时间:2023-09-06 16:54:44
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关键词:大学校园;节能设计
Abstract: The power system is an important energy to promote economic development, electrical design of university buildings comply with the design principles of austerity in the premise does not affect the normal teaching and use of the University should. Here we combine the characteristics of the university power load, open to question and explore the ways and means of university building electrical energy.
Key words: college campuses; energy efficient design
中图分类号:TU111.19+5文献标识码:A文章编号:A
引言
近几年,随着世界能源的不断使用和迅速减少,世界各国对能源和发展尤为关注。而目前国内的建筑工程,包括智能楼宇、住宅楼和校园建筑,都会更多地从舒适、安全、安逸的角度来进行电气设计,从而忽视了高校和其它建筑的电气节能方面的潜力,给校园造成了一定的浪费。其实,在校园的电气设计里有许多可以节能、减少电力成本和损耗的潜力可挖。
1.大学用电负荷的特点
(1)动力负荷少,照明灯较多
因为教研室和图书馆等校园场所长期使用照明,且电源的电压质量较差,所以照明系统的耗电量较大,灯具过热现象比较严重。
(2)高校里的实验室、机房和图书馆、多媒体活动中心等场所的中央空调长期满载运行,影响中央空调的使用寿命。
(3)高校电力系统的静负荷多,负载波动和中性点的偏离都不大,较大负荷的设备使用率低,变压器长期处于轻载状态,因此耗能损失较大。
(4)高校的电力负荷集中,负荷的中心点较多,有一部分是一级负荷。
2.高校电气设备的节能设计
2.1.高校变压器节能设计
节能减排是长期执行的国策,变压器是高校供电系统的重要设备,本身是能耗的大户,约占网损的50%以上,因此变压器的节能设计格外重要。
变压器的损耗包括铜损和铁损。铁损就是变压器的铁心损耗。铜损就是变压器的线圈损耗。其中铁损包括涡流损耗、磁滞损耗和剩余损耗。当校园的变压器空载运行时,变压器的损耗就是铁损,其大小基本等于整个校园的电力损耗。
变压器的节能设计可从以下几个方面考虑:
(1)降低变压器的材料消耗。如变压器的钢材、硅钢片和绝缘材料、变压器油等都是构成变压器所必须的材料,这些材料要消耗线路大量的电力能源,如果节省并合理选用这些材料和介质,可间接地节约能源。
(2)为减少变压器损耗,应尽量选用铜材或者采用换位导线等措施,为降低变压器的空载损耗,降低磁密,应尽量选用冷轧的硅钢片,在允许的条件下,尽量选用薄一些的硅钢片。
(3)选用节能变压器。时下的S11和S10系列变压器很好地继承了传统变压器的优点,并为节能要求而“量身打造”,它具有良好的节能特性,节能效果显著,可作为校园的总变压器。此外,在设计时,变压器的接线方式要选择合理,要尽量平衡大学校园的用电负载,注意不要让变压器的温度过高,否则都会增加变压器的损耗。
(4)再次,在设置变压器的位置时,要尽可能把变压器放在负荷的中心,这样不仅可以节省电缆,而且还会降低线路的压降,减少线路故障的机率,同时还提高了电能的质量和功率因数。
(5)最后,应选择合理的变压器容量和台数。通常变压器的容量,都是根据现场用电的总功率来确定的。变压器容量选择太小,则会使变压器满载或过载运行,减少变压器的寿命;选择太大,变压器处于轻载运行,则过于浪费电力资源。通常要留20%的余量,而校园建筑电气留10%的冗余就足够了。选择时,要充分考虑扩容的需要,如选则太小,而增加变压器进行再投资,就浪费了。因为校园里有一级负荷的存在,所以一般也要有2台及以上的变压器。并可使两台变压器并联运行,这样增加了电力系统的稳定性和安全性,从节能效果来说也大大提高了一步。
2.2.提高系统的功率因数
功率因数是反映电力系统的负荷特性的一个特征量,它与节能是密切联系的。功率因数保持并控制在较好的水平,系统的无功功率就大,电能的转化率就高。目前,提高功率因数的方法有:一是提高用户的负载率,如果有动力电气设备,比如电机,应在保证设备稳定运行和正常转速的条件下,选择少电极的电机。因为极数较少的电机起动转矩较大,起动时的电流也很大,所以机械设备会在最短的时间内达到正常运转,这样效率就会提高,节省电能的开销。也可以让电机采用变频控制,这样在电机负载很小的时候,功率因数就会提高。当负载率保持在0.7附近时,节能变压器的一次侧功率因数最高。
其二是在低压电力系统中加入电容柜,来补偿无功功率。一般来说,它的无功功率应选择在变压器的20%-30%,这样不仅功率因数提高了,而且电力系统也会保持稳定。
2.3.电力电缆的选择
电力电缆是传送电能的重要环节,在高校校园里,输电线路占总的电力投资比较大,尤其许多线路长期使用后,维护量也很大,所以电力电缆的选择尤为重要。
电缆的截面选择一般按照经济电流密度选择和持续允许电流选择。在本年负荷最大的使用小时数一样的情况,按前者选择电缆一般要比按后者选择的电力电缆的截面要大,这样对于节约金属的使用量来说很不利。比如说在校园电缆、电线的线路较长的条件下,校园的照明配电箱的计算电流是45A,选择这个配电箱的上级低压断路器的额定电流是63A(天津津低系列产品),按照持续允许电流计算确定电缆型号规格是YJV―1kV―5x16,按经济电流密度进行选择,电缆的型号是YJV―1kV~4x35+1x16,可以明显看出按经济电流密度选择的电缆截面要相对大,而且不是大一级,中间还有25平方的电缆截面,价格差的较大。
此外选择电缆时,因为现在铜电缆确实比铝电缆价格贵很多,所以也有许多学校都买铝电缆,其实从电力电缆的长期稳定运行、安全和节能方面考虑是不可取的。尤其大学校园的电缆一般不会选择太大的截面,铜电缆比铝电缆不会贵太多,所以推荐使用铜电缆。
2.4.高校照明的节能设计
照明装置本身的功率不是很高,但是它的使用率比其它动力设备要高很多,尤其大学校园的教研室和实验室在白天要一直开机,晚上也要到23点左右。而且校园里的照明设备比较多,所以在高校里照明的节能设计占的负荷比重很大,是高校建筑电气节能的又一关键环节。
一、选择合理的配电箱及其设备
目前,市面上有节能型的照明配电箱,虽然价格比一般配电箱贵些,但是基于长远使用的考虑,还是选择节能型的照明配电箱为宜。另外要进行严格周密的计算,确定出准确的照明回路和断路器型号,回路的预留要合理,断路器的容量选择不能偏离较大(因为灯具都是静负荷,启动的冲击电流很小,所以断路器选择余量越小越好),断路器在选型上也优先选用节能型的。
二、合理选择光源
光源选择优先选取高效能光源,因为它的发光效率比普通照明灯高出很多,节约了大量的电能。
对于高校的卫生间和楼梯间应选取节能效果较好的吸顶灯为宜,此类的灯具功率偏低,但是可以满足卫生间和楼梯间对照明的需要,为高校节约了电能。对于高校的图书馆可以选用紧凑型的荧光灯,它的光通量高,光线集中,适合图书馆实际的需要,不仅满足阅读的需要,而且减少了照明的安装。
在高校机房、教研室及实验室等需要集中照明的部门,宜选用细管径,直管状的荧光灯,这样不仅满足了要求,又节约大量的电能,因此在高校校园,这种灯具得到大量的使用。
对于高校的路灯,因为大学的校园面积比较大,路灯又经常在电压偏高的状态下使用,所以可对其进行集中的控制,可以在控制柜装设一种“智能式的路灯控制器”,这样可以把路灯的电压控制在正常的范围内,而且经过控制器的控制,可以实现自动开闭路灯,这样节能效果显著,避免了不必要的浪费,还提高了灯具的使用寿命。
结束语:综上分析,高校的电气节能的重点是变压器的选型、照明灯具的选配和功率因数的控制,对于以上三个方面的节能还有很多潜力可挖,需要进行周密的设计和针对的方法。
参考文献:
[1].潘龙.建筑电气设计中的节能探索.[J].建筑电气2009(02)
[2].何首贤.供配电技术.[J].中国水利水电出版社,2005
新建建筑围护结构的变化是建筑节能的核心内容,其节能效果主要依靠改善并提高围护结构的保温隔热性能来实现.建筑围护结构节能主要包括墙体、门窗、屋面、楼地面等部位采取保温隔热措施,这些保温隔热措施的采用有利于建筑主体结构保护、新型绿色建材的推广以及工程质量的提高.
