节能的技术途径
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节能的技术途径范文第1篇
自上世纪80年代至今，我国城镇化的步伐逐步加快，目前每年新建建筑近20亿O，其中95%以上是高能耗建筑，据统计在已建成的400亿O建筑中高能耗建筑所占比例最大。建筑能耗占社会总能耗的比例的逐渐增加，给我国造成了沉重的能源负担和严重的环境污染，从而阻碍了我国经济的可持续发展。建筑节能主要分为三大领域：建筑围护结构节能、空调能效控制技术节能和可再生能源利用。其中空调能效控制技术节能是建筑节能中潜力最大、最为直接有效的方式，是缓解能源紧张、促进社会经济发展的有效措施，因此，实施建筑空调节能的技术具有重要的意义。
1 我国建筑能耗的现状分析
根据清华大学建筑节能研究中心提供数据，1993年我国建筑耗能仅占全社会能耗总量的16%，而2012年这一数据已上升到28%。另外我国单位建筑面积的采暖能耗相对于气候条件类似发达国家的2-3倍，如果这种状况持续下去，到2020年，我国建筑能耗将是现在水平的3倍以上。
建筑能源消耗量主要由建筑总量和能耗强度来决定。从全生命周期方面来看，建筑能耗强度主要来源于建筑运行能耗、材料能耗和间接能耗。其中，运行能耗有采暖、空调、热水和照明能耗，其能耗水平占总能耗的比例接近50%，材料能耗是指钢铁、水泥等材料在生产过程的能耗，间接能耗是指材料设备的运输能耗等。
1.1建筑采暖需热量
建筑采暖需热量主要是指在满足冬季室内温度舒适性的基础下，需要向室内提供的热量。建筑物围护结构的能量损失主要来自三部分：外墙、屋面、门窗这三部分，建筑物的采暖需热量可以定性的表示为以下公式：
Q=（体形系数×围护结构平均传热系数+空气比热容×换气次数）×室内外温差×层高
我国建筑整体保温水平虽然较差，但由于建筑体形系数相对较小，采暖季相对较短，冬季室内设定温度相对较低，因此城镇住宅建筑采暖需热量低于类似气候的西欧国家。
采暖需热量并不是指实际建筑采暖能耗，由于存在水力失调问题，会造成一些房间过热，为了对室内温度进行调节，人们往往要开窗降温，这样将会增加了采暖能耗。据不完全统计，由于建筑过量供热损失可达到总供热量的15%～30%，而在采暖房间安装一些调节装置，可以避免过量供热，降低采暖能耗。
1.2 建筑空调能耗
住宅建筑空调一般都是采用分体式空调，这类空调在用户的控制下短期间歇运行，其空调能耗大小主要决定于人的行为模式，人的行为模式主要包括空调运行时间长短，室内设定温度高低，门窗开闭习惯等。空调运行时间与累计耗冷量近似呈线性关系，运行时间越长，越接近线性关系。室内设定温度每提高1℃，如果按空调使用面积进行计算，其空调季耗用电量可节省3.65kW・h/m2，提高空调设定温度，具有明显的节能效果。
近年来，人们对空调舒适性的要求越来越高，公共建筑设置空调已成为普遍现象，使用地域范围不断扩大，冷热源设备大多采用电能驱动设备，加之运行管理不到位，这些都导致了我国建筑运行能耗的快速增加。据统计，在公共建筑运行能耗中，空调能耗占总运行能耗的60%以上，因此，实施空调节能技术具有重要的意义。
1.3建筑照明能耗
建筑照明能耗主要受到自然光的利用、灯具的节能及照明控制等方面的影响。其中，合理利用自然光是由房间窗地面积比或房间采光系数来决定，而在照明控制上，重点在于天然采光的楼梯间、走道的照明及采用节能自熄开关。
1.4建筑材料能耗
建筑材料能耗在建筑能耗中也占了较大的比例，随着建筑保温措施的加强、节能技术广泛应用，从中大大降低了建筑运行能耗，但从中也会增加建筑材料在生产方面的能耗。通过一些专家对建筑全生命周期能耗方面的研究可以发现，建筑材料能耗占建筑总能耗的比例可达30%以上。为此，降低建筑材料能耗具有明显的意义。
2 建筑空调节能的技术途径
建筑材料的更新换代周期较长，对于建筑物来说，很难通过更换建筑材料来降低能耗，因此降低建筑运行能耗是目前较为简单有效的节能途径。冷热环境调节系统占建筑能耗系统的绝大部分，所以冷热环境调节系统将是我们最关心的一部分。冷热环境调节系统即空调系统，主要由冷热源、能量的输配系统和空气处理系统三部分组成，下面就针对每个部分的耗能情况进行分析，并提出适合的节能方法。
2.1 冷热源节能技术
冷热源为空调系统提供冷量和热量，是空调系统的主要耗能设备，在公共建筑中其能耗占空调总能耗的50%～60%，因此冷热源是空调系统节能关键。目前，建筑冷热源型式目前广泛使用的是电制冷机，主要以电能为主，随着我国能源较为紧张，节能空调冷热源系统成为了首选，近年来也陆续研发出了更加节能冷热源系统，分别解绍如下。
2.1.1 太阳能的利用
太阳能空调具有不用电能，运行费用低等优点，且寿命长，无噪声。太阳能空调的工作方式主要包括有光-电转换和太阳能转换两种。前者将太阳能转换成电能，向常规电制冷压缩机进行供电，此方式具有操作原理较为简单、实现效果快，但由于光电转换效率低，太阳能发电系统投资成本高，难以推广。后者是利用太阳能转换的热能驱动进行制冷，这种方式具有技术要求高，成本低、无噪音等特点，因此这种方式得到了人们的广泛使用。目前来说，这种方式的太阳能空调主要分为两种，即吸收式制冷技术和吸附式制冷技术。
吸收式制冷技术主要是利用制冷剂的蒸发进行制冷的技术，根据吸收剂的不同，分为氨-水吸收式制冷和溴化锂-水吸收式制冷。它以太阳能集热器收集太阳能产生热水，再用太阳能热水代替锅炉热水输入制冷机中制冷
太阳能空调的广泛使用，不仅可以创造了室内适宜的温度，而且还可以降低大气的环境温度，减弱城市的热岛效应，因此在节能和环保方面具有很大发展潜力。
2.1.2热电冷联供技术
