节能设计论文范文

时间:2023-03-14 14:51:20

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节能设计论文

篇1

近年来,渔船制冷系统较多采用的是蒸汽压缩,制冷剂则是NH3,主要组成部分是压缩机与冷凝器、蒸发器等。渔船制冷系统的工作原理即由压缩机先将热氨蒸汽吸收到里面,然后经过压缩,从而形成高温、高压的过热蒸汽。但是此蒸汽在通过冷凝器冷却之后,就会释放许多热量,然后利用热蒸汽达到降温目的,使其成为饱和蒸汽与液体、湿蒸汽,再冷凝成为过冷液体。通过节流元件节流降压之后,此过冷液体慢慢成为干度相对低一些的湿蒸汽。最终此湿蒸汽处于蒸发器低温、低压环境条件下会大量气化,吸入大量气化潜热与少许显热,使冷库温度得以下降,成低压过热蒸汽最后又回到压缩机,形成热力循环。

1.2外部热量浸入对冷库的影响

由于捕捞作业的渔民自身条件因素与劳动强度等一些列缘由,冷库制冷系统管理水平很难得到保障,能源出现大量浪费的问题比较严重。因此提高渔民从业者能力的教育工作在现今诸多情况下也就显得尤为重要了,以此才能更好的促进渔民根据相关程序正确的对制冷系统进行及时的维护管理。但是冷库被外部热量浸入的情况,会大量提高冷库的全热负荷,也有可能造成系统较长时间内都在运行状态中,从而也就使得能量被大量浪费掉。根据资料得知这方面相关统计数据得知,冷库里面外部浸入的能量大约占据了总负荷的百分之十六左右。因此也就要求渔民形成良好的习惯,比方说有意识的控制冷库库门的开启次数,以及随手关门与关灯的日常习惯,最大限度的降低环境热量浸入冷库中。这样也就能够在此方面有力保障冷库较长期限的健康节能的运转。

1.3冷库设计情况

实际上可以说捕捞作业半径与渔民生活质量在一定程度上受到冷库系统运行状态的影响,冷库自身运行也在能量耗费总量中占据着不低的位置,损耗较为严重。因此也就可以酌情从冷库设计层面考虑,比方说适当增大冷凝器与蒸发器的换热面积就不失为一个可行性较高的方案。又比如结合国内外经验,选择采用目前比较热门有效的变频技术,以此达到系统节能的要求。并且,海洋中海水的平均温度大约是32度左右,相较于一般的淡水温度也就低了不少。因而冷凝器为了提高热换质量实现节能需求,可通过海水替代淡水冷却方式,并且冷凝器可以选择铜镍合金与复合铜板这种内部材质进一步保障其工作年限。

2渔船制冷节能实现方案

通过分析渔船制冷系统自身工作原理,可以得知对冷库耗费能源形成影响的技术参数主要包含了冷凝温度、过冷度、蒸发温度以及过热度等等。其中就过冷度而言,自身大小基本上是受冷凝器换热面积大小的影响,而过热度则是由节流元件设定。冷凝温度与蒸发温度这两者分别和冷凝器里面制冷剂的冷凝压力与蒸发器里面蒸发压力两大技术参数相对应。简而言之,也就是说若能够将冷凝压力、蒸发压力这两者控制得当,就能够获得与之对应的冷凝温度与蒸发温度,从而妥善处理好制冷系统耗能严重的现象。接下来也就从管理层面着手,围绕冷凝压力与蒸发压力两者探索冷库节能措施。

2.1冷凝系统冷凝压力的控制

2.1.1冷凝器压力过大情况的避免措施

若是系统的冷凝压力变大,很容易导致冷凝温度增高的情况,从而造成制冷量降低问题,以及压缩机轴功率增大与制冷系数减小等一系列不良现象。就冷凝压力而言,能够导致其变大的因素除了制冷剂充注量高过设计值之外的原因,还有冷凝器换热差与空气混入制冷剂里面等等因素。首先就第一个原因而言,当制冷剂的充注量在高于正常值情况下,冷凝压力就会不断增大。但是制冷剂过量的话很容易引起冷凝面积不足,那么冷凝效果也就会变差。因此需要根据要求严格把控制冷剂的充注量。若是充注量超出设计值,就采取补救措施,在储液器出口回收多余制冷剂。其次,就冷凝器换热效果而言,其效果不佳有自身因素也有外部因素,若是冷却海水量温度过高或者是流量缺少都会造成冷凝器效果差,这属于外部因素。而换热面脏污引起的换热系数降低则是自身因素。想要有效处理此问题,那么在制冷系统运转过程中,也就需要严格把控冷却水流量,促使其在冷凝器进出口温差维持在2度到4度间。等系统运转一定时间之后,就能按照换热效果对换热面彻底清洗。最后就系统内部存在空气的情况而言,多是由于在制冷系统进行维修后,没有彻底抽完真空,亦或是冷却剂充注过程中不下心,都会导致空气混入系统内部。而空气在制冷系统中是无法进行冷凝的,也就容易对冷凝造成更大的压力,导致制冷量减少,而耗电量增多。由此可见,系统内部存在空气的严重后果,所以相关人员必须仔细彻底的排除内部空气。比方说,系统在停机状态时,就可以依照压焓图与系统参数值两者的比对,在压缩机排气口亦或是冷凝器放气阀处操作排气。

2.1.2冷凝器压力过小情况的避免措施

冷凝压力与冷凝温度在降低时,能够对压缩机轴功率造成影响,导致其跟着减少,同时还有可能提高系统制冷量。只是冷凝压力若是低于正常值,极容易导致经过节流元件的制冷剂流量减少,引起蒸发器里面的制冷剂缺乏充足的流量,反而使得系统制冷量降低。而引起冷凝压力不足的因素较多,其中压缩机运转不健康就是比较重要的原因。例如吸排出阀片若是有泄露情况,亦或是活塞环密封不够严实、压缩机不能增载等,都会引起压缩机排压不足。除此以外,冷凝器能力过强,比方说冷却水温度太低、流量太大等情况都会引起冷凝压力降低。因此,所在系统运转时,必须根据相关要求定期检查压缩机密封性能,认真把控冷却海水流量情况,确保压缩机排除压力维持在1.7MPa数值左右,制冷剂大约44度,以此方能进一步确保系统健康安全又经济的运行。

2.2控制制冷系统蒸发压力

2.2.1蒸发压力过高情况的避免措施

若是蒸发压力过高的话,很容易造成蒸发器里面的制冷剂蒸发温度提升。这样也就容易引起冷库温度与蒸发温度两者之间温差小于正常值范围。从而不仅对蒸发器换热效果造成不良影响,还可能使冷库温度达不到设定值。为了确保系统能够健康运行,应该将冷库温度与蒸发温度的温差高于5度。

2.2.2蒸发压力过低情况的避免措施

分析制冷工作原理,可以知道基于冷凝温度不变的条件下,蒸发压力若是出现下降,蒸发温度每下降一度,想要在获取一样的制冷量,所需要耗电量大约需要增大百分之五左右,从而导致压缩机制冷效果差。可以根据故障特征,采用相对应的方案处理妥善,保障实际蒸发温度和冷库温度两者之间差值不高于10度。比如,针对制冷剂漏失所造成的蒸发压力低情况的处理方案。健康运行时,需要求储液器里面的制冷液体把控在三分之一到三分之二范围内。又比如,因制冷剂渗透性比较强,也就使得连接部位容易出现泄漏情况,引起冷剂不达要求,液管也许会掺入气态冷剂,这种情况下即便节流元件处于全开状态,蒸发器里面的制冷剂流量还是达不到要求。从而导致压缩机长时间运转,严重时还会出现起停频繁的情况,使得库温难以达到设计值。针对此情况,也就需要及时在压缩机的吸入口,亦或是储液器的进口部位等地方直接充入制冷剂,以此保证制冷剂总量达到设计要求。

3结束语

伴随我国远洋渔业的快速发展,渔船动力设备改革更新的周期随之更快了。渔船制冷的节能设计研究更是提升制冷系统管理水平的重要方向。通过分析渔船制冷系统自身工作原理,可以得知对冷库耗费能源形成影响的技术参数主要包含了冷凝温度、过冷度、蒸发温度以及过热度等等。过冷度与过热度因自身所受限制的因素也就并不需要深入研究。而从冷凝温度与蒸发压力这两个技术参数入手能够更好的满足制冷节能的需求。

作者:鲍骋东 单位:岱山县海洋与渔业局船检站

参考文献:

[1]林国良.渔船制冷系统的节能控制[J].化学工程与装备,2014,(03),147-148.

