教学楼建筑节能一体化设计

教学楼建筑节能一体化设计（推荐14篇）

教学楼建筑节能一体化设计 篇1

0910520101 王佳莹 2012.10.18

1.摘要：本文从建筑外墙保温、、光源照明、自然通风等多个细节的方面，对教学楼进行建筑节能一体化设计与优化。

2.关键词：教学楼 节能 一体化

3.引言：建筑节能一体化是一个复杂的系统工程，随着国家节能规划的提出，建筑节能一体化正变得越来越重要。

一个国家的发展，离不开能源的消耗，而现在人类不断增长的能源消耗和传统经济增长方式带来的自然资源枯竭和环境恶化，已经使人类生存受到威胁。对我国而言，煤炭和水力资源比较丰富，但其可开采量和可开发量的人均水平，却均低于世界人均水平的一半，石油和天然气相对就更少。

能源短缺已经成为制约我国经济社会发展的瓶颈，而建筑耗能在国家全部能耗中占有相当大的比重。千方百计做好建筑节能工作是节约能源的关键。对建筑业来讲建设节能型建筑，降低建筑能耗已经是当务之急。建筑节能一体化设计，其目的就是通过一定的建筑构造做法，选择合适的建筑材料，达到减少能耗，节约热量、冷量、电能、燃料等目的，同时也要保证一定的舒适程度。

4.正文：

1）LED照明节能：我以一间教室为例：教室12盏日光灯。目前使用的是第一代传统镇流器日光灯照明，其中每套日光灯管（40W）加镇流器（20W）共计60W，若全部更换成第四代LED半导体节能照明灯为每组为4个4W一共12组共计48个，可达到以下效果： 日光灯的一月度数为216度，双强LED的一月度数为57.6度 一个月节约度数为158.4度，以5角一度电，每月一间教室节约款为79.2元。以50间教室为例：79.2*50间*12个月*保修五年=一个学校可

以节约电费为237600元。而且平常日光灯两年维护一次，每只灯管应该在45元左右，50间教室*12盏*2.5次*，五年维护费至少67500元。

半导体照明的构造就是一个方形的二极管片装在一个塑料、树脂或是陶瓷底座的特殊环氧层中。处于半导体中心部位的电子可以通过传感原料，转换生成灯光，而封贴在“罩状”环氧层内的微型芯片，可以将灯光“映射“出来，它是照明史上继白炽灯、荧光灯之后的重要突破技术，是一类可直接将电能转化为可见光和辐射能的发光器件。它是真正意义上的绿色照明。以下为LED照明设备的基本原理图。

2）外墙保温措施：采用一定的固定方式（粘结、机械锚固、粘贴+机械锚固、喷涂、浇注等），把导热系数较低（保温隔热效果较好）的绝热材料与建筑物墙体固定一体，增加墙体的平均热阻值，从而达到保温或隔热效果的一种工程做法。

1、涂料饰面。

2、抹3～5厚DBI砂浆，内压入一层玻纤网格布。

3、圆8钢膨胀螺栓固定，锚入结构50-60mm，间距小于600，梅花形布置。

4、抹3～5厚DBI砂浆，内压入一层加强玻纤网格布。5、50厚玻璃棉保温板，接缝处、拼接点处固定锚栓，间距小于600mm。

6、DEA聚合物粘接砂浆，框粘、条粘，粘接面积大于等于70%。

7、起步做B型托架（图集10BJ2-11中第八页），每隔3-4m处（结构框架梁、圈梁部位，设置一层A型托架）

8、基层墙面（如果是砌块墙时用6～8厚水泥砂浆找平）。

3）使用LOW-E玻璃：外门窗玻璃的热损失是建筑物能耗的主要部分，占建筑物能耗的50%以上。

Low-E玻璃又称低辐射玻璃，是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性，使其与普通玻璃及传统的建筑用镀膜玻璃相比，具有优异的隔热效果和良好的透光性，因此适用于教学楼，以下为LOW-E玻璃的截面示意图。

4）屋顶植被种植：屋顶绿化可增加校园绿地面积；改善城市高楼大厦林立，改善众多道路的硬质铺装而取代的自然土地和植物的现状；改善过度砍伐自然森林，各种废气污染而形成的城市热岛效应，沙尘暴等对人类的危害；开拓人类绿化空间，建造田园城市，改善人民的居住条件，提高生活质量，以及对美化城市环境，改善生态效应有着极其重要的意义。

以下为屋顶植被种植的截面示意图，此做法有成本低，施工快，维护易等特点。非常适用于教学楼等建筑。

5）雨水自动收集系统：将屋顶雨水根据需求进行收集后，并经过对收集的雨水进行处理后达到符合设计使用标准的系统。目前多数由弃流过滤系统、蓄水系统、净化系统组成。屋顶雨水相对干净，杂质、泥沙及其他污染物少，可通过弃流和简单过滤后，直接排入蓄水系统，进行处理后使用。雨水收

集系统具有全自动、应用范围广、成本低等特点。其意义在于：可以达到节能减排，使干旱，紧急情况（如火灾）能有水可取。另外可以用到教学生活中的杂用水，节约自来水，减少水处理的成本。

6）建筑结构自然通风：自然通风是指利用建筑内外风力或热压造成的风来促使空气流动而进行的通风换气。第一，实现有效的被动式制冷。这意味着在不消耗可再生能源的情况下，降低室内气温，带走潮湿空气，并以气流降低皮肤无毒，达到人气热舒适。第二，提供新鲜、清洁的自然风维持室内空气的卫生，有利于人的生理和心理健康。建筑通风的设计方法，是建筑配合室外通风条件，提高室内有效风速，从而达到通风换气的目的。如图所示，这是国外正流行的一种替换式通风方式，在这种方式下，比室内气温约低的空气从地板下以很低的速率（通常为0.2m/s）提供。这些空气会被使用者的体温、计算机设备、照明光源等方式加热，然

后上升通过天花板和高窗排出，因而提供更好的室内空气质量和舒适程度。

5.参考文献：

1.《浅谈建筑节能一体化研究与实例》-杨佳林

2.《LED照片势在必行》-Frank Marx 3.《外墙保温措施的研究》-郭友能 4.《Low—E玻璃的应用》-董庆

5.《屋顶花园设计浅探》-杨永胜、金淘 6.《建筑设计中的雨水收集利用》-熊洪俊、刘碧波

教学楼建筑节能一体化设计 篇2

随着能源紧张的加剧,采用太阳能等清洁能源,不仅可以减少对校园环境的污染,还可以降低供热运行成本,节约大量不可再生能源、更有益于生态建设和环境保护。

本文福州大学阳光学院西区的9#、10#、11#高层学生公寓为例,阐述了太阳能空气源热泵辅助热水系统的太阳能建筑一体化设计和节能减排设计分析。

2 设计依据

2.1 气候条件

本工程位于福建省福州市马尾区,属亚热带季风气候,具有海洋性和大陆性气候特点,年平均气温在21℃。全年日照时间不低于1800小时地区;年太阳辐照量:水平面5000MJ/㎡,26°倾角表面5200 MJ/㎡。年日照时数:2200h。福州属太阳能资源Ⅲ以上的地区;具有良好的日照资源和气候条件,气候气温条件完全可设计以太阳能为主,空气源热泵为辅助的工作方式。

2.2 基础数据

福州大学阳光学院西区的9#、10#、11#高层学生公寓的数据如表1所示,共计359间,每间学生公寓8人/间,约3000人用水,设计用水标准为30升/日·人,采用24小时供水。

2.3 设计标准

《居住建筑与太阳能热水系统一体化设计、安装及验收规程》(DBJ13-80-2006 J10807-2006)

《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》GB/T18713—2002

3 产热系统设计

3.1 太阳能配空气源热泵热水系统工作过程

我们设计的“高校学生公寓采用太阳能配空气源热泵中央热水系统”由太阳能集热器、保温水箱、集中空气源热泵辅助加热单元和中央供热水管道四部分组成,以先用太阳能产热,后用空气源热泵辅助产热作为设计原则,系统主要工作内容如下:

⑴当太阳能贮热水箱未达到温差循环条件,采用定温进热水。

⑵当太阳能贮热水箱达到温差循环条件时,采用温差循环加热。

⑶阴雨天时,采用空气源热泵辅助加热的工作条件。

⑷集中供热水系统采用时间控制,方便用户自行调整供水时间,补水时间。

⑸回水系统采用定时控制自动温控回水,必要时可以手工回水。

⑹用水终端采用智能一卡通淋浴控制器管理,做到产热节能,提倡用水节约。

3.2 主要设备配置表

设计时,根据每栋楼根据具体情况不同,本期工程建设主要设备配置如表2.

3.3 集热器组选型

太阳能真空管集热器不能承压,不能空晒,否则会破裂,而平板型太阳能集热器采用镀镍铬高技术涂层,提高集热器的耐寒性和导热性,使吸热板芯的吸收率高于95%,发射率低于5%;采用集热器整体发泡工艺以及使用低铁强化浮法玻璃,从而大幅提高集热器的吸热效率(达67%),因此不考虑真空管,而采用规格为2000 mm*1000 mm铜铝复合阳极氧化选择性吸收涂层的平板式太阳能集热器。平板型太阳能集热器具有以下特点:

⑴ 无云晴天产55℃热水量70-140kg/m2。高吸收率:αs≥92%,低发射率:εh≤10%,日平均热效率ηd≥55%。

⑵结构简单,质量稳定可靠,坚固耐用,故障率低。

⑶阳极氧化铜铝复合板芯的化学成份稳定,可承压,耐空晒,寿命长。

⑷与保温水箱分体模块化拼装,施工简单,可作建材化使用。

3.4 空气源热泵辅助加热

晚上、多云及阴雨天的太阳能产热不足时,由空气源热泵来进行辅助加热,进一步降低能耗,从根本上解决了做到了先用太阳能的热水,尽可能少用空气源热泵辅助加热,从而极大地减少辅助用电的能源消耗。

4 太阳能建筑一体化设计

4.1 太阳能热水器一体化建筑

融合型的太阳能热水器一体化建筑,是太阳能热水器与建筑结合的一种高级形态。其设计内涵是:太阳能热水器同建筑的门窗一样作为建筑的一部分、一个功能部件来设计、制作、安装。而且,太阳能热水系统是与住宅建筑统一设计,同步施工。

