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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇节能环保论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。

新型路口警示灯由底座、立杆、微型垂直轴风力发电机、温差发电机、电源板、超级电容电池、LED警示灯等构件组成。通过底座可以把警示灯固定于路面上,底座上的立杆用来支撑警示牌、风力发电机、温差发电机和太阳能集热板。警示灯的最上端为太阳能集热板,集热板上方罩着透明玻璃保温外壳,中间开孔安装LED灯珠,下方与温差发电机的吸热面连接(根据需要可安装40×40×4MM温差发电机5~10片,接触面需涂抹导热硅脂),未安装温差发电机的位置铺设4MM厚的隔热层。温差发电机的散热面与散热底盘连接(接触面需涂抹导热硅脂),电源输出线和顶部LED电源线通过中空的风力发电机定子轴管与风力发电机的电源输出线一起引至指示牌箱体内,连接到电源控制板上。指示牌箱体上的LED闪光器电源线和蓄电池的电源线则在箱体内直接与电源控制板连接,另外还可根据需要在箱体上安装光线感应器,光线感应器可以感知光线变化,通过电源控制板来控制警示灯的开关。
2.新型路口警示灯的工作原理和参数配置
2.1温差发电机的工作原理和功率匹配不同的金属导体(或半导体)具有不同的自由电子密度(或载流子密度),当两种不同的金属导体相互接触时,在接触面上的电子就会由高浓度向低浓度扩散。而电子的扩散速率与接触区的温度成正比,所以只要维持两金属间的温差,就能使电子持续扩散,在两块金属的另两个端点形成稳定的电压。这种现象称为塞贝克效应。根据塞贝克效,将一个P型温差电元件和一个N型温差电元件在热端用金属导体电极连接起来,在其冷端分别连接冷端电极,就构成一个温差电单体。在温差电单体开路端接入负载RL,如果温差电单体的热面吸收热量,那么温差电单体热极和冷极之间就会建立温差,就会有电流流经负载RL,负载上将会得到一定的电功率,从而实现了由热能到电能的直接转换。为保持电流的持续输出,热极和冷极之间就必须始终保持一定的温差,这就需要不断地对热极供热,从冷极排热。用半导体材料制成的温差电单体经过一定的工艺加工成片状结构(简称发电片),然后根据需要进行适当的串并联后,就可以输出符合超级电容电池充电要求的电压和电流,得到我们想要功率的温差发电机。通常一片外形尺寸为40×40×4MM温差发电片在60℃温差下可以产生3V左右的电压和3A的电流,功率达到10W,因此我们如果想让温差发电机为工作电压为直流12V,功率为60W的设备供电,我们就最少需要8块功率为10W的温差发电片,其中每4片发电片串连成一个回路,形成2个串连回路,然后把这2个串连回路并接起来,就可形成一台输出电压为直流12V,功率为60W的温差发电机。
温差发电机的工作稳定状态取决于两极的温差稳定情况,温差过小则发电功率不足,温差过大则会损坏发电机,所以持续稳定的热源对温差发电机至关重要。以太阳能为热源的温差发电机就存在供热不稳定的情况,不能独立为设备供电,于是同位素温差发电机(又称核电池)应运而生,不仅可以做到体积小、功率大且输出稳定,而且使用寿命非常长。前苏联从1960年代末开始研究制造放射性同位素温差电机,该类型发电机以Sr90为热源,可稳定提供7~30V,80W的输出,平均使用寿命大于10年。而美国国家航空和宇航局也先后在多艘宇宙飞船上使用以各种放射性同位素为热源的温差发电装置。其中旅行者1号飞船上的所有电能均由热电转换模块提供,该电力系统已安全运行了33多年。虽然同位素温差发电机性能优良,但是因为价格昂贵,目前还无法达到民用标准,所以新型路口警示灯任然采用价格便宜的太阳能集热板为温差发电机提供热源。
2.2微型垂直轴风力发电机的工作原理和功率匹配垂直轴风力发电机是采用空气动力学原理,采用由轮毂固定在一起的垂直叶片组形成的风轮作为接受风力的单元,利用风力吹动风轮旋转,带动稀土永磁发电机进行旋转发电。风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13~25V变化的交流电,须经控制器的整流和稳压后才能对超级电容蓄电池充电。由于垂直轴风力发电机的抗风能力强,发电功率上升速度快,在低风速运转时的发电量也较大,非常适合在沿海及山区多风地带使用。风力发电系统的功率是由蓄电池功率决定的,风力发电机的功率只对电池充电速度有影响,所以我们选择风力发电机时要首先考虑电池组功率和用电设备功率的匹配,然后再根据当地的风力情况选择合适的风力发电机功率。风力发电机功率的大小不仅取决于机头功率的大小,而且与风量的大小密切相关。在沿海地区,小的风力发电机会比大的更合适。因为它更容易被因海陆温差而形成的持续微风带动而发电,所以新型路口警示灯选用100W风力垂轴发电机。
2.3超级电容电池性能分析和容量选定超级电容电池又叫黄金电容、法拉电容,它通过极化电解质来储能,属于双层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应,因此这种储能过程是可逆的,所以超级电容器可以反复充放电几万次以上。目前性能最好的高能镍碳超级电容电池采用新型固体功能材料制作,具有超高容量和耐压值。用于小功率设备供电上具备以下技术优势:(1)充电速度快:由于不存在电能转化化学能的化学反应,充电10几分钟可达其额定容量的95%以上;(2)循环使用寿命长,没有“记忆效应”,预计深度充放电循环使用次数可达5万次以上;(3)功率密度高,可达2.0度/kg以上,相当于普通电池的数十倍;(4)电池生产所用的原材料均是廉价的绿色环保金属,生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染;(5)充放电线路简单,安全系数高,适合长期免维护使用;(6)工作环境温度范围宽,在-40℃~+70℃之间均能正常充放电。
