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节能优化设计范文1
1保温隔热
1.1现状分析建筑墙体主要为240黏土砖砌筑墙体，外墙面层为水泥砂浆抹面涂料。墙体较薄且无任何保温层,在夏季白天难以阻挡该地区强烈的太阳光，导致大量热量透射而入;到夜间获取的热量难以消散，形成对室内的二次辐射，使得室内温度持高不下。冬季轻薄的墙体又成为热传递的最佳通道，将热量由室内传递到室外，导致室内热量的严重损失。屋顶为普通水泥板架空隔热屋面,此种做法相对老套,保温、隔热效果无法满足现在住宅建筑的使用要求。调查建筑中的门窗及阳台窗基本上都为低档铝合金作为骨架材料的单玻窗,所用玻璃为蓝色透明玻璃，开启方式为推拉,此种方式增加了该建筑的能源消耗。
1.2相关案例西安首创国际城北区采用的保温隔热技术:1）选用AJ聚苯颗粒保温砂浆和聚苯保温板,墙体穿上“衣服”。2）采用塑钢中空双层玻璃窗，达到隔热、隔音和保温效果。3）选用名牌厂家生产的保温隔音防盗门。4）在屋顶和阳台使用聚苯颗粒保温砂浆。由此，节能效果达到节能50％的国家标准。
2改造优化设计
针对调查建筑当前存在的问题，结合对国内外相关案例的分析，运用生态住宅的设计方法，提出相应的改造设计措施，达到节能的目的。
2.1通风改造优化设计自然通风是住宅建筑的重要影响因素之一，在住宅设计领域中结合环境，达到自然通风节能的效果尤为重要。结合建筑单体设计，巧妙设置门窗，门窗对开，形成穿堂风，有效地调节了室内通风效果。丰富窗户形式，设置多向调节窗户加大其通风能力，自然通风量则通过竖向空间的窗户面积大小来控制。屋顶安装利用风力的简单机械装置，抽低楼层的凉风至高楼层降低室内温度,加强竖向空间的拔风作用，提高室内60％的通风能力。加强各楼层之间风的流动,在竖向空间顶端设置蓄热墙吸收房间热能，排除室内浊气。
2.2遮阳改造优化设计窗的遮阳是必不可少的，在闭窗情况下有无遮阳，室温最大差值达2℃，平均差值达1～4℃。理论上讲，室外遮阳效果比单层玻璃窗的透过能量下降88％。但针对该地区来讲，如果用遮阳板固然可抵挡一部分夏季强烈的日光，但进入漫长的低日照时期时，室外的遮阳设置使室内不得不只采用灯光照明，特别是在阴雨天或冬季这种需要大量阳光进入的季节，遮阳反而变成了一种障碍。在建筑中设置百叶遮阳构件,并将百叶遮阳构件一分为二，利用上部的百叶作为反射构件，通过室内顶棚进行漫反射增加室内照度；下部挡掉过量的太阳光。这种方式作为朝南建筑的遮阳方式，朝西建筑由于太阳高度角较低，可采用垂直遮阳来解决此问题。
2.3隔热改造优化设计
2.3.1墙体与屋顶围护结构传热的热损失占整个建筑物热损失的70％～80％,外墙是建筑物围护结构的重要组成部分。加强调查建筑的薄弱围护结构（外墙)的保温隔热能力尤为重要。在改造中，建筑物的主要围护结构、屋顶的保温节能材料采用AJ建筑保温隔热聚合物砂浆。隔热效果好、导热系数低的AJ建筑保温隔热聚合物砂浆含有陶瓷空心微粒，从而有效地阻止了能量的传递，起到节能的作用。在外墙外保温时该材料还设置防裂防漏层，既防裂纹又防漏水。屋顶的保温设计可选用AJD—Ⅱ型聚苯颗粒保温材料为保温隔热材料，同时可种植绿化来改善保温隔热的效果。
2.3.2门、窗由于空气渗透和门窗的使用带来了门窗的热损耗，为减少能耗，则需:1）合理窗墙比:以建筑规范为准则，以该地区的实际条件为依据，合理地调整窗户和墙体的比例。2）强化密封性:合理选择门窗的类型和其他相关配套材料。3）提高保温性:门窗框料可采用PVC型材与钢衬料制成,玻璃采用中空双层玻璃，门芯填充复合保温材料，既防盗又保温隔热。
2．4有效利用太阳能生态住宅设计方法在遵循高效率、低造价、易控制、好维修原则的前提条件下，合理地利用太阳能，降低住宅建筑的人工能耗。结合该地区的气候条件，选取适合调查建筑的改造方式，最大程度地利用自然能源，降低住宅建筑能耗，太阳能的利用方式见图1。
3结语
节能优化设计范文2
【关键词】建筑；电气；节能；设计
随着建筑业的不断发展，当中的电气节能设计工作也越来越重要。因为在实际的电气设计当中，受到很多因素的限制，建筑电气节能设计存在诸多不足。很多建筑的电气能耗还是相当高，导致了大量的资源和资金浪费，还在很大程度上增加了经济负担。所以，必须结合建筑物的实际情况，进行适当的电气节能设计，以便有效降低电气能耗，争取资源的节约。
1.建筑电气现状
某三甲医院共有内科大楼、门诊楼、急诊楼、医技综合楼等建筑单体5个，因为医院建筑中，医疗电气设备多，每一天都需要耗费很多电量，而且因为原先的电气设计不够合理，造成了很大的电力浪费。所以，特此按国家对医疗建筑的改扩建要求，接业主方委托，逐步对其建筑进行改扩建设计，其中具有代表性的新建医技综合楼（地下3层，地上15层，总建筑面积2.1万），
主要功能为医技设备、门诊、住院部）在2009年设计完成，2011年投入使用。
2.电气节能的优化设计
