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低能耗范文1
中國一直以來都屬于一個農業大國,而農村生活、經濟的好壞則直接影響到了中國自身的經濟,同時這也是衡量我國經濟發展的一個重要評定標準。在這一標準中,農村生活的居住水平對于該標準的影響極大。所以現目前對農村的居住,進行生態改造以及節能低耗改造,已經成為了迫在眉睫的問題。當農村擁有低能耗的生態住宅以后,不僅能夠方便農村進行能源的使用,還能夠使得居民的生活舒適度得到極大的提高,從而進一步的提升農村生活,與自然之間的和諧關系。
1 農村發展低能耗生態住宅的有利條件
和城市目前的發展程度相比較而言,農村在生態建筑和節約能源方面有著更大的發展空間。從根本上來說,低能耗的生態建筑在進行設計的過程中,所涉及到的各個方面并不復雜,但這其中最為重要的問題就在于如何將這一理念,正確的運用和實踐。同時采用良好的技術來具體的實施到住宅修建過程中。此外在低能耗生態建筑進行設計的過程中,必須要對其周邊自然資源和地理條件進行全面詳細的分析。分析的內容主要包括以下幾個方面:常年氣候變化趨勢、常年風向資料、熱工分區、太陽能輻射程度、地質地貌、水資源等大量詳細情況。并設定調查后就能良好的掌握其農村周邊的具體情況。并且根據這些情況來進行低耗能生態建筑的設計、規劃。
1.1 農村的生態環境比城市好
區水資源和植物較為豐富,能夠良好地利用環境改造的方式,來對農村的環境進行治理,從而使得農村獲得更好的能源環境。
1.2 可利用土地比較寬裕
可以將日前分散的居住地進行集中布置,提高上地集約利用水平,節約上地資源,同時也有利于資源共享和合理配置,改變農村基礎設施小配套集、結程度低、資源浪費的現狀。
1.3 可利用的再生能源種類更多
在農村,除太陽能利用、風能利用、還可進行沼氣利用、秸稈氣化等技術,更可通過多種能源形式的綜合利用,減少常規能源的消耗。
2 設計實踐
2.1 利用沼氣
在某庭院的西北角設一體積為8m3的沼氣池,可基本滿足住戶日常燒飯等需求。沼氣利用在我國農村經濟可行。一個8m3的沼氣池,一年可產沼氣350m3左右,造價僅千余元,而其產生的熱值相當于800~1000kg煤。沼氣相比液化石油氣每年可節約燃料費500元以上,兩年就可回收投資成本。
2.2采用太陽能熱水系統
本方案安裝了太陽能熱水系統,在南向屋面上設置了太陽能集熱板,并根據緯度計算出最佳得熱屋面傾斜角度,南京地區最佳角度為300太陽能熱水系統在農村低能耗生態住宅中運用可為住戶提供日常熱水。經計算一年可節約用電約2700度,以每度電0.5元計算,可節省電費開支約1350元設計時還考慮了太陽能裝置與建筑的有機結合,完美統一,不但不影響建筑外觀而且能為建筑增添了技術色彩。
2.3 通風與采光技術
為了能夠使得房屋內的通風效果更好,在進行低能耗建筑設計的過程中,必須要根據農村風速、風向等因素,對于建筑帶來的影響進行全面詳細的分析,找出最佳的對流方案。在剖面上進行設計的過程中,要盡量保證既空間內的封到能夠形成上下貫通的形式,這一過程中也要充分的考慮到溫差換氣以及通風這兩者之間的關系。通過這一方法加強建筑內部的空氣對流以后,就能夠使得建筑在炎熱的夏季獲得較低的室內溫度,使得室內的空氣環境能夠更加的舒適怡人。這一方案最大限度地減少了空調的運行時間,達到了能源節約的目的。
實際上采光和通風是相互作用和相互聯系的。建筑充分利用自然采光,不但保證了各房間都有好的采光面積,同時通過設計側窗把南向的陽光能夠引入北向居室進行蓄熱從而改善了興通住房北向房間冬季陰冷的缺陷。
2.4 地下室蓄熱蓄冷
方案考慮在餐廳下設一地下室為整個建筑提供一個穩定的蓄熱蓄冷空間。通過與上層餐廳和客廳的空氣交換,可使上層房間保持一個相對穩定的冷熱環境,減少室內溫度的變化,提高舒適度。因為地下溫度年變化量非常小。進入地下1m以下,溫度基本保持穩定。
2.5 遮陽與綠化技術
建筑遮陽是一種傳統的技術手段,遮陽設置也是建筑設計中小可缺少的部分。特別是夏季白天需在建筑南向及東西向遮擋太陽的輻射,避免建筑得熱過多、室內溫度過高的現象。一般住宅設計中建筑師都考慮設置遮陽板、遮陽罩與綠化遮陽。
3 實踐中采取的措施
3.1 放眼未來,設計百年建筑
就目前我國的建筑低能耗發展情況來,國家應當針對這一項目拿出專門的資金。并且在全國范圍內征集極為優秀的低能耗住宅設計,將這一類設計方案編制成為農村低能耗設計住宅的圖集。但是在對時常發生地震的區域必須要加入高抗震性能元素,而建筑設計師在對結構進行設計的過程中,必須要充分的了解當地農村自身的相關政策、地質地貌、法規進行全面詳細的調查之后,才能夠確定最終的設計方案。整個建筑設計的方案必須要以改善人們的生活環境生活質量作為最高的出發點以及所需要達到的目標。
3.2 科學規劃,創造和諧環境
