時間：2023-05-24 14:34:47
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇節(jié)能設(shè)計優(yōu)化，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞：節(jié)能設(shè)計；建筑設(shè)備；圍護結(jié)構(gòu)；節(jié)能系統(tǒng)調(diào)試
中圖分類號：TE08 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
1 引言
青島華潤中心位于核心政府商務(wù)區(qū),地理位置優(yōu)越，總建筑面積53.2萬平方米，包括Shopping MALL、甲級寫字樓、五星級酒店、酒店式公寓、會展中心為主體的包羅萬象的城中之城-“萬象城”。 本文根據(jù)萬象城建筑底蘊及青島地域文化特點，闡述萬象城商場的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計，使其內(nèi)外功能表現(xiàn)相得益彰。
正確的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計可以在滿足建筑正常運作的基礎(chǔ)上，滿足能耗低、綠色、低碳等特點，本文從空調(diào)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、給誰排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)幕墻設(shè)計、及建筑調(diào)試等幾個方面，分析萬象城建筑的節(jié)能優(yōu)化方法，突出建筑和諧性的設(shè)計理念[1,2]。
2 萬象城節(jié)能設(shè)計的現(xiàn)狀及優(yōu)化設(shè)計建議
2.1 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計
（1）空調(diào)系統(tǒng)冷水機組布置復(fù)雜、數(shù)目較多，當(dāng)其與水泵連接只有一根總管時，由于結(jié)構(gòu)受力不穩(wěn)定存在薄弱點，導(dǎo)致水力供應(yīng)不平衡，多臺冷機運行時負荷不平均，供水溫度得不到有效的保證。根據(jù)上述分析，本文設(shè)計的空調(diào)系統(tǒng)改為每臺水泵直連冷機，保證了空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，使布置更具有靈活性，達到優(yōu)化設(shè)計。
（2）該綜合體項目使用的一、二次泵系統(tǒng)，但由于一次泵的定流量運行往往存在供水溫度不滿足使用要求，及在低負荷工況下多臺冷機組運行效率低等問題，不滿足建筑綠色、低碳減排的要求。根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計理念及實際工況，將空調(diào)系統(tǒng)改為一次泵變流量運行，該種模式已在眾多大型建筑中廣泛使用[3,4]，是創(chuàng)新與實踐相結(jié)合的設(shè)計產(chǎn)物。
（3）為了達到降低運行能耗的目的，采用優(yōu)化自學(xué)習(xí)啟停、夜間免費換熱、按需通風(fēng)等控制方法，用以降低空調(diào)末端設(shè)備的運行能耗
2.2 電氣系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能設(shè)計
電氣系統(tǒng)是保證建筑正常運行的生命線，在青島萬象城建筑電氣系統(tǒng)的設(shè)計中，從以下幾個方面對其進行優(yōu)化設(shè)計，保證了電氣系統(tǒng)運行的穩(wěn)定、可靠以及安全經(jīng)濟等要求，使其電氣系統(tǒng)更加適應(yīng)建筑的表現(xiàn)和功能[5,6]。
（1）根據(jù)重點照明、一般照明、工作照明和特殊照明不同要求的照明區(qū)域，按照需求布置照明用具。
（2）采用節(jié)能光源和燈具，尤其是在公共區(qū)域與辦公場所，從而減少照明能耗。
（3）在需要調(diào)光、追求場景效果等場地使用LED燈具；
（4）合理使用照明控制，時間控、區(qū)域控、人員控、光強控，可采用照度感應(yīng)結(jié)合紅外移動探測的傳感器，控制相應(yīng)區(qū)域的照明。
2.3 幕墻優(yōu)化設(shè)計
（1）根據(jù)青島氣候環(huán)境，尤其是在寒冷季節(jié)建筑外窗的設(shè)計，是幕墻優(yōu)化設(shè)計的主體重點。本優(yōu)化設(shè)計方法考慮到商場人流密集大等特點，采用分區(qū)域不同參數(shù)對待的優(yōu)化設(shè)計模式，根據(jù)不同場地、不同需求布置不同保溫要求的幕墻結(jié)構(gòu)，這樣在降低運行費用的基礎(chǔ)上，大大降低投資運營成本；
（2）本項目所有外窗及幕墻LOW-E中空玻璃要滿足輻射率≤0.15（離線）的要求。但是在諸如青島的寒冷地區(qū)，需要平衡制冷季和采暖季的能耗，不需要如此低的輻射率。基于此處考慮，可以采用結(jié)合建筑美學(xué)的建筑自遮陽和固定遮陽提供動態(tài)遮陽系數(shù)，僅在夏天提供較低的遮陽系數(shù)即可。
2.4 建筑護分析：
通過建筑物理模型分析，對保溫體系厚度的確定及合理的幕墻遮陽系數(shù)及熱傳導(dǎo)系數(shù)等，盡可能在冬季減少維護結(jié)構(gòu)熱損失，夏季減少的熱熱輻射量并將建筑內(nèi)部熱量盡可能散發(fā)出去，從而達到降低建筑能耗的要求，可從以下兩個方面對建筑圍護體系進行優(yōu)化設(shè)計。
（1）外墻熱工性能優(yōu)化，通過進行物理性能及經(jīng)濟權(quán)衡分析，確定合理的保溫結(jié)構(gòu)體系；
（2）通過相關(guān)分析，優(yōu)化玻璃選型，確定玻璃透光率及遮陽系數(shù)，自然采光及熱工性能。
3 建筑全程整體調(diào)試對節(jié)能優(yōu)化的影響
以往而言，民用建筑在國內(nèi)通常不關(guān)注設(shè)備系統(tǒng)的調(diào)試，這是由于民用建筑設(shè)備比較簡單，人對舒適性的要求也沒那么苛刻，但是隨著民用建筑的快速發(fā)展，建筑服務(wù)性越來越廣，其支撐的機電設(shè)備及系統(tǒng)越來越龐大，同時對設(shè)備系統(tǒng)的調(diào)試提出了較高的要求。萬象城除了有大型的百貨商場，還有美食廣場、電影院、滑冰場、超市等滿足不同功能的建筑分區(qū)。不同的服務(wù)需求，使其供應(yīng)的空調(diào)、通排風(fēng)、照明、配電等機電設(shè)備大量配置，并必須具有良好的運行能力，用以保證建筑的正常運行。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人對環(huán)境的舒適性要求也在提高。夏天顧客在商場購物，舒適的空調(diào)環(huán)境會吸引他們長久的駐留購物。尤其是萬象城這樣的巨型商廈，縱身較大，商鋪照明較強，如無較好的空調(diào)調(diào)試，局部區(qū)域必然會較熱，顧客駐留在這些區(qū)域的時間會很短，所以良好的空調(diào)調(diào)試具有重要的使用價值和經(jīng)濟效益[7]。
另外，大型商廈的日常營運能耗巨大，優(yōu)良的機電調(diào)試將大幅降低能耗。以青島萬象城44萬平方米商廈為例，預(yù)計空調(diào)供冷年能耗約7000萬度電，空調(diào)供熱能耗不算熱水，也約耗電2000萬度，還有照明、送排風(fēng)、電梯、廚房燈用電能耗，都是不容小覷的。正確的、節(jié)能優(yōu)化傾向的調(diào)試，除了能使眾多設(shè)備運行功能正常，還能極大的提高系統(tǒng)運行效率――節(jié)能！與未調(diào)試的商廈比，即使保守的估計節(jié)能量10%，其每年700萬度*0.8元/度=560萬元的費用節(jié)省也是非常驚人的，不僅節(jié)約了成本，并且有利于建筑設(shè)備可持續(xù)應(yīng)用，同時，也對環(huán)境作出了巨大貢獻。
4 調(diào)試系統(tǒng)簡介說明
民用建筑不同的系統(tǒng)偏重點不同，如：空調(diào)系統(tǒng)由于龐大、復(fù)雜，也是民用建筑的主要能耗源，所以調(diào)整、優(yōu)化很重要。而照明系統(tǒng)，是商廈的第二大能耗源，但一方面該系統(tǒng)相對比較簡單，另一方面考慮到商品陳列或購物環(huán)境需要以確保銷售表現(xiàn)，節(jié)能處于從屬位置，所以對該系統(tǒng)主要是測試為主，確保照明功能性。
本項目的調(diào)試重點主要是三個系統(tǒng)：空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及給排水系統(tǒng)。而樓宇自控系統(tǒng)由于要對這三個系統(tǒng)進行控制、管理，是建筑系統(tǒng)中不可或缺的重要部分，所以也需要被調(diào)試的系統(tǒng)。
5 結(jié)語
節(jié)能環(huán)保是建筑發(fā)展的未來導(dǎo)向，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，如何在建筑中對各個系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計是實現(xiàn)建筑節(jié)能的主要手段。同時隨著商業(yè)綜合體越來越多，人們休閑娛樂場所更加豐富，而如何根據(jù)不同的需求與特點對建筑場所進行優(yōu)化節(jié)能設(shè)計，為建筑的維護與發(fā)展提出了亟待解決的問題。本文通過青島萬象城實例，說明各系統(tǒng)在其中的優(yōu)化節(jié)能設(shè)計和相關(guān)的調(diào)試，在滿足建筑正常運營的基礎(chǔ)上，達到了節(jié)能、綠色和環(huán)保的建筑理念，為今后設(shè)計中相關(guān)問題的解決提出較為有效可行的辦法。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：變電站；節(jié)能；優(yōu)化；創(chuàng)新
中圖分類號：TE08文獻標(biāo)識碼： A
正文
變電站建筑節(jié)能設(shè)計的進步與時展及科技進步之間的關(guān)系日益緊密。人類新技術(shù)發(fā)展一日千里，令人目不暇接。這也帶動或催生了各行各業(yè)的技術(shù)革新，由此影響了新的生產(chǎn)、技術(shù)、管理等方式的系列進步。新型生產(chǎn)、制造、管理、運行方式以及普遍應(yīng)運的新技術(shù)，讓變電站也廣為受益，同時，對變電站的管理方式、建筑設(shè)計也都提出了新目標(biāo)，準(zhǔn)備了新方法。傳統(tǒng)的人工操作正日益為智能操作所取代，配件、設(shè)備逐步由散裝、單個更換向集成化模塊方面發(fā)展，操作的智能化、自動化程度的提高標(biāo)致著日前的變電站設(shè)計、施工、操作、運行正在走向更高的集約型方向發(fā)展。鑒于此種客觀現(xiàn)象，在變電站的設(shè)計上，方式已與以往發(fā)生了根本性變革，變電站的建筑設(shè)計理念也日益向低碳、環(huán)保、節(jié)能、綠色、低耗、集約化方向邁進。
一．環(huán)保、新型建筑材料的運用
科技發(fā)展使得當(dāng)今建筑材料更加多元，新材料的建筑效果更加符合人們的各種要求，不少可以再生循環(huán)利用的、多功能、污染少、能耗小的環(huán)保型建筑材料相繼問世，為建設(shè)更加環(huán)保、節(jié)能、符合現(xiàn)代人們生活、工作要求的建筑物提供了極大便利。比如，混凝土多孔磚是具有生產(chǎn)能耗低、節(jié)土利廢、施工方便和體輕、強度高、保溫效果好、耐久、收縮變形小、外觀規(guī)整等特點的材料，是一種替代燒結(jié)粘土磚的理想材料。其取代以往的粘土實心磚的直接好處在于：不毀壞農(nóng)田、不用燃煤生產(chǎn)、消耗能源不足燒結(jié)粘土磚的一半，減少了因燒制粘土實心磚等所導(dǎo)致的浪費污染等方面，有著不可估量的推動意義有著非常良好的推廣前景。
而諸如巖棉板一類的隔熱保溫材料則具有很好的隔音、保溫、消防（燃點低）等方面功能，同時，巖棉板這種新材料的透氣性能很高，熱傳導(dǎo)系數(shù)小，這都具備了保溫材料的本質(zhì)要求。因此，在屋面、墻體建筑中，它們就運用得更為廣泛。
二．變電站建筑物節(jié)能優(yōu)化、設(shè)計
要實現(xiàn)現(xiàn)代變電站的節(jié)能優(yōu)化、設(shè)計，在項目立項時，必須考慮以下一些方面的因素。
首先，目的、意義必須要弄清楚。現(xiàn)代建筑物強調(diào)的環(huán)保節(jié)能并不是簡單的一句話說說了事。落實到實際工作上，必須體現(xiàn)出建筑物設(shè)計上的合理性，同時，墻體建筑材料、門窗、隔熱材料、空調(diào)等等的選用，必須要在符合節(jié)能減排要求的同時，能明顯改變建筑物本身性能，必須要實現(xiàn)冬暖夏涼這一節(jié)能根本目標(biāo)，這樣要求的潛在意義表現(xiàn)在：室內(nèi)無需再添加輔助設(shè)備來進行采暖或制冷，因為建筑物本身便可以保證夏天的熱浪被阻擋在門外，冬天室內(nèi)的暖氣無法外泄，在減少輔助制冷或制熱設(shè)施的同時，有效節(jié)約了成本投入，電能的利用效率也獲得根本性提升。
其次，現(xiàn)代變電站的節(jié)能優(yōu)化、設(shè)計在必須要考慮氣候環(huán)境的同時，更要關(guān)注建筑物的體形系列。設(shè)計建筑時要充分考慮氣候因素將會產(chǎn)生的影響。日照條件好、風(fēng)速流動性強，空氣透明等因素都有利于變電站的建設(shè)、運行。但是，具有關(guān)鍵的變電站建筑節(jié)能設(shè)計表現(xiàn)在建筑體形系數(shù)這方面。通俗來講就是，一方面要減少建筑表面不必要的坑坑凹凹、溝溝坎坎，外表立面能多簡單就多簡單，建筑平面盡可能的選擇光滑平整，減少光的接觸面積，增加墻體等外立面對于光的反射和折射，以此減少熱能；另外一方面是，建筑物的體型，也就是大小也至關(guān)重要。資料表明，建筑物越大，其所耗費的能量便越多，太大的建筑物直接導(dǎo)致節(jié)能設(shè)計徒有其名，節(jié)能理念無法實現(xiàn)。所以說，變電站的外觀形體越小越好，當(dāng)然，必須要能滿足站內(nèi)設(shè)備的正常運行為原則，而不是無原則的小。
