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建筑節能設計優化范文1
關鍵詞:建筑節能;設計重點;優化
1、建筑節能發展現狀
面對能源短缺問題,我國積極倡導節約能源、可持續發展,建設部將建設節能型建筑納入今后城市建設的重點發展方向,相關的指引、標準和法規相繼出臺,要求將建筑設計與建筑微氣候、建筑技術和能源的有效利用相結合。《民用建筑節能設計標準》規定通過在建筑設計和采暖系統設計中采用有效的技術措施將節能率從原來的50%提高為65%,對圍護結構的技術與產品、部品以及供熱系統的要求提高到一個新水平。
優化節能設計方法從本質上要求設計者從整體綜合設計概念出發,根據大范圍的氣候條件影響,針對建筑自身所處的具體環境氣候特征,重視利用自然環境創造良好的建筑室內微氣候,以盡量減少對建筑設備的依賴。但在實際操作中,設計者習慣于以往的設計思路,只考慮建筑、結構及水暖等方面的合理與否,并不用心去考慮節能的問題,因此實際的節能效果普遍達不到設計標準的規定,建筑能耗仍然處于一個很高的水平,形勢不容樂觀。
在我國既有城鄉建筑中,只有3.2億m2房屋是節能建筑,尚不足全國既有建筑的1%;在每年新竣工的建筑中,節能建筑面積不到1億m2,尚不足竣工建筑面積的5%。以居民住宅能耗與建筑業能耗為例(居民住宅能耗近似地以綜合能源平衡表中居民生活能耗表示,建筑施工能耗以建筑業能耗表示), 我國建筑節能設計雖然已經得到政府主管部門的高度重視,但歷年的能耗數據卻反映出其實施結果令人擔憂。
2、建筑節能設計重點
2.1整體環境規劃
建筑選址、朝向、間距以及相互組合關系是整體綜合環境規劃的設計重點。合理的選址和布局對建筑節能的影響很大,應綜合考慮氣候、地質、水質、地形及周圍環境條件等相關因素加以確定;適宜的外部環境能使建筑在其整個生命周期中保持良好的微氣候環境,為建筑節能創造條件,同時維持整體生態環境的平衡;主要朝向應迎合當地夏季的主導風向,使住區內風速流暢,有效加強建筑物與空氣的熱交換,提高居住的舒適度。由于太陽高度角和方位角的變化規律,我國大部分地區以南北向或接近南北向布局為宜,與東西朝向的建筑物相比,南北朝向的建筑物在夏季可以減少太陽輻射的熱,冬季可以增加太陽輻射的熱,從而節約了建筑保溫所需的能耗,是最有利的建筑朝向。
2.2單體節能設計
2.2.1合理的建筑體形與空間組織
合理的建筑體形能夠減少建筑物與外界的熱量交換,在其他條件相同時,建筑的體型系數(外表面積和外表面積所包的體積之比)對建筑能耗的影響非常顯著,其值越大,單位面積散熱量越大,對節能不利。從降低建筑能耗的角度出發,應將體形系數控制在一個較低的水平上,但體形系數還與建筑造型、平面布局、采光通風等緊密相關,體形系數過小將對建筑使用功能造成一定影響,因此應權衡利弊,合理確定。合理的空間組織設計應在充分滿足建筑使用功能要求的前提下,對建筑平面進行豎向、橫向的合理分隔,以改善室內的保溫、通風、采光等環境,達到節能舒適的目的。
2.2.2門窗的節能設計
在建筑保護結構中,門窗的保溫隔熱能力差,門窗縫隙是冷風滲透的主要渠道,因此解決好門窗節能的問題是節能工作的一個重點。門窗的節能設計應主要考慮:由于采暖耗熱量隨窗墻面積比的增加而增加,因此可在采光允許的條件下控制建筑不同朝向的窗墻面積比并在夜間設置保溫窗簾、窗板;對門窗的相對位置及開啟方式進行合理安排,以便組織穿堂風通過;設置可調節的活動遮陽(如遮陽棚、窗蓋板、窗簾、熱反射簾或自動卷簾等),減少夏季太陽輻射的熱,增強冬季的熱;提高門窗制作質量,對金屬窗框進行斷熱處理,加設密封條以加強門窗的氣密性,選擇高性能的建筑門窗材料和幕墻技術,適當選擇吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃或中空玻璃等節能玻璃品種。
2.2.3墻體的節能設計
墻體能夠達到保暖的效果,就能夠實現能量的損耗減少,從而達到節能的目的。墻體保溫分為內保溫和外保溫兩種,相對于墻體內保溫而言,墻體外保溫的保溫效果更理想,可完全避免熱橋,還可以起到保護墻體的作用,延長墻體的使用壽命,因此采用墻體外保溫是在經濟條件允許的情況下較好的選擇。對于加強墻體的外保溫設計,最直接有效的方法就是采用節能型建筑材料,利用高效保溫隔熱材料附著或填入墻體內來實現墻體熱阻的提高,在一定程度上能有效地避免室外氣候變化對墻體內部溫度變化的影響,使結構主體壽命延長;也有利于消除或減弱冷、熱橋的影響,避免室溫發生較大的波動。同時墻體的節能設計還應適應氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施,能夠改善微氣候環境條件的特殊構造也應作為考慮的重點。
