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关键词:机械制造与自动化;设计;节能设计;理念研究
机械制造与自动化的发展趋势为工程机械行业带来了巨大的生产力。机械制造自动化技术水平不仅影响通用机械工业的发展,还显示了这个国家的经济增长和产业发展。
1机械制造与自动化设计的现状
机械工程及自动化使我国机械制造业与工业快速发展,中国的政策在其发展中起着非常重要的作用,应开发和优化工程计算机的集成技术,逐步实现整个生产之间的机器和电脑自动化的完美结合。在机械行业中,自动化设计有了空前的发展,能够更好、更快、更安全地为生产服务。机械制造自动化在中国刚刚处于起步阶段,就已经取得了良好的效果,但仍要充分考虑其发展因素,比如机械制造与自动化中的节能设计。相比其他发达国家,我们的机械自动化行业起步较晚,在很多方面还不够成熟[1]。
2机械制造与自动化设计的节能意义
通过在机械制造中的设计可以实现节能、节约资源的目的。节能设计也可以理解为环境保护设计。其意义主要在于制造机器可以通过不同的资源,减少机械设计的拆卸与恢复。传统工艺生产的产品通常是根据性能和寿命,进行产品的设计与开发,首先应该对市场进行分析和绘图,然后使用更重要的替代品,加强节能环保。应设计不同的思想和方案,不断进行修改,才能得到真正的检验效果,通过接下来的生产加以完善,但由于传统的机械产品设计和制造所用的时间比较长,资源回收拆卸困难,并有大量的资源和能源的浪费,会对环境造成严重的污染和危害。因此,企业要不断更新设计的理念,加强节能减排,促进优势资源的利用,保证科学、合理、有效地利用废物,从而实现资源的可持续发展[2]。
3机械制造与自动化设计的节能措施
节能理念在机械设计最初的设计方案是加强机械设计,在机械设计中能够将概念运用于产品设计上,利用先进的理念和技术作为主要支撑,并改善自然环境,减少资源消耗,实现能源的可持续发展。要提出更多的关于节能设计的要求,应该从以下几个方面完成设计[3]。在机械工程中,首先要建立早期的工作方法,特别是产品的第一需要,对设计中的资源进行循环利用,节约资源,减少能源的浪费。因此,在工程的节能设计理念下进行成本效益的分析时,应注意回收资源,使用可回收的产品材料替代其他不能回收的资料,加强不同因素的考虑和设计,以更好地节约能源。在进行机械产品的研究时,可以通过拆卸和调整总的概念设计,以满足节能的要求。减少成本和资源的浪费,适当考虑到回收和拆卸,从而提高机械的节能优势,提供更大的能量设计。数据的主设计师可以在数据库中获得生产所需的所有数据,根据获得的数据进行分析和整理,不仅体现了设计和资源的利用情况,也要进行有效控制,这是节能设计的基础。结构改进。对现有产品结构进行改进,不仅要满足简单的机械结构的设计要求,也要减少能源的消耗。因此,在产品设计中,不仅要保证产品的性能,也要对使用的部分产品进行不断优化和改进。选择施工方式。根据不同的条件选择不同的方法,要考虑到现场的设备,例如,在锻造时对不同的部分要以不同的方式,包括:热锻、温锻、冷锻、温锻。冷锻和模锻相比,有着较低的能源效率,但冷锻、温锻比热锻造对环境的要求是比较高,必须有温暖的环境。合理安排生产。在能源的设计中,必须调整程序,对程序进行有效优化,以达到生产的目标,如冷轧薄板时,通过冷轧薄板的作用,避免塑料变形,所以必须进行复杂的处理和加工。使用的技术必须对程序进行优化,从而提高能源利用,达到能源利用最大化。回收利用。可再生资源对机械制造及自动化的影响非常大,在选择材料时,要重视回收利用,遵循可再生和可分解的原则,不仅要减少排放量,而且还必须禁止使用有毒材料,扩大环保材料的使用,提高资源的回收效率。控制污染成本。在机械制造及自动化的设计过程中,应该加强处理废零件,降低成本。可以使用低成本的材料加强环保,尽量减少氟利昂、氟树脂、石棉和其他材料的使用。改进生产工艺。通过进行热处理加强新工艺的环境管理,目前的燃烧方式的热处理与冷的方式冷却换热,对环境污染大,清洁和节能技术将取代旧技术。生产效率和工作质量。制造自动化通常具有高精度、高灵敏度的优点。机械设备的自动控制的系统能够实现生产过程的自动控制,减少人为错误,加强对产品质量的控制。要加强机械制造生产的自动控制,就要加强自动化控制系统的工作人员的工作效率,严格按照预定的程序进行,以提高生产力和效率获得到最好的质量。加强安全性。自动化或自动化设备通常能够进行事故自动报警,如果在生产中出现人身伤害事故的发生,就要加强安全生产中的自动化设备的作用。使用电子元器件,相对于传统的机械无机械磨损,使用寿命得到提高,加强了自动控制系统工作的可靠性。提高工业劳动方式。机械制造自动化技术逐步提高,人们的体力劳动也得到了转换,知识、高技术的脑力劳动在机械工程中实现技术密集型的劳动形式,也极大地促进了产业的升级。节约能源。中国的国策是可持续发展战略,节约能源是一个重要的战略目标。机械制造与自动化应用可以节省人力资源,也大大提高了能源的利用率。
4自动化技术的应用
尽管机械自动化有缺点,但是可以进行生产自动化和技术的控制,包括自动检测、自动保护、自动报警处理,不仅适用于工业,也可以用在农业和建筑业,具有明显的优势。
5未来发展方向
随着计算机技术的发展,在中国发展的有限公司都会发展机械制造及自动化的技术,目前,由于机械制造和自动化技术的应用领域十分广泛,并逐渐走向国际化,我们需要发展自动化相关的网络和计算机技术,在发展的同时加强与世界的接轨,实现国际标准。在这个过程中也将节能、环保的设计理念加入到机械工程及自动化领域中,使机械工程及自动化得到广泛应用,提高产品质量、能源和经济效益[4]。机电一体化技术。机电一体化是21世纪机械工程的发展重要的技术,实现机电一体化的自动化可以更好地提高工作效率和产品的质量。智能化技术。智能化的目的是使机械设备可以使用更自主的机器,如人工智能,不再完全机械化生产,机械将有一定的思维能力。小型自动控制系统。小型自动控制系统属于微电子技术发展的领域,在微观领域使用超大规模的集成电路,具有体积小、操作灵活、更便宜的特点。经济发展不能以破坏环境为代价,破坏环境将影响未来的发展。应重视自动化,在生产中减少对环境的破坏。加强设备控制。随着机械制造产业的不断扩大,设备的类型也越来越多,不同的技术也越来越多,往往不是一个单独的企业或厂家进行全程的生产。机械化自动化程序必须适合不同大小的模块,每个模块由专业部门或企业进行合作,通过多边的机械进行自动化的生产。
6能源损耗的减小
使用低污染的发动机。发动机是所有系统的机械主体对环境影响最为严重的部分,环保型水冷涡轮增压柴油机,具有低油耗、低排放、噪声低,高效的优点,可大大减少环境的负荷。液压系统。液压系统节能、清洁,通过密封的设计,加强液压油的清洁度,这对机械的液压传输非常重要,因此,机械的液压系统的设计是必要的,以便在石油中去除灰尘和垃圾,减小机械磨损液压元件,排除化合物和其他杂质,减少错误和磨损。
7环保型材料的使用与节能
为了减少资源的消耗,机械工程及自动化的材料应尽量被回收、再生和分解,减少在加工过程中产生对环境有害的物质[5]。在设计时,使用寿命长、能耗低的材料,要满足重量轻的设计原则。产品的使用寿命降低了生产产量和机械报废的问题,降低材料的消耗和产品能耗,也减少了对环境的污染。产品重量可以减少材料对不可再生资源的消耗。同时,在设计时也要减少环境负担,加强环保水平的设计,使机械零件符合一般标准,应该加强全面的设计,实现设计对象的具体功能的应用,设定强度和规模结构、材料选择的衡量标准,从而实现节能功能。考虑到环境的负担,要确保机械制造与自动化设计中利用最小的成本增强节能设计。材料机械工程及自动化设计中不应该使用氟利昂以及含氯树脂和橡胶,石棉和其他材料。大部分的零件应尽可能不采用工程塑料或金属材料,设计开发新的环保材料,而且要减少重金属的使用。在保证产品性能的情况下,尽可能简化设计,减少体积,优化产品的结构。应考虑实际生产的应用,不同材料的适应性和能源消耗的差异,尽量选择低能量的材料。低耗能对于同一类型的零件或产品有所不同,在生产实践中可以通过不同的加工方法,合理设计,考虑加工处理负荷的波动过程,即让设备达到最佳运行状态,减小负荷,避免设备在满负荷状态下操作,避免能源的浪费。为确保生产的效率和质量,经济地减小电能的消耗。选择合适的加工部分,根据不同的形式对现场进行处理。选择合理的技术参数,加强节能功能。对于钢筋直径不同的部分,包括精度等,在制备中所消耗的能量具有很大的差异,因此应考虑进行优化选择。
8结语
在机械制造领域对环保材料的使用能够有效地提高现有的机械的质量,优化机械设计流程,提高生产和回收效率,选择合理有效的生产模式,在运输过程中可以节能减排。
作者:赵瑞卿 单位:内蒙古三新铁路有限责任公司
参考文献
[1]张成磊,刘朝利.机械制造与自动化设计中的节能设计理念研究[J].科技风,2014(13):56.