第三．屋面、地面及外墻體節(jié)能優(yōu)化設(shè)計。事實上，前述墻體節(jié)能原理與屋面相同，其根本原理在于：阻止熱量傳遞。也就是說運用節(jié)能材料，讓夏天的熱空氣不能向室內(nèi)傳射，同時，使得冬天室內(nèi)熱空氣不向外輻射，以此保證室內(nèi)的冬暖夏涼。要實現(xiàn)這樣的效果并不難，只要采用對屋面進行綠化、建立斜坡屋面、使用保溫建造材料等等措施就可以實現(xiàn)了；對于地面節(jié)能優(yōu)化設(shè)計，其實也很簡單，有一個很直觀的例子就是，居民的車庫一般都在負一層，如果我們進入車庫，夏天會很涼爽，冬天則很暖和。那么，變電站在建筑時可以充分考慮、借用這一優(yōu)勢，在保證設(shè)備安全運行的前提下，可以把室內(nèi)地面設(shè)計得比室外低一些，同時，采用諸如擠塑聚笨乙烯泡沫板等絕熱材料進行保溫，這樣就可以充分實現(xiàn)地面熱量損失減少，從而實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)；至于外墻優(yōu)化設(shè)計方式，更要考慮氣候特點，如果變電站處于極寒地區(qū)，可以實行外保溫方法，也就是在變電站墻體外設(shè)置保溫隔熱系統(tǒng)，這樣處理的好處在于，能極大減少熱傳導(dǎo)，有效降低熱損失。
三．建筑物結(jié)構(gòu)布置的優(yōu)化、創(chuàng)新
變電站的設(shè)計必須符合時代與地域特色，當(dāng)前，工業(yè)化進程使得有人值守人手緊張，那么，設(shè)計變電站時，要求要在滿足基本運行要求前提下，盡可能減少有人值守現(xiàn)象，將其變身為高度智能化的少人或無人值守機房，這是變電站節(jié)能優(yōu)化、設(shè)計的總體目標(biāo)。
首先，變電站總體建筑布局方面，要盡可能地降低建筑物占地使用面積，節(jié)約空間，這個要求可以通過優(yōu)化建筑物的總體布局等方法來實現(xiàn)。這樣的目的在于，在優(yōu)化結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，節(jié)約占地面積，全面降低變電站建筑物的建造以及運行時將會發(fā)生的材料消耗與能源消耗等。
其次，要求變電站的內(nèi)部構(gòu)造盡可能的實現(xiàn)平面布局的分區(qū)適當(dāng)，以保證設(shè)備功能的最大限度發(fā)揮，同時要求建筑物內(nèi)的內(nèi)部功能區(qū)分緊湊，最終實現(xiàn)變電站內(nèi)部空間的整合、優(yōu)化、不浪費。與此同時，在變電站建筑物的單體平面分布方面，要求室內(nèi)盡可能的少留或者直接到消樓梯間、人行過道等，至于多余的房間、門廳之類的設(shè)置就更不必要了，可以直接在設(shè)計環(huán)節(jié)取消它們，房間內(nèi)只留出設(shè)備位置，以便于設(shè)備運行為基本原則，多余位置一概不留。要求室內(nèi)設(shè)計面積設(shè)備使用率在95%至100%。這樣一來，原本室內(nèi)人工動作基本上疏散至室外進行，就會從根本上實現(xiàn)變電室內(nèi)的房間面積的充分利用，相對傳統(tǒng)龐大的變電空間，面積最少降低一半，甚至可以節(jié)約2/3使用面積。智能變電站就采用了隔離式斷路器等新型一次設(shè)備等集約化、智能化技術(shù)，優(yōu)化主接線設(shè)計和總平面布局，很多程度的優(yōu)化了變電站的內(nèi)部構(gòu)造、減小了變電站的土地使用面積、壓縮了建筑的立體空間。由于建筑物空間體積空前減少，水消防可以直接取締，這樣不但便于消防要求，也節(jié)約了相應(yīng)的消防投入，同時，因為所需建筑材料的減少，直接降低了變電站建筑物的工程造價，可謂一舉多得。目前，節(jié)約型、集約型智能變電站正不斷在設(shè)計建設(shè)中推廣利用并將迎來爆發(fā)式的增長。
第三．變電站建筑物的立面造型設(shè)計的優(yōu)化。如傳統(tǒng)的變電站立面的最醒目標(biāo)志也僅為電網(wǎng)LOGO，其余則并不明顯。當(dāng)前時代則不同，設(shè)計師們?yōu)榱颂岣咦冸娬镜谋孀R度，統(tǒng)一采用電網(wǎng)典設(shè)內(nèi)規(guī)定的幾種標(biāo)準(zhǔn)色彩，并盡可能地將這幾種色彩、LOGO等噴涂至變電站的建筑物上，此舉既改變了以往那種色調(diào)單一、枯燥的感覺，而且，辨識度極高，使人眼一瞄就知道是變電站，而且建筑物本身造型也不再過分拘泥于陳舊傳統(tǒng)，這就使得現(xiàn)代變電站建筑物本身顯得更為簡單、輕便、緊湊、色彩明亮，讓人賞心悅目，也能全面展示當(dāng)代設(shè)計師高超的設(shè)計水準(zhǔn)、建筑師精湛的施工水平和電網(wǎng)公司本身的既有風(fēng)格特征：現(xiàn)代、明快、簡約。而且，這種建筑物很容易與周邊辦公、居民建筑融合為一體。
四．綜述
節(jié)能環(huán)保意識是發(fā)展的大勢所趨，變電站建筑節(jié)能設(shè)計優(yōu)化和創(chuàng)新正走在一條正確的道路之上，新型建筑材料的選擇、使用，更加簡潔、明快的建筑物造形、小巧緊湊的空間設(shè)置等，都讓現(xiàn)代變電站的節(jié)能設(shè)計優(yōu)化、創(chuàng)新一覽無余。相信在不久的未來，更加節(jié)約、節(jié)能、環(huán)保、功能齊全的變電站會出現(xiàn)在公眾生活之中。
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關(guān)鍵詞：高速公路隧道；LED；照明節(jié)能；隧道照明系統(tǒng)
中圖分類號：U491 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2011）15-0035-02
近些年，隨著我國高速公路的迅速發(fā)展，大量以橋隧為主的高速公路里程也逐年增加，公路隧道照明系統(tǒng)作為保證車輛安全通行的同時也使得隧道照明運營開支居高不下。近年來，LED以其低能耗高效率的特點，在照明行業(yè)正得到廣泛的應(yīng)用，從顯示器背光照明到景觀照明再到日常照明，覆蓋范圍越來越大。作為光源，LED的優(yōu)勢體現(xiàn)在三個方面：節(jié)能、環(huán)保和長壽命。LED不依靠燈絲發(fā)熱來發(fā)光，能量轉(zhuǎn)換效率非常高，理論上可以達到白熾燈10%的能耗，相比熒光燈，LED也可以達到50%節(jié)能效果。研究如何在基于交通流量、行車速度、可視度、駕駛員視覺特性基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對LED燈具合理的智能照明無級控制，這對提高隧道照明質(zhì)量，降低能耗與隧道運營成本，營造安全舒適的隧道行車環(huán)境，具有重要的意義。
一、工程概況
金麗溫高速公路金華段隧道群共有6個隧道，分別是：水坑隧道（長度為405m）、黃埔坑隧道（長度為157m）、黃塢壟隧道（長度為565m）、黃家壟隧道（長度為360m）、焦巖隧道（長度為470m）、白陽山隧道（長度為477m）。隧道單洞：凈寬10.75m，限界凈高5m；設(shè)計車速：80km/h（即按100m停車視距標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計）。
根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》和招標(biāo)文件要求，本次改造工程按隧道內(nèi)行車速度80公里/小時對水坑隧道、黃塢壟隧道、黃家壟隧道、焦巖隧道、白陽山隧道等5個隧道的基本段中排照明燈設(shè)施進行設(shè)計、購置、安裝、測試、開通、保修、培訓(xùn)、提供資料等服務(wù)。
二、隧道照明系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
本次照明改造系統(tǒng)為三級負荷，采用《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTJ026-90）設(shè)計，照明標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合隧道通行能力B級――80公里/小時車速，主要設(shè)備采用最新頒布的國際通用標(biāo)準(zhǔn)、中國國家標(biāo)準(zhǔn)或能代表最新先進水平的標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計生產(chǎn)。
（一）分級照明
隧道照明分段為：入口段、適應(yīng)段、過渡段、基本段、出口段，使入口區(qū)亮度逐級降低到基本段的亮度要求，同樣，為使司機的眼睛盡快適應(yīng)光線由弱變強，出口段也設(shè)有加強照明。本次照明改造工程為中間段（也稱基本段）照明改造，因此，沒有基本段的隧道就不需要改造，如黃埔坑隧道（長度為157米）。
（二）照明控制
新加裝的LED燈組成一個回路，由加裝在夜間照明箱內(nèi)的控制回路進行控制亮燈，并且與箱內(nèi)的PLC控制器進行連接，達到遠程控制的目的。原有中排高壓鈉燈（僅限基本段）組成一個回路，通過加裝開關(guān)箱進行手動開關(guān)的第二級控制，達到是否接通回路的目的，而是否亮燈，則由原來的白天/夜間照明控制回路進行控制。
（三）照明配光
原設(shè)計洞內(nèi)燈具采用250W、150W二種，根據(jù)隧道長度不同采用三排、單排布燈方式。隧道照明系統(tǒng)的配光以隧道參數(shù)和光學(xué)數(shù)據(jù)為依據(jù)，已滿足下列指標(biāo)：入口段白天照明平均亮度：80cd/O；適應(yīng)段白天照明平均亮度：50cd/O；過渡段白天照明平均亮度：10cd/O；基本段白天照明平均亮度：4.5cd/O；夜間照明平均亮度：4.5cd/O；我們本次改造的LED中排燈的平均亮度應(yīng)大于4.5cd/O。
（四）主要設(shè)備、材料選型
1．LED燈。LED燈具是本次改造項目的重要設(shè)施，根據(jù)圖紙及招標(biāo)文件規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)、性能要求，我們選用上海三思研發(fā)的一款以高亮度LED為光源的照明燈。該產(chǎn)品具有亮度高、照度分布好、節(jié)能環(huán)保、防水防塵、外觀時尚等特點，可廣泛應(yīng)用于各種隧道、收費站、加油站、廠房、賣場、倉庫、停車場、廣場的照明。
2．配電箱改造：斷路器采用梅蘭日蘭的小型斷路器，接觸器和繼電器采用施耐德產(chǎn)品，配電箱內(nèi)電線由杭州中策公司生產(chǎn)，這樣就可以保證照明控制系統(tǒng)運行的安全、可靠。將照明控制系統(tǒng)接入原配電箱PLC控制系統(tǒng)，通過技術(shù)升級，可以實現(xiàn)隧道照明的自動化管理。隧道照明控制的自動化管理的前提是：利用成熟可靠的計算機、通訊網(wǎng)絡(luò)和自動控制技術(shù)，才能實現(xiàn)全線照明回路的控制，達到提高高速公路的生產(chǎn)管理自動化水平，減輕高速公路管理人員的勞動強度，降低維護成本，實現(xiàn)系統(tǒng)的先進性目的。開關(guān)箱：采用（下轉(zhuǎn)87頁上接34頁）金華市一開電氣成套設(shè)備廠，該箱由于只起第二級的回路關(guān)斷作用，因此，箱內(nèi)只設(shè)梅蘭日蘭的小型斷路器。
三、高速公路隧道照明的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計
（一）改進分時間隔照明控制模式
一般的隧道照明供電控制模式是按照白天和夜間兩級模式予以供電控制，而這種控制模式存在嚴(yán)重的電能浪費現(xiàn)象。我們可以根據(jù)工程的實際情況予以討論，建立更為科學(xué)合理的多級照明控制方式，比如說可以采用白天、傍晚、夜間的三級控制模式，分別采用1、1/2、1/3的照明方式，既滿足不同時段交通量的使用要求又達到節(jié)電的效果，從而降低公路隧道的運營成本。
（二）在隧道照明的設(shè)計規(guī)劃中應(yīng)該考慮節(jié)能問題
在隧道照明系統(tǒng)的設(shè)計中，通常入口段和出口段燈具的密度和照度最大，中間段最小，而中間段燈具布設(shè)長度一般最大，其他各段燈具的布設(shè)長度根據(jù)隧道實際長度和實際要求的不同而有所不同，根據(jù)《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》的設(shè)計要求，隧道照明的設(shè)計應(yīng)考慮車流量、車速和內(nèi)外亮度三個因素。比如入口段照明通常由基本照明和加強照明兩部分組成，前者的燈具布置同中間段照明相似，后者的加強照明采用功率較大的燈具。由于洞外日光的投射進去，可利用作為入口段加強照明的部分，參照設(shè)計規(guī)范，可將離洞口1Om以內(nèi)的加強照明燈具予以省略。按照規(guī)范要求，隧道長度超過1O0m就要設(shè)置照明設(shè)施，當(dāng)隧道里安裝照明燈具時，如按照全年最大照度設(shè)計，單從洞外亮度這一指標(biāo)分析，只要天氣不是晴天，洞內(nèi)亮度就是多余的，長時間勢必造成電能的極大浪費。所以要把隧道內(nèi)各段照明的長度和照度設(shè)計成能夠根據(jù)實際要求（如洞外亮度）不斷調(diào)整變化，動態(tài)地實現(xiàn)對各段燈具照明的自動控制，才能從根本上杜絕隧道照明能源的浪費，并提高行車安全系數(shù)。
（三）檢查隧道配電設(shè)施，保障電路暢通，提高電能的利用率
一個完整的隧道機電系統(tǒng)對確保隧道良好的通行環(huán)境，及早發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)事故及災(zāi)害，提高隧道的運營管理水平，確保交通舒適與行車安全具有重要的作用。隨著新建的高速公路隧道配置的設(shè)備系統(tǒng)功能更加完善，運行更加穩(wěn)定，高速公路隧道機電系統(tǒng)的構(gòu)成應(yīng)滿足操作簡單、經(jīng)濟實用、先進可靠、可擴展、易維護的原則，要提高隧道運營自動化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化水平，使隧道管理人員能夠及時、準(zhǔn)確、全面地了解隧道及機電設(shè)備的運行情況，以便更加科學(xué)、合理、有效地進行隧道運營管理服務(wù)。
四、結(jié)語
總之，通過金麗溫高速公路金華段隧道群各照明區(qū)段的照明亮度要求對照明光源的選擇和控制系統(tǒng)開展研究，使用LED燈為國家高速公路隧道照明節(jié)能提供了切實可行的技術(shù)與控制手段，使用LED進行高速公路隧道照明時顯著的節(jié)能效益，達到節(jié)約了電力能源，降低了運營成本的目的，希望能夠為類似工程提供借鑒。