[2]倪锦,顾锦鸿,沈建.渔船氨水吸收式制冷系统的建模和理论运行特性分析[J].渔业现代化,2012,(02):54-58+63.

篇2

一、发展节能住宅建筑的意义

在建筑领域,人类从自然界所获得物质原料的50%用来建造各类建筑及附属设施,建筑能耗在人类总能耗中所占比重约为1/4。在经历了数次能源危机以及对矿物能源资源的不可恢复性和温室效应对生存环境负面影响的认识越来越清楚之后,世界各国提出了控制矿物能源用量的增长,提高能源使用效率,开发新能源和可再生能源的目标。作为耗能大户的建筑业节能受到极大的关注。建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势,也是当代建筑科学技术的一个新生长点。随着人们物质生活水平的不断改善,对住宅建筑的环境质量要求也日益提高。我国是一个经济快速增长、人口占世界20%的大国,也是能源相对匮乏的大国,已成为世界上第三大能源生产国和第二大能源消费国。目前我国每年建成房屋面积已超过所有发达国家一年建成建筑面积的总和。建筑在生产和使用过程中要消耗全球资源中能源总量的50%,产生的污染也十分惊人。所以建筑节能和保护环境是摆在人们面前的紧迫课题。

二、节能建筑设计应贯彻的设计原则

各地区的节能建筑,必须适应本地区的气候特征,既不能照搬严寒地区的建筑型式,也不能照搬夏热冬暖及海洋性气候地区的建筑型式,更不能照搬四季如春的温和气候地区的建筑型式,一般说来设计时应遵循以下原则:

(1)建筑物尽量采用南北朝向布置。否则,须加强建筑围护结构的保温隔热性能而需增大建筑成本。

(2)建筑群之间和建筑物室内,夏季要有良好的自然通风,建筑群不应采用周边式布局型式。低层建筑应置于夏季主导风向的迎风面;多层建筑置于中间;高层建筑布置在最后面,否则,高层建筑的底层应局部架空并组织好建筑群间的自然通风。

(3)按相关设计标准的规定,尽量加大建筑物之间的间距,尽量减少建筑群间的硬化地面,推广植草砖地面,提高绿地率,加强由落叶乔木、常绿灌木及地面植被组成的空间立体绿化体系,以便由树冠和地面植被阻档、吸收大部分的太阳直射辐射,减小地面对建筑物的反射辐射。

(4)应控制建筑物的体形系数不超过节能设计标准的规定。即尽量减少外墙的凸凹面和架空楼板,坡屋顶宜设置结构平顶棚或降低坡度,应采用封闭式楼梯间等。当体形系数超过标准的规定时,应加强围护结构的热工性能,计算建筑物的采暖空调能耗并不得超过标准的规定。

(5)不应设置大窗户,窗户大小以满足采光要求为限。门窗玻璃应采用普通透明玻璃或淡色低辐射镀膜玻璃的中空玻璃,居住建筑和办公建筑不应采用可见光透光率低的深色镀膜玻璃或着色玻璃。还要求外门外窗具有良好的气密性、水密性、不小于30分贝的隔声性能和不小于2.5kea的抗风压性能。

(6)屋顶和外墙既要保温又要隔热,其保温隔热性能应符合建筑节能设计标准的规定,还要防止保温层渗水、内部结露和发霉。屋顶和外墙,不能采用单一的轻质材料和空心砌块材料,最适合采用厚实材料加轻质材料的复合构造做法。

(7)屋顶和外墙的外表面,宜采用浅色饰面层,不宜采用黑色、深绿、深红等深色饰面层,否则应加大屋顶和外墙保温隔热层的厚度,计算其夏季的内表面计算温度不超过36.9℃,宜低于35℃。

(8)加强分户墙和楼地面的保温性能,使其符合建筑节能设计标准的规定。居室及办公室楼地面面层的吸热指数还应符合民用建筑热工设计规范的规定。

(9)设有集中采暖、空调的节能建筑,应选用高效、低能耗的设备与系统,不得采用直接电热式采暖设备和装置,应设置分室温度控制装置。除上述9点之外,节能建筑还应具备设计规范所要求的隔声性能等适用性能、安全性能、耐久性能和环境性能。

三、节能设计在我国住宅建筑中的应用措施

(一)屋顶保温隔热的节能设计

在住宅建筑屋顶构造设计中,应使用高效保温材料、架空型保温、倒置保温等进行合理的保温和隔热设计,这样可以很好地保证在冬季低温地区、夏季高温地区给室内提供适宜的生活温度,同时为冬季的暖气用能、夏季的空调降温用能节省出大量能源。我国冬季的采暖大多数地区还在用煤,夏季的降温一般都是用电,合理的屋顶保温和隔热设计可省出大量的能耗。

(二)门、窗系统的节能设计

外门窗是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位,其面积约占建筑外维护结构面积的30%,其能耗约占建筑总能耗的2/3,其中传热损失为1/3,所以门窗是外维护结构节能的重点。在节能措施上,首先在保证日照、采光、通风、观景条件下,要尽量减少外门窗洞口的面积。其次,可采用外廊、阳台、挑檐、遮阳板、热反射窗帘等遮阳措施减少阳光直接辐射屋顶、墙、窗及透过窗户进入室内。再次,加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段之一,提高门窗气密性。最后,在经济状况允许的条件下,可考虑使用新型保温节能门窗,能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗可大大提高热工性能。

(三)建筑外墙节能设计

以往以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准,按照新标准在单一材料墙体中,只有加气混凝土能满足要求,所以应发展复合墙体技术。设计中主墙体可采用混凝土空心砌块、空心砖墙体、空心砌块墙体、现浇混凝土墙体,然后加以轻质高效保温层和耐候饰面层。保温层可放在承重层外侧,特别提到的是复合结构中常采用单层或多层封闭空气间层与带反射材料的封闭空气间层,在增大热阻、满足保温的同时还可以减轻围护结构的自重。

四、结语

在建筑节能设计方面,通过以上几方面的优化设计不仅可以解决国家的能源问题,同时也可以促进建筑技术和建筑产业的发展,为合理利用资源、保护生态环境、提高人民生活水平起到一定的作用。

参考文献

篇3

一、绿色建筑节能设计概述

从概念上讲,绿色建筑是指建筑物可以充分利用自然资源,同时在建筑施工中又不破坏生态平衡的建筑称为绿色建筑。绿色建筑要求室内布局必须合理,尽量减少合成材料的使用,充分考虑建筑物与环境的协调,充分利用太阳能、风能。在绿色建筑的设计过程中,要利用高科技手段尽力减少能源的消耗,要考虑建筑物的节能、无污染因素。尤其是对绿色建筑物室内设计,一定要首先考虑到为人类创造利用太阳能源的生活环境和一种接近自然的感觉。利用高科技的设计手段造就温馨的设计,是绿色建筑的追求目标。我们要坚持以人为本,以建筑与自然环境协调发展为目标,充分体现出绿色建筑向大自然索取和回报的平衡。

