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節能設計理念實用13篇

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節能設計理念

篇1

在我國工業生產中,機械設計占據重要地位,特別是自動化技術的應用,使得機械設計的生產效率和安全系數大幅度提升,促進機械設計高速進步與發展。但由于機械設計與自動化技術結合還處于初級階段[3],各方面技術還不成熟,因此我們需要認識機械設計與自動化高速發展過程中存在的不足,加以改進,促進機械設計與自動化穩步前進。此外,隨著機械設計的發展,企業的規模與經營模式不斷趨于國際化,與國際間交流日漸增多,基于機械設計的跨國企業不斷涌現。然而,國際化的發展趨勢需要高水平的機械設計及自動化技術,需要高質量和高環保的機械設計產品。經濟形勢使得機械設計需要從降低能耗方面入手增強產品質量及技術含量,需要發展節能環保技術,需要在機械設計及自動化領域逐步滲透環保理念,減少機械設計及自動化產品能耗,提高產業競爭力,利于機械設計及自動化的可持續發展。

3節能設計理念在機械設計及自動化中的應用分析

本章主要從材料選擇、優化設計以及工藝優化三個方面分析節能設計理念在機械設計及自動化中的應用。

3.1優化結構設計,實現節能

為更好貫徹節能理念,實現節能,需要優化機械結構設計,具體表現在:(1)發動機易選擇低功耗。在機械系統中,發動機是最大部件,機械系統運行效率直接影響因素則為發動機性能。發動機環保,科有效降低噪音污染,可以實現低排量、低油耗、高加工效率,可以降低機械運行過程中造成的環境污染。(2)液壓系統也要優化設計,在具體設計時首先需要確保液壓系統清潔,這需要設計師在具體設計時,及時清除油液中存在的微塵雜質及其他磨損物,還要延長換油時間間隔,降低液壓系統的故障發生率,延長機械系統的使用壽命。液壓管的選擇要選用防老化性能強、密封較佳、抗腐蝕效果強的液壓管。此外,還要盡量避免使用軟管,避免軟管破裂形成較多的廢棄量。(3)優化駕駛室的設計。對駕駛室進行優化設計,主要目的是減震降噪。在駕駛室可以配置環保無氟型冷暖空調,確保駕駛室環境優異,增強作業效率。(4)自動加脂裝置設計。現今,加注脂,主要通過人工操作進行手動加入,這種注入模式既需要耗費大量時間和經歷,也會造成溢油現象,造成環境污染和資源浪費。因此,設計自動加脂裝置,用于自動加注脂。這種方式既方便,也不會造成溢油現象。

3.2優化機械設計材料,實現節能

在機械設計及自動化過程中,本身會消耗大量資源,因此在機械材料設計材料選擇上,要尊徐節能原則。具體表現在:(1)材料要盡量選用可回收利用的節能環保型材料;此外在結構設計時的材料選擇要遵循可拆卸、可回收的無毒材料,目的是增加機械材料的有效再生率,降低機械設計材料浪費現象產生。(2)進行機械設計及自動化過程,要依據壽命長、能耗低、質量小、通用性佳的原則。對于機械,其壽命長則表示可以極大降低機械生產量級生產周期,降低原材料使用量,控制機械報廢率;質量小則代表機械對環境負荷較小,因此可以實現節能效率;通用性則表示機械部件能滿足大規模使用要求,可以增強使用效率及再利用率。(3)對于機械設計材料,在滿足環保條件下實現經濟最優化,要避免選用污染性極大的材料,要實現環保與經濟效益雙贏原則。

3.3優化制作工藝,實現節能

在進行機械設計及自動化中,優化制作工藝,可以實現節能減排,具體表現在:(1)完善設計結構。在進行機械設計及自動化過程中,結構越簡單,則零件數量越小,零件形狀簡單,則能耗就越低,因此在進行機械設計及自動化過程中,要在確保產品性能基礎上,盡量完善設計結構。(2)科學選用加工工藝。對于零件鍛壓工藝,熱鍛壓工藝相對于冷鍛壓工藝,能耗低,但對環境危害大,綜合兩種情況,選用溫鍛壓工藝更加科學。(3)科學安排加工工序。加工時間與工序安排密切相關,節能理念的表現則是科學安排工序,減小工序間的等待時間,增加機械工作效率,減小能耗。(4)科學選擇工藝參數。在進行加工工藝時,必須合理設置工藝參數,譬如科學選擇形狀、種類、加工量等,都會極大減少能源消耗。

4結束語

在機械設計及自動化過程中,添加節能設計理念十分重要。本文通過分析我國機械設計及自動化現狀和發展趨勢,從結構設計、材料選用以及工藝優化三個方面,分析了在機械設計及自動化中應用節能設計理念,確保機械運行的高效與穩定,降低設備能耗,增加經濟效益,實現綠色低碳工業,意義重大。希望通過本文分析,為相關人員進行機械設計及自動化領域研究提供參考。

作者:楊松松 喻翔 趙志超 單位:西安文理學院

參考文獻

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1機械制造及其自動化的發展和使用的技術

1.1當下機械制造及其自動化發展的狀況。我國機械制造在工業當中所發揮的作用也越來越強大。隨著近年來計算機行業的迅速崛起,計算機集成技術與機械制造良好的融合,使得其相關的作業效率高、強度大、數量多。帶來經濟效益的同時,我們不得不關注到其無法避免的能源消耗問題,在機械制造與自動化不斷推進謀求利潤的過程當中,由于起步較晚,技術發展尚不成熟,需消耗大量的能源。1.2機械制造及其自動化發展趨勢及其主流技術。在整個機械制造行業以及其自動化的結合過程當中,首先不能離開的一項技術就是計算機。數字化制造技術逐步應用到計算機行業和機械制造過程當中。導致機械制造行業出現瓶頸和發展阻礙的主要原因是由于計算機及其通訊技術在我國起步較晚。想要實現機械制造及其自動化的技術成熟,就要在計算機技術以及數字化制造當中謀求發展。另外,節能環保技術是機械制造及其自動化行業要考慮的實際問題。我們在追求經濟效益以及利潤的過程當中,必須同時考慮節能環保,真正的做到循環利用、持續發展。

2節能設計的特點

2.1環保、低公害、清潔是節能技術的一大特點。節能的設計理念是一個全新的技術行業要求,需要從節能設計的理論出發,逐步運用到實際的工業生產和技術開發過程當中。在實際運用時,環保、低公害、清潔是節能技術的一大特點,即需要從實際問題當中找到突破點,從環保、低功耗的特點著手,做到降低各方面的能源消耗,通過技術手段支撐以實現節能的最終目的。比如在發動機的選擇時,就是需要重點思考其能源消耗的問題。選擇發動機需要考慮其油耗、排放、氣體的方式、數量等等,而且還要考慮其防漏性,避免其對環境帶來過多的污染負擔。綜合各項因素之后,就可以選擇能源消耗最低、對環境危害最小的型號的發動機,以此來提供日常工作,降低能源消耗的同時實現環保理念的應用。時刻注意節能環保以及均衡處理,機械制造及其自動化行業,甚至于各行各業,都能妥善的處理與環境之間的關系,這才是真正的符合節能設計理念的行業發展模式,才能夠真正做到能源的節約、資源的回收利用以及長久的低消耗發展。2.2使用環保型材料是節能技術的一大特點。使用環保型材料也是節能技術當中的一項非常具有特點的運作方式,所選材料的好壞會直接關系到產品在使用過程中與能源消耗和環境污染之間的關系。好的產品其材料應當是低能源消耗的,符合環保和節能的設計理念,其應當盡可能的降低熱量的吸收和產生,并同時做到使用之后的反復利用和回收再生等等。另外,產品在制作的過程中,其內部零件也需要考慮節能環保,需要使用節能環保型的材料,采用最低能源消耗的材料,能夠減少對環境的破壞以及資源的浪費,只有在充分考慮這些因素之后才能制造出最符合節能設計理念和低消耗、低排放的綠色產品。2.3合理的制作工藝流程是節能技術的一大特點。合理的制作工藝流程,直接關系到產品在制作的過程當中,是否符合節能環保理念設計的基本要求。在機械制造及其自動化應用的過程當中,我們需要每一個環節都能夠符合節能環保的設計理念,采取低能源消耗、低排放、低熱量的方式。從工藝參數的選擇上到冷卻工藝上,都應該追求環保技術。以環保的方式實現最終的產品輸出。比如在制作過程中,產品的制造方式如果是鍛壓,可以采用溫鍛的形式,因為溫鍛的方式相比于冷鍛和熱鍛更加的符合節能的要求,也能夠更加適應其與環境之間的關系。綜合考慮各項因素,在各項環節的處理過程中都采用低能源消耗的一種方式,就能夠實現制作工藝流程的節能以及環保,綜合起來實現最低的能源消耗。2.4技術創新以及新型產品的開發是節能技術的提升方式之一。前面提到的方式均是在低能源消耗、低排放以及低熱量的情況下盡可能的減少資源的浪費,但是想要提高節能設計理念在機械制造及自動化當中的實際應用,就需要不斷地開拓新的運營模式和新的設計板塊,在結合環保理念提升環保意識的前提下,創造出符合綠色健康主題的新產品,以適應其與環境之間的關系。近年來,在汽車制造過程當中,不斷地考慮低排放、低消耗的方式,創造出綠色健康主題的能源型汽車。目前食品行業在發展的過程當中,所設計的新產品不論是從產品的外包裝還是內部材料的選擇或加工流程的方式,都考慮綠色、健康的主題。因此,新型綠色健康產品的開發是節能技術提升的一種有效方式,充分的體現了節能環保的理念,并通過逐漸的低能源消耗、低污染的累積,達到低綠色、健康的目的。技術創新能夠為節能技術提供發展的無限可能性。無論是采用更好的材料來制造產品出發,還是從更優秀的工藝加工產品出發,或是以最環保的方式來包裝產品,都是需要足夠的技術支撐,只有在不斷的開發技術,采用降低能源消耗的前提下,才能最大限度的提高生產效益,才能夠做到節能環保理念的實際運用,將其與環境接軌,實現最終的價值最大化和可持續發展。