在有需要的情況下,各個鄉村也可以根據自身的實際情況,來選擇不同的設計方案。通過這一方式能夠滿足多元化多層次的不再要求,使得的不同家庭元素的農村家庭能夠居住在最為適合的建筑結構之中。同時整個農村的住宅建設方案,可以分為改造以及重建這兩個主要的部分,其期限可定是定為設定為兩年、五年、十年等,分階段的住宅建造方案。
3.3 嚴把質量關
主管部門制定嚴格的管理制度,明確職責和工作程序,全員管理,全過程管理,嚴格執行二檢制度,建立從設計到施工到管理、審核一體化的管理制度。選擇堅固、耐用、無毒、無害、隔音降噪、先進、符合標準、無污染環境的綠色建筑材料。不僅要有政策控制,還要有監管部門把關,對每一個程序按優良的標準進行全而監管,嚴防質量通病,查出問題及時解決。
低能耗范文2
低能耗建筑設計理念的主旨是以降低碳排放為方式,實現節約能源的目標,低能耗建筑設計理念主要包含以下幾點:第一,節能,從廣義的角度來看,低能耗建筑設計理念的節能理念更為全面,涉及到節才、節能、節地、節水等方面,中心思想是最大限度的控制資源的消耗;第二,減排,降低建筑的液體、氣體、固體等污染物的排放量,避免建筑對周邊環境造成嚴重的影響,實現和諧共存的目標;第三,符合建筑使用功能的需求,體現低能耗理念的同時,滿足人們物質和精神上追求,營造高質量的生活環境。
2低能耗建筑設計理念的應用
2.1主動建筑低能耗設計
建筑材料的選取上,應該盡量使用素混凝土,減少一次性瓷磚的使用量,降低天然石材的耗用量,減輕自然資源的負擔,避免建筑行業過度消費自然資源。水泥原材料的選材上,應遵守就地取材的原則,降低運輸過程的材料消耗。目前,綠色建筑逐漸重視植物建筑技術的應用,建筑設計過程中,在建筑屋面種植不同類型的植物,不僅能夠改善建筑的居住環境,還能夠凈化城市空氣,起到減少碳排放的目標。此外,應該進一步的優化建筑的整體結構,在建筑質量得到保證的前提下,減少不可再生資源的使用量,用環保、耐用、高質量的新型建筑材料取代混凝土、鋼筋等傳統建筑材料,也是低能耗建筑設計理念應用的重要部分。
2.2被動建筑低能耗設計
建筑熱損耗的關鍵部分是建筑的外墻圍護結構,現階段,國家已經頒布了相關的建筑標準,要求新建建筑使用外墻保溫材料,進而降低建筑能耗和減少建筑熱損失。外墻保溫材料也要以環保型材料為主,節省自然資源。建筑門窗設計中,遵循低能耗思想,通常采用保溫性能良好的中空玻璃,同時,還可以將壁掛太陽能技術應用到門窗設計中,讓建筑門窗具有采光和節能的雙重效果。此外,充分利用建筑內部的空間結構,形成良好的氣流組織,提高自然資源在建筑能源中的比重,降低礦石燃料的使用,促使建筑行業朝著低能耗的方向發展。
2.3合理利用新型能源及建筑材料
低能耗建筑設計理念正逐步完善,科研人員也更加重視新型能源和建筑材料的開發與應用,促進了低碳環保材料的不斷問世,經過實際工程的檢驗,新型能源和建筑材料能夠滿足建筑要求。因此,為了實現低能耗建筑設計理念,應該進一步加大新型能源和建筑材料的應用力度,可以從以下幾個方面入手。第一,提升可再生能源的利用率,比如生物質能、風能、地熱能、太陽能等,取代不可再生能源,調整可再生能源與不可再生能源的比例,合理配置建筑的能源結構;第二,拓展新型燃料的應用范圍,以現有的新型燃料研發水平來看,烴、氫燃料技術水平基本可以滿足應用要求,使用烴、氫燃料取代天然氣、煤氣等傳統燃料,能夠有效的降低建筑碳排放量;第三,開發余能利用技術,將工業生產產生的余能、余熱回收利用,不僅降低工業生產的能源浪費量,還能夠滿足建筑能耗需求,具有雙重意義。
2.4優化建筑空間布局
(1)自然采光。
通過太陽光的利用,實現建筑空間照明的技術,稱之為自然采光技術,按照采光類型劃分,包括主動式自然采光技術和被動式自然采光技術。主動式自然采光技術的原理是鏡面放射,充分利用棱鏡組傳光、光纖導光、光管導光、光伏效應間接采光、衛星反射鏡采光等技術,實現建筑的自然采光;被動式自然采光技術的原理是調節建筑透光效果,盡量將太陽光傳遞到建筑內部空間,以滿足建筑的采光需求。
(2)自然通風。
建筑自然通風設計能夠有效降低空調能耗,已經在一定程度上應用于低碳建筑中,然而,并沒有取得預期的效果,現有的建筑自然通風設計方法種類很多,比如非煙囪效應、煙囪效應、穿堂風、單側送風等,在這些方法的基礎上,應該充分考慮建筑的空間布局,分析建筑熱的綜合效果,以便進行集中配置。研究表明,建筑的自然通風類型主要有三種:第一,熱壓通風;第二,風壓通風;第三,熱壓和風壓綜合通風。不同的自然通風類型的原理也存在差異,其中,熱壓通風是在氣壓和濕度的作用下,產生的氣壓差,而風壓通風是在自然風力的作用下,產生的氣壓差。因此,應該根據建筑的空間布局,選擇合適的自然通風類型,真正降低建筑能耗。
(3)日照得熱和溫度梯度的設計。