二、绿色建筑在低碳经济发展中的意义

加强绿色建筑的建设,这是源于全球范围内已经对环境造成了严重的污染问题,源于贸易、工业高速发展,使城市的建筑已经面临能源短缺和环境恶化的危机,这无疑对城市的可持续发展带来严峻的威胁。因此,在城市发展中实施“低碳经济”已成为绿色建筑设计势在必行的内在要求。“高碳经济”的发展虽然促进了城市的现代化,但同时也给人类社会带来了致命的灾难和风险。这一危机已经引起了全世界各国的关注。近年来,绿色建筑节能设计是当今世界各国构建低碳城市的关键问题,因为绿色建筑节能设计关系着解决人类生存的能源问题,而能源问题是世界的动力问题,没有了能源世界就没有了动力,因此,节约能源是未来绿色建筑节能设计的追求目标。目前绿色设计成为建筑设计师们首选的方向,绿色建筑节能设计应该承担其应有的社会责任和义务。利用绿色建筑的发展使人类的和谐环境得以保证。“绿色建筑”概念提出的意义在于更好地保护和改善环境,来为人类创造更好的生存空间。

三、绿色建筑节能的设计原则

1、和谐发展的原则

要做到绿色节能建筑,就要做到人与自然和谐的发展的原则。建筑物是自然界重要的组成部分和自然界的其他事物形成了一个整体。建筑和自然界的其他事物是有着重要的制约关系。因此,这就要求我们在建造建筑的时候,把自然因素考虑进去,从而让人文环境与自然环境能够得到相互的融合在一起,并达到平衡的状态。

2、合理利用的原则

要做到绿色节能就要做到合理利用,目前我国建筑业普遍存在着高能耗、低效率的浪费现象,如果这一现象得不到解决,那自然环境会遭到破坏。因此,我们在设计建筑时,必须采取最佳的方案,使资源得到充分的利用,提高资源的利用率,使高的能耗得到控制。同时,在设计时,我们要特别注意水、电、取暖、制冷等高能耗环节。在合理利用能源的环节上要不断的开发新的技术和能源,建筑材料选取时应考虑可循环利用和重复利用。

3、健康舒适的原则

要做到绿色节能建筑就要做到健康舒适,建筑在做到绿色节能的基础上还要要求人们住着舒适,这就是建筑设计最大的原则。因此我们要采用节能和环保的材料,以确使人们能达到最舒适的状态。在设计建筑时,要考虑供暖、采光、降温、通风以及污染处理等问题,从而达到人们对建筑绿色节能的要求。

4、整体及环境优化原则

建筑是环境的一部分,应与周围环境融为一体,其设计要追求最佳环境效益。建筑设计的重点应该是整体效果,对建筑及其周围生态系统的组合、平衡和协调进行规划,尊重自然环境和社会生态环境,优化各要素的布局与配置,达到整体优化的效果。

四、绿色建筑的节能设计策略

1、绿色建筑节地设计

我国的一项基本国策是珍惜和合理利用每寸土地。国务院有关文件指出,各级人民政府、地方行政公署要全面规划,切实保护,合理开发和利用土地资源。国家建设和乡(镇)村建设用地,必须全面规划,合理布局,节约用地,尽量利用荒地、劣地、坡地,不占或少占耕地。节约用地,从建筑的角度上讲,是建房活动中最大限度少占地表面积,并使绿化面积少损失、不损失。节约建筑用地,并不是不用地,不搞建设项目,而是要提高土地利用率。在城市中节地的技术措施主要是:建造多层、高层建筑,以提高建筑容积率,同时降低建筑密度;利用地下空间,增加城市容量,改善城市环境;城市居住区,提高住宅用地的集约度,为今后的持续发展留有余地,增加绿地面积,改善住区的生态环境;在城镇、乡村建设中,提倡因地制宜,因形就势,多利用零散地、坡地建房,充分利用地方材料,保护自然环境,使建筑与自然环境互生共融,增加绿化面积;开发利用节地建筑材料。

2、自然通风设计

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。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。

3、加强设计利用太阳能的绿色建筑

在绿色建筑设计中,要利用好太阳能这一最佳的可再生能源。要把太阳能作为绿色建筑加热的一部分,因为,太阳能是一种取之不尽用之不竭,并且没有污染的能源,利用太阳能可以为绿色建筑节能设计开阔了如何节能的思路。通常我们利用太阳能来收集热量的特点来进行节能设计,比如它可以利用白天吸收储存太阳的热量,然后均匀的在24小时利用,从而节约了绿色建筑物能源方面的投资。

4、建筑门窗设计

门窗结构是建筑物结构的重要组成部分,其隔热保温性能较低,冷热空气很容易通过门窗缝隙进入室内,因此,加强门窗结构设计是绿色建筑生态节能设计重点之一,具体要从以下几点考虑:合理设计窗墙的面积比例,有效降低采暖耗热值;科学设置门窗的开关方式,例如推拉式,防止穿堂风流过;在门窗上方设计可自动调节的遮阳棚或窗帘,防止夏季阳光直射,避免室内温度升高。

5、建筑墙体设计

绿色建筑生态节能设计要充分考虑墙体的保温性能,尤其是加强建筑外墙外保温的研究。外墙体外保温设计要选用隔热保温性能良好的新型节能材料对墙体进行填充,例如泡沫塑料、膨胀珍珠岩、保温砂浆、耐火纤维等,从而提高墙体的热阻性能,减少室外气候环境变化对室内温度造成的影响,同时避免冷桥或热桥结构对建筑墙体的破坏,延长墙体的使用寿命。

五、结语

我国是一个能源消耗大国,要想更好的发展低碳经济,必须重视发展绿色建筑,它是我国建筑行业未来的发展方面。绿色建筑节能设计是一门综合性很强的学科,它既确保了建筑工程项目经济效益与环保效益的双赢,同时又促进多学科的密切交流与共同发展,致使人类与自然更加和谐。

作者:罗雪 单位:成都建筑材料工业设计研究院有限公司

篇4

如我区大部分地区为严寒地区,工业建筑均需冬季采暖,尤其在东部地区冬季室外温度在-20℃~-30℃的天数较长,采暖能耗占比例较大。过去好多地区的墙体厚度较大,结构构件的尺寸较大,建筑物重量大,结构笨重,在节约能源方面非常不利。因此,在设计中进行节能设计的潜力很大。

在本人设计的供水工程中,有好多厂房为泵房、水处理间、加药间、水沉淀间等。在能保证电气设备使用要求的前提下,尽量采用主副厂房合并建设,以减少土建工程量。有些厂房室内湿度大,采用自然和机械进排风,来保证室内正常环境。并参照公共建筑的节能标准,对屋面墙体采取有效的保温措施,采用密封性能较好的门窗等措施以提高建筑物的保温性能,从而改善室内环境、达到降低能耗的目的。

2工程实例

以单层排架结构取水泵站为例,屋面采用挤塑聚苯乙烯夹芯板,外墙为300厚陶粒砌块,外贴挤塑聚苯乙烯保温板,门用彩板门,窗户为断桥铝合金窗,建筑面积461.16m2,采暖面积427.68m2。

2.1墙体外保温优点

为了保证室内基本的热环境要求,在满足建筑物使用功能的前提下,做墙体外保温,可消除“热桥”的不良影响,有效地保护主体墙,使墙体潮湿、结露的情况得到改善。

2.2门、窗户

本工程门窗设计采用断桥铝合金门窗。优点是:保温隔热性能好,比普通门窗热量散失减少,大量节省采暖和制冷费用,节能效果显著;防结露、结霜,提高了门窗的水密性和气密性;防风沙、抗风压,抗振动效果好,是一种绿色建材。

篇5

(1)因建筑物总体布局不合理而造成

建筑设计方案中贯彻节能设计思想受节地要求的影响,在建筑物总体布局上,一味地追求建筑面积的最大化,使得建筑布局往往会或多或少的忽略建筑物的自然采光与通风,这在一定程度上造成了能源的严重浪费,为了节地而降低了建筑的适用性,并不是建筑节能设计思想所提倡的。