[2]马明.机械制造与自动化设计中的节能设计理念分析[J].科技创新与应用,2015(31):123.
[3]任龙.节能设计理念在机械制造与自动化中的应用价值探析[J].智能城市,2016(3):136.
(沈阳铝镁设计研究院有限公司,辽宁 沈阳110001)
[摘要]节能设计理念是鉴于资源的有限和现代工业的可持续发展需求而提出的一种现代先进设计理念,将其应用于工业建筑中有助于减少资源消耗,有助于循环利用资源,有助于提高生产效率,有助于减少腐蚀带来的损失。要做好建筑节能设计需从优化工业建筑结构、选用性能良好的节能材料、按照工业特点和生产需求进行设计、应用节能系统等四个方面进行。
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关键词 ]节能设计理念;概念;意义;应用
1前言
工业建筑是企业运行和生产产品的重要基本设施之一,也是企业工作人员从事生产活动的主要、重要的场所,其设计受到多种因素的综合影响,如日照、风向、湿度等。随着现代工业建筑质量要求的提高,工业建筑设计也适时地进行了调整,如设计时不仅要凸显建筑的实用性,还需兼顾建筑的艺术性,并体现建筑设计的人性化、科技化、智能化等[1]。在现代工业建筑设计中,许多现代先进理念被融入其中,如洁净设计理念、绿色设计理念、节能设计理念等[2]。本文以节能设计理念为研究对象,围绕节能设计理念的概念、意义及其在工业建筑设计建造过程中的应用等方面进行阐述。
2节能设计理念的概念
节能设计理念是鉴于资源的有限和现代工业的可持续发展需求而提出的一种现代先进设计理念。在现代工业建筑中,节能设计理念概念包括以下内容:设计人员在进行工业建筑设计时,需考虑采用其他途径尽量减少投入使用的工业建筑能源资源的损耗,如使用太阳能、风能等,需考虑尽量减少工业建筑工程中的能源资源的损耗。
3采用节能设计理念的意义
我国当前许多工业建筑均存在高能耗问题,造成了资源的浪费和环境的污染。工业建筑施工和使用过程中均会消耗大量能源,因此在设计过程中需进行节能设计。将节能设计理念应用于工业建筑中,具有重要意义。
3.1有助于减少资源消耗
工业建筑施工建设和投入使用过程中,如果能够采用节能技术,尽可能合理地配置和使用能源资源,最大程度地提高能源的有效利用率,就可减少能耗,可以较少的能耗获取更高的经济和社会效益;或者能够理性面对市场上的能源危机,充分了解市场上能源价格的变动,以较低价格购买足够的能源,即可降低生产成本,以低于市场成本水平的实际成本达到与市场水平持平或超越市场水平的建设目的,从而减少资源消耗[3]。可见,合理的节能设计有助于减少资源消耗。
3.2有助于循环利用资源
工业建筑需要资源的支持,传统的工业建筑过程和建筑使用过程中并未考虑资源循环利用的问题,未设计资源循环再利用环节,使得许多可再利用的资源被白白浪费掉。而现代工业建筑的节能设计理念中则会充分考虑建筑建设和使用过程的能耗、热损失等问题,并会根据建筑周围的环境设计理想的节能生产和使用模式,尽量实现资源的高效初利用和高效循环再利用,从整体上降低能耗。
3.3有助于提高生产效率
工业建筑的外围是导致工业建筑热量损失的重要因素之一,而在节能理念下,可在工业建筑中采用高效保温隔热材料降低建筑墙体、屋顶、地基等结构的传热系数,减少热损失,提高效能;而采用高效保温隔热材料还能降低生产机械设备的运行强度,降低生产机械设备的损坏风险,最大程度延长机械设备的使用寿命和维持机械设备的使用性能和使用效率良好,以减少机械设备的维修养护次数,提高生产效率[4]。
3.4有助于减少腐蚀带来的损失
在工业建筑建设和使用过程中,建筑及其相关设备不可避免地面临着来自外界的腐蚀,如生锈腐蚀、酸腐蚀等,因此在工业建筑设计阶段需对建筑及其相关设备的防腐蚀能力引起足够重视,采取一定的处理措施提高建筑及其相关设备的防腐蚀能力,尽可能严惩建筑及其相关设备的使用寿命。在节能设计理念中,工业建筑的设计人员会通过控制空调的降温面积和室内温度来减少能耗和资源浪费,而这种做法也避免使用了大面积、大空间采暖和全空调,降低了机械设备生锈腐蚀的风险;此外设计人员会考虑通过自然通风来保持室内的生产环境,将工业生产过程中散发的大量热气、湿气和腐蚀性气体排出,以减少热气、湿气和腐蚀性气体对建筑本身和建筑被其他机械设备的腐蚀。
4节能设计理念在工业建筑中的应用
4.1应用节能系统
热损失是建筑能量消耗的重要原因之一,因此在进行工业建筑设计时,需注意控制和减少建筑内部外围的热能消耗。常见的控制和较少热能消耗的系统是由内墙保暖系统、外墙保暖系统等组成的保暖系统,具体保暖结构如屋面板、保温墙等。该系统中保暖结构在夏、冬两季协调供热,为工业生产创造并维持着良好的环境。
4.2按照工业特点和生产需求设计
只有根据工业特点进行工业建筑设计,才能确保工业建筑具备完整的生产条件,才能保证工业生产的安全性;而只有根据工业生产需求设计工业建筑,才能保证工业建筑具有良好的实用性,才能有针对性地进行节能设计,使节能设计真正发挥功效。例如在进行建筑设计时,设计人员应充分考虑工作人员、操作工具如运输工具活动的高度,努力让工作人员感到舒适;如果生产过程中工业建筑内部具有较大的湿气,并含有一定腐蚀性介质,在设计建筑时避免使用孔隙率和吸水率大的保温材料,以免腐蚀建筑本身及相关机械设备,降低建筑本身及相关机械设备的使用寿命,造成资源浪费。
4.3选用性能良好的节能材料
在进行建筑节能设计时,节能材料的选用是影响建筑质量和节能效果的重要环节。在传统建筑材料逐渐被淘汰的今天,轻质、高弹性、耐久性、绿色环保的节能材料得到了大众的认可和青睐,并逐渐成长为新型工业建筑材料的主力。在选择节能材料时,材料的用途、建筑的设计特点等应是主要考虑因素之一。如为了获得理想的通风条件,设计时应适当调整窗墙比,将窗墙比控制在20%—35%之间,而为了配合建筑结构特点通风效果,选择外墙用节能材料时,材料的厚度需能够减少热量损失,并能够保持良好的通风效果。
4.4优化工业建筑结构
优化工业建筑结构是实现节能理念的重要措施,在优化建筑结构时,缩小开窗面积是获取良好节能效果的手段之一,因为性能不同的外窗具有不同的传热系数,在传热系数固定不变的情况下,控制外窗面积是提高门窗气密性和减少热损失的有效方法。一般情况下,北向和东向的窗墙比应低于20%,西向窗墙比应低于30%,而南向窗墙比应低于35%;而建筑外墙门窗的气密性应在4级以上,而玻璃幕墙门窗的气密性则应在3级以上,这样才能较好地实现工业建筑节能[5]。
5结 语
工业建筑的节能设计有助于减少资源消耗和减少腐蚀带来的损失,更有助于循环利用资源和提高生产效率,是符合当下能源资源紧缺的国情和工业建筑持续发展需求的一种举措,势必是现代工业建筑设计的发展趋势。要做好建筑节能设计,不仅要兼顾建筑周围环境、气象水文、施工技术等基本因素,还需综合考虑工业建筑结构、节能材料、工业特点、生产需求、节能系统等因素。只有这样,才能设计出切实可行的节能方案,节能设计才能真正发挥效用。
参考文献:
[1]吴健男.绿色节能设计在工业建筑设计中的应用探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2013(13):2-3.
