农村建筑节能工程论文

· 建筑节能· 现代建筑电气篇(2007No4)建筑节能技术在智能建筑中的应用摘要：基于智能建筑对节能的需求，对智能建筑能耗的分布情况进行了分析，论述了智能建筑的中央空调节能、变频技术节能、照明节能、太阳能光伏技术节能的基本原则，详细阐述了这些节能技术措施的实现方法和实施注意事项。提出智能建筑节能措施是一项系统工程，节能技术措施及其推广和应用是实现建筑节能的关键。关键词：智能建筑；节能措施；变频技术；中央空调；太阳能光伏技术中图分类号：TU201．5 文献标识码：A 文章编号：1001—5531(2007)04-0051-54Several Efective Energy Saving Techniques andM easures of Intelligent BuildingsAbstract：Based on the energy saving demand for intelligent buildings，the energy consumption distribution ofintelligent building was analyzed．For intelligent buildings，the basic principles of energy saving techniques in thecentral air conditioner，frequency conversion，ligbting and solar energy photovohaics were discussed． The imple—menting methods and executive notices of these energy saving meas ures were expounded．Th e viewpoint that energysaving measures of intelligent buildings Was a system engineering Was introduced．It Was pmpo s~ that energy savingmeasu~s and their being extended an d applied were the keys to realize construction energy saving．Key words：intelligent building；energy saving me~ure8；frequency conversion technique；central airconditioner；solar energy photovoltaic technique0 引 言随着我国国民生活水平的提高，建筑能耗在整个能耗中的比重越来越大。智能建筑用电设备的增多和对建筑环境舒适性的严格要求，更加大了对能源的消耗。因此，智能建筑的节能技术推广和应用变得十分重要。1 中央空调节能中央空调在整个建筑能耗中所占的比例最大，在节能方面有着巨大的潜力。提倡选用新型的节能环保空调，主要有地温空调和燃气空调两种。地温空调使用水源热泵，利用地下浅层地热资源，是一种既可供热又可制冷的有效节能空调系统。它将不可利用的低位能开发为可利用的高位能，消耗1 kW能量可得到4．5～6．0 kW 的热量和冷量，适用于水资源丰富的地区。燃气空调为利用天然气的空调系统(如家用燃气空调机组、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组、燃气发动机驱动制冷压缩机等)。对目前广泛使用的传统中央空调，可采用如下节能措施：(1)合理设计。在智能建筑的中央空调设计中，根据室外环境状况和对室内环境的需求，合理、科学地选择中央空调的机组规模，设计风机盘管的布局，设置末端设备，避免制造出先天高能耗的中央空调系统。(2)中央空调废热回收与再利用。中央空调压缩机工作过程中会排放大量的废热。其热量等于空调系统从空间吸收的总热量加电动机的发热量。中央空调的废热回收技术主要是利用热交换原理，将中央空调的废热全部或部分回收后通过热交换产生45～75。C的热水，再经过蓄能水箱为用户提供服务。其原理如图1所示。中央空调一51 —维普资讯 现代建筑电气篇(2007l~4) ·建筑节能·在制冷过程中可成为一个制热系统，专用设备的核心部件是热交换器和冷凝器。将空调压缩机在制冷运行中排放出的高温冷媒蒸汽与被加温冷水进行热交换，使压缩机排出的热量转换成可利用的热水。在工程实践中应重视改造专用设备与中央空调对接过程中的各种技术环节。该系统可将中央空调机组效率提高5％ ～15％ 。由于负载减少，不仅省电，而且减少了机组故障。用户中央U 专空调I I用制冷H 设机组l I备热水水箱J l冷水水箱闭式水箱系统回水循环水泵图1 中央空调废热利用原理图(3)中央空调清洗。热交换器所产生的污垢、水垢直接影响中央空调的热交换率和制冷量，使用电量增大(据美国制冷界权威科学机构Phi．1ips Kote资料显示：冷凝管中垢层厚0．3 mm多耗电10％ ；0．6 mm多耗电20％ ；0．9 mm多耗电31％ ；1．2 mm 多耗电42％ ；1．6 mm 多耗电53％)。管道上的污垢不仅直接影响热交换率，而且污垢中的细菌产生的不洁通风还会使室内空气二次污染。对热交换器中的污垢采用人工化学清洗、电子自动除垢仪除垢等；对管道的清洗可引入管道清洗机器人等设备进行物理处理。(4)冷水机组群控。根据有效负载控制冷水机组的运行，使冷水塔、水泵和冷水机组等均根据有效负荷的变化而调整，优化能源的利用。2 变频技术节能由交流电动机转速公式：，l=60f(1一s ／t,式中n— — 电动机转速．产一电源频率s— —转差率p— — 电动机的极对数对风机、泵等变转矩负载应用变频器有明显的节能效果：Q =Kl，l， H =K2，l一52 一P = Kl K2 K3式中Q— — 流量H一扬程P—— 轴功率K ， ， —— 常数变频调速技术应用的前提条件是风机或泵在整个运行过程中存在较大的富裕流量。对运行负荷比较满、没有多少溢流或放空的情况，变频器达不到任何节能的效果。(1)冷却水泵的变频节能。对中央空调系统冷水机组的冷却水泵采用变频控制，节电明显，一般为30％ ～60％。根据冷却水泵供回水管的压差，调节变频器的频率，改变冷却水泵的转速，使压差稳定。图2所示为中央空调冷却水泵变频控制原理图。图2 冷却水泵变频控制原理图(2)冷冻水循环泵的变频节能。中央空调的冷冻水随时都处于调节过程中。采用变频技术可通过控制冷冻水循环泵的转速(即改变冷冻水流量)跟踪冷冻水的需求量。