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【Abstract】This text is on the background of China`ECO-CAR Racing, On the premise of the racing`rule, to analysis and optimize the body from the material, frontal area drag coefficient. By simulation the wind tunnel experiment to ensure the shape and size of the model and improve the vehicle performance by cooperate other parts.
【Key words】Fuel-efficient cars; Bodywork; Optimization
1 项目背景
节能竞技大赛,是使用Honda低油耗摩托车的4冲程发动机,选手们根据自己的想法动手设计、制作赛车,创造出表达环保主题的车身,限用1升汽油行驶更远的距离,并最大限度地降低废气排放,是挑战节能极限的一项竞技赛事。人们不仅可以感受到“创造”与“交流”的乐趣,同时还可以体会到“低油耗,少减排就是环保”。
我校于2010年开始参加节能车大赛以来,成绩保持良好,特别是2012年第六届大赛上以635.226km/L的成绩力压众多高校获得全国第三。车身的方式也由半包式逐渐发展到全包式,各项参数指标稳步提升。
2 提升车身性能的思路
顾名思义节能车大赛无非是节能环保,要做到节能就必须降低油耗,所以车身的质量和风阻系数就尤为重要。既要质量轻又要满足刚度和强度的需求又要有可塑性,这样的车身材料就是我们节能车车身的首选。在材料满足的条件下要做的就是设计出拥有完美曲线的车身形状。
3 优化车身要进行的工作
3.1 确定制作基本流程
1:打印1:1图纸
2:切割相应的木板
3:按序号连接木板构建空间框架
4:通过AB胶及石膏将与木板相互位置固定
5:用部分泡沫填充空间框架
6:在泡沫的表面添加石膏,用石膏来塑性
7:制作并打磨石膏车身曲面
8:在打磨好的车身曲面上涂腻子粉,原子灰和脱模蜡
9:在石膏模型表面铺玻璃钢
10:将制作处理好的玻璃钢内表面整理清洁
11:在玻璃钢车身的内表面涂抹原子灰,脱模蜡
12:用真空灌注的方法在玻璃钢的内表面铺碳纤维
13:对碳纤维表面进行打磨,开窗户
14:对有机玻璃进行软化处理,制作满足形状要求的窗户
15:碳纤维车身表面喷漆
16:制作车身内部相关内饰
3.2 确定车身形态
车身形态分为半包式和全包式,其中全包式制作较为复杂,但整体效果突出车身形式选用方面主要由风阻系数Cd和迎风面积A决定。资料显示,Cd*A每减小1%,油耗降低0.7%;车重每减小1%,油耗可降0.7%。
3.3 确定车身外形
研究表明,当一辆轿车以80km/h的时速前进时,有60%的耗油是用来克服风阻的。在时速200km/h以上时,空气阻力几乎占所有行车阻力的85%。即使风阻系数只相差0.01,也会给油耗带来明显的变化。而一旦风阻系数降低10%,那么燃油的消耗量至少可以节省7%。
3.4 确定车身材料
根据经验积累和参数对比,我们选出最适合制作节能车车身的材料――碳纤维。碳纤维作为21世纪最高端的新型可塑性材料官费的应用在航空航天以及新能源领域,下面就对碳纤维材料进行全方面分析。
碳纤维的特性
碳纤维是高级复合材料的增强材料,具有轻质、高强、高模、耐化学腐蚀、热膨胀系数小等一系列优点,归纳如下:
(1)轻质、高强度、高模量
碳纤维的密度是1.6-2.5g/cm3,碳纤维拉伸强度在2.2GPa以上。因此,具有高的比强度和比模量,它比绝大多数金属的比强度高7倍以上,比模量为金属的5倍以上。由于这个优点,其复合材料可广泛应用于航空航天、汽车工业、运动器材等。
(2)热膨胀系数小
绝大多数碳纤维本身的热膨胀系数,室内为负数(-0.5~-1.6)×10 -6/K,在200~400℃时为零,在小于1000℃时为1.5×10-6/K。由它制成的复合材料膨胀系数自然比较稳定,可作为标准衡器具。
(3)导热性好
通常无机和有机材料的导热性均较差,但碳纤维的导热性接近于钢铁。利用这一优点可作为太阳能集热器材料、传热均匀的导热壳体材料。
(4)耐化学腐蚀性好
从碳纤维的成分可以看出,它几乎是纯碳,而碳又是最稳定的元素之一。它除对强氧化酸以外,对酸、碱和有机化学药品都很稳定,可以制成各种各样的化学防腐制品。我国已从事这方面的应用研究,随着今后碳纤维的价格不断降低,其应用范围会越来越广。
(5)耐磨性好
碳纤维与金属对磨时,很少磨损,用碳纤维来取代石棉制成高级的摩檫材料,已作为飞机和汽车的刹车片材料。
(6)耐高温性能好
碳纤维在400℃以下性能非常稳定,甚至在1000℃时仍无太大变化。复合材料耐高温性能主要取决于基体的耐热性,树脂基复合材料其长期耐热性只达300℃左右,陶瓷基、碳基和金属基的复合材料耐高温性能可与碳纤维本身匹配。因此碳纤维复合材料作为耐高温材料广泛用于航空航天工业。
(7)突出的阻尼与优良的透声纳
利用这二种特点可作为潜艇的结构材料,如潜艇的声纳导流罩等。
(8)高X射线透射率
发挥此特点已经在医疗器材中得到应用。
(9)疲劳强度高
碳纤维的结构稳定,制成的复合材料,经应力疲劳数百万次的循环试验后,其强度保留率仍有60%,而钢材为40%,铝材为30%,而玻璃钢则只有20%-25%.因此设计制品所取的安全系数,碳纤维复合材料为最低。
3.5 制作模型
我们的车身要保证外形尺寸的一致性,因此对模型的要求非常苛刻,在做模型之前一定要确定拔模角度。首先要用石膏制作出和所建模型一直的石膏凸模,再在凸模的基础上用玻璃纤维做出凹模。
模型的好坏直接影响到车身的成败,如果模型制作不仔细,那么整个车身的制作都会前功尽弃。
3.6 车身制作
当凹模做完之后,模型制作就基本完成了,接下来就是制作碳纤维车身了。
首先要在模型上均匀的涂抹一层脱模剂,然后把碳纤维布扑在模型上,接着涂刷或浇注调好比例的环氧树脂(树脂与固化剂的质量比例为100:30),然后将制作好的真空袋密封在凹模上,注意一定要密封,排好真空管连接真空泵,最后打开真空泵电源进行“抽脂”行动,待树脂半固化状态就可以关掉电源静等20小时后就可以脱模了,脱模后再进行修整,车身雏形就完成了。
3.7 开窗
节能车内部空间较小,视野对于车手非常重要,可以说车窗是为车手量身定制的,确定其大小的时候要车身坐在车里,满足车手的最大视野画出边界,然后进行优化。
3.8 喷漆
喷漆是画龙点睛的一步,吸不吸引眼球就看喷漆了,车身的脸面全由这一步体现。
4 展望
我希望在技术条件允许的情况下将车身做成单体壳式,车身和车架一体,这样就避免了配合误差的问题,还可以将上车身做成“剪刀门”的形式,让车手能自己轻松进出。
【参考文献】
[1]李增刚.ADAMS入门详解与实例[M].北京:国防工业出版社,2007.
[2]余志生.汽车理论[M].北京:机械工业出版社,2000.
[3]何耀华,杨灿,王桂姣.基于ADAMS 的节能车模态分析[J].天津汽车,2008(12).