正是因为超级电容电池具备以上优点,非常适合在工作环境恶劣、充放电频率高、负载功率小的新型路口警示灯上应用。所以才被选做警示灯的储能装置。按照警示灯10W左右的功率计算,我们选用2组128W(3.2V40AH)的超级电容电池即可满足警示灯48小时的工作需求(采用点亮1秒后再熄灭1秒的秒闪方式工作)。
2.4新型路口警示灯的系统图和工作原理
3.工作原理
当可再生能源风能和太阳能任何一种具备发电条件时,垂轴风力发电机或太阳能温差发电机即开始工作,产生电能。风力电经过整流与温差电分别经稳压模块调压至同一电压后接入充放电控制模块。充放电控制模块分配部分电源到输出控制模块供LED使用,分配另一部分电源对超级电容电池进行充电。当风能和太阳能都不具备发电条件时,超级电容电池通过充放电控制模块向输出控制模块供电,驱动LED正常工作。另外输出控制模块可以外接光控开关,保证警示灯只在光线微弱时开始工作。
4.总结
关键字:环境,节能,环保
会所是源于西方的具有鲜明的亚文化属性的康乐建筑类型。一般来说,可以分为专业会所和住区会所两大类。住区会所是一类广泛普及的集物质和文化于一体的建筑形式,同时与房地产开发也密切相关。一方面,住区会所内部各项目、功能的原型都来自于康乐建筑,同时又包含有满足小区居民物质生活需求的设施;另一方面,它随着所从属的物业开发项目的特征呈现出多样化,有着自身的内在规律,是以所在物业业主为主要服务对象的综合性康体娱乐设施。[1]这就决定了会所建筑是一个人流量较大而且相对集中,建筑的能源消耗是巨大的。所以,建筑的节能应该予以高度重视。
建筑节能是可持续发展概念的具体体现,也是世界的建筑设计大潮流,同时又是建筑科学技术的一个新的增长点。设计、建造使用节能建筑有利于国民经济持续、快速、健康发展,保护生态环境。同时建筑节能促使建筑物护结构形式的变化、采暖调控系统的技术进步和建筑构件产品、建筑机构的变化。[2]
国内外建筑节能现状
1973年能源危机之后,各发达国家在建筑节能方面取得了长足的进步,有了显著的特点。具体节能技术措施有以下几个方面:(1)在规划设计上有利于节能的建筑朝向和平面形状。限制建筑物的体形系数;限制建筑物的窗墙比。(2)改善护结构的热工性能。(3)改善窗户设计,减少能耗。(4)利用自然条件减少能耗。[3]而我国的建筑节能工作开始于80年代初期,但是由于认识上的不足、体制上的不顺、法规上的不健全、技术上的不配套等,严重制约了建筑节能的发展。不过在可持续发展战略思想的知道下,以及国家下定决心作出了很大的努力还是取得了一定的成绩。[4]
会所建筑的节能措施
影响建筑节能的因素有很多,如建筑物体形系数、围护结构和传热系数、窗墙面积比、换气次数等,因此建筑节能应从这几个因素入手。[5]重庆夏季常年出现连晴高温天气,夜间室外温度也居高不下,超过舒适性温度,需要强有力的降温措施。冬季虽然室外气温较高,但日照率太低,室外综合温度低,仍需要供暖才能维持房间热舒适,所以对建筑节能和环境质量的要求就会比较特殊。冬天要求保温节能,夏天则要求隔热节能。建筑保温与建筑隔热有相似之处,有的保温措施同样可以达到隔热的目的,只是两者的热流方向相反,两者的构造措施各有特点。[6]
综合国内外的研究成果,建筑节能大致有以下几个途径:1墙体节能,2门窗节能,3屋面节能4采暖节能,5通风节能。[7]
1.墙体节能
墙体是建筑护结构的主体,所以墙体的节能设计直接影响到建筑的耗能。墙体的节能有以下两个途径:
(1)建筑保温节能设计
建筑保温分为建筑内保温和建筑外保温两种。建筑内保温就是在建筑外墙的内表面上加设保温材料,再在其上粉刷、涂料等,其优点是墙体内表面不用加强防水层,构造处理简单,保温材料可以免受室外雨水的影响,是一种简单但是效果很好的建筑保温方式。
建筑外保温是在外墙外表面上做保温材料,覆以防水层,再设外墙装修的构造方法。其优点有很多。首先其保温层设在外表面,可以有效的保护外墙砌体免受太阳辐射的影响,减小墙体应力损害;其次外保温对建筑柱、梁、墙角等敏感部位处理容易,可以减少热桥的产生,并可避免内表面结露;再次围护结构内侧为重质砌体,有较高的热容性,可以减少室温的波动;最后在夏季,外保温材料又起到很好的隔热作用,使墙体不会升温过快,内表面温度降低,增加了室内舒适度。
(2)建筑隔热节能设计
隔热除考虑外墙部位需设置外,屋顶由于受太阳辐射影响最大,所以也要进行隔热设计。隔热设计主要有隔热材料隔热和隔热构造隔热。隔热材料有填充类、板块类和热反射类。而现在有一种很廉价的隔热方式:空气层的隔热。这是一种将“空气”作为隔热材料的特殊做法,其隔热性能良好,所以在隔热构造设计中被经常用到。其隔热原理是通过降低传热达到隔热的目的,而影响其隔热性能的原因有:空气间层厚度、热流方向、空气间层的密闭程度和两侧表面的光洁度。这种隔热方式现在主要被用于炎热气候地区的屋面、墙体、双层窗中,隔热效果好。同时空气间层设于墙体部分,起隔热和保温双重效果,不过水平构件只有隔热作用。而根据重庆地区的气候特点和人体对室内空气质量的要求,空气间层保温技术是最佳选择。[8]
2.门窗节能