(2)因建筑物单体布局不合理而造成

在建筑单体的设计中,需满足建筑物的适用性和美观性原则,二者的关系需要很好的平衡。部分设计师一味地追求建筑的新颖性和独特性,将建筑物单体的平面布局设计得过于曲折,造成建筑体形系数过大,建筑能耗过高,不利于建筑物的节能。

2.建筑设计方案中贯彻节能设计思想的作用

(1)能有效地利用可再生的能源资源

人类社会的发展,应尊重自然、顺应自然、学会与自然和谐相处。建筑物的节能设计,将节约利用资源的观念贯彻于建筑物设计与建造的始终。比如在节能设计观念的指导下,设计师在考虑建筑物总体布局上,会充分利用自然采光及自然通风,这在一定程度上既节约了能耗,又提高了建筑的适用性。又如在节能设计观念的指导下,设计师在设计建筑物单体时,会充分地考虑建筑物的造型与功能之间的关系,通过充分利用自然的采光及通风条件,不仅在一定程度上能节约利用电能和减少空调设备的支出,更能有效地防止传染性疾病的发生。此外,在节能设计观念的指导下,设计师在建筑物景观设计中,可以充分利用原有的自然环境,尽可能在不破坏周边环境的同时,达到建筑与环境的协调统一。

(2)能满足人民生产和生活的需要

建筑物在建造的过程中,其建设的主体有三类,第一类为设计方,第二类为施工方,第三类为承建方。设计方负责建筑物设计方案的设计,施工方负责根据设计方的图纸进行施工,建设方是建筑物的所有者,其主要为建筑物的建造提供资金。基于此,建设方在选择设计方案时,会衡量投资与回报的关系,利用最少的投资获取最大的回报。建筑物的节能设计无疑备受建设方的亲睐。消费者在购买房屋时,会综合考虑建筑物各方面的因素,如建筑物周围的配套设施,建筑物设计的质量,等等,节能环保的设计不仅能为消费者提供舒适的生活环境,更能节约建筑物在使用过程中的能源资源,极受消费者的欢迎。

二、建筑设计方案中贯彻节能设计思想的方法与措施

贯彻建筑物的节能设计思想,是设计师的基本职业素质,设计师应充分发挥主观能动性,考虑建筑物、自然环境和人工环境三者之间的关系。据统计,自然环境对建筑物的节能设计的质量起到70%的影响。因此,在建筑方案的设计过程中,应充分贯彻节能设计的思想。以下是对如何贯彻节能设计思想方法和措施讨论。

1.将自然元素充分引入到建筑物的设计方案中

与建筑物的设计有关的自然元素有土地、降水、光照和通风情况等等。建筑师在设计建筑方案的过程中,应以节能理念为宗旨,进行能源资源的优化配置。

(1)将自然采光引进到建筑物的设计方案中建筑师在设计建筑物的过程中应根据消费者的需求,贯彻节能设计的理念。将自然采光引进到建筑物的设计方案是设计师进行节能设计的首要选择。在运用自然光贯彻节能设计理念时,设计师需要对建筑物所在地的自然环境和人文环境进行综合的考量。我国处于地球的北半球,太阳东升西落,根据这个实际情况,将自然采光设计贯彻到建筑物的设计中时,应将建筑物的朝向设计为南方、东南方或西南方;具体的角度位置关系,要综合考虑到周边街道、周边建筑关系等因素。在顾及建筑物美观的同时达到了利用自然光调和房间整体效果的节能环保目的,在一定程度上改善了人们的生活质量。

(2)将自然通风引进到建筑物的设计方案中将自然通风引进到建筑物的设计方案中是贯彻节能设计思想的有效途径。贯彻节能设计思想,需要做好以下几个方面的工作:

1)设计之初,做好资料的收集工作。根据建筑物所处的人工环境和自然环境的特点,收集历年来该地最高温和最低温的差值,风向、风速和风力的大小以及降水量等情况。

2)在具体的设计过程中,应明确自然通风设计对建筑物节能设计的作用:在自然通风的情况下,空气的流通速度增强,室内空气与室外空气相交换的频率增加,在人群密集的场所,空气的流通可以有效地防止各类呼吸道疾病的滋生与传播,为人民的身体健康和生命安全保驾护航;自然通风可以减少空调和机械通风设备的使用频率,降低能源的消耗,达到节能减排的目的。

(3)将自然景观引入到建筑物的节能设计方案中将自然景观引入到建筑物的节能设计中,在减少对自然破坏的同时,提高了建筑本身的适应性与协调性。设计师在设计建筑物的人文景观和自然景观时应尽可能地引进周边整体环境,在顺应自然界和人类社会发展规律的过程中贯彻节能设计思想。

2.从建筑物本身贯彻节能设计思想

从建筑物本身贯彻节能设计思想需要考虑以下几个方面的内容:

(1)将节能设计的理念贯彻到建筑物的总体布局设计中。建筑物的总体布局关系到整个建筑物的功能。在建筑物的总体布局设计中,应对土地资源进行合理的使用,这既是国家关于提高土地使用率的规范,也是建筑物节能设计的重要方面。在进行建筑物的节能设计时,还应提高原材料的使用率,争取利用最小的资源消耗,建设满足市场需求的建筑物;为贯彻节能设计的理念,设计师在设计建筑物的过程中,还应对建筑物周边的情况有所了解,如周边的交通配套设施、周边行政区域的划分,等等,尽可能地满足人们生产和生活的需要。

(2)将节能设计的理念贯彻到建筑物的体形设计和管理设计中。实现这两个方面的节能设计,需要设计师将自然元素和人工元素结合起来,充分发挥自身的主观能动性,贯彻建筑物的节能设计思想。

篇6

2目前我国建筑电气节能设计中存在的一些问题

目前,人们对于电气节能设计越来越关注,并广泛应用到建筑工程中。但建筑电气节能设计中仍存在一些问题:第一,缺少相关的规章制度,且强制性要求较低。人们虽已明白节能设计特别重要,但较低的强制性要求,使得大部分施工单位进行电气节能设计时,具有较强的随意性及主观性,以致建筑电气工程的施工质量好坏不一,甚至具有安全隐患。所以,要制定并完善电气节能设计的相关规章制度,并根据不同建筑物确立不同的节能目标,以便于建筑电气节能设计得以有效管理与控制。第二,很多施工单位仍然在电气节能设计中使用禁用产品。部分节能产品在实际的应用中,并不能满足国家的节能标准,且会增加电气使用过程中的费用,但有些施工单位依然使用这些违禁产品。所以,我国要加大相关部门的检查及监督力度,以促进电气节能效果的提高。第三,电气的相关设计人员往往忽略人们的节能要求。很多设计人员在建筑电气施工中,并未落实电气的节能原则,使得电气不能充分发挥其节能作用。所以,建筑电气的设计人员需了解人们的节能要求,并按照建筑的能源管理及运行要求,设计能大大降低电能消耗的相关施工方案。

3我国建筑电气节能设计的措施

3.1建筑电气节能设计中有效运用智能建筑设计理念

在科学技术飞速发展的今天,很多新技术被广泛应用到建筑工程中。智能建筑不仅能达到节能减排的目的,还能高效的实现建筑的智能化,也就是说,智能建筑是统一整合公共安全系统、建筑设备管理系统以及信息化应用系统,并充分发挥他们的功能作用,以最大限度地实现节能减排目标。通常来说,智能建筑具有高度集成的信息化系统,这种系统不仅可满足人们对建筑的安全、舒适要求,还可在不断优化耗能电气设备过程中,实现降低电能消耗的目标。而且,智能化系统可自动调节、感知室内的用电载荷,为电气设备的安全运行提供了保障。

