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关键词:建筑施工;节能设计;实施方法
中图分类号:TU7文献标识码: A
随着我国经济的快速发展,我国的城市化水平也在逐渐的提高,在城市发展的同时也促进了我国建筑行业的发展,为了在建筑行业实现节能的目的,在进行建筑设计的时候就应该对节能给以充分的重视,建筑设计的环节对于建筑节能的实现是非常重要的。
1 整体及外部环境的节能设计
建筑的节能可以从建筑的整体和外部环境方面来实现,在进行建筑施工以前,对于建筑的施工位置是要进行严格的选择。施工的位置是受当地的气候、地质和地形以及周围的环境共同影响决定的,在建筑设计的时候,要充分的考虑到建筑施工的周期对当地地理环境的影响,找到一个最合适的时间进行施工,也是对环境的一种保护。在建筑施工位置确定以后,要根据建筑物的功能来结合外部环境来进行建筑的设计,做到既有利于当地气候环境的改变,也要创造对建筑节能有利的环境。在对建筑的外部环境进行设计的时候,可以在建筑的周围种植树木和植被,这样对于空气的净化是很有帮助的,而且,树木在遮阳和降低噪音方面也是非常有效的。在建筑物的周围还可以进行人工湖的开凿工作,这样建筑可以利用水来对空气的湿度进行调节。在进行建筑的规划和设计的时候,好的设计方案是可以适应恶劣的气候环境,这主要体现在建筑的整体体型的设计和建筑的日照以及朝向上。在进行建筑朝向和日照时间的选择上,要做到夏季尽量防止太阳的辐射,而且要能够自然通风;冬季要能够获得足够的日照,并且要避开冬季的主风向。在进行朝向的选择时要受到很多因素的制约,其中建筑的地形和城市规划的制约是非常大的。要使得建筑在冬季和夏季都可以获得足够的日照是非常困难的,所以,在建筑设计的时候应该找到最好的解决方法来进行平衡。
2 单体的节能设计
2.1 建筑各部位的节能构造设计
在进行建筑节能设计的时候,不但要从建筑的整体上进行节能设计,也要从建筑的各个部分上进行节能的设计,在对屋顶、楼板、墙体和门窗上都可以进行节能的设计。在进行设计的时候可以充分的利用建筑的外部气候条件,使节能设计可以达到改变室内气候环境的特点。在对建筑的屋顶进行设计的时候,因为屋顶是室外与大气接触的重要部分,在对屋顶进行节能措施使用的时候,可以对于屋顶的形体进行选择,一般的屋顶都会采用坡度适中的屋顶,在进行施工的时候,还要进行屋顶的保温材料的施工,而且更加需要在屋顶设置保温隔热层的施工。在对楼板进行设计的时候,可以充分的利用楼板结构中的空间,以及对楼板的吊顶造型加以利用,在楼板的中可将水管布置在里面,这样就可以在夏季利用冷水循环来达到降低室内温度的目的,在冬季可以利用热水循环来提高室内的温度。在进行建筑墙体的设计时,墙体一定要具备保温、防潮和隔热的作用,要想使墙体更加节能,可以自寒冷的地区使用空心墙的设计或者是各种蓄热墙体的设计,在气候炎热的地区。可以在墙体中使用风口设计,具体的做法是可以在建筑的两侧设置阳台开口,在开口的两侧设置挡风墙,使得风可以通过风墙的阻拦向阳台吹去,这样更有效的促进室内空气的通风情况。在进行建筑门窗的设计的时候,一定要结合建筑的实际情况来进行,在我国建筑的高耗能很大一部分是由门窗的设计不合理导致的。所以,进行门窗的节能设计是非常必要的,在设计的时候要明确建筑的朝向和窗墙的比例。在门窗的设计时候要设置遮阳措施,我国节能标准中规定,夏热冬暖地区、夏热冬冷地区以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑的外窗宜设置外部遮阳;要根据需要合理地组织门窗的通风换气,尽量采用自然通风;对于严寒、寒冷地区建筑的外门宜设门斗或采取其它减少冷风渗透的措施,其它地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施。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。热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施;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;窗口外侧四周墙面,应进行保温处理。
2.2 合理的建筑空间设计
在进行建筑设计的时候,建筑的空间设计是非常重要的。合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔,以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。
2.3 选用建筑节能材料
在进行建筑的施工时,使用什么材料的建筑施工材料对于建筑的节能是影响非常大的。在选择建筑材料方面要遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面,随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。
