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關(guān)鍵詞:節(jié)能設(shè)計(jì)優(yōu)化存在問(wèn)題技術(shù)措施
中圖分類號(hào): TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
建筑設(shè)計(jì)同環(huán)境保護(hù)、節(jié)能是緊密相連、密不可分的,我們要不斷發(fā)展、優(yōu)化建筑設(shè)計(jì),使其為建設(shè)建筑提供良好的藍(lán)圖,在設(shè)計(jì)優(yōu)化中采用一些技術(shù),并且通過(guò)這些技術(shù)措施,使建筑物達(dá)到內(nèi)外的能量平衡,將對(duì)環(huán)境的保護(hù)起到非常重要的作用。建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的是為了更好地提高人類居住環(huán)境的質(zhì)量,同時(shí)也是為了更好地使建筑物融入到自然界中,對(duì)自然環(huán)境的破壞也降到最低,努力使自然界達(dá)到平衡。所以在設(shè)計(jì)中,應(yīng)充分考慮利用自然界中的可再生資源,對(duì)這些可再生資源充分加以利用,提高這些可再生能源的利用率,逐步取代傳統(tǒng)的高能耗的設(shè)施,優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)參數(shù),使建筑物能更好地為我們服務(wù),滿足人類日益高漲的居住要求,對(duì)于一些高能耗的設(shè)施堅(jiān)決進(jìn)行淘汰,轉(zhuǎn)而采取一些更為先進(jìn)的環(huán)保設(shè)施來(lái)為建筑物服務(wù)。
一 當(dāng)前我國(guó)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題
1 建筑節(jié)能的意義認(rèn)識(shí)不夠
能源是人類賴以生存和發(fā)展的基本條件,隨著世界性的能源短缺,節(jié)能問(wèn)題已經(jīng)上升到戰(zhàn)略高度。近幾年來(lái),經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,能源的緊張形勢(shì)在我國(guó)尤為嚴(yán)峻,已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展的瓶頸,威脅到國(guó)家的穩(wěn)定和安全。而建筑節(jié)能占全國(guó)總能耗的比例已經(jīng)達(dá)到1/3以上,數(shù)量巨大,浪費(fèi)驚人,所以積極推進(jìn)建筑節(jié)能,對(duì)于促進(jìn)能源節(jié)約和合理利用,緩解我國(guó)能源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的矛盾,有著舉足輕重的作用,也是保障國(guó)家能源安全、保護(hù)環(huán)境,提高人民群眾生活質(zhì)量,貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的一項(xiàng)重要舉措。
2 建筑施工圖中建筑節(jié)能設(shè)計(jì)存在的幾方面問(wèn)題
(1)施工圖中建筑節(jié)能專項(xiàng)說(shuō)明不完整
節(jié)能專篇應(yīng)是一個(gè)完整的篇章。少數(shù)設(shè)計(jì)單位節(jié)能專篇設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,不能完全反映建筑節(jié)能的相關(guān)技術(shù)要求。節(jié)能專篇應(yīng)包括:設(shè)計(jì)依據(jù);當(dāng)?shù)亟ㄖO(shè)計(jì)有關(guān)指標(biāo)參數(shù);當(dāng)?shù)夭膳ㄖ鞑糠謬o(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)限值及設(shè)計(jì)值;當(dāng)?shù)亟ㄖ?duì)門窗、氣密性的要求;當(dāng)?shù)貒o(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的修正系數(shù)N值;本工程有關(guān)的節(jié)能計(jì)算參數(shù)及公式;節(jié)能設(shè)計(jì)表格;結(jié)論及建議。
(2) 節(jié)能構(gòu)造在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)說(shuō)明中不夠具體
某些工程外墻同時(shí)采用兩種以上的外裝飾材料時(shí),關(guān)于外墻保溫構(gòu)造僅在節(jié)能設(shè)計(jì)登記表中說(shuō)明某材料及厚度是不能完全表達(dá)清楚的;采暖與非采暖空間之間的隔墻、樓板的保溫設(shè)計(jì)說(shuō)明不明確;公共建筑外窗因朝向不同其傳熱系數(shù)的要求不同。當(dāng)建筑物的窗墻面積比大于0.4時(shí),外窗的窗框材型、玻璃類型、中空形式都有特殊要求,不能在節(jié)能登記表中一概而論。
(3)節(jié)點(diǎn)詳圖繪制不完整,說(shuō)明表達(dá)不清楚
在計(jì)算窗墻面積比時(shí),玻璃幕墻后部的梁、柱、窗欄墻等實(shí)體應(yīng)按外墻的傳熱系數(shù)限制的要求做保溫處理,而設(shè)計(jì)施工圖很少做說(shuō)明交代;對(duì)于詳圖中的陽(yáng)臺(tái)、凸窗、空調(diào)外機(jī)擱板、女兒墻、挑檐、外門窗洞口周邊側(cè)墻等部位,保溫構(gòu)造做法說(shuō)明表達(dá)不清。
(4)對(duì)于玻璃幕墻、金屬及石材幕墻、玻璃采光頂?shù)茸龆卧O(shè)計(jì)的內(nèi)容時(shí),對(duì)其節(jié)能設(shè)計(jì)如傳熱系數(shù)、氣密性指標(biāo)未做明確說(shuō)明。
(5)建筑設(shè)計(jì)說(shuō)明中的建筑做法與建筑節(jié)能專篇中各項(xiàng)做法相矛盾,使施工單位無(wú)法施工。對(duì)于一些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì),如:外窗和透明幕墻氣密性等方面的要求,外門窗框與門窗洞口之間的縫隙、外門窗洞口周圍的外側(cè)墻面、外墻外挑構(gòu)件、陽(yáng)臺(tái)、不采暖樓梯間單元門、層間樓板等部位均應(yīng)表達(dá)完整,不可漏掉,正是這些細(xì)節(jié)的完善才保證節(jié)能設(shè)計(jì)的建筑的質(zhì)量。
二 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)采取的技術(shù)措施
(1)建筑物的室外部分,尤其是建筑物的外立面,應(yīng)該拋棄傳統(tǒng)的做法,轉(zhuǎn)而采取增加保溫層的做法,對(duì)建筑進(jìn)行節(jié)能控制。同時(shí)對(duì)于外窗等,淘汰原來(lái)的單層玻璃,采取更為先進(jìn)環(huán)保的雙層中空玻璃,或者是斷橋鋁合金等,使得建筑物更加節(jié)能環(huán)保。同時(shí)還應(yīng)該在設(shè)計(jì)中盡可能地減少飄窗的使用,減少一些較大窗戶的設(shè)置,外窗的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足日照的前提條件下,盡可能地不選用大窗戶,從而減少能源的浪費(fèi),達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的目的。在建筑物的外立面整體效果中,盡可能不使用霓虹燈,避免造成光污染,也避免造成電能的浪費(fèi)。另外,可同時(shí)在外墻面上采取掛設(shè)綠色植物的方式,以達(dá)到冬暖夏涼的作用,還可減少暴風(fēng)驟雨對(duì)墻面的侵害,起到節(jié)能環(huán)保的作用。在建筑物外立面顏色的選用上,應(yīng)首先選取顏色較淺的。