4.2 平板型太阳能集热器与建筑一体化的功能优势

采用太阳能建筑一体化设计与安装技术,强调太阳能热水器要与建筑相结合,凸显了平板太阳能集热器所拥有的明显的比较优势。将板型太阳能集热器一般安装在南坡屋顶上,作为屋面构件,与屋面形成一个有机的整体,满足了现代建筑的节能、环保、使用需求,实现了建材化、标准化、模块化、多功能以及系统形式和功能与建筑一体化。平板型集热器作为新型屋面材料的代表性产品,也是我国建筑业取代落后和主导地位的钢筋水泥屋面的最佳选择。

本项目使用平板型太阳能集热器在建筑一体化方面具有以下功能:

⑴与建筑结合良好,产品的耐候性好,强度高,并有较长的使用寿命。

⑵便于搬运、起吊、安装、运输的机械刚度、强度。

⑶横向和竖向组合构成的阵列可以直接作为建筑屋面、墙面、遮阳、阳台栏板使用。

⑷ 为建筑提供热水,并具建材的围护、保温、隔热、防水等功能

⑸ 在形态和色彩要求上与建筑融合,与建筑以一种完整的、内外统一的形式共存。

4.3 太阳能与建筑一体化安装实例

图2为福州大学阳光学院西区9#、10#、11#楼的太阳能空气源热泵辅助热水系统的平板太阳能集热器组与建筑一体化后的屋面实际图。基本达到了形态和色彩上与建筑一体化融合的要求。

5 节能预测分析

根据GB50015-2003《建筑给排水设计规范》热水定额取每人每天热水定额为40度热水30升,自来水水温按15度计算,每人每天耗热量约6.3MJ,如果每天洗浴一次,则每人每年耗热量约2299.5MJ。太阳能热水系统平均日集热效率约50%,福州地区太阳能年辐照量5200MJ/(m2·a),年平均计算太阳能热水系统最少得热量2600MJ/(m2·a),年太阳能热水系统节能率约88%。

5.1 计算参数

福建省气象档案馆(福州站)气象资料,(选取)年日照天数为220天(220天中太阳能热水器基本为零费用供应热水)。

冷水温度按年平均15℃,热水出水温度按55℃计算;每间日均需用55℃热水240L(8人×30升/人·日),电加热值为860Kcal/KW.h,热效率η=95%。总计360间。

高校每学年平均按10个月,得使用系数K为83.33%(10/12=83.33%)

5.2 计算分析

⑴每日每间240L水从15℃升至55℃(△T40)℃)年需热量

Q年=D×C×M×△T=365d×1kcal/㎏.℃×240L/d×40℃=3.504×106Kcal

⑵每间单独使用电加热器年需耗电量

W=3.504×106Kcal÷(860×0.95)Kcal/kWh=4288.86kWh

⑶使用太阳能配空气源热泵热水节能分析

使用太阳能辅助电加热需辅助耗电量为:

Q(电)=D×C×M×△T

=(365-220)d×1kcal/㎏.℃×240L/d×40℃=1.392×106Kcal

W=1.392×106Kcal÷(860×0.95)Kcal/kWh=170379kWh

根据空气源热泵的COP为4:1,则使用空气源热泵辅助加热的辅助耗电量仅为电辅助的1/4。

Q(空气源)=Q(电)×1/4=1703.79kWh×1/4=425.95kWh

由上述计算可知,全年每日按设计的供应55℃热水240L,使用太阳能配空气源热泵辅助加热系统每间公寓全年节省运行电量为:

4288.86kWh-425.95kWh=3862.91kWh。

⑷热水单位耗电量分析

单独使用电加热的年运行耗电量为4288.86 kWh,则单独使用电加热系统的年平均每吨55℃热水耗电量费用为:

4288.86kWh÷(365d×240L/d)=48.96kWh/T

使用太阳能配空气源热泵辅助加热系统年平均每吨55℃热水耗电量为:

425.95kWh÷(365d×240L/d)=4.86kWh/T

⑸长期节能量

本可再生能源系统按15年使用寿命,则本项目总358间15年可节约电量为:

3862.91 kWh×83.33%×15a×360=17382399.68Kw约2000万千瓦!

6 减排量数据分析

⑴根据国家标准0.404 kg/kWh计算每间学生公寓年标准煤节约量

3862.91kWh/a×0.404kg/kWh=2601.02kg/a

⑵根据高等学校一学年计算本项目总360间学生公寓的年标准煤节约量

2601.02kg/a×360×83.33%=780274.79kg/a即每学年约780吨标准煤。

⑶根据国家有关部委公布的《碳排放计算器》数据计算主要污染物减排量

“节约1千克标准煤=减排2.493kg二氧化碳=减排0.68kg碳 =减排8.5kg二氧化硫=减排7.4kg氮氧化物”得出本项目的节能减排主要污染物数据如表3.

7 技术前景分析

福州大学阳光学院原有加热系统为燃油锅炉供热水,存在以下主要问题:

⑴严重的环境污染问题和锅炉安全问题。

⑵能源紧张时,采购不到燃油,造成热水供应中断。

⑶面对不断上涨的燃油费,存在巨大的燃油费用支出。

⑷锅炉房集中供热到每栋学生公寓,存在严重的沿程热损。

⑸每栋楼的终端热水及水压不稳定,造成管理上的极大混乱。

⑹用热水量由于无法进行科学计量,造成极大热水浪费。

福州大学阳光学院推广使用太阳能等可再生能源后,可彻底解决了上述存在的问题,既可减少CO2的排放量,同时可以减少由于使用化石能源而产生的氮氧化物、硫氧化物等污染环境和危害人体健康的有害气体,能够带来良好的环境效益和社会效益,将为国家的节能减排做出了极大的贡献。

本项目虽然第一次投资大,但回收快,据校方投入运行以来的实测数据与原有锅炉系统对比,经测算第三年即可以回收投资,将使数千名学生全部用上太阳能热水。实现了一天三时段一开水龙头即来热水的目的,同时安装的智能一卡通淋浴控制器可有效降低了人均日用水量。大幅度减少了学院的水、油的年用量,最大限度提高其经济效益和社会效益。同时也为节约型校园建设作出了示范,极大地加强了广大师生环保、节能、节约的意识。

节能建筑中的一体化思维 篇3

而要实现建筑节能要从以下几个方面着手。

第一，实现能源方面的一体化，即通过前期和项目的同步设计、同步验收把太阳能融入进去，实现太阳能和玻璃幕墙、其他建筑系统的结合。

第二，进行各种能源的有效结合，即中央空调系统、锅炉系统、地源热泵系统、空气源热泵系统与太阳能有效的结合，实现太阳能对传统能源系统进行有效补充。同时，通过控制系统对建筑运营、末端调解、负荷分配进行调配，以此实现能源最有效的使用和保证室内环境的舒适。

第三，确保建筑内拥有良好的湿度和温度。因为，随着生活品质的提高，空气质量提到了很重要的位置，如何把每个末端、每个房间、每个区域的空气品质进行有效的调整，是当前建筑节能的关键点所在。这就要求通过通风系统、净化系统、新风机组等系统调节，实现最为舒适的室内感受和最大程度的建筑节能。

而要实现上述要求，就要通过控制系统把光伏发电、太阳能热水、地缘热泵、锅炉系统、能耗系统等有效地组合在一起，并通过电脑、手机、IPAD等各种各样的手段进行远程监控，以此实现建筑节能。

建筑节能设计论文 篇4

【关键词】铁路建筑;节能设计;技术方法

1铁路建筑节能设计的必要性

近几年来，“低碳经济”的理念在国民经济发展中的作用日益显著，主要是通过低能耗、低污染、低排放的形式来实现二氧化碳排放量的大幅度降低，从而实现“低碳经济”的基础经济发展模式的目标。随着我国进入新建和改扩建铁路建设的高峰期，以新型铁路客运站为主的大量铁路建筑物的数量逐渐增加，对于能源和资源的消耗持续增大，二氧化碳的排放量大幅度上涨，对资源领域和环境领域都施加了很大的压力，给我国“低碳经济”的顺利开展造成了严重的阻碍[1]。据有关调查显示，我国每年在燃烧矿物方面的二氧化碳排放量就在1.9亿t左右，不仅造成了严重的环境污染，同时也意味着我国的不可再生能源正在逐渐减少。另外，铁路建筑物的隔热保温问题也是造成能源损耗的主要原因。由此可见，对铁路建筑节能设计技术方法的合理分析，对于“低碳经济”理念的顺利发展有一定的现实意义。铁路建筑属于交通建筑中的一种，主要是指铁路系统从事运输的房屋。从功能的角度来看，主要可以分为运输用房、技术作业用房、生活用房和其他用房。通常铁路建筑具有多样性、专业性和独立性的基本特征，要想实现铁路建筑的“低碳”发展，对于铁路建筑节能设计技术方法的掌握是非常必要的[2]。

2铁路建筑节能设计技术方法的优化措施

2.1站场规划布局的合理性

站场规划布局的合理性是优化铁路建筑节能设计技术的重要措施，主要结合夏季有利的主导风向和冬季不利的主导风向进行分析，对站场规划布局的采光效果、通风效果、保温效果、遮阳效果等因素进行综合考虑，科学合理的进行铁路建筑物的群体布局和建筑朝向。从而实现铁路建筑物的“低碳”发展。例如神延铁路的榆林车站设计就充分考虑到了站场规划布局的合理性，榆林车站位于榆林城区内，属于典型的寒冷地区气候，夏季炎热多东南风，冬季寒冷多西北风。因此，在进行榆林车站站场规划布局的时候，应该充分的将榆林城区的地理特征和气候特征利用起来，站场路线设立高路基，将站区分为东部和西部两个部分，将战区东部作为生活区，主要设置一些小体量的多层住宅、公寓楼等;在站区西部设置货场、车辆站修车库、机车检修库、生产综合楼等大体量的建筑群体，这样就能够最大限度的将不同季节的气候条件利用起来，实现夏季自然通风、冬季阻挡通风的目标。

