建筑节能博士论文
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建筑节能博士论文范文第1篇
关键词：建筑节能;建环专业;课程设计;毕业设计
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）05-0069-02
一、引言
随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从上世纪70年代末的10%，上升到27.45%，逐渐接近三成。这其中用于供暖、通风、空调系统的能耗约占到建筑能耗的30%～50%。随着人们对居住环境质量要求的不断提升，该比例还有进一步加大的措施。如果不开始注重建筑节能设计，将直接加剧能源危机，同时也会间接带来严重的环境问题[1，2]。
建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗[3]。由于暖通空调系统是建筑耗能的大户，对暖通空调系统的进行节能设计和节能运行就成为降低建筑能耗的关键，其中节能设计是系统能节能运行的基础。
培养能从事建筑物采暖、空调、通风除尘、空气净化和燃气应用等系统与设备以及相关的城市供热、供燃气系统与设备的设计、安装调试与运行工作，具备建筑节能设计、建造、运行管理的基本理论与专业技能的专业技术人才是建筑环境与能源应用工程专业的人才培养目标之一[4]。作为培养暖通空调系统设计和运行专业人才的对口专业，建环专业在人才培养过程中应从各教学环节有意识地培养学生的节能概念和节能意识，以便为其将来从事建筑节能工作奠定基础。
培养学生的建筑节能观念可以通过相关专业课理论教学与实践教学来实现。但相关理论课教学可能涉及的问题都是局部的，很难从系统整体入手揭示建筑节能本身的规律，而实践教学中的课程设计和毕业设计环节为建筑节能整体观念的培养提供了良好的教学平台。
二、课程设计和毕业设计中节能概念的培养
我校建环专业的课程设计为综合课程设计，非传统意义上的完成单科的大作业。其目的在于培养学生将大学前期所学的与本学科相关的专业理论基础知识和专业知识、工程设计方法和原则，综合应用于实际工程设计的能力。其主要内容是每个同学独立完成针对某城市办公楼的建筑设备（通风、空调、供暖、锅炉房、制冷、室内给排水、建筑控制系统）的工程设计。而毕业设计是在生产实习与综合课程设计的基础上，通过对完整的、实际的、建筑设备工程的设计和专题研究，培养学生综合运用及深化所学基础理论、专业知识和基本技能;培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力，并且受到工程师的基本训练。学生在指导教师和设计院工程师的指导下应独立完成供热（含供暖）、通风（含除尘）、空调（含净化）、制冷（含中、小型冷库）、中小型供热锅炉房（含热力站）工艺、小区给排水（含建筑消防）等建筑设备系统的工程设计，毕设的题目全部来源于设计院的实际工程。相对而言，毕业设计涉及的工程类型更广，学生受到的锻炼更广泛。
对某工程的暖通空调系统进行设计，其设计的主要内容涉及：冷热负荷的计算、空调采暖方案的确定、水系统与风系统的水力计算、房间的气流组织计算、设备的选型、控制方案的确定等。如何将节能概念贯穿在各设计阶段，是设计节能系统的前提。
1.确定冷热负荷时的节能考虑。单纯的冷热负荷计算看似简单，但学生在此阶段应该了解设计对象围护结构的热工参数、体型系数、窗墙比等是否符合相关的节能标准;建筑物的朝向可能对冷热负荷的影响;遮阳对夏季空调负荷的影响;室内设计参数取值的高低，与能耗的多少有密切关系。加热工况下，室内计算温度每降低1oC，能耗可较少5%～10%;在冷却工况下，室内计算温度每升高1oC，能耗可较少8%～10%。为了节约能源，学生在此阶段应了解在保证室内人体舒适的前提下冬季应避免采用过高的室内温度，夏季采用过低的室内温度。负荷计算完成后，通过各负荷分项分析，提出节能的改进建议。
2.系统的方案确定阶段的节能考虑。应考虑当地的资源、环境等因素以及建筑物的使用功能、结构特点，并通过技术经济比较来选择并确定适合所设计建筑物的空调系统方式、冷热源方式、以及空调系统控制方式。
在冷热源的方式选择上，应根据建筑的规模、使用特征、结合当地的能源结构及价格政策、环保规定等尽可能地利用基于太阳能、地热、废热等可再生能源或低品位能源驱动的冷热源，减少电能的直接利用。