3結語

工業制造行業的發展直接關系到社會的進程以及人類的生活水平,目前,節能設計理念的應用在發達國家來說已經十分的成熟了,盡管如此,其仍舊在不斷的規模擴張和技術提升過程當中,不斷的學習和進步,找到更好的方式來實現節能和環保的產品生產方式、機械制造方式以及自動化形式。因此,為了提高我國在機械制造以及自動化行業當中節能技術理念的融入以及節能技術的應用,我們必須要不斷的學習和創新,考慮產品的制造方式、產品的包裝形式以及產品的本身材料等等,來解決工業生產、機械制造及其自動化與環境、與社會、與能源消耗之間的關系。只有真正的做到創新、做到時刻考慮節能、考慮低能源消耗和低排放等等一系列的相關因素,才能夠創造出最符合綠色主題的健康產品,并不斷推進機械制造及其自動化行業的發展進程。

作者:姜志豪 單位:湖南師范大學工程與設計學院

參考文獻:

篇3

1.2選擇低公害的機械發動機

在對工程進行機械制作時,其最大的部件就是發動機,并且發動機的質量會對工程環境造成直接的影響,因此,為了降低發動機產生的噪聲,要選擇比較節能環保的發動機。這樣,就可以有效地解決噪聲污染大的問題,從而實現了節能、降低能源消耗的目的。另外,由于發電機具有耗費油量少、排放低等特點,所以,從另外一個角度看,它提高了加工效率,有效緩解了環境污染嚴重的問題。

1.3液壓系統的節能設計

對液壓系統進行節能設計是機械設計制造中非常重要的部分,所以,要想保證液壓系統能夠高效運作,一定要定期清潔液壓系統。同時,機械設計師在設計液壓系統時,一定要嚴格控制液壓機造成的污染,并且還要選擇適合的油料。除此之外,還要將油液中所有的雜質清理干凈,并且延長換油的時間,這樣就可以降低液壓系統出現故障的概率,在很大程度上降低了液壓系統的能源消耗,延長了機械系統的使用壽命。在設計液壓系統時,除了要選擇合適的施工材料外,還要認真檢查軟管的損害度和規定時間內的報廢量。

2節能設計理念的應用

2.1選擇使用可回收再利用材料

在進行機械制造與自動化設計的過程中,一定要選擇合適的材料。在選擇材料時,一定要堅持降低自然資源消耗的節能理念,要盡可能地選擇可以再生的資源和可以回收利用的資源。這樣選擇的原因是,機械制造與自動化在進行生產加工時,選擇可以再生的資源既能夠起到分解和回收再利用的作用,還可以減小對生態環境的危害,而且還不會排放出各種有毒有害的物質,有效地減少了對環境造成的污染。除此之外,在設計零部件結構時,一定要遵循“可重組、容易分配和容易分解”的原則。這樣做,不但可以提高環保材料的使用效率,還能夠有效避免有毒材料的使用。

2.2按照環境通用標準設計機械構件

要盡可能地延長設備的使用時間,降低設備的報廢率和機械部件廢棄所導致的污染處理成本。在設計過程中,在選擇材料時,必須要使用環保負荷比較低的材料,這樣就會降低材料的成本,并且還可以減少機械設備報廢之后處理污染物質時的工作量。在機械制造與自動化的設計過程中,要遵循“重量輕、能源消耗低和延長設備使用壽命”的原則,要盡量避免使用一些容易污染環境的材料。與此同時,還要注意通用性的特征,要不斷優化機械產品的設計,還要針對具體的情況適當降低機械自動化產品的質量,并要嚴格按照保護生態環境的原則完成機械設備的優化設計,這樣才能保證其符合環境通用的原則。除此之外,還要嚴格按照環境通用的標準設計機械構件。

2.3根據環境需要完善制作工藝

篇4

建筑設計中體現節能理念是行業發展的現實要求,應該從規劃環節、立面設計階段和單體設計工作入手,落實節能理念在建筑設計工作的具體應用。

2.1在建筑規劃設計環節中體現節能設計理念

建筑設計開始之初應該將節能設計理念融入到規劃設計環節,要從建筑物規劃區域的自然環境入手,全面掌握地形、地質、氣候和水文等基本資料,做到對規劃設計平臺的構建。在設計規劃環節中應該引入水體、植被、樹木等相關元素,做到對小氣候的構建和調節,以此來提升建筑物的宜居性,控制干濕度、溫度,以自然的手段降低建筑物能耗的增加,在創建舒適環境和條件的同時,實現建筑物的節能化。

2.2在建筑立面設計環節中體現節能設計理念

立面設計環節對建筑物的能耗有著直接影響,應該在設計中以建筑物高低、朝向,建筑周邊水體、景觀為基礎,進行合理而科學的節能設計,提高能源利用的效果,提升建筑物節能的水平,使建筑物能夠充分應用太陽能,自然風等元素,在提升節能效果的同時,提升建筑物的整體品質。要在建筑立面設計中更多地應用自然元素,采用天然石材、木材等自然資源形成簡約而合理的立面形式,做到對能耗的有效控制。立面設計中應該注意比例的協調性,要構建富有層次的立面結構,在體現現代建筑優勢的同時,實現建筑節能的目標。建筑立面設計過程中要綜合平衡各主要元素,使其做到均衡和協調,做到對建筑投資和效果的平衡,既要控制建筑施工和使用的高效性,有效體現建筑施工和使用的集約化,以平衡的狀態體現建筑結構的建筑美,做到對建筑節能目標實現的保障。

2.3在建筑單體設計環節中體現節能設計理念

在建筑物門窗設計環節中應該改進門窗的絕熱性能,這也是建筑節能的重要內容之一要注重門窗的氣密性能,采用新材料和新結構確保門窗的絕熱性能。在建筑門窗設計中要考慮比例與朝向等元素,這也會直接影響到門窗和建筑的節能效果。在加強門窗氣密性時還需要考慮室內空氣環境,使其符合居住的高質量要求。僅有高性能的門窗是不夠的,還需要提升其安裝技術,因此在安裝中還需要嚴格按照施工設計方案與是施工規范操作進行門窗的安裝施工,保障門窗安裝的質量與水平符合工程建設的節能效果。房頂設計:房頂位于建筑頂端,長期與外界環境接觸,所以很容易受到外界環境的影響。在房頂設計過程中,首先應該增強房頂的保溫設計,根據實際需要假設隔熱層,如隔空散熱層、蓄水層,還可以在建筑頂部適當的種植植物,起到良好的節能效果。樓板設計:在建筑樓板設計中,為了充分體現節能設計理念,除了精心設計樓板造型外,還需要考慮建筑內部結構空間。在造型設計方面,可以將建筑循環水管而定假設到吊頂中,利用水循環系統調節室內的溫度。這一設計對能源要求較低,同時還能夠起到很好的氣溫調節效果,在現階段建筑設計中,是一種常見的節能建筑設計方法。

篇5

在當前的工業化現代進程中,機械制造業在經濟發展中具有重要作用。伴隨著計算機技術、通信技術在機械制造業中的不斷實踐和發展,我國將機械制造和自動化完美結合在一起。當前,我國的機械制造和自動化技術的水平較為初級。一方面,技術成熟度不足,降低了產品的質量;另一方面,機械制造中消耗著大量資源和能源,使得資源過度耗虧。因此,需要在機械制造和自動化技術中積極引入相關的節能設計理念。

1在機械制造與自動化設計中應用節能理念的優勢

相較于傳統的機械與自動化設計理念,節能理念的滲透具備著相應的專業性。這樣的節能理念主要體現在自然環境的設計、生態設計和環境意識的設計中。換言之,節能設計突出在工程制造過程中,并能夠實現自然資源的循環再利用。機械制造工程減少對環境的污染,并能夠在機械報廢中做到重復使用,將有利地促進人類社會和自然環境的協調與可持續發展。機械制造與自動化工程實踐中,需要投入大量人力、物力,且利用大量資金實現相關的節能設計應用。利用節能理念,做到綠色管理行業的發展,進而取得一定的經濟效益,對我國當前較為嚴峻的的資源和環境態勢具有很強的緩解作用。

2機械制造與自動化發展的現狀與趨勢

計算機技術加強了機械制造業的自動化水平,并在生產效率和相應的生產安全性能方面具有重要作用。機械制造和自動化技術的結合,對我國工業化的發展具有不可忽視的作用。同時,國內的制造企業與相關的國際接軌是大勢所趨,很多產業實現了相應的跨國界、跨區域發展。此外,新技術和新設備的引入和實踐,推動著我國制造業的規模不斷擴大。在機械制造和整個自動化發展過程中,應該積極引入節能環保技術加強發展。在能源工業生產領域,大量相關的發展需要不斷加強相應的能源支持,且需加強機械制造實現自動化發展。對于企業,要縮小相關的工業生產成本,降低工業生產的能源消耗,需要相應的工業生產企業給予支持。伴隨著環保理念的實踐,相應的節能技術陸續實現,一定程度上促進了機械制造業的發展。為了實現技術的優越性和相應機械制造環節的發展,應該加強機械制造的節能環保,進而實現一定的技術發展,促使我國產業走向可持續發展道路,并促進經濟良好發展。

3節能設計理念應用于機械制造和自動化的有效途徑

3.1優化機械結構的設計

3.1.1發動機的選擇

發動機是整個機械制造工程的核心內容。發動機排放的氣體對環境影響很大,需要利用環保型、低污染與低功耗的發動機緩解當前的污染情況。要盡量控制油耗與排放量,進而提升機械的動力系統和工作效率。

3.1.2液壓系統的設計

液壓傳動系統的正常運行,加強了機械制造的高效運轉和保證。保證傳動系統的正常使用,較為重要的任務便是保證整個系統的清潔性。要徹底清除機械零件上的微塵和雜質,增長設備的使用壽命。選擇液壓管時,需要選擇具有較好密閉性的器材,選擇抗老化的管材,降低因管道破裂而污染環境的情況。采用節能型液壓元件是系統的重要節能手段。常用的節能液壓元件有限壓式變量泵、恒功率變量泵、恒壓式變量泵、蓄能器、電液伺服閥、集成閥、變截面液壓缸等。