一方面,太陽能資源屬于可再生能源,不管是采集還是利用階段,都不會對環境造成污染;另一方面,日照得熱和溫度梯度的設計,能夠優化結構性能,通過科學的建筑走向、適宜的形體設計以及合理的空間布局,實現減少建筑熱損失的目標。此外,還應該構建標準建筑技術體系,滿足經濟可行性和技術可操作性等要求,比如新型輕質鋼筋混凝土結構等,通過樓面系統、遮陽系統、門窗結構以及建筑外墻的設計,改善建筑的保溫性能,避免建筑能源的過度浪費。
3結語
低能耗范文3
關鍵詞:既有公共建筑;低能耗改造;技術策略
中圖分類號: TU111 文獻標識碼: A 文章編號:
引言:近幾年來,能源危機成為每個國家發展中面臨的重要問題,對于我國來說也不例外,工業能耗、交通能耗和建筑能耗已成為我國能源消耗的三大門戶行業,建筑能耗約占全社會終端總能耗的30%。其中我國既有公共建筑能耗非常高,單位建筑面積年耗電量是住宅建筑的10倍—20倍,是歐洲、日本等發達國家同類建筑單位面積耗電量的1.5—2倍。由于公共建筑的高能耗指標,意味著改造1㎡的公共建筑相當于改造10㎡—15㎡的住宅,同時由于對某一個公共建筑的改造遠比改造多戶家庭容易,以及公共建筑中大部分為政府辦公或城市標志性建筑,對其進行改造有著良好的示范和推廣作用,所以既有公共建筑的低能耗改造將成為未來節能工作的重要內容之一。
1、既有公共建筑能耗問題與研究現狀
我國目前既有公共建筑的單位面積能耗高,能源消費大部分為電力,其中空調、照明、動力設備是主要耗能設備,占到建筑能耗的80%左右,空調系統占35%以上。大部分護結構的熱工性能不高,門窗的保溫性能、氣密性能都有待提高,目前在執行國家節能規范的前提下,護結構傳熱系數依然比歐洲國家大20%~ 40%,透過護結構的能耗損失占整個建筑能耗損失的50%以上。可再生能源的利用在這一領域幾乎為空白。了解目前既有公共建筑的現狀和能耗特性對于其改造技術策略的選擇有重要的參考意義。
我國對于既有建筑的改造最早是居住建筑的改造,而對于既有公共建筑低能耗改造的研究起步較晚,有些仍停留在類似于居住建筑改造中的墻體保溫或供暖系統等某單一系統的改造上。目前隨著我國應用于新建建筑中的綠色建筑技術的不斷發展和完善,既有公共建筑的低能耗改造技術策略也應得到擴展和完善。因此本文在借鑒國內外經驗和綠色建筑技術的基礎上,對既有公共建筑低能耗改造技術策略做簡單的探討。
既有公共建筑低能耗改造技術策略
既有公共建筑相對于新建建筑而言,除了選址朝向、體形系數等因素已成為事實,很難更改之外,其他方面的能耗與新建公共建筑有著相當大的共性,因而對于既有公共建筑的低能耗改造可以充分的借鑒目前比較成熟綠色建筑技術。接下來從四個方面來對既有公共建筑低能耗改造的技術策略進行分析。
2.1建筑設計優化節能
因為大部分的既有公共建筑改造是由于原有的建筑功能或性能不能滿足人們日益增長的需求,或是為了滿足這種需求需要以巨大的能耗為代價來進行的。因而在對建筑各系統進行改造之前,應該在最大限度保留原有建筑的前提下,對原有建筑設計按照現在的需求進行優化節能,使其最大化的利用自然資源。從目前既有公共建筑能耗來看,在設計優化中最需要關注的就是自然采光和自然通風兩個方面。在自然采光方面,除了比較傳統的側窗采光之外,在改造中也可以借鑒和采用目前綠色建筑中比較常用的天窗采光、采光天井、光折板和光導管等新技術,來盡可能的滿足人們的光環境需求;在自然通風方面也可以采用通風天井、通風煙筒、中庭可開啟門窗以及機械輔助通風等諸多方式。其目的在于從建筑設計上來盡可能的減小建筑對外在能源設備系統的依賴。其中德國議會大廈的改造就是這方面的一個不錯范例。
在自然采光方面,改建后的德國議會大廈通過透明的穹頂和倒錐體的反射將水平光反射到下面的議會大廳,議會大廳兩側通過內天井補充自然光線,這些基本上保證了議會大廳內的照明,減少了平時的人工照明。穹頂內設置的一個隨日照方向自動調整方位的遮光板可以防止熱輻射和避免眩光。同時日落之后,穹頂把室內的燈光向外放射,使其成了發光體,有如一座燈塔,成為柏林市獨特的景觀。在自然通風方面柏林國會大廈也設計得也很巧妙。議會大廳通風系統的進風口設在西門廊的檐部,新鮮空氣進來后經過大廳地板下下的風口,低速而均勻地散發到大廳內,然后再從穹頂內倒錐體的中空部分排到室外。大廈的側窗均為雙層窗,兩層之間為遮陽裝置,側窗的通風既可以自動調節也可人工控制。從而使大廈的大部分房間可以得到自然通風和換氣,空氣的換氣量可根據需要進行調整,每小時可達到5 次。
2.2圍護結構優化節能
在建筑設計優化之后,需要進行的就是圍護結構優化節能,圍護結構的低能耗改造主要指外墻體、外門窗、屋面等的改造。
1) 外墻體。外墻體是與外界環境接觸面積最大,也是改造最為困難的部分。雖然目前墻體節能技術很多,但目前對于既有公共建筑改造來說應用的比較多的是外墻外保溫技術。保溫層一般采用熱阻值高,即導熱系數小的高效保溫材料,其導熱系數一般小于0.05W/m·K,應根據設計計算,具有一定厚度,以滿足節能標準對該地區墻體的保溫要求。同時對外墻的改造應盡可能對熱橋部分重點改善傳熱系數, 分析隔熱重點, 以提高墻體的保溫隔熱性能, 提高舒適性。