3 加强建筑节能设计方面的学习
3.1 学习现有的节能技术
当前,很多建筑师不太懂节能技术,以及如何把节能技术应用到建筑当中。建筑师不能只是设计时套用标准图,更重要的是要明白节能原理,才能在设计中按照不同的工程、不同的部位,采取相应的节能措施,所以必须加强建筑节能方面的学习。
3.2 学习建筑节能新“理念”
在推行节能理念同时,眼睛不仅要“向外看”,引进学习国外先进节能理念,而且要学会向内看,从传统建筑模式、风格中学习节能办法。强调中国节能建筑发展的民族性、地域性应该是设计师们的共同理念。中国传统民居,例如京津风格的四合院、桂北风格的吊脚楼、岭南风格的骑楼长街、陕北风格的窑洞、草原风格的蒙古包都蕴含了丰富的节能理念,它们的设计和用料都给建筑师以无穷的启示。这种以房子包围院子的建筑方式,有效地减少了冷空气入侵,符合京津一带夏季炎热,冬季严寒的气候特点。吊脚楼为每扇四柱撑地,横梁对穿,上铺木板呈悬空阁楼,绕楼三面有悬空的走廊,廊沿装有木栏扶手,符合南方夏季炎热、湿度大、空气流通需求量高的特点。中国传统民居都是在与周边生态环境共存共生的条件下,各类功能利用与自然环境达到完备效果的典范,并且各自拥有独立的形态样式,可以成为当代建筑节能的借用范式,形成新的节能理念。
4 结束语
随着经济的不断发展,我国的城市化水平也在不断的提高,与此同时,人们的思想意识也发生了很大的转变。这些年在发展经济的同时,人们给环境带来了很大的破坏,现在人们对于环境保护和节能越来越重视,建筑在能耗方面一直都是居高不下的。在建筑方面进行节能对于能源的合理利用和保护都是有着非常重大的意义的。近年来,我国在能源供应和使用方面都是存在着很大的问题的,实现经济和环境的可持续发展是非常重要的,为了更好的保护人们的生存环境,实行节能措施是非常的重要。
参考文献
[1]郑忱.房屋建筑学[M].中央广播电视大学出版社,1994.
[2]卢求.生态节能建筑的开发与设计[J].建筑晚报,2005.
[3]陆文军.节能建筑不能停留在概念阶段[J].中国建设报,2005.
关键词:建筑节能;节能新技术;应用分析
Abstract: based on the energy conservation of the building now forms the grim situation, the author puts forward several points of energy-saving building design, in order to improve the efficiency of energy utilization in construction; New technology and energy conservation in building energy saving design of the application.
Keywords: building energy efficiency; Energy saving new technology; Application analysis
中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:
一、国内建筑节能形势
现在,能源消耗正惊人的速度增长.建筑方面,我国能耗是欧洲能耗的三倍。建筑能耗以采暖和空调能耗为主,占建筑总能耗的50%~70%。我国建筑能耗在能源总消费量中所占的比例已从70年代末的10%,上升到近年的27.45%。建设部科技司研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,预计到2020年,我国高耗能建筑面积将达到700亿㎡,建筑耗能比例最终还将上升至35%左右,如此庞大的比重,建筑耗能已成为我国经济发展的软肋。建筑节能是贯彻可持续发展战略、减排温室气体的重要措施,符合全球发展趋势。
二、实现建筑节能的技术途径及动态
采取有效的技术措施可以降低2/3~3/4的能耗。
1、总体规划设计
根据大气候影响,针对建筑自身所处的具体环境气候特征,创造良好的建筑室内微气候,以减少对设备的依赖。
①建筑选址
不宜选在山谷、洼地及凹地等处,因冷气流在凹地里易形成“霜洞”效应。所以应选在向阳、避风的地段上,创造争取日照的必要条件。 ②建筑布局
充分结合特定的自然环境因素、气候特征和建筑物功能,人的行为活动特点等,建立自然—人工生态平衡系统。
③建筑形态
不仅要求体型系数小,同时需夏季日辐射得热少,冬季对避寒风有利,因此应考虑多种因素,包括当地夏季气温和日辐射照度、建筑朝向、各围护结构的保温状况和局部的风环境情况,优化组合各项因素后得出结论。④建筑间距 阳光不但是热源,同时可提高室内的日照水平,综合考虑群体的布置。
