節能設計論文范文

導語：如何才能寫好一篇節能設計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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論文摘要：分析了我國北方農村地區建筑現狀，針對農村建筑的特點，提出一些建筑節能設計措施以及能源綜合利用方式。強調農村建筑規劃體系建立和建筑節能的管理，以期為北方廣大農村農民提供一個健康、舒適的節能建筑。

隨著現代化建設的發展，我國農民的生活水平不斷的提高，他們對自己的居住條件的要求也越來越高。長期以來，我國北方農村地區建筑特點是占地多，建造技術水平低，缺乏科學性，甚至是忽視最基本的建筑熱工性能和舒適性要求，特別是缺乏統一的建筑規劃，能源利用率低，導致其建筑土地利用率低，保溫隔熱性能差，能耗大，舒適度低。因此，為了提高農民生活質量，應以改善居住條件為重點，科學制定農村建筑規劃體系，因地制宜地在廣大北方農村地區推廣建筑節能技術，發展節能建筑。

1農村建筑節能設計

1.1北方農村建筑現狀分析

我國北方地區農村建筑要適應日常居住生活和農副業生產的雙重需要，居民建筑類型大多為單戶、雙戶以及多戶并聯的建筑類型。長期以來，我國農村建筑大多為個人建造，農民隨意建設，農村建筑缺乏規劃和設計，造成建筑的功能劃分不合理，用地浪費。在房屋建設的過程中，由于技術和施工條件的限制以及經濟條件的制約，農民建房時多選用一些落后的建材，圍護結構的設計仍采用傳統的做法，致使其建筑能耗大，不利于節能。

1.2建筑規劃布局

我國北方農村大多地區冬季寒冷，夏季炎熱。建筑規劃選址中應充分利用當地的自然地理優勢，根據當地的氣候特點，合理地安排建筑與周圍環境因素之間的關系。在建筑平面的布局時，要充分考慮當地農民的生活習慣，合理地安排建筑物功能分區。

1.2.1建筑選址應避免在山谷、溝底等區域，這主要考慮冬季氣流在這些區域里形成對建筑物的“霜洞”效應，會使其能耗增加。建筑朝向應根據當地的地理條件和氣候條件，選擇最有利的自然采光和通風的區域，注意冬季防風和夏季有效利用自然通風，減少能耗。

1.2.2建筑類型上應多采用兩戶或多戶并聯的布置形式，減少建筑體系系數，有利于降低建筑能耗。

1.2.3根據當地農民生活習慣，將居住建筑和農副業生產用房進行合理的劃分。例如將臥室、大堂宜布置在南向，飼養室、農副產品加工室宜布置在北向。

1.2.4規劃中應注重綠化環境。綠化可以改善建筑群體的氣候條件，可以調節氣溫、降低溫室效應、隔熱遮陽、減少噪聲，是優化建筑室內環境、減少建筑能耗的有效措施。

1.3建筑圍護結構節能設計

1.3.1外墻

外墻散失的熱量約占整個圍護結構總能耗的25～28%，因此應在寒冷地區的北方農村建筑外墻設計中應采用外墻外保溫。依據當地已有的原材料，合理選擇建筑外墻材料，推廣使用空心磚或混凝土空心小砌塊等節能磚。同時在建造時靈活選取構造措施，利用農村地區容易獲得的材料（稻殼，麥秸等）作為外墻保溫材料，使外墻獲得良好的隔熱效果。

1.3.2屋面與地面

北方地區農村建筑屋面散熱量占總散熱量的15%左右，地面約為6%。在屋面建造時應采用坡屋頂，設置架空層或平屋頂，設置吊頂層。選用導熱系數小，吸水率低，易于就地取材的保溫材料。重視地面保溫，在地面墊層下鋪設廉價的爐渣等其他保溫材料，并注意地面防潮設計，減少地面散熱量。

1.3.3門與外窗

長期以來，北方農村建筑的門窗建造較為簡陋，大部分為單層，而且密封性較差。外窗的熱損失量，約占整個房屋的30%。為了減少外窗的熱損失，在滿足自然通風和采光的要求下，減少窗墻比，應采用雙層窗或單框雙玻璃窗，增強其密封性，以此來提高窗的總熱阻。外門應采用雙層，若采用單層應作保溫處理，提高外門的隔熱性能。尺寸較大的門窗應在室內加裝門窗簾，也有利于減少門窗的熱損失。

2能源的綜合開發與應用

2.1太陽能開發與應用

北方農村地區有著豐富的太陽能資源，建造太陽能綜合利用建筑，在屋頂放置太陽能利用設備可提供生活熱水、采暖系統以及照明等綜合應用。特別是近年來太陽能低溫地板輻射采暖系統的應用，適合應用在無集中供暖的農村建筑。在過渡季節，利用太陽能熱水還可以強化自然通風。

2.2沼氣開發與應用

沼氣是一種清潔的可再生能源。在北方廣大農村地區各種農作物的秸稈，牲畜的糞便等都可以作為產生沼氣的原料。沼氣不僅用來解決農村燃料缺乏問題，也可以應用沼氣進行采暖和照明等綜合利用。另外沼液和沼渣可以作為有機肥料，施在農田和果園里。沼氣建設與種養殖業結合，通過資源的優化配置，延伸了經濟鏈，使能源得到有效的循環利用。目前我國農村大多采用單戶的沼氣建設，受技術條件的限制經常沼氣產量不足，而且安全性較差。建議采用多戶集中建造高效的沼氣設施，集中管理，有效利用資源，這樣能使沼氣設施能源利用率高，便于為廣大農民提供高效、潔凈、安全的沼氣能源。2.3其他能源的開發與應用

我國有著豐富的淺層地熱能源，在北方農村地區可以開發利用當地的地熱資源，為集中規劃建造的村鎮建筑群提供熱源，宜于集中熱水供應和采暖設施建造，從而節約燃料的使用。在北方農村的一些地區風能資源也較為豐富，利用其建造風力發電，供應日常的生活和照明用電，既方便又廉價，節約用電。

3農村建筑節能管理

農村建筑的節能不僅僅是在體現在節能設計，節能管理也是很重要的一方面。建立健全建筑節能管理機制，是落實建筑節能規劃設計的前提。首先，在新建農村建筑時應注重改變觀念，統一規劃建設，進行初期的建筑項目可行性論證報告以及綜合利用能源的可行性方案設計。要按照節能設計和規范進行建造，加強節能設計，充分利用當地易于取得的廉價又節能的建筑材料。其次，在建筑建成后注重農民節能意識培養，統一管理一些集中的公用能源設施，例如集中的沼氣設施或采暖系統。

4結束語

目前，在我國北方農村地區由于經濟條件的制約，多數農村建筑未能使用節能設計，這就需要國家和當地政府提供政策和經濟支持，開發出適合在農村地區的廉價節能的建筑材料和能源利用設備，樹立可持續發展觀念，建立農村建筑規劃管理體系，在農村地區大力推廣節能建筑，為廣大農民創造一個健康、舒適的居住環境。

參考文獻：

[1]牛明成，谷延霞，韓璐.新農村住宅節能研究[J].山西建筑，2007，33（22）：238-239．

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本文將在總結國際與國內能源現狀的基礎上，分析建筑節能的必要性與緊迫性，同時通過調研目前國內建筑節能設計實例，評判建筑節能設計的經濟效益，希望能夠使社會各界意識到，建筑節能不單是發達國家的問題，我國正面臨一場真正的能源危機，建筑節能迫在眉睫。

一、國際能源危機加劇

1、能源儲量減少，石油僅供開采41年

目前，石油、煤炭、天然氣這三種傳統能源占能源消費約90%以上，其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源統計年鑒的最新數據顯示，世界石油總儲量為1.15萬億桶，僅供生產41年；全球天然氣儲量為176萬億立方米，僅供開采63年。日本權威能源研究機構也申明，全球煤炭埋藏量10316億噸，可開采231年；核反應原料鈾已探明儲量436萬噸，可供72年使用（海水中的鈾可供使用1萬年，利用钚為燃料的增值核反應堆可使用100萬年）；利用熱核反應，海水中的鋰能源可開采年限為1600萬年?？梢姡澜缱顬橐蕾嚨哪茉础团c天然氣，在21世紀的前半，就將日趨枯竭?？茖W家們預計2040年石油消費將達到最高峰，2100年石油消費將減少到不足能源消費總量的5%%.而從2050年開始，核能、生物能、水利地熱、風力、太陽能的比率大大上升，達到總能源消費的1/3，熱核能源將達到總能源消費的1/4.

因此，在世界能源供給結構轉軌的大趨勢下，不考慮建筑節能而建造的房屋，終有一日會因為沒有能源可用，終被社會淘汰。呼吁建筑節能，很重要的一點就在于減少使用石油、天然氣等不可再生資源，通過科學合理的建筑節能措施，采用可再生新能源，使建筑可持續發展。

2、能源需求不斷增加，價格無法下降

根據美國能源部能源資訊署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”，1999—2020年全球能源消費形勢如下：

全球能源總消費量將增加60%，其中亞洲及南美州發展我國家將增長1倍（每年增長4%，相比發達國家每年增長1.3%）。

石油：石油預計增長59%（年增長率為2.2%）。此外，石油將維持占全球能源總消費量40%以上的比例。

天然氣：爭議較小的天然氣將是需求增長最快的能源，預計增長一倍。天然氣占全球能源消費量比重也將由23%升至28%.

煤：由于空氣污染及二氧化碳排放等問題，煤炭占全球能源總消費量的比重將由22%降至20%.

核能：在政治問題影響下，全球核能發展情勢尚難確定，但保守估計全球核能消費量將比現在略為增長。

可再生能源（包含大水力）：預估將增長53%.但由于現階段數量過少、成本高、能源密集度低且供應不穩定，所以占全球能源總消費量的比重將由9%下降到8%.不過預計更遠的未來，隨著技術的進步，比重將上升較快。

以上預測在2004年阿拉伯石油輸出國的12月月報中已經得到體現，它指出截止到2020年，世界石油需求量將以年平均1.7%至2%的速度增長，日需求量逐漸從目前的8200萬桶到近1.07億桶。

可見，由于核能與可再生能源的替代性遲遲無法實現，石油、天然氣的需求量仍會不斷增加，但能源儲量是有限的，這種供需關系導致了石油、天然氣等能源價格不會下降。

同時，恐怖活動增加了石油以天然氣運輸風險及成本。自美國發生“9.11”恐怖攻擊事件后，全球恐怖活動升溫，而保護措施較為不足的石油及天然氣供應等能源基礎設施成為攻擊目標的可能性提高。例如2001年10月斯里蘭卡一艘油輪遭受其境內恐怖組織攻擊；2002年10月法國油輪在葉門遭受不明攻擊；……各國為了預防恐怖攻擊，正大興土木加強能源設施的保護工作，而隨著防范設施、人力及保險費用的增加，能源使用價格也面臨逐漸上漲的壓力。

面臨能源價格，尤其是天然氣價格逐步上漲，居高不下，很多高耗能建筑開始出現因承擔不起昂貴的能源維持費用而被迫停用，或者售價、租金一降再降的現象。因此，建筑尤其是高層住宅與辦公樓、大型共建正面臨著一場新的革命，建筑節能節能勢在必行。

3、美國企圖掌控全球石油供給，強力遏制我國、歐洲的發展

許多石油生產地區，尤其是中東地區，由于擁有全世界2/3油藏，一直存在政治、外交及軍事的動亂。在近期較大規模的戰爭有1980年兩伊戰爭、1990年波斯灣戰爭、1994年俄國出兵車臣、2001年阿富汗戰爭和2004年的美伊戰爭，而其他小型區域沖突也非常多，都是圍繞著石油資源而展開的。每次爭奪石油資源引發的動蕩，使眾多石油進口國家經濟發展及能源安全受到威脅，牽動整個世界的經濟。從這個意義上說，哪個國家能掌握全球的石油、天然氣能源，就如同握緊全球經濟命脈。

因此，美國攻打伊拉克，拿伊拉克石油做文章，不僅是要賺回為之付出的巨額戰爭費用，還要建立起有利于美國的世界石油市場“新秩序”：一來拉低美元匯率、彌補貿易逆差、打壓歐元；二來美國可以時時掌控我國、俄羅斯、印度等國家石油進口價格與能源供給量，遏制這些國家的經濟騰飛。

面臨美國今后可能采取的能源阻擾政策，我國除了爭取更多的與石油出口國的貿易協議外，能源節約是最關鍵的一步。

二、我國所面臨的能源挑戰

1、人均儲量少，先天不足，但能耗效率卻低。

我國能源總量豐富，但人均能源可采儲量遠低于世界平均水平。2000年人均石油可采儲量只有2.6噸，人均天然氣可采儲量1074立方米，人均煤炭可采儲量90噸，分別為世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上，2004年，人均石油最終可采儲量居世界第41位。因此，一旦平均到個人消費量，我國能源并非地大物博，實際上存在先天不足的弱勢。

從能源利用效率來看，目前國內能耗高，能源效率低。2001年，我國終端能源用戶能源消費的支出為1.25萬億元，占GDP總量的比例為13%，而美國僅為7%.同時，我國單位產品的能耗水平較高，目前8個高耗能行業的單位產品能耗平均比世界先進水平高47%，而這8個行業的能源消費占工業部門能源消費總量的73%.這造成了很大社會能源浪費。

2、我國成為能源消耗大國，進口依賴度提高。

2003年我國已經成為世界上僅次于美國的第二大石油消費國。全年原油消費量達到2.5億噸以上。其中全國原油產量約1.69億噸，進口原油8900萬噸，分別占世界石油需求增長總量的41％、32%，約每天60萬桶和260桶。

2004年原油消費需求量仍以10%以上的增速增長，約達到2.75億噸，進口原油數量超過1億噸。同時，煤炭消耗量占世界總量的40%以上，天然氣供暖需求量也一直在增長。預計到2020年，我國石油需求量為4.5億噸，年均遞增12%；天然氣在一次能源消費中，所占比例將由目前的2.7%增長到10%以上；我國對海外能源的依賴程度將達到55%以上。

可見，我國能源消耗需求旺盛的同時，進口依賴度提高，這使得國內經濟受中東動亂及石油危機沖擊的概率上升，危及我國能源供應安全，存在較大風險。

3、能源成為我國經濟命脈所在，威脅國家穩定安全

2004年全國電荒、煤荒集中爆發。上半年，27個省份全面告急，國家線網被迫拉閘電線80多萬次。下半年，今年北方供暖的城市無一例外都面臨能源緊張的考驗。以吉林省為例，往年到9月底供熱企業儲煤應達年用煤總量的80%，而今年供熱用煤的儲量不足40%；長春市每年鍋爐供熱用煤為306萬噸，截至10月底只有總量的40%入庫；在吉林市，每年鍋爐供熱用煤為46.5萬噸，今年到10月底也才入庫42%；吉林省其他城市同樣存在緊缺情況。就連首都北京也難逃厄運。預計北京冬季煤炭需求為1460萬噸。受全國煤炭資源緊、運輸難、價格高等因素影響，北京市電煤庫存一直在警戒線以下運行，到10月底鍋爐及民用燃煤庫儲煤率不足45%.而為防止大氣污染，北京城區的燃煤鍋爐大多變為燃氣或燃油。隨著石油價格的上調，北京冬季供暖承受著巨大的壓力，2005年3月，北京油價再次上調，93號汽油每升上漲了0.26元。

能源的供給直接影響到人民生活與國民生產。一次拉閘對平常老百姓無關大要，但對于長期依賴電力生產的工廠、企業來說，損失可能是上百上千萬；而全國27個省份同時出現問題，這種經濟損失就根本無從計算，直接關系到國家經濟命脈。而冬季供暖的短缺，導致很多底保戶和困難企業失去基本生存條件，威脅到國家穩定安全。

三、建筑節能要求十分緊迫

1、建筑能耗約占社會總能耗的1/3

我國建筑能耗的總量逐年上升，在能源總消費量中所占的比例已從上世紀七十年代末的10%，上升到近年的27.45%.而國際上發達國家的建筑能耗一般占全國總能耗的33%左右。以此推斷，國家建設部科技司研究表明，隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善，我國建筑耗能比例最終還將上升至35％左右。如此龐大的比重，建筑耗能已經成為我國經濟發展的軟肋。

2、高耗能建筑比例大，加劇能源危機

直到2002年末，我國節能建筑面積只有2.3億平方米。目前，我國已建房屋有400億平方米以上屬于高耗能建筑，總量龐大，潛伏巨大能源危機。正如建設部有關負責人指出，僅到2000年末，我國建筑年消耗商品能源共計3.76億噸標準煤，占全社會終端能耗總量的27.6%，而建筑用能的增加對全國的溫室氣體排放“貢獻率”已經達到了25%.因高耗能建筑比例大，單北方采暖地區每年就多耗標準煤1800萬噸，直接經濟損失達70億元，多排二氧化碳52萬噸。如果任由這種狀況繼續發展，到2020年，我國建筑耗能將達到1089億噸標準；到2020年，空調夏季高峰負荷將相當于10個三峽電站滿負荷能力，這將會是一個十分驚人的數量。

據分析，我國目前處于建設鼎旺期，每年建成的房屋面積高達16億至20億平方米，超過所有發達國家年建成建筑面積的總和，而97%以上是高能耗建筑。以如此建設增速，預計到2020年，全國高耗能建筑面積將達到700億平方米。因此，如果現在不開始注重建筑節能設計，將直接加劇能源危機。

3、我國建筑節能狀況落后，亟待改善

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鋼鐵冶煉系統中，節能技術的問題，主要表現在方法單一上。我國鋼鐵冶煉行業運營中，節能一直是社會關注的問題，雖然鋼鐵冶煉行業積極提倡節能，但是其在實際節能中，仍舊采用的是單一的節能技術，無法在根本上降低鋼鐵冶煉的能源消耗，很難提高鋼鐵冶煉生產的效率。鋼鐵冶煉系統中，如果要引入先進的節能途徑，就要以冶煉系統的整體為主，需要消耗大量的資金，如果缺乏資金支持，鋼鐵冶煉系統的節能技術，就無法落實到位。鋼鐵冶煉行業，綜合考慮到鋼鐵利用率、節能減排指標等，已經注意到成本投入在冶煉系統節能中的重要性，關鍵問題是，社會對鋼鐵的利用率，不能為鋼鐵冶煉行業帶去足夠的資金效益，進而阻礙了節能新技術的發展，增加了鋼鐵冶煉系統的節能壓力。

2電氣工程及其自動化中存在的問題

2.1能耗大。雖然電氣工程自動化技術的出現為人類的發展進步做出了巨大貢獻，但是我們不能因此就看不到其本身存在的弊端，其中，擺在當前最為棘手的問題就是對于能源的消耗過大。在電氣工程自動的發展系統本身帶有復雜性，被應用的范圍逐步擴大，對于能源的需求量也與日俱增。電氣自動化是以消耗電能為主，作為當下最為先進的技術之一，對其本身最為基礎的要求就是要做到在運作過程中保證誤差小，并且準確有效，所以，就需要大批量的電氣設備共同運作，如此，對于電能的消耗可謂是不計其數，與我們國家提出的走綠色節能的可持續發展道路存在差距。2.2質量水平較低。就現階段的發展而言，電氣工程自動化技術已經得到的飛速的提升，但縱觀整體發展情況而言，其質量水平還處在發展低端。尤其是最近幾年，人們對于生活追求的品質不斷攀升，相應地也加大了對電氣自動化水平的要求，但是我國對這一領域研究的時間還不是很長，對于相應的管理流程和先進的發展模式還不能很好的予以把控，特別是在自動化工廠的生產環節，相關人員只關心結果而忽略過程中的質量問題。但是，眾所周知的是，如果電氣的生產質量得不到有效的保證，就會發生一系列的用電事故，嚴重的會造成爆炸、火災等重大安全事故出現，需要引起人們的深思。2.3集成化程度低。　顧名思義，集成化的主要運作原理就是把所有需要的東西做還集合工作，上文已經提到過，雖然電氣工程自動化近年來的發展勢頭迅猛，但由于起步過晚，　雖然在努力的向集成化方面靠攏，確切的來說，現在還處于自動化階段，技術水平發展有限，集成化技術還不成熟，各個體系和功能之間還無法做到有效的集成連接。所以，還達不到及時實現資源的有效共享，在一定程度上影響了電氣自動化功能的發揮，使電氣自動化工程技術滯后。

3對電氣自動化工程中節能設計技術

3.1減少線路傳輸產生的耗損。由于無法對線路上的電流做出改變，所以也只能通過減少電阻來有效降低電能在傳輸中產生的耗損。所以，可以從這幾方面做起，減少導線電阻：（1）使用功率較小導線；（2）使用相對較短的導線。這樣做可以避免在布線過程中少走彎路，減少人員的工作量，有效減少電能耗損，同時在安裝變壓器時候與負荷中心保持較短的距離，也是減少供電的距離；（3）使用截面積大較大的導線，如果條件允許，可以選用較大截面積的導線，有效減少電阻產生的耗損。3.2無功補償。電力系統在運行的過程中，配電設備中的無功功率占有較大的容量，所以存在較為嚴重的電能耗損的情況，不僅影響到電壓，還對整個電能的質量造成不良的影響。對使用者來說，無功功率主要表現在功率低，尤其是當功率過低的時候，用戶需要向相關部門繳納一定的罰款，因此如果說能夠使用合適的無功補償設備，就可以保證功率的平衡，有效提高供電質量。工作人員在操作中要盡量減少對電能不必要的耗損，從而確保電氣工程的安全運行。如果導線受到電阻的影響，那么由電機產生的電能就不能被變壓器更好的吸收，同時沒被吸收的那些電能在電流傳輸的過程中會被釋放出來。同時由于無功功率產生了一定的作用，因此可以讓電容器和無功功率進行抵消。利用電氣相關設備在進行無功補償時候，有幾處要格外注意：（1）利用電容器在進行無功補償的時候，一定要根據電壓容量，電壓負荷，自然功率，目標功率等參數來確定電容器的容量，同時如果在無功補償的環節中發現產生了諧波，需要通過串聯定量電抗器來消除諧波；（2）以參數的物理量來確定無功的電流，功率的參數，從而有效避免投切振蕩現象。

4結束語

綜上所述，電氣自動化對于節能設計的要求是為了響應綠色生產的理念，也是為了響應可持續發展的需求，同時也是時展的必然趨勢。雖然我國現階段在電氣自動化的節能設計中取得了顯著的進步，但是隨著社會的發展，電氣自動化節能技術仍然需要進行不斷完善和發展，不斷優化配電設計，在科學利用電力資源的同時，還需要不斷提高電力系統的運行效率，并最終達到節能的目的。

作者:吳尚坤 單位:山東鋼鐵集團日照有限公司

參考文獻

[1]陸偉.電氣自動化的節能設計技術研究[J].中國高新技術企業,2015(07).

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①在設計時，要高度重視照明質量，遵循節能的要求，不可因提倡節能而降低建筑照明質量。要嚴格遵守GB50034—2004《建筑照明電氣設計標準》中的規定，保證電氣設計的安全性和節能性，進而實現電氣照明綠色化設計。要通過綠色化電氣設計提高建筑使用者的生活質量，并在此基礎上減少能源的消耗量。例如，在設計照明水平時，應將視覺工作的需要作為參考指標，在使用高光效建筑光源時，應考慮光源的顯色性要求，盡量避免使用可能會產生眩光效應的節能燈具。另外，在電氣設計中，要將人工照明與自然采光等有效結合起來。

②要保證照明電氣設計的經濟性。建筑照明節能設計方案具有經濟適用、節約成本的特點，它能夠合理控制電氣照明系統的耗能情況，避免浪費。此外，在設計照明電氣系統時，應堅持“節約能源、保護環境、以人為本”的原則，不可因節能而過度追加投資，要保證在短時間內通過照明節能回收電氣設計中增加的投資。

2建筑照明電氣節能設計分析

2.1照明配電系統的節能設計

在設計建筑照明的配電系統時，可以從變壓器的節能設計和線路導體選擇2方面入手。

2.1.1變壓器的參數設計

①選擇節能式變壓器，減少空載損耗和負載損耗。

②根據照明要求，適當加大變壓器的實際容量，減小負載率（Sj/S）。要將負載率控制在0.60～0.75之間，避免因為負載率太小而增加變壓器成本，或因負載率過大而增大電能損耗。此外，還應適當提高變壓器的功率因數，避免計算負荷變大和運行時間增加。一般情況下，應保證功率因數＞0.9.

2.1.2選擇照明電氣線路導體

電氣線路導體材料和截面是影響電能損耗的重要因素。為了實現照明節能，對于室內照明的電氣線路，可以選擇電阻率較低的銅導體。在導體截面方面，可以根據建筑電氣安全設計的要求，適當增大導體的截面。在此過程中，應保證電纜和導線載流量比照明線路計算電流大，各段線路的電壓損失總和應比允許值小，同時，要確保照明燈具端的電壓符合建筑照明規定值。此外，應適量提升線路功率因數，以便降低能耗，實現節能。

2.2合理選擇鎮流器

在建筑照明系統中，鎮流器會影響到照明能效和照明質量，因此，合理選擇照明鎮流器也是照明電氣設計中的重要內容。在選擇鎮流器時，盡量避免選用大功耗普通電感型鎮流器。對于金鹵燈和高壓鈉燈，可以采用節能電感型鎮流器實現照明控制，而對于直管型熒光燈，則應采用電子型鎮流器。對于建筑照明中常用的熒光燈，在選擇照明鎮流器時，應控制好能效值。電子型鎮流器在向燈管供給高頻電流時，高頻電流一般為幾十千赫，燈管光效比工頻高10%左右。同時，因為電子型鎮流器的自身功率較小，所以，在進行電氣節能設計的過程中，可以優先考慮選用電子型鎮流器。在選擇照明鎮流器時，還要考慮功率因數、諧波和性能因素。電子型鎮流器所產生的電流諧波一般高于電感型鎮流器，對于諧波限值，在設計時，應嚴格遵守GBN17625.1—2003中的規定。例如，對于建筑工程中的C類照明設備，其允許諧波限值如下：當諧波次數為2時，基波頻率允許的最大諧波電流源與輸入電流的百分比應為2%；如果諧波次數為5，則其相對應的百分比為10%；如果基波次數為9，則其相對應的百分比為5%；當諧波次數為11～39時，其相對應的百分比為3%.在功率因數方面，如果燈具的功率在25W以上，則電子型鎮流器的功率因數＞0.95；如果燈具功率＜25W，則電子型鎮流器功率因數一般僅為0.55～0.60.在設計時，如果需采用電子型鎮流器，則應保證燈具功率＞25W。此外，在經濟性能和使用性能方面，電感型鎮流器價格相對較低，并且使用壽命長，但是，它無法調光，并且在高頻狀態下頻閃效應較大；而電子型鎮流器能夠調光，并且在高頻狀態下的頻閃效應較小。綜上所述，在進行電氣設計時，可以根據實際情況選擇照明鎮流器。

2.3照明光源的節能設計

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關鍵詞：住宅建筑節能設計

近年來，隨著全球能源問題的日益嚴峻和“可持續發展”理念在國內的推廣，建筑節能設計越來越引起我國廣大建筑工作者的重視。許多發達國家先進的建筑節能理念、技術、材料，以及應用成果被介紹到國內，向人們展示了通過優秀設計和高新科技相結合所創造的優雅、舒適且節能環保的新型建筑發展前景。但是，這些大量應用高科技的節能措施往往成本很高，一次性投入比較大，連發達國家目前也難以大規模推廣。我們還應當注意到，目前發達國家的建筑節能技術主要是針對當地的氣候特點開發的，而這些技術本身也不是十分完善，在其他地區是否能達到預期的效果還沒有十足的把握。

一、節能住宅的概念

隨著能源危機的出現，越來越多的開發商開始重視節能住宅。節能住宅需要通過對建筑的合理設計、合理選材，最大限度的把室內自然溫度控制在人體舒適溫度范圍內，從而為居住者提供健康、舒適、環保的居住空間，降低建筑物的運行能耗。

北京鋒尚在國內率先整合了歐洲先進的技術系統為一體，建造的高舒適度、低能耗住宅，達到了發達國家的居住標準。其核心技術概括為子系統：第一，混凝土采暖制冷系統。該系統是將聚丁烯（PB）盤管預埋在鋼筋混凝土中，夏季管中送20℃、冬季送28℃的水，能使室內溫度保持在20℃-26℃的合適范圍內。第二，健康新風系統。通過統一空氣凈化和冷熱處理后新風經“下送上回”進入室內，無須開窗即可保持新鮮空氣不斷更換。第三，外墻系統。外墻采用歐洲標準加厚外保溫方式，能有效阻擋冷熱輻射和雨雪侵蝕。外飾面采用干掛磚墻面，干掛磚幕墻與保溫板之間有一個流動空氣層，可以保持保溫板的干燥。第四，外窗系統。窗采用德國SCHUCO斷熱鋁合金窗和LOW-E低輻射中空玻璃。第五，屋面及地下系統。對屋面及地下墻體的特殊處理，保證了頂層和一層與標準層舒適度的均好性。第六，防噪音系統。通過外墻系統、ALULUX卷簾、樓板處理、同層后排水系統，防止來自室外、樓上、下水道的噪音。第七，垃圾處理系統。垃圾處理系統有中央吸塵、食物垃圾處理和可回收分類垃圾周轉箱三部分組成。第八，水處理系統。小區設中水處理系統，將社區生活用水處理用于澆灌綠地、沖洗和補充人工湖水。

二、國外節能已成風尚：

在國外，建筑師采用多種形式和方法來節能：

（1）、資源回收利用：日本1997年建成了一棟實驗型“健康住宅”。除了整個住宅盡可能選對人體無害的建筑材料外,墻體還被設計成雙重結構,每個房間建有通風口,整個房屋系統的空氣采用全熱交換器和除濕機進行循環。全熱交換器能夠有效地回收熱量并加以再次利用,其過濾器可有效地收集空氣中細小的塵埃,從而能夠抑制霉菌等過敏生物繁殖。這種資源的回收利用，不僅變廢為寶，而且減少了環境污源，節約了能源。

（2）、新能源開發利用：

德國建筑師塞多·特霍爾斯建造了一座能跟蹤陽光的太陽房屋。房屋被安裝在一個圓盤底座上,由一個小型太陽能電動機帶動一組齒輪。房屋底座在環形軌道上以每分鐘轉動3cm的速度隨太陽旋轉。當太陽落山以后,該房屋便反向轉動,回到起點位置。它跟蹤太陽所消耗的電力僅為房屋太陽能發電功率的1%,而所吸收的太陽能則相當于一般不能轉動的太陽能房屋的2倍。

三、中國建筑能耗基本情況

我國的建筑能耗量約占全國總用能量的1/4，居耗能首位。近年來我國建筑業得到了快速的發展，需要大量的建造和運行使用能源，尤其是建筑的采暖和空調耗能。據統計，1994年全國僅住宅建筑能耗在基本上不供熱水的情況下為1.54×108t標準煤，占當年全社會能源消耗總量12.27×109t標準煤的12.6%。目前每年城鎮建筑僅采暖一項需要耗能1.3×108t標準煤，占全國能源消費總量的11.5%左右，占采暖區全社會能源消費的20%以上，在一些嚴寒地區，城鎮建筑能耗高達當地社會能源消費的50%左右。與此同時，由于建筑供暖燃用大量煤炭等礦物能源，使周圍的自然與生態環境不斷惡化。在能源的利用過程中，化石類燃料燃燒時排放到大氣的污染物中，99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉塵和43%的碳化氫是化石類燃料燃燒時產生的，其中煤燃燒產生的占大多數。燃煤產生的大氣污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%，CO2占71%，煙塵占60%。由于我國是主要以煤而不是以油、氣等優質能源作為主要能源消耗的國家，每年由于燃燒礦物燃料向地球大氣排放的二氧化碳僅次于美國居世界第二，預計到2020年，中國將取代美國成為世界二氧化碳排放第一大國。因此，中國對于全球氣候變暖承擔著重大的責任，而作為耗能大戶的建筑，其節能也就成為關系國計民生的重大問題。

四、住宅設計最基本的節能意識：

新疆冬季嚴寒漫長，因此，住宅建筑設計中，主要空間朝向南，或向南偏東，或向南偏西，歷來被認為是合理的設計，這是最基本的節能意識在住宅建筑設計中的應用。在我國的大部分冬冷夏熱地區住宅的總體規劃和單體設計中，為住宅的主要空間爭取良好朝向，滿足冬季的日照要求，充分利用天然能源，無疑是最基本的改善住宅室內熱環境的設計，是最基本的節能措施。因此，我國現行國家標準《住宅設計規范(GB50096-1999)》中規定“每套住宅至少應有一個居住空間能獲得日照，當一套住宅中，居住空間總數超過四個時，其中宜有兩個獲得日照。”在現行國家標準《城市居住區規劃設計規范(GB50180)》中，規定了住宅的日照標準的最低時限。

五、節能設計思路

（一）建造內保溫復合節能墻體

復合節能墻體通常由絕熱材料與傳統墻體材料或某些新型墻體材料復合而成。如果絕熱材料復合在建筑物外墻的內側，則稱為內保溫復合墻體。

1．墻體結構層：系指混凝土現澆或預制品的外墻，內澆外砌或磚混結構的外磚墻。以及諸如承重多孔磚外墻等其他承重外墻。

2．空氣層：空氣在0℃時導熱系數為0024VV／(m·k)。在25℃±5℃時為00256W/(m·k)，即使在200℃的情況下仍有00：384W／(m·k)。由此可見，空氣也是一種優良的保溫材料。因此，在建筑物中常用材料圍成的空氣隔離層，不但可以保溫隔熱。而且具有切斷液態水份的毛細滲透、防止保溫材料受潮的功能，因為一般外側墻有吸水能力，而其內表面常因溫度低而出現的冷凝水?？杀唤Y構材料吸入且不斷向室外轉移和散發。

3．保溫隔熱層：這是節能墻體的主要功能部分，常用絕熱材料可分為有機、無機金屬等三大類。出于導熱系數、抗壓強度、蒸汽滲透率、燃燒性能等方面的考慮。此處選用擠塑型聚苯板(XPS)為保溫材料。

4．保護層：主要功能是防止保溫層受破壞，并阻止室內水蒸汽侵入保溫層。出于防火、抗沖擊和環保等方面的考慮，宜選用A級無機防火板為保護層材料。

5.?飾面層：由于A級無機防火板具有優良的表面親和特性，所以各種飾面材料均可使用，選用的內墻涂料和粘貼瓷磚都有良好的效果。

結合各地的氣候和地理環境，借鑒各方面成功和失敗的經驗，在優化組合的基礎上開發的墻體內保溫板，具有保溫、隔熱、隔音、防潮抗沖擊、抗震、呼吸等功能，已在工程中應用。

（二）改善門窗性能

外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅總能耗的比例較大，其中傳熱損失為1/3，冷風滲透為1/3，所以在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下，盡量減小住宅外門窗洞口的面積，提高外門窗的氣密性，減少冷風滲透，提高外門窗本身的保溫性能，減少外門窗本身的傳熱量。其節能措施有：

1、控制住宅窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值，JGJ26-1995《民用建筑節能設計標準（采暖居住部分）》對不同朝向的住宅窗墻比做了嚴格的規定，指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應超過20%、30%、35%”。

2、提高住宅外窗的氣密性，減少冷空氣滲透。如設置泡沫塑料密封條，使用新型的、密封性能良好的門窗材料。而門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料（如毛氈）、彈性密閉型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及邊框設灰口等密封;框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等;扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等;扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。

3、改善住宅門窗的保溫性能。戶門與陽臺門應結合防火、防盜要求，在門的空腹內填充聚苯乙烯板或巖棉板，以增加其絕熱性能;窗戶最好采用鋼塑復合窗和塑料窗，這樣可避免金屬窗產生的冷橋，可設置雙玻璃或三玻璃，并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃，有條件的住宅可采用低輻射玻璃;縮短窗扇的縫隙長度，采用大窗扇，減少小窗扇，擴大單塊玻璃的面積，減少窗芯，合理地減少可開啟的窗扇面積，適當增加固定玻璃及固定窗扇的面積。

4、設置“溫度阻尼區”。所謂溫度阻尼區就是在室內與室外之間設有一中間層次，這一中間層次象熱閘一樣可阻止室外冷風的直接滲透，減少外墻、外窗的熱耗損。在住宅中，將北陽臺的外門、窗全部用密封陽臺封閉起來，外門設防風門斗，防止冷風倒灌，樓梯間設計成封閉式的，對屋頂上人孔進行封閉處理等措施均能收到良好的節能效果。

（三）使用節能的綠色建筑材料

建筑外維護結構的保溫隔熱性能直接關系到室內環境的熱穩定性和舒適性，對降低建筑能耗起著至關重要的作用。國內目前通行的做法是在外維護結構完成后再在上面附加保溫層，以改善熱工性能。這種方法雖然可以達到一定的效果，但各種高效保溫材料價格不菲，而且其生產加工過程也會大量消耗各種能源。因此，建筑節能不應當只著眼于建筑建成后在使用過程中的能耗，還應當從整體系統的觀念出發，關注建筑全壽命周期的能源消耗。從這個角度出發，建筑材料就不但要有出色的保溫隔熱性能，其加工生產過程也應當簡單易行，節省能源。位于美國加州霍普蘭德山谷中的太陽生活中心(RealGoodsSolarLivingCenter，Hopland，California)創造性地利用稻草垛作為墻體材料。其具體做法是先將稻草加壓打捆，再把它們砌成墻體，然后在墻體上噴涂一種8～10cm的土質護面灰來代替水泥砂漿。完成后的墻體不但具有良好的保溫隔熱性能，而且兼有較強的防火性，并且無毒無害。無獨有偶，美國建筑師塞繆爾·默克比(SamuelMockbee)設計的布賴恩特(Bryant)住宅也采用了類似的墻體做法，只是具體構造略有不同。需要指出的是，這棟面積為79m2的住宅是建筑師無償為美國阿拉巴馬州黑爾縣的一對貧困黑人夫婦而設計的，項目經費全部靠募捐籌集，十分有限。建成后的布賴恩特住宅在各方面都達到了設計要求，并深受使用者的喜愛，他們給這座房子起了一個有趣的綽號——“干草捆住宅”。

實踐表明，這種使用農業副產品作為建材的方法可以使多方受益：農民因出賣稻草獲利，建造方可以減少材料造價，節省建材能源開支，燃燒秸稈所產生的溫室氣體也大大減少。由此可見，創造性地采用新型建材往往可以變廢為寶，減少污染和能源浪費，從而達到一舉多得的效果。新型建材的思路可以是廢物的升級利用，當然也可以是科學上的合成，但如果加工處理過程中的能源消耗過大，或工藝過于復雜，也會得不償失，這一點應當引起注意。

（四）充分利用太陽能資源

太陽能作為一種天然的潔凈能源，也是居住建筑設計上廣泛推廣的節能設計之一。從近年來的能源使用和發展情況來看，煤、電、油的供應緊張已經不容忽視，太陽能應該由“補充能源”向“替代能源”發展。特別是太陽能熱水器經過20年的發展，產品的生產研發技術日臻成熟，越來越受到消費者的青睞。另外，從使用效果和居衛的淋浴費用和投資回收周期來看，太陽能熱水器也具有較大的成本優勢。然而由于各方面原因，目前太陽能熱水器仍以一家一戶的零散安裝使用方法為主，存在破壞建筑結構、熱水溫度不穩定等因素。要解決這些問題就必須將太陽能利用裝置納入到建筑設計規范當中，在設計時將太陽能熱水器設備納入到建筑設計之中預留太陽能設置位置，特別是在廚房衛生間內。如果太陽能熱水器能夠充分加以推廣應用，就可以大大節省常規能源，也是建筑節能的發展方向。

六、總結

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關鍵詞：采暖地區;居住建筑;節能改造;設計

采暖地區既有居住建筑節能改造，是符合我國經濟發展的趨勢。改革開放以來，我國為了快速發展經濟，建立了許多高耗能高污染行業，雖然帶來了巨大的經濟效益，但同時也帶來了能源消耗嚴重、環境污染等一系列問題的出現，需要我國改變原有的經濟發展方式，逐漸向環境友好型和資源節約型社會轉變。這就需要我們抓住一切可以利用的機會，采暖地區既有居住建筑的改造，可以極大地提高對資源的利用效率，也符合我國新型的經濟發展方式。

1采暖地區既有居住建筑節能的改造要求

首先，采暖地區既有建筑節能改造的要求主要是在建筑的硬件設施上，主要表現在垂直單管系統，應該被逐漸淘汰。應該都使用垂直或水平雙管系統。恒溫閥在使用時也有一定的要求:應該使用三通型恒溫閥;以保證控制的有效性。恒溫閥的裝配應該按照裝配要求進行安裝，還應該做到它的調節特性、溫包、閥頭曲線都應該達到合格標準。能夠正常感應建筑內的濕度，并能做出相應的調控。其次，應該使用具有說明書、許可證明等一系列達標的裝置。改造工程完工之后，還要對這些裝置進行反復調整、實驗，已證實其裝置的性能和使用方式是正確的運用。還應該具有專業的監控設備和專門的監控機構，以方便隨時對裝置進行定期的抽檢和排查。對于不符合使用標準的應該及時予以更換。對于出現不能正常運轉或數據監控不正常的裝置應及時對其進行檢修。最后，室內系統也有一定的要求，具體表現為:應定期熱力復核審計，提供系統改造散熱器的熱量提供數據，然后此基礎上分析熱提供質量是否達到先前計算標準;還應對水壓和出水量進行分析，計算出整個室內熱提供與熱能耗的投入與產出比率，以為更好地分析室內系統供熱的情況，并可以針對出現的問題作出及時的應對［2］。

2采暖地區既有居住建筑節能改造設計的具體實施措施

據有關統計數據稱，中國既有房屋采暖的建筑占總數的29.0%。例如房屋采暖能耗每平方米25.3公斤煤，可以大約計算出東北、西北、華北地區每年就要耗費1670萬噸煤，這些高耗能的采暖方式，會大量的消耗能源。同時由于我國既有居住建筑維護結構多數存在保溫標準低，隔熱效果差等問題，因此對我國既有居住建筑圍護結構進行節能改造成為當前建筑設計中的重點內容。

2.1墻體節能改造設計分析

對墻體的保溫有兩種方式，一種是外墻保溫，一種是內墻保溫。由于墻內外的溫度不同，會使墻面發生裂縫，這就提醒在進行既有居住建筑節能改造的時候要對外墻增加保溫層，通過對外墻的漏點進行保護層的安裝，盡量降低室內外溫度差異，還可以通過增加對室內溫度的監控，防止室內溫度過高，進而導致室內外溫度差異擴大。利用安裝室內熱量檢測儀器，對室內溫度進行及時的監測，調控室內溫度，使其保持在一個穩定的范圍內，并根據室外溫度對室內溫度進行調整。防止室內外溫度差異過大。比如對于外墻節能改造中，可在主體結構外墻的基礎上通過采用掛或粘貼的方式通過鋪設保溫材料，同時在保溫材料的外側涂抹一層保護砂漿或保護裝飾達到保溫的效果，其中圖1為外墻節能改造中常見的構造形式之一。由于我國多數采暖地區既有居住建筑多數為7層以下的磚混結構建筑，并呈現為排式布局，且體型規整，多數建筑的體形系數大約在0.3，而墻體厚度大約為240和370mm，因此在墻體外保溫節能改造設計中，根據節能50%和65%標準規定墻體的傳熱系數0.75W/(m2•K)和0.60W/(m2•K)，則建筑外墻的保溫層厚度、外墻構造方式以及導熱系數的確定應根據表1進行判定。

2.2外窗的節能改造

外窗能耗能夠達到建筑總能耗的50%左右，所以對門窗的改造對建筑節能有很重要的作用。當前常用的既有居住建筑節能改造中對于外窗的節能改造主要從增加門窗的密閉性，改變窗戶的材料等措施，以防止建筑熱能的流失與損耗，例如使用一些節能門窗。從房屋的修建著手。在原有窗戶的基礎上再加上一層窗戶，并適當的對兩個玻璃進行調整。還有設計研究認為，既有居住建筑中外窗節能改造中對窗洞口四周墻體的節能改造尤為重要?；诖吮狙芯刻岢隽艘韵聨追N窗洞和窗口周圍墻體節能改造方案。通過對上圖進行分析可以得知，圖2中的方案(a)和圖3中的方案(a)屬于墻體和窗洞同時進行改造，而這種改造方案相對于方案(b)而言，其不僅保溫效果好，同時對節約改造材料和改造成本也具有顯著的作用。但是在實際改造工程中還應根據具體的情況進行具體的分析，以設計出最佳的改造方案，達到節能保溫的效果。

2.3熱源及管網熱平衡改造

首先，我國北方的熱管網較長，而大部分管網的建造時間又比較長，舊管網的使用效率較低。保溫層受到破壞，致使部分建筑的水循環量過大，水供應出現不平衡的局面。應該通過對供熱管線進行直埋，建立健全網絡監控配合人力檢查的熱網監控系統。其次，進行對熱能源提供裝置進行改造，通過對集體供熱總的裝置的改造，和單個居住用戶的分散處理，來得到提高供暖的能源使用效率。最后，通過對室內溫度的監控，利用現代化熱計量儀器，對熱計量的使用和溫度的調控進行合理的安排［1］。對改造成本進行運算，優化改造成本，還有室內、室外供熱系統的成本優化，減少熱量來源的基礎設施改造成本等。具體又可以分為，供暖的能源使用可以細分為天然氣、電費、管理人員的工資以及供熱成本的相關內容。采暖地區既有居住建筑節能改造是一個對人力、物力、財力耗費的工程，但其成果遠比成本要高出很多，然而也不能因為成果顯著，就忽略采暖地區既有居住建筑節能改造的成本，不能顧此失彼，應該合理的控制采暖地區既有居住建筑節能的成本，讓使用者看到采暖地區既有居住建筑節能的成本構成。

3采暖地區既有居住建筑節能改造的益處

3.1采暖地區既有居住建筑節能的成本降低

采暖地區既有居住建筑節能的改造，會在很大程度上減少采暖地區既有居住建筑節能的成本，會減少建筑內外部圍護結構的維護成本，還會降低熱提供系統及維護的成本，降低熱能來源的提供成本。這就可以簡單地用一個公式來表示:供熱成本降低=建筑內外部結構的建設與維護成本降低+室內及小區熱系統改造成本降低+熱源改造成本降低。上述公式主要是根據采暖地區既有居住建筑節能成本降低的具體內容來分的，此外還可以通過供熱成本降低的構成來分，也可用公式來表示:供熱成本降低=水費成本降低+電費成本降低+燃料費降低。由此可見，采暖地區既有居住建筑節能改造的益處，其直接益處就是減少了采暖地區既有居住建筑節能的成本，為用戶節省采暖地區既有居住建筑使用的費用，直接給節能采暖帶來成本上的有效降低［3］。

3.2采暖地區既有居住建筑節能的增益效益

采暖地區既有居住建筑節能的增益效益可以從幾個方面分析:首先是居民采暖費用的降低。采暖地區既有居住建筑的供暖費用是由能源生產價格，運送的費用，銷售的費用相加。采暖地區既有居住建筑節能改造能降低供暖能源運輸當中的能量損失，從而減少運輸過程中的運輸成本［4］。通過對采暖地區既有居住建筑節能的改造，還能增加能源的利用效率，從而在一定程度上減少建筑節能改造能源的成本費用。其次具體的效益有以下兩方面，一方面會減少建筑設施的建設費用。進行采暖地區既有居住建筑供暖費用，在某些方面是和建筑的建設是有聯系的，例如門窗的改造，地板、屋頂的設計，這些兩者都是有交叉的，采暖地區既有居住建筑節能成本的降低，也會減少建筑的費用。會減少對家用電器的使用，空調、電熱扇等家用電器使用的減少，會減少用戶電費的使用［5］。

3.3采暖地區既有居住建筑節能改造的成效

采暖地區既有居住建筑節能的總成本投入。首先，不同采暖的方法會需要不同的投入這而使用熱電聯集中供暖則會使成本增加，這幾種集中供暖都是常見的采暖地區既有居住建筑的供暖方式。每平方米的差額可以達到20元。

4結語

綜上所述，通過對采暖地區既有居住建筑節能改造可以有效地避免供熱能源的浪費，還可以提高采暖地區既有居住建筑節能的供暖效率。另外通過對一些基礎設施進行改造設計，還能提高供暖系統的安全性，從而在很大程度上提高供暖系統的利用率，減少建筑節能的使用成本，增加采暖地區既有居住建筑節能的使用周期。

作者:掌軒 王麗穎 單位:長春工程學院建筑學院

參考文獻:

［1］費良旭，孟慶偉，崔再禹.海南地區既有居住建筑節能診斷與改造研究［J］．新型建筑材料，2013，(11):68－71．

［2］沈婷婷.夏熱冬冷地區既有居住建筑節能改造策略研究［D］．杭州:浙江大學，2010．

［3］李倩林.北方采暖地區既有居住建筑節能改造管理模式研究［D］．西安:西安建筑科技大學，2011．

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1.1有效減少能耗

有效減少能耗是工藝建筑節能設計理念的重要優勢之一。眾所周知降低工業建筑的耗能在本質上減少工業企業的生產成本，并且還能夠在建筑物在使用和建造過程中盡可能合理地使用和利用能源,從而能夠在滿足同等需要或達到相同目的的條件下做到盡可能的降低能耗。除此之外，有效減少能耗主要還體現在可以有效的面對能源危機和潛在的能源資源價格上漲，并且建筑節能的技術途徑主要是依靠減少維護結構的散熱并且合理的提高供熱、制冷系統的熱效率兩個方面。即通過這兩方面的有效加強節能設計理念可以有效的減少相應的能耗。

1.2資源循環利用

資源循環利用可以讓工業企業在生產過程中占據非常大的優勢。眾所周知工業生產需要大量的資源支援，因此資源的循環利用可以有效避免大量寶貴的不可再生的能源資源在建筑、生產過程中被浪費。例如由于工業廠房的冬季內采暖計算溫度與室內外的冬季采暖計算溫度差(tn—twn)和民用建筑相比,要小10%~20%,熱損失自然也相應減少。除此之外，在資源循環利用的過程中節能設計理念的應用可以有效減少其整體資源的消耗，從而能夠在此基礎上促進其生產水平的有效提升和社會效益、經濟效益的不斷進步。

1.3提升生產效率

節能設計理念的應用可以有效的提升工業企業的生產效率。眾所周知工業建筑物的護結構是其熱量損失的主要通道之一。因此通過節能設計理念的應用設計人員可以促進建筑物的墻體、屋頂及地基周圍等處使用高效保溫隔熱材料,并且能夠使建筑物圍護結構中各部分的傳熱系數大大降低，這最終就能促進企業生產效率的有效提升。除此之外，節能設計理念對于生產效率的提升主要還體現在了其能夠有效降低生產設備和機械的運行強度，從而能夠有效延長生產設備的使用壽命和使用效率，從而能夠在此基礎上促進工業企業生產效率的有效提升。

1.4減少腐蝕損失

減少腐蝕損失也是節能設計理念自身具備的優越性之一。眾所周知工業企業在生產過程中其廠房和設備都容易受到腐蝕問題的影響。因此在工業廠房的建筑單體設計中,設計人員應從廠房的平剖面布置階段開始就納入設計應考慮的范圍中。例如設計人員可以通過對于空調降溫的面積范圍和室內溫度進行有效的計算,來盡可能的避免不適當的大面積、大空間采暖和全空調,這可以有效避免機械設備生銹腐蝕的可能性。并且當工業還間內有散發大量生產余熱余濕甚至腐蝕性氣體時,設計人員在設計時應當考慮有效的自然通風來保證室內的正常生產環境，從而能夠促進腐蝕的有效減少。

2工業建筑節能設計理念應用

2.1根據工業特點設計

根據工業特點設計是工業建筑節能的設計理念應用的基礎和前提。在根據工業特點進行設計的過程中設計人員應當確保工業建筑圍護結構節能設計特點符合工業生產的實際需求。例如設計人員可以建在工業建筑物的墻體和屋頂以及地基周圍等處使用高效保溫隔熱材料,從而能夠可以使建筑物圍護結構中各部分的傳熱系數大大降低并且有效減少熱量的損耗。除此之外，在根據工業特點設計的過程中設計人員應當確保操作人員和運輸工具活動的高度范圍內具有良好的工作環境，因此在設計時不應當采用機械強度偏低的內保溫材料，并且在廠房內濕度大或又含有腐蝕性介質的條件下,不宜選用孔隙率、吸水率大的保溫材料，從而能夠在此基礎上促進工業建筑節能的設計理念應用水平的有效提升。

2.2合理選擇材料

合理選擇材料對于工業建筑節能的設計理念應用的重要性是不言而喻的。在合理選擇材料的過程中設計人員應當確保建筑外墻用的材料具有合適的厚度，從而能夠在減少熱量損失的同時促進建筑內部保持較為良好的通風。除此之外，在合理選擇材料的過程中設計人員應當可以從之前的節能設計建筑選取適用的構造和所需的材料。并且根據工業建筑的設計特點,要求控制各朝向的窗墻比為35%~20%。從而能夠更好地確保工業建筑的通風條件和采風條件，從而在減少電能消耗的前提下促進工業建筑節能的設計理念應用效益的不斷進步。

2.3優化建筑結構

優化建筑結構是工業建筑節能的設計理念應用的核心內容之一。在優化建筑結構的過程中設計人員應當注重減少建筑的開窗面積，即盡量減少開窗面積始終是工業建筑節能設計的重要手段。根據相關研究表明，不同性能的外窗自身的傳熱系數可能存在3倍左右的差距。除此之外，在優化建筑結構的過程中設計人員可以通過選用保溫與密閉性能好的多層窗來促進工業廠房節能水平的有效提升。例如設計人員可以選用聚苯板和以膨脹珍珠巖為主要原材料的防水保溫板以及瀝青珍珠巖板等多種節能效果明顯的材料，然后合理的設計建造的防水層、保護層等構造，從而能夠在此基礎上促進工業建筑節能的設計理念應用可靠性的持續進步。

2.4.增強節能意識

增強節能意識是工業建筑節能的設計理念應用的重中之重。在增強節能意識的過程中設計人員應當督促自己具備更加高度的節能意識，這與此同時也是促使工業建筑節能設計工作能夠順利開展并且能夠收到良好效果的重要保證。除此之外，在增強節能意識的過程中設計人員應當通過采用其他人員提出的具體意見和細節意見,來促進節能標準得到有效的保障，從而能夠在節省土建工程量和降低造價,減少護結構面積的同時促進工業建筑節能的設計理念應用精確性的不斷提升。

3結語

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1.室內設計計算溫度的取值

通常來說，進行暖通空調設計，首先就是進行建筑物室內溫度的計算取值，要從實際情況出發，根據建筑物所在地區的自然環境、室內溫度進行取值，室內溫度取值如何直接影響著暖通空調系統的耗能大小，通過對夏季制冷環境下的室內溫度調查得出，室內溫度升高一攝氏度，能源消耗就會降低10%左右；而在冬季制熱的條件下，溫度每降低一攝氏度，耗能就會較少8%左右。所以說室內溫度取值必須要做到科學、嚴禁、精確。這樣是為了能夠將我國的每一份資源都得到最大限度的使用。在我國的《公共建筑節能設計標準》中對一般民用建筑室內供暖溫度取值以及制冷取值都進行了明確規定，具體為：夏季民用建筑供暖和制冷溫度不能低于二十五攝氏度，而冬季制熱的溫度則不能夠高于二十攝氏度。

2.冷熱負荷計算

冷熱負荷計算也是非常關鍵的一個環節，一般來說，暖通空調系統的設計上針對冷熱管道的大小、源容量以及水泵配置等方面都應該進行科學地設計，而冷熱符合計算為這些設計提供了不可缺少的可靠依據，這些計算數據的準確與否，直接關系到系統地耗能問題，因此針對這方面的計算，必須要做到可靠、準確，這樣才能夠達到耗能優化，同時也為后期維修減少成本。另外，在實際的設計過程中，設計人員應該借鑒大量成功的例子以及經驗，將普遍規律進行分析，采用統計分析回歸計算來實現設計指標的確定，它雖然在具體的設計中不具有精確性但是勝在具有代表性。

二、采暖與空調冷凍水系統設計

1采暖系統設計

采暖系統設計的合理與否關系著建筑暖通空調系統是否能實現節能運行的功能。管路系統結構簡單，易于操作，相關設備耗材使用量少，前期建設成本低后期維護費用少；能夠實現不同建筑空間溫度獨立調節控制；實現熱量消耗分戶分攤功能；以上三個原則是民用住宅和公共建筑科學合理設計暖通空調系統的原則。在具體的設計過程中應當依據不同的情況而定。

2空調冷凍水系統設計

依照相關國家標準，設置多臺冷凍水系統節能設計時，以能夠跟隨負荷變化實現自動改變系統流量為目標，盡量降低系統運行中的能耗。當前我國常用的空調冷水系統有一次泵變流系統一次泵定流量系統，二次泵變流量系統，兩管制及四管制系統等。

三、采暖與空調水系統的補水及定壓設計

在實際工程設計中應當根據系統的整體規模和不同系統的實現形式按系統的用水容量來計算。封閉式采暖空調系統補水定壓點應當設置在循環水泵入口處。

四、風系統設計

空調風系統的設計關系著空調系統能耗的大小和運行的成本，同時也關系著人體的舒適度。對于人員分布比較集中的地區可以進行相應的集中供暖，這樣可以提高能源的利用率。而對于建筑面積大人員多的場合要進行集中的供暖控制時，應當采用全空氣空調系統；通風系統設計中熱量是一個主要問題，由于電氣設備在運行的過程中，必然會大量的產生的熱量，一旦這些熱量無法得到及時排除，那么就會對設備的這樣運行帶來影響，從而導致故障的發生，這樣一來節能目標要求也隨之降低。所以說做好通風系統設計，是及時排除熱量的有效手段，設計的最終目的就是將熱量全部排出，是整個系統得以有效運行的前提調教。集中空調通風系統的排風熱回收應當符合相關規定要求。在排風熱回路設備型號的選擇上也需要嚴格依據國家規定進行。

五、冷熱源設備選型

在整個暖通空調設計上，冷熱源設備的選型是最為重要的部分。這部分應該嚴格的根據建筑功能、規模以及造價等進行。具體為：充分利用毗鄰工業余熱，將其作為冬季熱源，采用溴化鋰吸附式冷水機組進行工業熱水降溫，降低成本，將其引入到空調系統中使用，這樣一來資源得到了二次利用；要根據當地的能源結構進行選擇，科學利用當地的富余能源，比如：采用風能、地熱能以及太陽能等可再生、清潔型的能源。

六、保溫與保冷

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1.1滿足建筑物的基本功能

要先遵循滿足建筑物基本功能的節能原則，即需要滿足建筑的基本照明亮度、空調溫度和建筑內部樓道暢通無阻等日?；居秒娦枨蟆Ａ硗?，還要滿足現代化特殊工藝的要求，例如，在一些大型娛樂場所中，需要設計一些獨特的照明系統，以提高亮化程度，滿足工藝照明的需求，同時還能起到亮化、美化的作用。

1.2充分考慮經濟效益

電力節能活動需要根據當前我國的國情科學開展。要充分考慮經濟效益，避免盲目性，不能因為過度節能而浪費不必要的資金，增加運行成本。

1.3減少不必要的能源耗費

對一些高層建筑而言，由于樓層較高，內部人口較多，所以，需要消耗大量的能源來維持其正常運行。但是，在這個過程中，往往會出現一些不必要的能源浪費隋況。為了有針對性地解決這個問題，可以有效調查高層建筑中的日常能源使用情況，詳細掌握每個環節對能源的使用程度，進而采用先進的節能技術減少無謂的能量消耗，在不影響建筑物內正常使用電能的前提下，減少用電設備，降低不必要的能耗。

2建筑節能在建筑電氣設計中的應用

2.1配電系統中的節能技術設計

在設計配電系統時，相關設計人員和施工人員需要結合配電系統的實際容量、配點距離和電氣設備的功能、特點等內容合理設計，盡可能地縮短變配電所與負荷中心之間的距離。這樣做，不但能夠大大節省輸電材料，還能夠有效降低輸電過程中消耗的電能，從而發揮出節能的作用。同時，設計人員還要合理選擇電源變壓器的數量和容量，改變變壓器的結構設計，進而起到一定的節能效果。另外，在完全放電的狀態下，電容器才能充電。如果電容器中還有電就充電，會增加電能的耗費。因此，在實際工作中，要防止這種問題出現。

2.2照明系統節能設計

根據我國目前照明系統的實際情況來看，設計理念老舊，不能滿足當今建筑對于照明設計的需求，例如建設的工程中燈具選擇存在很大的問題，相互之間存在一定的差距，使得光照環境混亂，照明啟動器還有照明方式的選擇并不適用于當前建筑工程，對于電器線路的分布也十分的混亂，沒有相對合理的規劃，最終導致照明系統不僅耗能量巨大，同時照明效果和綜合服務性能也很差，不能很好地滿足人們對于照明系統的正常需求，導致人們生活、工作、學習的質量受到嚴重的影響。綠色照明理念在新時期被提出來，綠色照明對于整個照明系統有著多方面的要求，不僅僅要求在電能的損耗上大幅度降低，同時不能影響人們對于照明系統使用功能的需求，詳細的描述就是綠色照明無論在照明強度還是相應的光色上都要符合相應的標準，保證人們的照明環境健康穩定，從而提高大家在照明環境中的工作效率、學習效率等。避免能源浪費現象，同時要注重減少投資消耗。

2.3降低線路和產品的電能浪費

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新型農村社區綠色建筑設計不是簡單的綠化建筑、不是城市建筑的翻版、不是單調的“千村一面”，而是從合理的建筑平面設計、適宜的建筑體型設計、熱工性能良好的圍護結構設計上把握，并走有地方特色的綠色建筑設計之路，達到節能的目的。

1合理的門窗設計

在建筑圍護結構總能耗當中，建筑門窗的能耗占其50%。門窗為建筑物保溫性能最薄弱的部位，因此提高門窗的保溫性能是保證建筑物節能的重要途徑。1)增加窗戶的氣密性。為減少對流熱量傳遞，門窗的密封性能良好，在建筑節能設計標準中，門窗的這種性能是通過氣密性能來表示的。另外，建筑物的換氣功能不應靠門窗的縫隙來滿足，而應依靠可控制的建筑構造和門窗的換氣結構來實現。2)減少傳熱量。為減少熱量通過熱傳導傳遞，門窗材料應選用低導熱系數的材料，在建筑節能設計標準中，門窗的這種性能是通過傳熱系數來表示的。K值用來衡量窗戶的傳熱系數，K值越小則傳熱越小。從改善K值和抗冷凝能力看，主要采用低輻射玻璃、惰性氣體和中空玻璃的暖邊技術，以及低傳熱系數的窗框材料3)設置建筑遮陽構件。為減少熱輻射傳遞，需門窗具有較好的遮陽功能，在建筑節能設計標準中，門窗的這種性能通過遮陽系數來表示。設置建筑遮陽構件時，水平遮陽板兩端出挑和垂直遮陽板上端出挑對遮陽系數的影響明顯，出挑長度越大，遮陽效果越好。也需根據建筑立面效果，確定合理的外挑長度。4)控制各立面的窗墻面積比，避免不利形式。窗墻面積比反映房間開窗面積的大小，從降低建筑能耗的角度出發，必須限制窗墻面積比。飄窗、落地窗美觀精致，但是飄窗是隔熱保暖的大忌，其采暖和空調能耗大，北向臥室、起居室都不應當設置飄窗，否則冬季易出現結露、淌水、長霉等問題，影響房間的正常使用。另外冬季房間中窗戶的溫度最低，下降氣流大多集中在這周圍，如果在窗下安裝大小合適的散熱器，可以阻止冷輻射及冷空氣環流，因此落地窗宜少開。5)在建筑的主要出入口設置門斗。寒冷地區建筑物不宜設置開敞的樓梯間和外廊，其出入口宜設起分隔、擋風、御寒等作用的門斗。

2外墻外保溫隔熱設計

外墻外保溫相對于內保溫的優點有:1)適用范圍廣;2)保護主體結構，延長建筑物的壽命;3)基本消除了“熱(冷)橋”的影響;4)有利于室溫保持穩定;5)使墻體潮濕情況得到改善;6)有利于提高墻體的防水和氣密性;7)便于舊建筑物進行節能改造;8)可減少保溫材料用量;9)增加房屋的使用面積。

3屋面保溫隔熱設計

普通屋頂處的溫差傳熱耗熱量較大，夏季室外熱量傳入室內較多，冬季室內熱量向外流失較多。為使屋頂有明顯的隔熱作用，降低熱島效應，需注意以下方面:1)建筑設計達到通風采光要求;2)屋面采用遮陽構件;3)考慮倒置式屋面構造形式;4)屋面保溫層不宜選擇松散密度較大、吸水率大、導熱系數較高的保溫材料;5)對屋頂進行綠化。

4太陽能的運用

1)太陽能熱水器。多層住宅建筑能滿足屋頂太陽能集熱板空間要求，適合大面積推廣應用。高層住宅建筑由于屋頂太陽能集熱板可容納空間小，難以支持高層所有住戶，而集熱板壁掛式技術不成熟，存在安全隱患。2)公共區域太陽能照明。采用太陽能光伏照明技術，以太陽能光電轉換提供電能，供庭院燈、草坪燈、樓道燈等進行照明。

二結語