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近年來,房地產業發展熱以及國家基礎建設的開展催生了建筑行業的迅速發展,與此同時,在科技不斷發展的今天,人們對于節能、環保的認識也逐步加深,對建筑安裝過程中節能減排的實施也日益重視,本文即基于此進行探討。
1 節能減排必要性分析
在當前社會高度發展的情況下,不斷發展的建設對環境造成的污染不容小視,在建筑安裝過程中,實施節能減排乃當務之急,這主要可以從如下幾個方面來理解。
首先,建筑行業能源消費量大。研究顯示,我國當前能源消耗中,建筑消耗最大,占總量30%以上。比如說,單單從樓宇方面來看,每年其電力消耗量就高達總量一成。而另一項數據也顯示,和美國相比,我國單位建筑面積明顯高于其同期水平,可以說,可以提升空間非常大。
其次,建筑安裝污染嚴重,建筑安裝過程中,對環境造成的污染也使建筑安裝過程中節能減排實施非常必要。不得不提的就是建筑垃圾,建筑過程中產生的各種廢棄物,對城市環境造成了廣泛的影響,嚴重污染城市環境,降低城市居民生活質量。這從客觀上要求建筑安裝過程中盡量采取節能減排策略,實現綠色安裝,盡可能實現建筑過程和環境的協調發展。
此外,節能減排也是可持續發展要求。可持續發展是社會主義建設中必須遵循的一個重要準則。建筑安裝過程中,不合理配置資源等問題對我國可持續發展戰略的實施造成了一定的影響,這就從宏觀上要求節能減排制度的實施,借此,為環境保護作出貢獻,發揮其促進作用。站在歷史的角度,我們應該,也必須從每一個角度入手,實施節能減排。
2 節能減排的具體落實方法
根據以上幾個要素的分析,本部分內容對建筑安裝過程中落實節能減排概念的具體要點進行探討和分析。
2.1 方案設計階段節能減排概念的落實
如上面所說,方案設計階段是建筑安裝乃至整個建筑工程落實節能減排最重要的階段。為了在方案設計過程中就充分體現這一概念,我們在建筑設計初始階段,就需要對節能減排進行充分的考慮,發散性思維,盡量多利用自然能源,實現節能。比如說,可以充分考慮太陽能、地熱等要素,對各種可能利用的能源充分利用。一方面,建筑設計要符合采光和日照,這在前文已經設計,另一方面,如果有地熱資源,建筑設計應該考慮到這一點,并通過設計,使建筑物最終能充分利用地熱,節約能源,減少碳排放。另外,在一些裝修的細節上也是,通過門窗的良好設計(如雙層玻璃的采用),實現能源流失最小化。
總之,建筑設計過程中,應該選擇合理朝向充分采光,合適的戶型減少熱流失,充分考慮各種因素,科學設計,實現節能減排和城市建設的和諧發展。
2.2建筑施工階段節能減排概念的落實
建筑安裝施工階段是節能減排概念落實的具體實施階段,在這一階段中,應當合理選擇的施工步驟,降低能耗,實現節能化。考慮到綠色環保的要求,建筑安裝施工過程中,應該強調對節能建筑材料的應用,并采用節能型工藝,降低能耗。舉例來說,在墻面裝修過程中,可以采用隔熱磚,這對建筑物的散熱作用的降低具有重要作用,能夠實現建筑保溫;雙層玻璃的采用也是出于這一考慮。為了防止散熱,還可以采用先進工藝,通過在散熱部位加入隔熱層,來實現建筑降低能耗的要求。另外,還可以使用節能燈、采用可降解材料等,實現節能減排。
2.3 建筑安裝廢棄物處理過程中節能減排的落實
建筑安裝過程中廢棄物的處理,是節能減排概念落實的一個重要環節。一般來說,建筑廢料主要產生于建設安裝過程中,在拆遷維修等過程中,很容易產生很多估計垃圾,如果處理不當,就好對環境造成影響,熱如果能夠良好處理,則能有效實現物質回收,不僅自然環境得到了保護,實現減排,還能夠廢物再次利用,節約資金和能源,實現節能。
如今,科學技術發展迅速,將建筑安裝過程中廢棄材料轉變成有用材料的技術也日趨完善,建筑安裝過程中廢舊的金屬材料(如鋼筋、電線等)能夠回爐冶煉,實現再利用;廢棄木料也可以粉碎后,制造木板。因此,對這一過程進行控制,也是實現節能減排的重要手段。
社會在發展,人類在進步,但與此同時,建設對環境造成的破壞,已經成為我們不得不面對的一個重要問題。21世紀,如何實現人與自然的和諧發展是一個重要的話題。各行各業都必須把節能和減排當作工作中的大事來抓,建筑行業是能源消耗和污染的大戶,更應該重視這一問題。在低碳呼聲日益深入人心的今天,創建節約型社會已經成為工作的重點,我們在建筑安裝過程中,一定要從源頭抓起,做好設計,實現能源的有效利用,積極采用節能產品,做好建筑廢棄材料的再利用,以促進城市的和諧發展,實現可持續發展。
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一、房屋外墻體節能施工技術
1、普通墻體施工
外墻體的磚承重墻一般采用整磚平砌,孔洞垂直方向且長圓孔順墻長方向設置,空心磚不宜砍鑿,不夠整磚時用實心磚外砌,墻中洞口預埋件和管道處,應用實心磚砌筑,并在砌筑時留出或預埋,不得隨意鑿孔和用水泥砂漿填孔,避免外墻體出現通縫、不密實、冷熱橋的現象。在空心砌塊墻體中,施工技術部門根據設計施工圖和工程的具體要求及施工條件繪制砌塊排列圖。要針對砌塊建筑的墻體熱阻值低、砌體和粉刷易開裂、灰縫和裂縫處易滲漏等不利因素,從施工角度采取技術措施予以確保。
2、墻體保溫施工
墻體保溫系統的施工是墻體節能措施的關鍵環節。墻體的保溫層通常設置在墻體的內側或外側,設在內側技術措施簡單,但保溫效果不如外側,設在外側可節省使用面積,但粘結性差,措施不當易產生開裂、滲水、脫落、耐久性減弱等問題,造價一般也高于內設置。施工工藝一般采用抹灰、噴涂、干掛、粘貼、復合等方式。施工中應注意:
基層作清潔、修平、濕潤處理,表面不易粘結的混凝土墻、梁、柱等部位打毛或刷粘結劑。
按設計要求彈標準水平線、踢腳線或墻裙線,門窗洞四周宜用水泥砂漿抹寬50mm護角。為保證保溫層厚度墻面應做標準灰餅、沖筋。每次抹灰厚度以10mm左右為宜,當底層韌凝且表面有一定強度后再繼續下一層。應注意保濕養護但不能水沖。砂漿硬化期間嚴禁撞擊和振動。
為防止首層墻面受到撞擊后在抹灰面層與保溫材料內造成孔洞,在首層窗臺以下墻面加貼一層玻璃纖維網格布。底層墻外表面在墻體防潮以下,要做防潮處理,以防止地面水分通過毛細作用被吸到保溫層中影響保溫層的使用壽命,防潮處理采用涂刷氯丁型的防水涂料,待涂料表面干燥后再在其表面上噴涂一層界面劑即可做保溫施工。
二、門窗節能技術
1、采用新型玻璃
低輻射玻璃是在表面鍍上一層半導體氧化物、一錫氧化物等涂層薄膜制成,主要特點是反射率低。這種玻璃對可見光和近紅外的透光率較高,反射率較低,可大量獲得太陽輻射能,但對常溫下的長波紅外熱的透光率很低,反射率較高,因而保溫性能很好。如制成中空玻璃,傳熱系數可低至普通單層玻璃的1/3~1/4,特別適于以采暖為主的北方地區使用,夏天也有一定的隔熱效果。
2、控制住宅窗墻比
住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值,JGJ26-1955民用建筑節能設計標準(采暖居住部分)對不同朝向的住宅窗墻比作了嚴格的規定,指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應超過20%,30%,35%”。
3、提高住宅外窗的氣密性
如設置泡沫塑料密封條,使用新型的、密封性能良好的門窗材料。而門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料、彈性密閉型材料、密封膏以及邊框設灰口密封;框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等;扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等;扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。
4、設置“溫度阻尼區”
所謂“溫度阻尼區”就是在室內與室外之間設有中間層次,這一中間層次像熱閘一樣可阻止室外冷風的直接滲透,減少外墻、外窗的熱損耗。在住宅中,將北陽臺的外門、窗全部用密封陽臺封閉起來,外門設防風門斗,防止冷風倒灌,樓梯間設置成封閉式的,對屋頂上入孔進行封閉處理等措施均能收到良好的節能效果。
三、屋面節能技術
1、合理選擇保溫材料
通常屋面節能是將容重低、導熱系數小、吸水率低、有一定強度的保溫材料設置在防水層和屋面板之間。可選擇的保溫材料很多,板塊狀有加氣混凝土塊、水泥或瀝青珍珠巖板、水泥聚苯板、水泥蛭石板、聚苯乙烯板、各種輕骨料混凝土板等;散料加水泥等膠結料現場澆筑的有珍珠巖、蛭石、陶粒、浮石、廢聚苯粒、爐渣等。屋面保溫隔熱材料選用時,一定要按設計和有關產品技術規范,在容重、導熱系數、吸水率、外觀等性能參數上重點把關,貯存時要注意防水防潮,施工時嚴格按配合比和施工工藝操作,必要時要進行試配
2、實行倒置式屋面
所謂倒置式屋面,就是將傳統屋面構造中的保溫層與防水層顛倒,把保溫層放在防水層的上面。工程中常用的保溫材料如水泥膨脹珍珠巖、水泥蛭石、礦棉巖棉等都是非憎水性的,這類保溫材料如果吸濕后,其導熱系數將陡增,所以才出現了普通保溫屋面中需在保溫層上做防水層,在保溫層下做隔汽層,從而增加了造價,使構造復雜化。同時防水材料暴露于最上層,加速其老化,縮短了防水層的使用壽命,故應在防水層上加做保護層,這又將增加額外的投資。
3、屋面綠化房