通過(guò)這一系列的措施,最終都可以使建筑物達(dá)到保溫的功效,同時(shí)也可大大地降低空調(diào)的使用率,減少二氧化碳的排放,減少對(duì)自然環(huán)境的破壞。
(2)建筑物室內(nèi)方面應(yīng)分清主要和次要,對(duì)于人們長(zhǎng)時(shí)間所處的環(huán)境,所采取的節(jié)能環(huán)保措施就更加重要了。隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展,競(jìng)爭(zhēng)壓力的增大,現(xiàn)今人們的生活重心逐步轉(zhuǎn)移到了臥室,所以如何能將臥室布置在通風(fēng)和日照均為最佳的位置,充分利用自然界的各種資源,將對(duì)建筑物所需的能耗產(chǎn)生直接的影響。因此,室內(nèi)戶型設(shè)計(jì)的布置尤為關(guān)鍵,應(yīng)在建筑條件允許的情況下逐步淘汰室內(nèi)布置不合理的戶型,通過(guò)各種技術(shù)參數(shù)的對(duì)比,重新布置戶型、優(yōu)化戶型,最大限度地利用陽(yáng)光,在照明、采暖方面盡可能地降低對(duì)自然界的破壞。
(3)在我國(guó)北方地區(qū),冬季建筑物如何采暖一直是可以優(yōu)化設(shè)計(jì)的方面。由于傳統(tǒng)暖氣片采暖方式本身的局限性,加之一些家庭在裝修時(shí)為了美觀,刻意地對(duì)暖氣片采取遮蓋,這樣采暖效果就會(huì)大大降低。如果采用更為先進(jìn)的地暖供熱,就可以解決上述問(wèn)題,更好地節(jié)約能源。如果一些舊的建筑物無(wú)法改變采暖方式,仍然采用傳統(tǒng)的暖氣片,則應(yīng)盡可能地將暖氣片全部在外,最大限度地發(fā)揮其散熱性;為了視覺(jué)上更為雅觀,建議采用一些藝術(shù)造型的暖氣片,這樣既滿足了節(jié)能的需要,也美化了室內(nèi)的居住環(huán)境。
(4)在日常照明方面,在滿足室內(nèi)居住環(huán)境的前提下,不建議采用照度大的燈具,應(yīng)根據(jù)房屋的實(shí)際使用情況采用照度適中的燈具,建議選用更為節(jié)能環(huán)保的 LED 燈;對(duì)于一些公共建筑,建議采用較為先進(jìn)的 LED 燈;對(duì)于一些走廊、衛(wèi)生間等不很重要的場(chǎng)所,采取聲控加光控的感應(yīng)器控制燈具,更好地節(jié)約能源。
(5)在室內(nèi)的用水方面,建議采取節(jié)能型的設(shè)備。建筑物在條件允許的情況下盡可能地采取太陽(yáng)能,舍棄傳統(tǒng)的電熱水器,從而避免水資源的浪費(fèi)以及電能的浪費(fèi)。對(duì)于一些公共建筑,在使用水資源方面,對(duì)用水量較大的場(chǎng)所應(yīng)提倡使用中水,如沖洗衛(wèi)生間等,這樣就可以大大地減少水資源的浪費(fèi)。只有從多個(gè)方面嚴(yán)格做起,從自我節(jié)約做起,從設(shè)計(jì)理念優(yōu)化做起,提高思想認(rèn)識(shí),通過(guò)對(duì)建筑物的優(yōu)化設(shè)計(jì),才能達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。
結(jié)語(yǔ):
在當(dāng)今社會(huì),節(jié)能環(huán)保的意識(shí)已越來(lái)越深入每一位居民的思想中,人們也越來(lái)越愿意為節(jié)能環(huán)保事業(yè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。筆者認(rèn)為,只有在高舉節(jié)能環(huán)保的旗幟、堅(jiān)持貫徹落實(shí)節(jié)能環(huán)保的思想下所進(jìn)行的建筑設(shè)計(jì)活動(dòng),才能使人與自然達(dá)到充分的和諧,才能更好地保護(hù)我們的居住環(huán)境,才能更好地實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。同時(shí),只有堅(jiān)持對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的更新、探討、研究,不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),不斷地提高思想意識(shí),長(zhǎng)此以往地完善設(shè)計(jì),才能在提高建筑物居住舒適度的同時(shí)將建筑物對(duì)環(huán)境的危害降到最低。我們的設(shè)計(jì)人員在環(huán)保節(jié)能中應(yīng)充分發(fā)揮帶頭人的作用,不斷地研究更為先進(jìn)的節(jié)能設(shè)計(jì)方案,努力使人與自然更好地結(jié)合在一起,為我們國(guó)家的環(huán)保節(jié)能事業(yè)盡自己的一點(diǎn)力。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:變電站;節(jié)能;優(yōu)化;創(chuàng)新
中圖分類號(hào):TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
正文
變電站建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的進(jìn)步與時(shí)展及科技進(jìn)步之間的關(guān)系日益緊密。人類新技術(shù)發(fā)展一日千里,令人目不暇接。這也帶動(dòng)或催生了各行各業(yè)的技術(shù)革新,由此影響了新的生產(chǎn)、技術(shù)、管理等方式的系列進(jìn)步。新型生產(chǎn)、制造、管理、運(yùn)行方式以及普遍應(yīng)運(yùn)的新技術(shù),讓變電站也廣為受益,同時(shí),對(duì)變電站的管理方式、建筑設(shè)計(jì)也都提出了新目標(biāo),準(zhǔn)備了新方法。傳統(tǒng)的人工操作正日益為智能操作所取代,配件、設(shè)備逐步由散裝、單個(gè)更換向集成化模塊方面發(fā)展,操作的智能化、自動(dòng)化程度的提高標(biāo)致著日前的變電站設(shè)計(jì)、施工、操作、運(yùn)行正在走向更高的集約型方向發(fā)展。鑒于此種客觀現(xiàn)象,在變電站的設(shè)計(jì)上,方式已與以往發(fā)生了根本性變革,變電站的建筑設(shè)計(jì)理念也日益向低碳、環(huán)保、節(jié)能、綠色、低耗、集約化方向邁進(jìn)。
一.環(huán)保、新型建筑材料的運(yùn)用
