建筑节能的研究.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流建筑节能的研究.精品文档.毕业设计（论文）题目： 关于建筑节能的研究 姓 名 专 业 班 级 学 号 指导教师 目 录摘 要IAbstractII前 言1第一章 国内外建筑节能的应用31.1 国外建筑师在建筑节能上采用的方法31.2中国建筑节能使用情况61.3国内外建筑节能对比71.3.1 政策上的差距71.3.2 节能标准上的差距71.3.3 推广应用上的差距71.3.4 研发能力上的差距71.3.5 采暖能耗的差距81.3.6 房屋设计上的差距81.3.7 节能产品质量上的差距81.4小结8第二章 建筑设计基本的节能意识92.1节能设计的思路92.1.1 使用建筑内保温复合节能墙体92.1.2 改善门窗性能112.1.3 使用节能的绿色建筑材料132.1.4 充分利用太阳能资源142.2建筑电气节能152.2.1 建筑电气节能的原则162.2.2 建筑电气节能的途径162.3照明部分的建筑节能192.4电动机在运行过程中的建筑节能202.5屋面节能212.6小结21第三章 建筑节能的应用案例-玻璃幕墙223.1玻璃幕墙的应用223.2.玻璃幕墙的分类233.3 玻璃幕墙与建筑节能的发展253.3.1 发展历史253.3.2 发展现状263.3.3 发展趋势263.4 玻璃幕墙的优缺点273.4.1 优点273.4.2 缺点283.5 小结30第四章 结论31谢 辞33参考文献34附 录35摘 要摘要近几年，随着“以人为本”设计理念的提出，人们对住宅的舒适性要求越来越高，建筑能耗也随之增高。据统计，目前我国建筑能耗约占国民经济总能耗的25%左右，且呈上升趋势。另一方面，随着建筑能耗的增加和大量空调设备的安装，“城市热岛效应”日益严重，使环境日益恶化。我国建筑节能的重点应为：建筑本体的节能、采暖系统节能、提高照明和其他电器的效率、大型公共建筑节能。 随着科学技术的日新月异，能源短缺已不容忽视，节约能源已受到世界性的普遍关注，在我国亦不例外。目前，全世界有近30%的能源消耗在建筑物上，长此以往，将严重影响世界经济的可持续发展。因此，能源问题将成为本世纪的热门话题。 关键词：建筑本体的节能；建筑节能材料；建筑节能施工；AbstractIn recent years, along with the "people-oriented" design concept is put forward, people is higher and higher requirement for residential comfort, building energy consumption has increased. According to statistics, at present our country building energy consumption accounts for about 25% of the total energy consumption of national economy, and is on the rise. On the other hand, with the increase of energy consumption of buildings and a large number of air conditioning equipment installation, increasingly serious "urban heat island effect", make the environment worsening. The focus of the building energy efficiency in China should be: building ontology heating system energy saving, energy saving, improve the efficiency of the lighting and other electrical appliances, large public building energy efficiency.With advances in science and technology, energy shortages have nots allow to ignore, energy conservation has been worldwide attention, in our country is no exception. At present, nearly 30% of the world's energy consumption in buildings, in the long run, will seriously affect the sustainable development of the world economy. So, the problem of energy will become a hot topic in this century.Key Words：Energy saving of building ontology; Energy-saving building materials; Building energy saving construction； 前 言 节能建筑的概念：随着能源危机的出现，越来越多的开发商开始重视节能住宅。