2.2铁路建筑体形系数的合理性

铁路建筑体形系数是指铁路建筑物与室外大气接触的外表面积F与其所包围的体积V之间的比值。简单来讲，建筑物的外表面积与铁路建筑体形系数成正比关系，建筑物的外表面积越大，铁路建筑的.体形系数就越大，所消耗的能量就越高。相反，建筑物的外表面积越小，铁路建筑的体形系数就越小，所消耗的能量也会随之减少。因此，在进行铁路建筑节能设计的时候，应该加强对建筑物外表面积的设计，避免在设计的过程中出现过多凹凸不平的情况，尽可能的保证铁路建筑物外表的平整性，从而降低铁路建筑的体形系数。一般情况下，设计人员应该将铁路建筑的体形系数控制在0.4以下。也就是说，在进行铁路建筑物设计的时候，不应该为了追求个性化而将设计风格复杂化，而是应该采取正确的平面组合形式进行墙体设计，通过简洁的形状来突出铁路建筑物的个性，在简练中追求风格。

2.3窗墙比控制的合理性

窗墙比是指铁路建筑外窗总面积与外围护墙体总面积的比值。一般情况下，外围护墙体与玻璃窗户相比，其热工性能相对来说要更好一些，虽然外窗面积比外墙面积要小很多，但是通过外窗得失热量却占外围护结构得失热量的40%左右。由此可见，在实际铁路建筑节能设计的时候，还需要结合该地区的地理特征和气候特征的实际情况来进行窗墙比的合理控制。国家建筑节能标准中对窗墙比和外窗传热系数和太阳得热系数做出了明确的限定，根据建筑使用和节能效果考虑，一般控制建筑窗墙比为40~50%。这样既可以确保建筑内部采光和建筑外立面效果，又可以将外窗传热系数K值控制在2.4左右，太阳得热系数控制在0.4左右，既可以取得良好的节能效果，又可以合理的降低建筑造价。由此可见，在进行铁路建筑节能设计的时候，应该充分考虑全玻璃幕墙所造成的严重后果，不利于“低碳经济”理念的顺利进行。

3结论

建筑照明节能设计论文 篇5

我国建筑的照明节能设计应该满足基本的设计原则。首先，要满足建筑照明系统的自身需求，满足照度、功率密度值等基本要求;其次，要满足经济适用的原则，照明节能设计要根据实际情况，考虑实际的经济效益，不能盲目的追求节能效果增加不必要的投资及投入成本，保证高投资在较短的时间得到较好的收益，并且可以通过节能减少照明费用的方式进行成本回收。照度是指入射在包含该点的面元上的光通量除以该面元面积所得之商。照明功率密度值LPD是指单位面积上一般照明的安装功率(包括光源、镇流器、或变压器等附属用电器件)，照明设计应满足建筑照明设计标准GB50034-2013中照明功率密度值的要求。以上两个参数是照明节能设计过程中首先参考的设计根据，只有将照度及照明功率密度进行量化，并且作为节能设计的依据，才能科学的进行照明系统节能设计工作。

建筑电气节能设计论文 篇6

1建筑电气节能设计概论

随着电气能耗在建筑行业所占比例逐渐增大，所以，在建筑电气系统设计过程中，我们需要考虑其能耗的控制。电气能耗主要由电力线路铺设时的材料损耗以及电器运行时的电能消耗组成。建筑电气节能的设计也要从这两方面出发，合理规划线路，提高能源转换效率，使得建筑电气系统更加安全，经济，环保。

2建筑电气节能设计原则

2.1安全适用性

建筑电气节能的设计，必须要保证建筑电气设备的能耗需求和运行安全。在此基础上，进一步的考虑降低电能消耗，避免能源浪费。所以，在设计建筑电气系统的时候，首先应该考虑到建筑内各种电气设备的功能和电力参数，合理分配电能，达到节能目的。

2.2经济效益性

在设计建筑电气系统过程中，还必须注重经济效益，避免不必要的材料和设备的浪费。不能耗费大量的资金来建设节能设备，这样往往会得不偿失。只有合理的分配资金，才能更好的节约能源，降低能耗。比如可适当的采用先进的电气节能设备。在设计中，要充分考虑这些设备的经济效益。

2.3环保

设计建筑电气节能系统，一定要考虑到对环境的影响。之所以降低能耗，一方面也是为了保护环境，构建更加和谐的人与自然的关系。建筑电气节能的设计不能顾此失彼，只考虑电能的节约而不考虑节能设备对环境的影响。只有真正做到绿色节能，才能达到建筑节能的真正目的。

3建筑电气节能设计要点

3.1选择高效能配电器

配电变压器作为重要的电能转换和分配的电气设备，在一定程度上也会消耗能源。因此，选择合适的配电变压器非常重要。为了提高变压器的电能转换效率，我们应该选择合适的变压器容量和参数，进而降低其运行能耗。根据实际的负荷需求，将负荷率设置在70%左右较为合理。此外，在选择配电变压器的型号的时候，应该选择空载、负载功耗相对较小的变压器。

3.2选择合理的无功补偿策略

合理的选择线路的无功补偿方式可以有效地降低线路损耗，进而提高功率因素来降低能耗。对于建筑中的配电系统而言，主要采用三相共补和单相分补的方式来提高系统的功率因素。民用的建筑供电系统中，单相负荷有照明、家用办公的电器等；三相负荷则主要有电梯、水泵、中央空调等设备。其中，主要以单相负荷为主，大约占总负荷的40%—60%。然而，“单相分补”的配电方式投资比较大，比“三相分补”要大25%左右。所以，根据实际情况，应该采用“单相、三相相互结合共补”的配电方式来达到节能经济的目的。

3.3合理的设计电气线路

选择恰当的配电间，合理铺设电气线路，既能够节约电气线路的材料损耗，也能减少电气的线路损耗。在建筑电气线路的铺设中，尽量选择最短路径，并且要铺设在散热通风条件好的地方，避免因高温使得线路老化加快，而增加额外的电能损耗和不安全因素。根据实际需求，需要选择合适的导线截面积，增加线路导电性能。

3.4选择合适的用电照明系统

在建筑电气功耗中，照明系统的功耗占有很大部分，所以选择节能高效率的照明设备可以很大程度上降低能耗，节约成本。首先，应该选择优质、高光效率的光源。比如LED节能灯、荧光灯或者是气体放电光源。这些光源不仅发光效率高。光质量好，而且使用寿命长，不易损坏。其次，要设计合理经济的照明线路。实践证明，三相四线式的供电方式可以很大程度降低电能损耗。再次，多采用智能开关，比如光控开关和声控开关。这样可以很大程度的提高照明的使用效率，避免不必要的浪费。合理利用自然光源也是节约能源的一种途径，科学设计建筑体结构，增加其采光面积。比如采用透光性能好的玻璃或者铺设反射面，提升室内光线亮度。

3.5合理的设计控制系统

可以的控制用电设备也可以很大程度的节约能源，提高用电效率。采用智能化的控制，可以实时的根据需求，来控制用电设备的工作。随着现代科技的快速发展，智能控制技术在建筑行业得到广泛应用，这样不仅可以做到节能环保，而且能够很大程度的提高人们生活水平。

4总结

建筑与室内设计一体化教学研究 篇7

由于当今的社会各个行业之间的分工特别的明细, 互相之间的区别越来越清晰。在建筑行业的设计方面, 由于建筑的设计和室内的设计, 二者之间产生分离之后, 出现了一些问题和不足, 这就需要在对室内设计和建筑设计的教学过程当中, 增强它们之间的联系, 提升教学质量, 使二者的教学一体化得以实现。

1 建筑设计和室内设计一体化教学背景介绍

由于社会的发展和进步, 每个行业和每个行业之间的分工越来越具体和明确, 导致了建筑设计和室内设计二者之间的联系越来越少, 都各自的形成了系统并独立的发展。通常来说, 室内的设计要在建筑设计的施工完成之后来进行, 正因为如此, 便产生了一些问题和不足, 因为建筑设计它所重视的是建筑外部的设计, 对建筑内部空间的使用方面没有充足的考虑, 所以就为后来进行的室内设计留下了问题。另外有的一些室内设计师会以自身对建筑室内结构的理解, 来进行室内设计工作, 对建筑设计师的设计工作予以否定, 室内设计师对室内格局等进行重新设计和规划。有时在进行室内设计时, 过于追求视觉效果而忽略了建筑物本身的特征, 进行随意的设计与施工, 对建筑物原有的总体形象产生了破坏。建筑设计和室内设计二者之间的分离过度, 导致了空间使用不便和资源浪费, 进而导致了建筑物总体品质的降低。所以说想要提升建筑物的总体的设计水平, 就要切实的加强它们之间的关系, 促进建筑和室内设计的一体化进展。

建筑学在广义上的根本宗旨为, 能够实现各个领域互相交叉, 渗透和互相融合。近几年来, 建筑和室内设计一体化获得了人们的高度重视和一致认可。但是在实际的发展情况来看, 建筑和室内设计一体化进展速度缓慢, 有很多因素都对其的发展有着影响, 例如设计人员的专业素质和每一个设计环节中的协调等, 这其中设计者对一体化的了解认识与重视程度是特别关键和重要的。所以在进行教学时要突破行业中的观念阻碍, 增强建筑和室内设计的互相融合与渗透, 培养出与时俱进的和现代化高专业素质的设计人员。依据现代建筑行业市场发展的需求, 有很多建筑设计单位建立起了相应的部门, 来进行建筑设计和室内设计相融合的设计工程项目。

2 建筑和室内设计课程的特征

建筑和室内设计课程是把建筑设计和室内设计互相结合, 组成协调统一的一个整体, 以总体环境设计至建筑设计再到室内设计的基本原则, 以培养学生从宏观和微观的角度进行科学合理的把握和对人们居住环境的设计能力。

这项课程是专业课程的基础, 是建筑设计到专业设计的过度时期, 通过这项课程的学习, 学生再进行室内设计的学习时, 就能够更加的容易和轻松, 不会感觉到陌生和难以理解。这门课程的学习能够使学生在建筑设计课程中所学的内容, 灵活的引用到室内设计当中, 能够使学生从多个角度对建筑物进行贯彻和分析, 进而作出科学合理的室内设计方案。进行建筑和室内设计的教学中, 分析了空间和功能, 场地和空间, 材料和建筑结构之间的关系, 目的在于引导和加强学生对建筑与室内设计二者关系的重视程度, 培养其在进行方案的设计时, 要充分的从建筑整体的设计来考虑, 把室内设计和建筑设计二者互相融合起来, 共同的来提升设计质量。