屋建筑實行屋面綠化,可以大幅度降低建筑能耗、減少溫室氣體的排放。有研究顯示,夏季綠化屋面與普通隔熱屋面比較,表面溫度平均要低6.3℃,屋面下的室內溫度相比要低2.6℃;同時明顯降低了建筑物周圍環境溫度,而建筑物周圍環境的溫度每降低1℃,建筑物內部空調的容量可降低6%;種植屋面保溫效果很明顯。
4、其他節能技術
現在,不少樓盤越來越怪異,建筑表面積增大,造成夏季太陽輻射也就越多,由于缺乏有效的立體化、綜合化的措施,達不到有效的“調溫”作用,導致能耗增加。因此,建筑節能設計,首先,應根據地形、環境條件、氣候資料等進行綜合設計,這也是最根本的前提。
其次,建筑單體設計要避免單純追求造型而不考慮使用功能,合理設計建筑體型,減少體型系數,盡量選用自然采光、自然通風的形式,避免黑房、黑廁、黑廚房等。總之,節能建筑的墻體、門窗、屋面的保溫隔熱施工是節能效果的關鍵,所以務必要施工單位各部門、各工序嚴格按設計和材料施工工藝的技術措施執行,做好各質量控制點的驗收。
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一、建筑節能檢測的方法之一 ――熱流計法
1.熱流計法檢測的方法
熱流計是建筑能耗測定中常用儀表,精度高且性能穩定,能測量建筑物的傳熱量及物理性能指標,廣泛應用于建筑、暖通等領域。熱流計法作為建筑節能檢測的方法之一,在采用熱流計進行建筑節能檢測時,被測部位至少布置 2 塊熱流計,在熱流計的周圍布置熱電偶,對應的另一表面上也相應布置熱電偶。通過導線把所測試的各部分連接起來,將測試信號直接輸入微機,通過計算機數據處理,可打印出熱流值及溫度讀數。通過對熱能轉移過程的量化檢測,獲得所要求精度的測試數值。此外,選擇熱流計時,應選擇高靈敏度的熱流計。其檢測方法示意圖如圖1所示。
圖1熱流計法的檢測方法
當熱流通過被測壁面板時,因熱阻的存在,使溫度梯度沿厚度方向衰減,導致壁板兩側產生溫差ΔT=T1-T2,即通過熱流計的熱流為穩定一維傳導,不考慮向四周的擴散。溫差ΔT 與熱流量之間存在對應關系,依此關系可以測定出建筑熱耗量,最終計算出導熱系數。
2.熱流計法檢測的作用
熱流計法是利用溫差和熱流量之間的對應關系進行熱流量的測定,該方法簡便易行、結構簡單,測量結果的準確性較高。美國試驗與材料標準ASTMC1046-95(2007)和ASTMC1195-55都對熱流計法做了較詳細的規定。我國建筑節能檢測中,也較為重視熱流計法檢測的作用,熱流計法是我國現行檢測的首選方法。從熱流計法檢測的優越性上看,熱流計法用于檢測墻體的傳熱系數準確性較高,
但它對檢測的適用條件有嚴格的限制,只能在采暖期進行檢測,因此,我們在適用熱流計法對建筑物進行檢測時,應注意熱流計法的適用條件。
二、建筑節能檢測的方法之二――熱箱法
1.熱箱法檢測的方法
熱箱法用于建筑構件傳熱系數的實驗室檢測,是基于一維穩態傳熱的原理的建筑節能檢測方法。如建筑物中窗戶和墻體的檢測可以使用熱箱法。從熱箱法檢測的方法上看,即在試件兩側的箱體(熱箱和冷箱)內分別建立所需的溫度、風速和輻射條件,達到穩定狀態后,測量空氣溫度、試件內壁的表面溫度及輸入到計量箱的功率,然后根據公式計算出試件的熱傳遞性質――傳熱系數。由北京中建建筑科學技術研究院開發的“RX-II型傳熱系數檢測儀”檢測原理,如圖 2 所示。
1- 墻體; 2- 熱箱加熱裝置;3- 保溫層;4- 電加熱器;5- 控制儀;T1- 室外空氣溫度;T2- 室外墻表溫度;T3-室內墻表溫度;T4、T5-箱內空氣溫度;T6-室內空氣溫度
圖 2 熱箱法檢測原理圖
2.熱箱法檢測的作用
熱箱法檢測在一定程度上彌補了熱流計法檢測的不足,基本不受溫度的限制,采用熱箱法檢測建筑物圍護結構的熱阻,只要室外平均空氣溫度在25℃以下,相對濕度在60 % 以下,熱箱內溫度大于室外最高溫度 8℃以上就可以測試,對非采暖季的建筑節能檢測非常有利。
三、建筑節能檢測的方法之三――紅外法
1.紅外法檢測的方法
紅外法主要是應用紅外熱像儀進行檢測,紅外熱像儀最早是因為軍事目的而得以開發,現在已在建筑業節能檢測中廣泛應用。紅外法檢測利用紅外熱成像技術進行非接觸式的溫度成像,是能夠實現熱像測溫的精密儀器。從紅外法檢測的方法上看,建筑節能檢測中的紅外法檢測利用實時的掃描熱成像技術進行溫度分析,由探測器將紅外輻射能轉換成電信號,經放大處理、轉換或標準視頻信號,通過電視屏或監測器顯示紅外熱像圖,從而得到被測物體的溫度分布場信息。
2.紅外法檢測的作用
紅外法檢測的結構簡單、功能強大、測溫快,彌補了人類肉眼的不足。其檢測范圍也較為廣泛,可以對各種工程材料、零部件、成品等進行建筑節能檢測。
用紅外法檢測墻體熱阻具有重要的作用:1)能夠直觀地顯示出物體表面溫度用戶只需要購買在自己測量溫度內的紅外熱像儀。與此同時,建筑節能檢測中采用紅外法進行檢測,往往可以測量出物體表面各點溫度的高低,紅外能量會穿透這些材料,并以圖像形式顯示出來;2)溫度分辨率高,在建筑節能檢測中即使很小的溫差也能檢測出來,其溫度精確度可達0.01 ℃;3)紅外熱像儀輸出的視頻信號包含目標的大量信息,區別對待不同的視頻信號,即呈現出不同溫度的熱圖像,這樣可以起到不同的檢測效果;4)可進行數據存儲、輸出視頻信號,便于計算機作運算處理;5)現場測溫時只需對準目標攝取圖像,并將上述信息存儲到機內的PC卡上,即完成全部操作,操作簡單易行,配合其他檢測方法使用效果更佳。
結語
總之,建筑節能檢測工作是一項綜合的系統工程,具有長期性和復雜性。在進行建筑節能檢測過程中,我們應區別對待建筑節能檢測的方法,依據建筑節能檢測方法的不同和作用的不同,提高建筑節能檢測的精準度,最大化發揮建筑節能檢測的作用,只有這樣,才能確保建筑物的檢測工作有序進行,進而進一步推動建筑業的發展速度。
參考文獻:
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一、前言
建筑節能指建筑物在全生命周期過程中合理使用和有效利用能源,以便在滿足同等需要或達到相同目的的條件下,盡可能降低能耗。我國目前建筑能耗形勢相當嚴峻,呈現出總量大、比例高、能效低、污染重的特點。我國每年建成的房屋面積高達16—20億m2,超過所有發達國家年建成建筑面積的總和,而單位建筑面積采暖能耗卻為發達國家新建建筑的3倍多。據有關專家預測,按目前建筑能耗水平發展,到2020年我國建筑能耗將達10.89億t標準煤,是2000年的3倍;空調負荷將相當于lO個三峽電站的滿負荷電力,這勢必造成能源緊張。對此,有關專家稱建筑節能為“刻不容緩的生命工程”。 文章是作者對現場墻體傳熱系數的檢測方法——熱流計法、熱箱法、非穩態法和紅外熱像儀法等進行綜述的基礎上,詳細介紹了現有的檢測幾種技術。
二、建筑節能檢測
1.建筑節能檢測的概念
建筑節能是指建筑物在整個生命周期過程中進行能源的合理使用及有效利用,以便在滿足居民同等需要或者達到相同目的的條件下,盡可能的降低能源消耗。簡單的說,建筑節能就是指“減少建筑中能量的不必要散失”和“進一步提高建筑中能源的利用率”。建筑節能采用各種節能型的技術、設備、建筑方法、材料、工藝,利用可再生能源,降低能源浪費和消耗。建筑竣工驗收時重要內容之一就是建筑節能檢測,目的是通過實地檢測來評斷建筑的節能效果。
2.建筑節能檢測的必要性
實行建筑節能檢測從根本上是符合我國基本國情的,我國是一個發展中國家,雖然總資源量巨大,但人口眾多,人均資源占有量相對匱乏,經調查,我國人均耕地只有世界的三分之一,水資源人均占有量只有世界人均的四分之一,并且我國的物耗水平要高發達國家很多,建筑能耗形式相當嚴峻,特點表現為:總量很大、比例很高、能效低、污染重。從這些現象我們能夠感覺到,實行建筑節能,是社會經濟可持續發展的需要,開展建筑節能、優化建筑節能措施在我國迫在眉睫,也是建設我國資源節約型和環境友好型社會的基本要求。建筑節能的一些常規檢測已經在國內得到發展,并且已經在北方相對比較寒冷的地區形成了一些比較完善的建筑節能檢測手段。
3.建筑節能檢測
在目前的建筑節能檢測驗收環節中,其主要技術是檢測建筑物護結構的主體部位(墻體、屋頂、地下室頂板等)的傳熱系數K值。對于護結構的有些部分,如門窗等可以拆卸下來在實驗室中進行檢測。然后根據護結構各部分的K值來計算建筑物的耗熱量指標和采暖耗煤量指標。在結合圍護結構熱工缺陷的檢測,以此來評價某建筑物的節能效果。
三、現場檢測墻體熱阻的幾種方法分析
1.熱流計法
熱流計法是目前國內常用的現場檢測方法,國際標準《建筑構建熱阻和傳熱系數的現場測量》ISO9869,美國ASTM標準《建筑圍護結構構件熱流和溫度的現場測量》ASTM C1046-95和《由現場數據確定建筑圍護結構構件熱阻》ASTM C1155-95都對熱流計法做了詳細的規定。熱流計是測定建筑能耗的常用儀表,通過熱流計來測定建筑圍護結構和各種保溫結構材料的傳熱量及其物理性能參數。用熱流計法來檢測墻體保溫性能的基本原理為:被測部分放置至少2塊熱流計,并在熱流計周圍放置熱電偶,在對應面的相對位置也放置熱電偶,其測量的主要包括熱流密度,室內室外溫度,建筑墻體的內、外表面的溫度和熱流計兩表面的溫度,用到先把測試的各部分連起來,并將測到的信號輸入到微機里,通過計算機數據處理可得到熱流值及溫度讀數,當通過瞬變期進而達到穩定狀態后,再次測量多次,得到足夠數量的測量周期,來獲得精確的測定數值。熱流計的局限性表現在它受季節的局限(只能在采暖期進行檢測)而且現場誤差不好消除,所以,它的使用條件要求很嚴格。
