節能優化設計匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇節能優化設計范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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隨著綜合國力的增強和人民生活水平的不斷提高，我國冷庫總容量和單庫規模顯著提升，食品冷藏行業進入快速發展時期。然而，建設冷庫是一種投資較大、建設和使用期較長、資金回收相對較慢的項目。實現冷庫最大經濟效益的途徑主要有兩個方面，一是提高冷庫周轉利用率，二是通過節能降耗降低經營成本。

1.冷庫圍護結構設計中的節能

冷庫是冷加工和食品保鮮行業中的高能耗行業，其中冷庫圍護結構的耗能約占整個冷庫的30%，某些低溫冷庫圍護結構的耗冷量高達制冷設備總負荷的50%左右。減少冷庫圍護結構的冷量損耗，重點是圍護結構隔熱層的合理設置。

1.1合理設計冷庫圍護結構的隔熱層

隔熱層所用材料及其厚度是影響傳入熱量的最重要因素，隔熱工程的設計又是影響土建費用的關鍵。盡管冷庫隔熱層的設計要通過技術和經濟兩個角度來分析確定，但是實踐證明，必須優先考慮隔熱材料的“質優”，然后再考慮“價廉”，不能只看節省初期投資的眼前利益，要從長遠的節能降耗考慮。近年來設計建造的組裝式冷庫，多數采用硬質聚氨酯（PUR）和擠塑聚苯乙烯（XPS）作隔熱層。結合PUR和XPS隔熱性能優越及磚混結構熱惰性指標D值高的優點，采用土建式單面彩鋼板復合內保溫隔熱層結構，是一種值得推薦的冷庫圍護結構隔熱層的建造方式。

其具體做法是：采用磚混結構外墻，水泥砂漿抹平后作隔汽防潮層，然后內側做聚氨酯隔熱層。對于老冷庫的大修改造，這是一種值得優選的建筑節能方案。

1.2冷庫建設工藝管線的設計布局

制冷管道及照明動力管線等穿過隔熱外墻是不可避免的，每多一處穿越點就等于在隔熱外墻上多開一個缺口，而且處理復雜，施工操作困難，甚至可能留下工程質量的隱患。因此管道設計布置方案上，應盡可能減少穿越隔熱外墻的孔數，并對穿墻處的隔熱構造進行細致處理。

1.3冷庫門設計及管理方面的節能

冷庫門是冷庫的配套設施之一，是冷庫圍護結構中最容易跑冷的部位。據相關資料介紹，低溫貯藏庫的庫門在庫外溫度34 ℃，庫內溫度-20℃條件下開啟1h，耗冷量就達1088kcal/h。

冷庫內常年處于低溫高濕以及溫度、濕度頻繁變化的環境中，低溫庫的內外溫差通常在40～60 ℃之間。當庫門開啟時，由于庫外空氣溫度較高，水蒸氣壓力大，而庫內空氣溫度較低，水蒸氣壓力小，庫外空氣就會向庫內流動。當庫外高溫、高濕的熱空氣通過冷庫門進入庫內后，大量的熱濕交換會加劇冷風機或蒸發排管的結霜，導致蒸發效率的降低，從而引起庫溫波動，影響貯藏產品的質量。有文獻表明，冷庫門的性能不良可使能耗增加15%甚至更多。

2.冷庫制冷設備的節能

2.1制冷壓縮機的選擇

制冷壓縮機是制冷設備的心臟，它消耗的能量在整個制冷系統中占很大的比例。對于特定的制冷量，選擇不同的壓縮機直接關系到運行的能耗。在大中型冷庫的建設中，液氨冷卻螺桿制冷壓縮機已有取代活塞式壓縮機的趨勢。

因此，必須正確估計冷庫實際耗冷量的變化，掌握冷藏過程中放熱量及外界氣溫、冷卻水溫和日常操作熱量等耗冷量的變化規律，合理調整壓縮機的開啟臺數，或通過卸載裝置減少壓縮機的工作缸數。

2.2冷凝器的選型

冷凝器是制冷工藝系統中的主要設備之一，在制冷循環中起著把壓縮機排出的過熱蒸氣冷凝成液體的作用。冷凝器選型的合理與否，直接關系到制冷裝置的經濟性和能否正常使用。冷凝器選型過大，將使設備閑置，設備初期投資增大，配套費用增加；選型過小，又不能滿足正常冷凝作用的需要。

蒸發式冷凝器充分利用水的汽化潛熱帶走更多的冷凝熱，是一種高效節能的換熱設備，具有傳熱效率高、結構緊湊和安裝方便等優點。針對當前節水、節電在國民經濟發展中的緊迫性和重要性，因地制宜地推廣蒸發式冷凝器的使用已勢在必行。

2.3蒸發器的選型

建設大中型低溫冷庫的蒸發器選型，應盡量采用傳統排管式蒸發器。冷庫使用冷排管可實現溫度易控，同時又沒有電機能耗的雙重效果。

壓縮機停機時，冷排管內的低溫氨液可以蓄冷，庫溫和蒸發溫度波動較小且保持溫度延續時間長。由于冷排管的蒸發面積比冷風機蒸發管組的蒸發面積大得多，所以增大傳熱面積是最有效的強化傳熱途徑之一。雖然冷排管與冷風機相比一次性投資大一些，但運行費用卻相對減小。同時使用冷排管可簡化制冷系統，便于系統的維護和管理。

3.冷庫運行管理中的節能

3.1準確及時調節制冷系統

制冷系統在實際運行中，由于工況條件是不斷變化的，只有依靠冷庫管理人員的精心操作并準確地調節制冷設備的運行，才能使制冷系統始終處在最理想的工作狀態，達到高效節能的效果。

3.2合理利用庫房，節能減耗

冷藏間的耗電量是按冷藏間耗冷量的多少來計算的，通常包括兩部分：一是貨物冷卻和冷藏時的耗冷量；二是冷藏間本身（即圍護結構）及操作管理的耗冷量。節約用電的關鍵在于冷藏間的利用率，利用率低的冷藏間耗冷多，耗電也就多。在實際操作中，由于壓縮機所配備的電動機功率是按該機制冷能力選定的，也就是庫房的耗冷量小于制冷機的制冷能力。冷庫在淡季運行時，由于冷藏間存放的貨物較少，壓縮機運轉是“大馬拉小車”，浪費了電能。因此，在淡季時可將幾個冷藏間內的貨物按貯藏溫度及時并庫，以減少能耗。

3.3冷庫內照明系統的節能冷庫照明應在安全、科學、合理的基礎上，從節能和環保的角度出發

根據冷庫間的面積、高度及庫房溫度等綜合考慮。冷庫內的照明一般集中在工作區域內。應在保證操作人員安全的情況下做到及時關燈，以減少庫房的熱負荷及電能消耗。同時要盡量采用高效低耗耐壓的照明燈具以減少燈具的更換頻率。LED照明系統具有環保省電、照度均勻、低溫時發光效率良好及供電效率高的優勢，是一種極有前景的新型光源，也是今后冷庫內照明系統的發展方向。

3.4定期放油、除垢和放空氣，確保良好熱交換效果

資料顯示，當蒸發器盤管內有0.1mm厚的油膜時，為保持設定的溫度要求，蒸發溫度就要下降2.5℃，耗電量增加10%以上；當冷凝器內的水管壁結垢達1.5mm時，冷凝溫度就要比原來的溫度上升2.8 ℃，耗電量增加9.7%；當制冷系統中混有不凝結氣體，其分壓力值達到0.196MPa時，耗電量將增加約18%。由此可保鮮與加工見冷庫制冷系統定期放油、除垢和放空氣的重要性。

4.結束語

冷庫的節能是一項系統工程且具有很大的潛力，從大的方面來講，一是冷庫的合理設計，二是冷庫的科學管理。在工作實踐中，冷庫的設計要周密嚴謹，運行管理要科學合理，嚴格把關，通過多種節能途徑，即可取得良好的綜合節能效果。

篇（2）

1.1現狀分析建筑墻體主要為240黏土磚砌筑墻體，外墻面層為水泥砂漿抹面涂料。墻體較薄且無任何保溫層,在夏季白天難以阻擋該地區強烈的太陽光，導致大量熱量透射而入;到夜間獲取的熱量難以消散，形成對室內的二次輻射，使得室內溫度持高不下。冬季輕薄的墻體又成為熱傳遞的最佳通道，將熱量由室內傳遞到室外，導致室內熱量的嚴重損失。屋頂為普通水泥板架空隔熱屋面,此種做法相對老套,保溫、隔熱效果無法滿足現在住宅建筑的使用要求。調查建筑中的門窗及陽臺窗基本上都為低檔鋁合金作為骨架材料的單玻窗,所用玻璃為藍色透明玻璃，開啟方式為推拉,此種方式增加了該建筑的能源消耗。

