建筑运行能耗范文

2024-07-24

建筑运行能耗范文（精选7篇）

建筑运行能耗第1篇

参加此次技术援助活动的企业都是来自不同地区的领军企业, 但在帮助灾区人民科学重建绿色环保、节能安全的美好家园却是我们的共同愿望, 代表们纷纷就节能减排、资源节约、科技创新在灾后重建的应用献技献策, 我公司作为唯一一家专业从事整体建筑耗能设备节能技术的企业作了大会典型发言引起了与会代表的极大兴趣和广泛关注, 为促进该成果的转化, 实现建筑物的有效节能提供了可靠的依据和成功的经验。

我公司自主开发的“建筑物耗能设备能效跟踪控制、管理系统”2007年获科技部“国家重点新产品奖”和我国建筑领域科技最高奖“华夏奖”, 公司还被评为“2008中国建筑节能减排典范品牌企业”。该系统通过不断优化和升级, 已成功地为山东省委办公厅、中国人民银行济南分行、济南绕城高速北线和西线路灯照明系统能效监控、管理、防盗节能工程等上百项大型公共建筑与工业耗能项目进行了节能改造, 改造后系统节能率均达35%以上。

对大型建筑的能耗进行统计分析后找出耗能大的原因, 以此针对性的对耗能设备采取节能措施, 降低设备能耗。以中央空调为例, 中央空调的能耗占整个建筑能耗的50%-60%, 一般情况下设计院在设计选型时都会按照计算负荷加上20%左右的余量来确定设备的选型, 而空调系统又是变动性负荷较大的系统, 与室外环境的变化以及建筑内部的人员流动等因素影响较大, 因此空调系统的节能潜力较大, 根据多项实际节能案例证明, 采用我公司的“REAL-A智能化中央空调能效跟踪控制管理系统”后, 在满足用户正常使用的前提下, 中央空调系统的节能效果均可达到35%以上, 2年可收回节能投资, 节能效益十分显著。我公司专业从事节能工作, 对于整个建筑物耗能设备如:中央空调、锅炉、供暖、照明、新风系统、给排水等系统都有相应的节能设备来降低系统能耗。对于建筑物的照明系统和供暖系统, 采用相关节能技术, 分别可以达到20%和35%以上的节能效果。

降低抽油机井运行能耗方法研究第2篇

1 原理

抽油机井在运行过程中下冲程为平衡块储能过程, 上冲程为平衡块释放能量过程, 功率曲线可以直接反映电动机在一个冲程中不同点的做功情况。在下冲程中, 电动机和悬点载荷一起对平衡块做功, 电动机所做的功为

当只考虑静载荷做功时, 悬点在下冲程做的功为

平衡块在储存能量的过程中, 在任一点的位能为

由此, 可得任一点电动机所作的功为

上述表达式中:Aw是下冲程中悬点载荷和电动机对平衡系统做的功, 即平衡系统储存的能量;Wr′s是液体中的杆柱重力在下冲程中做的功;φ是曲柄旋转角;φ1是曲柄与平衡块重心旋转角;m是曲柄平衡块的质量;s是悬点移动距离;L是曲柄与平衡块重心到输出轴的长度。

在上冲程中平衡系统放出能量, 帮助电动机对悬点做功, 则电动机在上冲程中做的功为

当只考虑静载荷做功时, 悬点上冲程做的功为

由此可知电动机在上冲程中做的功为

式中WL′s是液柱在上冲程中做的功。

由以上公式可知, 电动机在一个冲程中的输出功率是不断变化的, 只有测量功率曲线, 才能够准确地认清一个冲程中电动机的运行情况。

2 应用效果

2.1 部分机型的特征曲线

通过对33口电流平衡的正常生产井进行测试, 在不配套安装变频控制箱的情况下, 不同的抽油机有自己的功率特征曲线, 图1、图2是常规抽油机和偏置式抽油机的电流、有功功率特征曲线:

从曲线可以看出, 在合理工况下, 由于抽油机设计理念不同, 在完成一个冲程的过程中, 电动机输出功率曲线具有明显不同的形态:常规抽油机井功率曲线 (所对应的沉没度254 m, 示功图显示全充满) 在零轴上方, 上、下冲程有功功率曲线形态基本对称;偏置式抽油机井 (对应的沉没度198 m, 示功图显示全充满) 功率曲线在零轴上方, 上、下冲程有功功率曲线形态不对称。

2.2 特征曲线分析及调整措施

同一机型抽油机在生产过程中具有相似形状的特征曲线, 但同种机型不同井的特征曲线具有不同形态。通过对变化原因进行分析, 有助于查出单井运行过程中出现的各类问题, 从而制定针对性调整措施, 改善单井运行状况。从实测曲线可以看出, 利用功率曲线可以进行正常的平衡调整, 即电流峰值的平衡调整, 在对33口井测试单冲程功率曲线过程中, 发现电流平衡率在85%~100%的条件下仍有60.6%的井存在做负功问题, 做负功较多的井占总井数的18.2%, 而负功的产生能够造成电动机损坏和加大耗电量。从功率特征曲线看, 产生负功分为以下3种情况。

2.2.1 上冲程开始时做负功

从公式 (7) 可知, 当 (Wr′+WL′) s-mg L sinφ<0时, 电动机做负功, 可以分为两种情况:

1) 偏置角在曲柄运行方向之前且过大, 上冲程开始时曲柄方向释放的能量大于举升杆柱、液柱需要的能量而带动电动机做负功。

2) 由于注水受效、泵况变差等原因影响, 液面高于原平衡状态时的液面, 悬点载荷在上冲程开始时不能及时加载, 悬点载荷做的功小于曲柄和平衡块所做的功。对上冲程开始时产生负功的情况进行调整时, 可根据以上分析进行调整, 如果是动液面上升造成的, 应及时调大参数, 如果动液面合理, 则应进行偏置角调整。

实例:该井功率曲线表现为两个波谷不在同一水平线上, 在上冲程开始时做负功, 如图3所示。通过分析, 该井为偏置型抽油机, 电流平衡率89.83%, 共安装4块平衡块, 每个曲柄上安装一大一小2块, 且方向不一致, 从而造成偏置角过大。通过将小平衡块调整到曲柄运行方向的内侧, 达到了减小偏置角的目的, 使上冲程开始时的负功消除, 消耗功率有所降低。

2.2.2 下冲程开始时做负功

同样存在两种情况:

1) 偏置角滞后时, 即重心在曲柄运行方向之后, 当悬点已到上死点、曲柄到下死点, 曲柄与平衡块的重心未到下死点, 悬点开始下行后, 此时φ=180°、90°<φ1<180°、sinφ1>0, 曲柄与悬点载荷共同做功, 带动电动机做负功。

2) 由于动液面降低, 打破了以前的平衡状态, 杆柱在下行时未受到浮力及时卸载, 而远大于曲柄及平衡块上升需要做的功, 带动电动机做负功。对于以上情况, 可根据生产情况, 进行动液面调整或偏置角调整。