热电冷联供技术通过对不同品质的能量分级利用，把温度比较高的高品位热能用来发电，而温度较低的低品位热能则被用来供热或者制冷，使得能源总利用效率可达85%，。
目前与热电冷联供相关的制冷技术主要是溴化锂吸收式制冷，利用燃气轮机热电冷联供技术在供电的同时，既可制热也可制冷，既可利用内燃机尾气余热实现热制冷，也可耗电带动热泵制热，充分实现了能量的梯级利用和相互匹配，提高了能量的利用效率。
热电冷联供技术适用于全年具有稳定冷热负荷和用电量的建筑群，可以获得很高的能源利用率，是应该提倡的技能技术。当热负荷较大，而电负荷不高时，按照热量的需要选择设备就可能造成发电量高于电负荷，这时，只有允许发电并网，才能有利于能源综合利用、节约能源的有效措施。
2.1.3 “免费供冷”技术
“免费供冷”是巧妙利用外界环境温度，在不启动压缩机的情况下进行供冷的一种方式，适用于秋冬季仍需要供冷的项目，并且冷却水温度低于冷冻水温度，如宾馆、办公楼的内区、商场、大型超市在秋冬季需局部供冷等场所。
“免费供冷”离心式冷水机组工作原理：根据制冷剂会流向系统最冷部分的原理，若流过冷却塔的冷却水水温低于冷水水温，则制冷剂在蒸发器中的压强高于其在冷凝器中的压强。此压差导致已蒸发的制冷剂从蒸发器流向冷凝器中，被冷却的液态制冷剂靠重力从冷凝器流向蒸发器，从而完成“免费供冷”的循环。
2.1.4 地热能
2.1.4.1 土壤源热泵
土壤源热泵又称为地下耦合热泵或者地下热交换器热泵系统，它通过中间介质（通常为水或者加入防冻剂的水溶液）在埋于土壤内部的封闭环路（土壤换热器）中流动循环，实现与土壤进行热交换。
土壤热泵在夏热冬冷地区应用效果较好，由于一年四季地下环境温度较稳定，温度始终维持在较适宜的10～20℃范围内变化，土壤热泵系统的制冷系数与制热系数都相应要比空气源热泵系统高20%～40%。土壤热泵系统全年制冷量与制热量输出比较稳定，没有“逆反效应”，避免了空气源热泵存在的除霜损失。
2.1.4.2 水源热泵
水源热泵是利用地球表面浅层的热量，可划分为地下水源热泵、地表水源热泵等类型。
地下水源热泵系统的低位热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水，热泵机组冬季从生产井提供的地下水中吸热，把低位热源中的热量转移到室内，对建筑物供暖，放热后的地下水通过回灌井回到地下。夏季，则生产井与回灌井互换，而将室内余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的。
地表水源热泵系统主要是利用地表的池塘、河流、湖泊等水作为热源对建筑进行空气调节的热泵技术。在温度几乎保持不变的情况下，地表水温变化剧烈，因此在外界温度很低的冬季，为了确保供暖所需的热量，需要安装第二套热发生装置（如双联热泵）进行采暖。
2.1.5 蓄冷空调系统
蓄冷空调系统主要是利用电力系统峰谷电价差，针对电力输配网的用电峰谷进行移峰填谷。蓄冷空调系统蓄冷运行时实际不节能，而且因制冷机效率低还比较耗能，但是由于电价差，蓄冰技术具有节约运行费用的经济价值。
蓄冷空调主要有冰蓄冷和水蓄冷两种形式，由于冰蓄冷密度高、运行方式灵活、散热损失小，在新建项目中应用广泛。冰蓄冷与大温度差低温送风技术相结合，可提高空调品质，降低空调主设备与附属设备容量及耗材，进一步降低系统初投资费用。
水蓄冷系统较冰蓄冷系统蓄冷密度低，同等蓄冷量下，水蓄冷水池占地面积大，散热损失大，但水蓄冷设备投资少、冷量转化效率高，在一些节能改造项目中有较多应用。
2.2 输配系统节能技术
空调输配系统负责将冷热源的冷热量传递到用户，主要包括水系统循环和风系统循环两部分，其核心的耗能设备分别是循环水泵和风机，循环水泵耗能约占整个空调系统耗能的20%，全空气系统图中末端风机耗能约占整个空调系统耗能的15%，因此输配系统也具有较大的节能空间。
2.2.1 一次泵变流量空调系统
水泵变流量系统一般常用在二次泵系统，用户侧水泵采用变频水泵，水泵流量根据用户流量变化而变化，冷热源侧水泵定频运行，避免流量波动影响冷热源机组运行安全和效率。在实际工程中，一次泵系统广泛使用，随着制冷技术的不断提高，目前有许多冷机可在变流量的情况下工作，且对冷机的COP影响不大，根据厂家产品样品提供的数据，变化幅度不超过10%，因此一次泵系统也具有了变流量的条件。
从初次投资来看，一次泵减少了二次泵，另外一、二次泵联接所用配件、防振器、启动器、电线、控制器等的投资可以抵消一次泵的变频驱动和旁通管控制的费用，同时机房占地面积比一、二次泵有所减少。
从泵的能耗角度看，在满负荷时，一次泵变流量与一、二次泵的能耗相差不大;在部分负荷下，一次泵便流量比一、二次泵变量消耗更少的能量，虽然冷机本身的COP会随冷水流量降低而略有减少，但由于泵耗的大幅度降低，对整个系统而言，总体能耗减少，并且泵耗所占比例越大，节能效果越明显。当泵耗在20%以上时，变流量都会带来系统的能量节省效果。
2.2.2 变风量空调系统
定风量系统风量固定，以改变送风温度适应室内负荷变动，所以即使空调负荷降低，但风机的好能仍是在100%的状态。而变风量系统采用送风温度固定、风量改变的方式，配合适当的风机风量控制方式进行节能运转，对于空调节能帮助很大。
据模拟测算，当风量减少到80%时，风机耗能将减少到51%;当风量减少到50%时，风机耗能将减少到15%;全年变风量空调系统（变静压控制）可节约风机动力耗能78%。
2.3 空气处理系统的节能技术
2.3.1蒸发冷却空调节能技术
蒸发冷却技术是通过不饱和的空气与水接触，利用水蒸汽吸热的原理获得低温的冷水或冷风。蒸发冷却技术主要有直接蒸发冷却和间接蒸发冷却两种类型。
