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1概述
1.1建筑节能
建筑节能是建筑物中规划、设计、建造以及实际使用过程中,严格按照节能的标准和要求执行,通过选择高校节能技术、工艺、建材等,设计打造出“绿色节能型”建筑产品,进一步提升建筑物的各系统运行效率,在保证室内温热环境质量的基础上,加强建筑物内外的能量交换热阻,减少供热系统、照明以及热水供应等由于大量热消耗所导致的能耗。
1.2能耗
能耗是反映能源的消费水准与节能降耗的重要评价指标,是能量在流动过程中所产生的消耗,能源利用效率指标参照的是一次能源供应总量与国内生产总值的比率。能源利用效率能够反映一国经济活动对能源的利用程度的强弱,也是检验经济结构和能源利用效率变化的重要指标。
1.3建筑节能意义
根据《中国建筑节能年度发展研究报告(2015年)》公布的数据显示,2013年我国城镇建筑面积中,住宅面积为208亿立方米,公共建筑面积99亿立方米,全国城镇累计新建节能建筑共形成约8000万吨的标准煤节能能力。我国城镇建筑运行消耗的能源约为全国商品能源的23%-26%,而发达国家的建筑能耗一般为总能耗的33%以上,此外,随着我国经济社会的快速发展,每年新增建筑以每年20亿立方米的速度递增,因此,我国的建筑节能还有很大的提升空间。随着产业结构的调整,建筑能耗所占的总能耗比例也会不断提升。做好建筑节能设计具有积极的现实意义,是解决能源供需矛盾的有效途径之一,也是实现可持续发展的重要途径。
2建筑节能设计现状
2.1建筑设计环节缺少监控
建筑节能设计是建筑节能实现的前提和基础,也是一项系统性工作。建筑节能的实现需要从根本上做好建筑设计的每个环节的精细和量化。现实中,由于建筑设计主管部门对建筑节能实际成果缺少健全的评定考核机制,也缺少成系统的保障措施,导致对建筑部门的审查缺少必要的考核标准作为依据,使得建筑节能设计环节监控弱化,发挥不了节能监控的应有效果。
2.2建筑内部用能设计不合理
现代建筑设计应坚持人性化理念,充分考虑人的需求对建筑物内部做好合理设计。从现实来看,建筑构造过程中忽视了建筑物内部与周边环境的协调性,建筑装饰的应用与节能标准不符,设计出的建筑往往能耗过高,业缺乏舒适感等,达不到节能效果,影响到建筑物与周边环境的协调性,对建筑物节能设计优化和创新产生不利影响。
3建筑节能技术内容及优化设计
3.1建筑节能技术内容
建筑物主体节能、常规能源系统的优化利用以及可再生能源的利用等共同构成了建筑节能技术内容。其中,(1)建筑物主体节能的实现要把握建筑物所在区域的自然条件,通过能耗模拟计算分析,选择适宜体型系数、合理布置建筑物室内空间、控制窗墙朝向比等,从总体上降低建筑物对空调和采暖能耗。(2)常规能源系统优化利用:可以通过合理选择调控方式,节约输配能耗系统;优化室内照明控制,减少建筑内部照明能耗;优化冷热源优化选择,提升空调系统能量转换效率等。(3)可再生能源利用。结合建筑物所在区域的气候特点,为建筑物设计选用合适的可再生能源利用技术。其中,主要包括太阳能、地热、风能、生物质等利用技术,提高可再生能源的利用比率。
3.2建筑节能优化设计
(1)自然通风优化设计。结合建筑物特点,合理设置门窗,如采用对开式,能够形成穿堂风调节室内通风效果。优化窗户设计形式,尽量采用多项调节型窗户,加大通风能力。加大楼层之间风的流动,在竖向空间的顶部设置蓄热墙,对房间热能做好充分吸收,并能有效排除掉室内浊气等。(2)隔热改造优化设计。做好建筑外的薄弱围墙保温隔热的优化设计能够有效减少热损失。例如,选择AJ建筑保温隔热聚合物砂浆应用于建筑物的屋顶、围护结构使用,有效阻止热量传递,发挥节能效果。在建筑物外种植绿化植物,起到保温隔热效果。通过合理设计窗墙比、强化门、窗的密闭性,设计中空双层玻璃或在门芯填充符合保温材料,提高门窗框料的保温性。(3)太阳能利用优化设计。根据建筑物所在区域的气候条件,合理选择适合调查建筑的改造方式,提高自然能源利用效率。例如,在室内设置贮热设备,当太阳能穿过窗户时便能及时将太阳能储存起来,达到调节室内温度效果;设计蓄热墙式特隆贝墙的建筑方式,发挥太阳能“空气加热器”效果;在封闭的阳台设置贮热体或者保温板,形成较为封闭的日光间,达到储备能源的效果。
中图分类号: TE08文献标识码: A
建筑设计同环境保护、节能是紧密相连、密不可分的,我们要不断发展、优化建筑设计,使其为建设建筑提供良好的蓝图,在设计优化中采用一些技术,并且通过这些技术措施,使建筑物达到内外的能量平衡,将对环境的保护起到非常重要的作用。建筑设计优化的目的是为了更好地提高人类居住环境的质量,同时也是为了更好地使建筑物融入到自然界中,对自然环境的破坏也降到最低,努力使自然界达到平衡。所以在设计中,应充分考虑利用自然界中的可再生资源,对这些可再生资源充分加以利用,提高这些可再生能源的利用率,逐步取代传统的高能耗的设施,优化建筑设计参数,使建筑物能更好地为我们服务,满足人类日益高涨的居住要求,对于一些高能耗的设施坚决进行淘汰,转而采取一些更为先进的环保设施来为建筑物服务。
一 当前我国建筑节能设计存在的问题
1 建筑节能的意义认识不够
