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關鍵詞:節能概念;節能技術
Abstract: the energy conservation of the building is building a tendency of the development of the area, also is the inevitable requirement of building economical society, this paper on the present China's large-scale public buildings of gas-guzzling characteristics, to discuss the concept and energy saving of energy saving technologies research.
Keywords: energy-saving concepts; Energy saving technology
中圖分類號:TE08文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
隨著建設小康社會的逐步推進,建筑產業的迅猛發展,近年來公共建筑如雨后春筍般的出現,與之也帶來了建筑能耗的迅速增長。但是現有公用建筑中的大多數無論是建筑圍護結構還是采暖空調系統,都處于高耗能狀態,節能建筑僅占1%,我國公共建筑單位面積的能耗也相當于緯度相近發達國家的二至三倍。
我國雖然能源豐富,但人均資源卻很匱乏,建筑用能粗放,浪費嚴重,利用率低。大型公共建筑節能潛力巨大,做好大型公共建筑的節能工作,對我國經濟的可持續發展和資源節約型、環境友好型社會的建立將會有很大的幫助。
二、節能概念
建筑節能,是指在建筑材料生產、房屋建筑和構筑物施工及使用過程中,滿足同等需要或者在達到相同目的的條件下,盡可能降低能耗。對大型公共建筑來說,就是在建筑物的規劃、設計、新建、改造和使用過程中,依據節能標準,采用節能型的技術、工藝、設備、材料和產品,提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調制冷制熱系統效率,加強建筑物用能系統的運行管理,利用可再生能源,在保證室內熱環境質量的前提下,減少通風、空調制冷制熱、照明等的能耗。
一般來說,實現建筑節能技術有兩種途徑:一種是減少能源總需求量;另一種則是利用新能源。
三、節能技術
公共建筑節能技術主要圍繞建筑節能規劃設計、圍護結構節能技術、采暖通風與空氣調節節能技術、照明節能技術、建筑節能測試技術等方面。通過研究建筑物所在地的氣候特征,結合現有的節能技術措施,綜合經濟效益因素,在滿足建筑要求的前提下,達到節約資源、減少能耗、提高能源利用率的目的。
1、公共建筑的節能規劃設計與圍護結構
節能規劃設計應該依據公共建筑所在地區的氣候條件,以及所采用的建筑技術,結合能源的有效利用,對建筑的總平面、建筑單位構造形式、建筑室內外環境綠化、建筑的通風采暖、日照等各方面進行布置或規劃的方法。[1]
圍護結構的節能技術主要是通過改善圍護結構的熱工性能,使得夏季隔絕外部熱量進入,冬季阻止內部熱量散發,從而減少采暖、制冷的設備的使用,達到節能的效果。圍護結構的節能主要包括三個方面:墻體節能、門窗節能、屋面節能。
外墻保溫通常是在新型墻體的基礎上增加高效保溫隔熱材料,形成復合墻體,從而達到節能的目的。按保溫層所在位置不同,可分為三種:內保溫外墻、外保溫外墻、夾心保溫墻體。內保溫外墻即在外墻結構內部加保溫層,保溫層與外墻結構間設置空氣間層,可以防止保溫材料受潮和提高外墻的熱阻,這種保溫層由于密度小、蓄熱能力小使得室內溫波動相對較大,供暖時升溫快,不供暖時降溫也快,宜在禮堂、會場和俱樂部使用;外保溫外墻即在外墻外部加保溫層,再覆蓋保護層,由于實體墻熱容量大,室內能夠儲蓄更多的熱量,相對于其它幾種保溫墻體來說在冷天提高墻體內表面溫度的效果最好,此外外保溫的綜合經濟效益高,適用范圍廣泛;[2]夾心保溫墻體把保溫材料放在墻體中間,保溫層的外側為圍護構件,內側為承重構件,這種做法有利于保護保溫材料,但是內外墻之間必須有可靠的拉結。
門窗相對于墻體和屋頂來說絕熱性最差,門窗的節能措施主要是增加門窗的保溫性能和氣密性,從而減少傳熱量、空氣滲透量和太陽輻射。因此選擇適宜的窗型,增設門窗隔熱層,選用特殊材質的玻璃,設置遮陽結構等,可以達到節能的目的。
提高建筑物屋面的保溫隔熱能力,能夠有效的抵御室內外冷熱空氣的傳遞,減少能耗。提高屋面的保溫隔熱能力方法主要有改善屋面保溫層的熱工性能,選用導熱性小、蓄熱性大、吸水率較小的材料,選擇合適的保溫隔熱層厚度,并且注意材料層的排列。
2、采暖通風與空氣調節節能技術
目前我們采暖節能措施主要是使用絕熱保溫層和新的采暖方式。圍護結構的墻體、門窗、屋頂絕熱都屬于采暖節能措施,隨著科技創新和新能源的開發,新的采暖方式得以實現。
太陽能是可再生能源,而且無污染,在建筑采暖中已經有了很大的用途,太陽能采暖的利用方式有兩種,一是直接將太陽能通過熱輻射的方式船體給室內空間,提高室內溫度。二是將太陽能通過介質和設備進行收集和儲存,在需要的時候通過熱媒傳遞。如太陽能吸收式空調和太陽能地板輻射采暖。[3]
建筑節能下的通風有兩種方式:自然通風和機械輔助式自然通風。[4]在非空調建筑中,利用風壓促進建筑的室內空氣流通就是一種很好通風方式,但是對于大型公共建筑,通風路徑較長,流動阻力較大,單純依靠風壓往往不能達到良好的通風要求,需采用機械輔助式的通風系統,輔以符合生態思想的空氣處理手段,并且借助一定的機械方式加速室內空氣流通,形成一套完整的空氣循環通道。
公共建筑空調系統節能,主要體現在系統周期內的設計、施工調試和運行管理方面。空調系統的節能重點是變風量空調系統的采用、冷蓄冷空調及低溫大溫差技術、空調系統排風冷量的回收以及提高空調風、水的輸送效率等。
3、建筑照明節能技術
大型公共建筑一般是人流高度聚集的場所,例如運動館、商貿中心、機場、客運站等,這些服務性的建筑的性質使得人們不管是對照明設備的數量需求還是質量要求都比較高,然而面對解決照明需求數量的巨大和建筑節能的要求這一對矛盾,照明節能技術在公共建筑的的節能中起到了一個非常重要的作用。以往對于照明設備的能耗,人們主要關注的照明節能技術通常是進行照明功率的限制,但是這樣治標不治本。建筑照明節能技術設計主要是由若干環節組合而成,只有把這些環節綜合的進行考慮,才能實現照明節能的最大化:首先,需要對大型建筑物的照明供需比例進行準確的計算,在符合公共建筑照明設計的規范的情況下照明用電統籌管理,盡量的減少不必要的照明輸出;其次,根據公共建筑類型的不同、公共建筑內部功能區的不同,區別選擇使用不同的照明功率密度值;[5]最后,合理的選擇節能燈具及其附屬裝置,綜合考慮其發光效率、使用壽命,運行能耗等特征,為公共建筑的照明節能提供良好的硬件保障。
4、建筑節能測試技術
大型公共建筑是局部地區最大的一個產熱單元,對城市熱島、局地氣候都息息相關,而建筑節能測試技術從而扮演了一個“督察員”的角色。[6]公共建筑的檢測主要包括室內的熱環境度、建筑護的結構性能以及中央空調機組性能等,這項測試技術為公共建筑的節能效果提供了評價量化指標的基礎。
四、結論
大型公共建筑的節能是一個龐大而復雜的系統工程,其涉及的領域十分廣泛,既包含了建筑、規劃、市政、結構等于建造相關的領域,也包括了照明、水電、環保等其他行業。要實現大型公共建筑節能這一目標,在實施的過程中還應該注意以下三點:
第一,不能厚此輕彼、以偏概全,單單強調某一方面的節能而應該統籌兼顧、平均用力,在節能大環境下全方位的考慮節能的系統性操作。
第二,充分學習和利用國內外先進的節能技術、節能措施和節能裝置,只有不斷的進行技術的改進,才能不斷的提高節能的空間;
第三,時刻注意因地制宜,不同地點的大型公共建筑其氣候特征、用地特征也不一樣,因而在制定節能要求和標準時應該考慮到自身狀況,在綜合考慮各方面的因素的基礎上才能使大型建筑物達到最優化的節能目標。
參考文獻
[1] 李文輝.建筑節能與規劃設計[J].建筑科學.2009,2:49
[2] 侯平蘭,薛永武,張宣關.外墻保溫的墻體節能方法[J].陜西建筑.2006,(08).
[3] 薄迎.淺析建筑采暖節能技術[J].資源節約與環保,2009,(02).
[4] 孫來全,孫雪,張麗丹.論空氣調節系統采暖與通風的節能[J].黑龍江科技信息,2008,(31).