⑤建筑通风适当布置建筑物,冬季降低冷风风速,可减少建筑物和场地表面热损失,节省能耗;夏季可组织良好的通风,形成良好过堂风。 ⑥建筑朝向 考虑因素有:冬季具有适量和一定质量的日光照入,避冷风吹袭;夏季减少太阳直射室内及外墙,通风良好;充分利用地形和节约用地;照顾群体组合的需要。
⑦环保的体现 小区绿化是一个重要的体现。要综合考虑绿化覆盖率、人均公共绿地指标和生物多样性、植被的生态效应等诸多因素。建议多布置立体绿化,见缝插绿;步行道、停车坪、水体护岸和水底地面不宜一概“硬化”,应给大地透水透气。屋顶绿化不仅改善小区的环境条件,还能改善屋面的热工性能。
2、建筑单体设计
①围护结构
组成部件(屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门和窗、遮阳设施)的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%~6%,而节能却可达20%~40%。
A门窗
外窗的能耗包括通过玻璃、窗框的传热,窗缝的空气渗透,夏天太阳辐射得热。传统方法有控制窗墙比;提高门窗制作质量,加密封条,减少冷风渗透等;注意隔热条的选用。
B屋顶和外墙
设保温层,在寒冷区,以阻止室内热量散失;在炎热区以阻止太阳的辐射热传至室内。屋面保温层材料,一不宜选用密度较大、导热系数较高,以免重量、厚度过大;二不宜选用吸水率较大的,以防屋面湿作业时因大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的,应设置排气孔。
②建筑设备节能 A空调:选节能型;安装位置不受太阳直射;不定过低室温,常清洗。
B电气:充分利用自然光;采用高效光源及灯具。 C卫生器具:采用节水型的。
3、新能源的开发利用
新能源通常指非常规的可再生能源,包括太阳能、地热能、风能、潮汐能、水力等。各种太阳能利用方式有①热发电②光伏发电③光伏水泵④热水器⑤吸收式制冷技术⑦干燥和太阳灶的推广。总体上,目前太阳能利用的规模还不大。利用地热能时,一用于发电或采暖和热水供应;二借助地源热泵和地道风系统利用低温地热能。风能发电较适用于多风海岸线山区和易引起强风的高层建筑,在建筑领域,常见的是自然通风方式。
4、建筑节能新技术
理想的节能建筑应在最少能耗下满足三点:一在不同季节、区域控制接收或阻止太阳辐射;二在不同季节保持室内的舒适性;三使室内实现必要的通风。
①减少能源消耗,提高能源的使用效率
为维持室内环境质量,寒冷时需提高室温,炎热时需降低室温,干燥时需加湿,潮湿时需抽湿。从节能角度讲,应提高供暖(制冷)系统的效率,包括设备本身的效率、管网传送的效率、用户端的计量以及室内环境的控制装置的效率等。目前在供暖系统节能方面有三种新技术:①利用计算机、平衡阀及专用智能仪表对管网流量进行合理分配;②在用户散热器上安设热量分配表和温度调节阀,以达到舒适和节能的双重效果;③采用新型的保温材料包敷送暖管道,减少热损失。
②减少建筑围护结构的能量损失
围护结构的能量损失主要来自三部分:①外墙②门窗③屋顶。
A外墙节能技术
复合墙体已成为主流。复合墙体一般用块体材料或钢筋混凝土作承重结构,与保温隔热材料复合,或在框架结构中用薄壁材料加以保温、隔热材料作为墙体。目前保温、隔热材料主要有岩棉、矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、加气混凝土及胶粉聚苯颗粒浆料等。推广的节能新材料的开发有以下三种:
a外墙保温及饰面系统(EIFS) 包括三部分:主体部分是由聚苯乙烯泡沫塑料保温板,该部分以合成黏结剂或机械方式固定于外墙;中间部分是持久的、防水的聚合物砂浆基层,此基层主要用于保温板,以玻璃纤维网来增强并传达外力;最外部分是美观持久的覆盖层。覆盖层采用丙烯酸共聚物涂料技术,此种涂料有很强的耐久性和耐腐蚀性。
b建筑保温绝热板系统(SIPS) 中间是聚苯乙烯泡沫或聚亚氨脂泡沫夹心层,两面据需要可采用不同的平板面层,用此材料建成的建筑具有强度高、保温效果好、造价低、施工简单、节约能源、环保的特点。可据实际尺寸定制,承建商只需在工地组装即可,真正实现了住宅生产的产业化。
c隔热水泥模板外墙系统(ICFS) 一种绝缘模板系统,主要由循环利用的聚苯乙烯泡沫塑料和水泥类的胶凝材料制成,用于现场浇筑混凝土墙或基础,建成后,将作为永久墙体的一部分,形成在墙体外部和内部同时保温绝热的混凝土墙体。混凝土墙面外包的模板材料满足了外墙所需的保温、隔声、防火等要求。
B门窗节能技术
近些年出现了铝合金断热型材、铝木复合型材、钢塑整体挤出型材、塑木复合型材以及UPVC塑料型材等技术含量较高的节能产品。使用较广的是UPVC塑料型材,它不仅生产过程中能耗少、无污染,而且导热系数小,密封性好。运用高新技术,将普通玻璃加工成中空玻璃,镀膜玻璃高强度LOW2E防火玻璃、采用磁控真空溅射方法镀制含金属银层的玻璃以及最特别的智能玻璃。智能玻璃有两类,一类是光致变色玻璃,阳光强烈时,可阻隔太阳辐射热;天阴时,玻璃变亮,阳光又能进入室内;另一类是电致变色玻璃,在两片玻璃上镀有导电膜及变色物,通过调电压,调整射入的阳光,这些玻璃都有很好的节能效果。