当管道用水量加大时，压差会下降，系统将调节变频器，使其输出频率升高，水泵转速随即上升，使管道压差回到设定值；反之亦然，达到供回水压差恒定的目的。该控制系统可由多台循环水泵组成，可实现1台变频器4泵联用、3泵联用、2用1备、1用1备等形式。图3所示为3泵联用变频控制原理图。(3)给水系统变频节能。智能建筑的给水一般采用恒压供水系统。采用变频技术使建筑在用水高峰和低谷时的供水压力恒定，具有显著的节能效果。给水泵变频控制原理如图4所示。(4)电梯变频节能。电梯是载人工具，要求拖动系统既可靠又要频繁地加速和正转／反转。采用变频调速技术可提高动态可靠性，增加电梯维普资讯 · 建筑节能· 现代建筑电气篇(2007N04)图3 3泵联用变频控制原理图出水压力&- 比例K一比例特性J一积分特性1--y-／自动切换《≯一输出限幅TRAcK一手动／自动跟踪l一显示^一给定值设定 I一手动操作图4 给水泵变频控制原理图乘坐的安全感和舒适感及效率。(5)音乐喷泉变频节能。音乐喷泉是许多大型智能建筑的附属娱乐设施，能耗比例较大。对其水柱的高低和量的大小实现变频控制，既节电又增强其艺术效果。3 照明节能智能建筑的照明节能原则是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能量损失，最有效地利用电能。以单位照度及单位面积所需用电量[w／(m ·Ix)]作为节能指标，力求提高照度，降低用电量。照明节能原则如下：(1)科学的照明设计。设计内容包括照明线路及方式、照度值的选择和自然光的科学利用。(2)选择优质的电光源。科学地选用电光源是照明节电的首要工作，要根据场所的特点和电光源的特性进行选择。白炽灯泡发光效率一般为7～20 lm／W，使用寿命为1 000～2 000 h，而单端紧凑型荧光灯(即节能灯)的光通量为50 lⅡ W，使用寿命为3 000～5 000 h，一只9 W 的节能灯完全可代替40 w 的白炽灯；双端直管荧光灯T12的光通量为55 lⅡ w，使用寿命为3 000～5 000 h，而T15型光通量则达90～110 lⅡ W，使用寿命为8 000～10 000 h。另外，高强气体放电灯中的高压钠灯、金属卤化物灯、微波硫灯、无极灯等，都是较好的节能型电光源。(3)选择效率高的灯具。灯具具有科学分配光的功能，关键指标是灯具的效率，即灯泡安装在灯具里后输出光通量的百分比。根据场所的需要，科学的灯具效率可改善人们的视觉舒适度。如双端直管荧光灯采用梯形空罩式灯具、铁皮涂白漆，其配光不合理，灯照度高，两灯间照度低，灯具效率约70％ ；采用抛光氧化铝的双曲面灯具，使光分配成为蝙蝠形的配光，灯具效率约82％。故采用良好的灯具也是一种有效节能的方法。(4)选用适用的节电器。目前国内外都大力推广照明节电装置，即在现有照明系统上加装节电控制设备。这样做接人方便，可减少有功功率损耗和降低无功功率。照明节电装置有晶闸管斩波型、自耦降压式、智能照明调控器。晶闸管斩波型对电压调节速度快，精度高，可分时段调整，有稳压作用，但出现的大量谐波对电网系统的污染危害极大；自耦降压式结构的功能简单，能将电网电压降~lJl0 V、15 V或20 V，且正弦波输出，但电网电压波动时其输出电压也随之波动，使工作电压不稳定；智能照明调控器采用微电脑控制器，实时采集输出、输入电压值与最佳照明电压比较进行自动调节，输出最佳的工作电压，具有实时调压稳压、多段自动调整、对灯具的软启动和软关闭、三相独立可调的功能，可随负荷变化动态调整运行状态下的电流和电压，实现对功率的自动调整，节电率达25％ 以上。4 太阳能光伏技术节能太阳能热水器和太阳能热水系统是我国目前最大的太阳能热利用产业。其节能的作用和效果有目共睹。但对智能建筑而言，可安装太阳能热水器的地方面积有限，且影响建筑物的整体美观效果。目前，全球太阳能建筑投资规模600亿元，太阳能建筑节能率达75％ 。节能环保的太阳能一53 —维普资讯 现代建筑电气篇(20071~4) ·建筑节能·建筑代表了智能建筑的发展方向，集发电、隔音、隔热、安全和装饰于一体，体现了智能化与人性化的建筑理念与发展潮流，应用前景广阔。建筑物的外壳为光伏系统提供了足够的面积，省去光伏系统的支撑结构，并在建筑施工中可将光伏系统的安装集成到建筑物中。太阳能电池与建筑的一体化是太阳能建筑发展首要解决的技术问题。要求太阳能电池不仅是一种发电器件，而且也是与建筑物和谐统一的建筑材料。目前，利用太阳能电池做建筑物外墙的有晶体硅太阳能电池玻璃组件和非晶体硅太阳能电池玻璃组件。前者将晶体硅电池放置在内层与外层玻璃中间，夹胶组成；后者利用激光打掉膜的非晶硅太阳能电池玻璃作为外层，通过胶片与内层玻璃紧密结合而成，具有发电、隔音、隔热的双重节能效果，但因成本高达5 000—10 000元／m ，使其应用受到限制。新型的架构式非晶硅光伏中空玻璃组件使成本降到了1 500—2 500 m 。其实现技术的关键是架构式结构，变半导体加工工艺为机加工工艺(用激光线错位工艺代替半导体光刻工艺)，不同受光面采用不同太阳能电池。几种太阳能光伏组件性能如表1所示。表1 几种太阳能光伏组件性能5 制约智能建筑节能的因素分析(1)在智能建筑的招标和设计阶段，建筑节能常常被弱化。(2)由于建设前期的不合理投资，使配置降低，造成智能建筑虽有节能装置但不具备节能效果，成了摆设。科学的设计、合理的投资是解决该问题的关键。(3)智能建筑节能装置和系统的使用效率偏低。目前能够投入使用的不足3O％ ，节能仅为楼盘销售时的一个招牌。必须对节能装置和系统的运营进行科学管理。(4)由于物业管理水平低，技术达不到维护能力，导致节能装置和系统不能发挥出其应有的作用。要求维护人员不仅具备专业知识，还应具备一定的计算机知识、编程、网络维护以及分析和解决问题的综合能力。一54 —6 结 语智能建筑的节能是全方位的、持久的和综合性的系统工程。智能建筑的设计者必须对各种节能技术措施有全面的认识，并努力推动节能技术措施的实施和应用。同时，转变观念、对已投入运行的节能设施和系统进行科学管理也是智能建筑节能的重要措施和手段。【参考文献】[1] 曾斌，田峻．智能建筑工程[M]．北京：中国建材工业出版社，2002．[2] 杨善勤．民用建筑节能设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1997．[3] 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节能技术在建筑工程施工中的应用论文

