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2電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)的原則
2.1滿足建筑功能需求的原則。電氣照明首先要滿足建筑功能的需求,不同建筑物對(duì)照明的要求也大不相同。例如公共娛樂(lè)場(chǎng)所,這類地方對(duì)照明的要求需要明亮醒目,而商業(yè)區(qū)則需要足夠的照明面積,住宅區(qū)的建筑物多以溫馨為主。建筑物不同其功能也不相同,照明只有在滿足建筑物功能的基礎(chǔ)上才存在意義。因此,在電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)以首要滿足建筑功能需求為第一原則。
2.2滿足經(jīng)濟(jì)整體布局的原則。建筑物的存在需要經(jīng)濟(jì)投入,所以在對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮經(jīng)濟(jì)成本,要滿足經(jīng)濟(jì)投入所創(chuàng)造出的經(jīng)濟(jì)利益,否則無(wú)法被人們接受采納。在針對(duì)電氣照明設(shè)計(jì)時(shí),需要明白它屬于經(jīng)濟(jì)控制的一環(huán),如果使用它會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)浪費(fèi),那么同樣它就不適用于人們生活需求。因此,合理布置照明設(shè)置是電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)中第二原則。
2.3減少無(wú)意義能源損耗的原則。在建筑物當(dāng)中布置過(guò)多的照明設(shè)置或是在不需要的地方安放照明設(shè)備,或者設(shè)計(jì)方案不合理等等,都會(huì)導(dǎo)致能源浪費(fèi),使照明設(shè)備不能發(fā)揮更大的效率。雖然照明設(shè)備雖然造成的電能浪費(fèi)有限,但是根據(jù)積少成多的原則,長(zhǎng)年累月的堆積,將會(huì)造成大量的電能浪費(fèi),造成巨大的經(jīng)濟(jì)開(kāi)銷成為社會(huì)沉重的負(fù)擔(dān)。因此避免無(wú)意義的能源損耗是電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)的最終目的。
3建筑電氣中照明節(jié)能設(shè)計(jì)探討
3.1采用高效率節(jié)能燈具。燈具效率是指在正常情況下燈具所發(fā)射的光通量與燈具內(nèi)所有光源發(fā)出的光通量的比值,它反映了燈具對(duì)光的利用效率。高效率的節(jié)能燈具在保證室內(nèi)光源的前提下同時(shí)也具備節(jié)能的特點(diǎn)。同時(shí),在使用場(chǎng)所不同的情況下,應(yīng)該選擇控光合理的燈具,這樣可以降低電能不必要的消耗。效率低的燈具大大提高了耗電量,并且浪費(fèi)運(yùn)行費(fèi)和投資費(fèi)。
3.2優(yōu)化照明控制。在建筑電氣省電中照明控制占據(jù)了相應(yīng)的地位,合理的照明控制可以根據(jù)自然光的照明程度來(lái)決定照明亮度和范圍,大大節(jié)約了照明設(shè)備所用的電能。除此之外,對(duì)不需要照明或是只需要少量光源的地方設(shè)置增加更多的開(kāi)關(guān)點(diǎn),有效的控制照明同樣是建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)考慮的因素。例如在有些建筑物中,房間采光好或是開(kāi)窗面積大時(shí),可以選擇最大限度的運(yùn)用自然光,減少照明設(shè)置。如果有些建筑物采光并不好,那就采用照明開(kāi)關(guān)控制方式來(lái)達(dá)到照明控制的優(yōu)化。
3.3提高照明系統(tǒng)的功率因數(shù)。在建筑照明系統(tǒng)中,由于一些用電設(shè)備具備電感元件,就會(huì)在一定程度上產(chǎn)生無(wú)功功率,從而使電能無(wú)法得到有效的利用。對(duì)于這種無(wú)功功率可以采用提高設(shè)備功率因數(shù)的情況,來(lái)實(shí)現(xiàn)降低的目的,此外,還可以采用電子鎮(zhèn)流器,以此來(lái)補(bǔ)償電容器,使線路和設(shè)備上的無(wú)功功率傳輸相對(duì)減少,從而達(dá)到節(jié)能的目的。在一些建筑電氣中,采用變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償?shù)姆绞剑m然可以在一定程度上減少區(qū)域內(nèi)高壓線路上的無(wú)功傳輸,提高無(wú)功因數(shù),但是對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),不能夠相對(duì)減少無(wú)功功率的傳輸,這樣就沒(méi)辦法達(dá)到節(jié)能的目的,因此,無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)該就地進(jìn)行安裝,從而實(shí)現(xiàn)就地補(bǔ)償?shù)摹?/p>
3.4合理利用自然光節(jié)能降耗。自然光是值得珍惜和充分利用的能源,在建筑電氣中,照明設(shè)計(jì)應(yīng)該充分利用自然光實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,并且利用自然光的變化,來(lái)有效的決定照明范圍,以此來(lái)發(fā)揮自然光的節(jié)能作用。自然光分為日光和天空的散光兩種部分,日光屬于由太陽(yáng)直接照射出來(lái)的光束,天空的散光就是空氣中的微粒對(duì)陽(yáng)光的散射。由此可見(jiàn),自然光是大自然的能源,是取之不盡,用之不竭的,合理的利用自然光,當(dāng)自然光進(jìn)入建筑物的時(shí)候,就可以作為補(bǔ)充光源,以此來(lái)降低人們對(duì)照明能源的消耗。
中圖分類號(hào):S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言:能源的短缺越來(lái)越引起發(fā)達(dá)和發(fā)展中國(guó)家的普遍關(guān)注。其中,電力能源的耗費(fèi)和電力設(shè)計(jì)也引起了人們的高度重視。人們?cè)谧非笾悄軜怯睢⒉┪镳^建筑、住宅樓和校園建筑的舒適、安逸、安全和人性化的同時(shí),也開(kāi)始注重電氣自動(dòng)化工程的節(jié)能設(shè)計(jì),既要做到合理、達(dá)到用戶使用需求,又要兼顧到節(jié)能設(shè)計(jì)。
一、電氣工程設(shè)計(jì)原則
1、優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)。促進(jìn)電能合理利用
在做水庫(kù)工程電氣設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮的是適用性,就是要能為水工設(shè)備的運(yùn)行提供必要的動(dòng)力:為在水庫(kù)建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好的人工環(huán)境提供必要的能源;應(yīng)該滿足用電設(shè)備對(duì)于負(fù)荷容量、電能質(zhì)量與供電可靠性的要求;應(yīng)能保證電氣設(shè)備對(duì)于控制方式的要求,從而使電氣設(shè)備的使用功能得到充分的發(fā)揮。做到供電系統(tǒng)高效、靈活、穩(wěn)定、易控、多樣、便捷、暢通。其次考慮的是安全性,電氣線路應(yīng)有足夠的絕緣距離、絕緣強(qiáng)度、負(fù)荷能力、熱穩(wěn)定與動(dòng)穩(wěn)定的裕度;確保供電、配電與用電設(shè)各的安全運(yùn)行:有可靠的防雷裝置:防雷擊技術(shù)措施;在水庫(kù)特殊功能的場(chǎng)合下還應(yīng)有防靜電、防浪涌的技術(shù)措施;按水利建筑物的重要性與火災(zāi)潛在危險(xiǎn)程度設(shè)置相應(yīng)必要的技術(shù)措施。在滿足水庫(kù)電氣工程的實(shí)用性和安全性的基礎(chǔ)上,利用先進(jìn)的技術(shù),優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)。促進(jìn)電能合理利用。
2、提高設(shè)備運(yùn)行效率。減少電能的直接或間接損耗
在滿足水工建筑物對(duì)使用功能的要求和確保安全的前提下,盡可能減少建設(shè)投資,最大限度的減少電能與各種資源的消耗。選用節(jié)能設(shè)備、均衡負(fù)荷、補(bǔ)償無(wú)功、減少線路損耗、降低運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用,提高電源的綜合利用率,提高設(shè)備運(yùn)行效率、減少電能的間接或直接損耗。
3、合理調(diào)整負(fù)荷,選取合理的設(shè)計(jì)系數(shù),提高負(fù)荷率和設(shè)備利用率在滿足水工建筑物對(duì)使用功能的要求和確保安全的前提下,設(shè)計(jì)時(shí)盡可能提高電能質(zhì)量、合理調(diào)整負(fù)荷、選取合理的設(shè)計(jì)系數(shù)、在特殊用電的情況下選擇合理的節(jié)能措施,提高負(fù)荷率和設(shè)備利用率節(jié)約電能。
二、供電節(jié)能技術(shù)
1、減少電能傳輸?shù)膿p耗
電路線路上必然會(huì)存在電阻,因此只要有電流通過(guò)線路就會(huì)產(chǎn)生有功功率能耗,對(duì)于這樣一種形式的能量損失,我們就需要根據(jù)其能耗的機(jī)理來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)處理,考慮到線路上的電流是不允許改變的,因此就只能夠在線路的電阻上做文章,也就是說(shuō),只要能夠在不影響線路正常運(yùn)行的狀況下減小線路上的電阻,就能夠有效的起到節(jié)能的作用。我們更進(jìn)一步的來(lái)探討,與線路電阻有關(guān)的是線路自身的電導(dǎo)、線路截面和線路的長(zhǎng)度,相應(yīng)的節(jié)能方式也就可以分為三個(gè)大類:一是選用電導(dǎo)率比較小的金屬材質(zhì)來(lái)作為線路的輸電導(dǎo)線;二是盡可能的減少線路的長(zhǎng)度,這一點(diǎn)可以通過(guò)線路少走彎路、不走回頭路來(lái)實(shí)現(xiàn);三是適當(dāng)?shù)脑龃髮?dǎo)線截面的面積。
2、變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)
變壓器是電力自動(dòng)化工程中的重要設(shè)備,承擔(dān)著轉(zhuǎn)換電壓、電流和功率的重要作用。變壓器是耗能的大戶,當(dāng)變壓器處于空載運(yùn)行狀態(tài)時(shí),低壓系統(tǒng)的能源損耗絕大部分是變壓器自身的運(yùn)行損耗。因此,變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)是否合理是整個(gè)電力工程節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通常,變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)要從下面幾個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)考慮:
(1)減少變壓器的型材損耗。例如,變壓器用的硅鋼片、鋼材、銅線和絕緣材料、絕緣子和變壓器油等都是正常變壓器所構(gòu)成所必備的材料,這些材料的設(shè)計(jì)選擇如果不合理,要消耗供電系統(tǒng)的大量電能,若是本著厲行節(jié)約的理念,在滿足變壓器工作要求的前提下,周密合理地選擇材料和運(yùn)行介質(zhì),可為電力工程間接地節(jié)約施工成本和節(jié)約電能。
(2)為降低變壓器的電能損耗,配電線路和配電柜,應(yīng)盡量選擇銅材并且采用換位導(dǎo)線措施,基于降低變壓器的空載損耗考慮,應(yīng)降低磁密并應(yīng)盡量的選取冷軋用的高質(zhì)硅鋼片,在滿足設(shè)備運(yùn)行要求的條件下,盡量采用較薄的硅鋼片,達(dá)到節(jié)能的目的。
(3)選用節(jié)能方式的變壓器。目前,S11和S10都是為節(jié)能的設(shè)計(jì)要求而“量身打造”這種變壓器不僅繼承了原有變壓器的優(yōu)點(diǎn),還具有高效的節(jié)能特性,從生產(chǎn)長(zhǎng)期運(yùn)行來(lái)看,節(jié)能效果比較顯著,可作為節(jié)能設(shè)計(jì)的首選變壓器。同時(shí),設(shè)計(jì)時(shí),要注意選擇合理的變壓器接線方式,合理的接線方式對(duì)節(jié)能的影響也十分重要,同時(shí),在變壓器的生產(chǎn)運(yùn)行期間,不應(yīng)讓變壓器長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行,使得變壓器處于超溫運(yùn)行狀態(tài),這樣不僅加速變壓器的老化,同時(shí)也增加了變壓器的電能損耗。
(4)在工廠車間或大型智能樓宇,由于生產(chǎn)負(fù)荷率很大,變壓器按設(shè)計(jì)規(guī)范要求通常都放置在電力負(fù)荷的中心位置,盡量地與冰凍機(jī)、空壓機(jī)、大型引風(fēng)機(jī)、離心機(jī)等大的生產(chǎn)負(fù)荷放置在一起,這樣便于生產(chǎn)管理,更重要的是可以減少現(xiàn)場(chǎng)電纜的長(zhǎng)度、減少輸配電線路的事故率,降低線路的電壓降和電能的損失,同時(shí)提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)和電能的質(zhì)量。具體的放置位置要根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工藝設(shè)備的分布和實(shí)際情況來(lái)布局。對(duì)于大型的智能高層建筑,為了經(jīng)濟(jì)考慮,應(yīng)盡量放地下層,因?yàn)橹悄芨邔佑秒娏看蟮碾姎庠O(shè)備多數(shù)在低層。
3、供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
通過(guò)供配電系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能無(wú)疑是最為直接也最為有效的方式之一,具體來(lái)說(shuō)可以從以下三個(gè)方面來(lái)著手進(jìn)行:一是盡可能的減少配電的級(jí)別,這樣能夠有效的提高供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性;二是要要結(jié)合實(shí)際的用電狀況來(lái)對(duì)供配電的狀況進(jìn)行確定,盡可能的保證變壓器處于負(fù)荷的中心位置,這樣就能夠最大程度的降低供電半徑,從而實(shí)現(xiàn)電力節(jié)能,并且,這樣一種節(jié)能方式還能夠一定程度上提高供電的質(zhì)量。
4、照明節(jié)能
在電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)中,還可以通過(guò)照明節(jié)能來(lái)實(shí)現(xiàn),具體來(lái)說(shuō)同樣是有兩種方式,一種就是直接利用高效光源,傳統(tǒng)的白熾燈雖然簡(jiǎn)單便宜,但是其發(fā)光的效率比較低;另一種就是充分的利用自然光,這就需要對(duì)構(gòu)筑物的門(mén)窗進(jìn)行擴(kuò)大,或者是對(duì)建筑物或者是構(gòu)筑物選擇一個(gè)較好的朝向。
結(jié)束語(yǔ):
電氣系統(tǒng)也隨著社會(huì)的發(fā)展在不斷的進(jìn)步,而對(duì)于電氣自動(dòng)化中的節(jié)能技術(shù)而占也正處于發(fā)展階段。現(xiàn)在的節(jié)能技術(shù)能夠達(dá)到節(jié)能的效果,而今后研究的節(jié)能技術(shù)將會(huì)朝著更好的方向發(fā)展。而現(xiàn)在要做好電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)則應(yīng)該從導(dǎo)線的選擇到最后安裝的完成都應(yīng)該做到最好,并且還要讓節(jié)能技術(shù)在電氣系統(tǒng)中發(fā)揮到最好的效果。
參考文獻(xiàn):
[1]劉江,淺析220 kV變電電氣自動(dòng)化[期刊論文]-中國(guó)科技博覽2010(26)