關鍵詞:智能建筑 樓宇自動化系統 概念
一 關于智能建筑
智能建筑的概念,在本世紀末誕生于美國。第一幢智能大廈于1984年在美國哈特福德 (Hartford)市建成。我國于90年代才起步,但迅猛發展勢頭令世人矚目。
智能建筑是信息時代的必然產物,建筑物智能化程度隨科學技術的發展而逐步提高。當今世界科學技術發展的主要標志是4C技術(即Computer計算機技術、Contro控制技術、Communication通信技術、CRT圖形顯示技術)。將4C技術綜合應用于建筑物之中,在建筑物內建立一個計算機綜合網絡,使建筑物智能化。4C技術僅僅是智能建筑的結構化和系統化。
智能建筑應當是:
“通過對建筑物的4個基本要素,即結構、系統、服務和管理,以及它們之間的內在聯系,以最優化的設計, 提供一個投資合理又擁有高效率的幽雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間。智能建筑物能夠幫助大廈的主人,財產的管理者和擁有者等意識到,他們在諸如費用開支、生活舒適、商務活動和人身安全等方面得到最大利益的回報。”
建筑智能化結構是由三大系統組成:樓宇自動化系統(BAS)、辦公自動化系統(OAS)和通信自動化系統(CAS)
二、樓宇自動化系統簡介
樓宇自動化系統也叫建筑設備自動化系統(BuidingAutomationSystem簡稱BAS),是智能建筑不可缺少的一部分,其任務是對建筑物內的能源使用、環境、交通及安全設施進行監測、控制等,以提供一個既安全可靠,又節約能源,而且舒適宜人的工作或居住環境。
三、樓宇自動化系統的組成與基本功能:
建筑設備自動化系統通常包括暖通空調、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統。根據我國行業標準,BAS又可分為設備運行管理與監控子系統和消防與安全防范子系統。一般情況下,這兩個子系統宜一同納入BAS考慮,如將消防與安全防范子系統獨立設置,也應與BAS監控中心建立通信聯系以便災情發生時,能夠按照約定實現操作權轉移,進行一體化的協調控制。
建筑設備自動化系統的基本功能可以歸納如下:
(1)自動監視并控制各種機電設備的起、停,顯示或打印當前運轉狀態。
(2)自動檢測、顯示、打印各種機電設備的運行參數及其變化趨勢或歷史數據。
(3)根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備,使之始終運行于最佳狀態。
(4)監測并及時處理各種意外、突發事件。
(5)實現對大樓內各種機電設備的統一管理、協調控制。
(6)能源管理:水、電、氣等的計量收費、實現能源管理自動化。
(7)設備管理:包括設備檔案、設備運行報表和設備維修管理等。
四、樓宇自動化控制系統的原理
樓控系統采用的是基于現代控制理論的集散型計算機控制系統,也稱分布式控制系統(Distributedcontro systems簡稱DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”,即用分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置(DDC)完成被控設備的實時檢測和控制任務,克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中的不足和常規儀表控制功能單一的局限性。安裝于中央控制室的中央管理計算機具有CRT顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強的數字通信功能,能完成集中操作、顯示、報警、打印與優化控制等任務,避免了常規儀表控制分散后人機聯系困難、無法統一管理的缺點,保證設備在最佳狀態下運行。
五、 樓宇自動化系統設備的發展歷史及相關產品簡介
樓宇設備自動化系統到目前為止已經歷了四代產品:
第一代:CCMS中央監控系統(20世紀70年代產品)
BAS從儀表系統發展成計算機系統,采用計算機鍵盤和CRT構成中央站,打印機代替了記錄儀表,散設于建筑物各處的信息采集站DGP(連接著傳感器和執行器等設備)通過總線與中央站連接在一起組成中央監控型自動化系統。DGP分站的功能只是上傳現場設備信息,下達中央站的控制命令。一臺中央計算機操縱著整個系統的工作。中央站采集各分站信息,作出決策,完成全部設備的控制,中央站根據采集的信息和能量計測數據完成節能控制和調節。
第二代:DCS集散控制系統(20世紀80年代產品)
隨著微處理機技術的發展和成本降低,DGP分站安裝了CPU,發展成直接數字控制器DDC。配有微處理機芯片的DDC分站,可以獨立完成所有控制工作,具有完善的控制、顯示功能,進行節能管理,可以連接打印機、安裝人機接口等。BAS由4級組成,分別是現場、分站、中央站、管理系統。集散系統的主要特點是只有中央站和分站兩類接點,中央站完成監視,分站完成控制,分站完全自治,與中央站無關,保證了系統的可靠性。
第三代:開放式集散系統(20世紀90年代產品)
隨著現場總線技術的發展,DDC分站連接傳感器、執行器的輸人輸出模塊,應用ON現場總線,從分內部走向設備現場,形成分布式輸入輸出現場網絡層,從而使系統的配置更加靈活,由于onWorks技術的開放性,也使分站具有了一定程度的開放規模。BAS控制網絡就形成了3層結構,分別是管理層(中央站)、自動化層(DDC分站)和現場網絡層(ON)。
第四代:網絡集成系統(21世紀產品)
隨著企業網Intranet建立,建筑設備自動化系統必然采用Web技術,并力求在企業網中占據重要位置,BAS中央站嵌入Web服務器,融合Web功能,以網頁形式為工作模式,使BAS與Intranet成為一體系統。
網絡集成系統(EDI)是采用Web技術的建筑設備自動化系統,它有一組包含保安系統、機電設備系統和防火系統的管理軟件。
EBI系統從不同層次的需要出發提供各種完善的開放技術,實現各個層次的集成,從現場層、自動化層到管理層。EBI系統完成了管理系統和控制系統的一體化。
目前,規模和影響較大的樓宇設備供應公司有美國霍尼維爾公司、江森公司、KMC公司、德國西門子公司等。
結束語
樓宇自動化控制技術在我國還是一個新興的技術領域,隨著更多智能建筑的出現,將有更加先進的技術補充到這一領域中,使這一技術更加成熟、完善。
幾家影響較大的樓宇設備供應公司系統及功能簡介:
美國江森自控Metasys系統
Metasys的系統結構及硬件說明
要想建成一個智能建筑,一個高素質的樓宇自控系統是不可缺少的,JOHNSON CONTROS的Metasys系統的系統結構如下:
JOHNSON CONTROS的Metasys樓宇自按系統是由中央操作站(OWS)、網絡控制器(NCU)、直接數字控制器(DDC)等組成,通過Ethernet網(N1網)將中央操作站及網絡控制器各節點連接起來,Ethernet/IP使用標準的網絡硬件在網絡控制器與用戶操作站之間完善地傳遞信息。同時安裝在建筑物各處的直接數字控制器(DDC),將通過現場總線(N2網)連接到網絡控制器上,與其它網絡控制器上的直接數字控制器及中央操作站保持緊密聯系。現場需監控設備上的傳感器及執行器等連接至以上各直接數字控制器內。從而實現分散控制、集中管理。
以下分別對這些硬件設備做詳細說明:
1.1通訊網絡
操作站及網絡控制單元之間最常用的連接方式是N1通訊網絡。這構造采用以太網(ETHERNET)技術,通過一張ETHERNET卡(網絡介面卡),在N1線上通訊。
網絡設置
N1網可以設置成總線型、星型和混合型結構。它使N1網可以方便、經濟地安裝及擴展。
N1網可以使用同軸電纜、雙絞線、光纖或它們的組合。NCU和操作站可以直接支持同軸電纜,并可方便地加上適配器連接光纖回路。每段N1網的最長距離取決于所采用的媒質及網絡上節點的數量。采用有源分流器可以延伸連接線的長度。兩個節點間最長距離可達到6.4公里。
開放式的結構和互連性
ETHERNET廣泛應用于工業和樓宇自動化領域。眾多的第三者供應商都支持這個標準并提供ETHERNET設備,如分流器及應用軟件。這意味著不用供應商提供的產品可以直接互換,使用戶有更多的產品選擇并且不會依賴于某一個供應商。
N1網上之通訊種類數據庫之上傳與下載、對現場設備之指令和狀態之訊息等。各節點均具備動態訪問(Dynamic Data Access)功能,即無論N1網上任何操作站或任何一個NCU上,均可以對全部的數據實現檢測或控制。
動態數據存取
很多系統都只容許有限度的資料分類,Metasys系統卻能容許在N1總線上每個組件與組件間的自由通訊。這便是METASYS系統的一個獨特之處——動態數據存取,加快了大量訊息傳遞之速度。
雙重on Works N2總線之運作是由在on Works N2網上之NCU監控。如其中一條線發生故障(即在N2網上之某一點沒有接收訊號),NCU會發出指令以恢復正常通訊。
1.2操作站
METASYS系統根據大樓的具體功能要求,我們對操作站的介面,特性,功能做了一系列的改進,增加了許多更直觀的視覺顯示效果,并且通過OPC(OE for process Contro)軟件技術使所有的設備管理系統均可在簡單明了的圖形顯示下集中完成,目前我們稱改進后的操作站系統為M5,現就其幾項主要的特征說明如下:
多屏顯示
在一個操作員面顯示監控龐大的集中自動化系統的所有信息是一個大難題,而M5操作站采用屏幕管理系統解決了這個困難,大型建筑物、多建筑群及多種網絡均可采用此項技術以支持多屏顯示。
現存圖形的重復利用
無論是Johnson Contros工作站內的圖形,或是其它的圖形格式,Metasys操作站都能再利用它們。繪圖軟件Core Draw,Visio及AutoCad,同數碼像機、視像抓取卡及數字掃描儀一樣均能提供豐富的圖形資源,操作站的靈活性大大減少了程序員和操作者的工作。
動畫介面
M5操作系統采用全新動畫介面,可伴有音樂和旁白,更生動地描述現場情況,同時可將大樓受控設備的實時圖像通過集成系統傳到操作站,從而更準確直接地指導操作員應采取的動作。
采用顏色梯度的動態信號
Metasys workstation圖形技術提供完整的動態圖形控制,包括顯示、消失、閃爍旋轉、動畫以及彩色梯度。全部通過易于使用和理解的圖標控制定義對話,任一標志的功能控制都能直接相關于另一點或由大樓用戶根據自己需要任意定義單獨的設備。
動作趨勢
Metasys workstation提供給大樓用戶有關能源管理以及設備診斷的數據分析曲線,如此詳細的各點情況都有助于更好地理解相關控制功能的實現過程。大樓的管理人員可根據這些曲線分析受控設備的保養狀況及其是否在最佳的工作狀態。
1.3網絡控制器(NCU)
網絡控制器是一種模塊式、智能化的控制盤,為METASYS網絡的心臟。通過多個網絡控制器,即可將大樓每一個側面的管理情況緊密的連接起來,進行全面綜合的管理。通過相互共享整個網絡中的所有信息,每個NCU能用高級控制算法提供全建筑物范圍的最優控制。
網絡控制器具有多種統計控制功能。
網絡控制器可配置手提終端檢測器,該檢測器完全可以代替操作站的功能,存取整個系統中所有信息和發出控制指令。
1.4直接數字控制器(DX-9100)
直接數字式控制器是Metasys系統的最前端裝置,直接與大樓內有關的設施連接起來,再通過N2總線與網絡控制器相連,網絡控制器與中央操作站均可對其實現超越控制。
直接數字式控制器能夠支持以下不同性質的監控點:
-模擬量輸入(AI)
-數字量輸入(DI)
-模擬量輸出(AO)
-數字量輸出(DO)
具有可編程控制模塊及PC邏輯運算模塊,除能完成各種運算及PID回路控制功能外,還具有多種統計控制功能,可同時設置時間控制程度。
控制器具有獨立運作的功能,當中央操作站及網絡控制器發生問題時,控制器不受影響,繼續進行運作,完成原有的全部監控功能。