摘要 ：

随着我国科学技术的不断进步，我国经济水平和整体实力都有了显著的提高，在这样的环境下，人们的生活幸福度也逐渐上升，有了越来越多样化的消费需求，在衣食住行方面都有很好的体现。在建筑行业，人们希望能够有新型的建筑出现替代传统那些高污染、高耗能的建筑，这也是为了保护人们的身体身心健康和生活环境的质量。我国是一个人口大国，尽管幅员辽阔，资源也很多，但是人均能源的占有数量在国际上排名也无法位列前茅，因此，资源和环境是我国现阶段面临的问题。新型绿色节能技术作为一种符合可持续发展战略的技术迫切地需要得到发展，如果这种技术能够应用于我国的建筑施工中，将会大大缓解我国能源短缺问题，对于环境保护也有重大的意义。本文首先对新型绿色节能施工技术做出了详细的概述，然后分析了建筑施工行业可持续发展的重要性，最后介绍了新型绿色节能技术在建筑工程施工中的具体应用，希望能够给同行业的工作者带来一些参考。

关键词 ：

节能技术；工程项目；施工；具体应用

1新型绿色节能施工技术概述

建筑物无论大小，在开展施工时都必须将科学合理的施工技术应用到其中，这对于建筑施工的质量有重要的保障作用。温室效应的出现和空气污染程度的增加使得绿色建筑技术的概念被提出并得到越来越多人的重视，通过实践的证实，新绿色节能建筑技术的科学性得到了验证。随着建筑规模越来越大，人们提出了建筑能耗问题，新的绿色节能建筑技术在建筑业中的应用变得越来越成熟。施工技术对整个建筑的使用寿命、使用安全、能源消耗等都会有直接或间接的影响，而传统的施工技术因为弊端的存在逐渐被淘汰，因此现代技术人员越来越倾向于对节能和环保技术的使用。在新时代激烈的竞争中，建筑企业要想生存下来就必须顺应时代的发展，及时科学成熟地改革传统施工技术，应用新型绿色节能施工技术。新型绿色节能建筑技术在现代建筑中的作用和地位在建筑工程中越来越明显，在现代建筑工程的建设中，新绿色节能技术的应用意义是显而易见的。新绿色节能技术是人节能环保意识的产物，符合我国节能环保、可持续发展的理念，企业通过该技术的使用也会增强自身的竞争力，获得更多消费者的认可和好评。尽管新型绿色节能建筑技术在建筑工程中十分重要，但是，仍然存在一些公司对该技术的理解和应用不是十分成熟和重视。在很多地区，节能建筑缺乏相关技术支持主要体现在两个方面：

①国家忽视节能建筑导致我国建筑节能改造企业数量不足，建筑节能改造的对象是那些意见民用建筑，要求节能改造公司根据建房的实际情况选择和升级已建筑宅，但目前市场上的节能建材供应无法满足建筑节能的需要，这将阻碍建筑节能的发展；

②缺乏节能技术的专业人才和技术，施工人员的专业素养目前达不到标准，这使得节能技术无法进一步研究，最终将难以实现民用建筑的节能效果。如何扩大新型绿色节能技术的应用和影响范围成为众多建筑企业的重点工作。在今天，中国的建设步伐相对较快，一个项目尚未完工，下一个项目已经开始施工，导致更严重的能源浪费，而新型绿色节能建筑技术对于建筑环保和节能的附加问题是考虑得很周到的。建筑施工技术的相关改革必须首先从建筑材料进行，根据统计数据可以发现建筑材料的能耗占整个建筑工程的90％以上，其中，能耗量比较大的材料包括钢筋、水泥、玻璃、钢铁等。水泥是建筑工程中最重要的建筑材料，其应用性质决定了在每个建设项目都几乎需要用到水泥，消耗量越大就越有可能产生更多的浪费，因此可以说水泥的消耗在各种建筑耗费中最严重。

