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一、建筑外墻體結構的節能設計

墻體是圍護結構的主體也是建筑的主要組成部分，承擔著室內外熱交換的作用。建筑節能的中的30%都是通過墻體保溫隔熱性能實現的。據分析，節能外墻與普通外墻室內溫度差為4℃-6℃，所以在建筑節能的設計中外墻是絕對不能忽略的因素之一。

外墻具備承重、安全圍護以及保溫隔熱等功能，其中在考慮節能方面時，要選擇使用保溫隔熱性能較好的墻體材料進行施工。目前在工程中常常使用的墻體材料是多孔粘土磚和加氣混凝土砌塊以及復合墻體。其中復合墻體使用的絕熱材料主要有巖棉、玻璃棉、聚苯乙稀、加氣混凝土等，復合墻體宜選用外墻外保濕，即采用連續外包的方式，在主體墻結構外層粘接一層保濕材料，并在保溫材料外側用玻璃纖維網加強并涂刷粘結膠漿，隔斷其熱橋作用的混凝土梁或者柱起到“斷橋”的作用，從而降低耗能。由于此方法的效果明顯高于內保溫，隨著建筑節能技術的不斷完發展，外墻外保溫將成為建筑保溫節能形式的領導技術。

除此之外，建筑物的體形系數也是墻體中出于節能考慮的因素之一。《民用建筑節能設計標準》中對體形系數的定義是：“建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值?！币虼藴p少建筑物體形系數，就是減少建筑物的表面積，減少維護結構面積，就做到了節能，換句話說體形系數越小，建筑物的節能就越有利。一般來說，體積大、體形簡單的建筑以及多層和高層建筑，體形系數較小，對節能較為有利。在設計時也常常將體形系數控制在0.3以內。從熱傳遞方面分析，由于建筑物實墻的陽角內層散熱面大，且交角處多半設置有熱橋作用的框架柱或者構造柱，因此，該處是建筑物耗能較大的部位，如果將建筑物設計成圓柱形則減少了交角，有利于節能。所以從節能的角度考慮建筑物外形設計時，盡量保持外表面整齊，避免凹凸變化太多。

對于一些既有建筑物，可以通過在日照強烈的墻面種植植物來降低傳入室內的熱源。除此之外植物還可以吸收粉塵和噪音，對于凈化空氣降低溫室效應都有很好的作用。

二、住宅平面的建筑節能設計

住宅平面設計中首要問題是確定適當的套型面積。因為適當的建筑面積不但可以節約用地（建筑行業“四節”之一）還可以大大節約建筑用材，減少營造、維護與使用過程中的能耗。另外，建筑平面的巧妙布局亦能獲得較好的節能效果。

由于我國地處北半球，太陽高度角和方位角變化規律使南朝向為最為節能的建筑朝向，此朝向夏季可減少太陽輻射得熱，冬季可增加太陽輻射得熱，而且此朝向建筑與我國夏季盛行的東南風差不多成垂直關系，容易形成穿堂風，而又避開了冬季盛行的西北風。因此，將住戶長時間活動的居住空間（如廳、主要臥室）設于日照通風條件最佳的南向位置，利用自然環境使室內達到最大的舒適度，為住戶節約采暖和空調的能耗。而南北向建筑可以獲得最多的南朝向房間，所以建筑平面宜設計成南北向。對于日照、通風條件較差的北朝向與長時間接受太陽輻射的東西向可布置些平面功能比較次要的電梯、樓梯、管道井、機房、衛生間、廚房等，以擋住日照直接照射主要房間，避免冬季西北風灌入。經調查，在其他條件相同的情況下，南北向的多層建筑的傳熱耗熱量比東西向可降低5%左右。

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（如擠塑聚苯板）。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。

四、門窗節能設計

門窗即使太陽輻射吸熱部位，又是主要的散熱部位，因此在建筑節能設計時，合理設置門窗也是重點考慮的因素之一。設計時在保證采光通風的條件下，盡量減小門窗洞口的面積，選用氣密性高、保濕性好的材質，減少冷風滲透以及門窗的熱傳遞。第一是控制窗墻比，一般住宅設計盡量避免落地窗的設計，對于方向不同，窗戶的設計方式也不同，減少西北方向的立面窗戶的面積。第二是提高門窗的氣密性，選擇好的窗體材料。對于外窗部位設計時，窗框與門窗洞口之間的縫隙采用保溫材料填實，不得采用水泥砂漿。設計選用合適的窗型和門窗配件，減少窗框的外露面積，采用保濕隔熱性能好的玻璃。目前設計中多采用斷橋隔熱鋁合金窗框或者塑鋼窗框，對于玻璃的選用則多采用中空玻璃窗。另外，對于面朝南向的窗戶在設計時可以采用凹式設計，外加遮陽板，這樣可以起到遮陽的效果。

五、節能材料的選擇

科學選擇建筑的節能材料材料，體現了建筑節能設計的另一大主要工作。節能材料的選取，必須依照環保、安全、節能以及經濟的要求。一方面，在我國科學技術迅猛發展的同時，很多創新型的節能材料被廣泛開發出來，運用到實際的建設中去，起到了較好的節能效果。比如當前流行的新式防水、保濕材料，它們廣泛使用于墻體和屋頂當中，可以防潮，調節室內的濕度；新式的透光隔熱玻璃應用在門窗上，具有超級好的透光、隔熱能力；使用靈活性較強的鋁制遮陽板，使遮陽效果更加可靠有效。另一方面，建筑設計要根據實際的施工情況，使用帶有地方特色的節能材料，多加使用鄉土材料，使其貼合建筑的需要。

結束語

可持續發展觀是當今時代的主體，可持續性的生態發展觀已經深入到生活中的方方面面。因此，在今后建筑設計中必然會將節能理念融入其中，盡快建設綠色節能建筑項目，盡可能利用基地周圍的自然條件，提高資源利用率；盡可能利用再生資源和節能新技術；采用節能建材；對系統進行整體設計，從而提高人們生活和工作環境的質量。

參考文獻

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建筑設計同環境保護、節能是緊密相連、密不可分的，我們要不斷發展、優化建筑設計，使其為建設建筑提供良好的藍圖，在設計優化中采用一些技術，并且通過這些技術措施，使建筑物達到內外的能量平衡，將對環境的保護起到非常重要的作用。建筑設計優化的目的是為了更好地提高人類居住環境的質量，同時也是為了更好地使建筑物融入到自然界中，對自然環境的破壞也降到最低，努力使自然界達到平衡。所以在設計中，應充分考慮利用自然界中的可再生資源，對這些可再生資源充分加以利用，提高這些可再生能源的利用率，逐步取代傳統的高能耗的設施，優化建筑設計參數，使建筑物能更好地為我們服務，滿足人類日益高漲的居住要求，對于一些高能耗的設施堅決進行淘汰，轉而采取一些更為先進的環保設施來為建筑物服務。

一 當前我國建筑節能設計存在的問題

1 建筑節能的意義認識不夠

能源是人類賴以生存和發展的基本條件，隨著世界性的能源短缺，節能問題已經上升到戰略高度。近幾年來，經濟的飛速發展，能源的緊張形勢在我國尤為嚴峻，已經成為可持續發展的瓶頸，威脅到國家的穩定和安全。而建筑節能占全國總能耗的比例已經達到1/3以上，數量巨大，浪費驚人，所以積極推進建筑節能，對于促進能源節約和合理利用，緩解我國能源供應與經濟社會可持續發展的矛盾，有著舉足輕重的作用，也是保障國家能源安全、保護環境，提高人民群眾生活質量，貫徹落實科學發展觀的一項重要舉措。

2 建筑施工圖中建筑節能設計存在的幾方面問題

（1）施工圖中建筑節能專項說明不完整

節能專篇應是一個完整的篇章。少數設計單位節能專篇設計簡單，不能完全反映建筑節能的相關技術要求。節能專篇應包括：設計依據；當地建筑設計有關指標參數；當地采暖建筑各部分圍護結構傳熱系數限值及設計值；當地建筑對門窗、氣密性的要求；當地圍護結構傳熱系數的修正系數N值；本工程有關的節能計算參數及公式；節能設計表格；結論及建議。

(2) 節能構造在建筑節能設計說明中不夠具體

某些工程外墻同時采用兩種以上的外裝飾材料時，關于外墻保溫構造僅在節能設計登記表中說明某材料及厚度是不能完全表達清楚的；采暖與非采暖空間之間的隔墻、樓板的保溫設計說明不明確；公共建筑外窗因朝向不同其傳熱系數的要求不同。當建筑物的窗墻面積比大于0.4時，外窗的窗框材型、玻璃類型、中空形式都有特殊要求，不能在節能登記表中一概而論。

（3）節點詳圖繪制不完整，說明表達不清楚

在計算窗墻面積比時，玻璃幕墻后部的梁、柱、窗欄墻等實體應按外墻的傳熱系數限制的要求做保溫處理，而設計施工圖很少做說明交代；對于詳圖中的陽臺、凸窗、空調外機擱板、女兒墻、挑檐、外門窗洞口周邊側墻等部位，保溫構造做法說明表達不清。

（4）對于玻璃幕墻、金屬及石材幕墻、玻璃采光頂等做二次設計的內容時，對其節能設計如傳熱系數、氣密性指標未做明確說明。

（5）建筑設計說明中的建筑做法與建筑節能專篇中各項做法相矛盾，使施工單位無法施工。對于一些細節設計，如：外窗和透明幕墻氣密性等方面的要求，外門窗框與門窗洞口之間的縫隙、外門窗洞口周圍的外側墻面、外墻外挑構件、陽臺、不采暖樓梯間單元門、層間樓板等部位均應表達完整，不可漏掉，正是這些細節的完善才保證節能設計的建筑的質量。

二 建筑節能設計采取的技術措施

（1）建筑物的室外部分，尤其是建筑物的外立面，應該拋棄傳統的做法，轉而采取增加保溫層的做法，對建筑進行節能控制。同時對于外窗等，淘汰原來的單層玻璃，采取更為先進環保的雙層中空玻璃，或者是斷橋鋁合金等，使得建筑物更加節能環保。同時還應該在設計中盡可能地減少飄窗的使用，減少一些較大窗戶的設置，外窗的設計應在滿足日照的前提條件下，盡可能地不選用大窗戶，從而減少能源的浪費，達到節能、環保的目的。在建筑物的外立面整體效果中，盡可能不使用霓虹燈，避免造成光污染，也避免造成電能的浪費。另外，可同時在外墻面上采取掛設綠色植物的方式，以達到冬暖夏涼的作用，還可減少暴風驟雨對墻面的侵害，起到節能環保的作用。在建筑物外立面顏色的選用上，應首先選取顏色較淺的。