中圖分類號(hào):TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1.引言
隨著近年來(lái)的物質(zhì)生活的豐富,各種電器設(shè)備已經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶,極大的方便了人們的生活。電器設(shè)備在滿足人們生活需要的同時(shí),也在以很快的速度不斷完成自我更新和升級(jí),所以就產(chǎn)生了更多的電器設(shè)備的種類,有更多完善的功能,這些完善的功能也使人們居住的建筑物更加現(xiàn)代化,也可以這么說(shuō),建筑物的現(xiàn)代化程度由建筑電氣來(lái)決定,人們對(duì)電器的依賴催生了更多的電器的產(chǎn)生和使用,同時(shí),有限的電能也經(jīng)常會(huì)滿足不了人們的需求,其中建筑的照明的能耗在逐年增加,現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到國(guó)家總能耗的 12%到20%,在我國(guó)能源消耗比重中已經(jīng)達(dá)到一個(gè)很高的地位。而且這個(gè)比重也在隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)在逐年上升,而在一些大型企業(yè)和商城中,用在照明設(shè)備上的電量更加多。所以,為了可以在建筑電氣工程設(shè)計(jì)過(guò)程中,滿足人們對(duì)電能的需求,在保證用電安全可靠的前提下,采取相應(yīng)的措施來(lái)減少電能的損耗,節(jié)約電能,設(shè)計(jì)人員必須在相關(guān)部門(mén)的指導(dǎo)下,努力地對(duì)電氣照明設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),使建筑電氣照明可以最大程度的節(jié)約電能,實(shí)現(xiàn)綠色照明。
2.建筑電氣照明節(jié)能的設(shè)計(jì)
綠色照明就是綠色建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)的主要原則,它的主要內(nèi)涵就是在不影響居民的日常生活、學(xué)習(xí)和生產(chǎn)過(guò)程中所需的照明的基礎(chǔ)上,盡可能地節(jié)約電能的消耗。在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的指導(dǎo)下,我國(guó)最近幾年也特別關(guān)注節(jié)能的問(wèn)題,針對(duì)目前缺少有關(guān)節(jié)約能源的法律法規(guī)的現(xiàn)狀,很多有關(guān)民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的法律條文也陸續(xù)與大家見(jiàn)面了。而且最近幾年,一些條文規(guī)定也改成必須強(qiáng)制執(zhí)行的法律條款。這些措施的出臺(tái)并實(shí)施,可以大大的降低能源消耗,尤其是在在照明節(jié)能方面,有很大的發(fā)展?jié)摿Γ话闱闆r下,一個(gè)節(jié)能方案可以為使用者降低 30%左右的能原消耗。如果這些措施可是長(zhǎng)期實(shí)施的話,全國(guó)可以節(jié)省很大一部分電能消耗。但是,在實(shí)際的生產(chǎn)生活過(guò)程中,也不能一味的追求節(jié)能的效果而在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)增加不必要的投資。所以,一個(gè)好的節(jié)能照明設(shè)計(jì)必須在滿足建筑照明需要的基礎(chǔ)上,關(guān)注燈具的布置情況,爭(zhēng)取可以建立一個(gè)高效的節(jié)能和安全體系,可以遵守建筑電氣照明節(jié)能相關(guān)的規(guī)范要求,做好綠色節(jié)能工作。
設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電氣照明節(jié)能的設(shè)計(jì)時(shí),一定要符合經(jīng)濟(jì)適用的要求。經(jīng)濟(jì)適用就是在清楚的認(rèn)識(shí)建筑電氣照明的使用范圍和適用情況,在保證照明設(shè)備可以滿足人們?nèi)粘U彰餍枨蟮那疤嵯隆:侠砜刂齐姎庹彰飨牡碾娏浚苊鈬?yán)重浪費(fèi)的情況發(fā)生。
3.建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)的措施
3.1合理確定照明設(shè)計(jì)方案
在進(jìn)行電氣照明的節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)該遵守相應(yīng)的照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),并且要更加注重其實(shí)效性,而不是過(guò)分地追求形式主義。為了可以嚴(yán)格控制照明用電的標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該采用分區(qū)設(shè)置照明類型的方式,如在空調(diào)房?jī)?nèi)可以采用照明空調(diào)組合的系統(tǒng);當(dāng)遇到特殊的高照度需求的情況,可以通過(guò)采用多個(gè)光源來(lái)滿足照明的需要;當(dāng)遇到有改善光色要求的情況,我們可以采用混合照明來(lái)達(dá)到該表光色的要求,但是必須利用系數(shù)高的方案可以優(yōu)先考慮;為了可以更加增加光源和太陽(yáng)能的使用率,室內(nèi)的墻面、地面、屋頂必須采用顏色較淺的建筑材料,但是,一般情況下,不考慮通過(guò)降低照度來(lái)節(jié)約電能的消耗;日常的工作場(chǎng)所采用一般的照明就可以了,但是同一個(gè)場(chǎng)所內(nèi)如果有不同的照明,那必須在合理選擇照明標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,采取分區(qū)照明的方法,對(duì)于不同的照明需求,可以采用不同的照明度,這樣也可以有效的節(jié)約能源;針對(duì)一些作業(yè)面照明要求特別高的場(chǎng)所,我們可以采用增加局部照明的方法來(lái)滿足要求。
3.2推廣使用高光效光源,采用高效率節(jié)能燈具
在選擇建筑電氣照明的光源類型時(shí),應(yīng)該在滿足啟動(dòng)所需的時(shí)間,顯色性,方便快捷等要求的基礎(chǔ)上,根據(jù)照明設(shè)備的使用場(chǎng)所、使用的設(shè)備數(shù)量、使用人員的視覺(jué)要求和照明設(shè)備的照明質(zhì)量來(lái)進(jìn)行,增加新型光源的推廣應(yīng)用,選擇有較長(zhǎng)使用壽命,較高的發(fā)光效率和性價(jià)比,并且在啟功時(shí)安全可靠的光源,如LED光源,是一種將電能直接轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體器件。它不但能夠高效率地直接將電能轉(zhuǎn)化為光能,而且擁有最長(zhǎng)達(dá)數(shù)萬(wàn)小時(shí)至10萬(wàn)小時(shí)的使用壽命,同時(shí)具備省電、環(huán)保無(wú)汞、體積小響應(yīng)快速等優(yōu)點(diǎn)。另外,為了可以達(dá)到降低單位面積的耗電量,減少投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用的目的,還要特別關(guān)注燈具的配光曲線。在照明燈具的選擇過(guò)程中,其光束的寬度的確定可以用室內(nèi)占空比計(jì)算出來(lái),其利用系數(shù)也可以通過(guò)地面反射系數(shù)來(lái)分析而得出。直管熒光燈一般可以滿足大部分的照明需求,因?yàn)槠渚哂休^高的光效和性價(jià)比,而且它還有顯色性好、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),成為照明市場(chǎng)上的暢銷產(chǎn)品。但是如果對(duì)照明有更高要求的情況下,如高大廳堂等易維護(hù)的場(chǎng)所,那么就可選用不僅顯色性好而且安全可靠耐用的高頻無(wú)極熒光燈。
3.3研究新技術(shù)新產(chǎn)品,優(yōu)選氣體放電光源啟動(dòng)設(shè)備
在進(jìn)行電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中,首先應(yīng)該考慮的就是天然光和光纖照明,并結(jié)合現(xiàn)代的科技手段,根據(jù)實(shí)際需要選擇照明線路和控制開(kāi)關(guān)。如果是有很多玻璃的建筑,例如對(duì)于寫(xiě)字樓等高樓大廈,天然光線可以直接通過(guò)玻璃,折射到室內(nèi),這種情況下,不需要人工照明就可以獲得充足的照明,既可以充分利用太陽(yáng)光的資源,又不會(huì)對(duì)人們的身體健康造成傷害。另外,還可以采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)調(diào)控光線強(qiáng)弱,比如在太陽(yáng)光過(guò)于刺眼的情況下,可以調(diào)節(jié)幕簾來(lái)調(diào)節(jié)光線,使光線更加舒適。如果遇到光線照不到的地方,如地下室,那么可以采用光纖來(lái)照明,其工作原理就是在不消耗能源的情況下,通過(guò)光采集袋將太陽(yáng)光由室外傳送到室內(nèi)端口。除此之外,在選擇氣體放電光源的啟動(dòng)設(shè)備時(shí),應(yīng)該選用節(jié)能型電子鎮(zhèn)流器和電感鎮(zhèn)流器,由于其本身功耗能小,可以節(jié)約相當(dāng)一部分的電能。但是,在使用電子鎮(zhèn)流器時(shí),會(huì)大大增加高次諧波的含量,這種高次諧波會(huì)危害到供配電系統(tǒng),所以,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注重高次諧波對(duì)供配電系統(tǒng)的影響,一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的措施來(lái)避免不必要的危害。
3.4合理選擇照明方式和照度值
在進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的需要,選擇合適的照明方式,結(jié)合混合照明、一般照明和局部照明等照明方式,選擇最佳的節(jié)能設(shè)計(jì)方案。在進(jìn)行照明控制方法的選擇時(shí),則應(yīng)結(jié)合雙控開(kāi)關(guān)控制、單燈控制、智能控制探測(cè)器控制等控制方法,在公共場(chǎng)所可以采用集中控制和分區(qū)分組的控制方式;如果遇到功能較復(fù)雜的建筑,為了保證節(jié)能效果,則必須采用智能照明控制系統(tǒng);如果遇到夜景照明的情況,可以設(shè)計(jì)成多種模式結(jié)合的控制方式。照度過(guò)大或過(guò)小都不利于人們的生活和工作,所以正確選擇照度值也是建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)中很中重要的一個(gè)步驟。
4.結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)的照明用電量在總用電量中的比重逐年增加,同時(shí)也有很大的照明節(jié)能潛力,這其中的關(guān)鍵點(diǎn),就是要做好照明節(jié)能設(shè)計(jì)工作。為了做好照明節(jié)能設(shè)計(jì)工作, 電氣設(shè)計(jì)人員必須在滿足人們對(duì)照明需求和建筑的使用功能的前提下,結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)和有效的節(jié)能措施,根據(jù)自己多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),反復(fù)試驗(yàn)。只有這樣,才能設(shè)計(jì)出節(jié)能效率高,使用性能好,同時(shí)又美觀大方的設(shè)計(jì)方案,真正到達(dá)提高照明的效率,為國(guó)家節(jié)約能源的消耗,同時(shí)還可以保護(hù)我們身邊的環(huán)境,讓我們生活的世界更加美好。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號(hào):S891+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一.前言
生態(tài)建筑理論是指在建筑的設(shè)計(jì)、施工中運(yùn)用保護(hù)生態(tài)平衡的生態(tài)學(xué)理論,認(rèn)為建筑的整體是一個(gè)完整的有生命的機(jī)體,使整個(gè)建筑整體和周邊的環(huán)境以及周邊的自然生態(tài)相對(duì)和諧,形成一個(gè)與自然生態(tài)平衡的生態(tài)體系。使建筑自然形成一個(gè)能夠良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng),建筑中使用可循環(huán)使用的能源材料,從而控制對(duì)環(huán)境的破壞,降低能耗,不僅能夠提高人們生活的質(zhì)量,還能夠減輕環(huán)境生態(tài)壓力,促進(jìn)生態(tài)文明的發(fā)展。
二.生態(tài)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的原則分析
環(huán)保,生態(tài),健康,舒服是生態(tài)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基本要求。生態(tài)建筑理論是一種新型的理論,在生態(tài)學(xué)的指導(dǎo)下,利用循環(huán)的理念,堅(jiān)持人與自然和諧共生,可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略,本著從建筑的整體效果出發(fā),從設(shè)計(jì),到施工,到管理建筑內(nèi)外的種種布置和資源,使有限的能源物資可以在小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)利用,力求在自然生態(tài),建筑,人類三者之間達(dá)到相輔相成,和諧共生的狀態(tài),堅(jiān)持人的主體能動(dòng)性地位,利用有限的自然資源,加以設(shè)計(jì)管理施工,形成一個(gè)有利于自然的自我發(fā)展,有利于人類的生產(chǎn)生存的和諧,健康,舒適的環(huán)境,這樣,既不會(huì)對(duì)自然生態(tài)造成壓力,又不會(huì)加重社會(huì)的能源消耗。
1. 要高效的利用有限的資源和能源。
要采用新的節(jié)能技術(shù)和新的節(jié)能設(shè)計(jì)理論,在建筑局部?jī)?nèi)部形成一個(gè)良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng),不僅能夠降低能源的消耗,還可以滿足人類的需求,還不會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境產(chǎn)生壓力。從而達(dá)到人與周邊環(huán)境的相互融合。
2. 舒適健康,環(huán)保是生態(tài)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基本要求。
人類生活水平的提高,對(duì)建筑的舒適度健康度有了新的要求,既要保護(hù)最基本的傳統(tǒng)遮風(fēng)擋雨的功能,更要實(shí)現(xiàn)人類的身心安康。比如要有良好的光照,適宜的溫度,有益于人體的濕度,有新鮮的空氣,安靜沒(méi)有污染的聲音環(huán)境等。其次,選擇材料裝飾時(shí)候要注意節(jié)能低碳環(huán)保,既要減少能源的消耗,又要低輻射,低污染,從而保證人身心健康。同時(shí),要使建筑和周邊的人文歷史環(huán)境相協(xié)調(diào),既滿足生活的隱私保護(hù),又方便交流。
3.促進(jìn)整個(gè)建筑主體和大自然的相互和諧。
中國(guó)建筑自古便有追求天人合一的生活狀態(tài),生態(tài)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì),不僅僅要從人與自然的能源物質(zhì)方面達(dá)到和諧,更要從精神上提高境界。具體主要是環(huán)境和周邊自然的相互融合,和周邊的文化境界狀況相互適應(yīng),既提高了人們工作的環(huán)境質(zhì)量,又可以提升了精神境界,促進(jìn)身心和諧。