2.熱箱法
相比于熱流計法,熱箱法基本不會受到溫度的限制,適宜在室外進行測量,要求平均溫度25℃以下,并且熱箱內的溫度大于室外最高溫度至少8℃,因而測試比較方便,其檢測原理是通過人工制造的一維傳導環境,來測定熱箱內電加熱器發熱所通過的圍護結構的全部熱量以及其所測量圍護結構冷熱表面的溫度,來得到被測部分的傳熱系數。值得注意的是,進行一套房間的檢測需要諸多的設備,并且安全搬運的工作量很大,熱橋和不規則部位無法進行測試。另外,國內外也有關于用熱箱法現場測試圍護結構熱阻和傳熱系數的研究報告或資料,但尚未發現現場測試使用熱箱法的國際標準或國外先進國家貨權威機構的標準,國內關于熱箱現場測試的相關研究尚在進行中。
3.紅外熱像儀法
建筑物護結構熱工缺陷是影響建筑物節能效果和熱舒適性的關鍵因素之一。建筑物護結構熱工缺陷,主要分護結構外表面和內表面熱工缺陷。通過熱工缺陷的檢測。剔除存在嚴重熱工缺陷的建筑,以減少節能檢測的工作量。由于采用紅外熱像儀進行熱工缺陷的檢測,具有縱覽全局的效果,所以,在對建筑物護結構進行深入檢測之前,要現進行熱工缺陷的檢測。紅外熱像儀法是指包括先進的光電子技術、紅外圖像處理技術、紅外探測技術這三種高新技術的綜合使用,并且其屬于無損檢測的范疇,它的使用前提是不破壞被檢測目標的使用性能,被廣泛的應用于各種工程材料、化工設備、半成品、醫療診斷、石油設備、以及正在運行中的設備等進行檢測。雖然紅外線熱像儀法在我國用于建筑節能行業還在起步階段,但其有非常廣闊的應用前景。紅外線測溫高效,特點為:非接觸、直觀、精確、快速、可數字存儲、長期保存、溫度分辨率高,可達0.01℃。但其也有缺點,無法測得熱流值。
4.房間氣密性測定
氣密性不好也會造成能源的浪費,在冬季或者夏季,人們在室內開著熱風或冷風,保密性不好的房子,就會造成能量的外漏,其外漏的空氣量就代表了浪費的冷氣或熱氣。
房間氣密性檢測主要是通過比較被測房屋內外的空氣壓力及其變化來計算房間的氣密性。測量時進行人工對房間的加壓或減壓,造成房間內外壓力差,產生空氣流動,然后利用流量計測出流量,從而得到通過房間的各種大小不一的洞外流的空氣量,評估出房間的氣密性。
5.建筑外窗保溫性能檢測
建筑外窗保溫性能的檢測是基于穩定傳熱原理,采用標定熱箱法進行檢測。檢測時試件一側用冷箱模擬冬季室外氣候條件,另一側用熱箱模擬采暖建筑冬季室內氣候條件。在試件兩側各自保持穩定的空氣流通、氣流速度和熱輻射及對試件縫隙進行密封處理的條件下,測量熱箱中電暖氣的發熱量,減去通過熱箱外壁和試件框的熱損失(兩者均由標定試驗確定),除以試件面積與兩側空氣溫差的乘積,即可計算出試件的傳熱系數K值。
四、結語
綜上所述,建筑節能雖一次性投資較大,但是帶來的效益是無法用金錢來衡量的。建筑節能檢測技術是推行建筑節能政策、標準的重要內容。目前國內節能建筑檢測的技術方法仍然有很多不足,需大力開展新的有效的檢測方法,可以根據我國各地氣候條件和建筑特色積極深入的開展建筑節能檢測技術的研究。
參考文獻:
[1] 海濤 楊晚生:《建筑節能現場檢測技術的發展狀況分析》,《經濟研究導刊》,2009年22期
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一、建筑節能設計的概念及內涵
建筑節能,在發達國家最初為減少建筑中能量的散失,普遍稱為“提高建筑中的能源利用率”,在保證提高建筑舒適性的條件下,合理使用能源,不斷提高能源利用效率。具體來說,建筑節能設計是指在建筑工程進行規劃、設計、新建、改造和使用的過程中,嚴格落實國家有關節能的標準和規范,采用具有節能效果的施工技術、施工工藝和施工材料,提高建筑物的保溫、隔熱性能,提高空調和照明等系統的效率,多多利用可再生資源和清潔能源,減少整個建筑物在施工和使用過程中的能源和資源消耗。
中國是一個發展中的大國,人口眾多,對于建筑工程的需求也較多。隨著我國國民經濟的日益發展,建筑行業的能源消耗也不斷增長,尤其是在電力資源和水資源、煤炭資源等方面,都有著較大的消耗,目前我國眾多建筑工程當中,只有百分之一是節能建筑,其他建筑工程都屬于高耗能建筑。由此可見,我國對于節能建筑的需求是很大的,作為建筑施工企業,應積極探索、發現創新的施工技術、施工工藝和施工材料,突破傳統建筑行業的束縛,創造適合人們生活、工作和學習的綠色、健康場所。
二、現階段我國建筑節能設計中存在的問題
1、建筑設計能源浪費現象嚴重
很多建筑設計師在設計的時候,都存在著較為嚴重的浪費現象。產生這種現象的主要原因在于,當前人們的生活水平都得到了提升,人們希望住宅不僅僅是提供溫暖、舒適的場所,也是具有較強意識審美的藝術品,為了能夠滿足人們對于建筑物美觀的需求,很多設計師放棄了節能和環保的需求,而是過分重視對建筑物外部裝飾和內部舒適度的提升,就會造成大規模的能源浪費。同時,設計師和使用者對于節能環保沒有明確的概念,也沒有主動采用節能技術和材料的意識,忽略了環境保護措施。
2、對節能設計的認識不充分
在傳統的城市建筑設計當中,主要考慮的是建筑結構、容積率、建筑與周圍環境等方面的問題,很少會從節能的角度來進行建筑設計。因此,很多建筑設計師們對于建筑節能認識不足。并且,很多房地產開發商為了獲取更大的經濟利潤,要求設計人員采用最高容積率進行設計,甚至會出現超值設計的情況,這會導致很多戶型的通風效果較差,尤其是在夏季的時候,住戶為了降低室內溫度,就會采用空調進行降溫,從而使整體住宅能源消耗增加。
3、我國建筑節能技術較為落后
由于我國的建筑節能技術與國外發達國家相比還有著較大的差距,因此有的建筑工程雖然在設計師的建議下采用了節能技術,但是缺乏相關的設計經驗和管理經驗,在設計和運營過程中需要解決的問題較多,很多節能技術無法應用在我國建筑設計實踐中,使建筑物達不到預期的效果,從而使其實用性下降。
三、建筑節能設計的基本原則和方法
1、建筑通風設計
在進行建筑節能設計的時候,室內通風是其重要環節,為了能夠達到良好的通風效果,應主要采用自然通風,使室內舒適度得到提升,有效降低室內溫度,減少居住者對于空調系統的依賴,有效防止因通風不暢導致的疾病。在通風設計的過程中,首先應選用自由式或錯列式來達到良好的通風效果,一些高度不一的建筑群體,可以采用錯列布置的方法,實現良好的通風,設計的基本原則是低層建筑布置在夏季主導風向的迎風面、多層建筑布置在中間位置、高層建筑在最后位置。其次,為了能夠使室內通風效果達到最佳,應對當地全年的風向圖進行研究,使主要房間避開冬季主導風向,盡可能讓夏季涼風進入室內。最后,不僅要注重對主臥、客廳的通風設計,還應重視對浴室、廚房、廁所的通風設計。
2、合理運用建筑外遮陽
當前,很多建筑設計師為了實現外表美觀,而增加了外墻裝飾,但是這些外墻裝飾并不具備遮陽功能,因此在進行立面設計的時候應將其與外遮陽設計相互結合起來。首先,應明確每種外遮陽的適用范圍,考慮到建筑物的朝向和太陽的位置等因素。對于窗戶遮陽來說,,水平遮陽能夠遮擋角度比較大的陽光,較適用于朝南的窗戶;垂直遮陽能夠遮擋側面斜入射的陽光,較適應于正北向、北向及東北向的窗戶;綜合遮陽融合了水平遮陽和垂直遮陽的有點,適應范圍較廣,并且隨著科學技術的發展,已向著自動化、高效化、智能化發展。同時,在運用外遮陽時,應妥善處理遮陽和隔熱之間的 關系,采用恰當的構件,對于水平遮陽構件可以采用通透性較好的構件,比如混凝土柵格板、金屬百葉等,上升的熱空氣可以很快地散失,對室內的影響較小。
3、減少熱橋的產生
熱橋是指處在外墻和屋面等圍護結構中的鋼筋混凝土或金屬梁、柱、肋等部位。因這些部位傳熱能力強,熱流較密集,內表面溫度較低,故稱為熱橋。熱橋的產生主要有兩個方面的原因,首先,建筑某些部位的傳熱系數比相鄰部位大很多,而熱阻較小,使得保溫性能較差,其次是因為建筑某些部位的散熱面積比受熱面積大很多,因此造成失熱過多的現象,使得建筑物的內表面溫度較低。在冬天的時候,尤其是在我國吧北方,室內的熱量會以熱橋為橋梁,源源不斷地運送到室外,如果無法妥善解決熱橋問題,就無法進行建筑節能,因此,對于建筑中使用較為廣泛的鋁合金門窗,應選擇新型的斷熱橋型鋁合金門窗或者鋁塑復合門窗,同時應該還要配置三玻璃中空玻璃或者是Low―E 中空玻璃,如此一來便可以使門窗滿足節能的要求.對于建筑其它部位,諸如外墻角、屋面、外挑構件和墻體連接處的熱橋部位等,應該嚴格遵循國家有關規范要求,做好建筑局部保溫隔熱措施,防止大量的熱散失。
4、創新節能建筑材料的應用
當前,有很多新型的節能環保材料,能夠基本滿足建筑施工中節能環保的需求。因此,在建筑施工中,應加大對節能建筑材料的應用。例如,當前的外墻保溫技術主要有聚氨酯泡沫塑料、玻璃棉氈、擠塑聚苯乙烯泡沫塑料等,但是當前常用的主要為高分子保濕漿料。除此之外,外墻保溫材料的發展新趨勢是復合保溫隔熱面板,進一步實現了保溫層與飾面層的工廠一體化生產。這種復合保溫隔熱墻面板的突出優勢是施工速度快且便捷、定位準確、不易松動等,可以有效降低墻體本身對保溫效果的影響,并實現材料的生產工廠化、產品結構化、質量標準化等,是我國建筑節能技術中外墻保溫技術的未來發展趨勢,極大的簡化了外墻保溫施工程序。
參考文獻:
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[2]劉亞南. BIM技術應用于建筑節能設計的探討[J]. 門窗,2015,03:39-40.
