节能优化设计十篇

节能优化设计篇1

关键词：建筑工程；建筑设计；节能设计；设计优化

中图分类号：TU198文献标识码： A

引言：面临能源危机和环境危机，世界各国提出了控制矿物能源用量的增长，提高用能效率，开发新能源和可再生能源，保护环境的目标，走可持续发展的道路。因此，建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势，也是当代建筑科学技术的一个新生长点。而在我国，建筑能耗浪费相当严重，原因也是多方面的，如技术落后，设计不科学，管理不当，缺乏节能意识等。因而建筑节能势在必行。所谓建筑节能，就是在保证居室热舒适环境条件下，通过技术进步、合理利用、科学管理和经济结构合理化等途径，采用新型保温材料，把居住建筑在长期使用中的能耗降下来。

一、建筑节能设计的新概念

（一）建筑节能设计并不是一个单独和孤立的设计过程，对建筑节能设计的认识要从建筑设计的整个过程出发。建筑节能优化设计研究的一个重要内容就是对传统建筑设计过程进行分析，寻求有利于建筑节能设计的改进。以建筑围护结构的设计模式为例，传统的围护结构设计是一种序贯模式，也就是当一项工种完成后再开始下一项工种。事实上，有利于建筑节能设计的围护结构设计是一种存在先后顺序的交错模式。

（二）必须从系统全局优化的角度来认识建筑节能优化设计。由于建筑耗能的过程涉及多个子系统以及建筑设计的方方面面，因此建筑节能设计的对象就不能仅仅停留在围护结构的热工性能或者空调系统。为建筑提供各种能源需求的能源系统、空调及自控系统、建筑采光系统以及建筑内外的空气流动状况都与建筑节能设计有着千丝万缕的关系。在建筑节能优化设计的过程中，如何在考虑各子系统之间相互关联的基础上，实现总体的全局优化是问题的关键。

二、建筑节能设计的现状

自从我国实行改革开放政策以来，国家整体经济建设得到显著提高，人们生活水平的提升和建筑行业的快速发展，导致我国能源的使用量明显加大，虽然我国相继出台一些制度政策调控能源的浪费问题，但是由于执行力度不够。个人节约意识不强等因素影响，造成我国节能减排仍然处于初期阶段的现象，有效地减少建筑能耗和污染物的排放，实现能源有效利用，是我国经济增长的根本保障，通过对影响建筑节能设计的因素以及在建筑设计中存在的问题进行简要分析，我国如何通过有效的方法手段保障建筑设计中节能设计的实现，从而实现能源的节约，环境的保护，为我国发展成为资源节约型可持续发展的国家提供有力的保障。

三、影响我国建筑节能设计中的因素

（一）使用传统建筑材料。在建筑中材料的选择是影响建筑物能否体现节能效果最直接因素。过去我国建筑行业在进行施工时不注重材料的选择，部分墙体中大量采用实心粘土砖，并且在窗门上也采用传统密封性差的合金窗和单层玻璃，不仅生产能耗高，而且建筑本身的保温效果不好，这些因素都直接影响着我国建筑行业节能设计的执行，造成能源一定程度上的耗损浪费。

（二）使用传统建筑材料。在建筑中材料的选择是影响建筑物能否体现节能效果最直接因素。过去我国建筑行业在进行施工时不注重材料的选择，部分墙体中大量采用实心粘土砖，并且在窗门上也采用传统密封性差的合金窗和单层玻璃，不仅生产能耗高，而且建筑本身的保温效果不好。这些因素都直接影响着我国建筑行业节能设计的执行，造成能源一定程度上的耗损浪费。

四、加强建筑构造节能设计

（一）屋面节能。

屋面作为护结构的一部分，它的保温隔热也是不可或缺的。我们可以采用高效保温材料作为屋面的保温层，也可采用架空型保温屋面或倒置式屋面等方式来达到提高屋面保温隔热性能的目的。屋面节能措施的要点，其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大；其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在，高效保温材料已经开始应用于屋面，一些建筑的屋面保温，采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法，就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品，不仅适用于具有平面的屋面，也可用于带有曲面的屋面，其保温工程更可显示出它的优越性。

（二）墙体节能。墙体是建筑护结构的主体，我们可以采用保温性能好、蓄热能力强及强度较低的砌块墙体，如加气混凝土砌块。也可以采用复合墙体的形式，如内保温复合墙体、外保温复合墙体、夹芯复合墙体等。但内保温复合墙体由于热桥对保温的影响较大，国家已经开始限制使用内保温复合墙体使用。而且从长远来看，外墙外保温的效果明显高于内保温。由于复合墙体能满足围护结构各种功能的要求，因此这种采用高效保温材料与砖砌的复合墙体，有着更多的优越性。

（三）门窗的节能技术措施。门窗是建筑能耗最多的位置!在建筑设计过程中，根据实际情况，合理设计穿墙比例，控制门窗的占用面积!同时，在有太阳辐射的区域设计相应的遮阳设施或反射墙面，采用双层玻璃等材料对太阳辐射热进行适当的防护!在设计时也应注意选用新型具有节能效果的门窗，在提高门窗采光的同时不会造成热能的耗损，并且在一定程度上提高了门窗的气密性。

（四）节能建筑规划设计。在进行建筑节能规划设计过程时，应合理规划建筑朝向和平面形状!同时根据建筑功能要求和当地的气候参数，在进行总体规划和单体设计时，科学合理地确定空间布局"外观体型"间距"层高，在建筑材料选择时应注重节能型材料!并且根据实际情况合理规划空间布局以及有效地对系数进行控制，从而保证建筑外维护结构的保温隔热等热工特性及对建筑周围环境绿化设计，实现建筑物能源最低化消耗，减少无用废物的排放，充分发挥建筑物节能效果!这样能够有效地实现当代建筑整体资源的整合以及资源的有效利用，降低不必要的经济成本损失。

五、节能设计的优化和可再生能源利用

在住宅建筑节能设计中，科研创新是基础，规范制定是标准，节能设计是关键，节能材料及施工质量是保障。建筑节能是一个系统工程，只有将系统中的各个子系统优化集成定量分析，才能将系统节能最优化。目前建筑节能的方式方法很多，不同气候、不同经济发展水平地区建筑节能方法不一样，所以我国住宅建筑节能应走一条适合我国国情的可持续发展节能的道路。住宅节能要建立在数据量化基础上，节能设计的优化最重要在于系统节能数据的优化。住宅节能应充分考虑建筑节能的易操作性，使用的简捷性，维护的简便性，使用的长期性，保障投入产出比的最大化。住宅节能应从规划、单体设计、建筑构造等方面出发，将建筑与建筑节能设计一体化统筹考虑，制定出切实可行量化标准，综合选出优秀节能方案。

结束语：

建筑节能设计应是建筑设计的重要组成部分，不应将其割裂开来。在优化建筑设计的同时，应不断优化建筑节能设计，使两者能协调一致，在保障住宅居住舒适性的基础上，加大可再生能源利用，大力实施推广综合节能计算机辅助评价系统的开发和运用，用科学量化手段评价节能效果，促使建筑节能朝可持续方向发展。

参考文献：

[1] 任俊. 居住建筑节能设计计算与评价方法研究[D].西安建筑科技大学,2004.

节能优化设计篇2

首先，智能建筑是现代化科学技术的产物，计算机技术、建筑技术、通信技术以及控制技术等都是其重要的技术基础，作为一个新型现代化楼宇，智能建筑旨在为住户提供一个健康、舒适、环保的环境空间。建筑电气的高效智能化节能需要技术的优化革新，我国建筑电气智能化节能是决定智能化建筑发展的有力技术支撑。虽然在建筑电气工程中许多新型能源已经得到了应用，但是实际的应用过程中尚且存在一些问题，新性能能源的应用处于摸索阶段，目前我国智能化建筑电气能耗现状并不乐观。电气能耗是目前智能化建筑的主要支撑，据相关调查显示，建筑能耗占我国所有行业能耗的较大比重，电气能耗位居所有能耗的首位。我国对于建筑节能的研究尚处于起步阶段，许多设计方面的标准尚未实现规范化，因此智能化建筑电气的节能优化设计是十分必要的。第二，科学的建筑电气节能优化是未来建筑电气节能技术的攻关方向，这也是我国电气工程行业技术要突破的重中之重。我国国民经济处于迅速发展阶段，农业、工业等的生产规模日渐庞大，需要大量的能源消耗，建筑消耗也在呈逐年上升的趋势，降低能源消耗成为人们所关心的问题。节能减排是全民关注的热点话题，能源过度消耗随之而来的是环境污染问题，环境污染给人们的正常生活和身体健康带来严重威胁，因此加强对能化建筑电气节能优化设计研究，有助于减少环境污染，是造福后代的重要举措。

二、智能化建筑电气节能技术现状及存在的主要问题

虽然我国在智能化建筑电气节能方面取得了一定的成效，但是智能化建筑节能技术还没有得到普遍的应用，与国外发达国家相比，还存在一定的差距。对于电气节能设计缺乏统一的标准规范。此外，相关设计人员对设计理念的认识不够全面，对节能优化环节没有做到客观的分析和综合把握。我国建筑电气节能技术存在诸多的不完善因素，存在问题主要有以下几点：

1、我国自动化、智能化电气设备研究、开发水平有限

目前的智能化建筑电气节能技术的实际应用所取得的成果没有达到预期效果。电气节能优化设计中的质量安全监督存在漏洞，电气工程师对技术的应用缺乏实践论证，导致其在建筑电气的应用不具备较强的实用性。而且在设备的使用过程中，电气设备的智能化和自动化水平有限，加之缺乏必要的附加设施，导致电气节能优化设计方案在实施中遇到诸多阻碍，其节能效果得不到充分的发挥。

2、控制方式、照明光源等选择不合理控制方式以及照明光源的设计

直接关系着能耗的大小，照明耗电量占整个建筑耗电量的较大比重，而目前我国的智能建筑的控制方式以及照明光源等的设计不尽合理，不利于电气节能系统的发展。

3、智能建筑的通风与设计不合理

智能建筑通风与设计不当会导致建筑内的空调冷量过高，而且不利于机械排风和室内的通风换气而形成冷负荷，使得空调的冷负荷增大。

4、设计过程中缺乏科学的协调统筹

我国的智能化建筑电气节能体系缺乏必要的统筹规划设计，智能化建筑节能设计中，协调统筹工作没有落实到位，致使控制制度存在诸多漏洞，增加了能耗，使得节能体系运行效率低下。

三、智能化建筑电气节能优化设计措施

1、设计时需遵循一定的准则

首先，电气节能优化设计应在确保建筑自身基本功能实现的基础上实施，充分考虑可能影响建筑功能的所有因素，如照明需要、运输通道的畅通、娱乐设施的正常运转等，保证人们的正常生活不受影响，为人们提供完整的服务。第二，电气节能优化设计要在符合实际经济效益的前提下进行。权衡高效节能与投资之间的关系，选择合适的节能方式和设备材料，优化资源配置。第三，在保证节能方案可行的前提下，最大限度减少能源损耗。分析建筑物的实际情况来采取相应的节能方式，避免无用耗能方式的出现，如变压器的损耗以及传输电缆线路上的耗能，不能发挥功用，却造成能源的损失。第四，节能优化设计需考虑环境因素。电气节能优化设计要坚持可持续发展理念，提高能源利用率，以实现综合效益最大化。

2、加强供配电系统节能优化策略研究

在充分掌握建筑用电设施功率以及负荷容量等信息的基础上，合理配置供电节能设备，首先从变压器负载情况入手，在符合成本要求的前提下，合理分配负载，选择适当的变压器，确保其与驱动负载能力相匹配。其次，可通过选择电阻率值相对较低的导线的方法减少电能损耗，进行线路布局时，尽量避免弯路线路，以减小导线的长度。

3、加强对建筑内照明系统的节能研究

建筑内照明设备的照明时间、照明方式、设备功耗、建筑面积等都是影响照明耗电量的主要影响因素，所以可以从照明设备选择、照明时间分配、建筑设计、照明系统的设计等方面进行研究，实现最大化的节能供电。

4、加强对建筑内电梯、空调以及供水系统的节能研究

建筑内电梯型号、功率等的选择对建筑电气能耗有较大影响，选择与电梯型号和功率相匹配的电机驱动。空调系统的节能应考虑环保型的水源热泵式空调，降低污染，且运行效率较高。使用空调时设定合理的工作模式，减少能量损耗。设计供水系统时，考虑供水系统的负压作用，尽量选择无负压作用的设备，提高水质净化度，又有利于环保。

5、提高对可再生资源的开发与利用

电能是不可再生资源，所以要加强对风能、太阳能、热能等可再生资源的开发利用，将这些新型可再生资源利用到建筑电气中去，减少电能的功耗。此外，选择新型节能环保材料作为建筑电气设计装修材料，提高节能效果。

四、结束语

节能优化设计篇3

关键词：智能化建筑；电气设计；电气节能；优化设计；节能水平；安全性能 文献标识码：A

中图分类号：TU855 文章编号：1009-2374（2017）01-0118-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.057

随着我国经济社会的快速发展及城市化进程的不断加快，我国各行各业都取得了长足的发展，尤其是建筑业，一直保持着高速发展的良好态势。智能化建筑是建筑业未来的主要发展方向，随着人们节能环保意识的不断提高，越来越多的人开始关注智能化建筑电气节能优化设计问题。在智能化建筑电气设计中，落实节能环保理念，提高建筑的节能水平及安全性能，将有利于推动建筑业的良性发展。

1 智能化建筑的概述

智能化建筑与传统建筑相比有很大的区别，主要是融入了现代智能技术及计算机技术，通过利用这些先进的技术手段来进行建筑管理，并对公共安全系统进行优化组合。智能化建筑的发展与科技进步密切相关，这种建筑形式在我国发展时间不长，但发展速度很快，在现阶段，仍然是以学习借鉴国外先进技术为主，在具体应用过程中还存在一些问题，比如系统运行不稳定、操作复杂等，因此我们有必要对智能化建筑的一些技术及管理问题进行深入研究，尤其是在电气节能优化设计方面，对保障智能化建筑的安全稳定运行非常有益。

2 智能化建筑气的概述

计算机技术及智能化技术的快速发展，从根本上改变了传统建筑业的发展模式，智能化建筑开始逐渐取代传统建筑，成为建筑业的主要发展方向，并对我们的生活产生深刻影响。在智能化建筑中，电气系统的优化设计非常关键。区别于传统建筑业的电气系统，智能化建筑中能够利用智能系统来对建筑设备进行监控，对各种电气设备的运行状态进行调整，对电气系统的能耗进行在线监测与评估，通过调整系列参数来对电气设备进行控制，以实现节能效果，并保障电气系统运行安全稳定。智能化建筑的智能控制系统能最大程度地发挥出电气设备的节能功效，从而避免资源浪费，保障建筑安全。简单而言，智能化建筑类似于是由各种智能设备构建而成的一个智能网络，智能化建筑的电气系统是整个网络的重要组成部分，通过利用智能化技术及计算机技术来实现对电气系统进行在线监测与控制，以此来保障建筑安全，并实现节能环保的目的。

3 智能化建筑电气的节能现状

我国智能化建筑经过近些年的发展虽然取得了很大的进步，但在节能优化设计方面仍然存在不少问题，主要表现在变压器选择不当、照明光源选择不当、电气监控设备运行不合理、通风系统设计存在缺陷、辅助设施安装不到位及缺乏全面的质量安全监督等方面，这些问题对智能化建筑的安全稳定运行产生了很大影响，造成建筑电气设计难以达到预期设计目标，在一定程度上阻碍了智能化建筑的发展。

变压器选择不当的根本原因是在对智能化建筑进行电气设计时没有准确计算用电负荷或是用电数据统计不完全，导致变压器选择过大，造成变压器的运行效率低下。照明光源选择不当主要是由于照明制度设计不规范造成的，这将会导致能源浪费。目前，在一些大型公共建筑中，电气监控设备通常都是24小时不间断运行，相比普通建筑，这类智能化建筑的用电量会超出30%，造成电力资源浪费。大型智能化公共建筑存在的问题是比较多的，一些单位出于自身利益的考虑，在这类建筑中没有安装在线检测及监控设备，导致智能化系统功能不完善，影响了建筑电气的节能效果。通风系统设计存在缺陷主要表现为在一些智能化建筑中，由于设计不合理导致空调冷量超出标准，一些中央空调的运行制度不合理，智能通风不畅，空调冷耗量过大等。辅助设施安装不到位主要体现在供暖通风系统以及给排水系统方面，相关统计数据表明，如果供暖系统设备及给排水系统设备运行方式设计不合理，将会导致能耗大幅度增加，严重影响节能效果。在质量监督方面，由于当前我国智能化建筑还处在初级发展阶段，缺乏完善的质量监督制度，也缺乏有针对性的监督措施，再加上设计人员的综合素质有待提高，因此，这也在一定程度上影响了智能化建筑电气节能优化设计的水平。由此可知，对智能化建筑电气进行节能优化设计是很有必要的，其目的就是为了提高电能使用效率，避免资源浪费，保障建筑运行安全。

4 智能化建筑电气节能优化设计的原则

对智能化建筑电气系统进行节能优化设计的目的就是为了减少建筑电气设备的能源消耗，在实现节能环保目的的同时，为人们提供良好的生活和工作环境，满足人们的日常需求。建筑电气设计人员应从建筑电气设备布局、用电负荷核算、建筑电气设备特点等方面进行综合考虑，通过研究制定出科学合理的优化节能方案，保障电气设备安全可靠运行，并实现节能环保的目的。因此，从整体上来说，智能化建筑电气节能优化设计应遵循以下原则：首先，要保障建筑安全，保障人们能够正常使用建筑并能够得到良好的服务；其次，设计人员在设计过程中，要充分考虑节能运行的成本，通过选择合理的节能方式及选择恰当的设备及材料，来进行成本控制；最后，智能化建筑的运行系统应充分考虑各种节能因素，尽最大可能地降低能源消耗，通过选择合理的节能手段，来实现节能环保目的，提高能源使用效率。

5 智能化建筑电气节能优化设计方法分析

5.1 优化供电系统

供电系统是智能化建筑电气系统的关键，在进行电气节能优化设计时首先就要考虑对供电系统进行优化设计。对智能建筑供电系统进行优化设计主要考虑两个因素：一是各种用电设备如何进行布局；二是各种用电设备都有什么样的特点。具体而言，设计人员应根据实际情况，从供配电布线、用电电压、用电设备功率、负荷容量及用电设备布局等方面进行综合考虑。首先，是要选择最为合适的供配电节能设备，从源头上减少能源消耗；其次，由于在供电系统中变压器的电能损耗较大，设计人员应重点考虑变压器负载问题，应在尽量降低成本的情况下，选择与驱动负载能力相互匹配的变压器，合理分配变压器的负载，以此来减少电能消耗。设计人员在对供电系统进行优化设计的过程中，必须要考虑到满足用户的日常用电需求，保障供电系统稳定运行，在此基础上选择能源消耗最少的节能设备以及最为合适的变压器，尽最大可能地降低能源消耗，实现节能目的。

5.2 对供水、空调以及通风电气进行优化

除了供电系统以外，智能化建筑的通风系统、供水系统以及空调系统都是设计人员重点考虑的能够降低能耗的地方，建筑设计人员在进行电气节能优化设计时，应根据实际需求，合理选择风机、水泵及空调等各种用电设备。通风系统在智能化建筑中是非重要的，而风机通常都是大功率的耗能设备，设计人员应根据实际需要，选择经济实用的风机，这样就不仅保障了智能化建筑中有良好的空气环境，又能实现节能目标。供水系统在智能化建筑中的重要性是不言而喻的，设计人员应选择那些既节能环保又能够净化水质的设备，这样不仅可以满足用户的用水需求，还能够实现节能目的，通常情况下应选择无压供水装置。空调系统是智能化建筑中电能消耗量较大的系统，设计人员在选择空调设备时要充分考虑各种因素，尽量选择那些节能环保、零排放的空调，在现阶段，一般情况都选择水源热泵空调，这种空调相比其他空调更为节能。

5.3 优化照明系统

在智能化建筑中，照明系统的能耗很大，而照明系统是具有最大节能优化空间的系统。由于灯具的型号和种类非常多，设计人员应根据实际需求，在控制运行成本的情况下，选择那些能够节约电量的智能化灯具，选择能够减少能源浪费的声控开关。另外，在设计智能化建筑的过程中，工程设计人员应充分考虑采光情况，尽可能地多利用自然光，这样不仅可以提高建筑物室内的自然照明程度，提高自然光的利用效率，还能够减少能源消耗。

5.4 充分利用其他再生资源

考虑利用再生资源是进行建筑电气节能优化设计的一个重要方面。目前，能够利用的再生资源主要为太阳能和风能，因此，在进行电气节能优化设计时，应在建筑物中增加能够利用太阳能和风能的设备，减少那些能耗较高的用电设备，提高再生资源的利用效率。智能建筑的室内装宜采用各种节能产品，而建筑物的外墙也应多采用节能材料，这样不仅实现了节能环保的目的，也能够提高建筑物的质量，为用户提供更好的生活及工作环境。

5.5 提升工程系统的控制水平

除了优化供电系统、供水系统、通风系统、空调系统、照明系统以及充分利用可再生资源外，智能建筑电气节能优化设计的另外一个方面就是要提高建筑工程系统的控制水平。智能化建筑设的智能控制能力是体现其设计水平的一个重要标志，通过利用工程系统来对空气温度、湿度、风力、风速等进行自动调节，不仅能为用户提供舒适、方便的生活环境，还能够实现节能的目的。除此之外，通过利用工程控制系统，对各种用电设备进行监控，并对其运行参数进行调节，使各种用电设备都维持在最优的运行状态，这样不仅能够保障用电设备安全稳定运行，也能够最大程度地降低能源损耗。智能化建筑电气的节能优化设计是非常复杂的，涉及到很多方面的内容，设计人员应充分考虑各种因素，通过深入研究，来制定最为合理的设计方案，不断提高工程系统的控制水平，最终实现节能环保的目的。

6 结语

当前，我国正大力建设两型社会，随着人们节能环保理念的不断提升，人们对建筑电气节能优化设计必将会更加关注。智能化建筑是建筑业未来的主要发展方向，因橹悄芑建筑融入了现代科技，能为人们提供更加舒适、更加方便的生活环境和工作环境。对智能建筑电气进行节能优化设计是一项非常重要的工作，不仅能够提高智能化建筑的设计水平，也能够提高能源使用效率，实现节能环保的目标。智能化建筑电气设计人员应不断提高自身的节能环保意识，在工作过程中落实节能环保理念，在为人们设计出舒适便利的建筑的同时，推动我国建筑业健康可持续发展。

参考文献

[1] 程爱娟.智能化建筑电气节能优化设计探索[J].建筑

知识，2016，（9）.

[2] 苏莹.基于智能化建筑电气节能优化设计的分析[J].

建筑・建材・装饰，2015，（18）.

[3] 马建垒.我国建筑电气节能的有效途径分析[J].科技

风，2014，（3）.

[4] 何泳滨.实现建筑电气节能的多元措施刍议[J].城市

建筑，2014，（6）.

[5] 谭立刚.建筑智能化过程中的电气节能研究[J].科技

节能优化设计篇4

【关键词】 建筑设计 节能 优化

引言

随着人类科技水平的飞速发展，世界各地的资源和能源正在以几何式的消耗速度增长。特别是步入21世纪以来，这种消耗速度更是惊人。因此，节能减排便成为每一个国家的一项基本国策。我国作为一个发展中大国，在全面推进国家现代化建设的过程当中，各项资源能源消耗都处于世界前列，而人均能源指标却极度贫乏。巨大的反差迫使我国需要更加注意资源节约，发展可持续能源建设。

建筑节能作为节能优化体系的一个分支，具有深入的发展潜力。我国当前的房地产业飞速发展，每年建成的房屋面积已经超过世界所有国家，居世界首位。而建筑资源在生产和使用过程当中的消耗量却占到了世界消耗量的一半。我国当前在建筑节能方面的巨大发展潜力急切的需要我们进行深入细致的研究。

1 具体措施

建筑节能是一项非常复杂的系统性工程，需要我们从各个方面来具体分析。总的节能原则趋势是要发展在技术方面可行、经济方面合理、社会和资源环境方面可以承受的新方法、新工艺、新措施。而建筑位置、朝向、外窗选择、房屋顶面铺设、墙体维护结构等方面都对建筑节能有着深刻的联系。下面将从三个方面来简要分析一下建筑设计当中的节能措施。

1.1 建筑位置以及朝向的节能优化设计措施

太阳能作为当今时代最具发展潜力的清洁能源，具有高能量、无污染等诸多优点。每年地球可以接受太阳辐射的能量都超过了70亿KW，如何将这些能量应用到日常生活当中，对节能减排具有十分重要的意义。对建筑设计而言，不同的位置和朝向设计，将会直接影响到太阳能的吸收和散热问题。特别是对处于寒冷地区的建筑设计而言，建筑物的位置和朝向设计，要结合当地的太阳照射情况，根据天文观测统计的太阳高度角绘制出当地的日影响图，据此来计算出每日的太阳照射时间。建筑物的位置和朝向设计朝南时，为了吸收更多的太阳光能，开窗面积要足够的大。而朝北设计时，开窗面积需要足够的小，以尽可能减少太阳能的散热损失。只有通过扩大采热面积、减小散热损失，我们才能保持建筑房屋具有合理的居住温度。

1.2 建筑顶面的节能优化设计措施

建筑物顶面所占面积大、吸热能力强，因此做好建筑顶面的节能优化设计具有十分重要的意义。当前建筑物顶面节能优化的主要方法有屋面绿化、屋面蓄水、屋面倒置等多种设计方案。通过在建筑物顶面铺设绿色植物，可以有效降低室内温度，缓解城市热岛效应，并且绿色环保，是一种非常有发展潜力的节能方法。而屋面倒置是将保温层设置在防水层的上。它与传统的设计理念不同，将保温目标放在了首要位置，可以大大减少能量吸收，并且有效降低室内温度。此外，将传统的深暗色屋面用非金属浅暗色材料代替，可以提高大约35%的反射率，这种新型的设计方法称之为浅色坡屋面。

1.3 建筑墙体维护结构的节能优化设计措施

在建筑耗能当中，建筑物墙体外侧维护结构的耗能是最大的，超过了整体能耗的四分之一。而建筑物的行体结构与能耗损失密切相关。体形系数越大，它所反射、损失的能耗也就越高。数学研究表明，在同等面积条件下圆的周长最短。根据这个原理，我们可以将建筑体形设计成圆形或者椭圆形，降低建筑物的外表面积，以此来减少建筑物的能耗损失。戴高乐机场、伦敦大饭店等知名建筑物都是采取这种设计，并取得了很好的节能效果。

维护建筑物的墙体结构属于填充材料，我们可以通过采用质量轻便、保温效果良好的新型建筑材料，来达到保温、隔热、降低建筑负荷的作用。通过研究表明，保温层设置在墙体外侧具有更优良的节能效果。同时注意，保温材料不宜选用聚苯乙烯泡沫板、岩棉板等材料。因为这些材料的寿命较短，虽然保温效果良好，但寿命期和建筑物的寿命期不匹配，因此需要经常更换建筑保温材料，造成资源浪费。

1.4 建筑与太阳能一体化设计

建筑设计与太阳能一体化设计的重点和特点是要将无污染、高能量的太阳能应用到建筑设计的每一个环节当中。将建筑、太阳能、设计艺术完美的融合在一起，使得太阳能和建筑物合二为一，达到相互结合充分利用的目的。它可以减少传统房屋顶面的覆盖层设计材料使用，在降低投资成本的同时还挺高了经济效益，实现了双赢的目标。

在建筑供暖系统的设计方案当中，我们可以将太阳能系统考虑进去，将传统的供暖系统和太阳能系统合理优化搭配，以减少能源消耗，提高太阳能的利用率。在植物培养基地建筑设计当中，更是需要将太阳能采集、输送、管理系统应用到植物培养的各个环节当中。在降低能源消耗的同时，还促进了植物的生长发育，因此是一种非常实用的能源应用技术。

2 结语

建设资源节约型、环境友好型社会是我国在21世纪的社会发展目标。建筑节能优化设计作为节能减排的一个重要方向，它的提出是一项利国利民的福利政策，其功在当代、利在千秋。本文所提出的一些建筑节能优化设计建议也仅仅是一些浅要的、宏观方面的设计方法。而建筑节能作为一个复杂的系统性工程，还涉及到其他一些诸如管理、投资、新型节能技术研发等方面的内容。我们只有将节能理念贯彻到建设、投资、生产、使用的每一个环节当中，才能真正实现可持续能源的充分利用。同时也可以促进建筑行业设计水平的发展，提高社会生态环境，实现社会和技术的双重飞跃。

参考文献

[1] 国外新型建筑材料的技术进展和经济效益，《加速发展新型建筑材料及其政策和效益的研究》，软科学课题编写组，1986年6月

[2] 师全忠， 新型高纤维多彩涂料，建材工业信息，1995年4期

节能优化设计篇5

[关键词]暖通空调；节能减排；优化设计

中图分类号：TU831 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0123-01

0.引言

随着经济的不断发展，人们对于生活质量的要求也在不断提升。作为可持续发展理念下的重要发展方式，节能减排的作用也被进一步地放大。暖通空调的使用保障了人们舒适的生活环境，但是与此同时造成的能源消耗也是非常严重的。在这种形势下如何做好节能减排工作是未来城市发展的关键。

1.现阶段暖通空调设计方面的问题

暖通空调系统种类繁多，但是基本原理都是相通的。其常见的种类型有：分散式供冷或供暖、热泵系统、热回收系统和蓄冷。另外还有：空气一水系统、全空气系统和全水系统。但是从其问题的产生来看，由于原理基本类似，产生问题的方面也存在着共通之处。笔者根据自身的工作经验，作出了如下总结。

1.1 设计模式不合理

设计阶段是工程开展的基础阶段，同时也是保障暖通空调工程质量的重要阶段。如果在这一环节中无法将节能减排的理念真正深入，而是过度注重外观，没有考虑实际性能，那么在环保作用方面也会相应降低，无法起到节约的作用[1]。

1.2 施工环节的问题

在施工环节中如果没有重视节能减排，那么生产和施工环节的不匹配也会导致各类问题的产生。例如违规设计等，不仅带来了严重的安全隐患，也不利于整体质量的提升。

2.节能减排设计的具体要求

2.1 高技术要求

由于暖通空调节能设计对技术的要求比较高，为了能保障节能效果，就需要在高技术要求的基础上找到最大的耗能点，从而进行针对性的优化和完善。

2.2 灵活性

灵活性指的是节能减排的优化设计需要考虑到各种因素的影响[2]。例如环境、设计方案等都会成为动态的影响因素。而设计环节本身也是一个多工作融合交流的过程，因此室内节能减排优化设计需要考虑到可能产生的问题。

2.3 保障空气质量

保障空气质量是室内设计的关键。因为暖通空调不仅要保障通风量，还需要考虑到空气质量。因此室内空气设备的合理设计也能实现能减排。因此这需要施工方进行良好的设计和规划。例如参考当地的自然环境进行调节后，才能针对性地开发出最适合的一种暖通空调模式。

3.如何进行优化设计

3.1 高性能冷媒介

高性能冷媒介的使用是一项新技术。传统冷媒是在冷冻空调系统中用以传递热能，产生冷冻效果的工作流体。虽然这种材料因为对环境的破坏程度比较大，尤其是对于臭氧层的破坏，已经被很多地区禁止使用，但是如果能够在此基础上探究出更有效的冷媒介，势必也会更加符合环境的需求。例如在天气炎热的夏季，如果室内温度调节平稳，那么冷气的实际需求也会降低，冷媒的使用也会减少。

3.2 运行方式的变化

主要指的是暖通空调运行的方式变化。随着人们环保意识的不断增强，也随着技术水平的提升，各种各样的技术已经逐渐地被广泛使用，并为人类所服务。其中变频技术就是一项重要的技术，让暖通空调可以根据人们的实际需求进行灵活调整[3]。这一技术对于节能减排的意义非常显著。因为暖通空调一旦具有变频功能，那么在实际运行中的功率消耗会有明显降低，起到了节约能源的作用。

3.3 提升控制系统的稳定性

在对暖通空调系统确定其参数设计的过程中，一定要科学分析室内外温度，这样才能方便最佳取值的确定。节能设计工作的重要参数主要有三个，即：室内湿度、室内温度及新风量。暖通空调的整体控制系统对于空调运行的作用是非常关键的。而对于暖通空调的运行来说，需要重点考虑的内容就是热量的损耗和热量的输出，两者之间的比例能否出于一个稳定的状态。因此对于控制系统的优化和改进就显得非常必要[4]。例如在暖通空调运行过程中会有无用功产生的耗能，因此提升控制系统的稳定性有助于减少这些不必要的损耗，从而起到节约的作用，才能把握设备运行工况，并对设备在运行时可能会出现的问题进行有效防治。

3.4 新能源的合理使用

新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源在近年来已经逐渐地进入各类工程项目当中，并发挥着重要的作用。例如太阳能供热系统的使用就可以有效降低暖通空调对于传统电力供热的严重依赖。且新能源有一个显著的特点，就是不会对环境产生严重的影响。这类能源可再生、很多都可以循环使用，是一种清洁能源，因此对于暖通空调运行环境的改善也是至关重要的。

4.结语

通过研究可以看到，随着时代的发展，暖通空调必然会给人们的生活提供更加重要的便利。合理设计创造舒适的室内环境而同时尽可能减少对室外环境的负面影响，是高层建筑暖通空调设计中必须解决的问题。为了提升人们的生活质量，就需要更好的暖通空调系统来作为保障。作为设计施工方，也需要充分考虑到优化设计的作用和重要性，从而实现低碳设计、环保设计，促进环境友好型社会的形成，伴随着可持续理念的不断深入，为城市发展提供重要哦对技术保障。

参考文献

[1] 孙晓伟.暖通空调的节能减排优化设计[J].工业b，2015，10（01）：261-261.

[2] 陆银松.关于暖通空调中的节能减排优化设计的探讨[J].工程技术：全文版，2015，02（12）：00325-00325.

节能优化设计篇6

关键词：建筑能耗；室内舒适度；神经网络；多目标优化

随着生活水准的提高，建筑节能、建筑舒适度及健康居住已成为未来建筑设计的重要话题[1]。我国东北部地区的1～3月份与世界同纬度地区相比的平均气温要低20℃左右，黄河中下游一带普遍低15℃左右，长江以南一带平均低10℃左右，东南沿海地区低5℃左右；而7～9月份的平均气温，绝大部分地区比世界同纬度地区要高出5℃左右，再考虑我国大部分东部地区的夏天、冬天的湿度较高[2]，出现长时间的夏天闷热，潮凉局势。在建筑使用过程中，为维持内环境舒适度，对空调有非常高的需求，会产生大量能耗。在我国大力推行绿色建筑的政策背景下，如在建筑方案决策初期就为设计者提供一系列的基本参考标准，将节省节能建筑设计的时间成本。

1建筑能耗及舒适度模型的建立

1.1能耗模型影响建筑能耗的因素复杂，如建筑物外墙、外窗及屋顶的传热系数、建筑布局、窗墙比、建筑物的体形系数、朝向及光照等。从报道的文献资料来看，建筑能耗计算通常采用三种方法：基于热力学定律、基于人工神经网络及集成计算平台[3]。一些集成化的计算平台也为建筑设计的能耗计算提供了有效的方法，如Energyplus、DeST和DOE-2，其中Energyplus作为一种开放的全能耗模拟分析软件，其功能强大，已在建筑节能设计领域产生了充分的认可度。1.2人工神经网络的建筑能耗及舒适度模型构想，BP神经网络模型的训练样本数据可由Energyplus软件工具进行多次模拟获得。文章住宅建筑能耗和室内舒适度的BP神经网络模型为一个三层的BP神经网络，输入层节点个数为21，选择隐层节点个数为25，输出层节点数为2。21个输入的设计参数的选择范围如表1所示。通过Energyplus软件工具对上述21个输入参数在输入范围内进行反复计算，产生250组样本数据，其中200组用来训练3层的BP网络模型，50组用来对训练的神经网络进行检验。1.3模型的训练及校验按输入参数的上、下限范围，用Energyplus软件工具进行全能耗的分析处理，产生覆盖面广泛的300组数据作为BP神经网络的样本数据。设置BP神经网络的学习率为0.5，训练的误差精度为0.01，最大迭代数为1000。考虑输入参数的量纲影响，为了提高模型的预测准确度和收敛速度，在进行网络训练与测试之前，需要对所有的样本数据进行归一化处理，如公式（1）所示：（1）使用已处理好的数据分别对传统的BP网络进行训练和测试。对BP网络的输出结果，再进行反归一化处理，如公式（2）所示：（2）从训练的结果来看：建筑能耗的模拟值和预测值吻合较好，训练的平均绝对精度为1.7kWh/m2，平均相对精度为1.21%；室内舒适度的平均绝对精度为0.35，平均相对精度为0.82%。然后，用训练后的BP网络对50组样本测试数据进行预测。当运用BP网络对数据进行预测时，得出网络的预测精度较高，对建筑能耗预测的平均绝对误差为2.25，相对误差为1.61%，对舒适度检验的平均绝对误差为0.46，相对误差为1.08%。从以上结果得出，用测试样本来检验训练后的网络模型，预测结果是比较理想的。

2建筑节能和舒适度的多目标优化方法

2.1NSGA-II多目标优化方法多目标优化获得的是被优化目标的非劣解集。NSGA-II操作的主要思想为：首先按二进制或实数等进行编码，生成一定的初始种群，对初始种群进行基本的交叉变异遗传操作，产生了子代种群，将父子两代种群合并，进行快速的非支配排序、精英保留和拥挤度排序操作[4]；然后选择前沿中的前若干个个体进入下一父代中，继续以上循环操作，直至达到最大循环代数。基本的算法流程如下：①随机产生初始种群0P，对0P作复制、交叉、变异操作，产生子代种群0Q，令t=0；②对父代及子代种群进行合并操作，即ttt=QPR，对tR进行快速非支配排序，生成非劣前沿n,,,FFF21；③对非劣前沿进行拥挤度排挤和精英保留选择操作，选择N个个体，组成新一代种群t+1P；④对新种群t+1P进行复制、交叉、变异操作，生成种群t+1Q；⑤如果达到终止条件，则退出；否则tt+=1，返回执行②；程序结束最后所得的非劣前沿n,,,FFF21即为所需要的多目标解集。2.2NSGA-II的优化应用以矩形平面布局的建筑类型为设计对象，将NSGA-II用于建筑的能耗和室内的舒适度的双目标优化设计，优化目标函数描述如公式（3）所示：

3优化设计应用

根据NSGA-II的优化设计结果，本研究结合具体案例，以平面布局为矩形的民用住宅为典型设计案例，设计中固定了一部分参数，来验证优化结果的合理性，如：建筑方位为南向，建筑面积为100m2，建筑层数为5层，层高为3.0m，建筑来流方向风速为均匀分布，来流风速大小为2.0m/s，方向与建筑法线方向平行，设备功率为25W/m2，照明密度为9W/m2，保暖温度为18℃，制冷温度为26℃，锅炉效率为0.89。当建筑的东、西、北向窗墙比从约0.38增大到约0.62时，建筑的能耗从约142.2kWh/m2增大到约142.7kWh/m2，而室内的舒适度约从42.6%减少到42.2%，尤其以南向的窗墙比变化比较明显，建筑能耗从约142.2kWh/m2增大到约155.4kWh/m2，而室内的舒适度约从42.6%减少到40.8%；当外窗传热系数发生变化时，对建筑节能和室内舒适的影响不明显；随着外墙传热系数的不断增大，从3.02W/m2k变化到3.52W/m2k时，建筑能耗变化不明显，而舒适度随之减少，而屋顶传热系数对于建筑能耗的影响显得比较敏感。

4结束语

实现低能耗和高舒适度是节能建筑的目标。文章通过选择对建筑能耗和舒适度密切相关的若干个设计参数，选择了一典型的南向矩形平面民用建筑为案例，借助EnergyPlus全能耗模拟分析软件，生成了250组覆盖广泛的样本数据，用BP神经网络对样本数据进行学习训练，从而建立了建筑能耗和室内舒适度的模型，并用所建的BP网络对建筑能耗和室内舒适度进行了检验，50组样本数据对能耗检验的平均绝对误差达2.25，相对误差达1.61%，对舒适度检验的平均绝对误差达0.46，相对误差达1.08%。在今后的研究中，如果能更进一步对影响建筑能耗、舒适度的因素进行挖掘，建立更加完善的样本数据，完善神经网络模型。

参考文献：

[1]李明浩,李华东.可持续性主题下的绿色建筑战略[J].建筑学报,2003,(2):16-17.

[2]王俊懿.寒冷地区建筑的节能设计分析[J].科学导报,2015,(7).

[3]王明阳.基于绿色理念的建筑规划节能设计研究[J].住宅与房地产,2015,(19):58.

节能优化设计篇7

关键词：节能设计优化存在问题技术措施

中图分类号： TE08文献标识码： A

建筑设计同环境保护、节能是紧密相连、密不可分的，我们要不断发展、优化建筑设计，使其为建设建筑提供良好的蓝图，在设计优化中采用一些技术，并且通过这些技术措施，使建筑物达到内外的能量平衡，将对环境的保护起到非常重要的作用。建筑设计优化的目的是为了更好地提高人类居住环境的质量，同时也是为了更好地使建筑物融入到自然界中，对自然环境的破坏也降到最低，努力使自然界达到平衡。所以在设计中，应充分考虑利用自然界中的可再生资源，对这些可再生资源充分加以利用，提高这些可再生能源的利用率，逐步取代传统的高能耗的设施，优化建筑设计参数，使建筑物能更好地为我们服务，满足人类日益高涨的居住要求，对于一些高能耗的设施坚决进行淘汰，转而采取一些更为先进的环保设施来为建筑物服务。

一 当前我国建筑节能设计存在的问题

1 建筑节能的意义认识不够

能源是人类赖以生存和发展的基本条件，随着世界性的能源短缺，节能问题已经上升到战略高度。近几年来，经济的飞速发展，能源的紧张形势在我国尤为严峻，已经成为可持续发展的瓶颈，威胁到国家的稳定和安全。而建筑节能占全国总能耗的比例已经达到1/3以上，数量巨大，浪费惊人，所以积极推进建筑节能，对于促进能源节约和合理利用，缓解我国能源供应与经济社会可持续发展的矛盾，有着举足轻重的作用，也是保障国家能源安全、保护环境，提高人民群众生活质量，贯彻落实科学发展观的一项重要举措。

2 建筑施工图中建筑节能设计存在的几方面问题

（1）施工图中建筑节能专项说明不完整

节能专篇应是一个完整的篇章。少数设计单位节能专篇设计简单，不能完全反映建筑节能的相关技术要求。节能专篇应包括：设计依据；当地建筑设计有关指标参数；当地采暖建筑各部分围护结构传热系数限值及设计值；当地建筑对门窗、气密性的要求；当地围护结构传热系数的修正系数N值；本工程有关的节能计算参数及公式；节能设计表格；结论及建议。

(2) 节能构造在建筑节能设计说明中不够具体

某些工程外墙同时采用两种以上的外装饰材料时，关于外墙保温构造仅在节能设计登记表中说明某材料及厚度是不能完全表达清楚的；采暖与非采暖空间之间的隔墙、楼板的保温设计说明不明确；公共建筑外窗因朝向不同其传热系数的要求不同。当建筑物的窗墙面积比大于0.4时，外窗的窗框材型、玻璃类型、中空形式都有特殊要求，不能在节能登记表中一概而论。

（3）节点详图绘制不完整，说明表达不清楚

在计算窗墙面积比时，玻璃幕墙后部的梁、柱、窗栏墙等实体应按外墙的传热系数限制的要求做保温处理，而设计施工图很少做说明交代；对于详图中的阳台、凸窗、空调外机搁板、女儿墙、挑檐、外门窗洞口周边侧墙等部位，保温构造做法说明表达不清。

（4）对于玻璃幕墙、金属及石材幕墙、玻璃采光顶等做二次设计的内容时，对其节能设计如传热系数、气密性指标未做明确说明。

（5）建筑设计说明中的建筑做法与建筑节能专篇中各项做法相矛盾，使施工单位无法施工。对于一些细节设计，如：外窗和透明幕墙气密性等方面的要求，外门窗框与门窗洞口之间的缝隙、外门窗洞口周围的外侧墙面、外墙外挑构件、阳台、不采暖楼梯间单元门、层间楼板等部位均应表达完整，不可漏掉，正是这些细节的完善才保证节能设计的建筑的质量。

二 建筑节能设计采取的技术措施

（1）建筑物的室外部分，尤其是建筑物的外立面，应该抛弃传统的做法，转而采取增加保温层的做法，对建筑进行节能控制。同时对于外窗等，淘汰原来的单层玻璃，采取更为先进环保的双层中空玻璃，或者是断桥铝合金等，使得建筑物更加节能环保。同时还应该在设计中尽可能地减少飘窗的使用，减少一些较大窗户的设置，外窗的设计应在满足日照的前提条件下，尽可能地不选用大窗户，从而减少能源的浪费，达到节能、环保的目的。在建筑物的外立面整体效果中，尽可能不使用霓虹灯，避免造成光污染，也避免造成电能的浪费。另外，可同时在外墙面上采取挂设绿色植物的方式，以达到冬暖夏凉的作用，还可减少暴风骤雨对墙面的侵害，起到节能环保的作用。在建筑物外立面颜色的选用上，应首先选取颜色较浅的。

通过这一系列的措施，最终都可以使建筑物达到保温的功效，同时也可大大地降低空调的使用率，减少二氧化碳的排放，减少对自然环境的破坏。

（2）建筑物室内方面应分清主要和次要，对于人们长时间所处的环境，所采取的节能环保措施就更加重要了。随着现代社会的发展，竞争压力的增大，现今人们的生活重心逐步转移到了卧室，所以如何能将卧室布置在通风和日照均为最佳的位置，充分利用自然界的各种资源，将对建筑物所需的能耗产生直接的影响。因此，室内户型设计的布置尤为关键，应在建筑条件允许的情况下逐步淘汰室内布置不合理的户型，通过各种技术参数的对比，重新布置户型、优化户型，最大限度地利用阳光，在照明、采暖方面尽可能地降低对自然界的破坏。

（3）在我国北方地区，冬季建筑物如何采暖一直是可以优化设计的方面。由于传统暖气片采暖方式本身的局限性，加之一些家庭在装修时为了美观，刻意地对暖气片采取遮盖，这样采暖效果就会大大降低。如果采用更为先进的地暖供热，就可以解决上述问题，更好地节约能源。如果一些旧的建筑物无法改变采暖方式，仍然采用传统的暖气片，则应尽可能地将暖气片全部在外，最大限度地发挥其散热性；为了视觉上更为雅观，建议采用一些艺术造型的暖气片，这样既满足了节能的需要，也美化了室内的居住环境。

（4）在日常照明方面，在满足室内居住环境的前提下，不建议采用照度大的灯具，应根据房屋的实际使用情况采用照度适中的灯具，建议选用更为节能环保的 LED 灯；对于一些公共建筑，建议采用较为先进的 LED 灯；对于一些走廊、卫生间等不很重要的场所，采取声控加光控的感应器控制灯具，更好地节约能源。

（5）在室内的用水方面，建议采取节能型的设备。建筑物在条件允许的情况下尽可能地采取太阳能，舍弃传统的电热水器，从而避免水资源的浪费以及电能的浪费。对于一些公共建筑，在使用水资源方面，对用水量较大的场所应提倡使用中水，如冲洗卫生间等，这样就可以大大地减少水资源的浪费。只有从多个方面严格做起，从自我节约做起，从设计理念优化做起，提高思想认识，通过对建筑物的优化设计，才能达到环保节能的目的。

结语：

在当今社会，节能环保的意识已越来越深入每一位居民的思想中，人们也越来越愿意为节能环保事业贡献自己的一份力量。笔者认为，只有在高举节能环保的旗帜、坚持贯彻落实节能环保的思想下所进行的建筑设计活动，才能使人与自然达到充分的和谐，才能更好地保护我们的居住环境，才能更好地实现资源的可持续利用。同时，只有坚持对建筑节能设计进行不断的更新、探讨、研究，不断地总结经验教训，不断地提高思想意识，长此以往地完善设计，才能在提高建筑物居住舒适度的同时将建筑物对环境的危害降到最低。我们的设计人员在环保节能中应充分发挥带头人的作用，不断地研究更为先进的节能设计方案，努力使人与自然更好地结合在一起，为我们国家的环保节能事业尽自己的一点力。

参考文献：

节能优化设计篇8

[关键词]供配电系统；建筑；变压器

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0195-01

一、科学合理计算优选供配电电压等级

在进行建筑电气供配电系统设计过程中，应根据建筑电气系统总用电量需求，科学合理的计算优选供配电电压等级。当建筑电气系统总用电量在250 kW及以上或配电变压器所需容量在160 kVA及以上时，设计过程中宜采用10（6）kV线路进行供电，以下则按照低压供电系统进行设计。对于单台大容量用电设备（如：给排水水泵、中央空调等）设备系统的供电电压优化节能选择时，宜根据建筑电气供电条件、电机起动控制方式、以及电机起停过程中对配电变压器的影响等因素来合理确定，通常以350 kW作为高、低压供电的设计分界点。在进行低压供电系统设计过程中，尤其对于照明负荷而言，当线路电流在40 A及以下时，宜采用220 V单相进行供电，而当线路电流大于40 A时，则宜采用380/220 V的三相供电模式。

二、电力变压器优化选型设计

1、优选节能型变压器

配电变压器种类选择，对于整个高层楼宇建筑供配电系统的节能尤为重要。配电变压器运行过程中的空载损耗（铁损）主要发生在变压器铁心叠片内部，是由于交变的磁力线经内部铁心产生磁滞及涡流进而产生损耗。优选铁心材料可以有效降低变压器空载损耗，非晶合金铁心是当前节能型变压器的主要铁心材料。另外，S11、S13、S15等型号的节能型配电变压器，其卷铁心结构改变常规S7、S9叠片式铁心结构，在很大程度上降低了磁阻，使配电变压器运行过程中的空载电流可以降低60%～80%，进而有效提高了变压器运行功率因数，减少了建筑供配电系统的线损，改善了建筑供配电系统的供电电能质量和供电可靠性，使变压器空载损耗降低20%～35%。

2、合理选择配电变压器容量与台数

从损耗、投资费用等方面进行综合考虑，为了确保设计悬着的配电变压器在使用期内能够预留适当的容量，建议变压器设计负载率在75%～85%较为合适，这样不仅可以获得较好的技术经济性，同时又能确保变压器容量能够满足后期一定程度的扩容需求，增加其使用寿命和技术经济性。

在配电变压器经济调度方案优化节能设计过程时，应结合负荷特性合理分配用电负荷、合理计算优选配电变压器容量与台数，即通过科学合理的设计方案，使配电变压器能够长时间运行在高效率情况下，有效降低变压器运行总损耗。为了降低供配电系统的电能损耗，达到最佳节能降耗效果，对于2台及以上配电变压器共同联合运行时，应根据系统负荷波动情况建立联合经济调度运行模式。2台及以上配电变压器损耗功率与负载波动间的关系为：当配电变压器负载小于或等于Sa时，则投运1台配电变压器较为节能经济；当负载大于Sa而小于Sb时，则投运2台配电变压器较为节能经济；当负载大于或等于Sb时，则投运3台配电变压器较为节能经济。也就是说在2台及以上配电变压器联络经济调度运行过程中，Sa、Sb等就称为系统经济调度运行的临界负荷。当配电负荷率低于30%时，应根据实际运行负荷需求切换到小容量变压器；当负荷率 超过80%并通过设计计算不利于经济调度运行时，则在容量选择过程中需要考虑放大一级容量来进行节能设计。当建筑电气系统运行负荷功率较为稳定时，在合理分配负荷的情况下，应尽可能减少变压器的设计台数，应优选大容量、节能型配电变压器。如建筑电气系统计算负荷在2000 kV.A左右时，宜优选2台1000 kV.A的变压器，不宜选4台500 kV.A的变压器，这样一方面便于两台变压器并联进行经济调度运行，另一方面，前者总运行损耗要比后者低，且其成本和运行经济效益较后者要优。

三、配电线路设计

耐热配线可用常用的绝缘导线或电缆穿钢管、硬质或半硬质塑料管暗敷，也可用耐热温度大于105℃的非延燃性材料绝缘的导线或电缆穿钢管或非延燃性的硬质或半硬质塑料管暗敷，且应满足其氧指数在30以上。若采用非延燃材料作护套的导线或电缆，在弱电专用竖井内敷设时，可不穿金属保护管。不同系统、不同电压、不同电流类型的线路不应共管敷设。当同一系统的不同电流类别或不同电压等级的线路置于同一配电箱内汇接时，应分别接在不同的接线端子板上，各端子板应有明显标志和隔离。建筑物内横向敷设的穿管线路，不同防火分区不应共管布线。若在公共走廊、大厅处的管线可以跨越一个防火分区。总线制信号线路可不受此限制。供电母线一般采用埋地电缆进入，楼负载较小时，可直接采用380V/220V低压母线供电。负载较大，则采用3000V～10000V高压母线供电，再通过变压器变压后配电。实验楼内负载种类多，且各种负载对电源及接地要求各不相同，设计时应考虑分路供电。照明线路中的荧光灯等一些非线性负荷，产生的谐波会影响电子设备的正常工作，应设计独立的供电回路，并且在回路内最好加设交流不间断电源，以防意外停电对设备的影响。又如实验设备用电线路、照明线路与火灾报警及消防联动系统、防盗报警系统用电线路因功能不同，应该分路供电，配电室位置应靠近用电量大的区域，以减少线路的电能损耗。

四、高层建筑供配电系统设计过程中对照明系统的节能设计

1、在对高层建筑的照明系统进行设计时应该充分借助自然光源

要实现电力资源的节约不仅仅要实现对照明系统的优化设计，还可以最大限度地利用自然光线，将自然光线与照明工具的使用结合起来。在设计时，可以将阳光引入高层建筑内，提高白天的光线使用率，也可以将光能先转化成电能，然后晚上使用储存下来的电能。高层建筑灯具可以使用太阳能灯具，可以减少电力资源的浪费。采用太阳能蓄电池技术，将白天的太阳能先储存在蓄电池内，晚上将储存的能量用于照明。

2、高层建筑要进行合理的照明方式的设计

要充分利用技术优势，实现小功率的照明方式，降低照明产生的能耗量。在设计时，可以使用反射能力比较强的饰面，将照明的范围进行限制，不同的照明范围会影响到照明的强度，所以，对于不同功能的房间，应该进行照明的合理划分，在客厅，应该采用比较强的光线，而在卧式，采用比较柔和的光线即可，既符合高层建筑的设计美学原理，又能节约电力资源。在厕所和楼梯处，可以设计智能开关，当人们发出声响时，灯具受到感应自动打开，当人们不使用灯具时，其可以自动地断电。在灯具上设计调节亮度的开关，人们可以根据自己的实际需要调节亮度，减少电力资源的浪费。

五、结语

综上，建筑供配电系统设计应综合全面考虑设计，不仅要考虑其可靠性、经济性，还要考虑安全性。高层建筑供配电系统还有许多特性，其设计还值得许多探讨研究，在设计过程中必须采取有效的对策，这对高层建筑发挥其高服务性能起着巨大的推动作用。

参考文献

节能优化设计篇9

我国在住宅建筑节能设计方面虽有所进展，但住宅建筑节能设计方面还存在很多问题。比如:建筑节能的设计方式落后单一，对于住宅建筑节能设计只涉及到对房屋护进行保温设计，对于住宅房屋的热工参数，只能依靠供货厂家提供的说明，对于可再生能源利用缺乏成果和经验等等。对于节能设计的问题我们应该理性的面对，积极的研讨解决。

2住宅建筑节能设计实现的成本

目前我国住宅建筑节能设计主要重视保温和采光材料的选择，而达到节能要求的材料很多时候价格比较高，在使用过程中因成本控制选择低廉的材料，往往会使得节能设计的理念和效果不能完全的实现。另外住宅建筑节能设计忽视了建筑施工的成本，虽然达到了节能的效果，但房屋建筑施工成本过高也不能完全符合节能住宅的要求。我国还处在住宅建筑节能发展的初期，随着住宅建筑节能市场竞争，要想在建筑行业中抢占先机，就要大力推进住宅建筑产业的发展，完善相关的节能法规和标准，国家给予相应的支持与扶持，保证节能设计得以实现。

3策略性优化住宅建筑节能的设计要点

3.1改变住宅建筑屋面的结构

住宅建筑屋面在热量传导中占有较大的比重，是造成住宅建筑内外热交换的主要结构，在住宅建筑节能设计中要策略性地提高屋面结构的保温效果，通过改变住宅建筑屋面结构，如倒置式屋面，推行屋面绿化的方式来改造屋面结构形式，建立保温层和阻断层，提高住宅建筑屋面的节能效果。此外住宅建筑屋面结构的调整还可以通过屋面角度设计、表面材料替换的方式来实现能源消耗的控制，进而实现住宅建筑节能设计的目标。

3.2创新住宅建筑围护结构的节能设计

围护结构是住宅建筑的外部结构，其能耗占比整个住宅建筑能耗的四分之一，在住宅建筑节能设计里应该控制围护结构的尺寸和面积，降低住宅建筑的周长，缩小住宅建筑围护结构的外部空间，进而控制住宅建筑的能源损失。在住宅建筑围护结构中采用新型结构，将高分子材料一填充物的形式加注于围护结构之中，降低住宅建筑的能要损失；也可以多选用轻质保温材料作为围护结构的主要材料，起到隔音、隔热、保持室内环境的效果，同时减轻对建筑物的附着和压力，控制住宅建筑的形变和裂缝，控制住宅建筑能耗过高的可能；还可以通过住宅建筑围护结构的内外设置调整实现节能，在温度低的区域可以将围护结构的保温层设计于外侧，降低墙体内产生返霜、冷凝的现象；在温度高的区域可以将围护结构的保护层设计于内侧，控制建筑物室内的温度上升。

3.3优化住宅建筑门窗的节能设计

门窗是住宅建筑重要的建筑元素，是住宅建筑的功能结构和组成部分，同时也是住宅建筑能耗发生的重要部位。门窗导热、渗透都会造成住宅建筑能耗上升。住宅建筑节能设计中应该做好：一，控制住宅建筑门窗面积，实现节能设计的效果，将门窗与墙面的比例控制在科学的范围内，降低住宅建筑室内外温度交换的面积，减少住宅建筑室内热能的损失。二，提高住宅建筑门窗的密闭设计，可以在设计中采用新材料进行门窗的密闭，例如：选用高性质泡沫材料，利用高分子材料的挤密性和密封性来降低门窗与墙体之间的缝隙，堵塞外部空气渗透的孔道；门窗材料选择中，可以选用松软、弹性大的密封胶条和泡沫封条，实现门窗材料上预防热能损失；门窗制作中采用弹压的方式，密闭玻璃和门窗之间的缝隙，起到对门窗的良好封闭效果

3.4利用太阳能实现住宅建筑节能设计目标

太阳能对于住宅建筑来讲是取之不尽的清洁能源，只要在设计中通过必要的设计就可以起到利用太阳能，达到住宅建筑节能的效果，特别在广袤的华北、西北和东北地区，促进太阳能产品达到住宅建筑节能设计的理念已经深入到住宅建筑节能设计工作的实际。新时期，在住宅建筑节能设计的细节和关键环节要突出对太阳能的深度理念，要讲求太阳能的利用效率，同时做到太阳能设施与住宅建筑能够做到和谐、统一、美观。倡导住宅建筑与太阳能设施的一体化，有机地整合建筑节能和用能目标，突破住宅建筑设计在传统形式上的结构和功能阻碍，坚定住宅建筑节能取向，在降低住宅建筑能耗，控制住宅建筑成本的同时，为节能提供新的空间、系统和结构。

4结语

节能优化设计篇10

关键词：保温节能建筑；外墙保温；

中图分类号：TE08 文献标识码：A

我国是人均资源短缺的国家，能源紧缺是制约我国经济发展的主要矛盾。城市化水平不断提高，建筑行业的不断发展，使建筑能耗成为能耗大户。据统计，在总能耗中，建筑能耗占30％～40％左右。因此建筑的节能非常重要，保温节能建筑就是建筑节能的重要体现。保温节能建筑可以改善人民生活环境质量，可以缓解我国能源紧缺压力、减低能耗、减轻环境污染。是可持续发展战略在建筑行业的重要实践课题。推广保温节能建筑将是我国发展住宅建设的一项长期国策。

一、建筑保温节能的概况

随着国家对能源与保护环境的要求不断提高，建筑节能保温技术也在不断提高。建筑物的保温节能主要分为两大类即外墙、屋顶、外窗等围护结构的节能和空调、通风设备用能设施的节能。墙体保温施工技术自二十世纪80年代中期以来，逐步应用于我国建筑工程上，其工艺水平在实践中得到了发展。外墙体的保温节能是建筑节能的重点。国内的建筑结构体系主要有框架结构、砖混结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构。由此可知建筑的主要护结构体主要分为钢筋混凝土墙体、砌块墙体两种。在建筑外墙保温设计中，最主要的是运用保温材料加强墙体抵抗风雨的能力，达到墙体保温的目的。

二、建筑中常使用的外墙保温材料及技术

目前，在建筑中常使用的墙体保温主要包括外墙内保温、外墙外保温两种方法。

外墙内保温材料及技术

即在外墙结构的内部加做保温层，达到墙体保温的目的。外墙内保温施工具有应用时间较长、施工技术及检验标准是比较完善、操作方便、技术成熟、速度快的优点，可以保证施工进度。但是内保温会多占用使用面积，使“热桥”问题不易解决，尤其在北方寒冷的冬天，容易引起墙体开裂问题，引起额外的热损失，还可能使外墙内表面结露，影响美观；且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。被广泛采用的墙体内保温技术有：抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布、增强石膏复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏等。

2、外墙外保温材料及技术

外保温适用范围广，既适用于南方需夏季隔热的空调建筑，也适用于北方需冬季采暖的建筑；外保温技术不仅适用于新建的结构工程，也适用于旧楼节能改造施工；既适用于剪力墙结构砼外墙的保温，也适用于砖混结构建筑砌体外墙的保温。是目前大力推广的一种建筑保温节能技术外保温包在主体结构的外侧，能够保护主体结构，延长建筑物的寿命。外保温墙体内构造施工工序是：外墙饰面、找平粉刷层、外保温材料、建筑围护墙体、内墙粉刷。与墙体内保温相比有其明显的优越性，既提高了墙体保温隔热性能，又增加了室内热稳定性。技术含量高，技术合理，使用同样尺寸规格、性能的保温材料，比内保温的效果好；可以增加建筑的有效空间，有效减少了建筑结构的热桥问题。用于建筑外保温的节能材料主要有：岩（矿）棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS及XPS）、玻璃棉毡、以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。这些材料的共同特点就是在表观密度都较小，材料内部都有大量的封闭孔有良好的保温隔热效果。

三、常用的外墙保温体系

1、外墙自保温体系

外墙自保温体系是指仅使用单一墙体材料本身来满足建筑墙体保温节能要求的外墙保温体系，这种墙体保温体系施工技术成熟简单。优点在于对饰面的保温材料的耐候性技术指标要求较低，施工范围小，不需另搭脚手架。外墙自保温体系的保温材料就是墙体建设材料本身，材料具有密度小的特点，保温隔热性能、耐火性好。目前我国应用较多的自保温墙体材料有混凝土多孔砖、复合墙板、加气混凝土砌块、蒸压养砖以及烧结多孔砖。

2、外墙内保温体系

外墙内保温体系把保温材料设在墙体的内侧。这种保温墙体体系施工难度不大，价格也便宜，但是内保温占用建筑使用面积，容易产生“热桥”，造成结露而使墙体出现霉斑、开裂现象，影响美观。居民进行二次装修容易破坏保温层，影响保温层的使用寿命。外墙内保温体系所用材料主要包括水泥膨胀珍珠岩板、聚苯乙烯板、保温砂浆、岩棉板、充气石膏板等，现在最常用做法是内抹保温砂浆和贴预制保温板。

3、外墙外保温体系

外墙外保温体系就是在基层墙体外面利用保温性能良好的绝热保温材料，如聚苯板，聚氨酯等作保温层或外涂保温砂浆，以此达到保温的目的，墙体的外保温与内保温相比具有良好的优越性。优点是有利于室温稳定，适用范围广，技术含量高；提高了防水功能和气密性；基本消除了“热桥”现象，较好地发挥了材料的节能保温功能；保护主体结构，延长建筑物寿命。外墙外保温体系是一种多层复合的外墙保温体系，可以提供高得多的设计灵活性和创意性以及优异的能源利用效率，能够防止潮气侵入内墙，是集保温、节能、隔音、装饰效果为一体的环保型、节能型非承重性护建筑墙体系统，可用于商业建筑和民用住宅。因此外墙外保温技术逐渐成为建筑保温节能形式的主流。主要流行的有聚苯板薄抹灰外墙保温、聚氨酯硬泡喷涂外墙外保温系统聚苯颗粒浆料外墙保温、聚苯板现浇混凝土外墙保温、等几种外保温操作方法。

4、夹芯复合保温体系

夹芯保温复合外墙是由内页墙、保温层、外页墙三层构成。优点是整体系统有效地保护了保温材料，防止外界因素对保温材料的破坏；技术较易掌握对施工季节和施工条件的要求不高；可采用传统的普通砖、混凝土空心砌块，也可采用现浇混凝土墙。 这种体系的缺点是施工工艺复杂，在墙体隔热上容易造成保温面积的不足，会产生“热桥”现象。根据构造特点不同，外墙夹芯保温可分为发泡式夹芯保温和填充式外墙夹芯保温。发泡式夹芯保温在内、外页墙中采用现场发泡工艺，使泡沫塑料充填予夹芯墙中形成保温层；填充式外墙夹芯保温是在外墙体内、外页墙之间放置保温板材形成保温层。两者的主要区别是使用的保温材料和工艺不同。保温板材料主要是是塑料布密封包装的膨胀珍珠岩保温板、加气混凝土保温扳、水泥珍珠岩保温板、岩棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板、玻璃棉板等。

四、建筑外墙保温节能技术在建筑施工中应用基本要求

建筑保温节能技术成为建筑节能技术的一个重要分支，而外墙保温技术又是建筑保温节能技术的核心部分。在建筑外墙保温工程中，应用建筑外墙外保温技术具备较大的推广和应用的意义与价值，更具备先进性、科学性、合理性。在建筑外墙保温施工过程中，首先必须构建建筑外墙的保温节能、隔热隔音、外表装饰的外墙围护结构，形成一个多功能的墙体系统，且保温层、装饰面、外墙三者之间具有安全的连接施工工艺。

在建筑施工中应用建筑外墙保温节能技术，首先必须满足以下几点基本要求：一是保温性能，为确保建筑外墙的保温性能，应根据选用的建筑外墙保温材料自身的热工性能，计算保温材料的厚度，这是确保建筑外墙保温施工工作的关键性指标，确保其余建筑节能设计标准相符；二是稳定性，必须保证保温材料与外墙墙体粘结牢固稳定；三是防水性能，必须对建筑的外保温墙体表面进行专业的防水处理，预防雨水深入墙体内部导致其内部结构的破坏，确保其具备良好的防水性能防水性能是衡量建筑外墙施工质量的重要标准之一；四是防火性能，为确保保温墙体具有良好的防火性能，当建筑物的高度超过一定标准，应对防火构造进行专业的处理，当采用易燃保温材料如聚苯乙烯板等保温材料时，应选用阻燃型的板材，达到保温与防火的统一；五是抗变性与抗击性，抗变性主要是在与保温材料相粘结结构出现正常的变形，但外墙的保温体系不会产生裂缝或脱落的性能。抗击性主要是针对建筑外墙的外保温体系而言，要充分保证保温墙体能够接受各种物品搬运过程中出现的碰撞和人员的正常走动带来的震动。

五、结语

随着时代的发展，可持续发展观深入人心，人们的节能环保意识有了较大的提升。建筑行业作为耗能大户，施工节能技术水平的提高将会缓解能源压力、提升企业核心竞争力。而且有利于形成社会、经济、生态可持续发展。外墙保温技术又是建筑保温节能技术的核心部分，因此在建筑工程施工中要注意对外墙保温节能技术的应用，以此来加强建筑保温性能，降低建筑使用能耗，达到节约能源保护环境的效果。

参考文献