3.1.3自動加脂裝置的設計

當前,大多脂依靠人工操作,且需要耗費時間來避免溢油的現象。因此,建議設置自動加脂裝置,實現相應的定量添加,方便操作的同時,實現環保。

3.2利用節能環保材料

機械制造中盡量選擇可以進行回收利用的節能環保材料,然后加強相關回收和可以分解的物質使用,盡量降低大量有毒材料的應用。另外,在結構設計中,需要考慮材料的拆卸與回收的無毒性,并且能夠提升機械材料的再次回收利用機率,降低機械工程材料的浪費。

3.3優化制作工藝

機械制造節能理念的應用和實踐,重要的部分在于將結構簡單化,并且降低零件的使用數量,簡化零件的外形。因此,在進行機械設計時,需要保證零件性能,盡可能優化設計構造。例如,以四沖程汽油發動機為載體,構想設計出一款節能型汽油發動機。利用燃燒做功后排放廢氣的能量,通過熱交換裝置產生飽和水蒸汽,再將飽和蒸汽送入氣缸與殘余廢氣混合。飽和蒸汽膨脹推動活塞做功。達到二次做功的目的。利用合適的加工工藝和優良的鍛壓工藝,使相較于熱鍛壓工藝利用冷鍛壓工藝更能降低對環境的危害。綜合兩者情況,實際中更多偏向于溫鍛壓工藝。

3.4合理安排加工工序

工序的安排直接影響加工時間的長短。節能理念的體現就是合理安排工序,縮短工序間的等待時間,提高機械的工作效率,有效降低能源消耗。

3.5加強虛擬化發展

機械制造技術的虛擬化是在信息技術的基礎上實現的一種創新設計,是一種高端的制造方法。虛擬化發展具有非常高的創新價值,可以借助互聯網平臺和計算機操作,在模擬中完成機械制造。虛擬化的實現可以使機械制造更具靈活性,可以根據制造行業要求對虛擬的機械制品隨時進行更改,以生產更符合需求方的機械成品,有效避免材料的浪費,同時節省人力、物力和財力。通過虛擬化的機械制造,可以一次性完成機械制造設計,避免再次加工。機械制造技術的虛擬創新也可以解決技術中存在的潛在問題,保證機械制品的質量和性能。

4結語

基于制造業與自動化技術對我國工業發展的重要性,應將節能理念應用于機械制造與自動化,并準確把握我國機械制造與自動化技術發展的脈絡與趨勢,針對當前機械制造與自動化技術做好相應的結構設計、工藝優化與材料選用,進而達到節能環保的目的。

參考文獻

[1]薛輝.機械制造與自動化中的節能設計理念分析[J].河南科技,2013,(4):122.

[2]李鐵軍.淺析建筑施工技術中節能理念的應用[J].科技創新與應用,2013,(29):247.

[3]王麗敬.淺談綠色節能理念在建筑設計中的應用[J].河南科技,2013,(15):170.

篇6

1.2資源循環利用

資源循環利用可以讓工業企業在生產過程中占據非常大的優勢。眾所周知工業生產需要大量的資源支援,因此資源的循環利用可以有效避免大量寶貴的不可再生的能源資源在建筑、生產過程中被浪費。例如由于工業廠房的冬季內采暖計算溫度與室內外的冬季采暖計算溫度差(tn—twn)和民用建筑相比,要小10%~20%,熱損失自然也相應減少。除此之外,在資源循環利用的過程中節能設計理念的應用可以有效減少其整體資源的消耗,從而能夠在此基礎上促進其生產水平的有效提升和社會效益、經濟效益的不斷進步。

1.3提升生產效率

節能設計理念的應用可以有效的提升工業企業的生產效率。眾所周知工業建筑物的護結構是其熱量損失的主要通道之一。因此通過節能設計理念的應用設計人員可以促進建筑物的墻體、屋頂及地基周圍等處使用高效保溫隔熱材料,并且能夠使建筑物圍護結構中各部分的傳熱系數大大降低,這最終就能促進企業生產效率的有效提升。除此之外,節能設計理念對于生產效率的提升主要還體現在了其能夠有效降低生產設備和機械的運行強度,從而能夠有效延長生產設備的使用壽命和使用效率,從而能夠在此基礎上促進工業企業生產效率的有效提升。

1.4減少腐蝕損失

減少腐蝕損失也是節能設計理念自身具備的優越性之一。眾所周知工業企業在生產過程中其廠房和設備都容易受到腐蝕問題的影響。因此在工業廠房的建筑單體設計中,設計人員應從廠房的平剖面布置階段開始就納入設計應考慮的范圍中。例如設計人員可以通過對于空調降溫的面積范圍和室內溫度進行有效的計算,來盡可能的避免不適當的大面積、大空間采暖和全空調,這可以有效避免機械設備生銹腐蝕的可能性。并且當工業還間內有散發大量生產余熱余濕甚至腐蝕性氣體時,設計人員在設計時應當考慮有效的自然通風來保證室內的正常生產環境,從而能夠促進腐蝕的有效減少。

2工業建筑節能設計理念應用

2.1根據工業特點設計

根據工業特點設計是工業建筑節能的設計理念應用的基礎和前提。在根據工業特點進行設計的過程中設計人員應當確保工業建筑圍護結構節能設計特點符合工業生產的實際需求。例如設計人員可以建在工業建筑物的墻體和屋頂以及地基周圍等處使用高效保溫隔熱材料,從而能夠可以使建筑物圍護結構中各部分的傳熱系數大大降低并且有效減少熱量的損耗。除此之外,在根據工業特點設計的過程中設計人員應當確保操作人員和運輸工具活動的高度范圍內具有良好的工作環境,因此在設計時不應當采用機械強度偏低的內保溫材料,并且在廠房內濕度大或又含有腐蝕性介質的條件下,不宜選用孔隙率、吸水率大的保溫材料,從而能夠在此基礎上促進工業建筑節能的設計理念應用水平的有效提升。

2.2合理選擇材料

合理選擇材料對于工業建筑節能的設計理念應用的重要性是不言而喻的。在合理選擇材料的過程中設計人員應當確保建筑外墻用的材料具有合適的厚度,從而能夠在減少熱量損失的同時促進建筑內部保持較為良好的通風。除此之外,在合理選擇材料的過程中設計人員應當可以從之前的節能設計建筑選取適用的構造和所需的材料。并且根據工業建筑的設計特點,要求控制各朝向的窗墻比為35%~20%。從而能夠更好地確保工業建筑的通風條件和采風條件,從而在減少電能消耗的前提下促進工業建筑節能的設計理念應用效益的不斷進步。

2.3優化建筑結構

優化建筑結構是工業建筑節能的設計理念應用的核心內容之一。在優化建筑結構的過程中設計人員應當注重減少建筑的開窗面積,即盡量減少開窗面積始終是工業建筑節能設計的重要手段。根據相關研究表明,不同性能的外窗自身的傳熱系數可能存在3倍左右的差距。除此之外,在優化建筑結構的過程中設計人員可以通過選用保溫與密閉性能好的多層窗來促進工業廠房節能水平的有效提升。例如設計人員可以選用聚苯板和以膨脹珍珠巖為主要原材料的防水保溫板以及瀝青珍珠巖板等多種節能效果明顯的材料,然后合理的設計建造的防水層、保護層等構造,從而能夠在此基礎上促進工業建筑節能的設計理念應用可靠性的持續進步。

2.4.增強節能意識

增強節能意識是工業建筑節能的設計理念應用的重中之重。在增強節能意識的過程中設計人員應當督促自己具備更加高度的節能意識,這與此同時也是促使工業建筑節能設計工作能夠順利開展并且能夠收到良好效果的重要保證。除此之外,在增強節能意識的過程中設計人員應當通過采用其他人員提出的具體意見和細節意見,來促進節能標準得到有效的保障,從而能夠在節省土建工程量和降低造價,減少護結構面積的同時促進工業建筑節能的設計理念應用精確性的不斷提升。

篇7

1國內機械制造與自動化技術現狀及發展趨勢

自20世紀70年代以來,中國的機械制造技術飛速發展,在我國的工業中占據越來越重要的位置。與此同時,計算機技術的發展賦予了機械制造業更多的活力。借助計算機技術,機械制造可以用更加高效、安全的方式完成設計制造過程,在計算機輔助設計的幫助下高效率和高安全性已經成為現今自動化機械制造的顯著特點。但是由于我國的自動化機械制造起步較發達國家晚,技術相對落后,導致與發達國家制造的產品在質量、可靠度方面都有很大差距,競爭力方面沒有優勢可言。國外的機械制造技術與自動化技術現在已經發展得很完善,目前正朝著智能、環保的方向發展,國內的企業在這方面還存在很大的差距。國內企業應該積極嘗試與國際接軌,目前有些企業通過加強與國際公司的交流或建立跨國公司,已經使自身的技術水平取得了長足的進步,機械制造的自動化程度也越來越高,縮短了與國外企業的差距。但是在最前沿的智能、環保領域還沒有跟上國際的步伐。這需要我國的企業改變發展理念以及國家相關政策的積極扶持,只有通過持續不斷的發展及投入,才能在這些領域發展出我國企業特有的競爭力。

2機械制造與自動化中的節能方法

機械制造與自動化的節能技術要涉及到從最初的設計到最終產品完成的各個環節,需要從多個方面統籌考慮:

2.1機械制造與自動化中設計階段的節能

在機械設計制造中,節能技術應該是首要考慮的事項,尤其是在設計階段。通常設計階段需要對整個系統進行總體規劃,在設計階段對節能考慮得周全與否以及規劃得是否合理,對于最終機械系統的能源利用效率有著決定性的影響。通常制造機械中最常見的部分就是發動機和液壓系統。設計發動機系統比選擇優良的排放系統,選用低油耗、低排放、低噪音和高效率的環保型發動機更為重要。這樣不但可以降低整個系統的能源消耗,還可以減輕排放系統的負荷。液壓傳動中最重要的是保持傳動液壓油的清潔度,精心設計的液壓系統是保障機械系統節能、高效和環保的重要環節。精心設計的液壓系統可保證油液中微塵垃圾、機械磨損物等雜質長時間保持在正常工作范圍,減少液壓元件故障率與磨損、延長常用液壓元件的使用壽命,降低液壓油的更換頻率,延長換油間隔時間,減少對周邊作業環境的污染。比如為了保證液壓系統的壽命,采用耐腐蝕、防老化、具備優良密封性能的進口優質膠管;設計過程中在可能的情況下盡量使用硬管,對只能使用軟管的部分可以設計液壓油回收裝置,以便在軟管破裂時能夠回收液壓油而不致對環境造成污染。機械設計過程實用化虛擬現實技術,成為設計初期的主要方式。計算機技術的長足發展使得機械制造和自動化的設計、優化和實際的使用結果都可以事先在計算機中模擬出來,這也是機械設計制造設計未來的發展方向。通過計算機模擬環境先將所要設計的系統建立虛擬模型,并賦予這些模型同現實中同樣的物理性質,使用計算機進行預先演算,尋找設計產品的缺陷。在這個過程中發現的缺陷可以直接修改計算機模型,然后重新演算,直到符合要求之后再進行生產制造。與傳統的設計流程相比,很多需要設計圖紙和樣品制造的環節都可以減少甚至完全不需要。這樣的設計方法可以縮短設計周期,減少生產過程中出現問題的可能性,由于成功率的提升,消耗資源環節的減少可以有效降低企業的成本,同時也能減少環境污染。

2.2材料的選擇和結構優化

機械設計制造過程中,選擇環保、可回收的材料是節約能源的一個重要方面。機械制造過程中一直固有的理念是:為了保證設備的使用壽命和功能,通常都是要選擇更好的材料或者是要采用更加厚重的結構。但是隨著進一步的研究,通過對各個構件的受力分析各個構件的受力特點,可以有針對性地對結構進行優化,降低材料等級或者減少使用量。比如受扭矩的圓柱狀結構,通過受力分析就可以發現承受的扭力都集中在圓柱的部分,圓柱中心位置受到的扭力很小,這樣就可以將圓柱簡化為空心結構,在能夠承受的扭力不變的情況下減少材料使用,減輕設備重量。此外,一些結構用零件一定要采用比較容易裝配和分解的大模塊化的結構設計。在選用材料的過程中應當優先選取可回收、易分解、能再生,而且在加工過程中不會產生對環境有害的“三廢”的材料以及其在報廢后對環境污染最小的材料。

2.3合理工藝的選擇

機械制造業中另一個重要的環節就是工藝和流程的選擇,這一階段如果可以對能量加以充分利用和回收則可以節省大量資源。傳統的制造工藝通常都是使用冷鍛與熱鍛。冷鍛的過程都是在低于回復溫度下進行,冷鍛可以保證尺寸精度,并且表面粗糙度好、勞動條件好、生產效率高,但是由于在加工過程中金屬的變形抗力大、塑性差并積聚有殘余內應力,需中間退火后才能繼續變形。熱鍛的溫度在再結晶溫度以上,這就需要對材料再加熱和采用相應的加熱設備。可以發現冷鍛和熱鍛都需要再加熱的過程,這就造成了能源消耗增加。與之相比,采用溫鍛工藝,制造過程在相對較低的溫度下進行,也不需要二次加熱到較高的溫度,可以節省大量的能源消耗。作為長遠的發展方向,制造廠應該同金屬材料生產廠商合作,將生產出來的材料直接熱送到加工車間,充分利用生產工序中的余熱,這樣既回收了材料本身的熱量,還免去了二次加熱過程,一舉兩得。

2.4設備運轉過程的節能措施

機械設備在制造完畢后,就是在運轉過程中的消耗能源,利用先進的完全智能化的管理系統,可以控制運轉過程中實時消耗的能量。智能化的管理系統可以控制大到整個生產線小到每個開關,通過各種先進的傳感器實施收集生產過程中的相關數據,動態地調節生產設備令其同生產負荷相適應,用最小的能源消耗來滿足生產需求。以制造業的一般生產線來講,通常只是某一部分的設備需要一直運轉,其他的部分設備是在需要的時候才使用。這些設備有的可以直接關閉,有的需要保持在待機的狀態,通過及時關閉不需要的設備并讓必須待機的設備運轉在最小消耗下,這就可以減少不必要的能源消耗,降低生產成本。

2.5機械運輸過程的節能環保

一提到節能環保,大多數人的思考角度多是從機械本身的改進上考慮,都忽略了設備在包裝和運輸過程中所消耗的能源。隨著制造工藝的進步,現在的機器越做越精細,工藝也日趨復雜,在運輸過程中如何能夠保證精密部件的完好成為運輸過程的首要問題。在運輸的過程中選擇合適的運輸方式、減少包裝的復雜程度以及包裝材料的選擇都是環保節能的手段。首先,機械設備的精密部件需要多層保護才能抵消在運輸過程中的磕碰和損壞。這就需要在設計環節就考慮到這一問題,盡量將精密的部件與其周圍的部件設計為一個整體,運輸的過程中將這個整體作為運輸單位,其周圍的構件自然成為了保護,這就可以有效地降低包裝的保護級別;其次,包裝材料的選擇。過度使用木板勢必會對環境造成危害,而使用傳統的紙板又不能達到保護的需要,聚乙烯包裝材料回收非常困難,焚燒又會造成空氣污染。相比之下,蜂窩紙板材料成為了理想的選擇,其蜂窩結構可以有效地降低機械在運輸過程中受到的損害,其生產和使用都對環境的影響較小,并且紙板回收和再利用也相對容易,是目前來講最環保、最具性價比的選擇;最后,運輸方式的選擇也應該注意節能環保,海、陸、空三種運輸方式各有利弊。海運雖然運輸的風險和成本比較低,但是耗時較長。陸路運輸的時間和成本都比較折中,但設備裝載困難,還有一定的風險性。空運安全、高效,但是價格昂貴,所以根據實際需求選擇最適合的運輸方式也可以達到降低運輸成本、節能環保的效果。

3結語

我國作為一個生產制造大國,每年的能源消耗量驚人。根據最近的統計數據,我國近幾年的年消耗的能源總量折合為標準煤都超過420000萬噸。其中消耗的能源大部分都是傳統的能源,在消耗大量能源的同時也對我國的環境造成了極大的破壞。雖然我們取得的進步有目共睹,但這絕不是可以持續發展的方式。能源危機的問題已經越來越凸顯,在短期還不能找到能夠替代傳統能源的大背景下,如何減少我國工業能源消耗、優化能源結構、充分回收浪費的能源是我們現在的重中之重。節能技術應該受到各行業的重視,并付諸實踐。大到宏觀的產業結構,小到每條生產線、每件設備都應該將節能、環保的理念貫徹到底。

作者:王小梅 田鵬 單位:長江師范學院機械與電氣工程學院

參考文獻:

[1]馬明.機械制造與自動化設計中的節能設計理念分析[J].科技創新與應用,2015,(11).

[2]張成磊,劉朝利.機械制造與自動化設計中的節能設計理念研究[J].科技風,2014,(7).

篇8

各行的發展帶動了經濟的發展,隨之而來的便是嚴重的能源浪費。在生產生活中,自動化和機械制造的結合,很好的推動了經濟的發展。現在人們面臨的是能源減少問題非常明顯,然而對能源的需求卻不斷增加,在機械制造中加入相關的節能技術已經成為了制造業發展的必要。所以在發展制造業的同時必須保護好環境合理的進行發展。

機械優化設計與節能的重要性

將節能環保引入到機械制造中去,是符合經濟、社會、環境長遠發展趨勢的。工業發展的過程中,能源不足是一個非常重要的瓶頸。怎樣在能源消耗比較少的情況下,發展好經濟,取得更快的進步,是工業發展的需要,機械制造業也是如此。在機械制造業中引進環保技術,真正做到環保,才能在保護環境的基礎上發展好經濟,推動工業發展,給人類創造更多的社會財富。

機械優化設計與節能的改進措施

選取發動機的時候盡量選擇低公害的

對機械而言,發動機是其系統中,影響環境最嚴重的部件。所以在選擇發動機的時候,應該選擇油耗比較低、排放少、噪聲低、效率高的水冷增加的環保型柴油機便能夠很好的減少給環境帶來的壓力,在發展經濟的同時維護好環境。

在設計液壓系統的時候,相關的防滲漏和清潔必須采取高效的措施

對于機械液壓轉動而言液壓油的實際清潔程度是非常重要的,所以在設計液壓系統的時候必須精心設計,從而達到去除油液中的雜質和微塵的目的,減少元件之間的磨損,避免出現故障,在減少換油次數的同時,保護周圍的環境。在港口機械中,液壓滲漏是非常普遍的污染方式,在進行液壓管路選材的時候,應該選擇一些抗腐蝕、密封性比較強并且封閉性比較好,防治老化的優質膠管;為了減少膠管的廢棄量,在設計的時候應該有意識的選取那些硬管。

三、機械制造中環保型材料的使用

(一)選擇可回收、再生的資源或者材料,從而減少資源的浪費和消耗

在機械制造或者材料選取的時候,為了達到環保的目的,可以選擇那些能夠分解、再生、回收的材料,還應該保證材料在加工的時候,不能夠產生大量的廢氣廢水廢渣。特別是在進行結構用零件生產的時候,一定要選取那些分解和裝配都比較容易的材料,從而保證機械化過程中材料的可再生率。

在進行設計的時候應該遵守重量輕、能耗低、壽命長的原則

對于機械生產而言,提高壽命能夠大大降低機械的報廢量和產量,減少了材料的消耗的同時也能夠減少其對環境的污染。此外在實際的時候,還必須考慮到怎樣更好的減少環境的負荷,實現機械以及其構件的通用性,所以在設計的時候還必須考慮到綜合性的問題,做好各方面的權衡,達到節能的目的。

在設計的時候,還應該考慮到零件報廢后的處理問題,盡量將成本降到最低

在進行自動化設計和機械制造的時候,最好不選去那些含氯橡膠、氟利昂、石棉以及樹脂的材料。若是那些零件不是主要部位的,則應該盡量采取非金屬的材料或者工程塑料,并且設計的時候,盡量使用那些環保效果比較好的新型材料,盡量減少使用重金屬。此外,在選取材料的時候應該充分考慮到零件報廢之后怎樣進行處理,盡量保證處理的能夠比較簡單、使用的處理費用比較少、給環境造成的污染也比較少。