实例:该井在6 min-1生产状态下, 流压1.89 MPa, 泵效50.1%, 在泵况控制图所处区位属于优良区, 而通过功率曲线发现该井在180°以后出现负功, 如图4所示。主要原因是该井供液不足, 下冲程开始时, 驴头方向无法卸载, 此时作用在驴头方向的载荷包括抽油杆在空气中的质量和活塞以上液柱质量, 该质量之和在输出轴产生的力矩超过了举升平衡块所需的力矩, 从而带动电动机旋转做负工。通过下调冲速 (6 min-1→4 min-1) , 该井供采矛盾缓解, 避免了做负工情况。调整后, 该井日产液下降7.4%, 而能耗却下降了25.95%, 降低了该井的吨液耗电。

2.2.3 曲柄运行方向与设计方向相反时产生负功

抽油机在安装、更换减速箱、电动机、配电箱的过程中, 有可能造成曲柄旋转方向的改变, 偏置型抽油机会造成偏置角滞后而有负功出现, 常规抽油机能耗也会增加, 这是一种非正常情况, 可通过调整转向解决, 并见到较好节能效果。

实例:该井是偏置式抽油机, 由图5曲线可以看出, 反转过程中, 抽油机在下冲程开始时有明显的负功存在;同时零轴以上功率曲线圈闭的面积大于正转时曲线所圈闭的面积, 测试数据也显示反转时所消耗的有功功率大于正转时所消耗的有功功率。

3 结论

1) 利用功率曲线可以更清楚地认识抽油机井生产过程中的电动机做功变化情况, 并可以结合单井生产情况进行调整, 减少或避免电动机做负功问题, 取得一定的节能效果。

2) 单井的平衡是对某一动液面条件下建立的相对平衡, 因此动液面的改变会打破原有平衡, 必须及时发现和调整, 才能保证抽油机节能高效运行;同时建立单井功率曲线和液面变化的对应关系, 能够及时发现供采关系变化情况, 为及时分析、调整生产参数创造有利条件。

3) 简化功率曲线的测量, 使之变成日常生产资料录取的一项内容, 从而提供更多的数据信息, 对保证正常生产和降低运行能耗都有重要意义。

参考文献

[1]周继德.用扭矩法调整抽油机的平衡[J].石油机械, 1987, 15 (4) :25-26.

[2]王伟, 檀朝东, 王辛涵, 等.抽油机井平衡设计及调整技术综述[J].中国石油和化工, 2011 (2) :59-61.

[3]柴连栋.探索“目测+功率+电流”三法结合调整抽油机平衡的可行性[J].化学工程与装备, 2010 (4) :81-82.

[4]周继德.应用功率曲线法判断和调整抽油机的平衡[J].石油机械, 1992, 20 (3) :27-30.

[5]郭绍群.抽油机井平衡评价方法的研究[J].辽宁化工, 2011, 40 (8) :822-823.

建筑运行能耗第3篇

关键词：阀冷却系统,运行模式,超低能耗,循环蓄冷

0 引言

高压直流输电技术以其输电走廊窄、输电效率高、功率损耗小等特点,在我国得到快速的发展,并成为“西电东送”战略实施的首选。据统计,目前已规划的高压直流输电工程多达50余项,包括了30多项特高压直流工程。高压直流输电中最核心的技术设备是换流阀,与之配套的冷却系统直接关系着整个换流阀能否安全稳定运行。因此,阀冷却技术在我国不同环境地区的应用,将推动我国高压直流输电技术的发展。

随着高压直流输电技术的不断发展,特别是特高压直流输电工程的推广,换流阀及其辅助设备工作时产生的热量越来越大,同时,对阀冷却系统的要求也越来越高,具体体现在要求的冷却容量越来越大、冷却水流量越来越高、要求的进阀水温度越来越低等几个方面。此外,我国西北地区具有干旱缺水、夏季炎热、冬季寒冷、昼夜温差大,以及大风、沙尘暴等恶劣天气的特点,使得阀冷却系统在该地区运行时存在换热效率低、耗能极大、使用寿命短等问题,无法满足换流阀正常运行。这些因素不仅给阀冷却系统的可靠运行带来极大风险,也直接限制着阀冷却系统的应用范围。

目前,针对换流阀冷却系统的相关研究比较少,大多集中在对阀冷却系统进行故障分析和改造等方面。此外,刘辉根据自己的工程设计经验和已有研究成果,给出了换流阀冷却系统具体的选型依据,并提出高寒地区换流站阀冷却系统采用空气冷却器较为适宜,但是,并未考虑西北地区极端气候环境等因素对阀冷却系统设计造成的影响,同时也存在较高的能耗和水耗等问题。鉴于此,结合哈密地区气候环境的特点,开发出一种超低能耗运行的换流阀冷却系统。该系统不仅能够充分利用当地环境特点,在不同环境下选择不同的运行模式,且在环境温度较高、昼夜温差较大时,实现阀冷却系统夜间蓄冷、白天释放冷量的循环蓄冷功能,同时具备超低能耗和水耗的特点。

1 换流阀冷却系统

换流阀冷却系统由内冷系统和外冷系统组成。其中,内冷主要是去离子水循环冷却;外冷主要有水冷和空气冷却两种方式,与之相对应的冷却设备分别为闭式冷却塔和空冷器。阀冷却系统的工作原理:冷却水在室内换流阀热交换器内吸热升温后,由循环水泵驱动进入室外冷却装置中进行冷却,降温后的冷却水再由循环水泵送入室内,从而达到循环冷却的目的。

常规的换流阀冷却系统如图1所示。换流阀冷却装置主要由主循环泵、稳压装置、旁路水处理装置、补水装置和室外换热设备等组成。其中,主循环泵是换流阀一次冷却水循环的动力源;稳压装置是系统稳定运行的必要前提和基础;旁路水处理装置是保证一次冷却水水质满足换流阀要求的必须设备;补水装置是在系统水量不足时必要的补充设施;室外换热设备是保证换流阀冷却要求的核心和基础,如果缺失该部分将导致整个阀冷却系统失效。

2 在不同环境下运行的换流阀冷却系统原理

西北地区极端的气候环境条件,导致常规的阀冷却系统在该地区运行时受到限制,主要包括:冷却性能良好且耗水量较大的闭式冷却塔在该地区无法使用;由于换流阀的输送功率极大,对最大进阀水温度的要求越来越低,而在炎热夏季时,单纯使用空冷器无法将去离子水冷却到环境温度或环境温度以下,并且会导致阀冷却系统能耗剧增;西北地区酷寒的冬季可能会使换热面积较大的冷却器结冻,导致阀冷却系统可靠性降低,同时给换流阀的正常运行带来极大风险。因此,阀冷却系统在设计时不仅要考虑冷却容量、进出阀水温度、冷却介质类型及额定流量等参数,还要考虑环境条件对阀冷却系统的影响。鉴于此,设计一种适用于在西北地区运行的换流阀冷却系统,其在满足换流阀正常运行的前提下,能够根据进阀水温度和环境温度的不同,选择相应的阀冷却运行模式,最大限度减少不必要设备的运行,从而达到节能的目的。系统原理如图2所示。

