对节能减排工作的思考摘要:目前,我国经济在能耗总量和单位能耗持续攀升的同时,主要污染物的排放总量长期居高不下。其主要原因在于对节能减排的认识不足、相应的经济鼓励政策不够到位以及我国产业结构不够合理等。因此,必须加强法制建设,完善政策措施,强化节约意识,建立长效机制,形成节约型的增长方式和消费方式,促进经济社会和谐发展。关键词:节能;减排限制温室气体排放和应对气候变化挑战,已成为世界各国制订国家发展战略和行业发展政策的重要因素。我国作为一个国际大国,同时也是发展中国家中的一个重要国家,在温室气体减排问题上正承担着越来越大的国际压力。我国的工业企业越早地认识到这种挑战并采取措施积极应对,就能够越早地在国际竞争中赢得主动权。一、节能减排工作面临的严峻形势目前,我国经济可持续增长正面临两方面挑战:一方面是资源短缺制约;另一方面是主要污染物排放总量不断增加。我国自然资源储藏量不足已严重制约了经济发展。我国许多矿物质和可开发能源的总量名列世界前茅,有些甚至是世界第一,但人均占有量非常低,很多都低于世界平均水平,如目前我国人均石油占有量仅为世界平均水平的1/10左右。自然资源储量不足就应在节能减排上下功夫,但我国这方面的措施尚不完善,效果也不明显。与国际先进水平对比来看,我国节能降耗的任务更加艰巨。我国单位GDP能耗是发达国家的2~5倍;原材料投入与发达国家相比,钢材是2~4倍,水泥是2~11倍,化肥是2~13倍,经济增长的资源环境代价和成本巨大。水污染严重水在自然资源中是应用最普遍,分布最广泛,对人类最重要的自然资源。而目前我国水源污染日趋严重。2008年全国污水排放总量580亿t,同比增长88%,其中大部分未经处理直接排入水域。2007年以来我国废水排放总量仍呈上升趋势,2006年工业废水排放量自“十五”以来首次呈下降趋势,而生活污水排放量仍保持了增长趋势[1]。另据有关资料显示,目前我国七大水系以污染程度大小进行排序其结果为:辽河、海河、淮河、黄河、松花江、长江。其中,辽河、海河、淮河污染最重。2008年中华人民共和国环境保护部对长江、黄河、淮河、海河四大流域进行了环保专项执法检查,结果显示:其污染之严重已经到了令人扼腕的地步。可见,大面积的水污染已经对城乡居民的健康与生命构成了严重的威胁。空气污染不容乐观空气质量的好坏反映了空气污染程度,它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。空气污染是一种复杂现象,在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响。其中包括车辆、船舶、飞机的尾气,工业企业生产排放,居民生活和取暖、垃圾焚烧等,城市的发展密度、地形地貌和气象状况等也是影响空气质量的重要因素。2008年,环保重点城市优良天数比例平均为5%,较2007年增加了8个百分点,6%的环保重点城市空气质量优良天数超过292天,环境空气中二氧化硫、可吸入颗粒物、二氧化氮等主要污染物浓度呈下降趋势。2008年,酸雨发生面积约150万km2,与2007年相比略有增加,与2005年相比基本持平。2008年环保重点城市空气平均污染物浓度总体下降。与2005年相比,可吸入颗粒物浓度降低0%,二氧化硫降低8%,二氧化氮降低8%。其中,影响城市空气质量的主要污染物是可吸入颗粒物,占8%;二氧化硫、二氧化氮分别占6%和6%。二氧化硫和化学需氧量总量减排促进了城市空气质量和地表水环境质量改善。但目前可吸入颗粒物造成的环保重点城市空气污染仍占90%[2]。研究结果表明,人们长期生活在细颗粒物污染的空气中,会增加肺癌发生率和死亡率以及其他心肺病的危险。在我国铅污染,尤其是通过空气的污染已对儿童的生长发育和居民的健康构成较严重的威胁,应引起各个方面的重视,寻求解决这个紧迫问题的途径。固体废物综合利用有待加强固体废弃物是指被丢弃的固体和泥浆状物质,包括从废水、废气中分离出来的固体颗粒,主要来源于人类生产和消耗活动,如人们在开发资源和制造产品过程中产生的废弃物以及产品经人类使用和消费后的废物。同时,随着人民生活水平的提高,生活垃圾排放量日益增多。固体废弃物的种类繁多,成分繁杂,数量巨大,是环境的主要污染源之一,其危害程度不亚于水污染和大气污染造成的危害。由于我国对固体废弃物污染控制起步较晚,虽然在固体废弃物的处理、利用方面已取得一定进展,并出现了一些适合我国目前经济技术发展水平的固体废弃物处理技术,但与发达国家相比,水平还很低,处理、处置技术还远远不能满足国内经济和社会发展的需要。2008年全国工业固体废物产生量为4亿t,全国工业固体废物综合利用量为7亿t,综合利用率为1%。据统计,我国现有668个城市中,2/3的城市被垃圾环带包围。目前我国市政垃圾每年产生量约5亿t,历年垃圾堆存量已高达60亿t。另据中华人民共和国环境保护部预测,2010年我国城市垃圾年产量将为52亿t,2015年和2020年将分别达到79亿t和1亿t[3]。