2建筑施工行业可持续发展的重要性

在今天，我国的资源总量正在日益减少变得匮乏，人均占有量更是严重不足。近年来我国经济不断发展，各行业对能源的需求都大大增加，同时在使用的过程中存在着很严重的.资源浪费现象，使得资源供给和需求之间产生了很大的矛盾。建筑过程中大量消耗自然资源，给环境带来了巨大的负荷，有具体调查数据显示，建筑施工过程中使用的资源占资源消耗的50％，这说明资源的浪费现象还是比较严重的。在资源消耗的同时也产生了空气污染和电磁污染等对环境有害的物质，而这些污染在全球污染源中占比例也高达四分之一。因此，扩大绿色建筑施工技术的应用范围和提高其成熟度，是符合现代绿色建筑发展的需求的，也为我国可持续发展战略目标的实现做出了突出的贡献。同时，我国城市化进程不断推进，建筑业的规模日益扩大，对资源的要求不断更新和严格，绿色节能建筑有利于缓解我国资源短缺的现状，对于环境污染和资源浪费的现象也起到了有效的抑制作用，提高了我国对自然资源的使用效率。

3新型绿色节能技术在建筑工程施工中的具体应用

保温节能技术在建筑工程中的应用

保温是建筑物很重要的一个性能，尤其是在我国东北地区比较寒冷，建筑的保温性能不好对于使用的人群来说是十分痛苦的。在建筑工程施工的过程中，不仅施工时人为或者自然因素带来影响是不能忽视的，而且还应该注意对建筑物的实际情况进行调查和总结，以设计出最合理科学的供暖结构，保证供暖效果。要想实现这个目标，在建筑工程施工过程中加强先进施工技术的使用力度是十分有必要的，还可以通过对建筑材料的物理化学性能的改变来提高建筑物自身的隔热性能，最终实现建筑物能源消耗降低的终极目标。在建筑中的各个结构中，门窗和墙体是很容易出现问题的结构，因此对于墙体的保温设计通常使用的是节能墙体。

循环水采暖技术

采暖工程中也需要绿色节能环保的思想渗透，采暖程度的好坏也关系到人们居住和办公的舒适度，目前阶段最常使用的方式就是热水采暖。热水采暖就是通过把水加热，将水的温度释放出来传递给人周围的环境，而水资源也是我国及其重要且匮乏的资源，采暖过程对水资源的浪费比较严重，整体来说得不偿失。新型绿色节能技术考虑到对水资源的节约设计使用水循环系统，进行套管连接方法延长了采暖供暖时间，也节省了水资源的使用量。

屋面防水技术

建筑施工中对屋面的防水工作也是重中之重，其防水质量决定着人们居住和使用的舒适度，在开始施工前要全面深入地了解防水工作，尤其是材料的选购必须要谨慎。在选购屋面工程中使用的防水材料和辅助材料时，应选择有产品认证和性能测试报告的，材料的性能指标，品种和规格必须符合现行国家产品标准和工程设计标准。例如，聚氨酯防水涂料的组成包括通过聚醚和异氰酸酯的聚合反应得到的氰酸酯基的预聚物，无水助剂，催化剂，溶剂等，经过后续加工得到聚氨酯防水涂料，它可以有效抵抗积水腐蚀问题。除此以外，还有很多其他新型防水材料适合在不同环境中使用，选购时考虑综合性价比，不要盲目追求经济效益，提高建筑屋顶质量，延长建筑的寿命。

绿色照明技术在建筑工程中的应用

在实际行业生产中，照明的电力消耗约占绿色建筑项目的10％，在日常生活中，照明实际上在照明过程中转变为约15％的光能，而剩余的75％几乎都转换成为了热能，而这些热能大部分直接散发到外界并没有得到十分有效的利用，因此造成大量的资源消耗和浪费。应用绿色节能技术主要是为了提高太阳能利用率，有效缓解当前世界电力供需紧张的局面，同时深入研究不可再生资源使用寿命的相关知识。太阳能资源是一种清洁、干净、取之不尽的能源，在未来将成为中国新能源中的领头羊。随着科学技术水平的不断提高，太阳能光纤照明方法被中国建筑业提出，这种方法能够有效降低建筑能耗。这种方法可以充分利用太阳能能源发挥它的优势，将太阳光中无污染对人体无害的光通过特殊的过滤装置转化为人们日常生活和生产能够使用的光。需要颜色。柔性光纤不仅大大减少了人们日常生活和生产的电能消耗，节能效率也在这个过程中稳步提高。

同时，绿色照明技术使用的材料是无污染的，所以在使用建筑物时不会有有毒有害物质的产生，这给建筑材料的回收利用来说减少了很多麻烦，在提高资源利用效率方面更是做出了卓越的贡献。绿色照明技术在我国各种建筑中的应用都是有目共睹的，在全国各地的购物商场、办公楼、体育馆、地下室等场所，都需要有大量照明道具的使用以保证社会的正常运行，传统的灯具虽然美观，但是在使用过程中存在着严重的电力浪费现象。而光纤照明系统不仅可以替代传统灯具提供足够的明亮。同时可以减少因照明而造成的污染和带来的能源损耗，并且光纤照明的光线更加缓和，提供了柔和和舒适的自然光，对于人们的生活来说也营造了舒服的环境。

4结束语

在经济水平高速发展的今天，自然资源作为基础支撑显得越来越力不从心，社会对能源需求的增加，也造成了越来越严重的环境污染，这不仅是中国更是全世界面临的问题。在这样的生产背景下，社会的发展受到了新的挑战和要求。与其他行业相比，建筑行业对能源的需求是巨大的，新型绿色节能施工技术作为一种先进环保的技术，应用前景是十分广阔的，若能和建筑行业结合起来不仅可以促进本行业长期稳定的发展，同时对于其他行业的辐射带动力量也是巨大的，有利于我国综合国力的提升。

参考文献：

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[4]蒋杰.基于新型节能建材的绿色建筑技术的经济研究[D].西南交通大学,2014.