智能建筑节能是世界性的大潮流及大趋势,也是中国改革与发展的迫切要求,是21世纪中国建筑事业发展的一个重点。节能与环保是实现可持续发展的关键。从可持续发展理论出发,建筑节能的关键又在于提高能量效率,所以无论制订建筑节能标准还是从事具体工程项目的设计,都应把提高能量效率作为建筑节能的着眼点。
一、暖通空调概述
1.暖通空调的工作原理
暖通空调的主要工作原理是制冷剂在空调制冷机组内的蒸发器中与冷冻水进行热量交换发生气化,这一过程会使冷冻水的温度降低,被气化后的制冷剂在空压机的作用下,会形成高压、高温的气体,当气体流经制冷机组的冷凝器时,则会被来自冷却塔的冷却水所冷却,从而是气体转变为低压、低温的液体,与此同时,被降温后的冷冻水经由水泵被送至空气处理机的热交换器中,随后与混风进行冷热交换形成冷风源,最后经由送风管路送入到各个房间。通过这样的循环过程,在夏季房间内的热量会被冷却水带走,流经冷却塔后释放到空气当中。
2.空调供水系统
通常情况下,冷冻水系统内的冷冻水管道均为循环式系统;变流量系统按照组成装置的不同,可分为相对变流量和真正变流量两种,其中真正变流量可以充分发挥变流量系统的节能潜力。
3.空气处理单元
在空气处理单元中,新风与部分回风经混合后形成混风,当混风经由热交换器冷冻水进行热交换后则形成送风。冬季时,混风能够吸收能量,从而是温度升高,夏季时,随着混风温度降低,送风进入室内后会与室内的空气进行热量的传递,最终将温度调节至房间所需的设定值。此时房间内的气体在排风机的作用下与新风混合后,重复上诉过程进行循环。由于混风和冷冻水的热交换过程是在热交换器中进行的,因此,热交换器属于暖通空调空气处理单元中较为重要的组成部分。当热交换器的工作状况处于部分负荷时,与设计工况是不同的,而在实际使用中,大部分时间热交换器都是处于部分负荷状态,也就是说其基本都处在非设计工况下工作,所以在进行设计时应尽量了解热交换器的这一特点。
二、暖通空调工程设计优化的重要性
其一,对暖通空调工程进行优化设计,不仅可以满足人们对工作和生活环境舒适性的要求,而且还可以使工作效率和生活质量有所提高;其二,由于暖通空调工程属于整个建筑中能耗较高的部分,所以对其进行优化设计,可以起到节约能源、提高能源利用率的作用;其三,随着直接数字控制器(DDC)、变频技术以及能源管理控制系统等的广泛应用,使暖通空调工程的优化设计策略和控制技术相辅相成,在节能降耗的同时,能够更好的对暖通空调系统进行指导和控制;其四,基于大部分暖通空调工程在设计之初,没能很好考虑季节变化、时间以及房屋的朝向等问题引起的冷负荷变化,致使这样的设计难免会造成能源的浪费,而对暖通空调工程进行优化设计后,可以从根本弥补这一缺陷,并且还能降低事故的发生几率;其五,由于在进行暖通空调设备选型时,通常都是按照设备的最大负荷进行计算的,并采用固定工作时间的方式运行。但是在大多数情况下,暖通空调都不是处于满负荷运行的,同时由于多种因素的影响,如阳光照射、建筑外部环境的温湿度、房间内部的负荷变化等,一旦采用固定工作时间运行,必然会导致设备的使用效率低下,使能源大量浪费。因此,为了调整空调系统的运行时间,作为施工单位,对暖通空调的运行比较了解,就必须配合设计人员对暖通空调工程进行优化设计,从而确保空调系统的运行效率,达到节约能源的目的。
三、暖通空调工程的优化设计方法
1.控制策略的优化
由于空气处理机的直接数字控制器(DDC)基本都是采用PTD进行控制的,所以选用一个较为合适的PTD参数能够起到促进空调系统稳定运行的作用。PTD的系数高,可以使室内温度较快的达到预定值,反之这一过程会较慢,但也并不是说PTD的系数越高就越好,一旦系数太高时很容易引起DDC控制器失稳。虽然PTD可以解决大多数场所的空调控制问题,但是有些特殊场所仅靠较高的PTD系数提高空调系统对负荷变化的响应速度是很难解决问题的,比如影剧院等大热惯性场所,对于这样场所可采用双级控制,即将温度传感器分别安装在室内和送风道上,由主DDC控制器完成室内温度的设定,而水阀的驱动则可由副DDC按照主DDC以及风道传感器的指令来完成,基于风道温度变化的速度要快于房间内温度的变化,采用这样的控制方式可以加速空调系统对温度波动的响应。在实际工程设计中,可以根据不同情况的需要,选择不同的优化控制,从而达到最优的效果。如,写字楼、大型商场等场所,夏、秋季在清晨时通过控制程序启动空气处理机,并利用室外的凉风对室内进行全面换气预冷,这样做不进可以节约能源消耗,而且还可以提高室内空气的质量。
2.控制权的优化设计
在某些特定的场合,如会议室,如果可以将空调或是通风系统的参数设定功能放置在现场,那么则能够更加符合用户的需要。然而DDC本身却并具备这样的功能,必须添设专门的部件才能实现。为了实现这一功能必要时可以添设VRV控制面板的设定器,它可以给用户带来极大的方便和舒适性。
3.DDC的优化
由于DDC控制系统的处理能力是不同的,所以应根据各个场合不同的需要,选择合适处理能力的DDC,如热力站监控点、冷冻机房等密集场合应优先考虑采用大型的DDC控制器,以减少控制器间的通讯和故障发生的频率;对于通风机、新风机、空气处理机等通常采用中型或小型的DDC即可满足使用需要。目前,可编程逻辑控制器(PLC)的发展速度较快,其应用范围也越来越广泛,因此,在暖通空调现场设备优化控制工程中,可适当加以采用,优化效果也是比较明显的。
4.控制网络的优化设计
在满足灵活性和可扩展性的基础上,空调系统控制网络的拓扑结构应尽量清晰、简化,无论是采用RS485总线或是LonTalk总线的控制网络都应如此。由于分级多、分支多的网络管理较为复杂,而且可靠性也比较低,虽然LonTalk总线在理论上能够组成任意的网络拓扑结构,但是这种设计具有很大的随意性,一旦运用不当,在工程实践中可能会有一定的技术风险,从而使空调系统的成本增加。因此,在没有特殊要求的工程中英尽可能使用RS485总线的控制网络,并采用手拉手环网的布线方式。
5.BAS监控中心
BAS监控中心主要负责的是监控整个空调、通风以及动力系统的工作状态,通常与安保监控和消防控制等系统共用一间机房,而该机房一般都离冷冻机房、锅炉房较远,在这里对空调系统中的关键设备进行远程操作显然是不合适的,因此,建议在冷冻机房和锅炉房现场控制室另设一台监控分站,并由该分站负责监冷冻机、锅炉监控功能,同时该分站授权局限为冷热源设备。
五、结论
能源目前显得比较短缺,特别是现在使用空调的人逐年增多。空调自身的含氟制冷剂本身就会导致臭氧空洞的形成,而且空调工程的高能耗问题还会产生更多的二氧化碳,引发一系列的环境问题。这就更要求我们去寻求一条节能的道路,来适应社会的发展。因此,研究空调的节能问题显得尤为迫切且重要。
参考文献
中图分类号: TE08 文献标识码: A
一、引言
当前,关于锅炉生产的节能性和环保性,锅炉生产企业正加大研发力度,试图通过优化设计,将锅炉的节能和环保功能改造升级,以更好地适应消费者对节能和环保的消费需求。节能环保的优化设计,这是技术含量相对较高的研究课题,也是需要锅炉生产企业投入大量研发力量和资源的重要成本支出。不过,从未来市场竞争的角度考虑,加快锅炉生产转型升级,提升锅炉的科技含量、人文因素,是大有必要的。本文将重点围绕如何采取有效措施,在锅炉生产过程中,将锅炉的节能性和环保性提升,提出一些前瞻性、科学性、可操作性的对策参考。当然,这些对策参考,只是笔者的一家之言,也是方向性、理论性、原则性的一些分析探讨,能否最终转化为操作流程,从而产生经济效益和社会效益,有待企业结合自身生产实际,进行理论和实践的结合,推动锅炉生产的转型升级。
二、锅炉节能环保优化设计的原理分析
锅炉要实现节能环保,主要是通过锅炉燃料的优化选择和燃烧方式的优化组合实现的。这是锅炉节能环保优化设计最基本的理论基础。在优化选择锅炉燃料方面,固体燃料和液体燃料是传统常用的燃料,比如,煤、石油等系列制成品,这些燃料的显著特征就是燃烧能力强,但是容易产生大量的有害物质,对大气和生活环境造成污染。因此,要实现锅炉的节能环保,就要采用气体燃料。在设计锅炉时,就要根据气体燃料的特点进行装置设计和生产。在燃烧方式的优化组合方面,除了要充分达到燃烧的必备条件外,比如有优质的燃烧物、有高效的助燃物、温度能够达到燃点,等等,还要能够实现燃料和空气的深度融合。在此基础上,对燃烧方式进行优化选择。比如,对于中小型锅炉而言,适宜采用层状燃烧;对于节能环保要求不高的,可以采用悬浮燃烧方式;而沸腾燃烧最节能环保,这是今后燃烧方式的重点。
三、锅炉节能环保优化设计的措施分析
节能环保优化设计,可采用的具体措施有很多种。但从大类分析,一般有两类:第一类是通过安装节能环保设备。一般可以选择在油泵燃油室之间或者油咀之间安装节能环保设备。安装节能环保设备,比如常见的节能器,这可以促使碳氢化合物分子结构发生改变,从而让分子之间的距离拉大,把燃料的粘度降下来,这样就能够在燃烧前雾化燃料油,让燃料油更加充分地燃烧,大幅降低鼓风量,并把烟道的热量损失降到最低,从而实现节能环保的目的。实践证明,安装节能环保设备,能够将燃烧产生的一氧化碳、碳氢化合物等有害物质大幅降低,并大幅降低废气的含尘量。第二类是通过采用节能环保材料。锅炉生产商要严格按照国际节能标准,在生产锅炉时保证达到降耗标准。这就需要生产商采用节能环保的原料,不能为了降低生产成本,采购一些低质、耗能的材料。当然,锅炉能否实现节能环保的目标,这也需要使用单位树立节能环保意识,在采购锅炉时在考虑经济成本的同时,要考虑社会效益和生态效益,不能为了降低成本,就采购一些节能环保明显不达标的锅炉。当然,也要严格按照节能环保的要求进行锅炉操作,将节能环保的锅炉综合效益显现出来。
四、锅炉节能环保优化设计的过程分析