节能住宅需要通过对建筑的合理设计、合理选材，最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内，从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间，降低建筑物的运行能耗。北京在国内率先整合了欧洲先进的技术系统为一体，建造的高舒适度、低能耗住宅，达到了发达国家的居住标准。其核心技术概括为八大子系统：第一，混凝土采暖制冷系统。该系统是将聚丁烯（PB）盘管预埋在钢筋混凝土中，夏季管中送20、冬季送28的水，能使室内温度保持在20-26的合适范围内。第二，健康新风系统。通过统一空气净化和冷热处理后新风经“下送上回”进入室内，无须开窗即可保持新鲜空气不断更换。第三，外墙系统。外墙采用欧洲标准加厚外保温方式，能有效阻挡冷热辐射和雨雪侵蚀。外饰面采用干挂砖墙面，干挂砖幕墙与保温板之间有一个流动空气层，可以保持保温板的干燥。第四，外窗系统。窗采用德国SCHUCO断热铝合金窗和LOW-E低辐射中空玻璃。第五，屋面及地下系统。对屋面及地下墙体的特殊处理，保证了顶层和一层与标准层舒适度的均好性。第六，防噪音系统。通过外墙系统、ALULUX卷帘、楼板处理、同层后排水系统，防止来自室外、楼上、下水道的噪音。第七，垃圾处理系统。垃圾处理系统有中央吸尘、食物垃圾处理和可回收分类垃圾周转箱三部分组成。第八，水处理系统。小区设中水处理系统，将社区生活用水处理用于浇灌绿地、冲洗和补充人工湖水。建筑节能住宅第一章 国内外建筑节能的应用20世纪70年代中东战争爆发所导致的能源危机，以及后来的两伊战争、海湾战争引起的石油价格的剧烈波动，再加上可利用资源日趋减少，能源短缺的威胁显现，使西方发达国家充分认识到能源对一国的稳定和发展而言至关重要。能源作为世界环境发展的重要议题，各国政府都予以了充分重视，2005年2月16日京都议定书正式生效，签约国必须限制温室气体的排放，而建筑业是温室气体排放量最大的产业，议定书的生效将推动新一轮的绿色建筑浪潮。1.1 国外建筑师在建筑节能上采用的方法（1）、资源回收利用：日本1997年建成了一栋实验型“健康住宅”。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外,墙体还被设计成双重结构,每个房间建有通风口,整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用,其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃,从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用，不仅变废为宝，而且减少了环境污源，节约了能源。图1.1 位于日本北九州生态节能住宅（2）、在欧洲国家中，德国节能的研究与应用处于领先地位。主要研究方向有建筑材料的制造能耗、建筑物围护结构各部位热工指标的制订和CO2浓度排放量的指标，取得了良好的成效。围护结构和门窗的节能、提高锅炉的运行效率及从建筑规划设计、朝向以及从阳光和建筑内部的散热来获取能源是建筑节能有效的途径。在政府的推动下，天然气和太阳能等清洁能源、可再生能源，近年来在住宅供暖市场上得到越来越普遍的应用。另外，德国信贷机构还推出了“二氧化碳减排项目”和“二氧化碳建筑改建项目”，对节能项目提供低息贷款。此外，中小企业在投资节能领域方面也享受政府的特别贷款。德国建筑师塞多·特霍尔斯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3cm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。图1.2 德国设计师艾伶设计的节能住宅（3）、英国在节能建筑中采取的技术措施主要有三个方面：一是采用构造措施，提高墙体、屋面及门窗的保温性能；二是利用太阳能；三是改进供热系统。目前英国推广的被动式太阳房，不需外界机械作用，以建筑吸热保温材料为媒介，利用冷热空气的自然交换，达到对太阳能的利用。在被动式太阳能住宅中，太阳能供给的能源占总耗能量的30%。为推动可持续发展战略的实施，英国建筑研究部门于2004年9月1日宣布英国政府实施百万“绿色住宅”建筑计划，主要通过税收优惠政策鼓励居民在今后10年内建设100万栋“绿色住宅”。该计划鼓励居民采用环保技术建造或装修房屋，建设有益于环保的新型住宅。这种新型住宅将采用太阳能电池板、洗澡水循环处理装置和无污染涂料等。凡采用这些方法建造的绿色住宅将享受减免印花税等优惠政策，新建传统住宅则不享受这些优惠政策。