1.2相關案例西安首創國際城北區采用的保溫隔熱技術:1）選用AJ聚苯顆粒保溫砂漿和聚苯保溫板,墻體穿上“衣服”。2）采用塑鋼中空雙層玻璃窗，達到隔熱、隔音和保溫效果。3）選用名牌廠家生產的保溫隔音防盜門。4）在屋頂和陽臺使用聚苯顆粒保溫砂漿。由此，節能效果達到節能50％的國家標準。

2改造優化設計

針對調查建筑當前存在的問題，結合對國內外相關案例的分析，運用生態住宅的設計方法，提出相應的改造設計措施，達到節能的目的。

2.1通風改造優化設計自然通風是住宅建筑的重要影響因素之一，在住宅設計領域中結合環境，達到自然通風節能的效果尤為重要。結合建筑單體設計，巧妙設置門窗，門窗對開，形成穿堂風，有效地調節了室內通風效果。豐富窗戶形式，設置多向調節窗戶加大其通風能力，自然通風量則通過豎向空間的窗戶面積大小來控制。屋頂安裝利用風力的簡單機械裝置，抽低樓層的涼風至高樓層降低室內溫度,加強豎向空間的拔風作用，提高室內60％的通風能力。加強各樓層之間風的流動,在豎向空間頂端設置蓄熱墻吸收房間熱能，排除室內濁氣。

2.2遮陽改造優化設計窗的遮陽是必不可少的，在閉窗情況下有無遮陽，室溫最大差值達2℃，平均差值達1～4℃。理論上講，室外遮陽效果比單層玻璃窗的透過能量下降88％。但針對該地區來講，如果用遮陽板固然可抵擋一部分夏季強烈的日光，但進入漫長的低日照時期時，室外的遮陽設置使室內不得不只采用燈光照明，特別是在陰雨天或冬季這種需要大量陽光進入的季節，遮陽反而變成了一種障礙。在建筑中設置百葉遮陽構件,并將百葉遮陽構件一分為二，利用上部的百葉作為反射構件，通過室內頂棚進行漫反射增加室內照度；下部擋掉過量的太陽光。這種方式作為朝南建筑的遮陽方式，朝西建筑由于太陽高度角較低，可采用垂直遮陽來解決此問題。

2.3隔熱改造優化設計

2.3.1墻體與屋頂圍護結構傳熱的熱損失占整個建筑物熱損失的70％～80％,外墻是建筑物圍護結構的重要組成部分。加強調查建筑的薄弱圍護結構（外墻)的保溫隔熱能力尤為重要。在改造中，建筑物的主要圍護結構、屋頂的保溫節能材料采用AJ建筑保溫隔熱聚合物砂漿。隔熱效果好、導熱系數低的AJ建筑保溫隔熱聚合物砂漿含有陶瓷空心微粒，從而有效地阻止了能量的傳遞，起到節能的作用。在外墻外保溫時該材料還設置防裂防漏層，既防裂紋又防漏水。屋頂的保溫設計可選用AJD—Ⅱ型聚苯顆粒保溫材料為保溫隔熱材料，同時可種植綠化來改善保溫隔熱的效果。

2.3.2門、窗由于空氣滲透和門窗的使用帶來了門窗的熱損耗，為減少能耗，則需:1）合理窗墻比:以建筑規范為準則，以該地區的實際條件為依據，合理地調整窗戶和墻體的比例。2）強化密封性:合理選擇門窗的類型和其他相關配套材料。3）提高保溫性:門窗框料可采用PVC型材與鋼襯料制成,玻璃采用中空雙層玻璃，門芯填充復合保溫材料，既防盜又保溫隔熱。

2．4有效利用太陽能生態住宅設計方法在遵循高效率、低造價、易控制、好維修原則的前提條件下，合理地利用太陽能，降低住宅建筑的人工能耗。結合該地區的氣候條件，選取適合調查建筑的改造方式，最大程度地利用自然能源，降低住宅建筑能耗，太陽能的利用方式見圖1。

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1.前言

現今社會，資源問題已經成為一個阻礙我們社會經濟發展的重要問題，因為我們要想發展就離不開資源這一基礎，它是促進我們的生活不斷發展的動力根源。但是，我國目前的資源現狀不容樂觀，除了土地資源，礦產資源的嚴重不足外，我國的水資源也十分匱乏，水是我們日常生活中最常用的資源，水的缺乏已經成為長久以來困擾我們生活生產的主要原因。

基于此，我們了解到，我國的水資源現狀已經不容樂觀，水的短缺已經是十分棘手的環境問題。但是，另一方面我們也發現，我國的灌溉率十分低下，與水資源貧乏的現狀及其不協調，數據表明，西方國家的水資源灌溉率高達百分之八九十，而在我國只有百分之四十左右。所以，我們一定在節約水資源，優化灌溉設計，在設備和灌溉過程中進行節水的設置和調節，這是最根本的節水方法。只有這樣才能從根本上節約水資源，提高灌溉效率，提高水資源的利用率，達到可持續的發展。

2.節能節水的優化設計

2.1節水灌溉當下存在的問題

就拿我們生活中的城市綠地灌溉來說，經常會出現水灑到人行橫道上的情況，這不僅浪費了本應該澆灌給花草的水，還妨礙了行人的正常通過，還造成一些綠化缺水的情況，造成這樣的情況主要是因為噴頭的設計問題，所以這個問題需要我們的關注。另外，由于缺乏專業的設計人員的施工人員，導致雖然有良好的灌溉技術卻得不到很好應用的情況，目前，我國的灌溉技術正處于一個發展的階段，但是還沒有一個非常完整的規模。因為缺乏規劃工作者和熟練的技術人員，反而會使灌溉設備受到損壞，灌溉的過程中又浪費了水資源。具體來說有這些問題：首先，由于對灌溉的場所沒有全局的把握和勘查，使得灌溉系統發生過噴以及漏噴的情況；其次，一些材料的選取不當，在增加成本的同時還不利于灌溉；再者，對過濾系統的忽視容易使噴頭發生堵塞，嚴重的情況會使整個灌溉系統無法工作。

另一方面，由于科學水平的不斷進步，灌溉水平也隨之發生了明細地變化，自動化的灌溉系統也逐步應用到實際的工作中，但是需要提醒的是，目前我們對于如何控制系統的自動化的水平還有所欠缺。自動化灌溉系統可以自動收集風速，雨量等各方面的數據，然后進行自動化處理，得出應該灌溉的時間和具體的灌溉量，所以它可以大大提高灌溉的效率，使每一滴水都發揮最大的作用，一旦有設備發生故障，自動監控系統就會自動發出警報提醒，從而維護整個系統的穩定工作。在加強對自動化系統的進一步認識的同時，還要注意設備的后期管理工作，現階段我們缺乏對設備的管理，這也就導致了一系列的問題出現，所以應該注重這方面的缺陷。

2.2節能節水優化設計的原則

首先，需要考慮到應該采取哪一種灌溉技術，應該選擇什么樣的設備，當然這還是需要由實際情況來決定的。要提高灌溉效率，滿足灌溉的需要，就應當系統的研究對節水灌溉系統，結合實際條件做出可行的選擇。

其次，還需要考慮到對生態環境的影響，不能只考慮經濟效益而忽視對環境的破壞，在設置灌溉方案時還應該考慮到不破壞環境，保持一定的社會效益，這樣才是符合科學發展的要求的。

最后，要詳細的分析影響灌溉系統的一系列因素，由于這是一個涉及多方面的負責系統，所以一定要做全面的考慮，一定要把整個系統看做一個有機整體，對各個部分都進行合理的設計，這樣才能保證整個系統的高效運作。

2.3節水灌溉的具體方式

研究城市的綠化灌溉，首先我們應該清楚，不同的灌溉手段造成的灌溉強度是不一樣的，所以可以根據實際的需要來實施不同的灌溉方式，灌水利用率應該是我們最關心的一個部分，不同的技術利用率也不同，相比之下，微灌的利用率最高，可以達到百分之五十到百分之七十。與此同時，我們還需要考慮的是節水的時候還要保證灌溉的有效性和安全性，要保證灌溉的目的的實現還有整個灌溉過程的人員操作的安全性。

下面我們來看看節水灌溉的具體類型：

第一：噴灑灌溉，它的工作原理是借助設備的壓力把水噴灑到空中，然后由水自由降落到地上。綠地噴灌是參考土壤的條件，氣候的情況針對不同的植物進行的灌溉，能夠減少灌溉水的流失和滲漏，提高灌溉率，提高水的利用率，而且它的適用范圍廣，沒有什么特殊的限制，所以被廣泛的應用。此外，它還能帶來意料之外的驚喜，形成一些特殊的景觀效果，改善小范圍的氣候，改變空氣的濕度。這種方式對于灌溉密植的低矮植物特別合適，能夠達到節水的效果。城市綠地噴灑灌溉的適應性較強，省時省力，還能有效的達到灌溉的目的，維護灌木的水分，但是它的前期投入比較巨大，對于設計的要求十分嚴格，而且容易受到天氣的影響。