3 建筑和室内设计一体化教学的有效措施

(1) 培养和提高学生整体环境的意识。想要保证一个项目设计任务的高质量, 就要去除景观设计, 建筑设计和室内设计他们之间的分隔性, 加强他们互相之间的协调和沟通。在设计方案的初期阶段让同学们以城市总体的环境为切入点, 对城市环境进行充分分析, 来把设计的基本标准确定下来后, 在中期阶段要注意建筑物的空间和所在的环境, 不能单一的考虑建筑的设计还要对场地进行设计, 在后期阶段要把室内设计当做主线, 以前中期的设计工作为基础来进行总体设计, 不断的进行修改和优化设计方案。 (2) 设计应突出主题。主题是一个设计方案的主线和线索, 引导和指导学生对设计的给个环节进行充分的考虑, 重点的表现出设计方案的总体性效果。为学生确定一个设计主题, 学生通过相关的联想和思考, 进而建立设计的整体意识。主题的设定能够对学生思维进行启发, 使学生的创造能力得到激发。在进行主题的确定时要依据建筑物的基本特点, 不能主观臆断。 (3) 明确尺度。在每一个设计阶段的尺度都是完全都相同的, 所以当学生在设计方案时, 对尺度的确定时有一定难度的。尤其是在初期阶段学生特别容易小题大做, 所以作为教师就要进行正确的引导工作, 解决学生所遇到的问题和困难。在这样不断的出现问题和解决问题的过程当中, 学生就慢慢的对尺度有了新的体会和认识, 进而应用到环境和空间的设计方案当中去。断面的设计与分析也能够有利于培养和提高学生明确尺度感。 (4) 引导写生建立起空间的多元化视角。在一体化教学的过程中, 教师应引导学生对内部到外部空间进行综合性的掌握和把控, 建立起空间的多元视角, 既要具备俯瞰全局的视野, 还应具备内部条件对其进行把控的视角, 进而建立起动态的多元视角。在多元视角之内, 能够使内外空间形成互动, 在东条控制中进行科学合理的设计。 (5) 对光线和材质进行深入的研究。在通常的建筑设计的教学当中, 学生的关注度都在建筑整体的塑造上, 对内部空间的关注只是停留在组织层面, 缺少比较具体详细的设计。一体化的教学模式能够使学生增强对内部和外部材质的关注度, 刺激设计灵感, 依据材质与光线来提升设计质量。 (6) 加强沟通和交流。设计课程的核心就是建筑和室内设计的一体化教学, 需要增强和其他学科的梁旭, 形成各课程之间互相促进的关系, 不断培养和提高学生的创新思维和思考能力。并且要增强学习和沟通交流, 对教学进行切实有效的总结。

摘要：随着社会的发展和进步, 社会的分工更加的明确的细化, 每个行业之间的区别和分界线是越加的明显, 室内设计和建筑设计在现阶段的大背景之下, 各自形成了独立的体系并进行不断的发展。本篇论文从建筑设计与室内设计现阶段的发展情况方面来入手, 对建筑和室内设计的教学一体化的课程和特点进行了分析, 对建筑和室内设计一体化教学的有效方法和途径进行了探讨, 希望能对我国的建筑和室内设计专业的教学工作提供一份参考。

关键词：建筑与室内设计,一体化,教学研究

参考文献

[1]丁翠娟.中国新时期美学还念和人的主题[J].当代文坛, 2010 (06) .

[2]谢振林.浅谈我国高校室内设计专业的教学改革[J].中国市场, 2011 (10) .

建筑设计中节能建筑设计问题分析 篇8

关键词：建筑设计；节能建筑设计

伴随着社会主义市场经济的蓬勃发展，各项建设得到了长远发展，但是能源短缺问题也日益凸显。近年来，可持续发展理念得到了深入的贯彻和落实，在建筑设计中的突出表现就是高效节能设计理念的逐步应用。在明确节能建筑内涵及重要性的基础之上，笔者分析了建筑设计中节能建筑设计应遵循的原则，并提出了节能建筑设计的对策。

1节能建筑内涵及重要性

1.1节能建筑的内涵

简而言之，节能建筑是立足于保证建筑物正常使用以及室内环境质量达到规范要求的基础之上，通过在建筑结构中提高采暖设备运转的效率以及隔热的保温功能等，以便促使建筑中采暖以及空调消耗达到规范要求，倘若在不使用采暖以及空调时，室内的热环境是满足相关规定要求的。如果真正建设出不需安装空调和采暖設施就能够实现冬暖夏凉的建筑，这样就能够有效降低能源消耗，从而就能够提高房屋的使用功能。同时要注意的是，在进行节能设计的时候，应该严格依照规定的标准以及相关的要求进行实施，从而保证建筑物在应用的时候将能源消耗降到最低。

1.2节能建筑的重要性

1.2.1能够有效节约能源

节能建筑设计的一个重要方面就是能够有效节约资源，这样能够有效缓解资源匮乏的问题，为我国经济发展提供了有利条件，以便更好地贯彻落实可持续发展理念。

1.2.2能够有效提高居住质量

一般而言，居住质量的提高是源于建筑物热工缓解质量的提高，通常所使用的能源消耗方式会对人体产生一些不良影响。所以，实现健康的生活方式成为很多人的追求，而节能建筑设计显然能够为人们创造更加自然、健康的生活环境。

1.3能够有效保护周围环境

纵观当前的环境污染，生活污染属于其中一个重要方面，而建筑采暖是其中重要的污染源。建筑中所使用的空调及采暖在消耗能源的同时也严重污染了生态环境。然而，采用节能建筑设计不仅能够有效降低生活环境污染，而且能够有效降低空气中温室气体的含量。

2建筑节能设计应遵循的原则

2.1保护环境，节约资源

众所周知，节能设计的主要目的就是有效降低能源消耗，从而达到保护环境的目的。当前，在我国社会经济取得蓬勃发展的同时，资源匮乏问题也日益凸显，如何有效降低能源浪费，实现能源的循环使用，减轻对生态环境的污染成为一项重点工作。

2.2实行绿色建筑

随着人们生活水平的逐步提高，人们对生活质量也提出了更高的要求，追求自然、绿色环保成为人们的重要取向。实行绿色建筑就是节能建筑设计的一项重要举措。

2.3延长建筑的寿命周期

通常情况下，房屋的使用年限是五十年，倘若超过了五十年就会存在一定的安全隐患。因此，在对建筑物进行设计的时候，要严格遵守各项设计规范，以切实延长建筑的寿命周期，在降低工程造价的同时，努力为人们提供舒适的居住环境。

3建筑设计中节能建筑设计的对策

3.1结构设计上的节能环保

在开展节能建筑设计的时候，首先要关注的就是节能环保的外形以及结构造型，从而就要求在对建筑物进行规划的时候，要牢固树立节能环保意识，将保护环境理念应用到规划设计中。与此同时，充分考虑建筑构造以便严格控制节能，建筑节能设计标准要求设计人员要严格依照节能建筑现行标准政策的要求进行建筑节能设计。

3.2合理利用资源

3.2.1加大清洁能源的使用

太阳能资源作为一项丰富且清洁的能源，将太阳能应用在建筑节能设计中显得尤为重要。具体来讲，在进行建筑节能设计的时候，将太阳能设备科学地安装在高层建筑物的顶部，这样就可以有机地将太阳能资源转化为直接使用的能源。与此同时，自然光也是一种重要的清洁能源，而且自然光对人们的视觉是非常合适的，所以在建筑设计的时候，应该最大限度利用自然光线、光的反射、光的折射等。除此以外，充分利用风能也是一项重要方式，即将风力发电设备科学安装在建筑物的合理位置，这样就能够有机地将风能转化为直接使用的能源。

3.2.2重视对废旧建筑材料的回收利用

一般而言，对可再利用的建筑材料进行充分地回收利用，不仅能够有效地降低能源的消耗，而且是落实绿色建筑体系的重要机制。因此，在对建筑过程中所产生建筑材料进行处理的时候，有机地将此转化为生活中能够利用的东西是很有必要的，例如木制品、钢材、保温材料等，在得到了一定的加工和改造的时候，在满足相关规范及要求的情况下，应用在新建筑物中是很不错的选择。王澍先生设计的宁波博物馆就是一个鲜活的例子，将建筑废弃材料重新组织构成建筑的外立面，既是崭新的建筑语言表达，又重新赋予了这些废旧材料的生命。

3.3墙体节能设计

纵观我国近年来的建筑状况，不难发现我国建筑物墙体多数是采用空心砌块墙体等单一的材料，但是这些材料存在很多不足，一个突出问题就是热工性能不佳，这样就致使导热系数较大，无法满足建筑节能设计要求。然而，近年来，新型复合墙体出现并逐步应用在了高层建筑中，复合墙体是立足于建筑主体墙体结构的基础之上，融入了一层甚至多层绝热保温材料，这样就有效的改善了围护结构墙体材料的热工性能，极大程度上提高了保温隔热的效果，从而达到建筑节能的目的。

3.4自然通风的设计

在对建筑空间进行设计的时候，采用自然通风技术也是一项重要的节能措施。也就是说，要真正掌握温差的通风，即“烟囱效应”在建筑中的应用，就要求在建筑设计的时候，合理规划出“烟囱效应”的空间体系，充分利用这个空间以便达到拔风的作用，以达到室内通风的效果。总而言之，随着可持续发展理念的深入贯彻落实，节能设计理念在建筑设计中得到了长远发展，同时这也是现代建筑设计发展的必然趋势。这也就要求建筑师在做建筑设计的时候，重视对节能建筑设计的研究，切实实现建筑设计的节能化，以便真正达到人与建筑、环境与经济相互之间的有机结合，从整体上来提高建筑的节能环保效益。

参考文献

[1]王嘉慧，王景.关于建筑节能几个问题的探讨[J].黑龙江科技信息，2008（02）.