图1.3 低碳建筑之节能典范：英国贝丁顿社区（4）、从节能建筑的内容看，美国推动建筑节能从两方面入手，一是建筑物本身的热工性能，即通过提高建筑围护结构的保温隔热性能、门窗的密闭性能和充分利用通风、太阳能、自然采光等措施来降低采暖和空调的能耗；二是提高建筑物内的能耗系统及设备的能源效率，包括采暖、空调系统、照明灯具、热水器、家用电器及办公设备等。 美国在开发新能源、使用无污染能源的技术方面，处于世界领先地位。目前，美国将光能转化成电能，给家庭、学校、公共建筑等部门提供有效的能源，其应用非常普及。收集的方法，一种是采用蓄电池进行储存能源，另一种是直接将光电池板所收集的光能转化成电能，用来照明、供应热水、室内空调和给汽车充电等。美国国会先后通过了“太阳能供暖降温房屋的建筑条例”和“节约能源房屋建筑法规”等鼓励新能源利用的法律文件；在经济上也采取有效措施，不仅在太阳能利用研究方面投入大量经费，而且由国会通过一项对太阳能系统买主减税的优惠办法。因此，美国太阳能建筑的发展极为迅速，无论是对太阳能建筑的研究、设计优化，还是材料和房屋部件结构的产品应用，都已形成了完整的建筑产业化体系图1.4 美国加州圣卢西亚山上节能的时尚住宅1.2中国建筑节能使用情况我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4，居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展，需要大量的建造和运行使用能源，尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计，1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54×108t标准煤，占当年全社会能源消耗总量12.27×109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤，占全国能源消费总量的11.5%左右，占采暖区全社会能源消费的20%以上，在一些严寒地区，城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时，由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源，使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中，化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中，99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的，其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%，CO2占71%，烟尘占60%。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家，每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二，预计到2020年，中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此，中国对于全球气候变暖承担着重大的责任，而作为耗能大户的建筑，其节能也就成为关系国计民生的重大问题。1.3国内外建筑节能对比1.3.1 政策上的差距为促进建筑节能工作的开展，国外发达国家采取了许多积极的政策措施，以政策扶持拉动建筑节能。如德国、丹麦、波兰对旧有建筑节能改造提供补助，日本对利用太阳能建筑实行补助, 瑞典政府贷款支持节能建筑,美国采取多样化的政府扶持举措。我国建筑节能还处于起步阶段，建筑物围护结构的节能改造和供热系统的改造工作量巨大，需要大量资金投入。但是相关法规不明确，缺乏政策支持。1.3.2 节能标准上的差距国外的建筑节能标准，多数国家采用单独编制建筑节能标准的方式，如美国、加拿大、法国、德国、日本等。我国节能工作起步晚、标准化工作落后、标准制定周期长滞后于实际情况，强制性内容和推荐性内容界定不明确。1.3.3 推广应用上的差距建筑节能政策要取得理想的实施效果，重在宣传引导，一要靠政府，二要靠社会力量。政府在政策推广应用方面起着不可替代的作用，其作用是自上而下发挥的。企业在推动建筑节能上的作用也是不可低估的，其作用是自下而上发挥的。 国外政府推广普及, 社会力量宣传和相关培训普遍。我国政府在推广力度及方式方法上不足，设计人员不能从建筑节能设计中获利，节能建筑在实际使用过程中收益不明显。 从发达国家的经验看，要想建设一个节能型社会，应让节能渗透到人们的生活习惯中去，成为一种生活方式。1.3.4 研发能力上的差距欧美等发达国家普遍对建筑节能技术的综合研究能力较为重视。以美国为例，美国有劳伦斯伯克利国家实验室，其下属有很多实验机构，分别从事新型建筑材料、能源、光源以至灯具等相关研究，并通过企业将研究成果及时转化为生产力，由此显示了国家实验室强劲的综合研究实力和面向市场的敏锐意识。 目前，我国建筑节能技术的研究机构、研究队伍比较分散，不能很好地发挥团队能力, 且转化为实际生产力的比较少。应加大组建建筑节能技术综合性研究机构的力度，尽快开展建筑节能方面的研究工作。