支持點對點通訊,可與METASYS網絡進行動態數據存取。
可通過傳輸模塊(XT)接擴展模塊(XP),增加控制輸入輸出點容量,配置靈活,并可通過內置ED來監控這些點。
DDC的實時數據存儲在配有備有電池的RAM中。
1.5手提檢測器/網絡終端
手提檢測器是供大樓維修人員對樓宇自控管理系統中的網絡控制器及直接數字式控制器進行檢查使用。通過檢測器
維修人員可以更改設定值,并可以獲得各有關的數據、報警及狀態。在檢查的過程中不會中斷或干擾各控制器間的正常動作及通訊。
網絡終端(NT)能使大樓管理或維修人員直接掌握Metasys系統內的所有設備的運行情況,不管NT是與哪個NCU連接,利用NT都可以在大樓的任何地方存取全部信息。
觸摸屏輸入及多點顯示屏,使用方便。
菜單提示及在線幫助,使用者容易掌握。
5級密碼保護,網絡安全有保證。
2.METASYS系統監控內容
METSYS監控系統對建筑物進行集中監控的系統主要包括:
冷凍及空調系統
供電及照明系統
給排水系統
保安及巡更系統
消防系統 升降機及扶手電梯系統
西門子APOGEE頂峰系統
APOGEE樓宇自控系統是西門子公司推出的新一代樓宇自控/系統集成平臺,完整的系統由INSIGHT監控軟件、DDC控制器、傳感器、執行機構四大部分組成。
關于西門子APOGEE系統,簡要說明如下:
1.1 中央工作站
中央工作站系統由PC主機、彩色液晶顯示器及打印機組成,是BAS系統的核心,它直接可以和以太網相連。整個大廈內所受監控的機電設備都在這里進行集中管理和顯示,內裝中/英文Insight工作軟件,提供給操作人員下拉式菜單、人機對話、動態顯示圖形,為用戶提供一個非常好的、簡單易學的界面。操作者無需專業軟件知識,即可通過鼠標和鍵盤操作管理整個控制系統。
1.2 操作系統
操作系統為樓宇自控系統提供了強大的工作平臺,通過系統程序操作員可以在樓宇自控系統內進行各項資料的存取及監控。
1.2.1 指令輸入及菜單選擇的方式
操作員除了可以通過常規的鍵盤進行操作外,亦可以通過“鼠標”進行操作,包括啟停、更改設定點、選擇菜單等各項操作。
1.2.2 圖形及文字顯示
操作員可以將樓宇自控系統內的每一個監控點用圖形或文字方式顯示出來。
1.2.3 多方面資料的顯示
操作系統有能力在同一時間內以“窗口”式的方法顯示多方面的資料,以便容易對不同表現進行分析,真正做到了實時和多任務。
1.2.4 密碼的保護
多級別的密碼將為業主及管理人員提供一個有效的保護工具。它可以管理及限制不同部門人員使用樓宇自控系統,同時防止系統被非有關人員使用,提高系統的安全性。
1.2.5 彩色動態圖形顯示
為使系統內的報警被更快地確定及更容易分析系統的表現,系統提供彩色動態圖形顯示,包括樓層的平面圖及機電裝置的系統示意圖。
1.2.6 系統的架構及界定
所有溫度及裝置的控制策略及節能程序可以由用戶決定,在做出界定或修正的程序時不會影響樓宇自控系統正常的運作。
1.3 Insight軟件功能
Insight監控軟件是以動態圖形為界面,向用戶提供樓宇管理和監控的集成管理軟件。最多可支持25各客戶端同時運行。
Insight監控軟件提供了用戶對APOGEE系統的三大功能:
1、監視功能:用戶可以通過動態圖形、趨勢圖等應用程序對APOGEE系統控制設備的運行狀態,被控對象的控制效果進行實時和歷史的監視。
2、控制功能:用戶可通過控制命令,程序控制和日程表控制等應用程序控制樓宇自控設備的啟停和調節。
3、管理功能:包括用戶帳戶管理、系統設備管理、程序上下載管理,用戶還可通過系統的活動記錄、報表等應用程序了解APOGEE系統自身的狀態。
通過對選件的安裝,還可實現遠程自動撥號服務、仿真終端、支持WEB服務、支持遠程通告、支持虛擬控制器等功能。
1.4 直接數字控制(DDC)
DDC是用于監視和控制系統中有關機電設備的控制器,它是一個完整的控制器,它包含軟硬件,能完成獨立運行,不受到網絡或其他控制器故障的影響。
控制器構成主要是32位或16位微處理器和不同類型點的點終端模塊,具有可脫離中央控制主機獨立運行或聯網運行能力。同時,當外電斷電時,DDC的后備電池可保證RAM中數據在60天不丟失。簡單來說,DDC具備以下功能:
(1)使用強力過程控制語言PPC進行程序編寫。
(2)先進的比例積分微分暖通空調控制,閉環調節算法可使振蕩最小并保持精密控制。
(3)全面的報警管理、歷史數據記錄和操作員的控制監視功能。
(4)為能源管理提供了內置的能源管理程序SSTO。
1.5 APOGEE系統對建筑物進行集中監控的系統主要包括:
空調機組新風機組
變配電系統
照明系統
給排水系統
冷熱源系統
備用發電機系統
電梯系統
變風量系統
北京利達恒信科技發展有限公司HBS樓宇自控系統
1、系統概述: HBS樓宇自控系統是一套完全符合BACnet國際標準的樓宇自控系統,它負責完成建筑物中的暖通空調系統、給排水系統、變配電系統、照明系統、電梯等的監控管理,確保建筑物內環境的舒適和安全,同時實現高效節能要求。HBS樓宇自動化系統可根據不同用戶需求靈活搭建,既適合小型單體建筑,又適合功能復雜、設備眾多的大型建筑群。可廣泛應用于工礦企業、商業中心、辦公樓、會展中心、體育館、醫院、學校、住宅小區等各類建筑物。
2、系統特點:
通訊協議標準化:HBS樓宇自控系統采用了國際標準化協議---BACnet。 BACnet是樓宇自控行業中唯一的國際標準,具有很強的通用性。既可以使不同廠商的設備產品綜合在一個系統中,又可使系統能在日后得以方便的擴展和升級。
能源管理數字化:系統精確的能源管理功能不僅可使用戶對水、電、氣、冷(熱)負荷的每一項費用的細節了如指掌,明白消費,而且系統還提供節能控制方案,實現了能源管理的數字化、精確化;
功能設計一體化:一體化的功能設計,實現了與安防、消防、通訊、辦公等系統互聯互通,信息共享。通訊結構簡單化:采用一級網絡(以太網) 作為通訊平臺,各現場控制器直接掛接在以太網上,不需要專用網絡通訊設備。
操作使用智能化:操作界面完全中文,虛擬現實形式,動畫式運行,易學易用,操作簡便。
控制調節分散化:采用無中心控制的真正分布式控制模式,分散到就地控制,控制調節功能可由系統的控制器獨立操作完成,而不依賴主機。
系統組成模塊化:本系統在不增加額外費用的情況下,可以方便地在以太網的任意區段加裝工作站或控制器,在不改變布線的基礎上,可隨意對系統進行擴展,從幾十點到幾萬點都十分輕松。
設備維護遠程化:系統軟件故障可以在遠程進行診斷和維護,減少維護時間、提高效率 。
總之,HBS樓宇自控系統從設計到應用的每個細節都體現了健康、節能、舒適、便捷的理念。
3、網絡結構:
HBS系統基于 BACnet/IP +Ethernet高性能的結構型式,用戶可以充分地利用已有的各種網絡設備和資源,無論是組織一個大型的網絡還是一個小型的獨立系統,都能輕松而高效。
本著集中管理、分散控制這種集散式監控結構的設計原則來實現整體功能。HBS系統采用一級網絡(以太網) 作為通訊平臺,各現場控制器直接掛接在以太網上,全部控制器都有以太網接口,不需要現場總線網絡控制器和專用網絡通訊設備,實現了無中心控制的真正分布式控制模式,具有良好的互操作性,同時降低復雜程度,同時降低了設備造價。
從HBS結構示意圖可知此系統是由中央操作站、樓宇控制器(DDC)等組成,中央操作站通過一級網絡(以太網)直接將安裝在建筑物各處的樓宇控制器(DDC) 連接起來,傳感器及執行器等連接至以上各樓宇控制器(DDC)內。
4、HBS樓控系統的典型運用:
空調機組新風機組
變配電系統
照明系統
給排水系統
冷熱源系統
電梯系統
變風量系統
秦皇島海灣HW-BA5000樓宇自控系統系統介紹
概述
HW-BA5000系統是海灣公司采用國際先進技術開發的樓宇自動化控制系統產品,經過近十年的持續改進和工程實踐,HW-BA5000系統成為目前國內技術最成熟、工程案例最豐富的樓控系統,是被大量的工程實踐驗證了的成熟、穩定、開放的系統。
HW-BA5000除了完成樓宇自動化控制系統的全部功能外,還能夠通過各種軟硬件手段集成消防系統、安防系統以及建筑物內其它弱電系統,它借助了建筑物內的綜合布線系統能夠方便的辦公自動化集成。這樣,HW-BA5000系統以樓宇自動化系統為基礎為實現建筑物內各子系統集成提供了基礎平臺。
特點
包括管理平臺軟件、DDC控制器到前端傳感器和執行器在內的完整樓控系統
采用國際主流的onworks現場總線技術,產品通過onMark認證,系統的開放性得到驗證
DDC控制模塊采用國際標準的軟件開發模式,提供豐富的軟件功能,支持圖形化界面完成模塊設置和聯動編程,支持遠程下載程序
管理軟件采用B/S結構,客戶端采用標準的IE瀏覽器,可以方便實現多用戶和遠程管理
提供多種網關和軟件接口,內嵌各種常見弱電管理系統解決方案,是一個建筑弱電集成平臺
智能建筑集成管理軟件
概述
HW-BA5000系統上位機軟件--智能建筑集成管理系統(iiBS),是針對智能建筑系統集成業務設計的上位機管理軟件系統。與一般圖形組態軟件不同的是,它提供了智能建筑系統集成中各子系統及各類常用設備的設計模版和集成方案,內置了樓宇控制系統、小區智能化系統及火災報警系統等的解決方案,能夠方便的實現樓控系統、消防系統、安防系統的無縫集成。同時iiBS基于WEB方式、IE風格的客戶界面也為使用者提供了熟悉和簡單的操作方式,使用戶能夠更輕松的完成各種管理。
智能建筑集成管理系統iiBS同時是大廈弱電系統(樓宇管理系統、消防系統、安防報警、閉路監控、門禁系統、停車場系統等)集成的基礎平臺,系統提供了OPC、onworks、DDE等軟件接口,同時提供MODBUS、232/485等硬件接口為實現樓宇自控系統功能及系統集成提供了有力工具,使系統集成工程變得更容易、更規范、更可靠。
軟件架構
系統特點
為智能建筑系統集成量身訂制。
完全基于互聯網平臺,客戶端采用標準的瀏覽器。
提供靈活、方便的頁面組態,豐富的圖形表現能力和動畫效果。
內嵌實時數據庫,支持強大的規則和事件處理能力。
內嵌空調、變配電、照明等樓宇自控系統工程模板。
內嵌智能小區抄表、報警、消防等業務子系統解決方案。
內嵌數據服務平臺,支持onWorks、CAN、232/485等數據采集。
能夠支持第三方應用系統的集成。
提供方便的報表組態功能,與Exce無縫集成,動態生成報表。
支持局域網和廣域網的遠程故障分析與判斷。
DDC控制器介紹特點
采用國際先進的主流技術—onworks總線技術。
嚴格按照onMark標準設計,獲得國際onMark認證。
采用國際標準的DDC軟件開發模式,無須現場編程,支持在線下載。
通過設備附帶的PUG-IN進行配置,圖形化界面,性能更穩定,操作更簡單。
輸入輸出端口設有信號指示燈及手動操作模式,便于現場調試。
控制器設有通用輸入輸出端口,信號類型可以通過硬件跳線和上位機軟件進行設置。
控制器通訊穩定、聯網方便,可以采用靈活自由的組網方式。
產品系列豐富,即有專門為各樓控子系統設計的專用控制模塊,又有大量點數靈活的通用控制模塊。
樓宇自控應用實例:
1、冷凍站系統的監控
監控設備包括:冷水機組、冷卻水循環泵、冷凍水循環泵、冷卻塔、自動補水泵、電動蝶閥等。
(1)根據事先排定的工作及節假日時間表,定時啟停冷水機組及相關設備。完成冷卻水循環泵、冷卻水塔風機、冷凍水循環泵、電動蝶閥、冷水機組的順序連鎖啟動及冷水機組、電動蝶閥、冷水循環泵、冷卻水循環泵、冷卻塔風機的順序連鎖停機。
啟動順序為:對應冷卻水、冷凍水管路上的閥門立即開啟;冷卻塔風機、冷卻水泵、冷凍水泵的啟動延遲2~3min啟動;制冷主機在確定冷卻水泵、冷凍水泵開啟后啟動。
停止順序為:關閉制冷主機;冷卻塔風機、冷卻水泵、冷凍水泵在主機關閉后延遲4-5min關閉;對應冷卻水、冷凍水管路上的閥門關閉。