[2]朱国建.对当代节能建筑的思考[J].今日科苑，2009（18）.

[3]牛小毅.探讨节能技术在建筑设计中的应用[J].中国城市经济，2011（12）.

建筑照明节能设计的论文 篇9

1设计原则

在设计建筑节能照明系统时，既要考虑节能和环保，又要考虑其安全程度。只有将二者融合在一起，才能使节能、照明设计更加有效。设计者在设计时，不仅要考虑节能环保的问题，还要对新的问题进行解决，在对资源合理利用的情况下，尽量减少能耗，照明系统要符合要求。所以，建筑照明设计主要有以下几点要求：一是视觉的要求;二是最大限度的减少能耗;三是设计技术与方法要先进。只有努力做好这几点，才能使建筑照明节能的设计水平越来越高。

2提高设计水平的措施

2.1使用高光效光源

据相关规定要求，建筑照明所用光源应该根据以下几点来确定：第一，灯具在安装的时候，如有位置较低的，就要考虑使用荧光灯，因为荧光灯有着高光效、高寿命的特点，具有较好的显色性，在挑选荧光灯时，尽量选择径直管的。第二，灯具在安装时，位置高的地方就要考虑金卤灯，当装灯要求使用显色性较强的灯时，就要选择陶瓷性质的金卤灯，当装灯不要求显色性或要求较低时，就可以选择高压钠灯。第三，在装灯位置高或是不利于维修的地方，就要考虑选择无极荧光灯，因为这种灯有着高寿命的特点，工作的时间可以超过五万小时，另外，无极荧光灯的发光效率特别高，节能效果也特别好，电能消耗少，电压范围比一般的灯要大很多。

2.2将照明线路电能消耗降低

电流经过电阻流过照明线路后，会出现大量电能的消耗，因此，要选择电阻率较小的导线，近年来，人们在广泛的使用铜芯，在使用时，要避免消耗铜资源。要想降低线路的损坏，必须遵循以下几点：首先，要缩短导线的长度，铺设通电线路时，要选择直线，将弯路出现的效率降到最低，使导线达到最短，要降低铺设低压线路中回头线出现的次数，使电能在来回线路的.消耗减少。为了缩短供电距离，要在负荷中心处安装变压器，当建筑物每层的面积达到10000平米时，配电所的数量最低是两个，以达到缩短干线长度的目的。低压配电室可以避免支线沿着干线倒送的事故发生，所以，要在高层建筑竖井旁，建设低压配电室。其次，要扩大导线的截面。要进行严格的资金消耗计算与增加计算，在保证增加导线横截面较为有意义的情况下，将导线的截面增大一级，使得能源消耗降至最低。

2.3照明系统功率因数的增大

一些照明系统电感元件用电设备会浪费电能的无功功率，如：变压器、镇流器等，使电能不能得到有效利用。所以，必须要将类似的无功功率降到最低，要将照明系统的功率因数增大，如：可以利用电子镇流器，在荧光灯的使用过程中对其进行安装，使得线路设备传输无功功率的数量降至最低。

2.4节能技术的创新

在设计节能照明系统时，要进行节能技术的创新，如：天然光。天然光就是利用天然光纤代替人工照明，可以在建筑的侧面及屋顶设计大量的玻璃，使得天然光可以通过玻璃照射在建筑物中，室内照明较为充足，白天可以完全脱离人工照明，当自然光线需要调整时，可以利用帘幕进行调适，不仅可以节省能源，还会使自然光的视觉效果达到最佳水平。在一些自然光不充足的地方，如地下室，设计人员可以将光纤照明利用进来，只需要将采集阳光的设备安装在室外，就可以良好的对其进行利用，其原理就是通过光纤，将设备中收集的天然光传输到室内，与此同时，人们还可以利用光纤技术制造出不一样的艺术效果。目前，已经有研究人员对发光的二极管进行研究，其电量消耗比正常的日光灯低，如果可以对其进行良好的使用，建筑照明系统低耗最降至低的目标就可以早日实现。

2.5照明器控制方式的改善

要根据每个建筑物的室内照明使用的特点以及要求，来选择照明器的控制方式。首先，面积较小的房间要选择一灯一个控制，或者是两灯一个控制的方式，尽量避免多灯一控的情况发生，减少不必要的能源消耗，房间面积大的灯控设计方法也如此。其次，在对建筑楼梯与楼道中的灯控进行设置时，尽量选择声音控制开光，这样，可以将开灯时间缩短，照明时间可以根据人为的控制来决定。最后，在对远离窗户采光较差的地方设置灯控时，要选择可以调光的控制设备，使其既可以保持室内照明均匀，又可以保证电能不被消耗。在建筑物中，不同的位置，灯控的选择也是不同的，为了节省电能的消耗，设计人员要根据实际情况进行科学、合理的选择。

3结束语

教学楼建筑节能一体化设计 篇10

3建筑节能技术基本原则

3．1建筑节能技术应当遵循实用性的原则。建筑工程的电气设计在应用建筑节能技术时，应当保证建筑的基本功能不被影响，在保证日常的照明系统、空调系统以及供配电系统的正常运行的前提下，实现降低建筑能耗，提高资源的利用率这一目标。同时也应考虑部分现代化设计的实际需求，对于功能不同的建筑主体应当采用符合其要求的建筑节能方式。在电气设计中运用节能化技术时，避免因盲目使用建筑节能技术而导致的照明问题或者是其他的建筑功能问题，使得建筑无法满足人们生产生活的实际需要［1］。

3．2建筑节能技术应当遵循经济性的原则。在进行建筑节能化的电气设计时，不仅应当考虑建筑节能的效果，更应该充分考虑企业的经济效益。在进行设计时应当注意企业在建筑节能技术方面的的资金投入，尽量确保企业的经济利益不会因此而受损。如果由于建筑节能方面的施工费用过高而超出企业预期的资金投入，企业的投资开发成本由此提高，而使企业蒙受损失，则会使建筑节能技术难以得到建筑行业的支持，并且很难在建筑行业中推广和发展。因而，电气设计中的建筑节能化是必须要满足经济行的基础原则，从而确保在进行建筑电气化设计时会有更多的企业乐于把建筑节能技术纳入考虑范围。

3．3建筑节能技术应当遵循科学性的原则

建筑设计角度探讨建筑节能 篇11

须依靠行政手段宣传普及我国的节能政策、法规，争取各有关方面的支持与共同努力，才有可能使建筑节能设计应用于实际，将成果转化为生产力。本文针对目前建筑能耗巨大，发展至将来可能出现能耗危机的状况，从建筑的外壳设计、城市绿地建设和新能源开发三个方面分析了实现建筑节能的途径。现在就以我国的实际情况结合多年建筑设计经验就建筑设计的节能问题进行初步探讨。

1建筑外壳的节能设计

建筑外壳由窗、墙、屋面和门等构成，是控制建筑能耗的最重要因素。建筑外壳的节能设计可从以下几方面考虑：

1.1建筑体形

在其他条件相同时，体型系数(建筑物外围护面积与其所包围体积之比)越大，单位面积散热量也越大，对节能越不利。建筑节能标准规定：居住建筑条式建筑物体形系数不应超过0.35，点式不应超过0.40；公共建筑体形系数应小于或等于0.40。现在大多数房地产开发商非常注重建筑外观设计，要求设计单位在做出灵活多样、合理实用的平面设计方案之余，也要考虑到建筑立面成型后的令人赏心悦目和叹为观止的效果。因此，正确处理建筑形式多样化和节能的关系，是建筑设计中应当引起重视的问题。

1.2 建筑物的朝向

建筑布局应考虑朝向与节能的因素。座北朝南的建筑物能够避免太阳的东照西晒，降低日射影响，若同时配合以遮阳隔热，效果将更加显著，如建筑物的南立面设阳台加深遮阳。除此之外，还应考虑当地的气候条件，选取受气候变化影响最小的方向。南北走向的干道上的临街建筑做不到座北朝南的应尽量少做居住建筑，并尽量利用建筑的体形变化做到多利用天然能源。

1.3建筑物的平面布置

建筑平面的巧妙布局常能获得较好的节能效果。如将电梯、楼梯、管道井、机房等布置在建筑物的南侧或西侧，可以有效阻挡日射；挑空中庭形成2次隔热区，这种布置方式较之常见，更有利于节能；利用自然通风降低温度、改善居住环境是炎热地区节约空调电耗的重要方法；恰当的平面布置有助于形成理想的通风作用，通过建筑物门窗的合理设置，形成通风口，组织并诱导自然通风，既起到节能作用又克服了空调室内空气品质差的弱点。

1.4建筑物的门窗

建筑物的外门和外窗是冬季冷风侵入、夏季阳光入射的主要通道。因此，将开窗率控制在适当的水平，并尽量避免在东、西向开窗，是节能设计中应遵循的原则，节能标准中对每个方向的开窗率作了严格的规定。开窗率适当、遮阳良好的建筑堪称节能佳作，如退凹式开窗设计既美观又兼具遮阳效果，设置窗帘、遮阳板等也可以提高遮阳效果。至于外墙的大玻璃窗乃至玻璃幕墙所存在的种种问题早已引起各方面关注，我国目前本着经济实用原则主张尽量不采用或少采用玻璃幕墙。据载伦敦大学的科学家发明了一种具有双重特性的玻璃，这种玻璃既具有金属特性——能良好地反射红外线，又具有半导体特性——能通过热辐射。在气温升高时，特殊涂层能使房间内接受的阳光热量减少50％；在周围空气变冷时，这种镀膜玻璃会变成类似普通玻璃一样，使大部分阳光进入室内，这就为大玻璃窗乃至玻璃幕墙的节能提出一种很好的方法，当然这种双重特性玻璃的利用也在建筑工程造价考虑之列。