根据上述节能环保的主要依据和因素,笔者认为,节能环保优化设计方案的制定,主要要做好七个方面的工作,即实时性能、耗差分析、实时出力、出力优化、考核统计、数据采集、性能计算。这七个方面的优化设计是一个完整的系统,其中,先从对性能的实时动态掌握开始,经过耗能差别的分析、燃料出力情况的调控后,对获取的数据进行考核统计,最后就可以计算出锅炉的性能如何。在此基础上,对节能环保优化设计的模式进行研究确定。一般有两种模式:一种是通过锅炉的优化控制系统,将节能环保的优化结果提供给负责锅炉运行人员。需注意的是,这种优化结果不是优化控制系统自行生成的,这需要人工进行操作。另一种则是将优化结果进行下载,这种下载是优化控制系统自带功能,并需锅炉有储存数据功能的装置。需要指出的是,要实现以上自动化的全程控制,一个基本的条件是,离不开计算机技术、控制技术以及通讯技术的支撑。因为,一整套节能环保优化控制系统,需要有一个中央处理系统,对各个环节进行控制和调整,将锅炉运行过程的各种信息、数据进行集中传送、处理和分析,第一时间让专业人员知晓,从而人工做出判断和采取必要措施,让节能和环保的性能正常发挥出来。
结束语
锅炉的环保节能要加强水处理,合理的排污,以降低排污率,减少热量损失。要对合理的进行配风,使其能更好的满足锅炉需求。要对锅炉进行适时的调节,以减少不必要气体的排放量,将锅炉消耗降至最低,以达到节能节能环保目的。
参考文献:
[1]李静.浅谈热电厂锅炉节能的重要性[J].才智. 2010(19)
中图分类号: TU198 文献标识码: A
引言
随着人们生活水平的提高,人们对生活环境的要求也越来越高,大多数人都希望居住环境能够冬暖夏凉且能保持空气流通。因此,具有采暖、通风、调节空气作用的暖通空调成为多数人的选择。但是,暖通空调的能耗较大,不仅会使能源快速消耗,还会增加能源消耗而引起的环境问题。暖通空调的节能设计能够有效地实现能源保护,同时对环境保护也有重要意义。
一、暖通节能空调的设计原则
1、基本原则――节能
节能暖通空调最最基本的原则就是节能,在节能设计过程中,热舒适指标是实际应用的指导。对于热舒适指标的影响因素主要是:温度、空气湿度、风速、劳动强度以及辐射温度。对上述因素进行合适比例的探索和组合,对舒适和节能进行现实协调。并且对建筑物的导热性进行适当的围护,对室外的气候变化进行应对,保证室内的舒适性。此外,在设计管路系统时需要简化,耗材量得到了减少,节约了投资。
2、满足日常生活环境要求
保持人体舒适的主要因素是舒适环境,但是,日常生活中的光线、声音和色彩也是影响舒适不可忽略的因素,比如:在人们居住的室内环境中,要以暖色调为主,这样不仅使室内温度得到了相对降低,而且起到节能目的。
3、控制室内空气品质
通风量大是暖通节能空调的设计趋势,解决空气质量是最重要的问题。因此,对室内气流进行合理的排风、进气,对室内空气质量进行提高,不仅保障了室内空气质量,而且达到了节能目的。
二、暖通空调的节能设计方法
暖通空调的节能设计可从制冷主机、能源、围护结构几个方面入手,设计过程中,应根据暖通空调的运作方式选择合适的制冷主机,利用可再生能源能够有效保护能源,在设计围护结构时应采用节能型围护结构。暖通空调的节能设计方法见图1。
图1暖通空调节能设计方法
1、选择合适的制冷主机
在选择制冷主机时,应考虑到暖通空调的运作状况。通常,暖通空调大部分时间都是由部分负荷运作,因此,在选择制冷主机时,可由多台冷水机组中选出一台,将选出的冷水机组设置为变频机组,并将其应用于暖通空调部分负荷运作过程中,以调节空调的负荷。选择合适的制冷主机是暖通空调较为重要的节能方式。暖通空调在进行部分负荷运作时,能源消耗较高。在设计部分负荷运作的暖通空调时,应注意能量与热量的转换比率(即COP)。COP会随着外界温度的改变而产生变化,在设计时应使其能够随着外界环境温度变化作出相应的调整,使其更加节能,提高暖通空调的智能化水平。
2、利用可再生能源
目前建筑多采用高品位能源为空调提供能量,其中以电力为主,但随着不可再生能源的日益紧缺,绿色可再生能源的开发和利用也得到人们的重视。本章节阐述了可再生能源在暖通空调节能设计中的应用,通过绿色能源(如风能、太阳能等)的使用,达到节能目的。
2.1 自然风能的正确使用
利用自然风能可以是说节能设计里的重要组成部分。通过自控系统,感知室内外温度的差异,当室外温度较低时,则可利用室外自然风的冷量满足室内对冷负荷的需求,可采用新风供冷,或夜间通风储冷。这种情况一般出现在夜间,或供冷的过度季节。利用自然风供冷的模式,大大降低了运行用电量,甚至可以不用电,不仅节约能源,同时起到改善室内空气环境的作用。
2.2 太阳能的利用
太阳能不仅可以用来采暖,还可以用于制冷。随着太阳能技术的不断研究开发,太阳能的集热器可以承受高温、高压、冰雹等恶劣天气环境造成的影响,使利用太阳能进行采暖成为可能。利用太阳能进行制冷有3种方式:压缩式、吸收式及吸附式。压缩式就是将太阳能转换为电能再进行制冷;吸收式是指通过配置溴化锂和水溶液或氨水溶液吸收太阳能而制冷的系统。
3、采用节能型围护结构
暖通空调的围护结构对空调能耗有较大的影响,采用节能型的围护能够有效地降低暖通空调的负荷,进而改善空调冷热源的浪费情况。在设计暖通空调的围护结构时,应充分考虑空调的遮阳和吸热措施,使其能够将外界条件转变为可利用能源,例如在室外温度较低时,直接将空气作为能源。同时,采用节能性材料也是暖通空调节能的途径。利用可回收或再生材料制作暖通空调的围护,能够减少能源浪费。
三、建筑暖通空调节能优化设计的措施
1、建筑热工性能的优化设计
在设计建筑方案的阶段,空调的负荷能力基本已经确定。护结构具有传热损失高的特点,尤其是寒冷地区,传热损失可以在70%以上,由此可见,优化设计护结构对于减少暖通空调能耗是非常重要的。首先,方案设计的初期,应全面分析建筑平面布置、外立面、自然通风、不同朝向太阳的辐射照度等各种因素会对建筑能耗产生的影响。夏季时,尽量使日照时间减少,对夏季风充分利用以达到自然通风,降低室内温度的目的。冬季时尽量最大程度的获取充足日照热,提高室温。其次,围护结构在设计其热工性能时应符合国家规定的节能规范,对围护结构设计给予一定优化,选择传热系数相对较小且热阻大的材料,窗墙比与形体系数严格控制,避免选用玻璃屋面或者玻璃幕墙。外窗接受的日照时间较长,受到的太阳幅度也会明显较大,因此设计时应考虑到建筑内外遮阳问题,增加屋顶与外墙的绿化植被,提高建筑的节能特征,改善建筑自身构造完善节能措施。
2、设计参数的合理选择
2.1 设计参数的合理性
空调负荷的计算需要设计参数作为依据,主要包括空气流速、洁净度与温湿度等,设计参数的变化会对空调负荷产生直接影响。据统计,夏季时空调每提高1K的温度,主机负荷就能够减少至少8%-10%,节约能耗为6%-11%。所以,确定室内参数应当注意结合实际的建筑使用情况,合理范围内对夏季时的空调温度适当提高,对冬季时室内采暖温度适当降低。空间内若使用吊顶进行辐射采暖或者地板采暖,冬季时温度的设计允许低于规定1-2K,夏季时允许提高1-2K。
2.2 空调系统的精心设计
水管、风管的布置应遵循“短、平”原则,对消防水管以及电缆桥架具体走向综合考虑,尽量避免走“回头路”或者拐弯。在有足够充足的安装空间以及具备一定经济条件的基础上减少流速减小管路阻力,对水泵扬程以及风机尽量减少,降低能耗。
2.3 数据的准确计算
设备选型主要的依据就是数据,在水力计算以及空调负荷的计算时,估算过于保守或者过于粗略都会导致空调设备的风机扬程、水泵扬程与主机容量增大,一定程度上增加成本,产生能源浪费。因此精准计算是保证暖通空调节能技术的基础。
3、空调系统的优化设计
3.1 空调风系统
根据空调系统的性能分析和实际调研,发现空调系统在运行过程中会有大量的热量产生,如果这些热量不能顺利地从建筑物进行排放,将对空调运行系统的质量产生影响,因此,有必要对空调运行系统的热量排放进行优化设计。从实验数据分析中,我们认为水环热泵空气调节系统的效果非常明显,而且改系统的运行费用不高,不会增加空调系统太多的费用。
3.2 空调水系统
开式系统之所以会耗费较大的能量是因为开式系统在运行过程中会产生较大的水泵扬程,因此,在空调水系统的节能设计中,我们采用的是闭式循环水系统。而在闭式的循环水系统中,由于三管制水系统的冷水和热水都经过同一根水管作为回路,热水和冷水混搭在一起,就会损失热量,同时因为空调系统管径的回路的确定与其所产生的运行费用有着较大的关联,建筑物越大,空调系统管径的回路也就越大,这个时候可以考虑选择双级泵系统。
3.3 空调冷热源
集中设置的冷(热)水机组或换热设备是空气调节系统的冷热源最佳选择。然而,现在市场上的各种机组、设备品种繁多,各种类型都有其独自的特点和使用限制条件,空调冷热源设计方案受到诸多因素的影响,比如是占地面积、使用特征、环保规定和运行费用等等,因此,设计员必须先做好上述诸多因素的调研,并且做好各方面的综合论证才能进行最终的方案确定。
结束语
总而言之,暖通空调节能优化设计不仅可以降低能源消耗,而且能够有效保护能源、改善环境,使其经济效益得到提高,对经济的可持续发展起到推动作用。因此,利用空调的设计原则,结合实际工程的具体情况,制定合理的、有效的暖通空调优化设计方案,降低暖通空调工程是能量消耗,从而促进我国建筑行业的健康发展以及能源的可持续发展。
参考文献
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
1、建筑节能的概述
建筑节能,在发达国家被广泛称“为提高建筑中的能源利用率”,在保障提升建筑本身的人文性舒适性的基础上,合理而科学地使用能源,提升能源利用率它具体指在规划设计改造及使用等过程中,认真执行运用节能标准,采取节能式的建筑技术建筑工艺建筑设备建筑材料及建筑产品,提高建筑本身的保温隔热功能和采暖供热等方面的运转效率,加强能源消耗的科学管理,利用新能源等环保资源,在保障建筑内人们热环境需求的基础上,减少建筑物供热制冷制热照明供应等方面的能耗。
2、节能优化设计的必要性