能源是人类赖以生存和发展的基本条件,随着世界性的能源短缺,节能问题已经上升到战略高度。近几年来,经济的飞速发展,能源的紧张形势在我国尤为严峻,已经成为可持续发展的瓶颈,威胁到国家的稳定和安全。而建筑节能占全国总能耗的比例已经达到1/3以上,数量巨大,浪费惊人,所以积极推进建筑节能,对于促进能源节约和合理利用,缓解我国能源供应与经济社会可持续发展的矛盾,有着举足轻重的作用,也是保障国家能源安全、保护环境,提高人民群众生活质量,贯彻落实科学发展观的一项重要举措。
2 建筑施工图中建筑节能设计存在的几方面问题
(1)施工图中建筑节能专项说明不完整
节能专篇应是一个完整的篇章。少数设计单位节能专篇设计简单,不能完全反映建筑节能的相关技术要求。节能专篇应包括:设计依据;当地建筑设计有关指标参数;当地采暖建筑各部分围护结构传热系数限值及设计值;当地建筑对门窗、气密性的要求;当地围护结构传热系数的修正系数N值;本工程有关的节能计算参数及公式;节能设计表格;结论及建议。
(2) 节能构造在建筑节能设计说明中不够具体
某些工程外墙同时采用两种以上的外装饰材料时,关于外墙保温构造仅在节能设计登记表中说明某材料及厚度是不能完全表达清楚的;采暖与非采暖空间之间的隔墙、楼板的保温设计说明不明确;公共建筑外窗因朝向不同其传热系数的要求不同。当建筑物的窗墙面积比大于0.4时,外窗的窗框材型、玻璃类型、中空形式都有特殊要求,不能在节能登记表中一概而论。
(3)节点详图绘制不完整,说明表达不清楚
在计算窗墙面积比时,玻璃幕墙后部的梁、柱、窗栏墙等实体应按外墙的传热系数限制的要求做保温处理,而设计施工图很少做说明交代;对于详图中的阳台、凸窗、空调外机搁板、女儿墙、挑檐、外门窗洞口周边侧墙等部位,保温构造做法说明表达不清。
(4)对于玻璃幕墙、金属及石材幕墙、玻璃采光顶等做二次设计的内容时,对其节能设计如传热系数、气密性指标未做明确说明。
(5)建筑设计说明中的建筑做法与建筑节能专篇中各项做法相矛盾,使施工单位无法施工。对于一些细节设计,如:外窗和透明幕墙气密性等方面的要求,外门窗框与门窗洞口之间的缝隙、外门窗洞口周围的外侧墙面、外墙外挑构件、阳台、不采暖楼梯间单元门、层间楼板等部位均应表达完整,不可漏掉,正是这些细节的完善才保证节能设计的建筑的质量。
二 建筑节能设计采取的技术措施
(1)建筑物的室外部分,尤其是建筑物的外立面,应该抛弃传统的做法,转而采取增加保温层的做法,对建筑进行节能控制。同时对于外窗等,淘汰原来的单层玻璃,采取更为先进环保的双层中空玻璃,或者是断桥铝合金等,使得建筑物更加节能环保。同时还应该在设计中尽可能地减少飘窗的使用,减少一些较大窗户的设置,外窗的设计应在满足日照的前提条件下,尽可能地不选用大窗户,从而减少能源的浪费,达到节能、环保的目的。在建筑物的外立面整体效果中,尽可能不使用霓虹灯,避免造成光污染,也避免造成电能的浪费。另外,可同时在外墙面上采取挂设绿色植物的方式,以达到冬暖夏凉的作用,还可减少暴风骤雨对墙面的侵害,起到节能环保的作用。在建筑物外立面颜色的选用上,应首先选取颜色较浅的。
通过这一系列的措施,最终都可以使建筑物达到保温的功效,同时也可大大地降低空调的使用率,减少二氧化碳的排放,减少对自然环境的破坏。
(2)建筑物室内方面应分清主要和次要,对于人们长时间所处的环境,所采取的节能环保措施就更加重要了。随着现代社会的发展,竞争压力的增大,现今人们的生活重心逐步转移到了卧室,所以如何能将卧室布置在通风和日照均为最佳的位置,充分利用自然界的各种资源,将对建筑物所需的能耗产生直接的影响。因此,室内户型设计的布置尤为关键,应在建筑条件允许的情况下逐步淘汰室内布置不合理的户型,通过各种技术参数的对比,重新布置户型、优化户型,最大限度地利用阳光,在照明、采暖方面尽可能地降低对自然界的破坏。
(3)在我国北方地区,冬季建筑物如何采暖一直是可以优化设计的方面。由于传统暖气片采暖方式本身的局限性,加之一些家庭在装修时为了美观,刻意地对暖气片采取遮盖,这样采暖效果就会大大降低。如果采用更为先进的地暖供热,就可以解决上述问题,更好地节约能源。如果一些旧的建筑物无法改变采暖方式,仍然采用传统的暖气片,则应尽可能地将暖气片全部在外,最大限度地发挥其散热性;为了视觉上更为雅观,建议采用一些艺术造型的暖气片,这样既满足了节能的需要,也美化了室内的居住环境。
(4)在日常照明方面,在满足室内居住环境的前提下,不建议采用照度大的灯具,应根据房屋的实际使用情况采用照度适中的灯具,建议选用更为节能环保的 LED 灯;对于一些公共建筑,建议采用较为先进的 LED 灯;对于一些走廊、卫生间等不很重要的场所,采取声控加光控的感应器控制灯具,更好地节约能源。
(5)在室内的用水方面,建议采取节能型的设备。建筑物在条件允许的情况下尽可能地采取太阳能,舍弃传统的电热水器,从而避免水资源的浪费以及电能的浪费。对于一些公共建筑,在使用水资源方面,对用水量较大的场所应提倡使用中水,如冲洗卫生间等,这样就可以大大地减少水资源的浪费。只有从多个方面严格做起,从自我节约做起,从设计理念优化做起,提高思想认识,通过对建筑物的优化设计,才能达到环保节能的目的。
结语:
在当今社会,节能环保的意识已越来越深入每一位居民的思想中,人们也越来越愿意为节能环保事业贡献自己的一份力量。笔者认为,只有在高举节能环保的旗帜、坚持贯彻落实节能环保的思想下所进行的建筑设计活动,才能使人与自然达到充分的和谐,才能更好地保护我们的居住环境,才能更好地实现资源的可持续利用。同时,只有坚持对建筑节能设计进行不断的更新、探讨、研究,不断地总结经验教训,不断地提高思想意识,长此以往地完善设计,才能在提高建筑物居住舒适度的同时将建筑物对环境的危害降到最低。我们的设计人员在环保节能中应充分发挥带头人的作用,不断地研究更为先进的节能设计方案,努力使人与自然更好地结合在一起,为我们国家的环保节能事业尽自己的一点力。
正文:
如今,如何将环境问题进行缓解以及控制是当前相关工作人员最为关注的话题,对于各项工程的建设,从一方面带去了技术的提升外,从自然环境所受到的影响上来看,产生了很多负面影响,因而为了能够更好的解决这一项问题,在工程建设中各国都希望能够做到环境保护以及实现资源效率应用的目标,保证能够实现与自然环境的协调发展,在这种大环境下,建筑行业要实现进一步发展和提升,就需要从绿色节能技术上进行研究。
1居住建筑节能的必要性
1.1符合国家的发展形势
建筑节能也即是不仅能够对人们日常的生产生活进行支撑,同时还能够满足人们对自然环境的要求,最大限度的减少对周围环境以及能源的浪费,将建筑工程施工中对于自然环境的破坏降到最低,因而在发展背景下,节能技术的应用获得了相关技术人员的关注,这项技术不能够实现对资源的浪费,同时还能够将建筑环保性能进行提升,让建筑企业以及业主不仅能够获得经济利益,还能够收获社会效益。
1.2为新型建设带来了发展的新空间
如今低碳经济发展十分迅速,人们都对节能的理念有所关注,这也是我国实现可持续发展的一项重要内容,经济的发展带动了人们物质生活的享受,同时对精神需求世界的满足成了一个重要目标,因而这对于节能理念的推广和应用提供了重要的发展空间,这对于我国实现居住建筑节能是一个重要的发展基础,因此相关企业要积极的应用节能技术,使其能够适应新建筑模式的生态环境。
2居住建筑节能设计的实施措施
2.1大力开发利用清洁能源
如今社会的发展和建设中,积极的应用可再生能源以及清洁能源是主要的发展目标,对于一些居住型的建筑工程来说,能够将太阳能技术以及风能技术更好的应用于其中,在一些民用的住宅小区中,通过太阳能发电系统的应用,将太阳能电池进行储蓄,将太阳能经过转化,形成电能放在电池中,晚间如果有用电需求就可以使用,这项技术的应用不仅能够降低对于煤炭资源的浪费,同时也能够将相关资源的浪费程度降到最低。对于情节能源的使用,主要是一些装备安装中,要保证技术水平实现准确的安装,实现用户的用电以及相关需求。
2.2围护结构的建筑设计
居住建筑中对于围护结构的设计和应用中更多的是体现在保温上,尤其是对于一些北方居民来说,好的保温设计工作能够更好的实现节能目标。在设计中如果相关人员对于保温材料没有进行合理的选择,对材料的相关使用标准和规范不明确,那么在后期应用中就无法实现准确的利用。对于施工方来说,要严格的根据建筑节能设计图纸进行施工,在对居住建筑中屋面进行保温中,材料的应用中可以选择聚苯板,对于厚度进行计算,实际的施工效果是限制的1.5倍,对施工人员要加强对安装技术能力的提升,对安装过程进行管理和控制,保证建筑保温工作的顺利完成。
2.3增加建筑周围的绿化面积
建筑工程中除了上面两个方面能够实现更好的节能效果外,对周围环境实现绿化也是一项重要内容,如果绿化环境能够更好的设置,就能够实现对空气中的一些噪声以及粉尘类污染进行降低,同时对于周围的控制中湿度能够起到很好的调节作用,对生态环境形成进一步的优化效果,另外设计过程中,相关人员可以通过小区的规划面积以及整体结构来对绿化工作进行设置,形成美观的外部条件,让建筑内部以及外部的温度以及湿度达到平衡的状态,对于人们的居住舒适度也能够很大程度提升,因此在节能设计功能工作中,要积极的建设绿化方案,创造良好的居住环境。
2.4实现自然通风
在对居住建筑进行节能相关设计工作前期,对于土地资源要进行规划和管理,对于建筑之间的距离要进行拉大,这样能够保证拥有充足的自然通风效率,另外还可以通过这种方式让建筑空间内部与空气实现交换,降低建筑中室内的温度,从而降低室内因为要降低温度所要消耗的各项能源,另外设计人员在设计中对建筑物的朝向也是要有所考虑的,要想实现更好的通风效果,在设计中要根据夏季的风向要对其进行调节,根据北大南小、北高南低的原则对通风设计工作进行排列,这样不仅能够让建筑内部与自然风之间形成共享,还能够在处于建筑背面的建筑形成高效的“风障”,这样夏季居住建筑就能够通过南风来更好的进行调节和通畅,而冬季还可以对冷空气进行阻挡,提升保温性能。最后,设计人员还要尽可能的减少封闭式的建筑组合设计,要保证居住建筑群内所设风道的畅通性,在针对入风口与出风口进行设计时要按照当地的主导风向来完成,让建筑群内的空气得到更好的流通。总之,伴随着经济的发展和社会水平的提升,人们对于居住建筑中应用节能技术有了更高的认识程度,这对于之后将人类社会带入到环境和低碳生活中起到了推广和促进作用,因此相关建筑企业要适应当代各项技术的发展潮流,对节能技术进行充分应用和提升,结合先进的节能管理理念,最大限度的提升技术水平,保证节能发展大目标的实现,保证我国社会的整体发展壮大。
参考文献:
[1]刘存发.居住建筑节能设计有关问题的探讨[J].建筑知识,2014,02:128.