1.5建筑物的墙体

墙体是外围护结构的主体，可以采用保温性能好、蓄热能力及强度较低的砌块墙体，如加气混凝土砌块。也可以采用复合墙体的形式，如内保温复合墙体、外保温复合墙体、夹芯复合墙体等。但内保温复合墙体由于热桥对保温的影响较大，国家已经开始限制使用内保温复合墙体。而且从长远来看，外墙外保温的效果明显高于内保温。随着建筑节能技术的不断完善和发展，外墙外保温技术逐渐成为建筑保温节能形式的主流。从科学的合理性而言，外墙外保温形式是一种先进的、有应用前景的保温节能技术。外墙外保温是在主体墙结构外侧在粘接材料的作用下，固定一层保温材料，并在保温材料的外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆。随着外墙外保温形式的不断完善与发展，目前主要流行有聚苯板薄抹灰外墙保温形式、聚苯板现浇混凝土外墙保温、聚苯颗粒浆料外墙保温等几种外保温操作方法。

1.6建筑物的屋顶

受阳光照射的建筑物屋顶，表面温度比其他围护结构高得多，如：在夏季，长江以南地區用沥青材料的平屋顶表面温度可达60—70℃，对室内温度影响很大，顶层住房冬冷夏热现象十分明显。对此，除必须考虑采用高效保温材料作为屋面的保温层措施以外，还可从建筑设计角度考虑在顶屋设置通风隔热层或将顶层作为设备间等，形成2次隔热，减少屋面温度的影响；在炎热地区的屋面还可以采用倒置式、绿化、蓄水、浅色坡屋面等来起到节能的作用。

2建筑设计对新能源的开发和利用

德国建筑师塞多•特霍尔斯设计并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3cra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。德国还有一个零能量住房，所需能量100％靠太阳能。零能量住房向南开放的平面被设计成扇形平面，可以获得很高的太阳能辐射能。墙面采用储热能力较好的灰砂砖、隔热材料和装饰材料。阳光透过保温材料，热量在灰砂砖墙中存储起来。房屋白天通过窗户由太阳来加热，夜间则通过隔热材料和灰砂砖墙来加热。

在设计中采用生态节能技术的实例很多，像张家港生态农宅设计、清华大学建筑设计中心大楼设计、济南高等交通专科学校图书馆等。在北京工业大学高技术能源实验楼的设计中就采用了多项节能和新能源利用技术。

3、建筑绿化设计与节能

近年来由于城市绿地不断减少，加之空调的大量使用，导致“热岛效应”，空气环境日益恶化，给建筑节能带来负效应。据研究表明：相同时刻水泥地表面的温度大于草坪地表面的温度，该差值在下午16：00时达到最大值，约为10℃，两者之差的最小值出现在4：00左右，差值也在2℃以上。裸地与草坪两者温度分布的差别与水泥地和草坪的分布差别类似。相同时刻裸地地表的温度明显高于草坪地表温度，在下午2：00相差最多，约为12cC，夜间有所降低。相关研究同时表明绿化地面与裸地面、水泥地面相比较，对峰值温度的出现有延迟作用。绿地每天蒸发大量水分，带走大量热量，为建筑物创造了十分有利的周围环境条件，同时美化了城市，改善了空气质量。因此，在城市规划和建设的同时，大力发展庭院绿化、创造优美小区是造福人类的大事。

我国各个城市规划部门都对绿化率做了严格规定，新乡市规划局规定居住小区和厂区的绿化率不小于30％，同时设计单位作为首步的实施者更是义不容辞的要保证自己规划的小区的绿地率，在做小区整体规划时通常会在保证达到建设单位要求的建筑面积和做好道路、停车位、休息场地还有其他一些辅助设施的设置同时尽量增加绿化率。

同时也可以采用建筑物本身的绿化来节约能源。建筑物绿化是指对建筑物外立面、屋面的绿化。与环

境绿化相比，建筑物绿化对建筑节能的作用更直接。主要表现在：夏季，通过植物冠盖、叶片的遮阳作用减少建筑物对太阳辐射热的吸收，通过蒸腾作用吸收建筑物维护结构的热量，释放水蒸汽，改善建筑物外表的热、湿环境，降低建筑空调负荷，实现节能；冬季，绿化主要起屏蔽作用，减小风压对建筑物的作用，从而减小冷风渗透和外表面对流换热损失，降低供热负荷，达到节能目的。

4结束语

教学楼建筑节能一体化设计 篇12

随着我国第一部寒冷地区《居住建筑节能设计标准》JGJ26-86的颁布, 意味着我国建筑节能设计工作已经正式从研究阶段进入了应用阶段。近年来, 随着经济及科技的发展, 我国对建筑节能设计标准也进行了相应的变更, 并陆续颁布了不同地区建筑节能的设计标准。然而在全国范围内大力推行建筑节能设计的过程中, 又相继发生了央视大楼、上海教师公寓等几次特大火灾事故, 给人民生命财产安全构成严重威胁, 建筑节能与安全设计工作成为当前建筑单位需要亟待解决的重要问题之一。

2 建筑节能设计标准变革

具体来说, 我国建筑节能可以分为三个阶段:第一, 30、50、65标准, 其主要是依据国内居住建筑节能设计标准中规定的节能效率, 将节能目标为30%的时期称为30标准, 将节能目标为50%的时期称为50标准, 将节能目标为65%的时期称为65标准。在实际应用过程中, 我们主要是将1980年居住建筑的耗能量作为基准值来使用的, 并在建筑耗能最高的寒冷地区首先发布了相关的行业标准, 此后陆续在其他地区颁布了建筑节能设计标准。

3 建筑设计节能的主要措施

3.1 对低碳材料予以优先选用

建筑材料生产、加工及利用过程中是形成建筑能耗的重要环节。就目前而言, 国内使用的大部分建筑材料都对建筑节能推行产生一定的不利影响, 严重者还会直接造成环境污染。随着我国经济及社会的迅猛发展, 钢筋混凝土结构凭借其较高的实用性和抗震性被普及应用到城市建筑的各个方面, 然而水泥材料本身就属于高能耗、高污染的建筑材料。所以, 在对建筑物进行节能设计的过程中, 应对低碳材料进行优先选用, 并采取新工艺和新技术有效提升材料的利用效率, 力争从源头上实现能源损耗的降低。

3.2 加强对可再生资源的利用

3.2.1 合理选择节能系统

在我国, 建筑能耗区域性差异非常大, 因此, 在对节能系统进行选择的过程中, 应对地区特点进行重点考虑, 并依据地区气候特点选择合理的能源利用方式。例如, 北方寒冷地区城市建筑取暖能耗占据较大比重, 这需要对建筑保温层设计予以重点关注, 并加大对新能源的使用力度, 从而降低碳排放量;而南方湿热城市建筑电能消耗占据较大比重, 为此不仅应加强建筑隔热方面的设计, 还需要选用一系列能耗低的电气设备。当前, 相关单位应采取合理措施对城市能源结构加以改善, 有效提升清洁能源的利用效率, 为城市建筑节能设计及施工的顺利进行打下坚实基础。

3.2.2 对可再生能源加以利用

当前, 可用于建筑设计及施工上的可再生能源主要包含风能、太阳能、生物质能、水能以及地热能等, 其中太阳能已经成为国内建筑物能源消耗的重要组成部分。随着经济及科技的发展, 可再生能源逐步会取代石化能源, 成为能源消耗的主要成分。因此, 相关单位在对建筑低碳化设计的过程中, 加大对可再生能源的综合利用程度。

3.3 墙体及门窗的节能措施

3.3.1 墙体节能措施

外墙保温与隔热设计在建筑节能设计过程中占据非常重要的地位。因建筑外墙在整个建筑外包面积中占据最大比例, 其建筑能耗也最大, 所以墙体的保温隔热设计是建筑节能设计的关键环节。具体来说, 主要表现为以下几个方面:第一, 使用空心砖取代实心砖, 其不仅在烧制过程中节约了大量能源, 且具有较好的保温效果;第二, 低纬度热带地区建筑区, 其外表面可以涂抹颜色较浅的涂料, 降低太阳直射影响, 以免出现室内温度过高的情况;第三, 提高外墙热工性能技术, 对于单一材料墙体而言, 可以选用具有较高保温隔热性能的材料, 对于复合材料墙体而言, 可以选择绝热材料或者新型材料复合而成的墙体, 明显降低能耗。

3.3.2 门窗的节能措施

门窗中的玻璃作为建筑物内外能量交换的重要通道, 其也是建筑耗能较高的部位。因此, 在对门窗进行设计的过程中, 应对其节能设计予以高度重视。具体来说, 主要表现为以下几个方面:第一, 对门窗朝向进行合理设计, 特别是户型比较大的建筑门上, 应依据玻璃特点, 对玻璃数量及面积进行有效控制, 普及使用双层窗户;第二, 在寒冷的冬季, 太阳透过窗户直射室内, 在玻璃的作用下可以在室内形成温室效应, 将能量储存起来, 对于热带地区而言, 则可以选择透射率较低的玻璃, 对于寒冷地区而言, 则可以选择在建筑物中部开设大面积天窗的形式来降低取暖耗能;第三, 节能门窗体系主要由窗框材料、镶嵌材料、薄膜材料以及相关的密封材料等几部分组成, 其中窗框材料对窗户性能产生重要影响, 当前国内主要使用的窗框材料有铝合金、木材以及塑料等几种材质, 使用材料不同, 其传热系数也不尽相同, 门窗镶嵌材料主要是由玻璃及其制品组成, 密封材料能够明显提升门窗的水密性和气密性, 降低热损失, 薄膜材料主要分为织物膜材以及箔片两种材料;第四, 在对门窗进行节能设计的过程中, 应尽可能满足建筑物通风、采光以及维护等要求, 有效提升室内舒适度, 同时还需要对门窗造价予以综合考虑, 加大科技投入, 有效提升建筑物设备的能源利用率和热工性能。

4 结语

总而言之, 在建筑设计过程中, 相关单位应对节能标准予以综合考虑, 严把节能降耗关, 对施工过程节能予以有效监督, 努力为业主打造一个节能环保、健康舒适的居住环境, 为实现建筑节能的可持续发展打下坚实基础。同时, 在对建筑物进行节能设计的过程中, 还需要坚持长效机制, 并从设计、施工、运行等各个环节落实节能理念, 而作为建筑节能设计工作人员, 还应从建筑用途、业主需要以及建筑客观标准等多个方面入手, 全面推行建筑物节能设计理念, 并将其严格贯彻落实。

参考文献

[1]伟奇.建筑节能管理与建筑节能技术[J].中外企业家.2016 (24) :144-145.