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建筑領(lǐng)域節(jié)能降耗環(huán)保已經(jīng)成為新一代潮流，現(xiàn)代建筑設(shè)計與施工必須做好電氣節(jié)能設(shè)計，在保證建筑本身應(yīng)用價值的基礎(chǔ)上，深入挖掘其節(jié)能潛力，降低電氣資源消耗量，以緩解能源緊張危機、保護環(huán)境，將綠色環(huán)保理念更加深刻的融入到建筑領(lǐng)域。下面對建筑電氣節(jié)能設(shè)計原則進行研究。
建筑電氣節(jié)能設(shè)計原則
建筑電氣節(jié)能設(shè)計中要謹(jǐn)遵三大原則，即適用性、實際性、節(jié)能性三原則，在不影響建筑本身價值與功能的前提下，以經(jīng)濟成本合理、盡可能滿足更多需求為目標(biāo)，到達節(jié)能設(shè)計的目標(biāo)降耗環(huán)保。
適用性是以滿足建筑內(nèi)部電氣能源應(yīng)用為目標(biāo)提供各類必要能源，為建筑的運行與管理提供充足且到位的能源，結(jié)合各類用電設(shè)備供電可靠性、負荷容量及電能質(zhì)量等提升電氣應(yīng)用安全性與可靠性，進行供配電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)電氣能源的合理利用。實際性是著眼于建筑電氣節(jié)能設(shè)計經(jīng)濟成本與運行效益，通過大量應(yīng)用各類節(jié)能材料與設(shè)備從而實現(xiàn)短期效益與長期效益的平衡，通過節(jié)能減少運與使用成本。節(jié)能性是立足于建筑本身功能與價值，盡量減少或消除各類無關(guān)電氣能源消耗，比如減少傳輸線路消耗、電氣設(shè)備自身消耗、空閑時間電氣能源消耗等，以這些為節(jié)能設(shè)計的著眼點確保降耗、環(huán)保兩大目標(biāo)的實現(xiàn)。
建筑電氣節(jié)能設(shè)計原則的應(yīng)用實踐
1.照明部分
建筑電氣節(jié)能設(shè)計中，照明部分、供配電系統(tǒng)及線路的設(shè)計都積極應(yīng)用節(jié)能設(shè)計原則。以照明部分為例，由于現(xiàn)在建筑多數(shù)照明要求高、數(shù)量大且范圍廣，因此在照明部分進行節(jié)能設(shè)計有較高經(jīng)濟效益與節(jié)能環(huán)保價值，在滿足照度、色溫、顯色指數(shù)等參數(shù)情況下，要按照不同建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對建筑物內(nèi)部照明進行優(yōu)化設(shè)計，通過大量使用高效光源、節(jié)能光源、易清掃光源和照明燈具從而減少消耗，要積極應(yīng)用各類自然光增強照明效果，通過應(yīng)用節(jié)能光源或者太陽能采光技術(shù)來達到理想效果。考慮到建筑照明環(huán)境，在裝修部分也可進行優(yōu)化，比如增加光反射或使用大量淺色裝飾以提高照度。
比如電動外遮陽系統(tǒng)的系統(tǒng)，采用絕熱電動外遮陽卷簾，使用高耐用性的多功能卷簾簾片、多孔卷簾板，設(shè)置隱藏式外遮陽，可根據(jù)需求自由調(diào)節(jié)室內(nèi)光線，控制室外光線的射入量及室內(nèi)明暗度，在減少可見光和紫外線輻射的基礎(chǔ)上達到私密、保溫節(jié)能、降噪、阻擋惡劣天氣等效果。
2.供配電系統(tǒng)及線路
建筑電氣節(jié)能設(shè)計中供配電系統(tǒng)及線路的合理設(shè)計直接關(guān)系到節(jié)能降耗環(huán)保效果。要結(jié)合建筑所需供電負荷容量、供電距離及線路分布、用電設(shè)備情況與特點等對系統(tǒng)、線路進行優(yōu)化，在保有一定余量的基礎(chǔ)上以簡單可靠、操作方便等為目標(biāo)，大量使用節(jié)能、降耗環(huán)保的供配電設(shè)備，讓建筑變配電所盡量靠近負荷中心，以減少線路損耗，優(yōu)化變壓器容量與數(shù)量控制，以靈活適應(yīng)季節(jié)性負荷變化及時投切變壓器，減少電能損耗的同時保證經(jīng)濟效益。配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計可通過多種途徑實現(xiàn)，比如分相智能無功補償或者采用瞬流抑制專用快速開關(guān)元件，在提升末端電力設(shè)備安全性的基礎(chǔ)上減少順溜浪涌及能耗，提高設(shè)備運行可靠性與運行效率，延長設(shè)備應(yīng)用壽命、降低維護檢修成本。
除此之外，還要積極引入相關(guān)能源供應(yīng)系統(tǒng)，與供配電系統(tǒng)及線路一起進行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計，在滿足能源供應(yīng)要求的同時減少能耗與污染，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的雙贏。比如采用智能化管理系統(tǒng)實現(xiàn)三網(wǎng)合一，實現(xiàn)供配電系統(tǒng)的優(yōu)化管理，或者增加各類能源供應(yīng)系統(tǒng)與設(shè)備達到節(jié)能設(shè)計效果。如地源熱泵系統(tǒng)，結(jié)合建筑情況采用清潔可再生的地源熱泵技術(shù)，利用分布在建筑地表下的地下淺層熱量的閉路循環(huán)，完成土壤源熱置換，為室內(nèi)輻射冷暖系統(tǒng)提供低成本、清潔、環(huán)保、可再生得能源。或者采用天棚/地板柔和輻射冷暖系統(tǒng)，利用地板輻射采暖以整個地面為散熱器，通過地板輻射層中的熱媒，均勻加熱整個地面，保證能源供應(yīng)并做到溫度均衡、散熱均勻、無浮塵噪聲污染、衛(wèi)生環(huán)保。
3.其他部分
建筑電氣節(jié)能設(shè)計還有其他許多著力點，比如空氣調(diào)節(jié)、熱水供應(yīng)、外墻保溫等，都可大量采用節(jié)能設(shè)計以達到節(jié)約能源、滿足應(yīng)用需求這一目的。比如電氣節(jié)能設(shè)計中全置換式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的應(yīng)用，采集高空清潔空氣經(jīng)新風(fēng)機組進行除塵、過濾、加濕/除濕、加溫/降溫等處理以無風(fēng)感低速不間斷進行室內(nèi)空氣全置換，減少空氣交叉污染的同時保證室內(nèi)空氣品質(zhì)，同時節(jié)能降耗無污染。采用全天候熱水供應(yīng)系統(tǒng)通過熱水支管循環(huán)將熱水循環(huán)管道延伸至用水區(qū)域，縮短熱水與用水點的距離，減少放水時間的同時維持出水溫度始終穩(wěn)定，減少能源損失。
結(jié)束語
綜上所述，建筑電氣節(jié)能設(shè)計要在確保滿足功能需求的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化設(shè)計，以節(jié)能降耗環(huán)保為目標(biāo)進行相關(guān)設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用，提升節(jié)能設(shè)計效果與效益，滿足建筑電氣功能要求。
1．1適用性
民用建筑的電氣節(jié)能設(shè)計，應(yīng)該堅持適用性的原則。適用性主要是指電氣在滿足民用建筑中所需要的能源，可以為使用者提供良好的環(huán)境之后，還必須滿足民用建筑中用電設(shè)備對電能質(zhì)量、負荷容量和供電可靠性等方面的要求，以保證電氣能源的在民用建筑中的合理有效利用。
1．2實際性
民用建筑的電氣節(jié)能設(shè)計，需要重視實際性的原則。在民用建筑電氣設(shè)計中，對電氣能源的實際運行經(jīng)濟效益應(yīng)進行全面考慮，合理選擇具有較好節(jié)能效果的設(shè)備的同時應(yīng)減少民用建筑中的電氣成本，降低民用建筑中的節(jié)能投資，以提高民用建筑中的電氣節(jié)能經(jīng)濟效益。
1．3節(jié)能性
民用建筑的電氣節(jié)能設(shè)計，節(jié)能性是一項重要的原則。在實際的電氣節(jié)能設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)該充分考慮各種電氣能源消耗的影響因素，采取有效的措施來減少民用建筑中的電氣能源消耗，尤其是一些與建筑功能無關(guān)的消耗。例如，建筑電氣設(shè)備自身多產(chǎn)生的電氣能源消耗，電能的傳輸過程中所產(chǎn)生的電能消耗等。這些都是民用建筑中，實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計的重點。
2民用建筑中的電氣節(jié)能設(shè)計
民用建筑的使用過程中，應(yīng)用的電氣能源比較多，會產(chǎn)生較大的電氣能源消耗。在民用建筑中實現(xiàn)電氣節(jié)能設(shè)計，可以從不同的方面實現(xiàn)。例如民用建筑的照明設(shè)計、節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用、供配電系統(tǒng)的優(yōu)化和能源消耗的控制等。
2．1照明設(shè)計
照明是民用建筑中的一項重要功能，是建筑中必不可少的電氣能源消耗。在民用建筑中實現(xiàn)電氣節(jié)能設(shè)計，可以從照明設(shè)計方面入手。民用建筑中的照明設(shè)計過程中，應(yīng)該選擇高效光源。首先選擇照明光源的時候，應(yīng)該保證適應(yīng)較高的發(fā)光效率、較長的使用壽命、方便快捷、較好的顯色性、啟動可靠和性能價格比高等要求。根據(jù)工作場所的不同，可以選擇不同的高效光源，以降低民用建筑中的電能消耗，實現(xiàn)節(jié)約能源的要求。按照我國《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)規(guī)定，在選擇光源的時候，可以從不同的方面進行。如果燈具的安裝高度比較低的時候，可以選擇熒光燈作為主要光源，光效比較高，具有較好的顯色性，而且使用壽命時間比較長。如果燈具安裝高度比較高的時候，應(yīng)該選擇金鹵燈或者高壓鈉燈。如果工作場所對光源的顯色性要求比較高，可以選擇陶瓷金鹵燈;如果對光源的顯色性沒有過高的要求，可選擇比較高效，使用時間比較長的高壓鈉燈。同時，建筑中選擇的照明燈應(yīng)該符合我國現(xiàn)行的《燈具外殼防護》和《燈具安全要求與試驗》等相關(guān)的規(guī)定和要求，這樣才能最大程度發(fā)揮民用建筑中的照明節(jié)能作用。
2．2節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用
根據(jù)統(tǒng)計資料顯示，目前我國電網(wǎng)中每年運行的10kV以下變壓器，總的電能損耗在每年的總發(fā)電量中占2%～3%。因此，為了實現(xiàn)民用建筑中的電氣節(jié)能設(shè)計，設(shè)計人員應(yīng)合理選用節(jié)能設(shè)備。例如，在民用建筑中應(yīng)用節(jié)能變壓器，不僅電氣損耗比較低、具有較高的工作效率、節(jié)能效果比較顯著、重量比較輕，而且噪音比較低，是一種高效低損的節(jié)能變壓器。又比如，水暖專業(yè)在選擇電氣設(shè)備的時候，通常都是在不利的環(huán)境條件下進行考慮設(shè)計的。但是，電氣設(shè)備在正常運行的時候，產(chǎn)生的負載值一般低于設(shè)計值，大部分時間都會出現(xiàn)能源利用效率比較低，浪費現(xiàn)象比較嚴(yán)重的問題。所以，在建筑的節(jié)能設(shè)計過程中，大量應(yīng)用新型的智能化節(jié)電設(shè)備，也具有較好的節(jié)能效果。
2．3供配電系統(tǒng)的優(yōu)化
為了實現(xiàn)節(jié)能效果，民用建筑的電氣節(jié)能設(shè)計過程中，同時需要對建筑中的供配電系統(tǒng)進行優(yōu)化。根據(jù)民用建筑中用電負荷的容量、負荷等級和用電設(shè)備的特點等，對建筑供配電系統(tǒng)進行合理的設(shè)計，保證建筑中的供配電系統(tǒng)處于最佳的運行狀態(tài)，最大程度的降低供配電系統(tǒng)產(chǎn)生的運行損耗，實現(xiàn)供配電系統(tǒng)的經(jīng)濟運行，達到民用建筑中的節(jié)能要求。在優(yōu)化供配電系統(tǒng)的時候，需要注意的方面包括:變電所應(yīng)該靠近負荷中心，供配電系統(tǒng)應(yīng)該盡量簡單可靠，對供電電壓、電纜和導(dǎo)線截面進行合理選擇，保證供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的合理性等。在優(yōu)化供配電系統(tǒng)的時候，應(yīng)最大程度減少配電級數(shù)，以減少所產(chǎn)生的電能損耗。選擇電纜和導(dǎo)線截面時，在滿足允許載流量、運行電壓損失等不同的技術(shù)指標(biāo)前提下，可以根據(jù)經(jīng)濟電流密度，對導(dǎo)線截面進行合理的選擇，以實現(xiàn)降低建筑電能損耗的目的，減少建筑中的能源投資，達到節(jié)能要求。
3總結(jié)
【關(guān)鍵詞】智能建筑；電氣節(jié)能技術(shù)；優(yōu)化設(shè)計；研究
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和建筑行業(yè)的不斷進步，智能建筑將成為未來國內(nèi)建筑行業(yè)的主流發(fā)展之勢。其中，智能建筑中的節(jié)能設(shè)計在電氣系統(tǒng)中起到了至關(guān)重要的角色，它關(guān)系著整個建筑內(nèi)部電氣系統(tǒng)的可靠性與經(jīng)濟性，因此應(yīng)當(dāng)加強重視。
一、智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計過程中需堅持的基本原則
1.節(jié)能設(shè)計應(yīng)當(dāng)立足實際，滿足建筑正常應(yīng)用要求