[2]谢东文.绿色建筑设计理念在工业建筑设计中的应用研究[J].中国信息化,2013(02):207.
[3]杨宏.工业建筑节能设计理念的应用分析[J].科技展望,2015(08):29.
摘 要:我国属于能源分布不均衡与能源利用率较低国家, 能源状况充分反映了能源发展中存在的问题,以及在建筑行业开展建筑节能的必要性。本文探讨了民用建筑设计理念中贯穿节能思路,探讨了节能技术与可再生能源在民用建筑整体环保节能的可行性和有效途径,从而为民用建筑的整体节能环保提供了示范作用。
关键词:民用建筑节能设计
Abstract: In China, its energy distribution is imbalance and energy efficiency is low, which full reflects the problems of energy development and the importance of developing building energy efficiency in building industry. This paper discusses penetrating the energy saving idea into the civil building design concept, and the feasibility and effective ways to apply the energy saving technology and the renewable energy in entire energy conservation and environmental protection of civil building, providing exemplary role for the entire energy conservation and environmental protectionof civil building.
Key words: civil building; design for energy efficiency
当前,能源问题已成为世界各国制约经济和社会发展的重要因素。节约资源不仅仅是简单的经济问题,而是全社会的问题,已经提升到了十分重要的战略位置。在现代社会高速发展的进程中,能源一直是社会发展的重要物质基础,因而节约能源问题应得到各行各业的高度重视,应当成为全社会共同关注、共同努力的问题。
一、我国当前民用建筑设计节能方面存在的问题
1.1 当前采用的一些节能技术与设计思路缺乏系统性
目前的节能建筑大都是由开发商和设计院找到一些节能的技术进行拼装, 缺乏系统性。一是体现在片面照搬国外技术而不考虑本地实际条件, 如对于某些日照时数少的地区, 盲目推广太阳能设备, 造成设备闲置; 二是不算经济账,不考虑成本效益原则盲目推广节能技术, 如在地质条件较差的地区, 打超深井安装地暖, 造成成本超支; 三是适合高层建筑的节能建筑体系目前发展不够成熟, 外墙表面的材质选用, 保温材料、 防火以及施工和检测的配套技术在这方面都缺乏研究。 如有的外墙处理技术虽然保温性好, 但存在寿命短、 防火性能差、 外装饰受外界影响大等缺陷。
1.2 现有民用建筑节能标准规范的科学性不足
从我国目前已经制定的 《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》 、 《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》 、 《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》 等节能设计标准以及其他配套标准看, 一是节能标准规范覆盖面过窄, 由于我国各地特殊的气候地理条件, 这些标准远不能满足各种地理气候条件下的各种建筑的需要, 有些标准往往只能适应有限的几个地区; 二是节能标准规范的制定缺乏整体规划, 其中强制性条款和推荐使用的内容界定不够科学。 究其原因, 主要是我国的建筑节能工作起步较晚,之前一直认识不足, 科研投入不足, 使建筑节能技术研究不足,成果不多, 投入生产的科研成果更是少之又少, 导致节能标准规范的制定缺乏科学依据。
1.3 现有民用建筑节能标准与规定未完全落到实处
自 2001 年我国实施住宅和公共建筑节能的国家标准以来,据建设部对 2000-2004 年民用建筑节能设计标准实施情况的调查, 按当时在全国抽查的 3000 多个已建和在建项目计, 设计阶段大概有50%左右的项目没有按民用建筑节能标准区设计,在施工阶段大概只有23%左右的项目符合标准。2005 年,在设计阶段时是53%,在施工阶段时是25%。2007 年专项检查的结果是:在设计阶段已经达到了 97%,在施工阶段达到了 71%。 目前仍有近1/3的建筑未按节能标准建造。随着工作力度的加大, 尽管这个比例在逐年提高, 但是差距还是存在的。从执行情况看, 项目在审批时, 往往没有真正做到对项目可行性计划书中是否包括有关建筑节能设计标准内容条款进行严格审查, 使得一些不合节能设计标准要求的设计得到录用。这里说明的问题是, 节能理念与技术,在设计阶段与执行阶段,都存在着一个有待逐步发展与完善的空间。
此外, 社会建筑节能意识还不强,人民群众对节能建筑的重要性、 紧迫性还认识不够, 建筑节能市场机制尚未形成。 节能法规的配套政策未完全建立, 税收优惠政策难以落实。部分地方对政府办公建筑和大型公共建筑节能管理薄弱。行政监管留有死角,规划审查把关不到位, 节能设计变更随意性较大。
二、在民用建筑设计与规划中贯穿节能理念的思路
2.1 建筑总体布局设计的节能理念
总体布局设计是每个方案设计的起始点,是建筑设计的重中之重, 关系到整个建筑功能使用方便与否的关键,在建筑节能设计方面同样如此。 总体布局设计应从建筑选址、 分区、 建筑和道路布局走向、 建筑方位朝向、 建筑体型、 建筑间距冬季季风主导方向、 太阳辐射、 建筑外部空间环境构成等方面进行研究。 目前建筑方案设计通常已由业主购得土地,其周边道路、 环境等情况大多已经被限定, 单体建筑的选址和主要开口方向往往建筑师无法控制。在此约束条件下, 建筑师应因势利导, 考虑建筑的体量、 朝向、入口方式等方面。比如: 设计中建筑开口应充分避开冬季主导风向, 利用夏季凉爽时段的自然通风; 建筑主体朝向应充分利用冬季日照, 夏季避免引起东西晒和眩光; 入口不利条件可以用照壁、门斗等改善。以优化建筑的微气候环境, 利于节能。总之, 尽一切可能给建筑设计一个有利于节能的高起点。
我国在机械制造产业的飞速发展的同时就已经在我国的工业发展的进程中占有了极为重要的地位,加之计算机的不断发展与优化,使得机械制造业汲取了计算机集成技术中的精华,使其逐渐的实现了自动化的全面生产,完成了机器与计算机之间的完美的组合。目前,自动化的机械制造在工业生产中得到了空前的发展,使之可以更好、更快、更安全的为生产服务,而且它的出现更是社会发展速度与效率的体现。但是,我们不能够否定的是我国的机械自动化生产技术仍处在初级阶段,虽然已取得了较为不错的成绩,但想要发展就必须全面的考虑发展因素。其次,相比较其他发达国家来说,我国的机械制造的自动化产业的起步比较晚,在许多方面还不是足够的成熟,所以仍然拥有着更为广阔的发展空间,因此,难免会面临产品品质不足和技术滞后的局面。
2.机械制造和自动化利用节能设计的优势
通过在机械制造中对节能设计的引用,可以达到节约资源的目的。节能设计也可以理解为对环境维护的设计、生态保护的设计等。其内涵主要在于对机械产品进行制造时可以实现对各种资源的循环利用,从而减小对环境的污染。对机械产品进行设计时,要满足可拆装、可回收的相关要求。对传统产品的制造一般是从其功能、寿命等基本的属性方面来进行考虑,在进行对产品的设计和开发时,应首先了解市场的情况,并对其进行分析,然后在根据图纸的设计来制定方案。此外,还应该对其设计理念及方案进行不断的修改、审定,通过之后才能够真正的对其进行生产。而且传统机械制造的设计理念使得其制造与设计的时间都相对较长,且产品的可拆装难度较大,对资源的回收也较为困难,有的产品报废后无法进行回收利用,因此就造成了资源、能源的大量浪费,甚至更为严重的还会对环境造成重度污染。因此,相关企业要不断的对节能减排的设计理念进行宣传和推广,充分合理的利用资源,使资源得到科学合理、有效的利用,提高废物的回收率,从而实现资源的可持续发展。