建筑是用能大户，建筑节能是发展建筑业的需要。 一、节能住宅的概念 随着能源危机的出现，越来越多的开发商开始重视节能住宅。节能住宅需要通过对建筑的合理设计、合理选材，最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内，从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间，降低建筑物的运行能耗。 北京锋尚在国内率先整合了欧洲先进的技术系统为一体，建造的高舒适度、低能耗住宅，达到了发达国家的居住标准。其核心技术概括为八大子系统：第一，混凝土采暖制冷系统。该系统是将聚丁烯（PB）盘管预埋在钢筋混凝土中，夏季管中送20℃、冬季送28℃的水，能使室内温度保持在20℃-26℃的合适范围内。第二，健康新风系统。通过统一空气净化和冷热处理后新风经“下送上回”进入室内，无须开窗即可保持新鲜空气不断更换。第三，外墙系统。外墙采用欧洲标准加厚外保温方式，能有效阻挡冷热辐射和雨雪侵蚀。外饰面采用干挂砖墙面，干挂砖幕墙与保温板之间有一个流动空气层，可以保持保温板的干燥。第四，外窗系统。窗采用德国SCHUCO断热铝合金窗和LOW-E低辐射中空玻璃。第五，屋面及地下系统。对屋面及地下墙体的特殊处理，保证了顶层和一层与标准层舒适度的均好性。第六，防噪音系统。通过外墙系统、ALULUX卷帘、楼板处理、同层后排水系统，防止来自室外、楼上、下水道的噪音。第七，垃圾处理系统。垃圾处理系统有中央吸尘、食物垃圾处理和可回收分类垃圾周转箱三部分组成。第八，水处理系统。小区设中水处理系统，将社区生活用水处理用于浇灌绿地、冲洗和补充人工湖水。 二、国外节能已成风尚： 在国外，建筑师采用多种形式和方法来节能： （1）、资源回收利用： 日本1997年建成了一栋实验型“健康住宅”。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外,墙体还被设计成双重结构,每个房间建有通风口,整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用,其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃,从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用，不仅变废为宝，而且减少了环境污源，节约了能源。 （2）、新能源开发利用： 德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上,由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3cm的速度随太阳旋转。当太阳落山以后,该房屋便反向转动,回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%,而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。 三、中国建筑能耗基本情况 我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4，居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展，需要大量的建造和运行使用能源，尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计，1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为×108t标准煤，占当年全社会能源消耗总量×109t标准煤的。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能×108t标准煤，占全国能源消费总量的左右，占采暖区全社会能源消费的20%以上，在一些严寒地区，城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时，由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源，使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中，化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中，99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的，其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%，CO2占71%，烟尘占60%。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家，每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二，预计到2020年，中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此，中国对于全球气候变暖承担着重大的责任，而作为耗能大户的建筑，其节能也就成为关系国计民生的重大问题。 四、住宅设计最基本的节能意识： 新疆冬季严寒漫长，因此，住宅建筑设计中，主要空间朝向南，或向南偏东，或向南偏西，历来被认为是合理的设计，这是最基本的节能意识在住宅建筑设计中的应用。在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中，为住宅的主要空间争取良好朝向，满足冬季的日照要求，充分利用天然能源，无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计，是最基本的 五、节能设计思路 （一）建造内保温复合节能墙体 复合节能墙体通常由绝热材料与传统墙体材料或某些新型墙体材料复合而成。如果绝热材料复合在建筑物外墙的内侧，则称为内保温复合墙体。 1．墙体结构层：系指混凝土现浇或预制品的外墙，内浇外砌或砖混结构的外砖墙。以及诸如承重多孔砖外墙等其他承重外墙。 2．空气层：空气在0℃时导热系数为0024VV／(m·k)。在25℃±5℃时为00256W/(m·k)，即使在200℃的情况下仍有00：384 W／(m·k)。由此可见，空气也是一种优良的保温材料。因此，在建筑物中常用材料围成的空气隔离层，不但可以保温隔热。而且具有切断液态水份的毛细渗透、防止保温材料受潮的功能，因为一般外侧墙有吸水能力，而其内表面常因温度低而出现的冷凝水。