2.1变配电房设置情况
在地下二层设置了10/0.4kV变配电房，靠近电气竖井，这样可以减少配电半径，既减少电力电缆的一次投资，又降低线路损耗。两路10kV高压进线由市政电网引入（10kV系统南供电局进行设计），设置了3台干式变压器，其中，1变压器：500kVA，专供一层医技设备用电（含l6排CT机50kW、肠胃机50kW、大型C臂X线机50kW等），均采用放射式供电；2、3变压器：630kVA，供其他动力、消防设备、照明用电，且互为联络。该大楼采暖、制冷采用屋面风冷热泵机组形式。
2.2具体节能优化设计
（1）供配电系统节能设计
供配电系统节能设计作为整个建筑电气节能的关键步骤，设计人员必须结合用电设备特点、负荷等级、用电负荷容量及分布等内容，来开展供配电系统的设计：首先，要保证系统简单可靠。供配电系统应该简单可靠，配电级数不能过多，同一用户内高压配电级数不能多于两级，低压配电级数不能多于三级，以降低电能损耗。如果是两路进线供电系统，最好采用两路电源同时运行的方式，从而降低线路损耗。其次，合理选择供电电压。通常情况下，电压越高，损耗越小。如果用电设备总容量超过250kW或变压器容量超过160kVA最好用10kV供电。通过合理选择电压等级，从而实现节能的目的。再次，减少线路损耗。变电所应该尽量接近负荷中心，缩短低压供电半径，降低线路损耗，提高供电质量。一般应该将低压供电半径控制在150m以内。最后，应该选择合适的电缆。在选择电缆时，应考虑准确的载流量、电压损失、短路电流热稳定等指标，根据电流密度和供电需求，选择合理的导线截面，以便降低电能损耗。
（2）变压器节能设计
要想变压器做到真正的节能，设计时要采取相应的措施，提高变压器运行效率，降低损耗。具体而言，就是要从变压器自身结构、材质等方面采取相应的措施。第一，合理选择变压器数量与容量，合理调配电压负荷，使变压器在能耗较低的状态下运行。第二，选择节能型变压器。这是实现变压器节能的重要措施，其运行效率高，损耗低，能够起到明显的节能效果。所以设计时，应该选用10型及其以上，非晶台金变压器。
（3）照明电路节能设计
首先，要充分利用自然光。其次，应选用高效节能光源及低能耗、性能优的附件。按国家节能设计及审查要求，除特殊场所外，均不得采用白炽灯：应根据建筑使用场所，合理选用T8、T5、LED灯具；灯具附件的节能也相当重要，公共建筑的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯具应选用电子镇流器。气体放电灯宜采用电子触发器。
公共场所、公共走道等采用照明分组集中控制方式。如对医院住院部楼层的公共走道，可在护士站集中分组设置开关，这样既便于管理，也节约运行费用；对门诊、急诊楼等的公共区域，可采用i―bus及类似系统进行分时、分组调节及程序控制。室外照明可采用程序控制或光电、声控开关；办公楼、住宅楼的走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关；对医疗建筑的楼梯间及走道，由于使用人员较多，不建议采用声控节能自熄开关。
（4）空调系统节能设计
本工程中一共使用三台水泵，春秋季节只用一台，备用两台，夏季高峰时常用两台，备用一台；一台变频器只拖动一台水泵运行，且可以以人工方式切换，其他可通过人工方式启动到工频运行。设计使用3台水泵电机选配l台变频器。工作时可选择任意一台水泵做主泵、由变频器直接拖动变频运行；其余两台水泵做辅泵、由人工依据制冷特点相应进行启停控制，使电机工频运行。
在中央空调系统设计时，冷冻水泵、冷却水泵的电机容量是根据建筑物的最大设计热负荷选定的，都留有一定的设计余量。
图1空调机组冷却水泵和冷冻水泵改造结构
在中央空调系统中接入变频节能系统，利用变频技术改变水泵转速来调节管道中的流量，以取代阀门调节及回流方式，一般节电率都在30%以上。
2.3设计数据与实测数据比较
该工程为综合楼，近3年的使用（每天工作时间为8：00～12：00，13：30～l7：30）情况为：门诊病人多且住院病房（共8层住院部）基本均满员，部分时候还有在走道上加床的情况，满负荷运行时间较长。笔者对夏季、冬季用电高峰期、低谷期配电房各变压器后进线柜工作电流数据进行采集，再对应设计时参照相关设计手册中的同期系数计算出的计算电流。发现存在较大差异。
设计时。变压器容量选取与电力负荷相适应，使其工作在高效低耗区内。综合初装费，变压器、高低压柜、土建投资及运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的裕量，变压器最经济节能运行的负荷率一般在75%左右比较合理。而设计负荷率往往是设计师按设计容量、设计手册中的相关系数计算而得的，与实际的负荷率相差较远，具体见下表1。
表1变电所1#、2#、3#变压器工作电流和负荷率
变压器 计算容量 计算电流 夏天上午九点高峰期电流 夏天晚上九点低谷电流 冬天早上九点高峰期电流 冬天晚上低谷电流