科技發(fā)展使得當(dāng)今建筑材料更加多元,新材料的建筑效果更加符合人們的各種要求,不少可以再生循環(huán)利用的、多功能、污染少、能耗小的環(huán)保型建筑材料相繼問(wèn)世,為建設(shè)更加環(huán)保、節(jié)能、符合現(xiàn)代人們生活、工作要求的建筑物提供了極大便利。比如,混凝土多孔磚是具有生產(chǎn)能耗低、節(jié)土利廢、施工方便和體輕、強(qiáng)度高、保溫效果好、耐久、收縮變形小、外觀規(guī)整等特點(diǎn)的材料,是一種替代燒結(jié)粘土磚的理想材料。其取代以往的粘土實(shí)心磚的直接好處在于:不毀壞農(nóng)田、不用燃煤生產(chǎn)、消耗能源不足燒結(jié)粘土磚的一半,減少了因燒制粘土實(shí)心磚等所導(dǎo)致的浪費(fèi)污染等方面,有著不可估量的推動(dòng)意義有著非常良好的推廣前景。
而諸如巖棉板一類的隔熱保溫材料則具有很好的隔音、保溫、消防(燃點(diǎn)低)等方面功能,同時(shí),巖棉板這種新材料的透氣性能很高,熱傳導(dǎo)系數(shù)小,這都具備了保溫材料的本質(zhì)要求。因此,在屋面、墻體建筑中,它們就運(yùn)用得更為廣泛。
二.變電站建筑物節(jié)能優(yōu)化、設(shè)計(jì)
要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代變電站的節(jié)能優(yōu)化、設(shè)計(jì),在項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí),必須考慮以下一些方面的因素。
首先,目的、意義必須要弄清楚?,F(xiàn)代建筑物強(qiáng)調(diào)的環(huán)保節(jié)能并不是簡(jiǎn)單的一句話說(shuō)說(shuō)了事。落實(shí)到實(shí)際工作上,必須體現(xiàn)出建筑物設(shè)計(jì)上的合理性,同時(shí),墻體建筑材料、門窗、隔熱材料、空調(diào)等等的選用,必須要在符合節(jié)能減排要求的同時(shí),能明顯改變建筑物本身性能,必須要實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼這一節(jié)能根本目標(biāo),這樣要求的潛在意義表現(xiàn)在:室內(nèi)無(wú)需再添加輔助設(shè)備來(lái)進(jìn)行采暖或制冷,因?yàn)榻ㄖ锉旧肀憧梢员WC夏天的熱浪被阻擋在門外,冬天室內(nèi)的暖氣無(wú)法外泄,在減少輔助制冷或制熱設(shè)施的同時(shí),有效節(jié)約了成本投入,電能的利用效率也獲得根本性提升。
其次,現(xiàn)代變電站的節(jié)能優(yōu)化、設(shè)計(jì)在必須要考慮氣候環(huán)境的同時(shí),更要關(guān)注建筑物的體形系列。設(shè)計(jì)建筑時(shí)要充分考慮氣候因素將會(huì)產(chǎn)生的影響。日照條件好、風(fēng)速流動(dòng)性強(qiáng),空氣透明等因素都有利于變電站的建設(shè)、運(yùn)行。但是,具有關(guān)鍵的變電站建筑節(jié)能設(shè)計(jì)表現(xiàn)在建筑體形系數(shù)這方面。通俗來(lái)講就是,一方面要減少建筑表面不必要的坑坑凹凹、溝溝坎坎,外表立面能多簡(jiǎn)單就多簡(jiǎn)單,建筑平面盡可能的選擇光滑平整,減少光的接觸面積,增加墻體等外立面對(duì)于光的反射和折射,以此減少熱能;另外一方面是,建筑物的體型,也就是大小也至關(guān)重要。資料表明,建筑物越大,其所耗費(fèi)的能量便越多,太大的建筑物直接導(dǎo)致節(jié)能設(shè)計(jì)徒有其名,節(jié)能理念無(wú)法實(shí)現(xiàn)。所以說(shuō),變電站的外觀形體越小越好,當(dāng)然,必須要能滿足站內(nèi)設(shè)備的正常運(yùn)行為原則,而不是無(wú)原則的小。
第三.屋面、地面及外墻體節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)。事實(shí)上,前述墻體節(jié)能原理與屋面相同,其根本原理在于:阻止熱量傳遞。也就是說(shuō)運(yùn)用節(jié)能材料,讓夏天的熱空氣不能向室內(nèi)傳射,同時(shí),使得冬天室內(nèi)熱空氣不向外輻射,以此保證室內(nèi)的冬暖夏涼。要實(shí)現(xiàn)這樣的效果并不難,只要采用對(duì)屋面進(jìn)行綠化、建立斜坡屋面、使用保溫建造材料等等措施就可以實(shí)現(xiàn)了;對(duì)于地面節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì),其實(shí)也很簡(jiǎn)單,有一個(gè)很直觀的例子就是,居民的車庫(kù)一般都在負(fù)一層,如果我們進(jìn)入車庫(kù),夏天會(huì)很涼爽,冬天則很暖和。那么,變電站在建筑時(shí)可以充分考慮、借用這一優(yōu)勢(shì),在保證設(shè)備安全運(yùn)行的前提下,可以把室內(nèi)地面設(shè)計(jì)得比室外低一些,同時(shí),采用諸如擠塑聚笨乙烯泡沫板等絕熱材料進(jìn)行保溫,這樣就可以充分實(shí)現(xiàn)地面熱量損失減少,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo);至于外墻優(yōu)化設(shè)計(jì)方式,更要考慮氣候特點(diǎn),如果變電站處于極寒地區(qū),可以實(shí)行外保溫方法,也就是在變電站墻體外設(shè)置保溫隔熱系統(tǒng),這樣處理的好處在于,能極大減少熱傳導(dǎo),有效降低熱損失。
三.建筑物結(jié)構(gòu)布置的優(yōu)化、創(chuàng)新
變電站的設(shè)計(jì)必須符合時(shí)代與地域特色,當(dāng)前,工業(yè)化進(jìn)程使得有人值守人手緊張,那么,設(shè)計(jì)變電站時(shí),要求要在滿足基本運(yùn)行要求前提下,盡可能減少有人值守現(xiàn)象,將其變身為高度智能化的少人或無(wú)人值守機(jī)房,這是變電站節(jié)能優(yōu)化、設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)。
首先,變電站總體建筑布局方面,要盡可能地降低建筑物占地使用面積,節(jié)約空間,這個(gè)要求可以通過(guò)優(yōu)化建筑物的總體布局等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣的目的在于,在優(yōu)化結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,節(jié)約占地面積,全面降低變電站建筑物的建造以及運(yùn)行時(shí)將會(huì)發(fā)生的材料消耗與能源消耗等。
其次,要求變電站的內(nèi)部構(gòu)造盡可能的實(shí)現(xiàn)平面布局的分區(qū)適當(dāng),以保證設(shè)備功能的最大限度發(fā)揮,同時(shí)要求建筑物內(nèi)的內(nèi)部功能區(qū)分緊湊,最終實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)部空間的整合、優(yōu)化、不浪費(fèi)。與此同時(shí),在變電站建筑物的單體平面分布方面,要求室內(nèi)盡可能的少留或者直接到消樓梯間、人行過(guò)道等,至于多余的房間、門廳之類的設(shè)置就更不必要了,可以直接在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)取消它們,房間內(nèi)只留出設(shè)備位置,以便于設(shè)備運(yùn)行為基本原則,多余位置一概不留。要求室內(nèi)設(shè)計(jì)面積設(shè)備使用率在95%至100%。這樣一來(lái),原本室內(nèi)人工動(dòng)作基本上疏散至室外進(jìn)行,就會(huì)從根本上實(shí)現(xiàn)變電室內(nèi)的房間面積的充分利用,相對(duì)傳統(tǒng)龐大的變電空間,面積最少降低一半,甚至可以節(jié)約2/3使用面積。智能變電站就采用了隔離式斷路器等新型一次設(shè)備等集約化、智能化技術(shù),優(yōu)化主接線設(shè)計(jì)和總平面布局,很多程度的優(yōu)化了變電站的內(nèi)部構(gòu)造、減小了變電站的土地使用面積、壓縮了建筑的立體空間。由于建筑物空間體積空前減少,水消防可以直接取締,這樣不但便于消防要求,也節(jié)約了相應(yīng)的消防投入,同時(shí),因?yàn)樗杞ㄖ牧系臏p少,直接降低了變電站建筑物的工程造價(jià),可謂一舉多得。目前,節(jié)約型、集約型智能變電站正不斷在設(shè)計(jì)建設(shè)中推廣利用并將迎來(lái)爆發(fā)式的增長(zhǎng)。