蒸发冷却技术有广泛的适用性，但也同时存在自身的不足，如：受气候环境因素的制约、缺乏除湿功能等。由于间接蒸发冷却对空气的冷却不具有去湿能力，而直接蒸发冷却还要对空气加湿，这使得单独应用蒸发冷却技术在非干燥地区受到限制，因此也难以替代机械制冷系统对建筑物空调系统的作用，但可利用间接蒸发冷却对空调新风进行预冷以此减少能耗及运行费用，且能提高压缩机制冷能力，并能确保压缩机在极端天气情况下也能满足运行条件。
2.3.2 温湿度独立控制空调系统
温湿度独立控制空调系统在国外称为独立新风系统，只将新风独立处理到较低的温度（7℃左右），让新风承担室内全部的湿负荷和部分或全部的显热负荷，其余的负荷由室内的干工况设备来承担。通过调节送风的含湿量和风量来控制室内的湿度，而通过调节室内末端（干式风机盘管）的制冷量（如调节风机盘管的风量）和冷机的出水温度来控制室内的温度，从而实现精确的室内热环境控制和调节。因此室内无凝结水出现，无需凝结水盘和凝结水管路，除去了霉菌等细菌滋生环境，改善室内空气品质。
独立新风系统与常规全空气系统相比具有空气品质好（无回风污染）、安全、风道断面尺寸小、节约建筑空间、空调房间无凝结水等优点。
3 结论
总而言之，我国城市现代化不断发展和人民生活水平逐步提高，建筑节能问题引起了人们的广泛关注，也是我们需要尽快解决的问题，只有这些问题得到有效解决，才能更好促进我国经济的可持续发展。目前来说，对于我国能源利用率低、暖通空调能耗大的现状，合理利用能源，采取空调节能的技术无疑是我国暖通空调行业发展的重要途径。
【参考文献】
节能的技术途径范文第2篇
关键词：建筑电气电气节能电气设计 节能减排
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
Abstract: in the current our country's energy is becoming more severe situation, this paper introduces how to design the building electric professional source, starts to several problems in the electrical design, thoroughly apply building energy conservation idea, reduce electric power, low energy consumption and finally promotes the realization of green building project.
Keywords: building electrical electrical energy saving electrical design of energy saving and emission reduction
一、引言
能源问题始终是关乎经济发展、社会稳定和民生提高的重大问题。近年来，我国能源领域所出现的突出矛盾，正日益成为制约我国经济发展的“瓶颈”。在这些能源问题中，由于电力供应不足，导致工农业生产能力不能充分发挥作用，在一些对电力依赖较严重的经济发达地区尤为明显。这不仅限制了经济发展，也导致了能源消费结构的不平衡。为了缓和我国电力能源供应紧张的局面，应坚持开发与节约并重的方针，把节约电力能源放在优先地位。
二、电气节能存在的问题
长期以来，尤其在建筑、工业领域，电气设计人员往往按照前人的经验来选择照明、动力和电源等设备，设计理念中考虑节电较少，项目审批中对节能环保也要求不高，直接导致了建筑竣工交付使用后，某些部分出现无谓的电力消耗，但因整改成本太高，只能任其存在，以至造成长久的电能浪费。如何通过一系列有效、系统的措施，从细微之处做起，从设计源头做起，厉行节能，持之以恒，提高电能的使用效率，已是势在必行。
三、建筑电气节能的原则
建筑电气节能就是从最初的建筑电气专业设计开始，运用一系列措施和方法，提高建筑物用电设备的电能利用率，有效地减少建筑物的电能消耗。建筑电气节能的原则如下：
1、安全实用原则――必须保证安全性和可靠性，满足建筑物所需的各项功能，满足使用的舒适性，比如照明的亮度，空调的温度，特殊功能要求等等。
2、经济合理原则――建筑电气节能不能因为节能而使得项目投资过高，应该按照用电负荷的需求来考量实际的经济效益，并兼顾长久发展。
3、技术先进原则――积极采用先进的技术、材料和设备，以最大限度地降低与建筑物有关的电能消耗。
四、建筑电气节能的途径
（一）设计流程
传统的设计方法并不强调建设工程各方的前期介入。如果改进设计的方法和流程组织，在初期形成建筑方案的阶段，增加相应程序，由业主、各专业设计师、施工单位、设备供应商、物业公司等各方参与并共同制定方案，或对设计院已有的初步设计方案进行研讨，进行必要的软件模拟，来进行设计方案的比选和优化，这样更有利于后续的整个建设工程的最佳设计和施工。从这个角度讲，实现低能耗绿色建筑工程的关键除了技术层面，还有设计的管理流程。通过这种方式，可以促进实现建筑的低能耗，以及降低工程造价和成本。
（二）设计内容
建筑电气专业的设计人员应综合考虑建筑物的具体功能和设计标准的要求，合理进行供配电、电气照明、建筑设备及系统的控制设计，确保设计的安全可靠、经济合理和高效节能。以下主要从建筑电气专业设计中的两个方面来阐述降低建筑物电耗的具体途径。
1、无功补偿
