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【關鍵詞】節能建筑;保溫建材;太陽能沼氣
1. 建筑節能的背景
(1)節能建筑是探討以滿足建筑熱環境和保護人居環境為目的,通過建筑設計手段及改善建筑維護結構的熱工性能,充分利用非常規能源,使建筑達到可持續發展的應用研究科學。隨著經濟生活水平的提高和科學技術的飛速發展,人們對居住質量(建筑功能合理,建筑設備齊全,室內外環境條件舒適等)越來越重視,要求建筑師在進行建筑藝術創作的同時,更應創造良好的人居環境,實現建筑的可持續發展。目前,建筑節能成為世界建筑界共同關注的課題,并由此形成關于“建筑節能”定義的爭論,一般來講,其概念又三個幾本層次:最初僅強調“節能”,即為了達到節能的目標可以犧牲部分熱舒適的要求;后來強調“在建筑中保持能源”,即減少建筑中能量的散失;目前較普遍的稱為“提高建筑中能源利用效率”,即積極主動的高效用能。我國建筑界對此節能概念又較一致的看法,即在建筑中合理的使用和有效地利用能源,不斷提高能源的利用效率。
(2)近年來,隨著我國國民經濟的迅速發展,國家對環境保護、節約能源、改善居住條件等問題愈加重視,法制逐步健全,相應制定了多項技術法規和標準規范。這些標準規范的頒布實施,對于改善環境、節約能源、提高投資的經濟和社會效益,起到了重要作用。
(3)近年來,我國平均每年新建采暖居住建筑約1億m2。如果這些采暖居住建筑都按新建筑標準建造,節能率50%,則每年可節約采暖用煤150萬噸標準煤,可減少二氧化硫排放量12.7萬噸、煙塵6550噸、灰渣217萬噸。可見,推行新的建筑標準,推廣節能建筑的概念,對于可持續發展,經濟建設,環境保護以及居住質量的提高具有極為重要的作用。
(4)就目前而言,針對城市建筑結構的調整已引起了社會的廣泛關注。由于我國城市化進程的步伐在加快,社會的能源的供應面臨潛在危險,城市建設毀壞了自然資源,帶來了污染及噪音,垃圾包圍城市在一些地方已到達難以容忍的程度。這些問題都在迫使人們開始正視那些曾經被忽視的問題。然而,僅僅這樣丟失了羊才想到補牢的舉措是不夠的,為了防止農村的發展也遇到這樣的問題,及早進行以農村建筑為對象的建筑節能方案設計就顯得很有必要。
(5)廣泛的來講,實現建筑的節能,大體有兩大途徑:改善建筑維護結構的熱工性能和非常規能源的利用。
2. 建筑節能的實現途徑
2.1 改善建筑維護結構的熱物性。主要的突破點是建筑的技術設計。
(1)通過建筑設計手段,根據地方氣候特點及房間使用性質等對墻體、屋面、門窗進行具體化設計。例如保溫層的設置,實體材料保溫隔熱屋面,雙層玻璃窗等等。
(2)這種方法由于對建筑細節要求比較高,設計成本較大,目前在城市建筑或某些特殊建筑的設計中見得比較多。
(3)另外可以采用新的節能建材。有一則消息,目前已有一種新的承重保溫砌塊能使建筑節能達到50%以上。“采用承重保溫砌塊的房屋,較之傳統建筑節能50%以上;這種砌塊的制作原料30%為粉煤灰,株洲華銀火電公司每年由此減少排放粉煤灰2.5萬噸。”(株洲網)。相信隨著相關技術的發展與成熟,這類材料會在將來的民用建筑中得到采用與推廣。
2.2 非常規能源的利用。 這里的非常規能源指的主要是太陽能,風能以及沼氣能等。
2.2.1 對于農村而言,沼氣是一種最為有利用價值的能源,從而也是農村建筑節能的關鍵所在。沼氣,顧名思義就是沼澤里的氣體。人們經常看到,在沼澤地、污水溝或糞池里,有氣泡冒出來,如果我們劃著火柴,可把它點燃,這就是自然界天然發生的沼氣。沼氣,是各種有機物質,在隔絕空氣(還原條件),并必適宜的溫度、濕度下,經過微生物的發酵作用產生的一種可燃燒氣體。在我國的廣大農村,沼氣技術已相當成熟,廣大用戶已積累了豐富的經驗。相對于常規的應用而言,目前有人提出了太陽能沼氣的思想,講兩種能源聯合起來,實現更大意義上的節能。
2.2.2 太陽能沼氣。這是指利用最新的生物能恒溫干式發酵技術,借助太陽能集熱器來吸收太陽光,在把太陽光轉換為熱能,此裝置適用與罐體沼氣池并且需要做好密封處理,通過沼氣罐內置的PVC導熱管和池內的空氣形成一個熱氣循環,以次來提高罐內的發酵溫度;以此保證沼氣罐可以一年四季可以正常產氣!
2.2.3 這種新型沼氣再生資源干式發酵具有七大成功優點:
(1)干發酵技術 改變了傳統的地下池水壓式溫發酵,只能靠增加池的體積來提高產氣量。
(2)生物過濾膜生產快速高效發酵技術,在這一點我們借鑒了大型工業沼氣工程中的厭氧生物過濾膜生產方式。
(3)高溫高效啟動技術,傳統的沼氣池由于埋在地下,靠地溫產生的熱能,因而造成夏季產氣用不完,冬季產氣不夠用的現象。而我們的干發酵技術一年四季產氣平衡,使用正常罐內溫度平均比地下池高出15度左右,自然產氣就高。
(4)自動穩壓低壓安全儲氣技術,傳統的沼氣池由于設計上的原因,在夏季溫度高時易漲壞池子,而我們的儲氣囊是分離裝置,并具有自動排氣功能,使用十分安全。
(5)去除二氧化硫技術可以極大的提高甲烷純度,使熱值增高(約8000大卡/立方米,純甲烷8625~9500大卡),完全與液化氣效果一樣。
(6)防結殼技術,傳統沼氣池必須靠人工攪拌防止料液結殼,而在此由于厭氧罐體的巧妙設計,不再讓人費心。
(7)精密配方技術,這是一項關鍵的技術革新,沼氣快速高效產氣與配方有關。
2.2.4 不過,目前而言我國太陽能沼氣池建設技術尚不成熟,離在農村的推廣使用可能還會有很長一段距離。
3. 總結
(1)總而言之,在能源危機愈演愈烈,節能已逐漸成為人民共識的今天,在農村進行節能建筑的宣傳和實踐是很有必要,很有實際意義的。
(2)以上所提出的僅僅是我從事建筑過程中的一些感悟及閱讀專業書的一些淺顯的見解,所涉及的內容可能有許多遺漏甚至錯誤的地方,希望各位專家和同行不吝賜教。
參考文獻
[1] 孫寶樑. 簡明建筑節能技術.北京: 中國建筑工業出版社,2005.
關鍵詞:方案設計;智能控制系統;結構;監測
Abstract: in this paper the author mainly according to many years engaged in architecture design, this paper analyses the architecture examples energy control system composition and design. Refers for the colleague.
Key words: the project design; Intelligent control system; Structure; monitoring
中圖分類號:TU201.5 文獻標識碼:A文章編號:
工程概況
某學院活動中心共有3層,1、2層為學生食堂,3層為禮堂兼文體中心,供學校開會及學生體育課(籃球、乒乓球、羽毛球)使用。規劃對3層禮堂安裝中央空調系統,并對圍護結構、照明等進行節能改造,建成節能示范工程。
1 建筑節能智能控制系統結構
根據學院的具體情況,建立一套建筑節能智能控制系統,包括空調系統節能控制系統、圍護結構控制系統、照明節能控制系統。建筑節能智能控制系統裝有通訊模塊,利用數據采集及通訊手段實現對各能耗系統的互聯網遠程監測。該控制系統預留擴展接口,日后學院如需對其他能耗系統進行監控,可以隨時集成到該控制系統中。
圖l 建筑節能智能控制系統結構圖
控制中心可以對建筑能耗狀態實時監控、實時采集、定時,可滿足現場展示功能。通過網絡實時采集耗能信息、設備效率信息、管理信息等,通過后臺分析統計圖、表等方式,直接按歷史時間顯示中央空調各設備的電耗情況。出具歷史變化的比較值及發展趨勢圖,根據需要進行各種統計分析。包括不同設備用電橫向分析比較,同一設備不同季節、不同時間段用電量縱向分析比較。從運行操作和管理監控等層面提升節能管理水平、優化節能控制策略。
1.1 運行操作層面
可對環境參數、設備運行狀態及能耗數據進行遠程實時監測及故障報警,可實現遠程電表集抄功能。
1.1.1 環境參數監測
對室內外溫度、濕度、CO 濃度、室內照度等環境參數及相應設備的運行狀態數進行實時監測,可充分了解當前環境品質及相關的環境控制策略,保證在節能的同時能充分滿足環境指標要求,真正做到“節能以不降低環境品質、滿足舒適度”為前提。
1.1.2 設備運行狀態監測
對用能系統中各設備的運行狀態和運行參數進行實時監測,當設備出現故障時,系統在線報警信息,確保設備在安全穩定狀態的前提下實現節能。
1.1.3 能耗監測
對能耗系統的總能耗及主要用能設備的分項能耗、運行參數、負荷等進行實時監測,時刻跟蹤各用能設備的能耗變化情況,為及時發現問題和進行故障診斷提供依據。
1.2 管理監控層面
支持管理人員對能耗進行分時、分項統計分析,幫助其了解設備的啟停時間和使用規律,找到節能潛力,為優化節能管理和控制策略提供依據。
2 中央空調節能控制系統
2.1 節能控制系統
(1)建立能效管理中心,實時監控每一臺能耗設備的運行狀況以及能耗狀況,并對實時數據進行采集分析,滿足學院日后科研及教學需求;
(2)采用水泵變頻技術,提高水系統的輸送效率,合理控制供/回水溫差。提高冷水機組的效率,實現水泵及整個水系統的節能高效運行;
(3)采用風機變頻技術,提高風系統的輸送效率,在滿足室內換氣次數的前提下合理控制風柜送風量,穩定室內溫度,實現風系統的節能高效運行;
通過節能控制,提高空調系統的管理水平,使空調系統的運行情況與實際負荷需求相匹配,提高主機、水泵及風柜的運行效率,從而實現整個中央空調系統的節能高效運行,全面降低系統能耗。