[2]高彩云.模块式立体绿化对建筑节能的影响分析[J].现代园艺.2016 (18) :231-232.

教学楼建筑节能一体化设计 篇13

近些年来，我国对环境保护的重视程度越来越高，绿色环保理念在许多行业中都得到了一定的渗透。尤其是在建筑这类能耗较高、污染较为严重的行业，绿色技术和材料的应用变得越来越广泛，绿色建筑这一新型建筑形式也应运而生。绿色建筑设计是绿色节能建筑实现的基础，因此探究二者之间的关系具有重要的实践意义。

一、绿色建筑设计概述。

1、绿色建筑设计内涵及要点分析。

建筑设计是建筑工程建设施工的基础，对于工程质量、成本控制均具有十分重要的意义[1]。绿色建筑设计即是将绿色环保理念融入到建筑设计的各个环节中，以此达到节能降耗的目的。综合来看，绿色建筑设计的内容主要包括以下几个方面：

①对建筑的整体布局和规划，为了保障绿色建筑的环保性能，在设计工作开展过程中，必须做好整体规划布局，从地理环境因素出发，选择最适合建筑施工的环境，为施工作业创造良好的条件，减少不必要的工序和材料应用，以此实现在保障建筑功能齐全的前提下达到节能的`目的。

②针对建筑各个单元的设计优化。绿色建筑设计的目的是建筑节能降耗，具体实施过程中，则是从各个单元入手，进行绿色设计优化，之后通过统筹整合，提高绿色建筑设计的效果[2]。一般情况下，可以分为公用部分和私用部分两个单元，在设计中对二者进行有效的协调。

③建筑个单元内部的结构优化。在绿色建筑设计中，各单元内部结构优化是十分重要的一项内容，通过建筑墙体、门窗等各部分的有效组合，保障建筑使用功能的良好实现，为住户营造一个舒适健康的生活空间。

2、绿色建筑设计的必要性。

在新形势下，人们对居住环境质量的要求越来越高，因此为了解决建筑行业能耗高、污染大的问题，很多建筑设计人员都将目光汇集到绿色建筑设计领域。绿色建筑作为一种新的建筑形式，对于建筑行业以及人类社会可持续发展都具有十分重要的意义。现阶段，绿色建筑设计应该涵盖了环境保护、建材节省、能源节省等多个领域，促进建筑工程社会效益和经济效益的提高[3]。绿色建筑设计符合我国可持续发展战略的要求，通过可再生资源的循环利用实现了资源材料的节省，同时也降低了环境污染，最终实现人与自然的和谐发展。

3、绿色建筑设计的基本原则分析。

(1)以人为本。在进行绿色建筑设计时，必须将以人为本的理念渗透到所有环节中，尤其是在一些细节部位。如在进出风口设计中，必须保障空气的通畅，构建适应人体的室内热环境。同时再采光和隔音方面也要加强重视，一方面利于节能，另一方面则有利于营造安静舒适的生活环境。

(2)最低耗能原则。这一原则主要体现在两个方面：

①降低建筑施工材料生产、运输中产生的能耗。

②降低建筑施工过程中产生的能耗。

(3)加强新能源的应用。现阶段我国能源问题日益深重，新能清洁能源的开发利用可以在保障能源充足供应的基础上降低污染，如太阳能、风能等。

二、绿色节能建筑概述。

1、绿色建筑的概念分析。

绿色节能建筑即是指以绿色建筑设计理念为指导完成的建筑工程项目，它是绿色建筑设计这一新型理念的集中体现[4]。在具体实施的过程中，绿色节能建筑主要是在综合考虑气候变化和节能环保要求的基础上，对建筑工程进行高度统筹的规划和布局，制定科学合理的工程建设计划。绿色节能建筑最显著的特点就在于节能，通常是通过室内环境的调整、空气质量的调节以及声光环境的优化达到建筑节能的目的。想要实现绿色节能建筑，除了需要采用先进的绿色技术形式之外，对新型绿色材料的选用也至关重要。

2、绿色节能建筑特性分析。

绿色节能建筑和普通建筑的区别主要体现在节能性以及环保性两个方面，在绿色建筑设计的支撑下，绿色节能建筑的节能降耗能力获得了大幅度的提升，同时其使用寿命也得到了一定的延长，此外，绿色节能建筑采用的大部分材料都可以进行回收利用。通过总结概括，绿色节能建筑的特性可以表现在以下几个方面：

(1)建筑室内热环境的调整。绿色节能建筑采用了大量的复合材料，墙体的隔热保温效果十分显著，可不论是在炎热的夏季，还是寒冷的冬季，都能够为住户提供良好舒适的环境，充分满足住户的不同要求。

(2)对照明和空气的要求。绿色节能建筑的实现对照明和空气的要求较高，因此绿色节能建筑的照明系统和通风系统是两个十分重要的部位，在设计的过程中，必须积极采取先进技术和设计方法，切实保障这两个系统的功能，以获得良好的采光和通风条件，促进建筑节能环保性能的发挥。

(3)噪声隔绝。噪声污染已经成为当前阶段社会污染的重要形式，对城市居民的生活带来了十分重要的负面影响，因此绿色节能建筑必须具备噪声隔绝的能力。通常情况下，主要是通过特殊建材的应用对噪声进行吸收或是隔绝，降低噪声对居民正常生活的影响。

三、绿色建筑设计和绿色节能建筑的关系分析。

通过上文对绿色建筑设计以及绿色技能建筑剖析可知，这二者之间存在着十分紧密的联系，其中绿色建筑设计对于绿色节能建筑的实现具有十分重要的指导意义，可以说绿色节能建筑是绿色建筑设计的具体表现，绿色建筑设计的应用和的绿色节能建筑的发展有同时推动了建筑行业的可持续发展。近些年来，城乡一体化建设为建筑行业的发展创造了有利条件，与此同时社会公众对居住环境的要求也越来越高。绿色建筑设计即是通过照明、空调、通风等基础设施的优化为人们提供一个更加舒适健康的生活空间。其中空调的多样化功能可以保障室内温度平衡、室内热环境的调整可以为民众提供更加新鲜的空气[5]。

由此可见，在绿色节建筑建造过程中，照明、通风以及空调三者关系的协调处理直接关系着建筑功能的实现。在新形势下，建筑领域从业者必须充分认识到功能服务、能源节约以及生态环境保护三者之间的紧密关系，并在绿色建筑设计和绿色节能建筑建造中，对上述三个方面进行综合考虑，努力构建一个功能多样化、生态环境良好、能源节约的建筑体系，如此才能保障建筑行业的持续健康发展。尤其是近些年来，我国能源紧缺问题越来越显著，一次必须加快推动各行各业的转型改革，降低能源浪费，同时减少建设活动对自然环境的恶劣影响，全面贯彻落实可持续发展的理念，最终实现人与自然的和谐发展。

四、结语。

综上所述，能源问题已经逐渐成为现阶段阻碍我国建设发展的主要问题之一，为了缓解这一情况，必须从社会上能耗高、污染重的行业入手，彻底贯彻落实绿色环保理念。就建筑行业而言，推广绿色建筑设计、发展绿色节能建筑是推动其持续健康发展的重要方法，通过这两者的相辅相成，为人们营造健康安全舒适的生活环境，促进我国社会的可持续发展。

参考文献：

[1]兰平.绿色建筑设计理念与节能技术[J].建材与装饰，(06)：112~113.

[2]任卫军，杨勇琴.分析绿色建筑设计与绿色节能建筑之间的关系[J].建材与装饰，2016(21)：104~105.

[3]曹伟.浅谈绿色建筑设计与绿色节能建筑的联系[J].中华民居(下旬刊)，(10)：16.

[4]李岩.低碳节能建筑设计和绿色建筑生态节能设计研究[J].工程建设与设计，(19)：47~48+80.

教学楼建筑节能一体化设计 篇14

截止到2012 年, 国内各种合成高效减水剂约601 万t[1], 近几年更是有了突飞猛进的发展。由于合成外加剂具有准入门槛低以及投资小等特点, 很多复配厂都纷纷转化成合成厂家, 受技术水平所限, 许多厂家在合成减水剂时采用蒸汽锅炉或者电加热的方式生产, 或者生产工艺不合理, 比如先期升温过高消耗过多能源, 但是后期又大量降温, 还有的生产周期过长等, 造成了巨大的能源消耗。

笔者通过多年从事高效减水剂的合成试验及生产经验, 结合对行业内生产现状的了解, 总结了各种高效减水剂生产中的节能措施, 并设计了一体化节能生产方案, 以期能对国内生产企业提供一定的借鉴, 为节能减排做出应有的贡献。

1 高效减水剂合成的工业化节能生产

1.1 萘磺酸盐甲醛缩聚物高效减水剂

1.1.1 合成机理

萘系高效减水剂由工业萘、硫酸、甲醛、碱等原材料通过磺化、水解、缩合、中和等4 个反应制备而成。

1.1.2 节能生产措施

相对而言, 萘系高效减水剂生产过程中能耗最大的过程就是工业萘的熔融, 因此达到一定生产规模的萘系合成企业可以采用液体工业萘生产, 在连续生产和具备液体工业萘储存设备等条件下可以节约萘系减水剂生产中大部分的能源消耗。液体工业萘温度一般在110 ℃左右, 通过磺化反应的放热可以基本接近160 ℃的磺化温度, 通过少量加热即可满足合成条件。在加入硫酸的温度选择上尽量可以在120 ℃左右, 以节约磺化反应阶段的能源消耗, 充分利用反应释放的热量。水解、缩合、中和3 个阶段均为放热反应, 能源消耗不多。相比较而言, 萘系减水剂是生产能耗最大的减水剂产品, 同时因为适应性相对较差和对环境污染严重, 市场占有率正在逐年下降, 截止到2012 年, 萘系减水剂的市场份额已经下降到45%[2]。

1.2 脂肪族高效减水剂

1.2.1 合成机理

脂肪族高效减水剂的合成, 主要是利用醛酮在碱的催化作用下的羟醛缩合反应和对羰基的 α 位进行磺甲基化反应引入磺酸基, 来控制其分子质量和水溶性;通过调整醛酮和磺化剂的比例来控制缩合度和磺化度, 从而得到同时具有高减水效果和良好保坍性能的分子结构[3]。

1.2.2 节能生产措施

脂肪族高效减水剂生产工艺繁多, 有滴加甲醛溶液的工艺, 也有滴加甲醛丙酮混合液的工艺, 还有因为使用磺化剂的种类不同如亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠而形成的各种工艺。传统的工艺一般是加热到50~60 ℃低温反应后滴加甲醛或者甲醛丙酮混合液, 最后进行高温缩合脱水反应。羟醛缩合反应放热量大, 在生产中, 只要注意工艺手法, 对反应热的正确利用, 各种工艺都可以做到完全不用外部热源进行工业化生产。可以说, 脂肪族高效减水剂是目前采用无外部热源工艺生产的最普遍的高效减水剂。在实现免加热工艺生产的同时, 建议生产厂家通过技术革新, 采用生产周期短的工艺生产, 可以进一步提高生产效率, 降低能耗。

1.3 氨基磺酸盐高效减水剂

1.3.1 合成机理

氨基磺酸盐高效减水剂的合成机理为在碱性条件下, 苯酚与对氨基苯磺酸钠或者对氨基苯磺酸经过羟甲基化反应和缩合反应形成具有一定分子质量的表面活性剂。

1.3.2 节能生产措施

传统的氨基磺酸盐高效减水剂生产方法为在反应釜中投入一定量的苯酚和对氨基苯磺酸钠或者对氨基苯磺酸, 加热至60~80 ℃, 调整至碱性条件下滴加甲醛3~6 h, 在90~95 ℃恒温3~6 h缩合。根据反应机理, 采用对氨基苯磺酸生产时, 充分利用3 步放热反应[4], 完全可以实现反应过程中不用外部热源加热进行工业化生产, 同时生产周期缩短为2 h左右。

苯酚又名石炭酸, 熔点为40.6 ℃, 在常温下为固态, 工业化生产中一般采用蒸汽加热的方法将之熔融后使用。在初次生产时可以采用电加热的方法将之熔融使用, 循环生产时对反应余热的充分利用可以最大限度地降低能耗, 在北方地区较寒冷的季节可以用少量的电加热设备辅助加热熔融, 也可以在余热较充分的情况下集中熔融后采取一定的措施防止苯酚在常温结晶以方便随时使用。

综上所述, 氨基磺酸盐高效减水剂的工业化生产完全可以省却锅炉等加热设备, 清洁生产, 满足环保要求。

1.4 三聚氰胺高效减水剂

1.4.1 合成机理

三聚氰胺高效减水剂的合成反应可以分为4 个基本反应历程:三聚氰胺的羟甲基化、磺化、缩聚、中和。其中, 三聚氰胺的羟甲基化和磺化这2 个反应需要在碱性条件下进行, 而缩聚反应是在弱酸性条件下进行。

1.4.2 节能生产措施

羟甲基化和磺化反应的合适温度为70~80 ℃, 工业生产一般采用蒸汽或者电加热, 能耗很大。节能生产方法可以采用酸性的磺化剂, 如焦亚硫酸钠、氨基磺酸等, 利用中和反应放热来达到初始所需的温度。同时, 三聚氰胺的羟甲基化反应的反应热对温升贡献很大, 综合2 种反应热, 可以满足羟甲基化和磺化反应对反应温度的需求。缩合反应合适的温度为60~70 ℃, 在磺化反应结束后, 加入少量冷水降温, 再加入酸, 调节p H为弱酸性进行缩合反应, 缩合反应结束后加入碱进行中和反应。从上述的过程控制可以看出, 采用合适的工艺条件, 三聚氰胺高效减水剂的合成反应完全可以做到不使用外部热源加热进行工业化生产。

1.5 聚羧酸高效减水剂

1.5.1 合成机理

聚羧酸高效减水剂的反应类型为自由基聚合反应, 在引发剂的作用下, 打开聚合体系中的不饱和单体的 π 键, 继而进行链引发、链增长和链终止等反应, 形成具有短主链、长侧链的梳形结构的高分子聚合物。

1.5.2 节能生产措施

聚羧酸减水剂的主要原材料是大分子单体, 简称大单体。大分子单体的发展经历了从最开始的酯化大单体到聚醚大单体, 再到近几年的改性聚醚大单体。由于酯化大单体活性低, 生产工艺复杂, 而且用其生产的聚羧酸减水剂对砂石含泥敏感等特性, 市场上已经很少使用。合成聚羧酸减水剂的引发剂常采用过氧化物, 如过氧化氢、过硫酸铵等, 由于其分解活化能较高, 所以一般聚合温度选择在60~90 ℃。当采用氧化-还原引发体系的引发剂时, 反应体系的自由能降低很多, 可以实现常温引发聚合。笔者通过在济南冬季最冷的季节, 环境温度-10 ℃, 水温4 ℃的情况下进行验证, 与常规加热工艺生产的聚羧酸减水剂对比, 性能甚至略有提高, 可以说, 聚羧酸高效减水剂的合成只要在保持反应中的溶剂是液态水的情况下就可以完全在常温状态下实现, 可以称之为常温反应。同时, 通过调整合成工艺配方, 聚羧酸减水剂的合成几乎可以做到“零能耗”, 即常温、免滴加、免搅拌等条件下合成, 这是其它减水剂的生产所不能比拟的, 所以说聚羧酸减水剂是目前生产能耗最低、最环保的高性能减水剂。

2 一体化设计

萘系、脂肪族、氨基磺酸盐、三聚氰胺高效减水剂反应类型为线性聚合反应, 通过上述分析可知, 其节能生产措施都是靠反应放热接近或者达到所需要的温度。由于各个生产厂家的技术水平不同, 采用的工艺都有所差别。萘系的生产工艺大体相近, 需要外部热源进行加热生产。脂肪族、氨基磺酸盐、三聚氰胺高效减水剂的合成生产均可以单独通过反应放热实现无热源生产, 称之为无外部热源生产法或者免加热生产法。脂肪族减水剂近些年随着技术水平的不断进步, 大多数厂家采用无热源法生产, 只是工艺手法和原材料不尽相同。氨基磺酸盐和三聚氰胺高效减水剂的传统生产工艺均为采用外部热源加热的方法, 蒸汽或者电加热, 现在国内绝大多数厂家也仍旧采用加热的生产工艺进行。聚羧酸减水剂传统工艺为加热的生产方法, 反应温度根据厂家采用的不同大分子单体而不同, 从60 ℃到90 ℃不等, 随着技术的进步, 有少部分的生产厂家已经实现了常温工艺的工业化生产。

商品经济社会和日益激烈的竞争使得优良的高效减水剂的合成配方和工艺已经完全商品化并作为企业的核心机密, 技术水平的参差不齐决定了不可能每个生产厂家都掌握最前沿的技术。一体化设计的中心思想是在不能完全掌握所有高效减水剂无热源法生产的情况下, 根据自身技术水平和主流产品不同, 在实现了一种产品无热源法生产的基础上, 充分利用其反应余热作为给其它产品加热的热源, 实现多种产品的完全无外部热源化生产。根据目前国内市场的需求结构和技术水平, 一般情况下, 最适合将放热量最大的脂肪族减水剂作为“热源”来满足其它减水剂生产中因采用加热工艺的温度需求。一体化设计的另外一层含义是对反应余热的充分利用。苯酚、丙烯酸等低熔点的物质在一定温度下以固态形式存在, 使用之前要熔融成液态形式, 一般做法是用蒸汽或者电加热的方法熔融。脂肪族减水剂和氨基磺酸盐减水剂合成完毕后反应釜夹套中的冷却水的温度可以达到90 ℃左右, 将之收集起来用于熔融苯酚、丙烯酸等物质的“热源”, 完全可以省却锅炉或者电加热设备。从以上各种高效减水剂的反应机理可知, 除聚羧酸减水剂以外的合成都属于缩聚反应, 都要用到反应活性高、廉价的生产原料甲醛。甲醛在低温储存时易发生自聚反应生成三聚甲醛沉淀, 影响使用。工业上常见的防止甲醛聚合的方法是甲醛罐加盘管, 通过蒸汽或者电加热保温。如此, 同样可以利用减水剂合成后产生的热水和甲醛罐进行循环来保温。另外, 余热的利用可以延伸到除生产以外的生活中。笔者做过测试, 济南冬季最低气温一般在-10 ℃左右, 年产2 万t左右的脂肪族生产线产生的余热完全可以将1000 m2的办公楼室内气温维持在14 ℃左右, 浴室的供暖和用水也可以达到所需要的温度。

在高效减水剂的合成一体化设计的指导思想下, 各个减水剂公司可以灵活地根据自身的特点和需求组织安排生产, 在掌握一种高效减水剂免加热工艺的条件下即可实现几种高效减水剂同时免加热生产, 以达到生产效率和能源利用的最大化, 同时满足环保和可持续发展的要求。现在欧洲正在混凝土行业推行“零能源系统”, 就是基于功能性聚羧酸高性能减水剂的研制成功, 也就是说, 技术的进步是节能生产的有利保障, 同时也昭示了节能环保是未来混凝土行业生产的发展必然。

通过图1 展示高效减水剂合成的一体化设计思路, 箭头表示的方向为水循环方向, 采用热水泵循环。

3结语

节能是社会发展的必然趋势, 随着我国经济快速发展的脚步, 混凝土减水剂的用量逐年增加, 合成技术的飞速发展使得减水剂的节能生产成为可能。目前, 除了萘系高效减水剂以外, 常用的各种减水剂的合成反应都可以实现无外部热源法生产。借助一体化设计的方法, 在实现一种高效减水剂无外部热源法生产的基础上可以实现其它种类的高效减水剂的无外部热源法生产, 同时可以更高效地利用余热, 满足环境保护和可持续发展的要求。

参考文献

[1]刘冰.部分混凝土外加剂企业经济形势分析[EB/OL].水泥人网.http://www.cementren.com, 2013-07-17.

[2]彭飞.2012年萘系减水剂市场分析与展望[EB/OL].百川资讯.http://www.baiinfo.com, 2013-02-04.

[3]朱新法.脂肪族磺酸盐减水剂合成方法综述[J].混凝土, 2004 (9) :34, 53, 65.