第三.變電站建筑物的立面造型設(shè)計(jì)的優(yōu)化。如傳統(tǒng)的變電站立面的最醒目標(biāo)志也僅為電網(wǎng)LOGO,其余則并不明顯。當(dāng)前時(shí)代則不同,設(shè)計(jì)師們?yōu)榱颂岣咦冸娬镜谋孀R(shí)度,統(tǒng)一采用電網(wǎng)典設(shè)內(nèi)規(guī)定的幾種標(biāo)準(zhǔn)色彩,并盡可能地將這幾種色彩、LOGO等噴涂至變電站的建筑物上,此舉既改變了以往那種色調(diào)單一、枯燥的感覺(jué),而且,辨識(shí)度極高,使人眼一瞄就知道是變電站,而且建筑物本身造型也不再過(guò)分拘泥于陳舊傳統(tǒng),這就使得現(xiàn)代變電站建筑物本身顯得更為簡(jiǎn)單、輕便、緊湊、色彩明亮,讓人賞心悅目,也能全面展示當(dāng)代設(shè)計(jì)師高超的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)、建筑師精湛的施工水平和電網(wǎng)公司本身的既有風(fēng)格特征:現(xiàn)代、明快、簡(jiǎn)約。而且,這種建筑物很容易與周邊辦公、居民建筑融合為一體。
四.綜述
節(jié)能環(huán)保意識(shí)是發(fā)展的大勢(shì)所趨,變電站建筑節(jié)能設(shè)計(jì)優(yōu)化和創(chuàng)新正走在一條正確的道路之上,新型建筑材料的選擇、使用,更加簡(jiǎn)潔、明快的建筑物造形、小巧緊湊的空間設(shè)置等,都讓現(xiàn)代變電站的節(jié)能設(shè)計(jì)優(yōu)化、創(chuàng)新一覽無(wú)余。相信在不久的未來(lái),更加節(jié)約、節(jié)能、環(huán)保、功能齊全的變電站會(huì)出現(xiàn)在公眾生活之中。
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關(guān)鍵詞:智能化建筑,電氣節(jié)能,優(yōu)化設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):F416文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言:
近年來(lái),國(guó)內(nèi)在建筑電氣節(jié)能領(lǐng)域開展了很多卓有成效的研究工作,只是在節(jié)能方案、措施制定等過(guò)程中統(tǒng)籌分析不夠,沒(méi)有對(duì)建筑內(nèi)部現(xiàn)有系統(tǒng)的綜合能耗實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確分析,在節(jié)能產(chǎn)品選型安裝或節(jié)能方案措施的實(shí)施上還存在一些不足之處。相應(yīng)的基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備還普遍不足,在節(jié)能數(shù)據(jù)及運(yùn)行效果的跟蹤統(tǒng)計(jì)分析上不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理,造成建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能產(chǎn)品或節(jié)能措施實(shí)施后,不能有效協(xié)調(diào)相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行,預(yù)期節(jié)能效果不明顯。在工程實(shí)際建設(shè)中,實(shí)施高效節(jié)能設(shè)備和自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠有效降低30%―50%的建筑能耗,但在能耗監(jiān)控及維護(hù)管理系統(tǒng)上如果不夠完善,建筑能耗節(jié)能系統(tǒng)就不能實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的實(shí)時(shí)調(diào)控,對(duì)建筑節(jié)能效果的調(diào)節(jié)管理也不夠持續(xù)穩(wěn)定。
一、開展智能化建筑電氣節(jié)能的必要性
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,工業(yè)、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)規(guī)模在不斷擴(kuò)大,由此帶動(dòng)能源的消耗量增加,尤以建筑消耗居多,且基本上是逐年遞增的變化趨勢(shì),因而減少建筑耗能問(wèn)題便成為人們關(guān)心的熱點(diǎn)話題;另外,隨著能源的消耗,其帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題嚴(yán)重威脅到居民的正常生活、工作等。為改善現(xiàn)階段人們的生活環(huán)境,提高生活質(zhì)量等,加強(qiáng)建筑電氣節(jié)能工作便尤為重要;此外,在我國(guó)推出建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的號(hào)召下,節(jié)能減排問(wèn)題是全民關(guān)注的共同話題,開展電氣節(jié)能是實(shí)現(xiàn)“可持續(xù)發(fā)展”,造福于后代的重要舉措。
二、智能化建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)需符合的準(zhǔn)則
1)節(jié)能應(yīng)在保證實(shí)現(xiàn)建筑物基本功能的前提下開展。開發(fā)智能化建筑物的目的即是為人們的生活提供更完整的服務(wù),因而在進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化時(shí),需考慮到其是否影響到建筑物的正常使用,如正常的照明需要、運(yùn)輸通道通暢、休閑娛樂(lè)設(shè)施等正常運(yùn)轉(zhuǎn)等。
2)節(jié)能應(yīng)在符合實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益的前提下開展。節(jié)能技術(shù)的投入使用應(yīng)充分考慮到實(shí)際成本問(wèn)題,不能一味追求高效節(jié)能而加大投資,增加建筑物開發(fā)成本負(fù)擔(dān)。因而電氣設(shè)計(jì)工程師在進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化時(shí),需認(rèn)真考慮節(jié)能方式的選擇及其設(shè)備材料的應(yīng)用,盡可能實(shí)現(xiàn)節(jié)能性能的優(yōu)化與成本的控制。