在选择空调、采暖系统时，应考虑建筑物的使用功能、建筑物本身的结构特点、当地的气候特点、负荷的特点，选择合理的采暖及空调方式，达到运行节能的目的。对于公共建筑的高大空间的采暖，尽可能采用辐射供暖的方式。建筑高度大于或等于10m，体积大于10000m3的高大空间建筑，应采用分层空调系统。空调系统有集中排风系统时，应考虑设置排风热回收装置。有条件时，可采用自然通风来消除建筑物内的余热、余湿。
3.风管、水管系统、房间气流组织设计的节能考虑。风管、水管系统设计时应考虑尽量减少阻力损失，在管路通过不需采暖或空调的房间或空间时，相应管路需设置保温措施以防止冷、热量的散失。对于复杂或高大空间的气流组织，应尽可能借助于数值模拟来优化空调房间的送、回风方式，以达到优化节能的目的。
4.设备选型的节能考虑。在空调系统中，冷水机组的能耗是最大的。选择冷水机组时，机组的COP值应满足标准的要求。然而，实际测试表明，冷水机组的COP随部分负荷的大小和机型的不同而变化。存在冷水机组在部分负荷下运行COP值不高这个问题的原因是多方面的。众所周知，机组实际运行性能系数COP是由机组内部因素和外部条件共同影响的，而通常在部分负荷下运行时，其外部条件较满负荷时优越，环境温度相对较低。在不考虑传热性能变化影响的情况下，可充分利用环境温度的降低来降低冷凝温度、缩小压缩机的高低压力差以改善系统性能系数，COP最大能提高20%。
冷水机组的单台容量及台数的选择应能适应空调负荷全年变化规律，满足季节及部分负荷的要求，当空调负荷大于528kW时，所选择的机组不宜少于2台。
在供暖系统中，严寒地区的燃油、燃气或燃煤锅炉选择时应保证单台锅炉的容量确保在最大热负荷和低谷负荷时都能高效运行，以充分利用锅炉产生的多重余热，锅炉台数不宜少于2台（除小型建筑）。锅炉的额定热效率燃煤、蒸汽热水锅炉不小于78%，燃油、燃气蒸汽热水炉额定热效率不小于89%。
在空调系统中，一般系统设计输送能耗约占空调总能耗的20%，而实际运行能耗占到了空调总能耗的30%～40%。在系统中，经常遇到的问题是水泵选择扬程过大，造成“大马拉小车”，高扬程的泵用于低扬程场合，便会出现流量过大，导致电机超载。若长时间运行，电机温度升高，绕组绝缘层便会逐渐老化，甚至烧毁电机。因此该环节中，要重视变频系统的选用。但也应注意到在冷冻水系统中，对于水泵选择变频技术固然有利于水泵运行节能，但是，过小的流量会造成制冷机效率的严重下降，而制冷机是系统的主要耗能设备，因此必须从整体上考虑系统的用能情况。
当通风系统使用时间较长且运行工况（风量、风压）有较大变化时，应考虑采用双速或变频调速风机。
通过上述各个设计过程对节能概念的灌输，学生可实现从课本上介绍的常规空调系统设计到节能空调系统设计的转变。经过课程设计和毕业设计两个设计环节的锻炼，在综合运用所学专业知识的基础上，学生对暖通空调系统设计过程中各环节的节能设计有了一定程度的认识，这将对其以后从事暖通空调实际工程的设计和运行将会有较大的帮助，对一些节能概念和理论的理解也会随着实际工作的逐步开展进一步加深，为设计更好、更节能的空调系统奠定基础。
三、结论
随着建筑耗能量的逐年提高，实施建筑节能已刻不容缓。建筑节能中的关键是暖通空调系统的节能，对暖通空调系统的节能设计是降低其能耗的基础。作为培养暖通空调系统设计和运行专业技术人员的建环专业，应从各教学环节注重培养学生的节能观念和节能意识。本文从毕业设计和课程设计两个环节出发，探讨了在系统设计过程的各个阶段如何培养学生的节能意识、设计节能系统，以便为其将来从事建筑节能工作奠定基础。
参考文献：
[1]江亿.中国建筑能耗现状及节能途径分析[J].新建筑，2008，（2）.
[2]余晓平.建筑节能科学观的构建与应用研究[D].重庆大学博士论文，2011.
建筑节能博士论文范文第2篇
Abstract: Today, more attention has paied on the circular economy and low carbon economy. The development route of circular economy is considered from four aspects, including, constructing city circular economy indurstry chain, creating circular economy enterprise, constructing circular indurstrial park, creating circular society.
关键词： 城市；循环经济；发展
Key words: city；circular economy；development
中图分类号：F293.1文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）22-0014-02
0引言
循环经济就是将清洁生产和废弃物的综合利用融为一体的经济，它是按照生态规律利用自然资源和环境容量实现经济活动的生态化转向。可持续发展是城市循环经济发展的本质。①发展循环经济遵循3R原则，即减量化（Reducing）、再利用（Reusing）和再循环（Recycling）原则，从而解决资源稀缺、环境污染等问题，缓解由此带来的社会矛盾，促进社会和谐。循环经济的概念有很多层次，其中包括：第一，资源、废弃物的回收利用；第二，生产过程中的低能耗、低排放、高利用；第三，是从经济发展方式和经济形态的角度，认为循环经济是一种新的经济增长点。本研究中的循环经济概念立足于城市可持续发展，遵循3R原则，即在资源利用上做到减量、回收再利用。在经济的增长方式上追求低碳、环保，减少污染物、废弃物的排放，使城市中的人处于空气新鲜、绿色环保的生活中。
1构建城市循环经济产业链
城市循环经济产业链主要从生态农业、工业和第三产业三个方面来构建。生态农业以动植物生产加工废弃物综合利用为核心，以动植物产品加工为纽带，连接种植业与加工业、养殖业与加工业，如种植或养殖中产生的废弃物或粪便通过沼气工程变成有机肥，又回到种养殖业中，形成循环。或在农场的基础上发展生态旅游业，形成低碳农业。发展城市循环经济产业链，重点在工业。要针对电力、石化、建材等高能耗企业设计循环经济发展路线。如电力：成电力行业――工业锅炉、窑炉生产运行――余热余压利用――能效发电、制冷――等效能源的循环产业链。石化：形成石化行业――石油冶炼――油品、工业原料（乙烯等）――化工工业产品――废旧化工产品回收利用――化工工业产品的循环产业链。建材行业建环产业链，要以工业固体废渣、建筑废物回收利用为核心，循环利用大量的工业固体废渣、建筑废物、生活污泥与垃圾，形成工业固体废渣、建筑废物。另外，家电、汽车、电子信息产业，主要以回收利用旧家电、旧汽车、报废电子信息产品等，加强对家电配件、汽车配件的再利用。第三产业主要包括发展绿色旅游循环经济产业链和绿色物流循环产业链。绿色旅游循环经济产业链主要包括一方面珍惜绿色旅游的宝贵生态资源；另一方面加大对景区的环保工作。绿色物流循环产业链主要是形成绿色物流――废旧物品（生产、生活垃圾）――清洁运输――废旧物品回收利用的循环产业链。
构建城市循环经济产业链还要从产业之间、产业内部不同类型企业之间、园区之间、区域之间形成多元化的循环经济产业链入手。如农业生产出来的产品提供给食品加工企业，如甘蔗制糖厂生产出来的虑泥可以用在水泥厂，废二氧化碳可以用在轻钙厂，蔗渣可以用在制浆厂，还可以把废糖蜜用在酒精生产车间。产业内部循环经济产业链的构建最重要的是需要先进科技的引领。如通过运用高新技术，加强对污泥的利用，可以运用在建筑、化工等企业上。只有突破了技术难关，才能更好加强循环经济之间的产业配合。
2创建循环型企业
循环经济发展最重要的主体就是企业。企业是资源消耗的重要场所，要利用循环经济理念构建企业，运用高科技环保技术加强企业的清洁生产和资源综合利用，创建循环型企业。
创建循环型企业，要严格把控企业产品设计、原材料采购、生产运营、售后服务以及废料的回收利用等环节，达到资源利用的最大化。要鼓励企业自愿实施清洁生产，对污染物排放超标超总量的污染严重企业、使用或排放有毒有害物质的企业，严格依法实施强制性清洁生产审核。1989年，联合国环境规划署提出了清洁生产的概念，即将整体预防的环境战略应用于生产过程、产品和服务中，增加生态效率。清洁生产包括清洁的能源、清洁的生产过程、清洁的产品和服务。
城市创建循环型企业主要在于工业领域。对电力、钢铁、有色金属、石化、建材、印染、皮革、陶瓷等行业进行清洁生产审核。对污染大的企业，要求其做好水、气、废渣废料的污染处理工作，如企业自建水处理工厂，将生产过程中产生的污水在排放前进行处理。做好对企业产品的设计，设计出易回收、易降解的产品。企业建立节能、节水等研发机构，发展清洁能源和可再生能源，扭转传统高污染企业对城市环境污染的不利局面。
建立循环经济示范企业。企业在设计、生产、销售、回收利用环节，做到运用循环经济理念发展的，对这样的企业予以大力的扶持，并建立示范企业。如在建筑领域，推行《民用建筑节能条例》，推广建筑生态设计和使用绿色建材，推动建筑施工单位对建筑废物进行综合利用。中国目前的房地产也发展非常迅速，如果能在房地产、建筑行业率先开展循环经济示范企业活动，将有利于扩大影响，推动社会对循环经济示范企业的关注。
3创建循环型工业园
循环型工业园是依据循环经济理念和工业生态学原理而设计成的一种新型工业组织形态，是循环经济在园区层次的具体体现。循环型工业园通过将园区中一个工厂生产的产品作为另一个工厂的原材料，通过废物交换、循环利用，建立起企业之间的共生。如在工业园区内，企业之间不是各自为政，而是在生产、研发等方面有密切的联系，形成上下游的生产关系。多年来的实践和经验表明，循环型工业园建设是落实科学发展观的成功探索，是新型工业化发展的有效模式，对于解决结构性污染和区域性污染，调整产业结构和工业布局，实现节能减排，建设资源节约型、环境友好型社会具有十分重要的意义。
在循环型工业园内，由于下游企业利用上游企业的“废料”作为生产的原料实现了对副产品的综合利用。在传统工业园区内企业的生产中，许多副产品往往被作为废物处理，而在循环型工业园内，由于企业之间的合作形成了“联合式的大企业”就可以对这些副产品进行再利用，而且是较低价格甚至免费的。这样，可以使企业节省材料的购买成本。在循环型工业园中，各企业不是孤立的，而是通过物质流、能量流和信息流互相关联的，促进资源利用一体化，增强园区内企业抗击风险的能力。如发电厂生产的煤电灰可以用于水泥厂，产生的蒸汽，可以供应给居民区或者生物工程公司，生物公司产生的污泥可以供应给农业区。
创建城市循环型工业园具有良好的社会效益和环境效益。在循环型工业园中，由于模拟自然生态系统建立了产业系统中“生产者一消费者一分解者”的循环途径，实现了物质闭路循环、能量多级利用，减少废物排放造成的环境污染，同时也提高了资源利用效率，减少对自然资源的需求，间接地降低了原生资源开发可能带来的生态环境影响，这样真正实现经济、环境和区域社会的可持续发展。
4创建循环型社会
构建循环型社会，最重要的就是构建循环型的城市体系。循环型城市包括产业循环体系、基础设施体系和生态保障体系。产业循环体系包括循环型工业、农业和第三产业；基础设施体系包括水、能源、固体废物；生态保障体系包括绿色建筑、人居环境和生态保护。循环型城市建立在“资源――产品――再生资源”的循环经济形态下，而不是单向的线性发展形态。
构建循环型社会，就是要将循环经济的理念在日常生活中体现，涉及生活的所有领域。主要包括，倡导绿色消费，开办绿色学校、商场、医院、社区等等。崇尚环保的生活方式，减少消费过程中的废弃物，增加多次利用率。提倡绿色生活，采用公共交通工具、自行车出行。减少生活垃圾，对垃圾进行分类处理，对垃圾进行无害化处理。加强对废弃物的回收和利用，在社区建立回收站，加强宣传，使社区成为宣传循环社会建设的重要基地。发挥政府导向和示范作用，在政府采购计划中明确政府优先采购和强制采购的节能产品类别，指导政府采购节能产品。
构建循环型社会的基础是立法。如日本2000年制定了《促进循环社会形成基本法》，确立了废弃物循环再利用的准则。日本在循环经济立法方面在各国中均占领先地位，仅2001年就有多项循环经济法律实施，如何《环境基本法》、《促进循环社会形成基本法》、《废弃物处理法》、《促进资源有效利用法》、《容器与包装分类回收法》、《家用电器回收法》、《建筑及材料回收法》等。
构建循环型社会，要从构建循环型街道、循环型社区抓起。选择有一定条件的社区建设循环型社区和街道，以绿色建筑、绿色环境、绿色管理为主要特色，建设城市循环型社区和循环型街道。
注释：
①史宝娟.城市循环经济系统构建及评价方法研究，天津大学，博士论文，2006.
参考文献：
[1]牛桂敏.城市循环经济发展模式[J].城市环境与城市生态，2006，（02）.
[2]樊江串.城市循环经济发展运行机制研究[J].价值工程，2006，（09）.