通過這一系列的措施，最終都可以使建筑物達到保溫的功效，同時也可大大地降低空調的使用率，減少二氧化碳的排放，減少對自然環境的破壞。

（2）建筑物室內方面應分清主要和次要，對于人們長時間所處的環境，所采取的節能環保措施就更加重要了。隨著現代社會的發展，競爭壓力的增大，現今人們的生活重心逐步轉移到了臥室，所以如何能將臥室布置在通風和日照均為最佳的位置，充分利用自然界的各種資源，將對建筑物所需的能耗產生直接的影響。因此，室內戶型設計的布置尤為關鍵，應在建筑條件允許的情況下逐步淘汰室內布置不合理的戶型，通過各種技術參數的對比，重新布置戶型、優化戶型，最大限度地利用陽光，在照明、采暖方面盡可能地降低對自然界的破壞。

（3）在我國北方地區，冬季建筑物如何采暖一直是可以優化設計的方面。由于傳統暖氣片采暖方式本身的局限性，加之一些家庭在裝修時為了美觀，刻意地對暖氣片采取遮蓋，這樣采暖效果就會大大降低。如果采用更為先進的地暖供熱，就可以解決上述問題，更好地節約能源。如果一些舊的建筑物無法改變采暖方式，仍然采用傳統的暖氣片，則應盡可能地將暖氣片全部在外，最大限度地發揮其散熱性；為了視覺上更為雅觀，建議采用一些藝術造型的暖氣片，這樣既滿足了節能的需要，也美化了室內的居住環境。

（4）在日常照明方面，在滿足室內居住環境的前提下，不建議采用照度大的燈具，應根據房屋的實際使用情況采用照度適中的燈具，建議選用更為節能環保的 LED 燈；對于一些公共建筑，建議采用較為先進的 LED 燈；對于一些走廊、衛生間等不很重要的場所，采取聲控加光控的感應器控制燈具，更好地節約能源。

（5）在室內的用水方面，建議采取節能型的設備。建筑物在條件允許的情況下盡可能地采取太陽能，舍棄傳統的電熱水器，從而避免水資源的浪費以及電能的浪費。對于一些公共建筑，在使用水資源方面，對用水量較大的場所應提倡使用中水，如沖洗衛生間等，這樣就可以大大地減少水資源的浪費。只有從多個方面嚴格做起，從自我節約做起，從設計理念優化做起，提高思想認識，通過對建筑物的優化設計，才能達到環保節能的目的。

結語：

在當今社會，節能環保的意識已越來越深入每一位居民的思想中，人們也越來越愿意為節能環保事業貢獻自己的一份力量。筆者認為，只有在高舉節能環保的旗幟、堅持貫徹落實節能環保的思想下所進行的建筑設計活動，才能使人與自然達到充分的和諧，才能更好地保護我們的居住環境，才能更好地實現資源的可持續利用。同時，只有堅持對建筑節能設計進行不斷的更新、探討、研究，不斷地總結經驗教訓，不斷地提高思想意識，長此以往地完善設計，才能在提高建筑物居住舒適度的同時將建筑物對環境的危害降到最低。我們的設計人員在環保節能中應充分發揮帶頭人的作用，不斷地研究更為先進的節能設計方案，努力使人與自然更好地結合在一起，為我們國家的環保節能事業盡自己的一點力。

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1 引言

青島華潤中心位于核心政府商務區,地理位置優越，總建筑面積53.2萬平方米，包括Shopping MALL、甲級寫字樓、五星級酒店、酒店式公寓、會展中心為主體的包羅萬象的城中之城-“萬象城”。 本文根據萬象城建筑底蘊及青島地域文化特點，闡述萬象城商場的節能優化設計，使其內外功能表現相得益彰。

正確的節能優化設計可以在滿足建筑正常運作的基礎上，滿足能耗低、綠色、低碳等特點，本文從空調系統、電氣系統、給誰排水系統、照明系統幕墻設計、及建筑調試等幾個方面，分析萬象城建筑的節能優化方法，突出建筑和諧性的設計理念[1,2]。

2 萬象城節能設計的現狀及優化設計建議

2.1 空調系統節能優化設計

（1）空調系統冷水機組布置復雜、數目較多，當其與水泵連接只有一根總管時，由于結構受力不穩定存在薄弱點，導致水力供應不平衡，多臺冷機運行時負荷不平均，供水溫度得不到有效的保證。根據上述分析，本文設計的空調系統改為每臺水泵直連冷機，保證了空調系統穩定的基礎上，使布置更具有靈活性，達到優化設計。

（2）該綜合體項目使用的一、二次泵系統，但由于一次泵的定流量運行往往存在供水溫度不滿足使用要求，及在低負荷工況下多臺冷機組運行效率低等問題，不滿足建筑綠色、低碳減排的要求。根據空調系統優化設計理念及實際工況，將空調系統改為一次泵變流量運行，該種模式已在眾多大型建筑中廣泛使用[3,4]，是創新與實踐相結合的設計產物。

（3）為了達到降低運行能耗的目的，采用優化自學習啟停、夜間免費換熱、按需通風等控制方法，用以降低空調末端設備的運行能耗

2.2 電氣系統優化節能設計

電氣系統是保證建筑正常運行的生命線，在青島萬象城建筑電氣系統的設計中，從以下幾個方面對其進行優化設計，保證了電氣系統運行的穩定、可靠以及安全經濟等要求，使其電氣系統更加適應建筑的表現和功能[5,6]。

（1）根據重點照明、一般照明、工作照明和特殊照明不同要求的照明區域，按照需求布置照明用具。

（2）采用節能光源和燈具，尤其是在公共區域與辦公場所，從而減少照明能耗。

（3）在需要調光、追求場景效果等場地使用LED燈具；

（4）合理使用照明控制，時間控、區域控、人員控、光強控，可采用照度感應結合紅外移動探測的傳感器，控制相應區域的照明。

2.3 幕墻優化設計

（1）根據青島氣候環境，尤其是在寒冷季節建筑外窗的設計，是幕墻優化設計的主體重點。本優化設計方法考慮到商場人流密集大等特點，采用分區域不同參數對待的優化設計模式，根據不同場地、不同需求布置不同保溫要求的幕墻結構，這樣在降低運行費用的基礎上，大大降低投資運營成本；

（2）本項目所有外窗及幕墻LOW-E中空玻璃要滿足輻射率≤0.15（離線）的要求。但是在諸如青島的寒冷地區，需要平衡制冷季和采暖季的能耗，不需要如此低的輻射率。基于此處考慮，可以采用結合建筑美學的建筑自遮陽和固定遮陽提供動態遮陽系數，僅在夏天提供較低的遮陽系數即可。

2.4 建筑護分析：

通過建筑物理模型分析，對保溫體系厚度的確定及合理的幕墻遮陽系數及熱傳導系數等，盡可能在冬季減少維護結構熱損失，夏季減少的熱熱輻射量并將建筑內部熱量盡可能散發出去，從而達到降低建筑能耗的要求，可從以下兩個方面對建筑圍護體系進行優化設計。

（1）外墻熱工性能優化，通過進行物理性能及經濟權衡分析，確定合理的保溫結構體系；

（2）通過相關分析，優化玻璃選型，確定玻璃透光率及遮陽系數，自然采光及熱工性能。

3 建筑全程整體調試對節能優化的影響

以往而言，民用建筑在國內通常不關注設備系統的調試，這是由于民用建筑設備比較簡單，人對舒適性的要求也沒那么苛刻，但是隨著民用建筑的快速發展，建筑服務性越來越廣，其支撐的機電設備及系統越來越龐大，同時對設備系統的調試提出了較高的要求。萬象城除了有大型的百貨商場，還有美食廣場、電影院、滑冰場、超市等滿足不同功能的建筑分區。不同的服務需求，使其供應的空調、通排風、照明、配電等機電設備大量配置，并必須具有良好的運行能力，用以保證建筑的正常運行。

隨著經濟的發展，人對環境的舒適性要求也在提高。夏天顧客在商場購物，舒適的空調環境會吸引他們長久的駐留購物。尤其是萬象城這樣的巨型商廈，縱身較大，商鋪照明較強，如無較好的空調調試，局部區域必然會較熱，顧客駐留在這些區域的時間會很短，所以良好的空調調試具有重要的使用價值和經濟效益[7]。

另外，大型商廈的日常營運能耗巨大，優良的機電調試將大幅降低能耗。以青島萬象城44萬平方米商廈為例，預計空調供冷年能耗約7000萬度電，空調供熱能耗不算熱水，也約耗電2000萬度，還有照明、送排風、電梯、廚房燈用電能耗，都是不容小覷的。正確的、節能優化傾向的調試，除了能使眾多設備運行功能正常，還能極大的提高系統運行效率――節能！與未調試的商廈比，即使保守的估計節能量10%，其每年700萬度*0.8元/度=560萬元的費用節省也是非常驚人的，不僅節約了成本，并且有利于建筑設備可持續應用，同時，也對環境作出了巨大貢獻。

4 調試系統簡介說明

民用建筑不同的系統偏重點不同，如：空調系統由于龐大、復雜，也是民用建筑的主要能耗源，所以調整、優化很重要。而照明系統，是商廈的第二大能耗源，但一方面該系統相對比較簡單，另一方面考慮到商品陳列或購物環境需要以確保銷售表現，節能處于從屬位置，所以對該系統主要是測試為主，確保照明功能性。

本項目的調試重點主要是三個系統：空調系統、照明系統及給排水系統。而樓宇自控系統由于要對這三個系統進行控制、管理，是建筑系統中不可或缺的重要部分，所以也需要被調試的系統。

5 結語

節能環保是建筑發展的未來導向，是實現可持續發展的重要途徑，如何在建筑中對各個系統進行優化設計是實現建筑節能的主要手段。同時隨著商業綜合體越來越多，人們休閑娛樂場所更加豐富，而如何根據不同的需求與特點對建筑場所進行優化節能設計，為建筑的維護與發展提出了亟待解決的問題。本文通過青島萬象城實例，說明各系統在其中的優化節能設計和相關的調試，在滿足建筑正常運營的基礎上，達到了節能、綠色和環保的建筑理念，為今后設計中相關問題的解決提出較為有效可行的辦法。

參考文獻

[1]王飛云.關于綠色建筑設計與施工的探討.[J]. 四川建材. 2011 (06)

[2] 邵軍.從設計理念推動綠色建筑發展 [J]. 建設科技. 2010 (16)

[3]陳實．建筑同護結構節能設計及其并行設計技術研究[J]．建筑科學，2007，23(4)：36―39

[4]《建筑節能雜志》．主辦單位：中國建筑東北設計研究院

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Keywords: hvac energy saving design