篇6
1 建筑電氣設計中建筑節能存在的缺陷
在經濟迅速發展的情況下,人們的生活方式發生了很大的變化。現在,人們對電能量的需求量不斷增加,盲目用電的現象比較突出。電氣系統設計人員即便在對用戶的需求進行了較為詳細的分析,但是由于很多人的節能意識比較弱,在使用中仍然存在著大量浪費的現象。
另外,在建筑電氣節能方面我國對此的宣傳比較少,過度的浪費使得很多的地區出現了用電緊張的現象,尤其實在七八月的用電高峰期,也因此,一些發達地區為了解決用電問題,不得不采取一些手段進行控制來緩解能源的緊張,比如在建筑電氣系統的設計過程中,或者通過掌握城市各個片區,各個企業的用電特點進行電氣系統的設計,提出相關的節能解決方案,并對其可行性進行分析,達到提高社會效益的目的。
2 建筑電氣設計的節能原則
(1)適用性。節能不是不用,而是需要在滿足建筑內各種電氣設備的能源需求的基礎上,盡可能地減少甚至是避免產生能源損耗的情況。因此,建筑設計人員在進行具體的電氣系統設計時,需要充分地保證建筑電氣的安全,需要綜合考慮建筑內各個電氣設備的使用功能以及安裝環境,保證其能夠實現節約能源的目的。在某些特殊環境或者場合的電氣使用,比如,學校、醫院、公園等公共場合的電氣設備的用電,主要考慮如何選擇適當的照明照度,不能為了節約能源,而直接忽視使用者對照明亮度的要求。(2)經濟性。建筑電氣節能設計的經濟性主要是指在進行節能設計時,應該以實際的經濟效益為最終準則,在節能的前提下不能過多地浪費資金,并且需要通過這些節能設計更好地促進過多資金的及時回收。比如在進行建筑電氣的設計過程中,采用一些比較先進的電氣節能設備,因此,設計者需要充分地考慮這些設備運行后的實際經濟效益問題。(3)環保性。電氣進行節能設計不僅僅只是為了減少能源的消耗,實際上,是為了提供一個更加美好的發展和生存環境,因此,在進行節能設計時,首先需要考慮對環境的保護,最終做到真正的綠色節能。
3 節能設計及方法
(1)供配電設備。要對供配電系統進行科學的設計,使得整個系統較為穩定,且操作也較為方便,那么必須要依據用電的設備、供電距離、以及用電量等因素來進行科學合理的設計,主要做法是:使變配電的距離靠近負荷的中心,減少配電的距離,這樣的好處在于能夠通過減短線路來降低能耗量,在變壓器的選擇上,則要根據工程的需要進行配備,滿足季節性變化的要求,實現居民建筑用電經濟運行,盡量降低運行中的不必要的能耗量。另外,供配電功率參數的選擇也是實現節能的重要一步,一般而言,提高功率參數可以很好地減少能耗量,實現節能目的。電能的傳輸主要依賴于電線,電線中有電阻,因此只要傳輸就會有線路損耗,這是不可避免的,可以解決的就是要提高傳輸中的有用率,盡量滿足人們的用電需要,減少供配電中某些電氣設備中產生無功電率,這部分的電流除了提高能耗之外,同時對傳輸線也是一種損害,減少降低這部分功耗的方法主要是:減少用電設備的無用功功耗,提高用電設備(如電動機)的功率因數:采用靜電電容器實現無功補償根據具體的情況采用分散就地補償和高低壓柜集中補償等方式。另外,線路上的電流量的大小是不能夠改變的,線路損耗除了跟電流量的大小有關之外,同時還和線路的電阻有關,因此在電流量不變的情況下,要減少電耗的主要方法就是減少電線電阻的大小,而電線的電阻則主要跟電線的材質以及電線的粗細有關。因此,主要可以從這兩個方面入手:選用電阻較小的材質作導線,銅芯可以說是目前最適合作導線的材料,一般負荷較大的建筑中,銅線都是最佳的選擇,在負荷量較小的建筑中鋁鋅導線則是最合適的選擇,另外,需要注意的是,電耗還主要和電流走過的時間有關,因此線路的鋪設應該要盡可能走直線,這樣可以縮小電流走過的時間;低壓線路應不走或少走回頭線,以減少線路上的電能損失;變壓器盡接近負荷中心,以減少供電距離。當建筑物每層平面在達到11000平方米時,按區塊應至少要設2~3個配電所,以減少干線的長度對于高層建筑,低壓配電室應靠近豎井,而且由低壓配電室提供給豎井的干線,不至于產生支線沿著干線倒送的現象的發生。即低壓配電室與豎井位置的布局上應使線路部分向前送,盡可能減少回頭輸送電能的支線。(2)用電設備。照明節能設計就是在保證滿足作業面視覺要求、照明質疑的前提下,力求減少照明系統中光能的損失,從而最大限度的利用光能。常見的節能措施有以下幾個方面:有效利用自然的光線,這也是實現節能的重要方法之一,因此在使用電氣設備的時候,應該要盡量推薦居民使用可以使用自然光的設備,另外,電氣系統設計人員在設計的時候應該要充分地考慮自然光與室內人工照明有機地結合,較少人工照明的使用。當前,比較節能的照明設備主要是LED燈,大量使用節能設備已經成為未來發展的一種趨勢居室傳統照明燈具在逐漸地被淘汰,相關的研究資料表明,LED是冷光源,半導體照明自身對環境沒有污染,與白熾燈、熒光燈相比,節電效率可以達到75%以上。在同樣亮度下,耗電量僅為普通白熾燈的1/15,熒光燈管的1/3。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等。(3)電氣工程控制中對工作人員技能要求。要想保證電氣工程的質量,人是關鍵因素,發揮著巨大作用,因此必須加強對電氣工作人員的思想教育,加強其培訓教育,促使他們具有主人翁意識,工人自身要不斷總結現場實踐經驗,從而提高整個施工隊伍的綜合素質,無論是從質量管理還是監督檢測方面,都必須按要求嚴格執行,確保工程質量。一個高質量的工程,完全可以體現出工作人員的責任心與態度。工作人員技術水平高,分工清晰,責任明確,這是保證工程質量的基礎。
4 結束語
對能源浪費問題進行解決,在保證人類生存和發展不受到影響的同時也可以促進我國經濟社循環可持續發展。建筑物種的能耗是國民經濟發展中所占的比例最大的。因此,做好建筑的節能工作,可以有效降低對資源的壓力,提高資源的利用率,這對我國建設節約型社會也將具有重要的意義。因此,在建筑電氣系統的設計中,必須要加強對節能設計的要求,同時,應該要使得節能措施多元化。
篇7
近年來,我國建筑節能工作發展迅速,為了使保溫節能建筑達到節能的要求,國家和各地方政府相繼出臺了多種標準和規范,建筑節能檢測也逐漸為人們所重視,并成為建筑工程驗收所不可缺少的依據。筆者結合國家和地方節能標準要求及自身的工作經驗,就保溫材料在檢測工作中遇到的實際問題與大家共同探討。
1 節能保溫材料概述
外墻保溫節能檢測包括保溫材料和系統的檢測以及對竣工節能建筑熱工性能的檢測。目前江蘇省常用的外墻保溫系統及所用材料為:
1)膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統:膠粘劑、聚苯乙烯泡沫塑料、抹面砂漿、耐堿玻纖網格布等;
2)保溫漿料外墻外保溫系統:界面劑、膠粉聚苯顆粒保溫漿料 / 水泥基復合保溫漿料、抗裂砂漿、耐堿玻纖網格布等。
其中,界面劑和抗裂砂漿在常溫狀態下的拉伸粘結強度及耐水拉伸粘結強度指標,在標準中有明確而詳細的規定,基本能夠做到規范化的檢測;而起到保溫節能效果的聚苯乙烯泡沫塑料和保溫漿料等材料在檢測過程中的問題則較多。
2 保溫材料檢測中的問題
1) 膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統
聚苯乙烯泡沫塑料的檢測項目,嚴格來講有 5項,即表觀密度、導熱系數、尺寸穩定性、抗拉強度、壓縮強度,但根據標準不同,檢測項目會出現缺項。
如《絕熱用模塑聚苯乙烯塑料》GB/T10801.1-2002中,聚苯乙烯泡沫塑料物理性能檢測就缺少抗拉強度這一指標。考慮到聚苯乙烯泡沫塑料抗拉應變涉及整個保溫系統的結構使用和安全功能,筆者認為抗拉強度對于聚苯乙烯泡沫塑料來說,也是非常重要的一項指標。若將《絕熱用模塑聚苯乙烯塑料》GB/T10801.1-2002 與《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統》JG149-2003 結合起來判定,則能滿足檢測項目數量(只限于Ⅱ類板),但兩種標準的尺寸穩定性指標卻又相互矛盾(前者的尺寸穩定性指標為≤3%,后者的尺寸穩定性指標為≤0.3%),判定模糊。
筆者認為,如委托方確定以兩種標準綜合判定,根據江蘇省地方標準,其尺寸穩定性指標為≤0.3%比較合理;壓縮強度指標判定參照 GB/T10801.1-2002,其它指標均參照 JG149-2003。若聚苯乙烯泡沫塑料板在Ⅲ類以上,則適用標準為《絕熱用模塑聚苯乙烯塑料》GB/T10801.1-2002。隨著節能技術的發展,墻體保溫板厚度一般不會太厚(20~40mm);厚度過大,施工不當會影響結構安全,這就要求保溫板尺寸測量更為精確,才能保證試驗數據的準確。目前各種測量儀器已更新換代,精度不斷提高,某些測量規范已不能滿足試驗要求。例如板厚為 20mm 的墻體保溫板,如按標準《泡沫塑料與橡膠線性尺寸的測定》GB/T6342-1996 規定的游標卡尺讀數結果修約到 0.1mm,要想符合尺寸穩定性指標≤0.3%,該板試驗膨脹收縮必須控制在0.06mm 以內,這不符合實際試驗情況,有可能造成本來質量可靠的保溫板被判定為不合格。《泡沫塑料與橡膠線性尺寸的測定》GB/T6342-1996 已不適用目前試驗要求,建議對保溫板尺寸測量修約以游標卡尺最小精度 0.02mm 控制。
目前導熱系數檢測設備操作起來比較簡便,有些檢測單位將試樣制備調節完畢后直接放入儀器中檢測,造成檢測數據偏離。保溫板、保溫漿料的導熱系數測定與試件的干、濕程度非常相關,應按《絕熱材料穩態熱阻及有關特性的測定 防護熱板法和熱流計法》GB10294~10295-88 的要求,對試件進行干燥處理至恒重。但如用烘箱,則有可能破壞保溫板結構,筆者認為不如采用干燥器干燥較為安全方便。另外,厚度測量偏差對導熱系數結果的影響也應引起重視。
