時間:2023-09-06 16:54:44
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關鍵詞:大學校園;節能設計
Abstract: The power system is an important energy to promote economic development, electrical design of university buildings comply with the design principles of austerity in the premise does not affect the normal teaching and use of the University should. Here we combine the characteristics of the university power load, open to question and explore the ways and means of university building electrical energy.
Key words: college campuses; energy efficient design
中圖分類號:TU111.19+5文獻標識碼:A文章編號:A
引言
近幾年,隨著世界能源的不斷使用和迅速減少,世界各國對能源和發展尤為關注。而目前國內的建筑工程,包括智能樓宇、住宅樓和校園建筑,都會更多地從舒適、安全、安逸的角度來進行電氣設計,從而忽視了高校和其它建筑的電氣節能方面的潛力,給校園造成了一定的浪費。其實,在校園的電氣設計里有許多可以節能、減少電力成本和損耗的潛力可挖。
1.大學用電負荷的特點
(1)動力負荷少,照明燈較多
因為教研室和圖書館等校園場所長期使用照明,且電源的電壓質量較差,所以照明系統的耗電量較大,燈具過熱現象比較嚴重。
(2)高校里的實驗室、機房和圖書館、多媒體活動中心等場所的中央空調長期滿載運行,影響中央空調的使用壽命。
(3)高校電力系統的靜負荷多,負載波動和中性點的偏離都不大,較大負荷的設備使用率低,變壓器長期處于輕載狀態,因此耗能損失較大。
(4)高校的電力負荷集中,負荷的中心點較多,有一部分是一級負荷。
2.高校電氣設備的節能設計
2.1.高校變壓器節能設計
節能減排是長期執行的國策,變壓器是高校供電系統的重要設備,本身是能耗的大戶,約占網損的50%以上,因此變壓器的節能設計格外重要。
變壓器的損耗包括銅損和鐵損。鐵損就是變壓器的鐵心損耗。銅損就是變壓器的線圈損耗。其中鐵損包括渦流損耗、磁滯損耗和剩余損耗。當校園的變壓器空載運行時,變壓器的損耗就是鐵損,其大小基本等于整個校園的電力損耗。
變壓器的節能設計可從以下幾個方面考慮:
(1)降低變壓器的材料消耗。如變壓器的鋼材、硅鋼片和絕緣材料、變壓器油等都是構成變壓器所必須的材料,這些材料要消耗線路大量的電力能源,如果節省并合理選用這些材料和介質,可間接地節約能源。
(2)為減少變壓器損耗,應盡量選用銅材或者采用換位導線等措施,為降低變壓器的空載損耗,降低磁密,應盡量選用冷軋的硅鋼片,在允許的條件下,盡量選用薄一些的硅鋼片。
(3)選用節能變壓器。時下的S11和S10系列變壓器很好地繼承了傳統變壓器的優點,并為節能要求而“量身打造”,它具有良好的節能特性,節能效果顯著,可作為校園的總變壓器。此外,在設計時,變壓器的接線方式要選擇合理,要盡量平衡大學校園的用電負載,注意不要讓變壓器的溫度過高,否則都會增加變壓器的損耗。
(4)再次,在設置變壓器的位置時,要盡可能把變壓器放在負荷的中心,這樣不僅可以節省電纜,而且還會降低線路的壓降,減少線路故障的機率,同時還提高了電能的質量和功率因數。
(5)最后,應選擇合理的變壓器容量和臺數。通常變壓器的容量,都是根據現場用電的總功率來確定的。變壓器容量選擇太小,則會使變壓器滿載或過載運行,減少變壓器的壽命;選擇太大,變壓器處于輕載運行,則過于浪費電力資源。通常要留20%的余量,而校園建筑電氣留10%的冗余就足夠了。選擇時,要充分考慮擴容的需要,如選則太小,而增加變壓器進行再投資,就浪費了。因為校園里有一級負荷的存在,所以一般也要有2臺及以上的變壓器。并可使兩臺變壓器并聯運行,這樣增加了電力系統的穩定性和安全性,從節能效果來說也大大提高了一步。
2.2.提高系統的功率因數
功率因數是反映電力系統的負荷特性的一個特征量,它與節能是密切聯系的。功率因數保持并控制在較好的水平,系統的無功功率就大,電能的轉化率就高。目前,提高功率因數的方法有:一是提高用戶的負載率,如果有動力電氣設備,比如電機,應在保證設備穩定運行和正常轉速的條件下,選擇少電極的電機。因為極數較少的電機起動轉矩較大,起動時的電流也很大,所以機械設備會在最短的時間內達到正常運轉,這樣效率就會提高,節省電能的開銷。也可以讓電機采用變頻控制,這樣在電機負載很小的時候,功率因數就會提高。當負載率保持在0.7附近時,節能變壓器的一次側功率因數最高。
其二是在低壓電力系統中加入電容柜,來補償無功功率。一般來說,它的無功功率應選擇在變壓器的20%-30%,這樣不僅功率因數提高了,而且電力系統也會保持穩定。
2.3.電力電纜的選擇
電力電纜是傳送電能的重要環節,在高校校園里,輸電線路占總的電力投資比較大,尤其許多線路長期使用后,維護量也很大,所以電力電纜的選擇尤為重要。
電纜的截面選擇一般按照經濟電流密度選擇和持續允許電流選擇。在本年負荷最大的使用小時數一樣的情況,按前者選擇電纜一般要比按后者選擇的電力電纜的截面要大,這樣對于節約金屬的使用量來說很不利。比如說在校園電纜、電線的線路較長的條件下,校園的照明配電箱的計算電流是45A,選擇這個配電箱的上級低壓斷路器的額定電流是63A(天津津低系列產品),按照持續允許電流計算確定電纜型號規格是YJV―1kV―5x16,按經濟電流密度進行選擇,電纜的型號是YJV―1kV~4x35+1x16,可以明顯看出按經濟電流密度選擇的電纜截面要相對大,而且不是大一級,中間還有25平方的電纜截面,價格差的較大。
此外選擇電纜時,因為現在銅電纜確實比鋁電纜價格貴很多,所以也有許多學校都買鋁電纜,其實從電力電纜的長期穩定運行、安全和節能方面考慮是不可取的。尤其大學校園的電纜一般不會選擇太大的截面,銅電纜比鋁電纜不會貴太多,所以推薦使用銅電纜。
2.4.高校照明的節能設計
照明裝置本身的功率不是很高,但是它的使用率比其它動力設備要高很多,尤其大學校園的教研室和實驗室在白天要一直開機,晚上也要到23點左右。而且校園里的照明設備比較多,所以在高校里照明的節能設計占的負荷比重很大,是高校建筑電氣節能的又一關鍵環節。
一、選擇合理的配電箱及其設備
目前,市面上有節能型的照明配電箱,雖然價格比一般配電箱貴些,但是基于長遠使用的考慮,還是選擇節能型的照明配電箱為宜。另外要進行嚴格周密的計算,確定出準確的照明回路和斷路器型號,回路的預留要合理,斷路器的容量選擇不能偏離較大(因為燈具都是靜負荷,啟動的沖擊電流很小,所以斷路器選擇余量越小越好),斷路器在選型上也優先選用節能型的。
二、合理選擇光源
光源選擇優先選取高效能光源,因為它的發光效率比普通照明燈高出很多,節約了大量的電能。
對于高校的衛生間和樓梯間應選取節能效果較好的吸頂燈為宜,此類的燈具功率偏低,但是可以滿足衛生間和樓梯間對照明的需要,為高校節約了電能。對于高校的圖書館可以選用緊湊型的熒光燈,它的光通量高,光線集中,適合圖書館實際的需要,不僅滿足閱讀的需要,而且減少了照明的安裝。
在高校機房、教研室及實驗室等需要集中照明的部門,宜選用細管徑,直管狀的熒光燈,這樣不僅滿足了要求,又節約大量的電能,因此在高校校園,這種燈具得到大量的使用。
對于高校的路燈,因為大學的校園面積比較大,路燈又經常在電壓偏高的狀態下使用,所以可對其進行集中的控制,可以在控制柜裝設一種“智能式的路燈控制器”,這樣可以把路燈的電壓控制在正常的范圍內,而且經過控制器的控制,可以實現自動開閉路燈,這樣節能效果顯著,避免了不必要的浪費,還提高了燈具的使用壽命。
結束語:綜上分析,高校的電氣節能的重點是變壓器的選型、照明燈具的選配和功率因數的控制,對于以上三個方面的節能還有很多潛力可挖,需要進行周密的設計和針對的方法。
參考文獻:
[1].潘龍.建筑電氣設計中的節能探索.[J].建筑電氣2009(02)
[2].何首賢.供配電技術.[J].中國水利水電出版社,2005
新建建筑圍護結構的變化是建筑節能的核心內容,其節能效果主要依靠改善并提高圍護結構的保溫隔熱性能來實現.建筑圍護結構節能主要包括墻體、門窗、屋面、樓地面等部位采取保溫隔熱措施,這些保溫隔熱措施的采用有利于建筑主體結構保護、新型綠色建材的推廣以及工程質量的提高.
1.1墻體節能
墻體是建筑護結構的主體,其所采用材料和砌筑型式直接影響著建筑物的耗熱量.由于單一材料的墻體往往難以同時滿足較高的保溫隔熱功能,尤其是寒冷和嚴寒地區,因而可以在單一材料墻體的基礎上增設一層有保溫功能的材料組成復合墻體,通常墻體保溫材料有聚苯乙烯硬質泡沫塑料、?;⒅?、聚苯乙烯保溫顆粒等等.另外,可以通過墻面的垂直綠化以及色彩的不同,降低墻面太陽輻射和較高的吸收太陽輻射,而且還美化環境.
1.2門窗節能
由于高校建筑的使用學生數眾多,為滿足自然的日照、采光、通風等要求的前提下,設計的門窗洞口尺寸均較大,以致于門窗是能耗散失的最薄弱的部位.戶門和陽臺門應結合防火以及防盜的要求,在門的空腹內填放15~18mm厚玻璃棉板或巖棉板.窗戶節能技術主要從減少滲透、傳熱和太陽輻射三個方面采取措施.如使用新型的、密封性良好的塑性窗框加上雙層中空玻璃;門窗框與墻間的縫隙可用彈性密閉型材料和邊框設灰口等密封;窗扇與窗扇之間可用密封條、壓條以及高低縫等形式.
1.3屋面節能
屋面節能主要通過改善屋面的熱工性能阻止熱量的傳遞,主要節能技術有:選用密度較小、熱導率較低、吸水率較小的保溫材料做屋面保溫層,如采用膨脹珍珠巖保溫芯板代替常規的水泥珍珠巖或瀝青珍珠巖;采用架空、蓄水、種植或鋪貼絕熱反射膜等方式做屋面的隔熱層;在屋面構造形式上采用目前發達國家流行的倒置保溫做法,即將保溫層置于屋面防水層之上,改變傳統的把無機多孔材料(如膨脹珍珠巖、爐焦渣)置于防水層與結構層之間的不利做法.
1.4樓地面節能
高校建筑主要是公共建筑,使用人數眾多,顯然做成木地板或類木地板是不合適的.因此,可以將樓地面保溫節能做成層間樓板(底面不接觸室外冷空氣)和底面接觸室外空氣的架空或懸挑,保溫層可直接設置在樓板底面;采用不采暖的地下室頂板作為首層的保溫隔熱,加強房間與房間的保溫隔熱.另外,用于樓地面節能工程的保溫隔熱材料,其厚度、密度、壓縮強度、導熱系數和阻燃性必須符合設計要求和有關標準的規定.各種保溫板或保溫層的厚度不得有負偏差.
1.5利用太陽能
我國太陽能資源豐富,陸地每年接受的太陽輻射能相當于2.4×1012t,大約2/3國土面積的總輻射量超過0.6MJ/m2.太陽能是可再生能源,不僅資源豐富,免費使用,而且對環境無任何污染,有著礦物能源不可比擬的優越性.高校作為引領社會發展、社會進步的重要力量,在建設節約型社會中起著不容忽視的作用,應加大對太陽能源充分利用技術的相關研究,在高校這個耗能大戶里優先、全面的使用太陽能技術并積極推廣,以降低整個社會對不可再生能源的需求.太陽能在建筑上的利用技術主要有被動式太陽能取暖、太陽能集熱供熱水、太陽能發電、主動式太陽能取暖和空調等.這里面值得一提的是太陽能空調,由于在我國的建筑終端能耗中,空調能耗占據著相當大的比例.利用太陽能制冷主要有兩種途徑:一是利用光電轉換器實現以電制冷;二是利用太陽能集熱器實現光熱轉換,以熱制冷.具體實現太陽能制冷的系統主要有:太陽能吸附式制冷系統、太陽能吸收式制冷系統、太陽能蒸汽噴射式制冷系統、太陽能除濕式制冷系統以及太陽能蒸汽壓縮式制冷系統.安徽省政府、教育廳決定在全省106所高校的教學科研場所、學生宿舍和食堂安裝空調,實施“空調進高?!惫こ?,這對于高校利用太陽能空調技術來建筑節能,無疑是一個重要的發展平臺和良好的基礎條件.
2新建建筑節能檢測技術
2.1節能檢測技術發展現狀
結合我國現時國情并達到降低建筑能耗的目的,國家于2007年頒布并實施了《建筑節能工程施工質量驗收規范》(GB50411-2007),這是我國第一本關于建筑節能方面的規范和標準,全面規定了在建筑節能工程方面需要驗收的項目以及建筑設計、施工中部分強制性執行的標準檢測項目,為建筑節能施工提供了基礎和必要的施工要求和驗收標準.以后我國又陸續頒布并實施了《公共建筑節能檢測標準》(JGJ/T177-2009)、《民用建筑節能設計標準》(JGJ26-95)和《居住建筑節能檢測標準》(JGJ/T132-2009)等建筑工程行業標準,為新建建筑的各類節能現場檢測方法標準提供了技術支持和較為科學的測試依據.目前新建建筑節能檢測技術主要在建筑圍護結構方面有所研究,國內外相關專家、學者也做過一些探討和研究[3].如山東建筑大學潘雷等人對建筑圍護結構的現場檢測技術進行了研究,并采用數值模擬的方法計算出適用于不同保溫形式圍護結構的修正系數.北京中建建筑科學技術研究院費慧慧等人對新建建筑節能現場檢測技術的影響因素進行了分析研究,提出了影響現場檢測技術的主要因素及解決方法.山東省建設發展研究院的朱傳晟總工對建筑節能現場檢測技術的基本原理進行了研究,如熱流計法、熱箱法和紅外線攝像儀法,重點對熱流計法的檢測技術進行了深入探討.揚州大學楊鼎宜教授等用冷熱箱法測定了穩定傳熱狀態下混凝土空心砌塊砌體的保溫隔熱性能等.國外對于建筑物圍護結構熱工性能的現場檢測技術研究及報道也處于起步階段,而且大多在實驗室里完成對建筑材料的熱工性能檢測,相關的檢測性能參數也是在穩定的狀態下完成的,如日本對建筑圍護結構的對流換熱系數進行了測試,提出了建筑物圍護結構對流換熱系數和風速的關系式.
2.2新建建筑節能檢測技術
2.2.1熱箱法
熱箱法檢測技術是需要人工制造一個傳熱的模擬環境.具體做法可以參考如下:分別在試驗試件兩側各布置一個所需溫度、風速和輻射條件的熱箱和一個冷箱,待試驗環境條件達到穩定后,采用相應的儀器設備,分別量測冷、熱箱體內壁的溫度、模擬環境的空氣溫度、試件的表面溫度以及計量箱中的輸入功率,再根據物理計算相關原理和公式,計算出被測試試件的傳熱的性能指標,如熱阻、表面換熱系數等相關指標.熱箱法檢測測試技術適用于室外相對濕度不高于60%,室外空氣平均溫度不高于25℃的自然環境,且試驗所用熱箱的內部溫度不低于室外自然最高溫度8℃的情況[4].在建筑構造方面,熱箱法檢測技術對于門窗、樓板、外墻的傳熱性能指標的室內實驗室檢測非常有利,測試的結果一般較精確.由于需要模擬試驗環境和條件的限制,此種方法不適宜用于現場施工的檢測,但自然氣溫對實驗室試驗的結果影響微乎甚微,可以用實驗數據作為現場施工的參考.
2.2.2熱流計法
建筑耗熱測定中最為常用的儀表就是熱流計,也是傳統的建筑能耗量測儀表,主要適用于對各種材料組成的圍護結構的熱工性能進行分析.使用時將其傳感器埋設在絕熱結構內或貼敷在絕熱結構的外表面,可直接測量得到熱(冷)損失值.檢測時間宜選擇一年中最為寒冷的月份,要求室內外自然氣溫差必須大于20℃的條件下才能測試,而且要求室外氣溫的變化起伏不是很大,測試的條件應放在至少穩定7d的人為制造室內外溫差或連續采暖條件下的房間里進行,以此來保證測試數據結果的準確性和客觀性.根據大量的試驗數據結果顯示,室內外空氣溫差愈大,熱流計讀數的誤差相對愈小,計算所得之結果亦較為精確,因此此法受季節影響較大,一般需要在冬季才采用此法.
2.2.3紅外熱攝像儀法
紅外熱像技術是目前新研發的一種建筑節能檢測手段,也是基于紅外線技術理論以及先進的紅外圖像處理技術、光電子技術和紅外線探測器技術的一種非接觸性的、綜合性的測量技術高科技產品.紅外熱像技術的原理是利用攝像儀對新建建筑物的圍護結構的熱工缺陷進行檢測,分析檢測得到的各種熱像圖來顯示各種建筑構造有無熱工缺陷,并對分析檢測結果做比較參考,以此作為驗收、修復、增強建筑節能施工措施的理論數據依據.紅外熱像技術既不破壞被測物體或試件的溫度場,又能測量細微目標和運動中的目標[5].此法具有可利用計算機存儲測量數據和處理分析,方便長期保存和幾何運算;采用不同的顏色來區分并顯示被測物體溫度的熱圖像;對于溫度的分辨率較高,精度可達到0.01℃;現場節能檢測的紅外熱像儀器具有攜帶方便、操作簡單、還可以形象、直觀地顯示物體表面的溫度場,為簡化檢測程序和優化檢測數據等都有很大益處.此法具有較多優點且不受季節的限制,還可以遠距離測定建筑構造的熱工缺陷,這必將會極大地完善和提高新建建筑節能現場檢測技術,所以具有廣闊的應用和開發前景.
3存在的問
題(1)檢測技術和設備的不完善性.新建建筑的幾種檢測方法本身的不完善性給檢測數據結果的真實性和客觀性產生影響,因此如何針對地區氣候特點和建筑能耗特征研究制定出檢測精度高、快速準確的節能檢測系統是一個迫切現實問題[6].(2)現場與實驗室的對比檢測結果差異較大.由于現場檢測條件受自然氣候條件、新建建筑構造自身狀態、安裝設備系統運行條件等眾多因素的影響和制約,一般地,造成檢測結果與標準理想狀態偏離較大,測試結果不具有實際的指導意義.但在標準的實驗室條件下,易將被檢測試件的周邊模擬或制造成近似熱絕緣狀態,對于檢測試件的熱工傳導系數的測試結果較為準確.由此造成雖然采用的是相同的原理和方法進行檢測,但是得到的檢測結果卻大相徑庭,對成果的取用造成混亂.(3)檢測方法有待統一.隨著科技的不斷進步和發展,建筑節能檢測方法由傳統的、粗略的檢測技術向新型的、精確的測試方法邁進,還有一些衍生發展出來的檢測技術和方法,形成了很多對有關熱工傳導系數的檢測技術和方法標準.該如何統一規范測試條件和檢測方法,建立一個比較同種項目的檢測技術使用和結果的平臺,建設行政主管部門以及相關高校還須對檢測技術進行大力研究和發展,并根據實際情況制定節能檢測的標準和規范,以保證行業的發展需要.(4)專業型建筑節能檢測人才隊伍匱乏.目前高校開辦建筑節能檢測的本科專業較少,一般都是研究生以上才有相關的研究方向,這就造成社會上的建筑節能檢測行業的從業人員學歷水平不高,對于專業型的人才更是缺乏.以致目前大多建筑節能檢測人員由原實驗室的土木工程材料實驗人員轉型而來,專業知識水平不高,對新型檢測技術和方法知之甚少.因此,為加快建筑節能技術的應用和發展、降低新建建筑能耗量,建筑節能檢測專業人才的培養將是我國未來“十三五”規劃中必不可少的建設內容,也是高校培養人才類型的一個重要方面.
4結論與建議
(東北石油大學,黑龍江 大慶 163000)
摘要:從建筑的內涵及形象來看,不同風格的建筑反映特定的文化,校園建筑群在滿足校園育人環境需要的同時,也能夠通過校園建筑所體現的意蘊及精神來發揮其隱性建設功能.本文將從高校校園建筑的文化載體出發,就其所反映的學生居住、學習場所,以及隱性的建設功能展開論述,并從校園建筑文化品位、景觀設計及歷史文化上來表現建筑的親和力,以增強學生的審美意識,提升學生的道德境界.
關鍵詞 :大學校園;建筑文化;隱性建設;倫理意蘊
中圖分類號:TU244.3;G641文獻標識碼:A文章編號:1673-260X(2015)05-0053-02
高校建筑工程是實現校園建設的基本場所,也是校園精神文化建設的重要載體.特別是在建筑群體布局上、校園景觀設計上,其蘊藏的深刻的內涵及價值,都是一個大學整體文化的有機組成部分,也是影響師生情感和品格以及熏陶獨特文化氣質的一個相當微妙而現實的因素.因此,積極挖掘和探索校園建筑的隱性建設功能,并從校園建筑的基本結構,以及功能上來承載其使命,發揮其積極的角色就顯得尤為重要.
1 高校校園建筑的文化內涵
一座建筑是由其內部結構及功能所呈現的,而對于建筑藝術來說,則是通過建筑物及其構筑物的綜合表現來形成.一個時代的建筑與其特色是相互聯系的,人類文化世界里,對建筑所蘊藏的文化內涵一直是社會物質文明和精神文明的重要內容.建筑是有文化的,其所彰顯的精神特質及價值對于人的身心具有重要的塑造作用.建筑是以外部輪廓及內涵空間為統一體的,既有物質空間,又是文化載體.建筑文化是通過價值的本質特征來體現,如環境設計的文化、背景文化,以及建構的發展空間技術等,所有這些文化都是融合了社會意識形態及技術規范準則等,并通過人的思維方式及審美趣味來進行感知和反映.所以,對于建筑文化所存在的歷史積累與延續,都與設計者的思想眼光息息相關.如法國學者雨果說道“人類沒有任何一種重要思想不被建筑藝術寫在石頭上……人類全部思想,在這本大書和它的紀念碑上都有其光輝的一頁”.高校校園文化建設中,對于校園建筑的文化功能既有普遍性又有特殊性.不同的環境設計所營造的建筑風格是不同的,對建筑文化所反映的意蘊也是存在差異的.當前對于校園建筑來說,如一些雕塑、紀念性雕像、以及一些碑刻等建筑構件,通常是以校園文化精神為承載體,并從中來隱喻特定的設計理念和思路,如果在校園文化及校園建筑風格的配比及搭建中注重環境的多元結合,則難以發揮建筑結構的整體性特征.因此,從建筑工程所傳達的文化底蘊及建設功能上,積極地從建筑結構的布局及協調上,以象征、抽象等方式來融鑄文化,并從中來體現校園的意境及意蘊.具體來說,高校建筑工程在文化及建設功能傳達上,應該注重四點:一是注重整體性及歷史性,尤其是校園文脈的傳承;二是要注重設施的現代化及功能的合理化,能夠提升便捷性;三是材料使用樸實、高雅、大方;四是充分利用自然特色,注重天人合一的哲學構思.
2 高校校園建筑工程所蘊藏的建設功能
2.1 校園建筑工程的文化功能
文化是需要傳承的,對于校園建筑工程來說,既要從物質性上體現文化,又要從精神性上蘊涵文化,而對于建筑工程文化的建設功能,則是利用建筑物的使用功能,通過特定的設計手法和應用思路,在特定條件下來表現出建筑所特有的精神意象.對于建筑文化的精神性,則是建筑結構所承載的形式美,對人所產生的積極的精神情緒的改善功能,如利用建筑結構的形式美來增強校園的學習氛圍,調理人的環境情緒,增強對人的情感熏陶與愉悅等.建筑工程所記載的建筑史,以及對時代文化的記錄,則是通過其橫向而寬廣的歲月歷程來表現,并在縱橫交織中形成建筑工程的獨特個性及審美情趣.對于校園建筑工程所蘊藏的文化性,還需要從物質環境中來滲透,依托物質環境來滲透校園的精神文化,從而達到物質性與精神性的統一.如對于某校園建筑工程來說,其獨特的吸引力及表現力,能夠從形式美學上給人帶來精神、品格、涵養的升華,從而營造出神圣的藝術氛圍.如對藝術韻律的展現,對科技文化的表達,對大學價值的傳遞等.這些個性鮮明的建筑物或標志物,能夠從文化的感染力上發揮育人功能.如北大校院的博雅塔、未名湖、圖書館,清華大學的荷塘月色等,其精神內涵所展現的影響力已經超越了自身的物質意義.
2.2 校園建筑工程的激勵功能
對于高校校園任何一項建筑工程都賦予了深刻的科技含量,并通過精神品行來傳播其思想內涵.諸如大學校園里的雕塑、各主要功能建筑,鑲嵌校訓的建筑空間,以及文化亭廊等都是文化標識的重要載體,也是激勵學生奮發向上、求真創新的有效思想動力.如浙江大學的竺可楨雕像,其對學子的激勵功能增強了校園文化的積極價值.另外,對于大學校園內的體育館、寬大的平臺,超強的穩定性結構,以一種雄渾的力量來折射出建筑的剛勁與挺拔;學校內的教學了歐,蜿蜒的姿態,貫通的長廊,既要從便捷性上滿足師生的學習需要,更要從建筑物所彰顯的優越感、自豪感來強化師生的內心,激活師生的向上氣質.
2.3 校園建筑工程的引導功能
從高校校園建設來看,校園群體建筑文化具有顯著的規劃特征,尤其是在群體建筑布局上,既要滿足校園建筑自身的使用功能,還要能夠從文化環境的構建上彰顯精神氛圍.面對一排排整齊的建筑群,其顯著的秩序感能夠激發學生對科學文化的向往,也能夠從建筑群中體會到校園建筑的凝聚力和感染力,從而樹立遠大抱負,肩負其為祖國勇做棟梁的決心.另外,從校園建筑群的特色文化渲染上,還能夠從適當的色彩及幾何結構中發揮引導作用.
2.4 校園建筑工程的審美功能
建筑審美是通過建筑形式美來傳遞,其美感主要有建筑物的總體輪廓、建筑物內部各結構的比例、建筑物所體現的對稱性及均衡性,以及建筑物外在色彩、質感及裝飾性等方面.總的來看,建筑物的輪廓能夠彰顯建筑的總體風格,并從中來表達壯闊、華麗、宏偉及秀麗等等,并由此與周邊環境構成統一的建筑景觀.建筑物的美感具有正向性,積極的美感不僅可以創造美的環境,還能從建筑作品的美感上來賦予人的精神愉悅,從而打動人的內在心理,創造美的享受.這種美感對于拓寬學生的視野,增強學生的科學精神,尤其是在心智的啟迪,情操的陶冶上發揮重要作用.如當前高校各建筑群在建設上賦予了時代精神,將生態建筑與環境、人文進行全面結合,以體現建筑工程的科學與人、科學與環境的和諧.
2.5 校園建筑工程的人文建設功能
人文性是大學校園建筑環境設計的重要內容,也是提升大學生道德水平的重要硬件支撐.在高校建筑工程環境設計上,人是設計的主體,也是對環境認知、審美的主體,在體現環境對人的審美意義上,環境所賦予的持久的身心感受將有助于提升學生的審美情趣,調節學生的行為舉止.也就是說,校園建筑工程的人文性是滿足人與建筑、人與歷史、人與校園進行對話和交流的優勢載體,從而促進學生的全面健康成長.
3 在推進高校建筑工程建設功能的舉措和對策
3.1 注重科學規劃,強化設計中的可持續發展
對于高校建筑工程在設計及規劃上,應該堅持可持續發展策略,能夠從建筑空間及環境保護上做到統一,既要考慮建筑結構的使用功能,還要從建筑區域整體發展上保持和諧性.如對于大學城等項目建設及規劃時,要遵循科學發展觀理念,對建筑工程設計進行全面科學論證,充分考慮到建筑工程的使用使命及文化精神,能夠從決策上把握正確.作為區域重點建設規劃項目,對于建筑群的構思與實施都要從社會發展的漸進性上加以體現,避免太宏偉的藍圖超越自身的發展實際,以造成不必要的浪費和對環境的影響.
3.2 重視校園建筑工程的使用功能,適當發揮建設功能
對于建筑工程的使用功能是首要任務,也是校園建筑工程設計的基本出發點.建筑工程與人文文化之間的關系是特殊的,既要從建筑中體現人文,又要從人文中構設建筑.對于高校建筑工程建設與設計,其使用功能是基本的,也是正確解讀校園建筑工程文化意義的前提.因此,對于當前人文思想持續發展的今天,某些高校建筑規劃過分強調規模及投資,在人文性不強的條件下,簡單的、缺乏科學論證的建筑規劃不僅帶來了資源的浪費,還對其建設功能的意義帶來了抑制.教學科研建筑工程是由其作用和使用價值來決定的,對于高校建筑工程發展中的功利主義傾向,如對商業性建筑設計理念應用到高校建筑規劃中,使得高校建筑內在價值與外在形式缺乏一致性,不利于建筑工程所傳遞的思想引導意義.凸顯建筑工程的地位及作用,從大學價值整體功能的發揮上,積極體現其文化功能,傳承優秀歷史文化.
3.3 注重對建筑環境與人文文化的和諧
人文環境是高校建筑工程設計的重要體現,也是以人為本理念在設計中的應用.對于高校建筑工程設計及建設功能的展現上,要從高校校園文化定位及發展方向上,引領師生從校園建筑工程中增強審美理解和審美表現,以達到藝術美的水準.優秀的建筑工程所折射的人文價值,好像是一部立體的詩歌,無聲的繪畫作品,總能給人帶來持久的愉悅之美.因此,在高校建筑工程設計及文化功能賦予上,更應該從建筑學的審美思想出發,充分考慮高校自身的文化源流及特色,引入博大精神的文化內涵,采用獨特的審美品質,鍛造沉穩雄健的建筑藝術特色.
4 結語
現代建筑學及建筑功能學的發展,對于建筑的建設功能研究已經取得較大成就.高校校園建筑工程設計上,對于校園建設功能的體現已經越來越廣泛,如自然化風格、人情化風格、形式美、色彩美、幾何線條美等格局精彩紛呈,也為優化校園整體美感做出了有益嘗試.同時,對于環境心理學的研究,在校園建筑工程建設功能上應用日益增多,如利用建筑工程與環境所營造的心理效應,新技術、新觀念所蘊藏的健康設計理念,都將人與自然、社會實現了統一.當前高校發展正處于關鍵期,校園擴建工程已經成為校園經濟的重要增長點,在推進高校建筑工程文化環境塑造上,要從人的作用來構設積極健康的校園建筑布局,強化校園建筑的文化心理,促進高校建筑環境的科學設計,為渲染和培育建筑文化藝術功能創造條件.
參考文獻:
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一、統一思想,高度重視
加強機關效能建設是踐行“三個代表”重要思想,進一步轉變機關作風,提高辦事效率的迫切需要,為確保更好的履行好各項工作職能,提高機關綜合工作效能,樹立“創新、務實、高效、廉潔”的機關新形象。
二、著力于抓制度建設,確保效能建設取得實效
制度化、規范化建設是提高機關效能建設的基礎,沒有嚴格的制度就沒有管理和行為的規范,效能建設也失去了其核心內容。加強制度建設:一是從建章立制入手。根據效能建設要求,以規范化、科學化、制度化為目標,先后制定了《城鄉規劃建設和住房保障局工作人員績效考核辦法》、《城鄉規劃建設和住房保障局檔案管理制度》、《城鄉規劃建設和住房保障局責任追究制度》等制度,對作風效能建設的各個環節和各項工作作出詳細的規定,統一了運轉程序和操作規程。
三、暢通投訴渠道,切實強化效能監督
關鍵詞:復雜高層建筑;抗震;減震消能
Abstract: with the modern the acceleration of urbanization and development of economy, the city's population is more and more. Too much of the city's population increased tension in the city land for construction, if want to let this limited land maximum value, will have to increase the height of the building. But the complex of high-rise buildings aseismic and away to has been damping performance architectural design and construction of the key. So, in this of a high-rise building seismic and away to do the following analysis shock.
Keywords: complex high-rise buildings; Seismic; Damping away can
中圖分類號:[TU208.3]文獻標識碼:A 文章編號:
隨著現代社會需求的多樣化發展和城市用地的日益緊張的趨勢,現代建筑的跨度和高度都在不斷增加,結構也越來越復雜,這樣對于抗震和消能減震的要求也就越來越高。對于一些可能發生強震的地區,其要求會更高。如何來提高建筑物的抗震和消能減震性能成為建筑是否能夠安全地為人民服務的關鍵。
一、組合剪力墻和筒體的結構
剪力墻和筒體是高層建筑中應用最多的抗側力構件,其抗震性能對整個建筑的安全性非常重要。鋼板剪力墻結構具有較大的剛度、良好的塑性性能和變形能力、滯回特性非常穩定,非常適用于地震區的建筑。純鋼板剪力墻有著自身不可避免的缺點,比如耗鋼量大、剛度小、對結構的耐久性要求高等,為此研究人員提出了組合鋼板剪力墻,組合鋼板剪力墻的核心抗側力構件仍然是普通鋼板,通過螺栓或者栓釘等與鋼筋混凝土板連接,混凝土板側向約束鋼板,防止鋼板失穩,在兩者的共同作用下,鋼板的抗剪承載力提高了,改善了結構的抗震能力,還可以將混凝土板視為鋼板的防火保護。
雙重組合剪力墻和筒體是北京工業大學研究出來的,它集剪力墻抗震承載力大和鋼結構豎向桁架抗震性能好于一體。內藏鋼桁架不僅制約了剪力墻和筒體裂縫的開展,而且為內力重分布和剛度衰減慢提供了有利的條件,可以說是多道抗震防線,更有利于將剪力墻和筒體抗震耗能能力墻的優勢發揮得淋漓盡致。暗支撐不僅包括鋼筋混凝土暗支撐,還包括型鋼與鋼筋混凝土組合的暗支撐,鋼筋混凝土暗桁架是由剪力墻中的暗梁、暗柱與鋼筋混凝土暗支撐一起構成的,實現了桁架與剪力墻的有效組合。有關研究表明:內藏鋼支撐以45度到60度為最佳角度,鋼管混凝土邊框不能小于剪力墻的厚度,否則無法保證對墻體的約束,鋼管混凝土邊框架與剪力墻接觸面的連接是抗震設計的關鍵。
二、鋼管混凝土結構
鋼管混凝土結構被廣泛用于高層和超高層建筑中,不僅適應了現代工程結構的發展,而且高度符合現代施工技術的要求,。鋼管混凝土柱可分為矩形鋼管混凝土、圓鋼管混凝土、以及異形鋼管混凝土等。節點的連接和設計方法是矩形鋼管混凝土結構抗震中的關鍵部分,外加強板式、內加強板式,以及貫穿加強板式是方鋼管混凝土柱與鋼梁的主要連接形式。同濟大學研制了兩種新型連接型式:這兩種節點減少了現場焊接的數量,施工方便,費用低,設計方便,不僅提高了節點的延性,而且避免了鋼結構中的脆性斷裂,進而改善了結構的抗震性能。異形鋼管混凝土柱是特殊的鋼管混凝土結構,有其特殊的工程特點和獨特的力學性能。異性鋼管混凝土柱擁的抗側剛度非常大,截面形狀非常好地配合了建筑房間的墻體布置,有效地增加房間的使用面積,因此在鋼結構高層建筑中有較好的應用和發展前景。
三、結構模型試驗
當前結構非線性動力的分析水平不高,需要進一步驗證高層結構彈塑性的準確性。結構模型的振動臺試驗是檢驗結構抗震性能的直接手段,在高層建筑工程的抗震審查時被廣泛使用。國家重點實驗室完成了40多個高層工程的振動臺模型試驗,包括上海世博會中國館、廣州珠江新城西塔、上海國際設計中心、廣州南方電力調度大廈、南京多媒體大廈、北京中國建筑文化中心、LG北京大廈、深圳商隆大廈、上海浦東中外賓接待中心、上海凱旋門大廈、上海久百城市廣場、上海嘉里中心等,遍布全國各地。通過這些試驗,不僅得到了原型結構的動力特性和地震反應,還發現了結構的抗震薄弱部位,提出了改善結構抗震性能的措施,保證了大型工程的地震安全性,使其經濟效益和社會效益得到雙贏。
四、消能減震
消能減震技術是結構抗震控制中研究較為成熟的技術,不僅能夠適用于新建建筑,也可用于傳統建筑的抗震加固。到目前為止,研究人員已經研發了大量消能減震裝置,初步可分為四類:粘滯阻尼器、金屬阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器,這些裝置多是是單一種類的消能器。當前開發了一種新型的組合式抗震消能支撐,這個裝置首先由鉛芯橡膠消能器與油阻尼器并聯,然后再與鋼支撐通過節點板串聯構成。這個消能支撐已經應用于許多重大工程,比如上海港匯廣場商務樓,其結構的抗震性能不僅達到了相關要求,而且是國內加固設計工程中消能減震支撐使用規模最大的。同濟大學的土木大樓是國內首次在鋼結構中使用消能減震裝置。當前,這個消能支撐在四川地震災區和新疆抗震設防區已經廣泛使用,并取得了非常好的效益。隔震技術是結構抗震控制中應用最為廣泛的技術,基礎隔震能降低結構的自振頻率,讓變形盡量集中在隔震層,基礎隔震主要應用于中低層建筑結構?,F代都市中,由于用地緊張,建筑物可能采用天橋連接,在發生強震時,相鄰結構很可能發生碰撞,這時采用控制裝置來連接相鄰建筑能夠有效提高相鄰建筑的抗震性能,同時防止它們之間的碰撞。
總結:
復雜的高層建筑將是我國未來城市建設的重點,而如何提高其抗震和消能減震的能力是我們所必須做的。只有建設高質量的大型復雜高層建筑物,才能緩解現代的城市用地緊張,才能加快城市化的建設。因此,在建筑設計時一定要按照抗震和消能減震的基本規則設計,避免安全事故的發生。隨著現代的新型材料和新科技的應用,未來的建筑抗震和效能減震能力一定會越來越好。
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高校校園節能作為一個課題,對于我們國家建設資源節約型社會有著重大意義。然而我國高校現階段的校園能耗問題卻依然存在著各種現實問題。1)我國高校校園數量、在校生人數在增大。以天津地區為例,高校數量由1999年的21所發展到2013年的56所,增加了將近3倍。而在校生人數也有99年的9.05萬人發展到2013的49.43萬人,增長了近5倍多。2)我國高校人均能耗量大。我國高校人均能耗量遠遠高于我國其他類人群的能耗水平。據調查,我國高校人均能耗水平為0.816t標準煤,是人均生活用能的4倍多,是辦公機構的5倍。
2高校教學樓建筑照明能耗特點
1)教學樓照明系統照明燈具老舊,能耗巨大。2)教學樓照明系統缺少智能化的管理,照明分區不明確。3)照明能耗具有陣發性。高校教學樓建筑能耗高峰期,主要集中在上課期間,也就是8:00-12:00,14:00-18:00之間。可以將節能改造的研究重點放在這一時間段的研究上。重點控制該時段的供暖,供電等的合理應用,減少不必要的浪費。高校教學樓建筑能耗低谷期,主要集中在寒假(1-3月)、暑假(7-8月)期間。3智能控制系統在教學樓建筑節能改造中的應用
3智能照明系統在教學樓建筑節能改造中的應用
3.1校教學樓建筑照明能耗現狀
教學樓在高校校園中是使用率較高的一類建筑,然而高校教學樓建筑的照明系統卻存在著各種浪費和效率低下的問題。主要表現在:廣泛使用高能耗舊式照明燈具,這類燈具能量消耗大、壽命短、光照舒適度不佳且難于控制;照明系統缺乏智能控制,照明的開關、數量、照度不能根據室內環境而自動控制,經常出現教室與走廊的照明采用同一個照度、無人教室正常開燈等現象。
3.2智能照明系統的應用策略
1)新型LED燈具燈具是智能照明控制系統的控制對象,因此燈具的選擇對于整個系統來說至關重要,也是教學樓建筑節能改造的重要環節。LED燈是當今較為節能環保的一種燈具。其中白光LED燈最為適合教學樓建筑照明系統,主要分為LED燈泡、LED燈管兩種形式。其主要由PN結芯片、電極、光學系統組成。LED燈具是一種冷光源、無燈影、無輻射、低熱量的燈具,其具有節能化、人性化、健康化、藝術化的顯著優點。采用這種燈具可以大大節約能源,同樣照度下,其耗電量是白熾燈的十分之一,熒光燈的1/2。2)照度采集智能照明系統的終極目標就是建筑的節能,而充分利用自然采光是實現這一目標的重要手段。自然光的照度每時每刻都在變化,因此要對自然光的照度進行采集并根據照度的變化來調節控制照明系統,從而達到降低能耗的目的。
3.3實現照度采集有兩個關鍵點:
(1)光照傳感器的選擇。光照傳感器是通過光敏元件將光信號轉化為模擬電信號,最后經過放大器轉化為數字信號的傳感器。其主要類型有光通量傳感器、光強度傳感器、光照度傳感器。光照度傳感器是最為常用的一種光照傳感器,其具有速率高、低功耗、量程寬的優點。(2)光照傳感器的布置。大多數高校教學樓室內都是外墻開窗的設計,因此室內自然光變化很大。光照傳感器應分區布置,靠近窗口的地方布置傳感器以檢測自然光的照度,教室中間區域和內墻區域分別設置傳感器以檢測不同部分的室內自然光照度。LED燈可根據不同光照傳感器的檢測數據來同意調節燈具的亮度。3)人體紅外線檢測關閉教學樓無人區域的照明同樣是實現建筑節能的有效手段。
3.4教學樓室內空間進行實時跟蹤的控制方式:
這種對教學樓室內空間進行實時跟蹤的控制方式需要人體紅外線檢測技術的支持。該技術的核心在于:(1)人體紅外線傳感器的選擇(2)人體紅外線傳感器的布置
3.5智能照明控制系統的節能潛力
合理的照明方案以及科學的控制系統,不僅僅是高校照明節能改造的重要手段,更是高校管理水平的重要體現。目前我國高校教學樓尤其是老舊教學樓的照明控制還屬于粗狂型模式,智能化程度不高,有很大的節能空間,潛力巨大。高校教學樓建筑智能照明系統的節能潛力從量的角度來講也是相當巨大的。以天津地區某高校教學樓為例。該教學樓有40間教室,每間教室平均有20盞燈(雙管熒光燈),每盞燈60瓦,每天開燈平均浪費一小時(所有能耗均化為時間計算),一年就浪費用電的度數:40*20*60*1*365*0.001=17520kW•h。每度電以0.5元計費,一年浪費的電費:17520*0.5=8760元。從數據來看,高校教學樓建筑照明能耗無論從能源還是從經濟的角度都是相當有節省潛力的。智能照明系統不僅可以減少照明時間,還可以提高照明質量,從而提高學習環境和學習效率。由于合理的控制,燈具效率的提高,智能照明系統的節能效果可以達到20%左右。
4結語
管理者應當具有必要的業務技術素養
丁連生認為:作為車隊的管理者,必須具備相應的業務經驗和技術素養。他從事公交工作37年,擁有22年的管理工作經驗,經歷過十幾次車輛換代,對車隊的各種車型都相當了解。他告訴記者:“9路車隊的管理者們都對車輛有足夠的了解,并且有著豐富的的管理經驗,有些是從司機崗位升調上來的,他們了解汽車,了解司機的感受,一直在孜孜不倦地學習,努力提高知識和技能,讓自己跟上技術的發展。”2006年,丁連生的兒子把一臺電腦送給他,他用這臺電腦開始了車隊數據整理工作。目前集團公司正在開發的一套數字化管理平臺系統,就是根據他們的記錄為基礎制定的。
丁連生說:“現在的9路公交車一條線路上使用著4種不同的車型,車型和車型之間有不同之處,同一種車型每個批次也都有所不同。每當新來一批新車,我和技術人員都要盡快熟悉并掌握新車型,并且與維修工人一起探討可能出現哪些問題,怎么應對這些問題,并且準備好處理方案。近期,9路車隊將引進一種使用電能的新車型,我們已經開始了解相關的知識,為迎接新車型做準備?!?/p>
“先管車后管人”的理念
作為車隊的技術隊長,丁連生的管理理念是“先管車后管人”。他認為,在公交事業中,人和車是相輔相成的?!耙攒嚍橄取钡睦碛墒?,人固然是操作車輛的關鍵因素,但安全的車輛是完成公交事業的前提。管理者應該首先提供給司機一輛合格的車輛。只有車輛在技術上得到保障,運營才能有保證。良好的車況在帶給乘客一個舒適的乘車環境的同時,也為司機提供了一個便利的工作環境。管理者絕不能讓司機開帶病車,不然不僅節能的目標無法實現,還會給乘客和司機帶來危險。
“后管人”,因為人是具有主觀能動性的,每名司機都有自己的操作習慣,并且公交領域人員變動大,人員管理比較困難,但管理者應該通過與司機深入的交流,做好教育培訓,幫助司機養成良好的駕駛習慣,保證乘客的乘車舒適與安全,并時時提醒司機完成節能指標。給司機一定工作壓力的同時,也要為他們做心理減壓,保證司機們的心理健康。
高效的管理機制
丁連生等管理人員為實現集團公司的節能安排,處理好司機在節能方面出現的問題,專門制定了相關的管理機制:
一是快速的反應機制。當司機反映車輛有問題時,車隊的技術部門會及時對問題進行預判,并進行檢測,檢測完成后及時進行維修,如果車隊無法修理就交給更高一級的維修部門處理。如司機反應天然氣車輛費氣,檢修人員會預估是否有油脂進入了發動機的一二級減壓閥。如果確定是油脂造成的,當車隊維修站無法修理時,就會把車送到集團公司的修理廠。如果不能確定是油脂造成的,檢修人員會繼續尋找其他原因,這樣既節省了時間,又減少了集團公司維修部門的壓力。
二是有效的檢查機制。車隊擁有嚴格的檢查機制。首先是每月對每輛車進行3次不定期的檢查,丁連生至少要參與其中的2次。其次是對司機進行檢查,因為車隊把一些檢查項目交給了司機,司機檢查主要有3個大項目、20個小項目。3大項主要是:機油、燃油、水。機油相當于人的血液,燃料是正常運行的前提,水主要是指防凍液,現在新型車都在使用防凍液來散熱,減少磨損。小項目除了傳統的車門等項目,現在新加入了報站機、刷卡器等電子設備的檢查。
三是嚴格的培訓體制。車隊對司機進行操作方面的培訓檢查。如規定行車中要中速行駛、在行車過程中安全禮讓、早班出車前進行熱車、不使用大腳轟油門等等。從一點一滴中完成節能的目標。
四是合理的節能指標。節能的指標必須根據實際情況科學制定。如單班車和正班車、大車和小車、早空車和班車的運行情況都是不一樣的,應該根據實際情況制定節能指標。車隊確立了節能指標公示制度,每月3次公示,給司機一個交代,讓司機心里有數。
關鍵詞:建筑暖通;提高空調能效;方法分析
1.引言
建筑的暖通空調(Thermal Comfort)三個主要功能是暖氣、通風及空氣調節,三者相互關聯。建筑物暖通空調的目的是為室內提供舒適溫度,適當的室內空氣品質,提供建筑的通風功能,減少空氣滲透,維持室內外或不同房間之間的壓力關系。暖通空調系統是大中型工業建筑和辦公建筑中十分重要的一環。暖通空調在為人們帶來方便的同時,也存在著其自身的一些缺點。
根據筆者的工程經驗和實際調查,暖通空調在耗能方面可算是大戶,其能耗占全國總能耗的 15%以上,圖1為筆者對某地的商場酒店等的空調能耗統計分析,從統計數字可以看出暖通空調設備的能效關系到人民生活水平的提高的同時也關系到國家的能源損耗和環境污染。因此如何在發揮暖通空調的功效實現提高建筑物室內舒適度前提下,實現能耗和環境污染的減少顯得尤為重要。合理的暖通空調設計才能實現整體熱量的最有效利用,減少熱量的耗損。
圖1某地商場、酒店和辦公樓暖通空調能耗比例圖
2.建筑暖通空調低能效的原因淺析
首先暖通空調方案設計經常被忽略不加以考慮,大多數企業追求的是利益的最大化,當他們接手一些工程的時候,更加注重的是建筑本身的設計,暖通空調的設計經常被忽視;其次是暖通空調設計缺乏科學評價體系,雖然現行的暖通空調設計規范中有不少地方提到應通過技術經濟性比較來確定具體的設計方案,但關于應如何評價比較,設計人員卻找不到答案,這就是說暖通空調設計缺乏科學的評價方案;還有就是暖通空調圖紙設計以及風冷熱泵式冷熱水機組和多聯機機組的應用存在諸多的不合理之處。
筆者雖然專業研究水平不高,但是認為我國暖通空調的相關人員沒有強烈的技術創新研究意識。筆者在研讀相關文獻中發現提升空調能效水平是一個系統工程,空調的能效水平與壓縮機、換熱器、電機、風機、風系統、制冷劑、控制系統、系統匹配等眾多因素有非常密切的作用關系,所以這是非常值得深入的研究和分析的。
3.提高能效的幾點方法研究
3.1通過空調系統的合理設計
筆者閱讀相關文獻以及結合實際工程經驗得知要降低建筑的空調能耗,設計階段十分的重要,一個設計好的暖通空調系統可以極大地減少運行能耗。在設計階段,合理確定室內設計溫濕度,準確計算建筑冷熱負荷,選擇合理的系統形式。根據建筑的實際負荷變化合理配備冷水機組裝機容量和臺數,以及恰當的輸配系統等,都將大大提高暖通空調系統的能效。
要做好全年逐時動態負荷計算,因為空調建筑的負荷計算是一切空調工程設計的基本依據,注意控制合理的室內環境設計標準,不應盲目提高室內溫度、濕度指標值;提高輸配系統的能效,比如在賓館等公共建筑中,日負荷變化較大并且經常有會議進行,時常會造成短暫的負荷增大,而變頻技術在該類建筑空調系統中的節能潛力很大:變水量系統,通過變頻調速技術,實現冷水泵、冷卻水泵以及冷水機組在部分負荷時的高效運行,減少了管路系統的能量損失;變風量系統減少了系統設計風量和相應的空調設備容量,從而節省了設備投資和運行費用。
既然建筑暖通空調的設計很重要,相關人士就要確切的重視到這一點,不斷的對于暖通空調的設計給予支持,加大這方面的支持和投入也是可以激勵其設計人員工作的,這樣在暖通空調設計的創新方面是有幫助的。同時要完善暖通空調設計的評價體系,強化設計者的責任意識。
3.2改善運行管理方法提高暖通空調能效
建筑暖通空調的運行管理對空調系統節能和提高能效有很重要的影響,但是卻在實際中被經常忽視。筆者認為空調系統運行中的節能控制,可以一定程度彌補管理模式或能源設計本身不合理的缺陷,提高對設備運行的控制能力,使能源更加合理、精確地消耗。如果空調控制系統在全面采用最佳設備投運臺數控制、最優啟停控制、焓值控制、供水系統壓力控制等有效節能運行措施后,可以減少約20%的能耗。有的高層建筑可以借助于樓宇的自控系統,實現建筑運行的節能管理就更加的方便了。不過據筆者了解目前大部分已建建筑的智能化程度不高,空調系統運行管理很差,基本上沒有空調自控系統,建筑設備運行存在著很大的不合理成分,所以這方面的改進可以極大的提高建筑暖通空調能效,以后的工程建設和管理應多多注意。
3.3關于百葉窗翅片換熱器的簡單分析
前面的一些措施無疑是針對廣泛存在的問題,筆者研讀一些較為深刻的知識后發現百葉窗翅片換熱器對提高空調能效有很重要的研究前景。傳統的空調換熱器一直采用翅片管式結構,其技術已相對成熟,提高其換熱性能的途徑主要通過下面的幾種途徑:首先是對其內部結構、尺寸及管排進行改進或調整;然后是改變空氣側翅片形式及其結構參數。但是這些措施,在一定程度上提高了換熱器的換熱性能,但隨著家用空調對緊湊、高效和低成本的要求的提高,翅片管式換熱器越來越難于滿足要求。
我們必須意識到上述改進措施旨在擴大管內外的換熱面積,就會導致流動阻力增加、設備體積增大,從而不利于家用空調對低噪聲和緊湊性的要求。此外,翅片管式換熱器對貴金屬銅的依賴性很強,隨著全球銅材價格的上漲,空調的生產成本大幅提高,所以空調選擇一種新型的換熱器會成為一種必然的趨勢。百葉窗翅片換熱器由鋁制百葉窗翅片和扁管組成,具有結構緊湊、換熱系數高、質量輕、制冷劑充注量低、制冷劑側和空氣側流動阻力小、便于安裝、堅固耐用、運行安全可靠等特點,必然會成為新一代家用空調換熱器的潛力軍。雖然作者無法對此進行深入分析,但百葉窗翅片換熱器的研究對提供建筑暖通空調能耗具有十分重要的意義。
結語
建筑暖通空調是公共建筑能耗的大頭,所以提高其能效的空間和意義都非常大。新建建筑應注重設計階段,準確動態地計算建筑冷熱負荷,合理采用一些節能技術;既有建筑應重點注重暖通空調的運行調控,彌補管理模式或先前的能源設計的缺陷,加強對設備運行的控制能力。此外自然通風,太陽能利用,熱泵技術等技術的研究和推廣應用也將間接提高建筑暖通的能效。在這里值得一提的是,采用的多種技術措施的能效提高,往往會導致成本的增加,這個成本增加是否值得應從整體效應中加以評價。如果將現在實施的強制型的能效限定值(EER)標準,提高10%,變成節能評價值的能效比(EER),不僅減少了電力需求量,降低了電網峰荷,節約了電力基建投資,節電收益將超過成本增加值,其收益比可達1.43,總的結果是得大于失,利大于弊??偠灾?,提高暖通空調能效對于整個建筑來說是十分重要的,在各方面的考慮因素下不僅要借鑒別國的經驗,而且要站在自己的實際的情況之下思考,不斷的進行方案和技術上的創新,提高國家的建筑暖通空調能效。
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【關鍵詞】初中物理;創新能力;培養策略
受多種因素的影響,在長期以來的初中物理教學中,往往采取的是“以灌輸為核心、以考試為手段”的教學模式,這不僅導致學生的課業負擔較重,只是僵化、被動的接受物理知識,而且學生的自主創新能力與自主學習能力也無法得到良好的培養與發展。隨著新一輪課程改革的逐步深入,必須注重學生創新能力的培養與發展,以更好的啟迪學生智慧,挖掘學生的創新潛能,促進學生物理素養與課堂教學質量的全面提升。
一、創設學習情境
心理學研究證明,當課程教學內容與學生的興趣愛好、實際生活越接近時,學生對知識的接納程度將越高,也越容易主動、積極的去探索問題與思考問題。因此,在初中物理課堂教學中,教師應緊密結合學生的生活實際、興趣愛好,通過創設一系列有利于學生自主創新、自主探索的學習情境,以更好的激發學生對物理知識的學習興趣與求知欲望,并最終實現學生創新能力的提升。
例如,在“光的折射”教學中,我首先利用生活中的常見物品創設了兩個學習情境,以更好的激發學生對物理知識的學習興趣,使學生能勤于探究、樂于思考。首先我分別用光盤、小平面鏡、白紙等物體的正面在教室的各個不同方向對學生展示,然后向同學們提問道:“同學們有沒有發現這些物體產生了反光的現象呢?每個物體反光現象相同嗎,是否有區別呢?”同學們紛紛回答道:“都有反光現象,但有的明顯有的不明顯?!蔽揖o接著追問道:“這種差異的產生是什么原因導致的呢?”同學們都感到非常的迷惑,成功的激發了同學們的好奇心與求知欲。我并不立即告訴同學們答案,而是緊接著創設了第二個生活情境:在裝有清水的容器中豎放鉛筆,然后從學生從容器的上方與側方觀察水中鉛筆的變化。同學們們會發現鉛筆不僅看起來比原來粗,而且像從中間折斷了一般。我提問道:“那鉛筆有沒有真的折斷呢?為什么會產生這種現象呢?”同學們發現這些物理現象都不能用以前學過的光學知識解釋,非常想知道原因,由此我導入新課“光的折射”。
在上述教學活動中,我通過創設這一系列學習情境,不僅能更貼近于學生的生活實際,而且能夠很好的激發學生對物理學習的興趣,使他們樂于學、善于學。以興趣激發出了學生自主創新意識與自主探索意識,實現了學生創新能力的提升。
二、營造學習氛圍
營造民主、和諧的學習氛圍,有利于學生形成愉悅的學習情緒以及良好的學習心態,通過積極思維、大膽創新,使學生能更好的進入到思維創新的狀態當中。因此,在初中物理教學中,教師一方面應積極營造出民主、和諧的學習氛圍,使學生與教師之間能相互尊重、相互啟發、平等對話,在保證學生教學主體地位的同時,也能充分發揮學生在物理學習中的主動性與創新性;另一方面,教師還應多鼓勵學生進行分組探討、自主探究,以引導學生敢于提問,敢于發表意見,而非處處只是唯教師的觀點是從,以此更好的挖掘出學生的創新潛能。
例如,在“超聲與次聲”教學中,我首先結合教學內容提出了相關問題,如“我們能聽見蜜蜂振動翅膀的聲音,但能否聽見蝴蝶振動翅膀的聲音呢?”,“我們能否聽見蝙蝠的叫聲呢?”等等,說完這些生活中的現象后,同學們突然發現自己從未想過這些問題,紛紛開始思考與討論其中蘊含的物理知識。而我則留給學生充分的時間與空間進行自主探究,我讓學生自主思考并分小組探討。在討論過程中,我始終尊重學生的觀點與思路,在鼓勵學生積極進行思維發散與創新的同時,并適機引導正確的結論。例如我向同學們提示道:“為什么有的聲音我們能聽到,有的聲音則不能聽到,聲音具有什么特性呢?”同學們通過討論與探究,最終得出“人耳不能聽到低于20HZ和高于20000HZ的聲音”這一正確結論。
在上述教學活動中,我通過提出問題然后引導小組互動交流,創設了良好的學習氛圍,這一方式能夠有效減輕學生的心理壓力,使學生更愿意積極思考,敢于發表意見,實現了學生創新能力的良好發展。
三、革新教學方法
傳統初中物理教學,主要采用的是灌輸式的單一教學方法,不僅教學效果不佳,而且容易遏制學生在學習過程中的積極性與創造性。在新課程改革理念下,為更好的培養與發展學生的創新能力,必須革新原有的單一的教學方式,并積極利用探究式教學、啟發式教學、合作式教學等多種新型教學方式,以更好的啟迪學生智慧、發展學生智力,實現學生創新能力與創新思維的全面發展。
例如,在“認識浮力”的教學中,我首先利用啟發式教學,讓學生總結生活中常見的浮力現象,如游泳、船浮在水面等,讓學生主動的思考與回憶,感知浮力的現象,通過這種方式調動同學們的思維,使同學們快速進入到學習狀態;接下來我利用乒乓球上浮和石塊下沉實驗進行了探究式與合作式教學,讓學生分小組親自動手實驗與合作交流,探究得出浮力的特點與浮力的方向:浸在液體或氣體中的物體會受到來自液體或氣體施加的浮力,其方向豎直向上,作用點在受力物體的重心上。除以上教學方式以外,筆者還積極利用微視頻、多媒體課件等現代信息技術,利用圖像、視頻、聲音等多種形式以展示浮力F象與浮力知識,從而進一步增強了課堂教學的生動性與直觀性。
在上述教學活動中,我通過采用多元方法進行教學,充分調動了學生的思維,引導其自主探究,提高自身創新能力,取得了很好的教學效果。
四、優化實驗教學
要在實驗教學中更好的培養學生的創新能力,一方面應優化物理實驗內容,將原有的教師演示性實驗轉化為學生為主的探索性實驗,并通過多樣化的實驗方法,以活躍學生思維,培養學生的創新能力;另一方面,還應多鼓勵學生在課堂與課外多進行小實驗、小發明、小制作等實驗活動,鼓勵學生成立物理興趣小組,這些小型物理實驗不僅取材容易,便于實驗與觀察,而且能進一步拓展學生的物理學習空間,對于激發學生的物理興趣,以及培養學生的實踐動手能力與創新能力都能起到至關重要的作用。
例如,在“科學探究:牛頓第一定律”的教學中,我設計了拍打臟毛巾的塵土、潑出試管中的水等小實驗,讓學生親自動手操作,以深刻感受到生活中常見的慣性現象;在“光的折射”教學中,我讓學生親自利用鉛筆和盛水的容器進行實驗操作,讓學生能清楚的感受到光在水中的折射現象,然后利用課本上的折射原理去思考與探究這一現象,解釋其原因,最終同學們通過思考與討論發現,光線從玻璃的一面斜射進來的時候,發生了一次折射;從另一面射出的時候又發生了一次折射。因為玻璃的兩個表面是平行的,光線折射兩次以后,方向仍然不變,只是向側面平移了一段距x,所以看上去,鉛筆的上半部和下半部錯開了一個位置,好像斷開了一樣。通過實驗的探究,同學們進一步深化了對折射原理的應用。
在上述教學活動中,我通過優化實驗教學,進一步激發學生物理學習的興趣,使學生能主動、積極的參與到實驗過程的探索當中,而且能有力促進學生實踐動手能力與創新能力的強化。
五、傳授解題技巧
中學物理的解題方法多種多樣,比如整體法、圖像法、等效法、思維法、類比法、估算法、逆向法、微元法、假設法等等。教師應當善于培養學生采用多元的方法分析與解決問題,引導學生把知識有效的組織起來,提高學生應用物理知識解決問題的能力,發展自身的創新能力。
例如,對于這道習題:一個“12V 6W”的小燈泡,如果接在36V的電源上,為使其正常發光,怎樣調整電路。對于這道題,同學們可以首先逆向思考:如果把額定電壓為12V的燈泡接在36V的燈泡上,小燈泡會燒壞。若想要其正常發光,則需要使通過燈泡的電壓為12V,可以通過串聯一個電阻,使通過電阻的電壓為24V。如果同學們分析電路的電壓與電流具有一定的困難,可以通過圖像法來解題,畫圖來輔助電路分析。接下來可以通過等效法求串聯電阻的電阻值,由于電阻兩端的電流與燈泡兩端電流相等,因此6/12=24/R,R=48歐姆。
在上述教學活動中,我通過引導同學們靈活應用多種方法去快速的解決物理問題,使其廣開思路,變單向思維為雙向思維,完善和發展了學生的物理素養,提高其掌握和應用創新技巧的能力。
綜上所述,教師可以通過創設學習情境、營造學習氛圍、革新教學方法、優化物理實驗、傳授解題技巧等策略與途徑,提高物理課堂教學的質量,高效培養學生的創新能力與思維。
【參考文獻】