人类历史以来,住宅建筑作为抵挡恶劣自然气候天气的一种掩体存。在近代工业革命后,随着社会经济与科学技术的发展推动,人类逐渐在住宅建筑中考虑生活的舒适性与人文性的需要。所以,近代以来,各种新式的建筑类型采暖采光等设备相继出现,并使人们的居住环境日益人性化舒适温暖如春然而,这些是建立在大量耗费能源的基础上的,于是,环境污染气候变暖等世界性难题相继出现并引起了人们的深刻反思。20世纪后期,随着科技的进一步发展与环保思想的深入人心,在能源与环境问题成为世界与时代难题的同时,“环保”“节能”意识及观念逐渐出现并成为了人们关注的热点。
近年来,虽然我国国民的节能意识有所上升,国家政策法规也在加大鼓励与支持力度,然而,由于建筑节能的技术与手段还不够健全,许多地区的建筑能源消耗依然很大,并且建筑节能标准远低于西方发达国家。因此,建筑节能的紧迫性在当今的我国极具时代意义,任重而道远。而我国建筑节能工作的主要问题则是人们节能观念意识薄弱与缺乏具备节能设计能力及责任心的人才。
2、夏热冬冷地区气候特征与热环境状况
我国的夏热冬冷地区多,占我国国土的大部分地区,主要分布在我国东部中部地区。该区域最热月的室温均为25℃~30℃,相对湿度均为80%左右。夏季的气候特点是高温高湿,较多晴日,由于太平洋副热带高压深入长江内陆,整个长江地区呈现高温少雨、晴日少风的“火炉”景象。同时,夏季也是晴雨天气相对较多、较为舒适的时节,此时,虽然气温上升迅速,但夜间也降得明显,雨前闷热雨后凉爽宜人。夏季我国第三种天气便是持续阴雨。此时,昼夜温差小,天气湿度较大,感到闷湿不适,室内也宜细菌蔓延。
夏热冬冷地区的冬季则在最冷月份室温均为0℃~10℃,平均湿度80%左右,南方此时气温虽比北方高,但差距不大并且光照条件明显不如北方,同时,光热条件自东向西逐渐减弱,西南川蜀地区地处西部又加上受到地形影响,整个冬季天气阴沉雨雪绵绵,晴日更少。
西伯利亚高气压控制亚欧内陆,此季,西伯利亚寒潮可直接南下肆虐我国大部分地区,直接致使降温降雪天气。
总体而言,夏热冬冷地区冬季不如严寒极地之冷,夏季也比赤道酷热地区爽朗,已经是人类最为适宜的气候地区。住宅建筑的节能设计需要立足本地区的实际气候变化需要,不断满足人们的实际生活舒适需求,在此之上尽力完成节约消耗、环境保护之功效。根据不同的功能住宅建筑空间组成不同,人们在其中的活动内容不同及作息时间段不同等适当调整设计。
3、夏热冬冷地区住宅节能优化设计
1)住宅节能优化设计的基本思路
住宅节能优化设计在夏热冬冷地区的应用应根据本区域气候的特征而定,于是,设计涉及到夏季隔热、冬季保温、过渡时节除湿及自然通风等方面的自然因素考虑。所以,在进行住宅围护结构的设计时,除夏季的隔热效果是围护结构设计解决热工设计的关键之处以外,鉴于冬季自然状况,设计时还需考虑冬季的保温作用,另外,该地区的空调采暖运行的方式、自然通风和室外热作用间的关系等方面也需要参。考该地区现有的大多数住宅是砖混式结构,即:外墙为砖墙或者是混凝土轻型空心砖块室内外抹灰。
怎样确立该地区的护结构的热工设计标准,要考虑以下几方面:
(1)该地区的住宅建筑造价取暖设备价格社会等方面的环境费用以及国家对该区域的住宅建筑提出的节能标准要求;
(2)该区域住宅详细的规划设计体形窗墙比和对于自然通风的组织等;
(3)建筑在该地区气候环境条件下的热过程特征状况,尤其是夏季的高温条件下,对于围护结构热稳定状况的考验特征等。建筑围护结构的构造与热工参数表见表1
表1建筑围护结构的构造与热工参数表
2)灵活性设计应对冬夏气候矛盾
适合这一地区特色的合理住宅节能设计必须是以气候环境、建筑处于的场所环境以及居住人的具体情况而考虑设定的。夏季高温多雨、冬季严寒干燥是这一地区的主要特点,冬夏季节气候变化大、南北受太阳辐射条件及季风等因素影响以致光热、温度、湿度差距亦是悬殊。所以在这一地区冬夏气候矛盾的情况下,如何灵活设计夏热冬冷地区住宅节能以适应四季变化则是问题的关键,需要我们在总体的环境布置、空间的建筑结构、造型的处理等方面综合考虑,此外强化运用技术与自然环保资源采暖节能,创造舒适的居住环境。总体住宅布局上,要考虑气候环境的特征合理布局住宅建筑的朝向、建筑间距与小区绿化问题等,以达到夏季良好通风、降温散热、遮阳避暑,冬季利用光照阻挡寒风保暖等效果;建筑间距对于散热通风十分关键,应根据地区的夏季较多东南风、冬季西北风及夏冬太阳光照不同等特点而设计。此外,住宅区域内的植被绿化工作对于建筑不同季节的热环境影响明显,也应该充分利用。
总之,灵活性的设计需要对住宅护结构根据当地的气候变化做出适当的调节。于是,住宅设计将被动建筑体和附加住宅设备相结合,使构造更加舒适节能而环保。
3)地下的冷热源及相变制冷技术
夏热冬冷地区年均温度是18℃左右,已经是人类适宜的温度。鉴于地表温度的变化在地下土壤中逐渐锐减及变化相对滞后的特性,所以在冬季,地下浅层的温度较地表高,在夏季则相反。于是,可以说,地下浅层是一个很好的冷热源。所以我们可以将空气输入地下浅层埋藏的管道中,然后经过加热或者冷却输往室内,如此将室内冷热负荷与地下冷热源进行灵活互动,利于改善我们的室内热环境。
相变制冷技术则是利用了太阳能蒸发多孔材料水分的原理来冷却建筑的外表层。研究曾表明,此法效果明显,夏季建筑表层受强烈辐射温度达50℃以上,使用后可使其降低近1/2的温度,利于室内温度与湿度的调节。
4)植被绿化调节温度
住宅建筑小区的植被绿化对于区域内的气候具有一定调节的良好作用,在当代城市住宅环境调节与保护中具有重要意义。植被绿化是利用了植物的光合作用、从地面吸收水分及叶面蒸发、蒸腾的作用对环境进行调节温度与湿度。植物有利于降低建筑护结构的外表面温度,调节室内热环境,降低室内空调的能耗,达到能源节约与生态保护的双重效果。此外,住宅区绿化还利于改善小区的环、境丰富小区生活、减少住宅区空气与噪声污染降、低温室效应及调节碳氧平衡的多重作用。住宅区植被绿化调节温度示意图如图1所示。
图1住宅区植被绿化调节温度示意图
结语
总之,在社会经济与科学技术不断发展进步的今天,人们的环保节能意识与追求舒适生活环境的观念也在不断提高。于是,又在科技日新月异的时代下,我们需要驾乘时代进步的风帆,实现夏热冬冷地区住宅节能的优化设计,不断提升我们的节能技术水平及应用。如此,我们的居住环境才会真正的实现可持续化的舒适。在我国人口众多能耗巨大,经济与社会发展面临资源短缺与环境压力的今天,加快住宅的优化节能设计更具深远的现实意义。
参考文献:
中图分类号:TE08 文献标识码: A
前言
新疆克拉玛依市处在冬季严寒,夏季昼夜温差很大的地区,冬季采暖、夏季的空调关系到居民的生活质量。本文中将探讨在不影响居民舒适性的背景下的节能降耗。
本文笔者将以一套普通三居室房间为例,对于节能设计具体说明。
图1.三居室平面图
克拉玛依处于天山北麓气候独特,气象条件如下:
温度
年平均温度 7.5℃
极端最高温度41.2℃
极端最低温度-37.3℃
最冷月(一月)平均温度 -16.4℃
最热月(七月)平均温度 26.0℃
年连续五天最冷日平均气温-25.7℃
年连续五天最冷日最低气温-32.9℃
夏季空气调节室外计算温度34.4℃
夏季通风温度29.0℃
冬季空气调节室外计算温度-25.7℃
冬季室外采暖计算温度-23.3℃
采暖期日平均温度为 -8.0℃
采暖期天数为 159天
各月日平均最高气温、最低气温(见表1)。
表1 各月日平均最高气温、最低气温表
月
参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年
最高气温 -0.8 0.6 15.9 27.6 29.9 31.7 33.5 33.8 31.3 21.9 10.9 3.4 33.8
最低气温 -24.7 -22.2 -17.1 -6.4 4.6 14.2 14.9 11.6 5.3 3.6 16.3 25.9 25.9
采暖系统
为了节能冬季采暖采用地暖,因为传统散热器采暖是对流采暖系统一般供回水温度是95℃~70℃(80℃~60℃),室内热空气对流作用使得房间内形成热空气的循环,使地面灰尘随室内空气上升,温度分布比较混乱,达到均匀温度时间比较长;地暖供水温度要求在50℃~60℃现对传统采暖供水温度较低,温差控制在10℃左右,即使室内温度比传统方式低2-3℃,因为地暖是让温度从脚下向上传递,人们会感到更温暖、舒适,更节约能源。地暖系统具有比传统散热器采暖更大的蓄热功能,可以将在突然停暖减缓温度衰减。
传统采暖的散热器一般明装在室内,家庭装修时为了美观,一般会将散热器包裹、修饰。使得热对流的空气受阻,热量积聚在装饰物内只能通过空隙散发,传热效果大大降低,装饰部分占用室内空间,使得有些家具布置都受到影响;地暖采暖不存在明装布管管线,没有散热器,对于装修的地板有一定的要求,其他无要求,无需避让,家居布置随心所欲,增加了室内的使用面积,地暖的敷设增加了地面厚度,楼层隔音效果更加明显。
表1 传统采暖各房间热负荷及采暖材料表
房间
名称 客厅 主卧 客卧1 卫生间 厨房 客卧2 合计 备注
采暖面积 m2 36.72 18.9 15.3 11.7 13.5 12.15 108.27
底层采暖负荷 W 4120.8 2339.8 2454.4 1243.5 1509.3 1420.7 13088.5
中间层采暖负荷 W 3431.4 1967.7 2152.4 1056.9 1242.8 1180.8 11032
顶层采暖负荷 W 4865.7 2705.9 2750.0 1426.1 1770.1 1655.7 15173.5
传统采暖散热器
单片散热量108W 片 38 22 23 12 14 13 122 底层
32 18 20 10 12 11 103 中层
45 25 26 13 17 15 141 顶层
地暖管线长度
DN20(PE-X) m 88 50 52 27 32 30 279 底层
73 42 46 22 26 25 234 中层
103 57 58 30 38 35 321 顶层
发热电缆长度
每米发热量18W m 229 130 137 69 84 79 728 底层
190 109 120 59 69 66 613 中层
270 150 153 79 98 92 842 顶层