2住宅建筑节能设计实现的成本
目前我国住宅建筑节能设计主要重视保温和采光材料的选择,而达到节能要求的材料很多时候价格比较高,在使用过程中因成本控制选择低廉的材料,往往会使得节能设计的理念和效果不能完全的实现。另外住宅建筑节能设计忽视了建筑施工的成本,虽然达到了节能的效果,但房屋建筑施工成本过高也不能完全符合节能住宅的要求。我国还处在住宅建筑节能发展的初期,随着住宅建筑节能市场竞争,要想在建筑行业中抢占先机,就要大力推进住宅建筑产业的发展,完善相关的节能法规和标准,国家给予相应的支持与扶持,保证节能设计得以实现。
3策略性优化住宅建筑节能的设计要点
3.1改变住宅建筑屋面的结构
住宅建筑屋面在热量传导中占有较大的比重,是造成住宅建筑内外热交换的主要结构,在住宅建筑节能设计中要策略性地提高屋面结构的保温效果,通过改变住宅建筑屋面结构,如倒置式屋面,推行屋面绿化的方式来改造屋面结构形式,建立保温层和阻断层,提高住宅建筑屋面的节能效果。此外住宅建筑屋面结构的调整还可以通过屋面角度设计、表面材料替换的方式来实现能源消耗的控制,进而实现住宅建筑节能设计的目标。
3.2创新住宅建筑围护结构的节能设计
围护结构是住宅建筑的外部结构,其能耗占比整个住宅建筑能耗的四分之一,在住宅建筑节能设计里应该控制围护结构的尺寸和面积,降低住宅建筑的周长,缩小住宅建筑围护结构的外部空间,进而控制住宅建筑的能源损失。在住宅建筑围护结构中采用新型结构,将高分子材料一填充物的形式加注于围护结构之中,降低住宅建筑的能要损失;也可以多选用轻质保温材料作为围护结构的主要材料,起到隔音、隔热、保持室内环境的效果,同时减轻对建筑物的附着和压力,控制住宅建筑的形变和裂缝,控制住宅建筑能耗过高的可能;还可以通过住宅建筑围护结构的内外设置调整实现节能,在温度低的区域可以将围护结构的保温层设计于外侧,降低墙体内产生返霜、冷凝的现象;在温度高的区域可以将围护结构的保护层设计于内侧,控制建筑物室内的温度上升。
3.3优化住宅建筑门窗的节能设计
门窗是住宅建筑重要的建筑元素,是住宅建筑的功能结构和组成部分,同时也是住宅建筑能耗发生的重要部位。门窗导热、渗透都会造成住宅建筑能耗上升。住宅建筑节能设计中应该做好:一,控制住宅建筑门窗面积,实现节能设计的效果,将门窗与墙面的比例控制在科学的范围内,降低住宅建筑室内外温度交换的面积,减少住宅建筑室内热能的损失。二,提高住宅建筑门窗的密闭设计,可以在设计中采用新材料进行门窗的密闭,例如:选用高性质泡沫材料,利用高分子材料的挤密性和密封性来降低门窗与墙体之间的缝隙,堵塞外部空气渗透的孔道;门窗材料选择中,可以选用松软、弹性大的密封胶条和泡沫封条,实现门窗材料上预防热能损失;门窗制作中采用弹压的方式,密闭玻璃和门窗之间的缝隙,起到对门窗的良好封闭效果
3.4利用太阳能实现住宅建筑节能设计目标
太阳能对于住宅建筑来讲是取之不尽的清洁能源,只要在设计中通过必要的设计就可以起到利用太阳能,达到住宅建筑节能的效果,特别在广袤的华北、西北和东北地区,促进太阳能产品达到住宅建筑节能设计的理念已经深入到住宅建筑节能设计工作的实际。新时期,在住宅建筑节能设计的细节和关键环节要突出对太阳能的深度理念,要讲求太阳能的利用效率,同时做到太阳能设施与住宅建筑能够做到和谐、统一、美观。倡导住宅建筑与太阳能设施的一体化,有机地整合建筑节能和用能目标,突破住宅建筑设计在传统形式上的结构和功能阻碍,坚定住宅建筑节能取向,在降低住宅建筑能耗,控制住宅建筑成本的同时,为节能提供新的空间、系统和结构。
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:
引言:随着经济的快速发展,住宅建筑的数量和规模都得到了跨越式的提升。然而,建筑能源的消耗量随之增加,能源紧缺的现状不但没有得到缓解,反而还有加剧的趋势,在这种环境下,国家对住宅建筑节能提出了更高的要求。如何提升和优化住宅建筑节能设计水平,成为当代建筑设计人员的重要研究课题。
一、建筑平面设计
住宅建筑平面设计中,主要考虑建筑平面形状、热环境分区以及温度阻力区的设置等方面因素。
住宅建筑平面形状应规整,尽量减少护结构面积,增加冬季直射室内的阳光,夏季减少太阳辐射。比如把房屋外墙面积大、开窗多的一面正对太阳辐射强度大的南向,使建筑在冬季可以有效地收集太阳能,北侧外墙尽量减少开窗面积,主要满足通风的需要,而东、西方位不开窗或开小窗。热环境分区中把要求较低的厨房、卫生间、过厅等布置在北向,而尽量争取将主要起居空间和居住空间布置在南向,充分利用太阳能,保持冬季室内有适宜的温度。住宅建筑中设置一定的温度阻力区可有效地减少传热损失。例如住宅楼梯间多采用封闭式,楼梯间设窗;对于北方住宅建筑,北向单元入口均设门斗,避免冬季西北风灌入;对上屋面人孔密封处理,使整个楼梯间形成一个温度阻力区。
二、建筑规划节能设计
1、建筑选址
建筑选址的节能问题要符合自然规律,尽量利用自然环境来创造适合人类生存的条件。总体来说,建筑选址需争取日照,可参考各地风玫瑰图,避风建宅。争取日照包括争取日照时数、日照量和日照质量三个方面。建筑基地宜选在向阳的地段上,为争取日照创造先决条件;依据各地最佳建筑朝向范围合理选择建筑朝向,以争取更多日照;选择满足要求的日照间距。另外,避风建宅是减少冷风渗透和风压均对建筑物的保温造成不利影响,建筑应该尽量选择避风基址建造,采用错列式布局避免“风影效应”。
2、建筑朝向
建筑朝向对其能耗具有显著影响。朝向范围是日照和通风两个主要因素共同作用的结果,应综合考虑上述两种因素确定建筑物个体以及建筑群的朝向。朝向选择需满足以下要求:夏季尽量减少太阳直射室内及居室外墙面;冬季具有适量和一定质量的日光照入室内;夏季通风良好,冬季避免冷风吹袭,以使建筑获得冬暖夏凉的宜人室内环境。
三、屋顶保温节能设计
屋顶是建筑护结构的主体部分之一,是建筑节能的又一组成部分,目前常用的屋顶保温节能设计包含以下几方面:
1、屋顶从结构上和形式上尽量设计成坡屋面,并加设通风层,可以提高建筑内热工效率,增加保温性能。
2、采用屋面种植设计,通过覆盖在屋顶表面的植物降低太阳辐射,达到调节降温的效果。另外还有设计通风屋面、蓄水屋面等节能措施。