阀冷却系统中包含板式换热器、蓄冷主循环泵、蓄冷水池、蓄冷空冷器以及水-风板翅式换热器等设备。其中,板式换热器是换流阀周围环境温度较高时的辅助冷却设备;蓄冷主循环泵是蓄冷和辅助冷却的动力源;蓄冷空冷器与蓄冷水池的功能分别是依靠风机强制通风冷却蓄冷水和储存冷量,而水-风板翅式换热器则是依靠自然风冷却并储存冷量。

系统工作原理:当周围环境温度低于系统设定值的最小值时,要求阀门V01打开,而V02和V03处于关闭状态,此时,冷却水在换流阀内吸热升温后,在循环水泵的驱动下进入内冷空冷却器内,然后通过变频调速风机驱动室外空气,使其以冲刷换热盘管的翅片管表面的方式对循环水进行冷却,最后主循环泵将降温后的循环水再次送至换流阀内,从而实现循环冷却的目的;当周围环境温度较高时,要求阀门V01关闭,V02和V03均处于打开状态,系统在内冷空冷器出口端的旁通回路中设置一台板式换热器,使内冷循环水流入板式换热器与外冷蓄冷水进行热交换,实现内循环水的冷却。其中,外冷蓄冷水是取自地下一定深度水池中的自来水。当昼夜温差较大或夜间环境温度极低时,要求V04和V05打开,此时,在外冷循环水泵的驱动下,蓄冷水将被送入蓄冷空冷器和水-风板翅式换热器进行蓄冷。如此操作,不仅可以实现阀冷却系统在夜间蓄冷,白天释放冷量的功能,同时也降低整个系统的能耗。

3 在不同环境下超低能耗运行的阀冷却系统

由于换流阀对进阀水温度有着严格的要求,温度过高或过低都将影响换流阀的正常运行。因此,在设计时综合考虑了进阀水温度、环境温度等其它因素,并给出相应的5种运行模式,使系统能够根据实时的进阀水温度和环境温度,自动地选取单种或多种组合的工作模式。此外,还将进阀水温度分成低温段、中温段、高温段及极高温段4个阶段,分别对应的温度是小于20℃、20～28℃、28～34℃、34℃以上,它们的设定值均可根据实际运行环境在人机接口处进行重新设定与修改。

3.1 内循环加热模式

当进阀水温度处于低温段时,阀冷却系统将启动内冷主循环泵和电加热器对内冷循环水进行加热,以防止水温过低对换流阀造成损坏。同时,要求电动三通阀处于关闭状态,内冷循环水不再流入内冷空冷器,且电加热器将根据内冷循环水的温度进行分组投入与停止,以提高加热效率和节约能耗。系统配置了两组电加热器,其中,一组电加热器的启停温度设定值要大于两组电加热器的启停值,电加热器分组投入与停止的具体控制策略:

(1)当进阀水温度小于一组而大于两组电加热器的设定温度启动值,或接近凝露报警时,则启动一组电加热器进行加热。

(2)当进阀水温度小于两组电加热器的设定温度启动值或可能产生凝露报警时,则启动两组电加热器进行加热。

(3)当两组电加热器在运行时,若进阀水温度大于两组而小于一组电加热器的停止温度设定值时,将其中一组电加热器停止加热。

(4)当仅有一组电加热器在运行时,若进阀水温度大于一组电加热器的停止温度设定值时,则将该电加热器停止加热。

(5)当出现电加热器过热、电加热器故障、电加热器温度传感器故障、内冷主循环泵未运行、内冷却水流量超低以及进阀水温度较高等情况时,应停止电加热器加热且相应的电加热器不允许启动。

3.2 内循环自然冷却模式

当进阀水温度处于中温段时,系统将以自然风冷的方式对换流阀产生的热量进行冷却,要求内冷主循环泵和电动三通阀启动,且内冷循环水进入内冷空冷器后,无需启动内冷空冷器的风机进行强迫风冷。此时,电动三通阀将根据进阀水温度所在的温度段按比例调节三通阀开度,进而调节内冷循环水进入内冷空冷器内进行冷却的比例。

在系统中,电动三通阀调节开度的具体方式为:当进阀水温度处于极高温段时,系统设定的阀开度为100%,内冷循环水将全部流向内冷空冷器及室外换热设备中进行冷却;当进阀水温度处于高温段时,设定的阀开度为75%,此时,大部分的内冷循环水将流入内冷空冷器及室外换热设备进行冷却;而进阀水温度处于中温段和低温段时,设定的阀开度分别为50%、0%。此外,电动三通阀阀开度的设定值同样可根据实际运行环境在人机接口处进行设定与修改。

3.3 内循环风冷却模式

当进阀水温度处于高温段,选择冷却模式时还要考虑环境温度这一因素。若环境温度低于进阀水温度目标值,则选择内循环风冷模式,使进阀水温度稳定在设定的目标值内。在该模式下,要求内冷主循环泵运行且电动三通阀处于全部打开状态,使内冷循环水全部进入内冷空冷器进行冷却,以提高内冷循环水的冷却效率。

在系统中,内冷空冷器配置的9台风机全部采用PID控制,使其能够实时检测进阀水温度和进阀水温度目标值之间的偏差,动态地调节风机投入数量和运行频率,达到节能减耗的目的。内冷空冷器风机的具体控制策略:

(1)当进阀水温度高于风机启动的设定温度值且持续1min后,启动第1台风机。

(2)当系统中已有风机运行且为工频运行,同时进阀水温度仍高于进阀水温度目标值+1℃且持续3min,则启动第2台风机,同理,依次分别启动第3至第9台风机。

(3)当系统中有多台风机运行(大于或等于2台)且均在设定的最低频率运行,同时进阀水温度低于进阀水温度目标值-1℃且持续3min,则将先启动的风机停运,同理,依次分别停止其它风机。

(4)当仅有1台风机运行,同时进阀水温度低于风机停止的设定温度值且持续5min后,将该风机停运。

其中,风机启动温度值、风机停止温度值、进阀水温度目标值等设定值均可在人机接口进行重新设定与修改,控制策略如图3所示。

空冷器风机的转速是根据进阀水温度目标值与当前进阀水温度的偏差进行实时控制的。控制器首先根据当前进阀水温度与设定目标温度之间的偏差变化进行PID运算,然后输出一个模拟量信号给变频器,变频器再根据此信号的增大或减小控制频率的升降,实现控制风机实时转速来改变系统散热量大小的目的。如此操作,不仅可以使进阀水温度逐渐逼近且最终稳定在目标温度范围内,并且可达到精确控制进阀水温度的目的。控制原理图如图4所示。

3.4 内循环风冷+板式换热冷却模式

当环境温度高于进阀水温度目标值时,进阀水温度处于极高温段。由于室外环境温度极高,仅依靠内冷空冷器无法将内冷循环水冷却至进阀水温度目标值以下,此时可采用内循环冷却与板式换热组合的冷却模式。在该模式下,不仅要求内冷主循环泵运行、电动三通阀全部打开、空冷器全部投入且工频运行,同时,还需要启动外冷循环泵驱动外冷蓄冷水流入板式换热器,对内冷循环水进行冷却处理,以降低内冷空冷器的冷却容量,从而提高阀冷却系统的冷却容量及冷却效率,并降低阀冷却系统中设备的能耗。