合理的機械設計制作工藝保證節能

對產品的設計進行改進或者優化

1、對于設計而言,結構越簡單,設計起來越容易,并且越簡單制造的時候能耗便會更低。此外零件自身的結構和形狀也會對能耗有一定的影響,所以設計的時候應該對其進行優化,在保證功能的基礎上,盡量的做到對零件的簡化、對其結構進行優化,并且盡可能的減小體積。

2、根據實際生產的條件進行材料的選擇,在選擇材料的時候必須保證適應性的原則,根據機械的實際生產過程進行材料的選擇,盡量選那些能耗比較低的材料。

(二)在設計的時候注意工藝流程的能耗降低

對于相同的產品或者零件,在實際生產的時候可以采用不同的工藝,但是由于工藝的不同,能耗也會有所不同,選擇合理的工藝也能夠降低能耗,確保設備的運行載荷能夠達到最佳,減少浪費現象的出現,盡量在保證產品質量和效率以及經濟性的前提下,減少對能源的消耗,達到節能環保的目的。

加工方式必須選擇正確。零件的加工方式比較多,選擇加工方式的時候,應該考慮到現場的設備情況,選擇最合適的方式進行加工。比如說鍛壓的時候,可以采取熱鍛壓、溫鍛壓以及冷鍛壓的方式。其中溫鍛壓和冷鍛壓的方式利用能量的效率要比熱鍛壓高,但是冷鍛壓給環境造成的危害比較嚴重,所以在選擇的時候最好選擇溫鍛壓的方式。

工藝參數選擇必須合理。選擇好加工的方式以后,怎樣選擇工藝參數對于節能也是非常重要的。比如說加工余量和毛坯形狀的時候,那些階梯軸類的零件,選取毛坯的時候可以使用直徑棒料或者精鍛毛坯,但是二者之間消耗的能力卻存在很明顯的差別,所以應該進行綜合的考慮。

冷卻工藝選擇的時候注意節能。在機械制造以及自動化的時候會用到冷卻液,所以必須考慮到這個重要方面,最好不要采用油進行冷卻,會給環境造成嚴重的污染。

改進不合理的工序。在設計的時候,想要保證節能,還應該做好工序的安排,避免出現能源浪費的情況。

總結:

在經濟發展的過程中,機械制造和自動化發展的速度都很快,但是在經濟發展的同時,還必須考慮到能源的節約和環境保護的問題。能源危機已經出現了一段時間,并且解決起來也比較困難,所以在機械制造的過程中必須注意節能,在經濟發展的同時,保護好能源和環境。

參考文獻:

[1]趙勇,李樹平,趙丹.關于機械制造與自動化的研究[J].中國石油和化工標準與質量,2012(10)

篇9

Abstract: with the rapid development of city construction, construction industry also got at breakneck speed, and then bring energy consumption of the increases year by year, the huge energy consumption, has become a huge burden of the national economy. Accordingly, the construction industry overall energy saving is imperative. As the whole project leading link, the energy conservation of the building design is imminent.

Keywords: building energy efficiency design

引言:在國家大力提倡節能環保的大背景下,節能與環保已經成為建筑設計未來發展的大趨勢。近年來,隨著國家經濟的發展,人們生活水平提高,住房條件不斷地改善,居民住宅紛紛進行裝修改造,居民裝修不僅要考慮美觀舒適,還要在考慮到設計的個性的同時,兼顧以人為本環保與節能的室內設施的設計和運用。

一、建筑節能設計理念

1、節能能源資源:減少建筑材料生產運輸過程中的能耗――就地取材,生產節約型材料。

在建筑設計過程中,一方面要注重使用過程中的節能,另一方面還要考慮蘊含在建筑材料本身中的能源消耗量。在滿足建筑的使用功能和結構安全的前提下,應盡可能地選用生產能耗低的建筑材料,回收利用率較高的建筑材料。在材料的選擇上也應該盡量就地選材減少運輸過程中的能耗和污染。

2、以合理的設計達到建筑建造過程中材料的節約

在建造的設計過程中,在滿足結構要求的基礎上節約材料,充分發揮材料的性能,例如結構工程師可以根據經驗和計算使鋼筋滿足最小配筋率的要求下盡量減少鋼筋的用量,在水泥中添加一些添加劑減少水泥的用量,另外還可通過建筑體形設計達到節能效果,如平面布局、平面形狀、進深、體形系數、表面面積系數、長寬比和朝向,合理設計建筑的墻體、門窗、屋頂、熱緩沖區及有效遮陽,提高護結構的保溫隔熱性能,也對建筑材料的節約有著重大意義。

3、充分利用自然資源以達到節約能源的目的。

太陽能的利用:設計太陽能住宅。光熱轉換是人類直接采集太陽光能量的方法。轉換裝置,基本上分為平板式集熱器和聚光式集熱器兩類。因此可以利用陽光直接射在黑色粗糙表面上變熱設計出太陽能住宅,另外還可以利用反射鏡或透鏡聚光產生熱原理,在屋頂上裝上薄鐵皮制成的集熱板上,當集熱板被曬熱,光變成了熱。當空氣從集熱板下面流過,就可以把熱量帶走。需要時可通過風道,送到房間里取暖。 太陽能住宅的另一優點是光電轉換。就是通過光電器材,將太陽能直接變為電能。最通常的光電器材是硅電池。其原理是硅晶材料在光的照射下釋放電子,這就是光電效應。在計算器、收音機、汽車上都能用這種硅太陽能電池。

二、整體及外部環境的節能設計

建筑整體及外部環境設計是在分析建筑周圍氣候環境條件的基礎 上,通過選址、規劃、外部環境和體型朝向等設計,使建筑獲得一個 良好的外部微氣候環境,達到節能降耗的目的。

1、合理選址

建筑選址主要是根據當地的氣候、土質、水質、地形及周圍環境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設計中,既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環境,為建筑節能創造條件,同時又要不破壞整體生態環境的平衡。

2、合理的規劃和體型設計

合理的建筑規劃和體型設計能有效地適應惡劣的微氣候環境。它包括對建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。像蒙古包的圓形平面,圓錐形屋頂能有效地適應草原的惡劣氣候,起到減少建筑的散熱面積、抵抗風沙的效果;對于沿海濕熱地區,引入自然通風對節能非常重要,在規劃布局上,可以通過建筑的向陽面和背陰面形成不同的氣壓,即使在無風時也能形成通風,在建筑體型設計上形成風洞,使自然風在其中回旋得到極好的通風效 果,達到節能的目的。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向,夏季能利用自然通風并防止太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設計應考慮多方面的因素,建筑受到社會歷史文化、地形、城市規劃、道路、環境等條件的制約,要想使建筑物的朝向均滿足夏季防熱和冬季保溫是困難的,因此,只能權衡各個因素之間的得失,找到一個平衡點,選擇出這一地區建筑的最佳朝向和較好朝向,盡量避免東西向日曬。

4、建筑的體形與建筑節能

(1)控制體形系數。體形系數系指建筑物與室外大氣接觸的外表面積(不計地面)與其所包同的建筑體積之比。體形系數越大,說明單位建筑所分擔的熱散失面積越大,能耗就越多。有研究資料表明,體形系系數每增加0.0l,耗熱能指標約增加2.5%,一般宜控制在0.30以下。建筑體形系數還與建筑物的體形是否規整及建筑物的體量大小有關。一般來說,控制或降低體形系數的方法有:減少建筑面寬,加大建筑進深;增加建筑物的層數;加大建筑物的長度或增加組合;建筑體形不宜變化過多。

(2)控制表面面積系數。從獲取更多的日照輻射,降低耗能的觀點來看,表面面積系數越小越好。從節能意義來說,長軸朝向東西的長方形體形最好,正方形次之,而長軸朝向南北方向的長方形體型的建筑節能效果最差。

三、住宅屋面的節能設計

在建筑物受太陽輻射的各個外表面中,屋面是接受太陽直射時間最長的部位,因此受輻射得熱也是最多的,相當于東西向墻體的2~3倍,所以它的保溫隔熱也顯得尤為重要。保溫隔熱的材料宜選用密度大、導熱系數小、憎水或吸水率較小的材料(如膨脹型泡沫聚苯板)。采用倒置式屋面將憎水性保溫材料設于防水層上,可有效防止傳統屋面構造中防水層容易老化從而影響保溫隔熱效果的問題。此種方法施工簡易,可廣泛采用。

另外,利用屋頂種植花卉、灌木(如彩葉草、三色堇、麥冬草等)形成生態型屋面,既可阻擋熱源,減少溫室氣體的排放,達到保溫隔熱,又可美化環境,改善城市氣候,做到一舉兩得。種植的土壤在吸水飽和后會自然形成一層憎水膜,可起到滯阻水的作用,有利于屋面的防水,而且土壤導熱系數小,有很好的熱惰性,不隨大氣氣溫驟然升高或下降而大幅波動,有利于屋面的保溫隔熱。同時,在屋面蓄水,形成蓄水型屋面,也是節能屋面的有效措施。利用水蒸發可帶走大量的熱,從而有效減弱屋面的傳熱量和降低屋面溫度。據測試,蓄水、種植屋面土壤表面溫度與一般屋面表面溫度比較,溫度可低27℃。此外,采用平坡屋頂結合的構造形式,在屋面保溫隔熱層上做架空層,通過空氣流通來散熱也是個不錯的辦法。

四、總結

綜上所述,必須做好建筑的節能設計,只有這樣,才能降低整個建筑工程過程中的能源消耗,進而提高建筑的整體效益,實現人、建筑、環境與經濟、節能之間的最佳結合。

參考文獻:

篇10

Abstract:

Mechanical manufacturing is the high energy consumption of the industry, and in the process into energy saving design concept is a certain practical significance. In the mechanical energy conservation idea mainly introduced in the link shall be from three aspects, namely the optimization design, rational choice materials, to improve the process, only by energy conservation idea into the three crucial link to achieve all energy saving, energy saving and emission reduction to the purpose.