3.2高度重视空调用电节能设计

由于人们生活水平的提高,空调逐渐变成了家庭日常生活的必需品,特别是夏天,人们的主要用电就是空调用电。所以,建筑电气的节能设计中,尤其要高度重视相关的空调系统设计。通常,民用建筑空调系统包括分体式空调系统、中央空调系统等,中央空调往往利用自控系统有效控制电能消耗,以便于节能减排;而安装的居民住宅空调的插座通常较高,使得电源得不到及时切除,那么电能消耗就比较大。因此,空调的节能设计中,可为空调设计控制开关,以便于空调得不到长时间使用时,能及时关掉空调电源,这既保证了空调的使用安全,其节能效果也比较显著。办公建筑中使用的分体空调,常和照明系统使用同一个配电箱,所以,要想关掉空调的电源,则需关掉空调在各层配电箱处的电源回路,而工作人员往往不会严格遵守相关的节能要求,使得空调一直处在待机状态,这就造成电能浪费。所以,建筑电气节能设计中,为达到节能减排的目的,要为空调设计专属的控制配电用电设备,以便于管理,且能大大降低电能消耗。

3.3有效利用高效节能光源

光源在很多建筑中会造成较大的能源消耗。所以,第一,灯具配光的选择要科学、合理,尽量保证选择的灯管具有使用寿命长、光效及显色指数较高等特点,这样才能满足节能环保的设计要求。此外,尽量在建筑的走廊、门厅等部位选择一些自然光或其他光源,以利于降低电能消耗。第二,选择的电气附件及节能灯具要具有高效性特点,确保选择的节能灯具可满足日常生活的需求,且易于维护、安装,而选择的诸如电感镇流器等节能灯具附件,既可大大降低电压的相关损耗,还可减少电路功率,以达到节能照明的效果。除此以外,还要充分考虑节能照明的其他措施,比如,不断改进灯具的相关控制方式等,这就可通过电路及供电系统的合理设计进行改进,这种方法可减少电能的损耗,而且操作起来也比较简单方便。

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2基于建筑节能标准估算节能量

2.1建筑节能设计标准估算节能量的成立条件

节能量是指节能改造之后建筑物能耗的减少量所反映出的收益增加量。依照建筑节能标准,确定节能量,需明确计算、分析条件,方能进行。如:拥有100%的能耗基准值的内容,建筑所有的节能要素都要被算在内。以居民建筑为例,东北地区主要的节能要素是采暖,而南方地区主要的节能要素是空调能耗,不同地区选取的节能要素是不同的。

2.2举例说明

以大连富豪小区为例,该居民建筑所处严寒地区,其节能设计标准为JGJ26-1995,节能目标50%,基准值和能耗标准与传统节能要素能够相互配合,节能要素是采暖能耗、成立条件是全空间、全时间。在计算节能量时,技术人员统一调查了当地居民的生活方式,资料显示,居民为获得较为舒适的生活环境,会按照假定方案,消费采暖能耗,并使用相应的设备系统,如电、水、空间能量等。围绕建筑的设计标准和现实建筑情况,对建筑所属的集中供热系统设备进行能量考核发现,同一地区,居民建筑的平均能效没有较大差别,与节能百分比完全相符。综上分析,大连富豪小区完全符合节能设计标准估算节能量的条件,以整个小区建筑面积为5300×104m2来计算的话,节能设计能耗为50%,则该小区的居民建筑的平均耗能为24kgce/m2,用它来估算居民建筑的节能量。再加上供热系统官网系统的运行功率、热源的传播效果、建筑功能设计的配合度等因素的影响,便可准确估算出整个富豪小区的年节能量为53.23×104tce,且相关指标数据在标准范围内。分析上述案例可知,建筑的节能设计要素大体相同,无非是采暖能耗和空调能耗,电、水、空间的能耗都是固定的,不会随着地区建筑的变化而变化。与居民建筑相比,公共建筑在节能设计方面,考虑的问题和因素更多,依照《公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)提出的观点可知,只要按照建筑的节能设计标准施工,保证其室内环境参数、结构指标在标准范围内,其节能量不会少于建筑总节能量的50%。从这一点看,以节能设计标准为节能量的估算依据是相对科学的,因为在一个计算公式中,标准是不变量,节能设计、节能要素是变化量,节能量是因变量,这种估算方式,符合统计科学。

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1.工业厂区给排水中存在的节能问题

1.1水资源的不合理利用

在一些工业厂区内,由于没有对水资源进行很好的分质、分区供水,没有针对废水、雨水的回收工作进行分析和规划,工业生产、消防及生活用水全部取自生活用水水源,导致工业厂区的运营成本过高,这不仅造成了水资源的浪费,也使得工业用水的成本增加。

1.2给排水管网设计不合理

在一些工业厂区内,给排水管网的管道布置不合理,出现绕路,管路布置不顺畅等现象;管径计算不合理,造成管径设计偏大或偏小;还有在管材的选择上不合理;造成管材浪费以及在水的输送过程中,损失较大,利用率不高。

1.3热水供应系统中热源的不合理利用

在一些工业厂区内,热水供应系统中,没能将工业厂区内的废热、余热充分的利用起来,导致热源浪费,从而降低了经济效益。

1.4建构筑物的用水器具和配水器具选择不合理

在一些工业厂区内,建构筑物内使用的卫生器具和配水器具并非节能型器具,造成水资源的浪费及供水设备选型参数过大[1]。

2.提高工业厂区给排水设计的节能性的主要措施

2.1合理利用市政管网余压,采用分区给水方式的节能措施

对于位于城镇中的工业厂区,应合理的利用市政管网的压力,在城市供水系统中,市政给排水管网的压力一般是0.2~0.4MPa之间,在工业厂区内,采用分区供水的方式,可以降低二次加压的能源消耗。在工业厂区的供水方面,要尽量的使用市政管网直供,只有当市政管网不能满足水压要求时,再由工业厂区加压设施进行加压供水。对于加压设备也应根据用水特点进行合理选择,一般生活用水系统,选择使用变频供水设备给水系统,工业用水可以直接选用加压泵加压供水,这样根据不同的工作状况选择加压方式,一般可以节能至少30%,而且还可以降低设备损耗,延长设备的使用寿命。另外,一般来说对于工业用水水质要求不高的厂区,在场地条件允许的情况下可以考虑设置高位水箱供至工业用水。厂区内的生活用水和生产用水可实行二级计量(一级全厂区,二级各建构筑进户),这样可以大致掌握整个厂区的用水情况。

2.2提高厂区水资源综合利用效率

水作为社会生产和生活中必须的能源之一,由于人类不断的开发利用,造成严重水资源的缺乏,日益增长的水资源需求和水资源严重缺乏已经成为全球的一大矛盾。在我国的600多个城市中,有108座城市处于严重缺水状态,300余座城市处于缺水状态[2]。水资源缺失严重制约着我国社会经济的发展。可见,防止水资源危机,解决水资源供需矛盾成为我国长期发展的必要因素,节约用水必须成为指导方针。中水设施通常是由原水收集、存储、处理以及供给等构成的。通常来讲,我们把厂区中的生活污水、生产废水收集后经过处理,达到复用水水质标准后,回用于厂区绿化浇灌、生产用水或者某些建筑物内的使用等,称之为工业厂区中水。可见建立污、废水处理站能够把厂区内生产废水和生活污水进行处理,对其进行再利用。通常可用于绿地浇灌,道路冲洗或厕所的冲刷等,如果厂区生产用水对水质的要求不是特别高的话,处理后的中水也可以应用于生产中。中水的有效利用,可以提高厂区水资源的综合利用效率。雨水利用的过程类似于中水,是指将雨水收集后,通过一定的方法对其进行处理后,达到符合某种水质标准的水,然后对其利用的过程。雨水的利用,不仅可以对淡水资源起到节省的作用,而且还能增加部分的淡水资源。处理后的雨水有多方面的用途,如用于厂区的绿化、厕所的冲洗等,同时也可以把部分的雨水排到绿化带,使其流到地下。为了增加雨水的利用率,如果厂区有足够的条件也可以将雨水收集起来,对其进行处理之后,作为厂区景观用水。这样也可以提高厂区水资源的利用效率,达到节约用水的目的。