1# 360 585A/72% 463A/57.1% 122A/15% 478A/59% 102A/12.5%
2# 467.8 711A/74.3% 547A/57.2% 392.2A/41% 621.8A/43.3% 414.2A/43.3%
3# 473.2 720A/75.1% 536.9A/56% 348.9A/36.4% 651.6A/67.9% 373.9A/39%
从这些实测数据可以看出.随着时代变迁，建筑物内的各种电器产品运用广泛，设备容量大幅上升，设计人员必须充分了解现代化建筑内设备的同期使用情况，再结合现有设计手册的相关数据进行计算，才能确保建筑的真正节能优化设计。
参考文献：
节能优化设计范文3
摘要 ： 运用建筑节能设计分析软件PBECA2012设计了上海地区某单体住宅楼建筑节能设计方案，并计算模拟分析其规定性指标和全面动态建筑能耗，从中分析如何高效的设计最优建筑节能方案。
关键词 ： 建筑节能设计软件最优节能方案
Case Study - Optimized energy-saving design of residential building
ZHANG Yongwei
（China Academy of Building Research Shanghai Branch，shanghai，200023）
Abstract: Designed a construction energy-saving plan for a single residential building in Shanghai by using the building energy calculation analysis software - PBECA2012, while calculating simulation analysis its compulsory Index and overall dynamic building energy consumption to reach the optimized building energy-saving plan.
Keywords:Building energy-saving design, Software, Optimized energy-saving plan
0 引言
建筑节能设计对广大设计人员来说已不陌生，但是仍然有许多问题缠绕着设计师：建筑节能设计建模花费时间消耗精力，节能方案确立不够合理等。 如何简便设计既适合各地实际情况而又符合节能规范的节能方案进行节能计算分析，PBECA2012这款高效智能的建筑节能设计分析软件来为我们提供了一条便捷的通道。
1 建筑设计说明资料
结合设计单位所提供的建筑设计施工说明，可获悉以下建筑节能计算所需资料：
该建筑单体坐北朝南，建筑层数为14层，建筑结构类型为剪力墙结构，墙体采用200mm厚的钢筋混凝土，在单体的南向设计有凸窗。
以上资料也是在进行建筑节能计算前必须要了解的信息，以此为下一步的设计提供参考。此项目的节能设计目标为计算分析确定最适宜的节能设计方案，确保满足现行的建筑节能相关设计规范要求。
图1建筑平面图
2 计算模型和最优节能方案
2.1计算模型智能化建立
初步分析了现有的节能资料后，笔者着手对建筑单体进行生成模型、编辑和节能方案的选择。
建筑节能计算模型的准确性是非常重要的，计算模型涵盖了建筑体形的细节、开窗大小和位置、房间功能区的划分等。建筑节能设计分析软件PBECA2012是基于AutoCAD平台上开发的，在模型转换和编辑功能上有了很大提高，并能处理多种复杂建筑体形情况和多种构件设计情况，更加贴近建筑设计师的使用习惯，也更能体现建筑物的原有形态。智能化设计是PBECA2012软件应用的显著特点，软件注重计算模型准确性诊断功能，在建模过程中智能化交互提示使用者完成计算模型准确地建立和编辑。即使刚接触软件的人员也能够完成建筑的节能设计。
图2 智能触发机制提示
图3智能墙线修正
图5 模型三维图
计算模型建立之后，需要标注房间功能类型和分户墙，对于居住建筑来说，在计算分析之前需标注卧室和起居室以及每个户型之间和户型与公共部位之间的隔墙。
2.2最优节能方案专家型选择
该住宅单于上海，因此需满足《上海市工程建设规范-居住建筑节能设计标准》（DGJ08-205-2011）的要求。PBECA2012软件具有节能方案的专家型选择模式，可以帮助建筑师快速智能地确定最适宜的节能方案。其确定方法为由工程设计人员输入一些附加条件，然后由软件根据模型信息和附加条件的判断，推选出围护结构推荐系统，再通过自动选择和手动选择的方式，确定最终的适宜性方案。
图6 方案确定流程
笔者完成了计算模型之后，输入了建筑设计计算资料中相关的建筑结构类型、外墙饰面类型以及根据施工周期和预期的造价条件，软件根据附加条件结合模型所具有的建筑层数、窗墙面积比、体形系数等信息，获得推荐的围护结构体系。