Keywords: design optimization system optimization rational choice materials reduce environment load perfect process optimization process

A mechanical design and optimization, energy saving

1, try to choose low public nuisance engine. The engine is engineering machinery all system of environment impact the biggest parts, with low oil consumption, low emissions, low noise, high efficiency of environmental protection can decrease the turbo diesel engine cooling water to the environment of the load.

2, hydraulic system clean and leakage and system of high efficiency and energy saving design, and maintain the purity of the hydraulic oil transmission of engineering machinery hydraulic transmission is very important, so elaborate design engineering mechanical hydraulic system is necessary, so that it can remove the oil of garbage, dust mechanical wear impurity content, reduce hydraulic components failure and wear, prolong the service life of the commonly used hydraulic components, reduce the hydraulic oil change frequency, extend changing oil time interval, and to reduce the pollution of the environment surrounding homework. Hydraulic system of the surrounding environment of leakage pollution is port machinery operation of universal, hydraulic pipeline using corrosion resistance, prevent ageing, good seal performance of high quality imported hose is necessary; In order to reduce the amount of damage hose abandoned, design should be in May try to use under the condition of hard tube; In the process of design can use the hose and easy to break out when the oil and environmental pollution.

3, environmental protection safety concern the roof of the cab type design. S is a champions league group has a subordinate tianma and west river two port area, which is a state port tianma port, specializes in domestic coastal and inland bulk cargo and domestic trade container transportation, having port production machinery supporting door crane 4 sets, the biggest hoisting capacity 45 t, container crane forklift truck, trailer, positive, tractor, lift machine and so on more than 60 sets. These devices, such as using uv radiation to the glass full seal integral, the damping noise reduction processing "safe environmental protection" cab, indoor configuration no environmental protection air-conditioning and heating, and design crane and forklift truck, trailer, tractor cabin to ensure the safety of the pilot; Make full use of ergonomics design principle, such as the driver seat can comprehensive regulation, function integration of single control handle, adjustable to drive, automatic shifting device, electronic monitoring and fault diagnosis system, again complementary with reasonable and beautiful color is tie-in, can greatly improve the driver working environment, relieve fatigue, improve operation efficiency.

Second, the use of environment-friendly materials and energy saving

1, design make use of renewable, recyclable materials and resources, reduce the consumption of resources. In the mechanical material selection, should choose recycling, easy to resolve, can regenerate and in the machining process won't produce harmful to the environment of "three wastes" material, as the mechanical parts of the material. Especially with some structure parts have to make use of the easy assembly and the decomposition of the modular design of the structure of large, and as far as possible use of non-toxic materials, improving engineering machinery materials regeneration rate.

2 in the design, make the best of the long life, low energy consumption, the design principle of the light weight. Usually come to see, to extend the service life of product is to reduce the production of machinery production and scrap amount, this undoubtedly reduces the consumption of raw materials; Reduce the energy consumption of the product is also reduce the pollution to the environment; Reduce the weight of the product of course reproduction reduced the material resources consumption. In addition, in the design to consider reducing environment load level, let design conforms to the general standard, realize the versatility mechanical components, so the design of comprehensive consideration from the specific function of design object, and the structural strength, size, material selection of standard comprehensive measures, so as to realize the energy saving goal.

3, try to consider using a low environmental protection load, and ensure that parts of the minimum disposed handling pollution, the comprehensive cost minimization of the material. In the design of mechanical manufacturing do not use freon, chlorine rubber, resin and asbestos materials. Such as the main parts of the parts should be tried to the engineering plastic or nonmetal material as far as possible in the design, the development and use of new type of environmental protection material, but also reduce the use of heavy metal. In addition, in the material choice to consider to scrap parts after the treatment process, do deal with simple, low cost, low pollution and other environmental protection requirement. The dismembered, such as broken parts simple or meet burned or recycling.

4, comprehensive public welfare benefit maximization

In my company as an example, the company is part of the tianma group s crown for a state freight port area, tianma port is the new will focus on the development of public freight port area, and the port of total about 1800 meters long and plan stage gradually construction. The land area of area of 128000 square meters, with 5000 tonnage pier berth two, 500 tons (/ a, quay line is 323 metres long, wharf apron-8.84-m depth, design in goods throughput capacity of 860000 tons, of which 100000 TEU containers. A port two of warehouse, a total of 4608 square meters; Container yard more than 50000 square meters, break-bulk yard of more than 20000 square meters, the production capacity of the mechanical equipment to of course he is a huge Numbers. So port area can be seen as a variety of mechanical densely populated areas of existence, the management of mechanical if as far as possible much choose comprehensive environmental protection equipment so to the port energy saving, cost reduction, environment effect is a most favorable measures.

Three, the reasonable design process ensure the energy

1, optimization or improving product design

(1) had mentioned in front of the design optimization, visible in general, the more simple agency, the product involves the less parts in manufacturing process to reduce energy consumption. In addition, parts of the shape of the manufacturing process for itself the energy may also be affected. So should play the role of the parts design optimization, which ensure the basic properties of the product, as far as possible simplified parts, reducing the volume, optimizing the structure of the product to reduce number of parts.

(2) according to production conditions choosing reasonable material, in front of the expression of the materials have detailed the principle of selection and implementation of purpose, here again the adaptability of the materials, namely consider practical production process different materials to the energy consumption to choose the difference of low energy consumption of materials.

2, the design process of the low energy consumption

For the same kind of parts or products, in actual production process can adopt different technology processing, but different processing technology of energy consumption is different, the design of the reasonable processing technology can reduce the volatility of the load process, namely using reasonable technology designed to let the equipment to achieve optimum operation load, try to let the equipment is full load operation, and avoid the waste of energy. So in order to ensure the production efficiency and manufacturing quality and economy, premise, reduce the energy consumption of manufacturing process.

2.1, choose the correct processing mode. In a part of the many kinds of processing manner, should choose to suit the best processing methods field equipment. For example: forging press, can be cold forging press, temperature forging press, hot forging press. One cold forging and temperature of the efficiency in the use of energy in higher than the hot forging press, but cold forging process requirement often causes harm the environment, so the temperature forging press will better than cold forging and hot forging.

2.2, choose reasonable parameters. In determining the processing mode, the right process parameters of energy saving is another important factors, such as blank shape and machining allowance, etc. Like in the diameter of the ladder is large shaft parts, can use diameter rod materials, blank, also can use precision forging a blank, but in the preparation of blank energy use but are very different, so should be taken into account, the optimized selection.

2.3, choose the energy saving of the cooling process can be. In the mechanical process generally need to use cooling fluid, so in the processing of the choice of cooling fluid technology is the energy saving of the key consideration level. In principle, should use less as far as possible or not oil cooling.

2.4, on the reasonable process design and improvement. In energy saving design, not only to the correct choice of reasonable energy saving technology, also should be arranged reasonably processing operations. For example: commonly used to port machinery in the production of cold rolled sheet, because the cold rolling process, steel plate to withstand more than seventy percent of the plastic deformation, the crystal organization extensions for fibrous, and extreme sclerosis, and therefore must be after annealing processing, can suitable for complex forming.

References:

[1] LiYiRui. Engineering machinery new technology development trend [J]. Mechanical manufacturing and automation, 2009, ()

[2] WangYuLing. Engineering machinery green design and manufacturing technology research [J]. Engineering machinery, 2009, (01)

[3] WangKan. Green concept engineering machinery design of the application [J]. Engineering machinery, 2010, (02).

篇11

機械制造與自動化是工業發展的重要成果,鑒于工業產品在現代社會生產生活中的重要作用,將節能設計理念應用其中十分必要。近年來,全球環境的惡化引起了各界的廣泛擔憂,節能設計一方面能夠降低消耗,提升企業經濟效益,另一方面也有利于控制溫室氣體排放,逐步實現社會發展和環境保護的和諧。就節能設計理念在機械制造與自動化中的應用進行分析有一定的實際意義。

1機械制造和自動化產業發展現狀簡述

隨著我國國民經濟的不斷發展,機械制造業已經成為我國產業結構中非常重要的組成部分。當前,機械制造業隨著科學技術的不斷發展,已經向著自動化方向演變。通過自動化技術,讓機械制造工作效率得到了提升,從本質上促進了其行業發展的整體水平。從另一個層面上來分析,機械制造業的發展過程,還沒有完全實現轉型。無論從制造技術還是能源消耗來分析,都呈現出較為陳舊的發展模式。當前全世界的能源已經出現了緊缺的問題,世界各國對于節能理念非常關注。為了能夠促進機械制造行業的轉型發展,需要將節能設計理念融入機械制造與自動化設計當中。通過節能環保技術來降低機械制造及自動化行業的能耗,提升機械制造及自動化的高效性的同時,還可以促進產業競爭實力的穩定增長,最終實現機械制造及自動化的長久發展[1]。

2節能設計理念在機械制造與自動化中的應用

2.1在機械優化設計中的滲透

①合理選擇環保型發動機。機械設備在運行過程中,能源消耗非常大,主要原因是機械設備中發動機造型的不合理性。此外,發動機作為其設備的關鍵組件,會排放大量的污染性物質,同時還會產生非常大的噪音。無論是對設備應用企業還是周邊人群的健康,都會造成一定的影響。所以,在進行機械設備發動機設計過程中,需要制造低排放且噪音小的發動機,讓其機械設備可以實現第一個環保目標;②節能設計理念在液壓系統和防滲漏系統設計中的滲透。機械制造及自動化工程中,液壓系統可以為整個機械設備的穩定運行提供保障。為了能夠提升液壓系統的性能,降低系統的能源消耗,在進行系統設計時,必須要關注液壓元件和除液油環節設計。通過這樣的優化設計,可以很大程度上減小機械元件的磨損,從而降低機械設計的故障率。由于機械元件磨損的減少,與傳統元件相比其微塵雜質會得到最大化的改善,讓其液壓元件使用壽命得到了提高。同時,通過優化設計,液壓油無須經常性更換,從環保角度來分析,可以減少液壓油對環境的污染。此外,傳統機械設備經常會出現液壓油滲漏的問題。因此,為了防止出現液壓油滲漏造成對環境的污染,在進行防滲漏系統設計時,應該重點從其使用量以及防滲透漏性能來進行綜合考慮,從而實現節省液壓油,以及提升防滲漏性能的目的;③節能設計理論在工程機械駕駛室設計中的滲透。許多大型的機械設備都需要有專屬駕駛室來進行操作。在對其駕駛室進行設計時,可以選擇防紫外線輻射玻璃來對機械設備運行過程中產生的輻射進行阻擋,確保工作人員在一個良好的工作環境中開展工作[2]。