第二：微灌。這是一種較為新型的灌溉方式，它是根據需水量的不同，通過一種特制的灌水裝置，把水和一些養料以合適的流量強度直接均勻的輸送到植物的根部。微灌比較適合農作物的灌溉，農作物需要的養分和水都能夠及時地補充，而且浪費的要少。在園林灌溉中也開始不斷嘗試運用。微灌的灌水率要比噴灌高的多，高達百分之九十多。微灌不同于噴灌與地面灌，它只是局部的灌溉，但是水的利用率要高的多。它的劣勢是工程投資比較高，所以并沒有被廣泛的投入使用。所以要想使其發揮作用就可以將其和噴灑灌溉結合使用，這樣既可以節水又降低了成本投入，同時還可以形成不同的景觀效果，一舉三得。

微灌還可以分為滴灌和滲灌。滴灌就是一滴一滴這樣的灌溉，它比較節水節能，將管網延伸到地面上，這樣就有效的保持了作物在需要水和養分的時候能夠及時送到而且不浪費。大大提高了利用率，損耗也比較少。現階段，滴灌技術主要用于名貴植物的灌溉，在其他地方運用是比較少的。還有一種就是滲灌，這是現今大家所認可的最經濟、最節水的灌溉方式，它是把透明管道埋在地下，然后通過這個管道把水和養料輸送到植物的根部。它不存在其他灌溉方式的水土流失和水的浪費問題，與此同時，滲灌還能促進土壤的疏松，提高土壤肥力從而提高農作物的產量，所以這種灌溉技術得到大力的推廣，不斷增加其在農業灌溉中的運用。但是在城市灌溉中還沒有大規模的實施，以后可以有這方面的拓展，增加這種灌溉方式的覆蓋面，達到節能節水的目的。

3.結語

因為我國正處于經濟飛速發展的特殊階段，無論是生產還是生活都需要大量的水，所以必須得提高水資源的利用率，在灌溉方案的設計時，一定要優化節能節水的功能，最大程度發揮水的灌溉作用。節水灌溉的能力不斷增強，設備不斷更新，方法不斷進步，選擇專業的人員進行優化設計和施工操作，從而提高灌溉系統的灌溉率，提高水的利用率，也緩解了工作人員的工作壓力，從而保證灌溉的預期效果，最主要的是達到合理利用水資源的目的，實現可持續發展。

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Abstract: The energy problem is concerned by the countries all over the world. In the world's total energy consumption, building energy consumption accounts for about 25% -40%. In current years, there is a rapid development in China's construction and the total amount of construction continues to rise, along with the sharp rise of building energy consumption. And building energy efficiency is also the key issue need to consider by China. Optimized design is the foundation of the building energy efficiency. This paper will briefly introduces and analyzes the impacts on building energy efficiency brought by the construction planning, architectural form, energy-saving measures, and put forward the suggestions for promoting building energy efficiency.

Key words: rational planning; architectural form; energy-saving measures; promotion suggestions

中圖分類號：TU201.5文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

一、優化設計對建筑節能的影響

1、建筑方案的合理性對建筑節能的影響

(1)合理規劃布局

在前期規劃階段，建筑物的配置應具有一定的前瞻性，適應社會發展的需求，避免重復建設；建筑物的布局應綜合分析區域氣候特征，充分利用有利的氣候條件和防御不利的氣候因素；應注重建筑物的朝向、布局、體型、間距、綠化配置等因素對節能的影響，建筑物應選擇南北向或接近南北向，避免東西向，選擇避風地段，以獲得較好日照，同時減少熱量的散失；應注重通過改善建筑周邊的微氣候來改善建筑室內熱環境。沒有合理規劃的建筑將是“先天不足”的，要達到節能要求勢必要付出巨大的經濟代價。

(2)合理控制體型系數

節能建筑的形態要求體型系數小，在選擇建筑形態時不宜凹凸太多，力求平整、簡潔，減少建筑物的外表面積。建筑組合時應盡量避免體量相差較大的建筑相互拼接，減少建筑外墻的臨空面積。建筑體形系數越小，建筑采暖能耗、空調能耗也隨之減小。

2、節能措施運用對建筑節能的影響

(1) 建筑圍護結構的節能措施

建筑物的能耗是由其圍護結構的泠風滲透和熱傳導兩方面造成的。對建筑墻體、屋面、門窗采用合理的節能措施對減少建筑能耗至關重要。通過在墻體增加一層或幾層輕質的絕熱保溫材料來改善整個墻體的熱工性能，達到保溫效果的同時，控制墻體厚度，減輕結構自重。合理控制窗墻比，提高門窗的氣密性，優先采用節能型窗框和節能玻璃技術，有效減少傳熱量。門窗節能主要從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽能輻射三方面進行。屋面通過設置保溫層，或結合種植屋面、通風屋面、架空屋面的使用改善熱工性能。建筑外遮陽設施的設置，對于調節日照、節約能源具有重要作用，開窗面積越大，遮陽要求越高。

(2) 建筑設備的節能措施

優化建筑本體節能設計的同時，提高建筑耗能系統的效率，推動建筑設備新技術的運用，加大可再生能源的利用，對降低建筑節耗，節約能源有著重要意義。建筑的運行是一個長期過程，建筑運行成本太太高于建設過程中所需要消耗的直接成本。以住宅為例，根據計算顯示，到了2020年，我國的建筑消耗的電達到19430億度，這比三峽發電站34年所發的總電量還要多。所以，我們必須從一個建筑的全周期角度來進行優化設計。通過提高蓄能技術、余熱回收技術、可再生能源技術的推廣利用，進而節省能耗。避免在后期的使用過程中可能會消耗更多的能源，得不償失。

二、對優化設計的建議

1、主管部門要整體監控 現在，節約能耗已經成為了全世界都在關注的問題，尤其是我國，本身的能耗就比發達國家要多，所以我們更應該加強節約能耗的工作。為了這項工作的順利進行，應該由政府部門采取適當的強制性的手段來執行。針對具體的問題制定一些規章制度，用法律來強行要求。因為現在很多施工的單位并沒有意識到節約能耗的重要性，所以在設計的時候僅僅考慮眼前的個人利益，針對這樣的情況，就需要我們有明確的條例去約束。

我們可以利用主管部門的職能，來總結一些經驗、推廣一些標準的設計、公布一些技術經濟的指標等等，為優化設計提供良好的服務。一些新建的建筑一定要出具建造耗材的經濟指標、采暖需要的能量、建筑能耗的核心值以及建筑熱損失的計算結果，尤其是建筑的結構的熱損失計算的結果。建筑能耗總量以及建造的能耗值只有在滿足節能標準的前提下，才允許開工以及竣工驗收。在竣工的時候，建筑開發商一定要出具相關部門簽發的一份“能源消耗證明”。

2、政府要協助優化設計 在國家相關的部門制定了一系列的規章制度之后，政府要給予大量的支持，這樣才能更有效的開展節約建筑能耗的工作。政府可以制定一些措施，對在建筑設計中在節約能耗方面做的好的單位或者個人給予一定的獎勵，例如減免稅負或者創造一些優惠政策等，這樣可以調動大家的積極性，使優化設計節能工作順利進行。 3、大力宣傳優化設計我們都知道，任何一個工作的開展都不是靠一個人的努力就可以的。尤其是節約能源這么一項長期而艱巨的任務，更不是靠一部分人就可以完成的。而事實證明，用法律來限制效果也是有限的，所以我們必須從根本上扭轉人們的錯誤意識。這就需要我們來做大量的宣傳工作，讓我國的每一個公民都了解目前我國的能源消耗情況，使他們意識到能源緊缺將給我們帶來的后果，這樣每一個人都在平時的生活和工作中，以節約能耗為前提，才能真正從根本上解決能耗問題。

結束語：自改革開放以來，我國的經濟就在以驚人的速度前進著，經濟的發展消耗了大量的能源，所以節約能耗成了我們目前面臨的最緊急的問題之一。建筑耗能和工業耗能以及交通耗能已經成為我國三大耗能大戶，尤其是建筑能耗，約占我國總能耗的28%，所以，建筑節能已經是迫在眉睫了。優化設計是節約建筑能耗的最有效的途徑，因此，我們一定要改進設計方法，從項目的總體上來考慮，綜合計算建造的直接能耗以及后期的使用能耗，最終確定最合理的設計方式，以保證國家的能源安全，為實施可持續發展奠定基礎。