2) 屋面。屋面不僅是主要失熱構件,也是受太陽輻射最直接的構件,對于圍護結構的節能優化有著重要的作用。屋面的低能耗改造要注意選用合適的保溫材料,不宜選用密度很大、導熱系數較高和吸水率較大的材料。與此同時,屋面形式也是低能耗改造的重要內容之一,常見的屋面改造形式包括:平改坡、架空屋面、倒置式屋面、蓄水屋面、吸濕散熱屋面、干鋪保溫材料屋面、遮陽屋面、淺色坡屋面以及種植屋面等等。對于不同地區和改造對象以及目的的不同,應因地制宜的選用合適的屋面改造形式和材料。比如從經濟性角度來說平改坡較為實用,從生態環保角度來說種植屋面更受歡迎,但其要考慮到既有公共建筑的屋面承載力和其所處地域環境等,在夏熱冬冷和夏熱冬暖地區比較常見。
3) 外門窗。外門窗是圍護結構中熱工性能較差的部分,一些公共建筑門窗面積占建筑面積的比例超過20%, 因而透過門窗的能耗是圍護結構能耗損失中的重要部分。對于能耗的影響主要有兩個因素,即為窗戶傳熱和空氣滲透,熱量主要通過窗框、玻璃、窗頁與窗框的縫隙散失。因此對于外門窗低能耗改造主要包括三方面的內容。一是密閉程度的提高,玻璃窗的密封程度可以影響到全年的節能效率4%~ 6%,因此在改造中可以在窗框與外墻連接部位填充玻璃棉或發泡劑等絕熱材料,外側用密封膠對縫隙進行密封,阻斷窗框與外墻之間縫隙進入冷風,這是施工中要格外注意的部分;二是,玻璃窗的改造,在可更換窗戶的前提下要選擇節能效果比較好的窗框和玻璃,如中空玻璃、Low-E玻璃等。如不可更換,可考慮在原有玻璃上貼上隔熱安全膜的做法等;三是與窗結合的遮陽系統的改造,除了上述考慮選用本身具有遮陽功能的玻璃之外,還可以結合合適的遮陽措施,如遮陽百葉、活動式遮陽板等。
2.3設備系統優化節能
對于設備系統的低能耗改造,是在建筑本體優化節能(建筑設計優化以及圍護結構優化)的基礎之上進行的,主要側重設備系統對于能源的利用效率以及智能化和自動調節等方面。
1) 空調系統。目前大部分既有公共建筑采用的空調設備能效低,本身能耗大,系統運行浪費嚴重,有的采用的單體外掛式空調在破壞建筑外立面整體感的同時也加劇了能耗的負擔,因而空調系統的低能耗改造刻不容緩。空調系統的能耗改造主要有兩個方面: 一是降低供給空氣處理設備冷量和熱量的冷熱源能耗;另一個是降低給房間送風和輸送空調循環水, 風機和水泵所消耗的電能。因此對于空調系統的低能耗改造主要有以下幾種:風機和水泵的低能耗改造、中央空調自動控制技術、主機房模糊變頻控制改造以及新風換氣技術等。
2) 照明系統。在公共建筑的用電結構中,照明系統用電比例約為1/3,僅次于空調系統。就公共建筑照明系統而言,其低能耗改造是在充分利用自然光基礎上進行的,主要措施有以下幾個方面:選用高效光源、節能型燈具及附件;選擇合適的照度標準、布燈方案和照明方式;改進照明控制方式,可采取分區控制燈光或適當增加照明開關點等以及照明系統的智能化控制等措施。
3) 電梯系統及其他設備節能。公共建筑中的電梯電能消耗約占總電耗的10%,據資料顯示,目前全國正在使用的60多萬臺電梯中,節能電梯僅占1.92%。近年來發展的采用變頻調速控制及其它多種節能技術的節能電梯,能耗僅為常規電梯的40%-50%,節能潛力巨大。例如電梯動能回饋節能技術,其原理就是變頻調速器通過電動機將電梯減速,使轎廂和對重平衡塊的質量差帶來的電梯運行時的機械能轉變成電能,存儲在變頻器直流環節的大電容中,然后將載其回送給電網。
2.4可再生能源開發利用
對于既有公共建筑的低能耗改造,在節流的同時亦要開源,因而可再生能源的利用將成為其重要的組成部分。加強太陽能、地熱能、風能、生物能的轉換技術在既有公共建筑低能耗改造上的應用,利用其和電能形成復合型的能源系統將是未來建筑低能耗改造的發展趨勢。比如在公共建筑的低能耗改造中可以充分利用太陽能光電屋頂、太陽能光電墻、地源熱泵系統等等。因此,對于既有公共建筑的低能耗改造,不同地域應根據實際情況對可再生能源進行充分的開發利用。
結語
既有公共建筑的低能耗改造是一項復雜的系統工程,決不能一概而論,必須
針對每一個項目進行細致的分析、計算,以上的技術策略并不是全適用于所有項目,也不是應用的技術策略越多,改造后的公共建筑能耗越低。對既有公共建筑的低能耗改造,應該在認真分析其能耗特點和現狀的基礎上,選擇對其最合適的技術策略的優化組合,從而使其性價比好同時又便于實施。既有公共建筑低能耗改造在加強技術策略研究的同時,也應加強對其在使用過程中的運行與管理方面的監督,制定相應的規范和標準,適當采取經濟激勵政策,使其有計劃、有步驟地進行,從而盡快的實現我國的建筑節能目標。
參考文獻
[1]朱歡.真正的福斯特建筑.世界建筑.1990(10):40-45.
