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节能减碳的方法样例十一篇

时间:2023-08-10 09:22:17

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节能减碳的方法

篇1

中图分类号:TU2文献标识码: A 文章编号:

随着国民经济持续快速稳定增长,建设事业发展迅速,人们对住宅的要求也越来越高,使得采暖和空调设施激增,诸多因素导致建筑能耗大幅度增加,预计到2050 年,建筑能耗将占国家总能耗的1/3。因此,建筑节能工作是国家节约能源、保护环境、实现可持续发展战略的重要组成部分,以节约能源、减少污染为核心的可持续发展设计理念也逐渐成为当今建筑师不懈追求的目标。

一、建筑节能的含义

建筑节能就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。

二、建筑设计中节能设计的重要性

目前世界范围内石油、煤炭、天然气是种传统能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能和核能,而我国的能源问题更加严重。随着城市建设高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此,建筑行业全面节能势在必行。而建筑节能设计是全面的建筑节能中一个很重要的环节,因为它有利于从源头上杜绝能源的浪费。建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。

三、建筑设计的建筑节能方法

1、合理的规划和体型设计

合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面,圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候,起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果;对于沿海湿热地区,引入自然通风对节能非常重要,在规划布局上,可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风时也能形成通风,在建筑体型设计上形成风洞,使自然风在其中回旋,得到良好的通风效果,从而达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并尽量减少太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向同时满足夏季防热和冬季保温通常是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出适合这一地区气候环境的最佳朝向和较好朝向。

2、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。

3、 建筑各部位的节能构造设计

( 1) 屋顶和地面的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分, 主要节能措施为:①采用坡屋顶; ②加强屋面保温; 根据需要, 设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。

( 2) 楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空空间, 以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中, 夏季可以利用冷水循环降低室内温度, 冬季利用热水循环取暖。

( 3) 建筑墙体的节能设计。新型墙体材料节能、节土利废的效果十分明显。我国现有的空心砖、混凝土砌块、多种利废砖、加气混凝土等新材料的生产平均能耗每万块为0.7t 标准煤, 比实心粘土砖每万块为1.32t 标准煤约低47% , 为此我们在建筑设计中采用各类新型墙体材料。

( 4) 门窗的绝热:窗的结构形式常采用以下3 种方法:①利用双层窗玻璃,在寒冷地区可以设置三层窗。②利用能反射红外线的玻璃或利用贴有能反射红外线的合成树脂薄膜的玻璃。③利用上述二者的复合形式。同时应合理选择窗内材料,在既需采暖又需制冷的地区,原则上宜选用以吸热玻璃、热反射玻璃为原料制成的中空玻璃。同时也应指出,在我国目前的经济条件下,应努力发展和推广在普通玻璃上贴隔热膜的做法, 以代替节能玻璃的使用。在密封材料上应,改变目前在同一密封部位仅采用单一材料进行密封的做法, 应采用在性能上互为补充的多种密封材料在同一部位进行密封,则接缝具有更好的综合性能。并应逐步推广采用三级密封方式。

4、建筑遮阳系统

建筑设计人员在实际的设计中, 可以根据业主的要求和当地的自然环境条件, 灵活应用不同类型的遮阳措施。具体主要可以做到以下几点要求:

(1)因地制宜的原则。由于各地的地理纬度、气候的差异, 各地建筑的遮阳时间不尽相同。夏热冬冷地区不仅夏季炎热, 而且冬季寒冷, 采光保温与夏季遮阳同等重要, 应遵循夏季遮阳不能遮挡冬季阳光的原则。尽可能在现有的遮阳模式中, 选择较为合理的遮阳方式, 如永久性可控式遮阳、中悬窗、落叶乔木等遮阳形式, 对其加以分析改造, 形成具有鲜明地域特色的遮阳手法。

(2)平面布局原则。在平面布局中, 为防止夏季受强烈的太阳辐射的影响, 房间应避免东西向, 至少西向不大面积开窗。在总体布局时, 可利用建筑物之间相互遮挡的方法, 尽量减少遮阳构配件的使用。建筑物的纵轴尽可能为东西向或接近东西向, 把大多数房间安排为南北向。如阳台、外廊、凹廊等, 利用其自身的凹凸变化可形成自遮阳。这些功能性空间, 不仅可解决正常使用需要, 还借助自身的空间特点取得了良好的遮阳功效,一举两得。这些处理手法在建筑设计时都有很大的设计空间。

(3)房间功能的差异性。性质不同的房间, 卫生、光线摄入标准不一样, 对遮阳要求也不同, 不能一概而论。例如陈列室、展览馆、医院手术室、实验室、书库及其他特殊车间, 直射阳光中的紫外线对书籍、文物、艺术品、药品等有褪色、变质作用, 因此往往不允许直射光射入室内。在一般情况下, 应根据最不利的日照角度设计遮阳。而学校教室、阅览室等地方, 一方面要求防治夏季室内过热, 又要防止强光照在工作面上产生眩光, 刺激眼睛造成眩目现象, 妨碍视觉正常工作, 同时要求有良好的自然采光。这时的遮阳设计主要是将直射光变成柔和的反射光照在天棚上再折射进入室内。

(4)遮阳对建筑外观的影响。一般人都认为窗户的设计只能平板化, 但由国外的许多优秀案例我们不难发现以轻巧的金属板设计成优美的遮阳形式并成为建筑造型有趣的一部分。遮阳系统在玻璃上形成光影效果, 体现出现代建筑艺术的美学效果。

总之,全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。

参考文献:

[1] 李益华.  对建筑工程节能设计的探索[J]. 今日科苑. 2010(08)

[2] 李斌.  如何在建筑设计中落实建筑节能观[J]. 广东科技. 2009(03)

[3] 谢文锋.  建筑节能如何在建筑设计中落实[J]. 广东科技. 2008(06)

[4] 肖利军.  建筑设计中建筑节能的见解[J]. 广东科技. 2008(18)

篇2

中图分类号:TU74文献标识码: A

一、房屋外墙体节能施工技术

1、普通墙体施工

外墙体的砖承重墙一般采用整砖平砌,孔洞垂直方向且长圆孔顺墙长方向设置,空心砖不宜砍凿,不够整砖时用实心砖外砌,墙中洞口预埋件和管道处,应用实心砖砌筑,并在砌筑时留出或预埋,不得随意凿孔和用水泥砂浆填孔,避免外墙体出现通缝、不密实、冷热桥的现象。在空心砌块墙体中,施工技术部门根据设计施工图和工程的具体要求及施工条件绘制砌块排列图。要针对砌块建筑的墙体热阻值低、砌体和粉刷易开裂、灰缝和裂缝处易渗漏等不利因素,从施工角度采取技术措施予以确保。

2、墙体保温施工

墙体保温系统的施工是墙体节能措施的关键环节。墙体的保温层通常设置在墙体的内侧或外侧,设在内侧技术措施简单,但保温效果不如外侧,设在外侧可节省使用面积,但粘结性差,措施不当易产生开裂、渗水、脱落、耐久性减弱等问题,造价一般也高于内设置。施工工艺一般采用抹灰、喷涂、干挂、粘贴、复合等方式。施工中应注意:

基层作清洁、修平、湿润处理,表面不易粘结的混凝土墙、梁、柱等部位打毛或刷粘结剂。

按设计要求弹标准水平线、踢脚线或墙裙线,门窗洞四周宜用水泥砂浆抹宽50mm护角。为保证保温层厚度墙面应做标准灰饼、冲筋。每次抹灰厚度以10mm左右为宜,当底层韧凝且表面有一定强度后再继续下一层。应注意保湿养护但不能水冲。砂浆硬化期间严禁撞击和振动。

为防止首层墙面受到撞击后在抹灰面层与保温材料内造成孔洞,在首层窗台以下墙面加贴一层玻璃纤维网格布。底层墙外表面在墙体防潮以下,要做防潮处理,以防止地面水分通过毛细作用被吸到保温层中影响保温层的使用寿命,防潮处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喷涂一层界面剂即可做保温施工。

二、门窗节能技术

1、采用新型玻璃

低辐射玻璃是在表面镀上一层半导体氧化物、一锡氧化物等涂层薄膜制成,主要特点是反射率低。这种玻璃对可见光和近红外的透光率较高,反射率较低,可大量获得太阳辐射能,但对常温下的长波红外热的透光率很低,反射率较高,因而保温性能很好。如制成中空玻璃,传热系数可低至普通单层玻璃的1/3~1/4,特别适于以采暖为主的北方地区使用,夏天也有一定的隔热效果。

2、控制住宅窗墙比

住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,JGJ26-1955民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)对不同朝向的住宅窗墙比作了严格的规定,指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%,30%,35%”。

3、提高住宅外窗的气密性

如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料、弹性密闭型材料、密封膏以及边框设灰口密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。

4、设置“温度阻尼区”

所谓“温度阻尼区”就是在室内与室外之间设有中间层次,这一中间层次像热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热损耗。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设置成封闭式的,对屋顶上入孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。