建筑物内的用电设备中，有许多根据电磁感应原理工作的设备，这些设备在工作中，不仅消耗有功功率，而且需要一定数量的无功功率。无功功率不仅降低了建筑物内各供配电设备的输配电能力，而且带来了电网和用电设备的附加有功损耗。但无功功率又是电力系统中一种不可缺少的功率，如果无功功率欠补，将造成建筑物变电室内高压配电母线的供电电压下降，这必然增大建筑供配电系统中的有功损耗，降低用电设备的效率。目前供电部门要求用户的月平均功率因数达到0.9以上（指总用电负荷在100kW以上的用户，下同），而电气设备的功率因数普遍低于0.9，因此建筑供配电系统应装设必要的无功功率调节设备，以维持系统的无功功率因数在合理的范围内，达到保证系统电压、降低线路损耗、提高设备利用率的目的。
普遍的做法是首先根据建筑物用电负荷的统计和目标功率因数，经过计算确定最大补偿容量，然后在建筑物主变电室的高压（10kV）母线上安装动态无功功率补偿装置，对建筑物供配电系统进行集中补偿。此类设备的工作原理是根据建筑供配电系统的无功功率和电压的波动实时自动跟踪、补偿无功功率，使电网功率因数达到0.9以上，并可以稳定电压波动。选用这种设备宜同时配置滤波通道，可有效滤除电网的高次谐波，降低高次谐波带来的附加损耗。该种方式具有安装简单，运行维护方便，有功损耗小等优点，得到了广泛的应用。
2、照明系统
充分利用自然光源。由于建筑物的照明面积非常大，设计过程中，在满足《建筑照明设计标准GB50034-2004》对照度要求的前提下，充分利用自然光源进行采光（在对日光要求较高的场所利用主动式导光系统；一般场所利用被动式导光系统），通过计算和模拟，减少不必要的灯具数量，将照明功率密度控制在目标值，不仅可以节电环保，而且还减少了项目投资，这是行之有效的节支降耗方法。
选用高效节能型光源和反射罩具。自镇流节能灯、T8和T5荧光灯、紧凑型荧光灯（CFL）、高压钠灯、金属卤化物灯、半导体发光二极管（LED）以及电子式镇流器正广泛地被应用。T8的节电量可达10%，T5比T8的节能效果还要好；紧凑型荧光灯（CFL）节能效果好，比普通荧光灯的寿命长，并且安装简便，非常适合在家庭或其它室内场所安装；高压钠灯代替高压汞灯，可节约电能37%；金属卤化物灯代替高压汞灯，可节约电能30%；半导体发光二极管（LED）的光转换效率高，寿命可达50000~100000小时。这些光源都可以在满足照度要求的情况下，有效降低照明电耗。同时还须根据所选光源合理配套相应的出光口反射罩具，提高照明效率。
另外，建筑物各区域（尤其是公共场所）的照明应选用高效节能控制系统进行程序化集中控制，实现建筑照明系统的智能化调光，尽量减少不必要的照明时间和照明光强，延长灯具的使用寿命。
（三）节能评估
当设计、施工完成，建筑物最终交付使用后，设计院应当重视各种建筑节能计划的实施效果，以指导今后的建筑节能设计工作。因此建议完善设计方案的事后评估和统计机制，追踪各项节电设计的使用情况，采用综合量化分析，对设计的节电效果进行评估、统计和确认，从而为今后制定建筑电气专业设计的计划和决策提供依据。
五、结语
节能的技术途径范文第3篇
关键词 建筑给排水节能减排环保技术
中图分类号：TL353+.2 文献标识码： A 文章编号：
建筑给排水系统发展概述
建筑行业最重要的部分是给排水系统的设计建设。关系到居民用水的安全以及居民生活的质量问题，我们建筑给排水从建国初期开始发展，这个时期制定了《室内给水排水和热水供应设计规范》（1949-1964），开始了建筑给排水方面的法律规范，然而这个阶段没有成熟的理论支持，也没有先进的技术做向导，只是一般的初创阶段。自1964-1986年通过实施的《建筑给水排水设计规范》，在总结前面实际经验以及结合相关技术的基础上，建筑给排水的规范有了一定的发展，但是更多的是对前面的反思，因此这一阶段也教主反思阶段。自1986年到现在，建筑行业有了飞速的发展，相关的配套设施也更加完善，关于给排水问题的研究越来越深入，技术、资金的支持之下，给排水系统越来越完善，成为建筑中的重要组成部分，这个阶段是给排水系统的发展阶段。
当期国内的建筑给排水系统在总结之前经验的基础上，有效的结合了国外的先进技术，而且随着我们国家政府和党越来越注重环保概念，建筑给排水系统呈现新的发展势头，逐渐朝着绿色环保可持续发展的方向发展。
于2007年10月28日修订通过《中华人民共和国解决能源法》明确规定：固定资产投资工程项目的设计和建设，应当遵循合理用能标准和节能设计规范，达不到合理用能标准和节能设计规范要求的项目，依法审批的机关不得批准建设；项目建成后，达不到合理用能标准和节能设计规范要求的，不予验收。在法律上，已经对节能减排进行了强制性标准要求，是政策引导立法，立法促进社会进步的重要表现。随着日渐突出的能源问题，建筑给排水朝环保绿色方面发展是未来建筑给排水发展的必然趋势。
一般来说，建筑给排水系统包括给水、排水、热水供应以及消防等内容。而水泵抽水、热水供应，都要消耗大量能源，根据统计，这些方面的能源消耗大致占整个建筑能耗的1/3，因此，建筑给排水系统的设计对于整体建筑能耗关系重大。而在具体的建筑内部水循环中，给排水系统的水压、水量，以及热水供应等方面的设计，都会因为设计、管理方面的不足而造成不必要的浪费，因此如何优化设计优化管理，减少浪费，提高水资源综合利用率，就成了建筑给排水设计的重要环节。
给水系统节能设计
2.1给水方式设计。
针对不同的地理环节，尤其的水平高度的不同，可以采取分区供水的办法，这样的方法可以通过统一的水压来减少泵水电量的浪费。另外，不同的楼高，也会有不同的供水压力，之前的办法是统一建筑统一供水，这样的办法使得底层用户的用水，也是按照最高楼层用水的水压给水。于是，底层用水就造成了不必要的泵水能源浪费。针对这样的问题，就可以通过对不同楼层的用户进行分区，利用不同压力的水泵，进行合理的泵水，保障水泵电量利用最大化。
冲突的高层建筑给水方法是水泵到水箱，再到建筑用水系统的给水办法。这样的办法，往往由于不能有效的控制水箱水量而造成水泵能源的浪费，和水资源污染等问题。针对这样的问题，新开发的无负压新型给水设备。可以根据不同的用水量进行不同的功率调节。用水高峰可以满足所有用户的用水需求，低峰时可以减少能源的消耗。达到节能的目的。是有效的节能给排水设备。