低能耗范文4
關鍵詞 健康建筑人居環境能源可持續發展
1引言
隨著我國國民經濟的發展,城市建設發展加快,目前,城市化水平為30%。按照世界上城市發展的規律,這正是從起始階段向城市化加速發展的轉變階段。在我國東部沿海地區,城市化水平接近或超過35%,已經進入加速發展階段。這都預示今后5年及下個世紀我國城市化水平將有飛速發展。
城市化發展推動建筑行業的興旺,隨著人們對建筑環境要求的不斷提高,北方地區建筑供暖,南方地區建筑空調,以及黃河下游、長江中下游流域建筑供暖與空調都成為極迫切的問題。近5年來,我國房間空調器產量持續以40%的年增長率上升,就充分說明需要的迫切性,但隨之而來的是能耗的增加和對環境的污染。北方地區供暖耗煤已占全國總煤耗的11%以上,長江中下游地區空調器及熱泵的發展已使該地區供電出現嚴重緊張的短缺。若充分滿足這一地區建筑空調的要求,空調電耗將占該地區總電耗的30%以上,這將對這一地區的經濟社會產生巨大影響。供暖燃煤直接污染大氣,并釋放產生溫室效應的CO2,這已是老問題。大量空調設備的使用會放出CFC物質破壞大氣的臭氧層已成為全球性的環境保護問題。此外,空調器在夏季將熱量排入大氣,在冬季又從大氣中大量吸熱,當空調器高度密集安裝時,還會嚴重影響城市區域小氣候。
城市化的發展使建筑能耗越來越大。工業發達國家建筑能耗占總能耗的30%-50%,我國的建筑能耗也達到總能耗的10%以上。目前,人類所消費的能源按目前絕大部分屬于枯竭性能源(如石油、煤炭、天然氣等),有關專家估計,按目前的能源消費增長率持續下去,枯竭型能源只能維持200-300年左右,因此人類面臨的能源問題是嚴峻的。
當今的建筑除了能耗大的問題外,還存在病態建筑的問題。所謂與建筑有關的疾病指的是由于建筑物室內環境有害輻射(電磁輻射和放射性物質)、溫濕度太高太低、生物化學有害物濃度太高等引起的各種疾病或身體虛弱。健康建筑指的是具有滿足人們居住或生產等活動要求的適宜的熱環境、光環境、聲環境和空氣環境的建筑物。其中熱環境包括室內的溫度、濕度、潔凈度和空氣的流動速度等,光環境包括建筑物室內外的照明和色彩等,聲環境包括建筑物室內外的噪聲、音響效果和震動等,空氣環境包括室內外的空氣的組成成分、氣味等。
地球是人類生存與發展的基礎,為人類社會的文明和進步提供了適宜的空間和豐富的自然環境。人類的絕大部分生活和生產活動在人居環境里進行,隨著人們對建筑要求的提高,建筑一方面消耗更多的自然能源和資源,另一方面產生和排放更多的溫室氣體和廢物。
2低能耗健康建筑的關鍵技術
低能耗健康建筑的實現涉及城市能源規劃、節能建筑設計、城市微氣候改善和建筑自動化等領域的科學技術的研究和應用。
2.1城市能源規劃
全面解決建筑物的供暖和空調問題,對適應城市化的飛速發展,緩解能源緊張特別是電力供應不足問題,以及保護城市局部環境及大氣臭氧層,都有重要的意義。解決這一問題的關鍵在于合理的城市能源規劃。通過研究城市能源結構、能源轉換、能源利用等環節,結合城市規劃對整個能源系統進行總體設計,研究為解決建筑物供熱、供冷、供然氣等的需要應配置的最合理的能源轉化與能源輸送系統,重點為我國北方地區熱電聯產,長江中下游地區的供熱、供冷方式,與集中供熱、供冷相適應的大型蓄冷蓄熱裝置以及全面規劃電力、煤氣、冷熱源繼續能的能源系統。
城市的能源規劃首先要估算城市的能源需求,包括生活用能(熱水、照明、電器、炊事、供暖、空調)和生活用能(工業、農業、林業、其它產業)的性質和用量。然后要考察城市的能源結構,對各種可能能源,如電能、煤、燃氣、沼氣、太陽能、風能、潮汐能、地熱等,進行定性和定量的調查和研究。最后制定出城市冷、熱、水、電、氣等能源的統一、聯合供應,以實現城市能源系統的最優的社會和經濟效果。
2.2節能建筑設計
節能建筑的設計是充分利用建筑所在環境的自然能源和條件,在盡量不用常規能源的條件下,創造出人們生活和生產需要的室內外環境。節能建筑的設計關系到三方面的研究內容:當地氣候特征,室內環境的設計要求,以及建筑物結構特征。
當地氣候特征指當地一年四季室外氣象條件,如空氣中的溫濕度、風速和風向、日照率、降雨量、積雪量等。在冬季日照率大的地方,可以考慮太陽能的利用,如被動式太陽房、太陽能集熱器。日照率大的地方則要考慮建筑物的有效遮陽措施。夏季晝夜溫差的地方,可以利用建筑物的蓄冷特性進行自然冷卻。