1.3.5 采暖能耗的差距欧洲国家普遍耗油量6L/m2以下。而我国即使是全国推行建筑节能较好的城市如北京平均采暖能耗达16L/m2,按新建建筑节约50%能耗计算, 采暖能耗也需8.75L / m2。1.3.6 房屋设计上的差距除建材品质和建筑形式上的差别外，国外采取多种方式进行建筑节能如：建筑呼吸系统(24小时微风换气系统) ,中央吸尘系统，热回收系统，洁净能源的利用系统(光-电)等。国内这方面的工作比较少。1.3.7 节能产品质量上的差距建筑节能离不开对节能产品的使用。节能产品的质量，包括产品的稳定性、耐久性、环保性和通用性等。国外节能产品不仅讲究质量，而且十分讲究人性化设计。瑞典三层固定玻璃扇中间带百叶，可在关闭的情况下通风；挪威集合住宅中的喷塑铝合金隔桥窗，可内外360°翻转；德国汉堡双层中空玻璃扇和一层单层玻璃扇，既能同时开启，又能单独开启。在卫生器具方面，大多采用节水排水装置，座便器水箱的配置都是3L或6L排水量，水箱封闭不易打开。除此之外，室内新风系统、热量回收系统、中央吸尘系统、防火门电磁阀控制系统和户内消防软管系统的配置都是我国国内少有的。国内节能产品大多还停留在仿制的水平，自主知识产权较少，制造水平上还有较大差距。1.4小结建筑节能是一项利国利民的政策，实施建筑节能有利于节约能源，保护生态环境，保证国民经济可持续发展。但是，由于我国的建筑节能起步较晚目前和国外的建筑节能存在一定差距。因此，我们应该依靠政府和政策法规的支持，有必要采取强制措施，改善建筑节能技术，推进我国建筑节能的实施与发展，以实现到“十一五”末，单位国内生产总值平均能源消耗降低20%的目标，并促进国民经济的可持续发展。第二章 建筑设计基本的节能意识像新疆这种冬季严寒较漫长，因此，住宅建筑设计中，主要空间朝向南，或向南偏东，或向南偏西，历来被认为是合理的设计，这是最基本的节能意识在住宅建筑设计中的应用。在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中，为住宅的主要空间争取良好朝向，满足冬季的日照要求，充分利用天然能源，无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计，是最基本的。2.1节能设计的思路2.1.1 使用建筑内保温复合节能墙体复合节能墙体通常由绝热材料与传统墙体材料或某些新型墙体材料复合而成。如果绝热材料复合在建筑物外墙的内侧，则称为内保温复合墙体。图2.1 复合节能墙体图2.2 轻质节能复合墙板（1）、墙体结构层：系指混凝土现浇或预制品的外墙，内浇外砌或砖混结构的外砖墙。以及诸如承重多孔砖外墙等其他承重外墙。（2）、空气层：空气在0时导热系数为0024VV(m·k)。在25±5时为00256W/(m·k)，即使在200的情况下仍有00：384 W(m·k)。由此可见，空气也是一种优良的保温材料。因此，在建筑物中常用材料围成的空气隔离层，不但可以保温隔热。而且具有切断液态水份的毛细渗透、防止保温材料受潮的功能，因为一般外侧墙有吸水能力，而其内表面常因温度低而出现的冷凝水。可被结构材料吸入且不断向室外转移和散发。（3）、保温隔热层：这是节能墙体的主要功能部分，常用绝热材料可分为有机、无机 金属等三大类。出于导热系数、抗压强度、蒸汽渗透率、燃烧性能等方面的考虑。此处选用挤塑型聚苯板(XPS)为保温材料。（4）、保护层：主要功能是防止保温层受破坏，并阻止室内水蒸汽侵入保温层。出于防火、抗冲击和环保等方面的考虑，宜选用A级无机防火板为保护层材料。（5）、饰面层：由于A级无机防火板具有优良的表面亲和特性，所以各种饰面材料均可使用，选用的内墙涂料和粘贴瓷砖都有良好的效果。 结合各地的气候和地理环境，借鉴各方面成功和失败的经验，在优化组合的基础上开发的墙体内保温板，具有保温、隔热、隔音、防潮 抗冲击、抗震、呼吸等功能，已在工程中应用。图2.3 轻质节能复合墙板施工2.1.2 改善门窗性能外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。图2.4 节能门窗其节能措施有：（1）、控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值，JGJ26-1995民用建筑节能设计标准（采暖居住部分）对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定，指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。（2）、提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。图2.5 铝木复合节能门窗（3）、改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避免金属窗产生的冷桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。