3) 節(jié)能應(yīng)滿足低能耗的要求
建筑電氣節(jié)能的設(shè)計(jì)就是為了節(jié)約電能損耗、高效利用能源,但是在注意低耗能的同時(shí)也要注意應(yīng)用效果的滿足。因此對(duì)于建筑建設(shè)中照明的照度、色溫、顯色指數(shù)要盡量滿足舒適性空調(diào)的溫度及新風(fēng)量等新要求。
三、智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)的優(yōu)化措施
建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)與改造是使智能建筑服務(wù)水平提高的一個(gè)有效措施,不但能夠發(fā)揮建筑內(nèi)部各系統(tǒng)的功能特性,還能優(yōu)化控制電氣系統(tǒng)和設(shè)備工作狀態(tài),進(jìn)而使建筑電氣系統(tǒng)能耗得到明顯降低,減輕住戶的日常開銷。
1.供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)
對(duì)智能建筑內(nèi)部用電等級(jí)和總荷載進(jìn)行準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)分析后,設(shè)計(jì)使用便捷且科學(xué)合理的建筑供配電系統(tǒng),不僅能節(jié)約業(yè)主的一次性投資,使單位建筑的經(jīng)濟(jì)性提高;還能使建筑工程在日后使用中實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗??梢哉f(shuō)智能建筑節(jié)能中的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì),在實(shí)際設(shè)計(jì)中要注意以下三方面內(nèi)容:
一是合理選擇變配電所的位置,按照建筑的不同用電負(fù)荷對(duì)所需供電容量及用電等級(jí)進(jìn)行準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì),與住宅單體分布相結(jié)合,設(shè)計(jì)完成經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定的供配電系統(tǒng)。建筑區(qū)變配電所的位置要與用電負(fù)荷中心臨近,不但能使建筑配電半徑減小,以免出現(xiàn)往返長(zhǎng)距離的供電情況,縮短供電電纜長(zhǎng)度,使供配電系統(tǒng)投資成本降低;而且還能使配電線路半徑縮小,有效降低線路綜合損耗,使配電質(zhì)量得以提高,實(shí)現(xiàn)其它用電設(shè)備運(yùn)行高效穩(wěn)定,降低能耗的作用。
二是合理布置豎井,在各層設(shè)計(jì)配電豎井、層配電箱等具置時(shí),為便于縮短分開關(guān)配電線路長(zhǎng)度,降低線路損耗,可將其設(shè)置到用電負(fù)荷中心。
三是變壓器選擇要合理,高層建筑電氣節(jié)能的關(guān)鍵在于變壓器的類型要選擇合理,由于變壓器正常運(yùn)行時(shí),其內(nèi)部鐵心疊片因電磁力線交變而發(fā)生磁滯及渦流現(xiàn)象,進(jìn)而形成空載損耗,也就是鐵損。隨著材料物理相關(guān)理論的快速發(fā)展,作為新型節(jié)能材料的非晶態(tài)磁性節(jié)能材料已做為變壓器鐵心材料而得到廣泛應(yīng)用,進(jìn)而形成節(jié)能的非晶合金鐵心變壓器。
在工程建設(shè)中常用的S11、S13等型號(hào)變壓器優(yōu)化傳統(tǒng)變壓器結(jié)構(gòu)的改良產(chǎn)品,對(duì)傳統(tǒng)疊片式鐵心結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變,能夠使變壓器鐵心內(nèi)磁阻減少,與傳統(tǒng)變壓器相比其空載電流可減少20%―40%,變壓器功率因數(shù)明顯提高,供配電系統(tǒng)綜合線損降低,系統(tǒng)供電能力得到有效改善,從配電源頭實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的效果。在對(duì)上述因素進(jìn)行綜合考慮后,就要在設(shè)計(jì)對(duì)供配電系統(tǒng)后期擴(kuò)容需求留有余地,要使變壓器負(fù)荷率介于合理范圍,一般多選擇在75%―85%之間。
2.照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)
智能建筑在節(jié)約照明用電上不能只是通過(guò)照明燈具數(shù)量的減少或功率的降低來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn),而要有效利用自然光等光源。位于室外部分的建筑面積,通常多利用透光率較好的玻璃門窗等使建筑物白天照度得到增加,使開燈時(shí)間明顯減少,以實(shí)現(xiàn)對(duì)自然光源的有效利用,達(dá)到節(jié)約電能資源的效果。能夠采用自然光的建筑面積照明,可以根據(jù)建筑物照明設(shè)計(jì)中的照度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)照度進(jìn)行檢測(cè),并采用相應(yīng)燈光控制系統(tǒng)對(duì)燈具照明進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),以實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域?qū)φ彰鞯牟煌枨?。設(shè)計(jì)建筑物的夜景照明,要溝通好城市景觀規(guī)劃部門,不但要通過(guò)燈光的烘托效果使建筑總體風(fēng)格中蘊(yùn)含的文化底蘊(yùn)和藝術(shù)效果得到充分體現(xiàn),還要將照明結(jié)合美學(xué)、藝術(shù)等方面特點(diǎn),使建筑物夜景環(huán)境具有優(yōu)美、優(yōu)雅、舒適的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)智能建筑的照明時(shí),還要控制好照明系統(tǒng),以免對(duì)周圍環(huán)境的造成光污染,在實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的同時(shí),還要保護(hù)好人文與生態(tài)環(huán)境。
3.合理選擇無(wú)功補(bǔ)償及補(bǔ)償方式
通過(guò)在配電系統(tǒng)中設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置,提高了配電系統(tǒng)的功率因數(shù),可顯著的減少無(wú)功電流所造成的電能損耗。有條件的建筑物,可采用就地式無(wú)功補(bǔ)償和集中式無(wú)功補(bǔ)償相配合的綜合補(bǔ)償方式; 對(duì)安裝容量超過(guò) 10 kW 的電機(jī)類用電設(shè)備,可在電機(jī)控制柜處就地設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置。對(duì)于其他設(shè)備的無(wú)功功率,在變電所低壓側(cè)進(jìn)行集中補(bǔ)償。需要注意的是,對(duì)于變負(fù)載的設(shè)備,其電動(dòng)機(jī)端電壓隨負(fù)載而變化,會(huì)造成就地?zé)o功補(bǔ)償裝置內(nèi)的電容器出現(xiàn)無(wú)功涌流,嚴(yán)重的情況會(huì)導(dǎo)致電機(jī)由于涌流過(guò)電壓而燒毀。因此對(duì)于此類設(shè)備不應(yīng)采取就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)姆绞健?/p>
