗型,對防止夏季空調房間的空氣滲透能量損失會更有利。
最后,外門窗的設計還有適當考慮窗的通風換氣和散熱,夏季的建筑白天隔熱好,晚上散熱快,就利于降低冷負荷。建筑外窗的窗墻面積比(南向)和窗的可開扇比例適當大一些,有利于充分利用窗及其縫隙的自然通風和晚間散熱作用,處理好隔熱和散熱的矛盾。
2.墻體節能
我國長期以實心黏土磚為主要的墻體材料,用增加砌筑厚度來滿足保溫要求,這對能源和土地資源是一種嚴重浪贊,因而在節能的前提下,應進一步推廣復合墻體和空心磚墻技術。
復合墻體的應用越來越廣泛。其主要原理為:用磚或鋼筋混凝土做承重墻,并與絕熱材料復合達到增加墻體的保溫隔熱性能,絕熱利料主要有礦棉、巖棉、聚苯乙烯、玻璃棉、膨脹珍珠巖、加氣混凝土等。目前復合墻有三種做法:① 內保溫,將絕熱材料復合在外墻內側。此方法實施簡易,目前應用廣泛。② 中間保溫,既將絕熱材料設在外墻與內墻中間,以取得良好的保溫性,但要填充密實,避免內部空氣對流。③外保溫,將絕熱材料復合在承重墻外側,此方法熱穩定性好,居住較舒適,但外保溫材料要經得起日曬雨淋和冰凍的侵襲,對外保溫材料的耐久 提出了很高的要求。
外墻圍護結構是建筑工程設計中的重要結構,是建筑能耗的主要門戶,在空調居住建筑中,外墻能耗約占總能耗的20% 左右,外墻的節能率占總節能率的比例也比較大,改變外墻的傳熱系數和太陽輻射吸收系數P,可以節能15%左右。
3.屋頂節能
屋面節能的主要措施為:①屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料,以防屋面濕作業時因保溫層大量吸水而降低保溫效果,如選用吸水率較高的保溫材料,屋面上應設置排氣孔以排除保溫層內不易排除的水分 ②屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料,以免屋面重量、厚度過大。
比如,在某別墅建筑設計中,屋面保溫層由阻燃型擠塑聚笨板、專用膠粘劑、耐堿玻璃纖維網布、高彈防水涂料組成,并采用淺色鋪地磚。增加了屋頂的隔熱性能。局部可結合屋面結構體系設計成綠化屋面,由于覆土層和植被層的蒸發作用,對降低屋面內外表面的溫度有很大的作用。
4.結束語
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1.1規范暖通空調的設計參數
暖通空調的參數設計,能夠確保空調具備節能減排的條件,也是空調優化設計的前提。暖通空調中的參數設計應該達到規范的標準,嚴格配合建筑工程的需求,保障參數設計的可實踐性。暖通空調的優化設計中,涉及到大量的參數,如氣象參數、環境濕度等,都需要采取規范的設計方式,排除此類因素對暖通空調能耗的影響,強調節能減排的應用效益。暖通空調的參數設計中,需要重點考慮節能減排的應用,深入研究暖通空調系統所處的環境,同時結合暖通空調的供熱與制冷運行,優化空調的參數設計。
1.2改進暖通空調的運行方式
傳統暖通空調運行的過程中,采用的是非變頻的運行方式,增加了暖通空調的能源消耗。隨著節能減排的發展,暖通空調優化設計中引入了變頻技術,其可根據室內的需要,自主調節暖通空調的運行方式。例如在辦公樓、商務類建筑內,暖通空調對變頻技術的應用較為廣泛,因為變頻運行狀態的暖通空調,實際消耗的功率遠低于傳統運行方式,可以節約30%~50%的能耗,所以變頻技術普遍應用在公共區域比較大的建筑工程內,目前逐漸推行到民用建筑工程內,目的是通過變頻式的運行方式,控制暖通空調的能源消耗,達到節能減排的目的。
1.3控制暖通空調的新風環節
暖通空調的新風供應是能源消耗比較大的環節,如果暖通空調的新風量較大,直接加重了空調運行的負擔,促使大量的電能負荷投入運行,但是不能全部轉化成新風供應,由此增加了暖通空調的運行電量。暖通空調節能減排優化設計中,應該控制暖通空調的新風環節,主動調整新風與送風的比重,合理安排暖通空調的新風量,避免新風量供應中消耗過度的能源。