2.2.4屋頂的節能設計
屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分,由于太陽直射和大氣長波輻射的雙重作用,冬季散熱量大、保溫性能較差,夏季吸收大量輻射熱、室內氣溫過高。屋頂的節能設計應注重冬季保溫、夏季通風隔熱,常用的技術措施要點為:①采用架空隔熱屋面、淺色屋面、種植屋面、通風屋面、蓄水屋面等,隔離太陽輻射熱,減少陽光直射;②鋪設高效保溫隔熱材料并適當采取其他輔助措施,減少熱量傳遞;③密度較大、導熱系數較高、吸水率較大的保溫材料不宜選為屋面保溫層材料,以免屋面重量厚度過大、保溫層大量吸水而降低保溫效果等;④“冷屋頂”節能:利用高反射率涂料的使用,提高屋頂的日射反射率,減少太陽熱量的吸收,從而達到減少空調冷負荷和空調節能的目的。
3、節能設計優化建議
主管部門應加強對建筑節能設計工作的監控。政府主管部門應利用其職能,總結推廣標準規范、標準設計、公布合理的技術經濟指標及考核指標,為優化設計的進行提供良好服務,對設計圖紙、節能計算書、節能設計表進行系統化監控,使其保持一致并在施工中得到落實。制定切實可行的節能標準。建筑節能設計技術與建筑物的安全性和長期使用壽命有關, 我國現階段的建筑節能技術水平低下,性能還不完善,市場機制規范程度也欠佳,可借鑒國外成熟經驗,在原有建筑節能標準的基礎上進行完善、改革,使其更具有實踐性。
加強建筑節能設計宣傳,提高全社會節能意識。充分利用網絡、電視、報刊、雜志等媒體,開展形式多樣、內容豐富的節能設計與綠色建筑宣傳,廣泛宣傳建筑節能設計的重要性,增強業主方優化建筑節能設計意識,提高各有關部門、單位貫徹建筑節能設計標準的自覺性,努力營造各級領導重視、相關部門理解支持、建設各方積極主動、人民群眾普遍關心的良好氛圍。
參考文獻
建筑節能設計優化范文2
【關鍵詞】建筑設計;建筑節能;節能設計
現如今,我國建筑業蓬勃發展,各種高樓大廈拔地而起,在給城市帶來現代化氣息的同時,也帶來了一定的環境破壞,比如光污染等。為了使建筑更加環保,使建筑在使用周期內節約更多的能源,就必須優化建筑的設計,充分考慮節能的重要性。
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?!睹裼媒ㄖ澞茉O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。”因此減少建筑物體形系數,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
[1]蔣官杰.淺談如何在建筑規劃設計中實現建筑節能[J].現代物業(上旬刊),2012(08).
建筑節能設計優化范文3
【關鍵詞】智能化建筑;優化設計;電氣節能
由于我國不斷推進城市化進程,并大力倡導節能環保理念,使得智能化建筑得以推廣,且對智能化建筑電氣節能設計也提出了更高的要求。本文旨在論述智能化建筑電氣節能優化設計策略,以推動智能化建筑的快速發展。
一、智能化建筑電氣節能設計的必要性
目前,雖然風能、太陽能等新型能源已逐漸運用到建筑電氣工程中,但新型能源仍處于投入使用的摸索階段,以致新型能源在其使用性能等方面依然存在很多缺陷,而智能化建筑的主要能耗就是電氣能耗。相關統計證明,建筑耗能在我國的整體能耗中,占據相對較大的比重,而電氣能耗位居首位。因為我國近幾年才時興智能化建筑的相關節能技術,實踐經驗嚴重不足,且仍未有規范的建筑電氣節能設計標準,以致建筑電氣節能在其運行中存在很多不足,耗能量也相對較大。
由于國民經濟不斷發展,農業以及工業的生產規模逐漸擴大,這也在一定程度上增加了能源的耗能量,特別是建筑消耗,一直居于首位,并呈現出逐年遞增的趨勢,使得人們高度重視降低建筑耗能的問題。此外,能源消耗引起的環境污染越來越嚴重,且已嚴重威脅到人們的日常工作及生活。為了改善生活環境,提高人們的生活質量,優化建筑電氣節能變得更加重要。
二、智能化建筑電氣節能設計準則
1、節能應優先尊重環境保護
由于能耗會帶來環境污染,使得人們越來越重視環境,節能優化要以環保為核心。建筑節能設計的目的是實現綜合效益及提高能源利用率,有效利用先進技術,選擇安全可靠、節能環保及經濟適用的優化方案。此外,還應選擇合適的節能設備,并嚴控節能成本,以確保在預期成本范圍內,實現最佳節能效果。