參考文獻：

王琳城市住宅建筑節能設計，建筑設計管理，2010年02期

篇（5）

隨著建筑業的不斷發展，當中的電氣節能設計工作也越來越重要。因為在實際的電氣設計當中，受到很多因素的限制，建筑電氣節能設計存在諸多不足。很多建筑的電氣能耗還是相當高，導致了大量的資源和資金浪費，還在很大程度上增加了經濟負擔。所以，必須結合建筑物的實際情況，進行適當的電氣節能設計，以便有效降低電氣能耗，爭取資源的節約。

1.建筑電氣現狀

某三甲醫院共有內科大樓、門診樓、急診樓、醫技綜合樓等建筑單體5個，因為醫院建筑中，醫療電氣設備多，每一天都需要耗費很多電量，而且因為原先的電氣設計不夠合理，造成了很大的電力浪費。所以，特此按國家對醫療建筑的改擴建要求，接業主方委托，逐步對其建筑進行改擴建設計，其中具有代表性的新建醫技綜合樓（地下3層，地上15層，總建筑面積2.1萬），

主要功能為醫技設備、門診、住院部）在2009年設計完成，2011年投入使用。

2.電氣節能的優化設計

2.1變配電房設置情況

在地下二層設置了10/0.4kV變配電房，靠近電氣豎井，這樣可以減少配電半徑，既減少電力電纜的一次投資，又降低線路損耗。兩路10kV高壓進線由市政電網引入（10kV系統南供電局進行設計），設置了3臺干式變壓器，其中，1變壓器：500kVA，專供一層醫技設備用電（含l6排CT機50kW、腸胃機50kW、大型C臂X線機50kW等），均采用放射式供電；2、3變壓器：630kVA，供其他動力、消防設備、照明用電，且互為聯絡。該大樓采暖、制冷采用屋面風冷熱泵機組形式。

2.2具體節能優化設計

（1）供配電系統節能設計

供配電系統節能設計作為整個建筑電氣節能的關鍵步驟，設計人員必須結合用電設備特點、負荷等級、用電負荷容量及分布等內容，來開展供配電系統的設計：首先，要保證系統簡單可靠。供配電系統應該簡單可靠，配電級數不能過多，同一用戶內高壓配電級數不能多于兩級，低壓配電級數不能多于三級，以降低電能損耗。如果是兩路進線供電系統，最好采用兩路電源同時運行的方式，從而降低線路損耗。其次，合理選擇供電電壓。通常情況下，電壓越高，損耗越小。如果用電設備總容量超過250kW或變壓器容量超過160kVA最好用10kV供電。通過合理選擇電壓等級，從而實現節能的目的。再次，減少線路損耗。變電所應該盡量接近負荷中心，縮短低壓供電半徑，降低線路損耗，提高供電質量。一般應該將低壓供電半徑控制在150m以內。最后，應該選擇合適的電纜。在選擇電纜時，應考慮準確的載流量、電壓損失、短路電流熱穩定等指標，根據電流密度和供電需求，選擇合理的導線截面，以便降低電能損耗。

（2）變壓器節能設計

要想變壓器做到真正的節能，設計時要采取相應的措施，提高變壓器運行效率，降低損耗。具體而言，就是要從變壓器自身結構、材質等方面采取相應的措施。第一，合理選擇變壓器數量與容量，合理調配電壓負荷，使變壓器在能耗較低的狀態下運行。第二，選擇節能型變壓器。這是實現變壓器節能的重要措施，其運行效率高，損耗低，能夠起到明顯的節能效果。所以設計時，應該選用10型及其以上，非晶臺金變壓器。

（3）照明電路節能設計

首先，要充分利用自然光。其次，應選用高效節能光源及低能耗、性能優的附件。按國家節能設計及審查要求，除特殊場所外，均不得采用白熾燈：應根據建筑使用場所，合理選用T8、T5、LED燈具；燈具附件的節能也相當重要，公共建筑的熒光燈宜選用帶有無功補償的燈具，緊湊型熒光燈具應選用電子鎮流器。氣體放電燈宜采用電子觸發器。

公共場所、公共走道等采用照明分組集中控制方式。如對醫院住院部樓層的公共走道，可在護士站集中分組設置開關，這樣既便于管理，也節約運行費用；對門診、急診樓等的公共區域，可采用i―bus及類似系統進行分時、分組調節及程序控制。室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關；辦公樓、住宅樓的走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可采用節能自熄開關；對醫療建筑的樓梯間及走道，由于使用人員較多，不建議采用聲控節能自熄開關。

（4）空調系統節能設計

本工程中一共使用三臺水泵，春秋季節只用一臺，備用兩臺，夏季高峰時常用兩臺，備用一臺；一臺變頻器只拖動一臺水泵運行，且可以以人工方式切換，其他可通過人工方式啟動到工頻運行。設計使用3臺水泵電機選配l臺變頻器。工作時可選擇任意一臺水泵做主泵、由變頻器直接拖動變頻運行；其余兩臺水泵做輔泵、由人工依據制冷特點相應進行啟停控制，使電機工頻運行。

在中央空調系統設計時，冷凍水泵、冷卻水泵的電機容量是根據建筑物的最大設計熱負荷選定的，都留有一定的設計余量。

圖1空調機組冷卻水泵和冷凍水泵改造結構

在中央空調系統中接入變頻節能系統，利用變頻技術改變水泵轉速來調節管道中的流量，以取代閥門調節及回流方式，一般節電率都在30%以上。

2.3設計數據與實測數據比較

該工程為綜合樓，近3年的使用（每天工作時間為8：00～12：00，13：30～l7：30）情況為：門診病人多且住院病房（共8層住院部）基本均滿員，部分時候還有在走道上加床的情況，滿負荷運行時間較長。筆者對夏季、冬季用電高峰期、低谷期配電房各變壓器后進線柜工作電流數據進行采集，再對應設計時參照相關設計手冊中的同期系數計算出的計算電流。發現存在較大差異。

設計時。變壓器容量選取與電力負荷相適應，使其工作在高效低耗區內。綜合初裝費，變壓器、高低壓柜、土建投資及運行費用，又要使變壓器在使用期內預留適當的裕量，變壓器最經濟節能運行的負荷率一般在75%左右比較合理。而設計負荷率往往是設計師按設計容量、設計手冊中的相關系數計算而得的，與實際的負荷率相差較遠，具體見下表1。

表1變電所1#、2#、3#變壓器工作電流和負荷率

變壓器 計算容量 計算電流 夏天上午九點高峰期電流 夏天晚上九點低谷電流 冬天早上九點高峰期電流 冬天晚上低谷電流

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

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

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

從這些實測數據可以看出.隨著時代變遷，建筑物內的各種電器產品運用廣泛，設備容量大幅上升，設計人員必須充分了解現代化建筑內設備的同期使用情況，再結合現有設計手冊的相關數據進行計算，才能確保建筑的真正節能優化設計。

篇（6）

據預測，至2015年底，我國老年人口將達到2.16億，約占總人口的16.7%，且2050年是我國老齡化的高峰時期，老年人口將占據總人口的1/3。對于社會人口結構發生的巨大變化，我國政府應大力倡導加大養老服務能力的建設力度和創新養老服務模式的國策。老年建筑設計中，雖然老年人對建筑的使用最敏感、時間最長、最頻繁，但其建筑需求卻往往在設計中被忽視。因此，優化老年建筑的采光和節能設計勢在必行。

一、老年建筑采光節能的重要性

1、老年建筑的能耗特點

美國相關調查研究表明，老年護理機構建筑的單位能耗大約是普通建筑的兩倍。而老年建筑具有高能耗的原因是：第一，使用老年建筑及其護理設施的時間相對較長，往往是全天候使用。但普通建筑主要在早晚使用，而周末的使用時間會增加。老年人對室內的光照需求約為青年人的2倍-3倍。第二，為了符合舒適的要求，老年人對環境溫度具有更加嚴格的要求，對房間的溫度也有不同的要求。第三，老年人更加需要室外新風。

2、全球建筑采光節能設計的趨勢

現階段，能源短缺已成為世界各國面臨的嚴峻問題，使得節約能源成為全球性問題。而世界上大約30%的能源都消耗在建筑建設中，長期如此，將會嚴重阻礙世界經濟的長遠及可持續發展。所以，21世紀面臨的問題主要是能源問題。

自進入21世紀至今，我國城鎮建筑的規模及面積明顯增加，且增加速度比上世紀90年代明顯加快，而十一五期間，我國總建筑面積增長了85 億O，截至2010年底，我國總建筑面積為453億O，而其總能耗占2010年中國總能耗的 20.9%，其中生物質能和建筑商品能耗總和為8.16億tce。因而就建筑設計而言，體現節能技術、綠色環保、能源服務及可持續發展的設計理念，是全球未來綠色發展的主要趨勢。

二、適合老人居住建筑的物理環境

1、光環境和照度

光環境是建筑物理環境的一部分，老年人對光環境具有特殊的需求。由于老年人的年齡不斷增長，使其人眼部的視覺神經和晶狀體逐漸老化，進而減少了視網膜中的有效光量。所以，為了舒適和看清東西，老年人通常需要高于青年人2-3倍的照度。光線不足會導致老年人視力下降、跌倒或碰撞。此外，老年人適應光環境變化的能力較弱，所以，應增強建筑入口處的白天照明強度，以便于老年人適應建筑室內外不同的照度。同樣，應減弱建筑入口處的夜晚照明強度。除此以外，其他建筑室內環境的光照度應為300 Lux，雖然這個數值與普通辦公建筑照度相當，卻遠高于普通的住宅建筑。而老年建筑終另一個照明設計重點為眩光控制，由于老年人對眩光非常敏感，以致眩光會造成老年人暫時失明。

2、熱環境和溫度

相關研究者也研究了老年人較為舒適的溫度。人工氣候室的實驗表明，不同于青年人21.9℃的最佳熱舒適溫度，老年人的為23.1℃，高于青年人的 1.2℃。老年建筑的實地調研表明，就老年人的熱舒適溫度而言，夏季為25.2℃，冬季為23.2℃。同時還發現，80%的老年人能接受23.2℃～27.1℃的熱環境溫度，而青年人可接受的熱舒適溫度范圍為23.0℃～28.6℃，相對而言，老年人的接受范圍更窄。因此，應高度重視老年建筑的防熱和防寒問題。但人體感知熱環境時，還受到身體健康狀況、氣候環境、衣著習慣及生活習慣等因素的影響，因而還需進一步驗證、探索適合我國老年人的最佳室內溫度。

三、老年建筑采光節能的優化設計方法

在上海市楊浦區長白街道養老院的設計中，具體體現了采光節能的優化方法。

建筑總平面圖（陰影部分）

1、分析氣候

采光節能設計中，首先要分析地區氣候，以尋找最合適的節能措施。該設計將上海市作為研究對象，利用Climate Consultant氣候分析軟件，將氣候數據轉變為圖像，以便為建筑的采光節能設計提供依據。相關人工措施研究表明，上海全年可滿足人們舒適需求的時間只占總時間的6.6%，采取遮陽措施之后，舒適時間可增加10.6%。

2、日照計算

根據國家及上海市的規劃條例，養老院冬至日滿窗日照不小于3小時，由于養老院是結合附近的楊浦區動遷安置房（益暉新苑）一起設計。而且周邊建筑情況復雜，通過天正日照軟件，模擬了周邊環境，滿足了養老院的一年最不利的日子（冬至日3小時）。

3、模擬能耗

設計建筑方案的主要部分是能耗模擬，該設計使用PKPM能耗模擬軟件，為建筑空間賦予各種建筑信息。模擬老年建筑能耗時，應不斷調整使用時間、溫度設定及照明能耗等，以便準確模擬其使用情況。此外，還應實施局部模擬，以便推敲細節，例如，遮陽形式及開窗形式等。而輸出的模擬結果就是建筑的設備、采暖、照明及制冷能耗。

4、采光建模

有效提高建筑的自然采光的方法是采光建模。該設計使用PKPM采光模擬軟件，具體分析了各種采光類型。這種方法適合研究平均采光，并能及時估算照明節能。此外，還可分析眩光，進而從各方面分析、優化建筑的采光節能設計。

三、優化老年建筑設計的策略

加強老年建筑節能，提高其舒適度的策略包括：在建筑的南向選用普通玻璃，其他方向選用Low-e玻璃，以便獲得更多的太陽能；為建筑的圍護結構保溫性能，以減小室內溫度波動，重視防潮層設計；增設控溫裝置；采用感應裝置，以減少建筑的無用能耗。

優化老年建筑采光設計的策略有：盡可能從多個方向將光照引入室內，確保室內光線均衡分布；以反光板反射的方式使陽光照射到屋頂或垂直墻面；分開窗戶的觀景和采光功能，即高窗采光、低窗觀景，并保證低窗能充分遮陽；采取可調節且易于老年人操作的遮陽措施，以滿足各時間段的照度需求；充分發揮窗戶的隱私性和聲學特性；在建筑室內外的交界處設置光線過渡區；綜合設計人工照明和自然采光，并采用光控的照明設備，以節省能耗。

結語

綜上所述，當今社會需要迫切解決的問題就是老齡化問題。因此，建筑設計師應持有高度的使命感和責任心，在支持、關心研究老齡化問題的基礎上，不斷提高老年人的居住質量，以滿足老年人的心理和生理需求，并在設計中充分體現人文關懷，進而展現老年建筑的巨大魅力。

參考文獻

篇（7）

隨著現代建筑飛越發展，玻璃幕墻作為現代化建筑的主要護結構表現形式之一，在各個地區均被廣為利用，因此其設計不僅要滿足建筑美學和建筑功能的要求，而且要更多地考慮熱工設計，充分體現當前國際上流行的建筑設計三大原則：“開放與交流、舒適與自然、環保與節能。”如何定量地分析和改善玻璃幕墻的節能和提高效益就顯得非常重要。

1 規劃設計優化

幕墻的設計應科學合理，避免玻璃幕墻帶來的光反射污染，不要將幕墻建筑安排的過于集中，不面向居民樓設置玻璃幕墻，限制在并列的或相對的建筑物上采用全部玻璃幕墻。在丁字路和居民區20m以下高度不采用大面積，高反射率的鍍膜玻璃。玻璃的陽光控制膜有低輻射、吸熱等不同數值可供選擇，如反射率在8%～70%之間變化，可根據使用要求來調整。落地幕墻可采用在墻角布置綠化遮擋熱量，也可改用反射率低的鋁板、石板材等。

2玻璃幕墻的面積和朝向

一般情況下，玻璃的邊長比宜為（1.2～1.5）∶1，不宜大量劃分正方形和1∶2以上的狹長矩形，通常玻璃原板的尺寸為212～214m寬，313～316m長，劃分玻璃時要盡量利用玻璃原板，減少邊角余料，一般要求材料的利用率在80%以上為好。

在滿足要求的前提下，應盡量減小幕墻的面積。朝向不同，會引起太陽輻射得熱量的不同。一般，幕墻朝南較其它方向為優，建議盡量避免幕墻朝西，幕墻朝東的情形與幕墻朝西的相同。幕墻朝北則因采光欠佳，而且冬季太陽輻射得熱量較小，所以應該慎用。

3 玻璃選擇

玻璃是幕墻和門窗中難以替代的最重要材料，雖然玻璃技術的進步提供了許多選擇，但是將采光為主的玻璃放到有多種功能要求的幕墻中，問題并不簡單。玻璃對節能的貢獻不容忽視，玻璃的節能歸根到底離不開玻璃本身所具有的反射、透射、散射以及聚光特性。對光線反射、折射、散射和聚光的應用將對室內光線的均勻分布及避免陽光眩光、防止熱輻射起重大作用。

目前采用較多的是單層反射玻璃和雙層玻璃。單層反射玻璃反射30%的太陽輻射熱。IN TERPANE提供的鍍膜熱反射玻璃IA108可達到37%。雙層玻璃則更勝一籌。兩者的優劣比較見表1。目前幕墻設計中，對玻璃幕墻的初投資較為重視，而對其它項考慮不足，如果能綜合考慮上述各項，權衡利弊，就可以做出明智的選擇。

在雙層玻璃窗中充空氣和氬氣，節能效果也可得到大大提高。可采用潔凈空氣雙層玻璃窗、潔凈氬氣雙層玻璃窗、潔凈高得熱系數的空氣雙層Low-E（e2=0.1）玻璃窗、潔凈高得熱系數的氬氣雙層Low-E（e2=0.1）、潔凈低得熱系數的空氣雙層Low-E（e2=0.04）、潔凈低得熱系數的氬氣雙層Low-E（e2=0.04）等技術。

4 玻璃幕墻保溫材料選擇

為節省造價，達到節能目的，選擇良好隔熱保溫材料是非常重要的。材料的保溫隔熱性能好壞是由材料導熱系數的大小決定的，導熱系數愈小。保溫、隔熱性能愈好，玻璃幕墻保溫材料主要有4種。

（1）巖棉及其制品：以精選的玄武巖或綠巖為主要原料，經高溫熔融制成的人造無機纖維。防火效果好，可耐8000℃高溫。

（2）礦棉及其制品：是利用工業廢料礦渣為主要原料，經熔化采用高速離心法或噴吹法工藝制成的棉絲狀無機纖維。

（3）玻璃棉及其制品（玻璃棉毯或玻璃棉板）：是以硅砂、石灰石等礦物為主要原料，經熔化將熔融玻璃液制成的無機纖維，可將氈或板表面涂上黑膠或粘附一層黑色的玻璃纖維氈加固，適用于商業、工業和公用建筑玻璃幕墻，其保溫隔熱效果比巖棉更好，這種材料可以防止結露、減輕墻體重、增加使用面積、節約能源、增強舒適度、美觀實用、保護主體結構、隔音、防火等，但不耐高溫。

（4）聚苯乙烯泡沫塑料板（聚苯板）：是以聚苯乙烯樹脂為基料，加入發泡劑等輔助材料，經加熱發泡而成的輕質材料。以上材料具有容重小、隔熱、吸聲、導熱系數低、不燃、化學穩定性好等特點，均適用于圍護墻的保溫。

5 幕墻框架材料選擇

幕墻框架的材料主要是鋁合金擠壓型材。對隱框幕墻而言，重點考慮玻璃及其密封膠縫材料的節能性。而對于明框玻璃幕墻和半隱框玻璃幕墻，由于其金屬框架的構件完全或部分顯露于面板的外表面，這勢必引起熱傳導。為了減少鋁型材的熱傳導，達到隔熱保溫效果，宜采用“隔熱斷橋鋁型材”，即兩個鋁型材中間加入低導熱的非金屬隔離物，可得到優良的隔熱、隔冷性能的鋁型材。斷橋鋁材的內外兩面，可以是不同斷面型材，也可以是內外不同色澤的型材，兩個型材中間是隔熱材料。斷橋鋁材分2種類型：①穿熱條式斷橋鋁材，是在不同兩條鋁材中間插入隔熱條再滾壓成斷橋鋁材。②灌注式斷橋鋁材，在鋁型材的腔本部分滋注隔熱材料，然后再切掉原型材灌的兩個邊，而形成斷橋。

總之，玻璃幕墻的設計應當遵循以下原則：（一）科學性：需綜合、全面權衡各因素，充分考慮其功能、性能等諸多方面，合理選型（幕墻的形式和窗墻面積比）、選材和構造。幕墻的傳熱系數由建筑物的外形和所處地區的氣候條件、型材的傳熱系數和玻璃的傳熱系數等綜合確定。（二）適用性：結合環境因素與項目的具體情況，參照標準規定與地方要求，認真落實國家、省有關節能政策，同時要處理好建筑低能耗與高舒適度的關系。（三）經濟性：建筑玻璃幕墻只是建筑圍護結構的一部分，只是建筑節能的一個方面，節能的考慮需全盤考慮，只有達到節能與經濟的統一才能體現節能的作用與價值。原則上講，建筑幕墻節能設計需要建筑師與幕墻設計師（護）、暖通工程師（空調采暖）、室內設計師（采光）等充分協商，盡量達到各方面的統一。

參考文獻

篇（8）

關鍵詞 ： 建筑節能設計軟件最優節能方案

Case Study - Optimized energy-saving design of residential building

ZHANG Yongwei

（China Academy of Building Research Shanghai Branch，shanghai，200023）

Abstract: Designed a construction energy-saving plan for a single residential building in Shanghai by using the building energy calculation analysis software - PBECA2012, while calculating simulation analysis its compulsory Index and overall dynamic building energy consumption to reach the optimized building energy-saving plan.

Keywords:Building energy-saving design, Software, Optimized energy-saving plan

0 引言

建筑節能設計對廣大設計人員來說已不陌生，但是仍然有許多問題纏繞著設計師：建筑節能設計建模花費時間消耗精力，節能方案確立不夠合理等。 如何簡便設計既適合各地實際情況而又符合節能規范的節能方案進行節能計算分析，PBECA2012這款高效智能的建筑節能設計分析軟件來為我們提供了一條便捷的通道。

1 建筑設計說明資料

結合設計單位所提供的建筑設計施工說明，可獲悉以下建筑節能計算所需資料：

該建筑單體坐北朝南，建筑層數為14層，建筑結構類型為剪力墻結構，墻體采用200mm厚的鋼筋混凝土，在單體的南向設計有凸窗。

以上資料也是在進行建筑節能計算前必須要了解的信息，以此為下一步的設計提供參考。此項目的節能設計目標為計算分析確定最適宜的節能設計方案，確保滿足現行的建筑節能相關設計規范要求。

圖1建筑平面圖

2 計算模型和最優節能方案

2.1計算模型智能化建立

初步分析了現有的節能資料后，筆者著手對建筑單體進行生成模型、編輯和節能方案的選擇。

建筑節能計算模型的準確性是非常重要的，計算模型涵蓋了建筑體形的細節、開窗大小和位置、房間功能區的劃分等。建筑節能設計分析軟件PBECA2012是基于AutoCAD平臺上開發的，在模型轉換和編輯功能上有了很大提高，并能處理多種復雜建筑體形情況和多種構件設計情況，更加貼近建筑設計師的使用習慣，也更能體現建筑物的原有形態。智能化設計是PBECA2012軟件應用的顯著特點，軟件注重計算模型準確性診斷功能，在建模過程中智能化交互提示使用者完成計算模型準確地建立和編輯。即使剛接觸軟件的人員也能夠完成建筑的節能設計。

圖2 智能觸發機制提示

圖3智能墻線修正

圖5 模型三維圖

計算模型建立之后，需要標注房間功能類型和分戶墻，對于居住建筑來說，在計算分析之前需標注臥室和起居室以及每個戶型之間和戶型與公共部位之間的隔墻。

2.2最優節能方案專家型選擇

該住宅單于上海，因此需滿足《上海市工程建設規范-居住建筑節能設計標準》（DGJ08-205-2011）的要求。PBECA2012軟件具有節能方案的專家型選擇模式，可以幫助建筑師快速智能地確定最適宜的節能方案。其確定方法為由工程設計人員輸入一些附加條件，然后由軟件根據模型信息和附加條件的判斷，推選出圍護結構推薦系統，再通過自動選擇和手動選擇的方式，確定最終的適宜性方案。

圖6 方案確定流程

筆者完成了計算模型之后，輸入了建筑設計計算資料中相關的建筑結構類型、外墻飾面類型以及根據施工周期和預期的造價條件，軟件根據附加條件結合模型所具有的建筑層數、窗墻面積比、體形系數等信息，獲得推薦的圍護結構體系。

圖7 方案選擇

選擇方案或進行必要的編輯后，可進行方案分析計算，并直接查閱報告。軟件也提供與方案構造相關的造價優化，并對方案進行缺陷分析，詳細顯示計算工程各功能房間的空調負荷、采暖負荷和總負荷，并顯示彩色分布圖。通過數值分析，平面分析及三維分析對設計建筑的總體能耗和各個普通層乃至任意一個房間進行能耗分析，通過對不同朝向或不同房間的分析，得到各圍護構件所占耗能比，從而可以讓用戶對設計建筑的能耗和某個構件的能耗一目了然，方便找到保溫性能最差的圍護結構，有針對性地進行優化設計，更快捷的進行調整節能設計方案。

圖8 方案分析

圖9 缺陷分析

軟件中收集了建筑節能節點圖集及《全國民用建筑工程設計技術措施節能專篇》（2007年）中的全國建筑節能構造和常用材料，并收錄了各種高中低檔體系價格，適用范圍和施工周期等關鍵參數構成數據庫，以此結合計算模型所選城市相應的節能規范條文和模型的數據信息，最終篩選出適宜的節能方案。

圍護結構體系可采用自動選擇和手動相結合的方式，自動選擇一般是以造價作為唯一的判斷標準，手動選擇可幫助實現特殊修改，有針對性地實施節能方案，筆者根據上海地區的實際情況，結合自動選擇和手動選擇最終確定了節能設計方案：

屋面類型1：細石混凝土(內配筋)（40.0mm）+泡沫玻璃（100.0mm）+水泥砂漿（20.0mm）+1：8水泥加氣混凝土碎料實鋪(屋面找坡)（40.0mm）+鋼筋混凝土（120.0mm）+石灰石膏砂漿（20.0mm）

屋面類型2：細石混凝土(內配筋)（40.0mm）+泡沫玻璃（100.0mm）+水泥砂漿（20.0mm）+鋼筋混凝土（120.0mm）+石灰石膏砂漿（20.0mm）

外墻類型：無機保溫砂漿（40.0mm）+鋼筋混凝土（200.0mm）+無機保溫砂漿（20.0mm）

底面接觸室外空氣的架空或外挑樓板：石灰石膏砂漿（20.0mm）+鋼筋混凝土（110.0mm）+無機保溫砂漿（40.0mm）

分戶墻：石灰石膏砂漿（20.0mm）+鋼筋混凝土（200.0mm）+石灰石膏砂漿（20.0mm）

分戶樓板：水泥砂漿（20.0mm）+鋼筋混凝土（110.0mm）+水泥砂漿（20.0mm）

外窗(含陽臺門透明部分)：隔熱金屬型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面積≤20%，(6mm透明+12空氣+6mm透明)，傳熱系數3.20W/m2.K，玻璃遮陽系數0.86，氣密性為6級，可見光透射比0.71

凸窗：隔熱金屬型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面積≤20%，(6mm中透光Low-E+12空氣+6mm透明)，傳熱系數2.40W/m2.K，玻璃遮陽系數0.50，氣密性為6級，可見光透射比0.62

天窗：隔熱金屬型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面積≤20%，(6mm中透光Low-E+12空氣+6mm透明)，傳熱系數2.40W/m2.K，玻璃遮陽系數0.50，氣密性為6級，可見光透射比0.62

戶門：木或塑料夾層門(空氣間層厚度不小于40mm內襯鋼板)，傳熱系數2.47W/m2.K

3 節能計算模擬分析

計算模型基礎計算數據結果

采用最終確定的節能設計方案進行建筑節能計算分析，軟件以《上海市工程建設規范-居住建筑節能設計標準》（DGJ08-205-2011）為判定依據。

對于該建筑單體，軟件確定的節能方案很好地滿足了規范要求，避免了在設計時反復設計復算、查閱規范圖集，同時也為更好地完成同類設計積累了經驗。對于圍護結構有未滿足節能設計標準的，可采用“對比評定法”進行建筑節能設計綜合評價。

根據《上海市工程建設規范-居住建筑節能設計標準》（DGJ08-205-2011）的規定，居住建筑動態計算的判斷依據要根據不同的建筑類型采用不同的判斷方法。軟件可根據建筑層數自動識別多層建筑、低層建筑、高層建筑；根據用戶選擇的建筑類型，自動按照下列要求進行動態計算和判斷：

進行圍護結構節能動態計算時的假想建筑稱為參照建筑，建筑進行圍護結構節能動態計算時，應當與參照建筑的采暖和空調年耗電量之和進行比較，其計算所得設計建筑的采暖和空調年耗電量之和應當小于參照建筑的采暖和空調年耗電量之和，即采用權衡計算對比法。

PBECA2012軟件延續了強大的DOE-2計算內核的計算分析功能，最終能耗模擬分析結果顯示，該居住建筑達到了節能設計要求。

冬季結果

設計建筑全年耗電量=28.69 (kWh/m2)

參照建筑全年耗電量=29.35 (kWh/m2)

篇（9）

由于我國不斷推進城市化進程，并大力倡導節能環保理念，使得智能化建筑得以推廣，且對智能化建筑電氣節能設計也提出了更高的要求。本文旨在論述智能化建筑電氣節能優化設計策略，以推動智能化建筑的快速發展。

一、智能化建筑電氣節能設計的必要性

目前，雖然風能、太陽能等新型能源已逐漸運用到建筑電氣工程中，但新型能源仍處于投入使用的摸索階段，以致新型能源在其使用性能等方面依然存在很多缺陷，而智能化建筑的主要能耗就是電氣能耗。相關統計證明，建筑耗能在我國的整體能耗中，占據相對較大的比重，而電氣能耗位居首位。因為我國近幾年才時興智能化建筑的相關節能技術，實踐經驗嚴重不足，且仍未有規范的建筑電氣節能設計標準，以致建筑電氣節能在其運行中存在很多不足，耗能量也相對較大。

由于國民經濟不斷發展，農業以及工業的生產規模逐漸擴大，這也在一定程度上增加了能源的耗能量，特別是建筑消耗，一直居于首位，并呈現出逐年遞增的趨勢，使得人們高度重視降低建筑耗能的問題。此外，能源消耗引起的環境污染越來越嚴重，且已嚴重威脅到人們的日常工作及生活。為了改善生活環境，提高人們的生活質量，優化建筑電氣節能變得更加重要。

二、智能化建筑電氣節能設計準則

1、節能應優先尊重環境保護

由于能耗會帶來環境污染，使得人們越來越重視環境，節能優化要以環保為核心。建筑節能設計的目的是實現綜合效益及提高能源利用率，有效利用先進技術，選擇安全可靠、節能環保及經濟適用的優化方案。此外，還應選擇合適的節能設備，并嚴控節能成本，以確保在預期成本范圍內，實現最佳節能效果。

2、節能應在確保建筑基本功能的情況下開展

智能化建筑是為了給人們提供更好、更完整的生活服務而開發的，所以在節能優化時，必須考慮節能設計是否會影響建筑的正常使用，例如，休閑娛樂設施及運輸通道暢通等節能設計的正常運轉。

3、節能應盡量減少能源損耗

優化建筑的節能設計時，應先總結和實現建筑基本功能無關的各種耗能方式，然后再結合建筑的實際情況，選擇合理的節能方式。無用耗能通常包括變壓器損耗及傳輸電纜的線路耗能等，這種耗能量相對較多，且對實現建筑功能沒有任何幫助，是利用建筑能源的一大損失。

4、節能應與實際的經濟效益相吻合

投入使用的節能技術應充分考慮其成本，不能為了追求節能、高效而一味加大投資，使得建筑的開發成本不斷增加。所以，電氣設計師在優化節能設計時，應著重考慮設備材料應用及節能方式選擇，以盡量實現成本控制及節能性能優化。

三、智能化建筑電氣節能設計面臨的技術問題

雖然我國關于智能化建筑電氣節能設計的投入很多，但其在實際的使用中仍未達到預期效果，仍然有很多急需解決的問題。比如，首先，質量安全監督不嚴謹，這是因為電氣工程師實施節能優化的過程中，技術應用方面仍缺少實踐性，以致建筑電氣中的節能技術的實用性較低。其次，使用設備時，智能化建筑缺少智能化、自動化的電氣設備及其他附加設施使用，且我國仍未有較為成熟的研究，所以實施優化方案時會因為使用設備受限制而不能發揮節能的最佳效果。最后，我國現階段在總體規劃智能化建筑電氣節能設計時，協調工作缺少綜合性，也沒有科學性的優化方案，以致真正實施節能設計時達不到預期效果，也未實現盡量降低能耗的目標。

四、智能化建筑電氣節能的優化設計策略

1、開發利用可再生資源

由于電能是不可再生的資源，那么其使用就有所限制，所以，開發利用熱能、太陽能等新型能源特別重要。建筑的節能設計，應充分考慮其可再生特點，以減少使用耗能大、功率高的設備，并消除對電能的依賴性；此外，智能化建筑電氣的設計裝修過程中，其墻體及裝飾物都可選擇新型環保節約型材料，以降低電能功耗，使其節能效果得以提高。

2、優化供配電系統節能設計

制定智能化建筑用電節能設計時，一定要整體把握用電設施的布局分配、負荷容量及功率大小等信息，以此為基礎，選擇恰當、合理的節能供配電設備，保證用電設備正常工作的同時，最大限度地降低能耗的損失。

因為供配電系統的主要損耗是變壓器損耗，那么節能優化設計就可從變壓器著手實施。首先要根據變壓器實際的負載情況，將負載在可控的成本范圍內進行合理分配，再選擇符合驅動負載能力的變壓器，以充分發揮變壓器的作用，盡量降低能耗損失；其次，還應將同一變電站的各變壓器進行并聯，讓其以并聯的方式進行工作，并按照其實際負載及時調整變壓器的投放量；最后，還可通過降低輸電線路的電能損耗來完成智能化建筑的電氣節能優化設計。相關統計數據顯示，線路的電能損耗在輸入電能中的比重約為4%，導致線路電能損耗的主要原因是線路導線截面及供電方式。節能優化設計的過程中，可選擇諸如鋁、銅材料等電阻率值比較低的導線，若符合經濟節約等相關要求，則可在負載量較大的建筑中選擇銅導線，在負載量較小的建筑中選擇鋁導線；此外，布局線路的過程中，應盡量減少導線長度，且需避免相對較彎的線路。

3、優化建筑的供水系統、電梯、空調機通風建設的電氣節能設計

設計建筑電氣時，不能忽略供水系統、電梯、空調及通風的用電量。選擇的電梯，其型號、功率應與其電機驅動相互匹配，并應盡量安裝在小機房內；通風設計，應結合風機等設備的參數，在考慮電能不同的需求量的情況下，選擇性價比相對較高且合適的設備；優化空調系統節能時，應充分考慮其功率高、耗電量大等特點，選擇環保、節能的水源熱泵式空調，因為其污染小且運行效率高，使用空調時，應設定合理的工作模式，以避免過度損耗電能；設計供水系統時，選擇的供水設備應無負壓作用，因為其節能環保并能凈化水質。

4、優化建筑照明系統節能設計

照明的用電量在建筑用電中占據的比重最大，所以可通過優化照明系統實現建筑電氣節能。建筑照明設施的用電量與其發光效率、照明方式、照明設備數量、照明時間、建筑總面積及設備功率等緊密相連，所以，優化照明系統：首先，選擇高效節能的照明設備，特別要選擇耐用、發光效率高及功耗低的光源設備；其次，選擇諸如觸發器、鎮流器等光源的附加元器件時，應優先考慮性能好、功耗低的設備；再次，照明時間的分配要合理，并利用聲音、光線等感應控制開關來控制照明回路，以防止照明浪費；此外，設計建筑時，應充分發揮自然光的作用，且門窗及玻璃的透光性要強，設計的照明系統電路也要以三相四線為主，進而最大限度地實現節能供電。

結語：

綜上所述，智能化建筑電氣節能設計是我國建筑電氣未來的發展趨勢。因此，智能化建筑電氣節能優化設計時，需綜合考慮各領域之間的關聯性，從環保、經濟等方面出發，設計節能環保并滿足人們生活需求的電氣方案，以體現智能化建筑高性能、低能耗的特點，真正實現經濟節約。

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doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.14.050

[中圖分類號]TU855；TU201.5 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2016）14-00-02

近年來，隨著現代信息技術以及建筑材料、工藝與技術的發展，智能化建筑發展迅速，規模不斷擴大，大大促進了現代建筑業的發展。但從當前智能建筑電氣節能設計來看，仍存在一些問題，比如耗能高、設計不合理等，直接影響節能效果。為此，必須對電氣智能化節能系統，比如：中央空調管控、能源管控、智能照明等系統，進行設計優化。本文重點探討這些系統設計的優化情況。

1 建筑電氣智能化節能基本概述

1.1 智能建筑

所謂智能建筑，就是應用現代通信、信息控制及能效管控等先進技術，把信息設備及應用系統、電氣設備管理系統、安全管控系統進行最優化組合，建立建筑自動化、辦公自動化及通信自動化等系統，為人們營造一個舒適、健康、高效、節能及低碳的建筑環境。智能建筑基于智能化控制系統對建筑的中央空調設施、給排水設施、供配電設施及照明設施等的電能參數、運行狀態、故障狀態、環境參數等進行實時監測與分析以及有效的管控。當前，我國智能建筑的相關節能系統技術、專業理論還不成熟，使建筑的智能效果難以發揮。

1.2 建筑電氣智能化節能

建筑的智能化管控在于創新智能化電氣節能技術，降低建筑內各種設施的整體能耗，使其高效運行。因此，電氣智能化節能是智能建筑建設的主要內容。當前，國內建筑電氣工程建設對于智能節能的認識通常是以降低能耗為出發點。原因在于現代建筑中，電氣能耗占整個建筑能耗的首位。所以，優化智能建筑電氣節能設計是創新和發展智能建筑的重要任務。如何對建筑內配電設施、給排水設施、中央空調設施以及其他設施等實現智能化節能是建筑電氣智能化節能技術的核心內容。

2 現階段我國建筑電氣智能化節能現狀

2.1 現狀分析

從現階段我國建筑能耗情況看，電力消耗占主要部分。太陽能、風能等是應用在建筑電氣智能技術中的最重要的新能源。當前，太陽能、風能等發電技術越來越成熟，這類電氣技術在諸多領域得到應用，特別是在智能建筑電氣節能優化設計中有著廣泛的應用，獲得了較理想的經濟及環境效益。我國在建筑電氣智能化節能的優化設計中仍存在諸多不足或問題，例如：在建筑電氣節能控制系統的設計中，一些技術工程師對既有建筑電氣節能技術未能全面分析，使設計、安裝等環節受到一定影響，導致一些電氣智能化節能系統不能正常運行，非但沒有達到預期節能效果，反而給用戶造成了困擾。

2.2 存在的問題

現階段，我國建筑電氣智能化設計中仍存在一些問題，具體表現在：①電氣智能化節能系統尚未建立全面、統一的協調管理機制，使電氣節能系統在使用過程中可靠性不高，運行不穩定；②電氣節能自動化基礎性設施不足，比如缺乏中央空調、給排水等設施，導致節能效果不顯著；③電氣智能化節能控制機制存在不足，控制方式和方法缺乏合理性，導致建筑設施無法實現更高效運行。

3 建筑電氣智能化節能設計優化

3.1 電氣智能控制優化

在建筑電氣智能化節能系統設計的優化中，智能控制系統是最為主要的內容，包括管理方式方法的改進和優化、控制策略的優化、智能控制裝置的優化以及網絡構建的優化等。

本文以中央空調控制系統的智能化節能設計優化為例，從管控產品設計的優化看，替代零散的配電與監控產品，采用驅動與智能一體化，可實現供電、驅動、測量、控制與通訊等必要功能一體化集成裝置，提高了產品的可靠性，降低了選型、施工、維護及保養的難度。從控制策略設計的優化看，不僅采用系統群控、還融入變頻調節、能效管控技術，對中央空調綜合能效進行分析，在滿足建筑需求的條件下，實現空調設備運行能耗最優化。從實施設計的優化看，采用強弱電一體化方式，取代了大量的線纜敷設、接線調試等現場施工、組裝、調試工作，大大縮短了施工周期，降低了施工難度。最后，從網絡設計優化看，依照建筑電氣工程的實際類型，明確拓撲結構控制網絡的作用，有選擇地應用總線、以太網、無線等綜合方式控制網絡，以此對中小型建筑電氣智能化節能設計予以優化，或應用分層多級網絡對大型建筑電氣節能智能化系統設計進行優化。通過對以上設計進行優化，達到了良好的降耗、節能、環保效果。

3.2 質量安全監控優化

電氣質量安全監控設計優化在建筑電氣智能化節能中有著重要地位，其可確保建筑電氣智能化節能系統的穩定、有序運行，同時可確保整個系統的安全。電氣質量安全監控設計優化，主要從以下兩個方面進行。①對建筑電氣智能化節能系統的保護措施予以改進和優化。例如：通過網絡啟動智能保護裝置，應用人工識別系統對建筑電氣質量安全予以有效監控，如此可及時發現和掌握存在的安全隱患，比如：建筑電氣系統某個地方短路，可通過系統迅速找到并識別故障部位，然后迅速通知管理人員進行排故。②對建筑電氣智能化節能的安全系統予以優化，主要包含視頻監控、門禁管控、數字及網絡視頻監控、入侵報警以及安全防范等系統的智能化節能優化。信息采集及處理是建筑電氣安全防范的關鍵，其主要應用現場總線布控技術、微機控制技術、智能調試技術等。建筑電氣智能化節能的安全監控設計優化對監控人員的專業水平和技術能力有較高要求。因此，在重視建筑電氣智能節能系統的設計優化及安裝的同時，需要對質量安全監控系統相關設備安全性進行重點監控，以提升建筑電氣智能化節能相關設備的質控系統效用。

3.3 照明及配電優化

在建筑照明智能化節能系統的設計優化中，需要應用現代節能性能良好的燈具，比如：采用聲控、光感、紅外、微波等技術的照明智能控制開關，可有效減少電能的浪費。此外，在設計建筑時需要充分考慮并充分利用自然光，可設置一定的采光井，以改善建筑的室內采光性。對于建筑內部照明設備而言，盡量設計采用節能燈具，在降低能耗的同時確保用戶的舒適性。最后，對智能照明系統予以改進和優化，例如：控制模塊自帶感光與計量功能，當室內光線不足時，控制模塊可自動對照明負載進行開閉控制，提高了響應實時性，系統也可遠程通過控制模塊對照明負載進行統一或局部的開閉控制，同時，系統將采集的耗電量進行電能統計與分析，實現電能精細化的管理，為節能增效行動提供數據支持。

在電氣配電系統智能化節能設計優化方面，應從全局出發，統籌兼顧，充分考慮建筑電氣設備的運行特點、用電負荷容量及設備的布設等情況，確定選用合適的供配電節能設施，保證設備在正常運行的同時，最大限度地減少能耗。具體而言，應做到以下三點：一是合理選用電氣運行電壓；二是供配電布線盡量直，縮短距離，以減少線路損耗；三是盡量改進和簡化建筑的電氣系統。

4 結 語

智能化不僅是建筑未來的一個發展趨向，同時也是建筑電氣智能化節能設計的國際趨勢。而降低電耗、節約電力是建筑電氣智能化節能設計優化的重點。在進行建筑電氣節能的智能控制設計優化時，要重視和加強建筑電氣質量安全監控技術創新，優化照明及配電系統設計，進而實現建筑電氣智能化節能效益的最大化。

主要參考文獻

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