2.2在選材方面進行結構優化

在針對機械制造當中,選材方面也是節約能源的重要途徑。選擇環保且可回收的材料對于制造而言,不僅可以實現設備的科學化,還可以達到最佳的設計理念。在傳統的機械制造過程當中,固有的理念就是為了達到的使用壽命,開發更多的功能,通過選擇更為優質的材料或者打造更加厚重的結構來實現延長機械的使用年限。隨著科技的發展和進一步的研究,對各個構件的受力分析,能夠合理性的針對結構進行優化設計,以達到降低材料等級或者是使用數量的目的[3]。

2.3優化機械的加工工藝流程

在機械零部件的加工方式中,應當選擇合適的方式為其加工,這樣可以避免資源浪費。合理的設計加工工藝可以減少加工載荷的波動,實現機械在全工況內良好運轉,而任何超負荷和不足負荷的情況都是對能量的浪費。這就要求在加工過程中可以通過選擇最佳的加工方式來實現機械的最佳狀態。比如鍛壓,可以是冷鍛壓、溫鍛壓、熱鍛壓。其中冷鍛壓和溫鍛壓的能量利用效率高于熱鍛壓,也利于機械材料發揮其最大功用,在具體選擇鍛壓方式的時候也要結合當前機械生產的目標與實際運行的環境來決定。

2.4設備運轉過程中的節能

在完成機械設備的設計和制作之后,實際的應用和運轉過程中也會消耗較多的能源,所以需要使用更加先進、智能的管理系統,降低設備在運轉時消耗的能源。應用智能化的管理系統,可以對整個生產線中的任何一個部分進行控制,然后使用先進的傳感設備,對生產過程中產生的數據進行完整的收集,將生產設備調節到相適應的負荷下,用最小消耗滿足最大的需求。比如在制造業中,部分設備都是在不停地運轉,而其他的設備都只是在需要的時候才運轉。對于需要關閉的設備應該及時的關閉,而需要保持待機狀態的設備應該保持最小消耗,減少不必要的能源消耗[4]。

3結束語

總而言之,隨著節能理念在全世界范圍內的不斷深化,人們的節能環保意識得到了提高,并將理念廣泛應用到了各行各業中。機械制造與自動化行業,本身屬于高能耗行業,為了能夠順應時展需求,加快產業的快速轉型。需要在機械制造與自動化設計中滲透節能設計理念。并在其理念的指導下,可以大幅度降解行業對資源消耗量,促進機械制造與自動化行業的良性發展,提高制造業總體發展水平。

參考文獻 

[1] 凌云.機械設計加工中存在的問題探究[J].冶金叢刊,2016,(4): 96-97. 

[2] 杜巖,劉政宏,易智濤.機械制造與自動化設計理念研究[J].南方農機,2017,(6):41-43. 

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一、建筑節能設計的必要性

隨著對傳統能源地不斷開采與利用,天然氣、石油、煤炭等能源的使用日益緊張。我國的能源問題不容樂觀,主要表現在:(1)人均占有量低。(2)能源結構較為單一,以煤為主。(3)能源在地域方面分布不平衡。(4)能源的利用率不高。[2]

目前,我國城市化進程不斷加快,建筑能耗不斷提升,已經達到社會能源總耗量的百分之四十五。我國現有四百多億平米的建筑面積,且以二十億平米的面積不斷遞增。原有的以及新建的建筑大部分屬于高能耗建筑,如果不對建筑節能設計標準進行提高,那么能源耗用問題將成為一個嚴重的社會問題。所以在建筑行業中實行全面節能是有理論基礎與實際必要的。這方面我國需要參照國外的許多節能建筑理念,無論是德國郵政大樓利用水循環發電,英國格林威治新千年村利用熱能和電能合一的供應系統,還是澳洲的屋頂綠化及廢水回收設備都體系了他們對“綠色節能”理念的重視。正如設計師登斯特對其設計的未來社區BedZED所形容的那樣:“未來的社區應該是一個全方位永續發展,未來的生活方式需要高生活品質、零排放、零廢棄物、低能耗、生物及能源多樣化。”未來的城市及建筑設計需要將陽光、空氣、水、廢棄等充分利用起來,而不是總依靠那些不可再生的能源,節能與建筑的結合才是未來建筑發展的方向。

二、建筑設計中節能設計理念的實施

節能設計是建筑設計的重要組成部分,作用是從源頭上減少能源的浪費。

1.建筑整體及周邊環境的節能設計

建筑整體及周邊環境的節能設計是指通過對建筑所處的環境進行綜合分析,從而確定規劃、選址、外部環境等方面的設計,使得建筑本身能夠與周邊環境很好地契合。建筑的選址是一項復雜的工作,要綜合考慮氣候、地形、水土等諸多條件。不僅要為建筑的節能提供便利,同時還要滿足另一個要求,即不破壞當地的生態平衡。

建筑選址這項工作完成后,應該重點研究其所處的周邊環境,以此來實現建筑的節能,具體的措施有:植樹造林。不僅能夠遮擋風沙、凈化空氣,而且在降低噪音、遮陽等方面也有明顯效果;設置人工水面,作用有:防風沙、平衡溫度、方便給排水。

建筑的整體規劃和體型設計,包括以下幾個方面:建筑的整體體量與形體組合;建筑體型;建筑朝向(日照)。在草原地區,蒙古包式樣的建筑有圓形的平面以及圓錐形屋頂,所以具有有減少散熱、抵抗風沙的優點。在沿海地區,人們更看重通風對節能的應用,建筑在體型設計方面更利于風洞的形成,因而通風效果良好,從而收到了節能的效果。在選擇建筑朝向時,應該遵循如下原則:冬季,日照充足,避開主導風向;夏季,防輻射,充分利用自然風;避免東西向日曬。[3]

2.單體的節能設計

單體的節能設計包括三大部分:建筑的節能構造設計;空間的分隔設計;節能材料、設備的選用。

(1)建筑的節能構造設計

屋頂的節能設計。和屋頂有關的節能方法有:給屋頂一個合理的坡度;對屋面進行保溫隔熱的設計。例如德國巴斯夫的“三升房”,其以每年每平米消耗的采暖耗油量不超過三升而聞名于世,“三升房”對屋頂的節能重視就是一個典型,其對太陽能電池板極為器重,這也是整個建筑的屋頂,建筑屋頂利用這些太陽能板吸收太陽光,用于發電,這些電能會進入市政點網,用發電得到的收入填補建筑供暖的費用。

樓板層的節能設計。可以將循環水管鋪設在樓板層的中空結構中,冬季,用熱水循環取暖;夏季,用冷水循環降溫。

建筑墻體的節能設計。建筑墻體在進行節能設計時,要充分考慮保溫、防潮、隔熱等方面的應用。如在氣候嚴寒的地區,可以采用夾心墻體的設計。

建筑門窗的節能設計。根據調查研究顯示,門窗是建筑耗能的一個重要途徑。門窗的節能設計可以從以下幾個方面著手:建筑朝向不同,墻窗在面積上的比例亦應有所不同;窗戶的遮陽設計;門窗便于自然通風;嚴寒地區,門窗要有防寒功能;門窗的材料性能要好。

圍護結構等細部的節能設計。俗話說,千里之堤潰于蟻穴,所以不要忽略細部節能對整體節能的影響。細部的節能設計一般包括以下幾個方面:對陽臺、雨罩、附壁柱、凸窗等部位采用隔斷熱橋以及保溫的措施;對墻壁以及窗口外側保溫處理;用保溫材料填充一些重要的縫隙,如門與墻體之間。

(2)空間的分隔設計

不影響建筑使用功能的前提下,將建筑內部空間進行分隔設計,從而收到保溫、通風、采光等良好效果,實現節能的目的。例如,在寒冷地區,將使用頻率不高的房間置于建筑北側,形成一個對冷空氣的緩沖區,從而保證常用房間的舒適性以及整體建筑的節能性。

(3)節能材料的選用

節能材料的合理選用是實現建筑節能的重要組成部分。材料的選用原則如下:節能、高效、經濟、健康。如今,隨著經濟、科技的飛速發展,越來越多的新型材料得以應用,節能效果穩步提升。如門窗安裝新型透光隔熱玻璃,可以收到很好的透光隔熱效果。[4]

三、全面提高我國建筑設計中的節能設計水平

同世界上一些發達國家相比,我國建筑節能設計還存在很大的不足,在面對機遇的同時,也將接受嚴峻的考驗,因此有必要全面提高我國建筑設計中的節能設計水平。可以從以下幾個方面入手。

1.加強節能方面的法律約束

我國建筑節能還屬于探索階段,相關方面節能的改造工作量很大,需要人力、物力以及資金的大量投入。為了保證資金的安全性、最大利用率,有關部門應該制定相關的法律法規對其進行約束,積極引導建筑各個階段的進行以及節能工作的開展。

2.尋求新能源的開發

石油、煤、電是我國建筑消耗的主要能源,占比分別為百分之五十、百分之十、百分之四十。我國大型公共建筑消耗的能源中有百分之九十屬于非再生資源,對新能源的開發利用幾乎為零。為了避免對非再生資源的過分開采,我國有必要加大對新能源的開發力度,這些新能源包括太陽能、風能、地熱能等。一直以來,我國都存在著廣泛的天然能源,有關資料顯示,我國陸地每年接收到的太陽輻射總量為3.3*1.3~8.4*1.6KJ/(m2·年)之間,相當于2.5*1.4億t標煤。我國青海、、新疆、內蒙古以及寧夏等地區的總日照及總輻射量非常驚人,太陽能資源十分豐富,而東部、東北部及南部等地區則為資源中等區,因此在建筑設計中,這些地區可以加強對太陽能的利用,以實現在資源節約的基礎上為建筑提供水電、暖氣和熱水等。例如深圳振業城,就是太陽能有效利用的典型案例,深圳振業城有近500套別墅住宅,其在屋頂設置有能大量吸收陽光的太陽能板,截至目前,該建筑耗能占深圳整體耗能的1/3,按照一般的消耗量來計算,每戶每年可以節省大約3200元左右,即70年就可以節約22萬元之多,想來是十分驚人的。因此,開發及推廣新能源是十分必要的。