2.2用水器材和仪表
一般的自来水消毒办法都是用氯消毒，而传统的管道接头大部分都是镀锌钢管，镀锌材料很容易受到氯的腐蚀，造成消毒用氯含量减少，从而对水质造成巨大的影响。而随着镀锌钢管管道中腐蚀度增加，其杂质、沉积越来越多，对于该类问题的处理，一直以来都是采取防水冲流的方式，但是这样的办法会造成大量的水资源浪费，究其源头，问题出在管道材料方面，因此，针对这样的问题，可以通过改善管道材料，来处理该类问题。一般来说，可以采用耐腐蚀强的管道，比如铝、钢塑管，聚乙烯或者硬聚氯乙烯管道等。
另外，在出水方面，最普遍的建材是水龙头，传统的金属球阀龙头，很容易由于杂质积累而造成漏水。陶瓷阀芯水龙头可以有效的解决这样的问题，首先，和球阀龙头相比，在同样静水压力下，其流量只有球阀龙头的70%左右。而且具有密封性好，启闭迅速等优越性。另外比较先进的还有充气水龙头，通过混合空气和水量，在增大出水体积的同时，减少水流量的同时，还可以防止溅水，是一种性能十分优越的水龙头，通过水龙头的替换，可以有效减少水资源的浪费，达到节能减排的目的。
在消防用水方面，可以采取自动喷水灭火法，或者其他灭火法，前者主要的通过加强对消防隐患的监控防止火灾，后者是利用卤代烷灭火剂代替传统的水灭火，减少消防用水的使用。
在水表方面，可以在重要的用水点，尤其是公共用水处，比如冷却水补水以及喷泉、园林灌溉等方面的用水，都可以合理的设置水表，实现公共用水的检测，防止不必要的浪费。另外，传统的水表，往往存在误差大，监控不及时等局限性，而新型的智能水表，比如IC卡水表和远传式水表等，兼具用水监控、抄表以及预付水费功能，可以有效的突破传统水表的局限。在防止水资源浪费方面有十分显著的效果。
热水供应
3.1太阳能的利用。
太阳能作为一种新型能源，具有成本低、取之不尽用之不竭以及零排放等优点，而太阳能热水器具有集热、保温效果好，操作简单，全自动化等优越性。在建筑中，传统的热水方法往往要消耗大量的能源，而且热水循环过程中，还要浪费大量的热能，性能十分拙劣。而根据我国的地理位置，北回归线穿过我国南部，日照时间长，适合推广太阳能热水器。太阳能热水器的推广利用，不仅在能源方面可以有效的减少传统加热办法中的能源消耗，而且可以在日常使用中减少能源的浪费，是建筑行业节能减排的最佳能源产品。当然，考虑到具体的地理位置或者季节变化，在使用时，还可以适当的增加电热装置，确保热水的使用效果。
3.2热水循环系统。
因热水导致的能源浪费，不仅仅只存在于加热方面，在热水的流通过程中往往要浪费大量的热能以及水能。首先，热水在管道中的流通过程中，管道的长短，以及保温效果会直接影响热水的温度，因此，在热水管道设计时，要在可能的条件下，以最短的方式达到用户，另外，如果管道过长，还要适时加热。这样一来，又会造成能源的再一次浪费。因此热水管道的优化设计就显得十分重要。另外，在热水使用过程中，之前管道中的冷水，要先排放，者一部分水能，就成了不必要的浪费，因此在兼顾热水管道的优化设计时，还要注意水头的综合利用。
结语 随着能源问题越来越突出，各个行业中关于节能减排的研究越来越重要，建筑行业也不例外，水资源消耗越来越大的建筑行业中的给排水更加如此。对于建筑给排水来说，首先要在理念上注重环保的理念，从设计施工到居民用水宣传，都要做好全面的工作。其次对于建筑给排水系统设计来说，要着重从用水量以及用水资源方面着手，然后具体分析各个用水细节，有针对的进行细节优化。最后，在给排水系统的建材方面，尤其要注意建材的节能性能，通过这样三方面的综合，保障给排水系统的稳定可靠，在整体上保证整体给排水系统的技能效果。
参考文献
[1]；赵正刚，浅谈建筑给排水施工存在的问题与节能设计[j]，科技促进发展(应用版).2010(02)；33-36
节能的技术途径范文第4篇
一、技术集成理论
(一)技术集成的基本概念
技术集成是一种普遍的、长期的、重要的技术管理和生产组织方式,是人类对产品的多样化需求以及技术日益复杂的必然产物。美国哈佛商学院的Marco Iansiti教授认为,技术集成是对那些在研究阶段被开发出的、并将在开发阶段中被采用的一系列技术的研究、评价和精炼过程,是一种更有效的创新管理方法和规程。
现有对技术集成的研究大体有两条主线,一条是技术主线,即把技术集成看作是产品开发的技术路线,是对现有技术的整合过程,这方面的研究被称为技术集成在技术层次上的研究;另一条是管理主线,即把技术集成看作是一种技术管理和生产组织方式,通过研究管理变革以达到适应和促进集成开发方式的目的,这方面的研究被称为技术集成在管理层次上的研究。
上述两个层次构成了现有技术集成的理论体系。技术层次是基础,对技术集成的研究正是从这个层次开始的;管理层次随着对技术集成认识的深入而逐渐扩展到市场、组织、管理等各个方面,从而丰富了技术集成理论。与这两个层次相对应的分别是狭义和广义的技术集成。
(二)技术集成与系统论
技术集成是典型的系统集成,基于系统观的技术集成以系统要素之间的联系作为依据,将技术集成中涉及的知识分为三类:元件知识、建构知识、接口知识,而以知识为视角的技术集成创新理论正是技术集成研究的基础和特色。
技术集成的路径包含逻辑维和知识维两个维度。逻辑维表示技术集成由系统建构和系统集成两个阶段的工作组成,并且它们之间存在着先后关系,系统建构先于系统集成;知识维表示技术集成过程中不同阶段主要涉及到的知识,在系统建构阶段涉及到的知识主要是元件知识和建构知识,在系统集成阶段所用到的知识主要是接口知识。