可被结构材料吸入且不断向室外转移和散发。 3．保温隔热层：这是节能墙体的主要功能部分，常用绝热材料可分为有机、无机 金属等三大类。出于导热系数、抗压强度、蒸汽渗透率、燃烧性能等方面的考虑。此处选用挤塑型聚苯板(XPS)为保温材料。 玻璃幕墙是指由支承结构体系与玻璃组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。有单层和双层玻璃的墙体。反光绝缘玻璃厚6毫米，墙面自重约40kg／㎡，有轻巧美观、不易污染、节约能源等优点。幕墙外层玻璃的里侧涂有彩色的金属镀膜，从外观上看整片外墙犹如一面镜子，将天空和周围环境的景色映入其中，光线变化时，影像色彩斑斓、变化无穷。在光线的反射下，室内不受强光照射，视觉柔和。中国1983年首次在北京长城饭店工程中采用。 去过美国纽约的人大凡会被其繁华的都市风貌所折服，那高耸入云的摩天大楼蔚为壮观，而其通体的玻璃幕墙映衬出空明的蓝天和飘舞的白云，更为之增添了绚丽的色彩。那么，玻璃幕墙是怎么做成的呢？玻璃幕墙是指作为建筑外墙装潢的镜面玻璃，它是在浮法玻璃组成中添加微量的Fe、Ni、Co、Se等，并经钢化制成颜色透明板状玻璃，它可吸收红外线，减少进入室内的太阳辐射，降低室内温度。它既能像镜子一样反射光线，又能像玻璃一样透过光线。 现代化高层建筑的玻璃幕墙还采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合，隔层充入干燥空气的中空玻璃。中空玻璃有两层和三层之分，两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间；三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。据测量，当室外温度为－10℃时，单层玻璃窗前的温度为－2℃，而使用三层中空玻璃的室内温度为13℃。而在夏天，双层中空玻璃可以挡住90%的太阳辐射热。阳光依然可以透过玻璃幕墙，但晒在身上大多不会感到炎热。使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉，极大地改善了生活环境。[编辑本段]分类与构成 1. 明框玻璃幕墙明框玻璃幕墙是金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙。它以特殊断面的铝合金型材为框架，玻璃面板全嵌入型材的凹槽内。其特点在于铝合金型材本身兼有骨架结构和固定玻璃的双重作用。 2. 隐框玻璃幕墙 隐框玻璃幕墙的金属框隐蔽在玻璃的背面，室外看不见金属框。隐框玻璃幕墙又可分为全隐框玻璃幕墙和半隐框玻璃幕墙两种，半隐框玻璃幕墙可以是横明竖隐，也可以是竖明横隐注。隐框玻璃幕墙的构造特点是：玻璃在铝框外侧，用硅酮结构密封胶把玻璃与铝框粘结。幕墙的荷载主要靠密封胶承受。 3.点支式玻璃幕墙 点支式玻璃幕墙是近年来新出现的一种支承方式。但一经出现，在城市发展很快。下面对这种较新型的支承方式作一介绍： 1.点式玻璃幕墙的分类 按照支承结构的不同方式，点式玻璃幕墙在形式上可分为以下几种: (1)金属支承结构点式玻璃幕墙这是目前采用最多的一种形式，它是用金属材料做支承结构体系，通过金属连接件和紧固件将面玻璃牢固地固定在它上面，十分安全可靠。充分利用金属结构的灵活多变以满足建筑造型的需要，人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃的整个结构体系。玻璃的晶莹剔透和金属结构的坚固结实，“美”与“力”的体现。增强了“虚”、“实”对比的效果。 (2)全玻璃结构点式玻璃幕墙通过金属连接件及紧固件将玻璃支承结构(玻璃肋)与面玻璃连成整体，成为建筑围护结构。施工简便造价低，玻璃面和肋构成开阔的视野，使人赏心悦目，建筑物室内、外空间达到最大程度的视觉交融。 (3)拉杆(索)结构点式玻璃幕墙采用不锈钢拉杆或用与玻璃分缝相对应拉索做成幕墙的支承结构。玻璃通过金属连接件与其固定。在建筑中充分运械加工的精度，使构件均为受拉杆件，因此，施工时要加以预应力，这种柔接可降低震动时玻璃的破损率。 2.建筑点式玻璃幕墙的主要组成部分 (1)支承体系 支承体系是将面玻璃所受的各种荷载直接传递到建筑主构上。因此，它是主要受力构件，一般是根据承受的荷载大小和建筑造型来结构形式和材料，如玻璃肋、不锈钢立柱、铝型材柱或加上适当的防腐、防面处理的钢析架、钢立柱及不锈钢拉杆(索)等。 (2)金属连接件 金属连接件包括固定件(俗称爪座和爪子)和扣件。固定件通常用不锈普通钢铸造而成，而扣件则是不锈钢机加工件。考虑到金属相容性，爪座必须采用与支承体系相同的材质，或使用机械固定。 金属连接件是建筑点式技术的精华所在。它把面玻璃固定在支承结构上不仅产生玻璃孔边缘附加应力，而且能够允许少量的位移来调节由于建筑安装带来的施工误差，同时还有减震措施以提高抗震能力，因此设计时考虑的因素是多方面的。 (3)金属连接件还产生显著的装饰效果，因此它除满足功能上的要求之外，还要有优美的造型设计和精细的加工制造，起“画龙点睛”的作用。 3.玻璃 (1)建筑点式玻璃幕墙所用的玻璃，由于钻孔而导致孔边玻璃强度降低约30%，因此建筑点式玻璃幕墙必须采用强度较高的钢化玻璃(钢化玻璃的抗冲击强度是浮法玻璃的3-5倍，抗弯强度是浮法玻璃的2-5倍)注，钢化玻璃另一个重要特性是使用安全，在遇到较大外力而破坏时产生无锐角的细小碎块(俗称”玻璃雨”)，不易伤人。 当地处北方的建筑物或对保温隔热有较高要求的建筑物，往往采用中空玻璃，它是在两片玻璃之间有一干燥的空气层或惰性气体层，中空玻璃能大幅度提高保温隔热性能的原因是玻璃的传热系数K值为()，而空气的K值为()注，惰性气体就更低了。由于人口的增加，工业的发展，生活水平的提高，能源的消耗也就急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源--电能，也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则：1. 满足建筑物的功能 即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。 2.考虑实际经济效益 节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。 3.节省无谓消耗的能量 节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。 因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。 建筑电气节能的途径 1.