2.3厂区热水系统热源的节能选择

通常在工业厂区内,食堂和浴室是主要定时供应热水的。所以要想在给排水节能,对于热水系统的热源选择上是重点。在热水系统的热源选择上,优先采用厂区内的废热,在厂区生产过程中,会产生大量的废热,如果不加利用,只会白白浪费,如果利用废热对冷水进行加热,可以极大的减少能源的损耗。另外还可以考虑使用太阳能加热,太阳能属于一种新型的能源,是节能的重要途径,而且太阳能是一种清洁能源,不会造成环境污染。我国很多地区都处在北纬40°以北,所以日照时间是可以保证的,太阳能热水器是由集热器、储水箱、给水箱、配水管、循环管以及循环泵组成。但是太阳能也有一定的缺陷,那就是太阳热能的密度低,而且不稳定,能源的供给不是实时的,所以要想提高太阳能热水系统可靠性,就必须采用一些辅助手段去辅助能源的供应,保证即使在连续的阴雨天气,热水系统仍然能够正常使用。太阳能热水系统的节能效果是十分明显的,但是在实际设计中,要考虑到冬天寒冷天气,尤其是在我国北方一些冬季比较寒冷的地方,要将太阳能热水器的抗冻性能以及承压能力考虑进去[3]。

2.4.选用节水管材,使用节水型卫浴用品

配水器具和卫生器具的选择,关系着建筑节水工作的成效。厂区在选择时,要在满足使用功能的条件下,优先选用节水节能型器具。具体措施有以下几点:2.4.1选择节水型坐便器,水箱的容积要小于6L[4]。2.4.2卫生间采用能消除长流水的水嘴和器具。比如红外感应水嘴、感应式冲洗阀便器等。2.4.3在浴室内,选择用脚踏开关淋浴器,多于3个淋浴器的配水管道布置成环形。另外,在建筑设计过程中,厂区要根据现状,采取针对性措施,优先考虑节水节能器材。如,使用减少管道局部水头损失的低阻力管道阀门和低阻力倒流防止器;使用内壁光滑、耐腐蚀、结垢少、污染小及成本低廉、安装方便的塑料管材。

3.结束语

总的来说,在工业厂区进行合理的给排水节能设计,不仅能够提高厂区的节能性以及经济效益,同时还可能为能源的利用作出一定的贡献,因此我们有必要做好工业厂区的给排水节能设计,要认识到工业厂区给排水节能的重要性,并努力做好每一个环节,为解决能源危机贡献一份力量。

作者:夏青 单位:中煤西安设计工程有限责任公司

参考文献:

[1]黎献纲.建筑给排水设计中的节能减排[J].住宅与房地产,2017,03:87.

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节能建筑由于围护结构保温隔热性能提高,可以使室内冬暖夏凉。与此同时,节能建筑还能提高冬天室内壁面温度,降低夏天室内壁面温度。室内墙壁、门窗、天棚与地面的表面与人体之间在不断进行辐射热交换,更适宜的室内壁面温度使人体舒适健康。而使用空调其实是不得已的办法。夏季空调是用能源使室内热量排往室外,从而增加热岛效应,加大环境污染。建筑节能则使夏天热岛效应减小,室外温度也不会因空调散热而受到影响。

建筑物的保温节能分为围护结构的节能(外墙、外窗、屋顶、户门等建材的节能)和用能设施的节能(空调、通风等设备的节能)两大类。对于这些用能设备,一般在购买时,人们会考虑它们的能耗量,而围护结构却往往很少会去关注,在围护结构的节能中,外墙体的保温节能是建筑节能的重点。随着对能源与保护环境的要求不断提高,建筑围护结构的保温技术也在日益加强,在实际的外墙保温工程中,面层开裂问题较为严重,成为住户投诉较多的建筑通病之一,防裂是墙体保温体系要解决的关键技术。因为一旦墙体保温层保护层开裂,墙体保温性能发生很大改变,非但满足不了设计的节能要求,甚至危及墙体安全。建筑物的外墙保温就像建筑物的外衣,既要能防止外部阳光的辐射、冷空气的入侵,又要能保持室内热能的散发。外墙保温分为外保温、内保温、自保温3种。

1、外墙内保温

外墙内保温(保温砂浆)曾因施工工艺简单,价格优廉,在工程中广泛应用,但其弊病在经过一两年的检验后,不断暴露出来,墙体裂缝、墙体发霉、结露等。分析原因主要有三方面。

其一,是因为保温材料用于外墙内侧,从而使外墙体处于两个温度场,当室外温度低于室内温度时,外墙收缩的幅度比内保温隔热墙体的速度快;当室外气温高于室内气温时,外墙膨胀的速度高于内保温体系,这种反复变形使内保温体系处于一种不稳定的墙体基础中,这种形变应力的反复作用不仅使外墙易遭受温差应力的破坏,也易造成内保温体系的空鼓开裂,使结构寿命缩短。

其二,是因为结构梁、柱为冷热桥部位,局部温差过大,导致产生结露现象,而露水的浸渍易造成保温墙体发霉开裂。

其三,是因为目前大多数建筑在入住时会进行装修。装修及安装家具时,房屋内保温隔热层往往遭到破坏,破坏后自己不易修复。

这些裂缝时时刻刻处于住户视野中,对房屋的观感及住户的心理也会产生长期和强烈的影响,成为投诉的焦点。可喜的是有关部门已经意识到这些,于2004年下发技术公告,外墙内保温材料被限制使用。

2、外墙外保温

2.1外保温材料常用做法

外保温是将保温隔热材料置于外墙外侧,使内部结构墙体受到保护。目前市场上外保温材料主要有外贴聚苯板保温、钢丝网架夹芯聚苯板、岩棉、玻璃棉板、保温砂浆等,最常用的为钢丝网架夹芯聚苯板。钢丝网架夹芯聚苯板传统做法就是以腹丝穿透型钢丝网架夹芯聚苯板作为保温隔热层,置于现浇钢筋混凝土浇筑前外模内侧,并以锚筋钩紧钢丝网片作为辅助固定措施与钢筋混凝土外墙浇筑为一体。

2.2外保温面层裂缝的原因及危害

传统保护层做法是在钢丝网架夹芯聚苯板外侧采用20~30mm厚的普通水泥砂浆找平,两者的收缩变形不同,引起保护层开裂、脱落等现象。保护层破坏后,保温材料处于自然界各种外力的作用下,加速了保温材料的老化,使得保温材料无法与建筑本身寿命同等,而且脱落、开裂的保护层还会影响建筑的美观。

外墙外保温比较来说的保温性能、抗裂性能等均比外墙内保温要好,但是,外保温材料用于外墙外侧,直接承受来自自然界的各种因素的影响。保温层里的主体结构冬季温度提高,湿度降低,夏季温度稳定,有效的阻断冷(热)桥,墙体热应力减少,主体墙产生裂缝、变形、破损的危险大大减少,建筑寿命得以延长。但保温材料一旦开裂,非但起不到保温作用,还会对墙体起到破坏作用。因为一旦雨水或水蒸气进入已开裂的保温层内,不会很快的蒸发掉,墙体长期在水中,加速了墙体的老化。水分的作用还会引起内墙体发霉、长毛等现象。

不同材料的升降温速度,导致不同的热胀冷缩的形变速度。相邻材料的变形速度差,会导致两种材料的界面处产生热应力。如框架结构与轻质填充墙,钢筋混凝土墙的导热系数为1.74W/(m.K),加气混凝土砌块的导热系数为0.2W/(m.K),两者相差8倍,水泥砂浆的导热系数为0.93W/(m.K)与加气混凝土相差4倍,因此会引起不同的形变速度,这种不同形变速度的两种材料的界面会因温度的变化产生裂缝、空鼓等现象,特别是经过一两年的冻融循环后,钢筋混凝土框架与轻质填充墙之间、轻质填充墙与水泥砂浆面层之间会产生严重的裂缝。