三. 生態(tài)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法分析
1.墻體的節(jié)能與技術(shù)應(yīng)用
(一)墻體保溫設(shè)計(jì)
作為整個(gè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié),墻體節(jié)能保溫設(shè)計(jì)通常有三種設(shè)計(jì)方式:第一,進(jìn)行外墻保溫設(shè)計(jì),基于國(guó)家、當(dāng)?shù)氐臒峁ひ?guī)范計(jì)算,采用隔熱保溫材料,使用一定的設(shè)備進(jìn)行粉刷,噴霧,粘貼等多種方式施工,在外墻上形成保溫層,以保持室內(nèi)溫度的適宜。第二,進(jìn)行內(nèi)保溫設(shè)計(jì)施工,將優(yōu)質(zhì)保溫材料對(duì)內(nèi)層墻壁施工形成保溫層,傳熱隔熱能夠符合國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。第三,加大隔熱保溫材料的開(kāi)發(fā)力度,利用保溫材料自身的特性進(jìn)行墻體的設(shè)計(jì),促使其他自發(fā)的具有保溫功能,且墻體新型材料的節(jié)能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
(二)墻體材料的節(jié)能
從制作方式來(lái)講,空心磚和實(shí)心磚頗為相似,但是相較于實(shí)心磚,空心磚具有很大的優(yōu)勢(shì),它可以減輕結(jié)構(gòu)自重。所以,為節(jié)能減排,建筑上廣泛采用空心磚替代實(shí)心磚。
2. 屋面節(jié)能設(shè)計(jì)
進(jìn)行屋面的節(jié)能設(shè)計(jì),首要是進(jìn)行保溫材料的選擇,不可以密度太大,導(dǎo)熱系數(shù)太高,也不宜使用吸水率較大的保溫材料,可以選用一些新型的高效保溫材料,比如采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規(guī)的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法,克服了常規(guī)作法的諸多缺點(diǎn)。這種保溫芯板施工方便、價(jià)格低廉、不污染環(huán)境:芯板為柔性制品,不僅適用于具有平面的屋面,也可用于帶有曲面的屋面,其保溫工程更可顯示出它的優(yōu)越性。
3.提升暖通空調(diào)系統(tǒng)的合理性
暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)之所以是一個(gè)龐大而細(xì)致的工程,主要是由于對(duì)建筑整體環(huán)境有著直接影響,而且它是一項(xiàng)技術(shù)性非常強(qiáng)的工作。因此,在設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮,確保暖通空調(diào)的合理性。設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過(guò)程,通常僅僅考慮空調(diào)運(yùn)行中的最大負(fù)荷,即遵照最大負(fù)荷原則。然而,在實(shí)際運(yùn)行中,只有少數(shù)暖通空調(diào)可以達(dá)到最大負(fù)荷,主要是由于達(dá)到最大負(fù)荷的室內(nèi)溫度并不適宜人們的日常活動(dòng),也可能會(huì)對(duì)人們身體健康產(chǎn)生損害。因此,在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要對(duì)這種情況加以考慮,不要使各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足最大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而不適應(yīng)部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
4. 科學(xué)選擇遮陽(yáng)的玻璃
在進(jìn)行遮陽(yáng)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),其中一個(gè)很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是選擇遮陽(yáng)玻璃的選擇,在選擇遮陽(yáng)玻璃時(shí),要綜合分析各種遮陽(yáng)系數(shù)、建筑所處的自然氣候條件、人文經(jīng)濟(jì)因素等多方面的條件,科學(xué)進(jìn)行選擇,通常來(lái)講,在節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中廣泛運(yùn)用的類型有反射玻璃、鍍膜玻璃、吸熱玻璃、低輻射玻璃等。
5. 推廣應(yīng)用太陽(yáng)能等新能源
太陽(yáng)能清潔無(wú)污染,并且可以再生,是目前人類能夠利用的最為環(huán)保,最為豐富的資源能源種類之一。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí),太陽(yáng)能具有很多節(jié)能功能,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:在建筑的樓頂可以設(shè)計(jì)安裝太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng),這種發(fā)電系統(tǒng),可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能和電力,并將這些轉(zhuǎn)化而來(lái)的電能或者是熱量通過(guò)專業(yè)的技術(shù)手段進(jìn)行能量的存儲(chǔ),在需要使用這種電能和熱能的供電設(shè)備上開(kāi)始接線,如此,能夠充分滿足整個(gè)建筑物內(nèi)部的動(dòng)力和照明系統(tǒng)的各種能量需求。此外,充分利用太陽(yáng)能設(shè)計(jì)作為采暖和供熱功能,既可以減少日常的能源消耗,也使得建筑物的日常熱能得到滿足。同時(shí),在建筑施工過(guò)程中,可以通過(guò)太陽(yáng)能來(lái)控制建筑物的采光,使得整個(gè)建筑內(nèi)部的環(huán)境更為舒適。
四.結(jié)束語(yǔ)
生態(tài)型建筑是未來(lái)建筑的發(fā)展趨勢(shì)。例如最近交付使用的昆明新機(jī)場(chǎng)就是以“節(jié)約型、環(huán)保型、科技型、人性化的綠色機(jī)場(chǎng)”作為標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。其主要設(shè)計(jì)思路、策略符合生態(tài)建筑理論。我們油庫(kù)內(nèi)的建筑設(shè)計(jì)也是主要體現(xiàn)在:
1)良好的自然通風(fēng)設(shè)計(jì),改善建筑物內(nèi)空氣環(huán)境,減少空調(diào)耗能,自然通風(fēng)區(qū)域可開(kāi)啟面積與立面總面積之比≥8%;
2)優(yōu)化自然采光設(shè)計(jì),減少照明耗能,采光系數(shù)側(cè)面大于2%;
3)建材本地化,提高綠色建材使用率,應(yīng)優(yōu)先使用本地化建材和3R(Reuse,Recycle,Reduce)建材。不得使用不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)合成建材,盡可能使用天然素材以及符合要求的環(huán)保、生態(tài)建材。要求:施工現(xiàn)場(chǎng)500Km以內(nèi)生成的建筑材料重量占建筑材料總重量≥60%,可循環(huán)利用建筑材料的使用率≥10%
4)節(jié)水及水資源利用,通過(guò)雨水回收、中水回用,實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水與水資源高效回用的目標(biāo),雨水利用的可行方案,雨水利用率≥30%,采用節(jié)水設(shè)備—使用符合標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)水設(shè)備,達(dá)到以下指標(biāo)要求:節(jié)水設(shè)備和材料使用率100%,節(jié)水率≥10%,中水利用率≥50%;
5)我們還采用了自動(dòng)控制系統(tǒng),高效管理,以達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)和提高運(yùn)行效率。
昆明新機(jī)場(chǎng)是我國(guó)在生態(tài)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)和施工上已經(jīng)取得了一定的成果的典范之一,實(shí)現(xiàn)了相關(guān)科學(xué)技術(shù)和管理理論的突破發(fā)展,為我國(guó)全面進(jìn)入生態(tài)文明,建設(shè)和諧社會(huì)奠定了一定的基礎(chǔ),生態(tài)節(jié)能技術(shù)發(fā)展前景廣闊。在今后的機(jī)場(chǎng)建設(shè)中,還會(huì)推廣昆明新機(jī)場(chǎng)的建設(shè)理念。但不可否認(rèn)的是我國(guó)的生態(tài)型建筑的技能設(shè)計(jì)中,依然存在著許多問(wèn)題,需要我們正視并且理性分析面對(duì),同時(shí),要積極吸取西方的先進(jìn)節(jié)能設(shè)計(jì)理念,引進(jìn)一部分先進(jìn)技術(shù),促進(jìn)我國(guó)生態(tài)建筑的合理科學(xué)化,推進(jìn)我國(guó)生態(tài)綠色化進(jìn)程,推進(jìn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和和諧發(fā)展的步伐。
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【關(guān)鍵詞】建筑,玻璃幕墻,節(jié)能設(shè)計(jì),探討研究
中圖分類號(hào):TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一.前言
改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)的建筑逐漸呈現(xiàn)高層次發(fā)展,越來(lái)越多的高層建筑拔地而起,施工規(guī)模的擴(kuò)大,建筑行業(yè)的繁榮,也帶動(dòng)了各種類型的幕墻設(shè)計(jì)施工的發(fā)展,近年來(lái),幕墻不僅廣泛用于各種建筑物的外墻,還應(yīng)用于各種功能的建筑內(nèi)墻,如通信機(jī)房、電視演播室、航空港、大車站、體育館、博物館、文化中心、大酒店、大型商場(chǎng)等,既很大程度的滿足了建筑內(nèi)外的特殊需要,提高了建筑內(nèi)外的環(huán)境,也產(chǎn)生了很好的裝飾效果,但是,在現(xiàn)代幕墻廣泛的采用并為居民創(chuàng)造了更為舒適的工作生活環(huán)境的同時(shí),也造成了巨大的能源消耗,近年來(lái),我國(guó)的幕墻能源消耗量逐漸增加,進(jìn)一步加重了我國(guó)的能源壓力,使得我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平的提高缺乏強(qiáng)有力的支持。因此,加強(qiáng)幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì),已經(jīng)勢(shì)在必行。
二.節(jié)能型幕墻的設(shè)計(jì)原則
建筑幕墻是現(xiàn)代建筑最外層的圍護(hù)結(jié)構(gòu),不僅僅可以增強(qiáng)建筑的審美價(jià)值,更可以創(chuàng)造出舒適的室內(nèi)環(huán)境,但是,幕墻也是整個(gè)建筑體系中重要的能源消耗點(diǎn)之一,加強(qiáng)建筑幕墻的 節(jié)能設(shè)計(jì),必須綜合考慮到建筑物周邊的氣候自然條件,人文經(jīng)濟(jì)特征,科學(xué)分析周邊的光線,溫度等因素,在此基礎(chǔ)上,要結(jié)合建筑整體的高度,結(jié)構(gòu)特點(diǎn),朝向等條件,通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)手段,對(duì)建筑室內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行調(diào)整,使得建筑內(nèi)部的溫度,濕度,光線,遮陽(yáng),采光,通風(fēng),隔熱等多方面的條件更適合人們的居住和工作,既滿足了整個(gè)建筑的基本功能,也通過(guò)合理的設(shè)計(jì)大幅度降低了整個(gè)幕墻建筑的能源消耗。據(jù)筆者多年幕墻施工經(jīng)驗(yàn),幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì),要遵循以下幾個(gè)方面的原則。
1.要嚴(yán)格遵守目前設(shè)計(jì)節(jié)能的各種法律法規(guī)
伴隨著幕墻在建筑工程的廣泛運(yùn)用,我國(guó)也相繼出臺(tái)了一系列的法律法規(guī),這些法律規(guī)范都是建筑幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵守的標(biāo)準(zhǔn)之一。在進(jìn)行建筑幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中,要從保溫,隔熱等多方面進(jìn)行,嚴(yán)格遵守GB 50189—2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、JGJfF151—2008《建筑門(mén)窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》、GB/T21086—2007《建筑幕墻》等法律規(guī)范,并使得建筑幕墻的各項(xiàng)設(shè)計(jì)符合節(jié)能的基本要求。2.幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)要具有科學(xué)性
幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極其復(fù)雜的過(guò)程,必須綜合考慮到建筑功能,性能等多方面的因素,從地理自然條件到人文經(jīng)濟(jì)因素,都做出全面分析,權(quán)衡。根據(jù)建筑的實(shí)際情況,科學(xué)選擇幕墻的結(jié)構(gòu)形式和窗墻面積比,使用節(jié)能材料,優(yōu)化建筑構(gòu)造,從而使得建筑主體和幕墻之間形成科學(xué)合理的統(tǒng)一體。
3.幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)要遵守適用性原則
在設(shè)計(jì)過(guò)程中,要從當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境因素與項(xiàng)目的具體實(shí)際出發(fā),設(shè)計(jì)符合地方規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家法律規(guī)定,嚴(yán)格落實(shí)節(jié)能政策,嚴(yán)格處理好提高建筑舒適度和降低幕墻能源消耗的關(guān)系。
4.要遵守經(jīng)濟(jì)性原則
在建筑幕墻設(shè)計(jì)過(guò)程中,要處理好局部和整體的關(guān)系,相對(duì)于整個(gè)建筑項(xiàng)目而言,建筑幕墻只是其中一個(gè)部分,也是整體建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),因此,要結(jié)合整體建筑的節(jié)能設(shè)計(jì),將幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)和建筑主體的節(jié)能設(shè)計(jì)統(tǒng)一起來(lái),綜合考慮,實(shí)現(xiàn)二者的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能性能和經(jīng)濟(jì)成本的優(yōu)化。
三.現(xiàn)代幕墻建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)分析
1. 建筑幕墻節(jié)能的窗墻比設(shè)計(jì)