在本系统中,在内冷主循环泵运行的前提下,环境温度或进阀水温度高于进阀水温度目标值,且内冷空冷器的风机全部在工频运行时,需要启动外冷循环泵进行换热。若上述条件均满足且持续3min,则启动外冷循环泵驱动外冷蓄冷水和内冷循环水进行换热。同理,当环境温度低于进阀水温度目标值-1℃或内冷空冷器的运行频率低于40Hz时,外冷循环泵将停运并终止换热。其中,外循环泵采用冗余配置,且具有轮训启动、故障切换、手动切换等功能。外冷换热条件和外冷循环泵的控制如图5所示。

3.5 外冷水蓄冷模式

在哈密地区,冬季和春季时当地环境温度不高,依靠内冷空冷器即可将进阀水温度稳定在目标值范围内,无需启动室外换热设备和相应的辅助冷却设备。该地区在夏秋季节存在“昼夜温差大”的特点,在白天环境温度较高,需要启动板式换热器将内冷循环水与外冷蓄冷水进行换热,从而导致外冷蓄冷水温度的升高,而在夜间环境温度偏低,可启动蓄冷空冷器再次对外冷蓄冷水进行冷却处理以储存冷量。实践证明,这种冷却模式不仅可以弥补内冷空冷器在环境温度较高时无法将进阀水温度冷却至环境温度以下的缺点,还存在着冷却效果明显、蓄冷效率高,节省能耗等特点,适宜在我国西北地区极端环境中应用。外冷水蓄冷启动条件:

(1)根据哈密地区的气候特点,在内冷循环泵运行的前提下,若连续3天的最高环境温度均高于启动蓄冷设定温度时,从该日起启动外冷水蓄冷;若连续10天的最高环境温度均低于停止蓄冷设定温度时,则从该日起停止外冷水蓄冷。

(2)在正常蓄冷的时间段内,若当日时间达到启动蓄冷设定的时间时,开始蓄冷;若当日时间达到停止蓄冷的设定时间时,则停止蓄冷。

(3)在正常蓄冷的时间段内,若当日环境温度低于启动外冷水蓄冷的设定温度时,开始蓄冷;若当日环境温度高于停止外冷水蓄冷的设定温度时,则停止蓄冷。

上述的启停外冷蓄冷日期、每日时间段及环境温度设定值均可根据当地的气候条件进行设定与修改。外冷蓄冷条件的判定策略如图6所示。

通过对启动日期、启动时间及环境温度的联合判断,系统能够自动地选择最佳的蓄冷时间段,以提高蓄冷效果。此外,当外冷蓄冷的条件满足且外冷循环泵运行时,蓄冷空冷器的风机将采用全启全停的控制方式进行蓄冷。

4 结语

针对哈密地区气候环境的特点,设计一种能够适应不同环境的超低能耗换流阀冷却系统,并给出了相应的5种低能耗运行模式。

参考文献

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[2]舒印彪.中国直流输电的现状及展望[J].高电压技术,2004,30(11):1-2

[3]赵中原,邱毓昌,方志,等.现代HVDC换流阀设计特点及其技术动向[J].高电压技术,2001,27(6):3-5

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[5]许根富,尚新立.高压晶闸管换流阀外水冷系统分析[J].中国电力,2009,42(12):42-43

[6]张山清,普宗朝,韩勇,等.近47年哈密地区气候变化[J].气象科技,2009,37(05):560-565

[7]沈洁,李耀辉,朱晓炜.西北地区气候与环境变化影响沙尘暴的研究进展[J].干旱气象,2009,(04):1-2

[8]郝江涛,吕家圣,罗玉金.换流站阀冷系统故障原因分析[J].广西电力,2010,33(2):33-35

强化建筑施工技术降低建筑能耗第4篇

1 建筑能耗现状

改革开放以来, 我国社会经济不断发展, 城市人口大大增加, 城市建筑的规模逐步增大, 建筑也朝着多样化方向不断发展, 建筑行业得到了长足迅速的发展。现如今, 我国的城市建筑行业发展越来越好, 住宅建筑在不断的增加, 大量高层建筑不断地涌现, 然而, 在解决城市居民工作环境问题以及住房问题的同时, 建筑行业也出现了严重的能源消耗问题, 建筑行业的整体趋势出现了高度浪费的情况, 是高能

耗产业。统计数据显示, 早在1996年, 建筑能源消耗量在我国就已经占到社会总能耗的19%-20%左右, 从我国是世界上人口最多的国家, 并且处于持续发展之中的角度来看, 这个比例显得非常巨大, 并且这个比例还呈现不断扩大的趋势, 面对建筑能耗的逐年增加, 必须要采取相应措施抑制其增长。在我国, 大部分建筑属于高能耗的类型, 这与我们的建筑施工技术有很大的关系。因此, 要科学的优化改良建筑施工技能, 使其有效地减少建筑能耗, 并且促进建筑行业保持的良好发展状态。

目前, 我国的建筑行业正处于迅速发展的阶段, 但在在施工的过程中还存在着不能将当前的先进施工技术与建设有效结合的情况, 例如:很多的技术至今还处于研发阶段, 还有很多的不妥的部分, 尤其是在建筑材料这方面, 使用高环保度的材料的时候很少, 只注重建筑业发展的进度而忽略能源消耗的问题成为现在很多建筑企业的常态, 而且, 由于在建筑施工过程中没有处理妥当建筑垃圾、建筑产生的污水等, 致使工程结束后还要耗费大量得能源来整治环境污染, 这又加大了能源的消耗, 非常不利于我国建筑行业的持续发展。

2 如何从强化建筑施工技术方面降低建筑能耗

随着我国科学技术和经济水平快速发展, 国内的建筑行业也应该不断的发展进步, 当代的建筑行业务必要将可持续发展观为指导思想, 更好的适应当今社会对于建筑业的潮流观念, 而今, 在建筑行业的能源消耗成为一个普遍的现象, 与此同时还存在着一系列严重的污染问题, 因此, 在保证安全的建筑环境的前提下, 还要不断强化建筑的施工技术, 科学地提高建筑工地施工的水平, 降低建筑能源的消耗, 实现能源的可持续发展。

2.1 提高建筑规划与设计的科学性

在建筑施工设计的过程中要充分保证工程施工的用地利用率高, 尽量避免由于不合理规划而造成的资源浪费。然而在几年来的大建设浪潮中, 人们忽视了环保节能与可持续发展等理念而更加注重的是产出量。因此, 处于对建筑节能的考虑, 现代建筑的设计规划和理念要从以下几点入手:一是在设计建筑的过程中, 要渗透绿色节能的理念, 设计出符合我国现状的节约型和经济型的建筑, 以便更好地降低建筑产生的能源消耗, 二是在设计和规划的过程中, 要求建筑企业要因地制宜, 进行施工前考察当地的自然环境, 保证工程施工项目的内部环境有良好的采光效果, 使得自然光有效的保持室内环境的明亮程度, 以期减少一些照明设备的使用, 到达节约能源的目的, 降低能耗, 与此同时, 在施工的过程中, 要了解好周围环境的状况, 以便保护好当地生态环境, 三是提高专业人士的个人素质, 这对于整个建筑工程非常的关键, 新世纪的科学技术更新换代速度已经进一步的加快, 员工要跟紧时代的步伐, 及时熟练的掌握最新的科学技术, 具备足够的专业知识及技能, 保障建筑节能的质量。

