建筑与新能源及设备节能

建筑与新能源及设备节能

引言：主要内容为新能源在建筑中的应用、设备的节能措施在建筑中的应用。

新能源已经成为了社会发展的必然趋势，那么作为建筑怎样适应这种趋势并对其加以应用成为了当下建筑的热门话题。

1、新能源的含义和分类：

新能源和可再生能源的概念是1981年联合国在肯尼亚首都内罗毕召开的能源会议上确定的。它不同于目前使用的传统能源，具有丰富的来源，几乎是取之不尽，用之不竭，并且对环境的污染很小，是一种与生态环境相协调的清洁能源。联合国开发计划署(UNDP)目前将新能源分为三类：(1)大中型水电；(2)新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能；(3)传统生物质能。

2、开发利用新能源的重要意义

建筑消耗大量能源，当前我国建筑业发展迅猛，把节能、绿色环保、生态技术应用于工程是建筑发展的必然趋势。太阳能、风能、地热能等新型能源在建筑上的有效应用，不仅可以代替资源有限的传统能源，而且可以减少污染物的排放，保护生态环境，它的开发和利用具有广阔的前景和深远的意义。

3、太阳能

太阳能是我们可利用的最清洁、最丰富的能源，在实验楼屋顶安装了太阳能电池发电系统，可以将太阳辐射能直接转换成电能，利用蓄电池组贮存太阳能电池受光照所发出的电能，并可以随时向用电设备供电，从而满足楼内的动力和照明系统的用电需求。太阳能电池发电技术具有许多优点，如安全可靠，无污染，不消耗常规燃料，不受地域限发展前途的新能源利用技术。

太阳能发电系统应用

太阳能发电系统的利用不仅解决了中国目前八r万无电居民的用电『口J题，而且还将改善口前全球日趋严重的环境污染问题。除此之外，该系统的利用还可以给用户带来巨大的经挤效益。太阳能风能发电系统多为直流电源或突直流电源供电系统。图6为太阳能风能发电系统的直流电源系统，是刺用太阳能电池将光能

转化为电能，通过太阳能电源控制器向蓄电池充电，同时将蓄电池的电能供给直流负载。交直流电源系统是太阳能电池将光能转化为电能，通过太旧能电源控制器向蓄电池充电，同时蓄电池通过太阳能电源控制器向直流负载和逆变电源提供电力．逆变电源再将交流电力提供给交流负载。新能源及可再生能源技术的应用(1)太阳能利用技术

1)太阳能光热利用技术

目前，我国技术最成熟、产业化发展最快的当属家用太阳能热水器或系统。太阳能供热是指采用平板集热器或真空管集热器吸收太阳能，来满足建筑中生活热水或冬季采暖的需求。太阳能制冷：主要包括太阳能光伏系统驱动的蒸气压缩制冷、太阳能吸收式制冷、太阳能蒸汽喷射式制冷、太阳能固体吸附式制冷、太阳能干燥冷却系统等。基于经济性、可靠性及实用性等因素的考虑，太阳能溴化锂吸收式制冷技术研究和应用相对较多，发展也较为成熟，目前国内已有厂家实现了产品化。

2)太阳能光电技术：即光伏发电，是应用半导体器件将太阳光转换为电能的技术，具有安全可靠、无噪声、无污染、无需燃料、无机械转动部件等优点。太阳能光电技术在建筑中的应用发展方向为光伏建筑一体化，即在建筑外表面设置光伏器件，将太阳能发电与建筑功能集成在一起的新型能源利用方式。光伏器件直接将太阳能转换为电能，除了在建筑表面安置太阳电池组件(电池板)和体积很小的蓄电池逆变器等系统部件以外，不占用建筑有效空间。

(2)地热能的应用：地源热泵技术是利用地下的土壤、地表水、地下水温卡14x,-t 稳定的特性，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中，达到供热或制冷的目的。同时，它还可供应生活用水，是一种有效利用能源的方式。地源热泵系统包括i 种不同的系统：以利用土壤作为冷热源的土壤源热泵；以利用地下水为冷热源的地下水热泵系统和以利用地表水为冷热源的地表水热泵系统。

4、建筑设备监控

建筑节能是中国一项长期的国策，作为工程设计中从采用新技术、开发利用新能源与建筑设备监控以及建筑照明等几个方面做出安排。在民用建筑中，如空调用电、照明用电、给排水设备以及其它设备用电等项目是建筑用电的“大户”，其

电能消耗最大。由此可知建筑电气设计中的节能很有必要。是在建筑电气设计中应从以下几个方面注意：采用新技术开发和利用新能源；采用建筑智能化技术中的建筑设备监控系统；采用高效、低能耗的设备，提高能源的利用效率，从而迸一步降低能耗。随着计算机技术、控制技术及网络技术的发展，应用建筑设备监控系统对空调、冷热源、通风、给排水、变配电、照明、电梯等建筑设备实现状态监视和控制已不再困难，对建筑物内部的能源使用、环境及安全设施进行管理，提供一个既安全、节约能源叉舒适的工作或居住环境，大大提高了大厦管理的科学性和智能化水平。如今建筑设备监控系统巳成为智能建筑中不可缺少的重要组成部分，在智能建筑中占有举足轻蕈的地位。筑设备监控系统基本桨构建筑设备监控系统控制网络是一个基于网络环境的自动化控制系统，这个控制网络的技术发展，体现在网络体系结构的变化上，从集中式网络到分级分布式嗍络再到完全基于互联网技术的新型全以太阿扁平式网络。建筑设备监控系统控制网络组包括信息管理网络、自动控制网络、现场设备网络以及每种网络应用的各种网络通信协议。

实用的建筑设备监控系统方案符合国际标准Iso／rc205—wG3(CEI、汀c247wG4)三层网络的规定的典型建筑设备监控系统的网络逻辑结构如图10所示，管理网(信息层)、控制网(自动化层)和现场网(仪表层)，每层网络逻辑的功能不同且相对独立。网络组物理结构则根据具体产品可以分别变化为三层、二层或一层。(1)管理网是采用客户机阴艮务器网络结构的数据中心，称为信息管理层或中央管理工作站，采用以太网，完成设备集中监控以及进行与建筑管理信息网络的集成。管理网连接有各种服务器、客户机、网络接口器。

(2)控制网是采用分布式网络结构的由DDC直接数字控制器、PLC可编程序控制器、混合控制器HC组成的建筑环境过程控制层。控制层采用各种控制总线(包括现场总线)，完成建筑设备自动化过程控制，控制网连接有各种可以自由编程的通用控制器、网络接口器。

(3)现场网是采用现场总线网络结构的单元控制和仪表信号层。现场层采用现场总线，完成末端设备自动化控制和现场仪表信息传输，现场网连接有各种专用控制器(嵌入式控制器)、各种现场设备(输入输出模块、变频器、传感器、执行器)、网络接口器。