3、对于夏季日照辐射强的地区,通过改变屋面颜色或者对普通屋顶涂上高反射率的涂料,提高屋顶的日射反射率,减少太阳热量的吸收,从而达到减少空调冷负荷和空调节能的目的。研究表明:采用“冷屋顶”节能可使空调负荷减少10%~30%。
4、加设太阳能装置。在屋顶上架装太阳能吸收热量,产生热水热气,满足建筑空气环境,太阳能利用模式为:集热气DD补热系统DD输配系统DD末端。通过吸收太阳光能转化为加热水温,降低建筑内部的功能损耗并提供新的加热源。
四、建筑外墙的节能设计
墙体的耗热量要占建筑采暖热耗的30%以上。因此,改善墙体的传热耗热量将明显提高建筑的节能效果。其措施有:
1、改善砌体的保温隔热性能
在材料选择时,采用新型节能砖,如多孔黏土空心砖、加气混凝土砌块、混凝土空心砌块等类型的材料,使其集承重和保温隔热于一体;也可利用当地出产的浮石、火山渣及其他轻骨料或工业废料生产多排孔轻质砌块,用保温砂浆砌筑,有节能、节地效果。
2、对墙体采取保温隔热措施
即采用外墙外保温技术和外墙内保温技术,构成复合墙体。目前,外墙外保温技术应用比较广,它不但解决了外墙热桥的问题,而且具有增加室内使用面积,方便室内二次装修等优点,目前使用较成熟的几种外墙外保温方案有:外贴聚苯板保温、外贴硬质聚氨酯泡沫保温、胶粉聚苯颗粒保温浆料、夹心聚苯板外墙保温、钢丝网架岩棉夹心板外复合保温等。外墙内保温有饰面聚苯板内保温复合外墙和纸面石膏板内保温复合外墙。
五、建筑门窗的节能设计
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。对于住宅设计应少做落地窗、飘窗,但在实际工程中飘窗运用的非常普遍。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。
六、节能材料的使用
建筑外维护结构的保温隔热性能对降低建筑能耗起着至关重要的作用,并直接关系到室内环境的热稳定性和舒适性。在外维护结构完成后再在上面附加保温层,以改善热工性能是国内目前通行的做法。这种方法虽然可以达到一定的效果,但各种高效保温材料在生产加工过程中会大量消耗各种能源,且价格很高。建筑节能不应只注重建筑建成后在使用过程中的能耗,还应从整体系统的全局出发,建筑全寿命周期的能源消耗应受到同样的关注。因此,建筑材料除应具有出色的保温隔热性能外,它的加工生产过程也应当简单易行并应节省能源。实际建设过程中,可以因地制宜,创造性地采用新型建材,这样可以减少污染和能源浪费,并且变废为宝,取得一举多得的效果。新型建材可以是科学上的合成,也可以是废物的升级利用,但如果加工处理过程中工艺过于复杂,能源消耗过大,那也没有开发的必要,应当注意去进行综合衡量。
七、结束语
作为建筑师,更应从自身做起,从不同角度,依据建筑规范对建筑进行优化节能设计,在改善人们居住环境的同时,充分挖掘节能潜力,综合利用各种节能技术措施,趋利避害,选择经济合理的节能方案,从而实现节约能源,减少能源消耗,为实现我国可持续发展战略,建设节约型社会作出应有的贡献。
参考文献
中图分类号:TU2文献标识码: A
前言:建筑能耗在社会总能耗中所占的比例重大,建筑节能技术已成为当今世界建筑技术发展的重点之一,随着国家对建筑节能的日趋重视,特别是城镇化进程的快速发展,对能源、经济资源的需求将更加迫切。因而建筑节能结构设计势在必行。
一、建筑节能结构的优化设计
1.1外窗设计。在炎热地区,窗户节能的关键在于提高窗户的遮阳效果,控制辐射传热。选择遮阳系数小的外窗,减少由窗户进入室内的热辐射能,对降低建筑的制冷能耗水平有重要的意义。适当控制窗墙比,保证门窗的开肩面积。一般而言,住宅建筑的外窗面积不宜过大。根据规定,各朝向的窗墙比应当加以控制,在设计开窗的同时,对门窗的开启也要满足设计标准,在建筑设计中有时为了立面的效果,忽略了门窗的开启,从而影响了节能。
1.2外窗类型的选择。在外窗选用中,遮阳系数sc是个非常关键的指标,应当选用遮阳系数低的外窗。常用的窗户种类有钢窗、铝合金窗、塑料窗等。从各种常见的外窗热工参数中可知,窗框材料影响的主要是K值,对sc值没有任何影响,因此框材的选择对节能的贡献不大。在外窗节能设计中应该着重选择好玻璃。玻璃按其性能可分为透明玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃等,各种玻璃又可以制成中空玻璃。外窗玻璃的优选对节能有很大影响,普通玻璃比较经济,但遮阳效果差一点,对节能达标也差一点,节能型玻璃能耗少、遮阳效果好,因此价格较高一些。
1.3遮阳。在设计立面时,做一些水平垂直的遮阳板或外挑阳台以及其他的遮阳措施,同时应选用遮阳型门窗,这样既丰富了立面造型,又达到了很好的节能效果。
1.4合理控制门窗的气密性。门窗在安装过程中,各部件之间存在装配间隙,会产生室内外空气的交换。在满足室内卫生换气的条件下,通过门窗缝隙渗透的空气过大,会导致冷、热能耗的增加,对节能是不利的。因此,必须控制门窗缝隙的空气渗透量。尤其在高层建筑中,风压较大,气密性应当进一步提高。所以,九层以下的住宅外窗气密性应达到3级,十层以上的住宅外窗气密性应达到4级。
二、优化建筑物围护结构节能设计
2.1建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能:⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。
2.2外墙是围护结构的主体部分,高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋,前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重,因此,围护结构属于填充材料,为了减轻荷载,达到保温、隔热要求,采用轻质高效保温材料。目前在寒冷地区常用的墙体做法有:页岩陶粒混凝土空心砌块;粘土空心砖与实心砖复合墙体;粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。但存在问题较多,节能的效果仍达不到标准的要求。围护结构的材料布置分外侧和内侧,在寒冷地区的同一气候条件下,由于材料层次布置不同所取得的保温效果也不尽相同,为防止墙体内产生冷凝水,保温层设在外侧更为妥些。