3.节能理念在机械设计中的应用
前期设计方案的制定是机械设计中最关键的环节,而且对机械的设计要将节能的理念融入于对其产品的设计之中,要把先进的理念和技术当做主要的依托,并且要与自然环境相适应,从而减少资源的消耗量,实现能源的可持续发展。要想让以上的节能设计要求得到满足,就应该从以下几个方面来完成对其的设计。
3.1对节能机械产品成本进行分析
在进行机械产品制造时,首先要将前期的设立工作做好,尤其是在产品的初期,必须把对资源的回收再利用融入到设计中,从而达到节约资源、减少能源浪费的目的。所以,在对节能设计理念下机械产品的成本进行分析时,应注意的是要将产品的回收再利用、污染的处理和替代材料等因素充分考虑,并将其带入到设计中,以保证可以更好的制造出节能的机械产品。
3.2可拆装再使用机械产品设计研究
我们可以通过对拆装项进行合理的调整,从而满足整个设计的节能要求。要想节约成本和降低对资源的浪费,就需要对回收性以及拆装性进行考虑,同时还需要将这两方面考虑的比例进行合理的增加,从而让机械制造实现对资源进行充分利用,使其更大程度上实现节能的设计。
3.3完善节能机械的设计数据库
完善的数据库可以实现对数据的优先分析,增强数据的掌握力度,设计人员可以在数据库里将其制造时所需的全部数据做好相应的备份,从而完成对数据的分析与整理,这样不仅可以将设计的成本和资源的利用程度用数据体现出来,还可以有效的对其进行控制,并将此当作节能设计的基础。
4.完善节能加工的工艺
4.1完善现有的产品结构
越是结构简单的机器,对设计零件的要求也就会越少,它在制造过程中对能源的消耗也就越少。零件的形状对其制造过程中的耗能也存在着重要的影响,所以,在对产品进行设计时,不仅要保证产品的性能,还要减少对零件的使用,不断的对产品的结构进行优化与完善。
4.2根据工作环境的不同来选择加工的工艺
在进行单个零件加工时,要充分考虑其现场设施的匹配,比如在进行零件锻压时的方式有多种,包括:热锻压、温锻压、冷锻压等。其中,热锻压相比于温锻压和冷锻压来说,它对能源的利用效率最低,但是冷锻压要比热锻压和温锻压对环境带来的危害相对较高,所以综合来看应该多使用温锻压工艺。
4.3对工艺流程要进行合理安排
在进行节能设计时,要对其工序进行合理的调整,对其所用的工艺方法要进行有效的优化,这样才可以更好的实现目标。比如对冷轧薄板进行生产时,由于冷轧时钢板需要经过塑性的作用对其变形,所以必须要通过退火处理之后才可以进行繁杂成行的加工。而且在加工的环节中必须对所有工序的环保功能进行优化,从而最大化的增强能源利用率。
5.选用环保材料
5.1采用可回收和可再生的资源
在进行对机械制造和自动化技术选材时,要遵循可回收、可再生、易分解的原则,因为这类材料的使用不仅可以降低对污染物的排放,还可以减小对环境的污染。除此之外,必须严禁对有毒材料的使用,应该扩大对环保材料的使用范围,提高资源循环利用的效率。
5.2对处理污染成本的思考
在进行对机械制造和自动化的设计过程中,还应该考虑对报废零件处理的成本.因此,为减少成本的耗费,可以采用一些综合成本较低而且还环保的材料,而且要尽量的减少对含有氟利昂、树脂、氟橡胶、石棉等材料的使用。
关键词:工业建筑;节能减排;方法策略
传统工业建筑,产生噪声,污染空气、水资源的同时,也大大的缩短了建筑本身的使用寿命,对劳动者的身心健康产生不利影响,绿色节能环保建筑设计理念的宗旨是节约能源、土地、水资源、建材,将体现以人为本,与自然和谐共生的理念融入工业建筑设计是工业建筑技术的趋势。
1 节能意识的提升
我国设计行业目前对于居住建筑及公共建筑均有着统一的国家设计标准及地方设计标准,但是对于工业建筑却始终没有一个全国统一的设计标准,很多地方的工业建筑设计根本没有考虑节能设计,即使设计人员参照民用建筑节能设计标准进行了节能设计,由于没有统一的标准和要求,建设单位在施工时也可能不会采取节能措施,这些都主要归于人们是否对工业建筑具有节能意识。工业建筑是指从事工业生产及为生产服务的各类建筑物及构筑物的总称,它们是根据生产工艺流程和机械设备的布置要求而设计的。因此相对于居住建筑及公共建筑来说,工业建筑不仅在外形及体量上与民用建筑具有很大差异,而且功能使用要求上也不同,如果采用跟民用建筑相同的节能设计标准设计,不仅使建设成本增加,还会浪费能源,损失将会是巨大的。反之,如果不考虑节能设计,在工业建筑建设中,看似缩减了一次性投资,但是在工业建筑的使用过程中,能源消耗的损失数量和废弃物排放的数量也是无法估量的,综合比较也并不经济。因此,提升节能意识,制定和推广工业建筑的节能设计标准已变得十分必要。
2 工业建筑外部环境的节能措施
2.1 合理地对建筑的外在环境进行考虑、设计
建筑分布以及选址设计在建筑外部环境节能上是需要第一位考虑的。获得更多日照以及避开风口是工业与民用建筑施工的基础,但是,工艺设备方面的布局和选址却是影响工业建筑建造的主要因素,工业建筑外部环境以及工业耗能量的多少也由其决定。所以,应充分的了解建设地段的地理位置、地貌、地形、气候类型、水文及其他自然环境特点,一切从实际出发,使建筑设计方案与能耗节能紧密联系在一起,在工业建筑的科学布局、选址上进行一系列的合理考虑,而这也是工业建筑节能工作的首要步骤。
2.2 剖析建筑的外形和空间结构
建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值,就是我们所说的建筑物体形系数。体形系数越小,建筑空间构造就越合理、科学,规划布局也就越整齐。所以,使建筑物的体形系数控制在合理范围,并使建筑功能满足各方面要求,成了建筑节能工作的重要目标。还需要注意的一点就是,工业建筑的节能设计要与工艺、暖通及其他专业密切配合,建筑设计师不仅要依据生产工艺需要,了解厂房周围环境,合理选取厂房的位置,还要配合暖通专业,为其提供建筑物室内供暖以及空气调节的温度限度值,使其进行合理的供暖及空调设计。
3 节能工作里的单体建筑
3.1 从建筑的立面、平面看工业建筑的节能
建筑设计师也应该立面和平面的设计创作统一考虑。在满足工艺设计要求及防火设计要求的基础上,将立面设计和外门窗朝向、门窗数量以及外墙厚度等完美地结合在一起。这样,既可以降低能源消耗量,又使得建筑物的外立面设计得到优化。相比于其他维护结构部分,门窗部位的传热消耗最大,所以在门窗的设计上,应在满足通风、采光等条件下,严格控制窗墙面积比,依照建筑设计标准,科学地设计出建筑立面。建筑设计师应将外立面设计与节能设计结合起来,在使建筑物能源消耗合理的前提下,将建筑外立面设计的新颖、活泼,具有现代气息。
3.2 从外墙设计看工业建筑节能
由于外墙面积在外部围护构造里占有的比例最重,所以,工业建筑能源消耗的主要部分来自于建筑物外墙的热消耗。原因在于,建筑物的外墙体如果传热系数较大,就会带来一定程度的能源消耗。所以,建筑物节能设计工作的核心是外墙的保温隔热设计是否合理。由于大多数工业厂房的特点是跨度较大,层高较高,且层数不多,多为一~二层,所以,其结构形式大多数为钢筋混凝土框架结构,因此建筑物外墙材料一般采用轻集料混凝土砌块,设计时应尽可能采用导热系数较小的砌块材料,保温采用外墙外保温形式,保温材料也尽可能采用导热系数较小的新型环保保温材料,使外墙的传热系数满足外墙节能设计要求。
3.3 从门窗设计看工业建筑节能
在建筑物的外部围护构造里,门与窗成了重要的耗能因素。在建筑物构造中,门窗的热能源消耗就达到了40~50%,这是建筑节能工作需要考虑的重要环节。夏天的光照以及冬天的风雪主要从建筑物的门窗进入,门窗若具有良好的密封性能,那么建筑物的节能工作就可以得到提升。总的来讲,相比较于墙的导热程度,窗户的导热系数明显要高许多,所以,建筑物节能成果很大程度上是由门窗设计是否合理决定的。门窗的抗风压、水密性、气密性、传热系数、采光性能等各项指标均应满足国家标准,使外门窗的传热系数满足节能设计要求。