（4）、设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次，这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透，减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中，将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来，外门设防风门斗，防止冷风倒灌，楼梯间设计成封闭式的，对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。表2.1 门窗节能指标2.1.3 使用节能的绿色建筑材料建筑外维护结构的保温隔热性能直接关系到室内环境的热稳定性和舒适性，对降低建筑能耗起着至关重要的作用。国内目前通行的做法是在外维护结构完成后再在上面附加保温层，以改善热工性能。这种方法虽然可以达到一定的效果，但各种高效保温材料价格不菲，而且其生产加工过程也会大量消耗各种能源。因此，建筑节能不应当只着眼于建筑建成后在使用过程中的能耗，还应当从整体系统的观念出发，关注建筑全寿命周期的能源消耗。从这个角度出发，建筑材料就不但要有出色的保温隔热性能，其加工生产过程也应当简单易行，节省能源。位于美国加州霍普兰德山谷中的太阳生活中心(Real Goods Solar Living Center，Hopland，California)创造性地利用稻草垛作为墙体材料。其具体做法是先将稻草加压打捆，再把它们砌成墙体，然后在墙体上喷涂一种810 cm的土质护面灰来代替水泥砂浆。完成后的墙体不但具有良好的保温隔热性能，而且兼有较强的防火性，并且无毒无害。无独有偶，美国建筑师塞缪尔·默克比(Samuel Mockbee)设计的布赖恩特(Bryant)住宅也采用了类似的墙体做法，只是具体构造略有不同。需要指出的是，这栋面积为79m2的住宅是建筑师无偿为美国阿拉巴马州黑尔县的一对贫困黑人夫妇而设计的，项目经费全部靠募捐筹集，十分有限。建成后的布赖恩特住宅在各方面都达到了设计要求，并深受使用者的喜爱，他们给这座房子起了一个有趣的绰号“干草捆住宅”。图2.6 干草捆实践表明，这种使用农业副产品作为建材的方法可以使多方受益：农民因出卖稻草获利，建造方可以减少材料造价，节省建材能源开支，燃烧秸秆所产生的温室气体也大大减少。由此可见，创造性地采用新型建材往往可以变废为宝，减少污染和能源浪费，从而达到一举多得的效果。新型建材的思路可以是废物的升级利用，当然也可以是科学上的合成，但如果加工处理过程中的能源消耗过大，或工艺过于复杂，也会得不偿失，这一点应当引起注意。2.1.4 充分利用太阳能资源图2.7 太阳能电池在屋顶光伏建筑一体化太阳能作为一种天然的洁净能源，也是居住建筑设计上广泛推广的节能设计之一。从近年来的能源使用和发展情况来看，煤、电、油的供应紧张已经不容忽视，太阳能应该由“补充能源”向“替代能源”发展。特别是太阳能热水器经过20年的发展，产品的生产研发技术日臻成熟，越来越受到消费者的青睐。另外，从使用效果和居卫的淋浴费用和投资回收周期来看，太阳能热水器也具有较大的成本优势。然而由于各方面原因，目前太阳能热水器仍以一家一户的零散安装使用方法为主，存在破坏建筑结构、热水温度不稳定等因素。要解决这些问题就必须将太阳能利用装置纳入到建筑设计规范当中，在设计时将太阳能热水器设备纳入到建筑设计之中预留太阳能设置位置，特别是在厨房卫生间内。如果太阳能热水器能够充分加以推广应用，就可以大大节省常规能源，也是建筑节能的发展方向。图2.8 太阳能的运用2.2建筑电气节能由于人口的增加，工业的发展，生活水平的提高，能源的消耗也就急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源-电能，也就成为民用建筑电气设计的焦点。图2.9 建施电能损耗示意图2.2.1 建筑电气节能的原则（1）、满足建筑物的功能。即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。（2）、考虑实际经济效益。节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。（3）、节省无谓消耗的能量。节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。2.2.2 建筑电气节能的途径（1）、减少变压器的有功功率损耗。 变压器的有功功率损耗如下式表示：PbPoPk2，其中：Pb-变压器有功损耗（KW）；Po-变压器的空载损耗（KW）； Pk-变压器的有载损耗（KW）；-变压器的负载率。Po部分为空载损耗又称铁损，它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成，是固定不变的部分，大小随矽钢片的性能及铁芯制造工艺而定。所以，变压器应选用节能型的，如S9、SL9及SC8等型油浸变压器或干式变压器，它们都是采用优质冷轧取向矽钢片，由于"取向"处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，以减少铁芯的涡流损耗；45°全斜接缝结构，使接缝密合性好，以减少漏磁损耗。