1.1墙体节能
墙体是建筑护结构的主体,其所采用材料和砌筑型式直接影响着建筑物的耗热量.由于单一材料的墙体往往难以同时满足较高的保温隔热功能,尤其是寒冷和严寒地区,因而可以在单一材料墙体的基础上增设一层有保温功能的材料组成复合墙体,通常墙体保温材料有聚苯乙烯硬质泡沫塑料、玻化微珠、聚苯乙烯保温颗粒等等.另外,可以通过墙面的垂直绿化以及色彩的不同,降低墙面太阳辐射和较高的吸收太阳辐射,而且还美化环境.
1.2门窗节能
由于高校建筑的使用学生数众多,为满足自然的日照、采光、通风等要求的前提下,设计的门窗洞口尺寸均较大,以致于门窗是能耗散失的最薄弱的部位.户门和阳台门应结合防火以及防盗的要求,在门的空腹内填放15~18mm厚玻璃棉板或岩棉板.窗户节能技术主要从减少渗透、传热和太阳辐射三个方面采取措施.如使用新型的、密封性良好的塑性窗框加上双层中空玻璃;门窗框与墙间的缝隙可用弹性密闭型材料和边框设灰口等密封;窗扇与窗扇之间可用密封条、压条以及高低缝等形式.
1.3屋面节能
屋面节能主要通过改善屋面的热工性能阻止热量的传递,主要节能技术有:选用密度较小、热导率较低、吸水率较小的保温材料做屋面保温层,如采用膨胀珍珠岩保温芯板代替常规的水泥珍珠岩或沥青珍珠岩;采用架空、蓄水、种植或铺贴绝热反射膜等方式做屋面的隔热层;在屋面构造形式上采用目前发达国家流行的倒置保温做法,即将保温层置于屋面防水层之上,改变传统的把无机多孔材料(如膨胀珍珠岩、炉焦渣)置于防水层与结构层之间的不利做法.
1.4楼地面节能
高校建筑主要是公共建筑,使用人数众多,显然做成木地板或类木地板是不合适的.因此,可以将楼地面保温节能做成层间楼板(底面不接触室外冷空气)和底面接触室外空气的架空或悬挑,保温层可直接设置在楼板底面;采用不采暖的地下室顶板作为首层的保温隔热,加强房间与房间的保温隔热.另外,用于楼地面节能工程的保温隔热材料,其厚度、密度、压缩强度、导热系数和阻燃性必须符合设计要求和有关标准的规定.各种保温板或保温层的厚度不得有负偏差.
1.5利用太阳能
我国太阳能资源丰富,陆地每年接受的太阳辐射能相当于2.4×1012t,大约2/3国土面积的总辐射量超过0.6MJ/m2.太阳能是可再生能源,不仅资源丰富,免费使用,而且对环境无任何污染,有着矿物能源不可比拟的优越性.高校作为引领社会发展、社会进步的重要力量,在建设节约型社会中起着不容忽视的作用,应加大对太阳能源充分利用技术的相关研究,在高校这个耗能大户里优先、全面的使用太阳能技术并积极推广,以降低整个社会对不可再生能源的需求.太阳能在建筑上的利用技术主要有被动式太阳能取暖、太阳能集热供热水、太阳能发电、主动式太阳能取暖和空调等.这里面值得一提的是太阳能空调,由于在我国的建筑终端能耗中,空调能耗占据着相当大的比例.利用太阳能制冷主要有两种途径:一是利用光电转换器实现以电制冷;二是利用太阳能集热器实现光热转换,以热制冷.具体实现太阳能制冷的系统主要有:太阳能吸附式制冷系统、太阳能吸收式制冷系统、太阳能蒸汽喷射式制冷系统、太阳能除湿式制冷系统以及太阳能蒸汽压缩式制冷系统.安徽省政府、教育厅决定在全省106所高校的教学科研场所、学生宿舍和食堂安装空调,实施“空调进高校”工程,这对于高校利用太阳能空调技术来建筑节能,无疑是一个重要的发展平台和良好的基础条件.
2新建建筑节能检测技术
2.1节能检测技术发展现状
结合我国现时国情并达到降低建筑能耗的目的,国家于2007年颁布并实施了《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411-2007),这是我国第一本关于建筑节能方面的规范和标准,全面规定了在建筑节能工程方面需要验收的项目以及建筑设计、施工中部分强制性执行的标准检测项目,为建筑节能施工提供了基础和必要的施工要求和验收标准.以后我国又陆续颁布并实施了《公共建筑节能检测标准》(JGJ/T177-2009)、《民用建筑节能设计标准》(JGJ26-95)和《居住建筑节能检测标准》(JGJ/T132-2009)等建筑工程行业标准,为新建建筑的各类节能现场检测方法标准提供了技术支持和较为科学的测试依据.目前新建建筑节能检测技术主要在建筑围护结构方面有所研究,国内外相关专家、学者也做过一些探讨和研究[3].如山东建筑大学潘雷等人对建筑围护结构的现场检测技术进行了研究,并采用数值模拟的方法计算出适用于不同保温形式围护结构的修正系数.北京中建建筑科学技术研究院费慧慧等人对新建建筑节能现场检测技术的影响因素进行了分析研究,提出了影响现场检测技术的主要因素及解决方法.山东省建设发展研究院的朱传晟总工对建筑节能现场检测技术的基本原理进行了研究,如热流计法、热箱法和红外线摄像仪法,重点对热流计法的检测技术进行了深入探讨.扬州大学杨鼎宜教授等用冷热箱法测定了稳定传热状态下混凝土空心砌块砌体的保温隔热性能等.国外对于建筑物围护结构热工性能的现场检测技术研究及报道也处于起步阶段,而且大多在实验室里完成对建筑材料的热工性能检测,相关的检测性能参数也是在稳定的状态下完成的,如日本对建筑围护结构的对流换热系数进行了测试,提出了建筑物围护结构对流换热系数和风速的关系式.
2.2新建建筑节能检测技术
2.2.1热箱法
热箱法检测技术是需要人工制造一个传热的模拟环境.具体做法可以参考如下:分别在试验试件两侧各布置一个所需温度、风速和辐射条件的热箱和一个冷箱,待试验环境条件达到稳定后,采用相应的仪器设备,分别量测冷、热箱体内壁的温度、模拟环境的空气温度、试件的表面温度以及计量箱中的输入功率,再根据物理计算相关原理和公式,计算出被测试试件的传热的性能指标,如热阻、表面换热系数等相关指标.热箱法检测测试技术适用于室外相对湿度不高于60%,室外空气平均温度不高于25℃的自然环境,且试验所用热箱的内部温度不低于室外自然最高温度8℃的情况[4].在建筑构造方面,热箱法检测技术对于门窗、楼板、外墙的传热性能指标的室内实验室检测非常有利,测试的结果一般较精确.由于需要模拟试验环境和条件的限制,此种方法不适宜用于现场施工的检测,但自然气温对实验室试验的结果影响微乎甚微,可以用实验数据作为现场施工的参考.
2.2.2热流计法
建筑耗热测定中最为常用的仪表就是热流计,也是传统的建筑能耗量测仪表,主要适用于对各种材料组成的围护结构的热工性能进行分析.使用时将其传感器埋设在绝热结构内或贴敷在绝热结构的外表面,可直接测量得到热(冷)损失值.检测时间宜选择一年中最为寒冷的月份,要求室内外自然气温差必须大于20℃的条件下才能测试,而且要求室外气温的变化起伏不是很大,测试的条件应放在至少稳定7d的人为制造室内外温差或连续采暖条件下的房间里进行,以此来保证测试数据结果的准确性和客观性.根据大量的试验数据结果显示,室内外空气温差愈大,热流计读数的误差相对愈小,计算所得之结果亦较为精确,因此此法受季节影响较大,一般需要在冬季才采用此法.
2.2.3红外热摄像仪法
红外热像技术是目前新研发的一种建筑节能检测手段,也是基于红外线技术理论以及先进的红外图像处理技术、光电子技术和红外线探测器技术的一种非接触性的、综合性的测量技术高科技产品.红外热像技术的原理是利用摄像仪对新建建筑物的围护结构的热工缺陷进行检测,分析检测得到的各种热像图来显示各种建筑构造有无热工缺陷,并对分析检测结果做比较参考,以此作为验收、修复、增强建筑节能施工措施的理论数据依据.红外热像技术既不破坏被测物体或试件的温度场,又能测量细微目标和运动中的目标[5].此法具有可利用计算机存储测量数据和处理分析,方便长期保存和几何运算;采用不同的颜色来区分并显示被测物体温度的热图像;对于温度的分辨率较高,精度可达到0.01℃;现场节能检测的红外热像仪器具有携带方便、操作简单、还可以形象、直观地显示物体表面的温度场,为简化检测程序和优化检测数据等都有很大益处.此法具有较多优点且不受季节的限制,还可以远距离测定建筑构造的热工缺陷,这必将会极大地完善和提高新建建筑节能现场检测技术,所以具有广阔的应用和开发前景.
3存在的问
题(1)检测技术和设备的不完善性.新建建筑的几种检测方法本身的不完善性给检测数据结果的真实性和客观性产生影响,因此如何针对地区气候特点和建筑能耗特征研究制定出检测精度高、快速准确的节能检测系统是一个迫切现实问题[6].(2)现场与实验室的对比检测结果差异较大.由于现场检测条件受自然气候条件、新建建筑构造自身状态、安装设备系统运行条件等众多因素的影响和制约,一般地,造成检测结果与标准理想状态偏离较大,测试结果不具有实际的指导意义.但在标准的实验室条件下,易将被检测试件的周边模拟或制造成近似热绝缘状态,对于检测试件的热工传导系数的测试结果较为准确.由此造成虽然采用的是相同的原理和方法进行检测,但是得到的检测结果却大相径庭,对成果的取用造成混乱.(3)检测方法有待统一.随着科技的不断进步和发展,建筑节能检测方法由传统的、粗略的检测技术向新型的、精确的测试方法迈进,还有一些衍生发展出来的检测技术和方法,形成了很多对有关热工传导系数的检测技术和方法标准.该如何统一规范测试条件和检测方法,建立一个比较同种项目的检测技术使用和结果的平台,建设行政主管部门以及相关高校还须对检测技术进行大力研究和发展,并根据实际情况制定节能检测的标准和规范,以保证行业的发展需要.(4)专业型建筑节能检测人才队伍匮乏.目前高校开办建筑节能检测的本科专业较少,一般都是研究生以上才有相关的研究方向,这就造成社会上的建筑节能检测行业的从业人员学历水平不高,对于专业型的人才更是缺乏.以致目前大多建筑节能检测人员由原实验室的土木工程材料实验人员转型而来,专业知识水平不高,对新型检测技术和方法知之甚少.因此,为加快建筑节能技术的应用和发展、降低新建建筑能耗量,建筑节能检测专业人才的培养将是我国未来“十三五”规划中必不可少的建设内容,也是高校培养人才类型的一个重要方面.
4结论与建议
(东北石油大学,黑龙江 大庆 163000)
摘要:从建筑的内涵及形象来看,不同风格的建筑反映特定的文化,校园建筑群在满足校园育人环境需要的同时,也能够通过校园建筑所体现的意蕴及精神来发挥其隐性建设功能.本文将从高校校园建筑的文化载体出发,就其所反映的学生居住、学习场所,以及隐性的建设功能展开论述,并从校园建筑文化品位、景观设计及历史文化上来表现建筑的亲和力,以增强学生的审美意识,提升学生的道德境界.
关键词 :大学校园;建筑文化;隐性建设;伦理意蕴
中图分类号:TU244.3;G641文献标识码:A文章编号:1673-260X(2015)05-0053-02
高校建筑工程是实现校园建设的基本场所,也是校园精神文化建设的重要载体.特别是在建筑群体布局上、校园景观设计上,其蕴藏的深刻的内涵及价值,都是一个大学整体文化的有机组成部分,也是影响师生情感和品格以及熏陶独特文化气质的一个相当微妙而现实的因素.因此,积极挖掘和探索校园建筑的隐性建设功能,并从校园建筑的基本结构,以及功能上来承载其使命,发挥其积极的角色就显得尤为重要.
1 高校校园建筑的文化内涵
一座建筑是由其内部结构及功能所呈现的,而对于建筑艺术来说,则是通过建筑物及其构筑物的综合表现来形成.一个时代的建筑与其特色是相互联系的,人类文化世界里,对建筑所蕴藏的文化内涵一直是社会物质文明和精神文明的重要内容.建筑是有文化的,其所彰显的精神特质及价值对于人的身心具有重要的塑造作用.建筑是以外部轮廓及内涵空间为统一体的,既有物质空间,又是文化载体.建筑文化是通过价值的本质特征来体现,如环境设计的文化、背景文化,以及建构的发展空间技术等,所有这些文化都是融合了社会意识形态及技术规范准则等,并通过人的思维方式及审美趣味来进行感知和反映.所以,对于建筑文化所存在的历史积累与延续,都与设计者的思想眼光息息相关.如法国学者雨果说道“人类没有任何一种重要思想不被建筑艺术写在石头上……人类全部思想,在这本大书和它的纪念碑上都有其光辉的一页”.高校校园文化建设中,对于校园建筑的文化功能既有普遍性又有特殊性.不同的环境设计所营造的建筑风格是不同的,对建筑文化所反映的意蕴也是存在差异的.当前对于校园建筑来说,如一些雕塑、纪念性雕像、以及一些碑刻等建筑构件,通常是以校园文化精神为承载体,并从中来隐喻特定的设计理念和思路,如果在校园文化及校园建筑风格的配比及搭建中注重环境的多元结合,则难以发挥建筑结构的整体性特征.因此,从建筑工程所传达的文化底蕴及建设功能上,积极地从建筑结构的布局及协调上,以象征、抽象等方式来融铸文化,并从中来体现校园的意境及意蕴.具体来说,高校建筑工程在文化及建设功能传达上,应该注重四点:一是注重整体性及历史性,尤其是校园文脉的传承;二是要注重设施的现代化及功能的合理化,能够提升便捷性;三是材料使用朴实、高雅、大方;四是充分利用自然特色,注重天人合一的哲学构思.
2 高校校园建筑工程所蕴藏的建设功能
2.1 校园建筑工程的文化功能
文化是需要传承的,对于校园建筑工程来说,既要从物质性上体现文化,又要从精神性上蕴涵文化,而对于建筑工程文化的建设功能,则是利用建筑物的使用功能,通过特定的设计手法和应用思路,在特定条件下来表现出建筑所特有的精神意象.对于建筑文化的精神性,则是建筑结构所承载的形式美,对人所产生的积极的精神情绪的改善功能,如利用建筑结构的形式美来增强校园的学习氛围,调理人的环境情绪,增强对人的情感熏陶与愉悦等.建筑工程所记载的建筑史,以及对时代文化的记录,则是通过其横向而宽广的岁月历程来表现,并在纵横交织中形成建筑工程的独特个性及审美情趣.对于校园建筑工程所蕴藏的文化性,还需要从物质环境中来渗透,依托物质环境来渗透校园的精神文化,从而达到物质性与精神性的统一.如对于某校园建筑工程来说,其独特的吸引力及表现力,能够从形式美学上给人带来精神、品格、涵养的升华,从而营造出神圣的艺术氛围.如对艺术韵律的展现,对科技文化的表达,对大学价值的传递等.这些个性鲜明的建筑物或标志物,能够从文化的感染力上发挥育人功能.如北大校院的博雅塔、未名湖、图书馆,清华大学的荷塘月色等,其精神内涵所展现的影响力已经超越了自身的物质意义.
2.2 校园建筑工程的激励功能
对于高校校园任何一项建筑工程都赋予了深刻的科技含量,并通过精神品行来传播其思想内涵.诸如大学校园里的雕塑、各主要功能建筑,镶嵌校训的建筑空间,以及文化亭廊等都是文化标识的重要载体,也是激励学生奋发向上、求真创新的有效思想动力.如浙江大学的竺可桢雕像,其对学子的激励功能增强了校园文化的积极价值.另外,对于大学校园内的体育馆、宽大的平台,超强的稳定性结构,以一种雄浑的力量来折射出建筑的刚劲与挺拔;学校内的教学了欧,蜿蜒的姿态,贯通的长廊,既要从便捷性上满足师生的学习需要,更要从建筑物所彰显的优越感、自豪感来强化师生的内心,激活师生的向上气质.
2.3 校园建筑工程的引导功能
从高校校园建设来看,校园群体建筑文化具有显著的规划特征,尤其是在群体建筑布局上,既要满足校园建筑自身的使用功能,还要能够从文化环境的构建上彰显精神氛围.面对一排排整齐的建筑群,其显著的秩序感能够激发学生对科学文化的向往,也能够从建筑群中体会到校园建筑的凝聚力和感染力,从而树立远大抱负,肩负其为祖国勇做栋梁的决心.另外,从校园建筑群的特色文化渲染上,还能够从适当的色彩及几何结构中发挥引导作用.
2.4 校园建筑工程的审美功能
建筑审美是通过建筑形式美来传递,其美感主要有建筑物的总体轮廓、建筑物内部各结构的比例、建筑物所体现的对称性及均衡性,以及建筑物外在色彩、质感及装饰性等方面.总的来看,建筑物的轮廓能够彰显建筑的总体风格,并从中来表达壮阔、华丽、宏伟及秀丽等等,并由此与周边环境构成统一的建筑景观.建筑物的美感具有正向性,积极的美感不仅可以创造美的环境,还能从建筑作品的美感上来赋予人的精神愉悦,从而打动人的内在心理,创造美的享受.这种美感对于拓宽学生的视野,增强学生的科学精神,尤其是在心智的启迪,情操的陶冶上发挥重要作用.如当前高校各建筑群在建设上赋予了时代精神,将生态建筑与环境、人文进行全面结合,以体现建筑工程的科学与人、科学与环境的和谐.
2.5 校园建筑工程的人文建设功能
人文性是大学校园建筑环境设计的重要内容,也是提升大学生道德水平的重要硬件支撑.在高校建筑工程环境设计上,人是设计的主体,也是对环境认知、审美的主体,在体现环境对人的审美意义上,环境所赋予的持久的身心感受将有助于提升学生的审美情趣,调节学生的行为举止.也就是说,校园建筑工程的人文性是满足人与建筑、人与历史、人与校园进行对话和交流的优势载体,从而促进学生的全面健康成长.
3 在推进高校建筑工程建设功能的举措和对策
3.1 注重科学规划,强化设计中的可持续发展
对于高校建筑工程在设计及规划上,应该坚持可持续发展策略,能够从建筑空间及环境保护上做到统一,既要考虑建筑结构的使用功能,还要从建筑区域整体发展上保持和谐性.如对于大学城等项目建设及规划时,要遵循科学发展观理念,对建筑工程设计进行全面科学论证,充分考虑到建筑工程的使用使命及文化精神,能够从决策上把握正确.作为区域重点建设规划项目,对于建筑群的构思与实施都要从社会发展的渐进性上加以体现,避免太宏伟的蓝图超越自身的发展实际,以造成不必要的浪费和对环境的影响.
3.2 重视校园建筑工程的使用功能,适当发挥建设功能
对于建筑工程的使用功能是首要任务,也是校园建筑工程设计的基本出发点.建筑工程与人文文化之间的关系是特殊的,既要从建筑中体现人文,又要从人文中构设建筑.对于高校建筑工程建设与设计,其使用功能是基本的,也是正确解读校园建筑工程文化意义的前提.因此,对于当前人文思想持续发展的今天,某些高校建筑规划过分强调规模及投资,在人文性不强的条件下,简单的、缺乏科学论证的建筑规划不仅带来了资源的浪费,还对其建设功能的意义带来了抑制.教学科研建筑工程是由其作用和使用价值来决定的,对于高校建筑工程发展中的功利主义倾向,如对商业性建筑设计理念应用到高校建筑规划中,使得高校建筑内在价值与外在形式缺乏一致性,不利于建筑工程所传递的思想引导意义.凸显建筑工程的地位及作用,从大学价值整体功能的发挥上,积极体现其文化功能,传承优秀历史文化.
3.3 注重对建筑环境与人文文化的和谐
人文环境是高校建筑工程设计的重要体现,也是以人为本理念在设计中的应用.对于高校建筑工程设计及建设功能的展现上,要从高校校园文化定位及发展方向上,引领师生从校园建筑工程中增强审美理解和审美表现,以达到艺术美的水准.优秀的建筑工程所折射的人文价值,好像是一部立体的诗歌,无声的绘画作品,总能给人带来持久的愉悦之美.因此,在高校建筑工程设计及文化功能赋予上,更应该从建筑学的审美思想出发,充分考虑高校自身的文化源流及特色,引入博大精神的文化内涵,采用独特的审美品质,锻造沉稳雄健的建筑艺术特色.
4 结语
现代建筑学及建筑功能学的发展,对于建筑的建设功能研究已经取得较大成就.高校校园建筑工程设计上,对于校园建设功能的体现已经越来越广泛,如自然化风格、人情化风格、形式美、色彩美、几何线条美等格局精彩纷呈,也为优化校园整体美感做出了有益尝试.同时,对于环境心理学的研究,在校园建筑工程建设功能上应用日益增多,如利用建筑工程与环境所营造的心理效应,新技术、新观念所蕴藏的健康设计理念,都将人与自然、社会实现了统一.当前高校发展正处于关键期,校园扩建工程已经成为校园经济的重要增长点,在推进高校建筑工程文化环境塑造上,要从人的作用来构设积极健康的校园建筑布局,强化校园建筑的文化心理,促进高校建筑环境的科学设计,为渲染和培育建筑文化艺术功能创造条件.
参考文献:
〔1〕潘翔.高校基建项目管理模式优选的影响因素分析[J].建筑设计管理,2009(02).
一、统一思想,高度重视
加强机关效能建设是践行“三个代表”重要思想,进一步转变机关作风,提高办事效率的迫切需要,为确保更好的履行好各项工作职能,提高机关综合工作效能,树立“创新、务实、高效、廉洁”的机关新形象。
二、着力于抓制度建设,确保效能建设取得实效
制度化、规范化建设是提高机关效能建设的基础,没有严格的制度就没有管理和行为的规范,效能建设也失去了其核心内容。加强制度建设:一是从建章立制入手。根据效能建设要求,以规范化、科学化、制度化为目标,先后制定了《城乡规划建设和住房保障局工作人员绩效考核办法》、《城乡规划建设和住房保障局档案管理制度》、《城乡规划建设和住房保障局责任追究制度》等制度,对作风效能建设的各个环节和各项工作作出详细的规定,统一了运转程序和操作规程。
三、畅通投诉渠道,切实强化效能监督
关键词:复杂高层建筑;抗震;减震消能
Abstract: with the modern the acceleration of urbanization and development of economy, the city's population is more and more. Too much of the city's population increased tension in the city land for construction, if want to let this limited land maximum value, will have to increase the height of the building. But the complex of high-rise buildings aseismic and away to has been damping performance architectural design and construction of the key. So, in this of a high-rise building seismic and away to do the following analysis shock.
Keywords: complex high-rise buildings; Seismic; Damping away can
中图分类号:[TU208.3]文献标识码:A 文章编号:
随着现代社会需求的多样化发展和城市用地的日益紧张的趋势,现代建筑的跨度和高度都在不断增加,结构也越来越复杂,这样对于抗震和消能减震的要求也就越来越高。对于一些可能发生强震的地区,其要求会更高。如何来提高建筑物的抗震和消能减震性能成为建筑是否能够安全地为人民服务的关键。
一、组合剪力墙和筒体的结构
剪力墙和筒体是高层建筑中应用最多的抗侧力构件,其抗震性能对整个建筑的安全性非常重要。钢板剪力墙结构具有较大的刚度、良好的塑性性能和变形能力、滞回特性非常稳定,非常适用于地震区的建筑。纯钢板剪力墙有着自身不可避免的缺点,比如耗钢量大、刚度小、对结构的耐久性要求高等,为此研究人员提出了组合钢板剪力墙,组合钢板剪力墙的核心抗侧力构件仍然是普通钢板,通过螺栓或者栓钉等与钢筋混凝土板连接,混凝土板侧向约束钢板,防止钢板失稳,在两者的共同作用下,钢板的抗剪承载力提高了,改善了结构的抗震能力,还可以将混凝土板视为钢板的防火保护。
双重组合剪力墙和筒体是北京工业大学研究出来的,它集剪力墙抗震承载力大和钢结构竖向桁架抗震性能好于一体。内藏钢桁架不仅制约了剪力墙和筒体裂缝的开展,而且为内力重分布和刚度衰减慢提供了有利的条件,可以说是多道抗震防线,更有利于将剪力墙和筒体抗震耗能能力墙的优势发挥得淋漓尽致。暗支撑不仅包括钢筋混凝土暗支撑,还包括型钢与钢筋混凝土组合的暗支撑,钢筋混凝土暗桁架是由剪力墙中的暗梁、暗柱与钢筋混凝土暗支撑一起构成的,实现了桁架与剪力墙的有效组合。有关研究表明:内藏钢支撑以45度到60度为最佳角度,钢管混凝土边框不能小于剪力墙的厚度,否则无法保证对墙体的约束,钢管混凝土边框架与剪力墙接触面的连接是抗震设计的关键。
二、钢管混凝土结构
钢管混凝土结构被广泛用于高层和超高层建筑中,不仅适应了现代工程结构的发展,而且高度符合现代施工技术的要求,。钢管混凝土柱可分为矩形钢管混凝土、圆钢管混凝土、以及异形钢管混凝土等。节点的连接和设计方法是矩形钢管混凝土结构抗震中的关键部分,外加强板式、内加强板式,以及贯穿加强板式是方钢管混凝土柱与钢梁的主要连接形式。同济大学研制了两种新型连接型式:这两种节点减少了现场焊接的数量,施工方便,费用低,设计方便,不仅提高了节点的延性,而且避免了钢结构中的脆性断裂,进而改善了结构的抗震性能。异形钢管混凝土柱是特殊的钢管混凝土结构,有其特殊的工程特点和独特的力学性能。异性钢管混凝土柱拥的抗侧刚度非常大,截面形状非常好地配合了建筑房间的墙体布置,有效地增加房间的使用面积,因此在钢结构高层建筑中有较好的应用和发展前景。
三、结构模型试验
当前结构非线性动力的分析水平不高,需要进一步验证高层结构弹塑性的准确性。结构模型的振动台试验是检验结构抗震性能的直接手段,在高层建筑工程的抗震审查时被广泛使用。国家重点实验室完成了40多个高层工程的振动台模型试验,包括上海世博会中国馆、广州珠江新城西塔、上海国际设计中心、广州南方电力调度大厦、南京多媒体大厦、北京中国建筑文化中心、LG北京大厦、深圳商隆大厦、上海浦东中外宾接待中心、上海凯旋门大厦、上海久百城市广场、上海嘉里中心等,遍布全国各地。通过这些试验,不仅得到了原型结构的动力特性和地震反应,还发现了结构的抗震薄弱部位,提出了改善结构抗震性能的措施,保证了大型工程的地震安全性,使其经济效益和社会效益得到双赢。
四、消能减震
消能减震技术是结构抗震控制中研究较为成熟的技术,不仅能够适用于新建建筑,也可用于传统建筑的抗震加固。到目前为止,研究人员已经研发了大量消能减震装置,初步可分为四类:粘滞阻尼器、金属阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器,这些装置多是是单一种类的消能器。当前开发了一种新型的组合式抗震消能支撑,这个装置首先由铅芯橡胶消能器与油阻尼器并联,然后再与钢支撑通过节点板串联构成。这个消能支撑已经应用于许多重大工程,比如上海港汇广场商务楼,其结构的抗震性能不仅达到了相关要求,而且是国内加固设计工程中消能减震支撑使用规模最大的。同济大学的土木大楼是国内首次在钢结构中使用消能减震装置。当前,这个消能支撑在四川地震灾区和新疆抗震设防区已经广泛使用,并取得了非常好的效益。隔震技术是结构抗震控制中应用最为广泛的技术,基础隔震能降低结构的自振频率,让变形尽量集中在隔震层,基础隔震主要应用于中低层建筑结构。现代都市中,由于用地紧张,建筑物可能采用天桥连接,在发生强震时,相邻结构很可能发生碰撞,这时采用控制装置来连接相邻建筑能够有效提高相邻建筑的抗震性能,同时防止它们之间的碰撞。
总结:
复杂的高层建筑将是我国未来城市建设的重点,而如何提高其抗震和消能减震的能力是我们所必须做的。只有建设高质量的大型复杂高层建筑物,才能缓解现代的城市用地紧张,才能加快城市化的建设。因此,在建筑设计时一定要按照抗震和消能减震的基本规则设计,避免安全事故的发生。随着现代的新型材料和新科技的应用,未来的建筑抗震和效能减震能力一定会越来越好。
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高校校园节能作为一个课题,对于我们国家建设资源节约型社会有着重大意义。然而我国高校现阶段的校园能耗问题却依然存在着各种现实问题。1)我国高校校园数量、在校生人数在增大。以天津地区为例,高校数量由1999年的21所发展到2013年的56所,增加了将近3倍。而在校生人数也有99年的9.05万人发展到2013的49.43万人,增长了近5倍多。2)我国高校人均能耗量大。我国高校人均能耗量远远高于我国其他类人群的能耗水平。据调查,我国高校人均能耗水平为0.816t标准煤,是人均生活用能的4倍多,是办公机构的5倍。
2高校教学楼建筑照明能耗特点
1)教学楼照明系统照明灯具老旧,能耗巨大。2)教学楼照明系统缺少智能化的管理,照明分区不明确。3)照明能耗具有阵发性。高校教学楼建筑能耗高峰期,主要集中在上课期间,也就是8:00-12:00,14:00-18:00之间。可以将节能改造的研究重点放在这一时间段的研究上。重点控制该时段的供暖,供电等的合理应用,减少不必要的浪费。高校教学楼建筑能耗低谷期,主要集中在寒假(1-3月)、暑假(7-8月)期间。3智能控制系统在教学楼建筑节能改造中的应用
3智能照明系统在教学楼建筑节能改造中的应用
3.1校教学楼建筑照明能耗现状
教学楼在高校校园中是使用率较高的一类建筑,然而高校教学楼建筑的照明系统却存在着各种浪费和效率低下的问题。主要表现在:广泛使用高能耗旧式照明灯具,这类灯具能量消耗大、寿命短、光照舒适度不佳且难于控制;照明系统缺乏智能控制,照明的开关、数量、照度不能根据室内环境而自动控制,经常出现教室与走廊的照明采用同一个照度、无人教室正常开灯等现象。
3.2智能照明系统的应用策略
1)新型LED灯具灯具是智能照明控制系统的控制对象,因此灯具的选择对于整个系统来说至关重要,也是教学楼建筑节能改造的重要环节。LED灯是当今较为节能环保的一种灯具。其中白光LED灯最为适合教学楼建筑照明系统,主要分为LED灯泡、LED灯管两种形式。其主要由PN结芯片、电极、光学系统组成。LED灯具是一种冷光源、无灯影、无辐射、低热量的灯具,其具有节能化、人性化、健康化、艺术化的显著优点。采用这种灯具可以大大节约能源,同样照度下,其耗电量是白炽灯的十分之一,荧光灯的1/2。2)照度采集智能照明系统的终极目标就是建筑的节能,而充分利用自然采光是实现这一目标的重要手段。自然光的照度每时每刻都在变化,因此要对自然光的照度进行采集并根据照度的变化来调节控制照明系统,从而达到降低能耗的目的。
3.3实现照度采集有两个关键点:
(1)光照传感器的选择。光照传感器是通过光敏元件将光信号转化为模拟电信号,最后经过放大器转化为数字信号的传感器。其主要类型有光通量传感器、光强度传感器、光照度传感器。光照度传感器是最为常用的一种光照传感器,其具有速率高、低功耗、量程宽的优点。(2)光照传感器的布置。大多数高校教学楼室内都是外墙开窗的设计,因此室内自然光变化很大。光照传感器应分区布置,靠近窗口的地方布置传感器以检测自然光的照度,教室中间区域和内墙区域分别设置传感器以检测不同部分的室内自然光照度。LED灯可根据不同光照传感器的检测数据来同意调节灯具的亮度。3)人体红外线检测关闭教学楼无人区域的照明同样是实现建筑节能的有效手段。
3.4教学楼室内空间进行实时跟踪的控制方式:
这种对教学楼室内空间进行实时跟踪的控制方式需要人体红外线检测技术的支持。该技术的核心在于:(1)人体红外线传感器的选择(2)人体红外线传感器的布置
3.5智能照明控制系统的节能潜力
合理的照明方案以及科学的控制系统,不仅仅是高校照明节能改造的重要手段,更是高校管理水平的重要体现。目前我国高校教学楼尤其是老旧教学楼的照明控制还属于粗狂型模式,智能化程度不高,有很大的节能空间,潜力巨大。高校教学楼建筑智能照明系统的节能潜力从量的角度来讲也是相当巨大的。以天津地区某高校教学楼为例。该教学楼有40间教室,每间教室平均有20盏灯(双管荧光灯),每盏灯60瓦,每天开灯平均浪费一小时(所有能耗均化为时间计算),一年就浪费用电的度数:40*20*60*1*365*0.001=17520kW•h。每度电以0.5元计费,一年浪费的电费:17520*0.5=8760元。从数据来看,高校教学楼建筑照明能耗无论从能源还是从经济的角度都是相当有节省潜力的。智能照明系统不仅可以减少照明时间,还可以提高照明质量,从而提高学习环境和学习效率。由于合理的控制,灯具效率的提高,智能照明系统的节能效果可以达到20%左右。
4结语
管理者应当具有必要的业务技术素养
丁连生认为:作为车队的管理者,必须具备相应的业务经验和技术素养。他从事公交工作37年,拥有22年的管理工作经验,经历过十几次车辆换代,对车队的各种车型都相当了解。他告诉记者:“9路车队的管理者们都对车辆有足够的了解,并且有着丰富的的管理经验,有些是从司机岗位升调上来的,他们了解汽车,了解司机的感受,一直在孜孜不倦地学习,努力提高知识和技能,让自己跟上技术的发展。”2006年,丁连生的儿子把一台电脑送给他,他用这台电脑开始了车队数据整理工作。目前集团公司正在开发的一套数字化管理平台系统,就是根据他们的记录为基础制定的。
丁连生说:“现在的9路公交车一条线路上使用着4种不同的车型,车型和车型之间有不同之处,同一种车型每个批次也都有所不同。每当新来一批新车,我和技术人员都要尽快熟悉并掌握新车型,并且与维修工人一起探讨可能出现哪些问题,怎么应对这些问题,并且准备好处理方案。近期,9路车队将引进一种使用电能的新车型,我们已经开始了解相关的知识,为迎接新车型做准备。”
“先管车后管人”的理念
作为车队的技术队长,丁连生的管理理念是“先管车后管人”。他认为,在公交事业中,人和车是相辅相成的。“以车为先”的理由是,人固然是操作车辆的关键因素,但安全的车辆是完成公交事业的前提。管理者应该首先提供给司机一辆合格的车辆。只有车辆在技术上得到保障,运营才能有保证。良好的车况在带给乘客一个舒适的乘车环境的同时,也为司机提供了一个便利的工作环境。管理者绝不能让司机开带病车,不然不仅节能的目标无法实现,还会给乘客和司机带来危险。
“后管人”,因为人是具有主观能动性的,每名司机都有自己的操作习惯,并且公交领域人员变动大,人员管理比较困难,但管理者应该通过与司机深入的交流,做好教育培训,帮助司机养成良好的驾驶习惯,保证乘客的乘车舒适与安全,并时时提醒司机完成节能指标。给司机一定工作压力的同时,也要为他们做心理减压,保证司机们的心理健康。
高效的管理机制
丁连生等管理人员为实现集团公司的节能安排,处理好司机在节能方面出现的问题,专门制定了相关的管理机制:
一是快速的反应机制。当司机反映车辆有问题时,车队的技术部门会及时对问题进行预判,并进行检测,检测完成后及时进行维修,如果车队无法修理就交给更高一级的维修部门处理。如司机反应天然气车辆费气,检修人员会预估是否有油脂进入了发动机的一二级减压阀。如果确定是油脂造成的,当车队维修站无法修理时,就会把车送到集团公司的修理厂。如果不能确定是油脂造成的,检修人员会继续寻找其他原因,这样既节省了时间,又减少了集团公司维修部门的压力。
二是有效的检查机制。车队拥有严格的检查机制。首先是每月对每辆车进行3次不定期的检查,丁连生至少要参与其中的2次。其次是对司机进行检查,因为车队把一些检查项目交给了司机,司机检查主要有3个大项目、20个小项目。3大项主要是:机油、燃油、水。机油相当于人的血液,燃料是正常运行的前提,水主要是指防冻液,现在新型车都在使用防冻液来散热,减少磨损。小项目除了传统的车门等项目,现在新加入了报站机、刷卡器等电子设备的检查。
三是严格的培训体制。车队对司机进行操作方面的培训检查。如规定行车中要中速行驶、在行车过程中安全礼让、早班出车前进行热车、不使用大脚轰油门等等。从一点一滴中完成节能的目标。
四是合理的节能指标。节能的指标必须根据实际情况科学制定。如单班车和正班车、大车和小车、早空车和班车的运行情况都是不一样的,应该根据实际情况制定节能指标。车队确立了节能指标公示制度,每月3次公示,给司机一个交代,让司机心里有数。
关键词:高校旧建筑 节能技术 新材料 节能改造
1 概要
目前,随着我国经济的高速发展,对能源的需求也越来越大。其中建筑是能源消耗的主力军,资料显示:建筑能耗占全社会能耗的25%。我国每年新增建筑约20亿,而且现存的建筑绝大多数是高耗能建筑。因而建筑节能问题已越来越被政府和社会各界所重视,“建设节约型社会”已成为当今社会广泛关注的一个重要主题,建筑耗能的问题日益突出,建筑节能问题更是迫在眉睫[1]。而高校作为能源消耗的大户,也被列入节能减排的重点对象。我国高校数量众多,建筑面积大,能源消耗巨大,高校总能耗占全社会能源消耗总量的10%,人均能耗远高于全国人均总能耗。如何从新节能材料、新技术方面开展节能工作是高校能耗问题解决的关键。
在建筑中使用各种节能建材,一方面可提高建筑物的隔热保温效果,降低采暖空调能源损耗;另一方面又可以极大地改善建筑使用者的生活、工作环境。因此,新型建筑节能材料的应用,对于促进高校节能具有重要意义。此外,国内很多高校均存在大量的老旧建筑,这些建筑由于年代久远,并未采用节能材料,造成大量的能源浪费,因此对其进行节能改造就十分必要和紧迫。近年出现了很多类型的新型建筑材料,它们的广泛使用不仅对于高校节能,也对于促进社会进步、发展国民经济、构建资源节约型社会具有重要的意义。
2 目前普遍应用的节能技术和节能材料
旧建筑存在的问题是,屋面和墙体没有保温措施,门窗密封性较差,玻璃为单层玻璃,所以造成建筑能耗流失的加快。而一般屋面、外墙和门窗是主要的节能改造目标,因此,旧建筑的节能改造也就主要包括屋面、外墙和门窗的改造。其次还要考虑旧建筑多有原使用者,所以施工改造必须要尽可能的快捷,方便和经济[2]。
2.1 屋面保温技术
屋面的保温技术主要为屋面防水保温节能改造,平屋面隔热保温层的做法有聚氨酯保温防水一体喷涂,或铺设隔热板、聚苯乙烯板等,再做防水层和保护层。
2.2 墙体的保温技术
墙体的保温技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两类。对于墙体的改造,要充分考虑到建筑的特点、用途等因素,选择施工简便、保温性能好、成本低的节能材料。
2.2.1 内保温技术
内保温技术是指在墙体内部加做保温层。它的特点是施工快速灵活,操作简便。主要的保温技术有聚合物砂浆复合聚苯保温板、但由于使用内保温技术存在着占用建筑使用面积、容易开裂、影响室内装修等缺点,故现在已经逐渐被外保温技术所取代。
2.2.2 外保温技术
外保温是目前广泛使用的一种建筑节能技术。与内保温技术相比,外保温技术有明显的优势,它可以不占用用户的使用面积,而且使用同等规格,性能的保温材料能达到比内保温更好的保温效果。外保温技术在墙体外侧,还可以保护外墙结构,延长建筑物的使用年限,不仅适用于旧建筑物的改造,也在新建建筑上普遍使用,是目前最成熟的保温技术。
一般工程中使用的多位外挂式保温材料,包括硅酸盐保温材料、陶瓷保温材料、挤塑板XPS 6、硬泡聚氨酯现场喷涂、硬泡聚氨酯保温板、岩棉、聚苯乙烯泡沫板(简称苯板)、钢丝网架夹心墙板等[3]。其中最广泛应用的是苯板。苯板具有优良的性能和低廉的成本。一般做法是用胀钉将其固定在外墙上,或采用粘接技术固定,然后加入网格布抹砂浆,最后再做装饰面层。此外还可以采用无机喷涂进行外墙保温。保温材料一般是指导热系数小于或等于0.2的材料。选用时除应考虑材料的导热系数外,还应考虑材料的吸水率、燃烧性能、强度等指标。不同绝热材料的性能特点有所不同。
2.3 外窗的保温技术
建筑物的热能有不少都通过门窗散失。相关资料显示,一般建筑的门窗面积占建筑护结构面积的30%,其能耗约占整个建筑总能耗的2/3,通过玻璃的能耗约占门窗能耗的75%,所以门窗是节能改造的重点[4]。应尽量使用新型的节能门窗。
节能玻璃是目前国内主要推广使用的外窗节能材料。常见的节能玻璃有以下3 种: 中空玻璃、真空玻璃、低辐射镀膜玻璃[5]。其中,中空玻璃是一种非常优秀的节能材料,正在被大量的使用。中空玻璃一般由两片玻璃构成,中间充入惰性气体,周边由胶接或焊接方式密封。中空玻璃具有减轻辐射的功能。真空玻璃中间是真空腔,优点是隔音和隔热性能好,节能降噪性能独特。低辐射镀膜玻璃(“Low-E”玻璃)是一种对波长4.5-25um的红外线有较高反射比的镀膜玻璃。低辐射镀膜玻璃还可以复合阳光控制功能,成为阳光控制低辐射玻璃,有很好的保温节能效果,还可以起到防眩,提高舒适度等效果。
节能型的门窗框材料主要有以下3种:塑钢型材、塑铝型材、玻璃钢型材。塑钢型材具有热导率低、保温性能好、耐腐蚀、隔声、防震、阻燃性能优良等优点,是现在普遍使用的窗框材料。但不适宜在高寒高温地区使用;塑铝型材有刚性好、寒热性能好,不易发生结露的优点。因此,适宜大尺寸窗户及高风压地区和严寒地区使用[5]。玻璃钢型材的导热率低,保温性能好,适用环境较广,而且使用寿命长,是未来型材的发展方向。
3 节能改造实例
宁夏大学校本部B区数计学院楼始建于1983年。改造总面积4032平方米,5层多层。楼内各种设备管道线路均已老化,且保温效果较差,门窗密封性能差,冬天室内温度较低。改造前楼体无保温材料,窗户为单框单玻铝合金窗。外窗存在传热过大、漏风严重等现象,不符合《公共建筑节能设计标准》强制性要求,故对其进行节能改造。针对实际现状,选择节能型的中空玻璃塑钢窗,防止空气渗透。改造方案对墙体增加保温层,楼内采暖管道以及散热片整体替换,将所有照明灯具全部替换为节能灯。
改造后外墙平均传热系数满足《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005规定,且室内温度比未改造前高2.1摄氏度。由此可以看出,增加外墙保温层和中空玻璃塑钢窗后的保温隔热性能好。通过进行外墙和外窗的保温改造,达到了节能的要求,室内保温效果得到了明显的改善。
4 结语
通过实例我们可以看出,对旧建筑进行的节能改造,采用新型的节能材料,明显的改善了建筑物的能耗,增强了室内的保温效果。因此对旧建筑进行节能改造是非常有意义的。我国的建筑节能改造还比较落后,只要继续对节能技术进行推广和应用,采用更好的节能材料和节能技术,就可以大大降低高校乃至全社会的建筑能耗。
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近年来随着城市建设的发展,鞍山地区高层建筑越来越多,尤其是民用高层建筑发展速度呈几何级发展。这使得我们水行业面临着新的挑战,新的设计理念、经营模式、调度优化都将大大打破以往的工作方式和思维。本文以高层建筑民用二次供水能源消耗为主要研究课题,以节能减排为目的,阐述如何做好二次供水降耗问题。
1.概述
鞍山地区自来水公司管理小区泵站172个,其中高层小区泵站132个,随着经济发展其增长速度进一步加快。由于高层住宅供水需加压提升才能将水供至用户,采用分区供水,在设计中除了满足规范之外,很少考虑供水能耗问题,同时供水方式的选则范围较广。而我们实际在整个运营管理中发现高层住宅用水能耗较高,使供水成本增加,按此趋势发展将给整个水行业带来极大挑战。
二次供水是我国供水行业的热点问题,已经列入中国水协的近几年重点工作。重庆市二次供水人口达100万人,占市区人口比例9%。二次供水公司创建了以“建运合一、以建补运;同城同价;市场化运作;专业化运营;长效机制”的运营模式,保证了政府、用户、一供、物业的共同利益。供水成本由6.66元/m2降为2.20元/ m2。天津二次供水用户已经占全部用户的30%,而二次供水系统的电费约占整个二次供水的成本35%。在研究中定性的指出叠压供水的适用条件、变频调速设计、水泵并联运行方式等。郑州自来水公司探讨研究了二次供水引入管对管网压力影响问题,解决供水高峰供水管网负荷及降低高峰供水电耗问题。
2.高层住宅供水能耗现状调查
此次共抽查18个小区405栋楼,14134户。通过电耗、水量、户数、层数等参数分析,二次供水能耗情况呈现用量不均匀现象。
2.1平均耗能及偏差:
此次抽样计算鞍山地区二次供水平均能耗8.04±6.78kw・・h/cap・moth具体分布如下:
从上图可知:多数二次供水住宅用水耗能居于2.5-7.5 kw・・h/cap・moth.之间,部分能耗偏大居于7.5-12.55 kw・・h/cap・moth.之间,其分布不属于正态分布。因此,一定存在最少1个系统因素在影响着其分布形成。
2.2层高对能耗的影响分析:
2.2.1:相关度分析:
根据SPSS统计软件计算户均用水耗能与住宅楼层数之间的相关系数为-0.15,属不相关。这一点与我们直观判断有悖,但与电耗分布不平衡这一点基本相符。说明有最少一个因素在影响着耗能分布。因此,我们继续研究住宅楼高度与用水设计户数之间存在某些联系,经计算相关度0.51,相关程度不高。同时,我们按平均每层设计用水户数分类继续求取能耗与楼高(供水高度)之间相关度为0.12,也不相关。因此,从总体相关度分析,影响鞍山地区能耗因素较多。
2.2.2单体楼供水耗能与供水高度的分析:
由于整体二次供水耗能与供水高度不呈相关,存在许多影响因素。因此,我们对单体楼逐个研究。抽取万科金色家园、凯胜凡尔赛等小区,对其进行不同的供水区域(高压、低压区)流量测试根据公式求得电耗并比较分析。总之,二次供水电耗与供水高度和用户用水量呈正比关系。
2.3叠压供水对电耗的影响:
2.3.1叠压供水电耗:
叠压供水能充分利用原市政管网压力,降低水泵扬程降低电耗,是一种节能高效的供水方式。经过对18个高层供水小区调查统计,总体上叠压供水电耗较水池加压供水节省电耗为30.36%。叠压供水小区有9个,9340件用水户,平均电耗6.58±3.73 kw・・h/cap・moth;其它9个小区采用水箱加压供水,4794件用水户,平均电耗9.46±8.30 kw・・h/cap・moth;而且叠压供水电耗相对稳定,水箱供水电耗差异性较大。
上图知:水箱供水电耗曲线基本包络叠压供水电耗,也有重合或略低区域,通过一一对比发现:楼高比(叠压供水高度与水箱供水高度之比)越小,供水电耗差异越大;楼高比越大,供水电耗差异越接近,电耗接近的原因是供水高度增加所致。因此,总体上叠压供水较水箱供水节省电耗。
2.3.2鞍山叠压供水其它问题
根据国内有关人士研究,在满足叠压供水技术要求的同时,叠压设备供水户数宜取在300-420户之间,否则引起用水量大于进水量,容易造成市政管网扰动。如按此标准,目前我市高层叠压供水平均供水户数满足此要求,但实际差异较大,只有三分之一小区满足;三分之一超出上限,三分之一低于下限。因此,随着城市建设和发展,该问题应需要有关部门重视。
2.4小流量工况能耗的分析
小流量是指0-1/3工频泵流量,主泵工作在变频状态下基本上属于高效区外运行,浪费电能。从万科小区供水时段流量分析看,整个小区泵流量属小流量运行时段。该小区供水高区平均用水量137m3/d,若按水泵高效区计算电耗1.97 kw・h/cap・month,实际电耗5.68kw・h/cap・month,因此小流量运行损失电耗为3.89 kw・h/cap・month,占65.32%。供水低区平均用水量65 m3/d,若按水泵高效区计算电耗2.41 kw・h/cap・month,实际电耗6.48 kw・h/cap・month,因此小流量运行损失电耗为4.07 kw・h/cap・month,占62.81%。因此,小流量是电耗增加及功率下降的主要原因。
3.二次供水降耗的措施
3.1保证合理的建筑容积率:
建筑容积率直接涉及到居民居住的舒适度,容积率越高,住宅建筑总高度越高能耗越高。因此,保证住宅容积率能起到节能降耗作用。
3.2提倡叠压供水:
叠压供水较水箱供水节能降耗30.44%,进一步加大叠压技术研究及应用是高层建筑节能降耗的主要途径。