C屋顶节能技术
保温常用措施在防水层下设置导热系数小的轻质材料。英国有另一种保温法,用回收废纸制成纸纤维,这种纸纤维生产能耗极小,保温性能优良,纸纤维经过硼砂阻燃处理,也能防火。屋顶隔热降温的方法有:架空通风、屋顶蓄水或定时喷水、屋顶绿化等。目前最受推崇的是利用智能技术、生态技术来实现节能,如太阳能集热屋顶和可控制的通风屋顶等。
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摘要: 在节约型社会构建的大背景下,建筑电气安装行业也在节能技术上下功夫,从材料选择到安装技术以及配套系统、高科技应用等,对建筑电气节能技术的发展起到了很大的推动作用。本文从建筑电气节能技术的要求入手,从电气节能设备、电气节能系统、其他技术和新能源技术几个方面对电气节能主要技术进行了分析探讨,并请方家指正。
关键词 : 建筑;电气节能;原则;节能技术措施
中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)24-0088-02
作者简介:高军(1963-),男,河北邢台人,电气工程师,研究方向为建筑电气节能、电气方案优化等。
0 引言
随着社会的发展,科技的进步,我国建筑电气节能技术从无到有,发展到国际主流水平。建筑电气节能不仅成为集约型社会的重要构成,更是考量建筑综合水平的重要指标。本文就建筑中电气节能技术的节能设备、节能系统、设计和新能源利用几个方面进行了详细分析探讨。
1 建筑电气节能技术的要求
1.1 适用要求
在进行建筑电气施工过程前,需要对建筑内的电气系统和供电体系进行科学合理的规划与设计,以保证建筑内的机电系统可以安全、稳定、有效地运行。在这个过程中,尤其需要有高质量的供电系统作为基础,并结合建筑施工要求和目标对机电系统进行优化处理,以节约电能,发展环保、可持续电气系统,适用社会市场需求。
1.2 实际要求
在进行建筑电气施工过程中,不仅要以科学、合理的技术理论为支撑,还要以建筑的功能特点为出发点,结合具体的实际要求,对应用节电技术的机电系统从社会和经济角度进行综合分析和考量,选择最优方案。通俗来说,即为了有效节约电能而投入的设备和技术成本可以从所节约的能源消耗中得到补偿。
1.3 优化要求
在进行建筑电气施工过程中,要综合考虑影响建筑机电设备使用功能的各个因素,即建筑常用电量、电气额定功率、电气最高负荷等。并通过对各个节能措施的利弊进行综合比较,选择最优策略。在确定最优节能方案后,可以结合建筑的具体功能和特点对节电方案进行优化处理。比如,可以通过设置自动化温感系统,当温度超过一定限制时电气系统停止工作;更改普通楼道照明灯泡为LED灯等。具体来说,可以通过优化机电设备控制系统的方式来减少不必要的电能消耗,像声控和光控的有机结合方式;可以通过优化机电设备的电线布局和走向来实现减少电能损耗,有效节约电能的作用。例如:现在建筑设计中楼梯间均采用用声光控开关,公共卫生间采用红外感应开关等。在这一过程中要尤其注意的是,节能环保需要保证机电设备的基本功能不受影响,即满足人们的使用需求,切不可因为过度节电而有损机电设备的使用效用。
2 电气节能设备的应用
2.1 变压器
目前常见的节能油浸变压器以SCB10、SGB10和非晶合金干式变压器为多,按照其密闭程度又可以分为完全密闭型变压器和非密闭型变压器,这两种变压器的耗电水平比较类似。市面上常见的干式变压器以环氧树脂浇注型为多。所有类型的电压器中均配有电阻,这种阻抗必然会造成电能的损失和浪费。所以在进行建筑电气施工过程中,为了有效减少这部分电能损耗,可以减少变压器的空载负荷得以实现。在现实施工过程中,以优化机电变压器为主要节电措施的方法主要是有效控制变压器电阻耗电。同时,要尽可能选择环形电线网络,对于同一线路中的若干变压器可以进行分开管理和调配,其中某一变压器出现问题时不能影响其他机电设备的正常运转。但这种节约电能消耗的措施也有其弊端,即会提高原始投资成本。另外,要注意的是,电能消耗多少会受到季节因素的影响,所以可以对季节变化负荷单独设置变压器,尽可能减少串联电路的使用,以并联电路来代替。但是在实际应用过程中,并联电路的应用也有其条件,同样具有局限性,即并联电路仅适合电压负荷稳定的电路环境,否则会因为需要添加过多的控制开关而增加变压器的维护与管理成本。而且要注意的是根据不同的建筑电压需求选择合适的变压器容量,以提高节能效果。在实际中,一般情况下建筑内都设有不止一个变压器,这时候就要根据具体的电压和阻抗来确定科学的变压器数量,以有效减少电能消耗。当需要大容量变压器时,可以通过对电能负荷进行合理规划而降低电能消耗。
2.2 节能灯具
