照明節能設計論文范文

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照明節能設計論文

篇1

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

篇2

【關鍵詞】建筑電氣;電氣節能;節能設計;節能措施

中圖分類號:TU855文獻標識碼: A 文章編號:

一.引言

改革開放以來,中國的經濟步入了全面發展時期,伴隨著經濟水平的不斷進步,城市化水平也不斷提高,人口激增且不斷積聚,導致了大量高層建筑出現,使得建筑耗能成為我國最大的能耗之一。從我國國家建筑協會的統計數據顯示得出,到目前為止,我國的建筑能耗已經達到中國全國能源總體消耗百分之三十多,而且,這一比例正在逐年增長。由此可以看出,我國的建筑電氣設計上存在著很多問題,設計不合理,忽視設計施工建造的環保節能技術研究,因此造成建筑電力消耗尤為嚴重,進一步加重了我國經濟發展面臨的巨大的能源壓力和環境危機。

二,我國建筑電氣設計技術的特點和應遵循的標準

我國建筑電氣設計的技術特點

建筑的電氣設計是一個很專業化,技術要求很嚴格的工作,必須從建筑電氣設計的具體特點采取針對性的措施,保證設計的科學合理性。我國建筑電氣設計主要有一下幾個特點:

(一)精確嚴密計算。對各種電氣設備的負荷能力做出嚴密科學測試,得到準確數據,做出精確嚴格的核算。計算的結果將會對電氣設備的安全有著重大影響,同時,嚴密的計算,也是可以采取經濟手段的前提。

(二)科學設計建筑內的配電系統。鑒于每幢建筑的不同特點,要據實際情況對低壓高壓,供配系統做出科學合理的設計,既可以保證整個電力系統的正常運營,又可以保證供電用電的穩定和安全。

(三)終端照明設計。中斷照明是最為直接的消耗方式之一,照明設計科學與否,將直接關系到整個建筑電氣設計的環保節能,而且,科學合理的終端照明設計還可以大大增強建筑的美觀性。

(四)加強防護措施設計。高層建筑越來越多,且越建越高,遭到雷電的襲擊概率也日益頻繁,對建筑采取防雷設計,做好接地設計工作,可以有效保障整個建筑的安全性和穩定性。

2.電氣設計要遵循是標準。

我國的電氣設計原則,在保障建筑功能完整的情況下,不用過多花費,通過合理科學電氣設計提高能源利用效率,從而實現節能的目的。需要遵循下面原則。

(一)要遵循相關法律規定。隨著我國電力系統的完善和建筑節能設計的要求,我國政府相關部門制定了《建筑照明設計標準(GB 50034―2004)》,并于2004年12月1日起實施?!豆步ㄖ澞茉O計標準(GB 50189-2005)》已于2005年7月1日起實施。因此,在進行建筑電氣設計時候,要嚴格按《公共建筑節能設計標準》要求進行建筑節能設計,降低消耗,提高能源利用效率。

(二)要從實際情況出發,既滿足建筑功能,又經濟節能。

要立足國情,立足本地的發展實際情況,無需過多花費投資達到節能目的,而是要通過建筑電氣的合理設計,采用合適的設備材料,完善運行方式,針對建筑物不同的 處所,不同的照度,溫度,濕度,色溫等一系列的建筑物功能要求,采取合理的設計,做到物盡其用,避免浪費。

(三)科學嚴謹設計,合理嚴格施工。要采用先進技術,降低能耗。

要通過不斷的觀測和實驗找出建筑物容易存在的能源浪費點,在這些和建筑物功能無關的能量消耗上重點關注,采用先進的技術,采取合理的施工措施,降低細節處的浪費,做到整體的節能。

三,建筑電氣中的節能技術探究

1.建筑電氣中節能技術應用的必要性

(一)是我國建設資源節約型社會的要求。

我國經濟的發展面臨著巨大的能源壓力,建筑能耗作為最大的能源消耗主體之一,其能耗幾乎占據了我國整體能耗的三分之一還多,不科學的建筑電氣設計加大了能源的消耗和浪費,增添了我國能源負擔。因此,加強對能源的控制,提高對各種能源的利用效率,是我國可持續發展戰略必須要堅持的策略。

(二)是提高居民生活水平,生活質量的客觀要求。

建筑電氣設計,既可以據不同的實際狀況滿足建筑物所有的基本功能,而且還從建筑物的照度,溫度,濕度,色差色溫,氣流,通風等各種細節作出合理科學的設計規劃,既可以減少建筑的資源能源浪費,又大大提高了居民居住的舒適度,有助于身心健康,有助于居民生活質量的提高。

2.建筑電氣中節能技術方案措施

(一)照度標準

選擇照度是照明設計的重點。照度太低,會損害工作人員視力,影響產品質量和生產效率,而且不合理的高照度則浪費電力。因此,選擇照度必須與所進行的視覺工作環境相適宜,按國家頒布的《建筑照明設計標準(GB 50034―2004)》選擇照度。

(二)照明方式的選擇

照明方式分為:一般照明、局部照明和混合照明。在滿足標準照度的條件下為節約電力,應恰當選用一般照明、局部照明和混合照明三種方式。

(三)要據不同情況選用開關方式。電氣設計中有很多開關方式,在不同用途的建筑中安裝不同的開關控制方式,有助于減少能源的消耗,更可以方便操作使用,提高居民使用的安全穩定性。右圖是電氣設計中常用的一些開關控制方式,根據不同的特點,加以對比,設計安裝合理的開關程控措施,有助于貫徹落實節能措施,達到降低能耗,方便生活的目的。

(四)擇合理的供電線路和導線截面

根據建筑的規模、用電負荷性質及容量,使電氣間位置合理的靠近用電負荷中心,減少供電半徑、減少電能的損耗。據統計,照明線路的損耗約占輸入電能的4%左右,影響照明線路損耗的主要是供電方式和導線截面積。

四,建筑電氣中節能方案建議

1.減少變壓器的能量損耗

建筑電氣對變壓器的依賴性非常強,變壓器在長時間的運轉下造成的能耗也是相當可觀的,因此在安裝中最好選擇合理的變壓器如選用節能型變壓器。綜合考慮投資和設備運行費用,對負荷進行合理分配,選取容量與電力負荷相適應的變壓器, 使其滿負荷高效運轉。

2.減少線路上的能量損耗

電氣工程對線路的使用量和消耗量非常之巨,據有關統計, 線路的損耗約占輸入電能的4%左右。因此設計時,在滿足允許載流量運行電壓損失等各種技術指標的前提下,根據建筑的規模用電負荷性質及容量,使電氣位置合理的靠近用電負荷中心,另外應按經濟電流密度合理選擇電纜及導線的截面,從降低電能損耗。

3.在終端照明系統節能

照明系統的節能設計可從以下方面來綜合考慮:一是合理選擇高效節能電光源。如照明光源應選擇發光效率高、顯色性好使用壽命長的高效光源。二是智能化控制。智能化控制有助于長時間自動進行照明控制,具有安全、舒適、節能、高效等特點,代表了未來照明發展方向。三是合理選擇照明線。照明系統可由單相二線、兩相三線、三相四線三種方式。

五.結束語

隨著我國建設資源節約型,環境友好型社會發展觀點的提出,要建立一個低能耗,低污染,節能環保型社會,已經被提到了戰略發展的高度。我國人口基數大,科技水平相對還比較低,因此,加強對能源的控制,提高對各種能源的利用效率,是我國可持續發展戰略必須要堅持的策略。隨著科學技術的不斷進步,建筑電氣節能化技術設計,將會有著自動化和節能化的發展趨勢,因此,我國的相關工作人員必須加強對自己綜合素質的提高,更新設計理念,提高設計水平,對建筑電氣設計做出合理規劃,并采取合適措施,保證整個系統的政策運營,減少浪費,降低消耗,促進我國節能步伐,推進社會和諧。

參考文獻:

[1]李蔚 在建筑電氣設計中的節能技術措施 [期刊論文] 《電氣應用》2007年5期

[2]龔國棟 淺談建筑電氣設計的節能 [期刊論文] 《浙江建筑》 -2007年1期

篇3

【關鍵詞】綠色建筑設計;新能源;節能措施;有效方法

一、引言

隨著社會經濟的發展,人們生活水平的提高,如何實現綠色建筑設計的節能已經成為當前各國關注的重點,我國是建筑大國,也是能源消耗大國,如何實現通過設計使建筑節能對我國具有十分重要的意義。建筑設計工作者要充分認識我國建筑設計的現狀,要重視在自己的建筑設計實踐中對節能設計的探索,這是社會經濟發展的客觀需要,也是促進我國房筑設計水平不斷提升的重要力量,要結合我國房屋建筑設計的實際情況,不斷的在實踐中總結,在設計中探索,要將節能設計的觀念融入到建筑設計的每一個細節中去,為我國房屋建筑設計總體水平的提高做出自己的貢獻。

二、建筑設計中建筑節能的有效措施

2. 1 建筑屋面節能措施

建筑屋面的節能措施主要有以下幾點:其一,在選擇屋面保溫層時,應盡量采用密度較大、導熱系數高的保溫材料,以免造成屋面重量和厚度過大,影響保溫效果;其二,不得采用吸水率較大的保溫材料作為屋面保溫層,以免屋面濕作業時保溫層吸入大量水分造成保溫效果降低。若是必須采用吸水率較高的保溫材料,應當在屋面上設置排氣孔,這樣有利于保溫層中的水分排出,進而確保保溫效果,達到節能的目的。