自從GB 50189—2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》出臺(tái)以來(lái),建筑幕墻的窗墻比設(shè)計(jì)顯得非常重要,該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于窗墻比小于0.7的建筑,各項(xiàng)節(jié)能參數(shù)可直接從該標(biāo)準(zhǔn)的表格中選取,從而對(duì)建筑的各項(xiàng)節(jié)能指標(biāo)予以控制。如果窗墻比大于0.7,則要求按該標(biāo)準(zhǔn)4.3節(jié)的規(guī)定進(jìn)行權(quán)衡判斷。窗墻比是指建筑每個(gè)朝向的窗(包括透明幕墻)的面積與整個(gè)外墻面積的比值。窗墻比小于0.7,通俗的說(shuō)就是要求建筑外墻能夠采光的面積不大于外墻總面積的70%。在該標(biāo)準(zhǔn)的使用過(guò)程中,存在一些誤解,有的人認(rèn)為按這條標(biāo)準(zhǔn),建筑就不能全部采用玻璃幕墻。注意,玻璃幕墻可以加內(nèi)襯板和保溫層,做成非透明幕墻,只要性能滿足非透明幕墻的要求即可。反言之,只要非透明幕墻的面積與整個(gè)外墻面積的比值大于0.3,也就滿足了窗墻比小于0.7的要求。
2.建筑幕墻節(jié)能的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)
(一)科學(xué)選擇遮陽(yáng)的玻璃
在遮陽(yáng)節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中,遮陽(yáng)玻璃的選擇是其中很重要的環(huán)節(jié),在進(jìn)行遮陽(yáng)玻璃的選擇時(shí)候,可以綜合考慮到各種遮陽(yáng)系數(shù),建筑施工點(diǎn)的自然氣候條件,人文經(jīng)濟(jì)因素等多方面的條件,進(jìn)行綜合分析,科學(xué)選擇,一般而言,鍍膜玻璃、反射玻璃、吸熱玻璃、低輻射玻璃等玻璃類型都是節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中廣泛運(yùn)用的類型。目前廣泛應(yīng)用的玻璃主要是低輻射中空玻璃,其傳熱系數(shù)低,遮陽(yáng)效果好,在不采用遮陽(yáng)構(gòu)件的情況下其遮陽(yáng)系數(shù)也可以滿足節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。還有他最大的優(yōu)點(diǎn)是通透性好,在白天可盡量減少室內(nèi)照明的使用,也可以很大程度的節(jié)能能源。反射率低,對(duì)相鄰建筑和行人影響小,不會(huì)造成光污染。
(二)優(yōu)化遮陽(yáng)構(gòu)件設(shè)計(jì)
遮陽(yáng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)按位置可分為外遮陽(yáng)和內(nèi)遮陽(yáng),外遮陽(yáng)的形式可分為水平式遮陽(yáng)、垂直式遮陽(yáng)、綜合式遮陽(yáng)和擋板式遮陽(yáng)、幕墻遮陽(yáng)板常見(jiàn)形式。其中水平遮陽(yáng)板設(shè)計(jì)時(shí)要注意對(duì)玻璃外側(cè)熱空氣散逸的處理,即遮陽(yáng)板與玻璃墻面應(yīng)有一定距離,遮陽(yáng)板本身也應(yīng)做通風(fēng)處理,比如設(shè)計(jì)成傾斜百頁(yè)狀。垂直遮陽(yáng)板最好設(shè)置可調(diào)節(jié),可以根據(jù)太陽(yáng)位置改變方向。內(nèi)遮陽(yáng)就是在幕墻內(nèi)側(cè)設(shè)置遮陽(yáng)簾、軟百頁(yè)、竹簾等。
3.幕墻節(jié)能的熱工設(shè)計(jì)
(一)建筑幕墻熱工節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展趨向
在幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中,如果幕墻的主要用于采暖供熱(適用于北方地區(qū)),那么,在設(shè)計(jì)時(shí)候要注意保溫性能,力求實(shí)現(xiàn)溫室效益,雙層通風(fēng)幕墻就是一種比較科學(xué)合理的發(fā)展方向。但是,如果是為了達(dá)到制冷效果(適用于南方地區(qū)),,在綜合考慮到這些性能特征的同時(shí),就要充分考慮幕墻的遮陽(yáng)性能,減少太陽(yáng)直射產(chǎn)生的熱量。
(二)幕墻熱工節(jié)能設(shè)計(jì)中的傳熱優(yōu)化
進(jìn)行幕墻熱工設(shè)計(jì)時(shí),必須對(duì)其復(fù)雜的傳熱過(guò)程和傳熱方式進(jìn)行分析和研究。玻璃幕墻的傳熱過(guò)程大致有三種途徑:一是玻璃和鋁合金金屬框格的傳熱:通過(guò)單層玻璃的熱流傳熱,通過(guò)金屬框格傳熱,通過(guò)玻璃的鍍膜層減少輻射換熱;二是幕墻內(nèi)表面與室內(nèi)空氣和室內(nèi)環(huán)境間的換熱:內(nèi)表面與室內(nèi)空氣間的對(duì)流換熱,內(nèi)表面與室內(nèi)環(huán)境間的輻射換熱;三是玻璃幕墻外表面與周圍空氣和外界環(huán)境間的換熱;外表面與周圍空氣間的對(duì)流換熱,外表面與外界環(huán)境間的輻射換熱,外表面與空間的各種長(zhǎng)波輻射換熱。對(duì)于明框幕墻,設(shè)計(jì)時(shí)采用斷橋隔熱設(shè)計(jì),形成“斷橋”,可增大熱阻,減少熱傳導(dǎo),提高幕墻的節(jié)能性能。
4.幕墻結(jié)構(gòu)粘接材料的選擇和使用
《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》4.2.10條和4.2.11條對(duì)外窗和幕墻的氣密性作了較高的要求的要求。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠將建筑幕墻玻璃粘結(jié)到支撐結(jié)構(gòu)上。結(jié)構(gòu)硅酮密封膠既起結(jié)構(gòu)粘結(jié)作用,又起幕墻密封膠作用。因此在幕墻設(shè)計(jì)中如何選用合適的結(jié)構(gòu)硅酮膠產(chǎn)品和打膠方式對(duì)確保幕墻的氣密性、安全性和耐久性是至關(guān)重要的。幕墻所用各種膠料均必須進(jìn)行相容試驗(yàn)和性能檢測(cè),并出具試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告。
四.結(jié)束語(yǔ)
節(jié)能環(huán)保是我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一,在能源危機(jī)日漸嚴(yán)重的今天,幕墻的能源消耗大大的增加了我國(guó)的能源負(fù)擔(dān),不利于我國(guó)社會(huì)主義和諧社會(huì)的進(jìn)程,隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展,現(xiàn)代幕墻將會(huì)得到更廣泛的運(yùn)用,幕墻能源消耗勢(shì)必會(huì)進(jìn)一步增加,為了緩解我國(guó)的能源壓力,在幕墻設(shè)計(jì)過(guò)程中,不斷提高設(shè)計(jì)人員的綜合能力和專業(yè)素質(zhì),在綜合考慮到施工地點(diǎn)的自然環(huán)境,人文經(jīng)濟(jì)等多方面的因素的基礎(chǔ)上,從整個(gè)建筑構(gòu)件的設(shè)計(jì),連接和建筑的熱工,保溫等各個(gè)方面做出科學(xué)是設(shè)計(jì),使得現(xiàn)代幕墻既可以滿足節(jié)能需要,又可以創(chuàng)造出獨(dú)特的建筑風(fēng)格,實(shí)現(xiàn)實(shí)用價(jià)值和美學(xué)價(jià)值的統(tǒng)一,為國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的改善注入新的活力。
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近年來(lái),國(guó)家及相關(guān)部門(mén)已經(jīng)深切認(rèn)識(shí)到節(jié)能問(wèn)題的重要性和緊迫性,建筑節(jié)能工作已經(jīng)全面展開(kāi)并不斷深化,建筑節(jié)能技術(shù)不斷進(jìn)步,建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷的完善。而且隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步,公眾節(jié)能的意識(shí)不斷增強(qiáng),節(jié)能的理念也越來(lái)越為更多的人所接受。
建筑節(jié)能實(shí)際上是一項(xiàng)十分艱巨而復(fù)雜的工作,它甚至比某些建筑智能化系統(tǒng)的應(yīng)用更為困難。因此,要想在建筑節(jié)能方面有所收獲的話就要對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)、全面和綜合的分析、研究、實(shí)踐。在此,筆者將就建筑電氣節(jié)能技術(shù)的原則及措施加以簡(jiǎn)要論述。
1.建筑電氣節(jié)能的設(shè)計(jì)原則
1.1適用性原則
所謂的適用性原則就是在滿足為建筑物內(nèi)的良好的人工環(huán)境提供必要的能源,為建筑設(shè)備提供必須的動(dòng)力,為用電設(shè)施提供可靠的負(fù)荷容量等條件的情況下,優(yōu)化供配電設(shè)計(jì),從而促進(jìn)電能的合理化運(yùn)用。也就是說(shuō)不能因?yàn)楣?jié)能而影響建筑物的整體功能。要保證建筑物照明的照度、色度及顯色指數(shù);要滿足建筑物舒適衛(wèi)生的良好環(huán)境;滿足各處運(yùn)輸通道的暢通無(wú)阻等等。
1.2節(jié)約性原則
所謂的節(jié)約性原則就是指在電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中要充分考慮到實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益,不能因?yàn)楣?jié)能而過(guò)高的消耗投資,增加運(yùn)行費(fèi)用。而是要科學(xué)合理的選用節(jié)能設(shè)備和材料,爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)用較低的投資得到最大的經(jīng)濟(jì)效益。使因節(jié)能而增加的投資可以在最短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少下來(lái)的運(yùn)行費(fèi)用收回。
1.3節(jié)能性原則
所謂節(jié)能性原則就是要節(jié)省無(wú)謂消耗的能量。首先要找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物的功能無(wú)關(guān)的,在考慮采取什么措施節(jié)約能源。如著眼于電氣設(shè)備自身的電能消耗、變壓器的功能損耗、傳輸線上的電能損耗等方面,節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)該把握“滿足功能、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的原則”。
2.建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)
2.1供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)
根據(jù)負(fù)荷容量,供電距離及分布,用電設(shè)備特點(diǎn)等因素合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng),做到系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)單,可靠,操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心,以縮短配電半徑減少線路損耗。合理選擇變壓器的型號(hào)、容量和臺(tái)數(shù),以適應(yīng)由于季節(jié)性和工作時(shí)間造成的負(fù)荷變化時(shí)能夠靈活投切變壓器,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行減少由于輕載運(yùn)行造成的不必要電能損耗。
當(dāng)線路上有電流流過(guò)時(shí),由于線路上電阻的存在,勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生有功功率的損耗。因此,線路傳輸上的損耗是電能利用率低的一個(gè)重要原因。要想減少此類損耗主要著眼于四個(gè)方面。第一、選用電導(dǎo)率較小的材料做導(dǎo)線。通常選用銅芯線纜,但考慮到要節(jié)約用銅,也可以改為采用新型的銅鋁復(fù)合材料線纜。第二、減少配線的長(zhǎng)度。因此在布線時(shí)盡量使線路走直線,低壓線路要不走或者少走回頭線,變壓器要盡量接近負(fù)荷中心,減少供電距離,且低壓配電的供電半徑不要超過(guò)規(guī)定。第三、增大導(dǎo)線截面。對(duì)于比較長(zhǎng)的線路在滿足載流量、動(dòng)熱穩(wěn)定、保護(hù)配合、電壓損失等條件下,可根據(jù)情況加大一級(jí)線纜的截面。第四、合理調(diào)劑季節(jié)性負(fù)荷。也就是要使供電線路得到充分的利用。如將空調(diào)風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤(pán)管與一般照明、電開(kāi)水器等計(jì)費(fèi)相同的負(fù)荷集中。
2.2變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)
2.2.1變壓器的損耗主要分為兩部分
a.與負(fù)載無(wú)關(guān)的空載損失。b與負(fù)載成平方比的負(fù)載損失。變壓器有載時(shí),除了固定鐵損外,還存在由于電流通過(guò)一次、二次線圈的電阻損耗,即銅耗P在不同負(fù)載條件下,變壓器的總損耗為與P之和。
2.2.2變壓器的效率
變壓器的效率為輸出功率P2與輸入功率P之比,變壓器的最高效率點(diǎn)是由變壓器固有結(jié)構(gòu)的特性、空載損耗P0、短路損耗P決定的。從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度考慮,對(duì)于季節(jié)性變化較大的負(fù)荷,宜裝設(shè)兩臺(tái)變壓器,當(dāng)負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間較低時(shí)可停用1臺(tái),以保持經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 轉(zhuǎn)貼于 2.3電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)
降低電動(dòng)機(jī)電能損耗的主要途徑,是提高電動(dòng)機(jī)的工作效率和功率因數(shù)。在工程設(shè)計(jì)中,應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特性考慮選擇更為節(jié)電的電動(dòng)機(jī),其關(guān)鍵在于明確負(fù)荷是連續(xù)的還是斷續(xù)的。若為連續(xù)負(fù)荷,要了解電動(dòng)機(jī)的輸出功率是否與各種負(fù)荷相匹配,如果是風(fēng)機(jī)和泵等平方遞減負(fù)荷特性,在輕載時(shí)打開(kāi)風(fēng)門(mén)和閥門(mén),采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)行可以節(jié)約電能。斷續(xù)負(fù)荷時(shí),如果輕負(fù)荷時(shí)不能停止電動(dòng)機(jī)的工作,則應(yīng)考慮采用調(diào)速裝置,即在額定負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)采用常用電源,使電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行;而需要低速運(yùn)行時(shí),考慮采用逆變器變頻裝置或其他方式調(diào)速。
3.電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)
3.1充分利用天然光源