室內環境的設計要求包括對室內空氣溫濕度的要求。傳統的設計方法要求空調的室內環境必須維持在一個比較狹窄的溫濕度范圍,如溫度在25―28℃之間,相對濕度在50%―70%之間。空調設備的容量是根據維持整個空間要求的溫濕度值來決定的。近年來大量空調建筑的使用已帶來所謂空調建筑綜合癥的問題,即長期生活在空調建筑中的人出現的某種癥狀,如疲勞、易感冒、惡心等,總之是人體抵抗環境變化的能力降低了。這是由于空調建筑的室內環境比較穩定,空氣溫濕度變化小;另一方面由于空調建筑的密封性好,室內空氣品質差,人們得不到足夠的新鮮空氣。
2.3城市微氣候改善
城市化的發展使人類開始意識到建筑隊城市微氣候的影響。合理規劃建筑形式與位置以改善城市小氣候,妥善處理空調系統對外的熱污染,以及全面考慮綠化、遮陽等隊城市環境的影響將是城市建設規劃和設計中的一個重要組成部分。
建筑群的布置應注意建筑物的空間和平面的布局,以減少和控制城市風沙和建筑之間的強烈輻射對環境的作用。
城市水資源的規劃對微氣候也起著明顯的作用。河道的合理布置和走向,往往可以改善城市局部區域的熱島效應。
城市的三維綠化對防止夏季太陽強烈照射,改善空氣品質和美化環境都能起到不可估量的積極作用。從氣象觀測數據可以知道,城市市中心的環境溫度一般比郊區的環境溫度高出3℃左右。城市市中心由于工業、商業、娛樂業等建筑密集,加上人口也相對多,交通擁擠,造成市中心的發熱量相對大得多,形成局部熱島效應,如何改善市中心中的微氣候已成為城市人居環境研究的一個課題。
2.4建筑自動化
建筑自動化指建筑設備系統(如供熱空調系統、給排水系統、照明系統、運輸系統、消防系統、保安系統、辦公系統、通訊系統等)的監測、管理、運行和控制的自動化。智能大廈的基礎是通訊自動化系統、辦公自動化系統、大樓自動化管理系統、消防自動化系統和信息自動化系統的有機統一。建筑自動化要求建筑設備系統的合理設計、有效使用以及運行控制過程中的能量節約,以保證建筑設備在提供要求的建筑環境的同時,達到初投資、運行費和維修服務費最小的優化目標。
建筑自動化不僅是實現低能源建筑的必要條件,而且也是建筑安全、舒適和適應性的保證。隨著建筑物規模的增大,對整個建筑的規劃、設計和管理越來越像是對一個城市的規劃、設計和管理。計算機技術的發展和應用為建筑自動化提供物質基礎和技術手段。
3結束語
隨著人們對“人類―建筑―環境”認識的深入,人居環境的可持續發展逐漸成為全球普遍關注的問題。低能耗健康追求在盡量少用不可再生自然資源和能源的條件下,為人們生活和生產創造衛生、健康和合理的建筑環境,因此它是保證人居環境可持續發展的關鍵之一。低能耗健康建筑的實現取決于城市能源規劃、節能建筑設計、城市微氣候改善和建筑自動化等領域的科學技術的研究和應用。
4參考文獻
低能耗范文5
【關鍵詞】鋁電解;電能消耗;降低
1.鋁電解生產的能源
鋁電解的直流電能。在鋁電解生產中,其能源主要是直流電能,約占整個消耗的97%左右。但在整個世界范圍內,所有發電廠輸出的電能均為高壓交流電,要使之變成能用于電解生產的低壓直流電,必須進行變壓整流。我國目前各個鋁電解企業的變壓整流效率大多數為96.5~97.5%之間。通過整流后的直流電,可直接送入電解槽上用于鋁電解生產。
3.提高電流效率的探索
3.1 低氧化鋁濃度的探索
當Al2O3濃度進入高濃度敏感區時,隨著Al2O3濃度升高而槽電壓升高,此時系統誤認為是Al2O3濃度在降低而引起的槽電壓升高,系統進行過加工,會很快造成沉淀。所以當發現濃度進入高濃度區時(一般認為超過4%)要及時進行控料調整,防止沉淀的產生。
我們在生產過程中控制Al2O3的濃度范圍要達到的目的是:“既不容易發生突發效應,又不會導致沉淀產生”。在CR低于2.5時,一般認為該范圍是在1.5-3.5%。我們控制的范圍是1.8-3%,可以得到較高的效應受控率,且不易產生沉淀[4]。
3.2 適宜的兩水平
鋁液水平對電流效率的影響大致趨勢是,隨著鋁水平的提高,有利于電流效率的提高。
需要說明的是,生產實踐指出,鋁液水平要和生產實際相結合。操作中鋁水平也不宜過高,以防止冷行程槽子的出現,引發病槽降低電流效率。