在建筑工程中使用节能光源是实现建筑节能的有效措施。照明应该推广如T5系列荧光管和紧凑型荧光灯等高效长寿高显色性光源,逐步淘汰T12荧光管、白炽灯等低效光源。目前被广泛使用的LED灯具有节能、高效的特点,即构造简单、瓦数低、亮度高、光线柔和不伤眼等,在各类建筑中都可以看见其身影,例如:在国家政协礼堂改造中就采用了大量的LED灯管,另外目前建筑外立面泛光照明一般均采用各种形式的LED灯,是城市变得更加绚丽多彩。根据建筑需求和特点选择合适的灯具及功率瓦数,并满足《照明设计标准》照度和功率密度值要求,起到节约电能的作用。
3 电气节能系统的应用
3.1 灯光智能控制系统
灯光智能控制系统的核心技术是电磁和电子感应系统,即以公共照明统一智能为平台,对供电设备的工作与否进行实时监管,当照明条件被触发,自动启动照明设备。通过对线路中的电流负荷进行统一化处理来提高灯光功率,降低电能损耗,优化灯光智能控制系统。例如:在国家政协礼堂地下车库改造中就采用了单管LED灯智能控制,平时亮度为20%,根据人、车感应自动启动下一步所到位置的灯具,即满足了车库照明要求还均有很大的节能效果。
3.2 BAS系统
BAS系统又称为建筑设备自动化系统,其核心部分就是建筑设备的自动化监控系统,整个建筑的机电设备的运行情况均由其进行管理和控制。例如BAS中空调自控系统采用TRAV工作原理,TRAV是自动化风量控制系统,一般通过装备可控的送风机来有效控制风量。基于楼层分布结构、业务展示等角度出发,智能楼宇空调自控系统可以选择安装在大厦中的员工楼层,系统通过感应温湿度的变化进行恒温自动调节,同时管理人员通过后台管理系统及手机即可对系统进行控制,操作方便,通过空调自控系统,展示智能楼宇建设中高舒适低耗能的特性,目前国内五星级酒店及高档写字楼基本都采用这套系统,节能效果很明显。
3.3 能耗计量系统
不单是应用安装节能灯具、电机变频、节水卫浴等设备节能手段,更需要有一套完善的建筑能耗分项计量系统来管理能源,量化能耗数据、掌握能耗动态信息、找出节能降耗着手点、对比节能效果差异、建立一套完整的能源管理节能措施,加强能源管理水平,提高管理工作效率;利用能耗量化考核指标及能源按量收费等经济指标杠杆效应,促进用户的技能意识,达到整体节能的目的,例如:北京北站改造后就完成一套能源计量检测系统,对整个车站实现能源消耗控制,对节能效果还是有很好的促进作用。
4 其他技术的应用
4.1 电缆与电线的选择
任何电缆与电线在工作过程中,都会有不同程度的电能损耗。其电阻大小与电缆和电线的横截面积有关。现实中常用的做法如下:第一,科学设置电缆与电线的长度,尽可能减小电阻损耗;第二,对于大功率用电器,要考虑适当增大电缆截面,以便降低电压降和线路损耗,尽可能减少电能损耗,在节能同时益于环保,有利于经济效益和社会整体效益的实现。
4.2 无功补偿
无功补偿的主要作用就是可以提高建筑供电系统中的电能利用率,即通过降低变压器和电缆、电线等电流传送设备中的电阻来降低电能消耗,提高供电技术水平。具体来说,当用电器功率因数低时,电网中得感性负载的无功功率得不到就地补偿时,就必须和电源交换无功能量,在交换过程中,会产生感性无功电流,所以造成输电线路的电流增大,增加线损。反之如果感性无功得到了就地补偿,那么就小输电线路的电流,减少线损,就实现了节能。根据建筑设计需求和使用功能选择合理的补充设备,以实现提高供电能力,减少电能损耗的目的。反之,如选择或使用不当,可能造成供电系统电压波动,谐波增大等诸多因素。
4.3 抑制谐波技术
谐波的抑制方法有很多,常用的方法有增加换流装置的脉动数、加装交流滤波装置、改善三相不平衡度、在用户进线处,加装串联电抗器、采用有源滤波器/无源滤波器等新型滤波措施。谐波抑制措施的选择要根据滤波达标的水平、效果、经济性和技术成熟度等综合比较后确定,从而抑制高次谐波造成的系统发热和损耗,实现电气系统的节能。
5 新能源的应用
5.1 太阳能光伏
太阳能光伏发电是利用光伏科技将免费的太阳能转化为电能。目前,我国太阳能光伏发电技术成熟,许多城市通过太阳能发电为建筑提供用电,同时通过储能系统将电能反哺给国家电网,取得额外收益。目前太阳能应用在路灯、庭院灯、草坪灯中实例很多,节能效果也较明显。另外,对太阳能的利用除了光伏发电,还有太阳能制冷、太阳能干燥等应用。
5.2 地表浅层地热资源
地表浅层地热资源是近年来清洁、可再生能源的重要利用形式。地热资源是表层土壤、地下水等蕴藏的低温位热能。建筑通过地源热泵,可将地热转化为电能,供建筑使用。这种无限的资源为建筑电气节能提供了可靠的能源保证,例如北京当代MOMA楼盘采用目前亚洲最大的地源热泵系统,运行节约成本15%以上。
6 结语
综上所述,随着社会的发展和市场竞争越来越激烈,对有限资源的利用和依赖度越来越高,稀缺资源的有效利用得到了人们的普遍关注。随着人们节能意识的提高,如何提升节能技术的效果和水平已成为促进经济发展的有效手段。
参考文献:
[1]张琪.建筑中电气节能技术的应用[J].现代建筑电气,2013,08.
关键词:高层建筑;电气设计;主要内容;注意问题
中图分类号:F407 文献标识码: A
引言
目前,全球进入能源紧缺时期,我国的能源与其他国家相比更显贫乏。然而,我国处于高速发展中,对能源的需求十分巨大,但是当前在我国,能源浪费的现象却相对比较严重,对能源的利用率比较低。能源问题一直是各个国家关注的焦点,如何解决能源问题对国家发展的制约,一直是世界各国探讨的重要问题。我国人口的基数本身比较大,人口增长的数量也比别的国家快。近年来,随着人们经济水平的提高,我国的建筑业高速发展,对能源的消耗也是快速增长,根据相关的数据统计,远远超出世界各国的平均能耗水平,仅仅电气一项就占到55%到85%之间,民用建筑中使用的电气则占到82%左右。但是在能源发展结构不断改变,且不断减少的情况下,降低能源消耗量,提升能源利用率已经成为各国解决能源问题的重要途径之一,也是各个建筑电气专业人员在安装电气系统的过程中首要考虑的问题。不过要解决能源发展的问题,最根本的解决办法就是要不断开发新型的可替代能源,减少对不可再生能源的依赖性,同时运用先进的技术提高能源利用率,使得建筑行业的发展符合我国建设资源节约型社会的理念。
一、智能化建筑和智能化建筑的电气节能设计概述
(一)智能化建筑
智能化建筑指的是利用计算机和现代建筑等先进的技术手段,对包括信息化、公共安全、建筑管理和信息系统等在内的整个系统进行整合,达到最优的效果,为人们提供安全、健康的生活环境。智能化技术的兴起使得我国建筑行业有了新的进展,实现了长足的进展。但是,由于此项技术传入我国时间还不是很长,使得应用时还有许多问题,导致很多智能建筑的控制系统不能正常运作,因此需要我们进行深入的研究分析,这就要求我们应该大力研究电气节能设计,保证智能化建筑控制的正常运行。
(二)智能化建筑的电气节能设计
智能化建筑中的电气节能设计是实现智能化建筑控制系统正常运作的关键技术,有着非同寻常的地位。目前建筑行业中能源消耗最大的是电气耗能,因此我们对智能化建筑中电气节能技术进行优化,降低能耗,更好的实现对建筑的智能化控制。
二、建筑电气设计的节能原则
(一)适用性
建筑电气节能不是不用,而是需要在满足建筑内各种电气设备的能源需求的基础上,尽可能地减少甚至是避免产生能源损耗。因此,建筑设计人员在进行具体的电气系统设计时,需要充分地保证建筑电气的安全,需要综合考虑建筑内各个电气设备的使用功能以及安装环境,保证其能够实现节约能源的目的。在某些特殊环境或者场合的电气使用,例如:学校、医院、公园等公共场合的电气设备的用电,主要考虑如何选择适当的照明照度,不能为了节约能源,而直接忽视使用者对照明照度的要求。
经济性
建筑电气节能设计的经济性主要是指在进行节能设计时,应该以实际的经济利益为最终准则,在节能的前提下不能过多的浪费资金,并且需要通过这些节设计更好地促进过多资金的及时回收。比如在进行建筑电气的设计过程中,用一些比较先进的电气节能设备,设计者需要充分地考虑这些设备运行后的实际经济效益问题。
环保性
电气进行节能设计不仅仅只是为了减少能源的消耗,实际上,是为了提供一个更加美好的发展和生存环境,因此,在进行节能设计时,首先需要考虑对环境的保护,最终做到真正的绿色节能。
三、智能化建筑电气节能优化设计
用电设备
照明节能设计就是在保证满足作业面视觉要求、照明照度的前提下,力求减少照明系统中光能的损失,从而最大限度的利用光能。常见的节能措施有以下几个方面:有效利用自然的光线,这是实现节能的重要方法之一。因此在使用电气设备时,应该要尽量推荐居民采用可以使用自然光的设备,另外,电气系统设计人员在设计的时候应该要充分地考虑自然光与室内人工照明有机地结合,减少人工照明的使用。当前,比较节能的照明设备主要是LED灯,大量使用节能设备已经成为未来发展的一种趋势,居室传统照明灯具在逐渐地被淘汰。相关的研究资料表明,LED是冷光源,半导体照明自身对环境没有污染,与白炽灯、荧光灯相比,节电效率可以达到75%以上,在同样亮度下,耗电量仅为普通白炽灯的1/15,荧光灯管的1/3。推广使用低能耗性能优的光源用电附件,如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等。公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具,紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器,气体放电灯宜采用电子触发器等。
(二)供电电源电压及主接线。
由于高层建筑用电负荷较大,所以需要采用高压进行供电,供电电压等级为10kV。目前很多高层建筑和工矿企业都会采用单母线制为其供电系统的主接线,这种主接线不仅结构较为简单,而且不需要较多的设备和投资,具有非常好的经济性。高层建筑电力负荷分为一级负荷和二级负荷两种情况,一级负荷由两个独立电源进行供电,二级负荷需要由双回路线进行供电,当取得双回路线困难时,则也可以由一回路专线供电。通过对供电方式的优化设计,确保了高层供电的可靠性和连续性。因此在实际线路设计时,通常采用内桥接法来进行高压双回路和三回路进线,且低压上则采用单母线分段的方式进行,通过设置母线开关,从而在各段母线上进行负荷的分配。对于特别重要的负荷,则需要由备用的柴油机来进行供电。这些高压双回路或三回路进线来自于不同的独立电源,这样就有效的确保了供电接线的可靠性。但在这样的设计中,需要使用较多数量的断路器,而且变压器备用容量也较大,这就需要对其经济性值进行重要计算。同时在供配电装置中,由于有部分设备属于充油设备,所以会隐藏着火灾隐患,而且也不利于变电所的布置。
(三)供配电系统节能优化设计
智能化建筑节能优化设计的主要目的是降低能耗,而最根本的是从整个建筑的供配电系统方面来着手,将设备用电的特点、用电负荷容量和设备位置的布置等方面进行分析研究,制定出科学、合理的供配电方案,确保整个建筑控制系统的正常运行。从具体措施来看,可以从以下两个方面来制定措施:第一,尽量使用电电压稳定,减少因为电压忽高忽低而产生不必要的能耗;第二,在建筑施工中尽量选用较短且直的路径进行供配电布线,将电气系统简化,降低能耗。
(四)变压器的节能设计
对于电力系统而言,变压器属于不可缺少的一部分,如果我们能够科学地选用合适的变压器型号以及运行方式,就可以大大减少因为变压器而造成的电能损失。当出现大冲击性负荷、季节性负荷情况时,电能质量会发生变化,此时如果设置了专用变压器,且变压器可以根据实际情况自动切换,这样便可以解决由于突发状况带来的电能变化问题,从而也降低了负载运行带来的电能浪费,而且也使得电力系统能够实现经济性。
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1、电力线路的铺设要合理。建筑物当中电线铺设尽量沿直线前进,且尽可能选择最短路径,从而减少电力设备到电力设备之间的损耗。另外电线应该尽可能铺设在可以散热或者可以通风的地方,避免因温度升高导致电能的过多损耗。 2、科学选择导线的截面积。导线截面积的选择应该根据实际的情况来判定,就较长的导线来说,在满足了各种条件之后,截面积可以增加一至二级。3、电气用房位置的选择。电气用房位置的选择,应考虑设置在用电负荷中心区域,合理的对用电设备配线,按照减少电力线缆使用的原则,减少能源的消耗,让电力能源使用的效益最大化。
结束语
建筑电气设计的节能措施能够有效地降低能源损持续发展有着重大意义。因此,这给我们所有的建筑电气工作者提出了要求,要始终致力于建筑电气节能设计的完善与发展,实现环保节能的长久目标。除此之外,电气设计师要善于创新,时刻更新设计理念,不断增强电气设计的经济性以及综合性,提高我国建筑电气节能环保的设计水平。
参考文献:
[1]祁会祥.谈绿色建筑和建筑节能设计[J].山西建筑,2014,32:198-200.
[2]赵海波.对建筑电气的节能设计方法探讨[J].科技创新与应用,2014,32:252.
关键词:节能施工;建筑;技术改良
当今世界,能源问题成为了各方面势力角逐的焦点,建筑行业的节能理念下,对施工技术的改良也受到越来越高的重视。近年来,我国社会经济取得了较大的进步,但是就我国能源现状而言,虽说总量较大,但是基于我国庞大的人口基数,还是出现了严重的短缺现像。伴随着我国经济的增长和社会的进步,供求矛盾不断加深,坚持可持续发展战略是维持经济发展和社会进步的必由之策,因此,节能建设的大力发展是如今刻不容缓的问题。
1 节能趋势下建筑施工技术改良的重要意义
建筑施工的改良不仅与人们的生产和生产息息相关,与人类未来趋势的发展也有着重大的关联。当今社会,人们对居住条件的要求,不仅仅是安全和舒适,更有生态和环保状态有了进一步的要求,这说明随着经济的发展,人们在追求物质享受的同时,对精神文明也有了一定的追求。城市化扩散,道路网络的发展,使得城市变得拥挤,建筑的拥挤更会给人带来拥挤和焦躁的情绪,不利于人们的身心健康。因此在大力提倡绿色节能的今天,建筑施工技术的改良就显得至关重要,而且刻不容缓,建筑进行设计的时候,必须遵循绿色节能的原则,尽可能的将资源消耗和环境污染程度降到最低,这不仅是建筑业发展的需要们更是城市发展的趋势所向。
2 节能建筑施工技术的改进措施
2.1 节材与材料资源利用技术。由于我国目前建筑行业的技术标准没有形成一个规范的体系,早起受到计划经济的影响,致使我国建筑行业选择具有多样性,造成材料质量的不统一,由于建筑材料在整个建筑中所占的比例很大,所以材料成本的控制就显得尤为重要。现阶段对废弃建材的处理也是一个十分严重的问题,一般性的直接遗弃,容易造成环境的污染,更是一种极大的浪费。因此,必须加强科学投入,研究出一套行之有效的废弃建材循环利用细系统,一方面降低废弃建材对环境的污染,一方面也能对加大利用效率,做到资源的节约。
2.2 健康绿色管理。一栋建筑物能否顺利施工,与其是否具有高效健康的管理体制息息相关,要想实现节能建筑的施工,也就必须对其进行科学健康的管理。绿色建筑指的是建筑的选址、设计、施工、使用和拆除过程中,对能源做到最有效率的利用,尽量降低环境负荷,节约资源,建造高校、安全、健康的居住环境,达到人与建筑和环境和谐相处,科学发展。
2.3 对建筑选址进行合理规划。首先,建筑的选址要考虑到当地的气候、水质、地形等环境因素,因此,节能建筑设计中,要以不破坏整体生态平衡为基准,尽量将建筑的选址适应道周边的环境中去,使整个建筑物在其生命周期中都保持适宜的气候环境。另外,建筑的朝向也是节能建筑设计的一个重要问题,是冬季能否获得足够阳光,避开主导风向,夏季利于自然通风,避免西晒的先决条件。因此建筑物的朝向应当在事前做好规划,综合多方面因素,由于建筑的规划受到城市、道路规划的影响,需要权衡各方面的得失,很难做到兼顾,因此只能在众多影响因素中综合选取一个平衡点,选择生态环境和朝向等综合条件较好的设计,再进行采纳。最后还要考虑建筑的通风性能,对室内热工环境起到一定的改善作用,防止东西向日晒。
2.4 对建筑围护结构进行节能设计。建筑围护结构组成部分,包括屋顶、外墙、门窗及遮阳设施等,这些设施的设计对建筑能耗有这直接的关系,对用户所处的热舒适环境也有很大影响。因此,通过改善建筑物维护结构的热工性能,可以在夏季减少热量传入,冬季减少室内热量的流失,使得建筑热环境得到改善,从而减少建筑冷热能耗,达到高效节能的目的。其具体做法主要有:(1)屋顶节能设计。建筑斜坡顶层面不仅可以降低住宅预层的层高,对屋面防水和扩大屋顶部位使用空间问题提出了良好的解决方案,也减少了建筑之间的日照距离,节省了建筑用地,是对能源起到节约作用的设计。而平屋顶设计若采用北向的退台,可以获得足够的露天活动空间,同样也可以达到缩小日照距离的目的。(2)墙体节能设计。 墙体是称重、防水、隔热、保温的建筑主体,其材料的保温性能对建筑耗热量有直接影响。而单一的墙体材料往往无法同时满足保温和隔热的要求,因此出于节能考虑,应该加大空心砖及其复合墙体技术的推广力度,混凝土承重墙一般用砖或钢筋铸造,并与绝热材料符合。
2.5 对材料的环保节能选择。随着科技的发展,环保材料运用于越来越多领域,引起人们越来越大的重视,建筑行业中,对节能环保材料的运用,无疑是对节能建筑设计的最大支持。(1)装饰材料的节能选择。不同的材料能耗不同,这是显而易见的,比如,就照明设备而言,深色壁纸的房间所需的照明用电量是浅色房间的两倍,而在空间较大的房间选用多角度装饰灯具,就能够很好的保持房间的各部分都达到应有的亮度,对节能灯具的选用,以及根据自然光线调节灯管强弱的设置,都可以对能源达到很好的节约。另外,不同材料对能源的利用也不尽相同,因此应鼓励用户尽量选用绿色节能材料来建造家园,不仅能做好能源的节约,对自身身心修养同样大有裨益。(2)给水材料的节能选择。从水质角度来看,从自来水公司流出的生活饮用水都是符合国家标准的,但是由于传统官道系统多采用金属管材,易生锈、易结垢等特点,使得自来水流入用户终端时,其水质就很难得到保障。这种二次污染问题不仅对人体健康存在威胁,对能源同样是一种浪费。
因此,我们鼓励使用塑料管为主体的绿色优质管道,从根本上解决自来水运送过程中的二次污染问题。而且塑料管道的成本较金属管道低,耐腐蚀性能较好,总体节能环保性能较优。
2.6 对新能源进行合理运用。资源节约的两条道路是开源节流,除了做到对既有能源的节约,还要积极努力的卡法新能源,开拓能源使用的新天地,从根本上解决能源紧缺的问题。燃气能源现如今严格来说已经不属于新能源了,但其在建筑中的使用范围还未普及,在供电供煤紧缺的情况下,使用燃气代替是很好的选择,我们应该大力推广燃气,以其清洁、安全、价格相对较低的特点,最大限度的服务于人类生活,采用天然气供热供暖,这就可以做到对电力和煤炭资源的节约。此外,新能源还包括了风能、地热能、水热能等自然资源,在以后的科学研究中,应该加大对这些新能源的研发,才能更好的达到开源节流,节约资源的目的。