照明節(jié)能工程中的一個(gè)較為主要的內(nèi)容是如何充分利用天然光源。隨著人們對(duì)能源和環(huán)境保護(hù)的日益關(guān)注,建筑物中如何充分利用天然光源來(lái)節(jié)約照明用電已引起廣泛重視。天然光源是取之不盡、用之不竭的能源。在照明節(jié)能的實(shí)施工程中,應(yīng)當(dāng)充分加以利用,制定建筑物的采光標(biāo)準(zhǔn),確定采光方式,將采光方式,將采光和照明有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。白天盡可能地利用天然光源,使建筑物內(nèi)獲得穩(wěn)定的光照條件。同時(shí),室內(nèi)引入陽(yáng)光,既能大大節(jié)約照明能耗,亦有助于提高室內(nèi)溫度,對(duì)于降低建筑能耗也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
3.2采用高效節(jié)能光源
在滿足照明質(zhì)量的前提下,應(yīng)選用細(xì)管徑直管熒光燈、緊湊型熒光燈。對(duì)燈具懸掛位置較高的場(chǎng)所的一般照明,宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈或鎮(zhèn)流高壓熒光汞燈,其綜合費(fèi)用低、視覺(jué)質(zhì)量高,同時(shí)也節(jié)約能源。除特殊情況外,不宜采用管形鹵鎢燈及大功率普通白熾燈,燈具懸掛位置較低的場(chǎng)所照明宜采用熒光燈。
3.3根據(jù)照明部位的燈光布置形式和環(huán)境條件
選擇合適的照明控制方式房間有多列燈具時(shí),按與側(cè)窗平行控制;生產(chǎn)場(chǎng)所按車間、工段、工序分組控制;電化教室、會(huì)議室、報(bào)告廳等場(chǎng)所,按靠近或遠(yuǎn)離講臺(tái)分組控制。建筑科技的飛速發(fā)展,讓燈具的控制方式更加個(gè)性化、人性化、智能化,例如,人體感應(yīng)或動(dòng)靜感應(yīng)開(kāi)關(guān),智能化面板開(kāi)關(guān)等新的控制方式逐步進(jìn)入到我們的身邊。
4.結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái),為了解決能源浪費(fèi)問(wèn)題,新一代建筑電氣技術(shù)正在試圖采用各種先進(jìn)的控制方式對(duì)傳統(tǒng)建筑電氣設(shè)備進(jìn)行有效的控制。可以說(shuō)建筑電氣的節(jié)能在技術(shù)方面還是有很大的上升空間和發(fā)展?jié)摿Φ摹?/p>
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào):F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言:
隨著社會(huì)發(fā)展人們用電需求的不斷加大,建筑電氣的節(jié)能問(wèn)題也逐漸進(jìn)入到施工單位和用戶的視線。對(duì)于施工單位來(lái)說(shuō),采用節(jié)能材料和節(jié)能設(shè)計(jì)方案,有助于降低長(zhǎng)期的建設(shè)成本、吸引更多的消費(fèi)者;而對(duì)于用戶來(lái)講,具有節(jié)能設(shè)施的建筑物更能讓他們長(zhǎng)期的節(jié)能,同時(shí)安全環(huán)保。
1.現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)
建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.1設(shè)備用電負(fù)荷的精確計(jì)算,包括變配電所的設(shè)置,線路計(jì)算,設(shè)備選擇,負(fù)荷確認(rèn)等。而負(fù)荷計(jì)算是否準(zhǔn)確對(duì)合理選擇設(shè)備,確保設(shè)備安全可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有決定性作用。
1.2建筑供電高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì),主要是要保證建筑物用電設(shè)備的供電電源可靠性及合理性。通過(guò)分析現(xiàn)階段的供電系統(tǒng)和其遠(yuǎn)景發(fā)展情況;確定用電負(fù)荷的性質(zhì)、總設(shè)備容量和計(jì)算負(fù)荷;備用容量和備用電源供電的方式。在設(shè)計(jì)中對(duì)于一般建筑物中一二級(jí)用電負(fù)荷應(yīng)采用雙電源供電。而對(duì)于高層建筑而言,必須全部采用雙電源供電方式,具體接線布置應(yīng)視負(fù)荷大小及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩個(gè)電源運(yùn)行方式,原則上是兩路同時(shí)供電,互為備用。另外,還裝設(shè)應(yīng)急電源,如快速自啟動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)組、專用饋線回路、EPS等。國(guó)內(nèi)對(duì)于高層建筑的供電一般采用10kV變壓器供電。部分超高層建筑根據(jù)負(fù)荷容量及等級(jí)采用35kV或更高等級(jí)電壓等級(jí)進(jìn)行供電。
1.3終端照明設(shè)計(jì)。照明設(shè)計(jì)既與節(jié)能環(huán)保密切相關(guān),而且與建筑裝飾美觀程度有著直接的關(guān)系。由用戶電表開(kāi)關(guān)箱向室內(nèi)配電回路,應(yīng)以照明、空調(diào)及其它電器用插座分三個(gè)回路為基本回路,除以上三個(gè)回路外,尚應(yīng)根據(jù)地區(qū)條件和工程要求增設(shè)廚房電器具專用回路,以及衛(wèi)生間電熱水器專用回路。
1.4防雷和接地設(shè)計(jì)。高層建筑的日漸增多,雷擊風(fēng)險(xiǎn)也在日增長(zhǎng)。防雷設(shè)計(jì)與配電系統(tǒng)的可靠性和安全性的關(guān)系隨著高層建筑的越來(lái)越多而顯得日益密切。
2.實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的途徑
要現(xiàn)實(shí)電氣節(jié)能就要首先滿足技術(shù)層面的節(jié)能,然后是選用性能優(yōu)良的產(chǎn)品。建筑電氣節(jié)能的方式有很多,本文認(rèn)為可以通過(guò)以下四個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)。
2.1電源節(jié)能。盡管我國(guó)加快了電力建設(shè)的速度,提高了電力設(shè)備的運(yùn)行效率,增加了裝機(jī)容量,但是還有很多地方在用電高峰期出現(xiàn)電力缺口。電能在傳輸?shù)倪^(guò)程中在變壓器和線路中因?yàn)榘l(fā)熱會(huì)損耗很多能量,目前,我國(guó)的線路率和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的距離。要實(shí)現(xiàn)電源節(jié)能主要從降低線路損耗和變壓器損耗兩個(gè)方面進(jìn)行。降低線路損耗的方法主要有優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu),避免迂回供電,選擇最經(jīng)濟(jì)的供電線路;選用電阻率較小的材質(zhì)做導(dǎo)線,降低線路電阻,在線路絕緣水平允許的情況下,將線路進(jìn)行升壓。降低變壓器損耗的方法主要有,變壓器的放置靠近負(fù)荷中心,通過(guò)減少供電距離,減低線路損耗;選用耗能較低的變壓器,合理安排不用用戶的用電時(shí)間,提高變壓器的負(fù)荷率,當(dāng)同一個(gè)變電站選用多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí),合理分配負(fù)荷,減少無(wú)功線路損耗,提高功率因數(shù)。電線或者電纜的載流量選擇問(wèn)題,應(yīng)當(dāng)保持與低壓斷路器的電流相互配合,使線路受到斷路器的保護(hù),這是每個(gè)建筑電氣設(shè)計(jì)中都能夠遇到,且應(yīng)當(dāng)保證的基本問(wèn)題。總之應(yīng)當(dāng)充分考慮各種可能會(huì)發(fā)生的情況,在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按照《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》,才能夠確保用電的安全性。
2.2照明節(jié)能。在各類建筑中照明是一項(xiàng)基本的系統(tǒng)工程,近些年來(lái)利用天然光源的綠色照明得到重視,在保證照明質(zhì)量的前提下,大力節(jié)約照明用電,照明節(jié)能的主要方法有:選用高光效的光源、充分利用天然光源、合理選擇氣體放電燈的啟動(dòng)設(shè)備、根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合選擇光通量維持率好的節(jié)能燈、根據(jù)照度的變化選擇照明控制方式、根據(jù)照度標(biāo)準(zhǔn)的不同合理安排照明方式,例如通過(guò)流明衰減補(bǔ)償,可以節(jié)省12%-25%的電能,最后適當(dāng)保養(yǎng)燈具,進(jìn)行高效的日常維護(hù)管理,延長(zhǎng)燈具的使用壽命。
2.3動(dòng)力節(jié)能。在當(dāng)今社會(huì),電動(dòng)機(jī)負(fù)荷占到總負(fù)荷的70%左右,因此,動(dòng)力節(jié)能是建筑電氣節(jié)能中的重要因素。動(dòng)力節(jié)能要遵循系統(tǒng)改造電動(dòng)機(jī)及其他相關(guān)機(jī)械設(shè)備的原則,其主要措施有:根據(jù)使用場(chǎng)合的不同選擇最經(jīng)濟(jì)的電動(dòng)機(jī),通過(guò)優(yōu)化控制方式提高電動(dòng)機(jī)的使用率;根據(jù)電動(dòng)機(jī)銅損和鐵損的不同特點(diǎn)采用相應(yīng)的措施減少電動(dòng)機(jī)的損耗,提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率;選擇低噪聲節(jié)電型電動(dòng)機(jī);合理保護(hù)電動(dòng)機(jī),延長(zhǎng)其使用壽命;把變頻器應(yīng)用于水泵、空調(diào)、電梯和風(fēng)機(jī)等設(shè)備中,實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速,不僅能節(jié)約能源,還可以提高設(shè)備的控制靈活性。
2.4建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。隨著自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一種新的建筑電氣節(jié)能途徑,即建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)全面地對(duì)建筑物中各類設(shè)備進(jìn)行控制,在滿足建筑物基本功能的前提下,提供了一種更為科學(xué)高效的方法。
2.4.1供配電監(jiān)控系統(tǒng)。供配電監(jiān)控系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、控制設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)組成,是基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),通信網(wǎng)絡(luò)將供配電系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、控制設(shè)備中帶有通信接口的所有開(kāi)關(guān)連接起來(lái),通過(guò)檢查電力系統(tǒng)中的電壓、電流、有功功率、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況、功率因素等,然后管理人員根據(jù)監(jiān)控的具體情況在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行管理和操作,從而確保供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行和節(jié)能降耗。
2.4.2照明監(jiān)控系統(tǒng)。在一些大型的公共建筑中,照明產(chǎn)生的耗電量通常極大,但是為了滿足建筑照明的功能性需要,又不能為了節(jié)能而減少照明的數(shù)量的照度,照明監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)為科學(xué)的進(jìn)行照明節(jié)能提供了條件。照明監(jiān)控將不同地點(diǎn)、不同時(shí)間的照度轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式進(jìn)行存儲(chǔ),然后把預(yù)定值和實(shí)際值進(jìn)行比較,從而控制照明燈具的數(shù)量和照度,達(dá)到節(jié)能的目的。照明監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用不僅起到節(jié)約電量的目的,還延長(zhǎng)了燈具的使用壽命,從而節(jié)省了運(yùn)行成本。同時(shí)變化的照明控制方式還增強(qiáng)了建筑物的視覺(jué)效果,提升了建筑物的整體價(jià)值。
通過(guò)上述對(duì)建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)可以采取的節(jié)能措施可知,電源節(jié)能、照明節(jié)能和動(dòng)力節(jié)能是實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能的重要手段,三者相輔相成、相互聯(lián)系,在具體的應(yīng)用中要把三者結(jié)合起來(lái)。同時(shí)要結(jié)合建筑監(jiān)控系統(tǒng),盡可能地合理利用節(jié)能產(chǎn)品和新型節(jié)能技術(shù),更好地提高建筑電氣節(jié)能效率,從而減少環(huán)境污染。
3.結(jié)束語(yǔ)
建筑電氣領(lǐng)域節(jié)約用電蘊(yùn)含著巨大的潛力,同時(shí),節(jié)能具有重大意義,它不僅能有效地緩和電力供需矛盾,保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、高速、健康的發(fā)展,而且經(jīng)濟(jì)效益顯著,是一種經(jīng)濟(jì)的電力開(kāi)發(fā)形式。建筑電氣節(jié)能過(guò)程,貫穿于項(xiàng)目的決策、設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)、使用等整個(gè)周期。作為專業(yè)電氣設(shè)計(jì)人員,應(yīng)該在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中精心考慮,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)剡M(jìn)行方案比較,從安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性及節(jié)能性等方面進(jìn)行綜合考慮,選擇合理的供配電方案,采用先進(jìn)技術(shù),選用高效設(shè)備,實(shí)施電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù),在節(jié)約能源、促進(jìn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的同時(shí),又保護(hù)了環(huán)境,取得社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益的雙贏,保證我們高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢(shì)頭,實(shí)行社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]丘慧萍,仇洋.淺談建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施[J].《經(jīng)營(yíng)管理者》,2011(02).