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,在現(xiàn)代化建筑電氣設(shè)計(jì)工程中,人們?yōu)榱颂岣呓ㄖ姎庠O(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益和工作效率,就將各種節(jié)能措施應(yīng)用到其中,并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們也在傳統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn),從而進(jìn)一步的降低了建筑電氣在運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的能量消耗。未來(lái)社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)必將是建筑智能化,建筑電氣智能化發(fā)展及節(jié)能是建筑發(fā)展的最基本要求,合理運(yùn)用智能化和節(jié)能措施,并將兩者融合在一起,不僅能滿足生活舒適性和功能性,同時(shí)還能減少投資,節(jié)約能源。
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首先,智能建筑是現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物,計(jì)算機(jī)技術(shù)、建筑技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù)等都是其重要的技術(shù)基礎(chǔ),作為一個(gè)新型現(xiàn)代化樓宇,智能建筑旨在為住戶提供一個(gè)健康、舒適、環(huán)保的環(huán)境空間。建筑電氣的高效智能化節(jié)能需要技術(shù)的優(yōu)化革新,我國(guó)建筑電氣智能化節(jié)能是決定智能化建筑發(fā)展的有力技術(shù)支撐。雖然在建筑電氣工程中許多新型能源已經(jīng)得到了應(yīng)用,但是實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中尚且存在一些問(wèn)題,新性能能源的應(yīng)用處于摸索階段,目前我國(guó)智能化建筑電氣能耗現(xiàn)狀并不樂(lè)觀。電氣能耗是目前智能化建筑的主要支撐,據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示,建筑能耗占我國(guó)所有行業(yè)能耗的較大比重,電氣能耗位居所有能耗的首位。我國(guó)對(duì)于建筑節(jié)能的研究尚處于起步階段,許多設(shè)計(jì)方面的標(biāo)準(zhǔn)尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)范化,因此智能化建筑電氣的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)是十分必要的。第二,科學(xué)的建筑電氣節(jié)能優(yōu)化是未來(lái)建筑電氣節(jié)能技術(shù)的攻關(guān)方向,這也是我國(guó)電氣工程行業(yè)技術(shù)要突破的重中之重。我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)處于迅速發(fā)展階段,農(nóng)業(yè)、工業(yè)等的生產(chǎn)規(guī)模日漸龐大,需要大量的能源消耗,建筑消耗也在呈逐年上升的趨勢(shì),降低能源消耗成為人們所關(guān)心的問(wèn)題。節(jié)能減排是全民關(guān)注的熱點(diǎn)話題,能源過(guò)度消耗隨之而來(lái)的是環(huán)境污染問(wèn)題,環(huán)境污染給人們的正常生活和身體健康帶來(lái)嚴(yán)重威脅,因此加強(qiáng)對(duì)能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)研究,有助于減少環(huán)境污染,是造福后代的重要舉措。
二、智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題
雖然我國(guó)在智能化建筑電氣節(jié)能方面取得了一定的成效,但是智能化建筑節(jié)能技術(shù)還沒(méi)有得到普遍的應(yīng)用,與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比,還存在一定的差距。對(duì)于電氣節(jié)能設(shè)計(jì)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。此外,相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)理念的認(rèn)識(shí)不夠全面,對(duì)節(jié)能優(yōu)化環(huán)節(jié)沒(méi)有做到客觀的分析和綜合把握。我國(guó)建筑電氣節(jié)能技術(shù)存在諸多的不完善因素,存在問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn):
1、我國(guó)自動(dòng)化、智能化電氣設(shè)備研究、開發(fā)水平有限
目前的智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用所取得的成果沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果。電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)中的質(zhì)量安全監(jiān)督存在漏洞,電氣工程師對(duì)技術(shù)的應(yīng)用缺乏實(shí)踐論證,導(dǎo)致其在建筑電氣的應(yīng)用不具備較強(qiáng)的實(shí)用性。而且在設(shè)備的使用過(guò)程中,電氣設(shè)備的智能化和自動(dòng)化水平有限,加之缺乏必要的附加設(shè)施,導(dǎo)致電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)方案在實(shí)施中遇到諸多阻礙,其節(jié)能效果得不到充分的發(fā)揮。
2、控制方式、照明光源等選擇不合理控制方式以及照明光源的設(shè)計(jì)
直接關(guān)系著能耗的大小,照明耗電量占整個(gè)建筑耗電量的較大比重,而目前我國(guó)的智能建筑的控制方式以及照明光源等的設(shè)計(jì)不盡合理,不利于電氣節(jié)能系統(tǒng)的發(fā)展。
3、智能建筑的通風(fēng)與設(shè)計(jì)不合理
智能建筑通風(fēng)與設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致建筑內(nèi)的空調(diào)冷量過(guò)高,而且不利于機(jī)械排風(fēng)和室內(nèi)的通風(fēng)換氣而形成冷負(fù)荷,使得空調(diào)的冷負(fù)荷增大。