2.2 能效管理中心
在中央空調系統安裝能源監測管理系統,建立能效管理中心,利用數據采集及通訊手段實現對中央空調系統的在線數據監測服務。具體監測內容如表l。
表l 監測內容
作用分類 功能實現 檢測數據 檢測設備
在線能耗計量 能耗計量 主機/泵/風機能耗 智能電能表
COP計算 冷凍水流量 超聲波流量計
環境監測 環境參數 建筑室外溫濕度 溫濕度傳感器
空氣質量 室內溫濕度 溫濕度傳感器
設備監控和保護 低溫保護 主機冷卻水出水溫度 溫濕度傳感器
高溫報警 主機冷卻水出水溫度 溫濕度傳感器
流量保護 流量及泵的開關狀態 流量開關反饋
實時控制 冷凍泵調節 冷卻水總管進、回水溫度 溫濕度傳感器
冷卻泵調節 冷卻水總管進、回水溫度 溫濕度傳感器
主機負荷調節 冷凍水/冷卻水流量 超聲波流量計
風機調節 室內溫度 溫濕度傳感器
2.3 變頻控制方案
在中央空調系統中加裝“中央空調節能控制系統”,實時監控冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵的工作狀態,以及樓宇內外環境溫度、冷凍、冷卻水供回水溫度、冷凍水壓差、主機設備消耗功率等參數,降低設備運行的盲目性,可以隨時通過計算機網絡對整個中央空調系統運行狀況進行監測,提高中心城中央空調各級管理人員對用電設備的管理水平。本集中控制系統具有遠程操作及監控功能。中央空調節能控制系統的核心是專家系統、模糊控制及變頻無級調速。在控制器中建立了知識庫、模糊控制模型和模糊運算規則,形成智能模糊控制。通過全面采集影響空調系統運行的各種參數,按系統最優的原則,經智能模糊運算,得出相應的控制參數,這些控制參數被送到冷凍水子系統、冷卻水子系統、冷卻塔子系統和風系統,從而改變空調系統循環流體的流量和溫度, 以保證整個系統在各負荷條件下,均處于最佳工作狀態,從而最終達到綜合節能的目的。圖2為中央空調節能控制系統控制原理框圖。
3 維護結構的節能技術
3.1 建筑節能主要包括三個方面:
(1)建筑群的規劃布局、建筑物平面布置、體型(間距、朝向、自然通風、體形系數)。
(2)維護結構節能(保濕、隔熱、氣密性)
(3)采暖和空調設備節能(設備能效比、采暖空調方式、能源選擇等)
3.2 體形系數
體形系數(Building Shape Coefficient)定義為建筑物與室外大氣接觸的外表面積F0(m2)和與其所包圍的體積V0(m3)之比,即單位建筑體積所占有的外表面積.計算建筑中的體形系數時,外表面積F0不包括地面面積和樓梯間墻及分戶門的面積。體形系數越大,說明單位建筑空間的熱散失面積越大,能耗就越高.建筑的耗能量隨著體形系數加大而增加,體形系數小,建筑物耗能效果好。為了減少建筑物的體形系數,在設計中盡量讓建筑平面布局緊湊,減少外墻凸凹變化,即減少外墻面的長度。
3.3 維護結構節能內容
維護結構節能主要分為護結構,外墻、屋面、外窗、戶門維護和內圍護結構,分戶墻和樓板維護。
維護結構節能措施主要有:
(1)提高外墻、屋面、外窗、戶門及分戶墻、樓板(包括底層)保溫性能
(2)提高外墻、屋面、外窗隔熱性能
(3)提高外窗(包括陽臺門)氣密性能
而外墻節能技術主要關鍵是如何提高外墻的保濕、隔熱性能。可以采用不同的保濕材料與基層墻體復合,構成復合保濕。針對墻體,可以采用以下三種方法:外保濕、內保溫、中保溫或組合保溫。如圖3所示。或者直接采用具體較高熱阻的墻體材料---自保溫。
圖 3
3.4 玻璃窗安裝隔熱膜
綜合樓3層南北兩面墻基本上是兩面寬20m,高7m,面積為140m2 的玻璃窗。玻璃窗傳熱系數較大,會有大量的太陽熱輻射進入室內,增加空調負荷。太陽隔熱膜能減少通過玻璃進入室內的太陽熱量,這是通過增加陽光的反射和玻璃的吸熱達到的。反射薄膜上面覆有一層金屬,這種金屬制薄膜,可增加玻璃的光反射和光吸收,從而更好地將太陽熱能阻擋在玻璃窗外。通過貼膜可以隔斷50%~83%的太陽熱能,從而減少空調負荷,實現空調節能。其原理如圖5。
對玻璃窗加裝隔熱膜,隔熱膜構造分析表,如圖4所示。以降低圍護結構熱損失,減少空調負荷,實現空調節能。
圖 4 隔熱膜構造分析表
3.5 安裝風幕
位于綜合樓四個角落的4個樓梯問與3層禮堂之間是連通的,沒有進行隔斷。冷空氣會向樓梯間進行擴散,造成冷量損失,增加空調能耗。因此需要在禮堂的4個入口處加裝風幕, 以減少冷氣外流,減少空調能耗。
圖2 中央空調節能控制原理框圖
圖 5
3.6 安裝自動窗簾
在南面部分區域安裝自動窗簾,實現自動控制。在夏季,窗簾可以根據太陽光線的照射方向和強度自動調整自身的上升和下降,以保證系統盡可能多地遮擋強烈的陽光入射到建筑內部,從而節約了空調系統耗能,同時又保證為室內人員正常的工作提供合適的光照亮;在冬季盡可能不啟動窗簾系統,讓窗簾始終處于卷起狀態,保證室內擁有充足的陽光和熱量。
4 照明節能
4.1照明節能控制系統
照明控制系統將禮堂的燈具根據不同區域和功能分組,實現分組控制。根據各區域的功能要求的前提下實現節能。照明控制系統有以下幾種功能:①照度控制:安裝照度傳感器,根據各區域的照度,自動控制燈具的開啟臺數,自動跟蹤外部自然光線的變換,打開或關閉臨窗燈具回路。②時鐘控制:可根據需求設定燈具的啟停時間。上課時間開燈,休息時間關燈。③人體感應:安裝人體感應裝置,系統按照預先設置的程序,每隔一定時間電腦巡查所有燈光回路狀態,自動關閉物需使用的回路,實現人來燈亮,人走燈滅的效果。
4.2 太陽能照明系統
由于該項目建筑節能示范工程,為了盡可能多地采用節能技術措施, 在中央空調控制室安裝太陽能照明系統及其智能控制器,以利用綠色能源,減少電能消耗。
對于一個獨立的太陽能照明系統,其全部組成包括以下幾個方面:產生電能的太陽能電池組件、儲存電能的蓄電池、防止在充電和放電過程中對蓄電池過充和過放的太陽能控制器、滿足用電技術參數的逆變器、太陽能電池組件用支架、控制器與蓄電池用控制箱、連接線與緊固件等。對于最關鍵的太陽能電池組件, 目前普遍采用單晶硅或多晶硅兩種太陽能電池板,工程推薦使用單晶硅太陽能電池板。
【關鍵詞】夏熱冬暖;節能隔熱;改造;推廣方案
近幾年,我國國民經濟快速發展和人民生活水平不斷提高,是我國建設社會主義小康社會的成果體現。進入21世紀以來,中央相繼出臺了一批惠農政策,提出了建設社會主義新農村,目的就是要讓廣大農民的生產生活水平能和國家經濟社會發展水平相適應,共享發展的成果。當前,我國建筑規范和建筑施工技術不斷改進和提高,推動了我國建筑行業的健康發展,而農村地區的建筑技術發展緩慢,與我國社會經濟發展水平不相配。我國現行的建筑設計、施工技術規范對農村地區的自家小規模建筑也沒有強制性和約束力。當前,為推動我國社會主義新農村建設的發展,提高農民的生產生活水平,對于夏熱冬暖地區的南方農村地區來說,對既有建筑的節能隔熱改造迫在眉睫,同時也符合建設節約節能型社會的發展潮流。
1.夏熱冬暖地區的南方農村既有民用建筑在隔熱方面的基本情況
我國夏熱冬暖地區包括海南,香港、澳門、臺灣,廣東大部,廣西大部,福建南部、云南小部分。這些地區夏季炎熱漫長,冬季寒冷的時間短暫,空氣濕度大,屬于亞熱帶濕潤季風氣候。該地區現行國家和地區規范為,考慮夏季空調,可不考慮冬季采暖。
當前,農村民用磚混結構建筑從90年代開始逐步發展,到了2000年以后,南方農村民用房屋建設加快了步伐,磚混結構建筑已經占絕大部分。一般層數在2到4層,主體結構磚墻厚度一般為240mm,底層有少數采用360mm,頂層一般為180mm。無任何附加保溫隔熱施工措施。屋頂采用平屋頂,在完成屋蓋澆筑后,直接用水泥砂漿抹平,少部分有采取卷材防水措施,無保溫節能隔熱措施,屋頂有曬稻谷等農業生產用途,這與農村地區的生產生活有一定的關系。住戶反映,此類建筑跟他們以前的居住建筑(粘土和木質結構的房子)相比較,舒適度較低,表現在冬季較為寒冷,夏季溫度較高,尤其是夏季,人在頂樓居住,舒適度極低。原因是混凝土、粘土磚的導熱系數高,室內溫度受到屋蓋和墻體傳熱的影響。
近幾年來,隨著農民的收入增長,空調等電器也開始進入農村家庭,夏季空調耗能正在迅速增加,空調制冷與當前無節能設計的既有建筑產生矛盾。
2.分析當前施工技術條件,找出最佳的節能隔熱施工方法
將南方農村地區的屋面防水等級設為Ⅲ級標準,因為有晾曬稻谷等農業生產的用途,為上人屋面,選擇施工方法和設計時應考慮改造完成后,有足夠的強度。同時應考慮農村經濟條件和無專業的施工人員,既要選擇造價較為低廉施工工藝和材料,又要保證施工方便和安全可靠。
同時,還是建議夏熱冬暖地區在不影響正常生產生活的前提下,采取植物隔熱方式,尤其是分散型房屋建筑,有較為寬松的土地使用條件,墻體隔熱采取種植蔓藤類植物。
2.1對幾種常見的保溫隔熱材料進行分析選擇
礦物棉是一種優良的保溫隔熱材料,除礦物棉類材料的保溫隔熱性能外,巖棉類材料還具有防火特性,但礦物棉材料強度低,作為維護結構的保溫隔熱層時易塌陷,所以農村屋面節能隔熱材料不建議采用礦物棉。
膨脹珍珠巖材料的容重小、導熱系數低,耐火和隔音性能好,而且無毒,是一種價廉的保溫材料,但膨脹珍珠巖具有很強的親水性,由于水的導熱系數遠高于膨脹珍珠巖材料,吸水后會導致其保溫隔熱性能急劇下降;在農村地區的屋面板上在露天的情況下,且需要進行晾曬稻谷等農業生產生活,防水等級較低,也不建議屋面隔熱采用珍珠巖材料。
聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS板)具有保溫隔熱性能好、質輕、吸聲,吸水率低特性,特別是在外墻外保溫系統中,EPS板是一種可以滿足保溫隔熱的廉價材料。雖然在大型項目建設中,EPS板不符合防火規范,已經禁止使用,但在農村地區自家小規模建設上是可以采用的,在考慮造價的基礎上,可以選擇EPS板作為屋面、墻體保溫隔熱材料。
擠塑聚苯乙烯泡沫板(XPS板)具有高抗壓、吸水率低、防潮、不透氣、質輕、耐腐蝕、超抗老化、導熱系數低等優異性能,保溫隔熱性能優于EPS板,在造價允許的范圍內,屋面墻體的保溫隔熱材料建議采用塑聚苯乙烯泡沫板。雖然在大型項目建設中,EPS板不符合防火規范,已經禁止使用,但在農村地區自家小規模建設上是可以采用的。
硅酸鹽復合保溫隔熱砂漿。導熱系數λ≤0.059W/m.k,具有保溫隔熱、抗裂、抗風壓、抗震、耐火、憎水、透氣等特點,是綜合技術優勢最多的保溫體系之一,適用于新建的工業民用建筑和舊樓改造。
膠粉聚苯顆粒保溫砂漿。導熱系數λ≤0.060W/m.k,具有抗壓強度高,粘接力強,附著力強, 耐凍融、干燥收縮率及侵水線性變形率小,不易空鼓和開裂等特性,墻體保溫隔熱施工綜合效果好,用聚苯乙烯泡沫顆粒為輕骨料,按比例加入抗裂纖維及多種添加劑配置而成,是適合中國國情的保溫材料。
玻化微珠保溫隔熱砂漿。導熱系數λ≤0.065W/m.k,具有強度高、質輕、保溫、隔熱好、電絕緣性能好、耐高溫、耐磨、耐腐蝕、耐水、防輻射等顯著特點; 結力強、耐候性好、不空鼓、不開裂、柔性好、收縮性小;建議節能50%以上的夏熱冬冷、夏熱冬暖、溫和地區建筑的外墻內外、屋面節能保溫隔熱工程采用。
2.2屋面、墻體保溫隔熱可行性改造施工方案
2.2.1屋面保溫隔熱層改造施工方案(因農村房屋建筑平面面積較小,不考慮找坡排水,在施工時嚴格把握施工平整度質量,水泥類制品應注意灑水養護)。
施工方法一步驟:(1)鋼筋混凝土屋面找平(水泥砂漿1:2.5);(2)鋪一層40mm厚的擠塑聚苯板(作用:保溫隔熱);(3)澆一層40mm厚細石混凝土(摻防水劑),配鋼筋網片∮6@150×150(或∮8@200×200)。
注意事項:
(1)嚴格把握找平層施工質量,誤差控制在5mm ,無起砂現象。
(2)在鋪設苯板前,應保證清理干凈屋面板。
(3)聚苯板鋪設應緊湊,錯縫搭接。
施工方法二步驟:(1)鋼筋混凝土屋面找平(水泥砂漿1:2.5);(2)鋪一道防水卷材;(3)鋪一層40mm厚的擠塑聚苯板(作用:保溫隔熱);(4)20mm的1:3水泥砂漿保護層,配鋼筋絲網(扎進聚苯板)。
注意事項:
(1)嚴格把握找平層施工質量,誤差控制在5mm,無起砂現象。
(2)在鋪設苯板前,應清理干凈屋面板。
(3)聚苯板鋪設應緊湊,錯縫搭接。
(4)每張鋼筋絲網應扎進聚苯板,增強砂漿和聚苯板的整體性,防止錯位移動。
施工方法三步驟:(1)100mm厚膠粉聚苯顆粒保溫砂漿保溫層;(2)水泥砂漿找平(1:2.5);(3)加一道防水卷材;(4)10mm隔離層(石灰砂漿);(5)20mm的1:2.5水泥砂漿保護層。
注意事項:
(1)水泥砂漿找平層應注意平整,無起砂現象,保證防水材料粘接牢固,并注意養護。
(2)屋面保溫砂漿厚度為100mm,應設置灰餅進行控制,保證保溫層的厚度且均勻。
(3)保溫砂漿分層鋪設。每層鋪設厚度不宜大于15mm,每鋪一層應適當壓實,壓實后的屋面保溫層不得直接推車行走和堆積重物。
(4)遇雨時,保溫層應采取遮蓋措施,且在保溫層施工完成后,及時進行保護層的施工。
(5)保溫漿料配置步驟:①先在砂漿攪拌機內倒入34~36kg水,②倒入1袋25kg膠粉料,開機攪拌3min,③倒入1袋200 L聚苯顆粒輕骨料,攪拌3min,攪拌均勻。
2.2.2墻體保溫隔熱改造施工方案(農村地區,保溫隔熱墻連續墻面一般不超過23m,可不考慮伸縮縫)。
施工方法一:膠粉聚苯顆粒保溫砂漿施工方案,建議外墻進行,不減小室內有效使用面積。
步驟:(1)基層處理;(2)墻面噴漿;(3)抹底層保溫漿料15厚(靜置3d);(4)抹面層保溫漿料10厚(靜置3d~7d);(5)抹抗裂砂漿(普通硅酸鹽水泥、中砂、水泥抗裂砂漿配比1:3:1),并將網格布壓入其中;(6)刮柔性膩子。
注意事項:
(1)甩漿:用滾刷將配好的水泥漿均勻地涂刷在基層面上,漏刷和刷得過厚都不宜;材料配比為425號水泥:中砂:108膠水=1:1:0.5。
(2)保溫漿料、抗裂砂漿必須采用機械攪拌,必須隨攪隨用,使用中不得加水,保溫漿料應在4小時用完,抗裂砂漿應在2小時內用完。
(3)保溫漿料分2次抹。抹第一遍之前,按內墻抹灰的要求做出灰餅,控制厚度和平整度。保溫漿料先抹15mm,3d后再抹第二遍保溫漿料10mm,且應找平。
(4)砂子含水率不應大于8%,攪拌抗裂砂漿時禁止加水。
(5)內飾面層施工應在抗裂罩面層必須干透后進行。
(6)抗裂砂漿厚度控制在3mm左右,將網格布壓入抗裂砂漿,網眼砂漿飽滿度應達到100%,網格布之間的搭接長度應大于50mm,陰角處則應壓槎搭接應大于50mm,陽角處應壓槎取200mm,搭接處兩層網格布網眼砂漿飽滿度都要達到100%。同時要抹平、找直,保持陰陽角方正和垂直度。
(7)不得使用硬質無彈性膩子,不得使用無機類及硬質的涂料做面層裝飾。
施工方法二:外墻聚苯板內保溫隔熱的做法。
步驟:(1)基層處理;(2)用粘貼石膏砂漿粘貼聚苯板(或擠塑板)30mm;(3)錨固聚苯板;(4)抗裂砂漿壓入耐堿纖維網格布;(5)涂料飾面(加柔性膩子)。
注意事項:
(1)基層墻面處理:用鋼絲刷清楚基層墻面灰粉、油漬等,再用軟刷掃干凈,并將墻面凹、凸部分進行踢平或修補處理。墻面空洞應填塞,清除基層墻面裝飾層。
(2)用粘接石膏砂漿以梅花形在聚苯板上設置粘接點,每個粘接點直徑不小于100mm;沿聚苯板四邊設矩形粘接條,粘接條邊寬小于50mm,整體粘接面積不小于30%。
(3)粘接石膏砂漿配合比,粘接石膏:中砂=4:1(體積比)。
(4)當出現大于2 mm 的縫隙時,切割相應寬的聚苯板條填塞,且不得填充粘結材料。
(5)粘貼聚苯板時,應隨時用托線板檢查,確保聚苯板墻面的垂直度和平整度;遇到電氣盒子、插座、穿墻管線,裁切聚苯板洞口要大于配件周邊10mm。
(6)錨栓在聚苯板的粘接砂漿凝結后方能鉆孔安裝;單個錨栓承載力指標要求不小于0.3KN。
(7)抗裂砂漿厚度控制在3mm左右,將網格布壓入抗裂砂漿,網眼砂漿飽滿度應達到100%,網格布之間的搭接長度應大于50mm,陰角處則應壓槎搭接應大于50mm,陽角處應壓槎取200mm,搭接處兩層網格布網眼砂漿飽滿度也都要達到100%。同時要抹平、找直,保持陰陽角方正和垂直度。
(8)在窗口等處應沿45°方向增貼一道網布,網布大小為200mm×400mm。
(9)廚房、衛生間等有耐水要求的部位都應刮柔性耐水膩子。
施工方法三:外墻聚苯板外保溫隔熱的做法,方法同施工方法二,同時增加一點措施。
措施:外墻墻腳底部以上2m處,增加一道網格布,且在最底部,將網格布向里側上翻100mm,并嚴格控制砂漿保護層施工質量,防止老鼠等小動物破壞聚苯板。
2.3窗戶隔熱改造方案
對窗戶改造不建議采取進行替換的方式,對主體結構影響大,且造價高。重點放在戶外遮陽和玻璃遮陽,要求可見光透過率大于0.3,保證室內采光。
玻璃遮陽可在玻璃上粘貼建筑隔熱膜(低輻射遮陽膜),可以降低輻射的透過率,特別是紅外線、紫外線的輻射。也可將普通玻璃替換為真空玻璃。
戶外遮陽可選方式很多,如外遮陽百葉系統、內遮陽百葉系統、外遮陽卷簾系統、內遮陽卷簾系統、外遮陽保溫百葉系統。選擇遮陽系統可根據房間使用要求、窗口朝向以及氣候特點選用,要注意的是外遮陽隔熱效果比內遮陽更優越。
小結:以上施工改造方法,應根據實際情況進行選擇,結合當地建筑材料價格、施工技術條件和具體要求綜合分析,達到節能改造的最優化。
3.推進夏熱冬暖地區農村既有建筑節能隔熱改造進程
本文介紹的幾種施工方法,由筆者根據自身所學知識、北方地區采取的施工技術經驗,結合夏熱冬暖的農村地區既有建筑情況和其所處環境,參考地區建設標準制定的施工方案。
毫無疑問,建筑節能改造是我國政府的工作任務和目標,而新農村建設也是我國政府一直高度關注的問題,夏熱冬暖地區農村房屋節能改造是新農村建設工作的另一個著力點和難點,需要政府行為來推動。筆者提出以下建議:
(1)設立農村地區建筑節能改造國家級土木建筑類重大科研項目,鼓勵地方加大此類科研項目的投入。同時還建議將農村建筑設計和施工標準納入課題研究,推動農村建筑標準化、健康化發展。
(2)課題研究應注意地方性差距,因地制宜,且有可靠的實驗數據和技術支撐。
(3)帶動相關產業在鄉鎮地區的發展,鼓勵和支持個體戶發展經營建筑節能類建材,提供物質保證。
(4)向冬暖夏熱的南方農村地區推廣最新節能施工技術,舉辦建筑節能施工免費培訓班,提高施工人員的工作技能。
4.結語
建筑節能改造作為國家的工作任務和目標,將夏熱冬暖地區的農村地區建筑節能隔熱納入工作范圍是落實以人為本,全面、協調、可持續的科學發展觀,是進一步改善人民生活與工作環境,促進人與自然和諧發展的重要舉措。目前,我國華北地區有較為成熟的保溫隔熱施工技術,可以推廣借鑒,因地制宜的選擇最佳節能隔熱改造施工方法。同時,需要帶動南方農村地區建筑節能類建材行業的發展和加強相關施工人員的技能培訓,推動這項工程的健康發展。
【參考文獻】
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[3]福建省居住建筑節能設計標準實施細則[S].福建省建設廳,2004.
[4]夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準廣東省實施細則[S].廣東省建設廳,2006.
1.建筑物在設計過程中出現能源浪費問題的原因
(1)因建筑物總體布局不合理而造成
建筑設計方案中貫徹節能設計思想受節地要求的影響,在建筑物總體布局上,一味地追求建筑面積的最大化,使得建筑布局往往會或多或少的忽略建筑物的自然采光與通風,這在一定程度上造成了能源的嚴重浪費,為了節地而降低了建筑的適用性,并不是建筑節能設計思想所提倡的。
(2)因建筑物單體布局不合理而造成
在建筑單體的設計中,需滿足建筑物的適用性和美觀性原則,二者的關系需要很好的平衡。部分設計師一味地追求建筑的新穎性和獨特性,將建筑物單體的平面布局設計得過于曲折,造成建筑體形系數過大,建筑能耗過高,不利于建筑物的節能。
2.建筑設計方案中貫徹節能設計思想的作用
(1)能有效地利用可再生的能源資源
人類社會的發展,應尊重自然、順應自然、學會與自然和諧相處。建筑物的節能設計,將節約利用資源的觀念貫徹于建筑物設計與建造的始終。比如在節能設計觀念的指導下,設計師在考慮建筑物總體布局上,會充分利用自然采光及自然通風,這在一定程度上既節約了能耗,又提高了建筑的適用性。又如在節能設計觀念的指導下,設計師在設計建筑物單體時,會充分地考慮建筑物的造型與功能之間的關系,通過充分利用自然的采光及通風條件,不僅在一定程度上能節約利用電能和減少空調設備的支出,更能有效地防止傳染性疾病的發生。此外,在節能設計觀念的指導下,設計師在建筑物景觀設計中,可以充分利用原有的自然環境,盡可能在不破壞周邊環境的同時,達到建筑與環境的協調統一。
(2)能滿足人民生產和生活的需要
建筑物在建造的過程中,其建設的主體有三類,第一類為設計方,第二類為施工方,第三類為承建方。設計方負責建筑物設計方案的設計,施工方負責根據設計方的圖紙進行施工,建設方是建筑物的所有者,其主要為建筑物的建造提供資金。基于此,建設方在選擇設計方案時,會衡量投資與回報的關系,利用最少的投資獲取最大的回報。建筑物的節能設計無疑備受建設方的親睞。消費者在購買房屋時,會綜合考慮建筑物各方面的因素,如建筑物周圍的配套設施,建筑物設計的質量,等等,節能環保的設計不僅能為消費者提供舒適的生活環境,更能節約建筑物在使用過程中的能源資源,極受消費者的歡迎。
二、建筑設計方案中貫徹節能設計思想的方法與措施
貫徹建筑物的節能設計思想,是設計師的基本職業素質,設計師應充分發揮主觀能動性,考慮建筑物、自然環境和人工環境三者之間的關系。據統計,自然環境對建筑物的節能設計的質量起到70%的影響。因此,在建筑方案的設計過程中,應充分貫徹節能設計的思想。以下是對如何貫徹節能設計思想方法和措施討論。
1.將自然元素充分引入到建筑物的設計方案中
與建筑物的設計有關的自然元素有土地、降水、光照和通風情況等等。建筑師在設計建筑方案的過程中,應以節能理念為宗旨,進行能源資源的優化配置。
(1)將自然采光引進到建筑物的設計方案中建筑師在設計建筑物的過程中應根據消費者的需求,貫徹節能設計的理念。將自然采光引進到建筑物的設計方案是設計師進行節能設計的首要選擇。在運用自然光貫徹節能設計理念時,設計師需要對建筑物所在地的自然環境和人文環境進行綜合的考量。我國處于地球的北半球,太陽東升西落,根據這個實際情況,將自然采光設計貫徹到建筑物的設計中時,應將建筑物的朝向設計為南方、東南方或西南方;具體的角度位置關系,要綜合考慮到周邊街道、周邊建筑關系等因素。在顧及建筑物美觀的同時達到了利用自然光調和房間整體效果的節能環保目的,在一定程度上改善了人們的生活質量。
(2)將自然通風引進到建筑物的設計方案中將自然通風引進到建筑物的設計方案中是貫徹節能設計思想的有效途徑。貫徹節能設計思想,需要做好以下幾個方面的工作:
1)設計之初,做好資料的收集工作。根據建筑物所處的人工環境和自然環境的特點,收集歷年來該地最高溫和最低溫的差值,風向、風速和風力的大小以及降水量等情況。
2)在具體的設計過程中,應明確自然通風設計對建筑物節能設計的作用:在自然通風的情況下,空氣的流通速度增強,室內空氣與室外空氣相交換的頻率增加,在人群密集的場所,空氣的流通可以有效地防止各類呼吸道疾病的滋生與傳播,為人民的身體健康和生命安全保駕護航;自然通風可以減少空調和機械通風設備的使用頻率,降低能源的消耗,達到節能減排的目的。
(3)將自然景觀引入到建筑物的節能設計方案中將自然景觀引入到建筑物的節能設計中,在減少對自然破壞的同時,提高了建筑本身的適應性與協調性。設計師在設計建筑物的人文景觀和自然景觀時應盡可能地引進周邊整體環境,在順應自然界和人類社會發展規律的過程中貫徹節能設計思想。
2.從建筑物本身貫徹節能設計思想
從建筑物本身貫徹節能設計思想需要考慮以下幾個方面的內容:
(1)將節能設計的理念貫徹到建筑物的總體布局設計中。建筑物的總體布局關系到整個建筑物的功能。在建筑物的總體布局設計中,應對土地資源進行合理的使用,這既是國家關于提高土地使用率的規范,也是建筑物節能設計的重要方面。在進行建筑物的節能設計時,還應提高原材料的使用率,爭取利用最小的資源消耗,建設滿足市場需求的建筑物;為貫徹節能設計的理念,設計師在設計建筑物的過程中,還應對建筑物周邊的情況有所了解,如周邊的交通配套設施、周邊行政區域的劃分,等等,盡可能地滿足人們生產和生活的需要。
(2)將節能設計的理念貫徹到建筑物的體形設計和管理設計中。實現這兩個方面的節能設計,需要設計師將自然元素和人工元素結合起來,充分發揮自身的主觀能動性,貫徹建筑物的節能設計思想。
三、結語
關鍵詞:建筑工程 節能措施 檢測技術
一、建筑工程節能檢測的重要性
簡單來說,建筑節能就是要“減少建筑中能量的散失”和“提高建筑中能源利用率”。關于建筑節能,制定了一系列標準、規程和規范,只要從建筑節能設計龍頭工作開始作好,嚴格按建筑節能設計標準選擇使用節能材料和節能產品;在節能工程的施工過程中,控制好節能材料產品系統的施工,竣工驗收的建筑節能性就能完全有保障。為了確保建筑節能工程的質量,必須通過相關的檢測,來實施建筑節能施工質量監督。
二、建筑工程節能檢測的主要方法
1.熱流計方法
熱流計是當前測定建筑能耗的重要設備,可對建筑圍護結構、保溫材料等物理性能、熱傳量參數進行確定。熱流計檢測方法的基本原理在于:將兩塊熱流計放置在待檢測部位,對通過建筑構件而產生的熱量進行測量,在熱流計周邊以及相應的冷表面中,分別布置4個康銅熱電偶進行溫度測量,并且將測量到的信號輸入計算機中,通過計算機軟件完成數據處理過程,直接將熱流值、溫度讀數輸出;當經過瞬變期,并且已經達到穩定狀態,即可獲得精度較高的測試數值。為了提高測試結果的精確性、客觀性,測試環境應保持一定穩定的溫度,盡量選擇較為寒冷的天氣,室內外溫差在20℃以上為宜。
2.紅外熱像儀法
紅外熱像儀其突出的優點廣泛應用于建筑工程節能檢測中,紅外熱像儀器集合先進的紅外探測器、光電子技術以及紅外圖像處理技術,是當前一項全新高科技產品,屬于非接觸性的快速檢測技術,可有效測量物體的表面溫度,并直觀顯示物體表面的溫度場,可將溫度分辨率精確到0.01℃。另外,紅外熱像儀器的顯示方法比較多,輸出視頻信號的容量大,支持數據存儲與計算機處理技術,操作技能簡單、便捷。
3.熱箱檢測方法
應用熱箱檢測方法,主要對熱箱中電加熱器發出的表面溫度進行測量,一般在屋頂、分戶墻、外墻以及門窗等部件適用。但熱箱法以實驗室檢測為主,不能在現場適用,且建筑的門、窗傳熱系數也必須通過熱箱法才能完成檢測。通過人工方式制造一維傳熱的環境,在被檢測部位的內側,利用熱箱模擬建筑的室內條件,同時保證熱箱中的溫度與室內空氣溫度相同。
4.房間氣密性測量
通過采用壓力法或者示蹤氣體法可以測量房間氣密性。壓力法主要通過風機的增壓或者減壓,人為地在建筑內外形成壓力差,在特定的壓力差條件下對空氣滲透量進行計算。一般情況下,以鼓風門氣密性測定儀作為主要測試儀器,將其安裝在待測的戶門中,對室內進行加壓或者減壓調整,當室內外的壓差為60pa,并逐漸趨向穩定之后,讓其呈自然下降狀態,當壓差遞減的差值為5pa,則可讀出表中顯示的壓力與熱量。
三、建筑節能檢測的流程
1、建筑檢測的前提條件
對建筑物進行節能檢測,應該滿足一定的條件才能進行,這些條件包括節能設計的審查文件、工程技術文件和設計圖紙、檢測機構出具的性能復驗報告。墻體,屋面等的保溫施工方案等等,只有滿足這些前提,才能開始建筑節能檢測。
2、建筑節能檢測方法
建筑節能檢測方法有多種多樣,總的來說包括以下幾種:
2.1 建筑能耗檢測,通過實際監測來評價建筑物的節能效果。