Abstract: through the combined with a venue design example, in view of the building projects place of the climate conditions, analysis of the energy conservation of the building idea, combined with the energy saving design methods to carry on the analysis, finally give feasible energy saving design ideas.
Keywords: building energy efficiency; Palisade structure; Ventilation design; Natural lighting
中圖分類號(hào):TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
項(xiàng)目概況
某體育館主要用作羽毛球館供市民娛樂(lè),鑒于其作為該市重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一,對(duì)該場(chǎng)館的設(shè)計(jì)要求較為嚴(yán)格。該場(chǎng)館總建筑面積為21587,內(nèi)部設(shè)有20個(gè)羽毛球場(chǎng)以及休息室。鑒于該項(xiàng)目地處夏熱冬暖氣候地區(qū),針對(duì)該氣候特點(diǎn),在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方面有其相應(yīng)的設(shè)計(jì)考慮。本文將結(jié)合該場(chǎng)館的節(jié)能設(shè)計(jì)來(lái)展開(kāi)探討該地區(qū)類似建筑節(jié)能設(shè)計(jì)手法。
建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)思考
鑒于該場(chǎng)館所處地區(qū)屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,氣候特征表現(xiàn)為夏季炎熱漫長(zhǎng),冬季溫和短促,甚至幾乎沒(méi)有冬季;長(zhǎng)年高溫高濕,氣溫的年較差和日較差都小;太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈,雨量充沛。而國(guó)內(nèi)規(guī)范《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189-2005)已經(jīng)明確規(guī)定了該類氣候的公共建筑在建筑、熱工、空調(diào)、采暖、通風(fēng)和照明設(shè)計(jì)等方面應(yīng)當(dāng)采取的節(jié)能措施和應(yīng)該控制的建筑能耗,使其在保證原有的室內(nèi)熱舒適環(huán)境的前提下,與未采取節(jié)能措施前的建筑能耗相比,全年空調(diào)和采暖總能耗減少50%。
而針對(duì)本場(chǎng)館屋面設(shè)計(jì)有外挑的特點(diǎn),對(duì)場(chǎng)館圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取的節(jié)能設(shè)計(jì)手法可考慮如下:屋面結(jié)構(gòu)采取適量外挑;屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)方面采用玻璃巖棉隔熱構(gòu)造;場(chǎng)館的圍護(hù)結(jié)構(gòu)外墻采用加氣混凝土砌塊填充墻;同時(shí)在建筑外墻及屋頂采用太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)較小的拋光鋁反射板飾面;而對(duì)于場(chǎng)館所采用的外窗采用斷熱鋁合金窗框Low-E中空玻璃窗。
2.1屋面節(jié)能設(shè)計(jì)
根據(jù)上述提到的場(chǎng)館節(jié)能設(shè)計(jì)構(gòu)思,本場(chǎng)館的屋面采用拋光鋁反射板飾面,同時(shí)采用玻璃巖棉作為隔熱層。屋面的構(gòu)造簡(jiǎn)圖如圖1所示。經(jīng)計(jì)算,本場(chǎng)館屋面的傳熱系數(shù)K=0.143 W/m2.K,小于規(guī)定的限值。而經(jīng)測(cè)得本場(chǎng)館屋面內(nèi)表面最高溫度為35.4℃,小于當(dāng)?shù)叵募臼彝庥?jì)算溫度最高值35.6℃。
圖1玻璃巖棉隔熱屋面 圖2加氣混凝土墻體
2.2外墻節(jié)能設(shè)計(jì)
本場(chǎng)館所有外墻均采用導(dǎo)熱系數(shù)較小的加氣混凝土,該材料的導(dǎo)熱系數(shù)限值λ≤0.22W/m?K)墻體材料,見(jiàn)圖2所示;同時(shí)在鋼結(jié)構(gòu)梁構(gòu)造中設(shè)置玻璃巖棉(導(dǎo)熱系數(shù)限值λ≤0.50W/m?K)隔熱層,有效地提高外墻保溫隔熱能力。最終經(jīng)計(jì)算,本場(chǎng)館的加氣混凝土墻體的傳熱系數(shù)K=0.909 W/m2?K,小于該地區(qū)外墻傳熱系數(shù)所規(guī)定的限值1.5 W/m2.K。同時(shí)測(cè)得東西墻體內(nèi)表面最高溫度分別為34.3℃、35.1℃,墻體內(nèi)表面最高溫度小于《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的當(dāng)?shù)叵募臼彝庥?jì)算溫度最高值35.6℃。
2.3外窗節(jié)能設(shè)計(jì)
本場(chǎng)館采取屋頂適度出挑,從而創(chuàng)造了較好的外遮陽(yáng)效果。大面積的透明幕墻采用斷熱鋁合金窗框Low-E中空玻璃(K≤3.0(W/m2.k)、SC≤0.28)。從而大大降低了窗口的太陽(yáng)輻射得熱,減少建筑空調(diào)能耗。在通風(fēng)方面,建筑外窗的可開(kāi)啟面積大于窗面積的30%,透明幕墻具有可開(kāi)啟部分。在氣密性方面,外窗的氣密性不低于《建筑外窗氣密性能分級(jí)及其檢測(cè)方法》GB7107規(guī)定的4級(jí),透明幕墻的氣密性不低于《建筑幕墻物理性能分級(jí)》GB/T 15225規(guī)定的3級(jí)。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能效果分析
綜合以上所采取的節(jié)能設(shè)計(jì)手法,參照建筑是一個(gè)符合節(jié)能要求的假想建筑,它與所設(shè)計(jì)的實(shí)際建筑在大小、形狀等方面完全一致,圍護(hù)結(jié)構(gòu)滿足標(biāo)準(zhǔn)的基本節(jié)能要求。
另外,采用清華斯維爾節(jié)能設(shè)計(jì)軟件,根據(jù)《》要求,在能耗模擬中,嚴(yán)格按照細(xì)則的推薦設(shè)置參照建筑和設(shè)計(jì)方案空調(diào)系統(tǒng)中的參數(shù)。經(jīng)計(jì)算本場(chǎng)館設(shè)計(jì)建筑年總能耗為142.5 kWh/m2,而參照建筑年總能耗為142.85Wh/m2,設(shè)計(jì)建筑符合節(jié)能要求。
由此結(jié)果表明,對(duì)于場(chǎng)館來(lái)說(shuō),為了達(dá)到較佳的節(jié)能效果,在遮陽(yáng)設(shè)計(jì)方面,場(chǎng)館區(qū)建筑的屋頂適宜采取大尺寸出挑,以有效地為場(chǎng)館提供了良好的遮陽(yáng)效果;外窗設(shè)計(jì)方面適宜采用了遮陽(yáng)性能良好的Low-E中空玻璃;建筑屋頂及外墻外飾面采用太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)較小的拋光鋁反射板,減少了吸收的太陽(yáng)輻射熱。為了保證場(chǎng)館屋面較佳的隔熱效果,屋面適宜采用了玻璃巖棉作為隔熱層。墻體材料為導(dǎo)熱系數(shù)較小的加氣混凝土砌塊,并在鋼結(jié)構(gòu)梁構(gòu)造中設(shè)置玻璃巖棉隔熱層。屋面及墻體構(gòu)造隔熱性能良好;另外為了合理地評(píng)價(jià)場(chǎng)館的能耗,應(yīng)當(dāng)采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷法進(jìn)行場(chǎng)館節(jié)能設(shè)計(jì)評(píng)價(jià),圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總體熱工性能符合節(jié)能要求。
場(chǎng)館建筑自然通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)
對(duì)于場(chǎng)館來(lái)說(shuō),其使用時(shí)空調(diào)能耗巨大,體育館建筑的室內(nèi)自然通風(fēng)對(duì)于改善場(chǎng)館內(nèi)熱環(huán)境和降低空調(diào)能耗意義重大,特別是在體育館的賽后使用中,自然通風(fēng)節(jié)能效果更加明顯。為此需要考慮自然通風(fēng)來(lái)減少空調(diào)設(shè)備的開(kāi)啟時(shí)間,達(dá)到節(jié)能的目的。而作為建筑設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō),更重要的是通過(guò)合理的建筑設(shè)計(jì)手法來(lái)為體育館建筑使用提供可以充分利用自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)方案。
從建筑方案設(shè)計(jì)手法上可以看出,體育館底部的觀眾走道具有一定的通風(fēng)潛力,但對(duì)于熱量容易積聚的上部空間缺少空氣流動(dòng)的通道,因此,建議在觀眾區(qū)上部設(shè)計(jì)開(kāi)口,使室外空氣可以進(jìn)入場(chǎng)館上部空間,帶走積聚的熱量。通過(guò)以下的分析驗(yàn)證這種設(shè)計(jì)方案的通風(fēng)效果。
顯然,對(duì)于地處夏熱冬暖的地區(qū)所建設(shè)的場(chǎng)館來(lái)說(shuō),在該類地區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向下,體育館建筑迎風(fēng)面和背風(fēng)面壓差較大,輔以合適的開(kāi)口就可以形成良好的自然通風(fēng)效果;同時(shí)設(shè)計(jì)體育館建筑的觀眾入口可以作為室內(nèi)外空氣流動(dòng)的通道,改善比賽場(chǎng)地人員活動(dòng)區(qū)域的熱舒適水平;而觀眾區(qū)域上部的開(kāi)口可以使室外空氣沿弧形屋頂流入場(chǎng)館內(nèi)部,對(duì)屋頂內(nèi)表面溫度的降低有所幫助,同時(shí)帶進(jìn)的大量涼爽空氣可以改善座位區(qū)的熱舒適水平。因此,場(chǎng)館建筑的觀眾走道和觀眾區(qū)域上部的開(kāi)口可以有效利用自然通風(fēng),在賽后使用過(guò)程中,觀眾區(qū)域和比賽區(qū)域可以獲得基本舒適的空氣溫度和風(fēng)速,從而減少空調(diào)設(shè)備開(kāi)啟時(shí)間,節(jié)省耗電量。
場(chǎng)館建筑自然采光節(jié)能設(shè)計(jì)
對(duì)于體育場(chǎng)館類建筑照明能耗巨大,主要用于滿足比賽場(chǎng)地采光要求和防止眩光。通過(guò)有效的建筑設(shè)計(jì)手法將將有效地達(dá)到場(chǎng)館自然采光,滿足賽后白天舉行體育競(jìng)技或文娛活動(dòng)的需求。從場(chǎng)館的建筑方案設(shè)計(jì)手法上可以考慮,體育館頂部的圓形洞口具有一定的自然采光作用,再通過(guò)模擬分析屋頂開(kāi)口對(duì)體育館比賽區(qū)域采光系數(shù)和均勻度的影響。
實(shí)踐表明,對(duì)于體育館建筑屋頂開(kāi)采光口有助于白天充分利用自然光,減少照明能耗。場(chǎng)館自然采光模擬結(jié)果表明,體育館屋頂?shù)膱A形采光口具有自然采光的效果,尤其是對(duì)于賽后使用過(guò)程中,比賽區(qū)域平均采光系數(shù)為13.4%,平均自然光照度為670.2Lux,采光均勻度>0.5,基本滿足賽后使用要求,從而減少照明設(shè)備開(kāi)啟時(shí)間,降低照明能耗。
結(jié)論
文章結(jié)合場(chǎng)館節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)例,分析其建筑節(jié)能設(shè)想,提出了可行的節(jié)能設(shè)計(jì)思路:(1)外窗采用了遮陽(yáng)性能良好的Low-E中空玻璃;建筑屋頂及外墻外飾面采用拋光鋁反射板;屋面采用了玻璃巖棉作為隔熱層。(2)場(chǎng)館建筑的觀眾走道和觀眾區(qū)域上部的開(kāi)口可以有效利用自然通風(fēng)。(3)場(chǎng)館建筑屋頂開(kāi)采光口有助于白天充分利用自然光,減少照明能耗。
參考文獻(xiàn):
隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展,我國(guó)農(nóng)民的生活水平不斷的提高,他們對(duì)自己的居住條件的要求也越來(lái)越高。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)北方農(nóng)村地區(qū)建筑特點(diǎn)是占地多,建造技術(shù)水平低,缺乏科學(xué)性,甚至是忽視最基本的建筑熱工性能和舒適性要求,特別是缺乏統(tǒng)一的建筑規(guī)劃,能源利用率低,導(dǎo)致其建筑土地利用率低,保溫隔熱性能差,能耗大,舒適度低。因此,為了提高農(nóng)民生活質(zhì)量,應(yīng)以改善居住條件為重點(diǎn),科學(xué)制定農(nóng)村建筑規(guī)劃體系,因地制宜地在廣大北方農(nóng)村地區(qū)推廣建筑節(jié)能技術(shù),發(fā)展節(jié)能建筑。
1農(nóng)村建筑節(jié)能設(shè)計(jì)
1.1北方農(nóng)村建筑現(xiàn)狀分析
我國(guó)北方地區(qū)農(nóng)村建筑要適應(yīng)日常居住生活和農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)的雙重需要,居民建筑類型大多為單戶、雙戶以及多戶并聯(lián)的建筑類型。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)農(nóng)村建筑大多為個(gè)人建造,農(nóng)民隨意建設(shè),農(nóng)村建筑缺乏規(guī)劃和設(shè)計(jì),造成建筑的功能劃分不合理,用地浪費(fèi)。在房屋建設(shè)的過(guò)程中,由于技術(shù)和施工條件的限制以及經(jīng)濟(jì)條件的制約,農(nóng)民建房時(shí)多選用一些落后的建材,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)仍采用傳統(tǒng)的做法,致使其建筑能耗大,不利于節(jié)能。
1.2建筑規(guī)劃布局
我國(guó)北方農(nóng)村大多地區(qū)冬季寒冷,夏季炎熱。建筑規(guī)劃選址中應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩韮?yōu)勢(shì),根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn),合理地安排建筑與周圍環(huán)境因素之間的關(guān)系。在建筑平面的布局時(shí),要充分考慮當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生活習(xí)慣,合理地安排建筑物功能分區(qū)。