由于系统是普遍存在的,而技术集成是典型的建立新系统的过程,因此包括知识划分和实现路径等在内的技术集成理论也具有普遍性。不论在哪个行业,不管是否意识到,运用技术集成理论都将实现系统性的创新,不同的只是所对应的具体知识内容有所不同。
二、建筑节能技术路线集成的必然趋势
(一)技术要素不断丰富
随着我国经济社会的不断发展,建筑节能的技术要素也在不断地丰富。一方面,技术层次的实体要素不断取得创新和突破;另一方面,管理层次的软体要素也在逐步发展和完善。同时,在过去大量的研究工作中,我们往往对技术层次的要素研究得比较多,而对管理层次的要素研究得比较少。对前者的研究主要是由建筑技术领域的科研人员完成,对后者的研究则主要是由政府管理部门和管理类研究人员完成,两个研究部分的衔接与整合也并不理想。即便是采用了较为综合的专业委员会形式,但在系统性整合方面也未取得理想的进展。因此,基于更精细化节能目标驱动下的技术路线集成就是技术要素发展的必然要求。
(二)路线交叉不断密集
随着我国建筑节能工作的持续推进和不断深入,节能技术路线之间的交叉正在不断密集。面对日益复杂的建筑功能和日益庞大的能耗需求,单一的建筑节能技术路线难以有效控制建筑能耗,而只有依靠多种技术路线的紧密衔接与配合才能取得进一步的节能成效。以往我们对建筑节能技术系统的研究较多的是关注单个的、具体的技术途径,较少关注这些技术途径之间的联系方式和结构关系,这限制了系统要素和的贡献的增加(某些情况下甚至会出现减少),而仅仅停留在了系统各个要素贡献的简单总和。
(三)应用导向不断增强
技术研究的根本目的是为了推动社会进步和生产发展,因此只有将建筑节能的理论研究与实际应用紧密结合起来,建筑节能的技术研发才具有真正意义上的科学价值。同时,建筑节能的具体实践需要以实际应用为导向的技术集成研究,建筑节能工作是在具体目标引领下的具体实践,这一实践也包含了大量的创新,离开了实际应用作为创新的导向,势必严重制约建筑节能的技术开发与管理发展。由于建筑节能所要面对的是一个极为庞大且又需要实际应用的技术系统。因此,建筑节能技术集成是实现以应用为导向的技术研发的必然途径。
三、建筑节能技术路线集成的基本模型
(一)要素组成
从要素组成(元件知识)来看,建筑节能技术系统包括单纯意义上(狭义)与节能相关的建筑设计技术(如朝向的选择、体形系数的控制、窗墙比的设定、采光与通风的考虑等)、建筑物理技术(保温、隔热等)、建筑构造技术(构造节点设计等)、建筑设备技术(机械通风、自动控制等)、建筑施工技术(材料选用、安装方法等)等技术层次要素,也包括广泛意义上(广义)与节能相关的节能标准、研发体系、法规保障、政策激励、市场监管、教育推广等管理层次要素。这里讨论的建筑节能技术路线的集成属于广义的技术集成研究,即在进行技术层次研究的基础上扩展到管理层次的综合性研究。
(二)结构关系
从结构关系(建构与接口)来看,系统各个组成部分与组成部分之间、组成部分与系统之间、组成部分内在各子要素之间都存在着相互联系和制约的关系:如良好的自然采光设计有利于减少照明能耗,但带来较多的辐射热能,从而增加空调能耗;还有方案设计与实际施工的衔接问题、审批管理与检测验收的对应问题以及政策激励与市场培育问题等等。因此,不同的结构方式使得系统的整体效能大不相同,科学合理的系统内在联系方式将使得系统的总体效能大于各个组成部分效能的简单相加。
(三)系统功能性
从系统的功能性来看,系统在与其外部环境进行相互联系和相互作用的过程中表现出系统的性质、能力和目的,建筑节能技术系统最基本的功能性(目的)是在不损失使用舒适度的前提下降低能耗和提高能效。例如,为了减少空调的能耗,曾经出现过整个建筑形态极为封闭的设计倾向,由于大幅减少了外窗的面积,因此有效控制了建筑空调的能耗。但是,随之而来的是建筑使用者中出现了大量的“空调综合症”,最终使得建筑节能技术系统的整体功能性受到了破坏。建筑是人类的空间艺术,节能技术不能以损失空间的基本使用和艺术享受为代价来减少能耗,这就如同不能以增加建筑能耗作为享受空间艺术的代价一样。
四、建筑节能技术路线集成的实现途径
(一)要素集成途径
1、加强技术层次研发平台的集成与创新
应通过搭建节能技术的科研平台和整合社会资源,加大科研投入和集成技术创新,结合高新技术和先进实用技术的研发,围绕建筑节能应用的技术难题,组织开展技术攻关和试点示范,加快成熟先进技术推广应用。例如开展既有民用建筑节能改造适用技术集成、建筑高效用能设备智能和能效优化控制管理系统、太阳能与建筑一体化应用技术、可再生能源与建筑结合应用技术集成、建筑能耗统计分析研究与建筑能耗模拟计算及分析评估软件研究等。
2、加强管理层次法规保障与技术标准的完善
在法规保障方面,要在不断完善建筑节能相关国家法规的基础上,进一步研究制定适合各区域特点的建筑节能政策法规体系,例如建立和完善建筑物能耗统计体系和方法,开展大型公共建筑能源审计等;在技术标准方面,要在深化建筑节能应用技术研究的基础上,进一步建立健全适合各区域气候特征、资源状况、技术经济发展水平的建筑节能标准化体系,例如配套完善相应的设计标准、应用规范、节点图集、设计软件、检测评估、施工验收、产品标准、工程造价及配套定额等内容。
(二)结构集成途径
1、技术层次与技术层次之间的集成
注重优化建筑方案、改进护、改进空调通风、加强可再生能源利用以及其他节能技术路线之间的相互联系与相互作用,注重统筹技术施工、材料应用及设备安装、监理检测等节能环节之间相互配合,并在此基础之上进一步密切城市规划、建筑设计、室内设计、景观设计、产品设计等专业领域之间的相互衔接。
2、技术层次与管理层次之间的集成