3.加大科學研究投入力度

建筑節能工作的開展離不開科學研究的指引,這是世界各國在發展過程中總結出的經驗。諸如太陽能等新能源在建筑領域的應用,離不開科學家、工程師、建筑師的同心協作。當前,我國研究建筑節能的機構或者隊伍規模較小且比較分散,難以發揮出團隊的優勢,實際成果及其有限。我國應該加大對此類機構的支持力度,比如制定有利的政策,提供人力、物力、財力支持等。這樣才能有效促進我國建筑節能事業的飛速發展。

4.從思想的高度,確立節能意識

當前,對建筑節能宣傳的力度是不夠的,民眾普遍缺乏對建筑節能的深刻認識與了解。建筑節能符合可持續發展的科學理念,是有利國家,有利社會,有利民眾的大好事,我們應該擴大建筑節能的影響,營造一個和諧的社會氛圍,調動人們的積極性,從思想的高度確立節能的意識。[5]

四、結論

我國對能源的消耗十分巨大,降低建筑能耗,發展生態建筑是目前的當務之急。建筑節能設計是降低建筑能耗的有效途徑,在經濟上也具備可行性,所以相關工作者應該結合當地的法規政策、自然條件,不斷發掘建筑節能設計的潛力,提高人們的生活水平,這是一件“功在當代,利在千秋”的大事。

參考文獻

[1] 張甜甜. 建筑節能設計的意義與措施[J]. 山西建筑. 2011(19).

[2] 黃剛. 淺析建筑節能設計的方法與對策[J]. 山西建筑. 2010(34).

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一、實行節能設計意義重大

(一)建筑能耗日益嚴重

目前,在我國的能源消耗中,建筑能耗的比重日益增大, 70年代的建筑能耗僅占10%,如今已經接近30%。建筑能耗的比重在一定程度上可以反映一個國家的發展水平。

(二)我國建筑節能相對落后

我國自恃擁有豐富的能源資源,所以沒有認識到節能技術的重要性。因此,與發達國家相比,我國的建筑節能水平非常落后。例如,在采暖地區必須要設計圍護結構,從熱量的傳導的角度看,我國落后西方發達國家很多。

二 降低能耗的設計理念

(一)減少能量損失

建筑物自身的能量散失也是能耗產生的一個方面,為了降低這種損失應該選擇環保、高效、經濟的包圍材料以及先進的建筑技術,從而,使建筑物的整體保溫效果和圍護結構的密閉性能得到有效提高。因此,外窗的材料可以選用透光材料,例如鍍膜玻璃、中空玻璃等,這樣可以使外窗的隔熱性能以及保溫性能得到改善。

(二)開發新能源

降低建筑能耗,進行節能環保設計,既要考慮減少建筑物的能量損失,又要從開發新能源方向著手,可以利用地熱能、太陽能、風能等對建筑物的采暖、熱水供應、空調等進行設計。如太陽能的獲取是通過設置在屋頂上的吸陽板獲得的,可以用來向室內輸入冷、熱風,還可以供應熱水。

三、建筑節能設計應用分析

(一)合理規劃建筑

影響建筑節能的因素很多,要綜合考慮,如建筑的體型、間距、方位、體量以及配套的綠化等,明顯改善熱環境。考慮建筑的平面布局時,必須考慮建筑的朝向問題。一般來說,冬季,要防止冷風吹進室內,同時保證有足夠的陽光射入;夏季,需要通風環境良好,同時盡量避免陽光直射。所以,從熱環境和節能的方面考慮,建筑物應該坐落在南北方向,東西走向則不宜,但是,在某些實際情況中,條件不允許采取南北方向時,應該將主房間設計成冬季背風,或者有陽光射入的位置,這樣可以使圍護結構的熱損失顯著降低。另外,建筑間距對降低能量損失的影響也是不可忽視的,必須確保在采暖季節,太陽輻射南墻面積不會減少。

從氣候與建筑體型之間的關系考慮,通常能源的散失與建筑物的表面積有關,表面積越小,能源散失越小。因此,從理論角度出發,應該使建筑物表面積適當減少,從而控制建筑體型系數,通過加大進深,或者減小建筑面積,增加組合體,有效降低日照熱的量。然而,從另一個角度考慮,建筑物表面積加大的話不僅可以增加自然通風量,同時還可以增加建筑物的采光量,可以有效降低建筑物對照明以及冷房空調的依賴。因此,以上兩者是矛盾共存的,在進行節能設計時,必須科學細致考察建筑物的使用要求,優先考慮能夠對建筑物產生較大影響的因素。除此之外,一些研究顯示,“十”字形外觀是最佳的節能設計,這種樓體不僅可以確保自然光照明效果良好,而且可以達到減少能量散失的效果。與其他建筑類型的外形和平面設計比起來,“十”字形建筑能夠節能5%以上。

從綠化配置的角度考慮,建筑周圍的自然環境可以影響周圍的微氣候,樹木花草的種植,不僅能夠美化環境,愉悅心情,而且對節能的效果顯著。通常情況下,種植樹木的選取要遵循一定的原則,如盡量選擇長的比較高,枝葉伸展較寬,夏季生長繁榮,冬季樹葉凋零的喬木。在夏季,這種樹木能夠遮擋陽光,有效降低環境溫度,從而減少空調的能耗,在冬季,樹木葉子掉落之后,室內能夠有陽光直接射入。在國外,游泳池常常被設置在建筑物里面,這種設計有很多優點,在夏季,可以擁有濕潤涼爽的室內環境,在冬季,水面可以反射陽光,使其進入室內,從而獲得更多的太陽能。除此之外,還可以對地面首層進行架空設計,這種設計可以避免破壞建筑物周圍的自然表土;一些透水磚的透水率較高,可以配合綠地在地面進行鋪設,能夠達到降低建筑物熱島效應的目的。

(二)科學設計圍護結構

通常情況下,建筑物能耗的主要來源有兩個,即建筑物圍護結構的冷風滲透和熱傳導。其中,整個采暖的耗熱量主要取決于建筑物圍護結構的熱耗,因此,要想減少建筑能量的損耗必須保證圍護結構的保溫熱性能良好,保持室內環境舒適需要一定的能量,圍護結構設計合理可以使所需的能量降低。一般說來,圍護結構的節能設計主要考慮以下幾個方面:

1.墻體。建筑物的墻體是圍護結構的主體,它主要用來隔熱、防水、保溫以及承重等。承重結構的設計是否合理是建筑節能設計的關鍵,在節能工程造價中,對承重結構進行布局的費用占很大比重。我國主要采用實心粘土磚作為墻體材料,這種材料是通過增加砌筑厚度來達到保溫效果,這對能源以及土地資源均浪費巨大,通常情況下,要同時達到隔熱與保溫的效果僅靠一種墻體是不能實現的,所以應該越來越重視空心磚墻和相應的復合墻體技術的應用。目前,節能墻的主流就是復合墻體技術。這種技術是以磚或者鋼筋混凝土為承重材料,同時與巖棉、礦棉、加氣混凝土、聚苯乙烯等絕熱材料復合。

2.窗戶。窗戶在建筑中的主要作用是采光和通風,同時它也對隔熱、隔聲、防火以及保溫等具有一定的圍護作用。窗戶是一種輕質構體,在建筑耗能方面,對其性能的改善還是比較薄弱的。對于普通的單層玻璃窗來說,它的能耗占的比例很大,可以達到整個建筑物冬季保暖或者夏季降溫能耗的50%以上,所以建筑節能設計中窗戶的絕熱性能是一個重點。主要從以下幾個方面考慮:第一,合理控制不同朝向的窗戶的窗墻比,避免大窗開在東西方向,提高窗戶的遮陽作用;第二,選擇玻璃時要考慮空調的價格以及相關的制冷和采暖費用,以玻璃的太陽能導熱性和阻隔性能作為考察依據,比較窗戶的節能效果,選擇低輻射玻璃、中空玻璃以及熱玻璃等,同時保證玻璃的氣密性;第三,在窗外貼一層透明的聚酯膜,利于節能。

3.屋面。關于屋面的節能措施,通常從以下幾個方面考慮:第一,選擇保溫材料時要選擇導熱系數較低、密度較小的,有效控制屋面的厚度以及重量;第二,盡量不選擇容易吸水的材料,否則進行屋面防濕時,保溫層會大量吸水,造成保溫層保溫效果不理想,若在實際操作中,選用了吸水率較高的材料,應該設置排氣口進行排氣,排除保溫層內的水分。除此之外,近年來,屋面節能也開始使用高效保溫材料,還可以通過改變鋪放方式,防止陽光暴曬,從而有效防止屋面衰老。

(三)空調與采暖的節能

降低空調與采暖的能耗,應該與圍護結構的節能同時進行。首先,從降低制冷設備能耗方面考慮,不使用制冷設備是最有效的方法,但是,制冷設備在實際生活中經常用到,所以,選擇空調系統時,應該選擇高效節能的。其次,科學規劃與采購采暖設備,有效管理供熱系統,提高鍋爐的供暖效果,此外,還要注意對管道進行保溫,保證室外管道高效率工作。為達到采暖節能的效果,應該積極推廣集中供暖,做到最大程度的節能。

四、結束語

建筑節能涉及到很多領域,例如能源技術、材料技術、建筑技術、廢物再利用技術、智能技術等,此外,還關系到管理、設計、施工等不同部門。因此,建筑節能的綜合性很強,建筑師必須不斷豐富理論知識,學習更多的建筑節能理念,從而更加系統更加合理的對建筑的構造、規劃設計與綠化等進行組合,最大限度提升建筑的整體效益。

參考文獻

[1]胡毅,淺談如何做好建筑節能設計[J],赤峰學院學報(自然科學版),2011年08期

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