三、屋面节能技术

1、合理选择保温材料

通常屋面节能是将容重低、导热系数小、吸水率低、有一定强度的保温材料设置在防水层和屋面板之间。可选择的保温材料很多,板块状有加气混凝土块、水泥或沥青珍珠岩板、水泥聚苯板、水泥蛭石板、聚苯乙烯板、各种轻骨料混凝土板等;散料加水泥等胶结料现场浇筑的有珍珠岩、蛭石、陶粒、浮石、废聚苯粒、炉渣等。屋面保温隔热材料选用时,一定要按设计和有关产品技术规范,在容重、导热系数、吸水率、外观等性能参数上重点把关,贮存时要注意防水防潮,施工时严格按配合比和施工工艺操作,必要时要进行试配

2、实行倒置式屋面

所谓倒置式屋面,就是将传统屋面构造中的保温层与防水层颠倒,把保温层放在防水层的上面。工程中常用的保温材料如水泥膨胀珍珠岩、水泥蛭石、矿棉岩棉等都是非憎水性的,这类保温材料如果吸湿后,其导热系数将陡增,所以才出现了普通保温屋面中需在保温层上做防水层,在保温层下做隔汽层,从而增加了造价,使构造复杂化。同时防水材料暴露于最上层,加速其老化,缩短了防水层的使用寿命,故应在防水层上加做保护层,这又将增加额外的投资。

3、屋面绿化房

屋建筑实行屋面绿化,可以大幅度降低建筑能耗、减少温室气体的排放。有研究显示,夏季绿化屋面与普通隔热屋面比较,表面温度平均要低6.3℃,屋面下的室内温度相比要低2.6℃;同时明显降低了建筑物周围环境温度,而建筑物周围环境的温度每降低1℃,建筑物内部空调的容量可降低6%;种植屋面保温效果很明显。

4、其他节能技术

现在,不少楼盘越来越怪异,建筑表面积增大,造成夏季太阳辐射也就越多,由于缺乏有效的立体化、综合化的措施,达不到有效的“调温”作用,导致能耗增加。因此,建筑节能设计,首先,应根据地形、环境条件、气候资料等进行综合设计,这也是最根本的前提。

其次,建筑单体设计要避免单纯追求造型而不考虑使用功能,合理设计建筑体型,减少体型系数,尽量选用自然采光、自然通风的形式,避免黑房、黑厕、黑厨房等。总之,节能建筑的墙体、门窗、屋面的保温隔热施工是节能效果的关键,所以务必要施工单位各部门、各工序严格按设计和材料施工工艺的技术措施执行,做好各质量控制点的验收。

篇3

中图分类号:TU2文献标识码: A

1、概述

1.1、我国建筑能耗状况

目前我国房屋建筑总量达到400亿,其中建筑规模占世界领先位置。2011年我国建筑能耗约占全国商品能源消费总量的20%,2013年我国建筑能耗所占比例迅速上升至29%。近年来空调建筑总量迅速增加致使建筑能耗增长速度比能源生产增长速度高出许多。据2003年新闻报道资料显示,我国未来20年的建筑用能比例必定较2000年提高约10%,甚至随着社会经济的发展提高至35~40%。1986年我国建筑节能工作正式启动,截至2013年,我国节能建筑总面积达10亿,但与我国房屋建筑总量相比,我国高能耗建筑所占比例依然相当大。总体而言,我国建筑能耗现状包括:建筑能耗所占比例越来越大、人均常规能源资源越来越少、高耗能建筑对国民经济发展的阻碍作用越来越明显。若想实现国民经济的可持续发展,必须全面推行建筑节能。

1.2、建筑节能设计的必要性

建设资源节约型、环境友好型社会是我国的基本方略,社会的快速发展一方面能够为人类带来经济、物质的享受,同时也要注意的是世界能源是有限的,浪费资源会使得人类在将来面临更多的问题和困境。基于建筑设计中建筑节能方法的探讨是十分有必要的,节能设计是生态发展的根本,也是驱动社会朝着更加文明、友好、和谐发展的原动力。所以,只有提高节能的策略和方法,才能够让人类更好地前行。

2、建筑设计节能的基本原则和出发点

2.1、与气候条件相适应的基本原则

气候适应性原则是建筑设计节能的重要出发点和原则,对于不同地区来说,气候因素往往会存在着较大差异,这也正是为什么不同地区的建筑有着不同的特色。在建筑设计过程中,要想能够最大限度地节省能源,就要充分地利用本地现有的自然资源,例如气候要素:太阳能、风能、水等等。同时更要能够消除恶劣的气候环境影响。在“趋利避害”的基础之上,结合建筑设计的总体结构,善于使用材质较好的材料,为室内的环境营造良好的气氛,提高室内的舒适感。气候条件能够为建筑设计充分地节能,从客观的自然环境出发进行建筑设计,能够节省资源和能源,同时也能够提高建筑效率,促进建筑行业的快速发展。

2.2、从整体出发进行规划

在建筑设计过程中往往不能缺少整体规划,所谓整体规划就是要在建筑工程设计和实践的整个过程中,进行节能方面的思考和认识,进而在以后系统实现的各个步骤进行有效的节能。从整体出发进行建筑节能的规划和实践,说到底就是一种宏观层面的管理,它更加侧重对于建筑设计的规划、整体结构的设想和反思,是整个设计过程不可缺少的环节。只有在宏观层面对建筑设计进行节能方法的探索,才能够有效地促进接下来的具体工作顺利地实施下去。

2.3、综合分析,多手段配合

对建筑节能问题的探讨除了宏观层面的控制和管理,还需要对其进行系统的管理,即深入建筑设计的具体工作之中去,进行综合性地分析,不能够只是从某个环节入手,重视其中的一个环节,忽视了各个环节的衔接和系统性。建筑的选址、规划、布局、建造等环节的实践过程中,可以通过使用相关的新型材料、设备和产品进行节能,严格相关的建筑节能标准,同时更要积极地加强节能设计的管理和监督。能够采用多种手段进行建筑节能的设计,比如整个建筑过程中的排水、照明、通风、采暖等问题,也需要进行充分地分析,让这些工作成为一个综合的系统来节能,往往会产生良好的效果。

3、建筑设计的建筑节能方法的探讨

3.1、整体布局

整体布局的关键在于建筑本身与周围环境的有机平衡。以节能为出发点,就要求我们在规划设计时尽可能因地制宜,采用当地的原材料,尊重当地历史文化,同时当地的自然和气候情况也是影响建筑设计的重要因素。只有尊重建筑与人文环境的这种动态平衡,才可能使得建筑成为更加节能化又不失美感的地域特色。

3.2、建筑材料的选取

建筑施工材料的选取是绿色环保理念的最重要体现。如果一处建筑物拥有科学、合理的节能构造规划设计,再配以环保节能的材料选择,必定会收到事半功倍的效果。建筑节能材料的选择和使用必须按照绿色、环保、健康、高效的规则来进行。现阶段,科学技术日新月异,已经出现了许多新型节能环保材料,这些新兴节能环保材料的研制和开发也是遵循绿色、环保、健康、高效的原则来生产的。因此,选取这些新型节能的环保材料,并将其投入进建筑规划设计中,可以收到良好的节能、环保效果。诸如新型玻璃、新型保温隔热材料、防水降温墙体等等。

3.3、建筑物整体形状与外部环境的环保设计

太阳辐射与空气流动是决定城市居民住宅内气候环境和舒适性的两大主要因素。设计者可以根据太阳高度角、太阳辐射量来合理、科学地选择和规划建筑物的朝向,通过降低太阳辐射达到节能减排、自然通风的效果。因此在设计规划时要根据我国的大陆性季风气候为主的气候特征,选取夏季主导风向,以便于通风,增加居民居住的舒适度。建筑物整体形状与外部环境的环保设计主要是根据建筑规划设计者立足在整体综合设计概念,要求要与环境分析家、能源分析家、结构搭配师等的紧密配合。在对建筑物实行规划和设计时,要充分考虑周围自然环境和人工环境,坚持“以人为本,尊重自然”的原则。此外,必须要分析建筑物所处的环境气候特征,尽量选择自然环境优良,能带动室内空气调节的地理位置。其次,建筑规划设计的环保设计必须充分考虑建筑物与外部环境的相互影响关系,坚持走可持续发展的低碳节能环保的绿色之路。

3.4、建筑朝向设计

在进行朝向选择时,要全面考虑当地气象条件、建筑用地、地理环境等,以节约用地为宗旨,优先采用本地区最佳或接近最佳的朝向,满足冬季能争取更多的日照,从长期实践证明,我国各地区较为适宜的建筑朝向就是南向,但是在实际建筑设计时,会有很多因素制约,全都采用南向那是不可能的,因此,合理确定朝向应因地制宜,从而能够使得节能和舒适性要求得到满足。

3.5、建筑各部分构造设计

屋顶节能设计,屋顶作为建筑物与大气直接接触的构造,屋顶的节能方法主要有采用斜坡屋顶或者增加屋顶的保温,根据实际需求,可以在屋顶设置隔热层;楼板层节能设计,对楼板层的利用主要是由于楼板具有中空特性,对楼板的吊顶造型要进行设计,比如可以把循环水管穿入其中,夏季通入冷水可以降低室温,冬季通入热水,可以取暖;墙体节能设计,建筑外墙墙体采用新型节能材料的效果还是十分明显的,我国建筑外墙所采用的混凝土砌块、空心砖、加气混凝土、多种利废砖等新材料的生产能耗比传统的实心砖能耗降低将近一半,因此外墙设计中采用新材料进行施工是节能建筑的必然趋势;门窗节能设计,建筑的,门窗的隔热保温能力相对较差,冷风也容易从门缝中进入室内。据统计,通过门窗流失的能量占建筑耗能的百分之四十左右。因此改善门窗的隔热保温性能对于节能建筑十分必要。

总言之,现在,在建筑设计中运用节能技术已经受到了人们的关注和认可,而其所突出的环保这一特点也得到了国家有关部门的大力支持和重视,节能技术的发展前景具有较大的潜力。与此同时,节能技术应用在建筑设计中,也有着非常重要的现实意义,不但能够进一步地促进建筑工程技术的不断革新和发展,同时也使建筑技术实施水平得到大幅提高。所以在以后的具体工作中一定要得到重视和发展。

参考文献

[1]高己兴.基于建筑设计的建筑节能方法的探讨[J].江西建材,2014,19:43.

[2]芦燕.基于建筑节能概念下建筑设计的探究[J].江西建材,2014,20:22.

篇4

1 引言

进入二十一世纪以来,随着我国经济的不断发展以及城市化水平的不断提高,我国建筑业进入了飞速发展的阶段。另外一方面,现代建筑在功能实现方面和以往建筑相比具有很大的不同,丰富了很多功能,所以也产生了巨大的电能消耗,讨论和分析现代建筑节能方法十分重要,也十分必要。

2 现代建筑节能方法概述

建筑节能方法的相关概念起始于1973年的全球性石油危机,其发展过程历经了建筑节能、维持建筑能源且降低热损失、提高建筑能量利用率的三个阶段,简单说来,现今对于建筑节能概念上的理解可以概括为:基于确保且提升建筑物舒适度的基础之上,对能源的使用更趋于合理化并且将能源的利用率最大化。在当今城市化建设蓬勃发展的大环境下,建筑节能具有十分重要的社会以及经济意义,降低建筑能耗,提高建筑能源利用率是值得所有建筑行业深入思考的大问题,在提倡可持续发展的大前提下,怎样更为有效的进行建筑节能,是更好的社会与经济双重效益所必须解决的问题。

3 现代建筑节能方法应用状况

伴随着我国建筑行业的高速发展,国内建筑行业对于建筑节能方法的研究逐渐深入,涌现出了许多行而有效的节能方式与方法,其应用状况可以概括为以下几个方面:

1、通过科学布线来降低电阻损耗。从技术上来说,在建筑电气电路当中的线路电流值恒定的条件下,线电阻的阻值与线路长度呈正比例关系,在实际的建筑电气设计工作当中,布线线路形式往往非常复杂,纵横交错,从而导致较高的线路损耗。因此,在保障建筑设计功能的前提下,合理的进行线路布局,缩短线路长度,是建筑节能过程中一项重要方法。在具体实施过程总,需要视建筑设计情况而科学合理的进行线路路径规划,在规划中尽量保持直线型的布线形式,避免布线回头,与此同时,需要将电气功能房放置于合适的位置,譬如在负荷的几何中心放置变压器,缩短供电半径,降低线路损耗。在导线规格选择的时候,尽可能的使用横截面积较大的导线,达到降低线路电阻,降低电能损耗的目的。

2、选择合适的变压器。在建筑节能的设计过程中,变压器是节能的核心部件,这是因为变压器是建筑设计当中最为普遍的电气设备,在工作过程中会出现空载损耗、负载损耗、铜损耗、铁损耗等几方面的损耗,成为能源浪费的主要部件。在通过变压器进行建筑节能的方法中,主要可以通过以下几个方面来实现节能:既减小空载负载、降低负载损耗、优化变压器的运行方式三个方面。其中,空载损耗为变压器的固有损耗,一般仅由变压器的制造工艺和自身设计而决定,因此降低空载损耗的通常办法即为选择小阻值、小铁损的绕组变压器。另外,变压器的负载损耗随变压器的绕组电阻连同其上的电流值的变化而变化,降低负载损耗可以从减小绕组电阻以及降低通电电流的角度来实现。

3、科学合理地选用电动机。在建筑节能的设备选用过程当中,在电动机的选择上要遵循高效率的原则,从而降低电动机引起的额外的电能损耗。一般来说,与普通电动机相比,高效率电动机的平均功率可以提高百分之七至百分之九,总体损耗可以降低百分之二十至百分之三十。虽然,从成本方面来讲,高效率电动机的而价格要远远高于普通电动机,但是,从可持续发展的角度来讲,使用高效率电动机可以大大的节约日常用电量,节约电力资源,其长远性价比是要远远高于普通电动机的。

4、使用节能灯降低电耗。在国家大力提倡节能、低碳、环保的大环境之下,在工业以及民用灯具等领域,节能灯已经逐渐替换了普通灯具的位置,在建筑节能设计当中,使用节能灯已然成为行业发展的必然趋势。相对于普通灯具而言,节能灯具备绿色环保、安全系数高、使用寿命长、高效节能、保护视力、节约材料等优点,因此,在现代建筑节能方法的应用中,节能灯具的使用已经成为了主流趋势。

5、保证供电系统效率、提高供电系统功率因素。从降低能耗的角度来讲,其重要手段就是要降低供电线路的无功损耗,通常可以通过提高电力系统的功率因素的手段来实现这一目的。在建筑电力系统设计中,设备的选取标准应该为选取高功率因素的电力设备,并采用静电容无功补偿的技术,确保负载设备产生的之后无功电流被电容器产生的无功电流所抵消,以达到减小系统无功电流并且提高系统功率因素的目的。

4 提高建筑节能效果的措施

在现代建筑节能方法的具体实践当中,由于外在影响因子的作用,各项技术在具体环境中的应用难免存在各式各样的缺陷和不足。下面本文将结合实际,在现代建筑设计背景下,针对提高建筑节能效果的目的,提出以下几点措施和方法:

1、将自然光照明充分引入建筑设计当中。太阳光是大自然赋予我们的宝贵的自然资源,在现代建筑设计当中,需要充分利用这一自然资源,在节约能源、降低能耗的同时,还可以减少人为电力垃圾的排放,保护自然以及人类的居住环境。在现代建筑节能设计方法中,对于自然光的充分利用十分重要,科学合理的将自然光源与人工光源有机的结合在一起,是建筑节能设计中的一项重要技巧,譬如,白天建筑物内部应该尽可能的应用自然光来进行照明,如此设计下,不但能够大量的节约电力能源、降低设备成本,也能够为建筑物引入稳定健康的照明体验,提升建筑物的活力感,与此同时,如若在秋冬等严寒季节,为建筑物引入充足的阳光照射能够有效地提升室内温度,防潮杀菌,也能够降低建筑物在取暖方面的投入与消耗。

2、优化控制节能灯具。结合建筑环境与建筑设计要求,份时段、分区域、分行业来对节能灯具的布置以及控制来进行分析与设计,在建筑物照明亮化、温度控制部分进行之智能化控制,降低能耗。与此同时,要依据建筑环境来适当的选择节能灯具规格,不要一味的追求高亮度,滥用节能灯具,否者非但不能达到节能环保的目的,还会增加设计与施工成本,造成损失。另外,在建筑设计当中,要优化控制节能灯具的布局,最大化的发挥节能灯具的能量,降低成本,减少损耗。

篇5

中图分类号:TE08文献标识码: A一.中国建筑能耗基本情况 我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4, 居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展, 需要大量的建造和运行使用能源, 尤其是建筑的采暖和空调耗能。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家, 每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二, 预计到2020 年, 中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此, 中国对于全球气候变暖承担着重大的责任, 而作为耗能大户的建筑, 其节能也就成为关系国计民生的重大问题。 

二.建筑设计中造成能耗浪费的原因  (1)利用不可再生能源。我国绝大部分建筑的能源系统还都依赖于不可再生的一次能源,而对于可再生能源的利用还相当落后。目前中国以水电、风能利用、太阳能利用、生物质能利用等为代表的可再生能源利用量还不够大;仅以2003年为例,只有约相当5200万吨标准煤的利用,仅占全国一次能源总消费量的3%。  (2)建筑设计用能负荷偏高。在绝大多数的情况下,建筑实际用能与建筑设计的用能负荷之间存在着很大的差异,用能负荷都小于设计的最大值,从而造成循环水泵低负荷运行的状况,导致用能设备普遍存在“大马拉小车”的现象,能源浪费严重。  (3)窗墙比过大,大量使用玻璃幕墙。很多大型公共建筑都设计大玻璃幕墙,完全不考虑避阳、绝热等措施,造成了巨大的能耗损失。在一些专家看来,“这都是一些高耗能的建筑垃圾,能源高消耗触目惊心。” 

三.生态建筑的节能分析和 建筑的节能设计3.1从生态学的角度看,建筑就像有机生命体—样,是需要不断输入能量并进行能量消耗而得以生存和运行的,在其整个生命周期过程中,要消耗大量的能源。建筑从其周围环境中获得能源的能力以及对能源的有效利用程度是体现建筑生态性的重要方向。如何在满足人们生理、心理需要的同时,使建筑有效利用能源,将建筑能耗降至最低,从而不但节约能源同时又能减少对环境的污染和破坏,是生态建筑所关注和探寻的重要内容。建筑能耗通过生产能耗、运输能耗及其建造能耗所组成,在各种能耗中,狭义的建筑能耗一般是指建筑运行能耗。显然在绿色生态建筑的理念下,对于建筑被使用的全过程中,应当充分而有效地使用各种能源。其可以通过三个层面来说,即场地选择及其规划节能、建筑设计节能及其辅助设备系统的节能。对于建筑护结构是建筑能量消散经过的主要部件,外窗、外墙及其屋面保温隔热和防热对于实现建筑的热工节能起着关键的作用。对于外窗的的热工节能来讲,有以下一些主要技术措施,即控制各朝向窗墙面积比,提高窗的气密性,提高窗玻璃、窗扇和窗框的保温隔热能力,用活动装置保温隔热;窗的日照涉及房间在冬季利用太阳能采暖,而窗的遮阳和通风是实现房间夏季防热的主要途径之一。对于外墙的热工节能来讲,在北方寒冷地区,建筑保温尤其重要;在南方炎热地区,建筑防热尤其重要。外墙保温隔热主要采取外保温隔热、内保温隔热和单一材料承重保温隔热。而对于外墙的遮阳和通风是南方炎热地区防热的主要途径之一,各种通风墙或防晒墙可以起到较好的防热作用,其中利用植被对外墙进行遮阳防热效果最好。对于屋面的热工节能技术,北方地区寒冷,采取倒置屋面是目前较为先进的一种做法;而针对南力地区炎热,在屋顶设置通风间层、使用植被绿化遮阳、利用屋面蓄水以及被动蒸发冷却,都可达到屋面防热的目的。充分利用自然光是实现照明节能的关键。除了在建筑设计方案阶段充分利用各种反光体(包括侧窗反光体和天窗反光体)外.还可通过采用导光管道的照明技术(包括透镜折射导光通道、内壁反光导光通道、光导纤维导光管道、通光管导光管道等)。 另外从建筑生态技术的角度,根据设计所采取的技术含量的高低,将生态建筑分为低技术生态建筑、中间技术生态建筑和高技术生态建筑三类。在建筑生态设计上通过把概念和具体设计实践相结合,将会收到客观的生态效果。 3.2 建筑设计是在总体规划的前提下,根据设计任务书的要求,综合考虑建筑内部各种使用功能与使用空间的合理安排、建筑内部与外部环境的协调配合,创造出既符合科学性又具有艺术性的生产和生活环境  3.2.1区域规划节能  提倡建筑节能首先应该重视规划节能,这样才能避免在单体方案设计阶段出现一些难以解决的节能问题。实现规划节能设计,就是以节能作为指导规划设计的主要原则,在考虑容积率、日照间距、建筑密度以及建筑与周边环境协调等问题的基础上,制定尽可能充分利用自然资源的规划方案,从总体上为建筑节能创造先决条件。  3.2.2建筑单体的节能设计  建筑单体的节能设计,主要是通过控制体型系数(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)、传热面积、窗墙比等影响建筑能耗的参数,着重对建筑的外部维护结构的构造和内部使用空间的划分进行节能设计。  (1)建筑外部维护结构的节能设计  建筑围护结构主要由墙、屋顶和门窗构成。建筑物的能耗主要取决于围护结构的热传导和冷风渗透。住宅围护结构的散热量要占采暖热耗的1/3以上。显然,如果建筑围护结构具有良好的保温隔热性能,便可减少室内、室外的热量交换,从而减少所需要提供的采暖和制冷能量。  (2)建筑内部使用空间的节能设计  建筑内部使用空间的节能设计,是通过科学合理地平面布局和剖面设计,对建筑内部空间进行全方位、立体的分隔和划分,使建筑在满足使用功能的前提下,提高其通风、采光、保温、隔热的性能,从而达到节能的目的。  四、生态建筑规划设计方法  1.尊重地形、地貌  建筑的规划设计和建造中,常会遇到复杂地形、地貌的处理。很多设计方往往是将其推平,平衡土方,将其变成平坦的表面再进行设计,以不变应万变。对于人手少、任务重、需要短时间完成设计任务以便争取更多项目的设计单位来说,这样固然是一种解决办法,但生态建筑的设计更提倡在深入研究地形、地貌的基础上,充分尊重基地的地形地貌的特征,设计出的建筑物对基地的影响降至最小。  2.保护现状植被  长久以来,城市与建筑物的建设中,绿化植物都是当作点缀物,总是先砍树、后建房、再配置绿化这种事倍功半的做法。生态学知识告诉我们,原生或次生地方植被破坏后恢复起来很困难,需要消耗更多资源和人工维护。因此,某种程度上,保护比新植绿化意义更大。尤其古木名树是基地生态系统的重要组成部分,应尽可能将它们组织到居住区生态环境的建设中去。  3.结合水文特征  溪流、河道、湖泊等环境因素都具有良好的生态意义和景观价值。建筑环境设计应很好的结合水文特征,尽量减少对环境原有自然排水的干扰,努力达到节约用水、控制径流、补充地下水、促进水循环并创造良好的小气候环境的目的。结合水文特征的基地设计可从多方面采取措施:一是保护场地内湿地和水体,尽量维护其蓄水能力,改变遇水即填的简单设计方法;二是采取措施留住雨水,进行直接渗透和贮留渗透设计;三是尽可能保护场地中可渗透性土壤。  4.保护土壤资源  在进行建筑环境的基地处理时,要发挥表层土壤资源的作用。表层土壤是经过漫长的地球生物化学过程形成的适于生命生存的表层土,是植物生长所需养分的载体和微生物的生存环境。在自然状态下,经历100~400年的植被覆盖才得以形成1cm厚的表层土。建筑环境建设中的挖填土方、整平、铺装、建筑和径流侵蚀都会破坏或改变宝贵的表层土,因此,在这些过程之前应将填挖区和建筑铺装的表土剥离、贮存、在建筑建成后,再清除建筑垃圾,回填优质表土,以利于地段生态环境的维护。  五、生态建筑高效无污染的设计方法  1.生态建筑的能量利用  目前应用于生态建筑中的可再生能源有太阳能风能地热能等其中以太阳能和风能的利用最为广泛技术也最为成熟。  (1)太阳能利用。太阳的辐射能量可直接进入居室或把热量贮存于其他领域散放或备用,利用各种建筑材料有不同的传导性能,吸收、贮存热量的性能而使空气增温。阳光照射建筑使墙壁和屋顶加温,阳光透过玻璃窗直接照射室内,使室内空间的表面温暖,太阳能可整体加热建筑并在建筑地段布局上获取巨大的太阳能量效应。在生态建筑中设置太阳能热水系统,利用太阳能来加热冷水,是一种无废无污、可持续利用的生态方法。我们可以利用目前最可靠的、效果可达9%左右的非晶硅薄膜太阳电池接受太阳能,这样不仅可以为照明设备等供电,还能减少火力发电产生的污染,起到保护环境的作用。  (2)风能利用。生态建筑除利用风压来形成自然通风外,还可利用风力来发电。风力发电系统可以集中布置,也可分散使用。集中式的风力发电系统,以建筑群或小区为单位,在小区的上风处设立风车组,既丰富了小区的景观,又为小区提供了能源供应。随着生态建筑的发展,风能利用设备应可设置在建筑中,直接利用风能为建筑物提供能源,尤其在偏远的山区,综合利用风能,有更重要的意义。  2.自然通风  在建筑地段设计中,空气的流动是另一个重要的气象因素,各地区的气象资料均可提供当地不同季节的主导风向和风速,是设计的依据。影响风的环境因素有地形、坡度、朝向以及当地的植被情况及相邻的建筑形态。在任何地段上风的流动都会影响建筑内部的冷暖和内外气候环境。由于通风可增加建筑的散热,由于风压可增加建筑的渗透,夏天的穿堂风可使居室凉爽舒适,因此热天可利用通风使建筑降温,冬季则需要避风措施。 

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前言

由于人口的增加,工业的发展,生活水平的提高,能源的消耗也就急剧增加,能源危机迫在眉睫。因此,各行各业提出了节能的要求,节约二次能源――电能,也就成为民用建筑电气设计的焦点。下面就建筑电气设计节能谈谈自己的看法。

1. 建筑电气设计节能的原则

1.1满足建筑物的功能

即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。

1.2考虑实际经济效益

节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

1.3节省无谓消耗的能量

节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么措施节能。如传输电能线路上的有功损耗是无用的能量损耗,又如量大面广的照明容量,宜采用先进技术使其能耗降低。

因此,节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。

2建筑电气节能的途径

2.1减少线路上的能量损耗

由于线路上存在电阻,有电流流过时,就会产生有功功率损耗。其公式如下:P=3IΦ2R×10-3(KW)