2、節能應在確保建筑基本功能的情況下開展
智能化建筑是為了給人們提供更好、更完整的生活服務而開發的,所以在節能優化時,必須考慮節能設計是否會影響建筑的正常使用,例如,休閑娛樂設施及運輸通道暢通等節能設計的正常運轉。
3、節能應盡量減少能源損耗
優化建筑的節能設計時,應先總結和實現建筑基本功能無關的各種耗能方式,然后再結合建筑的實際情況,選擇合理的節能方式。無用耗能通常包括變壓器損耗及傳輸電纜的線路耗能等,這種耗能量相對較多,且對實現建筑功能沒有任何幫助,是利用建筑能源的一大損失。
4、節能應與實際的經濟效益相吻合
投入使用的節能技術應充分考慮其成本,不能為了追求節能、高效而一味加大投資,使得建筑的開發成本不斷增加。所以,電氣設計師在優化節能設計時,應著重考慮設備材料應用及節能方式選擇,以盡量實現成本控制及節能性能優化。
三、智能化建筑電氣節能設計面臨的技術問題
雖然我國關于智能化建筑電氣節能設計的投入很多,但其在實際的使用中仍未達到預期效果,仍然有很多急需解決的問題。比如,首先,質量安全監督不嚴謹,這是因為電氣工程師實施節能優化的過程中,技術應用方面仍缺少實踐性,以致建筑電氣中的節能技術的實用性較低。其次,使用設備時,智能化建筑缺少智能化、自動化的電氣設備及其他附加設施使用,且我國仍未有較為成熟的研究,所以實施優化方案時會因為使用設備受限制而不能發揮節能的最佳效果。最后,我國現階段在總體規劃智能化建筑電氣節能設計時,協調工作缺少綜合性,也沒有科學性的優化方案,以致真正實施節能設計時達不到預期效果,也未實現盡量降低能耗的目標。
四、智能化建筑電氣節能的優化設計策略
1、開發利用可再生資源
由于電能是不可再生的資源,那么其使用就有所限制,所以,開發利用熱能、太陽能等新型能源特別重要。建筑的節能設計,應充分考慮其可再生特點,以減少使用耗能大、功率高的設備,并消除對電能的依賴性;此外,智能化建筑電氣的設計裝修過程中,其墻體及裝飾物都可選擇新型環保節約型材料,以降低電能功耗,使其節能效果得以提高。
2、優化供配電系統節能設計
制定智能化建筑用電節能設計時,一定要整體把握用電設施的布局分配、負荷容量及功率大小等信息,以此為基礎,選擇恰當、合理的節能供配電設備,保證用電設備正常工作的同時,最大限度地降低能耗的損失。
因為供配電系統的主要損耗是變壓器損耗,那么節能優化設計就可從變壓器著手實施。首先要根據變壓器實際的負載情況,將負載在可控的成本范圍內進行合理分配,再選擇符合驅動負載能力的變壓器,以充分發揮變壓器的作用,盡量降低能耗損失;其次,還應將同一變電站的各變壓器進行并聯,讓其以并聯的方式進行工作,并按照其實際負載及時調整變壓器的投放量;最后,還可通過降低輸電線路的電能損耗來完成智能化建筑的電氣節能優化設計。相關統計數據顯示,線路的電能損耗在輸入電能中的比重約為4%,導致線路電能損耗的主要原因是線路導線截面及供電方式。節能優化設計的過程中,可選擇諸如鋁、銅材料等電阻率值比較低的導線,若符合經濟節約等相關要求,則可在負載量較大的建筑中選擇銅導線,在負載量較小的建筑中選擇鋁導線;此外,布局線路的過程中,應盡量減少導線長度,且需避免相對較彎的線路。
3、優化建筑的供水系統、電梯、空調機通風建設的電氣節能設計
設計建筑電氣時,不能忽略供水系統、電梯、空調及通風的用電量。選擇的電梯,其型號、功率應與其電機驅動相互匹配,并應盡量安裝在小機房內;通風設計,應結合風機等設備的參數,在考慮電能不同的需求量的情況下,選擇性價比相對較高且合適的設備;優化空調系統節能時,應充分考慮其功率高、耗電量大等特點,選擇環保、節能的水源熱泵式空調,因為其污染小且運行效率高,使用空調時,應設定合理的工作模式,以避免過度損耗電能;設計供水系統時,選擇的供水設備應無負壓作用,因為其節能環保并能凈化水質。
4、優化建筑照明系統節能設計
照明的用電量在建筑用電中占據的比重最大,所以可通過優化照明系統實現建筑電氣節能。建筑照明設施的用電量與其發光效率、照明方式、照明設備數量、照明時間、建筑總面積及設備功率等緊密相連,所以,優化照明系統:首先,選擇高效節能的照明設備,特別要選擇耐用、發光效率高及功耗低的光源設備;其次,選擇諸如觸發器、鎮流器等光源的附加元器件時,應優先考慮性能好、功耗低的設備;再次,照明時間的分配要合理,并利用聲音、光線等感應控制開關來控制照明回路,以防止照明浪費;此外,設計建筑時,應充分發揮自然光的作用,且門窗及玻璃的透光性要強,設計的照明系統電路也要以三相四線為主,進而最大限度地實現節能供電。