图7 方案选择
选择方案或进行必要的编辑后，可进行方案分析计算，并直接查阅报告。软件也提供与方案构造相关的造价优化，并对方案进行缺陷分析，详细显示计算工程各功能房间的空调负荷、采暖负荷和总负荷，并显示彩色分布图。通过数值分析，平面分析及三维分析对设计建筑的总体能耗和各个普通层乃至任意一个房间进行能耗分析，通过对不同朝向或不同房间的分析，得到各围护构件所占耗能比，从而可以让用户对设计建筑的能耗和某个构件的能耗一目了然，方便找到保温性能最差的围护结构，有针对性地进行优化设计，更快捷的进行调整节能设计方案。
图8 方案分析
图9 缺陷分析
软件中收集了建筑节能节点图集及《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇》（2007年）中的全国建筑节能构造和常用材料，并收录了各种高中低档体系价格，适用范围和施工周期等关键参数构成数据库，以此结合计算模型所选城市相应的节能规范条文和模型的数据信息，最终筛选出适宜的节能方案。
围护结构体系可采用自动选择和手动相结合的方式，自动选择一般是以造价作为唯一的判断标准，手动选择可帮助实现特殊修改，有针对性地实施节能方案，笔者根据上海地区的实际情况，结合自动选择和手动选择最终确定了节能设计方案：
屋面类型1：细石混凝土(内配筋)（40.0mm）+泡沫玻璃（100.0mm）+水泥砂浆（20.0mm）+1：8水泥加气混凝土碎料实铺(屋面找坡)（40.0mm）+钢筋混凝土（120.0mm）+石灰石膏砂浆（20.0mm）
屋面类型2：细石混凝土(内配筋)（40.0mm）+泡沫玻璃（100.0mm）+水泥砂浆（20.0mm）+钢筋混凝土（120.0mm）+石灰石膏砂浆（20.0mm）
外墙类型：无机保温砂浆（40.0mm）+钢筋混凝土（200.0mm）+无机保温砂浆（20.0mm）
底面接触室外空气的架空或外挑楼板：石灰石膏砂浆（20.0mm）+钢筋混凝土（110.0mm）+无机保温砂浆（40.0mm）
分户墙：石灰石膏砂浆（20.0mm）+钢筋混凝土（200.0mm）+石灰石膏砂浆（20.0mm）
分户楼板：水泥砂浆（20.0mm）+钢筋混凝土（110.0mm）+水泥砂浆（20.0mm）
外窗(含阳台门透明部分)：隔热金属型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面积≤20%，(6mm透明+12空气+6mm透明)，传热系数3.20W/m2.K，玻璃遮阳系数0.86，气密性为6级，可见光透射比0.71
凸窗：隔热金属型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面积≤20%，(6mm中透光Low-E+12空气+6mm透明)，传热系数2.40W/m2.K，玻璃遮阳系数0.50，气密性为6级，可见光透射比0.62
天窗：隔热金属型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面积≤20%，(6mm中透光Low-E+12空气+6mm透明)，传热系数2.40W/m2.K，玻璃遮阳系数0.50，气密性为6级，可见光透射比0.62
户门：木或塑料夹层门(空气间层厚度不小于40mm内衬钢板)，传热系数2.47W/m2.K
3 节能计算模拟分析
计算模型基础计算数据结果
采用最终确定的节能设计方案进行建筑节能计算分析，软件以《上海市工程建设规范-居住建筑节能设计标准》（DGJ08-205-2011）为判定依据。
对于该建筑单体，软件确定的节能方案很好地满足了规范要求，避免了在设计时反复设计复算、查阅规范图集，同时也为更好地完成同类设计积累了经验。对于围护结构有未满足节能设计标准的，可采用“对比评定法”进行建筑节能设计综合评价。
根据《上海市工程建设规范-居住建筑节能设计标准》（DGJ08-205-2011）的规定，居住建筑动态计算的判断依据要根据不同的建筑类型采用不同的判断方法。软件可根据建筑层数自动识别多层建筑、低层建筑、高层建筑；根据用户选择的建筑类型，自动按照下列要求进行动态计算和判断：
进行围护结构节能动态计算时的假想建筑称为参照建筑，建筑进行围护结构节能动态计算时，应当与参照建筑的采暖和空调年耗电量之和进行比较，其计算所得设计建筑的采暖和空调年耗电量之和应当小于参照建筑的采暖和空调年耗电量之和，即采用权衡计算对比法。
PBECA2012软件延续了强大的DOE-2计算内核的计算分析功能，最终能耗模拟分析结果显示，该居住建筑达到了节能设计要求。
冬季结果
设计建筑全年耗电量=28.69 (kWh/m2)
参照建筑全年耗电量=29.35 (kWh/m2)
4 结论
节能优化设计范文4
关键词：智能化建筑、电气节能、优化设计
中图分类号：F407文献标识码： A