3.4 从屋面设计看建筑节能
建筑物最顶层四季舒适度的核心在于屋面的隔热保温功能。当前工业建筑厂房一般是一层或两层,在护结构中,屋面占着很大的面积比值,所以,屋面的节能设计工作显得愈加关键。屋面的节能设计重点在于:首先吸水性强的材料不应选择用于屋面的保温设计层,因为屋面保温层吸入大量水分会极大程度地削弱保温材料的保温功效,并且还会增加屋面荷载,甚至破坏屋面及建筑物;其次,导热系数大或容重大的材料也不应选择,这样可以减低屋面传热系数,并且增大屋面荷载;第三,大跨度的工业厂房尽量采用结构找坡,可以省去找坡层,减少屋面荷载。屋面采用轻质、高效、防水的保温材料,使屋面的传热系数满足屋面节能设计要求。
3.5 “以人为本”创建环保节能工业建筑
将节能环保和追求自然舒适环境相结合,建筑设计师应在工业建筑设计中加入绿色环保理念。工业建筑由于生产工艺特殊性,在生产过程中会涉及大量的用水、用电、用煤,用气等能源使用,也可能产生污染,对周边环境造成不利影响,如果想要减少污染物的排放,一定要做到节能减排。节能和减排是互为联系密不可分的,设计源头上做到节能、节材,生产过程中才能做到减排、保护环境。节能减排使生产企业节约能耗,降低成本,也让使用者在一个良好舒适的环境中工作,身心愉悦,劳动积极性和工作热情会被调动起来,企业生产效率会大大提升,产品的品质也会相应提高,为企业带来更多的经济效益。对此,工业建筑的节能设计功不可没。
4 总 结
经济的高速发展、人类社会文明的进步,使得工业建筑设施的投入在飞速增长的同时,工业能源消耗量也在急剧增加。
在这样的情况下,每一个人都需要有节能意识,作为建筑设计师的我们更有责任有义务做好工业建筑的节能设计工作。“节能环保,人人有责”,从现在开始,每一项节能设计都需要投入精力,与国家对社会、企业的相关节能政策相符合,使节能技术水平得到提升,设计出自然优美、经济环保的工业建筑,使我国在工业建筑节能这一领域取得显著的突破。
参考文献
[1]童伟.绿色建筑设计理念在工业建筑设计中的体现[J].建材技术与应用,2012(3).
关键字:绿色建筑;建筑节能;节能设计
Abstract: With the development of and demand for housing, housing construction is being carried out, the development of green building is the process of construction of ecological civilization and the study and practice the scientific concept of development. I combine years of work experience, the article describes the basic content of the green building, the full implementation of the concept of building energy efficiency in building design, how to achieve building energy efficiency through building design.
Keywords: green buildings; building energy efficiency; energy efficient design
引言
随着全球能源问题的日益严峻,可持续发展理念在国内的推广,建筑节能设计越来越引起我国广大建筑工作者的重视。许多发达国家先进的建筑节能理念、技术、材料,以及应用成果被介绍到国内,向人们展示了通过优秀设计和高新科技相结合所创造的优雅、舒适且节能环保的新型建筑发展前景。
1.绿色建筑的基本内容
1.1绿色建筑的概念
绿色建筑是指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。基本归纳为:减轻建筑对环境的负荷;提供安全、健康、舒适性良好的生活空间;与自然环境亲和,做到人及建筑与环境的和谐共处、永续发展。
1.2绿色建筑设计的主要任务
确保使用者的健康,要保证室内空气质量、热环境、噪音和电磁场辐射等因素对人的影响;设计中尽可能地采用低毒或无毒材料;选择材料、建筑系统和机械系统时尽量减少木制品、地毯、涂料、密封膏、织物等潜在的对健康不利的污染物,合理组织自然通风,设置进风口和必需的出风口,引风入室;改善室内热环境,包括温度、湿度、辐射温度和气流等,提高人体舒适性;提高水质量,有条件的可以选用直饮水;合理进行自然采光,即满足人类健康的需要,又满足视觉美学的需要,同时达到节能的效果;通过改进细部设计和建造方法,以及采用吸声材料来提高建筑的隔音效果。
1.3绿色建筑设计理念
1.3.1节约资源在建筑设计、建造和建筑材料的选择中,均考虑资源的合理使用和处置。要减少资源的使用,力求使资源可再生利用。节约水资源,包括绿化的节约用水。
1.3.2节约能源充分利用太阳能,采用节能的建筑围护结构以及采暖和空调,减少采暖和空调的使用。根据自然通风的原理设置风冷系统,使建筑能够有效地利用夏季的主导风向。建筑采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局。
1.3.3回归自然绿色建筑外部要强调与周边环境相融合,和谐一致、动静互补,做到保护自然生态环境。
2.全面的建筑节能在建筑设计中的落实
2.1整体及外部环境的节能设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能降耗的目的。
2.1.1合理选址
建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时不破坏整体生态环境的平衡。建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。
2.1.2合理的外部环境设计
根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要方法为:在建筑周围合理布置树木、植被,既可有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪,从而减少空调能耗;创造人工自然环境。
2.1.3合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。蒙古包的圆形平面,圆锥形屋顶,起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果;沿海湿热地区,引入自然通风对节能非常重要,在规划布局上,通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风时也能形成通风,使自然风在其中回旋得到极好的通风效 果,达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。
3.建筑单体的节能设计
通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等,从而更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能和改善室内微气候环境的效果。
3.1建筑各部位的节能构造设计
建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外,通过对建筑各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗、梁柱等)的造型、结构、材料等方面加以进一步优化设计,充分利用建筑建筑材料自身特性的有利条件,减少能耗和改善室内微气候环境,从而达到节能的效果。具体有以下五个方面:
3.1.1屋顶的节能设计。采用坡屋顶;屋面设保温层;根据不同地区需要,设置保温隔热屋面。
3.1.2楼板的节能设计。利用其结构中空空间,以及对房间顶板的吊顶造型加以设计利用。
3.1.3建筑墙体的节能设计。墙体的建筑室内与外部空间接触面积很大,容易造成室内能量损失。墙体的节能设计,除了适应不同地区的气候条件,正常做好墙体保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在改善微气候环境条件的特殊构造上。
3.1.4建筑门窗的节能设计。据统计,我国既有的高耗能建筑中有40%的耗能是通过门窗散失的。门窗的节能设计主要考虑以下几个方面:
控制建筑不同朝向的窗墙面积比,从而减少不利朝向外窗的能量损失;设置各种形式的外遮阳;合理地组织门窗的通风换气,尽量采用自然通风,少用、不用空调通风;严寒、寒冷地区建筑的外门宜设门斗或采取其它减少冷风渗透的措施,其它地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施;选择节能性能高的建筑门窗和幕墙。
3.1.5建筑物围护结构细部的节能设计。主要考虑以下几个方面:
热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施,热桥部位主要指建筑外维护结构中热量传递较快的钢筋混凝土梁、柱、架空楼板等部位;外墙出挑构件及附墙部件均应采取隔断热桥和保温措施;窗口外侧四周墙面应进行保温处理;门窗与墙体间的缝隙采用高效保温材料填堵;门窗四周与抹灰层之间的缝隙采用保温材料和嵌缝密封膏密封,从而提高门窗间的热工性能;采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。
3.2建筑空间的合理设计
在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔,以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。
3.3建筑节能材料的应用
建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。
4绿色节能建筑应用案例
虽然绿色建筑需要比较高的技术水平,会一定的增加成本。但跟在节能环保方面的效果相比,增加的这些成本是可以忽略的。中美科技合作项目之一的科技部节能示范楼 坐落在北京玉渊潭公园南侧。它先后获得了建设部颁发的“全国绿色建筑创新奖”和美国绿色建筑协会颁发的“节能设计领先金质奖”,受到了国内外专家的一致好评。科技部节能示范楼看起来很普通,但是在其“低调”的背后,却有着一组惊人的数字:首年总节能达72.3%%;次年节能72.8%%;年节水1万吨;年节电超过90万千瓦时。据介绍,在节能楼的设计施工过程中,大量选择了绿色建筑材料,实现了由节能示范楼向绿色建筑的升级。因此,除了节能,从人居环境舒适度标准来衡量,节能示范楼在绿色技术方面也达到了国际先进水平。
结论
推广绿色建筑是当前我国建筑业的重大战略任务,全面的建筑节能是一项系统工程。在具体实践中必须由设计、施工、各级监督管理部门、开发商、运行管理部门、用户等各个环节,按照国家的节能政策和节能标准的规定,全面地、严格地采取节能措施,让我们从每一栋建筑、每一个社区、每一个城市做起,让越来越多的绿色建筑、绿色礼区、绿色城市构成我国未来希望的发展前景。
参考文献
1.《绿色建筑发展现状及其在我国的应用探讨》后勤工程学院报薛明
关键词:机械制造;自动化;节能高效设计
机械制造及自动化中的节能高效设计是机械制造及自动化的趋势和前景。为此,本文将从现阶段我国机械制造及自动化技术发展状况入手,分析机械制造及自动化研发过程中的节能化研发路径。
1现阶段我国机械制造及自动化技术发展状况
自20世纪70年代以来,中国的机械制造技术飞速发展,在我国的工业中占据越来越重要的位置。与此同时,计算机技术的发展赋予了机械制造业更多的活力。借助计算机技术,机械制造可以用更加高效、安全的方式完成设计制造过程,在计算机辅助设计的帮助下高效率和高安全性已经成为现今自动化机械制造的显著特点。不过因国内企业对于此种技术的研发与应用落后于域外发达国家,因此无论是从技术研发理念,还是技术应用情况来看,均表现出明显的不足,因而导致国内企业在此种技术的竞争方面同域外发达国家企业相比较而言毫无优势。域外发达国家在机械制造及自动化技术的研发与应用方面已经日臻完善,同时,在注重对技术的持续研发过程之中,诸多域外发达国家从事机械制造的企业已经将现代社会的节能环保意识融入其中,从而推动了此种技术开始逐步实现了向节能化与智能化的发展。对比于域外发达国家企业的技术研发方向新进展,我国同类企业在技术研发方向的把握上尚且存在较大的不足。有鉴于此,从事机械制造业务的国内企业要注重对域外发达国家同类企业的研发经验借鉴,进而通过企业国际合作以及跨国公司等形式,实现技术研发水平与技术研发工艺的升级。同时,作为政府主管部门而言,要依托政策引导的方式,敦促国内企业在技术研发过程之中融入智能化与环保化的研发理念,从而提升国内企业的市场竞争力。
2机械制造及自动化研发过程中的节能化研发路径
机械制造及自动化研发过程中,要进行节能化的研发,需要注重遴选和应用节能发动机,注重遴选节能化的技术加工工艺,同时要进行虚拟化的机械设计。
2.1注重遴选和应用节能发动机
对于大型机械而言,发动机如同其心脏。发动机的功率决定了机械的工作与运转效率。因此对于从事机械制造业务的企业而言,应当遴选和应用节能型发动机,以此实现机械工作作业中能耗与污染的降低。
2.2注重遴选节能化的技术加工工艺
从机械制造加工的角度来看,制造加工人员在技术加工工艺方面有着多种选择,不过考虑到不同工艺的能耗情况存在显著的差异,因此,制造加工人员应当在对不同加工工艺进行横向对比之后,于其中遴选节能化的技术加工工艺,如此将实现对能耗的有效控制。(1)制造加工人员应当遴选科学的加工方式。以机械零部件加工的锻压工艺为例,其中冷锻压的污染情况较为突出,而热锻压在能量转化方面表现不佳,因而温锻压技术应当成为首选。(2)制造加工人员应当注重对工艺参数的科学遴选。通过对工艺参数的科学遴选,能够有效地实现对耗材的使用。(3)制造加工人员应当注重对冷却工艺加以科学遴选。冷却液是制造加工人员在从事机械零部件制造、加工过程之中所惯常使用的材料。基于降低能耗的考虑,机械制造加工人员应当注重对零部件加工过程之中对冷却方法的创新,以便降低对冷却液的依赖。(4)制造加工人员应当注重对制造加工工序的科学安排。通过科学、合理的机械零部件制造加工工序的安排,将达到科学统筹的效果,进而缩短用于机械零部件制造加工过程之中的工时,进而达到节能的效果。
2.3进行虚拟化的机械设计
通过结合计算机技术和自动控制技术能够实现产品的模拟制造,这就是机械设计制造的虚拟化发展方向。采用虚拟化制造产品,一方面能够节约资源,通过计算机模拟制造寻找产品的缺陷,并在计算机虚拟的环境中对产品进行修整,再模拟生产,直到产品规格符合要求,再将其数据输出至生产系统,这样能够有效降低产品的次品率,提高产品的质量,降低资源的消耗,减少环境污染,对企业的发展也十分有利。采用虚拟化机械设计首先取缔了传统设计中的设计图纸和样品制造,通过此环节节省了纸资源的使用以及样品能源的浪费;在制造好虚拟样品后经历的修改环节也降低了资源浪费;最后在设计完成后,通过数据传输能够快速将设计转为生产,节省制造时间,缩短工程周期。
3结语
当前,我国的科技发展增速较为显著,然而在这个过程之中,国内的机械制造及自动化技术受限于起步较晚、制造加工工艺落后以及研发观念落后等多种原因的影响,使得国内从事机械制造加工业务的企业竞争力同域外同类企业相比存在着显著的不足。有鉴于此,国内企业应当积极借鉴域外的成功经验,将节能环保的研发制造理念应用于机械零部件的制造加工之中。
参考文献
[1]马明.机械制造与自动化设计中的节能设计理念分析[J].科技创新与应用,2015(31).
[2]张成磊,刘朝利.机械制造与自动化设计中的节能设计理念研究[J].科技风,2014(13).
[3]曹雅莉.浅析节能设计理念在机械制造与自动化中的应用[J].装备制造技术,2013(08).
关键词:低碳建筑;建筑设计;节能
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:
1 什么是低碳节能建筑设计和绿色建筑生态节能设计
1.1 低碳节能建筑设计
低碳节能建筑是指高能效,低耗能,低排放,低污染的建筑建筑体系,那么低碳节能建筑设计就是指在低能耗,低污染的环保理念下所作出的设计作品,在现代的家居设计中,低碳节能的建筑设计理念随处可见,不少消费者在选择建筑设计的时候都倾向于低碳节能的设计,可见,现代化的建筑设计是有很大市场的。
1.2 绿色建筑生态节能设计
我们都知道,世界上的资源分为两大类,一类是可再生资源,一类是不可再生资源,随着世界人口的不断增多,能源的巨大消耗成了全世界都在关注的问题,一方面,人们在可再生资源上大做文章,希望能够用可再生资源代替不可再生资源,另一方面,在不可再生资源的节能上也在不断的努力,而作为建筑行业的新的设计理念-绿色建筑,成了近几年的热门话题,绿色建筑就是指在设计,建造,利用,维修等方面减少能源的消耗,达到合理的重复利用能源,为人们打造健康的高品质生活。
2 两种节能设计对人们生活的影响
两种节能设计理念的提出,得到了人们的欢迎。确实,在现代化的生活理念的影响下,人们更多的关注生活的品质以及个人生活环境和整个生态环境的相互作用。
首先,节能设计能够大大降低能源的消耗,为我国实现节能减排做出贡献。
其次,节能设计能够给人们创造一个更加舒适安全的生活环境,满足人们高质量的生活要求。
最后,节能设计对我国能耗最大的行业,建筑业的长远发展提供的了有利的技术支持。
3 实现低碳节能建筑设计和绿色建筑生态节能设计的基本策略
3.1 低碳节能建筑设计的基本策略
3.1.1 节能与节水
一个建筑的主要部分就是维护结构,而维护结构设计的好坏,直接决定了这个建筑是否实现了低碳节能。首先,一个建筑的墙体非常重要,一般来讲,如果在墙体的衔接处的防水工作做得非常完善的话,那么墙体的保暖性就好,进而热能的消耗就会降低,因此,在现代化的建筑设计上,新型的环保节能的材料的运用非常必要。
3.1.2 运用空心砖
实际上,很多地区的建筑设计都已经在用空心砖,空心砖本身的特点就是质量轻,但是称重的效果好,在建筑中利用,不仅可以增加建筑中的空气流通,还能实现低碳环保,很多人在担心,采用空心砖的建筑会不会保暖效果不好,这种担心大可不必,因为空心砖正是因为自身的空洞,反倒加快了空气的流通,增强了建筑的稳定性。
3.1.3 对现有的建筑进行低碳节能的改造
上文我们提到过,低碳节能的建筑设计不仅仅集中在新建筑的设计上,还应该包括对旧有的建筑的节能的改造,例如,在北方的冬天,通常会实施采暖,但是由于我国的建筑本身存在保温层的厚度不够的问题,因此大量的暖气在进入建筑后会流失,造成了不必要的浪费,更是加剧了能源的消耗,因此,在对旧有的建筑进行改造时,主要的方法就是将保温层加厚,减少暖气的流失,实现低碳节能的生活理念。
3.2 绿色建筑生态节能设计的基本策略
3.2.1 利用可再生资源
在能源消耗迅速的今天,如何能够实现绿色节能的建筑理念就成了一个重要的话题,因此,可再生资源的充分利用就被提上了日程。当不可再生资源越来越少时,我们确实需要思考,如何才能降低不可再生资源的消耗速度,所以,科学合理的利用可再生资源,不仅能够解决不可再生资源的紧缺问题,还能够保证人们生活的可持续发展,所以,在能源消耗巨大的建筑行业,我们要更加提倡可再生资源的利用。
3.2.2 将建筑与绿化完美结合
绿色植物一直是人们所喜爱的东西,并且,绿色植物在给人们生活带来美感的同时,还可以给人们的生活提供一个健康的环境,因此,很多现代的建筑在设计上越来越多的提倡将绿化和建筑结合,一般来讲,绿化主要包括屋顶绿化,外墙绿化和室内绿化,只是在高层的写字楼中可以看见,所以,我们提倡绿色与建筑相结合,一个舒适的生活环境,实现绿色节能的建筑理念。
3.2.3 保温层的改善
保温层即我们通常所说的维护结构,实现绿色节能,维护结构也是一个方面,当然,这也是我国在建筑设计中存在的一个普遍的问题。根据国际上的标准,越是寒冷的地方,维护结构的保温效果要求就越高,即要求维护结构的传热系数越低,从实际来看,我国的问题就在于,传热系数过高,有相当一部分的热能白白消耗掉了,所以,维护结构的改善成为重中之重。我们应该根据不同地区的气候情况选择不同的建筑材料,例如,在我国北方地区,冬天天气干燥寒冷,对于建筑材料的要求就是保温的性能要好,在干燥的气候中不发生断裂,而在像夏天的炎热的季节中,能够在保证室内的透气性的同时更好地抵挡阳光的辐射。所以,在维护结构的改善上,新型材料的运用是重点。
3.2.4 建筑保温方案
通过对建筑进行保温设计是减小建筑能源耗散的主要措施。为了达到建筑的低碳理念,常见的建筑绿色设计的保温方案如下:
(1)采取单一材料的保温设计方案。这种设计方案所采用的保温材料,其保温性能比较高;由于其保温材料不起承重作用,可选择的灵活性比较大。例如加气混凝土砌块墙体或轻型空心砌块墙体,这种保温设计适合非承重结构的填充墙保温要求。(2)承载材料和保温材料相结合的保温设计方案。这种方案特点是构造比较简单,施工也很方便。在保温材料方面应选取导热系数比较小,材料强度又要满足承载要求,同时又要有足够的耐久性。例如,钢筋混凝土墙体或砌体结构墙体,内侧做水泥珍珠岩砂浆保温层,再做2mm厚的纸筋灰罩面装饰层。这种保温设计,可适合外墙承载结构的墙体保温。(3)混合做法的保温设计方案。对于单独采用某一种构造做法仍不能满足保温要求时,或者为了要满足建筑保温要求而造成技术经济上不合理时,可采用混合做法的保温设计方案。既有实体材料的保温层,又有封闭空气间层和承载结构的外墙,其具有较好的保温性能,尤其重点应用于在热工要求较高的建筑物外墙中。(4)预制外墙板间连接节点的保温设计。考虑到护墙板的保温要求,对于预制外墙板在板厚度的中部加设50~100mm厚度的高热阻保温材料,可有效地解决外墙板的主体部分的保温问题。但在相邻两块预制外墙板的连接节点处,由于现场处理结构连接的需要,此处不可能做成具有保温功能的复合墙板形式,对于这种节点连接处较易形成“冷桥”,必须在现场对其进行特殊的保温构造处理。(5)墙体常见传热异常部位的保温设计。建筑中的钢筋混凝土梁、过梁等构件,较易形成“冷桥”。为了避免这些“冷桥”部位散失过多的室内热量以及其内表面可能出现的结露现象,应在这些部位采取局部保温构造措施。