可见,我国工业固体废物的减量化工作进展迟缓,产生量呈逐年上升趋势,堆存量越来越多。二、制约当前节能减排的因素分析目前我国在推进节能减排工作方面还存在许多问题,其原因概括起来,主要体现在以下几个方面:我国部分企业对节能减排工作的认识不够我国企业还没有从自身未来生存发展的高度来认识节能减排问题。企业是节能减排工作的主体,但是目前我国企业更多地是按照政府的布置来开展工作。这是远远不够的,因为节能减排并不仅仅是在现有的工艺基础上减少能源的使用和消耗,即通常所理解的解决“跑、冒、滴、漏”现象。这种节约是属于加强科学管理范围内的行动,从节能的角度看,其所能节约的量是有限的,而且会越来越有限。真正意义上的节能减排,需要改变工业产业结构,在高能耗和高污染行业中大力推进技术进步和技术创新。我国相应的经济鼓励政策还不够到位我国目前既有建筑面积达360亿m2,建筑物围护结构的节能改造和供热系统的改造工作量巨大,需要大量的资金投入。为调动各方积极性,急需政府出台相关政策引导市场、优化资源配置、促进建筑节能发展。发达国家为促进建筑节能工作的开展采取了许多积极的政策措施,如德国、丹麦、波兰等国家,对旧建筑节能改造提供大量财政补贴;美国、日本、德国等国家,对利用太阳能的建筑实行财政补贴,效果都很好。此外,目前我国对节能减排的宣传力度还不够,公众还没有形成良好的节能意识。例如,生产厂家开发低能耗产品需要大量资金投入,产品价格也可能相对较高,而购买这些低能耗、高价格产品的消费者群体是需要培养的,这需要包括政府在内的宣传和引导。我国产业结构不合理产业结构不合理是我国资源消耗多、环境污染重和宏观经济运行不稳定的重要原因。近年来,我国开始加快优化产业结构调整,取得了一些阶段性成果,但仍然存在第一产业比重偏高、第二产业重化工业比例高和第三产业比重偏低的问题。我国第二、第三产业发展迅速,带动了我国产业结构调整和经济的持续高速增长。从3个产业产值占国内生产总值的比重看,第一产业产值比重持续下降,而第二、第三产业比重持续上升,特别是第二产业产值比重上升更为明显,已逐步发展成为拉动经济增长的主导产业。从发展速度看,第二产业发展速度最快,其次是第三产业,第一产业发展速度最慢。我国产业结构调整带来了对能源需求的大量增加。从能源消费内部结构看,工业部门是能源消费大户,其能源消费占全国能源消费总量的比重一直保持在70%左右。尤其是最近几年,工业消费能源的比重逐步提高。由于产品能耗偏高,产出效率偏低,能源效率损失较大,进一步增加了对能源的需求。从纵向比较看,虽然我国产业结构调整是朝着能源消耗强度和污染强度更轻的方向发展,但是从目前整体情况来看,我国仍是高投入、高消耗、高污染的粗放型经济增长方式,由此决定了能源消耗强度较高。三、节能减排的路径选择当前,我国正处在工业化和城镇化加快发展阶段,未来十几年是我国全面建设小康社会的关键时期,随着经济社会不断发展,人口数量不断增加和人民生活水平的持续提高,未来一个时期对能源资源的需求也将持续增加。因此,要增强我国可持续发展的能力,确保到2020年实现全面建成小康社会的宏伟目标,就必须强化节约意识,建立长效机制,形成节约型的增长方式和消费方式,促进经济社会和谐发展。以先进制造业发展为突破,推动产业结构优化升级一是要着力培育具有竞争优势的产业集群。在产业结构上构建起以高新技术产业为先导,以高附加值加工制造业为支撑,具有较强竞争力的产业特色优势,推进制造业的结构优化升级。二是要以打造先进制造业基地为契机。要充分利用有利条件,积极做好承接国外的产业转移,加速制造业量的扩张,促进制造业质的提高。三是加快高新技术产业发展与改造提升传统产业有机结合。在优先发展以信息技术为先导的高新技术产业、提升装备制造业水平的同时,加大用高新技术及适用技术改造传统产业。四是重视研究开发,增强创新能力。要坚持以政府投入为引导,企业投入为主体,形成金融、社会广泛参与的科技投入体系。要围绕我国经济结构优化升级的战略需求,加大优势领域的开发力度,力争取得一大批市场前景广阔、经济效益好、拥有自主知识产权的高新技术成果。以第三产业发展为载体,充分发挥产业聚集的效益和效力一是要按照巩固第一产业、提高第二产业、大力发展第三产业的要求,调整和优化产业结构,使第三产业的发展明显快于国民生产总值的增长速度。二是要注重规划指导,合理确定第三产业发展的方向、目标和重点,优化第三产业内部结构,把发展旅游业、文化产业等新兴服务业作为重点发展产业。三是加大资金投入和扶持力度,放宽市场准入,优化发展环境,完善促进第三产业发展的体制、机制。要调动各方面的积极性,兴办第三产业,引导利用民间资本和外资积极参与,坚持国家、集体和个人一起上的原则,扩大投资主体和经营渠道。以加快发展循环经济为主导,积极推进新型工业化进程发展循环经济,是从源头上减少污染、减轻环境压力的治本之策,是缓解能源资源约束矛盾的根本出路。因此,要把循环经济的发展理念落实到规划编制、制度设计、政策制定和项目决策等关键环节,加快循环经济立法进程,探索循环经济的有效模式,建立循环经济的指标体系,推动重点行业、园区循环经济发展。