前言：随着城市化进程的逐步加快，面对全球能源紧张这一问题，环保节能的理念被大力提倡，这就对现代建筑的智能化提出了更高的要求。如何对建筑物的各项控制系统和供配电系统实行智能化管理控制成为建筑电气节能优化设计的中心环节。
1、开展智能化建筑电气节能的必要性
1)当前智能化建筑电气耗能现状。虽然现阶段，太阳能、风能等新型能源在建筑电气工程上已逐渐开始投入使用，然而由于对新型能源的利用仍处于摸索阶段，其在使用性能方面仍存在很多不足。智能化建筑主要仍是依赖于电气能耗。据统计，我国当前各种行业能耗中，建筑耗能占大多数比重，其中以电气的能耗占据首位。由于我国在智能化建筑工程节能技术上起步较晚，实践经验有限，且针对建筑电气节能设计方面的标准仍未规范化，因而造成在建筑电气节能运行上仍存在多种不足，耗能量仍不容乐观。
2)智能化建筑电气节能的重要性。随着国民经济的迅速发展，工业、农业等生产规模在不断扩大，由此带动能源的消耗量增加，尤以建筑消耗居多，且基本上是逐年递增的变化趋势，因而减少建筑耗能问题便成为人们关心的热点话题；另外，随着能源的消耗，其带来的环境污染问题严重威胁到居民的正常生活、工作等。为改善现阶段人们的生活环境，提高生活质量等，加强建筑电气节能工作便尤为重要；此外，在我国推出建设节约型社会的号召下，节能减排问题是全民关注的共同话题，开展电气节能是实现“可持续发展”，造福于后代的重要举措。
2、智能化建筑电气节能设计需符合的准则
1)节能应在保证实现建筑物基本功能的前提下开展。开发智能化建筑物的目的即是为人们的生活提供更完整的服务，因而在进行节能优化时，需考虑到其是否影响到建筑物的正常使用，如正常的照明需要、运输通道通畅、休闲娱乐设施等正常运转等。
2)节能应在符合实际经济效益的前提下开展。节能技术的投入使用应充分考虑到实际成本问题，不能一味追求高效节能而加大投资，增加建筑物开发成本负担。因而电气设计工程师在进行节能优化时，需认真考虑节能方式的选择及其设备材料的应用，尽可能实现节能性能的优化与成本的控制。
3) 节能应满足低能耗的要求
建筑电气节能的设计就是为了节约电能损耗、高效利用能源，但是在注意低耗能的同时也要注意应用效果的满足。因此对于建筑建设中照明的照度、色温、显色指数要尽量满足舒适性空调的温度及新风量等新要求。
3、国内建筑电气节能现状
近年来，国内在建筑电气节能领域开展了很多卓有成效的研究工作，只是在节能方案、措施制定等过程中统筹分析不够，没有对建筑内部现有系统的综合能耗实现准确分析，在节能产品选型安装或节能方案措施的实施上还存在一些不足之处。相应的基础自动化设备还普遍不足，在节能数据及运行效果的跟踪统计分析上不能实现实时动态管理，造成建筑电气系统节能产品或节能措施实施后，不能有效协调相关系统运行，预期节能效果不明显。在工程实际建设中，实施高效节能设备和自动化控制系统能够有效降低30%―50%的建筑能耗，但在能耗监控及维护管理系统上如果不够完善，建筑能耗节能系统就不能实现内部的实时调控，对建筑节能效果的调节管理也不够持续稳定。
4、智能化建筑电气节能技术的优化措施
建筑电气节能设计与改造是使智能建筑服务水平提高的一个有效措施，不但能够发挥建筑内部各系统的功能特性，还能优化控制电气系统和设备工作状态，进而使建筑电气系统能耗得到明显降低，减轻住户的日常开销。
4.1供配电系统的节能设计
对智能建筑内部用电等级和总荷载进行准确统计分析后，设计使用便捷且科学合理的建筑供配电系统，不仅能节约业主的一次性投资，使单位建筑的经济性提高；还能使建筑工程在日后使用中实现节能降耗。可以说智能建筑节能中的最关键环节就是供配电系统的节能设计，在实际设计中要注意以下三方面内容：
一是合理选择变配电所的位置，按照建筑的不同用电负荷对所需供电容量及用电等级进行准确统计，与住宅单体分布相结合，设计完成经济稳定的供配电系统。建筑区变配电所的位置要与用电负荷中心临近，不但能使建筑配电半径减小，以免出现往返长距离的供电情况，缩短供电电缆长度，使供配电系统投资成本降低；而且还能使配电线路半径缩小，有效降低线路综合损耗，使配电质量得以提高，实现其它用电设备运行高效稳定，降低能耗的作用。
二是合理布置竖井，在各层设计配电竖井、层配电箱等具置时，为便于缩短分开关配电线路长度，降低线路损耗，可将其设置到用电负荷中心。
三是变压器选择要合理，高层建筑电气节能的关键在于变压器的类型要选择合理，由于变压器正常运行时，其内部铁心叠片因电磁力线交变而发生磁滞及涡流现象，进而形成空载损耗，也就是铁损。随着材料物理相关理论的快速发展，作为新型节能材料的非晶态磁性节能材料已做为变压器铁心材料而得到广泛应用，进而形成节能的非晶合金铁心变压器。
在工程建设中常用的S11、S13等型号变压器优化传统变压器结构的改良产品，对传统叠片式铁心结构进行改变，能够使变压器铁心内磁阻减少，与传统变压器相比其空载电流可减少20%―40%，变压器功率因数明显提高，供配电系统综合线损降低，系统供电能力得到有效改善，从配电源头实现节能降耗的效果。在对上述因素进行综合考虑后，就要在设计对供配电系统后期扩容需求留有余地，要使变压器负荷率介于合理范围，一般多选择在75%―85%之间。