衡量门窗性能的指标包括四个方面:隔热保温性能、阳光得热性能、采光性能和空气渗透性能等。由于玻璃的传热能力比砖墙大许多,所以充分利用保温隔热性能好的玻璃窗能有效降低建筑物的能耗。改善门窗绝热性能的首要措施是增加窗玻璃层数,在内外层玻璃之间形成封闭空气层。同时可以在窗上加贴透明聚酯膜,也是个有效的方法。还可以加设门窗密封条提高门窗气密性。[9]
3.屋面节能
国内常用的几种节能屋面是:高效保温材料屋面、架空型保温屋面、浮石砂保温屋面和倒置型保温屋面。平屋顶多采用加气混凝土保温,厚度增加到50-100mm。有的用水泥聚苯板、水泥珍珠岩或浮石砂保温。有的则在架空混凝土薄板下设袋装膨胀珍珠岩,保温效果很好。坡屋顶为便于设置保温层,可以在坡顶内铺钉玻璃棉毡或岩棉毡,或者在天棚上铺设上述绝热材料。4.采暖节能
现在有一种性能稳定、节能、环保、经济的系统方式——水源热泵系统。水源热泵技术是利用地球表面浅层水源(如地下水、河流、湖泊)中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能转移的一种技术。众所周知,地下水温度在一年内波动远小于室外空气,是很好的热泵热源和空调冷源。同时,在冬季不存在结露、结霜等问题;在夏季有些情况下甚至可以直接从地下水作为冷源给用户供冷,而不用开启水源热泵,从而有很大程度上的节能。考虑到人体对室内热舒适的要求,室内应采用地板采暖和吊顶冷辐射技术。人们的舒适感觉是“足暖头寒”,所以通过辐射方式供冷、供热可以增强室内环境的热舒适性。研究表明,冬天如果采用地板采暖,当房间温度为16度时,人们热舒适感觉相当于约18度时的水平。所以,这种方式可以降低采暖能耗,达到舒适、节能的双重目的。[11]
5.通风节能
在夏季,为了满足室内舒适条件常采取空调方式,但是高能耗、高污染,未来城市环境要求“免空调”的制凉方式,也就是建筑要回归自然。良好的建筑通风对于建筑、人和环境都有较大的作用:热舒适作用,空气对流可以有效的带走室内的热量,并且是降低室内空气湿度的自然方式;空气品质的提高,由于建筑围护结构材料、室内装修材料其成分或溶剂中含有相当的有害物,而且人体及日常生活也会影响室内的空气品质,所以良好的建筑通风可以更新室内空气、带走有害物;最后,它所带来的节能效果是很明显的。现在的通风节能技术主要有以下三种,地下风凉应用、烟囱效应应用和风洞效应应用。[12]具体设计做法将在设计中体现。
总的来说,建筑节能一次投资可能比较大,但是带来的效应是无法用金钱来衡量的。现在有些人不明白花那么多的钱去做节能是得不偿失,但是他们没有想到的是我们的能源是有限的,所以建筑节能是大势所趋,势在必行。
[1]张勃.住区会所建筑设计研究.西安.西安建筑科技大学.2005年.第1页
[2]王立雄.建筑节能.第一版.天津.中国建工出版社.2004年5月.第1页
[3]聂玉强.国内外建筑节能技术现状与发展趋势.建设科技.2002年.7期.39-40页
[4]李靖颉.面向21世纪的建筑节能技术.科技情报开发与经济.2003年13卷7期.281-282页
[5]李雅美.浅析建筑节能技术措施.常州工学院学报.2005年18卷4期.55-58页
[6]付祥钊,刘俊跃.开发有西部特色的建筑节能技术体系.重庆建筑.2003年2期.12-15页
[7]刘莉,秦壮.建筑节能技术的几点措施.黑龙江交通科技.2004年27卷4期.72-74页
[8]宋德萱.节能建筑设计与技术.第一版.上海.同济大学出版社.2003年7月.46-50页
[9]涂逢祥.节能窗技术.第一版.北京.中国建工出版社.2003年9月.46-51页
[10]建筑节能.墙体与建筑装饰.2004年1期.7-8页
[11]康艳兵.建筑节能关键技术回顾与展望.中国能源.2003年11期.18-25页
[12]宋德萱.节能建筑设计与技术.第一版.上海.同济大学出版社.2003年7月.95-99页
本文以ZL40G环保型轮式装载机为例,就机械材料的选用与设计、所要遵循的要点和所需考虑问题,提出几点建议和设想。
1、环保型材料的利用
1)尽量采用能再生利用的材料和资源
在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高工程机械材料的再生率。
2)长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则
通常来说,延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量,降低产品能耗可减少对环境的污染,而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下,尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量,提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能,实现液压系统的轻量化和高效率。
3)尽量采用低环境负荷材料
工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染;在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中,应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。
4)废弃零部件处理的污染最小化及综合成本最优化
工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小,零部件要解体方便、破碎容易,能焚烧处理或可作为燃料回收。