(2)測量冷卻水供回水溫度,以冷卻水供水溫度及冷卻塔的開啟臺數來控制冷卻塔風機的啟停的數量。維持冷卻水供水溫度,使冷凍機能在更高效率下運行。
(3)監測冷水總供回水溫度及回水流量,由冷水總供水流量和供回水溫差,計算實際負荷,自動啟停冷卻塔、冷凍水循環泵、冷卻水循環泵及相對應的電動蝶閥;
(4)根據膨脹水箱的液位或管道壓力,自動啟停自動補水泵;
(5)監測冷水總供回水壓力差,調節旁通閥門開度或水泵轉速,保證末端水流控制能在壓差穩定情況下正常運行。在冷水機系統停止時,旁通閥自動全關;
(6)監測各水泵、冷水機、冷卻塔風機的運行狀態、手/自動狀態、故障報警,并記錄運行時間;
(7)水泵保護控制:在每臺水泵的出水端管道上安裝水流開關,水泵啟動后,水流開關檢測水流狀態,如故障則自動停機;水泵運行時如發生故障,備用泵自動投入運行;
(8)中央站彩色動態圖形顯示、記錄各種參數、狀態、報警,記錄累計運行時間及其他的歷史數據等。
2、換熱站系統的監控
監控設備包括:熱交換器、冷凝泵等。
(1)監測各熱交換器出水溫度,依據出水溫度按PID調節一次熱水(或蒸汽)調節閥,保證出水溫度穩定在設定值范圍內,溫度超限時報警;
(2)監測熱水循環泵的運行狀態和故障信號,故障時報警,并累計運行時間;
(3)中央站彩色動態圖形顯示、打印、記錄各種參數、狀態、報警,記錄累計運行時間及其他歷史數據等。
3、新風/空調機組的監控
監控設備包括:新風/空調機組。
(1)時間程序自動啟/停送風機,具有任意周期的實時時間控制功能;
(2)監測送風機的運行狀態、手/自動狀態、故障報警、累計運行時間;
(3)防凍保護:在冬季,當溫度過低時,開啟熱水閥,關新風門、停風機、報警提示;
(4)由風壓差開關測量空氣過濾器兩側壓差,超過設定值時報警,提示清理濾網;
(5)風機、風門、冷水閥狀態連鎖程序;
①啟動順序:開水閥、開風閥、啟風機、調節水閥;
②停機順序:停風機、關風閥、關水閥;
(6)對于新風機組,測量新風溫度和送風溫度,并根據送風溫度PID調節水閥的開度,維持送風溫度為設定值;對于空調機組,測量新風溫度和回風溫度,并根據回風溫度PID調節水閥的開度,維持回風溫度為設定值;
(7)中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數、狀態、報警,記錄累計運行時間及其歷史數據等;
4、給排水系統的監控
監控設備包括:給排水泵、生活水池、污水池、集水坑。
(1)監測生活水泵、污水泵的運行狀態,手/自動狀態和故障信號,故障時報警,并累計運行時間;
(2)實現就地控制和遠程控制的轉換;
(3)監測生活水池液位,對超限水位報警,防止溢流,對超低液位也進行報警;
(4)根據生活水箱液位,啟停生活水泵,并進行超限報警;
(5)根據污水池、集水坑液位,啟停污水泵,并對超高液位進行超限報警;
(6)中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數、狀態、報警,記錄累計運行時間及其歷史數據等。
5、給排風系統的監控
監控設備包括:送/排風機。
(1)監測各風機的運行狀態、手/自動狀態;
(2)在自動狀態下按時間程序自動啟/停風機;
(3)監測送/排風機的故障信號,故障時報警,并累計運行時間;
(4)中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數、狀態、報警,記錄累計運行時間及其歷史數據等。
6、照明系統的監控
監控設備包括:正常照明、備用照明、事故照明、疏散照明、立面照明、航空障礙燈等的照明控制配電箱。。
(1)對于各照明回路,根據時間程序自動開/關各照明回路;
(2)對于各照明回路,監控各回路的開關狀態、故障報警、手/自動狀態;
(3)以上時間,程序可根據用戶需要任意修改,可自定義節假日工作模式,降低大廈運行中的電能消耗;
(4)中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數、狀態、報警,記錄累計運行時間及其歷史數據等。
7、變配電系統的監控
對變配電系統的監控主要包括對高壓、低壓、變壓器、發電機設備的相關運行參數的監視, 由供配電設備廠商預留連接供配電系統的監測接口,通過高級接口采集下列信號:
(1)高壓進線柜:三相電流、有功功率、無功功率、功率因數、有功電度;
(2)所有高壓開關的開關狀態、故障跳閘狀態;
(3)變壓器溫度;
(4)低壓進線柜:三相電壓、三相電流;
(5)所有低壓進出線開關的開關狀態及故障跳閘狀態;
(6)低壓主要配電回路電能計量;
(7)測量柴油發電機三相電壓、三相電流、頻率及運行或故障信號;
(8)監測變壓器室、高/低壓配電室、發電機房內溫度。
關鍵詞:.房屋建筑;節能措施;概念;重要性
中圖分類號:TU75 文獻標識碼:A
1房屋建筑節能措施概述及存在問題
在我國現階段中,房屋建筑節能一般是指在設計施工等過程中我們要嚴格按照房屋建筑的各種標準采用某些新技術等來提高房屋建筑節能的功能,滿足人們的需要。據不完全統計目前我國的建筑能耗已占全國能源總消耗量的45%。在我國現有新建的房屋建筑中,大多數仍然是高能耗建筑。筆者分析,導致這些原因是房屋建筑節能中存在設計和某些政策方面不夠所造成的。
在設計方面,我們一般是把與房屋建筑配套的相關工程建設和房屋建筑的綠化景觀設計上,在一定程度上忽略了房屋建筑和周遭環境的協調性,沒有過多地對該地區與社會、環境等信息資料進行調查。還有就是設計規劃的過程中沒有對構造、技術安全等方面提出具體的要求,在一些材料的保溫設計規劃上沒有對隔離、防火措施提出規范化等。而在我國的政策方面是雖然出臺了法律法規和節能標準,但粗糙,缺少技術細節。這樣以來就會使得房屋建筑的造價增加,卻得不到政府的經濟補償。
在節能材料供應方面也存在著嚴重不足現象,大多是使用一次性的能源,而且技術大多從國外引進,具有自主知識產權、能夠形成主流產品與技術的骨干企業不多,難以滿足日益擴大的市場需求。
在檢測和驗收方法上也是存在問題的。目前房屋節能方面大多采用建筑熱工法現場測量,這種測試時代表性的測點難以確定,難以迅速和全面地確定建筑小區內所有建筑墻體或屋面的傳熱系數值。
2房屋建筑節能措施的概念
談起我國房屋建筑節能措施的概念,經過筆者的總結分析得出,是在我國城市建筑物中的規劃、設計、施工及使用的過程中,執行一定具體的有關各項節能環保的標準。在這里,還必須采用具有一定節能型的技術、工藝、設備等,來加強建筑物用能系統的運行管理。具體來說就是我們利用可再生能源,在保證房屋建筑室內熱環境質量的前提下,最大限度減少供熱、空調制冷制熱等的能耗。
3房屋建筑節能措施的重要性
在房屋建筑節能措施的概念中,筆者闡述了其最大限度減少供熱、空調制冷制熱等的能耗等特點,我們從中不難看出建筑節能中房屋建筑使用的重要性。筆者分析認為,房屋建筑節能,我們不僅要重視建設時的節能,更重要的是長期使用時的總能耗下降;同時也不能局限于房屋建筑單體的墻體與門窗等圍護結構的保溫隔熱問題,要從整體性考慮出發,切實做到房屋建筑的節能環保。所以,建筑節能已是社會發展的必然,通過實施各項節能措施可以緩解能源資源的緊張局勢,減輕大氣污染,保護生態環境和提高建筑環境質量。
4房屋建筑節能措施的分析
前文淺析了房屋建筑節能措施的概念,重要性,在本文中,節能措施的分析是整個房屋建筑節能的核心。也是我們每個施工技術人員最難以把握和控制的。多年來筆者在房屋建筑節能措施方面進行了總結分析,得出如下結論。
4.1墻體保溫方面的節能
這里所說的墻體保溫方面,主要是指建筑內保溫和建筑外保溫。而在現在的房屋墻體保溫方面,外墻的保溫系統應用的較多。同時外墻外保溫的保溫效果更理想,取暖成本大幅下降。
4.2門窗方面的節能
眾所周知,房屋的建筑門窗是建筑圍護結構的重要組成部分。據筆者的分析統計,窗戶的傳熱耗熱量與空氣滲透耗熱量相加,約占全部耗熱量的50%以上,可見這對門窗方面的節能是至關重要的。
4.3空調方面的節能
在這里我們首先要盡可能地增大送風溫差和供回水溫差。一般地,常規空調的冷凍水和冷卻水溫差為5℃,大溫差系統冷凍水溫度可增加到8~10℃,冷卻水溫差增加到8℃。大溫差不僅可以減少輸送過程的能耗,同時減少了管路的斷面,從而降低了管路系統的初投資。
4.4建筑給水方面的節能
在這里我們可以直接充分利用市政管網的壓力,直接給建筑物供水,也可以采取變頻調速泵組供水。具體來說我們可以采取衛生器具的流出水頭、紅外線感應龍頭和便器等。
4.5屋面綠化方面的節能
經過筆者的實踐統計分析,夏季綠化屋面與普通隔熱屋面作比較的話,表面溫度平均要低6.3℃左右,屋面下的室內溫度相比要低2.6℃左右。因此我們可以得出這樣的結果,屋頂綠化作為夏季隔熱效果比較明顯,可以節省大量空調用電量。筆者建議采取這一種方式節能。
4.6做好監督和控制方面的節能
我們可以采取通過加大監管力度,杜絕保溫板粘結面積達不到要求等未作保溫現象的發生。尤其要針對外墻面平整度達不到要求的問題,堅決責令整改,以確保為下道工序進行外檐保溫板粘貼創造工作面。
4.7建筑施工中采用天然資源
這一點我們可以通過設計合適的采光方向以達到充分利用自然光風向。筆者認為,由于我國大部分地處北溫帶,選擇正確朝向,一般以正南朝向或南偏東、南偏西較小角度10度以內最好。
除了上面幾點措施之外,我們還可以采取加強建筑節能的法律法規制度與監管力度。
在實際操作中加大國家相關職能部門應運用相關的行政手段和管理手段進行強制推行,并建立起建筑節能全過程的監督管理體系,尤其是要加強運營階段的監管。
同時可以采取加大對建筑節能的宣傳力度。具體辦法是采用新聞公共媒體,多渠道的開展深入細致的節能宣傳和貫徹工作,把國家和地方的節能政策宣傳到企業和老百姓推廣房屋建筑節能工作。或者積極開展建筑節能科學研究,積極開展科學研究和攻關工作,促進科研機構、節能專家和生產廠家積極投入到建筑節能的科學研究和攻關上去。
5房屋建筑節能措施發展前景
大家知道,我國的節能技術推廣起步還是比較晚,與發達國家相比,能源浪費十分嚴重。據筆者的不完全統計,我國現有房屋建筑總面積400多億平方米,預計到2020年還將新增建筑面積約300億平方米。隨著建筑面積的增加,隨之而來的建筑用地也會大幅度增加。這其中在建造和使用過程中直接消耗的能源占全社會總能耗的30%,使用的建材的生產能耗占16.7%,筆者認為這些數字積少成多,就會促成大量資源的浪費。所以我們在房屋建材和技術方面要大力發展利用新能源,它們的利用是節約建筑使用能耗非常有效的辦法,也是實現建筑可持續發展的重要環節。
現在粗略統計,我國建筑節能工作的領域已經擴展到太陽能和新能源在建筑上。同時,已經在一些城市開展了建筑供熱計量收費體制改革的試驗,建立了一些公共建筑節能試點,并對既有住宅進行了示范節能改造。這些都是我國建筑節能措施未來發展的一個方向。另外還有自然通風技術。如果采用這種技術我們的房屋選址就要在自然風存在處,像“U”型布置的組團式住宅開口應面向夏季主導風向,還要將房屋平面錯開布置或與夏季主導風向成40~50度布置;夏季主導風迎風面則布置低層住宅,以利于接受夏季主導風。也可以提高像浮筑樓板技術、潔具同層后排水技術、智能樓宇自控系統等,或淺層土壤熱能、地表水體熱能、風能等。
結語
我國的房屋建筑節能是一項系統工程,作為房屋建筑的施工人員,在對建筑進行節能設計的同時應根據當地資源條件,因地制宜,就地取材。在房屋建筑設計中,如果要達到高舒適度、低能耗標準,需要較多的技術支撐和設計經驗,只有我們的施工人員充分考慮房屋建筑布局和體型系數、建筑平面設計、建筑護結構的優化設計、內部各技術系統之間的配合、生態能源系統的應用等方面的因素,才能做好房屋建筑節能方面的工作。
參考文獻
[1]唐敏.論節能環保型建筑設計和新材料的應用研究[J].科技風,2012(08).
[2]梁翔暉.探析創建環保節能型建筑下如何進行質量管理[J].價值工程,2012(12).
[3]淺談建筑節能的施工技巧及技術措施[J].科技信息,2010(05).
[4]馬敏崇.芻議做好建筑節能設計中的相關設計工作[J].中國新技術新產品,2011(01).
[5]建筑電氣節能設計措施分析[J].住宅產業,2010(10).
[6]建筑節能,利國惠民——省住建廳副廳長王國清就省政府《通知》答記者問[J].中州建設,2010(20).
[7]姜玉梅,魏代曉.XH自保溫砌塊在建筑節能中的應用研究[J].建筑節能,2012(07).
[8]郭俊玲.既有建筑節能改造全壽命周期成本效益研究[D].西安:西安建筑科技大學,2011.
[9]馬麗華.節能建筑現狀與發展前景探索[J].煤礦現代化,2006(02).
[10]謝立輝.面對建設“節約型”社會的建筑節能問題的思考[J]..工業建筑,2006(01).
[11]胡素艷.建筑節能與節能門窗推廣措施[J].遼寧建材,2011(03).
【關鍵詞】現代建筑;低碳理念;建筑節能;建筑設計;可持續發展
前言
在人類生產和生活中二氧化碳的產生是必然的過程,當前全世界已經有了高度的共識,二氧化碳是造成溫室效應的主要因素,且二氧化碳產生量的大小與經濟和社會發展水平在如今已經表現出一定程度的負相關,要實現經濟和社會的現代化和長期發展,就必須堅持對二氧化碳的控制,推行“低碳”政策,使經濟、環境和社會取得有秩序、和諧地進步。建筑領域應該發揮領頭羊作用,不但引領行業內企業做好低碳發展工作,還應帶動其他行業一起走好節能和可持續發展的道路,建筑耗能是整個社會能源消耗的重要組成部分,要實現建筑節能和低碳發展,必須結合我國建筑耗能的實際和特點,在設計工作中體現低碳這一理念,有針對性地優化建筑設計,將低碳思想融入到現代建筑設計之中。在現代建筑設計工作中體現“低碳”理念應該根據我國的經濟狀況、社會的認同度和建筑設計的實際工作,應該在推廣和宣傳低碳理念和建筑節能等概念下功夫,在建筑設計中體現低碳的理念,體現建筑設計的先行作用,在出色完成建筑低碳設計的前提下,為行業整體實現現代建筑設計,體現低碳理念,完成可持續發展目標提供方向上和技巧上的鋪墊。
1、建筑節能的相關概念
1.1 “低碳”理念
“低碳”理念是當前比較先進的思想,是一種體現可持續發展的意識創新、技術創新、能源利用工作,“低碳”理念的主旨是減少二氧化碳為代表的溫室氣體排放,達到降低能源消耗,促進人類社會、經濟發展和自然生態的共同發展,進而達到多贏的目的和踐行科學發展。
1.2 低碳建筑
低碳建筑是一種前瞻性的概念,是以歷史碳排放為基準,實現碳排放有效降低的建筑類型。低碳建筑的碳排放量必須是可預測、可測量、可復核的,是實質上減少碳排放的建筑類型。
2、建筑設計中實施“低碳”理念的措施
2.1 細節上體現“低碳”的理念
首先,建筑設計中應執行更加嚴格的建筑節能標準,將可操作、科學的節能推薦標準轉化為建筑行業的強制標準,例如:提高對建筑物門窗的熱工性能,對建筑采用必要的降溫和保溫設計。其次,規范建筑耗能設備的能耗,設置最低能效等級門檻,將高耗能的設備摒棄出建筑設計之中,從源頭上預防高耗能設備的應用。最后,推行太陽能與建筑的一體化,除了在建筑設計中應用光伏電池和光熱熱水器等環節以為,還應該加大太陽能的應用范圍,例如:在建筑物上敷設光伏薄膜遮陽設施、相變蓄熱墻、太陽能制冷、太陽能除濕、光熱發電等。現在的問題是太陽能裝置的能量轉換效率低、能量密度低。
2.2 應用建筑物輻射吊頂技術
當前建筑物輻射吊頂技術是一種水源輻射空調的方式,是通過水在特制的吊頂板通道內流通,使吊頂板降溫或升溫,吊頂板表面再通過對流輻射給室內降溫或升溫,從而達到通過吊頂板的表面溫度控制室內溫度的目的。它具有經濟適用、簡單易懂、操作方便、綠色健康、輕松舒適、節能效果好等特點,是我國可以廣泛采取的建筑設計形式。
2.3 應用建筑屋面節能技術
屋面是建筑物能量損耗的關鍵部分,使建筑頂層具有節能功能是建筑行業追求的一個目標,具體的建筑屋面節能技術有兩種:第一是在頂層的結構面與裝飾吊頂層之間作保溫層;第二是在建筑頂層結構層上面進行綠化或者安裝太陽能板。另外還可以使用帶有通風道的屋面,通過通風道,使風流動帶走熱量,從而達到使建筑屋面降溫的效果。
2.4 應用建筑被動式節能技術
建筑被動式節能技術是近些年歐洲流行起來的節能技術,這種技術在極少利用人工能源的基礎上,依然能夠使室內能源供應達到人類正常生活需要。這在奧地利、德國等國家,已經成為現實。低碳建筑要實現實質性節能,就需要更多地利用無碳的被動式節能技術,例如晝光照明和自然通風。晝光照明可以降低照明能耗,做到白天不開燈;自然通風可以在夏季和過渡季實現免費供冷,并改善室內空氣品質。歐洲很多所謂零能耗和零碳建筑就是靠被動式技術和可再生能源實現的。但是建筑被動式節能技術還具有一定的局限性,特別是我國地理和氣候條件與歐洲有很大差別,因此,應該有選擇地應用建筑被動式節能技術。
2.5應用區域能源規劃
區域的概念是指在當前現代化的城區中,具有綜合功能的社區、街區、成片開發區,其占地面積在數平方公里以下、建筑面積在百萬平方米以下。在城市區域里應該統一能源的供應和使用,重點做好能源系統的控制,這里的能源系統主要是指建筑供冷、供熱、供生物質燃氣、供生活熱水和部分低壓供電系統,應該講區域內的上述系統進行統一規劃,這樣可以達到集約化利用能源的目的,客觀上降低碳排放。
3、結語
綜上所述,能源是社會和經濟發展的動力,隨著時代的發展,單純依靠能耗換取發展的模式必須得到改變,能源的低效率利用的現象應該得到抑制,這些要求和實際情況需要全社會進行節能和減排方面的深入思考。建筑是消耗能源巨大的部分和領域,因此,建筑行業必須在節能工作上下功夫,建筑設計部門更應該發揮自身技術上和觀念上的優勢,在設計工作中體現建筑節能,以“低碳”理念貫穿建筑設計的全過程,使建筑節能和建筑行業發展適應時代和社會的要求,將建筑行業整體推入到發展的新時代,為建筑行業的振興和中華民族的偉大復興做好實質性的基層工作。
參考文獻:
[1]朱慧明.綠色低碳建筑的意義及其發展現狀[J].中國新技術新產品.2010(08).
[2]陸恭惠,安娜·比奇,安德魯·勞森,司馬蕾.低碳建筑新時代的機遇[J].世界建筑.2010(02).
[3]王紅霞.德國的建筑節能措施及對我國的啟示[J].科技情報開發與經濟.2010(09).
關鍵字 建筑節能;低碳建筑;現狀;策略
Abstract: in view of climate warming, ecological environment deterioration brought pressure, concepts of the carbon cycle, with low carbon as the guidance, the development of circular economy brook no delay. But the building energy saving is an important means for the development of low carbon building. This paper points out that the concept of building energy saving and low carbon building, determine the relationship between the two, analyzes the current development status of building energy saving and low carbon buildings and put forward the corresponding implementation strategy.
Keywords building energy-saving; low carbon building; present situation; strategy
中圖分類號:TU3 文獻標識碼:A 文章編號:
1引言
哥本哈根會議后發展低碳經濟已經在全球范圍內得到高度重視,我國甚至做出在2020年實現單位GDP的二氧化碳排放量低于2005年的40%到45%的承諾。目前建筑的碳排放已經基本接近碳排放總量的一半,那么發展低碳建筑刻不容緩,而建筑節能作為發展低碳建筑的重要手段必須得到確切的落實。
2建筑節能與低碳建筑的概念以及二者聯系
2.1建筑節能
建筑節能就是為實現降低建筑的能源消耗,在建筑的設計、建造和使用過程中遵循節能設計的標準而建造的建筑。
2.2低碳建筑
低碳建筑是指從建筑的設計、建造和后期使用的全程中通過減少高排碳能源的利用,并提高能源的利用效率從而達到減少碳排放目的的建筑。
2.3建筑節能與低碳建筑之間的關系
通過對建筑節能以及低碳建筑概念的介紹不難得出建筑節能是發展低碳建筑的重要手段。要做到減少碳排放最核心的手段就是節約能源降低能耗。同時增加建筑的碳匯能力,吸收部分排放的CO2,力求做到CO2的吸收和排放的平衡。因而建筑技能與低碳建筑之間前者是實現后者的重要手段和組成部分。
從二者的理念上也有區別建筑節能具有前瞻性實質為減少的增加量,而低碳建筑的理念建立在對過去歷史值的總結,實質為相對歷史的減少。(如圖2、3)
3我國建筑節能與低碳建筑發展現狀
發展低碳經濟是應對當今日益惡劣的生態環境而開創的全球性經濟模式,我國也做出大量的努力。政府已開始大力關注建筑從規劃到報廢整個生命周期的節能工作。我國低碳建筑的發展主要通過建筑技能來實現,最早在北方建立試點,之后在部分城市強制實行建筑節能。在2006年之后將節能實際的標準從50%提高到65%。同時相關法律法規體系的建立和標準的明確也取得較為顯著的進展。這些一系列的建筑節能工作都將推動低碳建筑發展,為發展低碳經濟做出巨大貢獻。
但是,我國的建筑節能與低碳建筑的發展水平距離發達國家依舊有較大的差距。第一,對于節能和低碳方面的政策和機制依然具有較為明顯的滯后性。缺乏明確的評判能耗和碳排放的標準。第二,建筑開發商的低碳建筑依舊更多的停留在概念上,并未真正投入建設低碳建筑,同時在低碳建筑的材料、施工工藝和技術上依舊難以支撐低碳建筑的建造。第三,人們對低碳建筑和建筑節能的認識較為淺薄和片面,無法轉變原本的粗放式生產模式,不利于低碳建筑的推廣。
4我國建筑節能與低碳建筑的發展策略
我國人口眾多,直接導致建筑面積過大。要推廣低碳建筑首要任務就是減少高碳排放能源的使用,提高能效。針對國情,具體問題具體分析,正確面對節能與廣建筑面積之間矛盾,而非盲目跟風發達國家低碳建筑技術。
4.1完善“低碳”“節能”相關標準和體制
我國城鎮化大力發展的同時也面臨著建筑面積劇增的壓力,發展低碳建筑首先就要在建筑從設計要報廢的整個過程中全面實行建筑節能,建立明確的節能減排標準,加強整個過程中的監管力度。同時完善相關的法律、法規,確立合理的激勵機制,做到有獎有懲,目標明確。
4.2改變建筑結構
我國建筑更多的是采用高碳排放的混凝土結構,而發達國家的建筑結構超過一半已經采用鋼結構。鋼結構相對于傳統的混凝土結構具有全方位的優勢。據統計,鋼結構住宅的碳排放量為480kg/m2,混凝土結構的住宅建筑碳排放量為7406kg/m2,而二者的造價基本相同。同時鋼結構比混凝土結構的使用空間利用多5%,并且鋼結構自身具有材料輕,抗震能力強,可回收、可工業化批量等其他優勢。在建筑的使用過程中由于采用節能設計,建筑的保溫節能效果顯著。
4.3大力推進低碳技術的開發與應用
減少碳排放,發展低碳建筑離不開科技的推動。建筑能耗在人類消耗能量中占的比重最高,而建筑能耗中日常生活用能占最大比重,其次是材料設備生產能耗。因此低碳技術的開發與運用最主要集中在能源和材料兩個方面。
首先,要提高能源的利用效率,開發新的能源取代高碳排放的石化能源。例如太陽能、風能、地熱能以及能量循環利用技術,通過新能源的使用減少碳排放量
其次,開發設計出新的低碳材料和節能設備,在保證節能和低排放的基礎上,注重材料產業的優化,提高研發水平和產品競爭力。
4.4培養建筑節能和低碳建筑方面的專業人才
低碳經濟的發展離不開人才的支持。對于建筑節能和低碳建筑來說專業人才的作用更是不可替代,其中設計人才更是不可或缺。建筑設計人才的理念直接影響到建筑成品的結構和功能特點,專業的低碳建筑設計人才是決定建筑成品是否做到節能減排的關鍵。因此,培養專業的人才是推進低碳建筑的發展的源頭。在人才的培養方面要融入建筑節能和低碳建筑的理念;在人才的考核上深入節能減排方面的考核內容。
4.5借鑒國外先進技術和經驗
由于發達國家低碳經濟發展水平較高,因為我們應當在結合自身具體情況的前提下借鑒國外的先進經驗。例如生態新城建立的代表馬斯達爾,該城市在沙漠建立,定位目標高,技術含量高、投入高等對我國大部分城市借鑒來說具有較大的困難,但是馬斯達爾在城市的能源、交通以及產業經濟方面對于我們則有較大的借鑒意義。
學習先進技術固然重要,因為他是實現節能減排的載體,但是對于國外節能減排的政策和管理方式同樣對于我們有較大的借鑒意義。
4.6加強宣傳教育,推進低碳理念的深入發展
加強宣傳教育的力度,促使社會大眾深入了解“節能減排”的觀念,促使公眾在日常生活中能夠主動坐到節約能源,減少碳排放。從而推動低碳建筑的發展。
5結語
建筑節能和低碳建筑是發展循環經濟的重要組成部分,是整個世界環境的大勢所趨。低碳建筑和建筑節能能夠有效緩解日益惡劣的氣候環境帶來的壓力,同時對于建筑業來說更是一個難得的發展機遇。我們要針對我國的國情和節能減排水平,科學規劃,合理實施,從而為整個世界的環境做出符合大國風范的貢獻。
參考文獻:
[1]綠色建筑與建筑新技術.北京:中國建筑工業出版社,2008.
[2]中國房地產報.倡導建筑低碳,中國在行動[EB/OL].2010.3.9
綠色并不等于高價和高成本
在樓盤銷售以廣告轟炸和概念炒作盛行的年代,“綠色建筑”也毫無例外地成為房地產商們朗朗上口的新詞兒,以至于讓人們誤以為綠色建筑就是高檔建筑。
綠色建筑的成本究竟怎樣,是否會成為提高房價的因素,住房和建設部副部長仇保興做出了回答:
綠色建筑是一個廣泛的概念,綠色并不意味著高價和高成本。比如延安窯洞冬暖夏涼,把它改造成中國式的綠色建筑,造價并不高;新疆有一種具有當地特色的建筑,它的墻壁由當地的石膏和透氣性好的秸稈組合而成,保溫性很高,再加上非常當地化的屋頂,就是一種典型的鄉村綠色建筑,其造價只有800元/平方米,可謂價廉物美。
在中國老百姓收入不太高的情況下,大家對房價和房屋成本是非常敏感的。仇保興說,我們引進綠色建筑標準和技術時,就充分考慮了這些問題,規定綠色建筑所采用的技術、產品和設施,成本要低,要對整個房地產的價格影響不大。值得一提的是,一旦應用了這些技術和設備后,投資回報率是很高的,因為住戶可以最大限度地減少電費、水費和其他能源費的開支,一般5年到8年之內,就可以把成本收回來。比如,德國一家公司援助的一項建筑節能改造項目,政府給每戶出3000元錢,住戶自己出2000元錢,國外援助2000元,總共一戶投資7000元錢,對建筑進行了從外保溫到供熱、智能、玻璃、門、天花板和水循環系統的全面改造。改造后,住戶一年所減少的開支就達到3000元以上,周邊的許多老百姓也要求運用這些技術。
仇保興說,并不是現代化的、高科技的就是綠色的,要突破這樣的認識誤區。把綠色建筑和建筑節能的發展道路定位在高端、貴族化,不會取得成功;事實證明把發展道路確定為中國式、普通老百姓式、適用技術式,綠色建筑才能健康發展。以前的智能化就走過彎路,許多智能建筑,停留在保安、音響控制等方面,線路搞得非常復雜,造價也非常高,甚至耗電量居高不下,這不是智能建筑應有的發展道路。信息時代,智能化應該是多用信息,少用能源。現在有些地方推行智能開關,用手機就可以控制家里的能源開關,冬天走的時候,就把供熱開關關掉,下班之前半個小時,手機一按,就能把供熱開關啟動,這樣回到家里時,屋里已經暖洋洋的。主人在外邊工作的時候,家中不供熱,能省1/3的能源。再如,許多南方地區,房子里的空調40%是為了應對室外的陽光,安裝一個很小的智能測溫裝置,當太陽光正熱時,遮陽簾自動升起來,減少射入室內的陽光,減少空調的能耗。這樣的智能建筑才是綠色的,才是符合我們時代要求的建筑。
仇保興坦言,因為綠色建筑的標識不明確,人人都可以濫用,“綠色建筑”也就成為一些房地產開發商提高房價的欺騙性概念。現在應大力推廣綠色建筑的標識,通過對建筑的節能、節水、節地、節材和室內環境的具體性能進行實測,給出數據,規定對生態環境的保障。把綠色建筑從一個簡單的概念變成定量化的檢測標準,對達到標準的給予綠色建筑的標識,這樣偽綠色就會現原形,最終會退出房地產市場。
綠色建筑不僅局限于新建筑
“我國新建建筑節能工作做得較好,基本遵循了綠色建筑的標準;但把大量既有建筑改造成綠色建筑的工作推進得不是很順利,許多既有建筑仍是耗能大戶。”業內專家提出了這樣一個問題。
據建設部統計,新建建筑在設計階段執行強制性節能標準的執行率由2005年的53%提高到了2007年的97%;施工階段執行強制性節能標準的執行率由2005年的21%提高到了2007年的71%,總共每年可節約700萬噸左右標準煤。未來的30年之內,我們還要新建400多億平方米的建筑,在現行建筑管理體系中,達不到綠色建筑標準就不得開工,所以新建建筑的節能只是執行問題,難度并不是很大。難度在于我國現在既有的400億平方米建筑的節能改造,如何讓既有建筑成為綠色建筑。
比如,北方地區集中供熱的建筑面積是63億平方米,占全國建筑面積總量的10%多一點,卻占全國城鎮建筑總能耗的40%。供熱“大鍋飯”中,有人是開著窗享受暖氣,非常浪費。我國單位面積采暖平均能耗折合標準煤為20公斤/平方米。年,為北歐等同緯度條件下建筑采暖能耗的1~1.5倍。我們需要在既有建筑中引入“集中供暖、分戶計量”的概念,需要改革在我國實行了數十年的“單位包費、福利供熱”的供暖體制。
據仇保興介紹,既有建筑現在從樓上到樓下都是一條管道供熱,是串聯式的,每一戶裝一只計熱表,不可行。現在技術上已經有所突破,引進歐洲的先進技術,在每個散熱片上裝一個計量表,成本低,非常適合中國的計量改造。這使得供熱也像供水、供電一樣,是嚴格計量的,是可以調控的。據估算,在北方地區,如果房間里供熱是可以調節的,不用開窗,就可以節約15%的能耗;如果是可計量的,主人出差或者上班時把暖氣關掉,回來以后再開,就可以節約30%的能耗。30%的能耗意味著北京市冬季采暖節省500萬噸煤,就相當于減排1000萬噸的二氧化碳氣體。這是一個巨大的數字,也是一個艱巨的節能減排目標,需要加大推進城鎮供熱體制改革。
建筑節能不只是政府的職責
每臺電器設備在待機狀態下耗電一般為其開機功能的10%左右;一盞11瓦的節能燈相當于60瓦的白熾燈亮度;選用電子鎮流器,較傳統鎮流器省電30%;變頻式空調較常規的非變頻空調節能20%至30%。
關鍵詞:建筑能耗;建筑節能;技術創新
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引言
隨著我國社會生產水平的不斷提高,人們的環保意識也在不斷地提高,環保生活也和“高品質的生活”緊緊聯系在一起,建筑節能是提高人民生活水平的必然要求。建筑節能有利于緩解能源危機和改善環境,節能材料的使用,能夠在一定程度上緩解目前我國甚至全球面臨的能源危機。
一、建筑節能的重要性
(1)可以緩解能源資源的緊張局面,建筑節能是社會經濟發展的需要。
(2)建筑節能是減輕大氣污染的需要,建筑采暖和飲食用能量是造成大氣污染的兩個主要因素。
(3)建筑節能可以保護生態環境和提高建筑熱環境的質量,隨著現代化建設的發展和人民生活水平的提高,舒適的建筑熱環境日益成為人們生活的需要。
(4)建筑節能是發展建筑業的需要,我國建筑節能的范圍包括:建筑采暖、空調和照明的節能,并與改善建筑舒適性相結合。建筑節能工作開展的有效辦法,在于大力推行節能建筑的建設。所謂節能建筑是指遵循氣候設計和節能的基本方法,對建筑規劃分區、群體和單體、建筑朝向、間距、太陽輻射、風向以及外部空間環境進行研究后,設計出的低能耗建筑。理想的節能建筑應在最少的能量消耗下,至少要具備以下三點:①能夠使建筑物自身趨于接受(或阻止)有利(或有害的)太陽輻射的;②能夠保持建筑物內部環境在人體感覺的舒適范圍內;③能夠使建筑物內部保持最低的采光度和通風條件。目前,建筑節能的途徑主要包括:①盡量減少不可再生能源的消耗,提高能源的使用效率;②減少建筑圍護結構的能量損失;③降低建筑設施運行的能耗。在這三個方面,高新技術起著決定性的作用。當然建筑節能也采用一些傳統技術,但這些傳統技術是在先進的試驗論證和科學的理論分析的基礎上才能用于現代化的建筑中的。
二、房屋建筑節能中的現狀
1、完善建筑節能的法規
我國在房屋建筑節能上出臺了一些有關的法律法規和節能標準,但它們對房屋建筑節能的規定過于粗糙,缺少技術細節,可操作性差,這些都需要我國政府去加以完善。
2、房屋建筑節能在設計上存在問題
我國的房屋建筑節能設計標準與發達國家相比,差距仍然較大,例如,目前我國絕大多數采暖地區圍護結構的熱耗功能都比氣候相近的發達國家多,外墻的傳熱系數是他們的3~4倍(外窗為4倍左右,屋面為3.5~6倍),門窗的空氣滲透為5倍左右。現在發達國家住宅的實際年采暖能耗大約相當于7.57kg/m2標準煤,而我國目前采暖耗能13.5kg/m2標準煤,約為發達國家的1.5倍。經分析,房屋建筑的能源大多數是通過保溫隔熱性能差的外墻、屋頂、窗戶損失掉了,所以我國必須重視建筑節能的設計,改進設計中存在的缺陷,并對現有房屋建筑進行節能設計改造。
3、政策支持力度與節能經濟激勵政策
我國房屋建筑節能尚處在起步階段,普遍存在起點低、技術水平不高、創新能力不強等一些問題,而且還存在國家在建筑節能技術的開發和創新方面支持力度不夠等問題。據資料統計,當房屋建筑節能30%以上時,支付在節能上的費用會使房屋的造價增加約3%~6%,在50%時增加可達6%~11%。這樣一來,若業主實施了國家的節能要求,就會使得房屋建筑的造價增加,卻得不到政府的經濟補償,這就使得業主缺少了實施建筑節能的主動性和能動性。
三、對建筑節能發展的思考
1、樹立正確的建筑節能理念
建設工作者樹立正確的建筑節能理念,就是要樹立以人為本、全面節約和全壽命成本的理念。所有的建筑能耗基本都是為了滿足人的需求,節能、環保、隔熱、保溫、隔音這些是滿足人們對建筑舒適性要求的基本性能。因此,建筑節能的本質是以人的需求為標準提升建筑品質。隨著社會發展和科技進步,建筑設計、建造過程中要在節約資源的基礎上提高建筑的綜合性和舒適度。這就要求,建設行業的工作者始終貫穿以人為本的理念,時時以房屋使用者的需求作為第一要務,加強建筑節能意識,打造與現代社會相適應的人性化作品。
同時建筑節能不應僅僅停留在能源的節約,還包括土地的節約、材料的節約以及在設計和建造過程中要突出環保的概念,引入綠色建筑理念,實現全面節約。只有切實做到以上幾點,才能保障建筑物從建設初期到結束其使用壽命的綜合成本最低。雖然建設初期,由于采用節能措施使得開發成本略有增長,但是從長遠角度講,使用期的消耗及運行維護成本將大大降低,購房者分攤到“使用年”上的費用遠遠低于未采取節能措施的綜合成本。作為節能建筑的使用者,得到的不僅僅是舒適性,使用房屋的全壽命成本也降低。