2.2 節能材料、節能產品測試,主要包括保溫材料、涂料和玻璃,需要按照國家的相關標準進行產品性能測試。
2.3 建筑構件檢測,主要包括門窗、幕墻和外墻保溫系統。
2.4 節能裝置與設備測試,主要包括遮陽裝置、通風裝置、風機盤管等。
四、建筑工程節能檢測應用中的注意事項
1. 影響材料導熱系數的因素
從理論與實踐角度來看,材料中導熱系數與容重有關,但是我國當前使用的保溫隔熱材料,以有孔材料為主;如果采用閉孔材料,那么溫度或者濕度將對導熱性能的影響較小。一般情況下,材料會隨著溫度的升高而有所改變,同時增強孔隙內的導熱速度,實現孔壁之間的輻射換熱效率,進而增加材料的導熱系數。因此在導熱系數的檢測過程中,一定要注意控制溫度,保障檢測結果的精確性。
2. 影響圍護結構傳熱系數的因素
對于工程項目圍護結構中傳熱系數的設計,主要參考設計規范中的標準條件及導熱系數,但是這一系數值只有在特定條件下才適用,尤其是環境的溫度將對材料傳熱系數的檢測產生影響,需要加強控制。
3. 熱橋問題的控制
在建筑節能施工過程中,往往由于設計不合理、施工存在誤差或者保溫隔熱材料的熱工性能不佳等問題,造成圍護結構出現熱橋問題,此時室內可能出現發霉、結露等問題,或者室內溫度難以達到預期效果。因此在今后的節能檢測過程中,必須考慮到熱橋問題。
4. 外墻構造節能檢測
從以往工程經驗來看,在檢測圍護結構中外墻節能構造時,以薄抹灰系統較為常見,并且利于恢復處理;但是在有網現澆體系或者無網現澆體系中,鉆芯取樣工作存在一定難度;在夾心保溫墻體中,取樣需要深入到結構層,那么就會對已經完成的結構造成破壞,后期需要采取修補方案進行修復,但是在規范中往往沒有規定保溫墻體的取樣方法,給開展工作帶來一定困難。
5. 人為操作失誤的控制
對于節能檢測選擇的地點不同,對檢測結果也會有所影響,如熱流計的傳熱阻、能耗等參數。對于選擇傳熱系統的測點方位,如果西向或者南向受到較大的太陽輻射影響作用,則不利于檢測傳熱系數;另外,檢測位置的不同也將對數據代表性有所影響,一般利用熱箱方法對幾面墻體進行檢測,可更好地反映傳熱系數。因此,在建筑工程節能檢測中,需要提高人為操作的規范性,才能剛好地保障檢測結果。?
五、結束語
由上可見,建筑節能雖一次性投資較大,但是帶來的效益是無法用金錢來衡量的。當前我國在建筑工程節能檢測技術方面的探究仍不夠深入,技術水平有待提高,因此在今后的建筑工程節能檢測中,應多多總結經驗與教訓,從實踐中尋找更有效的節能檢測技術,為建筑節能提供良好服務,促進我國低碳經濟的全面落實。并且,我們需要高度重視節能檢測工作,更新技術和設備,運用相關的技術和方法,加強節能檢測,節約資源能源,保證工程建設的質量,開闊建筑設計眼界、創新建設節能設計思維,以建筑節能為中心開展建筑設計工作,促進我國建筑節能技術的發展與應用。
參考文獻:
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【關鍵詞】建筑方案設計;節能探索
一、建筑群整體布局與規劃
隨著時代的更迭、經濟的進步,城市的面貌也有了很大的改善,形態各異的高樓與住宅小區拔地而起,成為城市一道與眾不同的風景。在建設項目當中,選址是一個至關重要的環節,涉及文化、經濟與政治等多方面的因素,應盡可能選擇一些適合人類生存、符合自然規律的區域。以小區建設為例,工程師在選址時應盡量繞開溝底、洼地與山谷等地,其主要原因是影響室內的換氣、通風,且交通也不甚便利,不僅如此,當寒冬來臨時,還會形成霜凍效應,影響居住的舒適度。雖然目前的科技手段能夠完全消除這些負面因素,然而,卻不利于開展節能設計工作。就選擇這個問題,我國古代工匠的經驗值得我們借鑒,如:“坐南朝北”、“背山面水”以及“陰抱陽”等,均是在“天人合一”的思想觀念之下總結而來的實踐經驗,并建設了大量風景優美、簡約大方、舒適度較高的城市。與古人的智慧相比,我們所掌握的知識與經驗還遠遠不夠,那么則更應該延續他們在建設方面的精神及原則,由此一來,才能設計出更多、更好的建筑。
從布局上來看,為了融入節能元素,可采用自由式、斜列式、錯列式等形式,而非并列式與周邊式布局,以免影響自然通風與換氣。若具備一定的經濟及地理條件,可通過引入山谷風或水陸風,來改善夏季炎熱的氣候環境,提高人們居住的舒適度。
二、單體建筑方案中的節能設計
以單體建筑為例,可供參考的節能措施的種類較多,具體可從下述幾方面入手,即:
(一)復合界面在建筑節能設計中的作用
從本質上來看,建筑界面是離析、選擇不利或有利氣候的關鍵,被專業學者稱之為膜效應,是表達建筑理念的工具,也是對氣候防及用的辯證統一。而眾所周知,建筑節能工作的開展,離不開對自然氣候的防與用,這也是節能設計探索工作中的核心所在。
建筑界面即二維面,是實體與媒介空間交界之處。而建筑復合界面則與之不同,是指城市和建筑之間的空間。基于宏觀的角度來看,它是處于城市私密空間與公共空間之間的“二維表皮”;然而,若從微觀的角度來看,建筑復合界面本身也是一個獨立的空間,可供人們娛樂與活動。所以,與建筑界面相比,建筑復合界面對建筑節能的意義更為重大,對氣候的把控也更為精準。其主要構成形態有下述幾種,即玻璃體、異型屋蓋、檐廊空間、曲凹空間、階臺狀空間、架空空間以及柱廊空間等,下文筆者簡單的介紹一下復合界面的幾種構成形態。
1.柱廊空間,具有緩沖、延續內外空間的作用
通過對建筑界面的垂直分解和水平分解形成了復合界面。縱觀古今中外的設計歷史,我們發現柱廊空間是常用的設計原色,諸如:哥特式后現代建筑和現代建筑;故宮建筑群以及古希臘的雅典衛城,為了起到延續內外空間的作用,均摻雜了柱廊元素。柱廊一般被分為兩種類型,即局部柱廊與圍廊,其作用是緩沖室外大環境和室內微環境對建筑的影響,效果較為顯著。通過對柱廊深度、寬度以及高度進行專業性設計,不僅有助于調節室內氣候,加強陽光等自然資源對建筑物的作用,還能美化環境,促進節能設計目標的實現。
2.架空空間,具有促進空間流通的作用
通過調查,筆者認為,架空對建筑節能方面的影響是多方面的。首先,架空具有改善、調節建筑周邊生態環境、促進空氣流通、增強綠化程度等作用,通過調節建筑內小氣候來達到節能的目的;其次,架空建筑底部可修建地下停車庫,不僅能夠減少通風、照明能耗,還可降低土地資源的占用率,有利于節能設計工作的開展。
(二)中庭在節能設計工作中的作用
1.中庭的熱工特征
中庭具有煙囪效應與溫室效應這兩個熱工特征。所謂的煙囪效應,一般是指因為空間高度而形成了熱壓力差,促進中庭內氣流的流動;而溫室效應通常是指陽光透過建筑表面積蓄的太陽熱能。在設計過程中,設計師只要合理利用中庭這兩個顯著的熱工特征,便會收到意想不到的節能效果。
2.中庭的基本剖面形式
據總結,中庭的基本剖面形式包括Λ字形、V字形與矩形。Λ字剖面的中庭,在陽光直射的氣候區,可利用上部樓層達到遮陰的作用;V字形剖面的中庭,每層均設計為退臺形式,如此一來,便可獲取更多的太陽能,可在一定程度上減弱煙囪效應;矩形剖面的中庭具有通風好、加強建筑物采光的作用。
(三)玻璃幕墻和外窗的節能設計
1.幕墻與外窗比例的控制
為了提高建筑施工的質量與效率,《民用建筑節能設計標準》這一文件中嚴格的規定了幕墻與外窗的面積比,具體為:“南向、西向與動向、北向的窗墻比應控制在35%、30%與20%之內”。東西向應避免建筑吸收過多的陽光;南向房屋能夠更好的接收太陽輻射,達到殺菌的作用;北向則易遭受冷空氣、寒流的侵襲,所以,在設計過程中,北向為次要空間,南向則為主要空間,如此一來,不僅能夠增強室內的光線強度,還可提升居住舒適度。幕墻與外窗的比例要適當,若比例過大,將會加大采光所用能耗,若比例過小,室內采光少,促使周遭環境過于灰暗。因此,控制幕墻與外窗的比例十分重要,可綜合多方面能耗制定設計方案,以期達到最佳設計效果。
2.幕墻的有效使用
在使用幕墻時,應注意以下幾個問題,即:幕墻的可設計于樓梯間、建筑的主里面或南面,不僅能夠促使建筑形象更為豐潤,還不會過多影響建筑能耗。幕墻可與遮陽桿件、實體墻復合使用,能夠減少對空間的占用率。除此之外,可通過減少窗芯、擴大玻璃面積、采用大窗扇、縮短窗扇縫隙長度來增加固定窗扇及玻璃所用面積,具有加強建筑節能效果的作用。
三、結語
筆者結合自身多年的工作經驗,總結了關于建筑節能方面的意見與建議。當然,文中所列不過鳳毛麟角,本文的撰寫旨在拋磚引玉,希望能為相關領域提供一定的理論依據。此外,還需注意的問題時,節能措施可謂是一個綜合運用的動態過程,即便是文中所提供的幾個方法,也應通過反復調節方可取得成效,設計師與建筑施工負責人應給予這一問題高度重視。
參考文獻:
[1]魏春雨,主編.營造[M].北京:中國建筑工業出版社,2005.122~124.