4.2照明系统的节能设计
智能建筑在节约照明用电上不能只是通过照明灯具数量的减少或功率的降低来进行实现，而要有效利用自然光等光源。位于室外部分的建筑面积，通常多利用透光率较好的玻璃门窗等使建筑物白天照度得到增加，使开灯时间明显减少，以实现对自然光源的有效利用，达到节约电能资源的效果。能够采用自然光的建筑面积照明，可以根据建筑物照明设计中的照度标准对现场照度进行检测，并采用相应灯光控制系统对灯具照明进行自动调节，以实现不同区域对照明的不同需求。设计建筑物的夜景照明，要沟通好城市景观规划部门，不但要通过灯光的烘托效果使建筑总体风格中蕴含的文化底蕴和艺术效果得到充分体现，还要将照明结合美学、艺术等方面特点，使建筑物夜景环境具有优美、优雅、舒适的特点。设计智能建筑的照明时，还要控制好照明系统，以免对周围环境的造成光污染，在实现节能降耗的同时，还要保护好人文与生态环境。
5、结束语
综上所述，在现代化建筑电气设计工程中，人们为了提高建筑电气设备的经济效益和工作效率，就将各种节能措施应用到其中，并且随着科学技术的不断发展，人们也在传统的节能技术的基础上进行了相应的改进，从而进一步的降低了建筑电气在运行过程中所产生的能量消耗。未来社会发展的趋势必将是建筑智能化，建筑电气智能化发展及节能是建筑发展的最基本要求，合理运用智能化和节能措施，并将两者融合在一起，不仅能满足生活舒适性和功能性，同时还能减少投资，节约能源。
参考文献：
[1]范臻．基于智能化建筑电气节能优化设计的分析[J]．中国高新技术企业，2012(28)：29-31．
[2]林毅宏．智能楼宇建筑电气节能现状及节能设计研究[J]．自动化与仪器仪表，2011(3)：33．
节能优化设计范文5
Abstract: This paper simulates optimization model of a steam ejector from the steam ejector design parameters, and carrys out the optimized numerical simulation and calculation of the drainage pressure of the steam injector and the length and radius of mixing chamber throat from mouth, and analyzes the relationship between the steam jet ejector and the coefficient.
关键词: 蒸汽喷射器;最优化;喉嘴距;混合室长度
Key words: steam injector;optimization;distance from throat to mouth;the mixing chamber length
中图分类号:TK01+9 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)19-0119-01
0引言
蒸汽喷射器(thermocompressor)是利用高压流体抽吸低压流体的装置,由于它具有结构简单,对被抽介质无严格要求,维修操作方便等优点[1],因此它广泛应用于纺织、造纸、石油、热电等以蒸汽作为动力的工业中,主要用来促进蒸汽循环,提高低压蒸汽压力。蒸汽喷射器可以利用高压蒸汽来节流的多等级压力蒸汽的可用能。同时提高低压蒸汽的压力,用高压蒸汽能量回收闲置的低压蒸汽和高温凝结水的闪蒸汽等,从而达到不同等级压力的蒸汽综合利用,实践表明有显著的节能效果。本文采用动量变化模型及CFD数值模拟软件,对蒸汽喷射器的设计参数进行了数值模拟和定量计算,并从所得结果中分析这些参数与蒸汽喷射器的喷射性能的关系。
1数理模型和控制方程
1.1 动量变化模型为使得喷嘴出口压力与扩散室入口压力之比,Po/Pi的值最大,以最大限度的提高喷射器的效率。建立动量变化模型(1):C=dM0/dx=mp(1+ω)dc/dx(ω=ms/mp)。其中,C为常数,M0为动量,mp为工作蒸汽的质量流量,单位为kg/s,ms为被吸气体的质量流量,x为喷管的轴向距离,ω为质量流量比。在工作蒸汽与被抽吸气体的比重和比热相同,喷射器内流动的物质可以看成理想气体,喷射器内的流体是稳定绝热,且工作蒸汽在喷嘴内的流动可以视为等熵膨胀过程,工作蒸汽与被吸气体在混合室和扩散室内的运动都可视为等熵膨胀过程的条件下,假设两种气体在x=0时已充分混合,而且即刻被压缩。即可得到边界条件:当x=0时,Cd,x=c1;当x=Ld时,Cd,x=cde(其中:Ld为喉嘴距,cde为喷管出口速度,c1为喷管开始时的速度。)