要按照积极开发和推广应用能源资源节约、替代、循环利用和污染治理的先进适用技术。要按照循环经济理念,抓好工业园区建设和改造,推进产业链延伸组合。要大力发展可再生能源,在有条件的地区推动大型风电基地建设。在狠抓工业节能降耗的同时,更加重视建筑业、交通运输业等领域的节能降耗。以企业技术进步和技术创新为契机,不断开发更具竞争力的新产品技术进步和技术创新是企业开展节能减排工作的核心,只有开展技术进步和技术创新,才能使企业走上可持续发展的轨道。因此,政府要正确引导企业开展技术创新,鼓励企业开发新技术;要加强企业环境管理,使企业在不增加设备投资的条件下,收到经济增长、成本降低、利润增加的效果;要加快建立节能减排技术服务体系,以及节能减排技术产业化推广,推进环保产业健康发展;要协助企业解决节能减排过程中遇到的成本、技术和管理等问题。○参考文献:[1]世界地球日[EB/OL]新华网,http://,2009-04-[2]中国人民共和国国家环保部2008年我国环境质量有所改善[N]中国环境报,2009-01-[3]浅谈中国水泥工业节能减排的潜力及发展战略[EB/OL]中国能源信息网,http://,2008-12-
绿色建筑理论及应用 , 九品论文发表网,专业的论文发表,核心期刊、国家级、省级发表通道!助您学业事业步步高升! 摘要:本文对绿色建筑的内涵、意义与应用进行了阐述,以期通过绿色建筑技术的推广,最大限度地节约资源,保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,达到与自然和谐共生的目的。 关键词:绿色建筑;节能设计;环境保护 所谓“绿色建筑”的“绿色”,并不是指一般意义的立体绿化、屋顶花园,而是代表一种概念或象征,指建筑对环境无害,能充分利用自然资源,并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑,又可称为可持续发展建筑、生态建筑、节能环保建筑等。绿色建筑的室内布局十分合理,尽量减少使用合成材料,充分利用阳光,节省能源,为居住者创造一种接近自然的感觉。 1绿色建筑的理论 1绿色建筑的内涵 绿色建筑的内涵主要有两点: ①提供给使用者有益健康的建筑环境,并提供高质量的生存活动空间; ②尽最大限度回归自然,保护环境减少能耗。在人类建造过程中,这两者是相互矛盾的。人类为了达到舒适的生活及工作环境,就要通过各种手段向大自然索取资源。然而,光有索取而没有回报必然对自然环境造成无法挽回的损失。为此,人类索取与回报之间的矛盾,已成为绿色建筑的核心问题。 绿色建筑实际上是这样的一种实践活动:最大限度地利用天然条件。
建筑是用能大户,建筑节能是发展建筑业的需要。 一、节能住宅的概念 随着能源危机的出现,越来越多的开发商开始重视节能住宅。节能住宅需要通过对建筑的合理设计、合理选材,最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内,从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间,降低建筑物的运行能耗。 北京锋尚在国内率先整合了欧洲先进的技术系统为一体,建造的高舒适度、低能耗住宅,达到了发达国家的居住标准。其核心技术概括为八大子系统:第一,混凝土采暖制冷系统。该系统是将聚丁烯(PB)盘管预埋在钢筋混凝土中,夏季管中送20℃、冬季送28℃的水,能使室内温度保持在20℃-26℃的合适范围内。第二,健康新风系统。通过统一空气净化和冷热处理后新风经“下送上回”进入室内,无须开窗即可保持新鲜空气不断更换。第三,外墙系统。外墙采用欧洲标准加厚外保温方式,能有效阻挡冷热辐射和雨雪侵蚀。外饰面采用干挂砖墙面,干挂砖幕墙与保温板之间有一个流动空气层,可以保持保温板的干燥。第四,外窗系统。窗采用德国SCHUCO断热铝合金窗和LOW-E低辐射中空玻璃。第五,屋面及地下系统。对屋面及地下墙体的特殊处理,保证了顶层和一层与标准层舒适度的均好性。第六,防噪音系统。通过外墙系统、ALULUX卷帘、楼板处理、同层后排水系统,防止来自室外、楼上、下水道的噪音。第七,垃圾处理系统。垃圾处理系统有中央吸尘、食物垃圾处理和可回收分类垃圾周转箱三部分组成。第八,水处理系统。小区设中水处理系统,将社区生活用水处理用于浇灌绿地、冲洗和补充人工湖水。 二、国外节能已成风尚: 在国外,建筑师采用多种形式和方法来节能: (1)、资源回收利用: 日本1997年建成了一栋实验型“健康住宅”。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外,墙体还被设计成双重结构,每个房间建有通风口,整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用,其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃,从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用,不仅变废为宝,而且减少了环境污源,节约了能源。 (2)、新能源开发利用: 德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上,由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3cm的速度随太阳旋转。当太阳落山以后,该房屋便反向转动,回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%,而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。 三、中国建筑能耗基本情况 我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展,需要大量的建造和运行使用能源,尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计,1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为54×108t标准煤,占当年全社会能源消耗总量27×109t标准煤的6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能3×108t标准煤,占全国能源消费总量的5%左右,占采暖区全社会能源消费的20%以上,在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源,使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中,化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中,99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的,其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%,CO2占71%,烟尘占60%。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家,每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二,预计到2020年,中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此,中国对于全球气候变暖承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑,其节能也就成为关系国计民生的重大问题。 四、住宅设计最基本的节能意识: 新疆冬季严寒漫长,因此,住宅建筑设计中,主要空间朝向南,或向南偏东,或向南偏西,历来被认为是合理的设计,这是最基本的节能意识在住宅建筑设计中的应用。在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中,为住宅的主要空间争取良好朝向,满足冬季的日照要求,充分利用天然能源,无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计,是最基本的 五、节能设计思路 (一)建造内保温复合节能墙体 复合节能墙体通常由绝热材料与传统墙体材料或某些新型墙体材料复合而成。如果绝热材料复合在建筑物外墙的内侧,则称为内保温复合墙体。 1.墙体结构层:系指混凝土现浇或预制品的外墙,内浇外砌或砖混结构的外砖墙。以及诸如承重多孔砖外墙等其他承重外墙。 2.空气层:空气在0℃时导热系数为0024VV/(m·k)。在25℃±5℃时为00256W/(m·k),即使在200℃的情况下仍有00:384 W/(m·k)。由此可见,空气也是一种优良的保温材料。因此,在建筑物中常用材料围成的空气隔离层,不但可以保温隔热。而且具有切断液态水份的毛细渗透、防止保温材料受潮的功能,因为一般外侧墙有吸水能力,而其内表面常因温度低而出现的冷凝水。可被结构材料吸入且不断向室外转移和散发。 3.保温隔热层:这是节能墙体的主要功能部分,常用绝热材料可分为有机、无机 金属等三大类。出于导热系数、抗压强度、蒸汽渗透率、燃烧性能等方面的考虑。此处选用挤塑型聚苯板(XPS)为保温材料。 玻璃幕墙是指由支承结构体系与玻璃组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。有单层和双层玻璃的墙体。反光绝缘玻璃厚6毫米,墙面自重约40kg/㎡,有轻巧美观、不易污染、节约能源等优点。幕墙外层玻璃的里侧涂有彩色的金属镀膜,从外观上看整片外墙犹如一面镜子,将天空和周围环境的景色映入其中,光线变化时,影像色彩斑斓、变化无穷。在光线的反射下,室内不受强光照射,视觉柔和。中国1983年首次在北京长城饭店工程中采用。 去过美国纽约的人大凡会被其繁华的都市风貌所折服,那高耸入云的摩天大楼蔚为壮观,而其通体的玻璃幕墙映衬出空明的蓝天和飘舞的白云,更为之增添了绚丽的色彩。那么,玻璃幕墙是怎么做成的呢?玻璃幕墙是指作为建筑外墙装潢的镜面玻璃,它是在浮法玻璃组成中添加微量的Fe、Ni、Co、Se等,并经钢化制成颜色透明板状玻璃,它可吸收红外线,减少进入室内的太阳辐射,降低室内温度。它既能像镜子一样反射光线,又能像玻璃一样透过光线。 现代化高层建筑的玻璃幕墙还采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合,隔层充入干燥空气的中空玻璃。中空玻璃有两层和三层之分,两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架,形成一个夹层空间;三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。据测量,当室外温度为-10℃时,单层玻璃窗前的温度为-2℃,而使用三层中空玻璃的室内温度为13℃。而在夏天,双层中空玻璃可以挡住90%的太阳辐射热。阳光依然可以透过玻璃幕墙,但晒在身上大多不会感到炎热。使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉,极大地改善了生活环境。[编辑本段]分类与构成 明框玻璃幕墙明框玻璃幕墙是金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙。它以特殊断面的铝合金型材为框架,玻璃面板全嵌入型材的凹槽内。其特点在于铝合金型材本身兼有骨架结构和固定玻璃的双重作用。 隐框玻璃幕墙 隐框玻璃幕墙的金属框隐蔽在玻璃的背面,室外看不见金属框。隐框玻璃幕墙又可分为全隐框玻璃幕墙和半隐框玻璃幕墙两种,半隐框玻璃幕墙可以是横明竖隐,也可以是竖明横隐注。隐框玻璃幕墙的构造特点是:玻璃在铝框外侧,用硅酮结构密封胶把玻璃与铝框粘结。幕墙的荷载主要靠密封胶承受。 点支式玻璃幕墙 点支式玻璃幕墙是近年来新出现的一种支承方式。但一经出现,在城市发展很快。下面对这种较新型的支承方式作一介绍: 点式玻璃幕墙的分类 按照支承结构的不同方式,点式玻璃幕墙在形式上可分为以下几种: (1)金属支承结构点式玻璃幕墙这是目前采用最多的一种形式,它是用金属材料做支承结构体系,通过金属连接件和紧固件将面玻璃牢固地固定在它上面,十分安全可靠。充分利用金属结构的灵活多变以满足建筑造型的需要,人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃的整个结构体系。玻璃的晶莹剔透和金属结构的坚固结实,“美”与“力”的体现。增强了“虚”、“实”对比的效果。 (2)全玻璃结构点式玻璃幕墙通过金属连接件及紧固件将玻璃支承结构(玻璃肋)与面玻璃连成整体,成为建筑围护结构。施工简便造价低,玻璃面和肋构成开阔的视野,使人赏心悦目,建筑物室内、外空间达到最大程度的视觉交融。 (3)拉杆(索)结构点式玻璃幕墙采用不锈钢拉杆或用与玻璃分缝相对应拉索做成幕墙的支承结构。玻璃通过金属连接件与其固定。在建筑中充分运械加工的精度,使构件均为受拉杆件,因此,施工时要加以预应力,这种柔接可降低震动时玻璃的破损率。 建筑点式玻璃幕墙的主要组成部分 (1)支承体系 支承体系是将面玻璃所受的各种荷载直接传递到建筑主构上。因此,它是主要受力构件,一般是根据承受的荷载大小和建筑造型来结构形式和材料,如玻璃肋、不锈钢立柱、铝型材柱或加上适当的防腐、防面处理的钢析架、钢立柱及不锈钢拉杆(索)等。 (2)金属连接件 金属连接件包括固定件(俗称爪座和爪子)和扣件。固定件通常用不锈普通钢铸造而成,而扣件则是不锈钢机加工件。考虑到金属相容性,爪座必须采用与支承体系相同的材质,或使用机械固定。 金属连接件是建筑点式技术的精华所在。它把面玻璃固定在支承结构上不仅产生玻璃孔边缘附加应力,而且能够允许少量的位移来调节由于建筑安装带来的施工误差,同时还有减震措施以提高抗震能力,因此设计时考虑的因素是多方面的。 (3)金属连接件还产生显著的装饰效果,因此它除满足功能上的要求之外,还要有优美的造型设计和精细的加工制造,起“画龙点睛”的作用。 玻璃 (1)建筑点式玻璃幕墙所用的玻璃,由于钻孔而导致孔边玻璃强度降低约30%,因此建筑点式玻璃幕墙必须采用强度较高的钢化玻璃(钢化玻璃的抗冲击强度是浮法玻璃的3-5倍,抗弯强度是浮法玻璃的2-5倍)注,钢化玻璃另一个重要特性是使用安全,在遇到较大外力而破坏时产生无锐角的细小碎块(俗称”玻璃雨”),不易伤人。 当地处北方的建筑物或对保温隔热有较高要求的建筑物,往往采用中空玻璃,它是在两片玻璃之间有一干燥的空气层或惰性气体层,中空玻璃能大幅度提高保温隔热性能的原因是玻璃的传热系数K值为8w/(K),而空气的K值为03w/(K)注,惰性气体就更低了。由于人口的增加,工业的发展,生活水平的提高,能源的消耗也就急剧增加,能源危机迫在眉睫。因此,各行各业提出了节能的要求,节约二次能源--电能,也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则: 满足建筑物的功能 即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。 考虑实际经济效益 节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。 节省无谓消耗的能量 节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗,传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗,又如量大面广的照明容量,宜采用先进技术使其能耗降低。 因此,节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。 建筑电气节能的途径 减少变压器的有功功率损耗 变压器的有功功率损耗如下式表示:△Pb=Po+Pkβ2其中: △Pb--变压器有功损耗(KW); Po--变压器的空载损耗(KW); Pk--变压器的有载损耗(KW); β--变压器的负载率。 Po部分为空载损耗又称铁损,它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成,是固定不变的部分,大小随矽钢片的性能及铁芯制造工艺而定。所以,变压器应选用节能型的,如S9、SL9及SC8等型油浸变压器或干式变压器,它们都是采用优质冷轧取向矽钢片,由于"取向"处理,使矽钢片的磁畴方向接近一致,以减少铁芯的涡流损耗;45°全斜接缝结构,使接缝密合性好,以减少漏磁损耗。 Pk是传输功率的损耗,即变压器的线损,决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小,即负载率β的平方成正比。因此,应选用阻值较小的绕组,可采用铜芯变压器。从Pkβ2用微分求它的极值,在β=50%处每千瓦的负载,变压器的能耗最小。因此,在80年代中期设计的民用建筑,变压器的负载率绝大部分在50%左右,在实际使用中有一半变压器没有投入运行,这种做法有的设计人员一直沿袭至今。但是,这仅是为了节能,而没有考虑经济价值。举下例可看出其不可取的程度。 SC3-2000KVA的变压器,当β=50%时相对于β=85%时可节能为P=16.01×(0.852-0.52)=7.56KW,按商场最高用电小时计:每天12小时,365天全营业,则总节约电能:W=7.56×12×365=33113KW•h。按营业性电价每度0.78元计,则每年节约:33113×0.78=25828元。 按每千瓦的初装费投资:2000KVA变压器应是大型民用建筑,必然双电源进线,则初装费每KVA为2240元,每年节能省下的电费只能提供(25828/2240=11.53)11.53KVA的初装费。还有988.5KVA的初装费,加上由于加大变压器容量而多付的变压器价格,由于变压器增加而使出线开关柜、母联柜增加引起的设备购置费,安装上述设备使土建面积增加而引起的土建费用,这是笔相当可观的投资,还没有计及折旧维护等费用。由此可见,取变压器负载率为50%是得不偿失的。 事实上50%负载率仅减少了变压器的线损,并没有减少变压器的铁损,因此也不是最节能的措施。计及初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的容量,变压器的负载率应在75%~85%为宜。这样也可以做到物尽其用,因为变压器绝缘的使用年限满负荷计为20年,20年后可能有更好的变压器问世,这样就可以有机会更换新的设备,才能使该建筑总趋技术领先地位。 为减小变压器损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷的情况下,尽可能减少变压器的台数,选用大容量的变压器。例如需要装机容量为2000KVA,可选2台1000KVA,不选4台500KVA。因为选用前者可节能:△P=4×(1.6+4.44)-2×(2.45+7.45)=4.36KW(全按β=100%计,同等条件,SC3变压器)。 在变压器选择中,能掌握好上述三点原则,即满足了节约能源,又经济合理的原则。 减少线路上的能量损耗 由于线路上存在电阻,有电流流过时,就会产生有功功率损耗。其公式如下:△P=3IΦ2R×10-3(KW) 式中:IΦ--相电流(A) R--线路电阻(Ω) 例如,在L=100m的VV-3×50+2×25的电缆上传输60KW,cosφ=0.8的电能,其有功损耗量,可由以下步骤求得:IΦ=60×103/(×380×0.8)=113.6A 芯线温度70℃的50mm2铜芯线每公里电阻R0=0.44,则R=0.1×0.44=0.044(Ω) △P=3×113.62×0.044×10-3=1.704KW 从以上可看到,线路上的功率损耗相当于每6m的线路上安一个100W的灯泡。 在一个工程中,线路左右上下纵横交错,小工程线路全长不下万米,大工程更是不计其数,所以线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路上的能耗必须引起设计重视。 线路上的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减小线路电阻。线路电阻R=P×L/s,即线路电阻与电导P成正比,与线路截面S成反比,与线路长度L成正比,因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。 应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳,但又要贯彻节约用铜的原则。因此,在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线,在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。 减小导线长度。首先,线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;其次,低压线路应不走或少走回头线,以减少来回线路上的电能损失;第三,变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离,当建筑物每层平面在10000m2左右时,至少要设两个变配电所,以减少干线的长度;第四,在高层建筑中,低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送,尽可能减少回头输送电能的支线。 增大导线截面。首先,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,再加大一级导线截面,所增加的费用为M,由于节约能耗而减少的年运行费用为m,则M/m为回收年限,若回收年限为几个月或一、二年,则应加大一级导线截面。一般而言,导线截面小于70mm2,线路长度超过100m的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。其次,利用某些季节性负荷的线路,这些用户不用时,可提供给常期用户作供电线路使用,以减少线路和电阻。例如,将空调风机、风机盘管与照明、电开水等计费相同的负荷,集中在一起,采用同一干线供电,既可便于用一个火警命令切除非消防用电,又可在春秋两季空调不用时,使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减小了线路损耗,这就相当于充分利用了季节负荷的线路。 在设计中,认真落实上述三条措施,就可减少线路上的能量损耗,达到了线路节能的目的。 提高系统的功率因数 提高系统的功率因数,减少无功在线路上传输,以达到节能的目的。 为什么常提到负荷平稳的电动机可采用就地补偿,因为负荷变动时电机端电压也变化,使电容器没有放完电又充电,这时电容器会产生无功浪涌电流,使电机易产生过电压而损坏。因此,断续负载,如电梯、自动扶梯、自动步行道等不应在电动机端加装补偿电容器;另外,如星三角起动的异步电动机也不能在电动机端加装补偿电容器,因为它起动过程中有开路闭路瞬时转换,使电容器在放电瞬间又充电,也会使电机过电压而损坏。 在民用建筑中应改变电容器集中安装的做法,对容量超过10KW的风机、水泵、传送带等电动机端设置就地补偿装置,空调主机及冷冻泵等常在其附近设专用变配电所,可以集中补偿,但若供电距离超过20m时也最好采用就地补偿。 电动机就地补偿装置的接线有二种方式,一是并接在热元件的一次线后,热元件的整定电流应按补偿后的电机工作电流计,这种接线适合新安装的电机;另一种是装补偿电容器在接触器主接点之后,热元件一次线圈之前,热元件的整定电流就不计补偿的影响,这适合于进行改造的电机接线,这样做可使电容器与电动机一起投切。 处理好上述三部分,即减少自然无功、无功补偿及补偿装置的安装地点,就可以实现合理的选择无功补偿方式而达到节能的目的。 照明部分的节能 因为照明用量大而面广,因此,照明节能的潜力很大,应从下列几方面着手: 采用高效光源。白炽灯过去用得最广泛,因为它便宜,安装维护简单,它致命的弱点是发光率太低,因此目前常被各种发光率高,光色好,显色性能优异的新光源取代。表1列出了各种光源每W的光通量�Lm�。从表中可以看出低压钠灯和高压钠灯的发光率最高,但由于色温低,光色偏暖,显色指数在40~60之间,颜色失真度大,只能在路灯或广场照明用,其中显色指数在60的高显色性钠灯可与汞灯组成混合灯,用于工厂及体育馆照明,这也是量大面广的照明部分;发光率很高的金属卤化物灯,三基色荧光灯及稀土金属荧光灯,由于色温范围广,自3200K~4000K,光色选择性好,显色指数又高,可达80~95,颜色失真度小,尤其金属卤化物灯对人的皮肤显色性特别好,因此除用作商场、展厅的照明外,还广泛用在车站的候车室、码头的候船室、航空港的候机楼以及舞台的灯光照明等;一般荧光灯及稀土金属荧光灯可用在写字楼、住宅的照明;荧光高压汞灯、自整流高压汞灯、钠灯及三者组合的混光灯常用于生产厂房的照明。尽量不用或少用白炽灯,只有在局部艺术照明或防止高频光谱照射的古董字画照明中才使用,虽然它光色好,显色指数最高,但达不到节能的目的。 建筑物尽量利用自然采光,靠近室外部分的建筑面积,应将门窗开大,采用透光率较好的玻璃门窗,以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分的照明,可采用按照度标准检测现场照度,进行灯光自动调节。 对气体放电灯,采用灯光无级自动调节,即调节灯丝从而达到调光的目的。但其代价太高,每套36W的灯管需要增加2000元~3000元的投资,而节省下来的电能,其电价是有限的,因为这仅在白天日照强时(一般在上午10时到下午3~4点钟 这段时间内)可减少一点人工照明,每支灯充其量节能25%,每天按12小时计,每年按365天计,则节省运行费用: m=36×0.25×12×365×0.78×10-3=30.7元 所以增加控制的投资需要2000~3000/30.7=65~97年才能回收,这是没有实用意义的。在工作照明中采用这种调光方案是不可取的。它只适宜用于特殊条件下,如气象台、导航站等小面积控制室,要求室内的照度与室外自然光自然协调的环境,才可采用这种调光设备。另外,这种调光设备用于稀土金属荧光灯,其频闪效应使人眼不易接受。对于可以充分利用自然光而且需要调光的场合,可采用分组分片自动开停的控制方案,虽然会有突变过程,但不会影响视力,也不会影响人的情绪,是可取的方式。 对长期需要开停,但又要按人流的多少自动调整照度的场合,在增加投资不多的情况下,对荧光灯可利用调压的方式,固定几级调节,如北京地铁采用澳大利亚的调光设备就是如此。 荧光灯采用调电压调光,其节能效果并不显著。因为,气体放电灯的发光是靠离子在高电压下产生碰撞,达到一定能级而使荧光粉发光,因此光通量并不与电压成正比,电压下降10%,光通量差不多下降30%~40%,电压下降30%,灯会全熄。因此,气体放电灯采用调压方式调光,在实际工程中也很少采用。 照明节能中,除了满足照度、光色、显色指数外,应采用高效光源及高效灯具,对能利用自然光部分的灯具或可变照度的照明采用成组分片的自动控制开停方式,可达到照明节能的效果。 电动机在运行过程中的节能 在建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备配套的,由设备制造厂商统一供应的。因此,其节能措施只能贯彻在运行过程中,除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外,还应减少电机轻载和空载运行。因为,在这种情况下,电机的效率是很低的,消耗的电能并不与负载的下降成正比。采用变频调速器,使其在负载下降时,采用变频的方式,自动调节转速,使其与负载的变化相适应。采用这种方式,可提高电机在轻载时的效率,达到节能的目的。但是,这种设备的价格仍偏高,因此在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软起动器,软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角,以控制电压的变化。由于电压可连续调节,因此起动平稳,起动完毕,则全压投入运行。此设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈,利用反馈信息控制可控硅导通角,以达到速度随负载的变化而变化。它可用在电动机容量较大,又需要频繁起动的设备,以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从起动到运行,其电流变化不超过三倍,可保证电网电压的波动在所要求的范围内。但它是采用可控硅调压,正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上,不会返回电网。因此,它要求散热、通风措施完善。其价格比变频器便宜,在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中可以应用。 民用建筑的节能潜力很大,应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上,应具体了解其原理、性能、效果,从技术、经济上进行比较后,再选定节能设备,以达到真正节能的目的。