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高层建筑电气工程供配电系统设计

   日期:2019-06-12     来源:互联网    浏览:1    

  本文通过分析建筑节能涵义,从建筑屋面、外墙、外部能源利用等方面对节能建筑中的设计环节进行论述。

  一、全面建筑节能的涵义

  全面的建筑节能,就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。

  全面的建筑节能是一项系统工程,必须由政府主导,由国家立法,对建筑节能做出全面的、明确的政策规定;必须由相关部门按照国家的节能政策,制定全面的建筑节能标准;必须由设计、施工、各级监督管理部门、开发商、运行管理部门、用户等各个环节,按照国家的节能政策和节能标准的规定,全面地、严格地采取节能措施,使每一位公民真正树立起全面的建筑节能观,将建筑节能真正落到实处。

  二、建筑设计中的节能措施

  1、建筑外遮阳与建筑节能设计

  采取对新老建筑进行附加外遮阳的措施可使空调的高峰负荷大大削减下来。户外遮阳在欧洲等地已经有了三十多年的发展历史,在我国明清故宫内,寝宫也都设有可调节的遮阳板,可是当前所谓的时尚和新潮让人们忘却了祖先留下的宝贵经验和最基本的生活常识。国际经验表明,夏季建筑节能最简单有效且性价比最好的方法就是使用外窗遮阳。因为通过建筑外窗的热量中,占窗面积80%左右的玻璃得热是第一位,把遮阳做好则夏季节能可以达到50%以上。通过建筑能耗计算表明,如果室内挂上浅色布窗帘而不采用外遮阳时,太阳辐射造成的空调负荷至少为采取垂直式外遮阳手段后的1倍,这是因为太阳能已经进入室内了,而加上外遮阳时负荷会降低75%~85%。试验表明,使用外遮阳后原来运行4匹空调的房子只需不到2匹的空调就可保证舒适度。可调节的外遮阳,还可灵活地解决建筑冬季与夏季对太阳需求不同的矛盾。

  2、建筑屋面与建筑节能设计

  提高围护结构的保温性能是降低建筑能耗的关键。屋顶作为一种建筑物外围护结构所造成的室内外温差传热耗热量,大于任何一面外墙或地面的耗热量。因此,提高屋面的保温隔热性能,对提高抵抗夏季室外热作用的能力尤其重要,这也是减少空调耗能,改善室内热环境的一个重要措施。在多层建筑围护结构中,屋顶所占面积较小,能耗约占总能耗的8%~10%。因此,加强屋顶保温节能对建筑造价影响不大,节能效益却很明显。

  (1)屋面绿化的保温隔热性能

  当平屋面上的找坡层平均厚100mm,再加上覆土厚度为80nn的屋面,其传热系数K<1.5W/m2?K,若覆土厚度大于200mm时,其传热系数K<1.0W/m2?K。夏季绿化屋面与普通隔热屋面比较,表面温度平均要低6.3℃ ,屋面下的室内温度相比要低2.6℃。因此,屋顶绿化作为夏季隔热有着显著效果,可以节省大量空调用电量。

  (2)蓄水屋面的隔热性能

  在相同的条件下,蓄水屋面比非蓄水屋面使屋顶内表面的温度输出和热流响应要降低得更多,且受室外扰动的干扰较小,具有很好的隔热和节能效果。对于蓄水屋面,由于一般是在混凝土刚性防水层上蓄水,既可利用水层隔热降温,又改善了混凝土的使用条件:避免了直接曝晒和冰雪雨水引起的急剧伸缩:长期浸泡在水中有利于混凝土后期强度的增长;又由于混凝土有的成分在水中继续水化产生湿涨,因而水中的混凝土有更好的防渗水性能。同时蓄水的蒸发和流动能及时地将热量带走,减缓了整个屋面的温度变化;另外,由于在屋面上蓄上一定厚度的水,增大了整个屋面的热阻和温度的衰减倍数,从而降低了屋面内表面的最高温度。经实测,深蓄水屋面的顶层住户的夏日温度比普通屋面要低2℃~5℃。因此,由于上述优点,蓄水屋面现在已经被大面积推广。

  3、住宅外墙与建筑节能设计

  墙体是住宅的主体部分,是建筑室内外热交换的主要介质,建筑节能50%,其中就有约25%是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。使用节能外墙与使用普通外墙室内温度相差可达l0度,所以墙体的设计是不容忽略的一个方面。外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外,还应考虑选用保温隔热性能好的墙体材料,对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位应加设保温隔热层。目前,常用的几种外墙材料中,保温隔热性能较好的是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。复合墙体中绝热材料主要有岩棉、矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、聚苯乙稀、加气混凝土等。复合墙体保温隔热宜选用外墙外保温。外保温是连续外包的,有效隔断具有热桥作用的混凝土梁、柱等,而产生“断桥”作用,达到预期的节能降耗效果。

  此外,减少建筑物体型系数,也就是减少建筑物外表面积,减少外围护结构面积,减少建筑形体的凹凸,也是节能的有效措施之一。体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。因此,体形系数越小对建筑节能越有利,也就是说,在其他条件相同的情况下,宽的建筑比窄的好,高的比矮的好,外表整齐的比外表凸凹变化的好。为得到合理的有利节能的建筑体形,体形系数一般应控制在O.3以内,住宅进深应扩大到l0m以上,而长度则以55m为宜。从热传递方面分析,通常建筑物实墙的阳角内侧气流较通风口处差且散热面相对比较大,所以交角处内表面的温度远比主体内表面温度低。同时由于具有热桥作用的框架柱或构造柱常设在此处,所以一般交角处是建筑物耗能量较大的部位。如果建筑物没计成圆柱形,则外墙棱角少,外表面积也小,有利于减少能量的消耗。所以外表面整齐的建筑比外表面凸凹变化的建筑要节能。

  4、外部绿色能源与建筑节能设计

  充分利用环境做好建筑节能的整体设计须从以下两方面着手:

  首先,建筑应有一个合理的选址和适宜的外部环境。一个合理的选址和适宜的外部环境对建筑的节能具有事半功倍的效果。如古代的选址就讲究“左右有山辅弼,前有环水,后有镇山”的山清水秀的环境,就是因为如此环境其气候、土质、地形条件很符合人类的居住环境要求。但是目前,随着现代人口的不断膨胀与土地资源匮乏的矛盾不断激化之后,能选择到像古代要求的舒适环境已经是很难了!但我们可以通过外部设计来改善既有的环境。如在建筑物周围布置树木、植被、水面等来改善建筑的小环境。

  其次,建筑应有一个因地制宜的规划和良好的体型。对建筑的体型、形体组合、平面布局进行合理的规划和设计对建筑的节能也有很大的影响。研究发现良好的形体组合与平面布局可形成局部的风压差、引入舒适的季风、防止建筑物相互污染等作用;而不同的气候环境选择不同的体型,可有效地解决建筑的通风、防热、抗风沙等问题。

 
 
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