2.3外保温材料的裂缝控制措施

为了解决这些裂缝,在浇筑完成后的钢丝网架夹芯聚苯板表面,采用20~30mm聚合物抗裂水泥砂浆找平,在大大减少荷载的同时,由于阻断了热桥起到了良好的补充保温效果,较少了力矩,增加了安全性。此外,当采用涂料饰面时,在聚合物抗裂水泥砂浆找平层上做抗裂砂浆复合耐碱玻钎网布做为抗裂防护层;一方面能够有效的增加防护层拉伸强度,减少材料间由于传热速度不同产生的裂缝;另一方面由于能有效分散应力,可以将原本可能产生的较宽裂缝,分散成许多较细裂缝,从而形成抗裂作用。当钢丝网架夹芯聚苯板外保温体系饰面粘贴面砖时,应采用收缩率小的轻质砂浆找平并采用双网构造,实现柔性渐变、减轻荷载、增加抗裂性,采取上述构造措施后抗裂性及抗震安全性会大大提高。

3.外墙自保温

外墙自保温主要依靠具有隔热保温性能的墙体材料,利用这些材料自身的性能,主要有加气混凝土砌块等。这些材料有一定的保温性能,但相比保温砂浆、聚苯板等材料来说还相差较大。例如同样为加气混凝土砌块外墙,要达到外墙传热系数0.6,如果采用聚苯板外墙外保温,外墙总厚度为270mm(外墙内抹灰20mm,加气混凝土砌块200mm,空气层10mm,聚苯板30mm,外墙饰面10mm);如果采用加气混凝土砌块自保温则需要440mm。通过对比可看出外墙自保温加大了外墙厚度,使用面积减小。因此,在实际工程中外墙自保温采用较少。

保温节能建材的运用从表面上看,要比普通建材贵一些,但从长远来看它是非常经济合算的,按现有的节能标准,建筑物的围护结构(包括墙体、地面、屋面、外窗等)采取节能措施后可节能25%,其成本只是每平方米增加100~150元,节能效益在5~8年左右可收回。从目前市场运行来看,为迎合市场需求,一些不成熟的建筑节能技术匆忙上市,一些开发商为片面追求眼前利益,使用不成熟建筑节能材料,造成了大量的建筑垃圾或垃圾建筑。

结语:建筑形式是外在美的体现,建筑是否节能、环保,则是建筑内在美的体现。只有做到了内在美与外在美、形式美与内容美的统一,才是一个符合科学发展观要求、反映人类文明进步水平的优秀建筑作品,这也是当代建筑师应当追求的目标。

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2油源节能设计的技术分析和计算

该液压系统工作时为非连续振动,使得油源具有启动后工作周期的大流量输出和待机周期的小流量输出的特点。通过对液压系统的分析和计算,以及技术参数中的用电限制,油源的节能设计从两方面进行,一是充分利用蓄能器的储能功能,采用液压泵主供油、蓄能器短时辅助供油的方式,通过合理配比液压泵和蓄能器的供油量,减少流量过剩。二是通过设计多种功能液压回路,实现两种工况大小流量的切换和系统保压,尽量减少无用功耗。

2.1液压原理图

由定量泵、恒压变量泵、卸荷溢流阀、比例溢流阀和蓄能器等组成。工作周期,液压伺服振动系统需要大流量输入时,恒压变量泵处于最大排量摆角位置,定量输出,与定量泵和蓄能器联合供油,卸荷溢流阀作为安全阀,系统压力由比例溢流阀设定;待机周期,油源仅需要输出很小的流量补偿系统泄漏,卸荷溢流阀电磁阀开通,定量泵卸荷,恒压变量泵变量输出,比例溢流阀作为安全阀,系统压力由恒压变量泵设定。

2.2液压泵和蓄能器的供油量配比计算

油源节能设计充分利用蓄能器的储能功能,采用泵和蓄能器联合供油的方式。工作周期前,液压泵启动,系统压力由零压升到设定的最高工作压力,期间蓄能器进行储能;在工作周期内,液压泵连续供油,当泵输出流量不够时,系统压力开始下降,蓄能器储存的油液快速释放补充系统需要的流量。泵组的规格、数量,决定了系统装机功率的大小。泵组确定后,按照系统最大需要的输出流量,来配置蓄能器,考虑系统工作频率较高和蓄能器的频响情况,保守设计,工作周期蓄能器不充油,蓄能器工作周期前的储油量要能维持一个工作周期的补油量。

2.3液压回路的节能设计

该液压系统的工作周期和待机周期的流量需求差异较大,油源的节能设计充分利用恒压变量泵和卸荷回路的特点。油源设计的四套泵机组中,三套使用定量泵并联卸荷溢流阀,一套使用恒压变量泵,总油路并联比例溢流阀。由恒压变量泵并联溢流阀组成的油源,具有变量的特点,即当系统溢流阀的设定压力不高于泵的设定压力值时,溢流阀起到调节系统压力的作用,变量斜盘处于在最大摆角位置,该泵作为定量泵使用,系统流量固定,压力可调;当系统溢流阀压力高于泵的设定压力值时,系统压力由变量泵设定,变量泵的斜盘摆角会随着系统所需流量而变化,系统压力恒定,流量变化。由定量泵并联卸荷溢流阀组成的卸荷回路,可以实现定量泵的降压卸荷。

3液压系统启、停时,大规模蓄能器群组对系统压力的影响

液压系统启、停时,也是系统建立压力和卸荷压力的过程,期间同时进行着蓄能器的储能和释放的过程。该油源包含有36个100L的蓄能器,蓄能器总量3600L。所选用的蓄能器是皮囊式,蓄能器的工作是靠皮囊内气体的压缩实现的。液压系统启动,当泵站输出油液建立起来的系统压力高于蓄能器充气压力时,蓄能器气囊被压缩,压力油储存入蓄能器,由于气体的可压缩性远大于液体,达到设定的系统压力时间要大于无蓄能器的场合。所以在系统工作周期前应考虑系统建立压力的时间,提前启动泵机组。液压系统停机时,蓄能器内储存的高压油经由压力管路、比例溢流阀卸荷,随着压力下降,蓄能器内的气体快速膨胀,大量液压油流经卸荷回路,如果压力快速下降,会对通路造成很大的冲击。因此在比例溢流阀中设计卸荷节流,使系统压力平稳缓慢下降,直到压力降低到蓄能器的充气压力,蓄能器内的储油全部释放,压力才快速降到最低。

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2我国建筑照明节能设计措施

2.1采用高效节能灯具及附属用电器件

根据建筑物功能,工程性质,视觉要求,照明质量及数量等合理的选择建筑照明光源,在满足照度、启动时间、LPD、眩光值及显色指数的条件下,选择高效,寿命长、性价比高的光源。根据电源的发光原理,分出了卤钨灯、白炽灯等热辐射光源、金属卤化物灯、高压荧光汞灯等气体光源灯及LED电致发光半导体材料芯片灯源等三类。在所有的照明灯具中,卤钨灯、白炽灯的效率是最低的。它所消耗的电能只有约2%可转化为光能,而其余部分都以热能的形式散失了。在照明时间方面,这种电灯的使用寿命通常不会超过1000小时。在建筑照明设计标准GB50034-2013中,限制了对卤钨灯的使用。相对于热辐射光源,气体光源具有更加高效的节能性,绝大多数气体光源都是气体放电灯,它们需要镇流器才能工作。普通电感式镇流器功耗大、光闪烁严重。目前已成功开发的节能镇流器——节能型电感式镇流器和电子镇流器,都比原电感镇流器的功耗减小一半以上。LED灯节能环保、寿命长、适用性好、因单颗LED的体积小,可以做成任何形状、回应时间短,是ns(纳秒)级别的回应时间,而普通灯具是ms(毫秒)级别的回应时间、环保,无有害金属,废弃物容易回收,但缺点是价格较高,并且具有一定的发热量,目前还不能完全取代传统光源。白炽灯无论是从光效,显色指数还是寿命上都较其他灯具有一定的劣势。高压钠灯由于其高效以及较长时使用寿命广泛的应用于对显色指数要求不高的道路,广场,码头等。金属卤化物灯由于其发光效率高,相对较好的显色性及寿命长等特点常应用于各种厂房,车站照明,荧光灯有着较高的显色指数,通常应用于办公或者室内照明。