中圖分類號：TE08 文獻標識碼：A文章編號：

引言：近年來我國建筑業飛快發展,而在世界能源危機不斷凸顯的情況下,減少建筑能耗勢在必行,能源總消費量的比例已從20世紀70年代末的10%,上升到近年的27.48%,其中2/3為暖通空調系統所消耗。在建筑工程中暖通空調系統正慢慢的得以應用,用于暖通空調系統的能耗也將進一步增大,同時我國目前現有空調系統的能耗巨大。因此在暖通空調系統中考慮節能,意義十分重大。

一、暖通空調節能設計中所出現的一些問題

1、在方案設計上,目前在暖通空調設計時很少設計人員先計算室內負荷,大多設計人員還是沿用估算值來確定負荷。即使計算,也只是用現有程序計算,計算后沒有針對具體的情況加以調整。這一現象往往造成負荷過大,而加大投資能源浪費。對于某些“三邊”工程,設計人員為了趕進度,沒有視具體的情況進行全面分析得出最佳方案,結果風管彎頭過多,局部阻力損失過大壓力不平衡,使風量分配不均,引起不同房間冷熱不均,達不到要求的室內環境。雖然我國建筑業發展迅速,但是,廣泛采用新的建筑材料不考慮保證建筑物的熱力狀態的建筑設計方案,導致一系列不能滿足室內微氣候條件的情況出現。應該注意到建筑地區的氣候特征,以及當地建筑經濟特點和建筑物的經營管理具有決定性作用。有的地方還存在這種情況,當建筑物采用隔熱性能差的材料設計時,計算中要考慮采用昂貴的微氣候的空調設備。而在執行該設計時,由于經濟方面的原因,無法采用此種空調設備,結果會出現夏季過熱和冬季過冷的現象。

2、在施工設計方面,往往由于設計、施工由不同承包商承包,造成利益傾向不同,很難達到最佳配合。比如在供暖方式上,我國采暖地區居住建筑存在著由于施工問題導致圍護結構保溫水平低,門窗氣密性差,采暖設備熱效率低的狀況,造成平均每年每平方米采暖能耗高達30.5 kg。而這主要是施工技術人員對圖紙理解不夠和施工人員素質較差,不同施工單位在節能意識和設計角度不同、不到位造成的。

3、在暖通空調節能系統的運行及維修設計上不科學。在運行過程中,由于缺少科學的設計方案,管理人員不能充分的認識空調系統運行系統,在運行高峰期的區分上不科學。通常是正常期和高峰期機器的運行數量一樣,這樣就造成了能量的極度浪費。而在維修和保養上,管理人員往往做不到位。因風道滲漏引起熱損失、空調機盤管和過濾器附著異物引起機器性能下降等現象處處可見。對于低效率的設備不能及時維修和更換,造成不必要的能耗。

二、暖通空調節能設計的幾點優化措施

1、暖通空調控制器在線滾動優化

暖通空調廣義預測控制的在線滾動優化是利用模型辨識部分提供的預測輸出信息，根據優化的目標函數及選定的優化方法進行在線的滾動優化，從而得到合理的控制規律，考慮在線優化的計算量，這里用RBF模糊神經網絡完成廣義預測控制的在線滾動優化。按性能指標，利用優化方法獲得未來控制長度內的冷凍水調節閥電壓，并取其首分量作為當前時刻的冷凍水調節閥電壓?？紤]降低在線計算的復雜性，采用了較常用的梯度下降法作為主要的優化算法。優化過程的關鍵是計算性能指標對RBF模糊神經網絡控制器參數的導數。 通過RBF模糊神經網和修正方法，利用暖通空調預測模型提供的信息來完成給定目標函數的優化，進而準確的提供冷凍水調節閥電壓，從而實現廣義預測控制的在線滾動優化來得到暖通空調的合理控制規律。

2、暖通空調廣義預測控制反饋校正

預測控制算法在進行滾動優化時，優化的基點應與系統實際一致。由于暖通空調系統受諸多干擾的影響，有可能導致辨識模型的失配。既基于不變RBF模糊神經網模型的預測不可能和實際空氣處理單元完全相符。這就需要用附加的預測手段補充模型預測的不足，或者對基礎模型進行在線修正。況且滾動優只有建立在反饋校正的基礎上，才能體現出其優越性。對RBF模糊神經網絡各隱單元的“是心”和“寬度”和隱層到輸出層的權值采用梯度下降法進行調整，在控制的每一步，都實時檢測被控對象的實際輸出與RBF模糊神經網絡預測器輸出之間的誤差，若此誤差大于預先設定的允許誤差，則利用上述修正方法修正暖通空調預測模型的RBF模糊神經網絡參數：否則，維持原有的RBF模糊神經網絡預測模型。

3、在設計上合理選擇采暖、通風與空調相結合的節能系統,采用科學的空調方式有效的降低負荷

根據具體工程建筑的需要,依據技術標準,在設計時應注意朝向、周邊區與內區、使用功能的差異等對系統進行選擇和劃分,同時要考慮分開設置或分環設置以便于控制、調節及管理。比如在采暖中散熱器宜明裝在外墻窗臺下,散熱器表面涂料及安裝形式、南北向房間系統宜采用分環設置等措施。在通風空調系統的設計上,采用不同朝向、內外區系統應分開設置或分環設置,或采用多分區新風機、多分區空調機系統,對內外區分別輸送不同參數的風,風量也可分別調節與控制,從而避免不同區域出現過冷或過熱的能量浪費現象。例如變風量(VAV)系統、變露點送風系統、輻射板供冷與供熱系統、變水量系統、水環熱泵系統、變制冷劑流量(VRV)系統、多分區新風機、多分區空調機系統等都具有節能的優點,分析環境控制場合的特點和各種系統具有的特點,使二者有最佳的配合,從而達到既經濟又節能的目的。在通風空調系統的氣流分布模式的設計上,可以選擇具有節能優點的氣流分布模式,如下送風模式、置換通風模式等。

4、合理選擇熱源系統（以熱泵技術為例）

熱泵是以大自然中蘊藏著大量的較低溫度的低品位熱能為熱源,如以大氣、地表水、地熱或工廠排放的廢水(氣)為熱源,通過壓縮機的工作從這些熱源中吸取其中蘊藏著的大量較低溫度的低品位熱能,并將其溫度提高后再傳給高溫熱源。熱泵按熱源的不同可分為:空氣源(風冷)熱泵。目前的產品主要是家用熱泵空調器、商用單元式熱泵空調機組和熱泵冷熱水機組。地源熱泵(尤其是土壤型)可以節能30 %左右,而直燃型溴化鋰吸收式機組供熱式的效率相當于燃油或燃氣鍋爐,對于鍋爐房來說,大型區域鍋爐房明顯優于小型鍋爐。通過這些科學的分析,設計人員在設計暖通空調節能系統時,就可以根據工程建筑自身的情況,選擇合理的可行的熱源系統,因為不同地域不同建筑工程的需要和條件不一樣,所以從設計階段開始就必須注意對熱源的選用。

5、設計方案應吸收設備工種參加

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正文

變電站建筑節能設計的進步與時展及科技進步之間的關系日益緊密。人類新技術發展一日千里，令人目不暇接。這也帶動或催生了各行各業的技術革新，由此影響了新的生產、技術、管理等方式的系列進步。新型生產、制造、管理、運行方式以及普遍應運的新技術，讓變電站也廣為受益，同時，對變電站的管理方式、建筑設計也都提出了新目標，準備了新方法。傳統的人工操作正日益為智能操作所取代，配件、設備逐步由散裝、單個更換向集成化模塊方面發展，操作的智能化、自動化程度的提高標致著日前的變電站設計、施工、操作、運行正在走向更高的集約型方向發展。鑒于此種客觀現象，在變電站的設計上，方式已與以往發生了根本性變革，變電站的建筑設計理念也日益向低碳、環保、節能、綠色、低耗、集約化方向邁進。

一．環保、新型建筑材料的運用

科技發展使得當今建筑材料更加多元，新材料的建筑效果更加符合人們的各種要求，不少可以再生循環利用的、多功能、污染少、能耗小的環保型建筑材料相繼問世，為建設更加環保、節能、符合現代人們生活、工作要求的建筑物提供了極大便利。比如，混凝土多孔磚是具有生產能耗低、節土利廢、施工方便和體輕、強度高、保溫效果好、耐久、收縮變形小、外觀規整等特點的材料，是一種替代燒結粘土磚的理想材料。其取代以往的粘土實心磚的直接好處在于：不毀壞農田、不用燃煤生產、消耗能源不足燒結粘土磚的一半，減少了因燒制粘土實心磚等所導致的浪費污染等方面，有著不可估量的推動意義有著非常良好的推廣前景。

而諸如巖棉板一類的隔熱保溫材料則具有很好的隔音、保溫、消防（燃點低）等方面功能，同時，巖棉板這種新材料的透氣性能很高，熱傳導系數小，這都具備了保溫材料的本質要求。因此，在屋面、墻體建筑中，它們就運用得更為廣泛。

二．變電站建筑物節能優化、設計

要實現現代變電站的節能優化、設計，在項目立項時，必須考慮以下一些方面的因素。

首先，目的、意義必須要弄清楚?，F代建筑物強調的環保節能并不是簡單的一句話說說了事。落實到實際工作上，必須體現出建筑物設計上的合理性，同時，墻體建筑材料、門窗、隔熱材料、空調等等的選用，必須要在符合節能減排要求的同時，能明顯改變建筑物本身性能，必須要實現冬暖夏涼這一節能根本目標，這樣要求的潛在意義表現在：室內無需再添加輔助設備來進行采暖或制冷，因為建筑物本身便可以保證夏天的熱浪被阻擋在門外，冬天室內的暖氣無法外泄，在減少輔助制冷或制熱設施的同時，有效節約了成本投入，電能的利用效率也獲得根本性提升。

其次，現代變電站的節能優化、設計在必須要考慮氣候環境的同時，更要關注建筑物的體形系列。設計建筑時要充分考慮氣候因素將會產生的影響。日照條件好、風速流動性強，空氣透明等因素都有利于變電站的建設、運行。但是，具有關鍵的變電站建筑節能設計表現在建筑體形系數這方面。通俗來講就是，一方面要減少建筑表面不必要的坑坑凹凹、溝溝坎坎，外表立面能多簡單就多簡單，建筑平面盡可能的選擇光滑平整，減少光的接觸面積，增加墻體等外立面對于光的反射和折射，以此減少熱能；另外一方面是，建筑物的體型，也就是大小也至關重要。資料表明，建筑物越大，其所耗費的能量便越多，太大的建筑物直接導致節能設計徒有其名，節能理念無法實現。所以說，變電站的外觀形體越小越好，當然，必須要能滿足站內設備的正常運行為原則，而不是無原則的小。