将边界条件代人(1)式得(2):Cd,x = c1-(c1-cde)x/Ld(0≤xLd)。在喷嘴的出口位置和喷管的入口位置,其动量和能量守恒,可得,c1=(Cne+ωCs)/(1+ω);T0,1=(T0,p+ωT0,s)/(1+ω)。其中,Cne为喷嘴出口速度,Cs为被吸气体初始速度,T0,1为底部的混合蒸汽的滞止温度(K),T0,p为工作蒸汽的滞止温度(K),T0,s为被吸气体的滞止温度(K)。由此可得出:T1= T0,1-c1^2/2cp。根据绝热过程,可得:P0,1=Pne(T0,1/ T1)^(Υ/(Υ-1)),而Pne=P0,S-ρsCs^2/2。根据上面的结果,容易得出(3)、(4):Tx= T0,1-(Cd,s)^2/2Cp;Px= P0,1(Tx/ T0,1)^(Υ/(Υ-1))。利用以上结果,即可解出喷嘴内任意截面的直径(5):Dd,x=2[mp(1+ω)R Tx/πPxcd,x]^0.5。
1.2 控制方程如果工作蒸汽与被抽吸气体的比重和比热相同,喷射器内流动的物质可以看成理想气体,喷射器内的流体是稳定绝热,且工作蒸汽在喷嘴内的流动可以视为等熵膨胀过程,工作蒸汽与被吸气体在混合室和扩散室内的运动都可视为等熵膨胀过程,加上流体浮升力可以忽略,就可以得到如下控制方程(6):WdV+F-G•dA=HdV。式(6)中,Ω是控制体,?坠Ω为控制边界,W为求解变量,F为无粘通量,G为粘性通量,H为源相。
2计算结果分析
2.1 对喷射性能的影响使用CFD软件,对蒸汽喷射器的喷射系数μ,喉嘴距Ld,混合室长l,喷嘴口的压力P进行模拟,利用函数:μ=f(Ld, l, P,k),其中k为修正系数。经过模拟得到如下结果,见图1,图2(纵向为喷射系数,横向为喷嘴口压力)。喉嘴距和混合室长度对喷射系数的见图3,图4(纵向为喷射系数):从图1中可以看出,在压力恒定,喉嘴距为10―20时,喷射系数最优,喷射比较稳定,当Ld>20时,喷射系数随Ld增大而减小,压力P越小,选择喉嘴距的范围越窄。从图2上看,当压力恒定,混合室长度l为50―60时,喷射系数达最优,且比较稳定,如l60时,喷射系数随l的增大而减小,而且在l>80时,这种趋势尤为明显。当P越接近混流压力时,喷射系数对l的变化越敏感。从图3看,喷射系数随Ld先增大后减小,并存在一个最佳喉嘴距Ld。图4显示,喷射系数随l的增大而增大,且在l>80时更趋明显,与试验事实基本符合。综合上述的计算和模拟,虽然计算值与经验值之间的误差小于10%,但实验表明,因喷嘴的这种最优化设计而使得喷嘴口压力提升了43%。同时这种设计保证了Po/Pi的值最大,对喷射器的效率有了显著的提高,而且实验也表明其可以弱化气体激波的压损作用,对提高设备的寿命有积极意义。
2.2最优化设计对节能的效果从数值模拟来,蒸汽喷射器的喉嘴距与混合室长度存在一个最优化的设计比例,为,1/5―1/3.因此从设计上看,只有满足喉嘴距与混合室长度的优化比例,加上方程(5)的约束,才能使得蒸汽喷射器的喷射效率最高,达到最佳的能量利用,起到最好的节能效果。
3结论
节能优化设计范文6
关键词：低碳；节能；数控车削；实训项目
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）12-0127-03
数控车削实训是中等职业学校数控技术应用专业中一项重要的专业技能训练，项目教学法是这一技能训练中广泛采用的教学方法，其中项目的选择显得尤为重要。目前，大多数学校选用的项目多是针对某一训练内容而单独设置的项目，学生实训后的材料直接报废，因而在实训过程中用于训练的耗材量较大，造成了一定的浪费。为了节约实训过程中的耗材同时达到教学目标的要求，实现低碳节能的目的，拟在设计和选用项目的时候，考虑教学内容之间的联系，优化设计实训项目，使得前面项目中用过的实训材料还可用于后面项目的训练，从而可以重复嵌套使用实训材料，节约实训耗材。
基于低碳节能的数控车削
实训项目的优化设计
低碳指较低（更低）的温室气体（二氧化碳为主）排放。节能指尽可能地减少能源消耗量，生产出与原来同样数量、同样质量的产品；或者是以原来同样数量的能源消耗量，生产出比原来数量更多或数量相等质量更好的产品。
提倡低碳理念，一方面要积极承担环境保护责任，完成国家节能降耗指标的要求；另一方面要调整经济结构，提高能源利用效益，发展新兴工业，建设生态文明。
目前，国内外很多院校在开展数控车削实训时，都采用由简到繁、由易到难的训练项目，符合学生的学习规律，而忽视了低碳节能的因素。随着低碳节能理念的不断深入，虽有部分院校已经开始重视实训项目的改进，以达到节约实训材料的目的，但尚未有成熟的研究成果。
基于低碳节能的目的，考虑实训材料的嵌套使用，有两种数控车削实训项目的设计方案。方案一：设计实训项目的时候，侧重考虑长度方向的尺寸因素影响，使得在实训过程中，前一项目加工出的工件只需切除第一段材料即可继续用于第二个项目的加工，材料实现嵌套加工；方案二：设计实训项目的时候，侧重考虑直径方向的尺寸因素影响，前面项目的直径尺寸较大，后面项目的直径尺寸较小，使得在实训过程中，前一项目加工出的工件仍可用于后一项目的加工，也可实现材料的嵌套加工。