2.2充分利用自然光

在我国建筑照明节能设计中,充分利用自然光源能够有效的保证照明能耗的降低并充分利用电能。由于建筑物内的自然光在不同时段的不稳定性,很难单一利用,如果把室内照明与自然光相结合,是实现节能有效性的重要措施。,一般常用导光管法在自然光充足的条件下进行照明补充,即把光线通过导光管收集器收集并传输至室内采光区。此外还有光导纤维、平面反射、光电效应等方法。同时可以在屋顶、室内墙面以及地面采用浅色建筑材料,这样可以通过反射对太阳能和光源进行充分的利用。

2.3减少配电线路上的损耗

由于线路电阻的存在,当电流流过输电线路时会有有功功率的产生,因此产生了不必要的能源损耗,在建筑工程中,纵横交错的输电线路难免会造成总有功功率的损失,但是线路上的有功功率是无法避免的,只能通过减小输电线路电阻来减少损耗,同时由于电阻取决于电阻率、线路长度和线路的截面,所以应该从这三面入手来减小电阻。

2.4优化照明配电系统设计

对建筑物各个楼层的照明配电系统进行设计,包括对照明光源及灯具的选择、线路布置方式、敷设方式的确定等,根据各个楼层的具体情况对照明系统图进行设计;照明供配电设计需要符合安全、可靠、优质、经济的原则,同时需要处理好局部建筑物和工程总体设计的关系。

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双城区拉林河强排站工程是为防止内涝而修建的排水建筑物。工程建设期能源消耗主要为汽油、柴油及电力等。工程建成后,运行期能源消耗主要来自为排除内水时泵运行所需要的电力消耗。

1.2建设期及运行期的用能指标

该工程是为排除内涝余水而修建的公益性建设项目,目前没有国家节能标准。本次暂按重庆市万元国内生产总值能耗综合指标作为评价标准,即2010年前为1.14t标准煤/万元GDP;2010年至2015年期间,能耗标准下降20%,到2015年为0.92t标准煤/万元GDP。

2工程节能

水利工程节能分析主要从工程设计、建筑物、供电方案、耗能设备选择及施工技术和管理运行等方面分析工程的节能措施。

2.1工程节能设计

排水系统的布局,应根据地形、水系、承泄区条件以及现有工程情况,因地制宜地采取排、截、滞、抽等方式。低洼灌区排涝,必须贯彻蓄泄兼筹的方针,一般应使涝区具有一定的蓄涝容积,以削减排涝峰量。泵站排水要长期耗用电能,应尽量降低水泵的扬程以减少电能消耗。为此在保证排水流量的前提下,进水口位置应尽量高一些。

2.2建筑物节能设计

1)建筑物采用组合集中布置,既节约能源、用地,又便于运行管理。2)土建设计上采用易于高效保温的建筑材料,以减少冬季采暖的消耗。3)使用新型的建筑材料。采用能耗低的空心粘土砖、空心砌块等。4)改革传统墙和屋面,采用节能窗技术,控制窗墙面积比,改善窗户的传热系数和遮阳系数。严格窗框与窗扇、窗框与墙体间的密封。

2.3供电方案节能

1)工程用电充分利用供电电压等级的有利条件,减少变配电中间环节,提高供电安全,减少电耗。2)泵站内配电设施布置合理紧凑,仅靠负荷中心,使高、低压载流导体的电能损失降低到最低限度。选用节电型低压电器、低能耗导线、金具等节能型配电设备及附件。

2.4设备选型节能

1)工程中选用先进技术、高效节能产品,保证设备经济运行,对国家公布的淘汰产品不选用。2)工程管理区建设及泵站照明设备尽量利用自然光,采用绿色照明技术和产品。推广高光效、长寿命、显色性能好的光源、灯具和镇流器。照明合理布置,采取一般照明与局部照明相结合的混合照明方式,有效控制和降低照明器的能量消耗。3)根据泵站装机规模和运行方式,合理选择主变压器容量和台数,使其工作在高效区内,实现变压器的节能降耗。为减少起动电流的冲击,每台电动机设有软启动装置。为提高功率因数,降低线路损耗,在低压母线上设有无功补偿装置,降低能量损耗。

2.5施工技术及管理运行节能

2.5.1施工布置及施工组织节能设计

1)施工布置中土石方挖填平衡,并选择合理的堆渣、弃渣场地,使弃渣运输符合施工节能的要求。2)施工和机电均选用能耗低的设备,并提高设备的严密性,防止泄露。3)选择性能机动、灵活、高效、能耗低的设备及配套设备,使资源利用更加合理。4)施工组织中调度合理,合理安排施工秩序,减少不必要的燃料消耗。5)料场的使用顺序为先近后远、先水上后水下,实现了就近取料。6)经综合设计,施工工厂的厂址均设于交通运输和水、电供应方便的地区,同时靠近服务对象和用户中心,避免了物资逆向运输,节省燃料。

2.5.2施工期建设管理节能措施

工程建设管理过程中,应按照节能、节地、节材、节水、资源综合利用的要求,始终贯彻节能降耗设计思想,依照节能设计标准和规定,把节能方案、节能技术和节能措施落实到技术方案、施工管理之中:1)管理层应充分树立节能降耗思想,从各部分抽调精干人员组成节能工作组,负责节能管理的建章立制,查找节能工作的薄弱环节和漏洞,分析经济指标存在的问题。2)认真测算、分解施工过程中各项经济指标,编排完成指标定额,做到成本指标到岗,责任落实到人。3)完善工效挂钩的考核机制,利用经济杠杆调动职工抓指标、降消耗的主动性。4)积极探索节能降耗新思路,开展节能降耗试点试验研究,依靠科技手段提高施工机械设备的节能技术含量。

2.5.3运行期建设管理节能措施

1)加强能源计量、控制、监督和能源科学管理。能源利用的计量、控制、监督和科学管理逐步使用现代化方法,是节能技术进步的基础工作,也是实现工艺、设备最佳运行的必要手段。节能科学管理能够经济和合理有效的利用能源,是现代化生产、推进节能水平提高的重要标志。2)提高用电设备效率。采用新技术和新材料;对用电设备进行技术改造。如提高排水泵、电动机等设备的效率;减少电能的传输损耗。3)提高用电设备的经济运行水平。提高设备利用率(如提高变压器、电动机的负载率等);提高变压器、电动机等的经济运行水平。4)加强用电设备维修,提高检修质量。5)加强照明管理,采用节能灯,节约非生产用电。

3能耗分析与计算

综合能耗分析指标与计算:该工程能耗产出为改善农业灌溉直接经济效益,根据不同效益折算成相当的国内生产总值。根据分析,直接经济效益折算成国内生产总值的综合折算系数为0.75。该灌区工程在其经济寿命内其效益相当0.42亿元GDP。根据工程经济寿命内的能源消耗量和经济产出量,计算出本工程能耗指标为0.42t标准煤/万元GDP,远低于当地同期能耗水平。

4节能效果分析与评价

4.1节能指标评价

根据满井强排站工程能源消耗总量和产生的经济效益分析计算,本项目万元GDP能耗约为0.42t标准煤,远低于2015年0.92t标准煤/万元GDP能耗标准。从能源消耗和产出看,该工程属节能投资项目。

4.2节能措施评价

该项目近期工程可研从设计理念、工程布置、设备选用、施工组织设计等方面已进行优化设计,选用符合国家政策的先进节能设备。在施工组织设计中,合理选用了节能型施工机械,并合理安排了工期和机械秩序,符合我国固定投资项目节能设计要求。

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