【关键字】:节能 理念 住宅 设计
中图分类号:TE08文献标识码: A 文章编号:
前言:房屋住宅是人类步入文明时代的必然产物,人类处于不同的历史发展阶段,房屋住宅设计理念也有很大差异。近年来,随着我国社会经济的快速发展,我国的城市化进程呈现加快的趋势,全国各地大兴房屋住宅工程建设,不断兴建出质量更高、功能更强,配套设施更加完善的特色住宅,满足了人民的住宅需求,同时也促进了社会经济的进一步发展。伴随着房屋住宅建设的发展,我国的能源正面临逐步枯竭的窘境,亟需社会各方面特别是房屋住宅的节能建设,在这种形势下,建设具有节能理念和功效的房屋住宅势在必行。
一、开展节能环保房屋住宅建设的必要性
近年来,随着我国国民经济的飞速发展,我国各项工程建设正如火如荼地展开,并使我国一度成为世界上新建建筑量最大的国家。据相关统计数据表明,我国每年新建的建筑面积(含住宅)达20亿平方米,直接消耗掉全世界近一半的水泥和刚才;同时,我国每年产生数以亿吨计的建筑垃圾,在带来能源巨大消耗的同时对我国的生态环境造成了严重破坏。长期以来,虽然我国的建筑面积规模大,能源消耗高,但是我国的房屋建设能源利用率低,土地、建材和能源出现严重短缺,环境污染呈现日益严重的局面。面临严峻的能源形势,随着国家和人民节能环保意识的逐步提高,节能理念已然成为当前房屋住宅设计绕不开的话题,节能建筑越来越被国家重视,节能理念越来越被人提倡。
众所周知,房屋住宅是耗能大户,不仅表现在住宅建设的原材料消耗上,在后期的使用能耗上更为明显。在严峻的能源短缺形势下,国家提出了科学发展观,要求人与自然科学、协调、可持续发展,能源节约上升到了国家战略层次上,住宅建设是耗能大户,理所当然地受到国家的重视,科学地提出了节能环保的新理念。
在住宅中开展环保节能理念建设要求我们必须充分运用自然界赋予我们的光照、水资源等再生能源,尽力在住宅设计中融入节水、节电措施,开创我国住宅设计技能环保理念的新方向。住宅设计中高度重视节能环保理念,使能源能够得到科学、合理的运用,有利于缓解我国能源紧张的局面,解决社会发展与资源短缺的矛盾,同时也是新时代下构建资源节约型、环境友好型社会的必然要求。
二、当前,我国房屋住宅设计和建设的现状
近年来,我国经济社会取得巨大成就,城市化进程的逐步加快对住宅需求日益旺盛,因而全国各地大兴土木实施住宅建设。但是我国的诸多房屋住宅在规划设计环节中过多注重住宅的气派造型,同时过分追求与住宅相配套的设施建设和环境绿化,忽视了住宅建设与周边环境的和谐性,没有充分融入当地的社会、地理、人文、交通等因素。突出表现为:首先,过度追求房屋住宅的外观性,忽略了房屋住宅最佳的建造位置和朝向,导致采光和通风效果不理想,存在这种情况的住宅只能依靠住宅的电力照明和电器设备通风,造成长期的电力浪费,不符合节能型住宅设计理念;其次,由于房屋住宅设计是一项较为复杂的系统工程,房屋住宅在节能理念上的不合理,节能设计考虑不够周全,容易导致住宅出现严重的安全隐患,同时还达不到预期的节能效果。自改革开放初期,我国就一直提倡建筑节能建设,但是纵观我国现代住宅的设计和建设状况,节能理念显然没有被贯彻和落实。
近年来,随着我国城市化进程的加快,为了更快地满足人们的住房需求,加之大型住宅节能理念建设耗时、耗力,房屋建造商们只为住宅建设的量而忽视了住宅节能理念下的质,同时,在节能理念下的住宅设计与国外的先进水平相比还存在较大差距。
三、基于节能理念下的住宅设计方法
笔者认为节能理念下的住宅设计因每个国家和地区的差异性而有所不同,因而,节能住宅设计一定要根据本地的实际条件和因素而确定,具体考虑到周边的土地、日照、建材等因素,科学、合理地按照节能理念的要求开展住宅建设,具体来讲应该从以下几方面入手:注重整体上的节能规划;在建筑单体设计上多下工夫;重视建筑设备的设计;下面笔者将详细分析以上三大住宅节能要素,使我国住宅建筑节能事业获得更好的发展。
1.高度重视住宅整体节能规划;众所周知,科学、合理的规划能够使住宅收获良好的建设效果,住宅的节能理念设计更是设计到住宅的方方面面,只有在规划上做足节能设计理念的功课,才可能真正在建设施工中将节能理念和要素融入到住宅之中。因此,我们一定要做好住宅建设的总体节能规划,具体要强化以下几点:
1.1科学的住宅选址;住宅选择在什么地方进行建造可是一门很深的学问,如果这里选择措施,那么住宅节能也就无从谈起。基于笔者的经验,住宅的选址一定要尽量选择在光照好,通风性强的地段,这样就可以避免因为光照不足或者通风问题造成住宅依靠电器设备来弥补的现象,切实起到节约能源的作用。
1.2正确的朝向;这里所谓的正确朝向是基于春夏秋冬各种因素综合评估确定的,具体来讲就是在夏天住宅不要直接暴露在炎热的太阳下,并且通风条件一定要好;冬天,住宅能够获得适当的光照,但不能直接面临寒风的侵袭,综合这些因素确定住宅朝向,是住宅获得良好的适住性和舒适的体验,寒冬和酷暑不再总是依靠暖气和空调渡过,节能理念的住宅才能真正实现。
1.3住宅间保持科学合理的间距;阳光对于一个人的心理因素影响巨大,在这里它不仅仅是热源,更是心理“阳关”的象征,因此我们居住的住宅一定能够经常邂逅阳光。对于排式的住宅群,在规划建设是一定要依据当地的地理环境(主要是当地的太阳高度角)确定每一排住宅间的合理间距,保证每栋住宅都能获得良好的采光效果。
2.住宅的单体设计因素;在进行单体住宅建设时要充分考虑住宅需要建造的外观形态,以及具体的开窗方式,保证空气的对流,降低因为通风问题造成的空调电能消耗。同时要按照节能的标准选择住宅窗与墙的比列,有条件的地方还可以运用活动或者固定的遮阳方式,阻挡或减少太阳辐射的影响。
2.1重视住宅围护结构材料的选择和布局。众所周知,住宅外部的保温材料能够起到隔热和保温的效果,对于住宅温度的稳定性和舒适性具有重要作用,因此在材料选择上一定要多花心思,采用高新技术的纳米透明隔热涂层,既能保持住宅良好的采光性,又能使住宅隔热,保持温度的恒定,又不会造成能源的浪费,不失为住宅节能的好方法。
2.2重视住宅屋面和外墙的搭配。首先,我们在选择屋面保温层的时候不宜选择导热系数过高,密度太大的保温材料;其次,屋面的保温材料一定要考虑到材料自身的吸水性,同时屋面应预留排气孔,保证保温层内部的水分能够及时排除。
3.在住宅设备的选用上要充分利用太阳能设备。太阳赐予我们无尽的能源,是上天对我们的恩赐,我们的节能型住宅一定不能错过上天的这份大礼。我们在住宅的楼顶上可以架设各种太阳能设备,把太阳能转化为我们可以利用的电能或热能,降低生活中的电力消耗,为节能理念下的住宅设计打上更多节能的标签,赋予节能住宅的地位。
参考资料: