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近年来,由于节能理念深入人心。国内在建筑业也进行一定程度上的节能施工,目前国内使用的节能措施是先进行新建然后对其在进行改造,可是截止到目前,建筑施工节能依旧是一个处于刚开始发展的阶段。我国建筑业的节能现状是:新建建筑基本上都是高耗能建筑;相对于现有建筑来说,也只有一小部分采取了节能措施。我国建筑节能发展起步晚,相对比较落后。国家偏向于建筑业的发展速度而对建筑节能没有给予足够的重视,造成我国建筑施工节能工作的发展落后。造成国内建筑节能技术发展落后的只要原因有:在建筑施工过程中使用节能技术会使建筑成本高,而建筑商不愿意在前期的投入过多的资金。建筑业的工作人员缺乏建筑节能意识;节能型建材的发展迟缓以及节能施工技术发展缓慢;政府在建筑节能没有完善的法律、法规,国家相关部门也没有进行严格的监管等。
2节能技术在建筑施工中的应用
随着时代的发展,科学技术的进步,建筑行业进行节能施工也是必不可少的。使用节能技术能够减轻环境污染、有效缓解能源危机,实现可持续发展的目标。所以要在建筑施工中全面使用节能技术,提高我国建筑节能的水平。
2.1新能源在建筑施工的应用在建筑施工过程中使用可再生,丰富的新能源是节能施工的重要举措。目前,我们可以利用的最纯洁、含量最大的能源就是太阳能。在建筑施工中使用太阳能技术可以有效的减少对现有能源的消耗。在建筑物的顶部使用太阳能发电技术,将太阳能转变为电能。然后利用电池将其存储。再通过电线线路将电池接到建筑的用电设施上,就可以提供建筑物的照明所使用的电能。太阳能还可以利用在建筑物的供热与采暖方面。总的来说,在建筑上使用太阳能技术是非常的可靠安全的,并且无污染、含量多、基本上不受任何的条件限制。太阳能供电设备安装很方便,日常的维护与检修也很容易。是非常适用于建筑节能的一项施工技术。
2.2使用新型保温墙体材料建筑物在建造时,可以使用新型的保温型墙体材料比如使用加气混凝土砌块、空心砖、烧结多孔砖、实心混凝土砖等作为建筑物外墙的建筑材料。这些新型墙体材料以粉煤灰、煤矸石、石粉、炉渣、竹炭等为主要原料然后再过先进的科学技术制作而成。这些材料能够有效的提高建筑物的保温效果,起到节能作用。使用新型墙体材料,可以有效减少环境污染,节省大量的生产成本,增加房屋使用面积,减轻建筑自身重量,有利于抗震等一系列优点,其中相当一大部分品种属于绿色建材。新型建筑材料的选用和节能技术的使用是建筑施工中相当重要的一项工作。施工管理部门要提高节能施工意识,,大力的推广新型节能建材的使用。
2.3科学的对门窗进行安装能够提高建筑节能效果的方法有很多而门窗的科学安装也是其中一项重要的措施。在对门窗进行安装时一定要注意一下几个方面:一定选择质量合格的门窗,要对门窗相关的性能与参数进行检测指标。在对门窗框进行安装时要严格检查对框的角是否垂直。对于严重变形、缝隙过大等不达标的门窗要禁止安装。在扇与扇、框与扇之间要安装密封条,可以有效的解决透气与渗水的问题,在门窗框的周围等交接处用水泥胶砂进行严密处理,这样同样防止渗水与透气。
2.4改善工艺,减少建材浪费建筑行业在不停的发展,层出不穷的施工工艺与技术可以有效的提高施工效率的提高。改善施工工艺,,不但能够使建筑施工的技术水平得到提高,而且可以减少建筑能源的使用。例如使用旧的施工技术时,连接钢筋的方式是搭接。这种施工技术导致钢筋的使用量非常大,造成不必要的浪费。施工人员通过不懈的努力终于开发出螺纹连接这种新的施工方式。新的工作工艺在很大程度上降低了钢筋的浪费。由此可见,改善施工工艺对建筑节能起着显著的作用。工作人员应提高改进施工工艺意识,达到建筑节能的目的,使建筑施工的整体质量得到提高。
2.5优化建筑施工方案,节约建筑能源合理的节能观念只有深入到建筑工程中的所有方面,才可以真正的发挥其自身的作用。建筑施工工程是一个持续性的工作,它关联到工程工作的每项资源和组织设计的合理利用。进行对建筑施工方案的合理优化,我们能够正确的安排施工期间的物力和人力,针对有些资源的浪费状况,能够很好的控制,针对人力安排的不符合要求的现象,也能够有效的调整,正确地处理了建筑施工中的机器空转现象和窝工现象。在建筑施工期间,应该制定对应的施工建设计划,适合一定程度的立体交叉业务,合理地安排机械设施的正确使用,提升建筑材料的重新利用率,努力的促进各项建筑资源的合理循环工作,从而实现建筑能源的有效节约。
2.6改进施工工艺,降低建材浪费在建筑行业的迅速发展过程中,所有施工技术和施工工艺都在不停地改进,而且这些新技术的使用对建筑施工工作效率的提高有着非常显著的效果。施工工艺的增强,不单单能够提高建筑建设的技术水平,也很好地节省了建筑资源。在原来的建筑建设施工中,针对钢筋的连接最常见的是使用搭接的方式,这种方式对钢筋的浪费非常严重,对建材的节约不利,通过不停地发现,螺纹连接的新技术被普遍的使用,这种新的施工技术非常大地降低了建材的严重浪费现象。由此可见,建筑施工技术的更改针对建筑节能也是十分有效的方法之一,管理人员需要关注施工技术的改进,将其与建材节能和工作效率联系起来,以提升建筑施工的整体质量。
3结束语
合理选择供电和配电设施
(1)合理设计供配电系统
合理地设计供电和配电系统,考虑到用电负荷的容量、分布、电气设备具体情况和供电距离等要素,从而实现节能的目的。
(2)减少线路损耗
在建筑工程的供配电系统干线和支线的线路有功损耗非常巨大。应该从以下几个方面着手减少线路上的损耗:
首先,导线要尽可能地选择铜芯,因为它是电导率较小的材料,应当说是最佳的选择,但在用铜芯的过程中又要根据节约的原则来区别对待。可以在用电负荷较大的一类和二类建筑工程中采用铜芯导线为主,在负荷较小的三类或其它建筑工程中采用铝芯导线为主,统筹安排,在保证安全的前提下,减少线路有功损耗,达到节能的目的。
其次,导线的长度必须根据实际需要和节能要求做相应的减少。具体的合理方法有:高层建筑的低压配电室应该为每个竖井提供量身定做的干线,防止产生支线沿着干线倒送电能的恶劣现象,减少可能产生倒送电能的支线;变配电所应靠近电力负荷中心,有效缩短供电线路的实际距离,降低线路损失;线路应尽可能地采用直线,从而缩短导线长度,此外,低压线路应当减少回头线,从而降低线路来回的电能损耗。
最后,加大输送电缆的横截面积。具体方法包括:通过满足动态稳定、线路载流、继电保护以及电压损失,可以视具体情况增大一级电缆的横截面积;针对不同的季节特点,春秋两季一般不使用空调,电力损耗的压力不是特别大,那么以同样横截面积的干线传输相对较小的负荷电流,可进一步降低线路损耗。
选择节能的输电控制系统
(1)合理降低用电和供电设备的无功消耗,提高输电控制系统的功率因数可以采用硅或者晶闸管整流装置,设计和选择适当的变流装置。在设计过程中,对于那些在核定时间内空载率大于50%的效率低下的电动机,应该及时安装空载断电装置,需要的时候就可以停止发动机一部分机组的运转,在不影响正常输电的情况下,合理发挥输电控制系统的作用;采用空载自停控制装置有效控制大中型连续运转的胶带运输系统;采用自动调节电动流量的控制方式有效控制大型非连续运转的泵类笼型异步电动机,以三相异步电动机为例,通过与同功率、同转速、同损耗的直流电动机相比,异步电动机只相当于直流电动机重量的二分之一,成本仅相当于三分之一。异步电动机还容易按不同环境条件的要求,派生出各种符合实际情况的系列产品。它具有接近恒速的电力负载特性,能充分满足大部分工农业生产机械和电力输送系统的要求。从而达到节能的目的。