結語:
綜上所述,智能化建筑電氣節能設計是我國建筑電氣未來的發展趨勢。因此,智能化建筑電氣節能優化設計時,需綜合考慮各領域之間的關聯性,從環保、經濟等方面出發,設計節能環保并滿足人們生活需求的電氣方案,以體現智能化建筑高性能、低能耗的特點,真正實現經濟節約。
參考文獻:
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建筑節能設計優化范文4
【論文摘要】 目前,建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升,呈急劇上揚趨勢。根據測算,如果不采取有力措施,到2020年中國建筑能耗將是現在3倍以上。 因此,建筑節能已迫在眉睫。而優化設計是建筑節能的根本途徑,優化設計不僅影響工程建造直接能源消耗,而且影響建成后使用的能耗。
目前,建筑耗能已與工業耗能、交通耗能并列,成為中國能源消耗的三大“耗能大戶”。尤其是建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升,呈急劇上揚趨勢。建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空調等)約占全社會總能耗的28%,其中最主要的是采暖和空調,占到20%。而這“28%”還僅僅是建筑物在建造和使用過程中消耗的能源比例,如果再加上建材生產過程中耗掉的能源(占全社會總能耗的16.7%),和建筑相關的能耗將占到社會總能耗的46.7%?,F在中國既有的約430億平方米建筑中,只有4%采取了能源效率措施,單位建筑面積采暖能耗為發達國家新建建筑的3倍以上。根據測算,如果不采取有力措施,到2020年中國建筑能耗將是現在3倍以上。 因此,建筑節能已迫在眉睫,要把節能建筑工作放到貫徹科學發展觀、全面建設小康社會、保證國家能源安全、實施可持續發展的戰略高度來認識。因此,通過優化設計來有效控制能源消耗,應得到廣泛重視。
一、優化設計對建筑節能的影響
1、設計方案影響工程建造直接能源消耗
在工程設計中,其建筑和結構方案的選擇對建筑的直接能耗有較大影響,如建筑方案中的平面布置為內廊式還是外廊式、進深與開間的確定、立面形式的選擇、層高與層數的確定、基礎類型選用、結構形式選擇等都存在著技術經濟分析問題。 中國住宅建設用鋼平均每平方米55公斤,比發達國家高出10%~25%,水泥用量為221.5公斤,每一立方米混凝土比發達國家要多消耗80公斤水泥。據統計,在滿足同樣功能的條件下,技術經濟合理的設計,可降低工程建造直接能源消耗5%~10%,甚至可達10%~20%,如某無線電廠的多層框架結構廠房(4層),設計單位按常規設計為獨立基礎,由于多層廠房荷載較大,致使獨立基礎的單體尺寸較大,埋深較深(-3.2m),事后經其他設計人員分析如采用柱下條基,可節約大量的砼,并可降低埋深減少土方開挖所消耗的機械能耗;某綜合辦公樓,在優化設計中,因改變原先設計中的普通鋼筋為帶肋鋼筋,單此一項優化設計,共節約鋼筋1000T,鋼筋總節約率達30%左右。
2、設計方案影響建成后使用的能耗
建筑是牽涉到很多專業的復合體,并且完整的建筑節能工作包括了從最初的規劃、方案到設計、施工,以及多年的運營使用,直至最后拆除重建的全生命周期過程。 但以往只注重直接建造成本的降低,輕運營階段能耗的使用情況。從住宅使用過程中的資源消耗看,與發達國家相比,我國住宅使用能耗為相同技術條件下發達國家的兩到三倍。2020年,中國的建筑能耗將達到29430億度電,比三峽電站34年的發電量總和還要多?,F在,我們必須用全壽命周期的節能理念對建筑進行優化設計,即以較低的壽命周期能耗實現必要的功能,獲得豐厚的壽命周期經濟效益。所謂壽命周期能耗是指整個壽命周期過程中發生的全部能源消耗,包括建設、使用、維修、殘值及清理等階段所發生的能源消耗。設計不僅影響項目建設的一次性能耗,而且還影響使用階段的能源消耗,如暖通、照明的能源消耗、清潔、保養、維修等,一次性建造能耗與經常性使用能耗有一定的反比關系,但通過優化設計可努力尋求這兩者的最佳結合,使項目建設的全壽命費用最低,全壽命能耗達到最佳經濟合理狀態。建筑節能優化設計的途徑主要是通過圍護結構保溫和氣密性能的提高,以及采暖空調設備能效的提高等等,來達到減少空調和采暖等能源的消耗。