2、环保型工程机械产品设计
1)选用低公害发动机
发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件,采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。目前欧美发达国家正在通过采用一系列新的技术手段、措施或应用新型的环保燃料来进一步降低排放、噪声等,努力适应第三次排放法规要求。
2)降低整机振动与噪声
减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。例如在装载机设计中,动力装置采用双向减振悬挂系统就能克服整机动力传动系统与车架之间的共振、噪声及对动力系统的疲劳破坏;后桥设计成中心摆动结构能使后桥摆动中心与动力输入中心重合,很好地减少附加力矩对传动系统不停冲击所产生的振动与噪音,避免在崎岖不平道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声。除选择低噪声的发动机外,主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动,而可单独由液压马达带动,这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来,从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部,降低噪声对环境的影响;通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声;可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料;可设计全密封整体式驾驶室,密封减震,隔音降噪,真正体现“以人为本”的设计宗旨。
3)液压系统的清洁和防渗漏
保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要,因此精心设计工程机械液压系统(如采用高效高精度过滤装置)十分必要,这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质,减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命,降低液压油的更换频率;同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快,延长换油间隔时间,减少对周边作业环境的污染。另外通过采用增压液压油箱,可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命,并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱,提高整个液压系统的清洁度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的,液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管很有必要;为了减少损坏软管的废弃量,设计时应在可能的条件下尽量使用硬管;对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。
4)系统高效节能的设计
工程机械的高效节能也是环境保护的重要一环,减少能源消耗即意味着减少对环境的污染。故选用电控高性能长寿命节能型发动机是研制环保型机械最基本的一环;另外在设计时采用双泵分合流技术、液压负荷传感技术、静液驱动技术等都可达到节能降耗的目的。
3、工程机械产品人性化的设计
1)环保安全关怀型驾驶室的设计
如采用防紫外线辐射玻璃的全密封整体式、经减震降噪处理的“安全环保型”驾驶室,室内配置无氟环保型冷暖空调,并设计FOPS及POPS驾驶室以确保驾驶员的安全;充分运用人机工程学设计原理,如司机座椅可全方位调节、功能集成的单操纵手柄、可调式转向驱动器、全自动换挡装置、电子监控与故障自诊断系统,再辅以合理美观的颜色搭配,可大大改善司机的工作环境,缓解疲劳,提高作业效率。
2)自动加脂装置或集中系统的配置
传统的手动加注脂费时费力,而且通常有多余的油液溢出来污染周边环境。因此研制环保型工程机械就能自动定时加注脂的设备,如集中系统就能自动定时给各铰销加注黄油,其加油量经过仔细计算后设定,可很好地保证各销轴得到足够的而又没有多余的油溢出,既环保又方便。另外对于小型机械,鉴于降低设计成本,可采用密封的销轴或使用新型材料的特殊轴套、或设计二级防尘结构等防止外部异物的进入和内部油脂的排出,从而延长加注油的间隔,减少对环境的污染。
3)外观美学设计
传统的工程机械产品一直是外形粗放、笨重的形象,环保型产品更应注重外观美学和车身的流线型设计,达到机器的环境的谐和,给人以视觉上的美感。如发动机机罩就可进行造型别致美观的流线型设计,整机的标识标牌应精心布置、设计,良好地体现环保特色。
4)人性化设计
工程机械控制技术的电子化代表了当今技术的发展趋势,采用微机控制技术,实现了各种工况下自动判断、挖掘机器发动机的功率输出,达到发动机的最佳功率匹配,减少发动机的燃油消耗,并自动诊断机器状态,使机器使始终能保持良好状态,因此控制和操纵的人性化能大大提高作业的安全性和舒适性。
在介绍新型材料的类型上,已经简单的概括节能环保新型材料的基本优势,主要体现在以下几个方面:(1)更加节能。新型环保材料在节能上有着明显的优势,这些材料本身的性能极好、加工的时候也极其细致,施工方式比较独特,这一系列过程都有效降低了建筑装饰施工与建筑使用过程中的能源消耗,极大的节约能源。(2)绿色环保。节能环保型材料符合当前社会的生态环保要求,不会散发有毒气体,不会发生霉变锈蚀,没有辐射危害,遇火也不会产生有害气体,极大地减少了装饰材料的辐射危害和污染程度,保障了居住者的身体健康。[3](3)实用功能更加完善。建筑装饰新型材料不再只具备单一性能,节能环保型材料具有较强的耐久性、力学性能、化学性能、物理性能都得到了极大的提高,在通过先进的工艺与相关技术手段,建筑装饰材料在各项防护功能上也有了很大的进步,使其实用性大大地提高。
2当前建筑装饰节能环保材料存在的问题
(1)环保质量参差不齐。由于目前国家对于新型材料的环保质量要求没有提出明确的标准。因此,市场上的材料质量参差不齐,人们在购买环保材料也不知道以什么标准为依据。因此,购买的环保材料的质量也不能够得到保证。(2)商家只顾利润,不顾节能环保。业户在购买装饰材料时,许多商家为了利润,只管卖出材料,而不管该材料是否真的环保节能。这就导致了许多买主买不到真正的节能环保材料。同时,也对节能环保材料的认识上产生了误区。
3建筑装饰节能环保新型材料的推广与运用策略
(1)建筑装饰节能环保新型材料推广、运用需注意的方面。在建筑装饰节能环保新型材料的选择和使用上要根据实际情况合理选取,不能盲目、随意地使用。对于新型材料的推广也要符合当地建筑装饰材料的现状,遵循市场规律,不能夸大其词、盲目、空洞的宣传,要根据实际情况制定详细完整的宣传方案。建筑者们在选择材料时,应明确所用材料是否符合新型材料节能环保的要求,对于材料的性能、工艺、质地要严格控制,保障建筑装饰节能环保材料的施工顺利进行。(2)建筑装饰节能环保新型材料的推广与运用完善策略。1)加大建筑装饰节能环保新型材料的研究力度。要想制作出符合标准的节能环保材料,研究工作是必不可少的环节。因此,在建筑装饰材料的研究力度上要不断加大,结合国家对于节能环保材料的标准,装饰材料市场的需求,以及研究资金和进度等方面,加快研究速度,提高研究成果,让节能环保新型材料能够在建筑业上快速的推广和运用。[4]2)尽快落实节能环保型材料的发展策略。通过国家的宏观调控,制定、落实新型材料的发展策略。国家政策是管控建筑装饰市场的主要力量。因此,要想加快新型材料的推广就必须得到国家的政策支持以及建设资金的投入。配合国家对于节能环保新型材料考查、监督、管理的工作,科学有效地制定出符合市场需求的发展策略,从而保证建筑装饰节能、环保材料适时适量、高质高效的生产。3)积极学习、借鉴、引进国外的节能环保材料。无论在新型材料的研发中,还是节能环保材料的使用与推广中,我国都处于发展中状态,所以,要想提高新型材料的研制与运用,就必须结合外国的先进技术以及丰富的经验,取其精华,运用到本国技术领域中,加强同国外的沟通和合作。无论在时间范围、材料种类还是材料质量和材料的性能方面,都与国外存在着一定的差距,所以,我们要积极引进相关的生产设备、生产技术,结合本国国情、市场需求等因素,进行综合分析,有效借鉴其经验和优点,集思广益,为我国节能环保型材料开拓出一条阳光大道。
4结束语
伴随着时代的发展和进步,建筑物中玻璃幕墙发展也得到了质的飞跃,各种节能环保型的新玻璃材料、新工艺技术也应运而生,现代化的玻璃幕墙领域有着十分广阔的发展空间和市场前景,如何在发展玻璃幕墙新材料和新工艺应用中融入节能减排的环境保护环保型理念,已经成为了当今建筑行业领域中热烈议论的新话题。
1 玻璃幕墙应具有的节能环保特点
绿色节能环保概念的提出,为玻璃幕墙的发展提出了新的要求。首先,玻璃幕墙要有较好的采光透过率,并且能够提高隔热功能,从而可以减少因太阳光辐射造成的建筑物室内温度的升高。其次,节能环保型的玻璃幕墙还要具有保温性的功能特点,加强对温度的控制,这样在冬季的时候能够较好地保证室内的温度在可接受范围内,减少因玻璃幕墙散热而带来的热能源损失。再次,为了提高玻璃幕墙的环保性,还要对其气密性以及遮阳性等参数进行规定,综合性地开展玻璃幕墙调节工艺技术,使得玻璃幕墙在保证自身功能的基础上还能具有一定的环保特性。
2 玻璃幕墙中节能环保型新材料的应用
2.1 隔热玻璃
隔热玻璃材料是一种在原有玻璃建筑材料中通过添加一定比例有着吸热功能特性的着色剂而制作形成的新型玻璃材料。在原有玻璃纸上进行喷涂一层或是几层的金属氧化物,从而形成一种薄膜材质的玻璃。这种隔热型的玻璃幕墙可以充分吸收自然界太阳光所发出的红外线能量,因而它有着很高的透光率性能,并且在建筑应用当中有着隔热的作用,增加了建筑的保温性,大大节约了建筑物对能源的消耗量。
2.2 低辐射玻璃
低辐射玻璃材料也被称之为LOW—E型玻璃材料,在这种玻璃材质上面也会镀上几层的金属物质以及其他物质的薄膜,通过镀上一层低辐射薄膜后,这种玻璃幕墙就可以具有对远红外线高反射率的优点,加强了对于可见光的透光率,因而低辐射玻璃有着抗辐射的功能特性,同时它也具有隔热保温的功能,而且对于建筑物的采光性能也不会产生任何影响。
2.3 真空玻璃
真空玻璃材料主要指的是由两层玻璃组成的一种玻璃幕墙材料,在这两层玻璃中间增添了一种厚度非常非常小的支撑块,从而使得两层玻璃中间具有密闭性的特点,通过真空气体抽取技术,再将真空玻璃内部两层玻璃当中的所有空气全部地抽取出去,最终形成真空玻璃。正是因为真空玻璃材料的内部是真空的,所以它可以大大减小玻璃的导热性以及传热性,这也是真空玻璃独有的节能环保性功能,不再有空气传导热量,真空玻璃的材料目前可以大幅度地增加玻璃幕墙的节能环保性能,同时也可以保证真空玻璃幕墙的隔热性以及温度保持性。
2.4 光致变色玻璃
光致变色材料玻璃,顾名思义,这种材质的玻璃在经过自然界太阳光的照射以后,就可以产生变色的效果。在这种材料的玻璃幕墙制作时,添加了一定量的卤化银元素,并且在玻璃幕墙的中间层中加入了一些钼、钨感光物,使得玻璃幕墙具有了光变性能。从理论上来讲,这种玻璃此材质能够根据太阳光照射强度的不同自身的颜色也发生不断变化,当天黑的时候或者是没有太阳的时候,这种材料的玻璃就可以变回透明的颜色,从而实现了对建筑物室内光线亮度的调整,与此同时还能够降低外界的太阳光辐射,这种变色玻璃的应用,不仅具有漂亮的外观,而且还具有隔热防辐射的功能,是新型绿色玻璃材料中的重要发展应用,有效地提高了玻璃幕墙的节能环保特性。
3 玻璃幕墙的节能环保型新工艺的应用
3.1 智能化技术
随着现代化玻璃幕墙的新工艺技术不断发展,人们创造性地发展了智能化玻璃幕墙工艺技术,使得整个建筑物的玻璃幕墙系统同建筑物内的通风系统以及室内的中央空调系统化可以智能化地统一进行管理,在系统的处理中心进行统一地调控,智能化地根据室内外温度,太阳光的照射辐射程度,进行玻璃幕墙的动态分析调节,从而通过智能化工艺技术来实现对建筑物玻璃幕墙的保温性能、隔热性能等的动态调整,根据实际环境的变化情况来保证资源的节约利用,采取了智能化工艺技术以后,有效地提高了建筑物的节能性和环保性,进了节约了资源,降低了各种能源的消耗水平。
3.2 遮阳工艺系统
关于玻璃幕墙的遮阳工艺系统是建立在加强玻璃气密性的基础之上的,遮阳工艺可以通过不同的玻璃幕墙形式来进行相应的遮阳系统调整,制定出符合建筑物采光、保温节能性能的遮阳体系,提高建筑物的遮阳性。
3.3 外层维护保温工艺
通过双层玻璃幕墙工艺技术的开展,可以有效地减少建筑物的能耗量,因而外层维护保温工艺也被称之为双层幕墙波保护技术,双层幕墙的特点就是在两层玻璃结构的基础上又设计了中间层,在中间层内有气体进行流通,从而实现了保温功能,假如要保持室内的温度,只需要关闭双层玻璃幕墙当中的出气口就可以了,这个时候的中间气体通道就像是一个保温室,能够有效地运用太阳能进行空气保温,而在夏天的时候,人们要是想对室内温度进行隔热,就需要打开外层维护系统当中的出气口,通过空气之间流动的热压性原理,使得双层玻璃幕墙当中的高温度气体排放到室外,除此之外,这种双层幕墙的外层维护工艺还可以有效地减弱噪声影响,因此在许多大型建筑物中得到了非常广泛的应用。
4 结语
综上所述,玻璃幕墙作为建筑物中的重要组成部分,关于其生产材料以及制作工艺流程中的节能环保性质讨论已经成为了不可避免的研究课题,文章根据不同种类玻璃幕墙新材料的应用中了解到了其所具有的隔热性和保温性能,大大节约了建筑资源,实现了能源合理利用,同时还开发了智能化工艺技术系统,完善了遮阳、外层保温等工艺流程,从而实现了玻璃幕墙节能环保性的合理化利用和发展。
作者:曹文超 来源:建材发展导向 2016年3期
【关键词】 建筑设计节能材料应用
中图分类号: TE08 文献标识码: A
一.引言。
在建筑设计中采用新型优质的建筑节能材料,一方面使得建筑物的使用功获得有效改善,使房屋环境质量和居住舒适度都能显著提高;另一方面,采用新型的循环利用的建筑节能材料,还能将各类工业固体废物“变废为宝、重复利用”。在建筑领域加强研发并推广应用以固体废物为原料的新型建筑节能材料,是提高我国资源利用率、改善环境、节能减排、走可持续发展道路的重要途径。建筑节能设计是我国大型公共建筑设计的重要环节,也是今后居民住宅建设发展的方向,但建筑节能的效果很大程度上取决于节能材料的质量。伴随着节能减排工作在建筑领域的不断深入开展,节能措施的实施质量检测成为确保建筑节能的效率和质量,实现建筑节能目标的重要环节。
二.建筑节能的含义以及重要性。
1.建筑节能的含义。
所谓建筑节能,是指在保证建筑可以正常使用,并能提供舒适温度的环境下,借助科学技术的力量,通过利用新型建筑材料和节能技术把建筑物中的采暖能耗和降温能耗降低。
2.建筑节能的重要性。
我国地域辽阔,冬季处于低温状态的占地面积大,建筑物多。由于我国在早期的建设环节中对保建筑物的保温性能,隔热性能以及密闭程度不够重视,导致我国百分之九十的建筑物都属于高耗能建筑。随着近年来建筑行业的不断发展,大量的建筑物拔地而起,如果建筑物设计过程再不采取节能保温措施的话,居民还是会通过安装空调或地暖的形式来进行采暖,这样必定会增加建筑物的能耗,造成我国的能源紧张。全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾:有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
三.建筑围护结构节能设计。
建筑结构保温隔热层的设置方式取决于其围护结构,建筑围护结构的设置一般都需满足结构承重和室内保温两方面的要求。通常情况下,采用单一构造的砖砌体作为围护结构,如加气混凝土墙体或屋面等;另外,在有特殊功能要求的情况下,在结构承重墙体的基础上增设附加围护材料以达到建筑室内保温隔热效果,一般则选用一些轻质材料作为保温材料(如珍珠岩棉、泡沫聚苯乙烯等),以尽量减少墙体结构的承重负担。
在建筑围护结构设计时,对于永久性的机械锚固、水电设备、暖通空调的穿墙管道,或者建筑外墙上的附着物固定支撑等,都会造成围护结构上的局部热桥导致热量散失。所以,在建筑节能设计和围护结构施工过程中,应力求使建筑外墙上的热桥散热对围护结构保温性能不致产生过大影响。
四.我国建筑设计中主要节能材料的应用。
合理选用建筑节能材料可以实现建筑节能。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。建筑节能材料可以从墙体的保温节能出发,通过采用新型的材料来增强建筑外墙的保温隔热,也可以从建筑的门窗和幕墙等出发,最终达到节能的效果。
节能墙面(轻质隔断)。
墙面受建筑室内使用功能要求的制约,考虑墙面造型时不能存在明显的凹凸,在确保满足建筑室内防火等级要求的前提下,应选择采用保温性能好的节能环保材料,最大限度地减少室内热量的散失。在采用轻质隔断墙体的区域,特别是在严格控制热量传导的区域分隔时(如办公室与仓库隔墙),为有效减少热量不必要地传导到无需控温的房间,应选择采用新型的节能环保墙面材料,如在轻质隔断内加入保温材料,在轻钢龙骨纸面石膏板隔墙中加入保温材料或在需保温的房间墙面进行保温处理,以最大限度地减小热量散失。
建筑物门窗的保温节能。
建筑物中需要耗能来增加热量,更需要采取措施来改善建筑物的热环境来防止热量散失。门窗是建筑围护结构的重要组成部分,是建筑物开口部位,也是房屋室内与室外能量阻隔最薄弱的环节。有关资料表明,通过门窗传热损失能源消耗约占建筑能耗的28%,通过门窗空气渗透能源消耗约占建筑能耗的27%,两者总计占建筑能耗的50%以上,所以在建筑物设计过程中要特别注意门窗的保温设计。目前,在我国的北方地区,建筑物的窗户常采用双层玻璃的塑钢窗来进行保温隔热。采用这种窗户可以降低屋内向外界的热传递,且密闭性良好,具有很好的隔音效果。近年来,一些具有节能、环保、防火等技术特性的材料,如Low-E玻璃、具有保温隔热性能的铝合金型材、真空玻璃、各种人造幕墙板材等,这些产品的应用大大促进了传统幕墙产业的发展。特别是在节能、环保、降噪等技术方面取得的重大突破,为实现我国建筑节能的总体目标奠定了良好的基础。
节能外圈护材料 。
建筑节能的65%主要由建筑围护结构体系承担。目前,大面积玻璃幕墙仍然是大型公共建筑外部围护结构体系的主导形式,应尽量选择采用透光率高、保温隔热性强的玻璃材料,或者采用能够合理利用太阳能等新能源的玻璃材料。如北京南站的主站屋顶采用了大量的太阳能光电板,其整体面积约6700m2,占整个建筑屋顶采光面积的50%左右,总发电量达320kW。大面积玻璃采光屋顶的应用,可有效增加建筑室内白天的采光面积。通过利用自然光达到节能省电的效果;大面积太阳能光电板的应用,还可以发电供其它电气设备利用,是真正意义的建筑节能材料。当前,我国居民住宅的节能护材料使用不多,但也正朝着轻质保温复合材料的方向发展。
节能玻璃幕墙、门窗 。
大面积玻璃幕墙的应用是现代建筑的发展趋势和潮流。但是,玻璃幕墙和门窗作为建筑围护结构的重要组成部分,是建筑室内、外进行热量交换、热量传导最敏感、活跃的部位,相关研究资料表明,建筑物通过门、窗传热损失的能源消耗约占建筑总能耗的27%,通过门、窗部位的空气渗透导致的能源消耗约占建筑能耗的25%,两者合计超过了建筑运行维护总能耗的50%,是墙体热损失的6-8倍。可见,门、窗节能是建筑节能的关键部位之一,具有极其重要的地位,做好门、窗和玻璃幕墙的节能措施,能使建筑节能40%左右以上。
目前,我国建筑工程采用的节能玻璃材料主要有:节镀膜玻璃、真空玻璃、中空玻璃和带薄膜型热反射材料玻璃、Low-E光化玻璃等。另外,建筑围护结构的门、窗和玻璃幕墙要不断加强保温隔热等节能技术特性,更应该把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能等新型节能技术结合起来,开发并利用节能省电(利用太阳能、风能、地热能等)相结合的新型门、窗及幕墙材料。
五.结束语。
随着我国经济的发展,人们生活水平的日益提高,人们对居住的要求也越来越高,随着能源的日益匮乏,可持续发展战略在全球得到普遍认同,在我国也得到包括各级政府在内的高度重视。社会主义的现代化发展必须要靠人民群众的力量,力求将可持续发展战略实施到底,使我国在建筑设计中节能材料的使用走向国际化发展道路。
参考文献:
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【4】王海红 商彪 节能材料在建筑设计中的应用探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年32期
【关键字】中央空调,节能设计,环保措施
中图分类号: TE08文献标识码:A
前言
近年来,我国的高层施工建筑越来越多,因此对施工的要求也越来越严格,中央空调的施工是建筑施工的一个重点,如何节能有效地实施空调的施工建设是我们研究的方向,中央空调的建设会对电力能源造成浪费,因此我们就和节能方向进行研究,结果如下:
二、影响中央空调节能的因素
设计过程重投资成本核算,轻能耗指标计算,缺乏节能引导中央空调系统的经济性分析。在系统方案设计中,初投资与运行费用通常是矛盾的两个方面。一般节能、运行费用低的系统方案其初投资比较大。用户或投资者由于对中央空调系统的性能指标,尤其是初投资和运行费用的综合经济性指标缺乏专业认识,容易忽略综合投资收益计算。这导致工程建设方对采用高成本的节能方案没有积极性,往往就采用成本小、初投资低的设计方案,以较低的竞争价格赢取工程项目。这使很多初投资低但能耗大、运行费用高的中央空调系统大行其道。
2.政策上缺乏系统的、全局性能效指标。2004年8月23日经国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会批准了三项空调能效国家标准,规定了房间空气调节器、单元式空气调节机和冷水机组的能源效率限定值及能效等级。但是,中央空调是一项复杂的系统工程,中央空调能源有效利用的评价不能单纯地停留在对机器设备的评价上,对整个系统的评价更为重要,是否节能不仅与空调设备有关,而且与系统设计思想、管网设计、各部分匹配、施工优劣,运行管理水平以及建筑物热特性等因素有关。
三、空调系统设计中的设备节能选配方案
1.离心式冷水机组的选择。在办公大楼中央空调系统的设计过程中,应该注重提倡使用节能制冷机,但也反对盲目追求能源效率。在实际操作过程中,应结合当前的经济发展水平,选取高效的离心式冷水机组以及系统运行方法。在实际中,有很多蒸汽压缩式冷水机组满的负荷效率存在很大的差异。
2.末端设备。国内风机的线圈和机盘与国外同类产品相比,在整体水平方面相差无几,但与国外先进水平相比的主要差距表现在空调的耗电量、盘管重量和噪声等。因此,在办公大楼中央空调的设计过程中,应该注重空调系统的重量设计、单位风机功率制冷供热机组的选择。中央空调系统机组应选用本机组风机风量、空调机组风机风量,合理搭配风压,减少空调系统运行过程中的传热系数。
3.冷冻水泵。办公大楼中央空调水系统的能耗约占空调总能耗的20%,在一般公众和民间建筑中,空调水系统的能耗约占空调总能耗占15%左右。此外,中央空调水系统节能还具有非常重要的意义。在办公大楼中央空调系统建设设计和施工过程中,除了要注意中央空调水系统设计,科学地进行水系统回路设计,并采取适当的措施,以确保每个循环水系统水力平衡,使得办公大楼中央空调节能变频调速水泵变流量运行。为容纳系统的水因膨胀而增加的体积,同时也是为了稳定系统压力,增加一套膨胀水箱补水装置。膨胀水箱容积取400L,并分别设置用浮球阀控制的自动补水管和由闸阀控制的急速补水管,水箱的自动补水高度为250mm。
四、中央空调节能环保新技术
1.太阳能空调。太阳能是一种可持续利用的清洁能源。利用太阳能供热与制冷是近年来国内外新能源研究领域的热点课题。利用太阳能真空集热管与溴化锂双效吸收式制冷技术的有机结合,形成夏季制冷、冬季供热和全年生活热水供应的空调热水机组,做到一机多用,从而可以显著提高太阳能空调系统的利用率和经济性。
太阳能空调热水系统的优点:季节适应性好。太阳能空调系统的制冷能力是随着太阳辐射能量的增加而增大的,这正好与夏季人们对空调的迫切要求相匹配;太阳能吸收式空调热水系统以不含氟氯烃化合物的溴化锂为工作介质,无臭、无毒,减少了温室气体的排放量,有利于环境保护;。
2.变频空调系统。变频空调是指采用变频原理得到可变化交流电源来控制压缩机的转速,从而根据需要控制空调器的输出能力。在中央空调系统中目前运行使用的大部分空调输送系统,大都按传统方法设计运行,即根据空调的最大负荷设计水系统和风系统,而空调系统大部分时间处于部分负荷状态,一般水系统通过阀门节流,风系统通过再加热等措施以适应部分负荷运行的需要,而采用此种调节方式能量浪费严重。有资料统计表明,此类调节方式中,定速泵和风机所耗电能有60%一70%消耗于调节阀、节流控制压降等处,因此改变空调输送系统的流量调节方式,节能潜力巨大,而变频调速技术的发展成熟,可将其应用于空调输送系统中,当空调负荷下降时,通过变频装置调节水泵(风机)的转速,从而减少水(风)量,节省电机的耗电量,达到节能目的嘲,
3.严格实行建筑的节能设计,要把建筑节能作为建筑设计是否达标的重要考核项目,必须严格执行有关建筑节能的技术标准,在保证室内热环境及卫生标准的前提下,做好建筑和采暖空调设备系统设计,确保单位建筑面积能耗达到标准要求。采暖区的建筑物要因地制宜地推广各种保温性能优良的门窗。屋面和墙体,选用合理的窗墙比和建筑体形,提高门窗的气密性。在寒冷地区扩大推广双玻窗或双层窗,严寒地区根据气候条件可采用三玻窗或其它高效保温节能窗。
五、中央空调系统节能的现实意义
1.建筑节能法规要求空调系统降低能耗。长期以来,当季节变化、昼夜温差变化、温室效应和空调实际使用工况发生变化时,中央空调系统在传统的运行模式下,能源浪费很大。就我国情况而言,现代建筑中采用中央空调的民用、公用及商用建筑,中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50%左右,商场和综合大楼等的能耗甚至可能高达60%以上。我国属能源消耗大国,能源有限,利用率不高且依赖性强。近年来能源短缺的现实迫使国家把公共建筑节能提升到战略高度,相应制定了节约能源法,对公共建筑能耗国家实施国家节能标准。
2.产业办公楼宇的发展对空调系统节能提出了更高的要求。现阶段,产业办公楼从发展初期的以“产权式商铺”为主要销售模式逐渐被经营持有型物业所取代,从投资者的经济效益来说,过去一段时间由于利润的实现,产业办公楼多以出售为主,受短期利益的驱动,往往只追求建设阶段的低成本和销售时的高收益,对后期实际使用阶段的效果和运营成本很少考虑,后期往往中央空调系统效率低、能耗大。而目前越来越多的项目——主要为商业办公地产,以持有物业持续经营为主要赢利模式,这势必使投资者及发展商从一开始就关注能耗问题。现阶段我国中央空调能耗现状概述我国现阶段中央空调系统的应用中,更多的关注的是空调系统温湿度控制效果及空气品质控制效果,往往忽略了空调系统的能耗情况。
六、结束语
综上所述,我国的建筑施工中的中央空调的施工建设已经有了很显著地发展,节能环保成为施工的重点,同样的现今我国的很多的施工建设都是和节能相关联,我国的科学家也在不断地研究和探索节能的新理念,相信我国的中央空调的建设施工会更好的实现节能和环保这两个目标。
参考文献:
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