(2)采用静电模式电容器进行无功补偿根据国用电供电电网高峰负荷时功率因数应不低于0.9的要求时,应当有效采用静电模式电容器补偿的方式,从而达到规定的功率因数。根据以往经验,每年一千乏补偿电容可以最少节约电能1500kWh,最多时可达2000kWh,能够充分地补偿输送过程中的电力损耗,这项技术非常值得应用推广。对于那些无功容量较大的用电设备,采用就地单独补偿的方式,而负荷平稳以及和供电点距离相隔较远的用电设备,也可以考虑单独补偿的方式;对于较为集中的用电设备,一般采用成组补偿的补偿方式,并在变电所内进行无功功率补偿的补偿方式。
合理设计节能照明系统
(1)按照不同场所对照明条件的要求,尽可能地选择消耗电能少的钠灯或者荧光灯,一般情况不再考虑使用白炽灯。此外,还应根据相关规定安装电容器;由于室外环境对照明条件有着较高的要求,因此,对于室外的路灯,可以选用高效光能气体放电灯,并安装能耗较低的镇流器;在选择灯具方面,应尽量选择高效灯具。因为高效灯具对光线的控制以及直射光通比例等各个方面都较为合理,性能也较为稳定。
(2)采用科学管理照明系统,合理设计建筑工程的照明方案。当建筑场所的照明容量较大,而且有集中空调,应采用照明灯具和空调回风口相结合的方式。当建筑场所有较高的照度要求或者要求改善光色,应采用混光照明的方式。应该采用浅色饰面材料,采用反射率较高的室内表面的涂料和壁纸,从而实现对光能的充分利用。在管理照明电路时,应当优先考虑光控和声控开关。对于广场或者路灯等照明系统,采用光控开关;而在一时需要,可以随时熄灭的前提下,则可以采用声控开关,达到节能的目的。
合理选择节能电动机和熔断器
(1)合理选择节能电机及熔断器
①选择高功率和高效率电动机电动机的主要性能指标就是其功率和效率,如果选择了功率和效率较高的电动机,就能在日常运行过程中降低电能损耗。如果将普通电动机和高效电动机对比,会发现在同样的条件下,高效电动机会更好地实现节能的目的。因此,在工程设计中应用电气节能技术时,应当优先选择高效电动机。对高效电动机进行选择时,还应当考虑电机负载率、年持续运行时间以及单机容量等等。
②选择具有交流变频调速的电动机我国采取的主要节能措施之一就是选择具有交流变频调速的电动机,有效使用交流变频调速节电技术。合理选择相应的变频调速装置就可以在电动机负载下降时,可以通过自动调节电动机的转速,适应电动机负载的变化,进一步提高电动机轻载时的效率。可以根据电动机变频的种类和电动机调速设备的具体情况,将电气节能技术应用于建筑工程设计中,从而实现利用电动机节能的目的。
③选择节能的软起动器软起动器是一种新颖的电机控制装置,它的主要功能是电机软起动、软停车、轻载节能和电机保护,它的主要构成机制是使用三相反并联闸管串接于电源与被控电机之间,以及与此相关的电子控制电路。随着我国快速增长的经济现状,日新月异的科学技术的影响,智能控制系统越来越得到更广泛的研究和应用,同时对有助于提高智能控制系统的软起动器也提出了更高的要求。广大技术人员高度重视起到重要驱动执行控制作用的电动机,根据它的控制方式做了改进,既能够为智能控制打下良好基础,又能够充分降低电动机起动时对电网的瞬间冲击。软起动器必须有较好的散热条件和完善的通风措施。软起动器能够连续调节电压,因此电机驱动时起动平稳,起动结束后能够及时投入全压运行。软起动器也可以通过利用反馈信息控制电机,通过改变负载的变化来及时调整电机转速的变化。
(2)合理选择熔断器
电器选择节能型低压相对而言更具有合理性和科学性,电器性能也更为稳定。为了节能型电器的正常运转,可以选择更加先进的熔断器以及热继电器等,对于较大容量的电动机和照明干线,应该着重考虑短路保护能力和分断能力。通常选用RM10和RL1系列的熔断器,它们具有较高的分断能力;当短路电流很大时,应该采用RT0和RTl2系列的熔断器,它们具有限流的作用。
关键词:照明工程、节能、灯具、光源、智能控制
中图分类号:E271文献标识码: A
1、引言
近年来,随着我国经济的迅速发展,能源的需求大幅增加,能源的供需矛盾愈发突出,建设资源节约型、环境友好型社会众所皆知,节能的概念更是深入人心。目前,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,而照明是建筑第二大能耗项目,除了自身消耗的电能外,照明灯具产生的热量又是建筑第一大能耗项目“采暖、空调”的主要热源之一。因此,照明节能是建筑节能的重要组成部分。
如何保证新增的照明用户均能采用有关的照明节能措施,如何保证照明节能效率,近几年,国家先后出台或更新了《公共建筑节能设计标准》、《建筑照明设计标准》和《建筑节能工程施工质量验收规范》等等,除了政府制定相关的照明节能标准,实施有关的强制节能措施外,还需全社会的共同参与和积极的响应。
2、照明节能的内容
实施照明节能,首先要了解“照明”的含义,在《辞海》中“照明”的含义如下:利用各种光源照亮工作和生活场所或个别物体的措施。利用太阳和天空光的称“天然采光”;利用人工光源的称“人工照明”。照明的首要目的是创造良好的可见度和舒适愉快的环境。所谓的“照明节能”就是指节约“人工照明”,不需要“人工照明”的照明最节能,于是就有了太阳能灯具的出现。由此可见:太阳能灯具最节能,但是到目前为止尚未得到大面积推广,原因是其初始投资相对较高!是否值得,还需要经过一番经济技术比较。因此,节能还需要有经济性做支持。
3、照明节能的经济性方面
节能的最终目的在于节省总费用。如果节能不节省,节能就失去了动力,节能将受到抵制。没有经过经济技术比较的“节能”只是表面的“节能”,并非 “节能”的真正目标。
实现某项照明目的可以有多个解决方案,有的方案初建费用高,而每年支付的电费少,运行费用低;相反的,有的初建费用低,而每年支付的电费多,运行费用高,哪个方案更为合理就需要进行经济技术比较。如何判断方案的经济性,国际上常用的方法是等效全费用法(TOC法):照明灯具的寿命一般以10年为限,该方法分别计算了各方案的初建费用、10年寿命期电费和更换光源的总运行费用。因初建费是一次性投入的,而运行费是逐年支付的,从投资的角度而言,两者是不等值的。因此就出现了包含年利息和通胀率的现值系数,即把各方案的年运行费用等值地贴现到初建费用,形成了各自方案的等效全费用,并用等效全费用的高低来判断节能方案的经济性。
当然,一个具备了经济技术指标良好的照明节能方案只是具备了“节能”的基础,是否真正“节能”关键还取决于日常的使用者。
4、照明如何节能
照明节能的基本原则是:保证不降低工作场所的视觉和功能要求,甚至要有所提高,在保证照度标准和照明质量的前提下,力求减少照明系统中的电能损失,最大限度的利用光能。
4.1、光效、光通维持率、平均寿命是三个重要参数。在相同功率下,光源的光效越高,光通维持率越高,寿命越长,则越节能。
平均照度公式: (式1)
式中:Eav―工作面上的平均照度(lx);