三、屋面节能设计
3.1屋面铺隔热板。为了增加屋面的热阻,降低传热系数,减少外界高温向室内的传递,目前常见的屋面隔热做法是在屋面结构层上铺设绝热材料。为了提高材料层的隔热性能,应当选用导热性小、蓄热性大的材料,以降低屋面表面的温度。近年来,为了达到隔热目的,又便于施工,又有利于节能,屋面保温材料均选用传热系数小的保温材料,在室外温度波热作用一定时,护结构内表面平面温度的高低和振幅衰减的大小,主要取决于护结构的热阻热惰性,实体材料层的增厚通常能够使热阻和热惰性指标同时增大,从而降低围护结构内表面温度,提高护结构的热稳定性。在具体设计时采用倒置式屋面构造,能取得很好的屋面隔热、防水效果。
3.2通风隔热屋顶。屋面通过各种措施,可以减少对太阳辐射热量的吸收,降低屋面自身的温度。但是,不管措施如何,夏季白天,屋面还是会有一定的高温,并通过辐射传递给给室内,造成热感。通风屋顶,通过空气流经屋面的表面,带走屋面蓄积的余热,能够有效地降低屋面板自身的温度。通风量越大,通风层的空气带走的热量也越大,隔热效果就越好。通风屋面隔热性能好、散热快,是夏季隔热的一项重要措施。
3.3反射屋面。浅色表面能够反射更多的太阳辐射,减少结构材料对太阳能的吸收。反射屋面就是将屋面表面做浅色处理,一般可在屋面表面喷涂一层白色或浅色涂料,或铺设浅色地面砖。影响建筑材料表面对阳光辐射反射率的主要因素是表面的色调,颜色越浅,反射能力越强。
四、利用可再生能源的节能设计
4.1太阳能
建筑师要了解太阳能热水系统装置的组成及各部分要求,将太阳能热水系统的集热装置与建筑有机地结合。太阳能是常被建筑利用的可再生能源,它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。太阳能与建筑结合为我们有效利用可再生能源提供了一个理想途径。建筑物利用太阳能的方式有被动式和主动式两种。被动式利用太阳能是指建筑物直接利用太阳辐射的能量使其室内冬季最低温度升高、夏季最高温度降低。主动式利用太阳能是指通过一定的装置将太阳能转化为人们日常生活所需的热能和电能。太阳能在建筑上的应用不仅可以节省能源,更重要的是有利于保护环境。利用太阳能供电、供热、供冷、照明,最终实现绿色能源的建筑是世界上许多发达国家的热门研究课题,为未来建筑节能设计理念的更新提供了重要的方向。
4.2地源热泵
地源热泵――是目前效率最高、对环境最有利的热水、取暖和制冷系统。地球表面吸收了太阳能的47%,相当于人类一年所需能量的500多倍。我国近百米内的土壤每年可采集的低温能量达1.5万亿千瓦,是我国目前发电装机容量4亿千瓦的3750倍,而百米内地下水每年可采集的低温能量也有2亿千瓦。
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。
进入21世纪,随着新一轮以重化工业拉动为特点的高速经济增长以及消费结构变化,我国的资源环境压力将持续增加。建设资源节约型、环境友好型社会是国民经济和社会发展中长期规划的战略任务。本文主要进探讨在建设节约型的社会形式下,如何在建筑电气的设计中最大限度体现节能,保证节能的效果,是每一位电气设计人员应该重视的问题。
2建筑电气照明节能设计的原则
(1)在建筑电气照明节能设计的过程中,应该遵循合理用能标准和节能设计的规范,并且在建筑电气照明设计时,应该严格遵循《公共建筑节能设计标准》GB50189—2005、《建筑照明设计标准》GB50034—2004、《照明设备合理用电》DB31/178—1996等有关规定。
(2)在建筑电气节能设计中应该提倡绿色照明,绿色照明不仅具有照明节能的作用,而且对提高人们工作、学习的效率和生活的质量,保护人们的身心健康具有重要的作用。在保证建筑物照明的照度、显示指数以及色温,满足舒适卫生,满足各种工艺要求等照明质量指标的前提下,应该尽可能节约消耗的能源。
(3)在建筑电气节能设计的过程中,应该按照国情实际经济效益的情况进行考虑实际的经济效益节能,在电气照明节能设计时,不能因节能而消耗大量的投资,增加额外的运行管理费用,而是应该把增加的内部投资在较短的时间内用节约的能源减下来的运行费用回收。
(4)节能的重点就是节约无谓消耗的能量,在建筑电气照明节能设计的过程中,首先应该找出与建筑物功能没有关系或者对建筑功能影响较小的能量的损耗,然后再考虑采取节能的措施。如量大面广的照明容量,变压器的功率的损耗等,可以选择一些先进技术降低能耗,
3建筑电气照明节能的设计
3.1选择合适的光源
3.2选择照明控制方式
在照明设计中照明控制也是一项重要的节能设计,照明控制是照明设计基础理论中必不可少的一部分,在建筑电气照明节能设计中实施照明控制,不仅可以通过控制光环境进行划分空间,可以充分体现出照明环境的节能性和舒适性,而且还可以在使用情况下开启照明,从而可以减少不必要的开灯时间、照度以及灯具数量,达到节能效果。建筑电气设计人员应该充分考虑以下几点:
(1)公共走道以及楼梯等公共场所可以设置自熄开关灯具。
(2)充分考虑天然光源的利用,在设计的过程中应该根据天然光的照度变化,决定电气照明的范围,而且还可以根据照明的特点,采取适当的增加照明开关点和分区控制。
(3)对于会议厅、商场以及生产车间中的生产线可以采用照明配电箱进行集中控制。对于其他一些场所可以采取分散控制,并且要增加开关量,并且应该充分考虑采光的情况。
(4)对于室外的灯光照明设计,应该根据不同的气氛,不同的时间进行设计,如在节假日以及重大节日设置多种灯光场景,并且应该每种场景设计的灯具不尽相同。对于平时可以按照前半夜和后半夜两个时段设计开灯,每天的后半夜可以关掉景观的照明灯具,仅仅保持照明的功能就可以,这样不仅可以节约大量的能源额,而且还可以满足人们对照明功能需求。
4结论
建筑电气照明节能是建筑节能中一项重要的工作,要求每一位电气设计人员应该真正认识到电气照明节能的重要性,学习先进的节能技术,设计最优的经济性良好的照明方案,从而不断提高资源的利用率,达到节能减排的效果,促进社会的发展。
参考文献:
[1]吴旭辉,王春燕.照明节能设计浅谈[J].低压电器,2008(20).
