建筑節(jié)能行業(yè)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
建筑節(jié)能行業(yè)的實(shí)例教程
ApacheSim是用來(lái)計(jì)算建筑物冷熱負(fù)荷的工具包。這個(gè)工具包可以根據(jù)建筑材料的特性、設(shè)備的開(kāi)啟狀況、室內(nèi)設(shè)定條件等來(lái)計(jì)算最大冷熱負(fù)荷、室內(nèi)溫度變化、年消耗能量等指標(biāo)，以此來(lái)指導(dǎo)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)。此外，這個(gè)工具包還可以對(duì)建筑的自然通風(fēng)以及空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行模擬，包括運(yùn)行的時(shí)間、開(kāi)啟的大小等控制參數(shù)都可以進(jìn)行設(shè)定。
在確定好房屋建筑物基本負(fù)荷數(shù)值之后，配電變壓器總裝機(jī)的容量=建筑物有功計(jì)算負(fù)荷/（變壓器負(fù)荷率×變壓器補(bǔ)償后的平均功率因數(shù)）。在變電器使用的過(guò)程中，如果最大負(fù)荷統(tǒng)計(jì)數(shù)值低于30mim，變壓器負(fù)荷容量會(huì)增加，與此相關(guān)的用戶初期投資數(shù)額也會(huì)增加。由此證明，按照變壓器最理想負(fù)荷率來(lái)確定變壓器容量的做法是不科學(xué)的。
第二，按照變壓器節(jié)能負(fù)荷率選擇變壓器的容量。考慮到變壓器容量負(fù)荷始終處于變化的過(guò)程中，無(wú)法精準(zhǔn)地計(jì)算出變壓器的電能損耗。為此，想要計(jì)算最大負(fù)荷時(shí)間，可以參考最大負(fù)荷消耗時(shí)間下用戶的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息。對(duì)于高層建筑物，受到工作制的影響，在員工下班之后的時(shí)間段會(huì)處于輕載的狀態(tài)，這個(gè)時(shí)期電力負(fù)荷的運(yùn)行和工業(yè)企業(yè)的單班制生產(chǎn)存在密切的關(guān)聯(lián)，變壓器的節(jié)能負(fù)荷率基本控制在0.85～0.95之間。對(duì)于一些以商業(yè)為主的建筑物，它的用電負(fù)荷相當(dāng)于工業(yè)企業(yè)兩班制，變壓器的節(jié)能負(fù)荷率在0.71～0.85之間。
第三，按照變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)荷來(lái)計(jì)算變壓器的容量。經(jīng)過(guò)上文的分析我們發(fā)現(xiàn)，按照年有功率能耗損耗最小時(shí)的節(jié)能負(fù)荷率計(jì)算，變壓器的容量設(shè)置更加有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展目標(biāo)。但是對(duì)于兩班制商業(yè)建筑中的配電變壓器使用來(lái)說(shuō)，如果按照以上的計(jì)算方式，最終所得到的容量數(shù)值還會(huì)偏大，無(wú)形中加大了用戶的投資。
展開(kāi) 建筑占全球能源消耗總量的 40%，而供暖、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC) 消耗了建筑能耗的一半，提高能源效率是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。熱致變色智能窗具有低成本和零能量輸入的特性。基于水凝膠復(fù)合材料不僅可以調(diào)節(jié)陽(yáng)光透過(guò)率，還可以提高材料的機(jī)械和熱響應(yīng)速度，然而現(xiàn)階段智能窗主要注重調(diào)節(jié)透光能力，在太陽(yáng)光調(diào)控的過(guò)程中，太陽(yáng)輻射的能量被浪費(fèi)。
日前，中國(guó)石油大學(xué)（北京）徐泉教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并制備了一款高太陽(yáng)能調(diào)制能力和自發(fā)電的能量生成系統(tǒng)結(jié)合的顛覆性新型智能窗（Energy saving and energy generation-ESEG智能窗）。ESEG智能窗由多層百葉太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，溫控變色的主客體水凝膠、以及氧化銦錫(ITO)玻璃相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，兼具節(jié)能和發(fā)電能力（ESEG智能窗），此款智能窗制造簡(jiǎn)單、可規(guī)模化生產(chǎn)，最重要的是具有儲(chǔ)能、節(jié)能、主動(dòng)控制、防凍一體化功能，商業(yè)化前景廣闊，相關(guān)成果已發(fā)表于Advanced Science，2022，202105184。
圖1. (a)節(jié)能儲(chǔ)能一體化智能窗的多層百葉結(jié)構(gòu)；(b) 主客體熱致變色水凝膠（HGT水凝膠）的機(jī)理示意圖和0.15 m2窗戶在不同溫度下50×30 cm測(cè)試的光學(xué)照片；(c) 不同環(huán)境下的節(jié)能儲(chǔ)能一體化智能窗示意圖；(d) ESEG不同視角的光學(xué)照片。圖片來(lái)源：Advanced Science
主客體熱致變色水凝膠（HGT水凝膠）由透明熱穩(wěn)定 (PAM-PAA) 水凝膠基質(zhì)，及熱響應(yīng)羥丙基纖維素 (HPC) 微粒制成。
展開(kāi) 建筑可以在全球低碳轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用，因?yàn)?018年建筑能耗占總能耗的30-40%，其中約50%的建筑能耗用于采暖、通風(fēng)和空調(diào)。傳統(tǒng)的蒸汽壓縮冷卻策略，比如空調(diào)的制冷消耗了大量的化石燃料發(fā)電，導(dǎo)致碳排放增加，進(jìn)一步使全球氣候惡化。
輻射冷卻能夠以熱輻射的形式將地球的熱量傳遞到外太空，無(wú)需任何能量輸入的條件下，在日間通過(guò)最小化太陽(yáng)能吸收實(shí)現(xiàn)了低于環(huán)境溫度的降溫效果，這種零能高效的降溫方式為節(jié)能建筑、人體熱管理和太陽(yáng)能電池?zé)峁芾淼阮I(lǐng)域的發(fā)展提供新的策略和機(jī)遇。在這種背景下由于輻射冷卻材料可以自發(fā)地將熱輻射散發(fā)到寒冷的外層空間的優(yōu)越能力而成為目前研究的焦點(diǎn)。
最近開(kāi)發(fā)了一系列先進(jìn)的功能材料和復(fù)雜的策略，通過(guò)在亞波長(zhǎng)尺度上操縱光-物質(zhì)相互作用來(lái)促進(jìn)被動(dòng)、高效和可持續(xù)的輻射冷卻性能或先進(jìn)的熱管理。但是需要注意的是，這些輻射冷卻材料和結(jié)構(gòu)都是光學(xué)靜態(tài)的，無(wú)論環(huán)境變化如何，它們通常都是作為一種冷卻方式發(fā)揮作用。人們非常希望開(kāi)發(fā)出能夠根據(jù)需要在冷卻和加熱模式之間動(dòng)態(tài)切換的先進(jìn)輻射冷卻材料。
纖維素存在于許多常見(jiàn)的植物如棉花、木材和竹子中，也可以由細(xì)菌進(jìn)行分泌合成。細(xì)菌纖維素（Bacterial Cellulose, BC）是一種由細(xì)菌分泌合成的纖維素材料。同時(shí)，BC還具有可大規(guī)模制備和純度高的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于智能電子、熱管理和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。然而，細(xì)菌纖維素材料應(yīng)用于輻射冷卻領(lǐng)域存在大氣窗口中紅外發(fā)射率較低，限制了其在輻射冷卻領(lǐng)域的應(yīng)用。
02
成果掠影
近日，天津大學(xué)封偉教授、王玲教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)原位生長(zhǎng)技術(shù)成功開(kāi)發(fā)了具有太陽(yáng)光透過(guò)率可調(diào)特性的細(xì)菌纖維素基輻射冷卻材料。
展開(kāi) 近年來(lái)隨著人類社會(huì)發(fā)展, 能源危機(jī)、環(huán)境污染、交通擁堵等問(wèn)題日趨嚴(yán)峻, 對(duì)汽車行業(yè)的低碳發(fā)展、節(jié)能減排的要求愈發(fā)迫切，因此節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為了一個(gè)老生常談的話題。為此，很多品牌將新能源作為汽車行業(yè)節(jié)能減排的最優(yōu)選項(xiàng)，在電動(dòng)化的賽道上一往無(wú)前，儼然變成了一場(chǎng)對(duì)電動(dòng)車的“豪賭”。
但其實(shí)對(duì)節(jié)能減排的解決方案絕不能把寶都押在新能源汽車上，而同時(shí)應(yīng)該在車輛節(jié)能技術(shù)上尋求突破，傳統(tǒng)汽車的節(jié)能減排戰(zhàn)略也是我們必要的考量、重要的支撐。
在此發(fā)展背景下，汽車輕量化成為行業(yè)節(jié)能減排的核心驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)各種先進(jìn)的設(shè)計(jì)盡可能去降低汽車的整備質(zhì)量，提高汽車的動(dòng)力性能以及燃油經(jīng)濟(jì)性，從而達(dá)到減少燃料消耗、降低廢氣污染的目的。因此，汽車輕量化趨勢(shì)就是汽車節(jié)能減排趨勢(shì)，是世界汽車發(fā)展的潮流與設(shè)計(jì)的方向。
當(dāng)然了，輕量化的前提是保證汽車的安全性和舒適性。在不犧牲任何安全性和舒適性的前提下，依靠新技術(shù)新材料來(lái)達(dá)到最終輕量化的目的，其途徑一般有、“結(jié)構(gòu)輕量化”、“工藝輕量化”、“材料輕量化”三種，今天意柯那就和大家來(lái)細(xì)細(xì)聊一下這些未來(lái)汽車行業(yè)的“突破口”！
結(jié)構(gòu)輕量化主要是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，即通過(guò)采用先進(jìn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和技術(shù)手段，在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、模態(tài)、碰撞安全性、疲勞壽命、NVH（噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）、生產(chǎn)成本等諸多方面的性能要求，以及相關(guān)的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的前提下，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高材料的利用率，去除零部件冗余部分，同時(shí)又使部件薄壁化、中空化、小型化、復(fù)合化以減輕質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)輕量化。
回歸到汽車設(shè)計(jì)的層面上，我們可以根據(jù)設(shè)計(jì)變量及優(yōu)化問(wèn)題類型的不同，采用拓?fù)鋬?yōu)化、尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、形貌優(yōu)化四種方式，在保證車身安全的前提下，使得結(jié)構(gòu)受力更加均勻，從而更加充分地利用材料。
展開(kāi) 
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當(dāng)談及可持續(xù)發(fā)展時(shí)，混凝土和鋼筋可能并非首要議題——但您或許會(huì)驚訝于它們對(duì)環(huán)境的影響。根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇的數(shù)據(jù)，混凝土產(chǎn)業(yè)消耗全球工業(yè)用水量的9%，且到2050年，其75%的用水需求將集中在面臨水資源短缺的地區(qū)。更關(guān)鍵的是，混凝土生產(chǎn)通常需用淡水，因?yàn)楹Ｋ畷?huì)腐蝕其中的鋼筋。
玻璃纖維增強(qiáng)聚合物（GFRP） 作為新一代鋼筋替代材料，正在改變這一局面。GFRP具有三大可持續(xù)優(yōu)勢(shì)：
抗腐蝕性
來(lái)源 | Small
01
背景介紹
隨著全球氣候變化和能源危機(jī)的加劇，到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和無(wú)疑是世界最迫切的任務(wù)。建筑可以在全球低碳轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用，因?yàn)?018年建筑能耗占總能耗的30-40%，其中約50%的建筑能耗用于采暖、通風(fēng)和空調(diào)。傳統(tǒng)的蒸汽壓縮冷卻策略，比如空調(diào)的制冷消耗了大量的化石燃料發(fā)電，導(dǎo)致碳排放增加，進(jìn)一步使全球氣候惡化
建筑施工行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，建筑企業(yè)正面臨著生存與發(fā)展的巨大壓力，要想在競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì)，需要企業(yè)及時(shí)把握行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)以明確進(jìn)一步的經(jīng)營(yíng)與發(fā)展。
現(xiàn)如今，建筑行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程越來(lái)越快，在短短的幾年時(shí)間內(nèi)就有了很多改變，盲目墨守成規(guī)很容易“落后挨打“，所以我們要跟上行業(yè)乃至整個(gè)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的腳步，這樣才能夠做到“可持續(xù)發(fā)展”。
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近年來(lái)隨著人類社會(huì)發(fā)展, 能源危機(jī)、環(huán)境污染、交通擁堵等問(wèn)題日趨嚴(yán)峻, 對(duì)汽車行業(yè)的低碳發(fā)展、節(jié)能減排的要求愈發(fā)迫切，因此節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為了一個(gè)老生常談的話題。為此，很多品牌將新能源作為汽車行業(yè)節(jié)能減排的最優(yōu)選項(xiàng)，在電動(dòng)化的賽道上一往無(wú)前，儼然變成了一場(chǎng)對(duì)電動(dòng)車的“豪賭”。
但其實(shí)對(duì)節(jié)能減排的解決方案絕不能把寶都押在新能源汽車上，而同時(shí)應(yīng)該在車輛節(jié)能技術(shù)上尋求突破
2022年4月26日中央財(cái)經(jīng)會(huì)議指出，基礎(chǔ)設(shè)施是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要支撐，要統(tǒng)籌發(fā)展和安全，優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施布局、結(jié)構(gòu)、功能和發(fā)展模式，構(gòu)建現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施體系，為全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
建筑、交通、水利水電、風(fēng)力發(fā)電等基礎(chǔ)設(shè)施在服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的同時(shí)，自身也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展。仿真是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)數(shù)值計(jì)算，完成虛擬設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，為工程建設(shè)和技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮了重要推動(dòng)作用
對(duì)建筑行業(yè)的計(jì)算結(jié)果類似，應(yīng)用AM節(jié)能效果顯著，而且建筑行業(yè)的節(jié)能效果主要體現(xiàn)在原材料的節(jié)約和建筑使用過(guò)程保溫層的節(jié)能。最終這項(xiàng)研究將這套模型推演到整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，研究的結(jié)論是AM可以降低現(xiàn)有能源消耗的5%-27%，全球高度合作（blueprint）情景下節(jié)能潛力更為明顯。
建筑占全球能源消耗總量的 40%，而供暖、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC) 消耗了建筑能耗的一半，提高能源效率是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。熱致變色智能窗具有低成本和零能量輸入的特性。基于水凝膠復(fù)合材料不僅可以調(diào)節(jié)陽(yáng)光透過(guò)率，還可以提高材料的機(jī)械和熱響應(yīng)速度，然而現(xiàn)階段智能窗主要注重調(diào)節(jié)透光能力，在太陽(yáng)光調(diào)控的過(guò)程中，太陽(yáng)輻射的能量被浪費(fèi)
建筑業(yè)正處于技術(shù)改造的邊緣。盡管建筑行業(yè)通常很難采用新技術(shù)，但物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和其他尖端技術(shù)在建筑公司中越來(lái)越受青睞。測(cè)繪無(wú)人機(jī)處于這種技術(shù)采用趨勢(shì)的最前沿。
在考慮技術(shù)領(lǐng)先行業(yè)時(shí)，建筑可能不是第一個(gè)想到的部門。這也是有原因的，因?yàn)樵撔袠I(yè)在其大部分歷史上一直保持著相對(duì)較低的技術(shù)水平。隨著新技術(shù)帶來(lái)更多實(shí)質(zhì)性收益，該趨勢(shì)開(kāi)始發(fā)生逆轉(zhuǎn)，并且建筑行業(yè)對(duì)中斷的需求變得更加明顯。
眾所周知，建設(shè)工程項(xiàng)目通常緩慢且昂貴
變壓器損耗低的基本特征 空載損耗 空載損耗一般是指鐵損耗，具體包含磁滯損耗、渦流損耗。其中，磁滯損耗和變壓器的運(yùn)作頻率以及最大磁通密度的磁滯系數(shù)的次方成正比。(1)渦流損耗。在變壓器工作的時(shí)候，磁芯中會(huì)有磁力線穿過(guò)，磁力線在和磁芯處于平行狀態(tài)的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流。產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)形成閉環(huán)使得磁芯發(fā)熱，從而消耗能量，這種消耗被稱作是渦流損耗。(2)磁滯損耗。這種損耗是因?yàn)榇呕谠バ?yīng)或者磁性滯后
建筑業(yè)正處于技術(shù)改造的邊緣。盡管建筑行業(yè)通常很難采用新技術(shù)，但物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和其他尖端技術(shù)在建筑公司中越來(lái)越受青睞。測(cè)繪無(wú)人機(jī)處于這種技術(shù)采用趨勢(shì)的最前沿。
在考慮技術(shù)領(lǐng)先行業(yè)時(shí)，建筑可能不是第一個(gè)想到的部門。這也是有原因的，因?yàn)樵撔袠I(yè)在其大部分歷史上一直保持著相對(duì)較低的技術(shù)水平。隨著新技術(shù)帶來(lái)更多實(shí)質(zhì)性收益，該趨勢(shì)開(kāi)始發(fā)生逆轉(zhuǎn)，并且建筑行業(yè)對(duì)中斷的需求變得更加明顯。
眾所周知