2、建筑節能工作中積極引進并推廣技術創新
設計階段要綜合考慮各種節能降耗措施。采用不同的節能設計方案對建筑的能耗指標具有很大的影響作用。設計階段主要注意的是建筑造型和建筑圍護結構形式設計,包括屋頂、樓板、墻和門窗等。通過動態熱模擬技術的預測和比較,掌握建筑物的能耗特點,選擇不同的節能措施進行建筑節能設計。高效率地利用資源并采用新型建筑節能材料。這里的資源是指地、材、水、能,包括合理確定項目廠址,采用新型建筑節能材料,注重可再生能源的使用,提高太陽能的利用效率,采用水源熱泵技術等。這些資源的質量、性能和技術直接關系到建筑物本身的品質。因此,建筑節能工作中推廣技術創新是尤為重要的。
3、新型的建筑節能材料
在建筑節能過程中很重要的一項便是建筑材料的節能方面,包括節能門窗、保溫墻材料等,自建筑節能概念提出和大力推廣后,建筑節能材料、新型保溫等都在不斷研發,而現階段我們國家在節能材料方面已經取得了一定程度的成果,包括節能門窗、節能墻體等,自墻改之后,石膏板、加氣混凝土、輕質墻、石膏空心條板、空心磚塊、紙面石膏板等建材的應用后都取得了較好的節能效益、這些年我們又發展出了多種輕質大板材料及結構,如巖棉、玻璃棉夾心板、彩鋼泡沫夾心板、水泥聚苯板等。經過實踐證明,這些材料的運用都產生了不錯的反響,無論是我國還是在世界上,就目前的發展狀況來說,單一的建筑材料已經無法滿足發展的要求,需要不斷的對建筑材料方面進行創造性的研究。其實,研發出新型的建筑材料來達到更好的滿足隔熱、通風、保溫、透光等各種需求,或者能達到根據外界條件的不斷變化來改變其物理性能,以此來達到保持室內良好的物理環境并能同時降低能源的消耗早已是未來發展的必然趨勢。
4、不斷優化建筑設計
要想做好建筑節能技術,我們就要從源頭上減少能源的消耗,這就需要在建筑設計方面充分做好準備,房屋朝向、天然的采光、氣流組織等方面的應用和基地綠化、太陽能利用、圍護結構構造等等都與建筑的節能有直接影響,這些方面打好基礎的話則能提高建筑的舒適度并降低建筑能耗。對于建筑物這個復雜系統來說有方方面面的因素在牽制著,很難直接確定一個建筑設計的好壞,為達到理想效果,必須要在事先做好統籌規劃以及合理設計工作,否則后期再進行改造的話難度很大,決定一個建筑物是否達到綜合節能效果關鍵就在建筑物的規劃和設計以及節能建筑材料的使用方面,因此在這方面一定要抓好工作。
5、建立推進建筑節能工作的保障措施
修改完善現有與建筑節能相關的法律法規和標準體系,加大宣傳力度,強化監管機制,不給不法的開發商、投資商留有鉆空子的機會。加大鼓勵和扶持政策,設立一定的財政資金對貫徹執行建筑節能工作顯著的企業予以獎勵。制定建筑節能的產業政策,將建筑節能工作作為一項長效工作、可持續工作來抓,保障建筑節能工作的穩步發展。
結束語
建筑節能是人類社會發展的必然趨勢,是建設節約型社會的迫切要求,也是中國建筑事業發展的重點工作。因此,抓好建筑節能工作是關系全民切身利益的大事,必須長抓不懈。
參考文獻
[1]盛克軍.建筑外墻保溫技術分析[J].科技創新與應用,2012,(10).
關鍵詞:建筑節能 意義 問題 對策
建筑節能是指節約采暖供熱、空調制冷、采光照明以及調節室內空氣、濕度、改變居室環境質量的能源消耗,并利用太陽能、地熱(水)能源的綜合技術工程。它是一個國家經濟發展水平和人民生活水平提高的重要標志,經濟越發達的國家或地區,其建筑節能程度也越高。建筑節能是可持續發展概念的具體體現,也是世界建筑設計的潮流,同時又是建筑科學技術新的增長點。設計、建設節能建筑有利于國民經濟持續、快速、健康發展,保護生態環境,是建筑業可持續發展的唯一道路。
一、建筑節能的意義
建筑節能工作是一個的綜合性的工程,包括規劃設計、施工調試、運行管理、設備維修、設備更新等方方面面,建筑節能的技術涉及面也非常廣,有建筑圍護結構的隔熱保溫、節能門窗、節能燈具、節能電器、低品位能源的利用、暖通空調等等,在具體實施的過程中,參與者包括實際使用單位、建筑設計單位、基建、房產、物業管理人員等。
節約資源和環境保護是可持續發展戰略的中心議題。建筑節能直接減少了對能源的消耗和浪費,也使利用能源過程中產生的煙塵、溫室氣體、有害氣體、固體廢棄物等污染物排放量大大降低。同時,建筑節能將推動諸多相關產業的發展,比如,節能建筑材料的開發與應用將帶動化工和建材業的發展。總之,節能建筑施工技術的發展對建筑施工行業帶來新的發展機會,進而將促進經濟的進一步發展。
二、我國建筑節能方面存在的問題
1、建筑節能的法律、法規還不完善。有的地方沒有可執行的建筑節能的政策和規定,沒有可操作的獎懲辦法來要求各方責任主體必須參與。而許多發達國家在20世紀70年代就相繼制定并實施了節能的專門法律,對建筑節能做了明確的規定,并采取了一系列經濟鼓勵措施,因而建筑節能取得了迅速的發展。
2、對建筑節能工作重視程度不夠。我國能源消費總量已居世界第二,建筑能耗又是我國能源消費的主體之一,因而推行建筑節能刻不容緩。但大多數地方對此未予以高度重視,沒有進行廣泛有力的宣傳,因此人民群眾還沒有認識到建筑節能的重要性,還不了解建筑節能會帶來多方面的巨大效益。
3、技術水平較低比。我國在建筑節能上的發展整體比較落后,能源利用暴露出的問題也日益突出。建筑節能涉及到很多專業技術、材料和推廣應用方面。目前,尚未對已成熟的技術、產品及推廣應用方面進行有效的整合。
三、建筑節能應采取的對策
1、加強宣傳和引導,普及節能知識,提高對建筑節能的認識,增強使用節能建筑的自覺性。針對人們對建筑節能概念模糊,節能意識薄弱的現狀,要積極采用靈活的方法,多渠道、多手段地加大宣傳力度,如利用電視、報紙等媒體,從科學的角度以生動的實例讓人們逐漸認識建筑節能工作的重要性和緊迫性,從而樹立節能光榮,浪費可恥的理念,讓節能的理念融入到人們生產、生活的方方面面,在思想意識上把節能升華為一種社會責任,使創建節約資源型社會這一號召落到實處。
2、完善建筑節能法律體系,加大建筑節能執法力度。由于建筑節能涉及行業范圍廣,存在職能交叉的問題,只有建立專門的節能法律體系,才能保障建筑節能的順利開展。在中國《節約能源法》中,對建筑節能的規定原則性比較強、可操作性差,再加上沒有其他的民用建筑節能方面的法律,可以說,推進建筑節能實際上是無法可依。建設部2000年的《民用建筑節能管理規定》,在推動各地建筑節能工作方面發揮了一定的作用,但由于建筑節能涉及建材、煤炭、電力、天然氣、石油、輕工、家電等許多行業,存在著職能交叉問題,需有法律統一協調,才能規范建筑節能工作的發展。因此,必須在現有基礎上進一步建立健全促進節能材料、設備生產和應用的法規體系,為建筑節能工作的推進提供良好的法律環境,并切實做好普法工作,使更多的人知法、懂法、執法,同時要加大執法力度,以保證建筑節能工作的順利進行。建議將建筑節能作為貫徹國家可持續發展的一項重要舉措,納入到有關工作計劃中,并責成相關部門對建筑節能工作進行深入研究,制定對策,同時在《中華人民共和國節約能源法》的框架內制定建筑節能管理條例及相關法規。
3、加強對建筑節能的政策支持力度。我國建筑節能推廣難的原因之一就是沒有明確的政策支持。因此,適當的政策支持是實現建筑節能目標的重要保證。要利用公共財政支持建筑節能工作,制定基于市場的節能激勵、約束與規范政策,在充分發揮和運用市場機制的前提下,引導市場主體自愿節能的意愿,靈活采用相應的財稅政策。首先,政府應提供必要的啟動經費支持建筑節能項目的推廣;對高能耗的建筑制定相應的處罰措施;設立建筑節能監察辦公室,對新建建筑和已有建筑進行能耗評估;對于高能耗建筑不予審批或限期整改;在建筑的規劃審批時應加強建筑節能內容。同時應在建筑設計、實施和運行的各個階段定期監測建筑的能耗情況,逐步縮小高能耗建筑的存在空間。此外,應鼓勵和扶持在新建建筑和既有建筑節能改造中采用太陽能、地熱能等可再生能源。
4、加強節能產品的技術研究開發和推廣應用。國家及各地方政府對建筑節能技術的開發創新應提供強有力的支持,給予相應的政策扶持或資金投入。同時及時了解國際上建筑節能技術創新動向,加強國際間合作交流,引進和吸收關于建筑節能的新理論、新標準、新技術、新材料和新工藝,積極推廣應用“四新”技術和產品,經常開展建筑節能材料展示推廣會,使高效優質價廉的產品迅速得到推廣,讓建筑節能材料通用化、配套化、系統化,以加快國內建筑節能技術創新的步伐,不斷提高我國建筑節能的技術水平。
關鍵字:建筑節能建筑經濟
1.前言
綜合評價指標體系研究的關鍵在于如何選取分項指標以全面反映建筑能耗的情況、如何確定各分項指標的權重以建立有機的指標體系、如何確定標準設計方案作為判定原始設計草案是否節能的基準。在分析居住建筑能耗主要影響因素的基礎上,建立了一個由多個分項指標組成的指標體系,并借鑒“標準設計”概念和采用相對指標進行節能評判的思想,采用指標體系對“標準設計方案”和原始設計草案建筑能耗的相對數量進行比較,以達到全面而簡單的評判原始設計草案是否節能的目的。這種評價方法的目的是淡化專業知識的概念,不直接進行建筑能耗絕對數量的比較,擺脫對能耗模擬軟件的依附,以實現對原始設計草案全面而簡單的節能評價。
2.居住建筑能耗相關因素分析
2.1夏熱冬冷地區居住建筑能耗特點
夏熱冬冷地區的范圍,大致為隴海線以南,南嶺以北,四川盆地以東,大體上可以說是長江中下游地區。這個地區七月份氣溫比同緯度其他地區一般高出2℃左右,是在這個緯度范圍內除沙漠干旱地區以外最炎熱的地區;一月份氣溫比同緯度其他地區一般要低8~10℃,是世界上同緯度下冬季最寒冷的地區。夏熱冬冷的氣候特征決定了該地區建筑能耗的組成,即夏季的空調能耗和冬季的采暖能耗。同時居住建筑與其他類型建筑既具有一般建筑的共同點,也有其自身的特點。
2.2節能指標簡介
根據建筑節能指標的不同可以分為兩種方法:一是分項指標控制法(規定性指標),即對建筑圍護結構(墻、屋面、窗)的傳熱系數、體形系數、窗墻比,以及采暖、空調、照明設備最小能效指標規定一個限值。分項指標由于過于具體,而且各指標相對獨立,缺乏有效的關聯,無法進行建筑各部分能耗直接的平衡分析;二是綜合控制法(節能綜合指標控制),即要求建筑總體能耗達到某一個指標。建筑物的耗冷量指標、耗熱量指標、空調年耗電量和采暖年耗電量能從整體上反映了建筑設計的優劣、圍護結構熱工性能的好壞和暖通空調系統效率的高低。但是由于計算方法繁復,不能得到有效的應用。
評價指標則是對節能分項指標的綜合和對節能綜合指標簡化。
3.綜合評價指標體系的構成
夏熱冬冷地區居住建筑節能綜合評價指標體系將是由相互關聯、相互制約、不同層次的指標群構成的一個有機整體,將能較全面反映該地區居住建筑節能設計內涵的基本特征。
3.1室外氣象特征指標
3.1.1度日數
對于夏熱冬冷地區,采暖度日數和空調度日數將是反映氣象特征的主要氣象參數。《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ134-2001中采用了采暖度日數HDD18和空調度日數CDD26兩個變量。本研究中采暖節能效果分析時采用氣象變量采暖度日數,而在分析空調節能效果時采用氣象變量空調度日數,并將根據HDD18和CDD26來確定當地居住建筑的建筑物采暖年耗電量和空調年耗電量。
3.1.2太陽輻射總量
選擇采暖期太陽輻射總量和空調期太陽輻射總量作為影響建筑全年能耗的太陽輻射因素的衡量指標。采用逐時氣象數據生成系統(Medpha)生成了全年逐時太陽輻射總量,然后統計得到了夏熱冬冷地區主要城市采暖期太陽輻射總量和空調期太陽輻射總量數據。由于太陽輻射總量在不同方向上的值是不同的,而窗戶對太陽輻射總量的變化比較敏感,所以以窗戶正向與東向的夾角作為太陽輻射總量變化的衡量參數。
3.2建筑體形特征指標
3.2.1建筑朝向
“最佳朝向”及“最佳朝向范圍”的概念是對各地日照和通風兩個主要影響朝向的因素,通過觀察、實測后整理出的成果。
3.2.2體形系數
在原體形系數概念的基礎上提出“極限體形系數”和“體形完善系數”。極限體形系數是指建筑物橫截面周長與面積的比值,它反映了建筑物橫截面形狀對節能綜合指標的影響。體形完善系數定義為極限體形系數與體形系數的比值,它反映了在橫截面形狀一定的情況下建筑物高度對節能綜合指標的影響。
3.3建筑圍護結構熱工性能指標
為了簡化分析,主要從屋頂、外墻和窗戶三個方面分析建筑圍護結構的熱工性能,其中將門和樓梯間內墻當作外墻近似處理。對于屋頂和外墻采用傳熱系數和熱惰性兩個指標,其中采用的是平均傳熱系數,即按面積加權法求得外墻的傳熱系數;對于窗戶采用傳熱系數和遮陽系數指標。
窗墻面積比是窗洞口面積與房間立面單元外墻的面積(即建筑層高與開間定位線圍成的面積)之比。《民用建筑節能設計標準(采暖居住建筑部分)》JGJ26-95第4.2.4條規定,不同朝向窗墻面積比不應超過以下數值:北向0.25,東、西向0.30,南向0.35。
3.4室內環境品質和暖通空調系統性能指標
室內環境和暖通空調系統性能參數是建筑能耗分析的基準,相對于其他影響因素來說,始終保持恒定不變。所以,在選擇評價指標體系中的分項指標時,并沒有從這兩個方面選擇相應的衡量指標,而是將相關參數如室內溫度、換氣次數和能效比等參數蘊藏于建筑能耗的分析之中,間接地反映了室內環境品質和暖通空調系統性能。
4.綜合評價指標體系的層次關系
綜上所述,可以從室外氣象、建筑體形和建筑圍護結構熱工性能三個方面選擇了17個分項指標:反映室外氣象特征的采暖度日數(HDD16)、空調度日數(CDD26)、采暖期太陽輻射總量和空調期太陽輻射總量;反映建筑體形特征的極限體形系數、體形完善系數和建筑朝向,其中朝向表示為建筑的正向方向與正東向的夾角;反映建筑圍護結構熱工性能的窗墻比、屋頂的傳熱系數與熱惰性指標、外墻的傳熱系數與熱惰性指標、窗戶的傳熱系數與遮陽系數,其中窗墻比分為建筑物前、后、左、右四個方向的窗墻比。建筑節能的綜合評價指標則為建筑全年耗電量,即為采暖年耗電量和空調年耗電量之和。
5.綜合評價指標體系的應用
綜合指標體系的應用是指建立17個分項指標和綜合指標之間的聯系,無需利用能耗分析軟件進行復雜能耗分析,即可由17個分項指標的取值判定建筑是否節能。分項指標和綜合指標之間的聯系在評價指標體系內部表現為各指標間的相對權重,因此各指標之間的權重的確定是應用指標體系進行評價的關鍵。
5.1權重確定方法
神經網絡可以充分逼近任意復雜的非線性關系,且具有分布存儲、自適應和自組織等突出特點。當前應用最為廣泛的BP網絡模型技術成熟,結構簡單,工作狀態穩定,可把一組樣本的I/O問題變為一個非線性優化問題。如果用BP網絡來處理建筑節能的評價問題,就可以通過學習,自動歸納掌握各指標影響節能綜合指標的規律,并將各指標權重以相對聯系的方式隱含于網絡之中,從而使建筑節能效果的評價既具有客觀規律性,又達到簡單適用的目的。
5.2節能評價指標的取值
5.2.1輸入參數
本文采取DeST能耗分析軟件重新確定了節能綜合評判基準。
由于能耗分析軟件的限制,本文在進行神經網絡評價的應用分析時對指標體系進行了一定的簡化:首先由于軟件分析速度較慢,本文則只以長沙為例進行神經網絡的訓練。在地點確定的情況下,反映氣象特征的4個指標取值固定不變,訓練所需節能分析樣本將大大減少;其次由于DeST軟件所帶的圍護結構數據庫限制了對建筑圍護結構熱工性能更為具體的分析,因此在確定節能樣本的輸入參數時,圍護結構熱工性能的只能按構件的類型進行選擇,將熱惰性和遮陽系數隱含起來。
因此,節能分析樣本的輸入參數為10個,每個參數有高、中、低三個水平的取值。
節能評價指標各水平取值
5.2.2輸出參數
以節能百分比的形式給出是否節能的判定結果,如果建筑滿足節能要求,則節能百分比為零或正值,如果建筑不滿足節能要求,則節能百分比負值。節能百分比定義為:
式中:BEPi—節能百分比;
Es—根據度日數得到的建筑全年耗電量標準值,kWh/m2;
Ei—待評價建筑全年耗電量的DeST模擬計算值,kWh/m2;
5.3BP網絡模型的應用
根據以上所選定的節能分析樣本,初步選定網絡結構參數如下:輸入層節點數為10個,隱層神經元個數為10×3=30個、傳遞函數為tansig,輸出層神經元個數為1個、傳遞函數為purelin,節能評價指標體系的神經網絡模型結構即為[10×30×1]。BP網絡結構的最終形式并沒有完全確定,如果訓練和檢驗的結果不能滿足預期要求,還將根據具體情況進行一定的調整。
利用BP網絡得出的訓練樣本網絡輸出值與期望值的最大相對誤差為小于5%(個別異常情況除外),檢驗樣本網絡輸出值與期望值的最大相對誤差為4.3%,可見該網絡的自學習能力強,網絡性能好,說明了利用神經網絡進行節能綜合評價的可行性和有效性。
6.結論
本綜合評價指標體系是在科學性原則,可行性原則,層次性原則,完備性原則,主導性原則,獨立性原則的基礎上,根據夏熱冬冷地區居住建筑能耗特點建立起來的一個有機整體。這是一個相互關聯、相互制約、不同層次的指標群,是對節能分項指標的綜合和對節能綜合指標簡化,能較全面反映該地區居住建筑節能設計內涵的基本特征。
建筑節能的評價問題是一個I/O(輸入/輸出)問題。對于建筑節能的評價工作者,其最為關心的是由建筑的有關描述參數(輸入參數)直接判斷出建筑是否節能(輸出參數),而不必知道具體的分析過程。這種評價體系則可以淡化專業知識的概念,不直接進行建筑能耗絕對數量的比較,擺脫對能耗模擬軟件的依附,以實現對原始設計草案全面而簡單的節能評價。
應用指標體系進行評價的關鍵在于各指標之間的權重的確定。本文采用人工神經網絡計算的方法,具有一定的可行性和有效性。
參考文獻
[1]B.A.Wilcox.DevelopmentoftheEnvelopeLoadEquationforASHRAEStandard90.1.ASHRAETransactions,Vol.97,1991(2),913~927
[2]付祥釗夏熱冬冷地區建筑節能技術.建筑節能,2000(1),40~46.
[3]AHSRAEHandbookFundamentals.ASHRAE,Inc.1791TullieCircle,N.E.,Atlanta,GA30329
[4]HaroldG.Losch,OssamaA.Abdou.TheImpactoftheBuildingIndoorEnvironmentonOccupantProductivity-recentStudies,MeasuresandCosts.ASHRAETrans,Vol.100,1994(1),741~752
[5]曹叔維初春玲建筑能耗的綜合性指標節能1999(12),10~12