聚苯乙烯泡沫塑料保溫板的壓縮強度,規范上規定其相對形變為 10%的壓縮應力,而對 XPS 擠塑板則沒有明確規定。有些檢測單位將 XPS 擠塑板的壓縮試驗形變也控制在 10%,筆者認為此舉不妥。XPS 板是通過加熱擠塑成型的硬質泡沫塑料,表觀密度大,壓縮強度高,一般來說,大多數 XPS 保溫板在未達到相對形變 10%時其力值即明顯下降,但也有個別保溫板在達到形變 10%后力值仍然增長。筆者認為,XPS 保溫板壓縮強度判定應取最大值較為合理,更能反映 XPS 板壓縮強度指標值。膠粘劑、抹面膠漿(與膨脹聚苯板)的拉伸粘結強度試驗方法看似簡單,但有一個環節最容易被人忽視,即制作試件后沒有在試件上加載適當重物(重量以不破壞試件為宜,建議控制在 1.5kg) 約 30s 后再養護。筆者認為,這是涉及試驗結果的重要環節,它能保證試件、膠粘劑、抹面膠漿、膨脹聚苯板很好地粘結成一個整體。如果沒有這個環節,可能導致拉伸粘結強度達到要求,但破壞界面不在膨脹聚苯板內的情況。由于這一原因而判定膠粘劑、抹面膠漿不合格,似乎并不合理,而且會給委托方造成錯誤的理解,認為應該更換膠粘劑、抹面膠漿,從而給委托方造成經濟上的損失。
2) 保溫漿料外墻外保溫系統
常用水泥基復合保溫砂漿分為水泥基聚苯顆粒保溫砂漿和無機礦物輕骨料保溫砂漿,其中水泥基聚苯顆粒保溫砂漿又分為加強 W 型及普通 L型。W 型水泥基聚苯顆粒保溫砂漿與無機礦物輕骨料保溫砂漿強度較高,受壓時形變較小,直至受壓破壞也未達到 10%的形變。筆者認為,對于 W 型水泥基聚苯顆粒保溫砂漿與無機礦物輕骨料保溫砂漿,用抗壓強度這一指標來代替壓縮強度指標似乎更為合理。
3 建 議
1)提高保溫板尺寸測量精度要求;
2)保溫板、保溫漿料導熱系數測定,應重視試件的干燥程度;
篇8
關鍵詞:建筑節能 低技術 可持續 設計
一.兩個前提:
其一,對于節能建筑的低技術設計方法的探究并非建立于對高技術手段的排斥之上。建筑節能的手段不可拘泥于分類與框架,其根本原則是因地制宜,靈活變通,在合理科學的評價體系下選擇綜合價值最高的符合建筑設計目標的節能手段。
其二,人工環境的舒適度與人工環境的能耗存在辯證的關系,一方面不能為節能就完全犧牲人居的舒適度,這樣就本末倒置,另一方面,不能為了無休止地提高舒適度和居住體驗的質量而消耗大量能源造成浪費。凡事有度,要在滿足人合理的居住要求的基礎上,倡導適度耗能,節能綠色,尋求節能與耗能的均衡點。
基于對自然環境的尊重以創造宜人的人工環境,對局部環境以及微氣候的被動式調節是一個被廣泛應用的思路。這并非一個新課題,在相關理論方面,1963年,美國普林斯頓大學出版社出版了《設計結合氣候》,直到20世紀90年代一系列生態建筑設計名著誕生,在這段時間里,西方建筑師就此問題進行了理論探討。而建筑上的實踐,可以追溯工業文明之前的傳統鄉土建筑;近則有諾曼.福斯特、查爾斯.柯里亞、楊經文等著名建筑大師的相關作品。
二.設計思路分類:
常見的建筑節能的低技術設計思路大致可分為兩大類:
太陽輻射控制和自然通風控制。并相應地在總體和單體設計中不同方面進行節能設計探索,如下表:
總體設計思路
單體設計思路
選址
外部環境
外部空間
形體組合
方位朝向
體型
平面
立面
剖面
太陽輻 射
考慮在區域不同地點的太陽輻射差異
水體、綠化與基地地形
規劃、公共空間以及構造物的布置
建行組組合方式與陰影關系
南向喜陽與北向喜陰
建筑體型系數
平面熱交換與隔離
遮陽與立面集熱
垂直方向熱環境
通風與空氣質量
考慮周邊建筑物或坡地的遮擋
地形與綠化調節局部空氣質量
利用規劃組團劃分局部氣候
利用建筑形體組合與圍合調節局部風壓風勢
朝向夏季主風向,規避冬季寒流
房屋進深、高度等組織通風
平面風路
立面通風
剖面導風
三.總體設計(布局與規劃)
1.選址。
嚴寒和寒冷地區的建筑不宜布置在山谷、洼地、溝底等凹地里,因冬季冷氣流在凹地里形成對建筑物的霜洞效應。對于炎熱地區,建筑應趨向溪水、河流或者湖泊等水體以及綠地,利用生態環境的熱交換和遮蔽效果。
2.利用綠化進行溫度調節。
在確定的基地中,通過對自然綠化的利用以及人工綠化的營造,可以降低城市密集結構和高能量交換所帶來的負面影響,改善“小氣候”,建筑師可將綠化、水面結合設計概念和規范要求,布置在住宅夏季主導風向的上風向,以降低進入室內的空氣溫度和空氣濕度,力圖創造可以不用空調等耗能裝置進行室內環境的調節,以達到綠色節能的目的。
3.外部空間:選擇良好的朝向;尺度合適的間距;適宜的組合方式。
方位朝向對建筑物的太陽能利用和自然通風效果具有決定性的影響。
對于寒冷地區,太陽照射建筑物外表面使其溫度提高,經結構透熱再使建筑物內表面溫度提高,然后再由表面以長波輻射的形式向室內傳遞熱量;太陽輻射也可直接透過窗戶進入室內使室溫提高。這樣至少在白晝可以有效提高室內溫度,減小主動加熱系統(如空調和暖爐)的負荷。
在炎熱地區,在滿足了城市規劃、建筑防火間距和日照間距的前提下,在住宅之間設計有價值的陰影遮擋,從而有效降低區域環境溫度,提供涼爽的內部街道環境。另外在其它建筑物的陰影下,房屋外表面避免了強烈的陽光暴曬,通過外墻和窗戶傳入室內的熱量大大減少,這將有利于用較少的能耗改善室內熱環境。
在這樣的情況下,在設計中按照日照規律來規劃建筑群體是節約建筑采暖制冷能耗的有效措施。
4.外部環境散熱。
現代城市中,隨著人口增多、建筑密度增大,環境結構發生了改變,城市中心地區,建筑外環境的散熱速度和散熱能力不斷下降。如果只考慮增強建筑護結構的隔熱能力,不考慮環境的散熱狀況,是沒有辦法從根本上解決節能的問題的。
這說明建筑隔熱應該與環境規劃結合起來才能創造可持續發展的建筑環境:綜合考慮天空、空氣與風等環境散熱的重要因素、考慮城市水體對環境散熱的作用、考慮植物的分布及城市新生態系統的建立,提升外環境的散熱性能,才是解決城市熱島效應的方向。
四.單體設計思路。
1.平面節能設計:
(1)熱環境的合理分區。
即結合人們對不同房間的使用差異,對室內溫度區域進行劃分,避免均質溫度造成的低效率。楊經文常采用外置交通核來減弱熱濕氣候區灼人的太陽輻射對建筑主要使用空間的劇烈影響;厄斯金設計的位于寒冷地區的Gadelius別墅則把北向不利地帶作為車庫及貯藏空間,成為其起居室北向緩沖空間。
(2)設置溫度阻尼區。
即在室內與室外空間等有溫度差異需要的空間之間設置過渡空間。
(3)減少陽臺對冬季日輻射的遮擋:
即對陽臺朝向、進深、形式進行節能控制。
(4)有效的外墻保溫。
朝向不同方向的墻面如果均按照相同的傳熱系數配置保溫層就沒有充分發揮它的經濟效益,所以
(5)平面風路設計。
建筑內部的通風條件是決定人們健康、舒暢的重要因素之一。它通過空氣更新和氣流的生理作用對人體的生物感受起到直接的影響作用,并通過對室內氣溫、濕度及內表面溫度的影響而起到間接的影響作用。
2.立面節能設計
(1)確定合適的窗墻比。
窗墻面積比對建筑能耗的影響,主要取決于窗與外墻之間熱工性能的差異,相差越大,影響越顯著。
(2)建筑遮陽的設計:
1) 固定遮陽板:水平遮陽、垂直遮陽等
2)活動遮陽板與通風——可控遮陽
可控遮陽是一種嶄新的日照調節系統,其主要特點是在一般遮陽基礎上,對遮陽裝
置進行靈活調整,使其既能滿足冬季室內對陽光的需要,又可達到夏季有效遮擋陽光的
效果,同時改善了室內通風條件。可控遮陽體系有以下幾種類型:
a.可調節型。
外觀和固定遮陽相似,但芯板是可調節的水平百葉,可調整傾角以滿足對日照的不同需要,調控方式包括手控機械和自動化控制等,且利用百葉可以造就豐富的立面效果。
b.活動型。
遮陽系統是可伸縮的活動型裝置,按照不同季節改變遮陽深度,夏季可有效防熱,又不影響冬季日照。
c.墻面綠化體。
沿外墻面生長的攀藤植物是天然可控遮陽體系,應該提倡在住宅受照面廣植攀藤植物,以達到夏季降溫的目的,同時也形成親近自然的柔和外立面。但要考慮植物生長對墻體可能造成的負擔和破壞。
可控遮陽體系可有效解決夏熱冬冷地區的熱穩定和舒適性問題,有明顯的節能作用,對于夏熱冬冷地區實施節能和可持續發展有重大意義,對全年綜合節能有顯著作用。如下表:
3.剖面節能設計
如同科里亞與楊經文等東南亞等地區的建筑師的實踐和探索,利用對剖面的設計,產生對風壓和氣流控制,以達到調節室內氣候,減少空調能耗的思路是比較常見的,這也是十分貼近建筑師的設計過程的方法。
結語:
通過國外生態建筑的環境設計策略的解讀,可以知道研究低技術適應生態建筑的代表有提出“形式追隨氣候”設計原則的印度建筑師查爾斯.柯里亞以及埃及新鄉土主義建筑師哈桑.法西等;而研究高技術適應生態建筑的則有以諾曼.福斯特、倫佐.皮阿諾等,他們的設計技術包含了從被動式氣候適應等中間技術到利用計算機系統控制建筑護結構與外界的能量與物質交換等現代建筑新技術。
需要注意的是,中國作為一個發展中國家,照搬西方現代建筑設計方式是無法與地方氣候、生活方式不適應,與地方文化產生聯系的,是與我國國情不符的。建筑節能的設計應該結合結合我國的經濟、技術水平,客觀地分析特定地區環境(包括自然環境與人文環境),創造出符合當地特點的中國現代綠色建筑。
參考文獻:
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篇9
前言
人口、資源和環境是當前經濟活動中全球共同關注的三大問題,各國都把節約能源、保護環境放在重要位置。隨著人口的增加、工業的發展、生活水平的提高,能源的消耗量也急劇增加,能源危機迫在眉睫。因此,各行各業提出了節能的要求,節約二次能源———電能,也就成為民用建筑電氣設計的焦點。節能設計應把握“滿足功能、經濟合理、技術先進”的原則,將節能技術合理應用到實際工程中,以真正達到有效節能的目的。
一、建筑電氣節能設計應遵循的原則
首先,在進行建筑工程電氣設計時,既不能以犧牲建筑功能,損害使用需求為代價,也不能盲目增加投資,為節能而節能,首先考慮的是適用性,也就是能夠為建筑電氣設備的運行提供必需的動力,建筑物內創造良好的人工環境提供必要的能源;能夠滿足用電設備對于負荷容量、電能質量與供電可靠性的要求能夠保證建筑電氣設備對于控制方式的要求,從而使電氣設備的使用功能得到充分的發揮。其次考慮的是安全性,電氣線路應有足夠的絕緣距離、絕緣強度、負荷能力、熱穩定與動穩定裕度,確保供電、配電與用電設備的安全運行;有可靠的防雷裝置,防雷擊技術措施;特殊功能要求的場合下還應有防靜電、防浪涌的技術措施,按建筑物的重要性與火災潛在的危險程度設置相應必要的技術措施。
在滿足民用建筑電氣工程的適用性和安全性的基礎上,采用先進的節能技術,優化供配電設計,促進電能合理利用。另外,提高設備運行效率,減少電能的直接或間接損耗,在滿足建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下,盡可能減少建設投資,最大限度的減少電能與各種能源的消耗。做到選用節能設備、均衡負荷、補償無功、減少線路損耗、降低運行與維護費用,提高能源的綜合利用率。還有,合理調整負荷,選取合理的設計系數,提高負荷率和設備利用率設計時盡可能合理調整負荷,選取合理的設計系數,在特殊用電的情況下選擇合理的節能措施,提高負荷率和設備利用率,達到節約電能的目的。總之,在建筑電氣工程設計節能的過程中要貫徹適用、安全、經濟合理、技術先進的原則。
二、建筑電氣設計節能方法
1供配電系統節能
(1) 合理選擇變壓器。變壓器的容量大小與能耗之間存在十分重要的聯系,容量過小,很容易造成超負荷運行,導致過載損耗增加;如果容量過大,而又不能被充分利用,則會使空載損耗增加,基于此點原因,在選擇變壓器時應盡量根據實際情況來確定變壓器的容量,從而確保變壓器在運行過程中始終保持最佳工作狀態,一般情況下,變壓器的負荷率應盡可能大于30%,最佳工作范圍需在70%左右。此外,還應盡量選擇節能型的變壓器,接線時可根據用電特點采用較為靈活的方式進行接線。
(2) 減少線路損耗。
a減少導線長度。在進行設計時,配電箱、低壓柜的出線回路應盡可能為直線,并且不走或少走回頭線;變電所最好建在負荷中心附近,這樣可以減少接線長度;低壓線路的供電半徑可按照用電負荷密集區而定,大負荷密集地區半徑應盡量控制在100m 以內、中、小負荷密集區應分別控制在150m 和250m 以內。這樣做能夠節省敷設電纜的長度,使供電距離最短。從而達到減少線損的目的。
b增大導線的截面積。對于較長的線路,可以適當加大一級線纜的截面積,雖然這樣會增加線路的費用,但是卻可以減少年運行費用,增加的費用估計大約可在2 年左右內收回。
c對于高層建筑而言,變電室應盡量靠近電氣豎井,以此來減少主線纜的長度,同時電氣豎井應盡可能設在建筑的中部位置或兩端,這樣可以減少水平線纜的敷設長度。
d將負荷歸類。除了對計費有特殊要求的負荷以及消防負荷以外,其余普通負荷可采用一條主電纜供電,這樣不僅方便消防電源切非操作,同時還可以在非空調季節使用同樣大的線路截面傳輸較小的電流,使線路的損耗大幅度減少。
(3)無功補償。供配電系統中有很大一部分用電設備為電感性負荷,如變壓器、電動機等,它們在運行時會產生無功電流,這部分電流流經高低壓傳輸線路會使線路發生功率損耗。因此,在設計供配電系統時,可以考慮采用電容柜對系統進行就地補償或集中補償,以此來減少無功電流,使功率因數有所提高。通常情況下,功率因數由0.7 提升到0.9,線路損耗約可減少40%左右。功率因數的大小需符合電力部門的要求,若無具體要求時,建議低壓用戶的功率因數可在0.85 以上,高壓可在0.9 以上。可見,無功補償不僅能夠改善電能的質量,提高供電能力,而且還可以達到節能降耗的目的。
(4) 諧波抑制。隨著各類電力、電子設備在建筑中日益廣泛地應用,由此產生的諧波電流對供配電系統產生的危害表現為諧波使電動機發熱效率下降4%~6%,使線路損耗增加1.5~2.5 倍,使變壓器局部嚴重過熱,造成銅損和鐵損增加2~2.5 倍。諧波還會導致繼電保護和自動裝置的誤動作并會使電氣儀表的計量產生2%~20%誤差。可見,諧波電流的存在不僅增加了供配電系統的電能損耗,而且對供配電線路和設備安全工作產生危害。為了抑制諧波,通常設計時,在變壓器低壓側或用電設備處單獨設置有源濾波器、無源濾波器,也可將有源濾波器和無源濾波器混合使用或采用節電裝置。通過以上措施有效地濾除中性線和相線的諧波電流,不僅凈化了電路,降低了能耗,而且提高了供電質量,提高了設備使用壽命。
2電動機在運行過程中的節能
在建筑電氣中的電動機都是與暖通、給排水等工種的設備配套的,由設備制造廠商統一供應的。因此,其節能措施只能貫徹在運行過程中,除了用就地補償電容器以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗外,還應減少電機輕載和空載運行。因為,在這種情況下,電機的效率是很低的,消耗的電能并不與負載的下降成正比。采用變頻調速器,使其在負載下降時,采用變頻的方式,自動調節轉速,使其與負載的變化相適應。采用這種方式,可提高電機在輕載時的效率,達到節能的目的。但這種設備的價格偏高,所以在使用中有一定的限制。此外,還有一種節能方式,就是使用軟起動器。軟起動器是按起動時間逐步調節可控硅的導通角,以控制電壓的變化。由于電壓可連續調節,因此起動平穩,起動完畢,則全壓投入運行。此設備也可采用測速反饋、電壓負反饋或電流正反饋,利用反饋信息控制可控硅導通角,已達到速度隨負載的變化而變化。
3照明節能
因為照明用量大而面廣,因此,照明節能的潛力很大, 應該采用高效光源。白熾燈過去用得最廣泛,因為它便宜,安裝維護簡單,它致命的弱點是發光率太低,因此目前常被各種發光率高,光色好,顯色性能優異的新光源取代。建筑物盡量利用自然采光,靠近室外部分的建筑面積,應將門窗開大,采用透光率較好的玻璃門窗, 以達到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的這部分的照明,可采用按照度標準檢測現場照度,進行燈光自動調節。對長期需要開停,但又要按人流的多少自動調整照度的場合,在增加投資不多的情況下,對熒光燈可利用調壓的方式,固定幾級調節。
結束語
在當前的建筑電氣設計中,應把電能消耗指標作為全面技術經濟分析的重要組成部分。節約電能應以提高能源利用率和綜合效益為主要途徑,根據技術先進、安全適用、經濟合理、節約能源和保護環境的原則確定設計方案。通過正確的計算,合理選擇電氣設備及其控制方式,盡量在不增加或少增加投資的前提下取得較顯著的節電效果。
參考文獻
[1] 趙瑩瑩,陶慶友.論建筑電氣節能設計探討[J]. 科技致富向導. 2010(32)
篇10
建筑節能是指在建筑施工、房屋建筑、建筑材料生產和建筑物使用的過程中,在達到相同目的和滿足需要基礎上,盡可能地降低能源資源的消耗與排放。在現代建筑業的發展中,普遍強調合理使用能源資源,提高建筑能源的利用率,減少建筑設計中能量的損失,同時確保建筑物的舒適性。建筑節能主要體現在建筑物的使用、改造、新建、設計和規劃的全過程中,嚴格執行節能標準,使用新材料和新技術。
建筑節能設計的主要內容包括:第一,建筑設計中外部環境與建筑結構的關系,正確處理環境與建筑之間的關系能夠對建筑節能設計起到極大的促進作用,提高節能效果,因此,在設計時要充分考慮當地實際特點,做到因地制宜。第二,建筑設計中的綠化設計,建筑中植被的應用能夠有效調劑建筑物的室內溫度,但在應用時要考慮植被設計的技術問題,如防水、排水和荷載等。第三,節能建筑材料的選擇。在相同的氣候條件下,不同的建筑材料會對建筑物的節能效果造成不同的影響。此外,建筑節能材料的應用還能夠降低建筑成本,提高建筑物的使用壽命,增加建筑物的使用面積,有效消除建筑物“熱橋、冷橋”問題的發生,便于建筑施工過程的實施。
2 建筑節能策略中的空間設計
現階段,很多建筑物在設計時,通常只考慮建筑物的造型、外觀、空間形態、日照間距和容積率等內容,重視各種配套設施與綠化景觀的建設,但過于看重設計的圖案化,而缺少了對于建筑物周圍小氣候和小環境的影響分析。建筑設計通常將建筑物的門窗密閉性、屋頂保溫性和墻體保溫性等作為節能設計的核心內容,而較少地關注單體設計,所以,建筑節能設計應首先控制建筑物的體型系數,體型系數是指:建筑物同室外大氣接觸的外表面積與其包圍的體積比值。建筑物外表面積越大,散熱面就越大,其耗熱量隨體形系數的增長而增加。國家的相關規范對體型系數的規定為強制性條文,因此嚴格控制體形系數對建筑節能很重要。降低體形系數的方法有:a、適當增加建筑物的層數,盡量避免出現單層建筑;b、建筑平面空間組合集中緊湊減少凹凸變化;c、適當增大建筑體量。其次建筑物設計時應盡量擴大南向朝向,寒冷地區,在冬季建筑物南向所獲得的太陽輻射和輻射總量比其他方位大得多,南偏東西的角度越大,接受的太陽輻射越少,所以增大建筑物南向朝向面積對節能是有利的。最后要關注建筑規劃,以節能環保理念指導建筑設計,在設計建筑物的形態和內部結構時,要充分參考外部環境特點,從建筑地的氣候和地理條件出發,實現環保技術與建筑手法的結合,使建筑物能夠最大限度地獲取自然能源,減少能量損失,在整體設計上為建筑物的節能環保提供物質條件。
3 高效保溫節能材料的應用
合理適當的建筑節能材料也能夠對建筑物的節能環保性能起到促進作用,是實現建筑節能的重要手段,因此,建筑設計者在進行設計的過程中,要依據節能、經濟、高效、健康的基本原則,選擇健康節能的建筑材料,從根本上提高建筑物的節能環保性。隨著我國建筑科技的快速發展,很多新型的高效環保建筑材料被不斷開發并應用于建筑設計之中,起到了良好的節能效果,首先是要關注墻體材料和其保溫材料的應用,墻體在建筑維護結構中所占面積最大,冬季通過外墻散失的熱能約為建筑總耗熱量的22%。墻體可采用空心磚、加氣砼等,外保溫材料可采用高性能巖棉板等。其次應重視在建筑物屋頂的設計運用新型防水材料和保溫材料,這能大大提高了屋頂的防潮保溫效果;最后在建筑門窗設計使用新型隔熱透光玻璃,促進了屋頂隔熱透光效果的提升;可調式遮光板的使用,也起到了提高遮陽效果的目標。此外,建筑設計時還要從建筑地的實際情況出發,充分發掘適合當地氣候和地理條件的建筑節能材料,將其廣泛應用到建筑物的設計和施工之中。
4 可再生能源設計
可再生能源指取自自然界、能夠永久利用并不斷再生的非礦物性能源,一般包括海洋能、生物能、太陽能、風能等。可再生能源的使用對自然環境的危害較小,甚至無傷害,且資源能源的分布較為廣泛,能夠實現就地開發和使用。建筑物在設計規劃時應該充分考慮可再生能源的應用,從而降低常規能源的使用量,實現環境保護與生態和諧。目前,我國建筑設計中使用較為廣泛的可再生能源主要包括地熱和太陽能等,地熱利用比較成熟的是地熱源泵的工藝運用,利用地層深處溫度恒定的原理達到冬季采暖夏季制冷的效果。太陽能技術由于其自身的安全性和環保性,在建筑設計中得到了越來越多的青睞,太陽能在建筑設計中的應用主要體現在兩方面,一是主動式的太陽能,二是被動式的太陽能。被動式的太陽能建筑主要是在面向太陽的方向,通過儲熱設備來吸收并儲備太陽能所產生的熱量并轉化為電能,但該方式通常成本較高,需要配合相應的光電系統,因而不適合大面積推廣。主動式太陽能最普及的是熱水器的利用,在北方日照時間長特別適用。隨著我國人民生活水平的不斷提高,可再生能源的應用也更加頻繁和廣泛,可再生能源的應用也在一定程度上改變了人們原有的生活方式和習慣。
5 設計中的節能措施
建筑設計中節能構造措施主要體有以下幾個方面:第一,加強冷橋部位的保溫構造設計,在護構件中,經常設有導熱系數較大的嵌入構件,如外墻中的鋼筋砼梁、柱、過梁、圈梁、陽臺板和挑檐版等。這些部位的保溫性能比主體結構差,熱量容易從這些部位傳出去,其內表面溫度低,容易形成凝結水,這些部位就叫“冷橋”,所以在設計中,對于每一個冷橋節點均應逐個分析該節點所在部位的結構方案、構造方案及節點所在的不同節能維護體系,選擇最佳綜合,以保障整體建筑物節能效果良好。如鋼筋砼過梁通常可以做成L形,減少外漏面積,也可以采用局部加厚冷橋外保溫層等措施來阻斷冷橋。第二設置“溫度阻尼區”,所謂溫度阻尼區就是在室內與室外之間設有一中間層次,這一中間層次像熱閘一樣阻止外冷風的直接滲透,減少外墻、外窗的熱損失。例如:在外門設置門斗,防止冷風倒灌;屋頂采用架空層;住宅樓梯間設置封閉樓梯間等。第三,屋面節能。要確保屋面的保溫隔熱性,具體措施為:一方面要選用導熱系數小、密度適度的保溫層,以防止屋面的厚度和重量過大。另一方面是要使用吸水率較低的保溫材料,做好屋面防水,以防止屋面漏雨吸收大量水分而降低保溫功能,同時,還要在屋面設置排氣設施,以保證屋內水汽的順利排出。
6 結束語
在建筑物的設計中,設計者必須秉承節能環保理念,在設計中加入節能措施,使用節能環保材料,使建筑設計朝著低碳環保的方向發展。建筑設計者要不斷強化節能理念,積極實踐,大膽創新,將科學技術和節能理念運用到建筑設計中,實現環境保護。
篇11
建筑電氣節能應堅持以下四個原則:(1)可用性。應滿足建筑物的使用功能,即滿足照明的照度、色溫、顯色指數;滿足舒適衛生;滿足上下左右的運輸通道通暢無阻;滿足特殊工藝要求。(2)經濟性。建筑電氣設計的經濟性就是節能應按國情考慮實際經濟效益,不能因為節能而過高地消耗投資,增加運行費用。而是讓該部分增加的投資,能在幾年甚至更短的時間內用節能減少的運行費用進行回收。(3)可靠性。根據用電負荷的等級,保證在各種運行方式下提高供電的連續性,力求可靠供電。滿足建筑物的功能,即滿足照明的亮度、色溫、顯色指數;舒適性空調的溫度及新風量,也就是舒適衛生;滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻。(4)安全性。保證在進行一切操作切換時工作人員和設備的安全,以及能在安全條件下進行維護檢修工作。
二、建筑電氣設計中的節能措施
1、供配電系統的節能設計。根據工程供電容量及負荷的具體使用情況,合理設計供配電系統,做到盡量簡單可靠,這對于有效地實現電氣節能可以起到很好的作用。首先,變配電所或箱式變電站位置的設置。現代高層建筑的用電量相當大,在確定變配電所或箱式變電站位置時,應盡量靠近負荷中心,這樣可以減小配電半徑,有利于減少線路損耗。其次,合理選擇變壓器容量及臺數。在選擇變壓器容量和臺數時,應根據負荷情況,綜合考慮投資和年運行費用,對負荷進行合理分配,選取容量與電力負荷相適應的變壓器,使其工作在高效低耗區內,從而實現變壓器的投入臺數可以隨季節性負荷的變化靈活投切,減少部分變壓器輕載而引起的不必要的電能浪費。最后,優化變壓器的經濟運行方式。同一變電站的變壓器應盡量并列運行,并聯后其負荷可以合理地分配,總損耗可以降至最低限度,同時根據負荷的變化調整并聯運行的變壓器臺數,也是降低變壓器損耗的有效措施。
2、電纜線路的合理設計。在一個工程中,線路左右上下縱橫交錯,小工程線路全長不下萬米,大工程更是不計其數,所以線路上的總有功損耗是相當可觀的,減少線路上的能耗必須引起設計重視。在建筑中,低壓配電室應靠近豎井,而且由低壓配電室提供給每個豎井的干線,不至于產生支線沿著干線倒送的現象。亦即低壓配電室與豎井位置的布局上應使線路都分向前送,盡可能減少回頭輸送電能的支線。另外,還可利用某些季節性負荷的線路,這些用戶不用時,可提供給常期用戶作供電線路使用,以減少線路和電阻。
3、風機水泵的節能。(1)采用高效風機水泵。近年來,我國研制出多種高效率風機和水泵,有的產品效率已接近國外同類產品,應該大力推廣。(2)設計時注意選型和配套。選擇風機水泵的型號和額定值時,應盡量與工況吻合,使設備運行在高效率區間。(3)調速控制流量,減少節流損失。生產工藝上經常要求變更流量,現場多使用擋板或閥門來調節流量,即采用人為增大阻力的方法來減小流量,這是很不經濟的。比較經濟的方法是調節原動機的轉速來調節流量。(4)合理設計管網,降低管道阻力。設計輸送管網時,對走向和管徑都要仔細計算,并要求管道內壁具有較高的光潔度,以降低阻力、減小功率損失。(5)在管網或葉輪上涂敷復合材料。其具有高彈性、高強度并易與金屬粘接的特點,將其涂敷在管道內部和葉輪上,可以降低葉輪、管道與流體的摩擦系數,從而減小阻力、降低損耗。(6)減小葉輪直徑。當所需流量與揚程(風壓) 遠小于泵或風機的額定值時,可以通過切削葉輪、減小直徑來降低風機水泵的輸入功率實現節能,但不適用于揚程經常變化的運行環境。(7)調節入口導向葉片。這是離心式風機、水泵流量調節的基本方法,軸流式也可采用。調節入口側可調導向葉片,可以改變壓力和流量特征曲線,使同流量的軸功率比用閥門或擋板調節時低得多。
4、照明系統的節能。照明系統的節能設計,一方面照度、色溫、顯色指數要達標,另一方面又要達到節能的目的。由于電氣照明設備的耗電量與照明設備用電使用時間、照明設備的損耗、房間面積、照明器數量等因素成正比關系,與照明電氣的發光效率成反比關系。因此,照明系統的節能設計可從以下方面來考慮。
(1)減少設備使用時間。在設計的時候,樓梯間、走廊這樣的公共場所可采用自動控制的方式,做到人來燈亮,人走燈滅。考慮到線路損耗,對于面積小的房間可采用一燈一控或二燈一控;面積較大的房間采用多燈一控的方式。同時,設計時,應充分利用天然光。建筑物靠近室外的部分,在建筑物結構允許的情況下,門窗盡可能開的大些,門窗的玻璃采用選用透光率高的,以充分利用自然光的。非靠近室外的部分,可用導光管、反射高窗或棱鏡窗將光線引入需要陽光的地方。以最大限度地減少照明設備的使用時間。
(2)提高光源的利用效率。首先要改善環境的反射條件,即建筑物內的墻壁、天頂、地面以及家具的表面盡量光滑、色彩盡量選用淺色。當然考慮到健康因素,屋頂和墻面的光反射系數宜在55%~60%之間,地面宜為15%~35%。其次用高效光源,首選發光率高的光源,這些光源節能效果及光效都非常顯著,因此能夠在照明系統的設計環節達到節能的目的。
篇12
最近幾年,節約能源,保護環境,已成為每位公民的責任和義務,也是全世界所關注的重要課題。電氣節能為建筑節能的組成部分,近年來由于國民經濟高速發展.對電力需求快速增長,由于發電裝機容量和電網供電能力不足,全國大部分地區出現了不同程度的拉閘限電現象。由于我國節能的潛力巨大,因此把電能節約與電能開發并舉,并把電能節約放在首位。由此可見電氣節能的重要性,電氣節能設計已成為電氣設計重要內容。
2 合理設計供配電系統
根據用電負荷容量及其分布、用電設備特點及負荷等級,合理設計供配電系統,使系統在最佳狀態下運行,使供配電系統在運行中的損耗減至最低。實現供配電系統的經濟運行,達到節能的目的。設計應從下面幾個方面考慮。
2.1 供配電系統應盡量簡單可靠。同一
電壓等級供電系統變配電級數不宜多于兩級,盡量減少變電級數過多產生的電能損耗。
2.2 合理選擇供電電壓。同等情況下,電壓越高,損耗越小。民用建筑用電設備電壓等級大部分為220/380V,但一些大型或特大型的民用建筑的空調主機為了達到節能目的,經方案比較可以選擇10(6)kV的制冷設備。
2.3 變電所應靠近負荷中心,低壓配電間應靠近電氣豎井,合理分布供電網絡,使低壓供電半徑控制在200m以內,供電線路的電壓損失已滿足規范的允許值,減少線路電壓損失,提高供電網絡的供電質量及網絡運行的經濟效益。
2.4 根據負荷情況合理選擇變壓器容量、臺數,變壓器負載率宜為0.7-0.85.其接線應能適應負荷變化。按經濟運行原則靈活投切變壓器.使變壓器在最佳狀態下運行,從而減少損耗。
2.5 合理選擇電纜、導線截面。在滿足允許載流量、運行電壓損失等各種技術指標的前提下,應按經濟電流密度合理選擇導線截面,并應從降低電能損耗、減少投資和節約有色金屬等方面綜合衡量。
2.6 合理提高供配電系統的功率因素。在用電設備選型及調速控制方案一定的情況下,若自然功率因素達不到接入電網要求時,應進行無功功率的補償.提高功率因素可以減少線路及變壓器損耗。
3 選用節能型變壓器
據有關資料統計表明,全國電網上每年運行的35kv和10kv及以下配電變壓器總電能損耗約占當年總發電量的2%-3%。因節能變壓器具有損耗低、重量輕、噪音低、效率高、抗沖擊、節能顯著等優點,故節能變壓器的使用尤為重要。采用節能變壓器,能節約能源和減少溫室氣體的排放,因此采用節能變壓器有巨大的節能潛力。所以設計時應首選高效低損的節能變壓器。如油浸式變壓器已出現
了比S9系列更節能的S10系列、S11系列,S11型變壓器與S9型變壓器相比,空載損耗平均降低30%,空載電流平均下降70%,變壓器噪音水平下降7-10dB。
4 合理選用電動機
在建筑電氣設計中,電動機都是與暖通、給排水水工種的設備配套的,由設備制造廠商統一供應。因此,其節能措施只能貫徹在運行過程中,除了上述的應就地補償電容器以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗外,還應減少電機輕載和空載運行。因為在這種情況下,電機的效率是很低的。對功率較大的電動機可以采用變頻調速器,可提高電機在輕載時的效率,達到節能的目的。但是,
這種設備的價格仍偏高,因此在應用中受到一定的限制。另一種節能方式是采用軟啟動器,它啟動平穩,從啟動到運行,其電流變化不超過3倍,可保證電網電壓的波動在所要求的范圍內,同樣達到節能的目的。
5 照明節能設計
5.1 照明設計應選擇高效光源照明光源應選擇發光效率高、顯色性好、
使用壽命長、啟動可靠方便快捷、性能價格比高的高效光源。按不同的工作場所,選擇相適應的高效光源,可以降低電能消耗,節約能源。根據《建筑照明設計標準》(GB50034-2004),建議按以下幾個方面選擇光源:
5.1.1 燈具安裝高度較低的場所選用熒光燈。熒光燈包括直管熒光燈和緊湊型熒光燈。它們都具有光效高、壽命長、顯色性較好等優點.但前者比后者光效更高、壽命更長、光通維持效率高、性價比更優。因此,除有裝飾性要求的場所外,一般情況下,都應選用直管熒光燈,并推薦采用T5細管。
5.1.2 燈具安裝高度較高的場所宜用金鹵燈,也可用中顯色高壓鈉燈。對于顯色性要求高的場所,可以采用用陶瓷金鹵燈;對于沒有顯色性要求的工業場所,可以用光效更高、壽命更長的高壓鈉燈。
5.1.3 安裝高度高且不易維護的場所,如高大廳堂等,宜選用高頻無極熒光燈。其重要特點是使用壽命長(達5~6萬小時)。同時,光效高(60-701m/W)。顯色性好(Ra達80),起點快捷、可靠。
5.1.4 不應選用熒光高壓汞燈。金鹵燈是汞燈的基礎上發展起來的,其高效比汞燈約提高60%(400W為例),顯色指數高,壽命更長。
5.1.5 限制熱輻射光源(普通照明用白熾燈、鹵鎢燈)的應用,其優點是顯色性好、起點快速、便于調光。但由于其光效低、壽命不長,所以最好限制使用。除要求調光、開關頻繁和短暫工作以及特殊裝飾要求等情況外。不應使用。
5.2 照明節能設計應提倡綠色照明。綠色照明并不只是照明節能,更有益于
提高人們生產、工作、學習效率和生活質量,在保護身心健康的基礎上達到節約能源、保護環境的目的。為此,在照明設計時,應最大程度地滿足建筑的功能,一項照明工程不能只注重光的物理特性,不僅要考慮照度水平、燈具布置,還需考慮視覺環境及照明效果。所以,照明設計應滿足建筑物不同場所、部位對照明照度、色溫、顯色指數的不同要求。同時,電氣設計應與建筑設計密切配合,充分合理地利用自然光,使之與室內人工照明有機結合,利用最少的能源保證照度水平,從而達到節約人工照明的電能。
6 合理利用太陽能
目前住宅熱水系統雖然已不少設計采用了太陽能設備,但本人認為在大型住宅小區以及公共建筑的室外照明系統應該可以設計采用太陽能蓄電的照明設備。目前這類產品以太陽能LD燈具為主,其產品的工作E原理是:白天太陽光照射到太陽能組件上,使太陽能電池組件產生一定幅度的直流電壓,把光能轉換為電能,再傳送給智能控制器,經過智能控制器的過充保護,將太陽能組件傳來的電能輸送給蓄電池進行儲存;到了夜晚太陽能組件因接收不到光能,其輸出的直流電壓降到接近為零時,智能控制器自動開啟控制裝置,向LED提供電能,促使LED發光源發出足夠的亮度用于照明;到天亮時,太陽能組件又接收到光能產生電壓時,智能控制器又自動轉換到充電模式工作。隨著太陽能蓄電的照明設備的產業發展,這種產品的制造成本將會越來越低,本人相信在不久的將來太陽能蓄電的照明設備應該會在室外照明領域得到普及應用。
7 結束語
電氣節能設計已成為電氣設計的重中之重,在設計中精心考慮,進行方案比較,應用先進的設計技術,按照節能標準合理設計。在為人類提供健康、舒適、安全的居住、工作和生活空間的同時,又能行之有效地節約能源,這是每一個設計人員都必須認真對待的問題。
參考文獻
篇13
當前,實現節能減排目標面臨的形勢十分嚴峻。2006年以來,全國上下加強了節能減排工作,國務院了加強節能工作的決定,制定了促進節能減排的一系列政策措施,各地區、各部門相繼做出了工作部署,節能減排工作取得了積極進展。但是,2006年全國沒有實現年初確定的節能降耗和污染減排的目標,加大了“十一五”后4年節能減排工作的難度。更為嚴峻的是,2007年一季度,工業特別是高耗能、高污染行業增長過快,占全國工業能耗和二氧化硫排放近70%的電力、鋼鐵、有色、建材、石油加工、化工六大行業增長20.6%,同比加快6.6個百分點。與此同時,各方面工作仍存在認識不到位、責任不明確、措施不配套、政策不完善、投入不落實、協調不得力等問題。這種狀況如不及時扭轉,不僅2007年節能減排工作難以取得明顯進展,“十一五”節能減排的總體目標也將難以實現。
國家“十二五規劃”明確提出了節能減排的目標,即到2015年,單位GDP二氧化碳排放降低17%;單位GDP能耗下降16%;非化石能源占一次能源消費比重提高3.1個百分點,從8.3%到11.4%;主要污染物排放總量減少8%~10%的目標。此外,十二五”規劃中還明確了主要污染物控制總類,在“十一五”化學需氧量、二氧化硫這兩個類別基礎上,增加了氨氮和氮氧化物兩個類別的污染物控制指標。“十二五”規劃提出的約束性指標更加明確了國家節能減排的決心。
在國家節能減排的號召下,現在的工廠企業越來越重視生產過程中的節能減排,尤其是新上馬的工程項目,無論是在土建方面,還是在工藝設備選型方面,都傾向于節能型與環保產品。對于煙草行業的制絲線管控系統而言,應該是在保證生產計劃與工藝指標的同時,利用現有的設備與生產線,通過控制程序與調度程序的編排,合理組織生產,尤其是在模塊化生產的基礎上,合理調度生產線的工藝設備,盡可能準確跟蹤物料,減少設備空轉與待料時間,最大化提高設備的有效作業率,整條制絲線控制系統應該圍繞這個思想采取措施,來達到減少能耗的目的,具體方法如下。
1 減少主機設備的預熱時間
以片煙生產工藝段為例,由于該段工藝設備較多,工藝路線較長,在設備的控制上應充分考慮到節能。看得出來,葉片從真空回潮處理到松散加料要經過一段比較長的時間,在具體控制上可以這樣考慮,當真空回潮機進行一批煙葉處理的時候,調度系統才依次發出松散回潮加料機的預熱指令,這個指令的何時發出可以通過現場的實際情況來摸索而得,當這些主機設備接到預熱指令后,才啟動設備進行預熱,從而減少主機設備待料時間來節能。
2 細化批次控制單元,節約生產時間
針對多生產線、多路徑的加工工藝,批次控制的模式將在整個控制系統設計中得到體現。一方面,對整個生產工藝流程進行較為細致的劃分,設計總共多個控制工藝段,結合面向整個生產線的集中監控,可以有效減少工藝段設備運行的空轉時間。另一方面,在部分工藝段中,根據生產組織的需要,還可以進一步細分為多個批次控制單元,如,批次控制設計和構件化設計的功能實現,有利于生產線的組織調度,提高有效作業率,節能降耗。
對于生產調度系統來說,需要在物料生產計劃中,將一個由多個配方模塊組成的煙葉生產任務,分解為多個模塊的生產子任務,按照分組加工不同的要求,自動調用分組加工的工藝控制參數和設備運行控制參數,實現按模塊的精細化加工;同時,在煙葉模塊生產中,還需合理安排生產加工路線,可以根據生產計劃或生產實際情況選擇是否需要進入相應的工藝路線,實現對生產線生產能力的合理調度和控制。管控系統中的集中調度管理層和底層控制層需相互協調、統一管理,在生產批次計劃中合理調度兩部分設備的生產能力,并根據生產工藝的要求正確選擇加工工藝路線,實現自動化的控制。
3 精確化延時停機時間
在制絲線的設備控制程序中,常常用到延時停機指令,比如:喂料機、儲柜進出料的控制等等,通常情況下,這些延時停機的時間設置得都比較長,造成設備長時間無料空轉。為了節能,可以通過現場摸索、人機界面上交互窗口調整以及利用其他一些外部條件(比如:流量、溫度、水分等)的判斷,來精確化延時停機時間,盡可能地縮短設備空轉時間。
4 合理劃分控制單元節能
把制絲線上工藝段的相關設備分解為若干能夠獨立操作、具備啟動/停止的控制單元,實現分時啟動/停止控制,盡可能地縮短設備空轉時間,最大化地降低設備耗能,實現節能。
5 制定行之有效的節電措施
編制科學的用電施工方案,配電線網布置規范,配線選材合理,避免電流密度過大或電阻過大,造成浪費。采用能效比高的用電設備,推廣使用智能型荷載限位器,現場有控制大功率用電設備措施。照明燈具應采用高效、節能、使用壽命長的施工照明燈具。工程項目分路供電,施工、生活用電有分路計量裝置,分別監控,有記錄。加強用電管理,施工區、生活區有專人管理照明燈具;宿舍應采用智能化開關控制宿舍的用電。加強對大型施工機械設備運行管理,禁止空載運行、提高使用率;對機械進行定期維護,確保機械正常運行。選用環保高效節能的施工機械,逐步利用Y系列節能電機(全封閉自扇冷式三相鼠籠型異步電動機)改造現有施工機械動力源,逐步采用高效功率補償器技術;禁止耗能超標機械進入施工現場。
6 制定行之有效的減排措施
編制專項方案對工地的廢水、廢氣、廢渣的三廢排放進行識別、評價和控制,安排專人、專項經費,制定專項措施,減少工地現場的三廢排放。對施工區域的施工廢水設置沉淀池,進行沉淀處理后重復使用或合規排放,對泥漿及其他不能簡單處理的廢水集中交由專業單位處理。在生活區設置隔油池、化糞池,對生活區的廢水進行收集和清理。禁止在施工現場焚燒垃圾,使用密目式安全網、定期澆水等措施減少施工現場的揚塵。合理安排噪聲源的放置位置及使用時間,采用有效的噪聲防護措施,減少噪聲排放,并滿足《建筑施工場界環境噪聲排放標準》的限制要求。生活區垃圾按照有機、無機分類收集,與垃圾站簽訂合同,按時收集垃圾。對不可回收有害的施工垃圾打包封袋,按照環保等部門規定要求送往指定處理中心集中進行無害化處理。
7 結語
目前,無論在煙草、化工、電力、冶金、石油還是其他行業,節能減排都是重中之重。企業是否能夠很好地完成節能減排指標逐漸成為促進國家經濟增長的重要因素,隨著電氣自動化控制技術的進步以及人們對節能減排意識的不斷普及,在很大程度上提高了產品的可靠性和工作效率,標志著一個國家電子行業發展水平,并且也是當前經濟高速發展的必要條件。