電解質水平在鋁電解生產中非常重要,有電解槽“血液”之稱。在電解過程中起著溶解氧化鋁、導電和保持熱量的作用。保持穩定的電解質水平,可以增強槽子的熱穩定性和自調節能力。
保持適當較高的電解質水平,則電解質量大,溶解的AL2O3多,可免除爐底產生大量沉淀;同時熱穩定性好,可使電解槽在較低溫度下穩定運行,提高電流效率。在電解質的保持上,要避免電解質水平過高或過低的情況,這兩種情況對生產都有不利影響,有礙于電流效率的提高。
在工業生產上,如果電解溫度升高,則槽底和槽側的沉淀和結殼熔化,使電解液水平升高而鋁液水平降低;反之,如溫度降低,則沉淀和結殼增多,造成電解質水平萎縮而鋁液水平上升。我們現場操作的關鍵是要根據電解槽狀況調整、保持好電解液水平和鋁液水平。只有這樣才能使電解槽的槽溫保持穩定,各種技術條件保持平穩,進而使電解槽保持平穩,達到平穩生產:平穩出效率,平穩創指標,平穩降成本,平穩減能耗的目的。平穩生產是我們管理所追求的目標,可以減少(避免)病槽發生,很大程度上實現節能降耗的目標。
4.降低平均電壓的實踐探索
4.1降低設定電壓
使用電解槽陰極新型結構進行低電壓生產,目前,某廠某工區某180KA陰極新型結構電解槽啟動后,兩周時間內,設定電壓已降到3.80mv左右,爐底壓降320mv左右,陽極、陰極電流分布均勻,槽況平穩,最終要降到目標值3.75mv左右。
4.2降低效應分攤電壓
陽極效應雖然有分離電解質中炭渣、清潔電解質、降低電解質壓降及清理爐底的優點,但是它對電解生產過程的穩定性破壞很大:
陽極效應發生前的一段時間內,電壓處在較劇烈的波動狀態之中,使電解質、鋁液的流動變得紊亂,鋁的二次反應增加大大降低電流效率。
發生陽極效應時,槽電壓較高,耗費大量的電能,其中一部分轉化為熱能,加熱了電解質和鋁液,且熔化爐幫,一定程度地破壞了電解槽的正常生產狀態[5]。
5.結論
降低電解槽平均電壓是降低電能消耗的很好途徑,但要注重抓好電解槽各部分連接壓降的定期處理工作和各項操作質量,力求實現電解槽的平穩生產,才是實現鋁電解槽的生產低能耗的可靠途徑。
使用電解槽新型結構,實行精細化管理,采取精耕細作的作業方法,嚴格操作規程保持穩定的技術條件是提高電流效率、降低電解槽能量消耗的最有效途徑。 [科]
【參考文獻】
[1]邱竹賢編著.預焙槽煉鋁(第3版).—冶金工業出版社,2005.
[2]田應莆編著.大型預焙鋁電解槽生產實踐—中南工業大學出版社.
[3]青鋁人編著.現代大型預焙槽生產技術—東北工業大學出版社.
低能耗范文6
上海是中國有名的夜景之城,每天晚上外灘耀眼眩目的霓虹燈火,曾經是這個城市的標志。但就在這幾年的夏天,想要一睹外灘美麗夜景的游客們很可能會失望,因為夜晚的外灘,很可能會因為進入節能期而燈光盡暗,漆黑一片。
每年夏天,華東地區都會進入能源緊張期,尤其是在上海這樣的大城市、工業聚集區,能源更是捉襟見肘,徹夜不息的美麗霓虹燈光,商場、地鐵、酒店……等各種場所溫度調得極低的空調,都是能源的消耗大戶。尤其是在遍布上海的各家豪華酒店里,為了保持五星級酒店所提供的服務質量,空調溫度、熱水溫度、燈光……各種需要電能來支持的服務都有硬性指標要求,因此能耗比往往居高不下,成為能源消耗大戶。而與此同時,同樣作為超五星的豪華酒店,由于實施了大廈智能化管理,上海瑞吉紅塔大酒店的能耗比僅僅是他們在上海其他同行的一半。
年能耗比只有4.5%
上海瑞吉紅塔大酒店是上海灘上赫赫有名的豪華五星級酒店,2001年開業以來曾經入住過無數的明星名流。根據對五星級酒店的相關規定,酒店大堂以及房間的溫度要控制在24攝氏度,正負偏差一度的范圍內;房間熱水要24小時供應,而且熱水溫度也有要求;安防、滅火、降噪等各方面也都有嚴格的限制。
“綜合能耗比是指企業的年度能耗與年度營收的比值。在上海,越是高星級的酒店能耗越高,平均在8%,尤其是超五星酒店可能更高。近幾年來,瑞吉紅塔酒店的綜合能耗比平均僅在4.9%左右,2005年我們的綜合能耗比達到了4.53%,是目前全國最先進的指標。”酒店副總經理徐連喜說:“我們不僅要節能,同時還要保證瑞吉紅塔所提供的服務不會因為節能而打折。”這是怎么做到的呢?