减少变压器的有功功率损耗 变压器的有功功率损耗如下式表示：△Pb＝Po＋Pkβ2其中： △Pb--变压器有功损耗（KW）； Po--变压器的空载损耗（KW）； Pk--变压器的有载损耗（KW）； β--变压器的负载率。 Po部分为空载损耗又称铁损，它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成，是固定不变的部分，大小随矽钢片的性能及铁芯制造工艺而定。所以，变压器应选用节能型的，如S9、SL9及SC8等型油浸变压器或干式变压器，它们都是采用优质冷轧取向矽钢片，由于"取向"处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，以减少铁芯的涡流损耗；45°全斜接缝结构，使接缝密合性好，以减少漏磁损耗。 Pk是传输功率的损耗，即变压器的线损，决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，即负载率β的平方成正比。因此，应选用阻值较小的绕组，可采用铜芯变压器。从Pkβ2用微分求它的极值，在β＝50％处每千瓦的负载，变压器的能耗最小。因此，在80年代中期设计的民用建筑，变压器的负载率绝大部分在50％左右，在实际使用中有一半变压器没有投入运行，这种做法有的设计人员一直沿袭至今。但是，这仅是为了节能，而没有考虑经济价值。举下例可看出其不可取的程度。 SC3－2000KVA的变压器，当β＝50％时相对于β＝85％时可节能为P＝16．01×（0．852－0．52）＝7．56KW，按商场最高用电小时计：每天12小时，365天全营业，则总节约电能：W＝7．56×12×365＝33113KW•h。按营业性电价每度0．78元计，则每年节约：33113×0．78＝25828元。 按每千瓦的初装费投资：2000KVA变压器应是大型民用建筑，必然双电源进线，则初装费每KVA为2240元，每年节能省下的电费只能提供（25828／2240＝11．53）11．53KVA的初装费。还有988．5KVA的初装费，加上由于加大变压器容量而多付的变压器价格，由于变压器增加而使出线开关柜、母联柜增加引起的设备购置费，安装上述设备使土建面积增加而引起的土建费用，这是笔相当可观的投资，还没有计及折旧维护等费用。由此可见，取变压器负载率为50％是得不偿失的。 事实上50％负载率仅减少了变压器的线损，并没有减少变压器的铁损，因此也不是最节能的措施。计及初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的容量，变压器的负载率应在75％～85％为宜。这样也可以做到物尽其用，因为变压器绝缘的使用年限满负荷计为20年，20年后可能有更好的变压器问世，这样就可以有机会更换新的设备，才能使该建筑总趋技术领先地位。 为减小变压器损耗，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下，尽可能减少变压器的台数，选用大容量的变压器。例如需要装机容量为2000KVA，可选2台1000KVA，不选4台500KVA。因为选用前者可节能：△P＝4×（1．6＋4．44）－2×（2．45＋7．45）＝4．36KW（全按β＝100％计，同等条件，SC3变压器）。 在变压器选择中，能掌握好上述三点原则，即满足了节约能源，又经济合理的原则。 减少线路上的能量损耗 由于线路上存在电阻，有电流流过时，就会产生有功功率损耗。其公式如下：△P＝3IΦ2R×10－3（KW） 式中：IΦ--相电流（A） R--线路电阻（Ω） 例如，在L＝100m的VV－3×50＋2×25的电缆上传输60KW，cosφ＝0．8的电能，其有功损耗量，可由以下步骤求得：IΦ＝60×103／（×380×0．8）＝113．6A 芯线温度70℃的50mm2铜芯线每公里电阻R0＝0．44，则R＝0．1×0．44＝0．044（Ω） △P＝3×113．62×0．044×10－3＝1．704KW 从以上可看到，线路上的功率损耗相当于每6m的线路上安一个100W的灯泡。 在一个工程中，线路左右上下纵横交错，小工程线路全长不下万米，大工程更是不计其数，所以线路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路上的能耗必须引起设计重视。 线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减小线路电阻。线路电阻R＝P×L／s，即线路电阻与电导P成正比，与线路截面S成反比，与线路长度L成正比，因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。 应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。因此，在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。 减小导线长度。首先，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；其次，低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失；第三，变压器尽量接近负荷中心，以减少供电距离，当建筑物每层平面在10000m2左右时，至少要设两个变配电所，以减少干线的长度；第四，在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。 增大导线截面。首先，对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面，所增加的费用为M，由于节约能耗而减少的年运行费用为m，则M／m为回收年限，若回收年限为几个月或一、二年，则应加大一级导线截面。一般而言，导线截面小于70mm2，线路长度超过100m的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。其次，利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给常期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻。例如，将空调风机、风机盘管与照明、电开水等计费相同的负荷，集中在一起，采用同一干线供电，既可便于用一个火警命令切除非消防用电，又可在春秋两季空调不用时，使同样大的干线截面传输较小的电流，从而减小了线路损耗，这就相当于充分利用了季节负荷的线路。 在设计中，认真落实上述三条措施，就可减少线路上的能量损耗，达到了线路节能的目的。 