节能优化设计范文

目前，建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为中国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升，呈急剧上扬趋势。建筑的能耗（包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等）约占全社会总能耗的28%，其中最主要的是采暖和空调，占到20%。而这“28%”还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例，如果再加上建材生产过程中耗掉的能源（占全社会总能耗的16.7%），和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7%。现在中国既有的约430亿平方米建筑中，只有4%采取了能源效率措施，单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。根据测算，如果不采取有力措施，到2020年中国建筑能耗将是现在3倍以上。因此，建筑节能已迫在眉睫，要把节能建筑工作放到贯彻科学发展观、全面建设小康社会、保证国家能源安全、实施可持续发展的战略高度来认识。因此，通过优化设计来有效控制能源消耗，应得到广泛重视。

一、优化设计对建筑节能的影响

1、设计方案影响工程建造直接能源消耗

在工程设计中，其建筑和结构方案的选择对建筑的直接能耗有较大影响，如建筑方案中的平面布置为内廊式还是外廊式、进深与开间的确定、立面形式的选择、层高与层数的确定、基础类型选用、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。中国住宅建设用钢平均每平方米55公斤，比发达国家高出10%~25%，水泥用量为221.5公斤，每一立方米混凝土比发达国家要多消耗80公斤水泥。据统计，在满足同样功能的条件下，技术经济合理的设计，可降低工程建造直接能源消耗5%～10%，甚至可达10%～20%，如某无线电厂的多层框架结构厂房(4层)，设计单位按常规设计为独立基础，由于多层厂房荷载较大，致使独立基础的单体尺寸较大，埋深较深(-3.2m)，事后经其他设计人员分析如采用柱下条基，可节约大量的砼，并可降低埋深减少土方开挖所消耗的机械能耗；某综合办公楼，在优化设计中，因改变原先设计中的普通钢筋为带肋钢筋，单此一项优化设计，共节约钢筋1000T，钢筋总节约率达30%左右。

2、设计方案影响建成后使用的能耗

建筑是牵涉到很多专业的复合体,并且完整的建筑节能工作包括了从最初的规划、方案到设计、施工,以及多年的运营使用,直至最后拆除重建的全生命周期过程。但以往只注重直接建造成本的降低，轻运营阶段能耗的使用情况。从住宅使用过程中的资源消耗看，与发达国家相比，我国住宅使用能耗为相同技术条件下发达国家的两到三倍。2020年，中国的建筑能耗将达到29430亿度电，比三峡电站34年的发电量总和还要多。现在，我们必须用全寿命周期的节能理念对建筑进行优化设计，即以较低的寿命周期能耗实现必要的功能，获得丰厚的寿命周期经济效益。所谓寿命周期能耗是指整个寿命周期过程中发生的全部能源消耗，包括建设、使用、维修、残值及清理等阶段所发生的能源消耗。设计不仅影响项目建设的一次性能耗，而且还影响使用阶段的能源消耗，如暖通、照明的能源消耗、清洁、保养、维修等，一次性建造能耗与经常性使用能耗有一定的反比关系，但通过优化设计可努力寻求这两者的最佳结合，使项目建设的全寿命费用最低，全寿命能耗达到最佳经济合理状态。建筑节能优化设计的途径主要是通过围护结构保温和气密性能的提高，以及采暖空调设备能效的提高等等，来达到减少空调和采暖等能源的消耗。在方案设计当中，建筑师需要对建筑的方位、体型、朝向进行优化，必需要为充分利用自然风、阳光等自然资源创造条件。同时，也必须对建筑材料优化；外墙、楼板、分户墙、屋面、玻璃、窗框的设计等都需要量化与优化；窗墙比须要以节能和居住舒适度为前提进行优化。从方案设计开始到初步设计，工程师需要根据不断调整的设计方案模拟量化建筑的能耗情况、计算空调和采暖设备的装机功率，比对各种影响因素，最后向客户提供最佳的设计方案。例如，在空调与采暖设备的市场上，各种品牌各种型号使消费者眼花缭乱。空调设备有空气源热泵、地源热泵、风机盘管、地板采暖、辐射制冷、采暖系统、户室中央空调、变频机组、水系统、冷媒系统等等。这些空调系统的初投资和运行费用大不相同，那么通过模拟量化，计算出初投资的费用、每年的耗能量、能源费用，消费者或者项目开发者就可以很容易地作出正确的决定。例如北京的一些奥运场馆中，为减少能耗，设计者没有采用普通的新风系统和空调系统，而是经过多次优化设计，寻找最佳节能方案。为实现自然通风和改善室内环境，采用了智能电动窗，很好的解决了新风问题；在场馆空调设计中（包括“水立方”和“鸟巢”）都采用了由美国联合技术开利公司设计的节能空调系统。该系统通过热回收技术在空调系统中的应用，节能率为10%。该系统在冷水机组上加装了热回收装置，在空气处理机中采用了新型热管热回收装置，可以回收场馆排放总热量的50%，回收的热能一部分用于加热游泳池水和生活用水，另一部分用于加热新风。

二、现阶段推行优化设计运作困难的成因

1、政府主管部门对建筑节能优化设计监控不力

《河南建材杂志》2014年第三期

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双开保温隔音防盗门。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。

摘要：随着综合国力的不断提升，各行业都得到了很大的发展，其中建筑行业的相关技术就取得了不错的发展。但是城市化进程的不断深入，人民大众对于建筑的要求也变得愈加苛刻。针对这种情况，建筑行业开始朝着智能化的方向发展，智能化技术的应用可以使得人们的生活更加便捷，也能在一定的程度上提升人们的生活质量。纵观智能化建筑系统，其中最重要的一个组成部分是电气系统，而且它也是众系统中能源消耗最大的。当下人们的环保意识开始不断增强，因此节能优化就成为了智能化建筑电气设计的一个重点，它的出现可以使得建筑的能源消耗降低，达到可持续发展的目标。本文就对于智能化建筑电气节能优化的设计展开了探讨。

关键词：智能化建筑；电气节能；优化设计

引言

建筑业是国家多个行业中的一个重点行业，同时它也是人们工作生活中的一个关键组成要素，对此我国在此行业的关注力度还是比较巨大的。随着经济水平的不断提升，我国人民对于自身的生活质量的要求也不断提高，其中就包括对于建筑的要求，智能化的建筑刚好可以满足这一点。环保节能是当下建筑行业的一个热点，朝着智能化方向发展的建筑设计也将节能环保作为重点关注对象。但是由于各企业的建筑节能环保技术参差不齐，在一定程度上会对电气系统的设计工作造成负面影响，因此企业在智能化电气的设计过程中，要尤其关注节能优化技术引进。

1智能化建筑简介

近些年我国的经济得到了极大的提升，综合国力也在不断加强。由此随着生活水平的不断提高，对于自己的居住要求也变得苛刻。在快速的生活节奏中，人们难以进行慢生活，对生活中的各项事务都需要便捷化、高效化，因此建筑作为人们生活中不可缺少的一个组成因素，也开始对其赋上了高效便捷的要求。在这种背景之下，智能化技术便有了一个很大的发展空间，将建筑智能化使其更好地服务于社会。它将系统、服务、结构等进行了优质的组合，并且在设计环节中引进计算机、通讯、自动控制等等高科技技术，一方面能达到节能的要求，另一方面还可以降低成本。因此我国的建筑都开始朝着智能化的方向发展。

2智能化建筑电气节能优化设计的意义

当今社会对于能源的需求急剧增加，然而自然界中的资源是有限的，人们不节制的消耗使用能源，总有一天会被消耗殆尽。所以人们要培养自身的节能环保意识，合理适量的使用能源。并且加大节能技术的开发和研究力度，始终坚持可持续发展理念。调查可知，建筑行业的能源消耗在总消耗中所占的比重巨大，因此当今建筑行业更需要关注节能技术，朝着智能化的方向发展。电气系统作为智能化建筑中的一个关键，它也涉及到建筑的能源消耗问题，要想降低智能化建筑的能源消耗，就必须对电气系统引进节能技术，在满足人们用电要求的基础上，对能源的消耗做到节约。总之智能化建筑电气节能的优化对于可持续发展具有十分重要的意义。

1照明系统节能的优化设计

1.1设计照明的灯光

在房间存在很多列灯具适宜使用跟侧窗平行的照明方法；在生产场所适宜使用工段、工序与分组管理的照明方法；报告厅和会议室适宜使用远离或者是接近讲台的照明方法；伴随着科技的不断进步，控制灯具的方法也日益个性化与多样化。

1.2选择节能高效的灯具

荧光灯适宜使用在悬挂灯具的位置较低的场所；高压的钠灯或卤化物的灯具适宜使用在位置较高的场所。这样，不但达到了较高的视觉效果，而且，达到了照明的目的，相比较而言，所花的费用也是比较少，并能够实现节能的目的。通常情况下，不应当使用功率较大的白炽灯。以下是几种高效的节能灯具：（1）单端荧光灯，简称“节能灯”，又可称紧凑型荧光灯，其结构形式有很多，有H、U、Q、2H、2U型等。这种灯光色好，显色性强，光效是白炽灯的5～7倍，寿命是白炽灯的5倍。（2）三基色荧光灯。国际上先进的节能型三基色荧光灯，内涂稀土三基色荧光粉，其光效是普通白炽灯光效平均值的6倍，使用寿命3000h以上（为普通白炽灯的3倍），（3）细管径荧光灯。世界上低压荧光灯正朝细管化、紧凑化方向发展，欧洲开发了26mm管径荧光灯。日本开发了28mm管径荧光灯，其节电率可达10%。我国也已成功地开发了第三代细管径荧光灯.若以U形、H形、球形节能荧光灯做辅助照明，可大量节约电能且照明效果很好。还有其他的高效节能灯具，不在一一例举。

1.3运用好天然的照明

充分运用好天然的照明是非常关键的，这是照明系统当中不可缺少的一部分。天然的照明是无穷尽的，是用不完的宝贵能源。倘若可以在电气照明当中充分运用天然的照明，那么节能就不是什么问题了。在白天的时候，可以运用好天然的照明，设计建筑物的采光要求，以能够使这些要求跟天然的照明统一起来。

2照明控制方法节能的优化设计

【摘要】社会经济的不断发展带动了科学技术水平的不断进步，这也就对建筑设计提出了更高的要求。暖通空调系统是建筑工程的重要组成部分，加强对暖通空调系统的节能减排设计，将暖通空调的作用和功能最大化，必须得到相关设计人员的高度重视。

【关键词】暖通空调；节能；优化设计

1引言

暖通空调的设计，要遵循节能减排的基本理念，尽可能提高居住环境的舒适度，合理地应用创新理念，尝试新产品和新工艺的应用，多方面采用科学灵活的设计方法，促进节能减排目标的实现[1]。

2暖通空调的特点分析

2.1构件相对复杂

在建筑工程中，对暖通空调的节能减排设计主要包括房间冷暖末端设备、冷热源及冷热量输配等参数。单个部分的构建相对复杂，并且存在非常紧密的联系。为了顺利地完成暖通空调节能减排优化设计，加强对其复杂性的重视十分必要。

2.2形式多种多样

摘要：为有敁保证井下供电系统安全、低能耗且保障用电可靠性，本文以陕西某煤矿井供电线路的节能设计以及供电设备配套选型为研究内容，对井下输电线路迚行了节能和输电网络的优化设计件，提出了井下供电设备优化选型的具体斱案。经验证该斱案能为该矿提供安全、可靠的电能输送，幵能大幅度降低井下供电系统能耗。

关键词：煤矿；井工开采；供配电系统；设备选型

井下机电系统的供电安全对于保障井下安全生产，提高井下安全意识具有重要意义[1-2]。但目前由于井下作业环境条件恶劣、安全隐患因素多等多方限制，对于井下供电线路设计也提出了全新的挑战。故本文以陕西某矿井的井下供电线路节能设计为研究内容，提出了复杂水文地质条件下，对于煤矿供电线路优化设计的一些想法，并给出了具体的设计方案和电气设备配套选型的有效方法，以期为提高该矿供电安全和设备可靠性提供参考。

1井下生产系统的供电特点分析

（1）该矿属于高瓦斯矿井，具有爆炸危险性的瓦斯及粉尘来源，同时井下部分区域还会存放一定量的易燃材料，故应严格控制机电系统中有电弧、火花等爆炸性火源隐患的存在；（2）从该矿井巷道设计图中可知，部分配电硐室空间狭窄，故供电系统设计时应充分考虑电气设备的尺寸限制，同时，顶板破碎易出现磷皮掉落等现象，而造成电气设备及电缆损坏，故供电系统设计时应考虑配置有效的保护设施[3]；（3）从相关地质报告中可知，矿井上覆含水层，顶板有淋水可能，故供电系统设计时应注重井下电气设备的防潮处理；（4）井下作业的电气设备在不同采面常需要频繁移动，以辅助各采面采煤、掘进任务，故电气设备的供电系统布设也应考虑设备的移设任务需求；（5）井下作业设备种类繁多，同时启停的频率较大，故电气设备的负载电流波动较大，对井下供电系统冲击较大，易出现击穿、漏电等故障，故系统设计应考虑过载和兼顾排水、通风等需求[4]。

2井下设备供电线路节能设计及设备配套选型

2.1矿井供电系统的结极组成分析

如图1为一个典型的井下供电系统架线原理图，观察图中结构不难发现，电网为矿井提供的电能输送会初次由主变压器降压至10kV后，经电缆输送至井下用电设备。并且在架线结构图中，还可以看出这两条线路是分立的，分别架设独立的10kV母线为井底车场内的中央变电所和井下各采区进行供电。另外，值得注意的是10kV母线是经由井筒铺设电缆来实现对中央变电所供电的，而这部分的低压段也采用分立母线的架构方式，从而保证用电设备的可靠性，以实现双供电回路的不间断电力供应。

摘要：简述铁矿选矿厂尾矿浓缩及输送存在的问题，结合铁尾矿浆的特点，经过分析计算提出优化建议和优化后经济效益。

关键词：铁矿选矿厂；尾矿系统；节能降耗

0引言

某铁矿选矿厂有两个选矿车间，一选车间尾矿干矿量约占总尾矿干矿量的70％以上。一选车间排出的尾矿浆进入浓缩池浓缩，底流矿浆经渣浆泵加压输送至尾矿泵站吸浆槽，槽内矿浆经尾矿泵加压输送至尾矿库。尾矿泵为Ⅱ级串联运行，由于尾矿浆重量浓度偏低，导致尾矿泵输送量大，耗能显著。因此，设计拟对尾矿浆浓缩系统进行优化设计，达到尾矿浆浓缩和输送节能降耗的目的。

1工艺设计基础资料

1）一、二选车间年生产铁尾矿干矿量依次为790万t和210万t；

2）尾矿固体密度ρs＝2800kg／m3；

3）一选车间尾矿浆采用5台Φ53m浓缩池，每台浓缩池配套两台（－工－备）150ZJ－A60型底流渣浆泵（配套8极电机，功率55kW，变频调速），底流矿浆重量浓度Cw＝38％，渣浆泵所需扬程约20m；

摘要:随着社会经济的不断发展，工业化生产的效率在不断的提升，进而推动了机械设计制造与自动化的进步。但是在这样的背景下，环境的污染问题也在逐渐的凸显出来，因此需要将节能设计的理念融入到机械制造以及自动化的应用当中，进一步的实现社会发展和改善生态环境。本文主要对机械制造及其自动化的节能设计进行分析，从机械制造的概念和特点以及节能环保的优势出发，对节能设计在机械制造与自动化的生产中的应用进行分析，旨在进一步的提高我国工业的进步与发展。

关键词:机械设计;自动化;节能设计

机械设计制造与自动化是工业发展的重要成果，对现代社会的发展具有重要的作用，因此在其中对节能设计的理念进行应用是非常必要的。近些年，随着工业技术的不断进步和发展，虽然给社会经济发展带来了契机，但是也给全球的环境带来了一系列的问题，因此将节能环保的理念融入到及机械设计制造和自动化的生产当中，可以进一步的提高企业的经济，推动我国工业经济的可持续发展。

一、机械制造及其自动化的特点

机械制造与自动化是一种现阶段比较创新型的生产工艺，它是汇集很多先进的工程技术为一体的技术，一方面能够对机械生产的整体效率进行提高，另一方面也可以有效的保证机械产品的生产质量，它的进步与发展与现代化的工业的整体建设有着重要的关系，并且对整个经济领域的发展和进步都有很大影响。它主要特点主要一下几个方面:首先，它的安全性是比较高的。机械制造与自动化的技术与传统型的机械制造相比，更具有智能化和自动化。比如说在实际的生产流程中，一旦出现了故障，机械设备就会自动的暂停工作，自动采用相应的程序进行问题的修复，非常具有安全性。其次，它的应用范围比较广。传统型的机械制造一般都是仅仅局限于工业领域的，而现代化的机械制造已经开始被广泛应用于医疗卫生行业和电子计算机行业等等，它为各个领域的行业的创新都提供了一定的发展契机。最后，它具有的是微型化的造型、微型机械一反面可以让整体的机械性能得到改变，并且还非常的轻便，对于工作人员来说更加方便使用和移动。

二、应用节能设计理念的优势

(一)提高设计效率传统的机械设计主要从产品的基本属性出发，对市场进行了解和分析，进而再进行机械的设计工作，最后产出方案并且进行优化，这种传统的设计理念设计的周期是比较长的，因此会降低生产的效率。如果在设计中利用上节能设计的理念，就可以重点从产品的性能出发，选择适合的材料对工艺进行改良和优化，进而对产品设计和制造的周期进行缩短，从而提高设计的效率。

(二)促进传统设计与节能理念的结合把节能的理念与传统的设计概念进行融合之后，设计人员进行设计的时候会对材料的使用效率进行提高，同时加大对机械性能的重视，提高机械使用的新能，可以在一定程度上减少对能源的消耗，能够提高对能源和资源的使用效率，进而实现节能减排的目的。