智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計過程中，通過對電氣能源應(yīng)用系統(tǒng)的科學(xué)改造，改變傳統(tǒng)的浪費電氣能源現(xiàn)象，以此來有效適應(yīng)現(xiàn)代智能建筑節(jié)能環(huán)保理念，這對于促進建筑行業(yè)的快速發(fā)展意義重大。智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計，應(yīng)當(dāng)立足實際、保證智能建筑的正常使用；實踐中，一定要堅決杜絕因盲目追求節(jié)能效果而不顧實際狀況的情況，這樣會妨礙智能建筑的正常運行，甚至?xí)蛎撾x實際而造成嚴(yán)重的后果，違背了智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計初衷。
2.節(jié)能設(shè)計講究經(jīng)濟性
智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計，應(yīng)當(dāng)注意經(jīng)濟性要求，確保智能建筑節(jié)能、經(jīng)濟，更加適應(yīng)現(xiàn)代智能建筑的應(yīng)用要求。智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計實踐中，不能因盲目追求節(jié)能效果，而導(dǎo)致資金投入過高；同時，也不能隨意的進行降低成本或者偷工減料，以免影響智能建筑的性能指標(biāo)。
3.節(jié)能設(shè)計需確保質(zhì)量
智能建筑節(jié)能設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)不斷提高設(shè)計方案的科學(xué)性、合理性，對智能建筑有大致的認(rèn)識和了解，全面分析各設(shè)備和系統(tǒng)的節(jié)能可能性，并且對電氣節(jié)能設(shè)計前后的經(jīng)濟狀況對比分析，采用合理設(shè)計方案；一方面要節(jié)約電氣能源，另一方面要做到設(shè)計的科學(xué)合理，確保智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計的質(zhì)量。
二、智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計思路
智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計過程中，既要保證建筑內(nèi)部系統(tǒng)能夠有效發(fā)揮功能作用，又要減少建筑電氣系統(tǒng)的能耗，并且對建筑電氣系統(tǒng)進行優(yōu)化管控，以此來有效提高智能建筑的綜合服務(wù)水平。
1.智能建筑供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計
第一，應(yīng)當(dāng)提高功率因數(shù)。供配電線路的無功功率損耗，主要決定于功率因數(shù)， 通過提高功率因數(shù)可以有效減少線路的無功功率損耗，起到有效的節(jié)能目的。在具體設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況采取針對性的措施。在條件允許的情況下，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)有效提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)、采用合理的無功補償裝置實施無功補償、設(shè)計合理的配電線路等措施來有效提高功率因數(shù)，從而整體上減小無功電流。特定線路，建議采用分散就地補償、高低壓柜集中補償?shù)确椒ā?/p>
第二，變壓器有功損耗及其優(yōu)化設(shè)計。對于變壓器而言，其作為配電系統(tǒng)的主要設(shè)備，損耗量非常較大。在設(shè)計過程中，可減少變壓器的有功及無功損耗，來實現(xiàn)節(jié)能之目的。在優(yōu)選變壓器時，以優(yōu)質(zhì)節(jié)能變壓器為宜。比如，SL9、SC8兩種類型的變壓器比較先進，其采用的是優(yōu)質(zhì)冷軋取向矽鋼片，接縫非常的密實，可有效減少渦流、漏磁損耗。變壓器選擇過程中，繞組阻值以及變壓器容量等，均不能過大，以防供電線路過長而造成線路損耗增加。
2.智能建筑照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計
從智能建筑電氣照明系統(tǒng)的組成來看，在有效滿足照明質(zhì)量的基礎(chǔ)上，優(yōu)選節(jié)能效率較高的照明設(shè)備。同時，采用的高能效光源在應(yīng)用壽命長的基礎(chǔ)上，可確保高光效照明。對照明供電系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，是有效提高照明系統(tǒng)節(jié)能效果的有效途徑。以下將以某智能建筑（火車站）為例，就如何進行站內(nèi)照明節(jié)能設(shè)計，提出幾點看法。
（1）工況概述
某火車站為大型客運中心，春運等節(jié)日期間會有大量的人員聚集，該站站房總建筑面積達到了28800平方米，其中主體建筑共三層，寬度為56米，層高分別5.7米、8.3米和14.7米。該建筑主體結(jié)構(gòu)又可分為三段，其中高架平臺以下、兩端采用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，中間部分采用的是鋼結(jié)構(gòu)。一層是出站廳和售票廳等用房；二層是集散廳以及各種候車廳和客運辦公用房等；三層是站臺候車廳、貴賓候車室以及辦公用房等，同時還要局部夾層通信和信號機房。
（2）照明設(shè)備優(yōu)化
該火車站站內(nèi)節(jié)能照明設(shè)計過程中，主要以建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（GB50034-2013）為依據(jù)，設(shè)計方案應(yīng)當(dāng)滿足國家規(guī)定的照明節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。該火車站節(jié)能照明燈具選擇時，應(yīng)當(dāng)注意配合建筑裝修施工作業(yè)，優(yōu)選綠色節(jié)能照明燈具，
確保高效、服役期長、美觀和防眩光。火車站的主體空間所用燈具及光源，比如雙頭金鹵燈、三基色直管熒光燈以及大功率短弧雙端金鹵燈和單端陶瓷金鹵燈等，都具較好的節(jié)能效果。火車站站內(nèi)高度超過6米的室內(nèi)場所，采用的都是金屬鹵化物燈；高度低于6米的場所，安裝的都是三基色T5型直管熒光燈或者緊湊型熒光燈，而且均配用諧波含量相對較低的電子鎮(zhèn)流器。
（3）結(jié)合多種方式實現(xiàn)配光節(jié)能目的
針對火車站站內(nèi)高大空間，采用多種照明方式相結(jié)合的模式，可以有效提高配光效果。可在進站通廊以及出站廳位置，采用普通的照明，與重點照明結(jié)合起來應(yīng)用；相同區(qū)域內(nèi)，高低不同的空間采用的照明方式也不盡相同，既要保證視覺需要，又要有效避免單一照度方式或者大功率照明設(shè)備的應(yīng)用。
（4）站內(nèi)照明節(jié)能系統(tǒng)控制與節(jié)能效果
候車廳、出站廳以及售票廳等公共空間，采用的是智能照明管控技術(shù)手段，根據(jù)具體需求、各時段以及自然光環(huán)境條件，進行多場景模式設(shè)計；同時，還將自然采光、人工照明有機地結(jié)合在一起，總系統(tǒng)由客運總控室進行集中管控。該火車站基于上述照明節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，可以有效減少總站運維費用。以當(dāng)?shù)氐娜照諚l件、鐵道部門的要求為基礎(chǔ)，在站內(nèi)設(shè)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。在屋頂平面上，安裝438平方的太陽能光伏發(fā)電設(shè)施，峰值發(fā)電量可達39.2kW，同時采用并網(wǎng)技術(shù)手段接入站房配電系統(tǒng)，可有效滿足普通照明用電要求。在具體設(shè)計過程中，還預(yù)留出光伏發(fā)電系統(tǒng)以及站房低壓配電系統(tǒng)連接的空間和條件，這樣可以對未來太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用范圍擴大、空間改進，準(zhǔn)備條件。火車站站內(nèi)，采用的是光伏發(fā)電系統(tǒng)，可以有效滿足站房除應(yīng)急照明系統(tǒng)的普通照明場所供電需求，減少有價電能的損耗。同時，還可采用分布式燈光控制系統(tǒng)，把普通的照明進行智能化改造，以實現(xiàn)對車站多層次、全方位智能化照明管控。對于智能燈光控制系統(tǒng)而言，對電網(wǎng)采用過電壓抑制、軟啟動以及軟關(guān)斷技術(shù)，可以有效延長燈具的服役期限、減少運維費用開支。綜上所述，通過節(jié)能設(shè)計，該火車站的節(jié)能效果非常顯著。
三、結(jié)語
電氣節(jié)能設(shè)計是智能建筑的一部分，也是發(fā)展的必然要求。在未來發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)不斷優(yōu)化和創(chuàng)新電氣節(jié)能設(shè)計理念和技術(shù)，只有這樣才能有效提高智能建筑電氣設(shè)計質(zhì)量，才能實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:屋頂花園 生態(tài)理念 空間布局 規(guī)劃 設(shè)計
中圖分類號:TU2 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(a)-0087-01
1 以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計概述
1.1 以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計的內(nèi)涵
以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計的內(nèi)涵主要包括如下幾個方面的內(nèi)容。
第一，以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計就是根據(jù)建筑所在區(qū)域氣候和環(huán)境特征,在建筑環(huán)境控制技術(shù)基本原理的指導(dǎo)下,綜合考慮建筑在功能和形態(tài)設(shè)計上的需求,通過對建筑元素實施合理的組織和處理,使建筑物充分利用光能而使其自身具有較強的氣候適應(yīng)和調(diào)節(jié)能力,從而為居民營建一個有益于其身心健康發(fā)展的建筑內(nèi)部環(huán)境。第二，以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計就是在不影響人體熱舒適要求的前提下,通過合理利用光能這一重要的自然資源,實現(xiàn)低能耗、高舒適的要求,其中以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計多是在冬季充分利用太陽能,有效減少建筑的熱損失。而夏季充分利用自然通風(fēng)和遮陽,減少建筑的熱量。第三，以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計在空間上體現(xiàn)在各個地區(qū)采光節(jié)能處理方案的差異,例如有的區(qū)域可以充分利用太陽能實現(xiàn)很好的節(jié)能效果,而有的區(qū)域則達不到節(jié)能的目的。所以,根據(jù)各地區(qū)氣候資源的特點探討適合本區(qū)域的采光節(jié)能處理方案是以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計研究的重要內(nèi)容。
1.2 以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計的意義
近些年,隨著人們生活水平的不斷提高,人們對居住環(huán)境的舒適度也提出了越來越高的要求,這就帶來了大量的能源消耗問題,然而能源是有限的,只有通過節(jié)能設(shè)計來滿足人們對居住環(huán)境舒適度的要求。然而,我國的地域遼闊,氣候資源豐富和地域特性差異較大,通過以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計策略來有效開發(fā)那些被動式的自然能源如太陽能、自然通風(fēng)等對于節(jié)能環(huán)保而言意義非常重大。
2 以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的光、熱環(huán)境中建筑節(jié)能設(shè)計的矛盾
太陽光作為建筑采光、熱環(huán)境節(jié)能設(shè)計的主要影響因素,在節(jié)能設(shè)計中對太陽光能的利用往往是具有雙面性的,這其中主要表現(xiàn)為兩者在設(shè)計要求和分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)兩方面的矛盾。
2.1 節(jié)能設(shè)計要求的矛盾
采光節(jié)能要求建筑將天然光有效引入室內(nèi),有效改善室內(nèi)的光線效果,從而達到節(jié)約照明用電的目的。而熱環(huán)境節(jié)能設(shè)計的主要目的就是能夠在夏季有效防止熱輻射,而在冬季將陽光引入室內(nèi),來提高室內(nèi)的溫度。由此可見,采光、熱環(huán)境節(jié)能設(shè)計對建筑的不同要求勢必會在設(shè)計時產(chǎn)生矛盾。因此,以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計應(yīng)全面分析不同區(qū)域,不同氣候環(huán)境中的各種影響因素,找出可以有效實現(xiàn)采光、熱環(huán)境節(jié)能設(shè)計的最佳平衡點。
2.2 分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)上的矛盾
采光節(jié)能設(shè)計的分區(qū)以照度為指標(biāo),而熱環(huán)境節(jié)能設(shè)計的分區(qū)則主要以溫度為指標(biāo)。顯然,二者的分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)存在很大的差異,因而,同一地區(qū)可能分屬不同區(qū)劃范圍,具有不同的設(shè)計要求。
3 以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計策略
以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計策略應(yīng)從做好整體規(guī)劃布局、建筑體型優(yōu)化、采光口設(shè)計及其材料選擇以及反光遮陽處理這四方面來進行有效的控制。以下將分別對這些設(shè)計策略進行詳細的說明。
3.1 做好整體規(guī)劃布局
規(guī)劃布局整體性合理的朝向布局是充分保證建筑適宜的光、熱環(huán)境的重要前提條件。我國地處北半球,所以日照建筑的采光節(jié)能設(shè)計設(shè)計應(yīng)是南向布局。從太陽光照射的情況來看,再加上我國大部分地區(qū)夏季主要為東南向,所以綜合分析光照、隔熱、保溫和通風(fēng)等效果,南向布局利于冬季保溫夏季防熱的節(jié)能要求。建筑規(guī)范通過綜合考慮通風(fēng)、采光等相關(guān)規(guī)定,通過科學(xué)規(guī)定建筑規(guī)劃布局的合理日照間距來有效確保建筑物室內(nèi)能得到充足的日照。同時根據(jù)設(shè)計分區(qū)的實際情況,要保證可以使陽光入射到建筑底層的窗臺面上。通常來看,日照間距的條件比較容易得到滿足,盡管這樣,由于日光往往可能會被窗外用于遮陽的植被所遮擋,因此,還是不能有效保證日光能有效入射到室內(nèi)。另外,增加綠化設(shè)施可以有效改善熱環(huán)境,但是這些綠化設(shè)施的布置一定要綜合考慮建筑物采光的要求,不能遮擋建筑進行正常的日照采光。
3.2 做好建筑體型的優(yōu)化
建筑體型的優(yōu)化作為建筑節(jié)能設(shè)計的一個重要方面,建筑體型的優(yōu)化對有效利用建筑外表面的直射光和輻射熱來極大地改善建筑室內(nèi)光、熱環(huán)境能耗具有非常重要的意義。建筑體型的長寬比越大,建筑得熱就越多。其中,南方以夏季防熱為主要的節(jié)能工作,所以建筑適宜采用長寬比較小的建筑體型;而北方節(jié)能以冬季保溫為主,所以北方的建筑宜采用長寬比較大的建筑體型。另外,從采光的效果來考慮,建筑體型的長寬比越大光線就越弱,因此建筑的長寬比不宜過大,合理設(shè)計建筑體型的長寬比,有效保證采光照度值。所以做好建筑體型的優(yōu)化是實現(xiàn)以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計的一項最為有效的策略。
3.3 做好采光口設(shè)計及其材料選擇
從綜合節(jié)能角度來看,采光口的設(shè)計應(yīng)在進一步加強構(gòu)件材料氣密性的基礎(chǔ)上進行,根據(jù)采光照度的節(jié)電量與夏季得熱和冬季失熱狀態(tài)下的耗能量在不同區(qū)劃的要求,合理的確定不同地域環(huán)境中采光口的面積的取值,并合理布置采光口位置,做好采光口的設(shè)計工作,充分保證室內(nèi)自然通風(fēng)。另外,與做好采光口的設(shè)計工作同樣重要工作的就是要有效控制窗玻璃材料對節(jié)能設(shè)計的影響,相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)表明,門窗所導(dǎo)致的能耗占建筑總能耗的一半,因此,門窗作為建筑節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié),有效控制窗玻璃材料對節(jié)能設(shè)計的影響,是實現(xiàn)以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計的重要保障。
3.4 做好反光遮陽的處理
做好反光遮陽的處理是實現(xiàn)以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計的一項重要措施,然而反光與遮陽措施的改善,離不開節(jié)能設(shè)施的使用。因此為了確保反光遮陽處理在以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計中的功效,在夏季一般需要在不同建筑的方位采用相應(yīng)的遮陽措施,來有效提高照度的均勻性。
4 結(jié)語
以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計能夠有效利用自然光所提供的能源為人們提供舒適的居住環(huán)境,顯然,以地域氣候和環(huán)境為基礎(chǔ)的建筑采光節(jié)能設(shè)計在建筑設(shè)計中的應(yīng)用不僅帶來了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益,而且對于進一步促進社會的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮了非常重要的作用。
參考文獻
關(guān)鍵詞：建筑工程；暖通空調(diào)；節(jié)能設(shè)計
為提高建筑工程建設(shè)與節(jié)能降耗發(fā)展的協(xié)調(diào)性，在對建筑工程暖通空調(diào)系統(tǒng)進行設(shè)計施工時，就需要從實際情況出發(fā)，明確存在的問題，確定導(dǎo)致能耗高的問題，并基于此來采取合理的措施進行優(yōu)化，降低各項因素的影響，提高工程施工方案設(shè)計的合理性。對建筑暖通空調(diào)進行節(jié)能設(shè)計，目的就是在保證系統(tǒng)基礎(chǔ)功能的前提下，最大程度上降低能耗。因此需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，對各專業(yè)技術(shù)做更進一步的研究，將更多新型技術(shù)投入到暖通工程中去。
1 建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計必要性分析
在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，所消耗的資源量不斷增加，對環(huán)境影響較大，基于持續(xù)發(fā)展理念，必須要就現(xiàn)狀做更進一步的分析，采取合理的措施進行優(yōu)化。對于建筑工程來說，施工建設(shè)能耗高，而暖通空調(diào)系統(tǒng)作為重要組成部分，能耗可以占到建筑總能耗的一般以上，因此必須要做好對其的節(jié)能設(shè)計分析。暖通空調(diào)系統(tǒng)可以為人們提供健康舒適的生活工作環(huán)境，為滿足人們實際需求，在對其進行節(jié)能設(shè)計時，務(wù)必要保證系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能不受影響，然后在此基礎(chǔ)上，降低系統(tǒng)運行產(chǎn)生的能耗。
2 建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計要點分析
2.1 設(shè)計方案優(yōu)化
對于很多建筑工程暖通空調(diào)工程來說，在對其進行施工設(shè)計時，更多人會采取估算的方式，并不會詳細對室內(nèi)結(jié)構(gòu)進行精確的測量，導(dǎo)致設(shè)計方案中存在很多不合理內(nèi)容。這樣如果估算結(jié)果與實際情況相差比較多的話，勢必會增加系統(tǒng)運行產(chǎn)生的負荷，造成能耗增加。再加上雖然現(xiàn)在逐漸有更多新型施工技術(shù)與材料被應(yīng)用到工程建設(shè)中，但是受實際情況與經(jīng)驗等因素影響并不能完全保證施工效果，均存在相應(yīng)的優(yōu)勢與缺點，還需要做更進一步的優(yōu)化。因此，想要降低暖通空調(diào)系統(tǒng)運行能耗，就需要做好設(shè)計方案的優(yōu)化，嚴(yán)格按照專業(yè)流程來進行設(shè)計，避免出現(xiàn)超趕時間而未對方案進行平衡處理情況的發(fā)生，而影響環(huán)境負荷與風(fēng)量分配不均，不但會影響環(huán)境舒適度，同時還會增加能耗。
2.2 節(jié)能設(shè)備優(yōu)化
很多設(shè)計人員在對暖通空調(diào)系統(tǒng)進行研究時，很容易受市場因素影響，將節(jié)能設(shè)計重點放在設(shè)備上，認(rèn)為提升系統(tǒng)節(jié)能效果的主要因素為所選擇的設(shè)備，這樣不但不能保證設(shè)計結(jié)果，反而會造成資金數(shù)量的增加。節(jié)能設(shè)備的選擇需要從實用性出發(fā)，做到具體問題具體分析，避免出現(xiàn)市場跟風(fēng)現(xiàn)象，應(yīng)以滿足實際需求為目的，對各項因素進行綜合分析，選擇最為合適的設(shè)備，爭取在滿足基礎(chǔ)功能需求的前提下，降低設(shè)備運行能耗，將節(jié)能設(shè)計落實到位。
2.3 設(shè)備維護優(yōu)化
如果前期設(shè)計方案合理性比較低，即便是暖通空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)完畢后投入使用，也會因為系統(tǒng)中存在缺陷，以及管理人員并不能完全掌握系統(tǒng)運行方式與特點，進而會影響到系統(tǒng)管理效果。如無法及時采取措施科學(xué)區(qū)分系統(tǒng)運行高峰期，一般會選擇將正常期與高峰期機器運行參數(shù)設(shè)置為相同的方法，來降低系統(tǒng)運行能耗。另外，并不是所有的管理人員均具有專業(yè)維修技能，這樣在后期管理過程中，就會出現(xiàn)各類問題，如風(fēng)道滲漏引起的熱損失，主要是因為前期對空調(diào)水系統(tǒng)水質(zhì)處理不當(dāng)，造成水系統(tǒng)堵塞，進而會影響到系統(tǒng)換熱效果。因此，想要提高系統(tǒng)節(jié)能效果，除了要做好前期設(shè)計方案的優(yōu)化管理，同時還需要做好后期系統(tǒng)維護優(yōu)化。
3 建筑工程暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計優(yōu)化措施分析
3.1 嚴(yán)格遵循專業(yè)設(shè)計原則
第一，節(jié)能化原則。為暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計首要原則，以建設(shè)健康舒適室內(nèi)環(huán)境為目的，合理確定各項設(shè)計參數(shù)，提高設(shè)計方案的合理性與可實施性。設(shè)計時需要控制好各項參數(shù)的比例，包括溫度高低、氣體流速、空氣濕度等，確保節(jié)能降耗與健康舒適共存。第二，人性化原則。降低能耗為節(jié)能設(shè)計的核心，但是同時也需要兼顧人性化原則，即滿足人們對室內(nèi)空間環(huán)境的要求，充分尊重每個人的溫度舒適感。通過合理的設(shè)計來保證順利實現(xiàn)分?jǐn)偀崃康墓δ埽跓崃θ肟谖恢冒惭b調(diào)節(jié)裝置，以及在支管上設(shè)置好溫控閥，既可以降低系統(tǒng)能耗，同時也可以滿足各方面人性化要求。第三，科學(xué)化原則。暖通空調(diào)系統(tǒng)比較復(fù)雜，想要將節(jié)能設(shè)計落實到底，并不會因為應(yīng)用一種新型技術(shù)而實現(xiàn)，必須要做好各個分項系統(tǒng)的綜合分析，與建筑設(shè)計、室內(nèi)裝飾設(shè)計等專業(yè)進行研究，利用最為科學(xué)的方法來達到節(jié)能的目的。例如合理設(shè)計門窗參數(shù)，既可以降低能耗，同時也要滿足室內(nèi)采光需求。
3.2 提高節(jié)能設(shè)計意識
暖通空調(diào)設(shè)計最終結(jié)果很大程度上與設(shè)計以及管理人員有關(guān)，尤其是設(shè)計人員其節(jié)能意識高低，決定了各項施工技術(shù)在實際施工中的合理性與可操作性。因此，必須要提高設(shè)計與管理人員的節(jié)能意識，并將其帶入到設(shè)計、施工以及后期維護整個過程中，確保每個環(huán)節(jié)均能夠展現(xiàn)對環(huán)保節(jié)能的追求。選擇專業(yè)能力強并且具有豐富經(jīng)驗的人員負責(zé)，針對設(shè)計人員來制定相應(yīng)制度，提高其節(jié)能降耗意識，可以在設(shè)計過程中首先選擇節(jié)能效果好的方法，以降低能耗為核心，將節(jié)能理念貫徹到底。同時，設(shè)計人員應(yīng)及時與施工人員、管理人員進行溝通，對各項設(shè)計參數(shù)進行合理的優(yōu)化，縮小實際節(jié)能效果與設(shè)計預(yù)期效果之間的差距，減少資源的浪費。通過及時交流可以更好的發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案中存在的漏洞，進而能夠在最短的時間內(nèi)進行調(diào)整，最大程度上減少資源的浪費。
3.3 提高可再生資源利用率
一方面，減少不可再生資源的應(yīng)用量。建筑工程施工所需能耗較多，對于其中暖通空調(diào)系統(tǒng)部分的設(shè)計，想要實現(xiàn)節(jié)能效果，就需要減少不可再生資源的應(yīng)用，在不影響基礎(chǔ)功能的前提下，選擇可在生資源代替，提高各類資源綜合利用的效率。另一方面，加強可再生資源應(yīng)用研究。現(xiàn)在逐漸有更多新型可再生資源被應(yīng)用到社會生產(chǎn)生活中，如熱泵技術(shù)、太陽能、地?zé)崮芤约帮L(fēng)能等，將其應(yīng)用到建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中，可以更好的突出能源保護效果。同時，在選擇應(yīng)用可再生能源時，還應(yīng)合理選擇相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)備，確保系統(tǒng)可以正常運行，真正營造出健康舒適的室內(nèi)環(huán)境。
4 結(jié)語
對建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能設(shè)計時，需要分析其所具有的特點，并從實際需求出發(fā)，確定設(shè)計要點，選擇合適的設(shè)計方法，嚴(yán)格按照專業(yè)設(shè)計原則，合理確定各項參數(shù)，確保系統(tǒng)可以正常運行，在滿足基礎(chǔ)功能需求的前提下，降低系統(tǒng)運行能耗。
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關(guān)鍵詞：節(jié)能設(shè)計；自動化；機械制造
在社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的過程中，機械制造所體現(xiàn)出來的作用不可忽視。在新型通信技術(shù)與計算機技術(shù)的大力支持下，機械制造工作的自動化與智能化趨勢已經(jīng)初步體現(xiàn)出來，對以往所采用的機械制造設(shè)備進行自動化改造，能夠最大程度上提高工作效率與工作質(zhì)量，并且大力推動我國的現(xiàn)代化建設(shè)進程。然而當(dāng)前我國的機械制造自動化方面的各項技術(shù)還不夠成熟，所需要投入的能源消耗在控制上也存在著比較大的難度。機械制造自動化的過程中如何實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計已經(jīng)成為工業(yè)企業(yè)以及相關(guān)研究人員十分重要的研究課題。
1自動化與機械制造中節(jié)能設(shè)計的優(yōu)勢
1.1自動化與機械制造節(jié)能設(shè)計現(xiàn)狀
相比于傳統(tǒng)的機械制造工藝來說，自動化設(shè)計技術(shù)能夠體現(xiàn)出一定的先進性與智能性。節(jié)能機械在設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要充分了解在日常生產(chǎn)過程中，機械設(shè)備對于自然環(huán)境的影響，節(jié)能設(shè)計十分注重對于各種能源資源的節(jié)約與再利用方面。對于能源使用量進行有效的控制并且提高能源資源的使用效率能夠最大程度上降低工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)對于生態(tài)環(huán)境所造成的破壞，在機械設(shè)備報廢以后，再能夠?qū)ζ溥M行高效的回收并且投入再利用中。在政府大力支持以及相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展的大環(huán)境下，自動化設(shè)計與節(jié)能化設(shè)計的應(yīng)用前景將會越來越廣闊。
2自動化設(shè)計與機械制造中節(jié)能設(shè)計要求
2.1使用節(jié)能環(huán)保材料
自動化設(shè)計與機械制造所使用的材料能否達到節(jié)能環(huán)保的要求，是決定節(jié)能設(shè)計工作成敗的重要因素之一。對于工業(yè)企業(yè)來說，投入機械生產(chǎn)所使用的各種材料需要符合易于分解、可回收以及可再生等要求，降低稀有材料與貴金屬材料的使用量。尤其是對于使用壽命比較低的材料來說，可以使用其他非金屬性材料以及環(huán)保型工程塑料等。采用這種材料一方面能夠降低對于生態(tài)環(huán)境所造成的壓力；另一方面能夠在更換與設(shè)計上體現(xiàn)出比較明顯的可塑性優(yōu)勢。
2.2體現(xiàn)通用性強、質(zhì)量輕以及壽命長等特點
自動化設(shè)計與機械制造設(shè)計中，盡量提升機械設(shè)備在通用性以及使用壽命方面的優(yōu)勢。提高機械設(shè)備的通用性能夠幫助工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)避免重復(fù)引進功能相似但機械外部結(jié)構(gòu)不相容的設(shè)備，降低工業(yè)行業(yè)對于機械設(shè)備的消費量，降低機械制造材料的投入使用量。降低機械設(shè)備驅(qū)動所需要的能源消耗量，尤其是降低石油以及煤炭等不可再生化石能源的使用量。在工業(yè)設(shè)計過程中對機械設(shè)備的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，從力學(xué)分析的基礎(chǔ)上對各種零部件的受力情況進行均衡化處理，避免機械設(shè)備在長期使用的過程中受到嚴(yán)重的應(yīng)力沖擊，進而實現(xiàn)機械設(shè)備使用壽命的提升，降低工業(yè)企業(yè)在機械設(shè)備方面的資金投入。
3具體節(jié)能策略分析
3.1優(yōu)選節(jié)能型發(fā)動機
機械設(shè)備的節(jié)能性能很大程度上取決于發(fā)動機的節(jié)能性能。在機械設(shè)備設(shè)計中，設(shè)計人員要盡量選用低排放、高效率、低能耗的水冷增壓柴油發(fā)動機。如果發(fā)現(xiàn)發(fā)動機設(shè)備不符合節(jié)能環(huán)保的需求，一定要將其從待選列表中排除出去。
3.2提升機械設(shè)備的自動化水平
機械設(shè)備的自動化水平是其能源使用效率的重要保證。對機械設(shè)備進行自動化設(shè)計，能夠提升操作人員的操作靈活性與實時性。在日常的生產(chǎn)工作中，操作人員一方面可以對機械設(shè)備的運行路線進行手動操作；另一方面也可以利用PLC單片機技術(shù)對機械設(shè)備進行全面的自動化控制。利用先進的PLC單片機控制技術(shù)，能夠最大程度上對機械設(shè)備的運行路線和操作程序進行優(yōu)化；采用自動化的控制手段，能夠降低機械設(shè)備的重復(fù)與無效工作量，一方面降低機械設(shè)備的磨損，另一方面降低機械設(shè)備在運行過程中的能源消耗量。減輕管理人員的工作強度，方便工作企業(yè)對于各種機械設(shè)備的管理與控制。
3.3優(yōu)化機械設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量以及使用性能的不斷提升，機械設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化需求越來越大。通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)工作，能提升機械設(shè)備各元件之間的集成性，內(nèi)部元件的集成也相應(yīng)地帶來使用功能方面的集成。在實際的使用過程中，操作人員能夠在同一個終端操作系統(tǒng)的對各種機械設(shè)備進行集中化的控制。這樣一來，可以對機械設(shè)備的總體運行路線進行全面的替代，使機械設(shè)備的使用體現(xiàn)出更大的規(guī)模效應(yīng)，提高機械設(shè)備的使用效率，能源資源也能夠得到進一步的控制。
3.4合理設(shè)計加工工藝
同一種產(chǎn)品與部件，雖然使用的加工工藝相同，但在能源資源的消耗方面可能會存在比較大的差異。造成這種差異的根本性原因是所使用的設(shè)計加工工藝的不同。對加工工藝進行優(yōu)化與改良，能夠?qū)C械設(shè)備的運行荷載量達到最佳狀態(tài)，降低機械設(shè)備滿負荷運行時間，進而降低怠速時間與不必要運行時間。
4結(jié)束語
綜上所述，將節(jié)能設(shè)計理念融入到機械制造與自動化設(shè)計中是機械制造業(yè)未來的發(fā)展方向，雖然當(dāng)前我國在這方面還與國外存在不小的差距。但相信隨著國家政策的傾斜，節(jié)能一定會成為機械制造與自動化設(shè)計的重點。
作者:向明強 吳炳萱 王豪志 單位:沈陽理工大學(xué)
參考文獻：
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[2]郭敬飛.試論節(jié)能設(shè)計理念在機械制造與自動化中的應(yīng)用[J].機械管理開發(fā),2015(9):80-81+92.
關(guān)鍵詞：港口電氣；節(jié)能設(shè)計；設(shè)計方法；節(jié)能方案
在國家節(jié)能減排政策的持續(xù)推廣和號召之下，港口碼頭作為新一輪的節(jié)能減排增長點受到廣泛關(guān)注。港口工程的電氣節(jié)能設(shè)計潛力巨大，有著極大的節(jié)能空間，因此，推動港口經(jīng)濟發(fā)展方式向可持續(xù)發(fā)展方向轉(zhuǎn)變、發(fā)展港口循環(huán)經(jīng)濟必將成為港口工程和臨港企業(yè)的未來發(fā)展趨勢。港口碼頭由于要長期超負荷機械化作業(yè)，所以電能需求巨大。因此，優(yōu)化當(dāng)前港口電氣的節(jié)能設(shè)計意義重大。下面本文將首先來分析港口電氣設(shè)計方法以及耗電設(shè)備構(gòu)成，并在此基礎(chǔ)上闡述港口電氣的節(jié)能設(shè)計方案，以期能夠充分挖掘各種有效的節(jié)能舉措，降低港口電氣能耗，促進港口經(jīng)濟的綠色、可持續(xù)發(fā)展。
1港口電氣設(shè)計方法及耗電設(shè)備構(gòu)成分析
1.1港口電氣設(shè)計方法分析
1.1.1碼頭變配電所的設(shè)計
碼頭變配電所的設(shè)計需要充分考慮變電所的數(shù)量、供電半徑、負荷中心位置、供電距離、輸電電纜布置及類型、輸電線路電壓電流等各個因素。一般來說，碼頭變配電所的設(shè)計需要突出變配電所的位置、供電電纜距離、供電線路的電壓電流選擇、大型機械的電功率等幾大方面。由于在港口碼頭工作的大型機械都是超大電壓供電，所以一定要選擇好線路電纜的類型、供電電壓的范圍。在選用電纜時要根據(jù)線路電流的大小和線路長短來選擇，建議選用載流量大、電阻小的銅芯電纜，盡量減少線路損耗。
1.1.2關(guān)于電纜的敷設(shè)
電纜的敷設(shè)要根據(jù)具體的電纜數(shù)量、地下水位分布狀況、地質(zhì)狀況、港區(qū)未來發(fā)展規(guī)劃等來選擇。港口碼頭的類型決定著電纜敷設(shè)的類型選擇，高樁梁板式和重力式、板樁式的電纜敷設(shè)有明顯區(qū)別。高樁梁板碼頭一般使用電纜橋架、管溝來敷設(shè)電纜。重力式、板樁式碼頭的敷設(shè)方式比較多樣，通常采用的是穿管埋地敷設(shè)、電纜溝、電纜隧道三種方式。
1.1.3關(guān)于電氣照明的設(shè)計
電氣照明的選擇主要考慮燈具的布置、照明功率的選擇兩大要素。不同的照明要求對桿高、桿距和燈具功率的要求是不一樣的，只有在分析這兩大要素的基礎(chǔ)上才能選定最佳優(yōu)化方案。燈具選擇一般分為以下幾種情況：在倉庫、車間等大型房屋內(nèi)照明一般選用金屬鹵化物燈和高壓鈉燈；在室內(nèi)室外一般用高效光源燈。
1.2電能耗能設(shè)備的構(gòu)成
港口電能耗能設(shè)備主要有三大類：裝卸機械設(shè)備、輔助動力設(shè)備、室內(nèi)外照明設(shè)備。大型裝卸機械設(shè)備主要用于大重量的機械化作業(yè)，這類大型裝卸設(shè)備的裝機容量一般都比較大，機器上一般會設(shè)有變壓器。第二類是輔助動力設(shè)備，主要包括水泵、污水處理設(shè)備、風(fēng)機等等。這些設(shè)備大多是長期工作制設(shè)備。室內(nèi)外照明設(shè)備分布廣泛、耗能很大，在港口各個區(qū)域都有分布，一般是白熾燈照明，個別地方用高壓鈉燈或金鹵燈照明。
2港口電氣的節(jié)能設(shè)計方案分析
2.1準(zhǔn)確計算港口負荷，合理選擇變壓器的容量和臺數(shù)
提升港口機械設(shè)備的負荷準(zhǔn)確度是設(shè)計節(jié)能方案的開端。根據(jù)需要系數(shù)法計算港口的準(zhǔn)確負荷范圍，對于新型設(shè)備的工作負荷，不要采用經(jīng)驗估算，而應(yīng)該用軸功率除以機械效率求得設(shè)備功率的方法來計算，并在此基礎(chǔ)之上選擇變壓器的容量和臺數(shù)。變壓器在空載狀態(tài)下會消耗定額的電能，所以最好的辦法是使變壓器能經(jīng)常運行在最佳負載率附近，則可以有效減少空載消耗。此外，變壓器運行的一般規(guī)律是，對于同一臺變壓器，它在負荷率一定的情況下，功率因數(shù)越高，變壓器的運行效率越高。所以可以選擇新型節(jié)能變壓器，使它的保持它的運行負載率保持在最佳范圍。
2.2優(yōu)化配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計，合理選擇配套電動機的功率
電動機功率是保證配套機械的啟動和正常運轉(zhuǎn)的根源，是各類大型機械設(shè)備正常運行的動力來源，因此，我們要合理選擇配套電動機的功率，并且使電動機能夠經(jīng)常運轉(zhuǎn)在最佳負荷率附近，這樣既能提高電動機的運行效率，又能減少它的空載損耗。如果電動機的功率選擇不夠合理，便會出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，這樣不僅會損耗電動機的使用壽命，更會加劇電能消耗。
2.3改進電氣配電線路和系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計，減少線路電能損耗
中、大型港區(qū)面積大、供電范圍廣、設(shè)備用電負荷大、供電電纜線路長，所以港區(qū)線路的電能損耗相當(dāng)可觀，因此也就存在著很大的線路節(jié)能空間。所以要合理布置變電所的位置，使之靠近負荷中心。還要優(yōu)化供配電系統(tǒng)的線路設(shè)計，根據(jù)供電規(guī)律及機器設(shè)備的工作電壓來確定供電電壓。電纜選擇也很重要，建議選用載流量大、電阻小的銅芯電纜。
2.4照明用電的節(jié)能設(shè)計
優(yōu)化港口照明系統(tǒng)是港口電氣節(jié)能設(shè)計方案的重點。由于照明系統(tǒng)分布廣泛、用電負荷大、工作時間長，所以必須制定合理的照明標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化照明設(shè)計方案，根據(jù)港口規(guī)模、港口性質(zhì)、夜間作業(yè)狀況來確定照明標(biāo)準(zhǔn)。還要選用高效節(jié)能的照明工具，室外堆場的大面積照明一般采用高桿燈，并根據(jù)規(guī)律確定科學(xué)的桿高、桿距等。
3結(jié)束語
港口作為海上經(jīng)濟樞紐和交通要道，電能是支撐港口經(jīng)濟發(fā)展和秩序作業(yè)的能源保障。在我國節(jié)能減排進入新時期的今天，港口成為了新的節(jié)能減排增長點，發(fā)展港口循環(huán)經(jīng)濟成為必然趨勢。通過上述本文的探討，筆者主要了上述兩大方面的內(nèi)容，以期能夠充分挖掘港口節(jié)能潛力，降低港口電氣能耗，促進港口經(jīng)濟的綠色、可持續(xù)發(fā)展。
作者:張明 單位:曹妃甸港集團股份有限公司
參考文獻：
[1]張振軍.港口電力設(shè)備維護管理方法研討[J].科技傳播,2014(17):35.
關(guān)鍵詞：電氣自動化 節(jié)能設(shè)計 變壓器 功率因數(shù)
中圖分類號：F407文獻標(biāo)識碼： A
伴隨著新時代到來的是能源的大量消耗，以及不合理的浪費，能源短缺已經(jīng)成為一個世界級的問題。電力資源同樣如此，電能耗費和合理的電力設(shè)計已經(jīng)成為人們普遍關(guān)注的問題，在追求各種生活場所、住宅樓辦公樓舒適辦公的個性化服務(wù)的同時，對于電氣自動化工程的節(jié)能設(shè)計，也開始了研究。電力設(shè)計是電力工程的核心部分，如何做到合理并兼顧節(jié)能技術(shù)的設(shè)計，是擺在眾多企業(yè)面前一個重要問題。本文從變壓器的節(jié)能設(shè)計、功率因數(shù)的管控以及輸配電線路的電力電纜合理選擇等方面，論述了電氣自動化工程中的節(jié)能設(shè)計技術(shù)。
1 變壓器的節(jié)能設(shè)計技術(shù)
作為電力自動化工程中的重要設(shè)備，變壓器負責(zé)電壓、電流和功率的轉(zhuǎn)換工作，它需要消耗大量的能源，即使是空載運行狀態(tài)，變壓器的運行也會造成低壓系統(tǒng)的大量能耗。所以如何做好變壓器的節(jié)能設(shè)計，是電氣自動化工程節(jié)能設(shè)計的首要關(guān)鍵問題。一般來說，變壓器的節(jié)能設(shè)計主要涉及以下幾個方面：
1.1避免變壓器型材帶來的大量能耗。變壓器的制備材料需要優(yōu)化設(shè)計組合在一起才能真正實現(xiàn)節(jié)能，硅鋼片、銅片以及絕緣材料等如果設(shè)計不合理的話，就會造成很多不必要的能耗。應(yīng)該秉承節(jié)約的理念，滿足變壓器工作的前提下，選擇最為合理的材料和運行介質(zhì)，既能減少電氣自動化工程的成本，又能實現(xiàn)變壓器節(jié)能的目的。
1.2銅材是一種優(yōu)秀的材料，為變壓器配備的電柜和電線可以采用銅質(zhì)材料，并用換位導(dǎo)線措施。降低磁密并采用高質(zhì)量、較薄的冷軋硅鋼片，可以有效降低空載運行時變壓器的能耗，實現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。
1.3現(xiàn)在市場上已經(jīng)出現(xiàn)了專門為節(jié)能設(shè)計的變壓器，在電器工程中應(yīng)該優(yōu)先考慮這樣的變壓器。比如S11和S10等型號，它們除了具備傳統(tǒng)變壓器的有點，從長遠看也具有很好的節(jié)能效果。有了節(jié)能變壓器，其之間的接線方式也很重要，除此之外應(yīng)該杜絕變壓器長期過度運行的現(xiàn)象出現(xiàn)，這樣不僅會過度磨損變壓器，而且也會消耗更多的電力資源。
1.4在工廠或者大型寫字樓等建筑中，作為電力系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，變壓器應(yīng)該被放置在電力消耗的中間位置，和其他的輔助設(shè)備放在一起，不僅便于管理，還能減少電纜的長度，節(jié)約成本和資源，降低電壓降和多長電纜造成的能耗，提高供電功率和質(zhì)量。
1.5合理選擇變壓器的容量和使用臺數(shù)。所選變壓器的額定容量應(yīng)該根據(jù)實際所需電量來確定。如果變壓器的容量太小，會讓變壓器長期處于過度運行狀態(tài)，加速其老化，減少使用壽命；但是如果所選變壓器的容量太大的話，也會使其長期處于輕載狀態(tài)，過低功率會極度浪費電力資源和變壓器使用效率。綜合考慮，在選擇變壓器的時候應(yīng)該留出大約百分之二十的冗余空間，過多過少都不可取。關(guān)于變壓器臺數(shù)的選擇，應(yīng)綜合考慮擴容和可能出現(xiàn)的過度耗損情況，不能用過多的變壓器臺數(shù)，那是一種資源浪費。如果使用的變壓器臺數(shù)在2臺或者2臺以上的話，應(yīng)該采取并聯(lián)措施，這樣不僅可以提高其安全可靠性能，還能增加電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，實現(xiàn)真正的節(jié)能設(shè)計。
2 功率因數(shù)的管控措施
2.1 提高用戶負載率
應(yīng)當(dāng)要了解的是，極數(shù)較少的電動機，它的起動轉(zhuǎn)矩較大，在這個過程中的產(chǎn)生的電流也相對較大，使得電氣設(shè)備能夠在最快速的時間內(nèi)實現(xiàn)正常運行，工作效率非常高，并且還可能夠節(jié)約電能的損耗。對動力電力設(shè)備，如電動機，可在滿足生產(chǎn)規(guī)范和使用要要求的前提下，盡量選擇極數(shù)較少的電動機。除此之外，關(guān)于電動機的運轉(zhuǎn)，可讓其實現(xiàn)變頻自動控制，如此可使電動機負載較小，還能獲得較高的功率因素。如當(dāng)用戶的負載率控制在0.7 左右，并處于比較穩(wěn)定的水平時，能夠使變壓器的一次側(cè)功率因素達到最高。自然，節(jié)能效果也能有所保證。
2.2 裝設(shè)自動補償
電容柜除上述提高負載率的措施外，還可在低壓電力系統(tǒng)中裝設(shè)自動補償電容柜，籍此補償無功功率，實現(xiàn)節(jié)能效果。一般而言，自動補償電容柜的無功功率需盡量控制在變壓器的20%~30%之間，這樣就可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，且節(jié)能效果最好。
3 選擇合適的電力電纜
作為輸配電系統(tǒng)中不可或缺的部分，電力電纜占據(jù)了電氣工程投資成本的較大部分，尤其是因長期維護電力線路而產(chǎn)生的費用。故而在選擇電力電纜的時候應(yīng)該謹(jǐn)慎為之，通常按照相對經(jīng)濟的電流密度曲線和可以通過的電流強度來選擇電力電纜的截面，對于電力電纜材質(zhì)的選擇，主要有銅材和鋁材兩種。從成本的角度來看，較之銅電纜，鋁電纜較為便宜，所以很多電氣工程都選擇鋁電纜，但是從安全和節(jié)能的方面，鋁電纜雖然較為便宜，但是這兩項性能卻落后于銅電纜。只是截面越粗，銅電纜比鋁電纜要貴重很多，因此這種情況下可以選擇鋁電纜，而其他情況下，從安全和節(jié)能方面考慮的話，推薦銅電纜。
結(jié)語
綜上所述，電氣工程的節(jié)能設(shè)計已經(jīng)成為當(dāng)下普遍關(guān)注的熱點問題，相關(guān)部門和單位應(yīng)該從變壓器的選擇、功率因數(shù)的管控以及輸配電線路中電力電纜的節(jié)能設(shè)計等方面，來做好節(jié)能設(shè)計，盡可能減少能耗。通過選取合適的變壓器，變壓器之間的優(yōu)化組合，處理好功率因數(shù)和無功功率之間的關(guān)系，按照實際線路需要，選擇合適的電力電纜等等方面的優(yōu)化設(shè)計，相信電氣自動化工程的節(jié)能設(shè)計將不再是空談。
參考文獻
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據(jù)統(tǒng)計，我國400億m2的既有建筑中有99%為高能耗建筑，同時每年新建房屋近20億m2，其中仍然有95%為高能耗建筑，單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達國家新建建筑的3倍以上[1]。針對我國建筑數(shù)量多、能耗高的現(xiàn)狀，發(fā)展節(jié)能建筑迫在眉睫。在建筑的全壽命周期中，方案決策階段對建筑性能的影響高達50.2%，設(shè)計階段也達到48.3%，而施工和使用階段則僅為0.7%和0.8%[2]。因此在前期做好節(jié)能設(shè)計可對建筑節(jié)能起到事半功倍的效果。目前建筑節(jié)能設(shè)計的方法有兩種：一種是基于2D技術(shù)的建筑節(jié)能設(shè)計，即待施工圖設(shè)計完成后，由建筑師進行相應(yīng)的節(jié)能計算與分析；另一種是基于BIM（BuildingInformationModeling）的建筑節(jié)能設(shè)計，即通過創(chuàng)建并利用建筑信息模型，以進行建筑節(jié)能設(shè)計與優(yōu)化。基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計作為一種新技術(shù)、新方法，已經(jīng)成為近年研究的熱點，在工程實踐中也得到不同程度的應(yīng)用。然而基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計現(xiàn)僅局限于某一方面的開發(fā)或應(yīng)用，且與傳統(tǒng)的建筑節(jié)能設(shè)計方式的差異鮮有研究。為了便于工程技術(shù)人員全面地認(rèn)識這種新技術(shù)，也為研究人員的深入研究提供參考，本文比較兩種建筑節(jié)能設(shè)計方式，探索基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計的優(yōu)勢及其發(fā)展瓶頸，并提出有針對性的建議。
2基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計
BIM是以3D設(shè)計為基礎(chǔ)、以數(shù)字信息為載體，將建筑項目全壽命周期內(nèi)的所有信息高度集成在一個建筑模型中，以便在設(shè)計、施工和運營維護階段供各參與方使用[3]。這種建筑信息模型不僅包括建筑的幾何形態(tài)信息（如材質(zhì)、構(gòu)造、尺寸等），還包括大量的非幾何信息（如材料的強度、性能、傳熱系數(shù)、構(gòu)件的造價等），并且所有的數(shù)據(jù)具有連續(xù)、及時、可靠和一致的特點[4]。基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計是指，先采用BIM核心建模軟件，通過建立工作集的方式對建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、電氣和給排水等專業(yè)進行協(xié)同設(shè)計。在概念設(shè)計、方案設(shè)計、初步設(shè)計和施工圖設(shè)計的每一階段，依據(jù)圖紙設(shè)計的不同深度，將建筑模型直接導(dǎo)入相應(yīng)的建筑性能模擬軟件中進行模擬分析，模擬數(shù)據(jù)包括能耗、舒適度，以及相應(yīng)的經(jīng)濟性指標(biāo)等。然后根據(jù)模擬的數(shù)據(jù)進行建筑各專業(yè)的優(yōu)化設(shè)計。每一階段逐步推進，直到施工圖設(shè)計完成為止，如圖1所示。
3兩種設(shè)計方式的對比
3.1設(shè)計效果的對比
3.1.1協(xié)同設(shè)計2D模式的建筑設(shè)計因缺乏各專業(yè)之間的信息共享，各專業(yè)設(shè)計師之間溝通協(xié)調(diào)困難，同時也難以發(fā)現(xiàn)圖紙中存在的“錯、漏、碰、缺”等問題。另外，建筑節(jié)能設(shè)計包括建筑和設(shè)備兩個專業(yè)，分專業(yè)獨立設(shè)計會導(dǎo)致設(shè)備工程師需要重復(fù)輸入建筑數(shù)據(jù)后才能進行能耗分析，無法實現(xiàn)節(jié)能建筑的全過程、集成化和精細化的設(shè)計與評價[5]。基于BIM的建筑各專業(yè)設(shè)計，不僅可以通過建立工作集的方式在本地進行各專業(yè)間信息的同步更新與交換，還可以采用基于云計算的BIM技術(shù)，實現(xiàn)跨區(qū)域和跨單位的協(xié)同工作和信息共享[6]。這種多專業(yè)的協(xié)同設(shè)計會大大提高設(shè)計的質(zhì)量，避免因設(shè)計錯誤導(dǎo)致施工階段資源的浪費，同時也有利于建筑多專業(yè)的整體式節(jié)能設(shè)計與優(yōu)化。3.1.2效率2D格式的圖紙與建筑能耗模擬軟件基本上不能實現(xiàn)自動導(dǎo)入。建筑師需手工將建筑設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到專業(yè)的能耗軟件中以進行能耗分析，大量繁瑣且重復(fù)的輸入工作耗費了建筑師大量寶貴的時間。因此能效計算通常被安排在施工圖設(shè)計完成之后，而此時如果要對圖紙進行修改，其難度較大。BIM核心建模軟件與相關(guān)能耗模擬軟件基于共同的IFC（IndustryFoundationClasses）標(biāo)準(zhǔn)，即不同軟件之間共享同一數(shù)據(jù)源，因此能實現(xiàn)建筑信息模型在建模軟件與能耗模擬軟件之間的自動導(dǎo)入，只需輸入少量地理位置等信息即可進行能耗模擬分析。如表1所示，目前中國最常用的Revit建模軟件與相關(guān)模擬軟件之間可按以下格式實現(xiàn)自動導(dǎo)入。以BIM數(shù)據(jù)源進行能耗分析，比傳統(tǒng)手動錄入數(shù)據(jù)耗時短，極大地提高了效率[7]，使得設(shè)計師在設(shè)計的每一個階段都能及時迅速地基于能耗模擬結(jié)果進行相應(yīng)的建筑節(jié)能設(shè)計及其優(yōu)化。3.1.3準(zhǔn)確度傳統(tǒng)方式下，在進行能耗模擬時易出現(xiàn)所得數(shù)據(jù)與實際不符的現(xiàn)象，其中一部分原因是基于2D模式手動輸入的模擬模型與實際建筑模型不符[9]。傳統(tǒng)的建筑性能分析中，由于軟件與實際設(shè)計相對獨立操作，沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，無法在設(shè)計時完成一體化分析，也無法滿足建筑節(jié)能設(shè)計的準(zhǔn)確性和可靠性[10]。基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計，其建筑模型是一個參數(shù)化的模型，縱向上包括了多專業(yè)，橫向上包括了幾何和非幾何的所有相關(guān)建筑信息。建筑模型的信息完整且準(zhǔn)確，其信息能在不同專業(yè)之間以及不同軟件之間做到無縫銜接，實現(xiàn)一模多算的整體設(shè)計，避免因建筑信息的丟失導(dǎo)致模擬模型與建筑模型的不統(tǒng)一而影響模擬數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[10]。另外，有些BIM核心建模軟件本身也具備一定能耗模擬的功能，比如Revit自身具備冷熱負荷和能量仿真等分析能力，這樣也能減小因模型的相互導(dǎo)入引起信息丟失而導(dǎo)致的模擬數(shù)據(jù)的誤差。3.1.4經(jīng)濟性分析全壽命周期成本主要由建安成本和運營費用決定。針對建安成本，傳統(tǒng)2D模式的工程量計算是由造價工程師將圖紙手動輸入到造價軟件進行統(tǒng)計，工程量計算的時間占整個造價計算約50%～80%[11]。由此造價估算需待每一設(shè)計階段完成之后才進行，在設(shè)計過程中幾乎不進行經(jīng)濟性分析。基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計能方便準(zhǔn)確地實時估算項目的建安成本和運營費用。利用BIM的建安成本計算包括以下三種方法[12]：①利用應(yīng)用程序接口（API）在BIM軟件和成本預(yù)算軟件中建立連接，將工程量信息從BIM軟件中導(dǎo)入到造價軟件；②利用開放式數(shù)據(jù)庫連接（ODBC）直接訪問BIM軟件數(shù)據(jù)庫，然后根據(jù)需要從BIM數(shù)據(jù)庫中提取所需要的計算信息；③輸出到EXCEL，有些BIM軟件也可以統(tǒng)計工程量，將其工程量導(dǎo)入EXCEL進行匯總計算。利用BIM的運營費用估算可以將模型導(dǎo)入到能耗模擬軟件進行能耗模擬以及相應(yīng)的運營費用估算。BIM的建筑節(jié)能設(shè)計從基于全壽命周期成本最優(yōu)的角度對設(shè)計方案進行優(yōu)化提供了技術(shù)支持，如圖2所示。3.1.5設(shè)計可視化CAD模式繪圖通常是由設(shè)計師抽象表達相應(yīng)的構(gòu)件及其尺寸。而基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計具有可視化的特點，不僅可以使一些設(shè)計問題在早期暴露出來，為項目節(jié)能設(shè)計在節(jié)能、外觀和經(jīng)濟性方面提出合理的建議。另外，從能耗模擬軟件導(dǎo)出的模擬結(jié)果不但包括文本格式，還可以導(dǎo)出動畫格式，便于非專業(yè)人士的理解。
3.2模型后續(xù)利用性的對比
3.2.1綠色建筑的申報評估基于2D模式的綠色建筑的申報、評估通常是由設(shè)計單位按照要求設(shè)計，申報單位按照要求匯總整理資料進行申報，評審單位根據(jù)申報材料開展評審活動，其申報、資料整理及評審工作基本由手工完成，不僅降低工作效率，也不利于綠色建筑評價的標(biāo)準(zhǔn)化和制度化[13]。基于IFC標(biāo)準(zhǔn)對現(xiàn)有BIM基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行必要的擴展，將綠色建筑相關(guān)數(shù)據(jù)集成到BIM模型中，可以促進綠色建筑的申報和評價的自動化，提高工作效率，降低綠色建筑的技術(shù)門檻。據(jù)統(tǒng)計，從BIM模型中提取節(jié)能方面的數(shù)據(jù)用于我國綠色建筑的等級評價時，其信息能自動高效地判定《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》條款中住宅建筑控制項和公共建筑控制項的百分比分別為33%和60%，使得公共建筑一般項的自動判定率達70%，住宅建筑一般項的自動判定率甚至能達到100%，因此基于BIM的綠色建筑在節(jié)能部分的申報評估的自動化程度大幅度提高[14]。3.2.2施工和運營階段的應(yīng)用與基于2D圖紙建立的能耗模擬模型僅能用于能耗分析不同，BIM模型貫穿項目全壽命周期，除了在設(shè)計階段發(fā)揮作用，在施工階段和運營階段同樣具有應(yīng)用價值。譬如，在施工階段將模型導(dǎo)入施工模擬軟件可以對整個建造過程或重要環(huán)節(jié)及工藝進行模擬；可以基于3D模型創(chuàng)建4D（加時間）以及5D（加時間和成本）對施工項目進行管理；也可以基于BIM模型在眾多項目參與方之間實現(xiàn)集成式的合同管理模式等；甚至在運營階段也能利用創(chuàng)建的BIM模型進行設(shè)施管理（FM）。
3.3運行條件的比較
3.3.1軟硬件要求BIM所包含的數(shù)據(jù)要比CAD圖紙豐富得多，要保障BIM相關(guān)軟件的運行速度和繪圖的流暢度，對計算機的計算能力和存儲能力都有較高的要求。隨著項目規(guī)模和復(fù)雜性的增加，以及軟件版本的升級和新功能的增加，對計算機的硬件配套投入也需逐步增加。為實現(xiàn)協(xié)同工作，BIM數(shù)據(jù)通常是集中存放在服務(wù)器上，項目成員通過網(wǎng)絡(luò)訪問文件服務(wù)器進行數(shù)據(jù)讀寫，這就需要設(shè)置一個切實可行的、性能良好的BIM工作網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。此外，要實現(xiàn)基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計只靠一個軟件或者一類軟件是不可行的，需要較多軟件的支持。而這些軟件基本被美國大型軟件開發(fā)商壟斷，價格較高，使得基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計在軟硬件配套設(shè)施上的投入較傳統(tǒng)方式偏高。3.3.2人才要求BIM人才既要具備工程能力又要具備應(yīng)用能力。而目前的BIM人才尚嫌不足：①剛參加工作、靠短時間速成的BIM建模員工程能力薄弱；②工程經(jīng)驗豐富的設(shè)計師CAD思維模式根深蒂固，工作任務(wù)飽和，學(xué)習(xí)機會相對較少，無時間無激情學(xué)習(xí)BIM等新技術(shù)，當(dāng)然也受到學(xué)習(xí)機會的影響；③少數(shù)兼?zhèn)涔こ毯虰IM綜合能力的人才數(shù)量少、傭金高，其原因在于目前高校缺乏BIM相關(guān)知識的課程，而培訓(xùn)機構(gòu)培訓(xùn)費用高昂，影響了BIM人才的全面培養(yǎng)，BIM應(yīng)用人才匱乏成為制約BIM技術(shù)應(yīng)用的瓶頸[15]。3.3.3保障力首先，目前國內(nèi)缺乏相應(yīng)的政府文件、規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對基于BIM的設(shè)計進行認(rèn)定和規(guī)范，設(shè)計人員依舊需要將BIM模型導(dǎo)出成CAD格式用于圖紙審查和交付等；其次，國內(nèi)的工程合同體系也未對BIM實施流程和規(guī)則、BIM責(zé)任分工、信息交互標(biāo)準(zhǔn)作出詳細規(guī)定，造成設(shè)計單位、建設(shè)單位、施工單位之間的責(zé)任和利益難以認(rèn)定；再者，在BIM實施初期，由于參與者技術(shù)不熟練，可能造成生產(chǎn)在短時間內(nèi)降效，甚至導(dǎo)致項目失敗等，這對于當(dāng)前設(shè)計任務(wù)飽和的設(shè)計單位而言難以承受，設(shè)計單位難以形成應(yīng)用BIM技術(shù)的寬松實踐環(huán)境。BIM實施在宏觀中觀微觀的保障力不夠影響了其全面實施。3.3.4軟件本土化基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計的相關(guān)軟件基本屬于舶來品，與國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和工程實踐存在差異，即軟件的本土化不夠。比如，BIM軟件提供的結(jié)構(gòu)設(shè)計、照明設(shè)計和水壓設(shè)計無法滿足我國設(shè)計規(guī)范要求；BIM軟件自身提供的工程量統(tǒng)計方法與我國工程量清單計價規(guī)則存在差異；BIM的核心“族”也是基于國外標(biāo)準(zhǔn)制定而不太符合國內(nèi)的實踐需要。盡管設(shè)計師可以自定義任何族，但僅憑設(shè)計師個人創(chuàng)建若干族需要耗費大量時間，且難度大。此外，有些軟件的操作界面仍然是英文，為國內(nèi)英文不熟練的項目人員應(yīng)用帶來一定困難。總體而言，與傳統(tǒng)的建筑節(jié)能設(shè)計相比，基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計特點歸納如表2所示。
4推進基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計的建議
與傳統(tǒng)的建筑節(jié)能設(shè)計相比，基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計除了在設(shè)計階段具有實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計、效率高、準(zhǔn)確度高、結(jié)合經(jīng)濟性分析和設(shè)計可視化的優(yōu)點之外，其設(shè)計模型還便于綠色建筑申報評估的自動化，以及施工階段和運營階段的再使用。當(dāng)然，目前基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計在軟硬件配套設(shè)施和人才的投入方面要求較高，也需要更多政策法規(guī)以及適合中國國情的本土化軟件的支持。但毋庸置疑，基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計必然是未來的發(fā)展趨勢。為更好的促進基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計的推廣與發(fā)展，提出以下建議供參考。
4.1政府部門制定、完善扶持政策
政府在促進基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計的發(fā)展中具有重要作用，可以從以下幾方面著手完善、加強：①制定相關(guān)的BIM標(biāo)準(zhǔn)。不僅要制定類似IFC的技術(shù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計成果在審圖和綠色建筑評估也應(yīng)頒布相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，加以認(rèn)定與規(guī)范。②組織制定適合中國工程實踐的族庫。③規(guī)范BIM人才資格認(rèn)證。可由權(quán)威機構(gòu)組織BIM人才的資格認(rèn)證，鼓勵和規(guī)范BIM人才的培養(yǎng)和認(rèn)證。④經(jīng)濟扶持。對主動率先采用BIM進行建筑節(jié)能設(shè)計的項目給予稅收優(yōu)惠等支持；對基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計的研究給予撥付科研經(jīng)費的支持。⑤開展示范項目。以國有資金投資或國有資金投資為主的項目應(yīng)采用BIM技術(shù)，進行建筑節(jié)能設(shè)計以起示范作用。
4.2研究機構(gòu)加大科研投入
基于BIM的建筑節(jié)能設(shè)計的技術(shù)和管理問題，高校與科研機構(gòu)要肩負起相應(yīng)的研究責(zé)任，在如何使模型在軟件之間更加智能且準(zhǔn)確地相互導(dǎo)入；本土化的政策標(biāo)準(zhǔn)如何嵌入到國際性的建模和模擬軟件中；各種軟件漢化版的開發(fā)等方面加大科研和投入力度。
4.3高校和企業(yè)加強人才培養(yǎng)