2.2 降低施工环节的能耗

施工设备的能耗是整个建筑施工的环节中主要的能耗, 因此, 要加强降低各建筑施工环节的能耗, 要以控制施工设备的能耗作为切入点, 第一要加强建筑施工单位对于施工设备运行的相关检查, 提高建筑工程施工设备的运行效率和施工设备的使用年限, 从而使施工设备的能耗降低, 保证施工设备能充分地发挥效能, 达到提高建筑施工环节中的施工设备的节能水平的目的。

2.3 科学合理的规划施工项目

近年来, 随着我国社会经济不断发展, 我国的土地资源正面临着匮乏的严峻形式, 因此, 在规划建筑施工项目时要充分考虑到建筑施工要高效利用土地资源, 避免过度浪费土地资源的情况, 在规划设计建筑施工时, 要以环保绿色为发展思路, 将可持续发展作为指导思想, 要注意保持施工环境的环保型与生态稳定, 可以用绿色植被来改善施工范围内的生态环境, 从而提高整个施工建筑范围内的生态环境质量以及空气质量, 进而有效的控制和调节好区域内的温度。

2.4 科学合理地使用高质量建筑材料

现如今, 各种建筑型材料不得到研发和广泛使用, 推动了建筑行业的迅猛发展, 同时, 这也在一定程度上提高对于房屋住户的日常使用, 在建筑工程的施工过程中, 要尽量多使用能够有效改善室内环境的而且节能高效环保的新型建筑材料, 比如尽量使用反光较好的优质玻璃材料作为建筑门窗的施工材料, 这样既可以减少室内环境的阳光直射, 又能最大限度降低阳光对于室内环境的损害。此外, 在建筑施工的墙体的具体施工设计当中, 尽量选择具有良好隔音效果和保温作好的建筑材料, 这样可以减少室内温度的扩散, 有效的保持室内的温度, 保障室内温度的相对稳定, 从而使住户不会过多的依赖于采暖设备, 达到减低能耗同时提高能源的有效利用率的效果。

2.5 提高建筑房屋维护结构的能源利用

根据多年的工作经验来看, 要提升建筑房屋结构的能源利用需要从以下几点入手:第一, 要不断改善房屋结构的组成, 不断提高建筑材料的热功能性;第二, 建筑施工时采用实用有效的房屋构造技术, 来提高房屋维护结构的隔热保温性能, 比如, 采用屋顶蓄水或者架空通风等施工技术来提高房屋屋顶的隔热保温作用;采用构建复合墙体的方法来发挥房屋墙体的节能作用。

3 结束语

社会在不断进步和发展, 人们的环保意识也越来越高, 近年我国在大力倡导“可持续发展”和构建资源节约型社会。城镇化脚步在不断加快, 建筑设施必须先行, 因此对能源的需求也在日益增加, 为了积极响应国家的号召, 必须要在保证建筑工程质量的前提下, 不断降低在建筑能源方面的损耗。然而, 建筑节能是一个系统工程, 涉及到建筑材料和建筑施工等多项环节, 再加上地域、气候等客观因素的影响, 因此在实践中必须要充分利用先进的科学技术, 提高节能环保的观念, 使建筑行业能保持持续健康的发展。

摘要：随着随着社会经济的不断发展, 建筑业也得到飞速的发展壮大, 同时, 建筑能耗逐渐增大。建筑施工要积极的响应环保节能观念在施工技术方面使用低碳环保节能的技术, 降低建筑能耗, 提高建筑物的能源利用率。本文阐述了我国建筑能耗的现状, 并就如何强化建筑施工技术提出了一些建议, 以期为类似的工程或同行带来一些参考及借鉴。

关键词：降低能耗,技术强化,能源利用率

参考文献

[1]刘鑫.建筑施工技术与建筑能耗分析[J].工程科技, 2013 (4) .

[2]赖汉逵.强化建筑施工技术降低建筑能耗[J].建筑·节能, 2015 (14) :2099-2103.

建筑运行能耗第5篇

在《我国超低能耗居住建筑节能目标值探讨》一文中首先针对我国的节能现状,参考国际的节能水平,给出了超低能耗居住建筑的预期节能目标数值为:在现有的建筑节能75%的节能基础上进一步的节能50%,达到节能87.5%的节能水平。其次以北京为例模拟计算出达到节能87.5%时,超低能耗居

住建筑的模拟能耗与耗热量指标接近(如图1所示),理论上可通过增加围护结构的保温性能达到此目标值。

为进一步验证上述方法及节能率的合理性,本文首先通过对济南基础居住建筑进行能耗模拟,在明确节能率的基础上给出相应建筑围护结构保温性能的基本参数。之后对采用太阳能空气集热器作为辅助能源的模型建筑进行模拟计算分析,确定出在增加此辅助能源的基础上所能达到的超低能耗居住建筑的节能率。

1 围护结构保温性能对超低能耗居住建筑的能耗影响

1.1 济南地区围护结构保温性能的参数选取

经过对北京及济南地区能耗结构的模拟,参考北京市地方标准DB 11/891-2012《居住建筑节能设计标准》和JGJ 26-2010《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》,结合现阶段我国国内围护结构技术所能达到的普遍水平,建筑围护结构的传热系数设定如表1所示。

其中,外墙与屋顶的保温性能提高,是通过增加墙体保温材料厚度实现的,而外窗作为一个综合的传热系数,涉及到玻璃与窗框的共同技术,我国现阶段水平可以普遍达到1.0W/(m2·K)的传热系数,但达到更低的节能系数仍然需要借鉴国外的先进保温技术。

1.2 济南地区围护结构保温性能的模拟数值

济南地区与北京地区属于同一气候分区,都属于第二类寒冷地区,采用De ST-H软件,利用基础居住建筑模型,针对济南地区进行模拟,得出结果如图2所示。

通过图2可以看出,济南地区模拟能耗数值与北京地区的模拟能耗数值趋势走向基本相同,在节能率小于82.5%时,模拟能耗数值小于耗热量指标,说明通过增加围护结构保温性能能够达到目标节能率;节能率在82.5%与87.5%之间,模拟数值与耗热量指标基本重合,表示在理论上通过增加围护结构保温性能可以达到目标节能率;当节能率大于87.5%时,模拟数值明显高于耗热量指标,说明需要增加其他辅助手段才能达到更高的节能率。