式中:IΦ--相电流(A)

R--线路电阻(Ω)

例如,在L=100m的VV-3×50+2×25的电缆上传输60KW,cosφ=0.8的电能,其有功损耗量,可由以下步骤求得:IΦ=60×103/(380×0.8)=113.6A

芯线温度70℃的50mm2铜芯线每公里电阻R0=0.44,则R=0.1×0.44=0.044(Ω)

P=3×113.62×0.044×10-3=1.704KW

从以上可看到,线路上的功率损耗相当于每6m的线路上安一个100W的灯泡。

在一个工程中,线路左右上下纵横交错,小工程线路全长不下万米,大工程更是不计其数,所以线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路上的能耗必须引起设计重视。

线路上的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减小线路电阻。线路电阻R=P×L/s,即线路电阻与电导P成正比,与线路截面S成反比,与线路长度L成正比,因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。

2.1.1应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳,但又要贯彻节约用铜的原则。因此,在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线,在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。

2.1.2减小导线长度。首先,线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;其次,低压线路应不走或少走回头线,以减少来回线路上的电能损失;第三,变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离,当建筑物每层平面在10000m2左右时,至少要设两个变配电所,以减少干线的长度;第四,在高层建筑中,低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送,尽可能减少回头输送电能的支线。

2.1.3增大导线截面。首先,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,再加大一级导线截面,所增加的费用为M,由于节约能耗而减少的年运行费用为m,则M/m为回收年限,若回收年限为几个月或一、二年,则应加大一级导线截面。一般而言,导线截面小于70mm2,线路长度超过100m的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。其次,利用某些季节性负荷的线路,这些用户不用时,可提供给常期用户作供电线路使用,以减少线路和电阻。例如,将空调风机、风机盘管与照明、电开水等计费相同的负荷,集中在一起,采用同一干线供电,既可便于用一个火警命令切除非消防用电,又可在春秋两季空调不用时,使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减小了线路损耗,这就相当于充分利用了季节负荷的线路。

在设计中,认真落实上述三条措施,就可减少线路上的能量损耗,达到了线路节能的目的。

2.2提高系统的功率因数

提高系统的功率因数,减少无功在线路上传输,以达到节能的目的。

线路损耗的公式展开后得下列计算式:

P=3IΦ2R×10-3=(RP2/UL2+RQ2/UL2)10-3(KW)

式中:UL--线电压(V)

P--有功功率(KW)

Q--无功功率(KVar)

前项RP2/UL2为线路上传输有功功率而引起的功率损耗,后项RQ2/UL2为线路上传输无功功率而引起的功率损耗。有功功率是满足建筑物功能所必须的,因此是不可变的。系统中的用电设备,如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感,会产生滞后的无功,需要从系统中引入超前的无功相抵消,这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备,在线路上就产生了有功损耗,而这部分损耗是可以想办法改变的,具体措施如下。

提高设备的自然功率因数,以减少对超前无功的需求,可采用功率因数较高的同步电动机;荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器;采用电感镇流器的气体放电灯,单灯安装电容器等,都可使自然功率因数提高到0.85~0.95,这就可减少系统高、低压线路传输的超前无功功率。

由于感抗产生的是滞后的无功,可采用电容器补偿,因为电容器产生的是超前的无功,两者可以相互抵消,即Q=QL-QC,因此无功补偿,可以提高功率因数,因而也减小了无功的需求量。

无功补偿装置应就地安装,实行就地补偿,这样才能使线路上的无功传输减少,达到节能的目的。

2.3照明部分的节能

因为照明用量大而面广,因此,照明节能的潜力很大,应从下列几方面着手:

2.3.1采用高效光源。白炽灯过去用得最广泛,因为它便宜,安装维护简单,它致命的弱点是发光率太低,因此目前常被各种发光率高,光色好,显色性能优异的新光源取代。

2.3.2建筑物尽量利用自然采光,靠近室外部分的建筑面积,应将门窗开大,采用透光率较好的玻璃门窗,以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分的照明,可采用按照度标准检测现场照度,进行灯光自动调节。

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Abstract: in the 21 century, the global urbanization process to accelerate, fast economic growth, but rapid population increases, resources atrophy, environmental degradation, make human challenges. This paper is the green building energy saving design of the main method for a simple discussion.

Keywords: green architecture; Low carbon; Design method

中图分类号:TU201.5 文献标识码:A文章编号:

随着全球能源问题的日趋枯竭和“可持续发展”理念的推广,我国广大建筑工作者对建筑节能设计越来越重视。许多发达国家先进的建筑节能理念、技术、材料,以及应用成果被介绍到国内,向人们展示了通过优秀设计和高新科技相结合所创造的优雅、舒适且节能环保的新型建筑发展前景。但是,这些大量应用高科技的节能措施往往成本很高,一次性投入比较大,连发达国家目前也难以大规模推广。我们还应当注意到,目前发达国家的建筑节能技术主要是针对当地的气候特点开发的,而这些技术本身也不是十分完善,在其他地区是否能达到预期的效果还没有十足的把握。

一、绿色建筑的涵义

绿色建筑亦称为生态建筑、可持续发展建筑。在建筑经济学领域,绿色建筑措施带来了社会效益、环保效益和经济效益。在设计领域,绿色建筑采用建筑集成设计方法并遵守环境设计准则,将建筑物作为一个完整的系统,综合考虑建筑的间距朝向、形状、结构体系、围护结构等因素。综合国内外专家的研究,绿色建筑可理解为在建筑的“全生命”周期内,最大限度地保护环境、节约资源(节能、节水、节地、节材)和减少污染,为人们提供健康、适用和高效地使用空间(室内环境质量),最终实现与自然共生的建筑物。因此“绿色建筑”是一个有机的整体概念,它贯穿于建筑物的规划、设计、建筑、使用以及维护的全过程,覆盖建筑物的整个生命周期,“绿色建筑”是自然环境的一部分,与之共同构成和谐的有机系统。

绿色建筑是追求自然、建筑和人三者之间和谐统一。绿色建筑不是奢侈品,不应该追求表面的贴金和技术措施的大而全。一定要选择自己适应的技术,针对特有的自然地理环境条件和使用要求,利用先进的模拟分析工具,因地制宜的确定可能的、适度的技术措施。建筑的绿色化设计必须进行定量的评价分析。

二、绿色建筑设计的内容

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,可最大限度地节约资源( 节能、节地、节水、节材) 、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。是消耗最小的能源、资源与环境损失,换取最好的人居环境的建筑。绿色建筑设计的基本内容: 在人与自然协调发展的基本原则下,运用生态学原理和方法,协调人、建筑与自然环境间的关系,寻求创造生态建筑环境的途径和设计方法。体现人、建筑环境与自然生态在“功能”方面的关系,即生态平衡与生态建筑环境设计和“美学”方面的关系,即人工美与自然美的结合。主要包括以下四个方面的内容:

1.全寿命周期的概念。全寿命周期主要强调建筑对资源和环境的影响在时间上的意义。建筑从最初的规划设计到后续的施工建设、运营管理及最终的拆除,形成了一个全寿命周期。关注建筑的全寿命周期,意味着不仅在规划设计阶段充分考虑并利用环境因素,而且确保施工过程中对环境的影响减至最低,运营管理阶段能为人们提供健康、舒适、低耗、高效、无害的空间,拆除后又对环境危害降到最低。建筑对资源和环境的影响要有一个全时间段的估算,建筑初期投入可能很低廉,但是运营成本可能会很高。

2.强调最大限度的节约资源,保护环境和减少污染。建设部提出了“四节一环保”的要求,即着重强调节地、节能、节水、节材和保护环境,这也是我国建筑业可持续发展面临的主要问题。保护环境、减少污染,资源的节约和资源的循环利用是关键,“少费多用”做好了必然有助于保护环境、减少污染。

3.满足建筑根本的功能需求。保证使用者的健康是最基本的要求,节约不能以牺牲使用者的健康为代价。“适用”强调的是适度消费的概念,决不能提倡奢侈与浪费。高效使用资源需要加大绿色建筑的科技含量,比如智能建筑,通过采用智能的手段使建筑在系统、功能、使用上提高效率。

4.建筑要与自然和谐共生。建筑业再也不能延续高消耗、高污染的传统建筑发展模式,必须大力发展绿色建筑,才能适应现代城市生态建设发展的需要。不然,将会在建筑领域再次重蹈先污染后治理的覆辙,危及后代子孙的生存。发展绿色建筑的最终目的是要实现人、建筑与自然的协调统一。

三、绿色建筑的生态节能设计方法

1.充分利用自然采光和自然通风。天然的阳光是大自然赐给人类的宝贵财富,它取之不尽、用之不竭. 充分利用天然采光不但可以节约大量照明用电,还提供更健康、高效、自然的光环境,从卫生的角度看,充分的日照还可以起到杀灭细菌和病毒的目的. 建筑的自然采光就是将日光引入建筑内部,通过设计手段精确地控制并且将其按一定的方式分配,以提供比人工光源质量更好的照明。

自然通风是一项改善人与环境的重要技术手段. 在我国许多传统建筑中都有体现,如传统民居中的穿堂风等处理手法,较之其他相对昂贵、复杂的生态技术,自然通风是一项比较成熟而廉价的技术措施. 通过合理的建筑设计,自然通风可在不消耗不可再生的能源的情况下降低室内温度、带走潮湿的气体、排除室内污浊的空气,使人体感到舒适,并提供新鲜、清洁的自然空气,有利于人的生理和心里健康,减少人们对空调系统的依赖,从而节约能源、降低污染、预防疾病。

自然通风和采光往往是结合在一起的. 通过保证房间内及中庭顶部( 若有条件,可依建筑形式而设) 一定的开窗面积,既达到了自然采光的目的,又可依靠室内外的风压及热压差,形成有组织的自然通风,在室外气候适宜时通过自然通风达到调节室内热环境的目的。

2.改善围护结构的隔热保温性能。建筑物围护结构应有较好的保温隔热功能,一般通过建筑外墙的耗能约占建筑物全部耗能的 40%,因此提高围护结构的保温、隔热性能对改善室内热工环境及建筑节能具有重要意义. 不同国家和地区的气候条件的差异,对建筑护结构的传热性能要求都不同,一般情况气候越严寒,其建筑护结构的传热系数要求就越小,需要用导热系数小的高效隔热材料附着在墙体结构来改善整个墙体的热工性能. 根据复合材料与主体结构相对位置不同,分为外保温技术、内保温技术及夹心保温技术,其中外墙外保温是目前较为高效、简单的保温节能技术。

要注意围护结构的保温不等于隔热,隔热的目的是尽量减少围护结构吸收的太阳热辐射向室内传递. 对于自然通风的建筑来说护的隔热设计主要是控制内表面的温度,为此要求护结构应该具有一定的衰减度和延迟时间,以保证内表面温度不致过高,以免向室内和人体辐射过多的热量. 围护结构隔热的方法可根据不同的建筑使用功能、不同地区气候特点来选择,如通过加强墙体的蓄热性能来获得室外热能通过围护结构向室内传递的延迟时间,将内表面最高温度出现的时间和建筑使用的时间错开,利用材料本身的热惰性来达到隔热的目的; 在墙体中设置通风间层,这些间层与室外或室内相同,利用风压和热压的作用带走进入空气层的部分热量,从而减少传入室内的热量; 建筑防热外表面采用浅色平滑的饰面材料,采用对太阳辐射热吸收率小的材料等。

屋面的能耗在围护结构总能耗中占有相当的比例,因此应当重视其保温隔热效果. 一般而言,屋面的传热系数要优于外墙的传热系数,并且可依屋面的形式选用不同的保温材料。

3.遮阳措施。在建筑设计中考虑日光调节是勒. 柯布西耶最早提出的,在他设计的昌迪加尔法院和马赛公寓作品中,将艺术和遮阳完美地结合在一起. 外遮阳是最有效的遮阳设施,它直接将 80% 的太阳辐射热量遮挡于室外,有效地降低了空调负荷,节约了能量. 通常外遮阳的基本形式分为 4 种: 水平式、垂直式、综合式和挡板式,结合建筑形式,在南向及西向安装一定形式的可调外遮阳,随使用情况进行调节,这样既能满足夏季遮阳的要求,又不影响采光及冬季日照要求。

4.高效节能的外窗和幕墙系统。一直以来,窗及玻璃幕墙都是维护结构中的能耗大户,但随着技术的不断提高,新产品的不断出现,窗及玻璃幕墙的性能已获得了极大的提升. 首先,新型高性能玻璃的发展( 如 LOW - E 镀膜玻璃,真空玻璃等) 给窗及玻璃幕墙的保温及防辐射性能以极大的提高,其次新的结构形式起到了相当的作用,新型型材及断桥技术的应用对窗和幕墙的整体热工性能及气密性都有极大的提升. 按照绿色建筑的原则,幕墙作为建筑的护体系,并不是一个完全封闭的外壳,应该是建筑与环境之间的过滤装置,幕墙设计应该是多功能的,除基本的防护功能外,还应考虑室内环境品质的调节,提高建筑节能效率。

双层玻璃幕墙又称双层呼吸式幕墙,不同于传统的单层幕墙,它由内外二层( 或三层) 玻璃组成围护结构,玻璃之间留有一定宽度的通风道,并配有可调节的遮阳. 在冬季双层玻璃之间形成一个阳光温室,提高建筑内表面的温度,有利于节约采暖能耗; 在夏季,利用烟囱效应对通风道进行热压通风,使玻璃之间的热空气排走,达到降温的目的. 对于高层建筑来说,直接开窗通风容易造成紊流,不易控制,而双层幕墙能够通过通风道进行开窗通风,在一定程度上改善建筑室内的空气质量。

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摘要:本文在了解前人以及当代的建筑师的设计过程中涉及的节能生态手法的基础上,结合课堂上的思考和理解,试图对建筑节能的低技术设计方法进行一些初步的总结和探讨。

关键词:建筑节能 低技术 可持续 设计

一.两个前提:

其一,对于节能建筑的低技术设计方法的探究并非建立于对高技术手段的排斥之上。建筑节能的手段不可拘泥于分类与框架,其根本原则是因地制宜,灵活变通,在合理科学的评价体系下选择综合价值最高的符合建筑设计目标的节能手段。

其二,人工环境的舒适度与人工环境的能耗存在辩证的关系,一方面不能为节能就完全牺牲人居的舒适度,这样就本末倒置,另一方面,不能为了无休止地提高舒适度和居住体验的质量而消耗大量能源造成浪费。凡事有度,要在满足人合理的居住要求的基础上,倡导适度耗能,节能绿色,寻求节能与耗能的均衡点。

基于对自然环境的尊重以创造宜人的人工环境,对局部环境以及微气候的被动式调节是一个被广泛应用的思路。这并非一个新课题,在相关理论方面,1963年,美国普林斯顿大学出版社出版了《设计结合气候》,直到20世纪90年代一系列生态建筑设计名著诞生,在这段时间里,西方建筑师就此问题进行了理论探讨。而建筑上的实践,可以追溯工业文明之前的传统乡土建筑;近则有诺曼.福斯特、查尔斯.柯里亚、杨经文等著名建筑大师的相关作品。

二.设计思路分类:

常见的建筑节能的低技术设计思路大致可分为两大类:

太阳辐射控制和自然通风控制。并相应地在总体和单体设计中不同方面进行节能设计探索,如下表:

总体设计思路

单体设计思路

选址

外部环境

外部空间

形体组合

方位朝向

体型

平面

立面

剖面

太阳辐 射

考虑在区域不同地点的太阳辐射差异

水体、绿化与基地地形

规划、公共空间以及构造物的布置

建行组组合方式与阴影关系

南向喜阳与北向喜阴

建筑体型系数

平面热交换与隔离

遮阳与立面集热

垂直方向热环境

通风与空气质量

考虑周边建筑物或坡地的遮挡

地形与绿化调节局部空气质量

利用规划组团划分局部气候

利用建筑形体组合与围合调节局部风压风势

朝向夏季主风向,规避冬季寒流

房屋进深、高度等组织通风

平面风路

立面通风

剖面导风

三.总体设计(布局与规划)

1.选址。

严寒和寒冷地区的建筑不宜布置在山谷、洼地、沟底等凹地里,因冬季冷气流在凹地里形成对建筑物的霜洞效应。对于炎热地区,建筑应趋向溪水、河流或者湖泊等水体以及绿地,利用生态环境的热交换和遮蔽效果。

2.利用绿化进行温度调节。

在确定的基地中,通过对自然绿化的利用以及人工绿化的营造,可以降低城市密集结构和高能量交换所带来的负面影响,改善“小气候”,建筑师可将绿化、水面结合设计概念和规范要求,布置在住宅夏季主导风向的上风向,以降低进入室内的空气温度和空气湿度,力图创造可以不用空调等耗能装置进行室内环境的调节,以达到绿色节能的目的。

3.外部空间:选择良好的朝向;尺度合适的间距;适宜的组合方式。

方位朝向对建筑物的太阳能利用和自然通风效果具有决定性的影响。

对于寒冷地区,太阳照射建筑物外表面使其温度提高,经结构透热再使建筑物内表面温度提高,然后再由表面以长波辐射的形式向室内传递热量;太阳辐射也可直接透过窗户进入室内使室温提高。这样至少在白昼可以有效提高室内温度,减小主动加热系统(如空调和暖炉)的负荷。

在炎热地区,在满足了城市规划、建筑防火间距和日照间距的前提下,在住宅之间设计有价值的阴影遮挡,从而有效降低区域环境温度,提供凉爽的内部街道环境。另外在其它建筑物的阴影下,房屋外表面避免了强烈的阳光暴晒,通过外墙和窗户传入室内的热量大大减少,这将有利于用较少的能耗改善室内热环境。

在这样的情况下,在设计中按照日照规律来规划建筑群体是节约建筑采暖制冷能耗的有效措施。

4.外部环境散热。

现代城市中,随着人口增多、建筑密度增大,环境结构发生了改变,城市中心地区,建筑外环境的散热速度和散热能力不断下降。如果只考虑增强建筑护结构的隔热能力,不考虑环境的散热状况,是没有办法从根本上解决节能的问题的。

这说明建筑隔热应该与环境规划结合起来才能创造可持续发展的建筑环境:综合考虑天空、空气与风等环境散热的重要因素、考虑城市水体对环境散热的作用、考虑植物的分布及城市新生态系统的建立,提升外环境的散热性能,才是解决城市热岛效应的方向。

四.单体设计思路。

1.平面节能设计:

(1)热环境的合理分区。

即结合人们对不同房间的使用差异,对室内温度区域进行划分,避免均质温度造成的低效率。杨经文常采用外置交通核来减弱热湿气候区灼人的太阳辐射对建筑主要使用空间的剧烈影响;厄斯金设计的位于寒冷地区的Gadelius别墅则把北向不利地带作为车库及贮藏空间,成为其起居室北向缓冲空间。

(2)设置温度阻尼区。

即在室内与室外空间等有温度差异需要的空间之间设置过渡空间。

(3)减少阳台对冬季日辐射的遮挡:

即对阳台朝向、进深、形式进行节能控制。

(4)有效的外墙保温。

朝向不同方向的墙面如果均按照相同的传热系数配置保温层就没有充分发挥它的经济效益,所以

(5)平面风路设计。

建筑内部的通风条件是决定人们健康、舒畅的重要因素之一。它通过空气更新和气流的生理作用对人体的生物感受起到直接的影响作用,并通过对室内气温、湿度及内表面温度的影响而起到间接的影响作用。

2.立面节能设计

(1)确定合适的窗墙比。

窗墙面积比对建筑能耗的影响,主要取决于窗与外墙之间热工性能的差异,相差越大,影响越显著。

(2)建筑遮阳的设计:

1) 固定遮阳板:水平遮阳、垂直遮阳等

2)活动遮阳板与通风——可控遮阳

可控遮阳是一种崭新的日照调节系统,其主要特点是在一般遮阳基础上,对遮阳装

置进行灵活调整,使其既能满足冬季室内对阳光的需要,又可达到夏季有效遮挡阳光的

效果,同时改善了室内通风条件。可控遮阳体系有以下几种类型:

a.可调节型。

外观和固定遮阳相似,但芯板是可调节的水平百叶,可调整倾角以满足对日照的不同需要,调控方式包括手控机械和自动化控制等,且利用百叶可以造就丰富的立面效果。

b.活动型。

遮阳系统是可伸缩的活动型装置,按照不同季节改变遮阳深度,夏季可有效防热,又不影响冬季日照。

c.墙面绿化体。

沿外墙面生长的攀藤植物是天然可控遮阳体系,应该提倡在住宅受照面广植攀藤植物,以达到夏季降温的目的,同时也形成亲近自然的柔和外立面。但要考虑植物生长对墙体可能造成的负担和破坏。

可控遮阳体系可有效解决夏热冬冷地区的热稳定和舒适性问题,有明显的节能作用,对于夏热冬冷地区实施节能和可持续发展有重大意义,对全年综合节能有显著作用。如下表:

3.剖面节能设计

如同科里亚与杨经文等东南亚等地区的建筑师的实践和探索,利用对剖面的设计,产生对风压和气流控制,以达到调节室内气候,减少空调能耗的思路是比较常见的,这也是十分贴近建筑师的设计过程的方法。

结语:

通过国外生态建筑的环境设计策略的解读,可以知道研究低技术适应生态建筑的代表有提出“形式追随气候”设计原则的印度建筑师查尔斯.柯里亚以及埃及新乡土主义建筑师哈桑.法西等;而研究高技术适应生态建筑的则有以诺曼.福斯特、伦佐.皮阿诺等,他们的设计技术包含了从被动式气候适应等中间技术到利用计算机系统控制建筑护结构与外界的能量与物质交换等现代建筑新技术。

需要注意的是,中国作为一个发展中国家,照搬西方现代建筑设计方式是无法与地方气候、生活方式不适应,与地方文化产生联系的,是与我国国情不符的。建筑节能的设计应该结合结合我国的经济、技术水平,客观地分析特定地区环境(包括自然环境与人文环境),创造出符合当地特点的中国现代绿色建筑。

参考文献:

[1]蔡君馥等合著,《住宅节能设计》,中国建筑工业出版社,1991。

[2]林京,《杨经文及其生物气候学在高层建筑中的运用》,世界建筑,1996。

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1 引言

在建筑业实际工程设计与工程建设过程中,人们往往只关心建筑外形的优劣以及建筑内部空间是否符合使用要求,而忽略了从节能环保方面考虑改善建筑的外形以及内部结构。 [1]其中大型公用建筑耗能占有很大比重,一些规模较大的公共建筑一天的耗能支出即可达到几十万至上百万元人民币。大型建筑耗能较大,除建筑物本身规模较大,照明等耗能设备使用量较大等客观因素外,使用者本身节能意识薄弱也是一个主要因素。作为工程设计人员或设计管理人员,我们所需要考虑的则是从工程实际情况出发,从建筑外形,建筑材料、设备以及结构创新等方面寻找建筑节能的突破口,在项目设计过程中自觉考虑节能环保的因素,使建筑物能够在较低的能耗情况下实现自身功能。

1. 建筑节能设计的基本原则

建筑节能设计作为建筑优化设计的一个方面本身应遵循一定的原则以使其能够更好地配合建筑结构的整体设计,以使建筑物达到舒适与节能的双重效果。建筑节能设计的基本原则有四点:一是气候适应性原则。建筑物所处地域不同则其所处的气候环境会有很大差异。在设计过程中应最大限度的摄取自然界中的能源,充分利用气候环境中的有利因素,并消除、消弱恶劣气候的影响,同时在建筑物上添加附属结构以减少室内能量的耗散以及外部有害能量的进入,保障室内环境的舒适度。二是整体性原则,即将建筑节能的理念渗透到工程建设的整个过程中去,从项目规划、立项开始整体考虑建筑节能的因素,以便在以后的项目设计建设中更为方便地解决节能的问题。三是综合性原则,即对建筑物耗能及用能的特点的进行综合性地分析,采用多种手段进行节能设计,而不是仅仅对一些细节进行单项的节能措施,式建筑结构能够综合实现多方面的节能目标。

2. 建筑节能设计的具体设施

2.1 建筑措施

合理的建筑设计对于建筑物节能所起的作用主要体现在两个方面:一是建筑物外形及内部空间格局对于自然能源的利用程度,二是使用建筑附加构造减少能量的耗散。

对于提高对自然资源利用率的这一方面,人们在长期的生产实践过程中已经摸索出了一套运用生态技术改善室内以及建筑周边环境的方法,自然通风、采光等是最基本的利用建筑外形利用自然资源的方法。如在我国南方地区,建筑底层一般做成接待大厅并且不加封闭,这对于处于南方湿热气候的人们来说,既有利于气流穿过建筑形成穿堂风以降低室内温度,又有利于气流带走建筑底部过于潮湿的空气,以避免建筑相关设备受到严重侵蚀,可谓一举两得。 [2]然而,随着技术的发展,,建筑形态变得多种多样,人们逐渐忽视了如自然通风,自然采光等这些传统的做法,而是更多地依赖于空调等现代技术来调剂室内空气,甚至于在白天时间都要依赖灯光照明,这些都会产生大量的能源消耗及资源浪费。近年来随着节能环保的观念深入人心,建筑师们已经开始重新审视利用自然界“免费能源”的重要性。当代一些优秀的建筑师能够巧妙地安排室内房间的组合排列格局来调节室内气流的走向以达到良好的自然通风效果。常见的很多层数不多的公共建筑屋顶一般都设置有天窗。例如深圳火车站,候车厅顶部的凹面处设置有玻璃天窗,将自然光引入室内,并且候车厅下层屋面间隔布置高强度的半透明漫射玻璃,将日光均匀扩散到室内各部,设计非常巧妙。另外,太阳能技术的发展也为节能做出了大量贡献,一些建筑外挂大量太阳能板,吸收的太阳能甚至能维持建筑物的照明使用要求。这些利用建筑外形及室内格局而不用机械装置来改善室内空气、光线环境的方法非常值得推广。

对于使用建筑附加构造减少能量的耗散这一方面,今年来国家以强制规定新建工程都必须在建筑物的结构设置保温隔热层,这对我国北方冬冷夏热地区的建筑来说尤为重要。设置保温隔热层能有有效阻止夏日湿热空气进入室内,又能有效减少冬天室内暖空气的外流,不仅降低了能耗(减少居民使用空气暖气的时间),且使室内环境更加适合人们的居住。例如位于杭州武林CBD的坤和中心,德国GMP设计经典理性建筑,其玻璃幕墙采用6+12A+6mm中空钢化LOW-E玻璃,外墙砌体材料采用多孔粘土砖(KP1型),外墙外保温材料采用50mm保温岩棉,屋面保温材料为30~40聚苯乙烯挤塑保温板,是浙江省首个获美国绿色建筑LEED认证的国际甲级写字楼。