关键词:智能住宅小区 建筑给排水 节能优化 设计
随着我国经济水平的不断提高以及城市化进程的不断加快,对能源的消耗也越来越多,我国面临的资源稀缺问题也日益严重,提高能源利用效率已经成为经济可持续发展的迫切需求。建筑能耗在能耗中所占比例较大,我国《中华人民共和国节约能源法》已经明确要求建筑小区设计建设过程中,必须符合能源利用标准,满足节能设计规范要求。因此,对于智能住宅小区建筑给排水系统设计,必须采取一定措施,降低能源消耗,提高能源利用率。目前节能给排水设计已经成为我国智能住宅小区建筑节能设计的重点内容。
1 充分利用市政管网压力
城市内部对于建筑物供水的市政管网供水压力一般在0.2-0.4MPa左右,如果对供水压力加以合利用,采取分区供水的供水方式,可以有效降低二次供水加压的能耗。通常情况下,市政管网内部的供水压力可以满足五层左右的建筑供水压力,因此,如果住宅小区楼层少,高度低可以直接采用市政管网直接供水。如果住宅小区较高或者是高层住宅小区,则建议使用无负压变频供水设备进行二次加压设备,这样既可以有效降低二次加压的能源消耗,也可以避免低楼层的供水压力过高造成的水资源以及能源的浪费。
2 利用无负压变频供水设备
传统的水池加压泵以及高位水箱等二次加压设备能耗相对较大,而且容易导致二次污染,难以满足建筑节能设计的要求。随着科学技术的不断发展,无负压变频供水设备已经成为建筑给排水节能设计的优选供水设备。无负压变频供水设备再利用市政供水管网的原有压力的基础上,通过压力调节罐作为供水水泵的进水储水装置,并利用真空消除器消除管网存在的负压力,利用无负压变频供水设备可以实现在原市政供水管网上的二次增压,既节省了修筑水池水箱的资金投入,又可以实现增压供水,而且可以有效保证水质,节能效果明显,相关数据统计,节能效果可达50%以上,具有较好的实用性,非常适宜于智能住宅小区的建筑给排水系统应用。
3 对清洁能源的的充分利用
在建筑给排水系统中,充利用清洁能源可以有效地减少传统能耗,从而实现节能的目的。清洁能能源主要包括风能太阳能以及地热能,现阶段技术相对成熟,应用较为广泛的主要是太阳能的利用。太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源,目前对太阳能的利用形式主要集中在太阳能热水器方面。太阳能热水器主要是将太阳能转化为热能,提升水的温度,太阳能热水器主要由集热器、储水箱、给水箱以及给水泵等相关附件组成,集热管是实现能源转换的主要设备,根据集热器的不同,可以分为平板型和真空管型两种形式,平板型大多采用谁在集热器内加热后之际进入储水箱的自然循环的方式,构造简单成本低廉。真空管型集热器主要是通过将真空管与非承压水箱接通,以落水的方式取热水。热管型真空管由于管内无水,不仅抗冻耐压,最温差适应能力强,而且可以接承压水箱进行系统的双循环运行,更适用于不同规模的热水系统。
4 给水系统不同功能的单独设置
建筑给排水系统主要包括消防给水系统以及生活给水系统,在智能住宅小区给排水设计中,为了进一步的节约能耗,应将两者单独设置。因为,首先消防给水系统与生活给水系统对于供水压力的要求不同,根据相关规范规定,消防给水系统按照静水压力一般情况下在0.8MPa左右,生活给水系统按照静水压力一般控制在0.3-0.4MPa左右。如果按照消防给水系统的水压要求设置供水压力,则会造成生活给水系统的供水管道超压因而容易造成供水超量的问题,如果采用加压法对其降压节流处理,又会消耗大量的电能。相反,如果按照生活给水系统的压力要求分区,就会造成水泵机组数目的增加。因此,为了达到节能的目的,应该将两系统分开设置,单独设置竖向分区的压力,避免能源及水资源的大量浪费。
5 减少用水量降低供水能耗
5.1 进一步完善热水供应循环系统。随着居民生活水平的不断提高,智能住宅小区热水供应循环系统也得到了广泛的应用,对于建筑给排水系统中热水循环系统的质量也提出了更高的要求。然而目前,我国小区内部热水循环供应系统水资源浪费严重,在热水设备启动后,首先要放掉部分冷水才能获得具有使用温度的热水,造成了水资源的浪费。因此,对热水供应循环系统加以改造,使用支管循环或者立管循环的热水供应循环方式,可以有效减少冷水资源的浪费。
5.2 节水型卫生以及配水器具的推广使用。新型的节水龙头以及节水型卫生器具的推广使用,对于减少水资源的浪费具有重要的作用。例如,我国住宅小区使用的马桶冲水量普遍大于11升,如果使用冲水量小于6升的节水型马桶,耗水量可以有效减少。由此可见,节水型的卫生以及配水器具节水效果明显,对于智能住宅小区,建议全部配装采用节水型器具。
5.3 对供水设施减压节流。对于智能住宅小区,由于建筑智能化程度较高,因此一般情况下供水系统竖向分区的供水压力会出现偏大的情况,如果不采取合理的减压节流措施,就会出现用水设备的实际出水量高于其额定流量,因而造成水资源的浪费,同时也会造成由于压力过大对供水系统的损坏,因此,应对供水压力过大的供水系统采取设置减压孔板以及减压阀等措施,将供水压力控制在合理的范围内,避免造成水资源及能源的浪费。
6 结语
我国是一个能源及水资源匮乏的国家,充分合理利用各项资源是我国国民经济可持续发展的必然要求。因此,在对智能住宅小区建筑给排水系统进行设计时,应该充分考虑到节能节水的需求。设计者在对建筑物给排水系统设计时,应积极利用各种新技术新材料以及新设备来实现给排水系统的节能环保要求,已达到缓解城市小区能耗过高,用水不足的问题,对于实现只能住宅小区的社会及环境效益也具有重要的意义。
参考文献
Abstract: The energy problem is concerned by the countries all over the world. In the world's total energy consumption, building energy consumption accounts for about 25% -40%. In current years, there is a rapid development in China's construction and the total amount of construction continues to rise, along with the sharp rise of building energy consumption. And building energy efficiency is also the key issue need to consider by China. Optimized design is the foundation of the building energy efficiency. This paper will briefly introduces and analyzes the impacts on building energy efficiency brought by the construction planning, architectural form, energy-saving measures, and put forward the suggestions for promoting building energy efficiency.