通过对比图1与图2可以看出,济南地区与北京地区相比较能耗数值较小,是因济南相对于北京纬度偏小,冬季环境平均温度高,导致能耗数值略小于北京的能耗数值。

2 太阳能空气集热器的实验研究

根据上述结论,只通过提高建筑围护结构的保温性能降低建筑能耗,势必会达到临界点,因而采取有效的辅助手段,是实现超低能耗建筑的必然途径。太阳能空气集热器系统是利用太阳能加热空气为建筑提供热量,可降低新风负荷,能提高室内空气品质,并具有一定的节能潜力,可作为超低能耗居住建筑的一种有效的辅助能源手段。

2.1 某真空管空气集热器性能研究

依照产品标准GB/T 26976-2011《太阳能空气集热器技术条件》,某真空管空气集热器测试的瞬时效率曲线如图3所示。

从拟合曲线看,4个点均匀分布在拟合曲线上且拟合效果良好,能够真实的反映出空气集热器的瞬时效率。当太阳辐射照度为1000 W/m2、环境温度为20℃、集热器平均温度达到80℃时,归一化温差为0.06(m2·K)/W,集热器的瞬时效率可达到70%。此类型空气集热器同以水为介质的真空管集热器的瞬时效率相似,所以本研究采用此类型真空管空气集热器作为辅助能源进行研究。

2.2 真空管空气集热器实地测试

测试地点选择济南市,属于太阳能资源三类地区,当地水平面年平均日太阳辐照量为14.48 MJ/(m2·d)。用真空管空气集热器进行冬季采暖,室外冷空气由风机驱动经过空气集热器,由风管道送入采暖的房间,无辅助热源及蓄热设备。系统冬季采暖时运行,运行时间为每天9:00~17:00。测试典型日结果如图4所示。

通过图4可以看出在太阳辐射强度大的情况下,空气集热器系统效率可达到25%以上。

3 太阳能对超低能耗居住建筑的能耗值影响

3.1 太阳能空气集热器铺设

太阳能集热器对安装场地有一定的限制与要求,同时集热器的采光面积对太阳能的收集有很大的影响,因此针对超低能耗居住建筑的基础建筑模型,首先需计算得出合理的太阳能空气集热器的铺设方案。

本研究采用的系统与实地测试方案相同,采用直接系统,依据GB 50495—2009《太阳能供热采暖工程技术规范》太阳能集热器的面积计算公式为:

式中:QH——建筑物耗热量,W;

JT——当地集热器采光面上的平均日太阳辐照量,J/(m2·d)

f——太阳能保证率,%;

ηcd——基于总面积的集热器平均集热效率,%;

ηL——管路及储热装置热损失率,%。

参数的数值选取如表2所示:

计算得集热器总面积为305m2。

参照当地测试屋顶的钢结构角度,空气集热器的安装倾角为30°,方位为南偏东约10°,取面积补偿比RS=0.93.则实际确定的空气集热器总面积为:AB=AC/RS=305/0.87=328m2

所采用的空气集热器总面积为5.15m2,则需要集热器台数为:N=328/5.15≈64(台)

采用双排双层的铺设方法,单排16个,共4排,建筑楼顶空间满足集热器铺设要求。集热器铺设方法如图5所示。

注:1、建筑物耗热量QH取值是通过模拟能耗得出。2、其他参数取值参考实地测试数据取值。

3.2 太阳能空气集热器模拟及计算

本次模拟延用上述De ST-H软件对基础建筑进行增加了太阳能空气集热器辅助能源的能耗模拟,但因软件中不具备太阳能空气集热器系统模块,所以采用对房间添加独立式空调系统的方法,参照太阳能空气集热器运行时间进行模拟,再根据实地测试的空气集热器效率对数据进行计算。

其中空调系统运行时间在太阳能空气集热器测试时间的基础上调整为10:00~18:00,共8小时。调整原因是因实际太阳能空气集热器运行过程中,集热器温度升高相对于逐时辐射照度增加会有1小时左右的延后性。模拟中冬季室内的供暖温度设置为18℃。模拟得出能耗值为系统提供给建筑的供热量。

因太阳能空气集热器受室外环境温度与日辐射强度的影响较大,所以针对太阳能集热器系统的供热量的计算,需根据软件中提供的太阳日平均辐射照度、室外环境平均温度,依据实地测试的太阳能集热效率,对建筑模拟数据进行处理,最终得到模拟及计算结果如图6所示。

从图6中数值可以看出,通过增加太阳能空气集热器系统,建筑的能耗值均明显降低。对于增加了太阳能辅助能源系统的建筑,在节能率小于93%时,模拟能耗明显小于耗热量指标,并且,在围护结构保温层厚度满足节能82.5%的基础上增设此系统后的能耗值与节能87.5%的建筑耗热量指标相接近,说明建筑增加此种辅助能源完全能够达到相对应节能率;当节能率达到93%时,模拟能耗与耗热量指标数值相近,说明理论上能够使建筑达到93%或者更高的节能比率。

4 结论

综上所述,本文得出以下结论:在增加围护结构保温性能的基础上,寒冷地区居住建筑理论上可达到的节能比率为87.5%。

在围护结构具有较高保温性能的情况下,使用太阳能空气集热器作为辅助能源,可使建筑的能耗值进一步的降低。理论上可达到与德国被动式超低能耗建筑能耗数值3.1W/m2相同的93%的节能率。

通过再增加新风热回收及其他可采用的节能手段,寒冷地区居住建筑的节能率可进一步降低。具体可达到的节能比率值为后续研究内容。

摘要：在《我国超低能耗居住建筑节能目标值探讨》的一文中,得出了通过增加围护结构保温性能,超低能耗居住建筑在理论上所能达到的最高节能率为87.5%,如想进一步提高节能率需在提高围护结构保温性能的同时添加其他有效的辅助手段。本文首先利用上述方法对济南地区模型建筑的围护结构保温性能与之能耗关系进行模拟分析,验证了在无辅助能源的情况下,超低能耗居住建筑理论上所能达到的最大节能比率值。其次选取某真空管空气集热器作为辅助能源,再次对基础建筑进行能耗模拟的结果显示,在采用此种辅助能源的情况下居住建筑可达到93%的节能率。

关键词：超低能耗,居住建筑,太阳能,能耗数值,软件模拟

参考文献

[1]刘栋,苑翔,陈伟娇等.我国超低能耗居住建筑节能目标探讨[J].暖通空调增刊,2015,9(1):108-110.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50495-2009.太阳能供热采暖工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2009:62-64.

建筑能耗及节能途径分析第6篇

在能源消耗的众多方面, 建筑能耗在我国能源总消费量中所占比例逐年上升, 从20世纪70年代末的10%上升到现在的27.6%。我国正处于快速发展的关键时期, 又是世界用能大户, 能源问题日趋严峻。我国目前有三大能耗大户, 分别是工业能耗、建筑能耗和交通能耗。建筑能耗仅次于工业能耗, 全国建筑能耗约占社会总能耗的1/3左右, 再加上生产建材行业的能耗, 建筑能耗占社会总能耗的比重就更大。我国的新型城镇化建设将逐步展开, 新增的大量建筑将源源不断地消耗能源, 不仅体现在建造这些建筑过程中, 更多地体现在使用过程中消耗的能源。

建筑是节能潜力最大的领域, 是全社会节能的工作重点, 是一项涉及方方面面, 与工程技术、生活方式、文化理念、社会公平等多方面问题密切相关的全社会行动。建筑节能不仅与提高能源使用的效率有关, 更与能源消费模式、提供服务的方式有关。生活习惯的不同会造成巨大的能耗差异, 如使用烘干机和利用阳光晾晒衣物、夏季使用空调降温和开窗通风降温, 虽然都达到了干衣和降温的目的, 但是能耗却有着天壤之别。建筑节能绝非单纯指系统能源效率提高, 与能源消费模式和生活方式有着密切关联。

二、影响建筑能耗的因素

节能建筑、环保建筑、智能建筑和绿色建筑是目前比较流行的说法。在这些词汇的对立面, 建筑能耗的浪费又是相当的严重, 原因是多方面的, 如规划设计不科学, 生产建材或施工技术落后, 使用和管理不当以及缺乏节约能源的意识等。

1. 规划设计对能耗的影响

外墙是否保温、屋顶的结构形式、门窗的类型及材质、采暖器具的材质及供暖方式、照明器具的选择等都对建筑节能有着一定的影响。设计采用外墙保温、屋顶采用坡屋顶并做好保温、采用隔热断桥铝合金中空玻璃窗等节能保温措施仅是建筑节能的一些方面, 建筑物周围的环境、建筑物的体型系数、总平面布置、窗墙比、朝向、间距、外表面的色彩等均对建筑节能有着重要影响。

2. 建材对能耗的影响

有节能建材、绿色建材才能建造出节能建筑、绿色建筑。有的城市采取了“限粘”和“禁实”措施, 限制粘土砖的使用并禁止混凝土实心砖和烧结普通砖大面积用于墙体砌筑, 只允许用于建筑基础部位和部分特殊部位。集保温、防火、装饰等功能于一体的与建筑同寿命的保温体系和材料、加气混凝土制品、大模数烧结空心砌块、low-e镀膜玻璃等新型节能材料将逐渐用于建筑工程, 能有效地降低建筑能耗。

3. 建筑运行管理对能耗的影响

建筑运行管理主要包括对其冬季供暖、夏季制冷、照明灯具及用水等的管理。对于一些大型公共建筑来说, 能源浪费现象普遍存在, 为此, 国务院2007年印发了《国务院办公厅关于严格执行公共建筑空调温度控制标准的通知》, 规定除特殊情况并经批准外, 夏季室内空调温度设置不得低于26℃, 冬季室内温度设置不得高于20℃, 空调运行期间一般禁止开窗。

三、实现建筑节能的途径

实现建筑节能的根本途径是加快推广和普及低能耗建筑, 这是建筑节能发展的必然趋势。根据建筑物所处当地的气候特点, 采用先进的建筑施工技术和材料, 对建筑物所处的声、光、热等因素进行全面系统地调节, 最大限度地减少自然因素对居住舒适度和健康的负面影响, 降低建筑的能源消耗, 使室内温度接近或保持在人体舒适的温度内。

(1) 建筑物围护结构部位采用节能技术和节能材料, 降低其热或冷损失。建筑围护结构节能就是通过改善建筑物围护结构的热工性能, 夏季达到隔绝室外热量进入室内、冬季防止室内热量散失到室外, 最终达到节能的目的。建筑节能目标的65%由围护结构承担, 围护节能是建筑节能的重要组成部分。建筑物外围护结构分为墙体、门窗、屋面和地面, 按照建筑物外围护部位面积的大小划分, 墙体所占面积比例最高。现在应用于墙体节能体系的技术主要包括外墙自保温、外墙内保温、外墙外保温、外墙夹芯保温和建筑幕墙保温等。保温材料有无机类保温材料、有机类保温材料和无机有机复合保温材料。目前, 正在研究将相变蓄热材料应用于墙体蓄热保温, 这将从根本上改变传统的墙体保温技术和材料。门窗虽然占建筑物外围护部位的面积比例不高, 但是其热损失是墙体热损失的5~6倍, 主要包括框扇材料的传导热损失、玻璃的辐射热损失和框扇间隙空气对流热损失等。为此, 框扇材料的选择、玻璃的层数及类型、框扇的密封情况对门窗的热损失至关重要。屋面保温节能经历了三个阶段, 干铺炉渣、焦渣或水淬矿渣保温阶段、现浇水泥膨胀珍珠岩、现浇水泥膨胀蛭石保温阶段和聚苯乙烯泡沫塑料板、泡沫玻璃块材等材料保温阶段。目前, 又逐渐推广使用重量轻、抗压强度高、整体性能好、施工方便的现喷硬质聚氨酯泡沫塑料保温层。另外, 种植屋面、架空屋面和蓄水屋面等节能屋面构造体系也逐渐被重视和应用。地面的保温往往被人们所忽视。但是, 地面采暖技术近几年比较流行。低温地板辐射采暖技术以低温水为采暖加热媒介、塑料管为加热盘管, 预埋在混凝土垫层内, 通过辐射热量来采暖。

(2) 开发采用可再生能源利用技术和应用建筑空调系统节能技术。20世纪70年代初, 世界上出现第一次能源危机, 地源热泵技术开始受到重视, 但是由于种种因素的影响, 该技术在我国应用推广非常缓慢。20世纪90年代以后, 受到国际大环境的影响, 另外由于地源热泵技术本身所具备的节能和环保优势, 该项技术日益受到国人的重视, 越来越多的技术人员投身于此项研究。并且, 《地源热泵系统工程技术规范 (GB50366-2005) 》已于2006年1月1日起正式实施, 规范了该系统工程的施工与验收各环节的标准和依据, 确保了系统的安全可靠运行和节能效益的发挥。

太阳能是新能源和可再生能源的一种, 取之不尽、用之不竭, 对环境损害不大, 有利于生态循环, 可持续发展。我国幅员辽阔, 太阳能资源丰富, 太阳能利用技术前景广阔。在建筑节能中主要应用太阳能来采暖和供应热水, 如以太阳能集热器作为热源替代常规能源作为燃料锅炉的主动式太阳房、被动式太阳房。

目前, 我国电力供应紧张, 夏季特别明显, 有的地方采用拉闸限电措施, 已经影响了人们的生活。蓄能空调技术和变频空调技术在这种情况下逐渐被研制和应用。蓄能空调技术主要是利用工作介质状态变化过程所具有的显热蓄能技术、潜热蓄能技术和热化学蓄能技术来进行能量的储存。空调变频技术是在空调运行过程中对其进行节能控制, 通过改变频率来调整压缩机功率, 这样不但降低了开关机器损耗, 而且提高了低频运转时的能效。

(3) 对既有建筑进行节能改造, 推进建筑的节能工作。在节能标准颁布之前所建造的建筑绝大部分满足不了节能要求, 但这些建筑在相当长时期内又必须保留使用, 而这些建筑中有95%以上是高能耗建筑, 必须分批分期有计划地对其进行节能改造, 以降低其能耗, 节约社会资源。新建建筑的节能设计规范、标准比较完善、健全, 而对既有建筑进行节能改造方面的规范、标准还比较缺乏, 仅有《既有采暖居住建筑节能改造技术规程》, 改造工作还要参照新建建筑节能规范、标准来进行。对既有建筑要有重点地进行节能改造, 节能潜力大的大型公共建筑优先改造, 不但可以提高节能改造的效率, 还可以作为示范工程, 为后续工程的改造提供案例。对既有建筑进行节能改造主要是对其墙体、门窗和屋面进行改造, 同时还要采取措施对建筑周围的小环境进行改造, 合理布局建筑物, 改善区域风环境, 有效缓解热岛效应, 降低区域温度, 从而达到高效节能效果。

另外, 还要注意提高用能效率的节能改造。提高采暖用能效率, 用钢制散热器代替铸铁散热器, 对供热管网及供热计量进行改造, 采用管道保温技术, 以减少制热、供热和用热过程中热量的损失。更换节能产品, 淘汰能耗高的产品, 如把白炽灯更换为高效节能照明灯具、更换节水坐便器等, 购买有国家节能标识的电器产品。

经验告诉我们, 建筑能否实现节能, 其运行阶段的节能效果非常关键。节能设计、节能施工固然重要, 若运行阶段管理不到位, 如围护结构损坏、冷 (热) 桥滋生、调控失常等, 就会出现“节能建筑不节能、能耗建筑更能耗”的现象。这就要求我们在重视建筑节能设计、节能施工的同时, 还要重视建筑的运行节能。为掌握和控制一座建筑的实际能耗, 建筑能耗统计、监测、检查和公示制度应逐步建立和完善, 并逐步建立不同气候区域、不同建筑类型、不同建筑规模的建筑能耗定额, 形成建筑能耗评价指标体系。积极实施建筑能效标识工作, 采取行政奖励措施和媒体公示等手段以推动建筑节能工作, 提高节能意识, 采取建筑运行节能措施, 以便建筑节能工作收到实效。

摘要：世界正面临着环境危机和能源危机, 如何控制能源用量, 提高用能效率, 开发可再生能源和新能源, 走可持续发展的道路是当务之急。能源是人类赖以生存和发展的物质基础, 随着世界经济的发展, 能源的消耗越来越多, 节能工作已迫在眉睫, 建筑节能是重中之重。

关键词：建筑,能耗,节能,途径

参考文献

[1]张雄, 张永娟.建筑节能技术与节能材料[M.北京:化学工业出版社, 2009 (5) .

[2]中国建筑节能协会.中国建筑节能现状与发展报告[M].北京:中国建筑工业出版社, 2012 (3) .

城市住宅建筑能耗模拟研究第7篇

根据我国建筑节能第三阶段的节能要求, 山东省制订了《山东省居住建筑节能设计标准》, 于2006年6月1日起正式实施。新建扩建居住建筑工程设计必须达到《标准》规定。《标准》对居住建筑围护结构的热工性能提出了更高的要求, 与普通非节能建筑相比, 节能建筑外围护结构保温隔热性能更强, 节能建筑要求热工性能更好的外围护结构和保温性能更好的建筑材料, 通过改变围护结构的保温隔热性能可以很大程度上降低住宅建筑的能耗。

合理的住宅建筑既要保证房间舒适性又要保证节能。本文以济南某居住建筑为研究对象, 采用清华大学针对住宅建筑研发的全年8 7 6 0 h逐时能耗模拟软件DeST-h对其建筑能耗进行动态模拟, 并与普通非节能建筑进行对比, 分析节能建筑的节能效果。

1. 模型

本文以济南某小区一住宅楼为模型, 该建筑为砖混多层单元式建筑, 共6层, 3个单元, 一梯两户, 户型相同, 共36户, 层高2.8m, 南北朝向。建筑面积为2708.34m2, 体形系数为0.34。建筑模型的平面示意图和外轮廓图分别如图1和图2所示。建筑围护结构的具体构造和热工参数如表1和表2所示。

2. 模拟计算

2.1 济南气象数据

建筑能耗很大程度上依赖于气候条件, 气象参数是影响建筑室内热环境和采暖空调能耗的一个主要因素。本文模拟计算所采用的气象数据是由M e d p h a软件生成的全年逐时气象数据。M e d p h a是利用实测气象数据通过随机算法模拟计算生成全年8 7 6 0 h逐时气象数据的气象模型, 是D e S T软件的一个独立模块。图3给出了D e S T-h软件的济南逐日气象数据。

2.2 计算模式

建筑能耗模拟所需要的输入计算参数主要有内部热扰状况、室内环境控制参数、空调模式、通风模式等。住宅建筑按照房间功能主要有起居室、卧室、厨房、洗手间等, 房间功能不同其内部人员、灯光、设备和系统就不同, 这在很大程度上影响房间负荷。本文计算参数基本上参照《山东省居住建筑节能设计标准》进行设置。在此基础上, 用DeST-h软件对节能建筑围护结构节能效果进行模拟分析, 并与非节能普通设计方案进行对比。

2.2.1 内部热扰

卧室最大人数为2, 起居室最大人数为3人;卧室照明最大功率为3 W/m 2, 起居室照明最大功率为6 W/m 2;卧室设备最大功率为6.7 W/m2, 起居室设备最大功率为9.3 W/m2。

2.2.2 室内环境控制参数

夏季:26℃, 相对湿度:≤8 0%;冬季:18℃, 相对湿度:≥3 0%。

2.2.3 空调模式

本文选取的模型为住宅建筑, 住宅楼内采用普通家用空气源热泵空调器, 冬季采暖 (本文讨论的建筑无集中供暖) 、夏季制冷。起居室、卧室周末全开, 工作日起居室1 8:0 0-24:00开, 卧室22:00-次日6:00开启。空调控制温度设定:1 8~2 6℃。按照《房间空气调节器能源效率限定值及节能评价值》GB12021.3的相关规定, 空调器制冷额定能效比取2.7, 采暖额定能效比取1.9。

2.2.4 通风模式

空调器采暖和制冷时换气次数1次/小时, 满足基本卫生要求;过渡季节住宅建筑采用自然通风满足室内热舒适要求和空气卫生要求, 换气次数0.5~5次/小时。

3. 模拟结果和分析

本文选用冬季建筑物耗热量、夏季建筑物耗冷量指标对建筑物热工性能及建筑热环境进行综合分析评价, 以指导建筑节能工作的开展。

3.1 夏季空调能耗

本文选用建筑模型的建筑空调面积为1978.13m2。经过DeST-h全年8760h动态模拟后, 得到节能建筑与普通建筑夏季能耗对比, 见表3。

从表3可以看出, 节能建筑的空调能耗低于普通建筑。

3.2 冬季采暖能耗

模拟计算给出建筑物冬季耗能对比情况, 见表4。

从以上模拟计算结果可看出, 在山东济南地区对居住建筑来说, 节能建筑的采暖能耗远低于普通建筑, 这是因为节能建筑有保温性能很好的围护结构, 这表明建筑围护结构设计是建筑节能设计方案中重要的研究领域。

4. 结论

综合以上分析, 可得出以下结论: