节能设计优化精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇节能设计优化，期待它们能激发您的灵感。

篇1

【关键词】建筑设计；建筑节能；节能设计

现如今，我国建筑业蓬勃发展，各种高楼大厦拔地而起，在给城市带来现代化气息的同时，也带来了一定的环境破坏，比如光污染等。为了使建筑更加环保，使建筑在使用周期内节约更多的能源，就必须优化建筑的设计，充分考虑节能的重要性。

一、建筑外墙体结构的节能设计

墙体是围护结构的主体也是建筑的主要组成部分，承担着室内外热交换的作用。建筑节能的中的30%都是通过墙体保温隔热性能实现的。据分析，节能外墙与普通外墙室内温度差为4℃-6℃，所以在建筑节能的设计中外墙是绝对不能忽略的因素之一。

外墙具备承重、安全围护以及保温隔热等功能，其中在考虑节能方面时，要选择使用保温隔热性能较好的墙体材料进行施工。目前在工程中常常使用的墙体材料是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。其中复合墙体使用的绝热材料主要有岩棉、玻璃棉、聚苯乙稀、加气混凝土等，复合墙体宜选用外墙外保湿，即采用连续外包的方式，在主体墙结构外层粘接一层保湿材料，并在保温材料外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆，隔断其热桥作用的混凝土梁或者柱起到“断桥”的作用，从而降低耗能。由于此方法的效果明显高于内保温，随着建筑节能技术的不断完发展，外墙外保温将成为建筑保温节能形式的领导技术。

除此之外，建筑物的体形系数也是墙体中出于节能考虑的因素之一。《民用建筑节能设计标准》中对体形系数的定义是：“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。”因此减少建筑物体形系数，就是减少建筑物的表面积，减少维护结构面积，就做到了节能，换句话说体形系数越小，建筑物的节能就越有利。一般来说，体积大、体形简单的建筑以及多层和高层建筑，体形系数较小，对节能较为有利。在设计时也常常将体形系数控制在0.3以内。从热传递方面分析，由于建筑物实墙的阳角内层散热面大，且交角处多半设置有热桥作用的框架柱或者构造柱，因此，该处是建筑物耗能较大的部位，如果将建筑物设计成圆柱形则减少了交角，有利于节能。所以从节能的角度考虑建筑物外形设计时，尽量保持外表面整齐，避免凹凸变化太多。

对于一些既有建筑物，可以通过在日照强烈的墙面种植植物来降低传入室内的热源。除此之外植物还可以吸收粉尘和噪音，对于净化空气降低温室效应都有很好的作用。

二、住宅平面的建筑节能设计

住宅平面设计中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地（建筑行业“四节”之一）还可以大大节约建筑用材，减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外，建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。

由于我国地处北半球，太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能的建筑朝向，此朝向夏季可减少太阳辐射得热，冬季可增加太阳辐射得热，而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系，容易形成穿堂风，而又避开了冬季盛行的西北风。因此，将住户长时间活动的居住空间（如厅、主要卧室）设于日照通风条件最佳的南向位置，利用自然环境使室内达到最大的舒适度，为住户节约采暖和空调的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间，所以建筑平面宜设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置些平面功能比较次要的电梯、楼梯、管道井、机房、卫生间、厨房等，以挡住日照直接照射主要房间，避免冬季西北风灌入。经调查，在其他条件相同的情况下，南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5%左右。

三、住宅屋面的节能设计

在建筑物受太阳辐射的各个外表面中，屋面是接受太阳直射时间最长的部位，因此受辐射得热也是最多的，相当于东西向墙体的2～3倍，所以它的保温隔热也显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料（如挤塑聚苯板）。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上，可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。此种方法施工简易，可广泛采用。另外，利用屋顶种植花卉、灌木（如彩叶草、三色堇、麦冬草等）形成生态型屋面，既可阻挡热源，减少温室气体的排放，达到保温隔热，又可美化环境，改善城市气候，做到一举两得。种植的土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜，可起到滞阻水的作用，有利于屋面的防水，而且土壤导热系数小，有很好的热惰性，不随大气气温骤然升高或下降而大幅波动，有利于屋面的保温隔热。

四、门窗节能设计

门窗即使太阳辐射吸热部位，又是主要的散热部位，因此在建筑节能设计时，合理设置门窗也是重点考虑的因素之一。设计时在保证采光通风的条件下，尽量减小门窗洞口的面积，选用气密性高、保湿性好的材质，减少冷风渗透以及门窗的热传递。第一是控制窗墙比，一般住宅设计尽量避免落地窗的设计，对于方向不同，窗户的设计方式也不同，减少西北方向的立面窗户的面积。第二是提高门窗的气密性，选择好的窗体材料。对于外窗部位设计时，窗框与门窗洞口之间的缝隙采用保温材料填实，不得采用水泥砂浆。设计选用合适的窗型和门窗配件，减少窗框的外露面积，采用保湿隔热性能好的玻璃。目前设计中多采用断桥隔热铝合金窗框或者塑钢窗框，对于玻璃的选用则多采用中空玻璃窗。另外，对于面朝南向的窗户在设计时可以采用凹式设计，外加遮阳板，这样可以起到遮阳的效果。

五、节能材料的选择

科学选择建筑的节能材料材料，体现了建筑节能设计的另一大主要工作。节能材料的选取，必须依照环保、安全、节能以及经济的要求。一方面，在我国科学技术迅猛发展的同时，很多创新型的节能材料被广泛开发出来，运用到实际的建设中去，起到了较好的节能效果。比如当前流行的新式防水、保湿材料，它们广泛使用于墙体和屋顶当中，可以防潮，调节室内的湿度；新式的透光隔热玻璃应用在门窗上，具有超级好的透光、隔热能力；使用灵活性较强的铝制遮阳板，使遮阳效果更加可靠有效。另一方面，建筑设计要根据实际的施工情况，使用带有地方特色的节能材料，多加使用乡土材料，使其贴合建筑的需要。

结束语

可持续发展观是当今时代的主体，可持续性的生态发展观已经深入到生活中的方方面面。因此，在今后建筑设计中必然会将节能理念融入其中，尽快建设绿色节能建筑项目，尽可能利用基地周围的自然条件，提高资源利用率；尽可能利用再生资源和节能新技术；采用节能建材；对系统进行整体设计，从而提高人们生活和工作环境的质量。

参考文献

[1]蒋官杰.浅谈如何在建筑规划设计中实现建筑节能[J].现代物业（上旬刊），2012（08）.

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【关键词】建筑节能；室内照明；室内环境；场地优化

1.对建筑的节能设计评价

节能是绿色建筑的核心，特别是在中国现实的能源供应结构下，建筑节能既可以节约费用，也可以减少环境行染。建筑节能通常都采用开源和节流两种方式，开源是指采用无污染的清洁能源来代替传统能源的使用，如太阳能、风能、地热能、生物质能等等；节流可以分为建筑的被动式设计和主动式设计两方面，被动式设计主要从建筑的选址、朝向、遮阳、自然通风等方面优化建筑物理方面的特性来达到降低能耗的目的；主动式设计主要通过优化建筑的机电系统，提高建筑能耗运营管理效率等方式来降低能耗。为此，中国绿色建筑评价从开源和节流的两大方面对建筑节能进行了明确的规定。

实际上，在建筑节能方面除了对建筑的围护结构的保温性能、机电设备的效率、照明功率等提出最低要求外，还需要对建筑的综合能耗水平提出强制要求。中国绿色建筑评价标准提出了许多具体的技术措施，但是对整体的能耗水平无强制要求。因此，依据LEBD系统进行建筑的节能设计更加灵活，给设计团队留有充分的空间，而且不管什么样的技术整合，只要在总体能耗上能满足节能要求即可。而中国绿色建筑设计标准的条文限制了设计的发挥，条文并不能适用于任何地区、任何形式的建筑.且总体能耗水平无从计量。因此参考中国绿色建筑设计标准的同时，宜采用LEED系统的指导方式，用综合能耗作为检验技术可行性的标准。

在参考两套标准的基础上，我们可以归纳出一些适宜的具体节能技术，如：围护结构的保温方面，可考虑绿化屋顶、垂直绿化等；高效的机电系统和节能空调设计方面，可考虑地源热泵（浅层地热能在国标中算可再生能源的一种）结合区域的新风热回收、自然通风等技术；在照明方面，可考虑绿色照明设计，即在采用节能灯具的同时结合自然采光达到提高室内光环境的品质，同时降低照明能耗的目的；在可再生能源方面，除地源热泵外，考虑太阳能热水这种较经济实用的方式。

2.基于节能对建筑场地优化处理

在绿色建筑的理念中，建筑场地占有相当一部分的比重，因为建筑活动不仅在施工期间对场地有严重的干扰，甚至还会发生根本性的变化。例如，场地原有的自然水循环就因为不透水的建筑的屋顶和路面而被打破，场地内原有的微生态群落和平衡也不复存在。改变单个建筑场地的影响似乎很微小，但是无数的这样的场地集合起来的影响就没有办法忽视。以上海为例，大面积的场地硬化和相对落后的城市排水系统能力造成城市在雨水期的经常性内涝，同时却是城市低下水位的逐年下降大面积的传统屋顶造成了城市严重的热岛效应；城市夜空的光污染让人们很难再抬头看到星空，同时也改变了城市夜间的生态群落；如上等等的负面的结果都是因为我们在进行建筑设计的时候，很少或者从未考虑过如何对场地的自然特性进行保护和优化。

在绿色建筑的评价体系中，无一例外地都考虑到建筑场地的保护。通过全面考虑绿色建筑所有相关特性，还需对比LEED系统和国标对建筑场地优化方面的条款，通过对比分析，我们可以找出适合项目的相关措施。在场地方面，LEED系统的规定较全面，从施工过程到施工完成后，对场地的环境保护、雨水管理等都提出了一些解决办法。上海自然博物馆新馆可以在参考LEED条款的基础上，总结出适宜的技术和管理办法.例如：交通管理、生物多样性景观设计、减少热岛效应、减少光污染等。

3.室内环境节能优化

任何建筑最终都是要给人使用的，而室内环境的品质关系到使用者的舒适度，就建筑节能优化处理来说，对建筑室内环境的节能优化也有相应的规定。有些观点认为提高室内环境的品质和节约能源是矛盾的，因为要靠消耗更高的能源来提升室内的温湿度、声、光环境等，这样的观点不完全正确。首先，无沦是节能和舒适度都不能走向极端，两者之间要建立一种互相平衡的关系。其次，许多提升室内环境品质的做法并不与节能相冲突，反而有利于节约能源，比如自然采光在提供给舒适照明的同时减少了电力的消耗。合理的空调温度设计和控制也能降低制冷和采暖能耗。因此冲突的关键原因是设计和管理问题。许多失败的自然照明设计不是造成眩光就是使得太阳辐射量增加，粗糙的管理措施也造成许多室内不必要的能源浪费。

绿色建筑的室内环境品质要求主要体现在室内通风量、室内化学污染物排放量、室内温湿度控制和室内光环境这几个主要部分：现行国标的通风标准大于LEED的最小通风要求，甚至在按照LEED最低通风要求提高30%后，还是小于国标的要求，因此我国现行通风标淮的最低要求有些侗大，对节能不利。如果考虑节能，通风设计应参考LEED的条义如果考虑提供室内空气品质，那么应该按照国标的要求，考虑到提升好的环境，建议根据国标的要求进行大通风量的设计。在室内污染物排放方面，两套标准都规定了甲醛等常见污染物排放的限值，建议采用就高不就低的原则对室内化学污染源进行控制。在温湿度控制方面，国标的要求较简单，这样规定是由于在夏季和冬季所设的温度相应的偏高和偏低是为了节能的考虑，但是相应地就牺牲了室内人员的舒适度。因此，对于室内温湿度的设计参考国标即可。在自然采光方面，无论节能还是舒适度方面，都应该鼓励自然采光，或者可以考虑采用太阳光导照明技术对地下室进行采光。

4.基于节能的绿色照明

照明不单是建筑直接的电力消耗对象，它还对建筑中其他设备的电力消耗产生很大的影响。因为照明发热时直接在室内进行，会相应增加室内的负荷，这就会增加空调制冷设备的负荷。所以照明设备的节能对整个建筑的节能产生至关重要的影响。对室内空间实施有效的照明，应该尽可能地利用自然光。人工照明应该和自然光照明进行整合，并根据自然光线强度变化进行控制。人工照明用于补充白天自然光照明的不足，并在夜间提供照明。人工照明的节能可以通过高效节能灯具和高效照明控制器来获得。

自然光照明的历史和建筑本身一样悠久，但随着方便高效的电灯的出现，自然光逐渐为人们所忽视。在许多国家，包括我国，许多写字楼和大型商厦就存在这个问题：用人工照明取代自然光。不少现代建筑取消窗户，完全依靠人工照明和空调通风，导致在这种不透风，也不透光的建筑物中工作和购物的人们患上现代建筑综合征，出现种种不健康症状。自然光照明虽然有如上所述的优点，但是其不确定性制约了其在建筑领域的大范围利用。如何提供连续、稳定的照明是自然光照明设计中的重点。

5.结论

针对当前建筑节能环保问题已经成为社会各界活动的焦点话题，文章从住宅建筑的场地优化、室内环境优化以及建筑照明节能优化等方面对住宅建筑的节能优化设计进行分析和阐述，提高了建筑节能效果。

参考文献：

[1]赵红艳. 探讨住宅建筑节能设计的可控性[J]. 城市建筑. 2011（01）：118～119.

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关键词：建筑节能；设计重点；优化

1、建筑节能发展现状

面对能源短缺问题，我国积极倡导节约能源、可持续发展，建设部将建设节能型建筑纳入今后城市建设的重点发展方向，相关的指引、标准和法规相继出台，要求将建筑设计与建筑微气候、建筑技术和能源的有效利用相结合。《民用建筑节能设计标准》规定通过在建筑设计和采暖系统设计中采用有效的技术措施将节能率从原来的50%提高为65%，对围护结构的技术与产品、部品以及供热系统的要求提高到一个新水平。

优化节能设计方法从本质上要求设计者从整体综合设计概念出发，根据大范围的气候条件影响，针对建筑自身所处的具体环境气候特征，重视利用自然环境创造良好的建筑室内微气候，以尽量减少对建筑设备的依赖。但在实际操作中，设计者习惯于以往的设计思路，只考虑建筑、结构及水暖等方面的合理与否，并不用心去考虑节能的问题，因此实际的节能效果普遍达不到设计标准的规定，建筑能耗仍然处于一个很高的水平，形势不容乐观。

在我国既有城乡建筑中，只有3.2亿m2房屋是节能建筑，尚不足全国既有建筑的1%；在每年新竣工的建筑中，节能建筑面积不到1亿m2，尚不足竣工建筑面积的5%。以居民住宅能耗与建筑业能耗为例（居民住宅能耗近似地以综合能源平衡表中居民生活能耗表示，建筑施工能耗以建筑业能耗表示）， 我国建筑节能设计虽然已经得到政府主管部门的高度重视，但历年的能耗数据却反映出其实施结果令人担忧。

2、建筑节能设计重点

2.1整体环境规划

建筑选址、朝向、间距以及相互组合关系是整体综合环境规划的设计重点。合理的选址和布局对建筑节能的影响很大，应综合考虑气候、地质、水质、地形及周围环境条件等相关因素加以确定；适宜的外部环境能使建筑在其整个生命周期中保持良好的微气候环境，为建筑节能创造条件，同时维持整体生态环境的平衡；主要朝向应迎合当地夏季的主导风向，使住区内风速流畅，有效加强建筑物与空气的热交换，提高居住的舒适度。由于太阳高度角和方位角的变化规律，我国大部分地区以南北向或接近南北向布局为宜，与东西朝向的建筑物相比，南北朝向的建筑物在夏季可以减少太阳辐射的热，冬季可以增加太阳辐射的热，从而节约了建筑保温所需的能耗，是最有利的建筑朝向。

2.2单体节能设计

2.2.1合理的建筑体形与空间组织

合理的建筑体形能够减少建筑物与外界的热量交换，在其他条件相同时，建筑的体型系数（外表面积和外表面积所包的体积之比）对建筑能耗的影响非常显著，其值越大，单位面积散热量越大，对节能不利。从降低建筑能耗的角度出发，应将体形系数控制在一个较低的水平上，但体形系数还与建筑造型、平面布局、采光通风等紧密相关，体形系数过小将对建筑使用功能造成一定影响，因此应权衡利弊，合理确定。合理的空间组织设计应在充分满足建筑使用功能要求的前提下，对建筑平面进行竖向、横向的合理分隔，以改善室内的保温、通风、采光等环境，达到节能舒适的目的。

2.2.2门窗的节能设计

在建筑保护结构中，门窗的保温隔热能力差，门窗缝隙是冷风渗透的主要渠道，因此解决好门窗节能的问题是节能工作的一个重点。门窗的节能设计应主要考虑：由于采暖耗热量随窗墙面积比的增加而增加，因此可在采光允许的条件下控制建筑不同朝向的窗墙面积比并在夜间设置保温窗帘、窗板；对门窗的相对位置及开启方式进行合理安排，以便组织穿堂风通过；设置可调节的活动遮阳（如遮阳棚、窗盖板、窗帘、热反射帘或自动卷帘等），减少夏季太阳辐射的热，增强冬季的热；提高门窗制作质量，对金属窗框进行断热处理，加设密封条以加强门窗的气密性，选择高性能的建筑门窗材料和幕墙技术，适当选择吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃或中空玻璃等节能玻璃品种。

2.2.3墙体的节能设计

墙体能够达到保暖的效果，就能够实现能量的损耗减少，从而达到节能的目的。墙体保温分为内保温和外保温两种，相对于墙体内保温而言，墙体外保温的保温效果更理想，可完全避免热桥，还可以起到保护墙体的作用，延长墙体的使用寿命，因此采用墙体外保温是在经济条件允许的情况下较好的选择。对于加强墙体的外保温设计，最直接有效的方法就是采用节能型建筑材料，利用高效保温隔热材料附着或填入墙体内来实现墙体热阻的提高，在一定程度上能有效地避免室外气候变化对墙体内部温度变化的影响，使结构主体寿命延长；也有利于消除或减弱冷、热桥的影响，避免室温发生较大的波动。同时墙体的节能设计还应适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施，能够改善微气候环境条件的特殊构造也应作为考虑的重点。

2.2.4屋顶的节能设计

屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分，由于太阳直射和大气长波辐射的双重作用，冬季散热量大、保温性能较差，夏季吸收大量辐射热、室内气温过高。屋顶的节能设计应注重冬季保温、夏季通风隔热，常用的技术措施要点为：①采用架空隔热屋面、浅色屋面、种植屋面、通风屋面、蓄水屋面等，隔离太阳辐射热，减少阳光直射；②铺设高效保温隔热材料并适当采取其他辅助措施，减少热量传递；③密度较大、导热系数较高、吸水率较大的保温材料不宜选为屋面保温层材料，以免屋面重量厚度过大、保温层大量吸水而降低保温效果等；④“冷屋顶”节能：利用高反射率涂料的使用，提高屋顶的日射反射率，减少太阳热量的吸收，从而达到减少空调冷负荷和空调节能的目的。

3、节能设计优化建议

主管部门应加强对建筑节能设计工作的监控。政府主管部门应利用其职能，总结推广标准规范、标准设计、公布合理的技术经济指标及考核指标，为优化设计的进行提供良好服务，对设计图纸、节能计算书、节能设计表进行系统化监控，使其保持一致并在施工中得到落实。制定切实可行的节能标准。建筑节能设计技术与建筑物的安全性和长期使用寿命有关， 我国现阶段的建筑节能技术水平低下，性能还不完善，市场机制规范程度也欠佳，可借鉴国外成熟经验，在原有建筑节能标准的基础上进行完善、改革，使其更具有实践性。

加强建筑节能设计宣传，提高全社会节能意识。充分利用网络、电视、报刊、杂志等媒体，开展形式多样、内容丰富的节能设计与绿色建筑宣传，广泛宣传建筑节能设计的重要性，增强业主方优化建筑节能设计意识，提高各有关部门、单位贯彻建筑节能设计标准的自觉性，努力营造各级领导重视、相关部门理解支持、建设各方积极主动、人民群众普遍关心的良好氛围。

参考文献

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关键词：暖通空调节能设计

Abstract: with the improvement of people's living standard, the application of the high-rise building air conditioning system is becoming more and more popular, of the central air conditioning system of the consumption of the general to building energy more than 50%. But now most of the air conditioning in inefficient operation, energy waste is serious. This paper is about the design of the first real situation and put forward some energy saving design of the air conditioning optimization measures.

Keywords: hvac energy saving design

中图分类号：TE08 文献标识码：A文章编号：

引言：近年来我国建筑业飞快发展,而在世界能源危机不断凸显的情况下,减少建筑能耗势在必行,能源总消费量的比例已从20世纪70年代末的10%,上升到近年的27.48%,其中2/3为暖通空调系统所消耗。在建筑工程中暖通空调系统正慢慢的得以应用,用于暖通空调系统的能耗也将进一步增大,同时我国目前现有空调系统的能耗巨大。因此在暖通空调系统中考虑节能,意义十分重大。

一、暖通空调节能设计中所出现的一些问题

1、在方案设计上,目前在暖通空调设计时很少设计人员先计算室内负荷,大多设计人员还是沿用估算值来确定负荷。即使计算,也只是用现有程序计算,计算后没有针对具体的情况加以调整。这一现象往往造成负荷过大,而加大投资能源浪费。对于某些“三边”工程,设计人员为了赶进度,没有视具体的情况进行全面分析得出最佳方案,结果风管弯头过多,局部阻力损失过大压力不平衡,使风量分配不均,引起不同房间冷热不均,达不到要求的室内环境。虽然我国建筑业发展迅速,但是,广泛采用新的建筑材料不考虑保证建筑物的热力状态的建筑设计方案,导致一系列不能满足室内微气候条件的情况出现。应该注意到建筑地区的气候特征,以及当地建筑经济特点和建筑物的经营管理具有决定性作用。有的地方还存在这种情况,当建筑物采用隔热性能差的材料设计时,计算中要考虑采用昂贵的微气候的空调设备。而在执行该设计时,由于经济方面的原因,无法采用此种空调设备,结果会出现夏季过热和冬季过冷的现象。

2、在施工设计方面,往往由于设计、施工由不同承包商承包,造成利益倾向不同,很难达到最佳配合。比如在供暖方式上,我国采暖地区居住建筑存在着由于施工问题导致围护结构保温水平低,门窗气密性差,采暖设备热效率低的状况,造成平均每年每平方米采暖能耗高达30.5 kg。而这主要是施工技术人员对图纸理解不够和施工人员素质较差,不同施工单位在节能意识和设计角度不同、不到位造成的。

3、在暖通空调节能系统的运行及维修设计上不科学。在运行过程中,由于缺少科学的设计方案,管理人员不能充分的认识空调系统运行系统,在运行高峰期的区分上不科学。通常是正常期和高峰期机器的运行数量一样,这样就造成了能量的极度浪费。而在维修和保养上,管理人员往往做不到位。因风道渗漏引起热损失、空调机盘管和过滤器附着异物引起机器性能下降等现象处处可见。对于低效率的设备不能及时维修和更换,造成不必要的能耗。

二、暖通空调节能设计的几点优化措施

1、暖通空调控制器在线滚动优化

暖通空调广义预测控制的在线滚动优化是利用模型辨识部分提供的预测输出信息，根据优化的目标函数及选定的优化方法进行在线的滚动优化，从而得到合理的控制规律，考虑在线优化的计算量，这里用RBF模糊神经网络完成广义预测控制的在线滚动优化。按性能指标，利用优化方法获得未来控制长度内的冷冻水调节阀电压，并取其首分量作为当前时刻的冷冻水调节阀电压。考虑降低在线计算的复杂性，采用了较常用的梯度下降法作为主要的优化算法。优化过程的关键是计算性能指标对RBF模糊神经网络控制器参数的导数。 通过RBF模糊神经网和修正方法，利用暖通空调预测模型提供的信息来完成给定目标函数的优化，进而准确的提供冷冻水调节阀电压，从而实现广义预测控制的在线滚动优化来得到暖通空调的合理控制规律。

2、暖通空调广义预测控制反馈校正

预测控制算法在进行滚动优化时，优化的基点应与系统实际一致。由于暖通空调系统受诸多干扰的影响，有可能导致辨识模型的失配。既基于不变RBF模糊神经网模型的预测不可能和实际空气处理单元完全相符。这就需要用附加的预测手段补充模型预测的不足，或者对基础模型进行在线修正。况且滚动优只有建立在反馈校正的基础上，才能体现出其优越性。对RBF模糊神经网络各隐单元的“是心”和“宽度”和隐层到输出层的权值采用梯度下降法进行调整，在控制的每一步，都实时检测被控对象的实际输出与RBF模糊神经网络预测器输出之间的误差，若此误差大于预先设定的允许误差，则利用上述修正方法修正暖通空调预测模型的RBF模糊神经网络参数：否则，维持原有的RBF模糊神经网络预测模型。

3、在设计上合理选择采暖、通风与空调相结合的节能系统,采用科学的空调方式有效的降低负荷

根据具体工程建筑的需要,依据技术标准,在设计时应注意朝向、周边区与内区、使用功能的差异等对系统进行选择和划分,同时要考虑分开设置或分环设置以便于控制、调节及管理。比如在采暖中散热器宜明装在外墙窗台下,散热器表面涂料及安装形式、南北向房间系统宜采用分环设置等措施。在通风空调系统的设计上,采用不同朝向、内外区系统应分开设置或分环设置,或采用多分区新风机、多分区空调机系统,对内外区分别输送不同参数的风,风量也可分别调节与控制,从而避免不同区域出现过冷或过热的能量浪费现象。例如变风量(VAV)系统、变露点送风系统、辐射板供冷与供热系统、变水量系统、水环热泵系统、变制冷剂流量(VRV)系统、多分区新风机、多分区空调机系统等都具有节能的优点,分析环境控制场合的特点和各种系统具有的特点,使二者有最佳的配合,从而达到既经济又节能的目的。在通风空调系统的气流分布模式的设计上,可以选择具有节能优点的气流分布模式,如下送风模式、置换通风模式等。

4、合理选择热源系统（以热泵技术为例）

热泵是以大自然中蕴藏着大量的较低温度的低品位热能为热源,如以大气、地表水、地热或工厂排放的废水(气)为热源,通过压缩机的工作从这些热源中吸取其中蕴藏着的大量较低温度的低品位热能,并将其温度提高后再传给高温热源。热泵按热源的不同可分为:空气源(风冷)热泵。目前的产品主要是家用热泵空调器、商用单元式热泵空调机组和热泵冷热水机组。地源热泵(尤其是土壤型)可以节能30 %左右,而直燃型溴化锂吸收式机组供热式的效率相当于燃油或燃气锅炉,对于锅炉房来说,大型区域锅炉房明显优于小型锅炉。通过这些科学的分析,设计人员在设计暖通空调节能系统时,就可以根据工程建筑自身的情况,选择合理的可行的热源系统,因为不同地域不同建筑工程的需要和条件不一样,所以从设计阶段开始就必须注意对热源的选用。

5、设计方案应吸收设备工种参加

现在有不少工程,在方案阶段只有建筑师埋头创造,不吸收设备工程师参加方案设计,结果建筑方案中选后设备空间没有考虑,造成设备设计很大困难。机房设在某一角落,风道拉得很远,既不经济也影响通风效果;进风口与排风口挤在一起,不合规定;管道夹层当机房使用,噪声、振动直接影响上、下客房,不但增加了消声减振的费用,还难以取得满意的效果。诸如此类举不胜举。要改变这一现实,要想适用、经济、美观地建造起现代化建筑,建筑师在方案阶段就吸收设备工程师参加设计实为当务之急。

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关键词：建筑节能设计；优化；创新

1.建筑节能设计体系的优化与创新的重要性

1.1阐释建筑节能优化设计理念

建筑设计跨度很大，涉及到很多领域与专业的知识，是一个复合体。建筑节能设计的优化设计主要针对的是建筑性能及建筑结构的规划与设计。建筑师在方案设计中主要对建筑的朝向、方位和体型等进行优化设计，在此过程中还必须优化建筑材料，对建筑的户墙、玻璃、窗框、屋面、楼板和外墙的设计等进行严格的优化和量化。以此来提高建筑设备能效，尽可能减少能源消耗。

1.2 对建筑节能设计体系进行优化和创新的重要性

由于城市化建设进程速度不断提高，导致我国建筑能耗不断上涨，我国能耗总量的47％左右是建筑行业的能耗。我国每年以21亿 的速度新建的建筑中属于高能耗建筑的达到90％以上。2007年，发改委的统计数据表明，我国每年的新建建筑中只有7％属于节能建筑，形势相当严峻。

我国节能技术水平较低，建筑能耗居高不下，我们必须利用新的节能理念对建筑进行优化设计。通过对建筑节能设计体系的优化和创新努力寻求经济发展和能源保证的最优结合点，促使建筑能耗处于最佳经济状态，这是建筑行业发展的大方向。

2.建筑节能的优化和创新思路的优化体现

2.1墙体节能设计

墙体节能主要有墙体自保温、外墙内保温和外墙外保温三种技术。

2.1.1墙体自保温

墙体自保温是一种建筑墙体保温隔热技术，通过对节能型墙体材料及配套砂浆的使用，使墙体的热工性能等物理性能指标符合相应标准。墙体自保温适合应用在框架结构建筑中，它具有安全性能好、工序简单、施工方便、可与建筑物同寿命和便于维修改造等优点。

2.1.2 外墙内保温

外墙内保温是在外墙结构的内部加做保温层的建筑墙体保温隔热技术。大城市民用建筑保温工程不适合采用外墙内保温浆体材料。外墙内保温具有造价相对较低，受气候影响小，外饰面自由度大，施工较简单和技术成熟等优点。

2.1.3 外墙外保温

外墙外保温是一种建筑墙体保温隔热技术，通过在外墙主体结构外侧添置高效保温材料达到保温隔热效果。外墙外保温是目前大力推广的一种保温节能技术，具有不占室内使用面积，保护主体结构，不影响室内装修，保温隔热性能优良，综合经济效益高等优点。

2.2 采用太阳能技术

太阳能属于一种可再生能源，具有清洁、成本低、能源质量高、无地域限制和储量巨大等优点，属于首选的节能技术。我国具有丰富的太阳能资源，太阳能建筑的技术应用包括了主动应用、被动应用和综合应用等多种途径。

2.2.1 太阳能光热技术

太阳能光热技术利用最成功的领域是太阳能热水器，太阳能热水器以每个家庭独立分散安装的方式普遍存在，这种使用和安装方式对其外观和性能造成很大影响，没有使建筑与太阳能热水器形成完美结合。所以，在建筑中对太阳能热水器进行统一设计和统一安装是很必要的，既美观又节省材料。

2.2.2 太阳能采暖技术

建筑物采用太阳能采暖的方式分为主动式太阳能采暖系统和被动式太阳能采暖系统。主动式太阳能采暖系统使用常规能源，利用动力系统（如风机和水泵等）将热空气和热水等通过太阳能集热器传送到采暖房间或储热器内，通过控制系统中的每个部分使室温达到需要的范围。被动式太阳能采暖系统是最简单的采暖方式，通过合理布置建筑的朝向和周围环境并选用恰当的结构构造和建筑材料，在寒冷的时候，建筑物通过充分利用太阳能达到采暖的目的。

2.2.3 太阳能空调技术

太阳能空调有两种实现方式：一种是利用太阳能的热能驱动进行制冷；另一种在实现光――电转换的前提下，利用常规的电力驱动制冷剂进行制冷。

2.3 采用纳米透明隔热涂料

纳米透明隔热涂料是出现不久的高科技产品，它既有较好的隔热效果又能使玻璃保持高透光性。纳米透明隔热涂料可以在各类建筑物的玻璃上进行刷涂和喷涂。在冬季，隔热涂膜的特殊金属膜呈透明型，在引进可视光的同时使长波长的暖气在室内反射，约90％的室内暖气都不会外流。在夏季，纳米透热隔热涂料在保证透光率达到70％的同时还能把65％的太阳能辐射隔离在室外，使室内温度比室外温度低4℃-7℃。

3.现阶段阻碍建筑节能优化设计的相关因素

3.1 主管部门对建筑节能设计监督不够

建筑节能设计属于系统性设计问题，只有进行准确化和定量化才能真正实现建筑技能设计体系的优化和创新。然而，主观部门对设计节能成果缺乏必要的评价和考核，同时对建筑设计方案节能方面缺乏系统的审查要求。

3.2 建筑内部设备用能设计不合理

建筑设计应尽量体现人性化的设计理念，然而，现在很多建筑内部环境设计缺乏对周围环境的协调和人的感受的顾及，只是一味要求高标准，忽略了建筑设计时的节能标准，造成能效低、能耗多、舒适感差的后果，是对建筑节能设计进行优化和创新的障碍。

4.优化与创新建筑节能设计体系的措施

1)提高建筑师的节能设计意识。建筑师在建筑行业中处于举足轻重的地位，只有从建筑师开始在建筑中注入节能理念，才能保证建筑节能设计体系的优化和创新顺利进行。

2)提高建筑空间设计的合理性。合理的空间设计可以改善建筑物内部的通风、保温和采光等微气候条件，实现节能减排目标。

3)在设计中扩大新能源的应用范围。很多对环境无害或很小危害的可再生能源，例如：太阳能、地热能、生物能和风能等，分布范围广，使用方便。如果能和建筑物合理结合，将会对建筑节能设计体系的优化与创新做出很大贡献。

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关键词：建筑 机电设备 节能设计 设计优化

中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0035-01

经济的迅速发展，伴随着能源的大量的消耗，能源短缺已经成为世界性难题。虽然我国是资源大国，但仍面临着能源供应紧张的问题。为了解决这一难题，国家推出了一系列的节能减排政策，鼓励在生产建设过程中应用新方法、新技术来实现节能降耗的目的，只有稳步实现能源的节约，才能实现我国经济的可持续发展。在能源消耗这一方面，建筑领域所占比例相对较高。由于建筑行业的迅速发展，各类机电设备的需求也随之增长。对于机电设备，其涵盖面相当广泛，其涉及消防、通风、给排水、建筑智能等方面。总的来说，对于机电设备的节能，需要系统全面的考虑布置。加快建筑机电设备的节能建设，不仅有利于国民经济的发展，也有利于保护生态环境，与此同时对于建筑机电设备的技术发展也具有重要的意义。

1 建筑机电节能的现状分析

1.1 建筑机电设备的节能现状

伴随着经济的发展，城市化水平不断加快，必然带来能源大量的需求与消耗。就我国能源消耗而言，建筑机电设备是能源消耗的大户。调查研究表明，建筑机电设备有很大部分处于满负荷状态或高负荷状态运行，这样不仅大量消耗能量，同时也降低了运行质量。由于设备的满负荷运行，很大程度可能导致末端设备的承压增大，从而减少设备使用寿命，增大成本。另一方面，国内的建筑大多数是采用的单相电感性负荷，相对于其他负荷来说，功率因数较低，在电网中使滞后无功功率增大，也会很大程度影响设备的使用效率，增大设备损耗。

国内机电设备的设计中普遍存在设计深度不够的问题，在可操作性方面存在一定的不足；对于部分工程设计，其并不符合设计规范，从而带来一些安全性的问题。

1.2 建筑机电设备节能设计原则

对于机电设备的节能工程设计，理应遵循相关法规法则。其一，在节能设计中，必须要科学合理的进行设计，确保电能的有效利用。设计中需保证线路的安全，控制方式要合理有效。在一般的情况下，应优先考虑其经济性与适用性，确保其控制方式能使其发挥最大的效益与作用。近年来，人们对于设备安全性的要求也越来越高，机电设备的安全性也必然要纳入考虑范围。线路需具备安全隔离距离和绝缘强度，具有相应的动稳定和热稳定裕度。其二，对于设备的效率问题，也要着重考虑。低效率的机电设备，必然会消耗大量的能源，提高机电设备的运行效率，从而可降低电能的直接、间接损耗。其三，尽量优化设计参数，选择先进的节能设备，降低运行费用和维护成本。

2 建筑机电设备节能优化与设计措施

2.1 空调系统节能

提供给空调系统的能量由热源和冷源系统产生，然后经水系统传送给风系统，再由风系统将其能量传递给调节的房间，以此来达到所需要的室内温度。大部分的建筑的空调制冷设定温度都在24到28 ℃，然而对于一些公共的建筑中，空调温度甚至低于22 ℃，不但浪费资源，而且输送性能很差。

在此，合理调节空调房间制冷设定温度，降低室内外的传热温差，可降低因维护结构传热形成的空调负荷，同时也可降低新风要求（大部分公用建筑的新风负荷约占总空调负荷的30%到40%）；当室外温度较低时，采用合理的通风措施，可降低空调的运行时间，提高送风温差，充分利用自然冷源，可降低输配电系统损耗。

有关数据表明，若将夏季空调室温从24 ℃提高到28 ℃，可节能36.6%，冬季将空调室温从22 ℃降低到18 ℃，可节能55.5%。因此，在满足生产和人体需求的前提下，夏季尽量提高空调温度，冬季尽量降低空调房间温度，可得到明显的节能效果。

2.2 照明系统节能

照明系统包括室内照明和公用地区照明。室内照明是照明系统中消耗量最大的。公共区域照明指走廊、楼梯间、公共场所等区域的照明。

充分利用自然光，对于靠近门窗的区域，可充分利用自然光，减少照明设备的使用；可适当的增加门窗面积，提高玻璃门窗透光率。当自然光无法满足作业要求时，可适当增加人工照明。正确合理地协调自然光和人工照明，可减少电能损耗。

采用高效光源，白灯价格虽然低廉，但其发光率低且耗电量大。据计算，白炽灯工作时，只有约6%的电能转化为光能，能源浪费相当大。据调查统计，我国照明用电量约占全社会总用电量的12%，若将白炽灯全部换为节能灯，那么我国每年可节省电量将近600多亿千瓦小时。因此，必须要采用高效率的光源，并且选择合适的灯具设备，有效的减少电能消耗。

2.3 给排水系统节能

给排水系统的能源消耗主要集中在两个方面，其一是为水循环提供动力所消耗的能源，其二则是水资源的消耗。通常有三种常见的给水方式：直接给水、恒压给水和高位水箱给水。

通过引进和推广新的节水设备，采用新型管材如PP-R管、PE管、铝塑复合管等可有效解决由于镀锌钢管易生锈而导致的水质污染问题。推广使用节水型卫生器具和配水器具。通常，普通淋浴喷头每分钟喷水20多升，而节水型喷头每分钟只需9L水左右，节约很大一部分水源。

采用闭环控制的水泵变频调速，通过管道网络的压力指数来控制水泵，实现变量供水，大大降低了水泵能耗。

开发二次水源，如中水，中水源自于建筑生活排水，人们日常生活中排出的生活污水和生活废水都可进行循环使用；完善循环系统，预防给水管网的爆管。一系列的措施都可有效控制水资源的消耗。

2.4 电梯系统节能

提高电机拖动系统的运行效率，可采用变频调速取代异步电动机调压调速。通过此方法，可有效的节约电机拖动系统运行时所消耗的电能。另一方面，可将运动中负载上的机械能，动能和位能转换成电能，实现电能再生。也可通过科学地控制电梯运行，并联建筑内的所有的电梯，利用智能系统进行控制，可通过给电梯设置单双号、关闭低层电梯等方法节省电能。

3 结语

建筑节能所涉及的方面广泛，是一个复杂的系统工程。随着城市建设进程的加快，建筑工程将会越来越多，要实现节省能源的要求，必须要做好机电设备的节能，在机电设计的每个环节都需要制定相应的技术措施对其进行规范，加大对机电设备节能技术的研究，不断改善设计方法，这些对于我国社会的经济可持续发展有重大的意义。

参考文献

[1] 陈佑鸿.建筑机电设备节能工程设计存在问题及解决办法[J].中国住宅设施，2009（6）.

[2] 曹永安.建筑机电节能工程设计实践探讨[J].科技创新导报，2011（32）.

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[关键词]玻璃窑；节能；减排；耐火材料；优化设计

中图分类号：TU831；TU201.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0113-01

根据1997年通过的京都议定书，为解决气候变暖问题，发达国家2008年～2012年的温室气体排放量平均要比1990年的水平减少5.2%。尽管京都议定书没有规定发展中国家的任务，但是，发展中国家温室气体的排放增长很快， 要求发展中国家承担减排任务的压力与日俱增。京都议定书允许“排放权交易”： 排放超标的国家可以从排放不足的国家那里买来温室气体指标“消费”。所以，中国和其他主要温室气体排放国家都面临着巨大的压力，非常需要发展各种节能减排技术。

一、富氧燃烧及全氧燃烧技术

全氧燃烧和富氧燃烧技术的基本原理， 就是增加助燃空气中氧气的含量，使燃料充分燃烧。二技术均可降低玻璃熔窑内氮气含量，从而减少氮气及其反应物造成的热量损失、环境污染和设备侵蚀，从而提高经济效益和社会效益

1、富氧燃烧技术

富氧燃烧就是人为地增加助燃空气中氧气的含量，以提高燃烧速度，减少烟气量。该项技术适于以重油为燃料的熔窑中，因为重油的燃烧首先要与助燃空气混合，而油雾与空气的混合速度又比较慢影响了燃烧速度。增加助燃空气中氧气的含量，可以提高重油的燃烧速度，从而提高了燃烧温度。富氧燃烧技术特别适合应用于浮法熔窑上，浮法窑中用空气分离法制备氮气（锡槽保护气体的主要成分） 的副产品一富氧气体可用作富氧燃烧的富氧气体源。在应用富氧燃烧技术时，主要有两个关键问题：一是富氧浓度的选择，理论上富氧的氧浓度越高，越利于燃料充分燃烧，节能效果以及燃烧温度越高，但实际上节能率与富氧体纯度的关系是非线性的，当纯度超过30%以后，节能率提高并不明显， 同时富氧浓度太高会增加富氧的成本，所以实际中从制备富氧气体的成本和单耗考虑富氧浓度一般控制在3 0%左右即可：二是喷枪和富氧气体喷嘴的配置，一般来说，富氧吹入窑内有三种方法：

（l）作为燃油雾化剂；

（2）富氧喷嘴与燃油嘴成一定角度吹入；

（3）在燃油烧嘴下方平行吹入富氧。

从玻璃熔窑中对燃料燃烧状态的要求来看： 火焰上部为缺氧区，中部为普通燃烧区，下部尽量形成高温区以加强对配合料的熔化，要形成此理想燃烧状态，在烧油喷嘴下方平行吹入富氧气体比较合适。

2、全氧燃烧技术

以高纯氧气作燃油雾化介质或与燃气在喷枪内混合，经充分雾化或混合的燃料一氧气由喷枪喷入玻璃熔窑， 形成燃烧火焰，亦称“燃料一氧气”燃烧。全氧燃烧熔窑与传统助燃空气火焰熔窑相比不需要高人的蓄热室装置，因此熔窑投资费用大大降低。其次，用氧气助燃消除了氮气带走人量热晕的问题，从而使热效率人人提高，同时在生产中不会产生氮氧化合物（NOx），在节能的同时达到环保、减排的目的。采用全氧技术后，助燃气体大幅减少。钠钙玻璃窑气体中的NaOH浓度提高至原来的2倍；硼硅酸盐玻璃窑中的HBO2提高至原来的3倍； 显像管铅玻璃窑气中的PbO增加至原来的2.5倍；显像管无铅玻璃窑气中的KOH浓度也增至原来的2倍；但同时，对SiO2有害的水蒸气浓度也增高了3倍。这样，就使窑上部很多含SiO2的耐火材料受到了严重侵蚀。例如，硅砖的寿命由10年锐减到大约2年，制约了全氧燃烧技术的发展。

二、新型熔制

国内外研究的一系列新型窑炉技术还有减压澄清和浸入燃烧。减压澄清是将玻璃液吸入一真空室。脱气澄清后，再经均化和冷却制成玻璃。浸入燃烧是在窑底放置烧咀， 将燃气和氧气鼓入玻璃中，在液相中燃烧。这样， 可以利用燃烧产生的强烈搅动， 增加窑气和玻璃的传热， 加快物理化学变化，可取得减少能耗，增加产量和改善质量的效果。

1、深澄清池技术

深澄清池技术就是在窑坎后将澄清池的深度加人以利于玻璃液的澄清。此技术可有效地降低玻璃液的回流，大大减小了由于加热回流玻璃液而造成的能量损耗，从而降低了能耗。深澄清池技术中澄清池的深度一般比熔化池的深度加大100～300mm，有的甚至加人到熔化池深度的50%左右，但澄清池的深度也不宜过深，否则生产有色料时会出现因供料温度过低而消耗能量的问题。深澄清池必须与窑坎配合使用，窑坎的高度一般为熔化池深度的1/2 ，窑坎的形状以斜坡式为佳，这样即可延长窑坎的使用寿命又可加速澄清。另外，采用深澄清池后，由于流经流液洞的玻璃液温度较低，可提高流液洞的使用寿命。熔制有色玻璃时为了防止因玻璃液温度降低而造成流液洞的堵塞，在流液洞处应设置防堵电极，必要时用以疏通流液洞。

2、减压澄清技术

减压澄清技术就是在熔窑的冷却部设置减压脱泡装置，降低冷却部上部气体空间的压力，通过气压差，强制脱去玻璃中的气泡。减压澄清可使澄清温度降低，而且澄清质量大大提高，从而产生了良好的节能效益。日本的旭硝子公司试验结果证实可使澄清温度由1600℃ 降低到1450℃，可节省30%的能耗。由于澄清温度的降低，从而延长了熔窑的寿命，又可减小冷却部，节约了基建投资，同时提高了玻璃的质量和产量。

三、优化玻璃熔窖设计

玻璃熔窑设计的重大技术进步是玻璃熔窑数模仿真技术的兴起。数模仿真技术可以优化玻璃熔窑设计，它利用了玻璃熔窑实际经验数据，并建立专家数据库系统，可以方便地在电脑上模拟熔窑设计改进后的效果，加快了设计改进与实际验证的进程，从而大大节约了时间、成本，消除了不确定的风险。玻璃熔窑基本设计参数包括熔窑长宽比，熔池深度，窑坎高度等。玻璃液滞留时间或到达流液洞时的温度，对玻璃熔窑能耗有重要影响。在玻璃熔窑热点部位应用鼓泡和窑坎前助熔电极，可以形成垂直方向的液流，从而加强玻璃液的对流。必须根据生产玻璃的种类、窑型特点，合理运用鼓泡和助熔电极。

鼓泡可以使玻璃液从热点区域向投料口的回流加强，在玻璃液面升腾的气泡可以阻止配合料向出料端漂移，还可以驱离玻璃液面可能的泡沫层，有利于热辐射向玻璃液的传导。而鼓泡运行成本很低，其主要成本即是压缩空气的成本。而且，鼓泡不会向玻璃液输入热量。唯一问题就是必须正确使用，否则将导致池底耐火材料侵蚀加剧。

与鼓泡相比，窑坎前助熔电极产生的垂直方向液流的流速较低。助熔电极输入热量，增加了向投料口回流玻璃液的温度，也即增加了料毯下玻璃液的温度，有助于配合料的熔化。由于助熔电极的玻璃液流速度低，进入流液洞玻璃液的温度也较低，从而有利于玻璃能耗的降低。

四、优化玻璃窑余热发电锅炉设计

玻璃窑余热发电即利用玻璃生产线尾部排出的大量中低温低品质废气，通过余热锅炉产生一定压力的过热蒸汽，推动汽轮机实现热能和机械能的转换，再带动发电机发电的过程。玻璃窑余热利用可实现玻璃生产过程中的用电自给，另外还可以为玻璃生产提供蒸汽和热水。该技术的推广应用可减少玻璃生产过程的能源消耗和环境污染，具有很好的经济和社会效益。

参考文献

[1] 刘洪国.玻璃窑余热锅炉常见问题分析[J].玻璃.2012（03）

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关键词：高速公路隧道；LED；照明节能；隧道照明系统

中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）15-0035-02

近些年，随着我国高速公路的迅速发展，大量以桥隧为主的高速公路里程也逐年增加，公路隧道照明系统作为保证车辆安全通行的同时也使得隧道照明运营开支居高不下。近年来，LED以其低能耗高效率的特点，在照明行业正得到广泛的应用，从显示器背光照明到景观照明再到日常照明，覆盖范围越来越大。作为光源，LED的优势体现在三个方面：节能、环保和长寿命。LED不依靠灯丝发热来发光，能量转换效率非常高，理论上可以达到白炽灯10%的能耗，相比荧光灯，LED也可以达到50%节能效果。研究如何在基于交通流量、行车速度、可视度、驾驶员视觉特性基础上，实现对LED灯具合理的智能照明无级控制，这对提高隧道照明质量，降低能耗与隧道运营成本，营造安全舒适的隧道行车环境，具有重要的意义。

一、工程概况

金丽温高速公路金华段隧道群共有6个隧道，分别是：水坑隧道（长度为405m）、黄埔坑隧道（长度为157m）、黄坞垄隧道（长度为565m）、黄家垄隧道（长度为360m）、焦岩隧道（长度为470m）、白阳山隧道（长度为477m）。隧道单洞：净宽10.75m，限界净高5m；设计车速：80km/h（即按100m停车视距标准设计）。

根据《公路隧道设计规范》和招标文件要求，本次改造工程按隧道内行车速度80公里/小时对水坑隧道、黄坞垄隧道、黄家垄隧道、焦岩隧道、白阳山隧道等5个隧道的基本段中排照明灯设施进行设计、购置、安装、测试、开通、保修、培训、提供资料等服务。

二、隧道照明系统技术指标

本次照明改造系统为三级负荷，采用《公路隧道设计规范》（JTJ026-90）设计，照明标准应符合隧道通行能力B级――80公里/小时车速，主要设备采用最新颁布的国际通用标准、中国国家标准或能代表最新先进水平的标准进行设计生产。

（一）分级照明

隧道照明分段为：入口段、适应段、过渡段、基本段、出口段，使入口区亮度逐级降低到基本段的亮度要求，同样，为使司机的眼睛尽快适应光线由弱变强，出口段也设有加强照明。本次照明改造工程为中间段（也称基本段）照明改造，因此，没有基本段的隧道就不需要改造，如黄埔坑隧道（长度为157米）。

（二）照明控制

新加装的LED灯组成一个回路，由加装在夜间照明箱内的控制回路进行控制亮灯，并且与箱内的PLC控制器进行连接，达到远程控制的目的。原有中排高压钠灯（仅限基本段）组成一个回路，通过加装开关箱进行手动开关的第二级控制，达到是否接通回路的目的，而是否亮灯，则由原来的白天/夜间照明控制回路进行控制。

（三）照明配光

原设计洞内灯具采用250W、150W二种，根据隧道长度不同采用三排、单排布灯方式。隧道照明系统的配光以隧道参数和光学数据为依据，已满足下列指标：入口段白天照明平均亮度：80cd/O；适应段白天照明平均亮度：50cd/O；过渡段白天照明平均亮度：10cd/O；基本段白天照明平均亮度：4.5cd/O；夜间照明平均亮度：4.5cd/O；我们本次改造的LED中排灯的平均亮度应大于4.5cd/O。

（四）主要设备、材料选型

1．LED灯。LED灯具是本次改造项目的重要设施，根据图纸及招标文件规定的技术指标、性能要求，我们选用上海三思研发的一款以高亮度LED为光源的照明灯。该产品具有亮度高、照度分布好、节能环保、防水防尘、外观时尚等特点，可广泛应用于各种隧道、收费站、加油站、厂房、卖场、仓库、停车场、广场的照明。

2．配电箱改造：断路器采用梅兰日兰的小型断路器，接触器和继电器采用施耐德产品，配电箱内电线由杭州中策公司生产，这样就可以保证照明控制系统运行的安全、可靠。将照明控制系统接入原配电箱PLC控制系统，通过技术升级，可以实现隧道照明的自动化管理。隧道照明控制的自动化管理的前提是：利用成熟可靠的计算机、通讯网络和自动控制技术，才能实现全线照明回路的控制，达到提高高速公路的生产管理自动化水平，减轻高速公路管理人员的劳动强度，降低维护成本，实现系统的先进性目的。开关箱：采用（下转87页上接34页）金华市一开电气成套设备厂，该箱由于只起第二级的回路关断作用，因此，箱内只设梅兰日兰的小型断路器。

三、高速公路隧道照明的节能优化设计

（一）改进分时间隔照明控制模式

一般的隧道照明供电控制模式是按照白天和夜间两级模式予以供电控制，而这种控制模式存在严重的电能浪费现象。我们可以根据工程的实际情况予以讨论，建立更为科学合理的多级照明控制方式，比如说可以采用白天、傍晚、夜间的三级控制模式，分别采用1、1/2、1/3的照明方式，既满足不同时段交通量的使用要求又达到节电的效果，从而降低公路隧道的运营成本。

（二）在隧道照明的设计规划中应该考虑节能问题

在隧道照明系统的设计中，通常入口段和出口段灯具的密度和照度最大，中间段最小，而中间段灯具布设长度一般最大，其他各段灯具的布设长度根据隧道实际长度和实际要求的不同而有所不同，根据《公路隧道通风照明设计规范》的设计要求，隧道照明的设计应考虑车流量、车速和内外亮度三个因素。比如入口段照明通常由基本照明和加强照明两部分组成，前者的灯具布置同中间段照明相似，后者的加强照明采用功率较大的灯具。由于洞外日光的投射进去，可利用作为入口段加强照明的部分，参照设计规范，可将离洞口1Om以内的加强照明灯具予以省略。按照规范要求，隧道长度超过1O0m就要设置照明设施，当隧道里安装照明灯具时，如按照全年最大照度设计，单从洞外亮度这一指标分析，只要天气不是晴天，洞内亮度就是多余的，长时间势必造成电能的极大浪费。所以要把隧道内各段照明的长度和照度设计成能够根据实际要求（如洞外亮度）不断调整变化，动态地实现对各段灯具照明的自动控制，才能从根本上杜绝隧道照明能源的浪费，并提高行车安全系数。

（三）检查隧道配电设施，保障电路畅通，提高电能的利用率

一个完整的隧道机电系统对确保隧道良好的通行环境，及早发现隧道内事故及灾害，提高隧道的运营管理水平，确保交通舒适与行车安全具有重要的作用。随着新建的高速公路隧道配置的设备系统功能更加完善，运行更加稳定，高速公路隧道机电系统的构成应满足操作简单、经济实用、先进可靠、可扩展、易维护的原则，要提高隧道运营自动化、信息化、网络化水平，使隧道管理人员能够及时、准确、全面地了解隧道及机电设备的运行情况，以便更加科学、合理、有效地进行隧道运营管理服务。

四、结语

总之，通过金丽温高速公路金华段隧道群各照明区段的照明亮度要求对照明光源的选择和控制系统开展研究，使用LED灯为国家高速公路隧道照明节能提供了切实可行的技术与控制手段，使用LED进行高速公路隧道照明时显著的节能效益，达到节约了电力能源，降低了运营成本的目的，希望能够为类似工程提供借鉴。

参考文献

[1]杨清德，康娅．LED及其工程应用[M]．北京：人民邮电出版社，2007.

[2] 张志红．隧道照明控制与节能技术研究[D]．重庆：重庆交通大学，2007.

[3] 周正兵，吕晓峰．隧道LED照明节能80%原因分析[J]．交通建设与管理，2008，（4）．

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【关键词】：建筑设计；节能优化；设计；分析

【导言】：伴随着经济的迅猛发展，能源消耗的额度也逐年增大，能源问题已成为焦点，其严重违背了可持续发展原则，制约了国家经济建设，阻碍社会发展。目前，建筑业耗能居于首位，我国出台了一系列的节能标准，切实贯彻落实可持续发展原则。

1、我国建筑节能设计的现状分析

由于建筑节能设计具有很强的综合性与系统性，涉及到的专业领域较为广泛，技术含量较高，使得在节能建筑设计方面依然缺乏完善的建筑设计技术，建筑设计体系也不成熟。具体现状归纳如下：

1.1建筑节能标准执行率低

由于我国各地区的气候条件和经济条件差异较大，与当前的能源节能标准尚未细化，也没有充分考虑当地的经济条件，导致所有的标准在实施过程中存在一定的问题。

1.2设计人员缺乏J识

虽然建筑业已经成为我国经济的支柱产业，但仍然存在着很多问题，在建筑行业的发展上建筑设计没有充分展现出建筑节能创新的理念，这主要是由于设计人员缺乏充分认识和了解建筑节能设计，仍沿用传统的设计过程中的设计理念，从而导致在建筑行业的建筑节能理念和技术不能得到充分的体现和应用，阻碍了节能建筑的开发应用。

1.3管理人员节能意识薄弱

建筑节能设计不仅体现在建筑中，它与建筑的管理密切相关。但在建筑节能技术应用的现状并不乐观，原因是创新和管理意识缺乏，不会使用节能建筑的设计理念，施工管理，施工企业的管理模式仍然是传统的粗放式管理应用，这显然不利于建筑节能技术。

1.4先进节能技术应用不足

当前，我国的建筑行业对国外先进技术的依赖性强，特别是在建筑节能设计技术领域。因此，先进的节能技术在节能建筑设计中不能得到充分的应用，许多设计理念仍然沿用传统的设计理念和方法，严重制约了资源的保护和环境的保护。

2、建筑设计中的节能措施分析

2.1屋面节能措施

屋面是建筑围护结构的重要组成部分，对于屋面的节能措施，在屋面进行保温隔热处理显得尤为重要。在夏季，太阳辐射很强，经受太阳辐射后的建筑屋面的温度能够达到七十摄氏度或以上的高温；在冬季，虽然太阳的辐射要弱得多，但是室内外温差却很大，从屋顶散发到室外热量非常多。基于这方面原因的考虑，很有必要对屋面采取节能设计。在屋面节能设计方法上，以把保温层铺设到建筑屋面这种方法运用得比较多。然而，为了使屋面的保温隔热效果更加的理想，则需要严格要求和控制保温材料质量。具体的做法是：第一，在设计上对保温材料的吸水率以及密度要把握好尺度，屋面自重更是要控制在合理范围之内。第二，在选取保温材料的时候，应尽量选用具有环保的、优良保温隔热性能的以及性价比高的等优点的材料。第三，设计人员还可以用蓄水或者是绿色种植的方法运用到屋面设计中。其中蓄水式的屋面能够散热，还能使屋面温度降低，绿色种植式的屋面不但可以增加建筑的绿化，队环境起到美化的作用；还可以使屋面的保温隔热效果更加理想。

2.2墙体节能措施

墙体也是建筑围护结构的重要组成部分，在墙体上采取行之有效的节能措施，能够使建筑墙体的节能效果得到很大程度的提升。对于墙体的节能设计，主要采用以下几种方法：在建筑外墙的材料选择上，采用隔热保温性能较为理想的材料；在墙体中间，将保温的材料放入其中，形成墙体和保温材料凝结在一起的复合墙体；在建筑的外墙添加保温层，不但能起到隔热的效果，还能为墙体充当保护的功能，这种方法也叫外墙外保温。如果只考虑保温节能的效果，第三种方法可以说是最佳的选择，因为室外的温度不会对外墙外的保温材料产生太大的影响。

2.3门窗节能设计

2.3.1控制建筑窗墙比

窗墙比顾名思义就是窗和墙之间的面积比，指的是窗户洞口的面积和房间立面单元面积之比，常常把窗墙比作为指标参数运用到建筑和建筑工节能设计中。其中房间立面单元面积指的是建筑的层高与开间定位线所围成的面积。不同的区域，不同的气候条件，在窗墙比的要求也很不同。尽管如此，对于门窗节能方面的措施来说，控制好建筑外窗的面积是很好的也是有效的一个途径。

2.3.2门窗玻璃的选择

着色玻璃：着色玻璃是一种节能装饰性玻璃，它不但具有良好的透明度，还可以对阳光中的热射线显示出很强的吸收能力，有效吸收太阳辐射出来的热量，从而达到隔热节能的功效。不但如此，从外面透入隔热玻璃的阳光，会被其柔化掉，大大降低阳光刺眼的程度，隔热玻璃还能把太阳光中的紫外线过滤掉，有效隔绝了紫外线对室内物品的直接作用而引起的物品褪色和变质情况的发生。镀膜玻璃：镀膜玻璃也叫反射玻璃，它是通过改变玻璃的光学性能，来达到某种特定要求的。具体来说，是将一层或者多层金属、合金或金属化合物薄膜涂镀到玻璃的表面。在建筑门窗节能中，采用的镀膜玻璃指的热反射玻璃，它具有在对热辐射进行反射时候，还能发挥很好的透光性能的优点。阳光控制镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃是比较常用的镀膜玻璃，阳光控制镀膜玻璃，可以对阳光起到一定的控制作用，隔热性能极佳，从而降低了室内空调的使用率，最终达到节能的目的。这种玻璃在安装时，还要在室内侧安装膜层来延长它的使用寿命。低辐射镀膜玻璃可以放射远红外线，也可以很好地阻隔可见光里的热射线，保温效果极其理想。中空玻璃：中空玻璃是一种将两片或者三片玻璃，用高强度高气密性的复合粘结剂，将其与含有干燥剂的铝合金窗框粘结在一起，从而形成的高效隔音隔热玻璃，门窗的保温隔热性能得到很大的提升。

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关键词：智能化建筑；电气；节能；能耗

智能化建筑电气设备近年来随着经济的发展也得到了了较大的进步，但在过程当中，也暴露出较多的问题。一些投资商往往注重产品的质量以及其能创造出来的经济效益，不关注电气设备的节能，这就导致电气设备对资源的大量浪费对于智能化电气设备来说，其节能设计是至关重要的，节能减排与国家倡导的可持续发展是同一概念，所以做好智能化建筑电器节能优化设计十分重要。

1智能建筑和智能化建筑电器节能

对于智能化开发的产品来说，计算机技术就是其核心制造技术，智能化设备的开放实质就是利用先进的计算机设备，再将各个计算机系统进行系统性的整合，在这其中包括有众多的管理设备，例如信息化应用系统、公共安全系统、信息设施系统和建筑设备管理系统等。在此基础上，智能化电力设备还要对自动化建筑体系进行充分的利用，这样才能给人们一个健康安全的生活环境。我国目前的智能化系统的运转还存在有较多的缺陷，例如智能化设备不能正常使用或是故障频发等一系列问题。智能化建筑电气的节能优化设计对于技术人员来说是一大难点，又是十分重要的一点，传统的节能系统无法做到真正的做到节能减排，对于电气设备的关注度还是在品质方面多一些，而现如今的智能化建筑电气设备的节能装置是全自动操作，充分应用了计算机技术。从表象来看，智能化电气设备的节能减排得到了长足的发展，但实际出现的情况却是相关制造商对于节能减排装置的不加重视，导致节能减排成为空谈。

2我国智能化建筑电气节能存在的问题

目前我国的智能化建筑电气节能设计所存在的问题主要有以下几种：

2.1控制方式、照明光源选择不合理

如果照明、开关控制设置或系统控制存在问题，就会造成能源的浪费，进而严重影响电气节能系统的发展。

2.2协助电气设施安装不到位

协助电气设备就是指辅助电气设备运转的相关装置，例如给排水系统、采暖通风系统等，这些装置如果安装的不合理，就会引起智能化电设备出现耗能现象。例如通风装置如果存在问题，就会导致电气设备的散热性达不到自身运转要求，从而导致设备出现系统奔溃等的不良现象。

2.3未选用节能电气设备

没有选用节能的电气设备比如：节能灯具、节能变压器、节能的风机水泵等，同时也没有充分结合充分利用电气产品本身的节能特性。

3我国智能化建筑电气节能的优化设计

3.1供配电系统的节能优化设计

对于智能化建筑电气节能设计来说，最主要突出的就是节能设计，其要达到的最终目的就是要使电气设备减少耗能，要达到此目的，就要从电气设备的多方面进行权衡考虑。最重要的一点是电气设备的供配电系统，在实现此项工程之前，要对电气进行全方位的分析。例如用电设备的特点、用电设备的负荷容量以及用电电压的数值等，一定要对这些相关设备进行详细的分析，才能强有力的保证配电整体系统的稳定运行。对于供配电系统在节能方面的设计，主要可以从以下两个方面入手：首先是电气设备的用电电压，相关技术人员一定要保证电气设备的的用电电压恒定，要将配电电圧控制在正常的范围；其次就是供配电布线。对于供配电布线的挑选，应尽量采用短而直的布线，这样既可以节省资源，还能对对电气复杂的系统进行简化，从而减少相关能源的损失。

3.2照明系统的节能优化

在所有的智能化建筑设备当中，照明所消耗的能量也是不可小觑的。在对智能化建筑电气节能设计时，相关设计人员一定要注意对照明系统的节能设计，照明系统是支撑电气设备正常运行的一大因素，对其设计，通常可以从两个方面入手，首先照明灯具的选用，传统的照明灯具没有节能减排功能，而且还会增大照明工具的耗能，因此，对于照明灯具的选用，最好选用节能照明的灯具，而且照明开关也应该采用声控装置，这样既能达到节能目的，而且又能节省投资资金；其次，对自然光的利用，应该充分的利用自然光，例如太阳光，例如安装的采光井，自然光的利用就可以减少灯管的耗能，减少能量的消耗。

3.3电梯、通风和供水系统的节能优化

电梯的利用已经在我们生活当中成为一个普遍的电气装置，相关人员在进行电梯的设计选用时，就要注意电梯型号的选用，电梯要采用一定的节能材料，其对电能的大量消耗，因此在一些较低层数的建筑当中，就可以不采用电梯装置，以减少耗能。在选择空调系统时，应首选水源热泵空调，因为其有节能性能优、零排放和无污染等优势，且其机组效能远比传统空调高在设计供水系统时，可以优先选择无负压供水设备，这种设备不仅可以做到节能环保，还能对水的质量有所保证。

3.4利用再生资源

在智能化建筑电气节优化设计当中，利用再生资源就是其中最为关键的技术手段。例如太阳能、风能等，利用再生资源技术，既可以达到想要的目的，又可以有效的解决节能问题，减少污染物排放。此外，在智能建筑电气施工时，还可以使用光电幕墙，并采用新型的节能保温材料建造，以达到节能的目的。

4结束语

就智能化建筑电气节能优化设计来看，其本质目的就是节能减排，因此，在电气设备的各个建造环节都应该体现节能减排的设计。社会的进步使人们对节能减排越来重视，智能化建筑的重要性也日益凸显，在电气设备建筑实现智能化的同时，其节能减排也随着时间的变化凸显的越来越明显，但我国目前的智能化电气设备在节能减排设计当中还存在有较多的问题有待改进，相信在未来，我国的智能化建筑电气节能设计水平会有一个质的飞跃，给节能减排的电气设备开创一个新的发展时代。

参考文献：

[1]叶晓雪.建筑电气节能设计及照明节能设计探讨[J].工程技术研究,2017,(3):201-202.

[2]李朝辉.探讨建筑电气设计的主要内容及节能的原则分析[J].住宅与房地产,2015,(19):9.

[3]张东栋.基于智能化建筑电气节能优化设计的分析[J].电子测试,2016,(17):146+130.

[4]杨冰,杨树森.智能建筑电气应用与节能[A].《建筑科技与管理》组委会.2015年1月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会,2015:2.

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关键词：智能化建筑、电气节能、优化设计

中图分类号：F407文献标识码： A

前言：随着城市化进程的逐步加快，面对全球能源紧张这一问题，环保节能的理念被大力提倡，这就对现代建筑的智能化提出了更高的要求。如何对建筑物的各项控制系统和供配电系统实行智能化管理控制成为建筑电气节能优化设计的中心环节。

1、开展智能化建筑电气节能的必要性

1)当前智能化建筑电气耗能现状。虽然现阶段，太阳能、风能等新型能源在建筑电气工程上已逐渐开始投入使用，然而由于对新型能源的利用仍处于摸索阶段，其在使用性能方面仍存在很多不足。智能化建筑主要仍是依赖于电气能耗。据统计，我国当前各种行业能耗中，建筑耗能占大多数比重，其中以电气的能耗占据首位。由于我国在智能化建筑工程节能技术上起步较晚，实践经验有限，且针对建筑电气节能设计方面的标准仍未规范化，因而造成在建筑电气节能运行上仍存在多种不足，耗能量仍不容乐观。

2)智能化建筑电气节能的重要性。随着国民经济的迅速发展，工业、农业等生产规模在不断扩大，由此带动能源的消耗量增加，尤以建筑消耗居多，且基本上是逐年递增的变化趋势，因而减少建筑耗能问题便成为人们关心的热点话题；另外，随着能源的消耗，其带来的环境污染问题严重威胁到居民的正常生活、工作等。为改善现阶段人们的生活环境，提高生活质量等，加强建筑电气节能工作便尤为重要；此外，在我国推出建设节约型社会的号召下，节能减排问题是全民关注的共同话题，开展电气节能是实现“可持续发展”，造福于后代的重要举措。

2、智能化建筑电气节能设计需符合的准则

1)节能应在保证实现建筑物基本功能的前提下开展。开发智能化建筑物的目的即是为人们的生活提供更完整的服务，因而在进行节能优化时，需考虑到其是否影响到建筑物的正常使用，如正常的照明需要、运输通道通畅、休闲娱乐设施等正常运转等。

2)节能应在符合实际经济效益的前提下开展。节能技术的投入使用应充分考虑到实际成本问题，不能一味追求高效节能而加大投资，增加建筑物开发成本负担。因而电气设计工程师在进行节能优化时，需认真考虑节能方式的选择及其设备材料的应用，尽可能实现节能性能的优化与成本的控制。

3) 节能应满足低能耗的要求

建筑电气节能的设计就是为了节约电能损耗、高效利用能源，但是在注意低耗能的同时也要注意应用效果的满足。因此对于建筑建设中照明的照度、色温、显色指数要尽量满足舒适性空调的温度及新风量等新要求。

3、国内建筑电气节能现状

近年来，国内在建筑电气节能领域开展了很多卓有成效的研究工作，只是在节能方案、措施制定等过程中统筹分析不够，没有对建筑内部现有系统的综合能耗实现准确分析，在节能产品选型安装或节能方案措施的实施上还存在一些不足之处。相应的基础自动化设备还普遍不足，在节能数据及运行效果的跟踪统计分析上不能实现实时动态管理，造成建筑电气系统节能产品或节能措施实施后，不能有效协调相关系统运行，预期节能效果不明显。在工程实际建设中，实施高效节能设备和自动化控制系统能够有效降低30%―50%的建筑能耗，但在能耗监控及维护管理系统上如果不够完善，建筑能耗节能系统就不能实现内部的实时调控，对建筑节能效果的调节管理也不够持续稳定。

4、智能化建筑电气节能技术的优化措施

建筑电气节能设计与改造是使智能建筑服务水平提高的一个有效措施，不但能够发挥建筑内部各系统的功能特性，还能优化控制电气系统和设备工作状态，进而使建筑电气系统能耗得到明显降低，减轻住户的日常开销。

4.1供配电系统的节能设计

对智能建筑内部用电等级和总荷载进行准确统计分析后，设计使用便捷且科学合理的建筑供配电系统，不仅能节约业主的一次性投资，使单位建筑的经济性提高；还能使建筑工程在日后使用中实现节能降耗。可以说智能建筑节能中的最关键环节就是供配电系统的节能设计，在实际设计中要注意以下三方面内容：

一是合理选择变配电所的位置，按照建筑的不同用电负荷对所需供电容量及用电等级进行准确统计，与住宅单体分布相结合，设计完成经济稳定的供配电系统。建筑区变配电所的位置要与用电负荷中心临近，不但能使建筑配电半径减小，以免出现往返长距离的供电情况，缩短供电电缆长度，使供配电系统投资成本降低；而且还能使配电线路半径缩小，有效降低线路综合损耗，使配电质量得以提高，实现其它用电设备运行高效稳定，降低能耗的作用。

二是合理布置竖井，在各层设计配电竖井、层配电箱等具置时，为便于缩短分开关配电线路长度，降低线路损耗，可将其设置到用电负荷中心。

三是变压器选择要合理，高层建筑电气节能的关键在于变压器的类型要选择合理，由于变压器正常运行时，其内部铁心叠片因电磁力线交变而发生磁滞及涡流现象，进而形成空载损耗，也就是铁损。随着材料物理相关理论的快速发展，作为新型节能材料的非晶态磁性节能材料已做为变压器铁心材料而得到广泛应用，进而形成节能的非晶合金铁心变压器。

在工程建设中常用的S11、S13等型号变压器优化传统变压器结构的改良产品，对传统叠片式铁心结构进行改变，能够使变压器铁心内磁阻减少，与传统变压器相比其空载电流可减少20%―40%，变压器功率因数明显提高，供配电系统综合线损降低，系统供电能力得到有效改善，从配电源头实现节能降耗的效果。在对上述因素进行综合考虑后，就要在设计对供配电系统后期扩容需求留有余地，要使变压器负荷率介于合理范围，一般多选择在75%―85%之间。

4.2照明系统的节能设计

智能建筑在节约照明用电上不能只是通过照明灯具数量的减少或功率的降低来进行实现，而要有效利用自然光等光源。位于室外部分的建筑面积，通常多利用透光率较好的玻璃门窗等使建筑物白天照度得到增加，使开灯时间明显减少，以实现对自然光源的有效利用，达到节约电能资源的效果。能够采用自然光的建筑面积照明，可以根据建筑物照明设计中的照度标准对现场照度进行检测，并采用相应灯光控制系统对灯具照明进行自动调节，以实现不同区域对照明的不同需求。设计建筑物的夜景照明，要沟通好城市景观规划部门，不但要通过灯光的烘托效果使建筑总体风格中蕴含的文化底蕴和艺术效果得到充分体现，还要将照明结合美学、艺术等方面特点，使建筑物夜景环境具有优美、优雅、舒适的特点。设计智能建筑的照明时，还要控制好照明系统，以免对周围环境的造成光污染，在实现节能降耗的同时，还要保护好人文与生态环境。

5、结束语

综上所述，在现代化建筑电气设计工程中，人们为了提高建筑电气设备的经济效益和工作效率，就将各种节能措施应用到其中，并且随着科学技术的不断发展，人们也在传统的节能技术的基础上进行了相应的改进，从而进一步的降低了建筑电气在运行过程中所产生的能量消耗。未来社会发展的趋势必将是建筑智能化，建筑电气智能化发展及节能是建筑发展的最基本要求，合理运用智能化和节能措施，并将两者融合在一起，不仅能满足生活舒适性和功能性，同时还能减少投资，节约能源。

参考文献：

[1]范臻．基于智能化建筑电气节能优化设计的分析[J]．中国高新技术企业，2012(28)：29-31．

[2]林毅宏．智能楼宇建筑电气节能现状及节能设计研究[J]．自动化与仪器仪表，2011(3)：33．

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【关键字】暖通空调；节能减排；设计原则；优化设计；新能源；设计参数；

前言

目前随着我国经济的迅猛发展，人们生活水平的提高，人们对生活舒适度的要求也越来越高，暖通空调为城市居民提供了舒适的生活环境的同时，也造成了相当大的能源消耗，暖通空调的节能设计应运而生，做好暖通空调的节能减排能够有效降低整个建筑的能源消耗，进一步提升居民的生活质量，实行可持续发展。因此暖通空调需采取节能减排的优化设计，重点在暖通空调运行的过程中实现节能降耗，避免暖通空调的资源消耗过度，强调节能减排优化设计在暖通空调中的重要性。

一、暖通空调节能减排的设计原则

暖通空调节能设计的基本原则就是节能，在节能设计过程中，热舒适指标是实际应用的指导。对于热舒适指标的影响因素主要是：温度、空气湿度、风速、劳动强度以及辐射温度。对上述因素进行合适比例的探索和组合，对舒适和节能进行现实协调。并且对建筑物的导热性进行适当的围护，对室外的气候变化进行应对，保证室内的舒适性。笔者认为还有以下几方面的原则：

1.1 动态性原则

暖通空调节能减排的优化设计中，需要综合考虑多项因素的影响，所以在优化设计中提出动态性原则，利用动态性的方法，不断改进节能减排的设计，促使暖通空调达到节能减排的标准，最主要的是利用动态性原则控制暖通空调的设计，保障其与建筑工程的和谐相处。暖通空调的动态设计决定了节能减排的效果，促进暖通空调节能设计的发展。

1.2 技术性原则

技术性原则是暖通空调节能减排优化设计的根本，通过技术改进暖通空调的设计，促使其具有最大化的节能效益。暖通空调设计中的技术性原则，可以在根本上找出设计中消耗比较大的点，进而依照节能减排的要求，优化改进设计方式，发挥技术性原则的指导性。

1.3控制室内空气品质

通风量大是暖通节能空调的设计趋势，解决空气质量是最重要的问题。因此，对室内气流进行合理的排风、进气，对室内空气质量进行提高，不仅保障了室内空气质量，而且达到了节能目的。

1.4重视规划设计

规划设计是建筑节能设计的重要方面，建筑的节能应充分考虑当地特有的自然调节，通过合理的规划布局，在考虑当地的风向，地形，辐射和大气环流等因素，做到因地制宜。所谓因地制宜，就是要充分合理的利用当地的自然资源，开发出适合当地气候特色的空调方式，这是空调节能的绿色思路。

二、暖通空调节能减排的优化设计

2.1改进暖通空调的运行方式

随着节能减排的发展，暖通空调优化设计中引入了变频技术，其可根据室内的需要，自主调节暖通空调的运行方式。例如在办公楼、商务类建筑内，暖通空调对变频技术的应用较为广泛，因为变频运行状态的暖通空调，实际消耗的功率远低于传统运行方式，可以节约30%～50%的能耗，所以变频技术普遍应用在公共区域比较大的建筑工程内，目前逐渐推行到民用建筑工程内，目的是通过变频式的运行方式，控制暖通空调的能源消耗，达到节能减排的目的。

2.2 积极推进新能源的应用

新能源是暖通空调节能减排的发展趋势，近几年，越来越多的新能源投入到工程项目中，如太阳能、地热等，而且此类新能源具有可再生的特点。暖通空调节能减排设计中应该积极落实新能源的应用，采取新能源优化暖通空调的设计。建筑工程暖通空调设计中，比较常见的新能源是太阳能，例如：利用太阳能构建热泵系统，用于降低暖通空调对传统电能供热的依赖性，同时体现太阳能资源清洁、无污染的优点，改善暖通空调的运行环境，既可以优化暖通空调的消耗，又可以减少运行中的污染，遵循节能减排的思想。

2.3合理的选择暖通空调系统的设计参数

室内温度取值的高低与建造暖通空调系统的能耗密切相关，经调查研究表明夏季制冷条件下，室内温度每升高1℃，能耗将会降低10%左右； 冬季制热的情况下，温度每降低1℃，能耗可减少8%左右。因此，科学合理地进行室内温度计算取值能够有效地降低暖通空调系统的能耗。我国《公共建筑节能设计标准》对一般民用建筑室内供暖和制冷设计计算温度的取值标准进行了科学合理严格的规定，公共建筑夏季空调制冷不应低于25℃，居民建筑和办公室室内冬季采暖温度不得高于20℃。

2.4控制暖通空调的新风环节

暖通空调的新风供应是能源消耗比较大的环节，如果暖通空调的新风量较大，直接加重了空调运行的负担，促使大量的电能负荷投入运行，但是不能全部转化成新风供应，由此增加了暖通空调的运行电量。暖通空调节能减排优化设计中，应该控制暖通空调的新风环节，主动调整新风与送风的比重，合理安排暖通空调的新风量，避免新风量供应中消耗过度的能源。

2.5 推进热能回收再利用理念

暖通空调节能减排优化设计中可以发现，暖通空调的热能可以实现再利用，提高热能资源的利用效率。暖通空调运行中散发出诸多热量，针对此部分热能资源实行再回收设计，重新利用暖通空调的消耗热能，避免暖通空调的热能过度损失.

三、结束语

节能减排应注重能源节约和排放标准降低的双重效益，注重环境效益与经济效益的均衡发展。暖通空调节能减排的问题已经成为了一个受到广泛关注的社会性问题，并且是建筑工程的重点项目，也是能源消耗较大的工程内容，其与当前人们的日常生活息息相关，此外，这还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染，是关系国计民生和国家可持续发展的重要行业，因此，暖通空调设计的从业人员应本着以用户的切身利益的服务原则，严格按照相关的法律、法规设计。

参考文献：

[1]王东升.建筑工程专业基础知识.徐州：中国矿业大学出版社，2010

[2]赵荣义，范存养，薛殿华.空气调节.北京：中国建筑工业出版社，2009

[3] 黄光平，曾小磊.暖通空调节能减排优化设计[J].科技风，2012

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【关键词】建筑；电气；节能；设计

随着建筑业的不断发展，当中的电气节能设计工作也越来越重要。因为在实际的电气设计当中，受到很多因素的限制，建筑电气节能设计存在诸多不足。很多建筑的电气能耗还是相当高，导致了大量的资源和资金浪费，还在很大程度上增加了经济负担。所以，必须结合建筑物的实际情况，进行适当的电气节能设计，以便有效降低电气能耗，争取资源的节约。

1.建筑电气现状

某三甲医院共有内科大楼、门诊楼、急诊楼、医技综合楼等建筑单体5个，因为医院建筑中，医疗电气设备多，每一天都需要耗费很多电量，而且因为原先的电气设计不够合理，造成了很大的电力浪费。所以，特此按国家对医疗建筑的改扩建要求，接业主方委托，逐步对其建筑进行改扩建设计，其中具有代表性的新建医技综合楼（地下3层，地上15层，总建筑面积2.1万），

主要功能为医技设备、门诊、住院部）在2009年设计完成，2011年投入使用。

2.电气节能的优化设计

2.1变配电房设置情况

在地下二层设置了10/0.4kV变配电房，靠近电气竖井，这样可以减少配电半径，既减少电力电缆的一次投资，又降低线路损耗。两路10kV高压进线由市政电网引入（10kV系统南供电局进行设计），设置了3台干式变压器，其中，1变压器：500kVA，专供一层医技设备用电（含l6排CT机50kW、肠胃机50kW、大型C臂X线机50kW等），均采用放射式供电；2、3变压器：630kVA，供其他动力、消防设备、照明用电，且互为联络。该大楼采暖、制冷采用屋面风冷热泵机组形式。

2.2具体节能优化设计

（1）供配电系统节能设计

供配电系统节能设计作为整个建筑电气节能的关键步骤，设计人员必须结合用电设备特点、负荷等级、用电负荷容量及分布等内容，来开展供配电系统的设计：首先，要保证系统简单可靠。供配电系统应该简单可靠，配电级数不能过多，同一用户内高压配电级数不能多于两级，低压配电级数不能多于三级，以降低电能损耗。如果是两路进线供电系统，最好采用两路电源同时运行的方式，从而降低线路损耗。其次，合理选择供电电压。通常情况下，电压越高，损耗越小。如果用电设备总容量超过250kW或变压器容量超过160kVA最好用10kV供电。通过合理选择电压等级，从而实现节能的目的。再次，减少线路损耗。变电所应该尽量接近负荷中心，缩短低压供电半径，降低线路损耗，提高供电质量。一般应该将低压供电半径控制在150m以内。最后，应该选择合适的电缆。在选择电缆时，应考虑准确的载流量、电压损失、短路电流热稳定等指标，根据电流密度和供电需求，选择合理的导线截面，以便降低电能损耗。

（2）变压器节能设计

要想变压器做到真正的节能，设计时要采取相应的措施，提高变压器运行效率，降低损耗。具体而言，就是要从变压器自身结构、材质等方面采取相应的措施。第一，合理选择变压器数量与容量，合理调配电压负荷，使变压器在能耗较低的状态下运行。第二，选择节能型变压器。这是实现变压器节能的重要措施，其运行效率高，损耗低，能够起到明显的节能效果。所以设计时，应该选用10型及其以上，非晶台金变压器。

（3）照明电路节能设计

首先，要充分利用自然光。其次，应选用高效节能光源及低能耗、性能优的附件。按国家节能设计及审查要求，除特殊场所外，均不得采用白炽灯：应根据建筑使用场所，合理选用T8、T5、LED灯具；灯具附件的节能也相当重要，公共建筑的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯具应选用电子镇流器。气体放电灯宜采用电子触发器。

公共场所、公共走道等采用照明分组集中控制方式。如对医院住院部楼层的公共走道，可在护士站集中分组设置开关，这样既便于管理，也节约运行费用；对门诊、急诊楼等的公共区域，可采用i―bus及类似系统进行分时、分组调节及程序控制。室外照明可采用程序控制或光电、声控开关；办公楼、住宅楼的走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关；对医疗建筑的楼梯间及走道，由于使用人员较多，不建议采用声控节能自熄开关。

（4）空调系统节能设计

本工程中一共使用三台水泵，春秋季节只用一台，备用两台，夏季高峰时常用两台，备用一台；一台变频器只拖动一台水泵运行，且可以以人工方式切换，其他可通过人工方式启动到工频运行。设计使用3台水泵电机选配l台变频器。工作时可选择任意一台水泵做主泵、由变频器直接拖动变频运行；其余两台水泵做辅泵、由人工依据制冷特点相应进行启停控制，使电机工频运行。

在中央空调系统设计时，冷冻水泵、冷却水泵的电机容量是根据建筑物的最大设计热负荷选定的，都留有一定的设计余量。

图1空调机组冷却水泵和冷冻水泵改造结构

在中央空调系统中接入变频节能系统，利用变频技术改变水泵转速来调节管道中的流量，以取代阀门调节及回流方式，一般节电率都在30%以上。

2.3设计数据与实测数据比较

该工程为综合楼，近3年的使用（每天工作时间为8：00～12：00，13：30～l7：30）情况为：门诊病人多且住院病房（共8层住院部）基本均满员，部分时候还有在走道上加床的情况，满负荷运行时间较长。笔者对夏季、冬季用电高峰期、低谷期配电房各变压器后进线柜工作电流数据进行采集，再对应设计时参照相关设计手册中的同期系数计算出的计算电流。发现存在较大差异。

设计时。变压器容量选取与电力负荷相适应，使其工作在高效低耗区内。综合初装费，变压器、高低压柜、土建投资及运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的裕量，变压器最经济节能运行的负荷率一般在75%左右比较合理。而设计负荷率往往是设计师按设计容量、设计手册中的相关系数计算而得的，与实际的负荷率相差较远，具体见下表1。

表1变电所1#、2#、3#变压器工作电流和负荷率

变压器 计算容量 计算电流 夏天上午九点高峰期电流 夏天晚上九点低谷电流 冬天早上九点高峰期电流 冬天晚上低谷电流

1# 360 585A/72% 463A/57.1% 122A/15% 478A/59% 102A/12.5%

2# 467.8 711A/74.3% 547A/57.2% 392.2A/41% 621.8A/43.3% 414.2A/43.3%

3# 473.2 720A/75.1% 536.9A/56% 348.9A/36.4% 651.6A/67.9% 373.9A/39%

从这些实测数据可以看出.随着时代变迁，建筑物内的各种电器产品运用广泛，设备容量大幅上升，设计人员必须充分了解现代化建筑内设备的同期使用情况，再结合现有设计手册的相关数据进行计算，才能确保建筑的真正节能优化设计。

参考文献：

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住宅建筑节能设计所涉及自然地理环境、小区规划中建筑群体的朝向、体形、间距、高低及道路网的布局，广场绿地的分布等都会影响规划区的微气候，影响建筑的日照和通风，由此影响到建筑的耗能。

1.1 朝向的选择。经调查，在其它条件相同情况下，东西向多层建筑的传热耗热量要比南北向的高5%左右。因此，住宅朝向的选择，最好选择南向，以其有利于夏季的自然通风，冬季增长日照时间。

1.2 具有合理的体形系数。在住宅体形设计时，应注意用最少的围护结构面积形成满足功能要求的室内空间体积，外墙表面积越小越有利于建筑节能，其意义在于减少不必要的墙体外表面积，避免热损失， 节能住宅体形系数宜控制在0.25到0.28之间。

1.3 优化建筑单体的组合方式。建筑单体之间的组合对气流的形成具有直接的影响，为此设计时要确定好建筑物的位置和朝向，尽量减少气候因素对围护结构的影响。

1.4 在总体规划设计中，应合理选择热源形式，优化布置室外供热管网，以减少热传输的损失。

2 建筑平面设计中节能的优化设计考虑

2.1 平面形状应规整，尽量减少护结构面积，增加冬季直射室内的阳光，夏季减少太阳辐射。合理组织穿堂风，加强空气对流，创造夏季适宜的室内小气候，以达到使用便利、环境舒适的效果。

2.2 热环境的合理分区。把热环境要求较低的厨房、厕所、过厅等布置在北向，而尽量争取将居室布置在南向，充分利用太阳能，保持冬季室内有较高的温度；应适当减少北窗开窗面积。

3 改善围护结构及材料的优化设计考虑

建筑围护结构，包括墙、窗、门和屋面、地面。围护结构必须平衡通风和日光的需求，并提供适合于建筑地点的气候条件的热湿保护。围护结构的设计对于建筑在运行中的耗能是一个主要因素。具体的优化设计考虑如下：

3.1 门窗节能设计。外门窗是耗热的重要渠道，是节能的重点部位。在我国，仍有80%以上的窗达不到节能要求。优化设计时应注意：

3.1.1 确定合理的窗墙比

窗户对住宅热环境的影响相当大，它既是太阳辐射的得热部件，又是主要的失热部件，合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。

另外，应减少、改善迎背风面开窗面积的比例，从夏季自然通风角度考虑，迎风面和背风面，窗户开洞面积应有一定比例，其比值约为1：0.7，既减少了冬季寒风的渗透，有利于室内保温，又增加了夏季的渗透通风，改善了生活环境的舒适度。

3.1.2 专家们指出，窗户的传热系数约为墙体的,3-4倍，只有门窗达到每小时每米缝长的空气渗透量≤2.5m3才能达到节能优化设计，为此，要利用新型门窗材料，改善保温隔热性能。

3.2 屋面保温节能设计。屋面传热量虽仅占整个建筑面积的9%，但对顶层房间的影响较大。根据本地区实际情况设计好屋面构造，选择好保温材料，对屋面防水、保温、隔热进行综合研究，是解决屋面节能的关键。在屋顶的设计中，考虑其受风、降水、日照等气候因素的影响，应通过造型、构造和材料选择达到利用改善微气候条件的效果，如屋顶采取架空、微通风构造或在屋顶上种植绿色植物，可大大加强隔热功能。