2. 2 建筑墻體節能措施

墻體是整個建筑圍護結構的主體,墻體材料保溫性能的優劣將會直接影響到建筑的耗熱量。為此,必須對墻體節能加以重視,具體可采取以下節能措施:對于新建的建筑可以使用空心磚墻或是采用復合墻體技術。目前新型的墻體材料主要是用混凝土、水泥和砂等材料或是摻入適量的粉煤灰、煤矸石等制定非粘土磚和建筑板材。這種材料具有保溫隔熱、高強輕質、節能環保等優點,并且能夠進一步改善建筑功能增大建筑面積。使用一些新型材料再輔以一定的空氣間層,不僅能夠有效地降低容重,保溫性能也大幅度體改,節能效果十分明顯。

2. 3 建筑門窗節能措施

建筑上的門窗是能耗散失最為嚴重的部位,其占據建筑總體能耗相當大的比例,其中傳熱損失約為33%、冷風身體偶約為33%,為此,在確保采光、日照、正常通風的基礎上,盡可能減小門窗洞口的面積,并提高其氣密性,有主圖增強門窗自身的保溫性能,進而減少傳熱量,達到節能的目標。門窗節能的主要措施如下:其一,對窗墻比進行控制。建筑窗墻比具體是指門窗洞口面積與建筑立面單元面積之間的比值,按照我國JGJ26-1995中的有關規定,北向與東向的窗墻比不得超過20%,西向不得超過30%,而南向則不得超過35%;其二,提高外窗的氣密性。通過提高外窗的氣密性能夠進一步減少冷空氣的滲透。按照GB7107中的規定一般建筑外墻的氣密性等級不得低于四級,外墻為玻璃幕墻時氣密性等級不得小于3級。除此之外,還應當滿足以下條件:外窗氣密性在10Pa壓差下,空氣滲透量不應大于1.5立方米;其三,合理使用新型材料。納米透明隔熱涂料能夠有效地減少滲透量、傳熱量和太陽輻射能,這樣便可以實現門窗節能的目標。

三、建筑節能設計中的新能源應用

以人類社會目前消費的能源來看,包括建筑使用消費的能源,主要是煤炭、石油和天然氣等石化能源。這些能源資源十分有限,并且不可再生,終究要枯竭。而利用太陽能、地熱以及其它非常規能源給建筑物采暖、制冷、供熱水甚至供電,可減少對常規能源的需求,具有非常重要的意義。

3.1 太陽能熱水系統

太陽能作為一種能量密度相對較低的全新環保資源,當前有關太陽能的熱利用技術已經相對成熟,我國也逐漸成為世界上最大的太陽能熱水器生產國與使用國。但是也應認識到,當前我國綜合利用太陽能熱水器的技術水平較為滯后,無論是太陽能的使用、安裝還是管理,都處于一種混亂狀態,不利于建筑的外觀美觀性。因此,為了更好地發揮太陽能效應,綜合考慮環境、經濟、技術等因素,協調各方面的關系,應該在建筑中融入統一的太陽能體系,實現太陽能與建筑的一體化發展,將成為今后必然趨勢。

3.2 太陽能發電系統

有關太陽能的電池發電系統及其應用,主要遵循光伏效應原理,將太陽的輻射能轉化為可應用的電能。當前,在西方發達國家已經獲得成功經驗,但是由于該技術的成本較高,目前難以大面積推廣使用。但是在一些高檔住宅區或者公共建筑中,可優先考慮使用這一全新技術,不斷積累設計的經驗,當各種理論、技術成熟之后,太陽能發電系統的成本也將隨之降低,并作為今后輔助建筑能源的重要形式之一,在可持續發展的能源結構中占有一席之地。

3.3 地熱資源系統

在新能源和可再生能源大家族中,地熱是目前最現實和最具競爭力的天然能源之一,采用地源熱泵技術利用地熱資源可冬季采暖,夏季制冷,節能效果十分理想,且具有常規采暖系統不具備優點。

四、加強建筑節能設計的幾點建議

首先,應當做好建筑節能規劃。在建筑設計階段,應當認真做好選址、分區、建筑朝向、道路布局、建筑間距以及外部空間結構等方面的工作,以此來提高建筑節能設計效果;其次,在具體設計中應當制定科學的照明節能方案。較為有效的照明節能措施有選擇節能光源、選擇節能的照明設備、選擇最佳的照明線路、合理布設開關、充分利用天然光照明等等;再次,加強采暖節能。對于北方地區的建筑而言,由于冬季較為寒冷需要進行采暖,為了解決采暖能耗較高這一問題,應當做好室內采暖保溫工作,具體可采取如需愛措施:對采暖管網進行合理規劃,盡可能縮短室外供暖管道的長度,并做好管道的保溫工作,以此來提高室外管道的熱源輸送效率。同時應優選采暖設備,并改善采暖供熱系統的設計和運行管理,這樣有利于提高鍋爐的運行效率。此外,還應對采暖供熱方式加以優化,在各方面條件允許的前提下,應優先考慮集中供熱的方式,這樣有利于節約燃料,進而達到降耗的目的。

五、結語

總而言之,建筑節能設計有利于推動能源節約及合理利用。建筑節能是一項較為復雜且系統工作,隨著建筑工程的不斷增多,節能的重要性日益凸顯。因此當代中國建筑師應在可持續發展的綠色建筑設計理念指導下,融匯科技與人文知識,創造出宜人的人居環境,只有這樣,才能確保社會的可持續發展。

參考文獻:

[1]張欽楠.建立中國特色的建筑理論體系[ J].建筑學報, 2004(1): 22.

[2]牛壽雁.建筑節能設計方法與思路[A].第四屆長三角論壇——能源科技分論壇論文集[C].2007(11).

[3]劉啟波.構造設計學概念下建筑節能設計的探討[A].第二屆國際智能、綠色建筑與建筑節能大會智能與綠色建筑論文集[C].2009(6).

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關鍵字:建筑電氣 ;節能設計 ;新思路

Abstract:The construction industry has developed rapidly, and the corresponding functions, people for the construction industry has also had a higher request, especially the electrical design for building more attention. China's current energy resources are relatively scarce, strengthen the construction of electrical energy saving is very important. This paper mainly discusses the building electrical energy saving design of the new ideas.

Keywords: Building electrical design; energy saving; new ideas

中圖分類號:F407.6文獻標識碼A 文章編號

我國是建筑能源的消耗大國,能源資源相對緊缺,這一成為制約我國建筑電氣發展的關鍵因素,因此說加強建筑電氣節能顯得尤為重要。尤其是十一五以來,建筑電氣節能已經成為我國國民經濟發展的一項長遠發展戰略。首先來簡單的論述一下建筑工程中建筑電氣節能的現狀分析。

一、建筑電氣節能的現狀

1.1建筑電氣節能技術有待提高

要實現建筑電氣節能目標,最首要的任務是要保證節能技術的研發。我國的建筑業興起時間不長,建筑節能理念更是剛剛興起,因此說從技術方面做得還不夠完善,從目前的調查情況中發現,我國的建筑電氣節能技術對外具有依賴性,對內具有欠缺性,這就造成了我國的建筑電氣目標實現的困難。節能技術的瓶頸成為制約我國建筑電氣持續長久發展的一個關鍵因素,需要格外關注。

1.2缺乏必要的建筑電氣節能管理

除了技術的支持外,還需要有管理作為輔助支撐。但是從目前的情況來看,我國的建筑電氣節能管理方面還比較欠缺,沒有形成健全的管理機制和管理理念,相關的法規也不完善,這就使得電氣節能管理處于無保護的境界,既無條例的制約,有無法律的強制保護,這樣不利于節能的實現,需要改進加強。

1.3建筑工程電氣節能設備應用不到位

技術的支持和管理的支撐能夠保證電氣節能目標的實現,同樣節能設備的應用也能夠實現節能目標??墒墙涍^調查發現,由于節能意識欠缺,在建筑電氣施工的過程中,施工者往往沒有應用節能設備,這就造成了能源的浪費。對于變壓器的使用有時沒有分清規格,也會造成能源的浪費,在今后的施工中需要關注。

上面幾條論述了在現階段我國建筑電氣節能的現狀,指出了節能的過程中存在的一些不足之處,雖然存在一些問題,但是我國大多數的建筑電氣施工隊伍還是秉承著節能的原則,能夠合理的利用資源,實現節能的目標。下面就針對這些問題論述幾點在我國建筑工程中建筑電氣節能的新思路。

二、建筑電氣節能的新思路

建筑電氣系統節能設計的主要努力方向是減少電能損失。節能要點包括:

1)優化諸如變電設備、配電線路等以降低供配電系統電能損耗;

2)采用高效節能高效且經濟可行的電氣設備;

3)優化管理,提高供配電設備運行效率;

4)提高用電平均負荷與最大負荷之比,提高系統功率因數。

進行節能設計時要根據所設計建筑的實際用電負荷的特性和變化規律,正確選擇和配置變壓器容量和數量,合理調整負荷,實現變壓器及配電網的經濟運行。提高線路設計的節能水平,最大限度建筑少輸配電環節無謂的電能消耗。

下面著重介紹以下幾種節能設計方案:

2.1供配電裝置的節能設計新思路

2.1.1變壓器的節能設計

我們應該在考慮變壓器損耗和短路平衡關系的基礎上,選擇使用短路阻抗能力最為適合的變壓器,以保證供電設施的有效協調。而在電壓器的節能調節上,我們可以運用硅鋼片的調節能力,將電阻降到最低,從而使電流不斷地增大;通過負載量的調節功效,運用微分法進行計算,有效的降低變壓器的損耗,使其功率得到很好地提升。同時,我們還應當加強節能型變壓器的使用以及創新改良力度,不斷挖掘變壓器的低消耗潛能,使其能夠更好的為節能限電做出更大的貢獻。

2.1.2提升功率因數

我們通過不斷提升功率因數,以降低線路中的無功功率,從而使一些附屬設備中因為電感性所產生的滯后無功電流不斷降低,進而降低整個線路中的功率消耗,以達到我們節能的目的。同時,我們還可以通過對電感性較強的電氣供電設備增設補償性電容器以及采用無功補償的技術手段,以降低電氣設備的功率消耗和使消耗掉的功率快速得到補償等方式來完成我們節能的計劃。

2.2照明的節能設計新思路

照明節能的基本原則是在保證不降低生產、作業視覺要求,不降低照明質量的條件下,力求減少照明系統中光能的損失,最有效地使用照明用電。做好照明節能工作應注意以下幾點:

2.2.1根據視覺作業要求,應根據《建筑照明設計標準》確定合理的照明標準,不同場所應有目的地進行照明。由于我國幅員遼闊,各地區經濟條件差別較大,民族習慣不同,因此還應結合現場實際情況,在規范推薦的高、中、低值中確定合理的標準,對標準值的確定應掌握適度,并合理利用局部照明。

2.2.2充分利用自然光

照明的最佳光源是陽光。太陽光是免費的,不需電力,也不造成污染。在寫字樓里,如果在設計時能在大樓內部引入自然光線,員工會情緒更好,效率更高。在醫院里,住在靠近窗戶附近的病人康復得更快?,F在有些窗戶可以對光譜進行選擇,引入日光的同時還可保持舒適。有一些創新的技術如側窗、天窗、光柵板和光線管道等,可將日光引入大樓內部。在燈具布置時,將所控燈列與側窗平行,跟據日照強弱來進行燈具控制也是照明節能的有效手段。

2.3采用建筑設備自動化管理控制系統

自動控制、監視和測量是自動化管理控制系統的三大要素。通過應用信息通信、計算機網絡、自動化控制等智能化技術,對建筑物內采暖、通風和空氣調節系統、給排水及熱水供應系統、照明和其他各類用電設備系統的運行實施能效管理,確保各類設備系統運行穩定、安全可靠,從而達到提高能效、降低能耗的目的。

2.4保證施工過程中的各個環節實現節能

要想實現建筑電氣節能目標,除了要采用新型的節能技術和加強管理之外,還需要保證施工的每個環節實現節能,這就要求在設備選擇上格外注意。首先需要合理選擇變壓器的型號和規格。為了實現節能的目標,減少電能的損耗,可以適當的降低變壓器的負載率,但是這樣又會造成工程投資的提高。采用非晶態合金作為變壓器的鐵芯,這樣能夠擁有特殊的磁特性,與普通的材料相比同容量能夠降低損耗達到80%左右,所以說選擇合理的變壓器十分重要。其次要選擇合適的電纜和電線。線路要盡可能走直線以減少導線的長度,低壓線路要少走回頭先,減少電能的損耗,同時要保證變壓器接近負荷中心,減少供電的距離。同時需要注意的是可以增加導線的截面,還可以利用某些季節性的負荷線路減少線路和電阻。最后需要注意保證電動機的節能。實現電動機的節能主要需考慮電動機的工作效率和功率因數,因此說要實現電動機的節能,在進行選擇時一定要正確掌握其負荷特性,分清是否是連續的。而為了降低無功功率流動引起的能量損耗,需要改變電容器集中安裝的做法。

三、結束語

建筑電氣設計對整個建筑工程有著直接的影響,并且對建筑物將來的使用及維護也密切相關,我們設計人員必須具有一定的超前意識,在設計中努力實現電氣工程的高水平配置,減少日常生活中的隱患,以達到節能、實用、環保以及易操作等要求,為人們提供更加實用、更加貼切、更加安全的電氣使用條件。

參考文獻:

[1]夏治蜂 在建筑電氣設計中的節能技術措施 民營科技,2012年08期

[2]聶英君 淺談建筑工程中建筑電氣節能措施 黑龍江科技信息,2012年25期

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關鍵詞:節能光源;民用建筑;效率;燈具

1引言

能源問題已成為全球共同關注的問題,能源短缺成為制約經濟發展的重要因素。建筑節能是建筑業發展的必然結果,建筑中的節能設計已得到充分重視,做到合理使用能源、提高能源利用效率,為能源的節約提供了保障。電力資源的緊缺是建筑物投入使用后的首要問題。

2 節能光源的合理選用

2.1 節能光源選用總體原則

2.1.1 高度較低房間,如辦公室、教室、會議室等宜采用細管徑直管形熒光燈。

2.1.2 商店營業廳宜采用細管徑直管形熒光燈、緊湊型熒光燈或小功率的金屬鹵化物燈。

2.2 熒光燈的選用

2.2.1 熒光燈主要使用在層高不高的房間(4.5m以下),如住宅、辦公、教室、商店、公共場所等。

2.2.2 熒光燈以直管熒光燈為主,直管熒光燈應選用細管徑型(≤26mm),有條件時應選用直管稀土三基色細管熒光燈,以達到光效高、壽命長、顯色性好的要求。

2.3 金屬鹵化物燈的選用

2.3.1 一般室內空間高度大于5m且對顯色性有一定要求時宜采用金屬鹵化物等。

2.3.2 體育館的比賽場地因其照明質量與照度水平及光效有較高的要求宜采用金屬鹵化物燈。

2.4 高壓鈉燈的選用

2.4.1 高壓鈉燈的發光特性與燈內的鈉蒸氣壓有關,標準高壓鈉燈光效高,顯色性較差,適用于顯色性無要求的場所;對顯色性要求不高的場所,宜選用顯色性改進型高壓鈉燈。

2.4.2 有調光要求時,高壓鈉燈可進行調光,光輸出可以調至正常值一半,系統的功能減少到正常值的65%。

2.5 LED的選用

白光LED與白熾燈相比,是一種冷光源,輻射主要集中在可見光區,幾乎不產生熱,也消除了非可見光區電磁波對人的危害;白光LED能耗僅為白熾燈的八分之一,熒光燈的二分之一;白光LED的壽命可達10萬小時,傳統熒光燈的50~100倍,這些對環境保護和節約能源具有重要意義。

3 節能光源應用設計配套措施

3.1 合理確定照明設計方案

合理確定照明方式。對于部分作業面照明要求高,但作業面密度又不大的場所,如只設一般照明,會大大增加安裝功率,應采用混合照明方式,即增加局部照明來提高作業面照度,以節約能源;在一個工作場所內,如果只設局部照明會形成亮度分布不均勻,影響視覺時,不應只設局部照明。

3.2 燈具控制方案合理。

民用建筑的走廊、樓梯間、門廳等公共場所的照明,宜采用集中控制,并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區、分組控制措施。體育館、影劇院、候機廳、候車廳等公共場所應采用集中控制,并按需要采取調光或降低照度的控制措施。旅館的每間(套)客房應設置節能控制型總開關。居住建筑有天然采光的樓梯問、走道的照明,除應急照明外,宜采用節能自熄開關。每個照明開關所控光源數不宜太多。

3.3 減少變壓器損耗。

變壓器的損耗主要包含鐵損和銅損。鐵損,它主要由變壓器鐵芯的渦流損耗及漏磁損耗組成,損耗大小隨鐵芯矽鋼片的性能及鐵芯制造工藝而定。因而變壓器應選用節能型的變壓器,以減少鐵損。變壓器的銅損,決定于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小,因而應選用阻值較小的繞組,盡量采用銅芯變壓器。

3.4 減少照明線路上的能量損耗。

由于照明線路上存在電阻,電流流過時會產生損耗。在民用建筑中,減少照明線路上的損耗首先應選用電阻率較小的材質,如銅芯電線電纜做導線;其次減小導線長度,線路盡可能走直線,少走彎路;變壓器盡量接近負荷中心,在高層建筑中,低壓配電室應靠近豎井以減少供電距離。

3.5 提高照明系統的功率因數。

建筑照明系統中的部分用電設備,會產生無功功率,影響電能的有效利用。這部分無功功率可以采取提高設備功率因數的方法降低,熒光燈應采用電子鎮流器;采用電感鎮流器的氣體放電燈宜單燈安裝補償電容器;變壓器低壓側采用集中電容器補償;這些方法能使設備和線路上的無功功率傳輸減少,達到節能目的。

3.6 做好照明日常維護管理。

建立健全照明運行維護和管理制度,其主要內容為照明運行中的維修、安全檢查;根據標準規定的次數定期清潔光源和燈具;更換光源時應采用與原設計或實際安裝相同的光源,不得任意改變光源的主要性能參數;重要民用建筑主要場所的照明設施,應進行定期巡視和照度的檢查測試等。而認真堅持以用戶為單位計量照明用電量,更是一項有效的節能措施。

參考文獻

[1]戚一翡.綠色設計在現代建筑室內家用燈具設計中的應用研究[D].江南大學碩士學位論文, 2008.

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關鍵詞:氣候變化;節能減排;低碳綠色;發展趨勢;電氣節能;設計方法

中圖分類號: TU201.5文獻標識碼:A文章編號:

1降低碳排放量勢在必行 據統計,全世界40%的能源消耗來源于建筑物的能耗。我國建筑能耗約占全社會總能耗的28%。城市里的碳排放,60%來源于建筑物維持功能上。目前,我國建筑相關能耗占全社會比重較大,每建造一平方米的房屋,約釋放出0.8t碳。我國既有建筑拆除率占新建筑面積的35%左右,歐洲建筑的平均使用周期近百年,我國建筑平均使用周期較短,由于建筑平均使用周期短,增加了建筑物拆除、建造的碳排放量。在新建筑中,高能耗建材、高能耗建筑較為普遍,隨著中國城市化的進展,將導致建筑能耗的持續上升。

1.1降低碳排放的奮斗目標

2009年,我國在哥本哈根國際氣候峰會上確定的目標是:到2020年,全國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。當低碳減排正式成為國家責任時,作為中國經濟發展和城市化進程中重要支柱的建筑產業,必須正視產業的現狀。最近,國家發改委下發了《關于開展低碳省和低碳城市試點工作的通知》,選擇5個省和8個市開展低碳省和低碳城市試點工作?!锻ㄖ芬笤圏c省和試點城市研究制訂“十二五”低碳產業發展規劃;出臺支持低碳產業發展的相關政策;加快建立以低碳排放為特征的產業體系;建立溫室氣體排放數據統計和管理體系;積極倡導低碳生活方式。這足以說明我國已經將“低碳”提到到了重要的議程。

1.2加速低碳相關法規政策的出臺

當務之急,要健全完善低碳特征工程建設標準。完善低碳特征標準體系,制訂低碳特征標準體系發展規劃。加強基礎性標準研究工作。建立低碳建筑標準研究機構,開展基礎性標準研制工作。編制《低碳生態城市發展的標準體系》和低碳建筑的基礎標準、設計標準、技術標準、產品標準、工程標準、運行標準、管理標準、檢測標準、能耗標準、新能源利用標準等。

1.3借鑒國外低碳發展的模式

與發達國家工程建設標準接軌,建立低碳建筑技術、產品認證機制,加強重點領域和薄弱環節的強制性標準的實施與監督,保證建筑使用周期的合理性。在國外,建筑施工領域對建筑垃圾的處理,有一些好的做法。比如,實行“建筑垃圾源頭削減策略”,它是通過科學管理和有效的控制措施將其減量化,對于產生的建筑垃圾采用科學手段,使其具有再生資源的功能。荷蘭將建筑廢物循環再利用的重要副產品是篩砂,目前已有70%的建筑廢物可以被循環再利用,他們制訂了一系列法規,建立限制廢物的不合理處理,強制再循環運行的質量控制制度。節能省地型住宅、綠色建筑、生態建筑、智能建筑、宜居城市、花園城市、人文城市、魅力城市、最具競爭力城市等發展理念,無不貫穿著“低碳”的思想。加強工程建設標準化制度建設,完善低碳特征工程建設標準,降低碳排放量勢在必行。

2生態位原理與低碳建筑探索 據有關資料介紹,目前碳排放主體是排放在大氣中的碳源、二氧化碳,對碳進行吸收有兩個方面:一是林木碳匯,它主要是指森林吸收并儲存二氧化碳的量;二是貝藻碳匯,還有土壤固碳、海洋固碳,碳截存等方法。 生態位原理可以從三個方面理解:第一,根據生態位原理,所有的生態元均具有相應的生態位,在空間、時間和循環鏈維度上找準適宜生態位,有空位要搶占,有偏位要擠占。第二,要避免生態位重疊,一旦出現重疊必會引起競爭,因此,必須依照生態位分離原理來解決。生態位分離會導致共生,共生才能促進系統的穩定發展。第三,要合理利用現實生態位,挖掘潛在生態位。低碳建筑和綠色建筑相比,在內涵和目標上基本一致,只是側重點不同。綠色建筑側重強調減少污染排放,低碳建筑側重減少碳排放,它更切合節能減排應對全球氣候變化的主題。因此,我們也可以把用低碳技術策略打造的綠色建筑稱為低碳型綠色建筑。

3建筑生態化 建筑生態化有三個基本特征:第一,能為人類提供宜人的室內空間環境,包括健康宜人的溫度、濕度,清潔的空氣,良好的光環境、聲環境以及靈活開敞的空間。第二,在自然資源的利用上,對環境的索取要小,主要指節約土地,在能源與材料的選擇上,堅持減少使用、重復使用、循環使用和用可再生資源替代不可再生資源的原則。第三,對環境的影響要最小,主要指減少碳排放,妥善處理有害廢棄物,減少光污染、聲污染和空氣污染。建筑生態化對建筑的要求不僅僅是建筑的使用過程,而是建筑的整個使用周期。

3.1生態技術和生態建筑

生態技術是利用生態學的原理,從整體出發考慮問題,注意整個系統的優化,綜合利用資源和能源,減少浪費和損耗,以較小的消耗獲得較高的目標,從而獲得資源和能源的合理利用,促進生態環境的可持續發展。從北京大興義和莊的“新能源村”建設,到國外運用生態技術建造的各種形式的生態建筑,生態建筑的發展從理論上、技術上以及建筑設計的實踐上都得到了長足的發展。生態建筑是指根據當地自然生態環境,運用生態學、建筑技術科學的原理,采用現代科學手段,合理地安排并組織建筑與其它領域相關因素之間的關系,使其與環境之間成為一個有機組合體的建(構)筑物。

3.2發展生態建筑的社會條件

雖然生態建筑才剛剛起步,但它的發展有著深厚的社會認識的轉變奠定了當今發展生態建筑的社會思想基礎。從“以人為本”到“以環境為中心”的社會思想認識的轉變奠定了當今發展生態建筑的社會思想基礎。我國也在嘗試建設花園城市、生態城市,這標志著延續200年的“以人為本”的現代化模式向“以環境為中心”可持續發展模式的過渡,從而使發展生態建筑具有了廣泛的社會思想基礎。共同的社會生活理想是世界各國發展生態建筑的社會道德基礎。這就是將即時利益和整個人類的長遠利益結合起來,公正合理地與他人分享地球的有限資源。

3.3生態建筑的發展動向

目前,生態建筑在各地方發展都處于起步階段。西歐和北歐是發展較好的地區,近年來,在日本和新加坡均有現代意義的生態建筑建成。各國建筑師都在潛心研究生態建筑的技術和設計方法。從建筑設計上看,首先是將建筑融入自然,把建筑納入與環境相通的循環體系,從而更經濟有效地使用資源,使建筑成為生態系統的一部分,盡量減少對自然景觀、山石水體的破壞,使自然成為建筑的一部分,通過高技術實現能量循環利用。其次是將自然引入建筑,運用高科技知識,促進生態化,人工環境自然化。在現代都市中引入自然,再現自然,運用生態技術,將植物、水體等自然景觀引入建筑內部。

4電氣節能設計方法

電氣節能為建筑節能的組成部分,隨著國民經濟高速發展,對電力需求快速增長,由于發電裝機容量和電網供電能力不足,全國大部分地區出現了不同程度的拉閘限電現象。由于我國節能的潛力巨大,因此把電能節約與電能開發并舉,并把電能節約放在首位,是電氣節能設計的重要內容。

4.1 合理設計供配電系統

根據用電負荷容量及其分布、用電設備特點及負荷等級,合理設計供配電系統,使系統在最佳狀態下運行,使供配電系統在運行中的損耗減至最低。實現供配電系統的經濟運行,達到節能的目的。

4.2 選用節能型變壓器

因節能變壓器具有損耗低、重量輕、噪音低、效率高、抗沖擊、節能顯著等優點,故節能變壓器的使用尤為重要。采用節能變壓器,能節約能源和減少溫室氣體的排放,因此采用節能變壓器有巨大的節能潛力。所以設計時應首選高效低損的節能變壓器。

4.3 合理選用電動機

在建筑電氣設計中,電動機是與暖通、給排水管網等設備配套的,因此,其節能措施只能貫徹在運行過程中,其一是就地補償電容器以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗外,減少電機輕載和空載運行。其二對功率較大的電動機可以采用變頻調速器,可提高電機在輕載時的效率,達到節能的目的。

4.4 照明節能設計

照明設計應選擇高效光源:照明光源應選擇發光效率高、顯色性好、使用壽命長、啟動可靠方便快捷、性能價格比高的高效光源。按不同的工作場所,選擇相適應的高效光源,可以降低電能消耗,節約能源。照明節能設計應提倡綠色照明:綠色照明并不只是照明節能,更有益于提高人們生產、工作、學習效率和生活質量,在保護身心健康的基礎上達到節約能源、保護環境的目的。同時,電氣設計應與建筑設計密切配合,充分合理地利用自然光, 使之與室內人工照明有機結合, 利用最少的能源保證照度水平,從而達到節約人工照明的電能。

5結束語

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論文關鍵詞:建筑合同;能源管理;建筑節能;技術措施

近年來,建筑節能已經成為我國建設“資源節約型”社會這項工作的重要組成部分。自從1986年起實行第一部建筑節能設計標準以來,已經走過了20多年的發展歷程,特別是近十年來較快速的發展。已取得了一定的效果,但緊迫的節能形勢迫使我們需要找到另外能夠促進建筑節能發展的途徑。

1建筑合同能源管理提出背景

當前,我國民用建筑中,居住建筑節能設計標準較多,公共建筑節能設計標準較少,建筑節能標準體系中還出臺了相關技術規程、標準或技術導則,建筑節能現行法規標準基本上偏重于建筑節能設計、施工。由于建筑能源的消費是建筑最大的運營支出項目之一,同時也是最難以估算的。日益上漲難以估算的建筑能源成本將使企業在運營發展、管理預算和資本增值計劃上遭遇極大的挑戰,節能能源對于客戶正常的商業運作至關重要。根據合理用能的思想,需改變過去單純以增加資源供給來滿足日益增長的需求,將提高需求方面能源利用率,從而節約的資源統一作為一種替代資源,以引起建筑節能的方向。建筑合同能源管理方案及其管理機構應市場需求也應運而生。

2建筑合同能源管理的內容

建筑合同能源管理,是基于建筑市場運作的、全新的建筑節能新機制。建筑合同能源管理不單是單一推銷建筑設備產品或建筑技術,而是推銷一種減少傳統建筑能源成本的能源管理方法。最大特點是:客戶不需要承擔建筑節能改造的資金、技術、風險,并且可以獲得實施建筑節能改造后帶來的收益和能源服務公司提供的免費建筑設備。作為建筑能源服務公司,不僅要有為各種用戶提供解決建筑節能方案的能力,還要有相應的融資手段和資本運營能力。

3建筑節能的主要技術措施

從我國建筑節能的實踐來看,建筑節能主要分為二部分:一是建筑本體的節能,主要有建筑物圍護結構的保溫隔熱,二是建筑物內主要用能設備的節能,根據文獻所述在各類建筑中,用能設備是節能的重點,依次是暖通空調、照明及熱水供應。通過有針對性的應用能源管理計劃中的各項方案,能夠創造能源用戶、建筑節能服務公司、政府多贏的機會,做到經濟效益、社會效益的雙贏。

3.1用能設備系統能耗測試評估

通過對用能設備系統能耗的測試評估,了解用能設備系統中的水量和平衡程度,了解冷卻塔、制冷機、熱泵、水泵、風機、鍋爐及照明設備等主要用能設備的使用效率及工況。評估系統具有可靠性、可操作性,對供熱通風及空調系統能耗進行統計,定期對耗能數據進行分析比較,并與其它樓宇進行對比,對樓宇能源消耗進行評估。在保證室內環境品質作為第一底線的前提下,找出各種能耗的節能潛力并提出改進建議。

3.2蓄能系統的利用

蓄能技術是一種通過峰谷電價差來降低空調、電采暖費用支出的技術。蓄冷空調系統蓄冷時,應在夜間低谷時段用電;融冰釋冷時,應在用電高峰時段,以達到對電網移峰填谷的作用。蓄熱鍋爐夜間利用低谷時段進行蓄熱,不在日問用電高峰和平時啟用。這對于提高供冷(熱)效率,降低費用開支,引導用戶合理用電,鼓勵用戶多用低谷電、少用高峰電有很好的幫助。

3.3空調風系統節能運行

對于間歇運行的空調系統宜在使用前30min啟動處理機組進行預熱或預冷,空氣處理機組宜在使用結束前15min關閉??照{通風系統運行時,在不影響風量平衡和室內氣流組織的前提下,宜盡量增大送回風溫差。為保持空調運行期間建筑物的內部風平衡,應合理控制新風機組和排風機的運行,防止外窗開啟以減少無組織新風。在室外溫度適宜時(春秋季節、夏季夜間),應充分利用新風降溫,減少機械制冷運行時間。

3.4空調水系統節能運行

在空調水系統一次泵定流量和二次泵變流量中,冷凍水和冷卻水泵開啟臺數應與開肩制冷機的臺數相等并應實行“一對應”的連鎖控制啟停。當冷凍泵、閃動泵可變頻調節時,應對其轉速進行控制,使冷凍水、冷卻水的供回水溫差控制在一定范圍內。為使循環水量與負荷變化相適應,應對水泵進行調整,使系統達到工況點避免通過調節制冷機房內的閥門控制流量大小而消耗大量的能量。

3.5多臺冷源設備節能運行

在設計空調冷熱源時,冷熱源設備負荷量的選擇一般偏大,這樣導致設備選型所造成的能量浪費。在滿足空調負荷需求的情況下,當有二臺或二臺以上冷熱源設備可以選擇時,應優先選擇效率高,經濟性好的冷熱源設備運行。多臺冷熱源設備并聯運行時,應根據負荷變化實行合理的群控措施,使每臺設備均在合理負載率下運行,并且輸出的總容量與要求提供的參數相一致。

3.6變風量節能與熱舒適

變風量系統是通過改變送入房間的風量來滿足室內變化的負荷,由于空調系統大部分時間在部分負荷下運行,所以風量的減少帶來了風機能耗的降低,變風量系統是追求以較少的能耗滿足室內空調環境的要求。在室內溫度適宜時,應避免變風量控制系統的風門完全關閉。當冷負荷較小時,應提高送風溫度。采用控制送風量,維持最小送風量和送風溫度等措施,可避免造成送風氣流下沉和熱舒適問題。對于負荷變化較大和多區域控制的建筑物而言,變風量系統節能量是比較可觀的。

3.7直燃機、鍋爐煙氣余熱回收

在樓宇中采用較多的為直燃機、鍋爐。為保護燃燒設備通常排煙溫度較高,大量的熱能被排放到大氣中既浪費能源又污染環境,應用煙氣余熱回收系統,不僅可以提高燃燒設備熱效率,同時能降低污染物的排放量。煙氣余熱回收系統回收的熱量,可以用來預熱鍋爐系統的補水或生活熱水補水。

3.8冷卻塔運行節能

綜合考慮冷卻塔水溫度設定值對制冷機耗電和冷卻風耗能的影響,宜使冷卻塔出水溫度接近于室外濕球溫度。冷卻塔風機采用變頻調速風機,以便根據設定的出水溫度控制風機的轉速,以達到降低電耗的目的,對于一塔多風機配置的巨型冷卻塔,根據冷卻塔的出水溫度及時調整投入運轉的風機數,以降低運行成本。

3.9給水泵運行節能

生活給水系統采用調速泵組供水時,調速泵在額定轉速時的工作點,應位于水泵高效區的末端。采用變頻調速給水泵時,水泵調速范圍宜在0.75~1.0范圍內,當用水不均勻,流量變化大時,宜采用多臺水泵組合供水(可按1臺調速其余為恒速的方式運行),也可配小流量水泵和小型氣壓罐。

3.10洗衣房節能

根據飯店、賓館日常的衣物洗滌量多少來調整洗衣房的作息時間,讓設備在平價電和低谷電時間段運行。洗衣設備的養護時間安排在峰價電時間段,洗衣房有大量用汽設備,每天會產生大量蒸汽凝結水,對凝結水可進行回收利用。

3.11照明系統節能

根據使用房間或場所及周圍環境對照明的要求,選擇合理的照明方式,在保證照明質量的前提下,優先采用光效高、顯色性好的光源及配光合理、效率高的燈具。合理利用天然光,采取人工照明與天然光相結合的自動調節照明方式。將智能照明管理系統納入樓宇整個節能系統中,以實現大樓控制中心對該系統的信號收集和監控。

4結束倍

在建筑節能工程設計與實踐中,如何加快推廣步伐的建議:

(1)建立健全建筑節能服務體系。實施供熱計量收費、建筑能效綜合評價、既有建筑節能改造等還需要建立建筑節能服務體系。若缺乏建筑節能服務機制,就會影響到節能工作的順利開展。

(2)政府要起表率作用。大面積推廣節能服務,不僅需要政府的支持,同時也需要作為最大用戶之一的政府,在建筑節能服務方面為全國起到表率作用,以推動建筑節能產業的大發展。

篇8

現階段,人們對各種家用電器和樓宇自動化的依賴程度越來越高,節能環保意識普遍增強。安全合理、高效美觀的住宅建筑電氣設計不但成為廣大設計人員的研究重點。也引起了人們的廣泛關注。由于建筑電氣設計時既要考慮相關設計規范的要求,又要考慮一些建筑使用上的特殊需求,往往使得建筑電氣在設計上出現不完善和不合理的現象,給日后使用、維護帶來不便甚至埋下事故的隱患。本文就住宅建筑方面的電氣設計進行探討,結合真理道甲一號的項目工作經驗,拋磚引玉。

關鍵詞:電氣工程設計;安全供電;節能降耗

中圖分類號:TU976+.1文獻標識碼: A 文章編號:

引言:

新的住宅建筑電氣設計規范JGJ242-2011已經于12年4月1日正式生效。和舊規相比,新的規范里面將全面貫徹執行國家的節能環保政策,同時也反應出人們在追求智能樓宇的舒適、安逸、安全和人性化的同時,也開始注重電氣自動化工程的節能設計。在設計時既要做到科學、合理的方便人們的使用需求,又要兼顧到節能設計。住宅及住宅小區的電氣工程直接關乎百姓的切身利益,同時也是各級政府的關注重點,無論是商品房還是經濟適用房、公租房、安置房、定向安置房等住宅的電氣設計,都與百姓的衣食住行息息相關,因此都必須在電氣設計施工中體現安全可靠、經濟合理、技術先進、整體美觀、維護管理方便的原則。

一、電氣工程設計原則

1、設計前調研,精確計算,優化供配電設計。

在電氣工程設計時首先考慮的是適用性。在設計之初,必須進行各類電力負荷的計算。電力負荷是供電設計的依據參數,是電氣設計中最重要的環節之一。各城市、地區的發展水平不同,需求也就有區別。城市電力系統的規定、要求也是千差萬別,供配電系統在滿足負荷容量、電能質量與供電可靠性要求的同時;應能保證控制方式的靈活多樣要求,從而使電氣設備的使用功能得到充分的發揮。做到供電系統高效、靈活、穩定、易控、多樣、便捷、暢通。其次考慮的是安全性,供配電系統應保證適度余量,針對真理道甲一號工程不同子項的特點,對各單體高層住宅樓、地下車庫及小區內學校、幼兒園、小型商業等多種負荷進行相關調研、估算。在經過多次負荷計算、系統優化的基礎上確定最終的供配電方案。本工程包括由市政道路劃分形成的三個地塊,即A、B、C三個小區,每個小區內分別設置專用及公用變電站。在設計中,通過對變壓器選型、回路劃分、線纜路由及整定、無功補償、系統防雷、防火災漏電報警等多項技術手段實現電氣工程的實用性和安全性,利用先進、成熟的技術,優化供配電設計。促進電能合理利用。

2、提高設備運行效率,減少電能的直接或間接損耗。

首先,應對各類負荷充分考慮其運行特點,對各類負荷的最大負荷出現的時間段進行分析、調研及估算,在系統設計中有效的“錯峰填谷”,使變壓器盡量在經濟負載率下長期、穩定運行;其次簡化配電級數,配電回路。有些工程的配電系統設計得比較復雜,配電級數過多,使供電系統故障率增高,故障面擴大,不易管理,操作維護不方便等。為能正確理解配電系統的配電級數和保護級數,提高設計水平,提高配電系統的可靠性,特撰此文以期能起到拋磚引玉的作用。 (詳《供配電系統設計規范》(GB50052一2009)第4.0.6條的相關規定)。

第三,優化主干線纜路由,減少線路損耗;設置安全的無功補償,提高電源的綜合利用率,提高設備運行效率盡可能減少建設投資,最大限度的減少電能與各種資源的消耗。

第四,選用節能型設備,如選用節能型變壓器、各類高效電機、電子鎮流器等低能耗、高效率的電氣器件降低運行與維護費用,減少電能的間接或直接損耗。

設置建筑設備管理系統對風機、水泵及公共照明等負荷分別管理,有效提高效率,節能降耗。

3、各部分能耗進行獨立分項計量。

各類負荷按照明、動力、空調、水泵等分類別設置計量裝置。計量裝置包括機械式電能表,數字式電能表、多功能電表及數據信息管理平臺,為系統運行提供記錄、分析、監控、報警等多項功能。

二、住宅電氣設計中的自動化節能技術

環保理念在現代電氣設計工程中具有重要的地位,在進行設計考慮時,應盡可能的使用先進技術和設計理念。盡可能的從多個角度多個方面來實現。

1、配電設計考慮三相負荷平衡。保持三相負荷平衡,將負荷均勻分布在三相電源上。三相配電的各相負荷應保持三相負荷的平衡(最大相負荷不宜超過三相負荷平均值的115%,最小負荷不宜小于三相負荷平均值的85%)。

2、地下車庫以高效節能細管徑(T8)緊湊型熒光燈為主。熒光燈燈具選配電子鎮流器。功率因數不低于0.9。疏散指示燈、出口標志燈選用發光二極管(LED)。

3、帶防護罩燈具效率≥60%,開敞燈具效率≥75%。

4、照明功率密度值低于《建筑照明設計標準》GB50034-2004。

5、配電箱靠近負荷中心,盡量縮短低壓供電線路長度。

6、照明采用統一管理相結合的方式,分組分時控制,實現節電。

7、設置功率因數集中補償裝置,補償到0.9以上,并設置3、5、7次諧波吸收裝置。

8、經濟合理地選擇導線截面,電力干線的最大工作壓降不大于2%,分支線路的最大工作壓降不大于3%或分支線路的長度超過30m時,線纜截面積相應增大。

9、選用低能耗、高效率的變壓器及電氣元器件如節電信號燈等。

10、動力、照明等各部分能耗進行獨立分項計量。設備負荷按照明、動力、空調、水泵等分類別設置計量裝置。

11、集中采暖系統要求供熱公司二次設計時,考慮計算機節能控制系統。

12、高次諧波諧波含量超過國家標準限制的泵房、換熱站等,應由相關廠家及配套單位考慮設置高次諧波抑制的相應設備及措施。

在設計時,我們應當積極開發新能源,積極推動太陽能、地熱能、原子能等新能源在建筑中的應用。這些能源的開發利用日益引起世界各國的重視,它將是解決世界能源危機的根本措施。我國已有這方面的研究應用,如地源熱泵系統、太陽能-水能源熱泵系統及太陽能-空氣能熱泵系統等。這些系統高效節能、無污染,不失為一種有效利用自然能的好途徑。

三、電氣工程中一些具體的質量控制措施

1、施工準備階段的質量控制。

監理工程師不能只停留在按圖施工的水平,要全面熟悉設計圖紙,努力并善于發現圖紙中的不足,與設計、施工方溝通后及時提出處理意見 。施工方要根據工程的實際情況編制施工組織設計(施工技術方案)并嚴格審查,要求有完善的質量保證體系、保證工程質量的各項技術措施,而且應符合經會審的設計圖紙及國家現行的有關電氣工程的施工及驗收規范。 根據業主及土建工程的總體進度編制電氣工程進度計劃、人員計劃、機具計劃并組織落實,工程過程中要根據實際情況及時修改及補充。

2、 施工階段的質量控制。

施工中必須根據已會審后的電氣設計圖紙和有關技術文件,按照國家現行的電氣工程施工及驗收規范,地方有關工程建設的法規、文件,經審批的施工組織設計(施工技術方案)進行。施工中若發現圖紙問題應及時提出并處理,不允許未經同意私自變更設計。要求嚴格堅持執行和落實“三檢”制,關鍵部位,實施旁站監理。 嚴格推行規范化操作程序,編制符合規范、工藝標準、可操作的質量控制程序。平時注意及時收集和整理資料,特別是隱蔽工程的驗收資料及隱蔽簽證。未經有關人員在隱蔽驗收表上簽字,不得進行下道工序,防止監督流于形式。記錄好監理日志。

結束語

在日常生活中,為了滿足各種使用功能的需要,人們所使用的電氣設備的種類和數量越來越多,而且分布廣泛,使得建筑電氣設計與施工在建筑工程中的重要性變得越來越明顯。建筑電氣設計的好壞將直接關系整個建筑的質量,因此建筑電氣設計人員對建筑電氣設計應引起足夠的重視,在進行電氣設計前要做好充分的調研和準備工作,對設計中的每個環節都要實施有效的控制,盡量使電氣設計做到安全、可靠、經濟、合理、方便,以減少和避免住宅電氣事故和電氣火災的發生。

參考文獻:

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篇9

關鍵詞建筑技術;教學改革;綠色設計;理論教學

引言

綠色建筑無疑是未來建筑發展的一個重要趨勢。然而,我國傳統的以建筑設計為主導的建筑教學中,都會偏重建筑的藝術性,忽視技術性,重主觀分析,輕客觀量化[1、2]。這就造成建筑師對技術的漠視和生疏,設計實踐中建筑設計構思與綠色技術策略脫節;即使那些做了些綠色設計的方案,也很少能夠進行量化分析。眾所周知,缺乏數據支持的綠色設計很難做到真正的節能。此外,一些建筑師雖然采用了計算機能耗模擬分析,但對數值分析結果知之甚少,無法將分析與設計相關聯[3]。如果不正視這些問題,這些綠色建筑設計就會陷入對形式的操弄和概念把玩中,走向“偽綠色”和“反生態”[4]。作為培養未來建筑師搖籃,大學建筑教育在灌輸技術理論知識和綠色建筑設計理念方面責無旁貸。盡管我國高校建筑學系近些年來一直倡導綠色和可持續建筑教育,但我國大部分建筑學專業采用傳統的線性教學模式[5],即將建筑技術理論和建筑設計分成涇渭分明的兩條線,建筑技術課程在內容上偏重技術理論知識,枯燥深奧,與建筑實踐聯系較少,而在師資配備上往往選擇純技術背景的教師,由于不具備建筑設計背景,這些教師很少能將技術理論與建筑設計結合講解,就更別提讓學生將所學的技術理論應用到建筑設計之中[6、7]。筆者自2010年起在南京大學建筑與城市規劃學院教授建筑學三年級本科的建筑技術課程。為改變當前現狀,筆者嘗試從建筑技術理論教學中引入綠色建筑設計,并在設計中強調計算機能耗模擬技術等一系列量化分析手段。筆者的教改無疑讓建筑學學生更為重視技術理論和綠色建筑理念,然而卻出現了一些值得探討的問題,即學生往往過分重視理論和量化分析,忘記了建筑設計這一根本。論文分析造成這些問題的主、客觀原因,并希望拋磚引玉,來引導和促進我國建筑技術課程的全面改革和創新。

1教學調整

筆者所教授的建筑技術課程有兩門—‘建筑技術II-建筑聲、光、熱’和‘建筑技術III-建筑設備’,這兩門都為技術核心課。前者為建筑學傳統的‘建筑物理’,主要學習建筑熱工、光學、聲學中的概念和原理,以及一些基本的節能知識。后者為‘建筑設備’課程,主要介紹建筑給排水系統、采暖通風與空氣調節系統、電氣工程的基本理論、知識和技能。這兩門課的主要特點是技術理論性強,學科跨度大,知識點多,涉及面廣。為了使這兩門課程能夠更能適合當代綠色和可持續建筑發展,筆者在教學內容上做了以下調整和修改:(1)大量介紹綠色建筑優秀設計案例。除基礎技術理論教學外,筆者介紹了大量的優秀綠色建筑設計。比如以倫佐•皮亞諾所設計的Tjibaou文化中心,來講解如何利用當地氣候特點來進行被動節能設計。在講解建筑如何適應干熱和濕熱這兩種不同氣候特點時,以不同地域的當地民居為著眼點,從整體規劃到單體建筑的設計案例來分析如何通過設計來應對不同的環境。(2)強調主動和被動節能設計的有機結合。被動節能設計強調的是建筑對氣候和自然環境的適應,特別是在減少甚至是不依賴主動節能設備的情況下,通過建筑設計手段來創造較為舒適的建筑物理環境,這對于建筑學學生尤為重要。但同時隨著建筑技術的發展,也不可能忽視建筑設備在建筑設計中所占的地位。筆者以ReynerBanham的《ArchitectureoftheWell-temperedEnvironment》一書為基點[8],講解現代建筑技術如何影響和改變現代建筑設計和理念,幫助學生重視被動節能設計的同時,也要兼顧主動建筑節能設計。(3)注重大建筑環境的整體可持續發展。美國綠色建筑委員會(U.SGreenBuildingCouncil)建立并推行的LEED評估體系(LeadershipinEnergyandEnvironmentalDesign),對城市生態和基地的自然保護非常重視,特別是建筑節水和水循環利用方面,但相關知識在我國建筑學教育中卻相對薄弱,僅在建筑設備教材中介紹了一些設備節水和中水處理的基礎理論知識。對于如何通過利用規劃和設計來綜合考慮雨水收集、廢水利用等則是完全沒有涉及。為了增強這方面的知識,筆者引入了與建筑與景觀設計最為密切的LID技術。LowImpactDevelopment(英文簡稱:LID)技術是20世紀90年代末發展起的暴雨管理和面源污染處理技術,和傳統的技術如濕地、滯留塘、草溝等不同的是LID技術是通過分散的,小規模的源頭控制來達到對暴雨所產生的徑流和污染的控制,使開發地區盡量接近于自然的水文循環[9]。LID技術所涵蓋的內容包括:城市自然排水體系、雨水花園、生態滯留草溝、綠色街道、可滲透路面、生態屋頂、雨水再生系統等都一一被介紹到,與LID技術相關的各種網站也都提供給學生[10]。(4)強化量化分析的意識和手段。我國綠色建筑節能設計面臨另一個重大問題是缺乏量化分析,而真正的綠色設計往往需要客觀數據的支持,只有通過對其綠色設計的定量評價,才具有可信性與科學性。為加強量化分析手段,筆者將Autodesk公司的Ecotect這一能耗模擬軟件引入到建筑技術課程中。Ecotect具有較全面的整體環境分析手段,可以對建筑物的朝向、立面、空間劃分等進行能耗比較分析。根據以往經驗,筆者在教授過程中會一再強調計算機模擬軟件的優劣性,以及如何解讀模擬結果。此外,筆者還組織學生進行實地參觀和測量、邀請校外專家進行專題講座、參與各種綠色設計競賽等一系列方式來加深和拓寬學生對綠色建筑理念的認識。

2綠色設計

為了讓建筑技術理論更好地與建筑設計相結合,筆者取消了與設計課脫節的作業和理論知識考試,而是布置了一個既有建筑的綠色節能改造設計。選擇既有建筑可以讓學生掌握建筑技術的實踐知識,而專項設計不僅可以節省設計時間,還能使設計課題更具有針對性。既有建筑的綠色節能改造設計分成兩部分。首先是實地考察該建筑的現狀,以小組為單位選擇一個中型公共建筑,實地測量和評估該建筑的聲、光、熱物理環境現狀,此外還要求學生去調查建筑的用水量、照明和設備用電量等能耗信息。在此基礎上,就是針對改建筑進行綠色節能改造設計。設計要求是可以不考慮改造室內平面布局和建筑物整體結構的情況下,根據當地地理、氣候特點,進行可持續再利用改造,如增加遮陽、綠色屋面(屋頂花園)、垂直綠化、被動和主動太陽能利用、雨水回收及再利用、固體垃圾分類處理等。為配合課程需要,設計還要求學生研究一些基礎的節能設計手段,如改變既有建筑的窗墻比、增加遮陽、利用自然通風等,或改善建筑圍護結構的保溫隔熱性能等手法,進行節能優化設計。盡管要求學生利用計算機能耗模擬分析等手段,定量研究不同的綠化節能設計,并進行方案優化比較,但也說明如果某些綠色節能設計較難進行定量分析,可采用概念設計,但需要有設計詳圖和一定的文字進行補充說明。筆者希望以建筑技術理論為主導的綠色建筑設計,可以改變建筑系學生重藝術而輕技術,重形態分析而輕客觀量化的問題。然而兩年的教改實驗結果卻令人失望,學生的綠色設計走向令一個極端。盡管也有一些優秀的綠色設計出現(圖1),但大部分學生在綠色節能改造設計中過分看重技術和客觀量化分析,反而忽略建筑設計這一根本,圖2為一個典型的學生作業。筆者發現很多學生將主要時間和精力集中在計算機能耗模擬分析上,在節能設計上大部分學生傾向于利用技術手段而不是設計手法,如采用先進的建筑保溫隔熱材料來減少建筑的能耗。盡管筆者在今年增加了強制性被動節能設計要求,但很多學生往往采用一些如增加遮陽設計,減少窗墻比等簡單的設計措施,真正好的綠色設計卻很少見。此外,就是深入設計問題,如在課程中介紹了LID技術后,很多學生都想到收集雨水,但大部分只是簡單地設計了一個雨水收集池,但卻沒有人能做進一步的考慮,包括如何處理收集來的雨水以及與周圍環境相配合等。

3分析與討論

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關鍵詞:建筑環境與能源應用工程;建筑節能;教學改革;翻轉課堂

中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2017)03-0036-05

2012年9月教育部對建筑環境與設備工程進行調整,并入了建筑智能設施(部分)、建筑節能技術與工程兩個專業,更名為“建筑環境與能源應用工程”,主要涉及建筑環境和建筑能源兩個主要方向[1]。該專業自成立以來,曾幾次更名:從20世紀50年代初期的“供熱、供煤氣及通風”,到 1987年調整為“供熱、供燃氣、通風及空調工程”與“城市燃氣工程”兩個專業,1998年合并為“建筑環境與設備工程”,再到如今的“建筑環境與能源應用工程”。每次更名都與當時國民經濟水平與社會發展息息相關,專業名稱具有一定的指向性,在一定程度上反映了不同時期國家對專業人才提出的不同戰略需求。新名稱強調“建筑環境”“能源”方向,符合“十三五”規劃中有關全球氣候變化及綠色低碳發展的應對要求,與規劃中“綠色”“協調”的發展理念不謀而合,對大力推進綠色改革,推動協調發展,加強生態文明建設有著積極意義。從國家戰略規劃與市場需求的層面看,新專業要以節能減排、發展低碳經濟為導向,

應在原有暖通、燃氣等專業課程基礎上增加建筑節能、綠色建筑、新能源應用等相關內容,以符合當前社會需求,培養專業復合型人才。

此外,中國是能源消耗大國,近20年建筑行業的飛速發展使得建筑能耗在社會總能耗中占比越來越大,這說明中國建筑節能有著廣闊的提升空間和社會前景,而降低建筑能耗刻不容緩。在提倡建設資源節約型、環境友好型社會的大環境背景下,建筑節能課程應被更多專業納入本科教育中,成為土建行業各專業的通識課程。

一、問題的提出

(一)建筑節能技術涉及的多學科性

建筑能技術是一門綜合性較強、學科內容高度交叉的課程,它不僅涉及建筑材料、土木工程、建筑學等工科知識,也與社會學、經濟學、管理學等人文學科緊密相關。主要包括建筑環境、建筑被動設計、圍護結構材料、建筑設備(暖通空調、照明、給排水)、建筑施工、建筑管理等內容。

由于建筑節能課程涉及的學科較多,不同專業教師在講解時會有不同的側重點,例如建筑能源與應用工程專業,教師會偏向介紹空調節能方法,建筑學教師會較多關注建筑單體設計與節能,若采用不同專業教師合作講解建筑節能課程則可避免產生這種情況,但是課時安排的不足、知識體系的龐雜會讓學生覺得所學知識深奧晦澀難懂,從而對建筑節能技術的認識只停留在表面。不同專業學生在學習時由于對其他專業領域的知識不太熟悉,更愿意關注自己所學專業部分的節能手段,一定程度上也限制了學生對節能知識的了解。

(二)與新的建筑環境與能源應用工程專業課程體系的銜接與融合

在最新版的建筑環境與能源應用工程專業規范中,課程體系大體沿用原建筑環境與設備工程專業的設置,被并入的專業如建筑節能技術與工程的關鍵專業知識單元,建筑節能技術、節能建筑計算與仿真等均未包含在內。新規范課程側重點依舊是傳統的暖通與燃氣模塊,對節能、智能設施領域涉及不深。隨著社會的發展,能源消耗量劇增,結合國家對行業人才提出新的戰略需求,本專業所涉及建筑能源方向不再僅限于燃氣應用,更多地是建筑能源的有效利用,即建筑如何節能。在本科教學中增強對建筑節能重要性的認識,增加建筑節能技術相關課程迫在眉睫。

在此背景下,如何將建筑節能技術與新專業課程體系有效融合,諸如建筑環境學、暖通空調、土木工程材料、綠色建筑設計原理、建筑環境測試技術、低能耗建筑理論與應用,避免和其他專業課程理論教學與實踐教學重復顯得尤為重要。

(三) 建筑節能方向人才培養存在斷層

自工業革命以來的幾次經濟危機表明,能源利用效率低下極大程度限制了經濟的發展,走建設節約型社會、實現可持續發展的道路是必經之路,也是歷史的選擇。中國當今社會能耗主要集中在工業、交通、建筑三個領域,建筑能耗占社會總能耗的三分之一以上[2],建筑節能具有較大的潛力,是降低中國社會能耗的重要組成部分,社會發展迫切需要建筑節能領域相關人才。

目前,國內研究建筑節能技術主要集中在建筑學專業下的建筑技術方向和土木工程專業下的供熱、供燃氣、通風及空調工程方向。由于建筑技術方向的學生對數學、傳熱學、工程流體力學、建筑環境學等基礎知識學習不夠深入,在建筑節能仿真與能耗模擬、建筑物理環境等方面的知識儲備遠沒有建筑環境與能源應用工程專業的學生豐富,在分析流體、熱環境、建筑能耗的實驗、模擬數據時,缺少對結果準確的判斷力和深入的分析能力,從而在一定程度上阻礙了研究的順利進行。同時,由于供熱、供燃氣、通風及空調工程方向的學生本科專業大多為建筑環境與能源應用工程,對建筑設計、建筑構造等建筑知識不夠了解,在建筑區域小環境設計、遮陽構件的選擇等建筑設計方面缺少經驗。因此,在建筑環境與能源應用工程專業本科階段加入綠色建筑設計原理等相關課程,讓學生掌握一定的建筑被動式設計等交叉學科知識,有助于建筑節能領域復合型、創新型人才培養。

二、建設內容

(一)教材建設

目前市面上有關于建筑節能主題的教材雖然多,但是質量參差不齊,內容重疊性強,經典的教材較少,內容更新的速度較慢。此外,現有建筑節能類教材,部分適合建筑學專業的學生,內容偏建筑節能設計;部分適合高職高專學生或工程技術人員,重全面性,偏科普性;部分適合高校研究人員,重理論,缺少工程實例。因此,建筑環境與能源應用專業需要編制適應建筑環境與能源應用工程專業規范要求,強調專業課程間的銜接與融合,注重節能理論性與知識系統性結合、理論與實踐相互促進、國際化的建筑節能教材。

教材編撰可從以下三個方面進行優化。

(1)提煉、梳理基本理論與方法。本科專業教材的特性應是系統講授基本理論、原理與方法,重在教授學生為什么(Why),而不僅僅是傳授學生怎么做(How),做什么(What)。因此,在眾多有關建筑節能主題的圖書資料中,如何脫離科普類特征,遵循建環專業規范的課程體系要求,提煉出基本理論、原理與方法是建筑節能教材編撰的核心問題。

(2)注重理論知識、設計計算與工程案例融合。理論知識內容應與建筑節能相關設計規范標準相適應,以加深理論知識在應用層面的理解,提升學生節能設計與計算技能。另外,工程案例內容不應局限于簡單節能技術的介紹,應融合理論知識與設計計算內容,構建各知識點理論、設計與案例的鏈條式體系。

(3)增加建筑節能研究分析方法與國內外最新技術發展等內容。教材內容需顧及不同層次學生學習能力需求,增加建筑節能研究分析方法與最新技術發展等內容,以拓寬學生的知識面,促進知識應用能力的提升。例如建筑與風環境知識單元可以增加Fluent、EnergyPlus等軟件模擬內容,以講授不同的組團布局對建筑能耗的影響。

(二)理論教學

建筑節能課程的理論框架系統較為固定,包括建筑節能基本知識、建筑節能設計原理、建筑規劃設計與節能、建筑單體設計與節能、圍護結構節能設計、遮陽設計、采暖節能設計、制冷節能設計、采光與照明節能設計、太陽能利用等單元,但由于建筑節能是一門與時俱進的學科,新技術、新工藝、新材料的出現推動著建筑節能技術的不斷革新,很多成果具有一定的時效性,教師應多關注國際先進的建筑節能理念,關注建筑節能領域的最新研究進展,不能一味地照本宣科。

建筑節能課程強調應用性與實踐性,教師不能單單只講授生硬的理論,還應將理論聯系實際,多結合工程實例分析節能技術在建筑中的應用。理論給予實踐支撐,實踐豐富理論內涵。單純的理論過于枯燥,不利于深化學生對原理的認識,也會使得學生失去學習的興趣。例如教師可以重點分析當地某一節能建筑的設計原理和途徑,探討當地地域氣候和建筑特點對節能設計的影響等。

(三) 課程設計

根據建筑環境與能源應用工程新專業規范,教學課程主要分為理論課與實踐課兩個類別。知識的輸入主要集中在理論課上,幫助學生建立對專業基礎知識的了解,以備在日后工程實踐中準確運用;知識的輸出與檢驗主要體現在設計實踐中,這不僅是對理論原理的鞏固,還是對已掌握內容的檢驗。

近年來,建筑行業的快速發展、建筑環境與建筑能源領域對人才培養的要求變化較大,日益注重建筑節能。如圖1所示,在新專業規范體系中增大了建筑節能技術模塊比重,強調理論與實踐統一,從知識的輸入、輸出和檢驗三個方面對課程體系進行重新整合,增加了以設計實踐為主的綠色建筑設計、建筑節能等課程,以此形成適合建筑環境與能源應用工程新專業規范的建筑節能課程理論與實踐教學特色,體現時代性、體系相容性、專業創新性,既符合當代社會的專業人才培養要求,也展現了科學發展的必然趨勢。

三、教學方法改革

建筑節能是一門理論與實踐結合緊密的課程,不僅需要教師在課上對基礎理論進行系統講解、對典型案例進行詳細分析,而且要求學生在課下積累豐富的相關知識并動手實踐。目前老師講學生聽的傳統模式很容易讓學生產生枯燥感、無法集中精力,從而降低了學習效率與課堂教學質量。此外,課下作業類型單一,課程論文、試卷問答較多,社會調查實踐、課程設計類作業較少,無法讓學生充分吸收并利用所學進行成果輸出。這些因素導致了建筑節能課程流于形式,成了一門科普課,學生既]有深入理解知識,也沒有機會親自實踐,無法深刻理解建筑節能的真正意義,從而也失去了開設這門課的意義。

針對這些問題,信息時代提供了一種可有效平衡理論教學與課程實踐的教學模式,即 “翻轉課堂”?!胺D課堂”是一種利用互聯網進行教學的新興教學方式,學生課前在網上收看授課視頻,課堂上在教師指導下完成作業或實踐[3]。翻轉課堂分為課程、作業、答疑三個模塊,根據課程不同的性質可采用不同的組合方式。當課程的知識框架體系短期內不會有太大的革新時,則適合將其理論知識錄制成視頻,供學生反復觀看。相較傳統教學方式,“翻轉課堂”既節省了教師重復授課的時間與精力,又讓學生能較為靈活地安排學習計劃,從而留出更多的課堂時間進行有針對性的答疑。

建筑環境與能源應用專業中大量課程均可采用“翻轉課堂”進行教學,例如傳熱學是以理論的講授為主、作業與答疑為輔的課程,理論內容較為單一,作業通常為計算題,可采用線上基礎理論教學與線下作業、答疑相結合的方式。建筑環境與能源系統測試技術課程涉及較多的測量實驗,可采用線上視頻講解儀器使用方法與測量原理、線下學生親自操作儀器進行實地測量的模式。建筑節能課程則是強調理論與實踐的結合,理論與實踐同等重要,課程理論知識框架比較固定,實踐部分中課程設計作業的相關資料與設計規范要求一般比較多,適合網上,故適用于線上教學、布置作業,線下完成作業、答疑的教學模式?!胺D課堂”通過將“預習時間”最大化來完成對教與學時間的延長,其關鍵之處在于教師需要認真考慮如何利用課堂時間,實現高效率的課堂教學[4]。因此,建筑節能課程的課堂內容和教學形式可多樣化:可以是師生面對面交流答疑,例如學生通過PPT、數值模擬等方式來解說自己的設計,教師針對其設計進行面對面點評,學生從教師點評中獲取信息來反省自己的設計;可以是建筑節能領域的最新研究成果分享與展示、線上理論視頻的補充案例;還可以是實踐調研類活動,例如參觀當地的節能建筑,調查統計當地民用建筑采用的節能方式等,使學生在實踐中探索、理解并運用理論,實現教學目標。

四、課程教學思考

(一)教學內容

建筑節能課程對學生的應用能力、創新能力和操作能力要求較高,學生只關注理論知識根本不足以融會貫通,必須輔以一定量的實踐課程加以深化。實踐是學生認識、完善、運用知識的最佳方式,因此可適當增加實踐課的課時。建筑節能理論知識系統龐雜,講授需要花費大量時間,教師若采用“翻轉課堂”教學模式,理論教學以線上視頻的方式教授,課堂則留出大量時間分配給實踐課,可有效解決課時安排不足的問題。

在踐課的所有形式中,課程設計是最為有效的輸出方式。設計課程一般為綠色建筑設計,內容可從小體量如小型別墅設計,大體量建筑如小區熱環境分析入手。前者可以結合《綠色建筑評價標準》進行建筑節能的設計與運用,后者可側重模擬軟件的使用,計算模擬小區熱、風環境。除此之外,在針對不同章節,可增設不同內容的調查課程。例如遮陽設計單元調查當地遮陽形式與熱工氣候區的關系;建筑節能常用學術名詞單元可通過讓學生記錄在宿舍的活動狀況、衣著類型、溫度感受等來理解室內熱舒適度;圍護結構節能設計單元增加實測墻體、門、窗等圍護結構的傳熱系數實驗等。通過設計、調查、模擬等多種形式相結合,豐富實踐課的內容和形式,讓學生有興趣、有樂趣、有志趣地主動學習。

(二)教學形式

建筑節能課程的傳統教學形式為課堂講解與考試或課堂講解與課程論文組合的形式,這兩種方式忽略了建筑節能課程的實踐性,將其當成工程熱力學一類的學科理論課程來教學,很大程度上只起到了科普的作用,制約了學生綜合能力的深入拓展。

在采用“翻轉課堂”教學后,設計實踐課占比增大,課堂將成為師生交流互動的平臺,拉近了師生之間的距離??荚囆问讲辉賰H限于試卷、課程論文,課程設計每個階段的成果、學生在課堂上的表現等按照一定權重成為學生最終成績考核的重要依據。

五、結語

根據建設節約型社會、走可持續發展道路的理念要求,實現能源高效利用是當務之急,而隨著建筑節能話題日趨受關注,社會對建筑節能領域的復合型人才需求不斷增大。在建筑環境與能源應用工程的新專業規范背景下,建筑節能作為一門不可或缺的課程,現實意義重大,實現與新規范專業體系的融合與銜接尤為重要。應從教學內容、形式等多方面進行改革,以滿足人才培養的需要。新興的“翻轉課堂”線上視頻線下課堂的教學模式恰好滿足了建筑節能課程特點的要求,體現了理論與實踐的相互融合,相互促進。

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