2.2 材料创新

建筑材料是建筑业发展的一个非常重要的方向,也是前景最好的一个方向之一。新型材料不仅可以以较小的资源耗费为代价满足承载力等基本功能要求,又具有一些新的特质,因而能够发挥更大的作用。墙体材料在房屋建材中约占70%,是建筑材料的重要组成部分,建筑物能量的损耗约50%来自墙体。传统墙体使用实心粘土砖耗费了大量土地资源,且对于框架结构来说,墙体仅仅起维护作用,使用如此大自重的实心砖块儿给起支撑作用的框架体系增加了更多负担。目前,国家已经禁止实心粘土砖的使用,而粘土空心砖,掺废料的粘土砖,非粘土砖,建筑砌块,加气混凝土,轻质板材,复合板材等新型墙体材料已经在我国的到了广泛推广,一些科技含量更高的材料如自保温砌块 植物维条板(FCC板)等也已投入市场。新型混凝土材料也取得了较大发展,具有更优良性质的混凝土具有更高的承载能力以及更好的延性。除墙体材料、新型混凝土材料以外,具有优良的保温、隔热和降噪性能,能够防结露的中空玻璃、真空玻璃、热反射镀膜玻璃等玻璃材料也发展迅速。新型材料的发展与应用极大地降低我建筑业的资源与能源耗费量,是建筑节能的一个十分具有活力的突破口。

3.3实例分析:夏热冬暖南区墙体结构自保温技术

(1)轻集料混凝土是用轻粗集料、轻砂(或普通砂)、水泥和水配制而成的混凝土,其干表观密度不大于1950kg/m3。其通过界面效应、微泵效应、机械齿合效应提高界面强度。

其产品为:蒸压多孔混凝土砌块、陶粒混凝土砌块、硅藻土砌块、自隔热混凝土砌块、混凝土EPS砌块。混凝土砌块是非烧结性块材,属免土、节能、环保的墙体材料产品;但其抗渗性能和抗裂性能相对较差的问题,一定程度影响和制约混凝土砌块的使用与推广。适用于多层、三层以下砖混结构、框架结构墙体。

(2)大孔混凝土是以粗集料、水泥和水配制而成的轻质混凝土,(又称无砂混凝土)。基本特征为由大量的粒间孔隙形成的大孔。其导热系数小、保温性好、吸湿性较小。收宿一般比普通混凝土小30%~50%。表观密度为1800—1900kg/m3。双面抹灰200mm厚大孔混凝土墙体的平均热阻值为0.293m3 k/w,热惰性指标D≥3.0,适用于框架结构、框剪、剪力墙结构的构件。

(3)多孔混凝土是一种不用粗骨料,内部均匀分布着大量微小气泡的轻质混凝土。孔隙率可达85%,表观密度为300~1200kg/m3之间,导热系数0.081-0.29W/(m2 k),具有结构与保温隔热功能。分为加气混凝土与泡沫混凝土。

3. 结论

目前我国正在施行建设资源节约型、环境友好型社会的发展战略目标,建筑行业耗能巨大的产业,降低能耗,实现产业节能,建筑业首当其冲。而发展建筑节能设计,利用我们的智慧降低建筑建设及使用过程中的资源能源消耗是我们建筑设计人员义不容辞的责任。

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建筑耗能数值对我国而言是非常庞大的,甚至已经占到了我国能耗总额的三分之一,我国与同纬度的国家相比能耗是别国的三倍以上,跟发达国家相比我们建筑平均能耗是他们的四倍以上,可见我国的建筑能耗不仅仅存在数量大的问题,还存在着平均耗能多的问题,近二十年来我们可以明显感觉到能耗紧张给生活带来的影响,所以我们必须要高度重视建筑电气的节能设计,通过多年的工作经验我们摸索出来一些节能设计措施,在此简要论述以供工行参考。

一、减少变压器的有功功率损耗

PK是一种有损传输功率的变压器,即变压器的线路损耗,通过绕组电流的阻力和流量取决于变压器线圈的尺寸,这与负荷率的平方成正比。因此,应选择绕组电阻小的变压器,可采用铜芯变压器。从PKβ2的求值计算中我们可以得出,在β=每千瓦变压器负荷的50%的时候是最低的能源消耗点。因此,在80年代中期,民用建筑设计,大部分负载率都是设定在50%左右,变压器的负载率中只有一半的变压器在实际使用中投入运行,这种方法被很多设计人员一直沿用到目前为止。然而,这仅仅是节约能源,不考虑经济价值。

事实上50%负载率仅减少了变压器的线损,并没有减少变压器的铁损,因此也不是最节能的措施。计及初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的容量,变压器的负载率应在75%~85%为宜。这样也可以做到物尽其用,因为变压器绝缘的使用年限满负荷计为20年,20年后可能有更好的变压器问世,这样就可以有机会更换新的设备,才能使该建筑总趋技术领先地位。

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关键词:建筑节能;电气设计;技术方法

Keywords: building energy saving; Electrical design; Technology and methods

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

1 当前现状和节能设计基本原则

我国是个能源消费大国,能源相对短缺,然而能源浪费却相应严重,作为二次能源的电能供需矛盾近年来越来越突出,能源的短缺已严重制约着国民经济的发展。由于人口的增加,工业的发展,生活水平的提高,能源的消耗也就急剧增加,能源危机迫在眉睫。节能问题一直也是我国发展国民经济的一项长远战略方针。

一、建筑电气设计节能的原则

1.1满足建筑物的功能

即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。

1.2考虑实际经济效益

节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

1.3节省无谓消耗的能量

节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗,传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗,又如量大面广的照明容量,宜采用先进技术使其能耗降低。

因此,节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。

2 照明设计环节中的节能措施

照明是民用建筑不可缺少的一部分,照明方式可分为:一般照明、局部照明和混合照明等;照明种类可分为:正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明等(小区、学校还有景观照明、部分高层建筑还有航空障碍照明等)。衡量照明质量的主要指标有:照度、眩光、显色性等;而照明节能的评价指标是照明功率密度LPD(即单位面积上的照明安装功率),如何在照明设计中做到有效节能,可以从以下几个方面入手:

2.1 光源的合理选择

选用高效电光源是照明节电的首要工作。节能的光源发光效率要高,使得照明灯每瓦电发出更多的光通量(LM)。

2.2光源用电附件的合理选择

在灯具的选择上,走廊、楼梯等公共场所的灯具可选用透光率高的吸顶灯;而居住类场所的灯具推荐选用蝙蝠翼式,因为蝙蝠翼式灯具控光性能合理;办公类场所则推荐用金属隔栅类灯具,没有眩光且发射率高。因光灯本身功率因数较低,所以还应让灯具带整流器,比如细管光灯的附件镇流器就推荐选用电子整流器,而不宜选电感镇流器。这里提一点,其也可以选节能型电感镇流器,它比传统40W电感镇流器低40% 左右,工作时温度低、噪声小、寿命长,属于安全可靠型电感镇流器,价格也比较便宜。

2.3 不断改进灯具的控制方式

门厅、走廊、楼梯间等公共场所的照明,宜采用集中控制,并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制,以便在白天自然光好的情况下,或深夜人少的情况下,能方便地手动或自动关闭一部分照明。

3 暖通空调系统的自动控制

公共建筑暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的50%以上,系统节能潜力是巨大的,优化系统设计是节能的前提,系统的自动控制则是节能成败的关键。目前,暖通空调系统的自动控制基本上采用建筑设备自动化系统,简称BAS或BA系统。BA系统是智能建筑的特征之一,也是建筑节能的有效途径之

一,节能效率达10%~30%。

3.1系统接口设计

BA系统工程师应与暖通空凋系统、强电系统工程师密切配合,以优化系统的接口设计,主要包括:

(1) 检测参数与传感器的选择;

(2) 风、水、蒸汽阀门管径的计算;

(3) 电动调节节阀的流量特性选择;

(4) 电力与照明配电柜(箱)的一次、二次接线原理图设计;

(5) 与独立运行控制系统的通信接口设计。

3.2 节能控制优化设计措施

BA系统控制方案的优化应将节约能耗和提高控制水平放在首位,对系统的结构和参数进行最佳匹配,使整体效能最佳。例如,PID控制策略下的参数优化应考虑被控对象和环境条件等因素。从整体上讲,暖通空调系统的自动控制应考虑下列策略:

(1) 机电设备启停优化控制;

(2) 变风量、变流量系统最优控制;

(3) 冬夏季部分负荷时水泵分设控制;

(4)与冰蓄冷相结合的低温送风系统控制;

(5)参数设定节能控制,包括温度标准设定、焓值控制、利用室内CO2浓度控制新风量等。

4 供配电系统节能设计

供配电系统的节能设计要考虑方案的合理性、系统设备和供电线路的能耗。

(1) 优化用电负荷计算与负荷分配,选择最佳变压器负载率,从而降低变压器容量,减少变压器损耗。

(2) 采用集中或分散方式进行无功补偿,提高低压侧功率因数,使其大于0.9,减少变压器损耗及配电线路损耗。