【關鍵詞】建筑平面 體形設計 節能方案
伴隨著社會的高速發展,各行業對于節能減排的意識越來越強烈,人們逐步認識到節能與環保的重要,節能也逐步進入到每個人的思想當中,建筑行業是作為耗能較多的行業,對于節能的意識應該更強烈。通過對于建筑平面設計中的體形設計來改善建筑的節能,是建筑節能的重要手段。
1 建筑平面體形設計中的外墻設計方案
在建筑平面體形的設計中應該充分重視建筑物外墻的設計,外墻在整個節能設計中占據著不可或缺的重要作用,從季節角度上去進行考慮,冬季和夏季兩個季節是建筑物發揮重要作用的季節,在夏季的時候由于建筑物體的外墻受到太陽光照和太陽直射的作用下,室外的氣溫在急劇增加的情況下,將熱量傳導到建筑物體的墻體內部,有的高溫季節可以使整個墻體的溫度達到60℃以上,在這樣的情況下,溫度透過墻體不斷的向室內進行傳導。建筑物體的外墻在整個建筑平面體形的設計中應該得到充分的重視。在冬季的時候,由于室外溫度較低,同時太陽光照的時候能夠導致墻體溫度的升高,但是這樣的溫度傳導都是極弱的,更多的時候是墻體在發揮著擋風和保溫的作用。當冬季來臨的時候,建筑物內的人們總是希望自己的房子的外墻夠厚,這樣就能抵御寒風的侵襲。因此, 住宅設計在外墻上常采用導熱系數小的材料以提高其保溫隔熱性能。例如, 保溫隔熱性能好的小孔多孔磚、加氣砼砌塊替代實心黏土磚砌筑外墻體, 它們的傳熱系數分別為實心黏土磚墻的80%和50%。另外在外墻上增設外保溫材料, 保溫隔熱效果也非常顯著。
另外在建筑物外墻設計中的時候,應該充分重視外墻色彩的設計。這樣的設計方案應該充分考慮到地域的不同而進行不同色彩的設計。在我國的北方地區應該充分重視到寒冷季節較長而熱的天氣較短的因素,在外墻色彩的設計上應該是充分利用吸熱性更好的顏色,如灰色或者稍微偏暗的顏色,選擇這樣的顏色有助于建筑物在陽光充足的時候能夠盡可能多的吸收來自太陽的溫度,達到室內溫度升高的合理走向,而在南方地區特別是夏季較長的季節里面,應該充分考慮到建筑物的顏色的不同對于室內溫度傳導的效果不一樣,鑒于要提升建筑物內的涼爽和舒適度,應該選擇顏色較淺的色調,如白色、米色等顏色,這些顏色能夠使建筑物將來自太陽的光線反射回去,使得太陽光的溫度不能夠全部傳導到建筑物體內部去。這樣就能起到良好保持室內溫度適宜的效果。總之,在建筑物體的平面設計中應該充分重視外墻厚度的設計,只有考慮到墻體厚度的狀況,才能將建筑物的墻體設計的更加合理和完善。同時充分考慮建筑物所處的地理位置選擇外墻的顏色,使對建筑物進行節能減排的設計更加趨向合理化。
2 建筑平面體形設計中的外窗設計方案
建筑物平面體形設計中很重要的節能的一個方面就是對于窗戶的合理設計,外窗在建筑物中起到良好的保溫隔熱的能力,外窗在提供舒適的室內空間和保溫隔熱的性能發揮著極其重要的作用。如果要發揮好外窗的隔熱保溫作用,就要從外窗的結構進行設計,外窗的結構對于調節溫度起到非常重要的作用,設計不同結構的外窗對于室內溫度的保持和室外溫度的隔熱是具有不同的效果的。例如, 推拉窗的窗扇在窗框下滑軌來回滑動, 上部有較大的空間, 下緣有滑輪間的空隙, 窗扇上下形成明顯的空氣對流交換通道, 冷熱空氣的對流形成較大的能量損,空氣對流和能量損失的大小與窗扇上下空間大小成正比。
在建筑物體形的設計過程中有的外窗設計成了推拉窗、上推窗、固定窗戶,從節能效果上來看這些窗戶都發揮著一定的保溫和節能的效果,但是發揮的作用大小是不一樣的,推拉式的窗戶可以稱之為節能窗戶的典范,這樣的窗戶隨手就可以將窗戶完全打開,使室內的空氣和室外的空氣進行對等的交換,當天氣炎熱的時候可以開窗透氣達到節省能源的目的,另外就冬季而言這樣的窗戶的保溫性能稍微差了點,有其不足的缺點。上推窗是介與推拉窗和固定窗戶之間的一種窗戶設計模式,這樣的窗戶設計主要應用于較高樓層窗戶的設計,節能效果是不理想的,無論是從夏季還是從冬季來進行考慮,不利于通風,也不利于保溫的效果。固定窗戶在設計的過程中,一般應用到冬季時間較長的地區,這樣對于建筑物的保溫效果較好。綜合以上的三種窗戶的設計過程來看,究竟使用哪種具體的外窗模式,應該根據不同的地域特色來進行設計和使用,不能夠一切照搬哪個來進行使用,只有將這些設計的優點、弊端進行對比分析之后,再進行設計和完善,才能夠達到建筑平面體形設計中的外窗設計的優選,才能夠在節能方面發揮其窗戶設計的積極作用,如果沒有充分考慮到以上幾點的話,那么有可能導致的結果是相反的。
3 建筑平面體形設計中的建筑物頂層設計方案
建筑物的頂層設計中,應該充分考慮到夏季的炎熱對于室內人體的舒適度的效果。住在頂層隔熱性能差的住戶常抱怨夏天室內酷熱難當, 即使有空調進行降溫也抵擋不了來自屋面的太陽輻射熱。所以, 對于建筑物的頂層進行合理的建筑物體的體形設計是非常重要的一個方面。任何建筑物體都會有暴露在最上面的一部分在太陽下面,對于建筑物體的平面體形設計,應該設計成圓錐型的頂層最合理。這樣設計的原因有以下幾個方面:首先,在對于頂層圓錐形設計的時候有利于建筑物頂層,雨季的排水較順利,不會因為雨水較大而導致了建筑物體難以排水的過程,在以往的建筑物設計過程中經常出現的情況就是有的建筑物頂層設計成了平面的,這樣很容易導致雨水積壓到建筑物的頂層,最后由于建筑物防水做的不好的情況下,導致樓下漏水的情況發生。
其次,將建筑物體的頂層設計成圓錐形的時候,特別是在夏季天氣特別炎熱的情況下,一般建筑物即使頂層建筑的隔熱做的再好也難以阻擋太陽直射產生的熱量,這些熱量會隨著建筑物的頂層固體向下進行傳導,導致距離頂層最近的一層居民夏季炎熱難耐。在設計成圓錐形的建筑頂層之后,可以彌補的情況就是在建筑物體的頂層留有空間,當太陽直射的過程中,熱量全部的導入下面這個空隙當中,這一部分是非居住區域。這樣在下面一層的居民就相當于是有了一個非常好的隔熱層,這樣在頂層居住的人們就不會產生炎熱的感覺,達到了節能減排的目的。
這樣設計的效果還能夠增加建筑物體的美感,讓建筑物體采用過去在設計中的包豪斯設計的風格,讓建筑物體更加具有審美的效果在其中,從建筑設計的實用角度和美學角度來看,都能夠達到建筑物的綜合利用的效果,同時這樣的設計更能加固對于建筑物的凝心力,使建筑物的受力情況更加分散而達到穩定建筑物的作用。通過建筑物體頂層的設計,讓整個建筑更加和諧的適應與整個建筑的大的框架中去,盡管這樣的頂層設計可能會在施工的初期,使用較多的工時,而且在施工中也存在著一些難度,但是從長遠的建筑物體的使用情況來看,還是一個值得使用的長遠投資。建筑物體的使用不是三年五年的時間,而是一般幾十年的使用標準來進行設計的,這么長的時間段,如果按照平頂的設計方案的話,很容易導致的結果就是頂層在幾年后隔熱層會出現漏水、漏雨的現象發生。而采用圓錐形的設計方案,即使其中上面的一個表層出現漏水現象的時候,下面還有一層無人居住的空間起到隔水滲透的效果,這樣就有兩個保護層出現在建筑物的頂層,達到了建筑物體長久使用的效果,從另一個方面來講這也是節能的另外一個方式。在建筑平面體形的設計中,頂層的設計往往是建筑設計過程中較重要的一個細節,大多數的建筑設計師都會花費大量的心思在頂層設計上設計合理而功能實用的頂層。
4 建筑平面體形設計中的建筑物周圍綠化設計方案
建筑物平面體形設計中應該考慮到周圍綠化環境的設計,對于建筑物節能的重大作用,特別是在夏季,這樣的效果顯得更加的明顯,在建筑物的周圍進行綠化,一方面增強了整個建筑物體的人居環境的改善,另一方面也增強了建筑物躲避炎熱季節炙熱天氣的考驗。如何使建筑物的平面體形設計中的綠化效果更明顯或者說是更加具有實用性。具體應該根據建筑物體的大小和高度進行考慮。在建筑物體較小的情況下,周圍綠化可以以低矮的樹木或者是以草本植物的形式進行設計,而對于高的建筑物可以就其所在區域進行綠化設計,讓高層建筑在綠樹環繞下矗立其中,發揮周圍綠色植物的隔熱遮蔭作用,同時能夠改善室內氣溫的環境,對降低空調的使用也極為有效。在建筑物體的周圍種植高大喬木和攀巖植物,并利用花架、種植槽、陽臺和綠色植物構成的周圍垂直綠化,在夏季降低低溫輻射的同時,還能夠有利于墻體自身的散熱;同時還能夠對調節碳氧平和、減小溫室效應、減輕空氣污染、降低噪音等都具有具足輕重的作用。
結語
在當前國家非常重視大力推廣節能減排的大環境下,我國的建筑行業一直努力踐行著,從設計到施工的整個過程中,使用先進的節能設計方案,更加完善在建筑設計過程中降低建筑的耗能以及建成后的耗能的減少。同時各種新型建筑材料、新技術、新設備的投入使用都或多或少的減少了建筑行業中的能耗。但就其中的很多節能設計方案來看,最能夠發揮其具體效果的卻是在進行建筑平面體形的設計過程,這個過程是建筑行業中最能體現出節能設計的一個重要環節。通俗的講,建筑平面體形的設計就是建筑物體的墻面的設計,這個設計過程,是對于建筑物體的表面、建筑物的周圍、建筑物的頂層、建筑物的周圍環境的全面設計過程。在建筑的平面中,肌里是對于空間組織結構的反映,他能夠把握住平面結構的參照。總的說來, 平面設計是建筑設計的決定性環節。忽視了建筑物體的平面體形設計,就會導致整個建筑設計的失誤,這樣的失誤嚴重性的情況,會導致建筑物的受力不均衡,使建筑物不能夠穩定根基,同時在體形設計中如果不能充分的考慮到地域特色、自然因素等建筑學中重要的參考指標,就會導致盲目的抄襲和生搬硬套,不能夠因地制宜的進行建筑的設計,導致建筑施工過程中和施工后的建筑物不能夠達到節能減排的目的。在簡述平面體形的設計中應該充分重視人的具體作用,發揮以人為本的設計理念,創造出適合人類居住的人性化空間環境,滿足人類的功能性的需求,盡可能的完善人居的環境,創造利于人身心健康的生態建筑環境,達到建筑與環境與人的和諧共生的局面。
參考文獻
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[3]李巧寧.節能建筑存在的問題與評價[J].陜西建筑,2008.12.第4-6頁.
【關鍵詞】高層建筑;給排水設計;節能設計;設計方案
1.引 言
我國是一個水資源較為緊缺的國家,從目前對能源的利用現狀來看,對水資源的合理利用將直接關系著我國社會的穩步發展。隨著整個國民經濟的持續快速發展和城市化水平的不斷提高,水資源短缺、電力供應短缺和原材料短缺的矛盾日益凸現。由于我國人口眾多,因此家庭用水的問題較為突出,隨著目前經濟建設的快速發展,各種高層建筑不斷涌現,如何在高層建筑中對給排水進行有效的節能節水,是當前建筑業亟待解決的一個重要問題。
因此,對建筑給水排水設計來說,如何對現有設計進行不斷優化,以求最大限度的節約每一寸管道、節省每一個閥門、降低每一度電力消耗等,就成為擺在廣大給水排水設計者面前的一個不容回避的問題。
2.合理控制高層建筑給水系統分區
《建筑給水排水設計規范》(GB 50015-2003)第3.3.4條規定:衛生器具給水配件承受的最大工作壓力不得大于0.60MPa;第3.3.5條規定:高層建筑生活給水系統應豎向分區,豎向分區應符合下列要求:各分區最低衛生器具配水點處的靜水壓力不宜大于0.45MPa,特殊情況下不宜大于0.55MPa;水壓大于0.35MPa的入戶管(或配水橫管),宜設減壓或調壓設施。如果給排水設計中分區壓力選擇過大,衛生器具給水配件可能會由于長時間超壓而產生水流泄露和能源的浪費。第3.3.6條規定:建筑高度不超過100m的建筑的生活給水系統,宜采用分區并聯供水或分區減壓的供水方式。如果從節約能源的角度考慮,設計中有條件的情況下最好采用分區并聯的供水方式,合理的供水方式可節能25%~40%。
1. 避難層集中設置報警閥
省去減壓閥的做法就建筑高度在120m左右超高層建筑的噴淋系統的報警閥設置來說,通常采用分散設置濕式報警閥的做法:在避難層內設置若干套濕式報警閥,供建筑高區自動噴水滅火系統使用;在地下室內設置若干套濕式報警閥,供避難層以下的低區自動噴水滅火
系統使用。同時,根據《自動噴水滅火系統設計規范》(GB 50084-2001-2005)的相關要求,濕式報警閥入口壓力不應大干1l2Mpa,在低區濕式報警閥環狀供水管道入口設置減壓閥組,控制閥前壓力不大于1.2Mpa。
在閉式自動噴水滅火系統設計中,根據計算,噴淋水泵揚程需要1.8Mpa。在整個閉式自動噴水滅火系統的各個組成部分中,結合相關噴淋產品所提供的技術參數,濕式報警閥的最大工作壓力為12Mpa;普通玻璃球下垂型噴頭的額定工作壓力為1.2Mpa,出廠試驗壓力為3.0Mpa;一般水流指示器的額定工作壓力為1.2Mpa,出廠密封測試壓力為2.4Mpa;對夾式安全信號蝶閥的額定工作壓力可達1.6Mpa。在設計中,曾作過如下考慮:如果按照常規設計,采取在地下室和避難層分散設置濕式報警閥的做法,在低區報警閥組前的環狀管網上分別設置減壓閥組。根據設計要求,減壓閥組通常采用兩組并聯,每個報警閥組采用報警閥前后設置控制閥門,并在報警閥前加設過濾器的做法。由于報警閥前后的控制閥門一般采用普通手動閥門,一旦減壓閥出現故障的情況下,控制閥門不具備自動關閉功能。因此,兩組報警閥組通常不具備故障情況下的自動切換功能,只能手動進行切換。此外,由于報警閥分散設置,從一定程度上增加值班人員的工作強度。
為了克服上述不足,進一步確保濕式報警閥的安全,經反復考慮,最終決定把濕式報警閥集中設置在避難層。由于避難層的建筑高度大約在60m左右,由噴淋水泵揚程減去報警閥和噴淋水泵問的高差(噴淋水泵設在地下三層),從而可以確保濕式報警閥閥前壓力小于12Mpa。相比之下,由于報警閥在避難層集中設置,無需在閥前設置減壓閥組即可有效保證報警閥不會發生超壓,從而可以充分確保報警閥的安全,進一步提高了整個自動噴水滅火系統的安全程度。同時,由于報警閥集中設置,必然利于系統日后的運行管理。
4. 推廣使用節水型設備, 減少用水量
衛生器具和配水器材是水的最終使用單位, 一套節水性能設備的好壞, 能夠對水資源的節約產生非常大的作用。例如, 通常淋浴噴頭每分鐘噴水7 L 多, 而節水型噴頭則每分鐘只需要3L 水左右, 節約了一半的水量。可見衛生器具和配水器具的節水性能直接影響著整個建筑節水的效果。所以在選擇節水型衛生器具和配水器具時, 除了要考慮價格因素和使用對象外, 還要考察其節水性能的優劣.
大力推廣使用節水型衛生器具和配水器材是建筑節水的一個重要方面。例如, 使用小容積水箱大便器。目前我國正在推廣使用6L水箱節水型的兩檔沖洗水箱的大便器. 或者以瓷芯節水龍頭和充氣水龍頭代替普通水龍頭。在水壓相同的條件下, 節水龍頭比普通水龍頭有著更好的節水效果, 節水量為3%~50%,大部分在20%~30%之間。且在靜壓越高、普通水龍頭出水量越大的地方, 節水龍頭的節水量也越大。因此, 應在建筑中(尤其在水壓超標的配水點) 安裝使用節水龍頭, 以減少浪費。
5. 完善熱水供應循環系統
隨著人們生活水平的提高, 小區集中熱水供應系統的應用也得到了充分的發展, 建筑熱水循環系統的質量也逐漸變得越來越重要了. 大多數集中熱水供應系統存在嚴重的浪費現象, 主要體現在開啟熱水裝里后, 不能及時獲得滿足使用溫度的熱水,而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。這部分冷水, 未產生應有的使用效益, 因此稱之為無效冷水。這種水流的浪費現象是設計、施工、管理等多方面原因造成的。
如在設計中未考慮熱水循環系統多環路阻力的平衡, 循環流量在靠近加熱設備的環路中出現短流, 使遠離加熱設備的環路中水溫下降; 熱水管網布置或計算不合理, 致使混合配水裝置冷熱水的進水壓力相差懸殊, 若冷水的壓力比熱水大, 使用配水裝置時往往要出流很多冷水, 之后才能將溫度調至正常。
6. 有效利用變頻調速水泵
目前變頻調速水泵在高層建筑節水措施中有著十分廣泛的應用,在加上現今變頻調速技術發展日趨成熟完善,其顯著的節點效果、快捷的調速方式、強大的保護功能、寬廣的調速范圍和穩定可靠的運行等優點都使得調速水泵在高層建筑給排水系統中對減少電能浪費的應用具有重要意義。以往,高層建筑往往采用的是水泵水箱聯合供水的方式,其流程為通過水泵將水位提升至高位水箱,然后向下供水,這一過程水壓極大,通常需要進行安裝減壓設置,否則會產生絕大的能源消耗,而在這一系統中電機處于頻繁的啟動過程,因此對電能消耗亦過于浪費。現如今,在高層建筑給排水設計中,可以采用變頻調速水泵,它省去了水罐和水箱,直接減少了設備的投資。由其直接向給水系統提供用水,變頻調速水泵通過對速度的調節來進行流量的控制,即由供水量的大小來對水泵電機自動進行提速或降速。水量大,則電機的轉速便會自動變大,水量小,電機轉速便減小。此方法可以有效的避免電機頻繁啟動而造成的電能浪費問題。根據調查結果顯示,采用變頻調速水泵供水其節電率可達30%~50%。
結語
建筑給排水節能潛能很大,在當前最重要的不是建筑節水技術,而是人們節約用水的生活習慣意識。若能減少人為自生的內在原因并充分使用節水型衛生器具,可節約建筑給排水方面所需能量的50%左右以上,那便是一件利國利民的大事。所以,使水資源不受破壞,并能進入良性的水質、水量再生循環,已成為政府和廣大人民群眾關注的焦點。因此要倡導、呼吁全民必須將淡水資源當作一種珍稀資源,節約用水。
參考文獻
[1]楊鳳蘭.變頻調速水泵在自動化供水系統中的節能實踐[J].電氣時代,2005,(11).