Pk是传输功率的损耗，即变压器的线损，决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，即负载率的平方成正比。因此，应选用阻值较小的绕组，可采用铜芯变压器。从Pk2用微分求它的极值，在50处每千瓦的负载，变压器的能耗最小。因此，在80年代中期设计的民用建筑，变压器的负载率绝大部分在50左右，在实际使用中有一半变压器没有投入运行，这种做法有的设计人员一直沿袭至今。但是，这仅是为了节能，而没有考虑经济价值。举下例可看出其不可取的程度。如：SC32000KVA的变压器，当50时相对于85时可节能为P1601×（0852052）756KW，按商场最高用电小时计：每天12小时，365天全营业，则总节约电能：W756×12×36533113KWh。按营业性电价每度078元计，则每年节约：33113×07825828元。按每千瓦的初装费投资：2000KVA变压器应是大型民用建筑，必然双电源进线，则初装费每KVA为2240元，每年节能省下的电费只能提供（2582822401153）1153KVA的初装费。还有9885KVA的初装费，加上由于加大变压器容量而多付的变压器价格，由于变压器增加而使出线开关柜、母联柜增加引起的设备购置费，安装上述设备使土建面积增加而引起的土建费用，这是笔相当可观的投资，还没有计及折旧维护等费用。由此可见，取变压器负载率为50是得不偿失的。事实上50负载率仅减少了变压器的线损，并没有减少变压器的铁损，因此也不是最节能的措施。计及初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的容量，变压器的负载率应在7585为宜。这样也可以做到物尽其用，因为变压器绝缘的使用年限满负荷计为20年，20年后可能有更好的变压器问世，这样就可以有机会更换新的设备，才能使该建筑总趋技术领先地位。为减小变压器损耗，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下，尽可能减少变压器的台数，选用大容量的变压器。例如需要装机容量为2000KVA，可选2台1000KVA，不选4台500KVA。因为选用前者可节能：P4×（1.64.44）2×（2.457.45）4.36KW（全按100计，同等条件，SC3变压器）。在变压器选择中，能掌握好上述三点原则，即满足了节约能源，又经济合理的原则（2）、减少线路上的能量损耗。由于线路上存在电阻，有电流流过时，就会产生有功功率损耗。其公式如下：P3I2R×103（KW）。式中：I-相电流（A）；R-线路电阻（）。例如，在L100m的VV3×502×25的电缆上传输60KW，cos0.8的电能，其有功损耗量，可由以下步骤求得：I60×103/（×380×0.8）113.6A。芯线温度70的50mm2铜芯线每公里电阻R00.44，则R0.1×0.440.044（）。P3×113.62×0.044×1031.704KW从以上可看到，线路上的功率损耗相当于每6m的线路上安一个100W的灯泡。在一个工程中，线路左右上下纵横交错，小工程线路全长不下万米，大工程更是不计其数，所以线路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路上的能耗必须引起设计重视。线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减小线路电阻。线路电阻RP×L/S，即线路电阻与电导P成正比，与线路截面S成反比，与线路长度L成正比，因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。1）、应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。因此，在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线.2）、减小导线长度。首先，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；其次，低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失；第三，变压器尽量接近负荷中心，以减少供电距离，当建筑物每层平面在10000m2左右时，至少要设两个变配电所，以减少干线的长度；第四，在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。3）、增大导线截面。首先，对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面，所增加的费用为M，由于节约能耗而减少的年运行费用为m，则Mm为回收年限，若回收年限为几个月或一、二年，则应加大一级导线截面。一般而言，导线截面小于70mm2，线路长度超过100m的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。其次，利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给常期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻。例如，将空调风机、风机盘管与照明、电开水等计费相同的负荷，集中在一起，采用同一干线供电，既可便于用一个火警命令切除非消防用电，又可在春秋两季空调不用时，使同样大的干线截面传输较小的电流，从而减小了线路损耗，这就相当于充分利用了季节负荷的线路。在设计中，认真落实上述三条措施，就可减少线路上的能量损耗，达到了线路节能的目的。 2.3照明部分的建筑节能因为照明用量大而面广，因此，照明节能的潜力很大，应从下列几方面着手：（1）、采用高效光源。白炽灯过去用得最广泛，因为它便宜，安装维护简单，它致命的弱点是发光率太低，因此目前常被各种发光率高，光色好，显色性能优异的新光源取代。低压钠灯和高压钠灯的发光率最高，但由于色温低，光色偏暖，显色指数在4060之间，颜色失真度大，只能在路灯或广场照明用，其中显色指数在60的高显色性钠灯可与汞灯组成混合灯，用于工厂及体育馆照明，这也是量大面广的照明部分；发光率很高的金属卤化物灯，三基色荧光灯及稀土金属荧光灯，由于色温范围广，自3200K4000K，光色选择性好，显色指数又高，可达8095，颜色失真度小，尤其金属卤化物灯对人的皮肤显色性特别好，因此除用作商场、展厅的照明外，还广泛用在车站的候车室、码头的候船室、航空港的候机楼以及舞台的灯光照明等；一般荧光灯及稀土金属荧光灯可用在写字楼、住宅的照明；荧光高压汞灯、自整流高压汞灯、钠灯及三者组合的混光灯常用于生产厂房的照明。尽量不用或少用白炽灯，只有在局部艺术照明或防止高频光谱照射的古董字画照明中才使用，虽然它光色好，显色指数最高，但达不到节能的目的。（2）、建筑物尽量利用自然采光，靠近室外部分的建筑面积，应将门窗开大，采用透光率较好的玻璃门窗，以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分的照明，可采用按照度标准检测现场照度，进行灯光自动调节。（3）、对气体放电灯，采用灯光无级自动调节，即调节灯丝从而达到调光的目的。但其代价太高，每套36W的灯管需要增加2000元3000元的投资，而节省下来的电能，其电价是有限的，因为这仅在白天日照强时（一般在上午10时到下午34点钟 这段时间内）可减少一点人工照明，每支灯充其量节能25，每天按12小时计，每年按365天计，则节省运行费用：m36×0.25×12×365×0.78×10330.7元。所以增加控制的投资需要200030003076597年才能回收，这是没有实用意义的。在工作照明中采用这种调光方案是不可取的。它只适宜用于特殊条件下，如气象台、导航站等小面积控制室，要求室内的照度与室外自然光自然协调的环境，才可采用这种调光设备。另外，这种调光设备用于稀土金属荧光灯，其频闪效应使人眼不易接受。对于可以充分利用自然光而且需要调光的场合，可采用分组分片自动开停的控制方案，虽然会有突变过程，但不会影响视力，也不会影响人的情绪，是可取的方式。对长期需要开停，但又要按人流的多少自动调整照度的场合，在增加投资不多的情况下，对荧光灯可利用调压的方式，固定几级调节，如北京地铁采用澳大利亚的调光设备就是如此。荧光灯采用调电压调光，其节能效果并不显著。因为，气体放电灯的发光是靠离子在高电压下产生碰撞，达到一定能级而使荧光粉发光，因此光通量并不与电压成正比，电压下降10，光通量差不多下降3040，电压下降30，灯会全熄。因此，气体放电灯采用调压方式调光，在实际工程中也很少采用。照明节能中，除了满足照度、光色、显色指数外，应采用高效光源及高效灯具，对能利用自然光部分的灯具或可变照度的照明采用成组分片的自动控制开停方式，可达到照明节能的效果。图2.10 3m日光照明系统 2.4电动机在运行过程中的建筑节能在建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备配套的，由设备制造厂商统一供应的。因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中，除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外，还应减少电机轻载和空载运行。因为，在这种情况下，电机的效率是很低的，消耗的电能并不与负载的下降成正比。采用变频调速器，使其在负载下降时，采用变频的方式，自动调节转速，使其与负载的变化相适应。采用这种方式，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。但是，这种设备的价格仍偏高，因此在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软起动器，软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此起动平稳，起动完毕，则全压投入运行。此设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到速度随负