Φ―光源光通量(lm);
N―灯具数量;
U―利用系数;
A―面积();
K―灯具维护系数
灯具效率公式:(式2)
式中:η光―灯具效率;
Φ―灯具控制器反射光通量(lm);
Φ1―灯具发出的光通量(lm)
由公式1和公式2,可得:
(式3)
(1)选用高效节能光源:以下以飞利浦灯具为例
1) 室内照明中尽量采用荧光灯,避免采用白炽灯,40W普通白炽灯光通量约283lm,寿命约1000h,36W荧光灯光通量约3350lm,寿命约15000h,36W荧光灯光通量是40W白炽灯的近12倍,寿命是15倍,从式3可以看出在同样照度,U、η光、A、K相同情况下,采用荧光灯比白炽灯数量少12倍,灯寿命长15倍,很明显采用荧光灯更经济。
2)在室外照明中,逐步减少高压汞灯,在适合的场所推广使用光效高、寿命长、光通量大的高压钠灯和金卤灯。如250W自镇流荧光高压汞灯光通量5500lm,寿命10000h,显色指数为>40;250W高压钠灯光通量28000lm,寿命24000h,显色指数为23;250W金卤灯光通量20500lm,寿命10000h,显色指数可达65;显而易见,在对显色性有要求的场所,采用金卤灯比采用高压汞灯更合理经济(同样照度,U、η光、A、K相同情况下,采用金卤灯比高压汞灯数量少近4倍,灯寿命长相当),采用金卤灯更经济,在对显色性无要求的场所,采用高压钠灯比采用高压汞灯更合理经济(同样照度要求下,U、η光、A、K相同情况下,采用高压钠灯比高压汞灯数量少5倍,灯寿命长2.4倍)。
(2)选用高效灯具:灯具性能对节能至关重要,主要是灯具的效率和配光的选用,如果效率低、配光选用不合理,从公式1可以看出:U、A、K、Eav相同情况下,η光越大,N越少,也就越节约电能,如灯具效率70%与50%相比,相同U、A、K、Eav下,灯具效率50%时灯具数量要比灯具效率70%时灯具数量多40%,不仅增加投资,还增加了电能损耗。
(3)选用节能镇流器:气体放电灯光效高,但必须配备镇流器才能正常工作,传统的镇流器是电感镇流器,自身功耗大,经过多年发展,生产的节能镇流器有2类,超低损耗电感镇流器、低损耗电子镇流器。如36瓦电子镇流器和传统电感镇流器相比,从功耗上分别节约5瓦,假如一天点亮7h,一年节电128千瓦时。
4.2、选用节能控制器。选用节能控制器的节能潜力基于两个方面:a.通常晚间电网电压高于标准电压,致使灯具超功率运行,不仅亮度超标,而且缩短了灯具寿命。b. 由于深夜的照明需求急剧减小,可以适当降低亮度水平(符合照明标准规定和要求的亮度),通过对灯电路进行适当的稳压调压控制,可以节约更多的能源,同时延长灯具寿命。节能器采用平衡电压、降低亮度、谐波治理、无功补偿、从而达到改善电能质量、综合节电的效果,这种方式节电率达15~30%。
4.3、智能照明控制系统:
1)可以使照明系统工作在全自动状态,系统将按先设定的若干基本状态进行工作,这些状态会按预先设定的时间相互自动地切换。例如,当一个工作日结束后,系统将自动进入晚上的工作状态,自动并极其缓慢地调暗各区域的灯光,同时系统的移动探测功能也将自动生效,将无人区域的灯自动关闭,并将有人区域的灯光调至最合适的亮度。此外,还可以通过编程随意改变各区域的光照度,以适应各种场合的不同场景要求。智能照明可将照度自动调整到工作最合适的水平。例如,在靠近窗户等自然采光较好的场所,系统会很好地利用自然光照明,调节到最合适的水平。当天气发生变化时,系统仍能自动将照度调节到最合适的水平。总之,无论在什么场所或天气如何变化,系统均能保证室内照度维持在预先设定的水平。
2) 智能照明系统中的可调光电子镇流器则工作在很高频率(40-70kHz)不仅克服了频闪,而且消除了起辉时的亮度不稳定,在为人们提供健康、舒适环境的同时,也提高了工作效率。
3)传统照明控制采用手动开关,只有开和关,而且只能一路一路地开和关。而智能照明控制采用调光模块,通过灯光的调光在不同使用场合产生不同的灯光效果,在节能方面可比传统照明控制节电20%以上。
4)在智能照明控制系统中,通过系统人为地设置电压限制,可避免或降低电网电压以及浪涌电压对灯具的冲击,从而起到保护灯具,延长灯具使用寿命的作用。
4.4、充分利用天然光节约电能:利用各种集光装置进行采光,将天然光引入室内进行照明,如反射镜方式、光导纤维方式、光导管方式,利用天然光措施同时结合人工照明,当天然光对室内照明照度可以达到要求时,关闭人工照明,只有当天然光对室内照明照度达不到要求时,开启人工照明,直到满足照度要求。
4.5、照明节能方案的有效实施:设计、审查、施工、验收是实施照明节能的四个重要环节,再好的节能方案如果得不到有效的实施,那么“节能”只能是美好的愿望,因此,把好“验收”关,方能确保照明节能方案得到有效实施。对业主而言,更多关心的是初建费用,可经济性并不仅体现在初建费用,初建费用最低的方案并不一定是最节能的方案,而综合了初建费用、全寿命电费和光源更换费的等效全费用才能真正反映方案的经济性,等效全费用最低的方案一定是即节能又节省的方案!因此,一方面应通过积极正确的节能宣传,从意识上消除人们对节能的误解,只有让业主明白节能与经济并不矛盾,而是和谐的统一,才能使业主从被动的抵制节能化为主动地要求节能。另一方面,广大工程技术人员应努力学习先进节能技术,结合方案比较,优先采用经济性良好的照明方案。从技术上保障业主的利益,力争获得业主的支持,这样才能使照明节能方案得到有效实施。
5、结束语
节能意义重大,节能有利于国民经济的发展,有利于环境保护,可以节约社会资源,提高生活水平;节能工程是一个综合性工程,需要从各方面考虑,照明节能工程是其中的一部分从选用高效节能光源到选用高效灯具到选用节能控制器到智能照明控制系统等等;在考虑选用各种节能设备同时,还要考虑初期投资、投资回收期,既不能因投资大而不考虑节能,也不能因为节能而不考虑前期投资,而是需经过综合比较,选出最佳方案,从而实现有实际意义的节能。
参考文献:
《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇》电气分册;
《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008;
《建筑设计防火规范》 GB50016-2006;
《照明设计手册》第二版;
《建筑电气技术》第二版;
《建筑照明设计标准》 GB50034-2004;
《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005;
关键词 :设计节能;地铁工程;电气设计;
Abstract: With the development and progress of society, the emphasis on the subway project electrical design of energy-saving has important implications for the real life. This paper describes the subway project electrical design of energy-saving.
Keywords: design of energy-saving; subway project; electrical design;
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:
引言
节能降耗是一项系统工程,节能设计是这项工程中一个极为重要的环节。而地铁是耗电量巨大、运行成本较高的行业,如何降低能耗、节约电源是地铁管理者最为关注的重点及难点。因此,我们要建立和健全节能设计理念,合理设计,实现经济运行。
一、地铁工程电气设计节能的基本原则
在地铁工程的设计中,各种节能措施的应用要坚持全面分析、综合考虑的原则,进而才能在满足各种需求的基础上,实现相关电气设备的节能运行。综合分析地铁工程电气设计节能的基本原则,主要表现在以下几个方面:
1.1 考虑工程项目的实际经济效益
在地铁工程的电气设计节能中,要综合考虑区域的社会经济状况,以及工程项目的实际经济效益,各种节能措施的应用必然会增加工程的整体投资,设计人员应考虑到这部分成本在多长时间内可以收回,只有在保证工程项目实际经济效益的前提下,才能按照相关规范和要求进行节能设计。
1.2 满足地铁的基本功能需求
由于地铁工程对于照明度、舒适度、通风性的要求较高,所以,在电气设计节能中,要在满足其基本功能需求的前提下,合理运用各种节能工艺和技术措施,从而实现地铁工程项目的顺利运行。
1.3 节省无谓的能量消耗
地铁工程电气设计节能中,应抓住节能设计的要点,即什么地方需要节能,什么地方不能节省能耗。特别是在关键项目的设计时,设计人员一定要贯彻经济、合理、实用,以及工艺和技术先进的原则,要保证电气设计节能方案具有可行性,而不是刻意的追求能耗降低。
二、地铁工程电气设计节能的具体措施
2.1 照明系统的节能设计
1) 照明光源的选择
在地铁工程中需要使用大量的照明设备,也是能量消耗的关键项目,所以,科学进行照明光源的选择是极为重要的。目前,国内在地铁工程设计中,选用的照明光源以T5、T8等型号的直管荧光灯为主,此类光源的光效相对较好,配套灯具的生产技术也较为成熟,但是相对LED却存在能耗较大的弊端。因此,在今后的地铁工程照明光源选择中,应尽量采用节能效果更为优越的LED灯具,其具有发热量小、寿命长、维护成本低等特点,节能效果明显优于传统的荧光灯。
2)智能照明控制系统的设计
随着国内人民群众生活水平的提高,对于公共场所的照明要求也在不断提升,所以,在地铁工程的电气设计节能中,一定要注重智能照明控制系统的设计问题。地铁车站中的人流量较大,但是存在高峰与低谷之分,根据人流量的变化情况,对于照明系统的照度要求也不一样。因此,在地铁工程的电气设计中,要尽量设置多回路配电,构建一套智能照明控制系统,以满足乘客对于照明环境的实际要求。但是在智能照明控制系统的设计中,有可能遇到投资增加、操作繁琐等问题,设计人员一定要合理分配工作照明、节电照明设备的比例。在条件允许的情况下,在地铁车站引入智能照明控制系统,对车站照明实现智能控制,可以更好的节能降耗。智能照明控制系统主要功能如下:
(1)调光控制
智能照明控制系统调光控制采用数字式调光,同时调光时间长短也可作任意设定。调光模块种类多,调光功率有多种选择。
(2)模式控制
根据地铁运营需要可将所控区域的灯光预先设定为各种模式,如正常模式、节电模式、火灾模式、停运模式等。需要时可通过就地面板控制、时间自动控制、照明终端中央监控控制等。
(3)定时控制
智能照明控制系统时间控制器可将所控区内照明回路进行预编程。根据实际景观需要定时开关一组、多组或区域的照明灯具,可使灯具在设定的时间内以设定的间隔逐次点亮和关闭,并可设置循环。
(4)可视化集中监控
在站点照明监控中心,安装有彩色可视化触摸屏、屏幕尺寸、触摸方式,通过友好界面将所有控制对象显示于屏幕,各照明回路及灯具均按实际位置图形显示于各区域平面上。各照明灯具及回路的实时运行状态及报警状态显示于图形上,方便观察,通过点击各回路图形开关或场景开关即可开启或关闭各区域的照明,同时其状态也在屏上清楚显示,并可任意设定时间控制回路。
2.2 供电系统的节能设计
1)主变电所设置、主变压器容量的设计
在地铁工程的电气设计节能中,要合理进行主变电所的设置,最好选择在两条电力线路的交汇点,并且尽量靠近供电主线路,这样既实现了电力资源的共享,而且达到了预期的节能效果。由于地铁工程的线路较长,而且多数存在线路重叠的现象,在主变电所的位置选定时,要尽量位于供电范围中心,以保证不同主变电所承担的负荷距离基本相等,从而减少电力在传输过程中的能量消耗。例如:在地铁工程的主变压器容量设计时,必须合理进行负荷计算,国内一般是将用电负荷的功率因数设定为0.85,但是现阶段使用的弱电系统设备通常都是自带UPS装置,UPS系统中包括自带无功补偿装置,实际上功率因数基本上实在0.95以上,所以,在进行负荷计算时,弱电用电负荷的功率因数需要取0.95或更大,在负荷计算时需合理取值。
2)中压网络接线形式的选择
在地铁工程中压网络接线形式的选择时,以坚持合理分区、易于调度的原则。无论选取何种接线形式,都要注意电气设备和电力线路的能量损耗,进而达到节能的目的。目前,国内在地铁工程的电气设计中,常见的中压网络接线形式主要有:放射式、环网式等。从电气设计节能的角度进行分析,放射式中压网络接线中,电缆承担的总负荷相对较小,电力线路的损耗也明显降低,对于地铁工程供电系统的节能具有重要的作用。但是放射式中压网络接线中的电缆数量、电缆回路较多,总体投资也较大,其经济性相对较差,而且在工程项目运行中也存在能耗较高的弊端。环网式中压网络接线中,电缆数量相对较少,经济性能良好,但是电缆承担的总负荷较大,电力线路损耗也相对较大,其总体节能效果略差于放射式中压网络接线。但是环网式中压网络接线的可靠性较好,而且具有节省投资的特点,国内目前主要采用此种中压网络接线形式。
2.3太阳能发电
太阳能作为一种新能源,以其能源丰富、可就地开发利用,不存在运输问题、绿色环保,不会造成污染和公害等优点越来越广泛地应用在各个领域,实际工程的运用案例已经很多,且技术已经相对成熟,因此在地铁合适的场合采用太阳能发电是可行的。由于太阳能发电容量比较小,负载可以考虑建筑物的电热设备及室内外照明。
节约能源分为两种方式,一种是采用各种手段降低设备能耗,达到节能目标;一种是取得其他方式的能源,例如太阳能、风能、地热能等方式的能源,来降低正常的能源消耗。根据太原的实际情况,合理利用太阳能是一个不错的选择;太原市属于太阳能比较丰富的地区,在停车场大库屋顶、室外照明等处,如能够利用太阳能资源,可实现可持续性发展、绿色、环保节能的建筑特点;但是运用太阳能技术也存在一些制约因素,根据太原市气象资料,冬季太阳能利用效率低,为保证用电设备的可靠供电,必须由正常的供电系统向用电设备另外敷设供电线路,以保证用电可靠性。
三、结束语
在我国各大中城市全面加快地铁工程建设的背景下,我们一定要加强对于电气设计节能问题的研究,并且在设计工作中要综合分析经济、工艺、技术等方面的影响因素。另外,在地铁工程的电气设计节能中,要注重新型节能设备的研发和应用,并且积极引进外国的先进工艺和技术经验,从而构建具有中国特色的电气设计节能技术体系。
参考文献
我国作为建筑大国,土木工程建筑节能形势严峻。一方面,我国由于建筑面积增长和人民生活水平提高带来了建筑能耗连年攀升;同时,落后的节能技术以及节能意识不足造成能源利用率低也是能耗过高的一大原因。要提高建筑节能水平,首先应当从科技创新入手,选择新型材料改善建筑热环境,减少供热空调系统的能源消耗,同时要妥善处理建筑垃圾,加强废弃建材的再开发利用,减少污染物排放。对于建筑从业人员,要定期学习培训以提高其节能设计施工的工作素养,保障节能推广工作顺利进行。同时需要建筑管理部门和企业从管理体系入手,建立完善节能工作的准入与管理规定,切实保证绿色建筑管理工作的落实。
关键词:
土木工程;建筑节能;措施
根据相关统计数据显示,我国土木工程建筑能耗常年居高不下。建筑工程建设和使用能源消耗占社会总能耗的三成左右。建筑工程另一大能耗是建筑材料的生产能耗,占到了15%以上,而这是建立在我国建筑业极低的能源利用率基础之上的,因此加强建筑节能迫在眉睫。在建筑设计时分考虑到建筑能耗,是建筑节能的重要基础;同时需要在建造和使用时综合考虑建筑结构、环境设备各部分的协同配合,这样才能提高能源利用率,达到建筑节能的目的。
1土木工程的建筑节能现状
1.1建筑能耗过高中国是建筑业发展大国,建筑面积逐年增长带来了建筑能耗水平的节节攀升。由于居住环境和生活方式的区别,我国建筑能耗又可分为北方地区采暖供能、城镇地区住宅用能、公共建筑用能和农村住宅用能等多种类别,其中北方地区采暖供能占比较大,达到了总体建筑能耗的30%,同时由于居住水平的提高,包括家用电器终端在内的住宅用能水平也在不断提高。从总体情况看,我国的建筑总体能耗占到了社会能源消耗的近50%,而我国空调和采暖能耗又占到了使用能耗的50%,因此建筑能耗过高的问题尤其突出。而尤其对于在建成以后主体结构和主要功能设施已经基本定型的土木工程建筑,其能耗高、节能改造困难等问题更为突出。
1.2节能技术落后建筑节能技术是综合了建筑材料、供暖制冷设备、建筑施工、建筑设计和管理等多学科的综合性技术,对于建筑节能起步较晚、从事建筑节能研究的科研人员相对缺乏的我国,尚且不能与有多年经验和技术实力的发达国家相比。在建筑节能技术的推广和应用方面,虽然国家和建筑开发单位的相关工作早已展开,但普通民众对建筑节能技术尚处于新奇尝鲜的阶段,缺乏更深入的接触了解。
1.3建筑节能意识不足对于开发商而言,推广建筑节能技术一定程度上会推高建设成本,因此多数开发商不具有加强建筑节能工作的意识和积极性。同时,开发商对于节能建筑的认识不清,盲目追求新奇技术或者模仿国外风格的节能建筑设计,造成了节能设计与当地习惯、环境“水土不服”,没有消费市场。在建筑节能管理工作上,节能设计的管理主要由设计单位的暖通专业单独设计完成,其他设计专业人员缺乏相关的设计计算能力且不负责节能设计任务,因此各专业之间缺乏必要的协调合作,使得建筑节能设计不足。
2加强土木工程建筑节能的措施
2.1促进建筑节能技术的创新科技创新是社会经济发展的动力,土木工程建筑节能技术的发展同样需要充分开发利用新的节能技术,以在较短时间内弥补我国和国外节能技术的差距,实现建筑业的良性发展。建筑节能技术的主要宗旨就是最大化利用有限的资源和建筑材料,实现能源利用的最大化。一方面,在建筑材料的选择上,要对建筑材料的节能性能有充分的考虑,主要体现在材料的保暖性能上,建筑节能措施,如合理的建筑围护结构可以保温隔热,与采暖空调系统结合可以改善建筑热环境,以节省建筑的供热消耗;同时还可以与墙体改革和新型建筑材料开发相结合,节省建筑用材。同时,从土木工程建筑的设计方案入手,可以更多选择可再生资源或对环境无害的材料,杜绝污染性材料和有毒材料,控制有害物质排放,实现建筑能源的绿色化;从施工方案入手,可以优化施工流程,减少不必要的材料消耗。另一方面,现有的建筑垃圾处理方式一般为简单填埋,尚未意识到其中巨大的可再生空间。因此应当借鉴发达国家的先进经验,用设计和施工入手推进建筑垃圾的综合再利用。首先应由政府部门主导开展建筑垃圾综合利用的试点项目,展开建筑废弃物再开发利用的相关研究工作并大力推广,相关监管部门应同时跟进,加强施工过程的排放监管,从源头减少废弃物产生,进而提高能源利用率,减少建材消耗。
2.2提高建筑工程相关人员的节能意识要提高节能意识,首先要从建筑工程的相关人员入手,纠正存在多年的建筑节能误区。建筑节能不是以简易房等降低生活标准、牺牲舒适度为代价的简易建筑,而是在保证良好居住环境和生活条件的基础上,利用新型技术方法科学的利用能源,达到降低能源消耗的目的,其最终效果不是牺牲个人生活标准,而是通过生活成本降低而带来的生活质量的提高。只有拥有正确的节能意识,相关的建筑节能推广和应用工作才能顺利展开。同时,建筑工程技术人员的专业知识也是重中之重,为了加强技术人员对建筑节能的理解,需要定期对节能工作的设计施工人员进行专业的培训教育工作,增强其在设计施工过程中的责任意识。
2.3健全建筑节能管理体系健全的建筑节能管理体系应当包括新建节能建筑准入制度、建筑能效测评制度、绿色建筑认证以及建筑节能运行管理制度等。当前的建筑节能监管体系尚不健全,即使已经颁布的相关管理规定,也存在执行不严、监管不力、缺乏鼓励创新措施等问题,究其根本,仍然是节能管理体系缺乏执行力和奖惩机制的原因。因此,一方面对于现有的法规标准,要加大执行力度,另一方面加大建筑节能产业政策和监管规定的研究颁布工作也势在必行。由于国内建筑节能工作展开时间较短、经验不足,在制定节能标准时,可以适当借鉴国外已经成熟的绿色建筑评价标准体系,结合我国建筑行业和社会环境等实际条件,对地域、气候条件、人文习惯、科技水平和资源条件开展具体研究,制定符合我国实际社会情况的建筑节能管理评价体系,并应用到建筑工程建设中。
3结束语
在自然环境不断恶化、能源需求形势严峻的今天,节能工作已经是不可避免的话题。在这种形势下,占全国总能耗的30%以上的建筑业自然需要负担起相应的社会责任。改进土木工程的建筑节能工作,不仅是改善环境、保障经济健康发展的社会要求,更是建筑行业发展的需要。在全民环保意识不断提升的今天,只有促进科技创新,将环保节能技术开发应用到建筑工程中去,才能在激烈的市场环境下赢得消费者青睐,在市场竞争中得以生存和发展。
参考文献
[1]单竞仪.浅析土木工程建筑节能措施[J].城市建筑,2012,17:232.
关键词:建筑工程;节能施工;分析
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
1 外墙外保温的主要优点
近年来,随着我国节能工作的不断深入,节能标准的提高,用于外墙外保温的材料和技术不断改进,外墙外保温由于其优越性而日益受到人们的重视。相对于外墙内保温、外墙夹心保温,外墙外保温主要有以下优点:
1.1适用范围广
外保温不仅适用于北方需冬季保温地区的采暖建筑,也适用于南方需夏季隔热地区的空调建筑;既适用于新建建筑,也适用于既有建筑的节能改造。
1.2 保护主体结构,延长建筑物的寿命
采用外墙外保温方案,由于保温层置于建筑物围护结构外侧,缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力,避免了雨、雪、冻融、干、湿循环造成的结构破坏,减少了空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀。事实证明,只要墙体和屋面保温隔热材料选材适当,厚度合理,外保温可有效防止和减少墙体和屋面的温度变形,有效地消除了顶层横墙常见的斜裂缝或八字裂缝。因此,外保温既可减少围护结构的温度应力,又对主体结构起保护作用,从而有效地提高了主体结构的耐久性,故比内保温更科学合理。
1.3 基本消除了“热桥”的影响
采用外保温在避免“热桥”方面比内保温更有利,如在内外墙交界部位、外墙圈梁、构造柱、框架梁、柱、门窗洞口以及顶层女儿墙与屋面板交界周边所产生的“热桥”。经统计,底层房间“热桥”附加热负荷约占总热负荷的 23.7%;中间层房间占 21.7%;顶层房间占 24.3%。可见,“热桥”的影响还是较大的。上述“热桥”对内保温和夹心保温而言,几乎难以避免,而外保温既可防止“热桥”部位产生的结露,又可消除“热桥”造成的附加热损失。计算表明,在厚度为 370mm砖墙内保温条件下,周边“热桥”使墙体平均传热系数比主体部位传热系数增加 10%左右;在厚度为240mm砖墙内保温条件下,周边“热桥”使平均传热系数比主体部位传热系数约增加51%~59% ,而在厚度为240mm砖墙外保温条件下,这种影响仅2%-5%。
以上所述外墙外保温优点可以看出,无论从建筑节能的机理或从实际节能效果来衡量,外墙外保温做法是最佳选择。在国外采用外保温的建造已有 40 余年的历史,近年来,在我国北京、天津、沈阳、大连、山东、江苏、浙江等地也相继建造了一批外保温建筑,取得了良好的效果和较成功的经验。因此,不论是在寒冷地区、夏热冬冷地区或夏热冬暖地区推广外保温节能乃是势在必行,也一定会在第二阶段的节能工作中,取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。
2 外墙外保温材料的选用及施工技术
2.1泡沫玻璃
2.1.1泡沫玻璃及其分类
泡沫玻璃(foam glass)是由定量的碎玻璃、发泡剂、改性添加剂和促进剂等,经过细粉碎混合均匀形成配合料,放入到特定的模具中,再经过预热、熔融、发泡、退火等工艺制成的多孔玻璃材料。泡沫玻璃是由大量的直径在0.1~3mm的均匀气泡结构组成,气泡占总体积的80%~95%。它的表观密度为120~500kg/m3,可根据使用的要求,通过变更生产技术参数来调整其密度。泡沫玻璃是一种性能优越的隔热、吸声、防潮、防火的轻质高强建筑材料和装饰材料。它具有机械强度高、导热系数小、热膨胀系数低、不吸水、不透湿、热工性能稳定、不燃烧、不变形、使用寿命长、工作温度范围宽、不受虫害、耐蚀性能强、易加工可锯切、施工极其方便等优点。
2.1.2泡沫玻璃的优越性能及其用途
泡沫玻璃是一种新型环保材料,这是因为泡沫玻璃的原料是废弃物。既可以采用废弃玻璃,又可以采用工业废弃物为辅助原料,如炉渣、粉煤灰等,也可以利用天然矿物为原料,如火山灰、云母、浮石、珍珠岩。所以,泡沫玻璃的原料非常廉价,因而有很好的经济效益,可以变废为宝、改善环境,同时,由于泡沫玻璃本身的结构特性和材料特性,注定了泡沫玻璃具有诸多的优良性能。
2.2岩棉外墙
2.2.1基层界面处理
墙面应清理干净、清洗油渍、清扫浮灰等。墙面松动、风化部分应剔除干净。墙表面凸起物大于10mm时应剔除。为使基层界面附着力统一、均质,墙体要做界面处理,可用喷枪或滚刷均匀涂覆界面砂浆,保证所有的墙面做到界面处理。砖墙、加气混凝土墙在界面处理前要先淋水润湿,堵脚手眼和废弃的孔洞时,应将洞内杂物、灰尘等物清理干净,浇水湿润,然后用1:3水泥砂浆将其补齐砌严。
2.2.2吊垂直、弹控制线
根据建筑物高度确定放线的方法,高层建筑及超高层建筑可利用墙大角、门窗两边,用经纬仪打直线找垂直。
2.2.3安装岩棉板(满粘法+胀栓锚固)
岩棉应预先在工厂内或者施工现场用专用界面砂浆在岩棉板两侧均匀涂覆界面砂浆。界面砂浆可以采用喷涂、辊涂、刷涂的方式涂覆。
粘贴岩棉板时,首先在墙面均匀批抹约5~10mm厚岩棉粘结砂浆,然后在岩棉板粘贴面用粘结砂浆抹平后粘贴并轻揉挤压,严禁拍打岩棉板表面。24小时后进行下步施工工序。岩棉板贴砌时遇到非标准尺寸时,可进行现场裁切。裁切时应注意边口尺寸整齐,切口应与聚苯板面垂直。贴砌时应按照自下而上、水平方向依次贴砌,上下错缝粘贴,墙角处贴砌应交错互锁。
根据施工图在锚栓安装部位钻孔,并用U型卡子将大圆盘固定在钻孔位置。每米宽度墙面上至少设置3个锚固件,且每一块岩棉板上至少有2个锚固件,胀栓应按照图纸排列。
通过对热反射涂料在外墙保温体系的性能研究可以得出:①在房屋内不加热的情况下,涂刷热反射涂料房屋的室内温度比涂刷普通涂料房屋的室内温度要高些,平均可以达到2.52℃;相比之下,涂刷热反射涂料房屋内的各个墙体表面温度比涂刷普通涂料的相对低些。主要因素在于热反射涂料本身具有较高的反射、辐射性能,可以将室内墙体表面的热辐射能反射到室内当中,使得室内温度进一步的升高;其次由实验数据可以看出,涂刷热反射涂料的墙体表面温度相对于涂刷普通涂料的墙体表面温度较低,从而可以证明热反射涂料具有较好的保温、隔热作用。②在房屋内加热的情况下,涂刷热反射涂料房屋的整体耗能量比涂刷普通涂料房屋的整体耗能量要低些,主要因素也是在于热反射涂料本身的性能和所起到的保温、隔热作用。实验证明:涂刷热反射涂料所促成的估计电能节约量为20.7%,这样对节约能源、降低能耗有着较大的作用,而且也可以节约一定的成本。
外墙外保温裂缝及面砖脱落原因复杂,有设计、材料及施工等各个环节的原因,为了避免这些缺陷,必须要改进保温材料的性能及提高施工队伍的技能,从材料、施工两方面严格把关。
3 结束语
分析结果和工程实践表明,节能建筑外墙保温材料,采用墙体自保温材料,如砂加气砌块、保温砖,其热阻指标满足节能标准要求,还具有节能、环保、经济、耐久等优良特性,应用前景极为广泛。有关部门应尽快制定其施工验收技术规程,以便更好地推应用。目前,我国外墙保温技术发展很快,是节能工作的重点。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的,建筑节能必须以发展新型节能材料为前提,必须有足够的保温绝热材料做基础。节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合,才能真正发挥其作用。正是由于节能材料的不断革新,外墙保温技术的优越性才日益受到人们重视。所以在大力推广外墙保温技术的同时,要加强对新型节能材料的开发和利用,从而真正地实现建筑节能。
参考文献:
武汉绿景苑小区是武汉市建筑节能试点示范小区,最近已通过建设部验收。该小区具有“节能、环保、安全、和谐”四大特色。
在小区规划设计阶段,根据建设部推荐的8大技术体系,结合武汉地区的地理、气候特征及建筑材料和部品部件的供应状况,我们对数百种节能产品反复筛选,最终选定了以节能技术为代表的62项成套技术,达到了国家规定的节能50%的要求。
在建筑节能和新能源开发利用方面,绿景苑重点采用了建筑节能、设备节能和太阳能节能技术。建筑节能产品有AJ建筑保温隔热材料、聚苯隔热保温板、外墙保温隔热涂料、塑钢中空双玻窗、保温隔音防盗进户门;设备节能产品有户式中央空调、地板辐射采暖、节水型卫生洁具、节水龙头、节能灯和电子延时、声控开关;太阳能节能产品有太阳能热水器、太阳能草坪灯、太阳能庭院灯。