關鍵詞:高層建筑;中央空調系統;節能;技術措施
0 引言
現代城市中高層建筑的比例越來越高,功能越來越復雜和完備,舒適度要求越來越高,對于中央空調系統的要求越來越高。隨著能源日趨緊張,普遍要求空調系統必須節能減排,因此對高層建筑物中的中央空調系統的系統方案進行論證,采取節能技術措施,逐漸引起了暖通設計人員的重視。本文從冷源、水系統、風系統、能源回收設備和自控系統入手,探討高層建筑中央空調系統設計的綜合節能方案。
1冷源選擇節能措施
冷源選擇時需考慮包括能量調節力、制冷系數(COP值)、運行穩定性、使用壽命、維修保養費用和初投資等主要因素,目前主要的機組型式及其節能分析如下:
(1)電力驅動冷水機組
較常用的有離心式、活塞式和螺桿式3種。電力驅動冷水機組共同優點是技術成熟,制冷系數高,性能穩定可靠,有多年運行和管理經驗;但也存在著較為不利的一面,如耗電量較高,在電力供求緊張的地區,空調用戶較難接受,還需考慮電力增容費等問題。此外,這類機組運轉部件多,易磨損,更換維修機率大,振動和噪音較大。
在國產電力驅動冷水機組中,一般離心式的COP值高于螺桿式和活塞式,能量的可調節性和價格而言,螺桿式好于離心式和活塞式,可見螺桿機和離心機具有較大的應用優勢。
(2)溴化鋰機組
溴化鋰制冷機組耗電少,不用氟氫碳化物,可兼備供冷、供熱和供衛生用熱水功能,這在目前國內電力供應仍較緊缺的情況下具有特別明顯的優勢。主要工作設備除泵以外幾乎均為非轉動部件,大大減少了機組的振動和噪音。但由于該類型機組的使用時間不長,技術性能尚不確定,同時早期生產地機型存在管內溶液易結晶、 真空度影響大和輸出能量衰減等問題。
(3)吸收式制冷機
吸收式制冷機以熱能作為制冷動力,其熱交換部件本身就比電驅動設備多,而且換熱器的換熱效率逐年降低,內螺旋換熱管若有雜質則其換熱效率將急劇下降。再者,吸收式制冷機組內冷媒是濃度變化的溶液,冷媒本身的穩定性也在很大程度上影響機組性能的穩定性。氟制冷機要優于氨制冷機,氨制冷機要優于溴化鋰機。
(4)熱泵式機組
熱泵機組分為風冷式冷熱水機組和水源熱泵機組,可節省空間,安裝方便,自動化程度高,且可節省冷凍站等一套土建設施。風冷式機組冷凝器的冷卻依靠室外空氣對流而無需冷卻塔,在冬季利用熱泵原理制熱而不需鍋爐。水源熱泵利用冷卻塔向冷凝器提供冷卻水,冷凝器、蒸發器和壓縮機一體置于室內,其安裝簡單到只需接通電源和冷卻供回水管,可大大提高安裝速度。同時,由于機組自身配置有非常齊全的保護裝置,自動化程度高,不需操作人員經常檢查,而且因用戶的冷凝器、蒸發器和壓縮機都彼此獨立,故空調用電量可單獨記錄而便于收費管理。但是,熱泵型機組除一次投資較高外,在技術上如冬季制熱運行時,機組的COP值會隨室外降溫而明顯下降,故必須增加輔助熱源。
總上所述,空調系統的冷源各具優缺點。在不需供熱或電力供應相對充裕的地區,冷源需求大,日負荷變化大等場合,大功率電驅動制冷機如螺桿式、離心式壓縮機組具有明顯的優勢;在電力供應缺乏的地區,如果需要同時制冷和供熱,選擇性能相對穩定的吸收式制冷機組則較為合適;在某些寸土尺金的城市,選用水源熱泵式機組能節約設備用房,更能適應不斷變化的建筑間隔,尤其適合出租辦公樓工程采用[1]。
2 水系統安裝、試壓與調節中的節能措施
水系統安裝具有多個特點:管道相對集中且分布廣泛;管道型號多樣且數量多,管道總長度較長;閥門管件類型多數量大;管道接口形式多樣;設備及管道安裝位置多在頂部,完工后需作隱蔽處理;使用方便, 但不便于維修。
(1)水系統安裝
中央空調水系統從安裝過程到投入運行前,往往由于跑、冒、滴、漏,造成節能損失。高層建筑工程量大、交叉施工多、施工周期長,中央空調水工程不可能一開始就介入,過早條件不成熟窩工形成資源浪費,過晚失去最佳機會,增大施工難度,所以就選擇了土建框架完成60%,且未砌墻時,空調水開始安裝, 先裝立管、干管、然后再裝支管, 待裝潢吊頂龍骨完成前, 再進行支管與風機盤管的連接, 即軟接頭安裝,防止其它工種施工時施加外力。
(2)試壓步驟
先編制水壓試驗的“試壓方案”,組織有關人員認真學習“試壓方案”,了解整個試壓過程的內容及步驟,使每個人員做到心中有數,步調一致。并做好水壓試驗前的各項準備工作。充足干凈的水源是水壓試驗的前提;緊急泄水的泄水渠道是水壓試驗必須具備的;保證試壓現場干凈、有序, 做到沒有工作死角;滿足揚程且能正常運轉的多級水泵1-2臺;符合要求的壓力表3-5塊, 且需檢驗;工作人員必備的通訊工具;在技術人員的領導下,做到工作有分工,內容明確,責任清楚, 各負其責;其它相關的準備工作(拆卸或隔離不能試壓的管件或儀表、附件等)。根據方案要求,在試壓前,有關人員做好試壓前的檢查工作,保證一切就序,然后進行系統分區試壓[2]。
(3)調節
水系統的節能措施可從管網管路優化設計和水泵系統優化控制考慮,其中對水泵系統的優化控制要比改變管網系統的管路簡便易行。對水泵系統的優化控制目標是使水泵提供的流量能適應空調末端的冷負荷的變化。智能建筑實驗室的冷凍水系統是一個典型的二次泵變水量系統,它的一次泵與冷水機組聯動,不適宜做變水量運行,所以只能對二次泵組進行優化控制[3]。
① 閥門調節措施:通過改變管路特性曲線來調節。節流閥可增大管路阻力,減少流量。但這種調節方法不經濟,人為地增加管路阻力和管路損耗,因此流量降低之后,功率并不明顯下降。對于水泵吸入側閥門調節還有氣蝕問題,所以應盡可能減少使用。
② 水泵臺數控制措施:一次泵運行的臺數用旁通管流量控制法,程序控制器根據安裝在旁通管上的流量計檢測到的流量來啟停一次泵。當用戶負荷從滿負荷逐漸減小時,旁通管自左至右的流量會逐漸增大;當流量達到一臺一次泵的流量時,程序控制器會關閉一臺一次泵和制冷機;當用戶負荷逐漸增加時,旁通管向右的流量會逐漸減少,用戶負荷繼續增加時,旁通管向右的流量會減少至零,接著會出現自右向左的流量,當向左的流量達到一臺一次泵的流量時,程序控制器會啟動一臺一次泵和制冷機。
二次泵運行的臺數用供回水管壓差控制法控制。當用戶負荷減少時,壓差控制器檢測到的壓差增大,當大于設定值時,關掉一臺二次泵,于是壓差會減小;當用戶負荷增大時,壓差控制器檢測到的壓差會減小,當小于設定值時,開啟一臺二次泵,于是壓差會增大。
3 風系統節能措施
送風系統節能措施要考慮風機的運行控制方式,即應使每臺風機的運行時間盡量均衡,另外,控制器應簡單有效,設計時能考慮各種特殊情況,具有一定的抗干擾及應變能力[4]。
(1)風機的控制方案
在要求減少送風量的時候,最有效的方法是改變風機的轉速。風機的轉速可通過改變電機的轉速實現,對于三相交流異步電動機使用變頻器即可有效地改變電機的轉速。
(2)閉環送風機變頻系統的構成
要構成閉環系統,需要在出風口安置風壓傳感器,以保證出風口有恒定的風壓,當測得的風壓上升時,說明送風驅動量過大了,此時應降低送風驅動量。當測得的風壓降低時,說明此時送風驅動量不足需要加大送風驅動量。檢測到的風壓信號和給定值進行比較以確定送風量的調節方向。
(3)控制器設計
控制器主要實現對送風量的控制,使送風壓力保持基本恒定。
4 熱量回收設備節能措施
空調系統耗能特點之一是系統同時存在需冷(熱、濕)和排冷(熱、濕)的處理過程。夏季室外空氣需經過冷卻、干燥處理, 而排風正是低溫較干燥的空氣, 冬季室外空氣需加熱、加濕處理, 而排風是溫、濕度較高的空氣。考慮到這種情況,采用熱量回收設備,是綜合節能方案的一大措施。
轉輪式全熱交換器正是利用這一特點, 對空調系統進行熱回收, 起到了節能的作用[5]。在當前市場經濟規律作用下,企業的投資意向取決于經濟效益,采用更加反映實際情況的動態投資評估方法,對轉輪式全熱交換器作經濟性分析發現,轉輪式全熱交換器將增加投資,但系統的節能效果明顯,投資回收期短。因此,從節能的角度來看,應積極提倡在高層建筑中央空調系統中使用轉輪式全熱交換器,這對緩解目前能源緊張狀況將意義重大。
由于全熱交換器占空間面積較大,新風道、排風道需集中在一起,管路變得復雜,給系統布置帶來一些困難。而且,采用了轉輪式全熱交換器,將使得控制系統變得復雜,增加投資、維修難度及維修費用,這在一定程度上會延長回收期。
5 自控系統節能措施
在全年中,空調系統的水泵系統長期在固定的最大水流量下工作,由于季節、晝夜及住房率的變化,空調實際的熱負載在絕大部分時間內遠比設計負載低。增加了管道能量損失,浪費了水泵運行的輸送能量,也就存在能量的無效使用。
在中央空調系統采用變頻調速技術,可提高節能效果。電機可在很寬范圍內平滑調速,可將所有節流閥去掉,使管道暢通,減少甚至避免節流損耗。通過改變電機轉速而改變水的流速,從而改變水流量,滿足制冷機正常工作要求和平衡熱負荷所需冷量要求,達到節能目的。采用變頻調速技術的關鍵是電機轉速的可調和可控。通過變頻調速技術可實現自動調節流量并顯著節能的效果[6]。