一是要加强技术研发与技术标准之间的紧密结合,例如对既有民用建筑节能改造适用技术集成等领域的技术研发所取得的技术成果应尽快通过试点实践逐步完善成为相应的技术标准;二是加强技术标准与法律规范之间的紧密结合,例如在既有民用建筑节能改造技术标准制定的基础上,建立必要的基础数据平台并进行进一步的分析和评价,进而在法律层面制定既有建筑节能改造与管理的相关政策;三是加强技术应用与市场培育之间的紧密结合,如鼓励采用合同能源管理模式和多渠道资金筹措方式,充分利用市场机制推进既有建筑节能改造等。
3、管理层次与管理层次之间的集成
管理层次本身也需要优化相互之间的联系和相互之间的作用,即对法律法规、组织保障、政府引导、市场培育等方面进行有效集成。一方面应当加强法律法规与组织保障之间的紧密结合,通过建立健全网络化的工作构架,使得建筑节能的法律法规在实施与执行过程中能够得到足够的机制条件和组织保障;另一方面加强政府引导与市场培育之间的紧密结合,通过研究制定建筑节能激励政策、培育发展建筑节能服务市场、配套完善财政资金支持、鼓励合同能源管理创新等措施,不断探索管理层次结构关系的再优化。
(三)功能性集成途径
1、强化系统运行的过程控制
系统运行效率的提高有利于系统整体功能性的提升,就建筑节能技术路线的系统整体而言,加强节能技术路线系统运行过程的监督管理有利于建筑节能整体目标的增值实现和实施成本的相对降低。就具体工作而言,应当依据有关法规要求,依托建筑业项目管理流程,依法实施审查、监督与处置,构建多层次、多方位、属地化、网格化的建筑节能监管网络,加大建筑节能执法监管力度,使建筑节能推进形成依法管理的科学构架,确保建筑节能法规、标准、规划的全面实施。
2、优化系统外部的生态环境
建筑所处的基本外部环境是自然生态系统,自然生态系统的优劣是开展建筑节能工作的基本前提和客观条件,很难想象在自然环境极端恶劣、生态系统濒临崩溃的条件下,建筑节能能够取得良好的成效。以大型城市为例,大型城市建筑节能系统外部生态环境的关键问题是城市热岛效应,城区气温明显高于郊区,白天热岛效应强于夜间,无风条件下热岛效应强于有风条件。针对这些问题,就需要不断优化城乡结构,控制城市规模,保持足够的城市区域蒸发面积,加强市区范围内自然通风的引导与控制,降低城市热岛效应,并注重改善城市整体的水、气、声、光、热、绿化、能源等系统的生态运行状况,推动建筑节能工作在原有系统效能的基础上进一步发挥出更大的作用。
3、促进系统自身完善的可持续
相关的教育、培训与宣传等工作有利于系统自身完善的可持续,也是促进系统整体功能性提升的重要途径之一。具体包括加强建筑节能知识宣传与普及,强调建筑节能与健康舒适相结合的社会导向,树立人均建筑能耗的观念;加强建筑节能专业技术的教育培训,可在学校范围内开设相关课程,还应在执业管理中强化节能技术要求,并注重在建筑设计、建筑施工、材料供应、设备安装、装饰工程、咨询服务等领域提倡节能产品和节能指导及节能服务,引导市场节能型消费;加强节能政策和法规的宣传与教育,同时不断促进符合各区域特征的新型建筑节能技术的研究与推广,并开展有关节能标准的检测、评估、认定与标识工作。
五、展望
从时间维来看,分为新建建筑节能和既有建筑节能,与此对应的是增量控制和存量挖潜。由于节能改造涉及众多管理部门且相应投入的节能改造经费有限以及当前能源市场价格机制不合理等因素,因此对既有建筑节能改造需要进一步加强以管理为主线的建筑节能技术集成研究。从类型维来看,分为居住建筑节能和公共建筑节能。公共建筑节能技术的集成应将重点放在转变能源消费方式、促进公共建筑转型等方面。同时,基于“部分时间、部分空间”的居住建筑能源消费方式和太阳能一体化技术路线也应在居住建筑节能技术的集成中予以重点研究和应用。而从更广泛的意义上来看,建筑节能技术路线的集成创新也必将成为绿色建筑发展和低碳社会建设的重要有机组成和科学实现途径。
节能的技术途径范文第5篇
关键词:住宅建筑;整体节能;节能技术;设计优化;可再生能源
中图分类号:TU201.5 文献标识码:B 文章编号:1008-0422(2010)04-0153-02
1、引 言
现阶段,我国的建筑能耗占社会全部能耗达到30%以上,中国现有超过400亿m2的高能耗住宅,其能耗水平是发达国家的3倍。全国每年新建房屋近20亿m2,超过所有发达国家新增建设的总和,而这其中95%都是高能耗住宅。建筑中最大的能耗点是采暖和空调,中国在采暖和空调上的能耗占建筑总能耗的55%。由于建筑耗能而产生的温室气体排放量已占全国温室气体排放总量的1/4左右。因此,建筑能耗问题不可避免地成为了全社会的关注焦点,建筑节能也就成为社会可持续发展的一个重要的课题,对建筑物整体节能技术及措施进行分析与探讨有较强的现实意义。
2、节能型建筑的具体涵义分析
根据《绿色建筑评价标准》GB50378定义,绿色节能建筑是在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)。保护环境和减少污染,为人们提供健康,适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。
根据该定义,一个优秀的节能建筑具有三层涵义:
1)在建设和使用过程中,具最大限度的降低能耗:
2)在降低能耗的同时,提供高舒适的居住和工作环境;
3)建筑艺术、使用功能和技术三者的完美结合。
图1所示为一个建筑的能耗分析图,纵坐标为温度,横坐标为月份,灰色条带为建筑内应具有的适宜温度,20℃-25℃。深色区域显示的是该建筑在冬季采暖所消耗的能源,浅色区域显示的是该建筑在夏季制冷所消耗的能源。从图中可以看到,在春秋两季有两个区域,既没有深色区域,也没有浅色区域,表明在该季节中,建筑本身可以拥有合适的舒适度,无需额外的能量补充。建筑节能的出发点即是依靠优秀的建筑设计,拉长该不需要额外能量补充的时间区间,如图2所示。
图2中,对建筑本身进行了设计优化,从而使无需额外能量补充的区间大大拉长。
3、建筑物节能的技术途径与要求分析
3.1 建筑物节能的途径
从图1和图2的对比分析可以看出,建筑节能的最有效途径是从建筑设计本身去探索节能的效果,而不是从机械技术的角度去人手。
建筑的首要功能是满足“人的舒适度”。人体舒适度简单的来说,包括对室内温度、湿度、清洁度、光照等因素的要求。通常认为,室内温度在20℃-26℃、湿度在40%-60%的区间,人体的舒适度最佳。
如何达到这样的舒适度,有着许多途径,主要分为两大方向,建筑和机械技术。
从建筑的角度来说,可以对保温、门窗、遮阳、建筑体型、窗墙比、朝向等因素进行优化。
从机械技术的角度来说,可以采用空调、暖气、冰蓄冷、地源热泵、太阳能、风能等大量的技术措施来满足室内舒适度要求。
根据图1和图2的比较,可以得出:一个优秀的节能建筑设计,应从建筑的本身的品质人手,通过各类建筑手法尽量延长无需额外能量补充的时间跨度,然后根据计算和分析,采用合理、经济的机械技术措施,达到满足室内舒适度的目的。
3.2 建筑节能设计的要求
(1)围护体系的保温性能:建筑围护体系主要由建筑的屋顶、外墙、窗等组成。增强该围护体系的保温性能,是节能建筑设计的首要因素。屋顶、墙体的传热系数应控制到0.1-0.2W/m2K,外窗的综合传热系数应控制到0.8W/m2K以下。
(2)建筑的气密性:普通房屋在室内外、50Pa气压差的情况下,每小时的空气渗透量在建筑总容积的200%-400%,而根据欧洲的相关标准,节能建筑的空气渗透量应在60%以下。建筑物的气密性对室内的热(冷)量损失和湿度控制具有非常重要的意义。
(3)新风系统:大幅度提高建筑的气密性后,建筑的通风方式就显得尤为关键。我国的建筑节能设计标准中要求室内换气指标为每小时0.5次。“机械通风”的系统可以帮助节能建筑达到该要求,同时,通过将建筑排风中的热量进行回收,以加热送人建筑的新风,可以达到明显的节能和满足舒适度的双重功能。
(4)采暖制冷方式:通过上述三种方式,建筑物本身对能源的依赖已经非常低,这时候,可以选择最合适和经济的采暖制冷方式来进一步实现建筑物的舒适度要求(温度、湿度等)。太阳能、风能、水能、地源热能等自然可再生能源都是值得考虑的方向。
因此,一个节能建筑设计的基本原则应该是:围护结构(80%)机械技术(20%)
4、应用实例
湖南某住宅小区8#楼为小高层建筑,框架结构,平面图见图3,现就保温、门窗、空调系统等因素对其整体节能进行技术分析和优化设计。
整个分析和优化过程可分为三个阶段:
(1)原设计能耗分析;
(2)建筑形态分析和优化:
(3)机械技术分析和优化。具体分析如下:
4.1原设计能耗分析
图4为对原设计的能耗分析,设定其室内舒适度目标为20℃-28℃,则每年的采暖能耗为154kWh/m2,制冷能耗为120kWh/m2
4.2 建筑形态的分析和优化措施
建筑形态的分析和优化主要因素如表1所示。
4.3 机械节能技术的分析和优化措施
完成建筑形态的能耗分析和优化后,就着手进行机械技术的分析和优化。主要针对建筑的采暖和制冷形式。
1)热(冷)量传递形式:原设计采用的是传统的空调形式。优化后建议采用新风系统、热回收系统和地暖相结合的热(冷)量传导模式。
2)热(冷)量来源:同样,原设计中采用的是传统的空调形式,优化后建议采用浅层地热的方式进行温度调节,如图S、表2所示。
经优化后该房屋的制冷和采暖能耗,其中采暖能耗为10kWh/m2年,制冷能耗为19kWh/m2年。
从以上对比可以看出,在本设计中,玻璃、墙体保温和新风系统的优化,对能耗的影响最大,因此,在设计和建设过程中,适当增加对这三个要素的投资,可获得最佳的节能效果。
5、实现建筑整体节能的途径方向
此外,要实现建筑物整体节能降耗,须从各方面进行技术优化与升级,具体包括以下几个方面:
5.1 贯彻节能设计理念
建筑节能设计是对建筑形态、功能、质量、寿命、舒适度的整体性研究。行业内流行的“热工计算”只是建筑节能设计中的一部分内容。贯彻建筑节能设计始终的是对建筑本身品质、功能的研究和优化,而经济合理的机械技术措施仅是建筑艺术的辅助,而绝非主导。
5.2 大力节能材料的研发
相对于研发、生产、维护、处置成本昂贵的机械设备,保温材料、门窗、玻璃、遮阳材料、新型墙体材料等建筑节能材料的研发和运用,才是真正体现“环保施工、绿色建筑”理念的方向。因地制宜,选择当地传统、经济、合适的建筑材料,创造一个高品质的节能与美观并重的作品,是建筑设计的魅力所在。
5.3 加强自然可再生能源的利用
绿色建筑技能技术的本质决定了节能建筑理论对自然可再生能源的利用。风能、水能、太阳能、地缘热能都是优质的可再生能源,其中,风能、水能、太阳能和深层地缘热能的利用受环境制约程度较高,而浅层地缘热能的利用,将是适合中国。
5.4 改变居民生活习惯
我国居民不同于西方国家的文化习俗,如烹饪传统、衣物晾晒习惯、开窗通风习惯,给对建筑物密闭性能要求极高的节能建筑理论研发提出了新的课题。如何解决使用功能、生活习惯和节能要求的矛盾,也将是影响节能建筑能否在中国大力推广的重要因素。
6、结 语
综上所述,在过去的几十年中,人们对居住的要求,先经历了简单满足“挡风遮雨”功能的初级阶段,又经历了追求“舒适度”的第二阶段,目前正面临如何达到“节能、舒适”的第三阶段。建筑整体节能技术是对建筑艺术、建筑材料、可再生能源利用、机械技术、使用功能、舒适度、气候、文化、习俗等多方面因素综合考虑的新生课题,也是实现未来城市可持续发展的必要途径,因此加强建筑整体节能技术的分析探讨,必将进一步推动社会的文明进步和发展。
参考文献:
[1]民用建筑节能工程施工质量验收规程,J10816-2006)[S]