传统采暖的散热器一般是铸铁散热器、铝合金散热器同钢制散热器,一般的散热器使用年限为20~30年不等。地暖系统使用寿命即为是埋管的使用寿命,地上部分可以更换,因此,地暖选管是使用寿命的关键。现在用于地暖系统的符合标准的管材,设计寿命都可达到70年,实际寿命超过都超过50年,可以认为:地暖系统基本与建筑物寿命相当。
现在我国住宅的采暖节能日益被关注,以往住宅集中供暖,按面积收取热费,存在很大不合理性,并且用户进行局部调节积极性不高,用多用少一个样,造成供热、用热的浪费严重。因此,在《民用建筑节能管理》和《中华人民共和国资源能源法》中明确规定:新建住宅建筑的集中供热系统,应当推行温度调节和用户热计量装置,实行供热计量收费,这样提高了大家的节能积极性,为大家节省的日常开支。随着人们生活水平的提高和供暖事业的不断发展,对供暖行业实现用热量的分户计量,势在必行,更加美观、方便的地暖系统替代传统采暖方式的浪潮势不可挡。
本文的典型房间中的三种方式,均以顶层为例传统采暖方式施工需要使用6组散热器共计141片;地暖热水方式需要使用321米DN20的PE-X管;地暖电采暖方式需要842米发热电缆。
表2经济性比较
采暖方式 散热器热水采暖 地暖热水采暖 地暖电采暖
采暖设备 散热器 DN20 PE-X管 发热电缆
技术特点 热效率:70%
安全性好
寿命20~30年
系统维护成本高
投资成本高
运行成本低
存在水利失调 热效率:70%
安全性好
管线50年
系统维护成本高
投资成本低
运行成本低
存在水利失调 热效率:100%
安全性好
电缆50年
系统不维护
投资成本高
运行成本高
无系统失调
建设费用 11280元 8346元 10946元
每年支出 3248.1元/年 3248.1元/年 4632.3元/年
其他 需要热计量仪表
需要数据远传处理 需要热计量仪表
需要数据远传处理 不需要热计量仪表
不需要数据远传处理
经过经济性比较,地暖为现在节能采暖的首选,地暖热水采暖可依托现有管网改造,投资成本低,运行成本低;地暖电采暖可用于辅采暖,如偏远的建筑,采暖不能保证的寒冷地区、温度精度要求较高的建筑等。
结语
采暖设计关乎节能整个社会的节能指标,一次性投资永久使用,计算应尽可能详尽,准确,本文中计算未能详细提及,希望大家给出建议,共同进步。
二、智能化建筑电气节能技术现状及存在的主要问题
虽然我国在智能化建筑电气节能方面取得了一定的成效,但是智能化建筑节能技术还没有得到普遍的应用,与国外发达国家相比,还存在一定的差距。对于电气节能设计缺乏统一的标准规范。此外,相关设计人员对设计理念的认识不够全面,对节能优化环节没有做到客观的分析和综合把握。我国建筑电气节能技术存在诸多的不完善因素,存在问题主要有以下几点:
1、我国自动化、智能化电气设备研究、开发水平有限
目前的智能化建筑电气节能技术的实际应用所取得的成果没有达到预期效果。电气节能优化设计中的质量安全监督存在漏洞,电气工程师对技术的应用缺乏实践论证,导致其在建筑电气的应用不具备较强的实用性。而且在设备的使用过程中,电气设备的智能化和自动化水平有限,加之缺乏必要的附加设施,导致电气节能优化设计方案在实施中遇到诸多阻碍,其节能效果得不到充分的发挥。
2、控制方式、照明光源等选择不合理控制方式以及照明光源的设计
直接关系着能耗的大小,照明耗电量占整个建筑耗电量的较大比重,而目前我国的智能建筑的控制方式以及照明光源等的设计不尽合理,不利于电气节能系统的发展。
3、智能建筑的通风与设计不合理
智能建筑通风与设计不当会导致建筑内的空调冷量过高,而且不利于机械排风和室内的通风换气而形成冷负荷,使得空调的冷负荷增大。
4、设计过程中缺乏科学的协调统筹
我国的智能化建筑电气节能体系缺乏必要的统筹规划设计,智能化建筑节能设计中,协调统筹工作没有落实到位,致使控制制度存在诸多漏洞,增加了能耗,使得节能体系运行效率低下。
三、智能化建筑电气节能优化设计措施
1、设计时需遵循一定的准则
首先,电气节能优化设计应在确保建筑自身基本功能实现的基础上实施,充分考虑可能影响建筑功能的所有因素,如照明需要、运输通道的畅通、娱乐设施的正常运转等,保证人们的正常生活不受影响,为人们提供完整的服务。第二,电气节能优化设计要在符合实际经济效益的前提下进行。权衡高效节能与投资之间的关系,选择合适的节能方式和设备材料,优化资源配置。第三,在保证节能方案可行的前提下,最大限度减少能源损耗。分析建筑物的实际情况来采取相应的节能方式,避免无用耗能方式的出现,如变压器的损耗以及传输电缆线路上的耗能,不能发挥功用,却造成能源的损失。第四,节能优化设计需考虑环境因素。电气节能优化设计要坚持可持续发展理念,提高能源利用率,以实现综合效益最大化。
2、加强供配电系统节能优化策略研究
在充分掌握建筑用电设施功率以及负荷容量等信息的基础上,合理配置供电节能设备,首先从变压器负载情况入手,在符合成本要求的前提下,合理分配负载,选择适当的变压器,确保其与驱动负载能力相匹配。其次,可通过选择电阻率值相对较低的导线的方法减少电能损耗,进行线路布局时,尽量避免弯路线路,以减小导线的长度。
3、加强对建筑内照明系统的节能研究
建筑内照明设备的照明时间、照明方式、设备功耗、建筑面积等都是影响照明耗电量的主要影响因素,所以可以从照明设备选择、照明时间分配、建筑设计、照明系统的设计等方面进行研究,实现最大化的节能供电。
4、加强对建筑内电梯、空调以及供水系统的节能研究
建筑内电梯型号、功率等的选择对建筑电气能耗有较大影响,选择与电梯型号和功率相匹配的电机驱动。空调系统的节能应考虑环保型的水源热泵式空调,降低污染,且运行效率较高。使用空调时设定合理的工作模式,减少能量损耗。设计供水系统时,考虑供水系统的负压作用,尽量选择无负压作用的设备,提高水质净化度,又有利于环保。
5、提高对可再生资源的开发与利用
电能是不可再生资源,所以要加强对风能、太阳能、热能等可再生资源的开发利用,将这些新型可再生资源利用到建筑电气中去,减少电能的功耗。此外,选择新型节能环保材料作为建筑电气设计装修材料,提高节能效果。
引言
建材企业在生产过程中除去必然要投入的耗电开支之外,除此之外的投入消耗都运用于生产所需的用电设备中。那么在生产过程就势必会造成一定的能源消耗,从而导致生产所需的电能持续提升,相应的就加大了建材企业没有必要的资金投入。建材企业在生产过程中所使用的主要用电系统损失中,占据最大比例的就是变电器以及供配电线路的损失为主,而这部分在建材企业的生产过程中,所占据的电能消耗总数的95%。那么在这种严峻的发展形势之下,建材行业的发展就压采用一定的手段,对供配电系统进行节能优化,提高电能的使用效率,减少在供配电能方面的成本投入【1】。进而提升建材企业的整体竞争能力,促进建材企业的进一步可持续发展。
1建材企业在对供配电系统进行节能优化设计的原则
在当前社会的能源消耗形势之下,建材企业对生产系统中所需要的供配电系统进行相应的节能优化过程中,需要遵循一定的原则:其一就是要适度的进行功能性的优化设计。在对供配电系统进行节能优化设计的过程中,应该根据相应建材企业在生产过程中所需要的电能消耗标准实际情况为主,从而对供配电能进行相应针对性设计。与此同时,还要积极的在建材企业进行供配电系统优化设计过程中积极地将先进技术引入其中,以便达到在不会对建材企业的用电需求造成损害的情况之下,避免出现没有针对目的性设计的现象;其二就是控制投入成本的经济性原则,通过对成本投入进行控制,从而使得建材企业能够在对供配电系统进行节能优化设计的过程中,避免出现盲目性的引进节能技术,增加不必要的成本投资;其三就是在对供配电系统进行节能优化设计的过程中促进企业能够可持续发展原则【2】,用最小的用电消耗获取最大的企业利润收益。并且在建材企业进行生产的过程中能够追求社会效益以及环境效益,从而促进建材企业的绿色发展。只有在对供配电系统进行节能优化设计的过程中坚守这几个原则,从而推进建材企业的长久发展。
2建材企业对供配电系统进行节能优化设计的主要内容
2.1供电电压的合理选择
在对建材企业的供配电系统进行节能优化设计的过程中,需要为了减少供配电系统的电力耗损,从而根据建材企业结合自身所需的用电需要。在对电压进行额度限制的一定数额之内,适量的进行电压增高。在通常情况下,建材企业在生产过程中所需要的电压一般为35KV或者此数额之上,运行电压平均提升1%,电能所受到的损耗就会相应的减少1.2%左右。基于此种现象,建材企业就可以通过对电压进行逐步的升高,即用110KV或者220KV的进线逐步取代35KV进线,将线路损耗压缩至最低。供电电压的不断升高,还能够将电能的书送达到最高要求,从而满足建材企业生产发展所需要的电能需求。尽管供配电网系统中的电压等级相应的电阻损耗电压高低有一定的负关联特性,但是建材企业在生产过程中仍然不可以为了减少线路损耗,就盲目的进行电压提升,从而避免建材企业在生产过程中由于高电压所造成的不必要损害。
2.2变电器的合理选择
在建材企业的供配电系统中,变电器的存在主要是为了能够将电压进行及时的提高或者降低、及时匹配电阻以及进行安全的隔离等作用。那么在对供配电系统进行节能优化设计的过程中,如果只是根据建材企业的具体生产技术所需要的通电设备,进行针对性的变电器的台数以及容量选择,缺乏了一定的长远特性,并且会使得变电器的实际生产效率低于对其进行设计的产量。使用此种变电器长期运作之后,就会造成建材企业的工作效率很大程度上降低,相应的增加了对电能的消耗。基于此,需要用长远的观念对建材企业的供配电系统进行变电气的合理选择,并且根据所生产材料的大小,以及生产所需的用电特点,还要变压器的相关特性进行考虑,从而在最大限度的情况下减少变电器所产生的不必要费用。通常情况下,变电器的功率损耗呈现最小的数值时,电阻的负载率就会在0.5-0.6之间,那么设置的电阻如果不合理,就会造成变电器的损伤。
2.3无功补偿的合理选择