应用建筑节能成套技术,提高住宅舒适性
武汉地处冬冷夏热地区,夏天象“火炉”,冬天似“冰窖”,因此,建筑的隔热保温尤为重要。在设计和施工中,我们按照《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》,严格控制住宅建筑的朝向、体形系数、窗墙比、外门窗的气密性、围护结构的传热系数和热惰性指标。护结构采用了以下建筑节能成套技术:
1. 外墙外保温隔热技术
绿景苑小区外墙面保温隔热技术采用了聚苯颗粒保温隔热砂浆和聚苯乙烯泡沫塑料板外保温两种形式。
AJ聚苯颗粒保温隔热砂浆。住宅外墙面采用20mm厚聚苯颗粒保温隔热砂浆,该产品以聚苯颗粒、硅酸铝纤维、憎水膨胀珍珠岩为主料,配以高粘度粘接剂及多种优质轻体无机矿物质为填料,经细纤化、扩散膨胀、混溶、粘接等多种工艺深度复合而成的聚合物砂浆。
外墙外保温隔热技术具有保温隔热性能好,适用范围广泛、施工简便、容重低、导热系数低、材质稳定,且阻燃、隔声、抗震防腐,其不空鼓、抗裂、防水技术尤其是适合武汉地区多雨、季节温差大等特点,有效地解决了外墙开裂、渗水等质量通病。
EPS聚苯板外墙外保温技术。该技术采用阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料板,能有效地避免因现场配料造成质量不稳定的弊端,具有配料准确、施工方便、整体质量易于保证的特点。
聚苯颗粒保温隔热砂浆外保温技术摊入建筑造价,单方建筑成本18元/m2;聚苯乙烯泡沫塑料板外保温单方建筑成本40余元/m2。
2. 塑钢中空双层玻璃窗
塑钢门窗具有抗老化,抗风压性能、水密性能、气密性能、保温性能、隔声性能和采光性能好的特点。双层中空玻璃隔音、隔热、隔光辐射和保温效果好,达到了国家节能的要求。塑钢中空双层玻璃窗成本42.68元/m2,比单层塑钢玻璃窗单方建筑面积提高6.6元/m2。
3. 保温、隔音、防盗进户门
选用名牌厂家生产的美心牌保温隔音防盗门,起到既防盗又保温的功效。该门采用全钢结构,由钢板与型钢制作而成,门芯充填岩棉等复合保温材料,门框与门扇之间增设防火密封条,具有保温、防火、密闭、隔音、防盗等多种功能,比传统普通钢门单方建筑面积提高7.04元/m2。
4. 屋面保温隔热技术
屋面采用了40mm厚AJ建筑保温隔热聚合物砂浆,住宅建筑底层架空层的顶棚采用了20mm厚AJ建筑保温隔热聚合物砂浆,比传统屋面保温单方建筑面积提高13.15元/m2。
住宅从外墙、屋面、门窗及底层楼板采用一系列保温技术后,保温隔热效果明显,全年采暖和制冷总天数减少,且日运行时间短、耗能少,节能效果达到国家节能标准50%以上。
小区居民反映,绿景苑的房子保温效果很明显,夏天凉爽,冬天暖和,启用空调制冷采暖期比未采用节能措施的住宅要少二个月,10#楼的王师傅说:“我就是冲着保温住宅,从汉口跑到青山来买房。”
采用综合节能技术,新增费用不大,却提高了居住的舒适性。摊入建筑成本,保温砂浆成套技术提高45元/m2,聚苯板成套技术提高70元/m2。有居民自己测算:每户平均2台空调,每台功率1000瓦,每天使用空调12小时,少开两个月的空调,每年就可节约750余元,再加上开空调时,运转时间短,节能达50%,两项合计每年可节约电费1300余元。一套120m2的普通住宅,4-6年就可收回投资成本。
应用绿色能源,建设环保住宅
太阳能是一种无污染的绿色能源,充分利用太阳能,既可以减少温室气体排放,又可以保护环境、节约能源。
1. 太阳能供热水技术
太阳能热水器是市场化程度较高、技术成熟的产品。绿景苑小区的运用,重点在技术集成,改造提高,统一设计,统一安装。保证了建筑物的安全、完整、美观,增加了城市美感。太阳能热水器安装与建筑工程同步实施,集热管和水箱在设计时即予以考虑,使之与屋面能有机地结合。室内管线走专用管道井,避免了管线外露或乱打乱凿。
绿景苑小区一期住宅和二期多层五层以上住宅全部采用太阳能热水器,晴天可提供3-5人热水沐浴,阴雨天可用电辅助加热。太阳能热水器具有结构简单,布置方便,不影响住宅本身的布局、功能及结构等特点。统一安装,管线预埋,外观整齐协调。安装一台太阳能热水量需投资2500元,经测算,使用太阳能热水器户均年节约电能约860KW.H,6年即可收回投资,既减少了环境污染,又提高了热水供应的安全性,社会效益和经济效益显著。
2. 太阳能电池草坪灯、庭院灯
太阳能照明是将太阳能辐射转换成电能,再将它应用到照明系统。太阳能光伏技术的应用不会产生二次污染,是绝对的环保,对于安全方面,太阳能照明的工作电压只有12V-24V,对人体没有任何的危害性,太阳能照明系统采用微电脑智能化控制,全部自动化,无需人员看管,带用光感系统,做到天黑亮灯,天亮熄灯。
太阳能照明工程后期工作运行费用低,工程安装简单,施工周期短,操作安全,太阳能供电系统稳定可靠,不受任何影响。对于灯具,太阳能灯具使用寿命长,并且安全节能,光源为冷光源,不会产生温室效应,对植物没有任何影响。
绿景苑小区共安装太阳能庭院灯38盏,草坪灯49盏,地埋灯19盏,射灯10盏,水下灯8盏,壁灯6盏,总功率为2050WP,与市电相比每年可节电18800kW.h,节省费用约2万元(电费、维修费),既环保节能,又美化了小区环境。
节约水资源,循环利用
Abstract: The construction energy-saving chain management is a kind of new project management method which aims at energy saving performance maximization. This paper introduces the management thought, and discusses the symbiotic process between building energy saving and project management and the energy-saving chain management motivation. Then it points out the effect on project management strength and integration. Finally, next concern about proposing and implementation the construction energy saving chain management were given.
关键词: 节能链;管理模式;成长机理;影响研究
Key words: energy chain;management mode;growth mechanism;influence research
中图分类号:[TU-9] 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)20-0063-02
0 引言
建筑节能成为焦点。而有关建筑节能管理的研究也不在少数[1-4]。那么它的定义是什么呢?建筑节能,是指在建筑物的规划、设计、新建、改造和使用过程中,执行建筑节能标准,采用节能型的建筑技术、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,在保证建筑物室内热环境质量的前提下,减少采暖供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。
从建筑节能定义来看,建筑节能是在一个连续的递接过程中开展各种节能工作的活动。因此,科学的方法首先要从整个系统的观点来考虑节能绩效。现行的管理方法存在两个问题:一是只从单阶段建筑物节能角度考虑建筑节能工作安排;另一个问题是没有考虑建筑节能工作过程中参与的企业之间和企业内部一体化关系对建筑节能的影响。
而根据建筑节能的定义,在节能建筑的生成过程中存在着不同功能的参与者,即各类建筑企业。构成节能链的建筑企业之间可能会建立正式的、长期的合作关系,也可能是专业的、对抗的短期关系,无论如何,节能链上任何企业的与节能有关的活动都会影响整条链的节能绩效。而节能链上强大的成员,可以有计划的战略性的影响其他成员的节能态度和行动[5](Walton等,1998);进一步地,这种影响可以延伸到整条节能链的产品和服务,从规划、设计、到原材料选择到再利用和再循环,一直到最后的处置。这种节能影响一旦形成,就会链网式地扩散蔓延至整个过程。因此,节能链研究势在必行。
1 节能链管理的动机研究
1.1 项目管理各过程之间交互式影响研究 项目各过程之间也不是离散型的、一次性的独立事件,它们在整个项目生命周期内每个不同阶段以不同的程度相互重叠,如图1所示。
项目过程的输入和输出与它们所在的项目阶段有着很大的关系,在一个实际的建筑工程项目当中重叠现象是非常普遍的。比如说设计过程,不仅要与规划内容吻合,还要在设计时兼顾后续工作针对的技术、资金实力提出的要求;不仅要为本阶段的任务提供详细的设计文件,还要为下一个项目阶段的工作提供一些设计的初步构想,这构成了动态计划方式。而节能建筑的成长过程依附与建设过程中,与建设过程得特性密切相关。因此,节能建筑的成长过程也是一个各阶段叠加,交互式作用的过程。传统的管理方法只局限于单个阶段的节能管理,不易达到整体节能目标最优。
关键词:电气节能;供配电系统;节能技术
一、引言
在电气设计领域,笔者认为节能的重点在于:合理的供配电系统设计和节能技术和产品的推广应用。文章主要从合理的供配电系统设计与节能技术和产品的推广应用这两个方面探讨了电气节能在工程设计中的应用。
二、合理的供配电系统设计
1.充分调查和合理估计电容量
合理的供配电系统设计是电气节能的基础。尤其是对工程用电容量的估计,从某种程度上决定了供电方案是否合理。在设计领域很长的一段时期内对工程项目的用电规模的控制是很严的。往往工程投入使用后不久就可能因大量用电设备的增加而需要扩容改造,从而导致无谓的重复投资;而且由于过度考虑用电设备的扩张,使用电量估算偏于激进,造成工程投入使用后很长一段时期内大马拉小车的局面,其实亦是一种资源的浪费。因此,这个环节是决定工程的电气节能目标的重点。对于设计者而言,这需要更多的调查研究工作,而不是闭门造车按照指导书或是使用方提供的数据盲目地进行估算。笔者以为,如果这项工作缺失,即便在设计中你再如何推出节能技术和产品都难以保证该工程在用电领域真正做到节能。
2.变配电站的合理设置和选址
合理的系统设计是工程电气节能优劣的又一关键所在,其核心在于变配电站的设置和选址问题。近几年,随着铜价的持续上涨,低压电缆的价格也居高不下,为了减少电缆线路的损耗及电缆投资,应尽可能使10KV电源应用接近终端用户处。然而在实际工程中,有些业主本着节省一次投资的理念,尽可能希望少建变配电站。这样一来,往往造成低压电缆供电半径过长,导致线损严重,供电质量也受到很大影响。有些设计师为迎合业主的要求,只得放大线径以求降低线损。无形之中,电缆的投资又大大增加。因此,设计师可以建议业主不仅考虑一次投资,还需关注工程长期的运行成本,尽量使供电系统合理完善。当然,也希望政府或电力部门可出台一些优惠措施,使业主能在供电系统合理化中得到实惠。在供电系统的设计中,设计师还应善于灵活地配置同样容量的变压器。单台大容量的变压器比之于容量相等的两台甚至多台变压器组合固然有其价格上的优势,但运行过程却难以灵活调度。尤其面对近年来空调等季节性耗电所占比例的扩大,如果能考虑在用电淡季时停用部分变压器,无疑是解决时段性大马拉小车问题的解决方案。又如在小区设计时,考虑多设置一些小容量的箱式变电站不仅从减少低压电缆的角度是有利的,且同时又使系统更灵活。
3. 建筑内部配电系统的合理设计
对于建筑内部而言,同样存在配电系统合理性的问题。笔者认为尽可能减少配电级数和合理设计配电路径是建筑内配电设计是否合理的主要环节。配电级数的增加不仅造成元器件的数量增多、上下级配合非常复杂而导致故障率上升和材料的浪费,而且势必导致配电线缆的线径不必要的放大;而配电路径的不合理势必导致线缆不必要的加长加大以及供电质量的下降。这些对于节能而言都是十分不利的。其中级数增加往往是由于配电环节多而每个环节的操控均使用断路器导致,因此设计中在允许的场合可以多采用隔离开关代替断路器就能有效减少配电级数;而配电路径的不合理主要在于配电间(尤其楼层配电小间)的位置不合理所致,因而电气设计师在初步设计阶段就应该与建筑设计师及时协调使其位置尽可能优化以免施工图设计中难以调整。
三、节能技术和产品的推广应用
1.变压器的合理选择和应用
除了合理的系统设计之外,建筑电气节能的另一个重要环节是节能技术和产品的推广和应用。至于节能产品而言,作为电气节能核心的变压器是最为关键的。伴随技术的成熟,传统的油浸式变压器的市场规模已日渐缩小,高效、低损的干式变压器会逐步取而代之。而且随着产品的升级换代,干式变压器的损耗仍在不断降低,其效率也在不断提高中。此外,近年来由于大量的非线性用电设备的广泛使用,在配电网领域,有效控制无功功率、提高功率因数、抑制谐波也是节能减排的非常有效的技术手段。于是,大量的无功补偿装置应运而生。如何选择和应用到设计中是设计师的一项重要任务。
2.合理启动和控制电机
电机启动和控制的合理性也是电气节能的一项重要内容。如在启动环节,过去一般降压起动一般采用星三角起动或带自耦变压器起动方式,随着技术发展软启动方式应用日益广泛。但笔者认为,起动方式的选择仍然要有一定原则,如一般建筑内的非重要的水泵、风机可以直接起动的仍然采用直接起动方式,需降压起动的也可采用传统的起动方式,只有较重要且确需降压起动的可采用软启动。对于控制而言,象变频控制等技术也针对不同性质的电机区别应用。这些可以使建筑内各种电机的效率得以提高,运行成本得到进一步控制。
3.使用高效节能的照明光源
此外,而在电气节能产品中,最近最引人注目的无疑是高效节能的照明光源的应用,其中LED的日益广泛的应用尤为惹人眼球。这次世博会上夜景灯光令人陶醉,而这些灯光大多发自新兴的LED光源。据说这次夜景灯光的耗电比起传统的夜景照明来降低一半以上。在笔者设计的工程中的使用:一只灯具替代了多支双管T5支架灯,光色、照度各方面丝毫不逊色。灯具节能并不限于光源,其附件同样对节能有着重要的意义。传统的电感镇流器功率因数仅能达到0.5~0.6,其导致照明能效低下。而伴随技术的日趋成熟,节能电感镇流器不仅功率因数大幅提升,且可靠性高,使用寿命长,谐波含量较小,多用于HID灯;电子镇流器的功率因数更是达到0.95以上,对提高照明能效有显著成效。总的来看,随着各种新技术、新产品越来越多地应用于工程设计中,可以使电气节能的效果愈发显著。
4.优化监控系统的控制方式
电力监控系统不仅可以保证楼宇内电力系统的安全运行,也使整个电气系统的节能运行成为可能。笔者认为如果电力部门监控系统和智能化楼宇监控系统结合在一起,可以使建筑节能控制水平上一个新的台阶。楼控的另外一些领域也是电气节能的重点,特别是空调用电在建筑耗电中的所占比例超过一半,而通过楼控系统对于空调系统各参数的监测,调整空调系统的运行方式,空调运行的耗电量会进一步地下降。楼控系统的应用在节能中又一突出作用在于其在于照明控制上。过去无论是集中控制也好、分散控制也罢走道、厅堂、车库这些公共场所的照明基本都成了长明灯。后来引入了声、光控等技术后,这一局面得以改善。通过编程控制,无论是时间控制还是声、光控制都会变得更可靠。
5.加大新能源的利用
在建筑节能中,新能源的利用是国家和政府层面作为一项新兴产业予以大力扶持和推动的。它包含了建筑层面为利用新能源的使用提供有利的条件(如世博会主题馆屋面超大面积的太阳能光伏电池板、利用黄浦江水作为空调系统主要用能等)及产业层面大规模的设备生产扩张。新能源的大量使用将使得各类工程的用电能耗大为降低,有效缓解我国用电紧张的局面。在我国绿色建筑评价系统中,新能源技术的应用已成为最主要的加分项目。
四、结束语
综上所述,笔者认为对于设计师而言电气节能的核心在于优化的电力系统设计,而通过推荐使用节能技术和节能产品以及智能化控制的手段,使建筑的电气节能能最大限度的加以推进。这三项是电气工程师在设计阶段提高工程的电气节能水平的主要工作。而提高新能源的利用水平则是建筑师、设备工程师对提升工程电气节能效果最为关键的贡献。大家一起努力,可以使我国工程领域的电气节能方面上一新的台阶,从而给整个建筑工程节能乃至城市更快更好的发展添上重要一笔。
参考文献: