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关键词:工程设计;安全供电;节能降耗
中图分类号:S611 文献标识码: A
引言:能源的短缺越来越引起发达和发展中国家的普遍关注。其中,电力能源的耗费和电力设计也引起了人们的高度重视。人们在追求智能楼宇、博物馆建筑、住宅楼和校园建筑的舒适、安逸、安全和人性化的同时,也开始注重电气自动化工程的节能设计,既要做到合理、达到用户使用需求,又要兼顾到节能设计。
一、电气工程设计原则
1、优化供配电设计。促进电能合理利用
在做水库工程电气设计时首先考虑的是适用性,就是要能为水工设备的运行提供必要的动力:为在水库建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源;应该满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求;应能保证电气设备对于控制方式的要求,从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。做到供电系统高效、灵活、稳定、易控、多样、便捷、畅通。其次考虑的是安全性,电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度;确保供电、配电与用电设各的安全运行:有可靠的防雷装置:防雷击技术措施;在水库特殊功能的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施;按水利建筑物的重要性与火灾潜在危险程度设置相应必要的技术措施。在满足水库电气工程的实用性和安全性的基础上,利用先进的技术,优化供配电设计。促进电能合理利用。
2、提高设备运行效率。减少电能的直接或间接损耗
在满足水工建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,尽可能减少建设投资,最大限度的减少电能与各种资源的消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用,提高电源的综合利用率,提高设备运行效率、减少电能的间接或直接损耗。
3、合理调整负荷,选取合理的设计系数,提高负荷率和设备利用率在满足水工建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施,提高负荷率和设备利用率节约电能。
二、供电节能技术
1、减少电能传输的损耗
电路线路上必然会存在电阻,因此只要有电流通过线路就会产生有功功率能耗,对于这样一种形式的能量损失,我们就需要根据其能耗的机理来进行设计处理,考虑到线路上的电流是不允许改变的,因此就只能够在线路的电阻上做文章,也就是说,只要能够在不影响线路正常运行的状况下减小线路上的电阻,就能够有效的起到节能的作用。我们更进一步的来探讨,与线路电阻有关的是线路自身的电导、线路截面和线路的长度,相应的节能方式也就可以分为三个大类:一是选用电导率比较小的金属材质来作为线路的输电导线;二是尽可能的减少线路的长度,这一点可以通过线路少走弯路、不走回头路来实现;三是适当的增大导线截面的面积。
2、变压器的节能设计
变压器是电力自动化工程中的重要设备,承担着转换电压、电流和功率的重要作用。变压器是耗能的大户,当变压器处于空载运行状态时,低压系统的能源损耗绝大部分是变压器自身的运行损耗。因此,变压器的节能设计是否合理是整个电力工程节能设计的关键环节。通常,变压器的节能设计要从下面几个环节来考虑:
(1)减少变压器的型材损耗。例如,变压器用的硅钢片、钢材、铜线和绝缘材料、绝缘子和变压器油等都是正常变压器所构成所必备的材料,这些材料的设计选择如果不合理,要消耗供电系统的大量电能,若是本着厉行节约的理念,在满足变压器工作要求的前提下,周密合理地选择材料和运行介质,可为电力工程间接地节约施工成本和节约电能。
(2)为降低变压器的电能损耗,配电线路和配电柜,应尽量选择铜材并且采用换位导线措施,基于降低变压器的空载损耗考虑,应降低磁密并应尽量的选取冷轧用的高质硅钢片,在满足设备运行要求的条件下,尽量采用较薄的硅钢片,达到节能的目的。
(3)选用节能方式的变压器。目前,S11和S10都是为节能的设计要求而“量身打造”这种变压器不仅继承了原有变压器的优点,还具有高效的节能特性,从生产长期运行来看,节能效果比较显著,可作为节能设计的首选变压器。同时,设计时,要注意选择合理的变压器接线方式,合理的接线方式对节能的影响也十分重要,同时,在变压器的生产运行期间,不应让变压器长期过载运行,使得变压器处于超温运行状态,这样不仅加速变压器的老化,同时也增加了变压器的电能损耗。
(4)在工厂车间或大型智能楼宇,由于生产负荷率很大,变压器按设计规范要求通常都放置在电力负荷的中心位置,尽量地与冰冻机、空压机、大型引风机、离心机等大的生产负荷放置在一起,这样便于生产管理,更重要的是可以减少现场电缆的长度、减少输配电线路的事故率,降低线路的电压降和电能的损失,同时提高了系统的功率因数和电能的质量。具体的放置位置要根据生产现场工艺设备的分布和实际情况来布局。对于大型的智能高层建筑,为了经济考虑,应尽量放地下层,因为智能高层用电量大的电气设备多数在低层。
3、供配电系统的设计
通过供配电系统的合理设计来实现节能无疑是最为直接也最为有效的方式之一,具体来说可以从以下三个方面来着手进行:一是尽可能的减少配电的级别,这样能够有效的提高供配电系统的稳定性和可靠性;二是要要结合实际的用电状况来对供配电的状况进行确定,尽可能的保证变压器处于负荷的中心位置,这样就能够最大程度的降低供电半径,从而实现电力节能,并且,这样一种节能方式还能够一定程度上提高供电的质量。
4、照明节能
在电气自动化的节能设计中,还可以通过照明节能来实现,具体来说同样是有两种方式,一种就是直接利用高效光源,传统的白炽灯虽然简单便宜,但是其发光的效率比较低;另一种就是充分的利用自然光,这就需要对构筑物的门窗进行扩大,或者是对建筑物或者是构筑物选择一个较好的朝向。
结束语:
电气系统也随着社会的发展在不断的进步,而对于电气自动化中的节能技术而占也正处于发展阶段。现在的节能技术能够达到节能的效果,而今后研究的节能技术将会朝着更好的方向发展。而现在要做好电气自动化的节能设计则应该从导线的选择到最后安装的完成都应该做到最好,并且还要让节能技术在电气系统中发挥到最好的效果。
参考文献:
[1]刘江,浅析220 kV变电电气自动化[期刊论文]-中国科技博览2010(26)
[2]刘沫然,发电厂电气自动化技术分析[期刊论文]-科学时代(上半月)2010(4)
作出分析,并从幕墙的窗墙比,遮阳,热工,材料等方面的节能设计做出深入探讨。
【关键词】建筑,玻璃幕墙,节能设计,探讨研究
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
改革开放以来,我国的建筑逐渐呈现高层次发展,越来越多的高层建筑拔地而起,施工规模的扩大,建筑行业的繁荣,也带动了各种类型的幕墙设计施工的发展,近年来,幕墙不仅广泛用于各种建筑物的外墙,还应用于各种功能的建筑内墙,如通信机房、电视演播室、航空港、大车站、体育馆、博物馆、文化中心、大酒店、大型商场等,既很大程度的满足了建筑内外的特殊需要,提高了建筑内外的环境,也产生了很好的装饰效果,但是,在现代幕墙广泛的采用并为居民创造了更为舒适的工作生活环境的同时,也造成了巨大的能源消耗,近年来,我国的幕墙能源消耗量逐渐增加,进一步加重了我国的能源压力,使得我国的经济发展和人们生活水平的提高缺乏强有力的支持。因此,加强幕墙的节能设计,已经势在必行。
二.节能型幕墙的设计原则
建筑幕墙是现代建筑最外层的围护结构,不仅仅可以增强建筑的审美价值,更可以创造出舒适的室内环境,但是,幕墙也是整个建筑体系中重要的能源消耗点之一,加强建筑幕墙的 节能设计,必须综合考虑到建筑物周边的气候自然条件,人文经济特征,科学分析周边的光线,温度等因素,在此基础上,要结合建筑整体的高度,结构特点,朝向等条件,通过科学合理的设计手段,对建筑室内的环境进行调整,使得建筑内部的温度,湿度,光线,遮阳,采光,通风,隔热等多方面的条件更适合人们的居住和工作,既满足了整个建筑的基本功能,也通过合理的设计大幅度降低了整个幕墙建筑的能源消耗。据笔者多年幕墙施工经验,幕墙的节能设计,要遵循以下几个方面的原则。
1.要严格遵守目前设计节能的各种法律法规
伴随着幕墙在建筑工程的广泛运用,我国也相继出台了一系列的法律法规,这些法律规范都是建筑幕墙节能设计必须严格遵守的标准之一。在进行建筑幕墙节能设计过程中,要从保温,隔热等多方面进行,严格遵守GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》、JGJfF151—2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》、GB/T21086—2007《建筑幕墙》等法律规范,并使得建筑幕墙的各项设计符合节能的基本要求。2.幕墙的节能设计要具有科学性
幕墙的节能设计是一项极其复杂的过程,必须综合考虑到建筑功能,性能等多方面的因素,从地理自然条件到人文经济因素,都做出全面分析,权衡。根据建筑的实际情况,科学选择幕墙的结构形式和窗墙面积比,使用节能材料,优化建筑构造,从而使得建筑主体和幕墙之间形成科学合理的统一体。
3.幕墙的节能设计要遵守适用性原则
在设计过程中,要从当地的环境因素与项目的具体实际出发,设计符合地方规定标准和国家法律规定,严格落实节能政策,严格处理好提高建筑舒适度和降低幕墙能源消耗的关系。
4.要遵守经济性原则
在建筑幕墙设计过程中,要处理好局部和整体的关系,相对于整个建筑项目而言,建筑幕墙只是其中一个部分,也是整体建筑节能设计的一个关键环节,因此,要结合整体建筑的节能设计,将幕墙的节能设计和建筑主体的节能设计统一起来,综合考虑,实现二者的统一协调。实现建筑设计的节能性能和经济成本的优化。
三.现代幕墙建筑设计中的节能设计分析
1. 建筑幕墙节能的窗墙比设计
自从GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》出台以来,建筑幕墙的窗墙比设计显得非常重要,该标准对于窗墙比小于0.7的建筑,各项节能参数可直接从该标准的表格中选取,从而对建筑的各项节能指标予以控制。如果窗墙比大于0.7,则要求按该标准4.3节的规定进行权衡判断。窗墙比是指建筑每个朝向的窗(包括透明幕墙)的面积与整个外墙面积的比值。窗墙比小于0.7,通俗的说就是要求建筑外墙能够采光的面积不大于外墙总面积的70%。在该标准的使用过程中,存在一些误解,有的人认为按这条标准,建筑就不能全部采用玻璃幕墙。注意,玻璃幕墙可以加内衬板和保温层,做成非透明幕墙,只要性能满足非透明幕墙的要求即可。反言之,只要非透明幕墙的面积与整个外墙面积的比值大于0.3,也就满足了窗墙比小于0.7的要求。
2.建筑幕墙节能的遮阳设计
(一)科学选择遮阳的玻璃
在遮阳节能设计过程中,遮阳玻璃的选择是其中很重要的环节,在进行遮阳玻璃的选择时候,可以综合考虑到各种遮阳系数,建筑施工点的自然气候条件,人文经济因素等多方面的条件,进行综合分析,科学选择,一般而言,镀膜玻璃、反射玻璃、吸热玻璃、低辐射玻璃等玻璃类型都是节能设计过程中广泛运用的类型。目前广泛应用的玻璃主要是低辐射中空玻璃,其传热系数低,遮阳效果好,在不采用遮阳构件的情况下其遮阳系数也可以满足节能设计规范的要求。还有他最大的优点是通透性好,在白天可尽量减少室内照明的使用,也可以很大程度的节能能源。反射率低,对相邻建筑和行人影响小,不会造成光污染。
(二)优化遮阳构件设计
遮阳构件的设计按位置可分为外遮阳和内遮阳,外遮阳的形式可分为水平式遮阳、垂直式遮阳、综合式遮阳和挡板式遮阳、幕墙遮阳板常见形式。其中水平遮阳板设计时要注意对玻璃外侧热空气散逸的处理,即遮阳板与玻璃墙面应有一定距离,遮阳板本身也应做通风处理,比如设计成倾斜百页状。垂直遮阳板最好设置可调节,可以根据太阳位置改变方向。内遮阳就是在幕墙内侧设置遮阳帘、软百页、竹帘等。
3.幕墙节能的热工设计
(一)建筑幕墙热工节能设计的发展趋向
在幕墙节能设计过程中,如果幕墙的主要用于采暖供热(适用于北方地区),那么,在设计时候要注意保温性能,力求实现温室效益,双层通风幕墙就是一种比较科学合理的发展方向。但是,如果是为了达到制冷效果(适用于南方地区),,在综合考虑到这些性能特征的同时,就要充分考虑幕墙的遮阳性能,减少太阳直射产生的热量。
(二)幕墙热工节能设计中的传热优化
进行幕墙热工设计时,必须对其复杂的传热过程和传热方式进行分析和研究。玻璃幕墙的传热过程大致有三种途径:一是玻璃和铝合金金属框格的传热:通过单层玻璃的热流传热,通过金属框格传热,通过玻璃的镀膜层减少辐射换热;二是幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热:内表面与室内空气间的对流换热,内表面与室内环境间的辐射换热;三是玻璃幕墙外表面与周围空气和外界环境间的换热;外表面与周围空气间的对流换热,外表面与外界环境间的辐射换热,外表面与空间的各种长波辐射换热。对于明框幕墙,设计时采用断桥隔热设计,形成“断桥”,可增大热阻,减少热传导,提高幕墙的节能性能。
4.幕墙结构粘接材料的选择和使用
《公共建筑节能设计标准》4.2.10条和4.2.11条对外窗和幕墙的气密性作了较高的要求的要求。硅酮结构密封胶将建筑幕墙玻璃粘结到支撑结构上。结构硅酮密封胶既起结构粘结作用,又起幕墙密封胶作用。因此在幕墙设计中如何选用合适的结构硅酮胶产品和打胶方式对确保幕墙的气密性、安全性和耐久性是至关重要的。幕墙所用各种胶料均必须进行相容试验和性能检测,并出具试验检测报告。
四.结束语
节能环保是我国建筑行业发展的重要趋势之一,在能源危机日渐严重的今天,幕墙的能源消耗大大的增加了我国的能源负担,不利于我国社会主义和谐社会的进程,随着建筑行业的飞速发展,现代幕墙将会得到更广泛的运用,幕墙能源消耗势必会进一步增加,为了缓解我国的能源压力,在幕墙设计过程中,不断提高设计人员的综合能力和专业素质,在综合考虑到施工地点的自然环境,人文经济等多方面的因素的基础上,从整个建筑构件的设计,连接和建筑的热工,保温等各个方面做出科学是设计,使得现代幕墙既可以满足节能需要,又可以创造出独特的建筑风格,实现实用价值和美学价值的统一,为国家经济的发展和人们生活质量的改善注入新的活力。
参考文献:
[1] 傅春林 现代幕墙建筑设计中的节能设计探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年3期
[2] 刘定嘉 建筑设计中的幕墙节能设计 [期刊论文] 《科技风》 -2009年17期
[3] 林锡护 浅析现代建筑玻璃幕墙中的节能设计 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年5期
[4] 张艳平 幕墙设计当中的节能设计 [期刊论文] 《中国科技纵横》 -2010年8期
[5] 邢杰 关于玻璃幕墙节能设计的一些思考 [期刊论文] 《中国科技信息》 -2012年5期
关键词:建筑节能;围护结构;通风设计;自然采光
Abstract: through the combined with a venue design example, in view of the building projects place of the climate conditions, analysis of the energy conservation of the building idea, combined with the energy saving design methods to carry on the analysis, finally give feasible energy saving design ideas.
Keywords: building energy efficiency; Palisade structure; Ventilation design; Natural lighting
中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:
项目概况
某体育馆主要用作羽毛球馆供市民娱乐,鉴于其作为该市重点建设项目之一,对该场馆的设计要求较为严格。该场馆总建筑面积为21587,内部设有20个羽毛球场以及休息室。鉴于该项目地处夏热冬暖气候地区,针对该气候特点,在建筑节能设计方面有其相应的设计考虑。本文将结合该场馆的节能设计来展开探讨该地区类似建筑节能设计手法。
建筑围护结构节能设计思考
鉴于该场馆所处地区属于亚热带湿润季风气候,气候特征表现为夏季炎热漫长,冬季温和短促,甚至几乎没有冬季;长年高温高湿,气温的年较差和日较差都小;太阳辐射强烈,雨量充沛。而国内规范《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)已经明确规定了该类气候的公共建筑在建筑、热工、空调、采暖、通风和照明设计等方面应当采取的节能措施和应该控制的建筑能耗,使其在保证原有的室内热舒适环境的前提下,与未采取节能措施前的建筑能耗相比,全年空调和采暖总能耗减少50%。
而针对本场馆屋面设计有外挑的特点,对场馆围护结构采取的节能设计手法可考虑如下:屋面结构采取适量外挑;屋顶节能设计方面采用玻璃岩棉隔热构造;场馆的围护结构外墙采用加气混凝土砌块填充墙;同时在建筑外墙及屋顶采用太阳辐射吸收系数较小的抛光铝反射板饰面;而对于场馆所采用的外窗采用断热铝合金窗框Low-E中空玻璃窗。
2.1屋面节能设计
根据上述提到的场馆节能设计构思,本场馆的屋面采用抛光铝反射板饰面,同时采用玻璃岩棉作为隔热层。屋面的构造简图如图1所示。经计算,本场馆屋面的传热系数K=0.143 W/m2.K,小于规定的限值。而经测得本场馆屋面内表面最高温度为35.4℃,小于当地夏季室外计算温度最高值35.6℃。
图1玻璃岩棉隔热屋面 图2加气混凝土墙体
2.2外墙节能设计
本场馆所有外墙均采用导热系数较小的加气混凝土,该材料的导热系数限值λ≤0.22W/m・K)墙体材料,见图2所示;同时在钢结构梁构造中设置玻璃岩棉(导热系数限值λ≤0.50W/m・K)隔热层,有效地提高外墙保温隔热能力。最终经计算,本场馆的加气混凝土墙体的传热系数K=0.909 W/m2・K,小于该地区外墙传热系数所规定的限值1.5 W/m2.K。同时测得东西墙体内表面最高温度分别为34.3℃、35.1℃,墙体内表面最高温度小于《民用建筑热工设计规范》规定的当地夏季室外计算温度最高值35.6℃。
2.3外窗节能设计
本场馆采取屋顶适度出挑,从而创造了较好的外遮阳效果。大面积的透明幕墙采用断热铝合金窗框Low-E中空玻璃(K≤3.0(W/m2.k)、SC≤0.28)。从而大大降低了窗口的太阳辐射得热,减少建筑空调能耗。在通风方面,建筑外窗的可开启面积大于窗面积的30%,透明幕墙具有可开启部分。在气密性方面,外窗的气密性不低于《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB7107规定的4级,透明幕墙的气密性不低于《建筑幕墙物理性能分级》GB/T 15225规定的3级。
围护结构节能效果分析
综合以上所采取的节能设计手法,参照建筑是一个符合节能要求的假想建筑,它与所设计的实际建筑在大小、形状等方面完全一致,围护结构满足标准的基本节能要求。
另外,采用清华斯维尔节能设计软件,根据《》要求,在能耗模拟中,严格按照细则的推荐设置参照建筑和设计方案空调系统中的参数。经计算本场馆设计建筑年总能耗为142.5 kWh/m2,而参照建筑年总能耗为142.85Wh/m2,设计建筑符合节能要求。
由此结果表明,对于场馆来说,为了达到较佳的节能效果,在遮阳设计方面,场馆区建筑的屋顶适宜采取大尺寸出挑,以有效地为场馆提供了良好的遮阳效果;外窗设计方面适宜采用了遮阳性能良好的Low-E中空玻璃;建筑屋顶及外墙外饰面采用太阳辐射吸收系数较小的抛光铝反射板,减少了吸收的太阳辐射热。为了保证场馆屋面较佳的隔热效果,屋面适宜采用了玻璃岩棉作为隔热层。墙体材料为导热系数较小的加气混凝土砌块,并在钢结构梁构造中设置玻璃岩棉隔热层。屋面及墙体构造隔热性能良好;另外为了合理地评价场馆的能耗,应当采用围护结构热工性能权衡判断法进行场馆节能设计评价,围护结构的总体热工性能符合节能要求。
场馆建筑自然通风节能设计
对于场馆来说,其使用时空调能耗巨大,体育馆建筑的室内自然通风对于改善场馆内热环境和降低空调能耗意义重大,特别是在体育馆的赛后使用中,自然通风节能效果更加明显。为此需要考虑自然通风来减少空调设备的开启时间,达到节能的目的。而作为建筑设计者来说,更重要的是通过合理的建筑设计手法来为体育馆建筑使用提供可以充分利用自然通风的设计方案。
从建筑方案设计手法上可以看出,体育馆底部的观众走道具有一定的通风潜力,但对于热量容易积聚的上部空间缺少空气流动的通道,因此,建议在观众区上部设计开口,使室外空气可以进入场馆上部空间,带走积聚的热量。通过以下的分析验证这种设计方案的通风效果。
显然,对于地处夏热冬暖的地区所建设的场馆来说,在该类地区主导风向下,体育馆建筑迎风面和背风面压差较大,辅以合适的开口就可以形成良好的自然通风效果;同时设计体育馆建筑的观众入口可以作为室内外空气流动的通道,改善比赛场地人员活动区域的热舒适水平;而观众区域上部的开口可以使室外空气沿弧形屋顶流入场馆内部,对屋顶内表面温度的降低有所帮助,同时带进的大量凉爽空气可以改善座位区的热舒适水平。因此,场馆建筑的观众走道和观众区域上部的开口可以有效利用自然通风,在赛后使用过程中,观众区域和比赛区域可以获得基本舒适的空气温度和风速,从而减少空调设备开启时间,节省耗电量。
场馆建筑自然采光节能设计
对于体育场馆类建筑照明能耗巨大,主要用于满足比赛场地采光要求和防止眩光。通过有效的建筑设计手法将将有效地达到场馆自然采光,满足赛后白天举行体育竞技或文娱活动的需求。从场馆的建筑方案设计手法上可以考虑,体育馆顶部的圆形洞口具有一定的自然采光作用,再通过模拟分析屋顶开口对体育馆比赛区域采光系数和均匀度的影响。
实践表明,对于体育馆建筑屋顶开采光口有助于白天充分利用自然光,减少照明能耗。场馆自然采光模拟结果表明,体育馆屋顶的圆形采光口具有自然采光的效果,尤其是对于赛后使用过程中,比赛区域平均采光系数为13.4%,平均自然光照度为670.2Lux,采光均匀度>0.5,基本满足赛后使用要求,从而减少照明设备开启时间,降低照明能耗。
结论
文章结合场馆节能设计实例,分析其建筑节能设想,提出了可行的节能设计思路:(1)外窗采用了遮阳性能良好的Low-E中空玻璃;建筑屋顶及外墙外饰面采用抛光铝反射板;屋面采用了玻璃岩棉作为隔热层。(2)场馆建筑的观众走道和观众区域上部的开口可以有效利用自然通风。(3)场馆建筑屋顶开采光口有助于白天充分利用自然光,减少照明能耗。
参考文献:
[1] 蔡凡等.深圳市世界大学生运动会主体育馆围护结构节能设计[J].建筑科学,2007,27(11)31~33.
【关键词】居住建筑;节能设计;措施;研究
近年来,我国的建筑节能设计得到了建筑管理部门和建设主体单位及设计师的广泛重视,但在实际建设过程中,建筑节能设计的相关方面仍然存在一些与节能设计的有效实施不相和谐的因素,阻碍了建筑节能设计取得应有的经济和社会效率,在很多层面和环节上有着改进的空间。
一、建筑节能的概念
建筑节能,指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中,满足同等需要或达到相同目的的条件下,尽可能降低能耗。建筑节能遵循了可持续发展的需要,体现了人、自然与建筑三者之间的完美结合,减少了能源的消耗,减少了对环境的污染,提高了建筑的品质。
二、居住建筑节能设计的现状
(1)技术标准体系还不够健全。当前的建筑节能标准没有独立的、完备的体系,是分别编制在不同专业的标准体系中。建筑节能因涉及各专业学科,为达到总体的节能目标,要求其标准技术内容应统筹部署,并充分利用各专业技术,才能实现最大的节能效率。目前实际参与建筑节能设计的专业主要有建筑、暖通空调等专业,而对节能设计执行的相关环节比如结构、智能以及施工等并没有相应完善的技术标准体系支持。另外,在节能标准制定上,建筑师的参与还不够,导致节能标准在各专业间缺乏连贯性。总体上看,缺乏建筑节能标准的技术配套文件,从而无法为建筑节能工作的开展适时提供全面的、必要的技术依据。(2)规划设计缺乏“节能”意识。目前,建筑节能设计主要是突出体现在单体建筑采取节能措施方面,而对于规划设计中引入节能“概念”不够,缺乏这方面的技术和人才。规划设计是源头,从规划设计入手,采用先进的规划设计理念、方法和技术措施,可以降低节能投资、减少能源消耗。(3)建筑节能标准执行率偏低。我国各区域气候经济条件差异较大,而目前的节能标准还没有细化到考虑各地的经济条件,导致各地标准的执行过程中存在很多问题。总体来讲,过渡地区和南方地区新建建筑执行建筑节能标准的比例相对较低。目前由于建筑节能设计审查制度的严格执行,大部分新建建筑施工图设计都能够达到标准要求,但是竣工后达到节能标准的比例依然不高。(4)建筑节能设计相关的外部环境也制约着建筑节能设计的有效实施。国家对建筑节能技术创新技术支持力度不够,可再生能源在建筑中的应用进度缓慢,建筑节能建材市场监管缺乏,管理部门的监管存在一定的问题,验收把关不严格,部分企业内部管理薄弱,节能效率的最终评定缺乏依据等等,以上这些外部因素,对建筑节能设计也有制约的作用,使建筑节能设计未能在实践中得到很好的重视,从而达到真正的节能。
三、居住建筑节能设计措施
(1)营造良好的小区绿化环境。绿色的建筑一定离不开绿色的环境,我们要充分合理利用建筑周围的环境,比如花草树木、水面、假山等。房屋顶楼一般采光比较好,但是夏天的时候日照强烈。如果房顶是一般的房屋设计,势必不利于夏季降温,不防在屋顶放些花盆植被,一来可以阻热,二来促进了大气循环,美化了环境。(2)使用性能良好的保温材料。首先是墙体,墙体保温性要满足设计标准,通过选择保温性能好的墙体材料可以减少热能损失。目前在设计中应主动应用各种成熟的复合墙体技术,以达到节能的目的;其次是门窗节能。外门外窗是居住建筑能耗散失的最薄弱部位,其能耗占居住建筑总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小居住建筑外门外窗洞口的面积,提高外门外窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门外窗本身的保温性能,减少外门外窗本身的传热量,以达到节能的目的。(3)充分利用天然绿色能源。只有充分开发利用新能源才能有效的节约能源,保护环境。太阳能作为一种可再生的洁净的天然绿色能源,是建筑上很具有利用潜力的新能源之一,有非常广泛的前景。我国拥有丰富的太阳能资源,我国三分之二的国土面积日照数在2200h以上,太阳能建筑对CO2减排也有一定的作用,如果将太阳能源充分加以利用,不仅有可能节省大量常规能源,而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。所以,太阳能的开发利用有非常巨大的潜力。(4)采用科学合理的采暖。通风空调和照明技术,除了土建的措施外,相关设备专业的作用也不可忽视。在设计中通过采用合理的方案,先进的技术手段,提高空调采暖设备和照明设备的效率,从而达到节能的目的。
参 考 文 献
关键词:供配电;节能技术;措施
中图分类号:TE08文献标识码: A
一、电力节能设计的重要性
1、电力节能设计有助于优化电网结构
加强节能技术在供配电设计中的应用,大力推行电力系统的节能措施,有助于提高电网的运行速度,优化电网结构,保证电力系统的安全运行和健康发展。
2、电力节能设计能够促进企业结构优化
科学合理的电力节能设计能够促使新能源的开发和利用,可节约现有资源及促进企业结构优化。电力行业的不断发展,电力节能成为电力系统发展的必然选择,大力推行、实施电力节能,优化电力行业的产业结构,为电力行业的稳定健康发展起到了决定性的作用。
3、电力节能设计能够控制购电成本的增加
新能源的利用,使电价的成本投入过高,由于发电能源不同,企业间也存在着较大的利益差距。为了解决这一问题,很多大型大力企业开始实施电力节能技术,科学合理的电力节能设计有利于提高电能的利用率,降低电价的投入成本,增强企业的竞争力。
二、供配电设计中节能技术的探讨
1、供配电线路的设计
从结构因素来看,电力线路可划分为电缆线路和架空线路两种,这两种线路都是通过金属导线来进行电能传输的,在电能传输的过程中,线路存在功率损耗,而功率损耗同线路电压、电阻、功率因数等相关联。由功率损耗的计算公式得知:负荷功率值固定时,功率损耗与电压、功率因素成反比,与电阻成正比。通过这一关系,可利用降低电阻的方法来减少线路损耗,而电阻与导线长度、截面积、电阻率相关,故通过缩短导线长度、增大导线截面积、选择电阻率小的导线材料来减低功率损耗。
2、选用符合节能要求的照明设备
照明设备与人们的日常生活息息相关,因用量非常大,这就对供配电设计中的节能技术提出了更高的要求。
(1)选用节能灯具
在建筑照明中,尽量采用节能效果好的节能灯具,提倡使用绿色照明,即在有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量,保护身心健康的基础上达到节约能源、保护环境的目的。所以在人们的日常生活中,要在不断的加强节能意识的同时,将节能做到实处,在满足人们生产生活要求的条件下选择节能率高的灯具,还需根据不同的环境和场所选用不同的照明设备。例如,高压钠灯以其发光率高,透雾性好,但色温低,光色偏暖,显色指数在40-60之间,颜色失真度大的特性,主要用于路灯或广场照明。
(2)充分利用自然光
自然光的利用已经成为建筑物设计中的重要因素,尤其是在建筑工作的人们对自然的向往,并且自然光具有杀菌消炎、治疗抑郁、舒缓心情等作用,采用自然光进行照明,可以减少电能的使用率,是一个良好的节能措施。
(3)采用合理的灯具控制方式及灯具开启的时间
为最大限度的节约电能,应根据实际需要合理选择照明灯具的控制开关,以实现节能的效果。另外,可以加大力度普及节约能源的知识,提高人们节约能源的意识,对企事业单位,实行严格的照明管理制度,选派制定人员,每天进行巡查,通过管理制度,最大限度的达到节约能源的效果。
3、合理选用变压器
变压器是电压变换设备,广泛应用于电力系统,特别是10kv和35kv电压等级的变压器,据统计目前在网运行的10kv和35kv级变压器约10亿kva以上。因数量大、运行时间长,变压器在选择和使用上存在着巨大的节能潜力,特别是量大面广的10kv和35kv级变压器。选择高效节能产品,对节约能源具有重要意义,还可以降低变压器的运营成本。因此,选择变压器时,应选用低损耗节能型变压器,如S10以上的系列。对于高层建筑、地下建筑、化工等单位及对消防要求较高场所,宜采用低损耗节能型干式电力变压器。对电网电压波动较大,为改善电能质量,可采用有载调压电力变压器。
4、人工无功功率补偿
在工业领域进行供配电设计时,为降低线路的功率消耗,可通过选择合适的电动机、变压器等电气设备达到提高自然功率因数的目的。除此之外,可以采取人工无功功率补偿的方式,提高功率因数来减少能源损耗。在采取人工无功功率补偿措施时,采取并联电力电容器及谐波治理措施。另外,在采取无功补偿时要注意平衡性,即低压部分的无功功率由低压电容器来补偿,高压部分的无功功率则由高压电容器补偿,并根据具体工程来选择集中补偿、分散补偿等方式进行无功补偿。
5、省电装置的应用
增加特殊的电磁结构,即通过串联电抗器及并联接入自耦调压器和外加独立相位调整兼消除高次谐波线圈,一起固定在一个三柱式铁芯上的综合型节电装置。该装置具有以下功能和特点:
(1)调整电压幅值及稳压
有些用电单位供电电压偏高,导致电气设备用电量增加,使用寿命缩短,同时加大了线路损耗,通过该装置的电磁平衡原理来调整用电设备电压的平衡度和稳定性。
(2)减少电动机的启动电流
通过磁力作用及节电装置内部串联电抗器,可对电动机启动电流起到一定的抑制作用,一般可将启动电流减少到2-3倍的额定电流,尤其是多台小型电机时节电效果更为明显。
(3)降低线路、变压器及电机绕组的铜耗
谐波高频率上升,高频电流增大,导致交流电阻增大,线损增加。通过该装置平衡三相电压,抑制了高次谐波,由此降低了线路、变压器及电机绕组等的铜耗。按铜耗公式P=12R计算,减少电流值及电阻值对铜耗有明显的减少。
结束语
在中国能源耗费中,电力资源的耗费所占的比例比较大,在供配电规划中施行节能办法十分重要。关于电力企业来说,电力节能的实行有利于电能质量的进步,对优化资源配置也有较高的影响。并且,电力节能一旦实行,对优化电网构造、控制购电成本来说有重要意义。在供配电设计中,应优化电力设计、正确选电气设备、加强照明灯的节能设计等措施,减少了电力能源的耗费,进一步确保了电力行业的稳定发展。
参考文献
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【关键词】建筑电气;节约电能;建筑照明
近年来,建筑用电节能技术在国内外被广泛采用。形成了一系列有特色的技术体系。可通过对建筑物的冷热源系统、空调系统、送排风系统、供配电系统、给排水系统、电梯、照明等机电设备进行实时监视和优化管理,提高设备利用率和管理水平,使设备始终处于最佳运行状态,减少不必要的浪费,从而达到有效节约电能的目的。
1、照明方案的选择
1.1照度标准
GB50034—2004(建筑照明设计标准》等规范规定了不同的建筑类型和工作区域所应具有的照度标准值与照明功率密度值.不同房间或场所的照度标准值仅给出一个,设计人员可根据所设计的工程,参照标准值进行设计。
1.2照明方式
(1)一般照明:即均匀照明。用于对照度无特殊要求的场所,如办公室、会议室等场所。
(2)分区一般照明:同一场所不同区域有不同照度的要求,如工艺用房、加工车间等场所。
(3)混合照明:用于部分作业面照度要求较高,只采用一般照明不合理的场所,如高大加工车间等场所。
(4)局部照明:采用一般照明不能满足照度要求的场所。应增设局部照明,如工艺用房、加工车间等场所工作场所为达到整个场所的照明要求。除旅馆客房外,通常均应设一般照明:同一场所的不同区域有不同的照度要求时。为节约能源,根据照度该高则高和该低则低的原则,应采用分区一般照明:对于部分作业面照明要求高.但作业面密度又不大的场所应采用昆合照明。通过增加局部照明的方式来提高作业面照度
1.3灯具的选用
(1)灯具光强空间分布曲线宜采用空间、平面相对等的照度曲线。
(2)灯具分类宜按光通量分布、光束角、防护等级划分。
(3)灯具的能效应采用灯具的光输出比作为评价标准
(4)灯具配光种类的选择应根据不同场所选用不同种类灯具的配光形式,直接配光灯具射出的光通量应最大限度地落实到工作面上。即有较高的利用系数。
2、照明光源的选择
2.1选用高光效光源
按工作场所的条件,选用不同种类的高效光源,提高照明质量,提高劳动生产率和能源的有效利用率.以达到节约能源的目的。
(1)灯具安装高度较低的场所选用荧光灯荧光灯包括直管荧光灯和紧凑型荧光灯,它们都具有光效高、寿命长、显色性较好等优点,但前者比后者光效更高、寿命更长、光通维持效率高、性价比更优。因此,除有装饰性要求的场所外,一般情况下,都应选用直管荧光灯,并推荐采用T5、T8细管。
(2)灯具安装高度较高的场所宜用金卤灯.也可用中显色高压钠灯,对于显色性要求高的场所,可以采用陶瓷金卤灯:对于没有显色性要求的工业场所,可以用高效、寿命长的高压钠灯。
(3)安装高度高且不易维护的场所如高大厅堂等,宜选用高频无极荧光灯。其重要特点是使用寿命长(达5-6万小时),同时,光效高(60一701m/W),显色性好(Ra达8o),起点快捷、可靠。
(4)不应选用荧光高压汞灯金卤灯是在汞灯的基础上发展起来的,其光效比汞灯约提高60%(400W为例),显色指数高,寿命更长。
(5)限制热辐射光源(普通照明用白炽灯、卤钨灯)的应用。热辐射光源的优点是显色性好、起点快速、便于调光。但由于光效低、寿命不长。所以要限制使用除要求调光、开关频繁和短暂工作以及特殊装饰要求外,不应使用。
2.2选用高效率节能灯具及附件
除装饰需要外.应优先选用直射光通比例高、控光性能合理、反射或透射系数高、配光特性稳定的高效灯具。采用非对称光分布灯具。由于它具有减弱工作区反射眩光的特点,在一定的照度下,能够大大改善视觉条件。因此可获得较高的效能灯具的效率对节能的影响很大。灯具选择不当、效率太低,将使能量损失高达30%一40%,这是用其他方法都无法补救的:反之,灯具效率高,可使单位面积耗电量下降,降低投资和运行费用,从而节能灯具附件:由于传统型电感镇流器存在着噪音大、有频闪、功率损耗高、功率因数低等缺点。普通型电感镇流器逐渐退出市场,被节能型电感镇流器所取代。
国标《建筑照明设计标准}GB50034—2004规定:“直管荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器”这两种镇流器各有其优缺点。节能型电感镇流器通过优化铁芯材料和改进工艺等措施降低自身功耗,一般可降低20%一50%。使灯的总输入功率(灯管和镇流器功率和)下降5%一10%。其主要优势是可靠性高、使用寿命长、谐波含量低、价格便宜,但自然功率因数低。
3、常见照度控制方法
3.1手动方式
(1)标准安装的墙壁开关:最普通的控制方法,只有打开和关闭两种状态
(2)按键控制按钮:包括无级调节(可以连续调节照度)和有级调节(设置照度调节档位)
(3)遥控开关:通过无限发射和接受装置进行控制。
3.2自动方式
(1)基于自然光的照度控制:通过照度传感器测量人工光照和自然光照来实现。将测量值与预先设定的照度值相比较,如预设值与实际值有任何差异,人工照明就会随之调整。
(2)基于人的照度控制:采用红外探测器,如果在预定的时期内房间没有检测到人的存在照明将自动关闭预设一个可以选择的光照等级,到达这一等级光照装置自动变暗。
4、灯具控制方案的确定
在照明中,照明的控制方式对于照明节能起到了重要的作用。现有的照明控制方式很多,例如:单灯控制、多灯控制、双控开关控制、楼宇自控系统控制、智能控制(总线控制)、其他控制方式(采用探测器控制)等。《建筑照明设计标准》中列出了多条照明控制的条文,如第7.4.5条指出,每个照明开关所控光源数不宜太多:第7.4.6条指出,房间或场所装设有两列或多列灯具时,宜分组控制;第8.3.7条中的后一句话:在有天然采光时,近窗和远窗处可分别开关。
总之,随着社会的发展和文明的进步,节能理念为越来越多的人所接受,通过政策引导,实施有效管理,是推进我国建筑节能的重要手段。
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论文关键词:建筑节能;建筑设计;太阳能
由于人们对生活居住环境、T作环境的要求越来越高,采暖和空调制冷域不断扩大,建筑能耗已成为我国最雉根治的城市病之一,影响着国家的可持续发展。
1建筑节能工作概述
为了把建筑节能工作扎实有效地落实下去,依据JGJ26—95民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)DBJ04—2l6—1999民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)山两地实施细则(第二阶段),对建筑专业和暖专业分别有具体的要求。建筑部分节能约30%,主要项目有屋顶、外墙、不采暖楼梯间隔墙、户门、外窗、外门、不采暖地下室顶板等。采暖部分节能约20%,主要项目有:分户控制、分户计量、分室温控、有单独锅炉房的设备效率、外管网损失等。除按节能标准选的各项指标外,还要求建筑专业和采暖专业要根据不同的建筑结构情况进行不同的热丁计算。
2存在的问题
实现建筑节能设计单位是首当其冲,没有节能的设计,就不可能有节能的建筑,但是建筑节能在我国从20世纪90年代就被提出了,但到现在还不能落实,存在的主要问题是:与开发商的利益有关;行政主管部门未落以实处,缺乏行政手段;业大厂矿是建筑节能的漏洞,因他们是福利性供热,以厂代劳,还没有真正走向市场经济以上这些问题的存在,严重阻碍着建筑节能目标的实现。
3应采取的措施
3.1设计上的节能环保
(1)建筑规划上要提高环保节能意识,在规划设计和建筑设计过程中由于受到诸多用地环境、设计要求及商业价值等方面的影响,往往使得我们设计人员对环保节能兼顾不够,最为突出的就是建筑的朝向,部分建筑呈东两向,造成了室内热工环境差。
(2)建筑构造要求控制节能设计要求进行设计。我国自2000年10月1日起实施JGJ75—2003夏热冬暖地区建筑节能设计标准,并将其中4.0.4,4.0.5,4.0.6,4.0.7,4.0.10,4.0.11,6.0.2,6.0.6条规定为强制性标准。这就要求我们设计人员要认真执行该条文,进行建筑节能设计。
(3)设计人员要加强建筑的通风性能,改善室内热工环境,防止两晒,利朋可利用能源等方面的研究。
3.2环保节能材料
随着社会生产力的进步,健康与安全是现代人最为重视的两大主题。环保材料越来越多地应川于各个领域,建筑行业也不例外。
(1)装饰材料。不同的装饰材料对能源的消耗不同。一间贴着深色墙纸的房间,需要的照明用电是同样大小贴着浅色墙纸房间的两倍。房间里灯具的选择同样可达到效果节能效果。首先,客厅等较大的房间使用多角度的装饰灯具,保证房间的各个部分都达到照明度;其次,大量使用节能灯具,可以根据自然光线的强弱调节灯的亮度;再次,鼓励住房用户使用多种规格的灯泡。不同材料对能源的利用也是不同的,应尽量选用绿色环境节能材料来建造人类家园。
(2)给水材料。从水质保证的角度分析,为什么自来水公司生产出的生活饮用水是合乎标准的,但终端饮用水的质量却难以保障呢?这主要是传统的管道系统多采用金属管材,而金属管材特性有四大致命弱点:易生锈、易腐蚀、易渗漏、易结垢,这就使得二次污染的问题长期未得到解决。这些受污染的自来水中携带的细菌像无彤的杀手,时时威胁着人类的健康。所以我们应该全面推广使用以塑料管为主体的优质绿色管材料,从根本上解决自来水管理系统中的二次污染问题。而且绿色管材的运用还能相应节省金属的耗费,做到既环保又节能。
(3)维护材料。我国民用建筑的外墙围护热能损失量是发达国家的几倍甚至十几倍,我国每年建成的城镇住宅达5亿㎡以上,如外墙围护面积按1/1.2计算,即需要建筑外墙嗣护6亿㎡,所以解决外墙周护热能损耗的问题是当务之急。现在新型的建筑环保节能材料如中空玻璃、倒置式隔热保温屋面、保温砂浆、外墙挤塑板等新产品可以大大提高建筑的保温性能,改善建筑热工环境,我们应该大力推广使用。
(4)开发新的节能能源代替电力。节能灯的运用缓解了部分电力紧张的现象,但每逢夏季,我国南部地区的电力仍是不足。从2004年1月2日开始,广东开始错峰限电,6月份以后,全省供电负荷连创l5次新高,广东全社会用电负荷最高达到3970万kW,比2003年最高负荷增长16.76%。同时,全省出现煤炭运输紧张的局面,部分电厂存煤经常处于警戒之下。据广东省经贸委介绍,广东2040年供电形势是2001年以来最严峻的一年。
用燃气代替电力作为动力已经不是新鲜事了,天津燃气集团依托每年20亿11天然气供应指标的优势,向社会推出燃气区域空调“绿色套餐”,这一节能、环保的高科技设备已应用在海河综合开发巾。按规则,建设中的海河沿岸42km:开发范同内66%的公用建筑使用天然气制冷及供热测算,天然气夏季使用量可达到1.1亿m,可削减电力3.3亿kW,相当于一座30万kW电厂的供电能力。
如果建筑住宅在设计初级阶段就将燃气作为电力能源的补充也考虑进去,则将会节省很大电力。由于液化天然气安全、清洁、价格相对便宜而成为燃气空调的首选能源。随着液化天然气工程的引入,我国许多地方都将具备运用这种环保能源的条件。
另外,要加大对新能源的攻关,如地热、水热、风能、太阳能等自然能源的研发和应用迫在眉睫,特别是太阳能在建筑巾的应用作为重点,解决好太阳能与建筑一体化、光电一体化的问题。
4太阳能的利用
我国大部分地区都具有较好的太阳能资源,这为在建筑巾充分利用太阳能这种绿色的清沽资源、减少建筑能耗,提供了资源保证。太阳能的利用方式主要分为两种:主动式太阳能建筑和被动式太阳能建筑。主动式太阳能建筑指的是需要辅助资源配合的太阳能使用系统的建筑。在这种系统里面,光电系统是研究较多的对象,但它的能量转换效率较低且太阳能的利系统费用过高。所以如果大批量地使用还需要进一步研究。被动式太阳能建筑是指在阳面使用储蓄热质、阳光房来吸收储备热量进而利用的一种形式,目前应川便捷广泛。
5建筑节能的个体设计
5.1建筑的体形与建筑节能
(1)控制体形系数。体形系数系指建筑物与室外大气接触的外表面积(不计地面)与其所包同的建筑体积之比。体形系数越大,说明单位建筑所分担的热散失面积越大,能耗就越多。有研究资料表明,体形系系数每增加0.0l,耗热能指标约增加2.5%,一般宜控制在0.30以下。建筑体形系数还与建筑物的体形是否规整及建筑物的体量大小有关。一般来说,控制或降低体形系数的方法有:减少建筑面宽,加大建筑进深;增加建筑物的层数;加大建筑物的长度或增加组合;建筑体形不宜变化过多。
(2)控制表面面积系数。从获取更多的日照辐射,降低耗能的观点来看,表面面积系数越小越好。从节能意义来说,长轴朝向东西的长方形体形最好,正方形次之,而长轴朝向南北方向的长方形体型的建筑节能效果最差。
5.2良好的构造设计
建筑的构造设计除了满足其作为建筑组成部分的基本功能要求之外,还进一步对墙体、楼板、屋顶、门窗等进行了设计,以此满足建筑在营造舒适环境的同时兼顾建筑的节能要求。例如利用物理的光学原理将吊顶设计成折线形,可利用其反光更充分地利用太阳光;设计建筑外墙时可采用新型节能墙设计,利用环境减少耗能;屋顶巾庭的采光顶,采用双屋玻璃形成“呼吸外壁”,从而降低环境素的影响;还可以在楼层板的设计巾,将循环水管布置在楼板处的装修空间,冬天可热水取暖,夏天可冷水降低室温。
6结语
论文摘要:从环保节能设计角度出发,反思了我国目前室内设计中存在的问题,提出了构建环保节能设计新理念的思路,并对环保节能设计方法进行了初步探讨。
一、环保节能设计概念的提出
设计为人类创造了巨大的社会财富,推动了文明的发展,但同时也加速了资源、能源的消耗,并对生态平衡造成了极大的破坏。20世纪60年代末,美国设计理论家维克多·巴巴纳克出版了一本引起极大争议的专着《为真实世界而设计》。他认为,设计的最大作用不是创造商业价值也不是包装和风格方面的竞争,而是一种适当的社会变革过程中的元素。同时设计应该认真研究有限的地球资源的使用问题,并为保护地球环境服务。70年代“能源危机”的爆发使巴巴纳克的“有限资源论”得到普遍的认可,由此环保节能设计概念得以提出,并得到越来越多的关注和认同。
环保节能设计又叫生态设计,是指在对产品及其寿命周期全过程的设计中,要充分考虑对资源和环境的影响,在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时,更要优化各种相关因素,使产品及其制造过程中对环境的总体负影响减到最小,使产品的各项指标符合绿色环保的要求。其基本思想是:在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中,将环境性能作为产品的设计目标和出发点,力求使产品对环境的影响降为最小。环保节能设计不仅是一种技术层面的考量,更重要的是一种观念上的变革,要求设计师放弃那种过分强调产品在外观上标新立异的做法,而将重点放在真正意义的创新上面,以一种更为负责的方法去创造产品的形态,用更简洁、长久的造型使产品尽可能地延长其使用寿命。
对室内设计而言,环保节能设计就是要按照简洁、实用的原则进行设计,减少无谓的材料和能源的消耗,减少有害物质的排放。尽量利用绿色自然、生态环保的资源确保室内的自然采光和通风,使环境安全舒适、洁净宜人。当前,人们空前地意识到保护环境、节约能源的重要性。在党的十七大报告中,******主席明确提出要“加强能源资源节约和生态环境保护,增强可持续发展能力。坚持节约资源和保护环境的基本国策,关系人民群众切身利益和中华民族生存发展”Lzl。室内设计作为一门与人们生活环境密切相关的学科,除了为人们营造健康、舒适、适用的室内环境,也应该责无旁贷地担当起环保节能的社会职责。
二、当前我国室内设计中的环保节能现状
我国目前的室内设计主要在以下三方面与环保节能设计理念存在着较大偏差:
一是设计观念上的偏差。一提起室内设计或装修,人们就会习惯性地想到墙面的粉刷装饰、地板的铺设、天花造型吊顶的安装等,仿佛不在围合空间的界面上增添一些东西就不足以称之为设计或装修,人们观念上已将设计等同于加法设计。诚然,加法设计为人们提供了美观的界面,实用的物品存放空间,然而,从环保节能角度来看,加法设计必然伴随资源的消耗和浪费,而且加法做得越多,对资源的消耗和浪费也越多。此外,加法设计所用的装修材料越多,挥发出来的各种有害气体也越多,对室内环境的污染也越重,有些材料比如天然石材还具有辐射性等,如此看来,加法设计在一定程度上来说既不节能也不环保。
二是设计行为上的偏差。当前我国的室内设计日趋高档化,甚至奢糜化,人们把对高品质生活的追求演变为对奢华环境的追求,这些室内环境不仅装饰奢华,用材名贵,而且一年四季以能源的动力维系着春天般的感觉,甚至为争夺客源不惜代价,人工营造异域风情,极尽装饰设计之奢华手段。从设计角度来说,这些奢华的手段无可厚非,但从环保节能的角度来看,却是非常值得人们深思的。名贵材料的无度使用,背后必然是对自然资源和自然生态环境的破坏,造成能源的枯竭。人工营造的气候环境又使人们远离自然,背离春夏秋冬四季交替的自然规律,直接导致人体免疫力、抵抗力的下降,引发健康问题。
三是设计过程中的偏差。设计过程中不注重软设计,忽视设计技能方法的应用,强调硬设计,以物性设计为主;不注重本地资源的有效利用,舍近求远,以稀为贵,以新为奇;不注重开发常规材料的设计潜质,强调珍、稀、贵材料的使用;不注重自然材料的应用,强调工业材料的表现效果;不注重自然光源的合理利用,强调人工照明;不注重室内环境的通风、保温、散热性能,以人造气候代替自然气候等等,这些都有悖于环保节能设计的理念。
三、构建室内设计中的环保节能设计新理念
针对存在的问题,笔者以为,可以从以下几方面建树环保节能设计新理念:
1.改变人们的认识观念,还设计内涵以真本性
现在是更正人们对“设计”认识误区的时候了。设计的真本意绝不仅仅是为了好看、美观而增添某些东西,也不是为了艺术而艺术的载体,更不是精英意识的彰显,或高贵奢华之类的代名词。设计的真本意是为百姓大众服务,解决人们的实际困难,使人类生活更美好,使人与社会、自然更和谐。设计应该反映一种最自然、灵活、随意的生活方式,流于平民百姓之间,使之体现百姓情坏,使人平易相对。设计的意义在于实用、在于节约、在于发展,更在于和谐。脱离了服务大众这一目的,所有的设计都只能是缘木求鱼,舍本求末。设计师们应该担当起设计的社会责任,以环保节能设计理念调整人们的认识价值观,提倡节制、适度和限制的设计价值观。
2.去浮华,求简朴,倡导本源性简朴设计
历尽繁华之后的人们总觉身心疲惫,而简朴、宁静的环境有益于人们保持清晰的头脑,集中精力在那些首要的、提高生活质量的、行之有益的、快乐的事物上。从这一点上来说,设计的过于雕饰和浮华是一种生活方式的过渡放纵和精神污染,特别是对于现代充满紧张和压力的工作生活环境,这样的设计更是一种精神折磨。现代人们内心渴望一种淡定的平静和安宁,因此提倡简朴设计符合社会发展的需求。应当明确,简朴设计不是“简单设计”或“不设计”,简朴设计是省略多余物和保留必需物的取舍设计,以够用和实用为原则,是对有限资源和材料有节制地充分利用,是通过材料的质地、完美的工艺和结构及细节的处理来获得美感。简洁的线条、简单柔和的造型、纯净的材质、灵动的空间感是其主要特点,显现出一种明显的质朴格调。由此可见,简朴设计不同于装饰设计或加法设计,简朴设计讲究的是实效性,彰显的是材料物质和结构工艺所固有的本色的美,不追求名贵,不依靠装饰。
3.倡导本土化设计理念
从环保节能角度来看,倡议本土化的设计不仅仅是指外在表现形式的本土化,而应将其内涵扩展到设计的方方面面,比如用材的本土化、陈设装饰的本土化、空间处理的本土化、室内环境的本土化等等。本土化设计突显的是纯朴的地域特色美,讲究就地取材、因地制宜,最大限度地利用和发挥本地资源的特色营造适合本土人生活的室内环境,没有附加外来的装饰,也不刻意寻求新、奇、贵,保持自然本色而又舒适宜人,其环保节能性不言而喻。
四、室内设计环保节能方法初探
1.硬空间软设计
所谓硬空间是指围合空间的界面都具有物质性。所谓软设计是指技巧性、艺术性的设计手法,是相对于应用物质手段的硬设计而言。比如在改变空间形象上,硬设计主要是依靠造型和陈设装饰,而软设计可以利用不同光、色、材质肌理给人不同的生理心理感受来改变空间形象,使小空间显大,低空间显高,窄空间显宽;也可应用对比设计手法改变空间形象,如欲高先低、欲宽先窄、欲明先暗等;还可通过改变陈设布局方式来改变空间形象等等。再比如对空间的分隔,硬设计主要通过墙体、隔断、家具等有形的物质手段来分隔,而软设计可利用色彩、肌理、灯光的变化来划分限定空间,使空间不经有形分隔而形成区域感,同时又保持了空间的通透性。探究和开发常规材料的潜质,使其材质肌理具有特殊的表现效果,从而达到丰富空间效果的目的,这也是常用的软设计方法。软设计方法很多,相对于硬设计而言,它注重设计技巧应用,注重挖掘设计要素的潜质和特色,使用材料少,对资源的消耗也少,其环保节能性是显而易见的。
2.减法设计
加法设计是最直接的装修手法,在加法思维中,往往会因为陷入太多的元素而失去设计分寸,平添了多余的结构和装饰。而减法设计是经过取舍的判断,减掉多余的装饰和不必要物件,使空间环境变得纯净、轻松而舒适。减法设计的环保节能性体现在:对空间界面处理用材少而单一,甚至直接用建筑结构而不附加额外装饰作为空间界面;空间处理常采用软设计手法,避免非功能性的结构和装饰,用色纯粹,线形简洁;室内家具陈设讲究功能的多样组合和实效性,注意空间的留白和纯净。由此可以看出,减法设计是使用最少的材料和资源来实现实用和美观的统一。
3.零材料费装饰设计
零材料费装饰设计是指装饰设计所用的材料并非来自于建材市场,而是来自于无毒无害的生活和工业废弃物,如饮料罐、废报纸、一次性餐具等,其成本极为低廉,接近于零甚至有可能为零。这种设计是一种化腐朽为神奇的装饰设计手法,同时也是一种节能环保、合理利用资源的做法。零材料费装饰设计不同于先设计后买材料的常规设计,而是要根据找到的材料进行相应的设计,这就要求设计师具有较高的艺术素养,能打破常规,进行创造性设计构思,开发挖掘材料特性,创造艺术化、个性化室内空间。