1.4提高建筑系統的保溫能力
暖通空調系統是根據建筑工程室內的需求進行溫度調節,提高建筑系統的保溫能力后,能夠減少室內的熱損失,同時還能防止溫度散失過快,有利于暖通空調的節能減排。現代建筑工程施工的過程中,應該遵循節能與減排的要求,將建筑系統的重點放在保溫隔熱上,致力于提高建筑系統的性能。提高建筑系統的保溫能力,能夠確保暖通空調具備節能減排的優點,因此,建筑工程設計中需要全面關注建筑系統的保溫性能,滿足暖通空調節能減排優化設計的需要。
1.5積極推進新能源的應用
新能源是暖通空調節能減排的發展趨勢,近幾年,越來越多的新能源投入到工程項目中,如太陽能、地熱等,而且此類新能源具有可再生的特點。暖通空調節能減排設計中應該積極落實新能源的應用,采取新能源優化暖通空調的設計。建筑工程暖通空調設計中,比較常見的新能源是太陽能,例如:利用太陽能構建熱泵系統,用于降低暖通空調對傳統電能供熱的依賴性,同時體現太陽能資源清潔、無污染的優點,改善暖通空調的運行環境,既可以優化暖通空調的消耗,又可以減少運行中的污染,遵循節能減排的思想。
2暖通空調節能減排設計的改善方式
暖通空調節能減排優化設計中,需要采取科學的改善方式,加強節能減排在暖通空調設計中的控制力度。
2.1優化節能減排的設計方案
暖通空調設計方案與節能減排存在密切的關系,設計人員需要優化節能減排的設計方案,提出多項實施方案,通過比對各項方案節能減排的效益,確定暖通空調的實施方案,提高空調節能設計的標準水平。暖通空調設計方案中要明確運行負荷的設計值,最大程度地降低暖通空調的能源消耗。
2.2推進熱能回收再利用理念
暖通空調節能減排優化設計中可以發現,暖通空調的熱能可以實現再利用,提高熱能資源的利用效率。暖通空調運行中散發出諸多熱量,針對此部分熱能資源實行再回收設計,重新利用暖通空調的消耗熱能,避免暖通空調的熱能過度損失。
2.3設計合適的暖通空調模式
暖通空調的模式是改善節能減排中的一類因素,主要是降低暖通空調的消耗,同時還能控制暖通空調的污染排放。暖通空調的模式與能源消耗存在直接的關系,設計合適的空調模式,可以在空調節能減排優化設計中起到輔助作用,環節暖通空調的運行壓力,做好暖通空調節能減排的設計工作。
3結語
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【關鍵詞】 建筑節能;優化設計;建筑能耗;對策
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
目前,建筑耗能已與工業耗能、交通耗能并列,成為中國能源消耗的三大“耗能大戶”。尤其是建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升,呈急劇上揚趨勢。因此,建筑節能已迫在眉睫,要把節能建筑工作放到貫徹科學發展觀、全面建設小康社會、保證國家能源安全、實施可持續發展的戰略高度來認識。因此,通過優化設計來有效控制能源消耗,應得到廣泛重視。
一、優化設計對建筑節能的影響
1、設計方案影響工程建造直接能源消耗
在工程設計中,其建筑和結構方案的選擇對建筑的直接能耗有較大影響,如建筑方案中的平面布置為內廊式還是外廊式、進深與開間的確定、立面形式的選擇、層高與層數的確定、基礎類型選用、結構形式選擇等都存在著技術經濟分析問題。
2、設計方案影響建成后使用的能耗
建筑是牽涉到很多專業的復合體,并且完整的建筑節能工作包括了從最初的規劃、方案到設計、施工,以及多年的運營使用,直至最后拆除重建的全生命周期過程。 但以往只注重直接建造成本的降低,輕運營階段能耗的使用情況。從住宅使用過程中的資源消耗看,與發達國家相比,我國住宅使用能耗為相同技術條件下發達國家的兩到三倍。例如,在空調與采暖設備的市場上,各種品牌各種型號使消費者眼花繚亂。空調設備有空氣源熱泵、地源熱泵、風機盤管、地板采暖、輻射制冷、采暖系統、戶室中央空調、變頻機組、水系統、冷媒系統等等。這些空調系統的初投資和運行費用大不相同,那么通過模擬量化,計算出初投資的費用、每年的耗能量、能源費用,消費者或者項目開發者就可以很容易地作出正確的決定。例如北京的一些奧運場館中,為減少能耗,設計者沒有采用普通的新風系統和空調系統,而是經過多次優化設計,尋找最佳節能方案。為實現自然通風和改善室內環境,采用了智能電動窗,很好的解決了新風問題;在場館空調設計中(包括“水立方”和“鳥巢”)都采用了由美國聯合技術開利公司設計的節能空調系統。該系統通過熱回收技術在空調系統中的應用,節能率為10%。該系統在冷水機組上加裝了熱回收裝置,在空氣處理機中采用了新型熱管熱回收裝置,可以回收場館排放總熱量的50%,回收的熱能一部分用于加熱游泳池水和生活用水,另一部分用于加熱新風。
二、現階段推行優化設計運作困難的成因
1、政府主管部門對建筑節能優化設計監控不力
長期以來,主管部門對設計節能成果缺乏必要的考核與評價,有的僅靠圖紙會審來發現一些簡單問題,僅僅是一些新材料或空間布置的一些規定。缺乏對方案的節能性方面的系統審查要求。建筑節能設計首先是一個系統設計問題,它絕不是多項節能技術或者節能設備的簡單累加,它需要定量化。例如,人們在市場上可以買到節能空調、節能玻璃、節能熱水器、太陽能熱水器、墻體保溫材料等等,但是這些材料與設備如何使用、使用哪種型號、用量多少、所起到的作用是什么就需要通過量化整合來完成。集思廣益,從多方面影響因素出發,以最低的投資、最佳的手段完成并達到節能設計目標。所以建設主管部門監管的同時,應增加人員配備和審查力度,對設計節能成果進行量化全面審查。
2、業主要求優化設計的意識不強
目前,業主往往把控制重心放在施工直接投資環節上,而對建成后使用運營成本及節能優化設計環節重視不夠。其原因:一是對設計對投資影響的重要性認識不夠,只看到搞施工招標,投標價要低于標底價、施工單位要讓利等,殊不知選擇一個優秀的設計單位進行設計方案的優化會帶來更大的節約;二是對建筑節能的認識不到位,沒有一個節能環保綠色建筑意識。
3、建筑節能優化設計的開展缺乏必要的壓力和動力
由于缺少建筑節能優化設計與企業和公眾的直接經濟利益聯系,使得節能工作缺少內在經濟利益推動力,政府部門建筑節能管理工作還存在體制不順、監管體系不健全,造成執法不嚴、監督不力,國家政策不配套,缺乏激勵機制和工作力度。
三、搞好優化設計的幾點建議
1、主管部門應加強對建筑節能優化設計工作的監控
為保證建筑節能優化設計工作的進行,開始可由政府主管部門來強制執行,通過對設計節能成果進行全面審查后方可實施。政府主管部門不僅需在技術法規與標準相結合方面做出努力,而且還需要政府以技術法規的形式提出必須嚴格控制的最基本的技術指標、技術要求、功能要求,可以導則、指南、技術標準等標準類技術文件予以體現。利用主管部門的職能,總結推廣標準規范、標準設計、公布合理的技術經濟指標及考核指標,為優化設計的進行提供良好服務。建筑節能技術新規范逐步從控制單項建筑維護結構(如外墻、外窗和屋頂)的最低保溫隔熱指標,轉化為控制建筑物的實際能耗。新建建筑必須出具建造耗材經濟指標、采暖需要能量、建筑能耗核心值和建筑熱損失計算結果,特別是建筑結構熱損失計算結果。建筑能耗總量(包括供暖、通風和熱水供應)和建造能耗值只有滿足其對應的節能標準才被允許開工及竣工驗收。在竣工時,建筑開發商必須出具相關部門的一份“能源消耗證明”,證明清楚地列出了該住宅每年的能耗,及節能等級。以上措施,必須逐步實施,特別是國有投資項目要先于執行。
2、以政策扶持拉動建筑節能優化設計
國家制定節能政策,并要求以多樣化的經濟激勵等扶持舉措,形成推動建筑節能的市場機制,推進建筑節能優化設計的推廣。對建造節能建筑產品的要根據優化設計后節能程度給予政策和資金支持,減免稅費等優惠措施,并可建立評價機制,對因建造節能建筑而超支部分資金,國家應給予無償免息貸款或獎勵機制,使建筑節能優化設計以行政手段為主轉向以經濟手段為主。
3、開展積極有效的宣傳引導工作
建筑節能政策要取得理想的實施效果,重在宣傳引導。不但政府職能部門對節能政策的推行不遺余力,而且有關企業也應加入到宣傳節能政策的行列。政府職能部門應免費對社會公眾提供節能政策咨詢、進行節能知識宣傳和相關培訓,以及進行節能技術、產品的展示、講解等方面做大量的工作。力爭實現多方參與節能政策的宣傳引導,大大提高人們的節能意識和對節能知識、技術的認知、把握能力,從而使節能政策得到有力的貫徹實施。
參考文獻:
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關鍵詞:高層建筑;電氣節能;設計措施;控制方式
0引言
在現代高層建筑電氣工程中,電氣節能設計的每個環節都應有相應的技術方案和措施。在實際設計過程中,不僅要充分了解相關建筑節能原則和標準規范,同時還要掌握先進的節能設計方法和新型節能電氣產品,把節能措施靈活運用到建筑電氣的每項工程中。不管是從設計還是從施工的角度,嚴格把關過程控制,提高節能增效意識,以此推動建筑行業持續、快速、協調、健康的發展。
1降低輸配電系統線路損耗
減少輸配電線路損耗是現代大型高層綜合建筑供配電線路經濟運行的重要指標。主要措施是提高系統的運行電壓和功率因數、減少無功功率及導線中的電阻、降低供配電系統線路損耗等。具體節能途徑主要有以下幾方面。
(1)根據樓宇的地理位置、負荷容量、供電距離及分布、用電設備特點等因素,合理設計供配電系統和選擇供電電壓。供配電系統應盡量簡單可靠,同一電壓供電系統變配電級數不宜多于兩級。
(2)由于配電線路有電阻,電流通過時會產生功率損耗,減少供配電線路損耗是供配電線路經濟運行的重要指標。其能耗公式為
ΔP=3I2R×10-3
式中:ΔΡ———三相輸電線路的功率損耗,kW;
I———線電流,A;
R———線路相電阻,Ω。
其中,線路電阻R在通過電流不變時,線路長度越長,其電阻值越大。在具體工程中,線路上電流一般不變,要減少線損,只能盡量減少線路電阻。線路的電阻R=ρL/S,即與導線電阻率ρ、導線長度L成正比,與導線截面S成反比。因此,降低線路損耗應從以下幾個方面考慮:
①盡量選用電阻率ρ較小的導線,如銅芯導線較佳,鋁線次之。
②盡可能選擇從距離較近的變電所供電,以縮短配電半徑,減少線路損耗。電力用戶內部變電所之間宜敷設聯絡線,根據負荷情況,可切除部分變壓器,從而減少損耗。
③在設計中,線路應盡量為直線,在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。對于環形供電方式,為降低線路的電阻值,將開式網運行改為閉式網運行,同樣可明顯降低線路損耗。
④降低線路電阻,線路截面選擇要與國際接軌,推廣應用“電力電纜截面的經濟最佳化”,按經濟電流密度法合理選擇導線截面,以減少損耗。
⑤傳輸上可采用提高電壓等級的方法。通過計算可知,電壓提高10%,耗損可降低17.4%。因此,提高電壓傳輸是降低線損的有效途徑。
(3)大量無功電流在電網中會導致線路損耗增大,變壓器利用率降低,用戶電壓跌落。無功補償是利用技術措施降低線路損耗的重要措施之一,在有功功率合理分配的同時,做到無功功率的合理分布。無功優化的目的是通過調整無功潮流的分布,降低網絡的有功功率損耗,并保持最好的電壓水平。
2減少變壓器的功率損耗
選擇低損耗節能型變壓器,可有效降低變壓器及線路上的電能損耗,不但對節約能源具有重要意義,還可大大降低變壓器的運營成本,改善經濟效益。其主要選擇原則如下:
(1)選擇空載損耗低、節能型的變壓器,可選用S9、SL9、SC8型油浸變壓器或干式變壓器。這些變壓器采用優質冷軋取向硅鋼片,鋼片的磁疇方向一致加上45°全斜接縫結構,能夠有效減少鐵心的渦流損耗及漏磁損耗。
(2)選用繞組阻值小的變壓器,繞組阻值大,則電流損耗大。要盡可能選用銅心變壓器,因為金屬銅的電阻小,當電流通過時,電流損耗較小。對于高層建筑等對消防要求較高的場所,宜采用低損耗節能型干式電力變壓器(SG10、SG11、SC6等系列)。對電網電壓波動較大,為改善電能質量,采用有載調壓電力變壓器。
3電動機節能設計
電動機在現代高層綜合建筑中主要應用在中央空調和電梯中。據統計,電動機的耗電量占現代高層綜合建筑中所有電氣設備耗電總量的65%以上,節能潛力巨大。在實際操作中,電動機尤其是異步電動機的節能方法很多,綜合可靠實用性和經濟成本等因素,可在以下三個方面采取措施。
(1)選擇合適的電機型號。電機負載率在75%以上時,才能有效減少損耗,因此,電機節能首先要選擇合適的電機容量。高效電機的價格一般比普通電機要高,但能降低約25%的損耗,出于節能的考慮,建議選擇高效電動機;此外,異步電機最好選擇效率高的鼠籠型轉子。
(2)采用變頻調速。隨著電力電子技術的不斷成熟,變頻調速已成為提高電機效率的有效手段之一。變頻調速指通過構造包含變頻裝置的閉環電路系統,當電機的負載發生變化時,系統能夠自動調節電機轉速,使之與負載的變化相適應,從而達到節能的目的。建筑領域的電氣設備均工作在工頻,因此選擇帶有SCR(普通晶閘管)或GTR的變頻裝置即可滿足要求。
(3)進行無功補償。電動機是感性負載,電感值較大時會對電網產生不利影響,也不利于電機效率的提高。因此,有必要通過無功補償的方式提高電網的功率因數。具體而言,可以增加濾波裝置或并聯參數合適的電容。當功率因數提高后,供電系統的視在功率降低,從而實現節能的目的。
4照明的節能設計
照明設計是現代大型高層綜合建筑必不可少的節能設計環節,在設計時應充分考慮運用天然光源作為照明光源,通過采光窗、采光井、光導纖維、光導管等各種采光、集光和導光裝備,將天然光引入室內,從而降低照明器的使用時間。電氣照明設備的節能設計也極其重要,主要措施有以下幾條。
(1)選擇合理的照明燈具。完整的照明系統包括照明燈具、鎮流器、觸發器和控制裝置(開關)等幾部分。正確合理地選擇各類照明器件對于節能設計而言也是十分必要的。應盡可能選擇熒光敞開式燈具。
(2)選擇合理的照明方式。根據不同場所的功能要求選擇合理的照明方式,如一般照明、局部照明、混合照明等方式。光源的選擇上,要盡可能選擇光效高、壽命長的光源。合理的照明方式配以合理的光源,能夠充分發揮效率,使單位面積耗電量明顯下降,單位面積能耗約可節電35%,從而達到節能環保的目的。例如,一般房間(場所)應優先采用高效發光的熒光燈(如T5、T8管)及緊湊型熒光燈,室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源等。
(3)采用合理的控制方式。對于現代大型高層綜合建筑照明設計采取合理的控制方式,可以降低運營成本,有效利用能源,降低無功損耗。其方式主要有以下幾點:①改變過去要開全開的習慣,實行照明分區控制,利用天然光的照度變化增加照明開關點,控制電氣照明點亮的范圍,在給定的時間和地點控制照明,提供所需的照度,起到節能降耗的作用;②采用各種類型的節電開關,例如在旅館客房采用節電鑰匙開關,臥房、病房、客房等的床頭燈可采用調光開關;③對有天然采光的樓梯間、走道燈(應急照明除外)采用節能自熄開關等,公共場所、室外照明可采用集中控制遙控管理的方式或選用自動控光裝置。
5結語
隨著社會節能意識的不斷加強,政府對節能工作日益重視,節能技術不斷更新發展,相信不久我國建筑物節能的各種措施將被合理地綜合運用到各個建筑中。
參考文獻:
[1]韓風.建筑電氣設計手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1991.