1.2.1建筑選址應(yīng)避免在山谷、溝底等區(qū)域,這主要考慮冬季氣流在這些區(qū)域里形成對(duì)建筑物的“霜洞”效應(yīng),會(huì)使其能耗增加。建筑朝向應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件和氣候條件,選擇最有利的自然采光和通風(fēng)的區(qū)域,注意冬季防風(fēng)和夏季有效利用自然通風(fēng),減少能耗。
1.2.2建筑類型上應(yīng)多采用兩戶或多戶并聯(lián)的布置形式,減少建筑體系系數(shù),有利于降低建筑能耗。
1.2.3根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民生活習(xí)慣,將居住建筑和農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)用房進(jìn)行合理的劃分。例如將臥室、大堂宜布置在南向,飼養(yǎng)室、農(nóng)副產(chǎn)品加工室宜布置在北向。
1.2.4規(guī)劃中應(yīng)注重綠化環(huán)境。綠化可以改善建筑群體的氣候條件,可以調(diào)節(jié)氣溫、降低溫室效應(yīng)、隔熱遮陽(yáng)、減少噪聲,是優(yōu)化建筑室內(nèi)環(huán)境、減少建筑能耗的有效措施。
1.3建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)
1.3.1外墻
外墻散失的熱量約占整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)總能耗的25~28%,因此應(yīng)在寒冷地區(qū)的北方農(nóng)村建筑外墻設(shè)計(jì)中應(yīng)采用外墻外保溫。依據(jù)當(dāng)?shù)匾延械脑牧希侠磉x擇建筑外墻材料,推廣使用空心磚或混凝土空心小砌塊等節(jié)能磚。同時(shí)在建造時(shí)靈活選取構(gòu)造措施,利用農(nóng)村地區(qū)容易獲得的材料(稻殼,麥秸等)作為外墻保溫材料,使外墻獲得良好的隔熱效果。
1.3.2屋面與地面
北方地區(qū)農(nóng)村建筑屋面散熱量占總散熱量的15%左右,地面約為6%。在屋面建造時(shí)應(yīng)采用坡屋頂,設(shè)置架空層或平屋頂,設(shè)置吊頂層。選用導(dǎo)熱系數(shù)小,吸水率低,易于就地取材的保溫材料。重視地面保溫,在地面墊層下鋪設(shè)廉價(jià)的爐渣等其他保溫材料,并注意地面防潮設(shè)計(jì),減少地面散熱量。
1.3.3門(mén)與外窗
長(zhǎng)期以來(lái),北方農(nóng)村建筑的門(mén)窗建造較為簡(jiǎn)陋,大部分為單層,而且密封性較差。外窗的熱損失量,約占整個(gè)房屋的30%。為了減少外窗的熱損失,在滿足自然通風(fēng)和采光的要求下,減少窗墻比,應(yīng)采用雙層窗或單框雙玻璃窗,增強(qiáng)其密封性,以此來(lái)提高窗的總熱阻。外門(mén)應(yīng)采用雙層,若采用單層應(yīng)作保溫處理,提高外門(mén)的隔熱性能。尺寸較大的門(mén)窗應(yīng)在室內(nèi)加裝門(mén)窗簾,也有利于減少門(mén)窗的熱損失。
2能源的綜合開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
2.1太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
北方農(nóng)村地區(qū)有著豐富的太陽(yáng)能資源,建造太陽(yáng)能綜合利用建筑,在屋頂放置太陽(yáng)能利用設(shè)備可提供生活熱水、采暖系統(tǒng)以及照明等綜合應(yīng)用。特別是近年來(lái)太陽(yáng)能低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的應(yīng)用,適合應(yīng)用在無(wú)集中供暖的農(nóng)村建筑。在過(guò)渡季節(jié),利用太陽(yáng)能熱水還可以強(qiáng)化自然通風(fēng)。
2.2沼氣開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
沼氣是一種清潔的可再生能源。在北方廣大農(nóng)村地區(qū)各種農(nóng)作物的秸稈,牲畜的糞便等都可以作為產(chǎn)生沼氣的原料。沼氣不僅用來(lái)解決農(nóng)村燃料缺乏問(wèn)題,也可以應(yīng)用沼氣進(jìn)行采暖和照明等綜合利用。另外沼液和沼渣可以作為有機(jī)肥料,施在農(nóng)田和果園里。沼氣建設(shè)與種養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合,通過(guò)資源的優(yōu)化配置,延伸了經(jīng)濟(jì)鏈,使能源得到有效的循環(huán)利用。目前我國(guó)農(nóng)村大多采用單戶的沼氣建設(shè),受技術(shù)條件的限制經(jīng)常沼氣產(chǎn)量不足,而且安全性較差。建議采用多戶集中建造高效的沼氣設(shè)施,集中管理,有效利用資源,這樣能使沼氣設(shè)施能源利用率高,便于為廣大農(nóng)民提供高效、潔凈、安全的沼氣能源。2.3其他能源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
我國(guó)有著豐富的淺層地?zé)崮茉矗诒狈睫r(nóng)村地區(qū)可以開(kāi)發(fā)利用當(dāng)?shù)氐牡責(zé)豳Y源,為集中規(guī)劃建造的村鎮(zhèn)建筑群提供熱源,宜于集中熱水供應(yīng)和采暖設(shè)施建造,從而節(jié)約燃料的使用。在北方農(nóng)村的一些地區(qū)風(fēng)能資源也較為豐富,利用其建造風(fēng)力發(fā)電,供應(yīng)日常的生活和照明用電,既方便又廉價(jià),節(jié)約用電。
3農(nóng)村建筑節(jié)能管理
農(nóng)村建筑的節(jié)能不僅僅是在體現(xiàn)在節(jié)能設(shè)計(jì),節(jié)能管理也是很重要的一方面。建立健全建筑節(jié)能管理機(jī)制,是落實(shí)建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)的前提。首先,在新建農(nóng)村建筑時(shí)應(yīng)注重改變觀念,統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè),進(jìn)行初期的建筑項(xiàng)目可行性論證報(bào)告以及綜合利用能源的可行性方案設(shè)計(jì)。要按照節(jié)能設(shè)計(jì)和規(guī)范進(jìn)行建造,加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì),充分利用當(dāng)?shù)匾子谌〉玫牧畠r(jià)又節(jié)能的建筑材料。其次,在建筑建成后注重農(nóng)民節(jié)能意識(shí)培養(yǎng),統(tǒng)一管理一些集中的公用能源設(shè)施,例如集中的沼氣設(shè)施或采暖系統(tǒng)。
4結(jié)束語(yǔ)
目前,在我國(guó)北方農(nóng)村地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)條件的制約,多數(shù)農(nóng)村建筑未能使用節(jié)能設(shè)計(jì),這就需要國(guó)家和當(dāng)?shù)卣峁┱吆徒?jīng)濟(jì)支持,開(kāi)發(fā)出適合在農(nóng)村地區(qū)的廉價(jià)節(jié)能的建筑材料和能源利用設(shè)備,樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展觀念,建立農(nóng)村建筑規(guī)劃管理體系,在農(nóng)村地區(qū)大力推廣節(jié)能建筑,為廣大農(nóng)民創(chuàng)造一個(gè)健康、舒適的居住環(huán)境。
參考文獻(xiàn):
1 問(wèn)題提出
隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,人們生活水平的提高,對(duì)建筑物的功能需求越來(lái)越高,對(duì)電能的要求也就更高,帶來(lái)的能耗也隨之增多。在全球能源危機(jī),不可再生能源日益減少的背景下,我國(guó)提出節(jié)能環(huán)保,可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一件大事,而電氣系統(tǒng)作為建筑物最主要的能耗,加強(qiáng)對(duì)其的節(jié)能已勢(shì)在必行。
2 功能需求與總體方案
2.1 節(jié)能型樓宇大廈的供電需求
供電設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)用戶的設(shè)備容量使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于用電質(zhì)量很高的樓宇大廈,分別從城市電網(wǎng)引兩路10kV高壓電源,一用一備,采用高壓電纜埋地引入高壓配電房。同時(shí)根據(jù)用電設(shè)備的需求特性,確定負(fù)荷等級(jí)。對(duì)于特別重要的負(fù)荷采取雙電源雙回路專用電纜供電,并就地設(shè)置UPS電源供電。也可以使用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電加儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行供電,并在最末一級(jí)配電箱處設(shè)置自動(dòng)切換裝置。其他一二級(jí)負(fù)荷也采用雙電源供電。通常情況,對(duì)于照明負(fù)荷供電均采用風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)供電,當(dāng)蓄電量不能滿足用電負(fù)荷時(shí),切換到城市電網(wǎng)供電。
2.2 節(jié)能型樓宇大廈的配電需求
高壓配電接線方式為單母,兩路電源一用一備分別對(duì)低壓配電所配電,低壓段采用單母線分段運(yùn)行,配電采用220/380V放射式與樹(shù)干式相結(jié)合的方式,對(duì)于單臺(tái)容量較大的負(fù)荷采用放射式供電,對(duì)于照明及一般負(fù)荷采用樹(shù)干式與放射式相結(jié)合的供電方式。
2.3 節(jié)能型樓宇大廈整體供配電設(shè)計(jì)
通過(guò)對(duì)樓宇大廈供配電功能需求分析,結(jié)合用戶對(duì)用電設(shè)備的需求,得到樓宇大廈電氣系統(tǒng)基本組成如圖1所示。
由圖1可知,樓宇大廈建筑電氣系統(tǒng)組成主要有供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、以及給排水系統(tǒng)等。合理設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)控制及管理各個(gè)子系統(tǒng)能量需求,是樓宇大廈節(jié)能的重要工作。
3 供配電節(jié)能設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)以具體工程為例,工程大廈地上12層,地下2層。建筑高度54.9m米(室外地面至屋頂構(gòu)架)。建筑面積77756.9m2。項(xiàng)目屬于一類高層建筑。就地下1、2層展開(kāi)節(jié)能設(shè)計(jì)。
3.1 結(jié)合節(jié)能元素的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)
對(duì)于室內(nèi)場(chǎng)所的照明主要選擇節(jié)能型熒光燈及低功耗LED燈,選用的照明光源、鎮(zhèn)流器的能效符合相關(guān)能效標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能評(píng)價(jià)值。最新頒布的《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2013相比《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2004,在6.1節(jié)和6.2節(jié)對(duì)照明節(jié)能作了一般規(guī)定,并且給出了具體的照明節(jié)能措施。規(guī)定照明節(jié)能應(yīng)采用一般照明的照明功率密度值(LPD)作為評(píng)價(jià)指標(biāo),提出在滿足規(guī)定的照度和照明質(zhì)量要求的前提下,進(jìn)行照明節(jié)能評(píng)價(jià)。
照明設(shè)計(jì)計(jì)算主要依據(jù)《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版,照度計(jì)算采用利用系數(shù)法,該方法考慮到光源直接照射和經(jīng)室內(nèi)反射到工作面上的光通量,計(jì)算結(jié)果比較準(zhǔn)確,再根據(jù)選擇的燈具容量及鎮(zhèn)流器功率,計(jì)算工作平面上的照明功率密度值,并與節(jié)能目標(biāo)值比較,具體結(jié)果如表1所示。
由表1可知,室內(nèi)主要場(chǎng)所照明的實(shí)際照度均大于標(biāo)準(zhǔn)照度的要求,實(shí)際功率密度也均小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范功率密度的節(jié)能目標(biāo)值,照明設(shè)計(jì)滿足節(jié)能要求。
3.2 結(jié)合節(jié)能元素的動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在樓宇大廈動(dòng)力系統(tǒng)中,電機(jī)拖拽系統(tǒng)是主要的能耗部分,其主要節(jié)能方法利用變頻調(diào)速控制方式,根據(jù)系統(tǒng)控制對(duì)象需求,調(diào)節(jié)輸入電源頻率,通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速使整個(gè)電機(jī)拖拽系統(tǒng)達(dá)到輸入與輸出間動(dòng)態(tài)平衡,從而達(dá)到提高系統(tǒng)功率因素,節(jié)能降耗。在采取變頻調(diào)速控制的基礎(chǔ)上,各子系統(tǒng)還有其他的節(jié)能措施。就空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),2004年頒布施行的《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019-2003相比于2001年C布施行的《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ19-1987,在第八章監(jiān)測(cè)與控制中明確提出對(duì)采暖、通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng),采用集中監(jiān)控系統(tǒng)可合理利用能量實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行,2005年7月頒布實(shí)施的《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005在第五章對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)做了明確規(guī)定,并根據(jù)09CDX008-3《建筑設(shè)備節(jié)能控制與管理》圖集,設(shè)計(jì)空調(diào)控制系統(tǒng)。電梯系統(tǒng)還可采用電梯群控技術(shù),通過(guò)對(duì)樓宇大廈內(nèi)部多部電梯進(jìn)行合理調(diào)度分配管理,防止電梯長(zhǎng)期運(yùn)行在空載或輕載工況下,降低電梯系統(tǒng)能耗。電梯回饋技術(shù),將電梯輕載上行和重載下行運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的一部分電能反饋到供配電系統(tǒng)中,供其他用電設(shè)備使用。
3.3 結(jié)合節(jié)能元素的變壓器設(shè)計(jì)
3.3.1 合理選擇變壓器容量和數(shù)量
變壓器容量按變壓器所帶用電負(fù)荷來(lái)選擇,與負(fù)荷特性匹配,并合理分配負(fù)荷,力求三相平衡。變壓器臺(tái)數(shù)選擇,依據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052―2009中第3.3.1條,本工程均為一級(jí)二級(jí)負(fù)荷,所以選用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上變壓器。綜合考慮投資和運(yùn)行費(fèi)用,變壓器主接線采用單母線分段,確定變電所1變壓器T1、T2容量為2000KVA,變電所2變壓器T3、T4容量為1600KVA。
3.3.2 選用節(jié)能型變壓器
2008年頒布施行的《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008相比于已廢止的《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T 16-1992,在配電變壓器選擇一節(jié)中,明確規(guī)定配電變壓器選擇應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)和負(fù)荷情況、環(huán)境條件確定,并應(yīng)選用節(jié)能型變壓器。節(jié)能型變壓器中鐵損很小,將有效減少變壓器輸配電過(guò)程中的電能損耗。課題采用SCB10-10/0.4kV系列的干式變壓器。
3.3.3 選用D,yn11接線組別變壓器
樓宇大廈節(jié)能燈、熒光燈、計(jì)算機(jī)、變頻空調(diào)、鎮(zhèn)流器、UPS電源等的大量使用,會(huì)產(chǎn)生很大的三次諧波。因此,配電變壓器宜選用D,yn11接線組別的變壓器,能有效限制三次諧波,也能降低三相系統(tǒng)中的零序阻抗。
3.4 結(jié)合新能源利用供電靈活切換
目前風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電效率較低, 無(wú)法完全滿足樓宇大廈的電力需求,因此需要市電和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電共同為居民供電。在用電低谷時(shí),用戶可以直接從電網(wǎng)取電;用電高峰時(shí),切換到風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)蓄電池供電,蓄電池為重要負(fù)荷及照明負(fù)荷供電,當(dāng)控制器檢測(cè)到蓄電池電壓不能滿足用電負(fù)荷使用時(shí),切換到城市電網(wǎng)供電,并根據(jù)風(fēng)光條件與用電負(fù)荷合理配置風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng),風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)基本組成如圖2所示。
4 計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)
4.1 照明系統(tǒng)
課題在建筑條件圖的基礎(chǔ)上對(duì)地下一二層照明進(jìn)行設(shè)計(jì),室內(nèi)公共場(chǎng)所的照明選用節(jié)能型T5熒光燈,疏散指示燈采用低功耗LED光源,根據(jù)表1的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行照明平面圖繪制。公共場(chǎng)所照明,可采用樓宇自控系統(tǒng),樓梯間采用節(jié)能延時(shí)自熄開(kāi)關(guān)控制。照明控制根據(jù)功能要求采用分組、分區(qū)、動(dòng)靜控制、時(shí)間控制、光敏調(diào)節(jié)照度或開(kāi)關(guān)等方式。照明配電系統(tǒng)圖如圖3所示,車庫(kù)照明回路設(shè)接觸器,并接入樓宇自控系統(tǒng)(BA)。
4.2 動(dòng)力系統(tǒng)
對(duì)功率大于4KW的電動(dòng)機(jī)(除消防設(shè)備)均采用變頻降壓?jiǎn)?dòng)控制,以節(jié)約能源。并采用樓宇設(shè)備自控管理系統(tǒng)對(duì)空調(diào)設(shè)備、水泵、各類風(fēng)機(jī)及其他用電設(shè)備進(jìn)行能量自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)、實(shí)時(shí)監(jiān)察,以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化運(yùn)行,達(dá)到集中管理、程序控制和節(jié)約能源等目的。動(dòng)力配電系統(tǒng)圖如圖4所示。
4.3 低壓配電系y
低壓配電系統(tǒng)采用兩路10kV電源進(jìn)線,一用一備,兩路進(jìn)線開(kāi)關(guān)不能同時(shí)閉合。正常工作時(shí)只用1#主進(jìn)線,2#進(jìn)線備用。在低壓配電柜及饋線柜設(shè)多功能儀表,支持RS485通信,MODBUS協(xié)議,可接入多種軟件通訊系統(tǒng),通過(guò)智能聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì),可在人機(jī)界面實(shí)時(shí)觀察動(dòng)態(tài)用電情況。
5 總結(jié)
課題以某12層大廈為研究對(duì)象,結(jié)合建筑電氣設(shè)計(jì)相關(guān)新舊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及樓宇大廈主要能耗,分析樓宇大廈電氣節(jié)能技術(shù),對(duì)樓宇大廈供配電系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì),并結(jié)合工程案例進(jìn)行具體分析。同時(shí),引進(jìn)新能源領(lǐng)域風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng),為樓宇大廈的供電提供了多種渠道,減少用電高峰對(duì)城市電網(wǎng)的用電。
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近年來(lái),我國(guó)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)得到了建筑管理部門(mén)和建設(shè)主體單位及設(shè)計(jì)師的廣泛重視,但在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中,建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)方面仍然存在一些與節(jié)能設(shè)計(jì)的有效實(shí)施不相和諧的因素,阻礙了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)取得應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效率,在很多層面和環(huán)節(jié)上有著改進(jìn)的空間。
一、建筑節(jié)能的概念
建筑節(jié)能,指在建筑材料生產(chǎn)、房屋建筑和構(gòu)筑物施工及使用過(guò)程中,滿足同等需要或達(dá)到相同目的的條件下,盡可能降低能耗。建筑節(jié)能遵循了可持續(xù)發(fā)展的需要,體現(xiàn)了人、自然與建筑三者之間的完美結(jié)合,減少了能源的消耗,減少了對(duì)環(huán)境的污染,提高了建筑的品質(zhì)。
二、居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀
(1)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系還不夠健全。當(dāng)前的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有獨(dú)立的、完備的體系,是分別編制在不同專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系中。建筑節(jié)能因涉及各專業(yè)學(xué)科,為達(dá)到總體的節(jié)能目標(biāo),要求其標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容應(yīng)統(tǒng)籌部署,并充分利用各專業(yè)技術(shù),才能實(shí)現(xiàn)最大的節(jié)能效率。目前實(shí)際參與建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的專業(yè)主要有建筑、暖通空調(diào)等專業(yè),而對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)執(zhí)行的相關(guān)環(huán)節(jié)比如結(jié)構(gòu)、智能以及施工等并沒(méi)有相應(yīng)完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系支持。另外,在節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)制定上,建筑師的參與還不夠,導(dǎo)致節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)在各專業(yè)間缺乏連貫性。總體上看,缺乏建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)配套文件,從而無(wú)法為建筑節(jié)能工作的開(kāi)展適時(shí)提供全面的、必要的技術(shù)依據(jù)。(2)規(guī)劃設(shè)計(jì)缺乏“節(jié)能”意識(shí)。目前,建筑節(jié)能設(shè)計(jì)主要是突出體現(xiàn)在單體建筑采取節(jié)能措施方面,而對(duì)于規(guī)劃設(shè)計(jì)中引入節(jié)能“概念”不夠,缺乏這方面的技術(shù)和人才。規(guī)劃設(shè)計(jì)是源頭,從規(guī)劃設(shè)計(jì)入手,采用先進(jìn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)理念、方法和技術(shù)措施,可以降低節(jié)能投資、減少能源消耗。(3)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行率偏低。我國(guó)各區(qū)域氣候經(jīng)濟(jì)條件差異較大,而目前的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有細(xì)化到考慮各地的經(jīng)濟(jì)條件,導(dǎo)致各地標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行過(guò)程中存在很多問(wèn)題。總體來(lái)講,過(guò)渡地區(qū)和南方地區(qū)新建建筑執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的比例相對(duì)較低。目前由于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)審查制度的嚴(yán)格執(zhí)行,大部分新建建筑施工圖設(shè)計(jì)都能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,但是竣工后達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的比例依然不高。(4)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)相關(guān)的外部環(huán)境也制約著建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的有效實(shí)施。國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)支持力度不夠,可再生能源在建筑中的應(yīng)用進(jìn)度緩慢,建筑節(jié)能建材市場(chǎng)監(jiān)管缺乏,管理部門(mén)的監(jiān)管存在一定的問(wèn)題,驗(yàn)收把關(guān)不嚴(yán)格,部分企業(yè)內(nèi)部管理薄弱,節(jié)能效率的最終評(píng)定缺乏依據(jù)等等,以上這些外部因素,對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)也有制約的作用,使建筑節(jié)能設(shè)計(jì)未能在實(shí)踐中得到很好的重視,從而達(dá)到真正的節(jié)能。
三、居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)措施
(1)營(yíng)造良好的小區(qū)綠化環(huán)境。綠色的建筑一定離不開(kāi)綠色的環(huán)境,我們要充分合理利用建筑周圍的環(huán)境,比如花草樹(shù)木、水面、假山等。房屋頂樓一般采光比較好,但是夏天的時(shí)候日照強(qiáng)烈。如果房頂是一般的房屋設(shè)計(jì),勢(shì)必不利于夏季降溫,不防在屋頂放些花盆植被,一來(lái)可以阻熱,二來(lái)促進(jìn)了大氣循環(huán),美化了環(huán)境。(2)使用性能良好的保溫材料。首先是墻體,墻體保溫性要滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)選擇保溫性能好的墻體材料可以減少熱能損失。目前在設(shè)計(jì)中應(yīng)主動(dòng)應(yīng)用各種成熟的復(fù)合墻體技術(shù),以達(dá)到節(jié)能的目的;其次是門(mén)窗節(jié)能。外門(mén)外窗是居住建筑能耗散失的最薄弱部位,其能耗占居住建筑總能耗的比例較大,其中傳熱損失為1/3,冷風(fēng)滲透為1/3,所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下,盡量減小居住建筑外門(mén)外窗洞口的面積,提高外門(mén)外窗的氣密性,減少冷風(fēng)滲透,提高外門(mén)外窗本身的保溫性能,減少外門(mén)外窗本身的傳熱量,以達(dá)到節(jié)能的目的。(3)充分利用天然綠色能源。只有充分開(kāi)發(fā)利用新能源才能有效的節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境。太陽(yáng)能作為一種可再生的潔凈的天然綠色能源,是建筑上很具有利用潛力的新能源之一,有非常廣泛的前景。我國(guó)擁有豐富的太陽(yáng)能資源,我國(guó)三分之二的國(guó)土面積日照數(shù)在2200h以上,太陽(yáng)能建筑對(duì)CO2減排也有一定的作用,如果將太陽(yáng)能源充分加以利用,不僅有可能節(jié)省大量常規(guī)能源,而且有可能在某些區(qū)域完全利用太陽(yáng)能采暖。所以,太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用有非常巨大的潛力。(4)采用科學(xué)合理的采暖。通風(fēng)空調(diào)和照明技術(shù),除了土建的措施外,相關(guān)設(shè)備專業(yè)的作用也不可忽視。在設(shè)計(jì)中通過(guò)采用合理的方案,先進(jìn)的技術(shù)手段,提高空調(diào)采暖設(shè)備和照明設(shè)備的效率,從而達(dá)到節(jié)能的目的。