Key words: rational planning; architectural form; energy-saving measures; promotion suggestions
中图分类号:TU201.5文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
一、优化设计对建筑节能的影响
1、建筑方案的合理性对建筑节能的影响
(1)合理规划布局
在前期规划阶段,建筑物的配置应具有一定的前瞻性,适应社会发展的需求,避免重复建设;建筑物的布局应综合分析区域气候特征,充分利用有利的气候条件和防御不利的气候因素;应注重建筑物的朝向、布局、体型、间距、绿化配置等因素对节能的影响,建筑物应选择南北向或接近南北向,避免东西向,选择避风地段,以获得较好日照,同时减少热量的散失;应注重通过改善建筑周边的微气候来改善建筑室内热环境。没有合理规划的建筑将是“先天不足”的,要达到节能要求势必要付出巨大的经济代价。
(2)合理控制体型系数
节能建筑的形态要求体型系数小,在选择建筑形态时不宜凹凸太多,力求平整、简洁,减少建筑物的外表面积。建筑组合时应尽量避免体量相差较大的建筑相互拼接,减少建筑外墙的临空面积。建筑体形系数越小,建筑采暖能耗、空调能耗也随之减小。
2、节能措施运用对建筑节能的影响
(1) 建筑围护结构的节能措施
建筑物的能耗是由其围护结构的泠风渗透和热传导两方面造成的。对建筑墙体、屋面、门窗采用合理的节能措施对减少建筑能耗至关重要。通过在墙体增加一层或几层轻质的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能,达到保温效果的同时,控制墙体厚度,减轻结构自重。合理控制窗墙比,提高门窗的气密性,优先采用节能型窗框和节能玻璃技术,有效减少传热量。门窗节能主要从减少渗透量、减少传热量、减少太阳能辐射三方面进行。屋面通过设置保温层,或结合种植屋面、通风屋面、架空屋面的使用改善热工性能。建筑外遮阳设施的设置,对于调节日照、节约能源具有重要作用,开窗面积越大,遮阳要求越高。
(2) 建筑设备的节能措施
优化建筑本体节能设计的同时,提高建筑耗能系统的效率,推动建筑设备新技术的运用,加大可再生能源的利用,对降低建筑节耗,节约能源有着重要意义。建筑的运行是一个长期过程,建筑运行成本太太高于建设过程中所需要消耗的直接成本。以住宅为例,根据计算显示,到了2020年,我国的建筑消耗的电达到19430亿度,这比三峡发电站34年所发的总电量还要多。所以,我们必须从一个建筑的全周期角度来进行优化设计。通过提高蓄能技术、余热回收技术、可再生能源技术的推广利用,进而节省能耗。避免在后期的使用过程中可能会消耗更多的能源,得不偿失。
二、对优化设计的建议
1、主管部门要整体监控 现在,节约能耗已经成为了全世界都在关注的问题,尤其是我国,本身的能耗就比发达国家要多,所以我们更应该加强节约能耗的工作。为了这项工作的顺利进行,应该由政府部门采取适当的强制性的手段来执行。针对具体的问题制定一些规章制度,用法律来强行要求。因为现在很多施工的单位并没有意识到节约能耗的重要性,所以在设计的时候仅仅考虑眼前的个人利益,针对这样的情况,就需要我们有明确的条例去约束。
我们可以利用主管部门的职能,来总结一些经验、推广一些标准的设计、公布一些技术经济的指标等等,为优化设计提供良好的服务。一些新建的建筑一定要出具建造耗材的经济指标、采暖需要的能量、建筑能耗的核心值以及建筑热损失的计算结果,尤其是建筑的结构的热损失计算的结果。建筑能耗总量以及建造的能耗值只有在满足节能标准的前提下,才允许开工以及竣工验收。在竣工的时候,建筑开发商一定要出具相关部门签发的一份“能源消耗证明”。
2、政府要协助优化设计 在国家相关的部门制定了一系列的规章制度之后,政府要给予大量的支持,这样才能更有效的开展节约建筑能耗的工作。政府可以制定一些措施,对在建筑设计中在节约能耗方面做的好的单位或者个人给予一定的奖励,例如减免税负或者创造一些优惠政策等,这样可以调动大家的积极性,使优化设计节能工作顺利进行。 3、大力宣传优化设计我们都知道,任何一个工作的开展都不是靠一个人的努力就可以的。尤其是节约能源这么一项长期而艰巨的任务,更不是靠一部分人就可以完成的。而事实证明,用法律来限制效果也是有限的,所以我们必须从根本上扭转人们的错误意识。这就需要我们来做大量的宣传工作,让我国的每一个公民都了解目前我国的能源消耗情况,使他们意识到能源紧缺将给我们带来的后果,这样每一个人都在平时的生活和工作中,以节约能耗为前提,才能真正从根本上解决能耗问题。
结束语:自改革开放以来,我国的经济就在以惊人的速度前进着,经济的发展消耗了大量的能源,所以节约能耗成了我们目前面临的最紧急的问题之一。建筑耗能和工业耗能以及交通耗能已经成为我国三大耗能大户,尤其是建筑能耗,约占我国总能耗的28%,所以,建筑节能已经是迫在眉睫了。优化设计是节约建筑能耗的最有效的途径,因此,我们一定要改进设计方法,从项目的总体上来考虑,综合计算建造的直接能耗以及后期的使用能耗,最终确定最合理的设计方式,以保证国家的能源安全,为实施可持续发展奠定基础。
参考文献:
王琳城市住宅建筑节能设计,建筑设计管理,2010年02期