4、設(shè)計(jì)過(guò)程中缺乏科學(xué)的協(xié)調(diào)統(tǒng)籌
我國(guó)的智能化建筑電氣節(jié)能體系缺乏必要的統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì),智能化建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中,協(xié)調(diào)統(tǒng)籌工作沒(méi)有落實(shí)到位,致使控制制度存在諸多漏洞,增加了能耗,使得節(jié)能體系運(yùn)行效率低下。
三、智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)措施
1、設(shè)計(jì)時(shí)需遵循一定的準(zhǔn)則
首先,電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)在確保建筑自身基本功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上實(shí)施,充分考慮可能影響建筑功能的所有因素,如照明需要、運(yùn)輸通道的暢通、娛樂(lè)設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)等,保證人們的正常生活不受影響,為人們提供完整的服務(wù)。第二,電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)要在符合實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益的前提下進(jìn)行。權(quán)衡高效節(jié)能與投資之間的關(guān)系,選擇合適的節(jié)能方式和設(shè)備材料,優(yōu)化資源配置。第三,在保證節(jié)能方案可行的前提下,最大限度減少能源損耗。分析建筑物的實(shí)際情況來(lái)采取相應(yīng)的節(jié)能方式,避免無(wú)用耗能方式的出現(xiàn),如變壓器的損耗以及傳輸電纜線路上的耗能,不能發(fā)揮功用,卻造成能源的損失。第四,節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)需考慮環(huán)境因素。電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)要堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展理念,提高能源利用率,以實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化。
2、加強(qiáng)供配電系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化策略研究
在充分掌握建筑用電設(shè)施功率以及負(fù)荷容量等信息的基礎(chǔ)上,合理配置供電節(jié)能設(shè)備,首先從變壓器負(fù)載情況入手,在符合成本要求的前提下,合理分配負(fù)載,選擇適當(dāng)?shù)淖儔浩?,確保其與驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力相匹配。其次,可通過(guò)選擇電阻率值相對(duì)較低的導(dǎo)線的方法減少電能損耗,進(jìn)行線路布局時(shí),盡量避免彎路線路,以減小導(dǎo)線的長(zhǎng)度。
3、加強(qiáng)對(duì)建筑內(nèi)照明系統(tǒng)的節(jié)能研究
建筑內(nèi)照明設(shè)備的照明時(shí)間、照明方式、設(shè)備功耗、建筑面積等都是影響照明耗電量的主要影響因素,所以可以從照明設(shè)備選擇、照明時(shí)間分配、建筑設(shè)計(jì)、照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行研究,實(shí)現(xiàn)最大化的節(jié)能供電。
4、加強(qiáng)對(duì)建筑內(nèi)電梯、空調(diào)以及供水系統(tǒng)的節(jié)能研究
建筑內(nèi)電梯型號(hào)、功率等的選擇對(duì)建筑電氣能耗有較大影響,選擇與電梯型號(hào)和功率相匹配的電機(jī)驅(qū)動(dòng)??照{(diào)系統(tǒng)的節(jié)能應(yīng)考慮環(huán)保型的水源熱泵式空調(diào),降低污染,且運(yùn)行效率較高。使用空調(diào)時(shí)設(shè)定合理的工作模式,減少能量損耗。設(shè)計(jì)供水系統(tǒng)時(shí),考慮供水系統(tǒng)的負(fù)壓作用,盡量選擇無(wú)負(fù)壓作用的設(shè)備,提高水質(zhì)凈化度,又有利于環(huán)保。
5、提高對(duì)可再生資源的開發(fā)與利用
電能是不可再生資源,所以要加強(qiáng)對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能、熱能等可再生資源的開發(fā)利用,將這些新型可再生資源利用到建筑電氣中去,減少電能的功耗。此外,選擇新型節(jié)能環(huán)保材料作為建筑電氣設(shè)計(jì)裝修材料,提高節(jié)能效果。
四、結(jié)束語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】老年建筑;采光;節(jié)能;設(shè)計(jì)
據(jù)預(yù)測(cè),至2015年底,我國(guó)老年人口將達(dá)到2.16億,約占總?cè)丝诘?6.7%,且2050年是我國(guó)老齡化的高峰時(shí)期,老年人口將占據(jù)總?cè)丝诘?/3。對(duì)于社會(huì)人口結(jié)構(gòu)發(fā)生的巨大變化,我國(guó)政府應(yīng)大力倡導(dǎo)加大養(yǎng)老服務(wù)能力的建設(shè)力度和創(chuàng)新養(yǎng)老服務(wù)模式的國(guó)策。老年建筑設(shè)計(jì)中,雖然老年人對(duì)建筑的使用最敏感、時(shí)間最長(zhǎng)、最頻繁,但其建筑需求卻往往在設(shè)計(jì)中被忽視。因此,優(yōu)化老年建筑的采光和節(jié)能設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。
一、老年建筑采光節(jié)能的重要性
1、老年建筑的能耗特點(diǎn)
美國(guó)相關(guān)調(diào)查研究表明,老年護(hù)理機(jī)構(gòu)建筑的單位能耗大約是普通建筑的兩倍。而老年建筑具有高能耗的原因是:第一,使用老年建筑及其護(hù)理設(shè)施的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),往往是全天候使用。但普通建筑主要在早晚使用,而周末的使用時(shí)間會(huì)增加。老年人對(duì)室內(nèi)的光照需求約為青年人的2倍-3倍。第二,為了符合舒適的要求,老年人對(duì)環(huán)境溫度具有更加嚴(yán)格的要求,對(duì)房間的溫度也有不同的要求。第三,老年人更加需要室外新風(fēng)。
2、全球建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)的趨勢(shì)