在供配电系统中存在无功补偿设备,该设备的主要功能就是能够给供配电系统提供建材企业在生产过程中,使用时设备所需要的无功功率多少,从而保障建材企业在生产过程中的整个系统功率能够随生产所需而进行一系列的改变,并且与此同时有效的降低了能源消耗【3】。无功补偿设备的运行通常情况下是采用了并联电容的方法来实现设备的运行功能的。并且由于无功补偿设备在供配电系统中所实现的作用与其他设备存在不同之处,不仅位置不停,对于供配电系统中进行无功补偿功能的具体方式也存在不同之处,具体表现在以下几点:其一就是进行高压集中补偿。采用在何种补偿方法主要在使用过程中所体现出的优势就是高性能、成本投入较少,并且在供配电系统运行过程中能够根据相应的电阻符合的具体情况进行合理的无功补偿,但是此种补偿方式存在性价比不合理的特点;其二就是低压集中补偿。此种补偿方式在系统优化设计过程中能够将低压幕像进行补偿,使得所补偿的范围能够加大,并且实现其功能自主性。在使用此种方法的过程中实现了供配电系统的电压质量得到了保障,相较于上者,此种补偿方式存在一定的经济合理性【4】;其三就是电压较低时的分组无功补偿和低电压时的分散类型的无功补偿。这两种方式都可以对供配电系统中的电路以及变电器的补偿进行无功率补偿,所使用的范围要求较广,并且在使用过程中达到了节能优化要求。但是这两种无功补偿方式在具体的使用过程中达到的效果不会太明显。不同类型的无功补偿所达到的效果自然也各不相同。那么建材企业如果进行供配电系统的无功补偿时,势必要对其结合建材企业的自身情况进行合理选择,将所采用的无功补偿方式进行特点具体分析,选取最优化的组合,从而实现建材企业所获经济效益的提升。
3结语
企业在发展过程中获得相应生产力的同时,所造成一定程度上的能源消耗问题的不断扩大,环境的持续恶化,对社会的发展进行了阻碍。因此节能减排已经成为当今社会在发展过程中,各行各业所必然考虑的重大课题。尤其是以建材企业为主的能源消耗型企业,在发展过程中势必要消耗大量的电力,而供配电系统的电力消耗数量之大,就势必对其进行重视,对供配电系统进行节能优化设计,从而实现我国建材企业的可持续发展,提升企业的综合竞争能力,在保证能源消耗的同时,获取最大化的经济效益。
参考文献
[1]谭文军.企业供配电系统的节能优化设计分析[J].城市建设理论研究:电子版,2015(35).
[2]陈锦秋.高层建筑供配电系统节能设计技术要点研究[J].建材发展导向,2016,14(3):124-125.
住宅是所有的建筑类型中比例最大的建筑,从设计的角度来探讨住宅建筑节能设计,达到有效控制能耗的目的有着非常重大的意义。
1 住宅平面的建筑节能设计
住宅平面设计中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地(建筑行业“四节”之一)还可以大大节约建筑用材,减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。
由于我国地处北半球,太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能的建筑朝向,此朝向夏季可减少太阳辐射得热,冬季可增加太阳辐射得热,而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系,容易形成穿堂风,而又避开了冬季盛行的西北风。因此,将住户长时间活动的居住空间(如厅、主要卧室)设于日照通风条件最佳的南向位置,利用自然环境使室内达到最大的舒适度,为住户节约采暖和空调的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间,所以建筑平面谊设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置些平面功能比较次要的电梯、楼梯、管道井、机房、卫生间、厨房等,以挡住日照直接照射主要房间,避免冬季西北风灌入。经调查,在其他条件相同的情况下,南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5%左右。
2 住宅外墙的节能设计
墙体是住宅的主体部分,是建筑室内外热交换的主要介质,建筑节能50%,其中就有约25%是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。使用节能外墙与使用普通外墙室内温度相差可达4~10度,所以墙体的设计是不容忽略的一个方面。外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外,还应考虑选用保温隔热性能好的墙体材料,对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位应加设保温隔热层。
目前,常用的几种外墙材料中,保温隔热性能较好的是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。复合墙体中绝热材料主要有岩棉、矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、酚醛板、加气混凝土等。复合墙体保温隔热宜选用外墙外保温。外保温是连续外包的,有效隔断具有热桥作用的混凝土梁、柱等,而产生“断桥”作用,达到预期的节能降耗效果。此外,减少建筑物体型系数,也就是减少建筑物外表面积,减少护结构面积,减少建筑形体的凹凸,也是节能的有效措施之一。体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。因此,体形系数越小对建筑节能越有利,也就是说,在其他条件相同的情况下,宽的建筑比窄的好,高的比矮的好,外表整齐的比外表凸凹变化的好。为得到合理的有利节能的建筑体形,体形系数一般应控制在0.3以内,住宅进深应扩大到10m以上,而长度则以55m为宜。从热传递方面分析,通常建筑物实墙的阳角内侧气流较通风口处差且散热面相对比较大,所以交角处内表面的温度远比主体内表面温度低。同时由于具有热桥作用的框架柱或构造柱常设在此处,所以一般交角处是建筑物耗能量较大的部位。如果建筑物设计成圆柱形,则外墙棱角少,外表面积也小,有利于减少能量的消耗。所以外表面整齐的建筑比外表面凸凹变化的建筑要节能。从接收太阳辐射热能考虑,应使建筑物南向墙面的面积尽量的大,其他墙面的外表面积尽可能的小,也就是说南向墙面与其他各方位墙面的面积比应是越大越好。另外,也可以利用植物来调节气温,在日照强烈的墙面,种植植物来吸收太阳热量,减少传入室内的热源。据报导,建筑西墙种植爬墙虎,在植被遮蔽90%状况下,外墙表面温度可降低8.2℃,并有利于吸尘和消音,减少温室效应。
3 住宅屋面的节能设计
在建筑物受太阳辐射的各个外表面中,屋面是接受太阳直射时间最长的部位,因此受辐射得热也是最多的,相当于东西向墙体的2~3倍,所以它的保温隔热也显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料(如膨胀型泡沫聚苯板)。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上,可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。此种方法施工简易,可广泛采用。
另外,利用屋顶种植花卉、灌木(如彩叶草、三色堇、麦冬草等)形成生态型屋面,既可阻挡热源,减少温室气体的排放,达到保温隔热,又可美化环境,改善城市气候,做到一举两得。种植的土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜,可起到滞阻水的作用,有利于屋面的防水,而且土壤导热系数小,有很好的热惰性,不随大气气温骤然升高或下降而大幅波动,有利于屋面的保温隔热。同时,在屋面蓄水,形成蓄水型屋面,也是节能屋面的有效措施。利用水蒸发可带走大量的热,从而有效减弱屋面的传热量和降低屋面温度。据测试,蓄水、种植屋面土壤表面温度与一般屋面表面温度比较,温度可低27℃。此外,采用平坡屋顶结合的构造形式,在屋面保温隔热层上做架空层,通过空气流通来散热也是个不错的办法。
4 住宅门窗的节能设计
外门窗是耗热的重要渠道,它既是太阳辐射的得热部件,又是主要的失热部件,传热系数约为墙体的3~4倍,是节能的重点部位,所以合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。对于住宅设计应避免少做落地窗、飘窗等。外墙门窗设计除满足自然通风外,设计中应该强调东西南北开窗有别,不同功能房间开窗有别。面对冬季主导风向的立面,应尽量减少开窗面积。设置外窗部位,应提高外窗的密封性能(如选用胶条密封而不是毛条),选用好的窗型(如平开窗气密性相对较好),门窗配件,提高窗框的隔热性能(如采用塑料型材、铝合金断热型材、玻璃钢型材、铝木复合材料等),减少窗框的外露面积,采用保温隔热性能好的玻璃(如中空玻璃、镀膜玻璃等)。根据国内外大量应用经验证实,采用双层玻璃塑料钢窗是较好的选择。外门窗除了采光,通常也是建筑自然通风的渠道。所以,外门窗的开启也是夏季通风节能的必要条件。夏季迎风面可作为主要的开窗部位,引进自然风,增加夏季的渗透通风。但同时,外门窗的设计应减少冬季寒风的渗透,有利于室内保温,改善生活环境的舒适度。对于向阳的地方,可采用凹式开窗设计,外加遮阳板及镀有特种金属的热反射窗帘,这种设计既美观又兼有较好的遮阳效果。
5 结束语
我国作为世界能耗大国,对于发展可持续发展的生态建筑,减少建筑能耗更是刻不容缓。而建筑节能是养活建筑能耗的有效方法,同时也是节约经济的方法。因此,作为建筑师,更应从自身做起,从不同角度,依据建筑规范对节能进行优化设计,充分利用我国现有的自然条件,在改善人们居住环境的同时,充分挖掘节能潜力,从而实现节约能源,减少能源消耗。相信在不久的将来,建筑节能事业必将在我国展现欣欣向荣的景象。
参考文献:
[1]能源服务或将打破建筑节能僵局[J]. 建筑节能,2011,(11).