幫助瑞吉紅塔保持如此之低的綜合能耗比的關鍵原因,正是瑞吉紅塔大酒店的整體樓宇智能化管理,包括智能調控溫度、智能調控水溫、智能消防管理、智能安保管理,還有智能通訊管理、智能辦公管理等等。
曾經有一個韓國客人問徐連喜:“你們的酒店是節能酒店,可為什么我到客房以后燈已經自動打開,電視也是一樣,這不是浪費能源嗎?”徐連喜的回答是:“我們的做法是以抱西瓜為主。芝麻雖然要揀,但還是優先抱西瓜。”
原來,酒店里最大的能源消耗來自兩臺功率每小時500多千瓦的空調機組,因為要時刻保持酒店內部溫度為24攝氏度,因此能耗很大。如果兩臺機器同時開,在大多數時間里是浪費能源的,但是在某些時間里,由于外部溫度很高,又非要開兩臺不可。因此兩臺機器什么時候開,什么時候不開,開一臺還是開兩臺,開關和時間控制要由大廈內部的溫度情況隨時作出調整,而這些,正是由瑞吉紅塔的樓宇智能化系統來完成。
在瑞吉紅塔,酒店里的溫度不是人為控制,而是完全通過BA(樓宇自動化)系統設定。“比如我們今天在會議室里開會,溫度設定保持24度,空調系統的送風溫度究竟是送21度、22度還是23度,是由這個房間里的人數、產生的熱量決定的。回風溫度會把房間里的溫度情況反饋給BA系統,而BA系統再根據這一反饋確定這個會議室的進風溫度。這是最科學、也最高效節能的方式。”徐連喜說。
唯一的5A智能大廈
除了BA系統以外,瑞吉紅塔還是目前上海市唯一的5A甲級智能大廈。所謂5A,包括了BA(樓宇自動化)、OA(辦公自動化)、CA(通訊自動化)、FA(消防自動化)和SA(安保自動化)。
徐連喜回憶起當時上海市智能化評比領導小組來瑞吉紅塔做智能化評級的情景:“當時測量局派工程師到我們酒店來住了兩個月,到每一臺設備去親自測數據,把所有的數據都測完以后,過來了12個專家,根據測量局的報告進行對照評定,就像作選擇題一樣逐條給分。比如某個軟件應用,有就給分,沒有就0分。硬件總分300分,軟件總分30分,硬件和軟件的得分率同時要在85%以上,才能被評為甲級智能大廈。最后瑞吉紅塔的得分達到了90.02%,不用整改就已經達到了甲級智能大廈的標準,在上海市是最高分。”他不無得意地說。
如果說樓宇自動化系統讓瑞吉紅塔實現了綠色智能,其他的智能化系統,比如安保自動化、消防自動化、通訊自動化等則為瑞吉紅塔提高服務水平,成為一家真正的智能化酒店提供了保障。
首先是監控,瑞吉紅塔實現了無死角監控,一旦發生事情,安保系統完全可以通過錄像查出犯罪嫌疑人以及事故發生的前因后果。智能門禁系統可以記錄門卡什么時候插入過,很快就可以根據記錄查出什么時候、什么人進入過某個房間,在什么時候離開酒店。地下車庫收費系統的設計也很特殊,負責代客人停車的專職人員經過的路線都是系統設定,比如只有三分鐘的設定時間,三分鐘以后車還沒有停好,車鑰匙沒有交回到客人手里,收費系統馬上就會報警。
“總之,加熱、風機、水泵、強電、弱電、高配、低配、應急發電,所有的智能化系統監控,在瑞吉紅塔全部用上了。”徐連喜說。
六年收回智能化成本
智能化給瑞吉紅塔帶來的好處毋庸質疑,然而信息化、智能化在印象中都是燒錢的大戶,項目負責人往往受到成本問題的困擾。然而就是瑞吉紅塔智能大廈這樣一套龐大的智能化體系,采用了最先進的設備和軟件體系,副總經理徐連喜作為這個項目的負責人,卻絲毫沒有感到來自成本的壓力。
徐連喜說:“我們當時把酒店的智能化工程總包給了IBM公司,上海那時還沒有智能化總包的概念,都是一個系統一個系統地做,做BA就BA,OA就OA,CA就CA,FA就FA,從沒有人一次性地將這么多智能化系統應用集成起來。可以說,作為智能大廈全面去做的,我們是第一家。事實證明,IBM的總包成為這一項目成功的關鍵,智能化最終投入3300萬,瑞吉紅塔也成為上海五星級酒店當中唯一的甲級智能大廈。”
很快,智能化投資就見到了實效,僅僅在智能化綠色節能方面,到了今天,瑞吉紅塔已經完全收回了當年在大廈智能化項目上的投資。“上海市一般酒店的綜合能耗比在8%左右,如果我們酒店按每年綜合能耗比5%來算,每年可以節約三個百分點。我們的年營收假設是兩個億,每年就可以節約600萬,今年瑞吉紅塔已經開業六年了,3000多萬投資在今年就已經收回。而隱性的收入,更是無法估量。”徐連喜說。
總之,智能化的效益和價值在瑞吉紅塔已經不止一次得到了驗證。