現(xiàn)階段,能源短缺已成為世界各國(guó)面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題,使得節(jié)約能源成為全球性問(wèn)題。而世界上大約30%的能源都消耗在建筑建設(shè)中,長(zhǎng)期如此,將會(huì)嚴(yán)重阻礙世界經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)及可持續(xù)發(fā)展。所以,21世紀(jì)面臨的問(wèn)題主要是能源問(wèn)題。
自進(jìn)入21世紀(jì)至今,我國(guó)城鎮(zhèn)建筑的規(guī)模及面積明顯增加,且增加速度比上世紀(jì)90年代明顯加快,而十一五期間,我國(guó)總建筑面積增長(zhǎng)了85 億O,截至2010年底,我國(guó)總建筑面積為453億O,而其總能耗占2010年中國(guó)總能耗的 20.9%,其中生物質(zhì)能和建筑商品能耗總和為8.16億tce。因而就建筑設(shè)計(jì)而言,體現(xiàn)節(jié)能技術(shù)、綠色環(huán)保、能源服務(wù)及可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念,是全球未來(lái)綠色發(fā)展的主要趨勢(shì)。
二、適合老人居住建筑的物理環(huán)境
1、光環(huán)境和照度
光環(huán)境是建筑物理環(huán)境的一部分,老年人對(duì)光環(huán)境具有特殊的需求。由于老年人的年齡不斷增長(zhǎng),使其人眼部的視覺(jué)神經(jīng)和晶狀體逐漸老化,進(jìn)而減少了視網(wǎng)膜中的有效光量。所以,為了舒適和看清東西,老年人通常需要高于青年人2-3倍的照度。光線不足會(huì)導(dǎo)致老年人視力下降、跌倒或碰撞。此外,老年人適應(yīng)光環(huán)境變化的能力較弱,所以,應(yīng)增強(qiáng)建筑入口處的白天照明強(qiáng)度,以便于老年人適應(yīng)建筑室內(nèi)外不同的照度。同樣,應(yīng)減弱建筑入口處的夜晚照明強(qiáng)度。除此以外,其他建筑室內(nèi)環(huán)境的光照度應(yīng)為300 Lux,雖然這個(gè)數(shù)值與普通辦公建筑照度相當(dāng),卻遠(yuǎn)高于普通的住宅建筑。而老年建筑終另一個(gè)照明設(shè)計(jì)重點(diǎn)為眩光控制,由于老年人對(duì)眩光非常敏感,以致眩光會(huì)造成老年人暫時(shí)失明。
2、熱環(huán)境和溫度
相關(guān)研究者也研究了老年人較為舒適的溫度。人工氣候室的實(shí)驗(yàn)表明,不同于青年人21.9℃的最佳熱舒適溫度,老年人的為23.1℃,高于青年人的 1.2℃。老年建筑的實(shí)地調(diào)研表明,就老年人的熱舒適溫度而言,夏季為25.2℃,冬季為23.2℃。同時(shí)還發(fā)現(xiàn),80%的老年人能接受23.2℃~27.1℃的熱環(huán)境溫度,而青年人可接受的熱舒適溫度范圍為23.0℃~28.6℃,相對(duì)而言,老年人的接受范圍更窄。因此,應(yīng)高度重視老年建筑的防熱和防寒問(wèn)題。但人體感知熱環(huán)境時(shí),還受到身體健康狀況、氣候環(huán)境、衣著習(xí)慣及生活習(xí)慣等因素的影響,因而還需進(jìn)一步驗(yàn)證、探索適合我國(guó)老年人的最佳室內(nèi)溫度。
三、老年建筑采光節(jié)能的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
在上海市楊浦區(qū)長(zhǎng)白街道養(yǎng)老院的設(shè)計(jì)中,具體體現(xiàn)了采光節(jié)能的優(yōu)化方法。
建筑總平面圖(陰影部分)
1、分析氣候
采光節(jié)能設(shè)計(jì)中,首先要分析地區(qū)氣候,以尋找最合適的節(jié)能措施。該設(shè)計(jì)將上海市作為研究對(duì)象,利用Climate Consultant氣候分析軟件,將氣候數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像,以便為建筑的采光節(jié)能設(shè)計(jì)提供依據(jù)。相關(guān)人工措施研究表明,上海全年可滿足人們舒適需求的時(shí)間只占總時(shí)間的6.6%,采取遮陽(yáng)措施之后,舒適時(shí)間可增加10.6%。
2、日照計(jì)算
根據(jù)國(guó)家及上海市的規(guī)劃條例,養(yǎng)老院冬至日滿窗日照不小于3小時(shí),由于養(yǎng)老院是結(jié)合附近的楊浦區(qū)動(dòng)遷安置房(益暉新苑)一起設(shè)計(jì)。而且周邊建筑情況復(fù)雜,通過(guò)天正日照軟件,模擬了周邊環(huán)境,滿足了養(yǎng)老院的一年最不利的日子(冬至日3小時(shí))。
3、模擬能耗
設(shè)計(jì)建筑方案的主要部分是能耗模擬,該設(shè)計(jì)使用PKPM能耗模擬軟件,為建筑空間賦予各種建筑信息。模擬老年建筑能耗時(shí),應(yīng)不斷調(diào)整使用時(shí)間、溫度設(shè)定及照明能耗等,以便準(zhǔn)確模擬其使用情況。此外,還應(yīng)實(shí)施局部模擬,以便推敲細(xì)節(jié),例如,遮陽(yáng)形式及開窗形式等。而輸出的模擬結(jié)果就是建筑的設(shè)備、采暖、照明及制冷能耗。
4、采光建模
有效提高建筑的自然采光的方法是采光建模。該設(shè)計(jì)使用PKPM采光模擬軟件,具體分析了各種采光類型。這種方法適合研究平均采光,并能及時(shí)估算照明節(jié)能。此外,還可分析眩光,進(jìn)而從各方面分析、優(yōu)化建筑的采光節(jié)能設(shè)計(jì)。
三、優(yōu)化老年建筑設(shè)計(jì)的策略
加強(qiáng)老年建筑節(jié)能,提高其舒適度的策略包括:在建筑的南向選用普通玻璃,其他方向選用Low-e玻璃,以便獲得更多的太陽(yáng)能;為建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能,以減小室內(nèi)溫度波動(dòng),重視防潮層設(shè)計(jì);增設(shè)控溫裝置;采用感應(yīng)裝置,以減少建筑的無(wú)用能耗。
優(yōu)化老年建筑采光設(shè)計(jì)的策略有:盡可能從多個(gè)方向?qū)⒐庹找胧覂?nèi),確保室內(nèi)光線均衡分布;以反光板反射的方式使陽(yáng)光照射到屋頂或垂直墻面;分開窗戶的觀景和采光功能,即高窗采光、低窗觀景,并保證低窗能充分遮陽(yáng);采取可調(diào)節(jié)且易于老年人操作的遮陽(yáng)措施,以滿足各時(shí)間段的照度需求;充分發(fā)揮窗戶的隱私性和聲學(xué)特性;在建筑室內(nèi)外的交界處設(shè)置光線過(guò)渡區(qū);綜合設(shè)計(jì)人工照明和自然采光,并采用光控的照明設(shè)備,以節(jié)省能耗。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,當(dāng)今社會(huì)需要迫切解決的問(wèn)題就是老齡化問(wèn)題。因此,建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)持有高度的使命感和責(zé)任心,在支持、關(guān)心研究老齡化問(wèn)題的基礎(chǔ)上,不斷提高老年人的居住質(zhì)量,以滿足老年人的心理和生理需求,并在設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)人文關(guān)懷,進(jìn)而展現(xiàn)老年建筑的巨大魅力。
參考文獻(xiàn)
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