第三．屋面、地面及外墻體節能優化設計。事實上，前述墻體節能原理與屋面相同，其根本原理在于：阻止熱量傳遞。也就是說運用節能材料，讓夏天的熱空氣不能向室內傳射，同時，使得冬天室內熱空氣不向外輻射，以此保證室內的冬暖夏涼。要實現這樣的效果并不難，只要采用對屋面進行綠化、建立斜坡屋面、使用保溫建造材料等等措施就可以實現了；對于地面節能優化設計，其實也很簡單，有一個很直觀的例子就是，居民的車庫一般都在負一層，如果我們進入車庫，夏天會很涼爽，冬天則很暖和。那么，變電站在建筑時可以充分考慮、借用這一優勢，在保證設備安全運行的前提下，可以把室內地面設計得比室外低一些，同時，采用諸如擠塑聚笨乙烯泡沫板等絕熱材料進行保溫，這樣就可以充分實現地面熱量損失減少，從而實現節能目標；至于外墻優化設計方式，更要考慮氣候特點，如果變電站處于極寒地區，可以實行外保溫方法，也就是在變電站墻體外設置保溫隔熱系統，這樣處理的好處在于，能極大減少熱傳導，有效降低熱損失。

三．建筑物結構布置的優化、創新

變電站的設計必須符合時代與地域特色，當前，工業化進程使得有人值守人手緊張，那么，設計變電站時，要求要在滿足基本運行要求前提下，盡可能減少有人值守現象，將其變身為高度智能化的少人或無人值守機房，這是變電站節能優化、設計的總體目標。

首先，變電站總體建筑布局方面，要盡可能地降低建筑物占地使用面積，節約空間，這個要求可以通過優化建筑物的總體布局等方法來實現。這樣的目的在于，在優化結構基礎上，節約占地面積，全面降低變電站建筑物的建造以及運行時將會發生的材料消耗與能源消耗等。

其次，要求變電站的內部構造盡可能的實現平面布局的分區適當，以保證設備功能的最大限度發揮，同時要求建筑物內的內部功能區分緊湊，最終實現變電站內部空間的整合、優化、不浪費。與此同時，在變電站建筑物的單體平面分布方面，要求室內盡可能的少留或者直接到消樓梯間、人行過道等，至于多余的房間、門廳之類的設置就更不必要了，可以直接在設計環節取消它們，房間內只留出設備位置，以便于設備運行為基本原則，多余位置一概不留。要求室內設計面積設備使用率在95%至100%。這樣一來，原本室內人工動作基本上疏散至室外進行，就會從根本上實現變電室內的房間面積的充分利用，相對傳統龐大的變電空間，面積最少降低一半，甚至可以節約2/3使用面積。智能變電站就采用了隔離式斷路器等新型一次設備等集約化、智能化技術，優化主接線設計和總平面布局，很多程度的優化了變電站的內部構造、減小了變電站的土地使用面積、壓縮了建筑的立體空間。由于建筑物空間體積空前減少，水消防可以直接取締，這樣不但便于消防要求，也節約了相應的消防投入，同時，因為所需建筑材料的減少，直接降低了變電站建筑物的工程造價，可謂一舉多得。目前，節約型、集約型智能變電站正不斷在設計建設中推廣利用并將迎來爆發式的增長。

第三．變電站建筑物的立面造型設計的優化。如傳統的變電站立面的最醒目標志也僅為電網LOGO，其余則并不明顯。當前時代則不同，設計師們為了提高變電站的辨識度，統一采用電網典設內規定的幾種標準色彩，并盡可能地將這幾種色彩、LOGO等噴涂至變電站的建筑物上，此舉既改變了以往那種色調單一、枯燥的感覺，而且，辨識度極高，使人眼一瞄就知道是變電站，而且建筑物本身造型也不再過分拘泥于陳舊傳統，這就使得現代變電站建筑物本身顯得更為簡單、輕便、緊湊、色彩明亮，讓人賞心悅目，也能全面展示當代設計師高超的設計水準、建筑師精湛的施工水平和電網公司本身的既有風格特征：現代、明快、簡約。而且，這種建筑物很容易與周邊辦公、居民建筑融合為一體。

四．綜述

節能環保意識是發展的大勢所趨，變電站建筑節能設計優化和創新正走在一條正確的道路之上，新型建筑材料的選擇、使用，更加簡潔、明快的建筑物造形、小巧緊湊的空間設置等，都讓現代變電站的節能設計優化、創新一覽無余。相信在不久的未來，更加節約、節能、環保、功能齊全的變電站會出現在公眾生活之中。

參考文獻：

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如今，如何將環境問題進行緩解以及控制是當前相關工作人員最為關注的話題，對于各項工程的建設，從一方面帶去了技術的提升外，從自然環境所受到的影響上來看，產生了很多負面影響，因而為了能夠更好的解決這一項問題，在工程建設中各國都希望能夠做到環境保護以及實現資源效率應用的目標，保證能夠實現與自然環境的協調發展，在這種大環境下，建筑行業要實現進一步發展和提升，就需要從綠色節能技術上進行研究。

1居住建筑節能的必要性

1.1符合國家的發展形勢

建筑節能也即是不僅能夠對人們日常的生產生活進行支撐，同時還能夠滿足人們對自然環境的要求，最大限度的減少對周圍環境以及能源的浪費，將建筑工程施工中對于自然環境的破壞降到最低，因而在發展背景下，節能技術的應用獲得了相關技術人員的關注，這項技術不能夠實現對資源的浪費，同時還能夠將建筑環保性能進行提升，讓建筑企業以及業主不僅能夠獲得經濟利益，還能夠收獲社會效益。

1.2為新型建設帶來了發展的新空間

如今低碳經濟發展十分迅速，人們都對節能的理念有所關注，這也是我國實現可持續發展的一項重要內容，經濟的發展帶動了人們物質生活的享受，同時對精神需求世界的滿足成了一個重要目標，因而這對于節能理念的推廣和應用提供了重要的發展空間，這對于我國實現居住建筑節能是一個重要的發展基礎，因此相關企業要積極的應用節能技術，使其能夠適應新建筑模式的生態環境。

2居住建筑節能設計的實施措施

2.1大力開發利用清潔能源

如今社會的發展和建設中，積極的應用可再生能源以及清潔能源是主要的發展目標，對于一些居住型的建筑工程來說，能夠將太陽能技術以及風能技術更好的應用于其中，在一些民用的住宅小區中，通過太陽能發電系統的應用，將太陽能電池進行儲蓄，將太陽能經過轉化，形成電能放在電池中，晚間如果有用電需求就可以使用，這項技術的應用不僅能夠降低對于煤炭資源的浪費，同時也能夠將相關資源的浪費程度降到最低。對于情節能源的使用，主要是一些裝備安裝中，要保證技術水平實現準確的安裝，實現用戶的用電以及相關需求。

2.2圍護結構的建筑設計

居住建筑中對于圍護結構的設計和應用中更多的是體現在保溫上，尤其是對于一些北方居民來說，好的保溫設計工作能夠更好的實現節能目標。在設計中如果相關人員對于保溫材料沒有進行合理的選擇，對材料的相關使用標準和規范不明確，那么在后期應用中就無法實現準確的利用。對于施工方來說，要嚴格的根據建筑節能設計圖紙進行施工，在對居住建筑中屋面進行保溫中，材料的應用中可以選擇聚苯板，對于厚度進行計算，實際的施工效果是限制的1.5倍，對施工人員要加強對安裝技術能力的提升，對安裝過程進行管理和控制，保證建筑保溫工作的順利完成。

2.3增加建筑周圍的綠化面積

建筑工程中除了上面兩個方面能夠實現更好的節能效果外，對周圍環境實現綠化也是一項重要內容，如果綠化環境能夠更好的設置，就能夠實現對空氣中的一些噪聲以及粉塵類污染進行降低，同時對于周圍的控制中濕度能夠起到很好的調節作用，對生態環境形成進一步的優化效果，另外設計過程中，相關人員可以通過小區的規劃面積以及整體結構來對綠化工作進行設置，形成美觀的外部條件，讓建筑內部以及外部的溫度以及濕度達到平衡的狀態，對于人們的居住舒適度也能夠很大程度提升，因此在節能設計功能工作中，要積極的建設綠化方案，創造良好的居住環境。

2.4實現自然通風

在對居住建筑進行節能相關設計工作前期，對于土地資源要進行規劃和管理，對于建筑之間的距離要進行拉大，這樣能夠保證擁有充足的自然通風效率，另外還可以通過這種方式讓建筑空間內部與空氣實現交換，降低建筑中室內的溫度，從而降低室內因為要降低溫度所要消耗的各項能源，另外設計人員在設計中對建筑物的朝向也是要有所考慮的，要想實現更好的通風效果，在設計中要根據夏季的風向要對其進行調節，根據北大南小、北高南低的原則對通風設計工作進行排列，這樣不僅能夠讓建筑內部與自然風之間形成共享，還能夠在處于建筑背面的建筑形成高效的“風障”，這樣夏季居住建筑就能夠通過南風來更好的進行調節和通暢，而冬季還可以對冷空氣進行阻擋，提升保溫性能。最后，設計人員還要盡可能的減少封閉式的建筑組合設計，要保證居住建筑群內所設風道的暢通性，在針對入風口與出風口進行設計時要按照當地的主導風向來完成，讓建筑群內的空氣得到更好的流通。總之，伴隨著經濟的發展和社會水平的提升，人們對于居住建筑中應用節能技術有了更高的認識程度，這對于之后將人類社會帶入到環境和低碳生活中起到了推廣和促進作用，因此相關建筑企業要適應當代各項技術的發展潮流，對節能技術進行充分應用和提升，結合先進的節能管理理念，最大限度的提升技術水平，保證節能發展大目標的實現，保證我國社會的整體發展壯大。

參考文獻：

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根據1997年通過的京都議定書，為解決氣候變暖問題，發達國家2008年～2012年的溫室氣體排放量平均要比1990年的水平減少5.2%。盡管京都議定書沒有規定發展中國家的任務，但是，發展中國家溫室氣體的排放增長很快， 要求發展中國家承擔減排任務的壓力與日俱增。京都議定書允許“排放權交易”： 排放超標的國家可以從排放不足的國家那里買來溫室氣體指標“消費”。所以，中國和其他主要溫室氣體排放國家都面臨著巨大的壓力，非常需要發展各種節能減排技術。

一、富氧燃燒及全氧燃燒技術

全氧燃燒和富氧燃燒技術的基本原理， 就是增加助燃空氣中氧氣的含量，使燃料充分燃燒。二技術均可降低玻璃熔窯內氮氣含量，從而減少氮氣及其反應物造成的熱量損失、環境污染和設備侵蝕，從而提高經濟效益和社會效益

1、富氧燃燒技術

富氧燃燒就是人為地增加助燃空氣中氧氣的含量，以提高燃燒速度，減少煙氣量。該項技術適于以重油為燃料的熔窯中，因為重油的燃燒首先要與助燃空氣混合，而油霧與空氣的混合速度又比較慢影響了燃燒速度。增加助燃空氣中氧氣的含量，可以提高重油的燃燒速度，從而提高了燃燒溫度。富氧燃燒技術特別適合應用于浮法熔窯上，浮法窯中用空氣分離法制備氮氣（錫槽保護氣體的主要成分） 的副產品一富氧氣體可用作富氧燃燒的富氧氣體源。在應用富氧燃燒技術時，主要有兩個關鍵問題：一是富氧濃度的選擇，理論上富氧的氧濃度越高，越利于燃料充分燃燒，節能效果以及燃燒溫度越高，但實際上節能率與富氧體純度的關系是非線性的，當純度超過30%以后，節能率提高并不明顯， 同時富氧濃度太高會增加富氧的成本，所以實際中從制備富氧氣體的成本和單耗考慮富氧濃度一般控制在3 0%左右即可：二是噴槍和富氧氣體噴嘴的配置，一般來說，富氧吹入窯內有三種方法：

（l）作為燃油霧化劑；

（2）富氧噴嘴與燃油嘴成一定角度吹入；

（3）在燃油燒嘴下方平行吹入富氧。

從玻璃熔窯中對燃料燃燒狀態的要求來看： 火焰上部為缺氧區，中部為普通燃燒區，下部盡量形成高溫區以加強對配合料的熔化，要形成此理想燃燒狀態，在燒油噴嘴下方平行吹入富氧氣體比較合適。

2、全氧燃燒技術

以高純氧氣作燃油霧化介質或與燃氣在噴槍內混合，經充分霧化或混合的燃料一氧氣由噴槍噴入玻璃熔窯， 形成燃燒火焰，亦稱“燃料一氧氣”燃燒。全氧燃燒熔窯與傳統助燃空氣火焰熔窯相比不需要高人的蓄熱室裝置，因此熔窯投資費用大大降低。其次，用氧氣助燃消除了氮氣帶走人量熱暈的問題，從而使熱效率人人提高，同時在生產中不會產生氮氧化合物（NOx），在節能的同時達到環保、減排的目的。采用全氧技術后，助燃氣體大幅減少。鈉鈣玻璃窯氣體中的NaOH濃度提高至原來的2倍；硼硅酸鹽玻璃窯中的HBO2提高至原來的3倍； 顯像管鉛玻璃窯氣中的PbO增加至原來的2.5倍；顯像管無鉛玻璃窯氣中的KOH濃度也增至原來的2倍；但同時，對SiO2有害的水蒸氣濃度也增高了3倍。這樣，就使窯上部很多含SiO2的耐火材料受到了嚴重侵蝕。例如，硅磚的壽命由10年銳減到大約2年，制約了全氧燃燒技術的發展。

二、新型熔制

國內外研究的一系列新型窯爐技術還有減壓澄清和浸入燃燒。減壓澄清是將玻璃液吸入一真空室。脫氣澄清后，再經均化和冷卻制成玻璃。浸入燃燒是在窯底放置燒咀， 將燃氣和氧氣鼓入玻璃中，在液相中燃燒。這樣， 可以利用燃燒產生的強烈攪動， 增加窯氣和玻璃的傳熱， 加快物理化學變化，可取得減少能耗，增加產量和改善質量的效果。

1、深澄清池技術

深澄清池技術就是在窯坎后將澄清池的深度加人以利于玻璃液的澄清。此技術可有效地降低玻璃液的回流，大大減小了由于加熱回流玻璃液而造成的能量損耗，從而降低了能耗。深澄清池技術中澄清池的深度一般比熔化池的深度加大100～300mm，有的甚至加人到熔化池深度的50%左右，但澄清池的深度也不宜過深，否則生產有色料時會出現因供料溫度過低而消耗能量的問題。深澄清池必須與窯坎配合使用，窯坎的高度一般為熔化池深度的1/2 ，窯坎的形狀以斜坡式為佳，這樣即可延長窯坎的使用壽命又可加速澄清。另外，采用深澄清池后，由于流經流液洞的玻璃液溫度較低，可提高流液洞的使用壽命。熔制有色玻璃時為了防止因玻璃液溫度降低而造成流液洞的堵塞，在流液洞處應設置防堵電極，必要時用以疏通流液洞。

2、減壓澄清技術

減壓澄清技術就是在熔窯的冷卻部設置減壓脫泡裝置，降低冷卻部上部氣體空間的壓力，通過氣壓差，強制脫去玻璃中的氣泡。減壓澄清可使澄清溫度降低，而且澄清質量大大提高，從而產生了良好的節能效益。日本的旭硝子公司試驗結果證實可使澄清溫度由1600℃ 降低到1450℃，可節省30%的能耗。由于澄清溫度的降低，從而延長了熔窯的壽命，又可減小冷卻部，節約了基建投資，同時提高了玻璃的質量和產量。

三、優化玻璃熔窖設計

玻璃熔窯設計的重大技術進步是玻璃熔窯數模仿真技術的興起。數模仿真技術可以優化玻璃熔窯設計，它利用了玻璃熔窯實際經驗數據，并建立專家數據庫系統，可以方便地在電腦上模擬熔窯設計改進后的效果，加快了設計改進與實際驗證的進程，從而大大節約了時間、成本，消除了不確定的風險。玻璃熔窯基本設計參數包括熔窯長寬比，熔池深度，窯坎高度等。玻璃液滯留時間或到達流液洞時的溫度，對玻璃熔窯能耗有重要影響。在玻璃熔窯熱點部位應用鼓泡和窯坎前助熔電極，可以形成垂直方向的液流，從而加強玻璃液的對流。必須根據生產玻璃的種類、窯型特點，合理運用鼓泡和助熔電極。

鼓泡可以使玻璃液從熱點區域向投料口的回流加強，在玻璃液面升騰的氣泡可以阻止配合料向出料端漂移，還可以驅離玻璃液面可能的泡沫層，有利于熱輻射向玻璃液的傳導。而鼓泡運行成本很低，其主要成本即是壓縮空氣的成本。而且，鼓泡不會向玻璃液輸入熱量。唯一問題就是必須正確使用，否則將導致池底耐火材料侵蝕加劇。

與鼓泡相比，窯坎前助熔電極產生的垂直方向液流的流速較低。助熔電極輸入熱量，增加了向投料口回流玻璃液的溫度，也即增加了料毯下玻璃液的溫度，有助于配合料的熔化。由于助熔電極的玻璃液流速度低，進入流液洞玻璃液的溫度也較低，從而有利于玻璃能耗的降低。

四、優化玻璃窯余熱發電鍋爐設計

玻璃窯余熱發電即利用玻璃生產線尾部排出的大量中低溫低品質廢氣，通過余熱鍋爐產生一定壓力的過熱蒸汽，推動汽輪機實現熱能和機械能的轉換，再帶動發電機發電的過程。玻璃窯余熱利用可實現玻璃生產過程中的用電自給，另外還可以為玻璃生產提供蒸汽和熱水。該技術的推廣應用可減少玻璃生產過程的能源消耗和環境污染，具有很好的經濟和社會效益。

參考文獻

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前言：

近年來，國內在建筑電氣節能領域開展了很多卓有成效的研究工作，只是在節能方案、措施制定等過程中統籌分析不夠，沒有對建筑內部現有系統的綜合能耗實現準確分析，在節能產品選型安裝或節能方案措施的實施上還存在一些不足之處。相應的基礎自動化設備還普遍不足，在節能數據及運行效果的跟蹤統計分析上不能實現實時動態管理，造成建筑電氣系統節能產品或節能措施實施后，不能有效協調相關系統運行，預期節能效果不明顯。在工程實際建設中，實施高效節能設備和自動化控制系統能夠有效降低30%―50%的建筑能耗，但在能耗監控及維護管理系統上如果不夠完善，建筑能耗節能系統就不能實現內部的實時調控，對建筑節能效果的調節管理也不夠持續穩定。

一、開展智能化建筑電氣節能的必要性

隨著國民經濟的迅速發展，工業、農業等生產規模在不斷擴大，由此帶動能源的消耗量增加，尤以建筑消耗居多，且基本上是逐年遞增的變化趨勢，因而減少建筑耗能問題便成為人們關心的熱點話題；另外，隨著能源的消耗，其帶來的環境污染問題嚴重威脅到居民的正常生活、工作等。為改善現階段人們的生活環境，提高生活質量等，加強建筑電氣節能工作便尤為重要；此外，在我國推出建設節約型社會的號召下，節能減排問題是全民關注的共同話題，開展電氣節能是實現“可持續發展”，造福于后代的重要舉措。

二、智能化建筑電氣節能設計需符合的準則

1)節能應在保證實現建筑物基本功能的前提下開展。開發智能化建筑物的目的即是為人們的生活提供更完整的服務，因而在進行節能優化時，需考慮到其是否影響到建筑物的正常使用，如正常的照明需要、運輸通道通暢、休閑娛樂設施等正常運轉等。

2)節能應在符合實際經濟效益的前提下開展。節能技術的投入使用應充分考慮到實際成本問題，不能一味追求高效節能而加大投資，增加建筑物開發成本負擔。因而電氣設計工程師在進行節能優化時，需認真考慮節能方式的選擇及其設備材料的應用，盡可能實現節能性能的優化與成本的控制。

3) 節能應滿足低能耗的要求

建筑電氣節能的設計就是為了節約電能損耗、高效利用能源，但是在注意低耗能的同時也要注意應用效果的滿足。因此對于建筑建設中照明的照度、色溫、顯色指數要盡量滿足舒適性空調的溫度及新風量等新要求。

三、智能化建筑電氣節能技術的優化措施

建筑電氣節能設計與改造是使智能建筑服務水平提高的一個有效措施，不但能夠發揮建筑內部各系統的功能特性，還能優化控制電氣系統和設備工作狀態，進而使建筑電氣系統能耗得到明顯降低，減輕住戶的日常開銷。

1.供配電系統的節能設計

對智能建筑內部用電等級和總荷載進行準確統計分析后，設計使用便捷且科學合理的建筑供配電系統，不僅能節約業主的一次性投資，使單位建筑的經濟性提高；還能使建筑工程在日后使用中實現節能降耗?？梢哉f智能建筑節能中的最關鍵環節就是供配電系統的節能設計，在實際設計中要注意以下三方面內容：

一是合理選擇變配電所的位置，按照建筑的不同用電負荷對所需供電容量及用電等級進行準確統計，與住宅單體分布相結合，設計完成經濟穩定的供配電系統。建筑區變配電所的位置要與用電負荷中心臨近，不但能使建筑配電半徑減小，以免出現往返長距離的供電情況，縮短供電電纜長度，使供配電系統投資成本降低；而且還能使配電線路半徑縮小，有效降低線路綜合損耗，使配電質量得以提高，實現其它用電設備運行高效穩定，降低能耗的作用。

二是合理布置豎井，在各層設計配電豎井、層配電箱等具置時，為便于縮短分開關配電線路長度，降低線路損耗，可將其設置到用電負荷中心。

三是變壓器選擇要合理，高層建筑電氣節能的關鍵在于變壓器的類型要選擇合理，由于變壓器正常運行時，其內部鐵心疊片因電磁力線交變而發生磁滯及渦流現象，進而形成空載損耗，也就是鐵損。隨著材料物理相關理論的快速發展，作為新型節能材料的非晶態磁性節能材料已做為變壓器鐵心材料而得到廣泛應用，進而形成節能的非晶合金鐵心變壓器。

在工程建設中常用的S11、S13等型號變壓器優化傳統變壓器結構的改良產品，對傳統疊片式鐵心結構進行改變，能夠使變壓器鐵心內磁阻減少，與傳統變壓器相比其空載電流可減少20%―40%，變壓器功率因數明顯提高，供配電系統綜合線損降低，系統供電能力得到有效改善，從配電源頭實現節能降耗的效果。在對上述因素進行綜合考慮后，就要在設計對供配電系統后期擴容需求留有余地，要使變壓器負荷率介于合理范圍，一般多選擇在75%―85%之間。

2.照明系統的節能設計

智能建筑在節約照明用電上不能只是通過照明燈具數量的減少或功率的降低來進行實現，而要有效利用自然光等光源。位于室外部分的建筑面積，通常多利用透光率較好的玻璃門窗等使建筑物白天照度得到增加，使開燈時間明顯減少，以實現對自然光源的有效利用，達到節約電能資源的效果。能夠采用自然光的建筑面積照明，可以根據建筑物照明設計中的照度標準對現場照度進行檢測，并采用相應燈光控制系統對燈具照明進行自動調節，以實現不同區域對照明的不同需求。設計建筑物的夜景照明，要溝通好城市景觀規劃部門，不但要通過燈光的烘托效果使建筑總體風格中蘊含的文化底蘊和藝術效果得到充分體現，還要將照明結合美學、藝術等方面特點，使建筑物夜景環境具有優美、優雅、舒適的特點。設計智能建筑的照明時，還要控制好照明系統，以免對周圍環境的造成光污染，在實現節能降耗的同時，還要保護好人文與生態環境。

3.合理選擇無功補償及補償方式

通過在配電系統中設置無功補償裝置，提高了配電系統的功率因數，可顯著的減少無功電流所造成的電能損耗。有條件的建筑物，可采用就地式無功補償和集中式無功補償相配合的綜合補償方式; 對安裝容量超過 10 kW 的電機類用電設備，可在電機控制柜處就地設置無功補償裝置。對于其他設備的無功功率，在變電所低壓側進行集中補償。需要注意的是，對于變負載的設備，其電動機端電壓隨負載而變化，會造成就地無功補償裝置內的電容器出現無功涌流，嚴重的情況會導致電機由于涌流過電壓而燒毀。因此對于此類設備不應采取就地無功補償的方式。

四、結束語

綜上所述，在現代化建筑電氣設計工程中，人們為了提高建筑電氣設備的經濟效益和工作效率，就將各種節能措施應用到其中，并且隨著科學技術的不斷發展，人們也在傳統的節能技術的基礎上進行了相應的改進，從而進一步的降低了建筑電氣在運行過程中所產生的能量消耗。未來社會發展的趨勢必將是建筑智能化，建筑電氣智能化發展及節能是建筑發展的最基本要求，合理運用智能化和節能措施，并將兩者融合在一起，不僅能滿足生活舒適性和功能性，同時還能減少投資，節約能源。

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[中圖分類號]TU855；TU201.5 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2016）14-00-02

近年來，隨著現代信息技術以及建筑材料、工藝與技術的發展，智能化建筑發展迅速，規模不斷擴大，大大促進了現代建筑業的發展。但從當前智能建筑電氣節能設計來看，仍存在一些問題，比如耗能高、設計不合理等，直接影響節能效果。為此，必須對電氣智能化節能系統，比如：中央空調管控、能源管控、智能照明等系統，進行設計優化。本文重點探討這些系統設計的優化情況。

1 建筑電氣智能化節能基本概述

1.1 智能建筑

所謂智能建筑，就是應用現代通信、信息控制及能效管控等先進技術，把信息設備及應用系統、電氣設備管理系統、安全管控系統進行最優化組合，建立建筑自動化、辦公自動化及通信自動化等系統，為人們營造一個舒適、健康、高效、節能及低碳的建筑環境。智能建筑基于智能化控制系統對建筑的中央空調設施、給排水設施、供配電設施及照明設施等的電能參數、運行狀態、故障狀態、環境參數等進行實時監測與分析以及有效的管控。當前，我國智能建筑的相關節能系統技術、專業理論還不成熟，使建筑的智能效果難以發揮。

1.2 建筑電氣智能化節能

建筑的智能化管控在于創新智能化電氣節能技術，降低建筑內各種設施的整體能耗，使其高效運行。因此，電氣智能化節能是智能建筑建設的主要內容。當前，國內建筑電氣工程建設對于智能節能的認識通常是以降低能耗為出發點。原因在于現代建筑中，電氣能耗占整個建筑能耗的首位。所以，優化智能建筑電氣節能設計是創新和發展智能建筑的重要任務。如何對建筑內配電設施、給排水設施、中央空調設施以及其他設施等實現智能化節能是建筑電氣智能化節能技術的核心內容。

2 現階段我國建筑電氣智能化節能現狀

2.1 現狀分析

從現階段我國建筑能耗情況看，電力消耗占主要部分。太陽能、風能等是應用在建筑電氣智能技術中的最重要的新能源。當前，太陽能、風能等發電技術越來越成熟，這類電氣技術在諸多領域得到應用，特別是在智能建筑電氣節能優化設計中有著廣泛的應用，獲得了較理想的經濟及環境效益。我國在建筑電氣智能化節能的優化設計中仍存在諸多不足或問題，例如：在建筑電氣節能控制系統的設計中，一些技術工程師對既有建筑電氣節能技術未能全面分析，使設計、安裝等環節受到一定影響，導致一些電氣智能化節能系統不能正常運行，非但沒有達到預期節能效果，反而給用戶造成了困擾。

2.2 存在的問題

現階段，我國建筑電氣智能化設計中仍存在一些問題，具體表現在：①電氣智能化節能系統尚未建立全面、統一的協調管理機制，使電氣節能系統在使用過程中可靠性不高，運行不穩定；②電氣節能自動化基礎性設施不足，比如缺乏中央空調、給排水等設施，導致節能效果不顯著；③電氣智能化節能控制機制存在不足，控制方式和方法缺乏合理性，導致建筑設施無法實現更高效運行。

3 建筑電氣智能化節能設計優化

3.1 電氣智能控制優化

在建筑電氣智能化節能系統設計的優化中，智能控制系統是最為主要的內容，包括管理方式方法的改進和優化、控制策略的優化、智能控制裝置的優化以及網絡構建的優化等。

本文以中央空調控制系統的智能化節能設計優化為例，從管控產品設計的優化看，替代零散的配電與監控產品，采用驅動與智能一體化，可實現供電、驅動、測量、控制與通訊等必要功能一體化集成裝置，提高了產品的可靠性，降低了選型、施工、維護及保養的難度。從控制策略設計的優化看，不僅采用系統群控、還融入變頻調節、能效管控技術，對中央空調綜合能效進行分析，在滿足建筑需求的條件下，實現空調設備運行能耗最優化。從實施設計的優化看，采用強弱電一體化方式，取代了大量的線纜敷設、接線調試等現場施工、組裝、調試工作，大大縮短了施工周期，降低了施工難度。最后，從網絡設計優化看，依照建筑電氣工程的實際類型，明確拓撲結構控制網絡的作用，有選擇地應用總線、以太網、無線等綜合方式控制網絡，以此對中小型建筑電氣智能化節能設計予以優化，或應用分層多級網絡對大型建筑電氣節能智能化系統設計進行優化。通過對以上設計進行優化，達到了良好的降耗、節能、環保效果。

3.2 質量安全監控優化

電氣質量安全監控設計優化在建筑電氣智能化節能中有著重要地位，其可確保建筑電氣智能化節能系統的穩定、有序運行，同時可確保整個系統的安全。電氣質量安全監控設計優化，主要從以下兩個方面進行。①對建筑電氣智能化節能系統的保護措施予以改進和優化。例如：通過網絡啟動智能保護裝置，應用人工識別系統對建筑電氣質量安全予以有效監控，如此可及時發現和掌握存在的安全隱患，比如：建筑電氣系統某個地方短路，可通過系統迅速找到并識別故障部位，然后迅速通知管理人員進行排故。②對建筑電氣智能化節能的安全系統予以優化，主要包含視頻監控、門禁管控、數字及網絡視頻監控、入侵報警以及安全防范等系統的智能化節能優化。信息采集及處理是建筑電氣安全防范的關鍵，其主要應用現場總線布控技術、微機控制技術、智能調試技術等。建筑電氣智能化節能的安全監控設計優化對監控人員的專業水平和技術能力有較高要求。因此，在重視建筑電氣智能節能系統的設計優化及安裝的同時，需要對質量安全監控系統相關設備安全性進行重點監控，以提升建筑電氣智能化節能相關設備的質控系統效用。

3.3 照明及配電優化

在建筑照明智能化節能系統的設計優化中，需要應用現代節能性能良好的燈具，比如：采用聲控、光感、紅外、微波等技術的照明智能控制開關，可有效減少電能的浪費。此外，在設計建筑時需要充分考慮并充分利用自然光，可設置一定的采光井，以改善建筑的室內采光性。對于建筑內部照明設備而言，盡量設計采用節能燈具，在降低能耗的同時確保用戶的舒適性。最后，對智能照明系統予以改進和優化，例如：控制模塊自帶感光與計量功能，當室內光線不足時，控制模塊可自動對照明負載進行開閉控制，提高了響應實時性，系統也可遠程通過控制模塊對照明負載進行統一或局部的開閉控制，同時，系統將采集的耗電量進行電能統計與分析，實現電能精細化的管理，為節能增效行動提供數據支持。

在電氣配電系統智能化節能設計優化方面，應從全局出發，統籌兼顧，充分考慮建筑電氣設備的運行特點、用電負荷容量及設備的布設等情況，確定選用合適的供配電節能設施，保證設備在正常運行的同時，最大限度地減少能耗。具體而言，應做到以下三點：一是合理選用電氣運行電壓；二是供配電布線盡量直，縮短距離，以減少線路損耗；三是盡量改進和簡化建筑的電氣系統。

4 結 語

智能化不僅是建筑未來的一個發展趨向，同時也是建筑電氣智能化節能設計的國際趨勢。而降低電耗、節約電力是建筑電氣智能化節能設計優化的重點。在進行建筑電氣節能的智能控制設計優化時，要重視和加強建筑電氣質量安全監控技術創新，優化照明及配電系統設計，進而實現建筑電氣智能化節能效益的最大化。

主要參考文獻

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[2]范臻.基于智能化建筑電氣節能優化設計的分析[J].中國高新技術企業，2012（19）.

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1智能建筑和智能化建筑電器節能

對于智能化開發的產品來說，計算機技術就是其核心制造技術，智能化設備的開放實質就是利用先進的計算機設備，再將各個計算機系統進行系統性的整合，在這其中包括有眾多的管理設備，例如信息化應用系統、公共安全系統、信息設施系統和建筑設備管理系統等。在此基礎上，智能化電力設備還要對自動化建筑體系進行充分的利用，這樣才能給人們一個健康安全的生活環境。我國目前的智能化系統的運轉還存在有較多的缺陷，例如智能化設備不能正常使用或是故障頻發等一系列問題。智能化建筑電氣的節能優化設計對于技術人員來說是一大難點，又是十分重要的一點，傳統的節能系統無法做到真正的做到節能減排，對于電氣設備的關注度還是在品質方面多一些，而現如今的智能化建筑電氣設備的節能裝置是全自動操作，充分應用了計算機技術。從表象來看，智能化電氣設備的節能減排得到了長足的發展，但實際出現的情況卻是相關制造商對于節能減排裝置的不加重視，導致節能減排成為空談。

2我國智能化建筑電氣節能存在的問題

目前我國的智能化建筑電氣節能設計所存在的問題主要有以下幾種：

2.1控制方式、照明光源選擇不合理

如果照明、開關控制設置或系統控制存在問題，就會造成能源的浪費，進而嚴重影響電氣節能系統的發展。

2.2協助電氣設施安裝不到位

協助電氣設備就是指輔助電氣設備運轉的相關裝置，例如給排水系統、采暖通風系統等，這些裝置如果安裝的不合理，就會引起智能化電設備出現耗能現象。例如通風裝置如果存在問題，就會導致電氣設備的散熱性達不到自身運轉要求，從而導致設備出現系統奔潰等的不良現象。

2.3未選用節能電氣設備

沒有選用節能的電氣設備比如：節能燈具、節能變壓器、節能的風機水泵等，同時也沒有充分結合充分利用電氣產品本身的節能特性。

3我國智能化建筑電氣節能的優化設計

3.1供配電系統的節能優化設計

對于智能化建筑電氣節能設計來說，最主要突出的就是節能設計，其要達到的最終目的就是要使電氣設備減少耗能，要達到此目的，就要從電氣設備的多方面進行權衡考慮。最重要的一點是電氣設備的供配電系統，在實現此項工程之前，要對電氣進行全方位的分析。例如用電設備的特點、用電設備的負荷容量以及用電電壓的數值等，一定要對這些相關設備進行詳細的分析，才能強有力的保證配電整體系統的穩定運行。對于供配電系統在節能方面的設計，主要可以從以下兩個方面入手：首先是電氣設備的用電電壓，相關技術人員一定要保證電氣設備的的用電電壓恒定，要將配電電圧控制在正常的范圍；其次就是供配電布線。對于供配電布線的挑選，應盡量采用短而直的布線，這樣既可以節省資源，還能對對電氣復雜的系統進行簡化，從而減少相關能源的損失。

3.2照明系統的節能優化

在所有的智能化建筑設備當中，照明所消耗的能量也是不可小覷的。在對智能化建筑電氣節能設計時，相關設計人員一定要注意對照明系統的節能設計，照明系統是支撐電氣設備正常運行的一大因素，對其設計，通?？梢詮膬蓚€方面入手，首先照明燈具的選用，傳統的照明燈具沒有節能減排功能，而且還會增大照明工具的耗能，因此，對于照明燈具的選用，最好選用節能照明的燈具，而且照明開關也應該采用聲控裝置，這樣既能達到節能目的，而且又能節省投資資金；其次，對自然光的利用，應該充分的利用自然光，例如太陽光，例如安裝的采光井，自然光的利用就可以減少燈管的耗能，減少能量的消耗。

3.3電梯、通風和供水系統的節能優化

電梯的利用已經在我們生活當中成為一個普遍的電氣裝置，相關人員在進行電梯的設計選用時，就要注意電梯型號的選用，電梯要采用一定的節能材料，其對電能的大量消耗，因此在一些較低層數的建筑當中，就可以不采用電梯裝置，以減少耗能。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，這種設備不僅可以做到節能環保，還能對水的質量有所保證。

3.4利用再生資源

在智能化建筑電氣節優化設計當中，利用再生資源就是其中最為關鍵的技術手段。例如太陽能、風能等，利用再生資源技術，既可以達到想要的目的，又可以有效的解決節能問題，減少污染物排放。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。

4結束語

就智能化建筑電氣節能優化設計來看，其本質目的就是節能減排，因此，在電氣設備的各個建造環節都應該體現節能減排的設計。社會的進步使人們對節能減排越來重視，智能化建筑的重要性也日益凸顯，在電氣設備建筑實現智能化的同時，其節能減排也隨著時間的變化凸顯的越來越明顯，但我國目前的智能化電氣設備在節能減排設計當中還存在有較多的問題有待改進，相信在未來，我國的智能化建筑電氣節能設計水平會有一個質的飛躍，給節能減排的電氣設備開創一個新的發展時代。

參考文獻：

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[3]張東棟.基于智能化建筑電氣節能優化設計的分析[J].電子測試,2016,(17):146+130.

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雖然我國在智能化建筑電氣節能方面取得了一定的成效，但是智能化建筑節能技術還沒有得到普遍的應用，與國外發達國家相比，還存在一定的差距。對于電氣節能設計缺乏統一的標準規范。此外，相關設計人員對設計理念的認識不夠全面，對節能優化環節沒有做到客觀的分析和綜合把握。我國建筑電氣節能技術存在諸多的不完善因素，存在問題主要有以下幾點：

1、我國自動化、智能化電氣設備研究、開發水平有限

目前的智能化建筑電氣節能技術的實際應用所取得的成果沒有達到預期效果。電氣節能優化設計中的質量安全監督存在漏洞，電氣工程師對技術的應用缺乏實踐論證，導致其在建筑電氣的應用不具備較強的實用性。而且在設備的使用過程中，電氣設備的智能化和自動化水平有限，加之缺乏必要的附加設施，導致電氣節能優化設計方案在實施中遇到諸多阻礙，其節能效果得不到充分的發揮。

2、控制方式、照明光源等選擇不合理控制方式以及照明光源的設計

直接關系著能耗的大小，照明耗電量占整個建筑耗電量的較大比重，而目前我國的智能建筑的控制方式以及照明光源等的設計不盡合理，不利于電氣節能系統的發展。

3、智能建筑的通風與設計不合理

智能建筑通風與設計不當會導致建筑內的空調冷量過高，而且不利于機械排風和室內的通風換氣而形成冷負荷，使得空調的冷負荷增大。

4、設計過程中缺乏科學的協調統籌

我國的智能化建筑電氣節能體系缺乏必要的統籌規劃設計，智能化建筑節能設計中，協調統籌工作沒有落實到位，致使控制制度存在諸多漏洞，增加了能耗，使得節能體系運行效率低下。

三、智能化建筑電氣節能優化設計措施

1、設計時需遵循一定的準則

首先，電氣節能優化設計應在確保建筑自身基本功能實現的基礎上實施，充分考慮可能影響建筑功能的所有因素，如照明需要、運輸通道的暢通、娛樂設施的正常運轉等，保證人們的正常生活不受影響，為人們提供完整的服務。第二，電氣節能優化設計要在符合實際經濟效益的前提下進行。權衡高效節能與投資之間的關系，選擇合適的節能方式和設備材料，優化資源配置。第三，在保證節能方案可行的前提下，最大限度減少能源損耗。分析建筑物的實際情況來采取相應的節能方式，避免無用耗能方式的出現，如變壓器的損耗以及傳輸電纜線路上的耗能，不能發揮功用，卻造成能源的損失。第四，節能優化設計需考慮環境因素。電氣節能優化設計要堅持可持續發展理念，提高能源利用率，以實現綜合效益最大化。

2、加強供配電系統節能優化策略研究

在充分掌握建筑用電設施功率以及負荷容量等信息的基礎上，合理配置供電節能設備，首先從變壓器負載情況入手，在符合成本要求的前提下，合理分配負載，選擇適當的變壓器，確保其與驅動負載能力相匹配。其次，可通過選擇電阻率值相對較低的導線的方法減少電能損耗，進行線路布局時，盡量避免彎路線路，以減小導線的長度。

3、加強對建筑內照明系統的節能研究

建筑內照明設備的照明時間、照明方式、設備功耗、建筑面積等都是影響照明耗電量的主要影響因素，所以可以從照明設備選擇、照明時間分配、建筑設計、照明系統的設計等方面進行研究，實現最大化的節能供電。

4、加強對建筑內電梯、空調以及供水系統的節能研究

建筑內電梯型號、功率等的選擇對建筑電氣能耗有較大影響，選擇與電梯型號和功率相匹配的電機驅動。空調系統的節能應考慮環保型的水源熱泵式空調，降低污染，且運行效率較高。使用空調時設定合理的工作模式，減少能量損耗。設計供水系統時，考慮供水系統的負壓作用，盡量選擇無負壓作用的設備，提高水質凈化度，又有利于環保。

5、提高對可再生資源的開發與利用

電能是不可再生資源，所以要加強對風能、太陽能、熱能等可再生資源的開發利用，將這些新型可再生資源利用到建筑電氣中去，減少電能的功耗。此外，選擇新型節能環保材料作為建筑電氣設計裝修材料，提高節能效果。

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目前我國住宅建筑節能設計主要重視保溫和采光材料的選擇，而達到節能要求的材料很多時候價格比較高，在使用過程中因成本控制選擇低廉的材料，往往會使得節能設計的理念和效果不能完全的實現。另外住宅建筑節能設計忽視了建筑施工的成本，雖然達到了節能的效果，但房屋建筑施工成本過高也不能完全符合節能住宅的要求。我國還處在住宅建筑節能發展的初期，隨著住宅建筑節能市場競爭，要想在建筑行業中搶占先機，就要大力推進住宅建筑產業的發展，完善相關的節能法規和標準，國家給予相應的支持與扶持，保證節能設計得以實現。

3策略性優化住宅建筑節能的設計要點

3.1改變住宅建筑屋面的結構

住宅建筑屋面在熱量傳導中占有較大的比重，是造成住宅建筑內外熱交換的主要結構，在住宅建筑節能設計中要策略性地提高屋面結構的保溫效果，通過改變住宅建筑屋面結構，如倒置式屋面，推行屋面綠化的方式來改造屋面結構形式，建立保溫層和阻斷層，提高住宅建筑屋面的節能效果。此外住宅建筑屋面結構的調整還可以通過屋面角度設計、表面材料替換的方式來實現能源消耗的控制，進而實現住宅建筑節能設計的目標。

3.2創新住宅建筑圍護結構的節能設計

圍護結構是住宅建筑的外部結構，其能耗占比整個住宅建筑能耗的四分之一，在住宅建筑節能設計里應該控制圍護結構的尺寸和面積，降低住宅建筑的周長，縮小住宅建筑圍護結構的外部空間，進而控制住宅建筑的能源損失。在住宅建筑圍護結構中采用新型結構，將高分子材料一填充物的形式加注于圍護結構之中，降低住宅建筑的能要損失；也可以多選用輕質保溫材料作為圍護結構的主要材料，起到隔音、隔熱、保持室內環境的效果，同時減輕對建筑物的附著和壓力，控制住宅建筑的形變和裂縫，控制住宅建筑能耗過高的可能；還可以通過住宅建筑圍護結構的內外設置調整實現節能，在溫度低的區域可以將圍護結構的保溫層設計于外側，降低墻體內產生返霜、冷凝的現象；在溫度高的區域可以將圍護結構的保護層設計于內側，控制建筑物室內的溫度上升。

3.3優化住宅建筑門窗的節能設計

門窗是住宅建筑重要的建筑元素，是住宅建筑的功能結構和組成部分，同時也是住宅建筑能耗發生的重要部位。門窗導熱、滲透都會造成住宅建筑能耗上升。住宅建筑節能設計中應該做好：一，控制住宅建筑門窗面積，實現節能設計的效果，將門窗與墻面的比例控制在科學的范圍內，降低住宅建筑室內外溫度交換的面積，減少住宅建筑室內熱能的損失。二，提高住宅建筑門窗的密閉設計，可以在設計中采用新材料進行門窗的密閉，例如：選用高性質泡沫材料，利用高分子材料的擠密性和密封性來降低門窗與墻體之間的縫隙，堵塞外部空氣滲透的孔道；門窗材料選擇中，可以選用松軟、彈性大的密封膠條和泡沫封條，實現門窗材料上預防熱能損失；門窗制作中采用彈壓的方式，密閉玻璃和門窗之間的縫隙，起到對門窗的良好封閉效果

3.4利用太陽能實現住宅建筑節能設計目標

太陽能對于住宅建筑來講是取之不盡的清潔能源，只要在設計中通過必要的設計就可以起到利用太陽能，達到住宅建筑節能的效果，特別在廣袤的華北、西北和東北地區，促進太陽能產品達到住宅建筑節能設計的理念已經深入到住宅建筑節能設計工作的實際。新時期，在住宅建筑節能設計的細節和關鍵環節要突出對太陽能的深度理念，要講求太陽能的利用效率，同時做到太陽能設施與住宅建筑能夠做到和諧、統一、美觀。倡導住宅建筑與太陽能設施的一體化，有機地整合建筑節能和用能目標，突破住宅建筑設計在傳統形式上的結構和功能阻礙，堅定住宅建筑節能取向，在降低住宅建筑能耗，控制住宅建筑成本的同時，為節能提供新的空間、系統和結構。

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1.建筑電氣現狀

某三甲醫院共有內科大樓、門診樓、急診樓、醫技綜合樓等建筑單體5個，因為醫院建筑中，醫療電氣設備多，每一天都需要耗費很多電量，而且因為原先的電氣設計不夠合理，造成了很大的電力浪費。所以，特此按國家對醫療建筑的改擴建要求，接業主方委托，逐步對其建筑進行改擴建設計，其中具有代表性的新建醫技綜合樓（地下3層，地上15層，總建筑面積2.1萬），

主要功能為醫技設備、門診、住院部）在2009年設計完成，2011年投入使用。

2.電氣節能的優化設計

2.1變配電房設置情況

在地下二層設置了10/0.4kV變配電房，靠近電氣豎井，這樣可以減少配電半徑，既減少電力電纜的一次投資，又降低線路損耗。兩路10kV高壓進線由市政電網引入（10kV系統南供電局進行設計），設置了3臺干式變壓器，其中，1變壓器：500kVA，專供一層醫技設備用電（含l6排CT機50kW、腸胃機50kW、大型C臂X線機50kW等），均采用放射式供電；2、3變壓器：630kVA，供其他動力、消防設備、照明用電，且互為聯絡。該大樓采暖、制冷采用屋面風冷熱泵機組形式。

2.2具體節能優化設計

（1）供配電系統節能設計

供配電系統節能設計作為整個建筑電氣節能的關鍵步驟，設計人員必須結合用電設備特點、負荷等級、用電負荷容量及分布等內容，來開展供配電系統的設計：首先，要保證系統簡單可靠。供配電系統應該簡單可靠，配電級數不能過多，同一用戶內高壓配電級數不能多于兩級，低壓配電級數不能多于三級，以降低電能損耗。如果是兩路進線供電系統，最好采用兩路電源同時運行的方式，從而降低線路損耗。其次，合理選擇供電電壓。通常情況下，電壓越高，損耗越小。如果用電設備總容量超過250kW或變壓器容量超過160kVA最好用10kV供電。通過合理選擇電壓等級，從而實現節能的目的。再次，減少線路損耗。變電所應該盡量接近負荷中心，縮短低壓供電半徑，降低線路損耗，提高供電質量。一般應該將低壓供電半徑控制在150m以內。最后，應該選擇合適的電纜。在選擇電纜時，應考慮準確的載流量、電壓損失、短路電流熱穩定等指標，根據電流密度和供電需求，選擇合理的導線截面，以便降低電能損耗。

（2）變壓器節能設計

要想變壓器做到真正的節能，設計時要采取相應的措施，提高變壓器運行效率，降低損耗。具體而言，就是要從變壓器自身結構、材質等方面采取相應的措施。第一，合理選擇變壓器數量與容量，合理調配電壓負荷，使變壓器在能耗較低的狀態下運行。第二，選擇節能型變壓器。這是實現變壓器節能的重要措施，其運行效率高，損耗低，能夠起到明顯的節能效果。所以設計時，應該選用10型及其以上，非晶臺金變壓器。

（3）照明電路節能設計

首先，要充分利用自然光。其次，應選用高效節能光源及低能耗、性能優的附件。按國家節能設計及審查要求，除特殊場所外，均不得采用白熾燈：應根據建筑使用場所，合理選用T8、T5、LED燈具；燈具附件的節能也相當重要，公共建筑的熒光燈宜選用帶有無功補償的燈具，緊湊型熒光燈具應選用電子鎮流器。氣體放電燈宜采用電子觸發器。

公共場所、公共走道等采用照明分組集中控制方式。如對醫院住院部樓層的公共走道，可在護士站集中分組設置開關，這樣既便于管理，也節約運行費用；對門診、急診樓等的公共區域，可采用i―bus及類似系統進行分時、分組調節及程序控制。室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關；辦公樓、住宅樓的走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可采用節能自熄開關；對醫療建筑的樓梯間及走道，由于使用人員較多，不建議采用聲控節能自熄開關。

（4）空調系統節能設計

本工程中一共使用三臺水泵，春秋季節只用一臺，備用兩臺，夏季高峰時常用兩臺，備用一臺；一臺變頻器只拖動一臺水泵運行，且可以以人工方式切換，其他可通過人工方式啟動到工頻運行。設計使用3臺水泵電機選配l臺變頻器。工作時可選擇任意一臺水泵做主泵、由變頻器直接拖動變頻運行；其余兩臺水泵做輔泵、由人工依據制冷特點相應進行啟?？刂疲闺姍C工頻運行。

在中央空調系統設計時，冷凍水泵、冷卻水泵的電機容量是根據建筑物的最大設計熱負荷選定的，都留有一定的設計余量。

圖1空調機組冷卻水泵和冷凍水泵改造結構

在中央空調系統中接入變頻節能系統，利用變頻技術改變水泵轉速來調節管道中的流量，以取代閥門調節及回流方式，一般節電率都在30%以上。

2.3設計數據與實測數據比較

該工程為綜合樓，近3年的使用（每天工作時間為8：00～12：00，13：30～l7：30）情況為：門診病人多且住院病房（共8層住院部）基本均滿員，部分時候還有在走道上加床的情況，滿負荷運行時間較長。筆者對夏季、冬季用電高峰期、低谷期配電房各變壓器后進線柜工作電流數據進行采集，再對應設計時參照相關設計手冊中的同期系數計算出的計算電流。發現存在較大差異。

設計時。變壓器容量選取與電力負荷相適應，使其工作在高效低耗區內。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裕量，變壓器最經濟節能運行的負荷率一般在75%左右比較合理。而設計負荷率往往是設計師按設計容量、設計手冊中的相關系數計算而得的，與實際的負荷率相差較遠，具體見下表1。

表1變電所1#、2#、3#變壓器工作電流和負荷率

變壓器 計算容量 計算電流 夏天上午九點高峰期電流 夏天晚上九點低谷電流 冬天早上九點高峰期電流 冬天晚上低谷電流

1# 360 585A/72% 463A/57.1% 122A/15% 478A/59% 102A/12.5%

2# 467.8 711A/74.3% 547A/57.2% 392.2A/41% 621.8A/43.3% 414.2A/43.3%

3# 473.2 720A/75.1% 536.9A/56% 348.9A/36.4% 651.6A/67.9% 373.9A/39%

從這些實測數據可以看出.隨著時代變遷，建筑物內的各種電器產品運用廣泛，設備容量大幅上升，設計人員必須充分了解現代化建筑內設備的同期使用情況，再結合現有設計手冊的相關數據進行計算，才能確保建筑的真正節能優化設計。