在方案設計當中,建筑師需要對建筑的方位、體型、朝向進行優化,必需要為充分利用自然風、陽光等自然資源創造條件。同時,也必須對建筑材料優化;外墻、樓板、分戶墻、屋面、玻璃、窗框的設計等都需要量化與優化;窗墻比須要以節能和居住舒適度為前提進行優化。從方案設計開始到初步設計,工程師需要根據不斷調整的設計方案模擬量化建筑的能耗情況、計算空調和采暖設備的裝機功率,比對各種影響因素,最后向客戶提供最佳的設計方案。例如,在空調與采暖設備的市場上,各種品牌各種型號使消費者眼花繚亂??照{設備有空氣源熱泵、地源熱泵、風機盤管、地板采暖、輻射制冷、采暖系統、戶室中央空調、變頻機組、水系統、冷媒系統等等。這些空調系統的初投資和運行費用大不相同,那么通過模擬量化,計算出初投資的費用、每年的耗能量、能源費用,消費者或者項目開發者就可以很容易地作出正確的決定。例如北京的一些奧運場館中,為減少能耗,設計者沒有采用普通的新風系統和空調系統,而是經過多次優化設計,尋找最佳節能方案。為實現自然通風和改善室內環境,采用了智能電動窗,很好的解決了新風問題;在場館空調設計中(包括“水立方”和“鳥巢”)都采用了由美國聯合技術開利公司設計的節能空調系統。該系統通過熱回收技術在空調系統中的應用,節能率為10%。該系統在冷水機組上加裝了熱回收裝置,在空氣處理機中采用了新型熱管熱回收裝置,可以回收場館排放總熱量的50%,回收的熱能一部分用于加熱游泳池水和生活用水,另一部分用于加熱新風。
二、現階段推行優化設計運作困難的成因
1、政府主管部門對建筑節能優化設計監控不力
長期以來,主管部門對設計節能成果缺乏必要的考核與評價,有的僅靠圖紙會審來發現一些簡單問題,僅僅是一些新材料或空間布置的一些規定。缺乏對方案的節能性方面的系統審查要求。建筑節能設計首先是一個系統設計問題,它絕不是多項節能技術或者節能設備的簡單累加,它需要定量化。例如,人們在市場上可以買到節能空調、節能玻璃、節能熱水器、太陽能熱水器、墻體保溫材料等等,但是這些材料與設備如何使用、使用哪種型號、用量多少、所起到的作用是什么就需要通過量化整合來完成。集思廣益,從多方面影響因素出發,以最低的投資、最佳的手段完成并達到節能設計目標。所以建設主管部門監管的同時,應增加人員配備和審查力度,對設計節能成果進行量化全面審查。
2、業主要求優化設計的意識不強
目前,業主往往把控制重心放在施工直接投資環節上,而對建成后使用運營成本及節能優化設計環節重視不夠。其原因:一是對設計對投資影響的重要性認識不夠,只看到搞施工招標,投標價要低于標底價、施工單位要讓利等,殊不知選擇一個優秀的設計單位進行設計方案的優化會帶來更大的節約;二是對建筑節能的認識不到位,沒有一個節能環保綠色建筑意識。
3、建筑節能優化設計的開展缺乏必要的壓力和動力
由于缺少建筑節能優化設計與企業和公眾的直接經濟利益聯系,使得節能工作缺少內在經濟利益推動力,政府部門建筑節能管理工作還存在體制不順、監管體系不健全,造成執法不嚴、監督不力,國家政策不配套,缺乏激勵機制和工作力度。對一些國有投資建設項目,有關行政審批單位在審核初步方案時,只注重設計的建設規模和投資限額,對方案的經濟合理性和節能性不做深入研究分析;另外,由于現在的設計收費是按面積或按造價的比例計取,幾乎跟建筑節能和設計質量的優劣無關,導致對設計方案不認真進行節能分析,而是追求高標準,造成能源浪費。相反,設計單位即使花費了較多的人力、物力,優化了設計方案,給業主節約了投資,也不能得到應有的報酬,有時設計費反而變少了,從而挫傷了優化設計的積極性。
三、搞好優化設計的幾點建議
1、主管部門應加強對建筑節能優化設計工作的監控
為保證建筑節能優化設計工作的進行,開始可由政府主管部門來強制執行,通過對設計節能成果進行全面審查后方可實施。政府主管部門不僅需在技術法規與標準相結合方面做出努力,而且還需要政府以技術法規的形式提出必須嚴格控制的最基本的技術指標、技術要求、功能要求,可以導則、指南、技術標準等標準類技術文件予以體現。利用主管部門的職能,總結推廣標準規范、標準設計、公布合理的技術經濟指標及考核指標,為優化設計的進行提供良好服務。建筑節能技術新規范逐步從控制單項建筑維護結構(如外墻、外窗和屋頂)的最低保溫隔熱指標,轉化為控制建筑物的實際能耗。新建建筑必須出具建造耗材經濟指標、采暖需要能量、建筑能耗核心值和建筑熱損失計算結果,特別是建筑外圍結構熱損失計算結果。建筑能耗總量(包括供暖、通風和熱水供應)和建造能耗值只有滿足其對應的節能標準才被允許開工及竣工驗收。在竣工時,建筑開發商必須出具相關部門的一份“能源消耗證明”,證明清楚地列出了該住宅每年的能耗,及節能等級。以上措施,必須逐步實施,特別是國有投資項目要先于執行。
2、以政策扶持拉動建筑節能優化設計
國家制定節能政策,并要求以多樣化的經濟激勵等扶持舉措,形成推動建筑節能的市場機制,推進建筑節能優化設計的推廣。對建造節能建筑產品的要根據優化設計后節能程度給予政策和資金支持,減免稅費等優惠措施,并可建立評價機制,對因建造節能建筑而超支部分資金,國家應給予無償免息貸款或獎勵機制,使建筑節能優化設計以行政手段為主轉向以經濟手段為主。
3、開展積極有效的宣傳引導工作
建筑節能政策要取得理想的實施效果,重在宣傳引導。不但政府職能部門對節能政策的推行不遺余力,而且有關企業也應加入到宣傳節能政策的行列。政府職能部門應免費對社會公眾提供節能政策咨詢、進行節能知識宣傳和相關培訓,以及進行節能技術、產品的展示、講解等方面做大量的工作。力爭實現多方參與節能政策的宣傳引導,大大提高人們的節能意識和對節能知識、技術的認知、把握能力,從而使節能政策得到有力的貫徹實施。
【參考文獻】
建筑節能設計優化范文5
【關鍵詞】 智能建筑 設備節能 優化運行 控制技術
隨著我國科技信息技術的不斷發展,許多高科技產物在人們的日常生活中得到普遍應用,其中最具代表性的就是“智能建筑”。智能建筑順應時代的發展,為人們的生活帶來了便利,同時促進了建筑行業的發展。智能建筑設備將其控制技術視為核心內容,并在節能環保的前提下,實現智能建筑設備節能優化運行的控制技術,對我國智能建筑的發展具有非常重要的意義。
1 目前智能建筑設備節能技術的應用現狀
(1)太陽能利用技術。主要包含兩個方面:太陽能集熱器,主要是通過對太陽能輻射的吸收,將其熱能進行轉換,屬于一種光熱轉換裝置,能夠在熱力發電、蒸餾以及采暖等方面進行運用;太陽能溫室,主要是對太陽能的熱效應進行充分利用,從而滿足采暖和調節溫度的要求,不僅能節約能源,還能避免環境污染,對改善環境具有重要作用。(2)對室內空氣實施調節和節能技術。目前,我國環境污染比較嚴重,對人們的身體以及生活造成嚴重影響。智能建筑建設的目的主要是為人們提供一個良好的居住環境,保證空氣清潔以及對溫度、濕度進行調節與控制[1]。(3)照明技術。從照明體系的角度來看,我國有很多常用的節能措施??梢允褂米匀还饣蛘呤翘柲苓M行照明,這樣既環保又能減少能源的消耗。建筑物中需要對燈具進行合理的布置,選擇節能和高效的光源,也可以使用智能照明系統,從而實現對燈具的自動化控制,實現節能照明技術。(4)智能建筑小區熱環境技術。在智能建筑小區中,針對居民實施集中采暖技術,對住戶的供熱設備安裝溫度控制閥,住戶可以按照自己的需求對室內的溫度進行調節和控制。同時采用戶式中央空調,該種系統不僅能夠供熱還能制冷,為住戶提供熱水需求,將每家住戶分立成個體,不僅節約了資源還能降低成本,在目前智能建筑設備節能中具有重要作用。
2 智能建筑節能技術存在的問題
2.1 設計出現誤差,缺乏設計系統性
隨著科技信息技術的不斷發展,我國智能建筑設備技術也得到快速發展,但是我國建筑設計人員因技術水平有限,對智能化設備操作技術掌握程度不夠,所以不能建立健全的智能建筑體系,造成智能建筑建設水平較低,從而出現設計誤差,影響智能建筑設備的節能設計[2]。
2.2 資源浪費現象嚴重
智能建筑設備的建設不僅使為了順應時代的發展,其主要的目的是提高能源的利用率,避免出現資源浪費現象。但是,目前我國智能建筑設備還處于發展階段,還不能達到節能的作用。我國智能建筑市場中有許多建筑項目在施工完成之后,很少能夠開通運行的,使智能系統處于閑置狀態,增加建筑成本,造成資源浪費。
2.3 智能建筑設備節能技術存在問題較多
在智能建筑建設的過程中,其節能技術的實施存在很多問題值得關注。由于設計人員的技術水平較低,造成智能建筑建設效果不佳;智能建筑設備不完善,導致智能建筑在建成之后其設備技術運行過程中具有很多問題,甚至不能實現智能化效果,從而不能實施智能建筑設備節能技術。
3 智能建筑設備節能技術問題的解決措施
3.1 加強智能建筑節能參與人員的意識
在智能建筑建設的時候,需要有很多參與人員,例如:政府、建筑工程師、設備人員以及物業管理人員等,并且各個部門之間需要進行協調。由于各個部門的職能不同,其建筑施工的意識也就不同。在確定建筑項目的時候,政府是項目的主導人員,需要提倡使用技能技術;在建設的過程中,建筑設計人員以及建筑工程師需要對建筑整體的性能進行全面的掌握和控制,確保建筑智能化管理;在對建筑進行使用時,物業管理人員需要加強住戶的節能意識,并對智能建筑設備實施節能改造。
3.2 提高建筑人員的技術水平
目前,我國智能建筑設備在建筑行業中發展速度較快,但是其建筑師因不具備專業的建筑技術水平,導致建筑物沒有達到智能化的效果。因此,在開展智能建筑的時候,需要對建筑師進行專業的培訓,保證其能全面掌握智能建筑設備并進行操作。同時,需要灌輸節能意識,提高建筑師節能技術的水平,實施智能建筑設備技能技術。
3.3 節約資源,避免浪費
建筑行業是資源浪費最大的行業之一,由于我國社會資源短缺嚴重,所以需要提高建筑人員的節約意識,避免出現浪費現象。在建設智能化建筑的時候,需要采用綠色的原材料,并對水資源進行循環利用,提高水資源的利用率。同時也可以使用一些節能設備,例如:太陽能、節能照明燈等。這樣不僅降低了成本,還能保證資源的節約,避免出現浪費現象[3]。
3.4 加強智能建筑運行管理規范性
智能建筑運行管理在智能建筑的節約性能方面占據著重要位置。在建筑施工的過程中,由于建筑人員技術水平較低、建筑設備不完善以及管理效率低等因素對智能建筑造成影響,導致智能建筑出現能源消耗大、智能系統不完善等問題。所以,再對建筑人員進行專業技術培訓的同時,需要對智能建筑的運行管理進行提升,從而提高智能建筑設備節能技術的水平。
4 結語
綜上所述,在科技發達的今天,智能建筑設備節能優化運行控制技術對建筑行業的發展具有重要作用。隨著我國節約能源的意識不斷加強,其綠色、節能、環保理念在各個行業中廣泛應用。建筑行業是能源消耗加大的行業,為了符合國家節能的要求,同時為了滿足人們對居住環境的要求,在建設智能建筑的時候,采取有效的節能措施,并對智能建筑運行實施管理,確保智能建筑在智能化的條件下節約資源,降低成本,從而促進智能建筑的發展。
參考文獻:
[1]劉輝,馮陽.智能建筑節能技術發展及問題研究[J].山西建筑,2012(29):226-228.
建筑節能設計優化范文6
關鍵詞:高層建筑;電氣節能;設計措施;控制方式
0引言
在現代高層建筑電氣工程中,電氣節能設計的每個環節都應有相應的技術方案和措施。在實際設計過程中,不僅要充分了解相關建筑節能原則和標準規范,同時還要掌握先進的節能設計方法和新型節能電氣產品,把節能措施靈活運用到建筑電氣的每項工程中。不管是從設計還是從施工的角度,嚴格把關過程控制,提高節能增效意識,以此推動建筑行業持續、快速、協調、健康的發展。
1降低輸配電系統線路損耗
減少輸配電線路損耗是現代大型高層綜合建筑供配電線路經濟運行的重要指標。主要措施是提高系統的運行電壓和功率因數、減少無功功率及導線中的電阻、降低供配電系統線路損耗等。具體節能途徑主要有以下幾方面。
(1)根據樓宇的地理位置、負荷容量、供電距離及分布、用電設備特點等因素,合理設計供配電系統和選擇供電電壓。供配電系統應盡量簡單可靠,同一電壓供電系統變配電級數不宜多于兩級。
(2)由于配電線路有電阻,電流通過時會產生功率損耗,減少供配電線路損耗是供配電線路經濟運行的重要指標。其能耗公式為
ΔP=3I2R×10-3
式中:ΔΡ———三相輸電線路的功率損耗,kW;
I———線電流,A;
R———線路相電阻,Ω。
其中,線路電阻R在通過電流不變時,線路長度越長,其電阻值越大。在具體工程中,線路上電流一般不變,要減少線損,只能盡量減少線路電阻。線路的電阻R=ρL/S,即與導線電阻率ρ、導線長度L成正比,與導線截面S成反比。因此,降低線路損耗應從以下幾個方面考慮:
①盡量選用電阻率ρ較小的導線,如銅芯導線較佳,鋁線次之。
②盡可能選擇從距離較近的變電所供電,以縮短配電半徑,減少線路損耗。電力用戶內部變電所之間宜敷設聯絡線,根據負荷情況,可切除部分變壓器,從而減少損耗。
③在設計中,線路應盡量為直線,在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。對于環形供電方式,為降低線路的電阻值,將開式網運行改為閉式網運行,同樣可明顯降低線路損耗。
④降低線路電阻,線路截面選擇要與國際接軌,推廣應用“電力電纜截面的經濟最佳化”,按經濟電流密度法合理選擇導線截面,以減少損耗。
⑤傳輸上可采用提高電壓等級的方法。通過計算可知,電壓提高10%,耗損可降低17.4%。因此,提高電壓傳輸是降低線損的有效途徑。
(3)大量無功電流在電網中會導致線路損耗增大,變壓器利用率降低,用戶電壓跌落。無功補償是利用技術措施降低線路損耗的重要措施之一,在有功功率合理分配的同時,做到無功功率的合理分布。無功優化的目的是通過調整無功潮流的分布,降低網絡的有功功率損耗,并保持最好的電壓水平。
2減少變壓器的功率損耗
選擇低損耗節能型變壓器,可有效降低變壓器及線路上的電能損耗,不但對節約能源具有重要意義,還可大大降低變壓器的運營成本,改善經濟效益。其主要選擇原則如下:
(1)選擇空載損耗低、節能型的變壓器,可選用S9、SL9、SC8型油浸變壓器或干式變壓器。這些變壓器采用優質冷軋取向硅鋼片,鋼片的磁疇方向一致加上45°全斜接縫結構,能夠有效減少鐵心的渦流損耗及漏磁損耗。
(2)選用繞組阻值小的變壓器,繞組阻值大,則電流損耗大。要盡可能選用銅心變壓器,因為金屬銅的電阻小,當電流通過時,電流損耗較小。對于高層建筑等對消防要求較高的場所,宜采用低損耗節能型干式電力變壓器(SG10、SG11、SC6等系列)。對電網電壓波動較大,為改善電能質量,采用有載調壓電力變壓器。
3電動機節能設計
電動機在現代高層綜合建筑中主要應用在中央空調和電梯中。據統計,電動機的耗電量占現代高層綜合建筑中所有電氣設備耗電總量的65%以上,節能潛力巨大。在實際操作中,電動機尤其是異步電動機的節能方法很多,綜合可靠實用性和經濟成本等因素,可在以下三個方面采取措施。
(1)選擇合適的電機型號。電機負載率在75%以上時,才能有效減少損耗,因此,電機節能首先要選擇合適的電機容量。高效電機的價格一般比普通電機要高,但能降低約25%的損耗,出于節能的考慮,建議選擇高效電動機;此外,異步電機最好選擇效率高的鼠籠型轉子。
(2)采用變頻調速。隨著電力電子技術的不斷成熟,變頻調速已成為提高電機效率的有效手段之一。變頻調速指通過構造包含變頻裝置的閉環電路系統,當電機的負載發生變化時,系統能夠自動調節電機轉速,使之與負載的變化相適應,從而達到節能的目的。建筑領域的電氣設備均工作在工頻,因此選擇帶有SCR(普通晶閘管)或GTR的變頻裝置即可滿足要求。
(3)進行無功補償。電動機是感性負載,電感值較大時會對電網產生不利影響,也不利于電機效率的提高。因此,有必要通過無功補償的方式提高電網的功率因數。具體而言,可以增加濾波裝置或并聯參數合適的電容。當功率因數提高后,供電系統的視在功率降低,從而實現節能的目的。
4照明的節能設計
照明設計是現代大型高層綜合建筑必不可少的節能設計環節,在設計時應充分考慮運用天然光源作為照明光源,通過采光窗、采光井、光導纖維、光導管等各種采光、集光和導光裝備,將天然光引入室內,從而降低照明器的使用時間。電氣照明設備的節能設計也極其重要,主要措施有以下幾條。
(1)選擇合理的照明燈具。完整的照明系統包括照明燈具、鎮流器、觸發器和控制裝置(開關)等幾部分。正確合理地選擇各類照明器件對于節能設計而言也是十分必要的。應盡可能選擇熒光敞開式燈具。
(2)選擇合理的照明方式。根據不同場所的功能要求選擇合理的照明方式,如一般照明、局部照明、混合照明等方式。光源的選擇上,要盡可能選擇光效高、壽命長的光源。合理的照明方式配以合理的光源,能夠充分發揮效率,使單位面積耗電量明顯下降,單位面積能耗約可節電35%,從而達到節能環保的目的。例如,一般房間(場所)應優先采用高效發光的熒光燈(如T5、T8管)及緊湊型熒光燈,室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源等。
(3)采用合理的控制方式。對于現代大型高層綜合建筑照明設計采取合理的控制方式,可以降低運營成本,有效利用能源,降低無功損耗。其方式主要有以下幾點:①改變過去要開全開的習慣,實行照明分區控制,利用天然光的照度變化增加照明開關點,控制電氣照明點亮的范圍,在給定的時間和地點控制照明,提供所需的照度,起到節能降耗的作用;②采用各種類型的節電開關,例如在旅館客房采用節電鑰匙開關,臥房、病房、客房等的床頭燈可采用調光開關;③對有天然采光的樓梯間、走道燈(應急照明除外)采用節能自熄開關等,公共場所、室外照明可采用集中控制遙控管理的方式或選用自動控光裝置。
5結語
隨著社會節能意識的不斷加強,政府對節能工作日益重視,節能技術不斷更新發展,相信不久我國建筑物節能的各種措施將被合理地綜合運用到各個建筑中。
參考文獻:
[1]韓風.建筑電氣設計手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1991.