结果分析
（一）根据方案一设计的实训项目结果分析
根据方案一的设计思想设计了数控车削实训项目，笔者以三个入门项目为例来进行分析，如图1，图2，图3所示。图4为三个项目的三维实体模型。分析如下：（1）未考虑材料的嵌套使用，三个项目所使用的毛坯均为Ф45mm×50mm的圆棒料（材料以45#钢为例），则使用材料的重量为：m=ρV=7.85g/cm3×π×4.52×5×3=7491g=7.491kg。（2）考虑材料的嵌套使用，第一个项目加工后的工件切除第一段Ф26mm×16mm的台阶，继续用于第二个项目的加工，第二个项目加工后的工件切除第一段Ф22mm×10mm的台阶，继续用于第三个项目的加工，则三个项目所使用的毛坯为Ф45mm×80mm的圆棒料，使用材料的重量为：m=ρV=7.85g/cm3×π×4.52×8=3995g=3.995kg。
通过上面的计算和图5可以发现，考虑了材料的嵌套使用后，同样的实训项目，使用的实训材料仅为原来的53%，节约了47%的实训材料，大大降低了实训成本。
（二）根据方案二设计的实训项目结果分析
根据方案二的设计思想设计了数控车削实训项目，仍以三个入门项目为例来进行分析，如图6，图7，图8所示。分析如下：（1）未考虑材料的嵌套使用，三个项目所使用的毛坯分别为Ф45mm×50mm、Ф45mm×50mm、Ф30mm×50mm的圆棒料（材料以45#钢为例），则使用材料的重量为：m=ρV=7.85g/cm3×π×4.52×5×2+7.85×π×32×5=6104g=6.104kg。（2）考虑材料的嵌套使用，第一个项目加工后的工件仍可继续用于第二个项目的加工，第二个项目加工后的工件仍可继续用于第三个项目的加工，则三个项目所使用的毛坯为Ф45mm×50mm的圆棒料，使用材料的重量为：m=ρV=7.85g/cm3×π×4.52×5=2497g=2.497kg。
通过上面的计算和图9可以发现，考虑了材料的嵌套使用后，同样的实训项目，使用的实训材料仅为原来的41%，节约了59%的实训材料。
（三）方案一和方案二设计的实训项目对比分析
根据上述分析和图10中可以看出，考虑材料的嵌套使用，方案一使用的实训材料的重量为3.995kg，方案二使用的实训材料的重量为2.497kg。两种方案相比未考虑材料嵌套均有节约材料的效果，但是方案二的效果更为明显。两种方案本身各有特点。
方案一：该方案设计的实训项目在实训过程中只需要切除工件第一段，即可用于下一项目的训练，操作较为简单，项目的设计相对来说也比较容易，但相对方案二来说，耗用的实训材料稍多。
方案二：该方案设计的实训项目在实训过程中可以实现实训材料的多次嵌套使用，能大幅度地节约实训成本，但项目的设计需考虑前后项目之间的尺寸和结构的联系，设计相对来说比较复杂，而且由于加工后的工件直径越来越小，给工件的装夹和加工的刀具都带来一定的不便，操作相对复杂一些。
各个学校可以根据本校的实训设备和实训材料的具体状况，以及教师的教育教学状况选择适合学校情况的方案来进行实训项目的设计和实训材料的嵌套使用。
基于低碳节能的数控车
削实训项目设计的优点
第一，教师业务素质得到提高。通过数控车削实训项目的设计，教师下企业调研，了解许多企业在机械加工过程中的新工艺新思路，使专业课教师通过实践与理论的紧密联系，提高了实际工作能力，而且在实际工作中，教师把理论知识与生产实践相结合，把教学与科研相结合，促进了教师专业发展。
第二，学生学习兴趣得到激发。数控车削实训项目的设计和选择注重教学与现实相结合，特别是在一些典型的图纸方面，开阔了学生的眼界，活跃了学生的思维，激发了学生的各方面潜能。
第三，有效节约了实训材料，降低了教学成本。在设计数控车削实训项目的时候，教师考虑了教学内容之间的联系，基于材料嵌套使用的目的，有效地节约了实训材料。经过理论计算，采用两种方案设计的数控车削实训项目进行实训，减少了使用原有的实训项目耗用的实训材料，极大地降低了教学成本，减少了废弃材料的排放，实现了低碳节能的目的。
低碳节能是当今新型加工的主题，通过改进数控车削实训项目的方式，可达到低碳节能的效果，节约教学成本，提高办学效益，提高或增强教学效果，从而改善教学环境，改善学生学习方式，提升学校课堂教学质量。
参考文献：
[1]陆东明，王晓忠.基于低碳理念的数控实训基地建设分析[J].价值工程，2011（35）.
[2]李红梅.数控车工实训教学中“实训项目产品化”的探索与实践[J].中等职业教育，2009（11）.
[3]赵红山.数控技术实训中的项目式教学研究[J].吉林省教育学院学报，2010（7）.
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