提高系统的功率因数 提高系统的功率因数，减少无功在线路上传输，以达到节能的目的。 为什么常提到负荷平稳的电动机可采用就地补偿，因为负荷变动时电机端电压也变化，使电容器没有放完电又充电，这时电容器会产生无功浪涌电流，使电机易产生过电压而损坏。因此，断续负载，如电梯、自动扶梯、自动步行道等不应在电动机端加装补偿电容器；另外，如星三角起动的异步电动机也不能在电动机端加装补偿电容器，因为它起动过程中有开路闭路瞬时转换，使电容器在放电瞬间又充电，也会使电机过电压而损坏。 在民用建筑中应改变电容器集中安装的做法，对容量超过10KW的风机、水泵、传送带等电动机端设置就地补偿装置，空调主机及冷冻泵等常在其附近设专用变配电所，可以集中补偿，但若供电距离超过20m时也最好采用就地补偿。 电动机就地补偿装置的接线有二种方式，一是并接在热元件的一次线后，热元件的整定电流应按补偿后的电机工作电流计，这种接线适合新安装的电机；另一种是装补偿电容器在接触器主接点之后，热元件一次线圈之前，热元件的整定电流就不计补偿的影响，这适合于进行改造的电机接线，这样做可使电容器与电动机一起投切。 处理好上述三部分，即减少自然无功、无功补偿及补偿装置的安装地点，就可以实现合理的选择无功补偿方式而达到节能的目的。 照明部分的节能 因为照明用量大而面广，因此，照明节能的潜力很大，应从下列几方面着手： 采用高效光源。白炽灯过去用得最广泛，因为它便宜，安装维护简单，它致命的弱点是发光率太低，因此目前常被各种发光率高，光色好，显色性能优异的新光源取代。表1列出了各种光源每W的光通量�Lm�。从表中可以看出低压钠灯和高压钠灯的发光率最高，但由于色温低，光色偏暖，显色指数在40～60之间，颜色失真度大，只能在路灯或广场照明用，其中显色指数在60的高显色性钠灯可与汞灯组成混合灯，用于工厂及体育馆照明，这也是量大面广的照明部分；发光率很高的金属卤化物灯，三基色荧光灯及稀土金属荧光灯，由于色温范围广，自3200K～4000K，光色选择性好，显色指数又高，可达80～95，颜色失真度小，尤其金属卤化物灯对人的皮肤显色性特别好，因此除用作商场、展厅的照明外，还广泛用在车站的候车室、码头的候船室、航空港的候机楼以及舞台的灯光照明等；一般荧光灯及稀土金属荧光灯可用在写字楼、住宅的照明；荧光高压汞灯、自整流高压汞灯、钠灯及三者组合的混光灯常用于生产厂房的照明。尽量不用或少用白炽灯，只有在局部艺术照明或防止高频光谱照射的古董字画照明中才使用，虽然它光色好，显色指数最高，但达不到节能的目的。 建筑物尽量利用自然采光，靠近室外部分的建筑面积，应将门窗开大，采用透光率较好的玻璃门窗，以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分的照明，可采用按照度标准检测现场照度，进行灯光自动调节。 对气体放电灯，采用灯光无级自动调节，即调节灯丝从而达到调光的目的。但其代价太高，每套36W的灯管需要增加2000元～3000元的投资，而节省下来的电能，其电价是有限的，因为这仅在白天日照强时（一般在上午10时到下午3～4点钟 这段时间内）可减少一点人工照明，每支灯充其量节能25％，每天按12小时计，每年按365天计，则节省运行费用： m＝36×0．25×12×365×0．78×10－3＝30．7元 所以增加控制的投资需要2000～3000／30．7＝65～97年才能回收，这是没有实用意义的。在工作照明中采用这种调光方案是不可取的。它只适宜用于特殊条件下，如气象台、导航站等小面积控制室，要求室内的照度与室外自然光自然协调的环境，才可采用这种调光设备。另外，这种调光设备用于稀土金属荧光灯，其频闪效应使人眼不易接受。对于可以充分利用自然光而且需要调光的场合，可采用分组分片自动开停的控制方案，虽然会有突变过程，但不会影响视力，也不会影响人的情绪，是可取的方式。 对长期需要开停，但又要按人流的多少自动调整照度的场合，在增加投资不多的情况下，对荧光灯可利用调压的方式，固定几级调节，如北京地铁采用澳大利亚的调光设备就是如此。 荧光灯采用调电压调光，其节能效果并不显著。因为，气体放电灯的发光是靠离子在高电压下产生碰撞，达到一定能级而使荧光粉发光，因此光通量并不与电压成正比，电压下降10％，光通量差不多下降30％～40％，电压下降30％，灯会全熄。因此，气体放电灯采用调压方式调光，在实际工程中也很少采用。 照明节能中，除了满足照度、光色、显色指数外，应采用高效光源及高效灯具，对能利用自然光部分的灯具或可变照度的照明采用成组分片的自动控制开停方式，可达到照明节能的效果。 电动机在运行过程中的节能 在建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备配套的，由设备制造厂商统一供应的。因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中，除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外，还应减少电机轻载和空载运行。因为，在这种情况下，电机的效率是很低的，消耗的电能并不与负载的下降成正比。采用变频调速器，使其在负载下降时，采用变频的方式，自动调节转速，使其与负载的变化相适应。采用这种方式，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。但是，这种设备的价格仍偏高，因此在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软起动器，软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此起动平稳，起动完毕，则全压投入运行。此设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到速度随负载的变化而变化。它可用在电动机容量较大，又需要频繁起动的设备，以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从起动到运行，其电流变化不超过三倍，可保证电网电压的波动在所要求的范围内。但它是采用可控硅调压，正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上，不会返回电网。因此，它要求散热、通风措施完善。其价格比变频器便宜，在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中可以应用。 民用建筑的节能潜力很大，应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较后，再选定节能设备，以达到真正节能的目的。