中图分类号:TE08 文献标识码:A
我国是人均资源短缺的国家,能源紧缺是制约我国经济发展的主要矛盾。城市化水平不断提高,建筑行业的不断发展,使建筑能耗成为能耗大户。据统计,在总能耗中,建筑能耗占30%~40%左右。因此建筑的节能非常重要,保温节能建筑就是建筑节能的重要体现。保温节能建筑可以改善人民生活环境质量,可以缓解我国能源紧缺压力、减低能耗、减轻环境污染。是可持续发展战略在建筑行业的重要实践课题。推广保温节能建筑将是我国发展住宅建设的一项长期国策。
一、建筑保温节能的概况
随着国家对能源与保护环境的要求不断提高,建筑节能保温技术也在不断提高。建筑物的保温节能主要分为两大类即外墙、屋顶、外窗等围护结构的节能和空调、通风设备用能设施的节能。墙体保温施工技术自二十世纪80年代中期以来,逐步应用于我国建筑工程上,其工艺水平在实践中得到了发展。外墙体的保温节能是建筑节能的重点。国内的建筑结构体系主要有框架结构、砖混结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构。由此可知建筑的主要护结构体主要分为钢筋混凝土墙体、砌块墙体两种。在建筑外墙保温设计中,最主要的是运用保温材料加强墙体抵抗风雨的能力,达到墙体保温的目的。
二、建筑中常使用的外墙保温材料及技术
目前,在建筑中常使用的墙体保温主要包括外墙内保温、外墙外保温两种方法。
外墙内保温材料及技术
即在外墙结构的内部加做保温层,达到墙体保温的目的。外墙内保温施工具有应用时间较长、施工技术及检验标准是比较完善、操作方便、技术成熟、速度快的优点,可以保证施工进度。但是内保温会多占用使用面积,使“热桥”问题不易解决,尤其在北方寒冷的冬天,容易引起墙体开裂问题,引起额外的热损失,还可能使外墙内表面结露,影响美观;且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。被广泛采用的墙体内保温技术有:抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布、增强石膏复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏等。
2、外墙外保温材料及技术
外保温适用范围广,既适用于南方需夏季隔热的空调建筑,也适用于北方需冬季采暖的建筑;外保温技术不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼节能改造施工;既适用于剪力墙结构砼外墙的保温,也适用于砖混结构建筑砌体外墙的保温。是目前大力推广的一种建筑保温节能技术外保温包在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命。外保温墙体内构造施工工序是:外墙饰面、找平粉刷层、外保温材料、建筑围护墙体、内墙粉刷。与墙体内保温相比有其明显的优越性,既提高了墙体保温隔热性能,又增加了室内热稳定性。技术含量高,技术合理,使用同样尺寸规格、性能的保温材料,比内保温的效果好;可以增加建筑的有效空间,有效减少了建筑结构的热桥问题。用于建筑外保温的节能材料主要有:岩(矿)棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS及XPS)、玻璃棉毡、以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。这些材料的共同特点就是在表观密度都较小,材料内部都有大量的封闭孔有良好的保温隔热效果。
三、常用的外墙保温体系
1、外墙自保温体系
外墙自保温体系是指仅使用单一墙体材料本身来满足建筑墙体保温节能要求的外墙保温体系,这种墙体保温体系施工技术成熟简单。优点在于对饰面的保温材料的耐候性技术指标要求较低,施工范围小,不需另搭脚手架。外墙自保温体系的保温材料就是墙体建设材料本身,材料具有密度小的特点,保温隔热性能、耐火性好。目前我国应用较多的自保温墙体材料有混凝土多孔砖、复合墙板、加气混凝土砌块、蒸压养砖以及烧结多孔砖。
2、外墙内保温体系
外墙内保温体系把保温材料设在墙体的内侧。这种保温墙体体系施工难度不大,价格也便宜,但是内保温占用建筑使用面积,容易产生“热桥”,造成结露而使墙体出现霉斑、开裂现象,影响美观。居民进行二次装修容易破坏保温层,影响保温层的使用寿命。外墙内保温体系所用材料主要包括水泥膨胀珍珠岩板、聚苯乙烯板、保温砂浆、岩棉板、充气石膏板等,现在最常用做法是内抹保温砂浆和贴预制保温板。
3、外墙外保温体系
外墙外保温体系就是在基层墙体外面利用保温性能良好的绝热保温材料,如聚苯板,聚氨酯等作保温层或外涂保温砂浆,以此达到保温的目的,墙体的外保温与内保温相比具有良好的优越性。优点是有利于室温稳定,适用范围广,技术含量高;提高了防水功能和气密性;基本消除了“热桥”现象,较好地发挥了材料的节能保温功能;保护主体结构,延长建筑物寿命。外墙外保温体系是一种多层复合的外墙保温体系,可以提供高得多的设计灵活性和创意性以及优异的能源利用效率,能够防止潮气侵入内墙,是集保温、节能、隔音、装饰效果为一体的环保型、节能型非承重性护建筑墙体系统,可用于商业建筑和民用住宅。因此外墙外保温技术逐渐成为建筑保温节能形式的主流。主要流行的有聚苯板薄抹灰外墙保温、聚氨酯硬泡喷涂外墙外保温系统聚苯颗粒浆料外墙保温、聚苯板现浇混凝土外墙保温、等几种外保温操作方法。
4、夹芯复合保温体系
夹芯保温复合外墙是由内页墙、保温层、外页墙三层构成。优点是整体系统有效地保护了保温材料,防止外界因素对保温材料的破坏;技术较易掌握对施工季节和施工条件的要求不高;可采用传统的普通砖、混凝土空心砌块,也可采用现浇混凝土墙。 这种体系的缺点是施工工艺复杂,在墙体隔热上容易造成保温面积的不足,会产生“热桥”现象。根据构造特点不同,外墙夹芯保温可分为发泡式夹芯保温和填充式外墙夹芯保温。发泡式夹芯保温在内、外页墙中采用现场发泡工艺,使泡沫塑料充填予夹芯墙中形成保温层;填充式外墙夹芯保温是在外墙体内、外页墙之间放置保温板材形成保温层。两者的主要区别是使用的保温材料和工艺不同。保温板材料主要是是塑料布密封包装的膨胀珍珠岩保温板、加气混凝土保温扳、水泥珍珠岩保温板、岩棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板、玻璃棉板等。
四、建筑外墙保温节能技术在建筑施工中应用基本要求
建筑保温节能技术成为建筑节能技术的一个重要分支,而外墙保温技术又是建筑保温节能技术的核心部分。在建筑外墙保温工程中,应用建筑外墙外保温技术具备较大的推广和应用的意义与价值,更具备先进性、科学性、合理性。在建筑外墙保温施工过程中,首先必须构建建筑外墙的保温节能、隔热隔音、外表装饰的外墙围护结构,形成一个多功能的墙体系统,且保温层、装饰面、外墙三者之间具有安全的连接施工工艺。
在建筑施工中应用建筑外墙保温节能技术,首先必须满足以下几点基本要求:一是保温性能,为确保建筑外墙的保温性能,应根据选用的建筑外墙保温材料自身的热工性能,计算保温材料的厚度,这是确保建筑外墙保温施工工作的关键性指标,确保其余建筑节能设计标准相符;二是稳定性,必须保证保温材料与外墙墙体粘结牢固稳定;三是防水性能,必须对建筑的外保温墙体表面进行专业的防水处理,预防雨水深入墙体内部导致其内部结构的破坏,确保其具备良好的防水性能防水性能是衡量建筑外墙施工质量的重要标准之一;四是防火性能,为确保保温墙体具有良好的防火性能,当建筑物的高度超过一定标准,应对防火构造进行专业的处理,当采用易燃保温材料如聚苯乙烯板等保温材料时,应选用阻燃型的板材,达到保温与防火的统一;五是抗变性与抗击性,抗变性主要是在与保温材料相粘结结构出现正常的变形,但外墙的保温体系不会产生裂缝或脱落的性能。抗击性主要是针对建筑外墙的外保温体系而言,要充分保证保温墙体能够接受各种物品搬运过程中出现的碰撞和人员的正常走动带来的震动。
五、结语
随着时代的发展,可持续发展观深入人心,人们的节能环保意识有了较大的提升。建筑行业作为耗能大户,施工节能技术水平的提高将会缓解能源压力、提升企业核心竞争力。而且有利于形成社会、经济、生态可持续发展。外墙保温技术又是建筑保温节能技术的核心部分,因此在建筑工程施工中要注意对外墙保温节能技术的应用,以此来加强建筑保温性能,降低建筑使用能耗,达到节约能源保护环境的效果。
中图分类号:F407文献标识码: A
引言
随着我国的节能环保观念的深化与发展,在实践生活中有很多的行业都采取和应用了节能技术来促进我国的环保节能事业的发展。在建筑行业中建筑业对于能量的消耗是较高的,因此在建筑业采取节能措施,有利于建筑行业的健康发展,也促进我国的节约型社会的建设与发展。但在其发展过程中,还存在一些问题,尤其在施工过程中,仍存在不少弊端。建筑节能技术作为建筑行业中的一项重要技术,常常被建筑企业所忽视,造成了巨大的能源浪费。所以,在我国建筑行业中,节能减排与可持续发展理念是一致的,而节能减排对建筑电气节能设计提出了更高的要求。
一、建筑节能以及优化设计
建筑能耗是能源消耗的一个重要组成部分,调查研究表明建筑业在我国还是一个蓬勃发展的行业,社会需求量巨大。现有的建筑量不能满足人们的需求,对于住宅建筑的要求也是越来越高。建筑能耗包括建筑全生命周期内发生的建造能耗和使用能耗,占能源消耗的很大份额,而在建筑中建筑围护结构的能量损耗又是最大的。我国建筑围护结构的热工性能相比较与发达国家有很大的距离。因此节能措施的研究还是有很大意义。
我国是建筑业大国,建筑业也是我国国民经济重要组成之一。我国每年完成的建筑工程总量约为 20 亿平方米,约占全世界建筑总量的 50%,每年的新增建筑中只有很少的一部分工程能够达到国家制定的节能目标能够成为节能建筑。我国已建成的建筑面积总量约430亿平方米,累计已建成节能建筑总面积约有28.5亿平方米,仅占城镇既有建筑总量的 6%,今后建筑节能任务十分艰巨。
有关资料统计表明,建筑用钢量约占全国钢总用量的 25%;水泥用量占全国水泥总用量的 70%,木材用量占全国总用量的 40%,建筑用水占全国总用量的 32%。以上总计约高出发达国家耗能 2~3 倍,加剧了给环境带来的压力。在建筑能耗方面,我国已建工程的外墙、外窗、屋面等采暖耗能量比气候相近的发达国家约高出 3~4倍。建筑能耗随国家建筑工程量增长而增加,大大超过了我国能源生产增长速度。
所谓的建筑节能主要是指在建筑在发挥其基本功能的同时降低对于能量的消耗以及在建筑的中设置一些隔热或者保温的设置来提高建筑的能量的使用效率进而降低能耗。在建筑中达到节能的目的需要从这两个方面进行才可以获得较好的节能效果。建筑节能对于国家发展会产生较大的影响,需要重视节能问题,配合国家的节能环保战略,促进经济发展的同时,建筑行业也可以通过建筑节能来降低建设成本,获得较好的经济效益以及社会效益。
对于建筑节能的设计进行优化主要是指在建筑节能的设计过程中,将各种节能方案进行对比与分析,从这些方案中找出最为节能的优化方案,这样可以最大程度上实现节能的目标。但是什么样的节能方案是最好的,怎样做到节能方案的最优化,这并没有一个规范的标准,每一种方案都有其利弊,在节能设计中对方案进行优化需要综合各种方案的突出优势,结合具体的建筑设计,整合出一种比较理想的节能方案。
二、智能建筑节能评估方法
(一) 照明监控系统的节能评估
根据照明系统能耗分项计量的能耗监控点,可以得出照明系统节能评估表,如表 1 所示。
表1 照明系统节能统计表
没有使用智能化技术的能耗,须运用各分项灯具功率和使用时间进行计算,照明监控设备由 DDC 控制器、红外线控制开关、红外控制器、多功能传感器、模拟量输出和各种继电器组合而成。在照明系统中分项之间的节能评估可以按照未使用节能技术的能耗和监控的设备能耗进行计算,将各项能耗进行累加所得结果就是对照明系统的节能评估。
(二)空调监控系统的节能评估
空调监控系统主要由冷站监控系统、热源监控系统和风量空调系统组成。在测量的过程中,要依据各系统中的能耗监控点,绘制空调节能评估表。
空调系统设备的能耗要依据冷站系统增加的监控点进行计算,未使用节能技术的设备耗能的计算要依据设备的功率和运转时间来,计算其能耗 ;对热源系统能量的计算,要依据供热热量对设备监控系统能耗的计量来实现。投入的监控设备有 DDC 控制器,流量、压力、温度传感器和变频器等,电磁阀也可根据功率计算出其能耗。空调监控系统各分项的节能量可根据“节能量 = 未使用智能化技术的能耗-实际能耗-投入监控设备的能耗”计算出来,最后累加就可得出空调监控系统总体的节能效果。其中热源系统可以以热量和电能混合的形式表现出来,也可根据相关国家标准将热量转换成电耗量来统计。
(三)给排水监控系统的节能评估
给排水系统分为给水系统和排水系统。根据给排水系统增加的监测点,绘制排水系统节能评估表。给排水系统中,给、排水泵实际能耗可由增加的监测点计量出来,未使用智能化技术的能耗可根据其功率与工作时间计算出来 ;给、排水泵系统监控设备有 DDC 控制器,变频器,压力传感器等设备,其能耗也可根据功率计算出来。各分项节能量可根据“节能量=未使用智能化技术的能耗-实际能耗-投入监控设备的能耗”计算出来。给排水系统的节能效果根据各分项能耗节能量累计相加计算出来。
三、智能化建筑电气节能的优化设计
(一) 供配电系统的节能优化设计
智能建筑电气节能优化设计的目的在于减少能耗,这需要从电气的多个方面进行考虑,包括建筑用电设备的特点、用电负荷容量和设备具体布置。要对这些问题进行仔细的分析,从而科学、合理地建设供配电节能设施,确保设备的正常运行。供配电系统的节能设计可以从以下两个角度着手:①用电电压。应尽量保持用电电压的稳定性。②供配电布线。应尽量使供配电布线短且直,从而简化电气系统,减少能源的损失。
(二)电梯、通风和供水系统的节能优化
选择合适的电梯型号,并减少小机房的电梯数量,以减少电梯的电能消耗。在设计通风系统时,应当以电力需求作为设计标准,同时考虑设备的配置,进而选择高效益的产品。在选择空调系统时,应首选水源热泵空调,因为其有节能性能优、零排放和无污染等优势,且其机组效能远比传统空调高。在设计供水系统时,可以优先选择无负压供水设备,这样不仅能够做到节能环保,同时还能对水质进行净化。
(三)利用再生资源
在系统设计中积极利用可再生能源,例如太阳能、风能等,这既能有效减少高耗能设备的使用,又能减少非节能设备的使用。此外,在智能建筑电气施工时,还可以使用光电幕墙,并采用新型的节能保温材料建造,以达到节能的目的。
(四)照明系统的节能优化
由于我国各地区经济条件差别较大,建筑风格不同,因此在选用照度标准时应在规范推荐的高、中、低值中确定合理的标准。在民用建筑中实施的照度标准值,可以根据照明要求的档次高低来选择照度标准值。
表2 居住建筑每户每户照明功率密度值
1. 在建筑电气照明设计过程中,应严格按照国家规定的有关建筑电气照明设计标准执行,对建筑电气照明设计进行深入研究分析,进而确定合理的设计方案;具体来讲,建筑电气照明节能设计时应根据建筑房屋的实际情况进行分区设置照明类型;比如,建筑空调房内采用照明空调组合系统,在控制好照明用电指标的基础上采用多光源方式满足特殊高照度要求;对色光要求高的场所可选用混合照明的方式满足照明需求;建筑房屋的墙面、地面等部位应采用浅色的建筑材料,可以有效利用太阳光等天然光源提高建筑室内的照度;对于生产车间、教室可选用一般的照明系统;如果同一个建筑空间内要求同时具有不同的照度和色光,可根据具体的照明要求进行分区设置照明装置。
2.推广使用高光效光源,采用高效率节能灯具。建筑电气照明节能设计时应根据建筑功能性、照明灯具的数量和用户对光源质量等要求科学选择光源,尤其是在照明灯具的发光效率、显色性、价格等方面严格控制,为高效节能的建筑电气照明系统的构成奠定基础;建筑物室内灯具选择时,应选择控光效果好的灯具,可有效节约电能;另外在灯具选择时还应注意其它的一些因素,如灯具的配光曲线,根据配光曲线确定来降低建筑单位面积内的耗电量,可有效控制照明灯具安装时的成本投入费用;根据建筑室内的空间面积确定照明灯具的光束所照射的区域范围,根据有关光学只是计算地面反射系数,进而确定所选的照明灯具安装数量及节能灯具类型;通常情况下,建筑房屋内一般采用直管的荧光灯作为首选照明灯具,直管荧光照明灯具通常造价低廉,显色性能好,使用寿命长的特点;可将直管荧光灯具在建筑房屋照明方面广泛的推广及应用;对于酒店大厅内可选用高频无极荧光灯,这种灯具显色性能好,安全可靠性强,并且维修维护方便,易于操作。
结束语
随着我国的城镇化建设与发展,建筑物的数量越来越多,对于建筑物的节能设计进行优化变得更加迫切,对于节能设计的优化的策略的探析可以更好地提高节能技术的应用性,提高建筑的节能效果,促进我国资源节约型社会的建设与发展。
参考文献: