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論文摘要:從環(huán)保節(jié)能設計角度出發(fā),反思了我國目前室內設計中存在的問題,提出了構建環(huán)保節(jié)能設計新理念的思路,并對環(huán)保節(jié)能設計方法進行了初步探討。
一、環(huán)保節(jié)能設計概念的提出
設計為人類創(chuàng)造了巨大的社會財富,推動了文明的發(fā)展,但同時也加速了資源、能源的消耗,并對生態(tài)平衡造成了極大的破壞。20世紀60年代末,美國設計理論家維克多·巴巴納克出版了一本引起極大爭議的專著《為真實世界而設計》。他認為,設計的最大作用不是創(chuàng)造商業(yè)價值也不是包裝和風格方面的競爭,而是一種適當的社會變革過程中的元素。同時設計應該認真研究有限的地球資源的使用問題,并為保護地球環(huán)境服務。70年代“能源危機”的爆發(fā)使巴巴納克的“有限資源論”得到普遍的認可,由此環(huán)保節(jié)能設計概念得以提出,并得到越來越多的關注和認同。
環(huán)保節(jié)能設計又叫生態(tài)設計,是指在對產品及其壽命周期全過程的設計中,要充分考慮對資源和環(huán)境的影響,在充分考慮產品的功能、質量、開發(fā)周期和成本的同時,更要優(yōu)化各種相關因素,使產品及其制造過程中對環(huán)境的總體負影響減到最小,使產品的各項指標符合綠色環(huán)保的要求。其基本思想是:在設計階段就將環(huán)境因素和預防污染的措施納入產品設計之中,將環(huán)境性能作為產品的設計目標和出發(fā)點,力求使產品對環(huán)境的影響降為最小。環(huán)保節(jié)能設計不僅是一種技術層面的考量,更重要的是一種觀念上的變革,要求設計師放棄那種過分強調產品在外觀上標新立異的做法,而將重點放在真正意義的創(chuàng)新上面,以一種更為負責的方法去創(chuàng)造產品的形態(tài),用更簡潔、長久的造型使產品盡可能地延長其使用壽命。
對室內設計而言,環(huán)保節(jié)能設計就是要按照簡潔、實用的原則進行設計,減少無謂的材料和能源的消耗,減少有害物質的排放。盡量利用綠色自然、生態(tài)環(huán)保的資源確保室內的自然采光和通風,使環(huán)境安全舒適、潔凈宜人。當前,人們空前地意識到保護環(huán)境、節(jié)約能源的重要性。在黨的十七大報告中,主席明確提出要“加強能源資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護,增強可持續(xù)發(fā)展能力。堅持節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策,關系人民群眾切身利益和中華民族生存發(fā)展”Lzl。室內設計作為一門與人們生活環(huán)境密切相關的學科,除了為人們營造健康、舒適、適用的室內環(huán)境,也應該責無旁貸地擔當起環(huán)保節(jié)能的社會職責。
二、當前我國室內設計中的環(huán)保節(jié)能現狀
我國目前的室內設計主要在以下三方面與環(huán)保節(jié)能設計理念存在著較大偏差:
一是設計觀念上的偏差。一提起室內設計或裝修,人們就會習慣性地想到墻面的粉刷裝飾、地板的鋪設、天花造型吊頂的安裝等,仿佛不在圍合空間的界面上增添一些東西就不足以稱之為設計或裝修,人們觀念上已將設計等同于加法設計。誠然,加法設計為人們提供了美觀的界面,實用的物品存放空間,然而,從環(huán)保節(jié)能角度來看,加法設計必然伴隨資源的消耗和浪費,而且加法做得越多,對資源的消耗和浪費也越多。此外,加法設計所用的裝修材料越多,揮發(fā)出來的各種有害氣體也越多,對室內環(huán)境的污染也越重,有些材料比如天然石材還具有輻射性等,如此看來,加法設計在一定程度上來說既不節(jié)能也不環(huán)保。
二是設計行為上的偏差。當前我國的室內設計日趨高檔化,甚至奢糜化,人們把對高品質生活的追求演變?yōu)閷ι萑A環(huán)境的追求,這些室內環(huán)境不僅裝飾奢華,用材名貴,而且一年四季以能源的動力維系著春天般的感覺,甚至為爭奪客源不惜代價,人工營造異域風情,極盡裝飾設計之奢華手段。從設計角度來說,這些奢華的手段無可厚非,但從環(huán)保節(jié)能的角度來看,卻是非常值得人們深思的。名貴材料的無度使用,背后必然是對自然資源和自然生態(tài)環(huán)境的破壞,造成能源的枯竭。人工營造的氣候環(huán)境又使人們遠離自然,背離春夏秋冬四季交替的自然規(guī)律,直接導致人體免疫力、抵抗力的下降,引發(fā)健康問題。
三是設計過程中的偏差。設計過程中不注重軟設計,忽視設計技能方法的應用,強調硬設計,以物性設計為主;不注重本地資源的有效利用,舍近求遠,以稀為貴,以新為奇;不注重開發(fā)常規(guī)材料的設計潛質,強調珍、稀、貴材料的使用;不注重自然材料的應用,強調工業(yè)材料的表現效果;不注重自然光源的合理利用,強調人工照明;不注重室內環(huán)境的通風、保溫、散熱性能,以人造氣候代替自然氣候等等,這些都有悖于環(huán)保節(jié)能設計的理念。
三、構建室內設計中的環(huán)保節(jié)能設計新理念
針對存在的問題,筆者以為,可以從以下幾方面建樹環(huán)保節(jié)能設計新理念:
1.改變人們的認識觀念,還設計內涵以真本性
現在是更正人們對“設計”認識誤區(qū)的時候了。設計的真本意絕不僅僅是為了好看、美觀而增添某些東西,也不是為了藝術而藝術的載體,更不是精英意識的彰顯,或高貴奢華之類的代名詞。設計的真本意是為百姓大眾服務,解決人們的實際困難,使人類生活更美好,使人與社會、自然更和諧。設計應該反映一種最自然、靈活、隨意的生活方式,流于平民百姓之間,使之體現百姓情壞,使人平易相對。設計的意義在于實用、在于節(jié)約、在于發(fā)展,更在于和諧。脫離了服務大眾這一目的,所有的設計都只能是緣木求魚,舍本求末。設計師們應該擔當起設計的社會責任,以環(huán)保節(jié)能設計理念調整人們的認識價值觀,提倡節(jié)制、適度和限制的設計價值觀。
2.去浮華,求簡樸,倡導本源性簡樸設計
歷盡繁華之后的人們總覺身心疲憊,而簡樸、寧靜的環(huán)境有益于人們保持清晰的頭腦,集中精力在那些首要的、提高生活質量的、行之有益的、快樂的事物上。從這一點上來說,設計的過于雕飾和浮華是一種生活方式的過渡放縱和精神污染,特別是對于現代充滿緊張和壓力的工作生活環(huán)境,這樣的設計更是一種精神折磨?,F代人們內心渴望一種淡定的平靜和安寧,因此提倡簡樸設計符合社會發(fā)展的需求。應當明確,簡樸設計不是“簡單設計”或“不設計”,簡樸設計是省略多余物和保留必需物的取舍設計,以夠用和實用為原則,是對有限資源和材料有節(jié)制地充分利用,是通過材料的質地、完美的工藝和結構及細節(jié)的處理來獲得美感。簡潔的線條、簡單柔和的造型、純凈的材質、靈動的空間感是其主要特點,顯現出一種明顯的質樸格調。由此可見,簡樸設計不同于裝飾設計或加法設計,簡樸設計講究的是實效性,彰顯的是材料物質和結構工藝所固有的本色的美,不追求名貴,不依靠裝飾。
3.倡導本土化設計理念
從環(huán)保節(jié)能角度來看,倡議本土化的設計不僅僅是指外在表現形式的本土化,而應將其內涵擴展到設計的方方面面,比如用材的本土化、陳設裝飾的本土化、空間處理的本土化、室內環(huán)境的本土化等等。本土化設計突顯的是純樸的地域特色美,講究就地取材、因地制宜,最大限度地利用和發(fā)揮本地資源的特色營造適合本土人生活的室內環(huán)境,沒有附加外來的裝飾,也不刻意尋求新、奇、貴,保持自然本色而又舒適宜人,其環(huán)保節(jié)能性不言而喻。
四、室內設計環(huán)保節(jié)能方法初探
1.硬空間軟設計
所謂硬空間是指圍合空間的界面都具有物質性。所謂軟設計是指技巧性、藝術性的設計手法,是相對于應用物質手段的硬設計而言。比如在改變空間形象上,硬設計主要是依靠造型和陳設裝飾,而軟設計可以利用不同光、色、材質肌理給人不同的生理心理感受來改變空間形象,使小空間顯大,低空間顯高,窄空間顯寬;也可應用對比設計手法改變空間形象,如欲高先低、欲寬先窄、欲明先暗等;還可通過改變陳設布局方式來改變空間形象等等。再比如對空間的分隔,硬設計主要通過墻體、隔斷、家具等有形的物質手段來分隔,而軟設計可利用色彩、肌理、燈光的變化來劃分限定空間,使空間不經有形分隔而形成區(qū)域感,同時又保持了空間的通透性。探究和開發(fā)常規(guī)材料的潛質,使其材質肌理具有特殊的表現效果,從而達到豐富空間效果的目的,這也是常用的軟設計方法。軟設計方法很多,相對于硬設計而言,它注重設計技巧應用,注重挖掘設計要素的潛質和特色,使用材料少,對資源的消耗也少,其環(huán)保節(jié)能性是顯而易見的。
2.減法設計
加法設計是最直接的裝修手法,在加法思維中,往往會因為陷入太多的元素而失去設計分寸,平添了多余的結構和裝飾。而減法設計是經過取舍的判斷,減掉多余的裝飾和不必要物件,使空間環(huán)境變得純凈、輕松而舒適。減法設計的環(huán)保節(jié)能性體現在:對空間界面處理用材少而單一,甚至直接用建筑結構而不附加額外裝飾作為空間界面;空間處理常采用軟設計手法,避免非功能性的結構和裝飾,用色純粹,線形簡潔;室內家具陳設講究功能的多樣組合和實效性,注意空間的留白和純凈。由此可以看出,減法設計是使用最少的材料和資源來實現實用和美觀的統一。
3.零材料費裝飾設計
關鍵詞: 住宅 室內采暖 節(jié)能 分戶計量 控制 計量
1、引言 節(jié)能是我國一項長遠的戰(zhàn)略方針。我國政府對節(jié)能工作高度重視,特別是改革開放以后節(jié)能工作出現了欣欣向榮的局面。節(jié)能對于供熱行業(yè)來說潛力是相當大的。供熱行業(yè)是能耗大戶,能耗支出占據其大部分成本。由于以往的住宅供暖按面積收取熱費,存在很大的不合理性,且不便于用戶進行局部調節(jié),造成供熱用熱浪費很大。隨著人們生活水平的提高和供暖事業(yè)的不斷發(fā)展,對供暖系統實現用熱量的分戶計量和獨立控制的呼聲越來越高。
近年來節(jié)能問題在供暖系統設計中越來越被人們重視。因此有必要在新建住宅中采用更合適的供暖系統形式來滿足熱費按戶計量的需要。在節(jié)能問題上,尤其要特別重視能源利用過程前的處理,即在規(guī)劃設計整個供暖系統時,應該考慮該系統的節(jié)能前景及經濟效益。建設部《建筑節(jié)能“九五”計劃和2010年規(guī)劃》明確指出,“對集中供暖的民用建筑安裝熱表及有關調節(jié)設備并按戶計量收費的工作,1998年通過試點取得成效,開始推廣,2000年在重點城市新建小區(qū)中推行,2010年全面推廣”。因此,在進行住宅室內采暖系統設計時,設計人員應考慮熱用戶分戶及分室控制溫度的需要。據初步測算,采取供暖分戶計量,可以實現采暖節(jié)能20%以上。本文就幾種適宜分戶計量的采暖系統做一淺析。
2、 舊式采暖系統的基本形式及其優(yōu)缺點 長期以來,我國城市住宅室內采暖系統設計基本上都采用單管垂直系統的方案進行設計。(如圖1)這種設計方案有許多優(yōu)點:1系統簡單;2施工方便;3造價低等,但是也存在一定缺陷,主要是不便于用戶進行局部調節(jié),因而造成能源的浪費。隨著能源結構的變化及節(jié)能和物業(yè)管理的要求,這一缺陷越來越明顯,使得此種供暖系統不得不被逐步替代。
隨著我國社會主義市場經濟的發(fā)展,“熱”也是商品的觀點逐步被人們所認識和接受。傳統的落后的按建筑面積結算收費的方法,既不科學又不合理。已不能適應社會主義市場經濟體制的要求,必須進行按熱量計量收費的改革。供熱收費由計劃經濟時期的福利制向社會主義市場經濟體制轉變,即熱用戶向供熱企業(yè)繳納熱費。因而用戶對供熱系統節(jié)能越來越關注。單管垂直采暖系統的弊病越來越明顯,其弊端具體表現在以下幾方面:
2.1 系統不具有個體調節(jié)的能力
單管垂直采暖系統的主要缺點是不利于進行局部調節(jié),無法改善和滿足熱用戶的熱舒適性要求。而且由于該系統是將熱水先供到住宅樓的頂層,然后依次向下分至各用戶,這就在理論上造成了各不同樓層的熱用戶的散熱器的傳熱系數K值也不相等。因此造成頂層過熱,底層過冷,冷熱不均現象。頂層用戶過熱時只能通過打開門窗的方式來放走熱量以降低室內溫度,這就造成了能源的浪費。如果采用調節(jié)熱水流量來降低室溫,就會造成以下各層過冷的現象。其次,該系統也無法對各房間的室溫進行單獨調節(jié),從而導致能源的浪費。
2.2 系統維修時浪費能源
由于單管垂直采暖系統是一個整體的熱水循環(huán)系統。如果該系統有一處設施漏水或堵塞,整個系統將會受到影響。嚴重時可能導致整個住宅樓停供;而且在維修時會造成大量熱水的浪費,在寒冷地區(qū)可能會出現供水管凍裂等嚴重問題,造成不必要的事故,影響居民的正常生活。
2.3 不利于供熱部門的管理
對于拖欠熱費的用戶處理困難,如果要停止個別用戶的供暖,可能影響到整個住宅樓停供。常此下去,致使供熱企業(yè)入不敷出,連年虧損。
2.4 閑置住宅的能源浪費
由于室內采暖系統是單管串聯式,所以每層、每戶住宅必須用熱,否則該系統就無法正常運行。如出現有些用戶不想用熱或者有些住宅長期閑置,這就必然導致能源的浪費。目前在一些非采暖且又在發(fā)展小區(qū)采暖的地區(qū),此種現象十分突出。
3、分戶計量的發(fā)展前景及控制原理 目前,在我國,這種分戶式計量系統的研究剛剛起步,大部分都處在嘗試階段。原有的室內供暖系統多為單管垂直系統,缺乏獨立調節(jié)能力,熱用戶對熱是商品沒有深刻的認識,缺乏節(jié)能意識,僅此使我國住宅采暖單位面積能耗高出先進國家2倍左右,且不便于供熱部門管理。供熱系統的按戶計量是供熱發(fā)展的方向,是解決收費難和實現節(jié)能的唯一出路。隨著人民生活水平的提高人們不再滿足于吃飽、穿暖,而是不斷追求高質量、高品位的生活。在江蘇淮安市,每年新建住宅近百萬平方米,這些新建住宅大部分都在申請室內采暖,而淮安市目前僅市政府西大院有采暖系統。由于本市住宅室內采暖剛剛起步,所以在采暖形式推廣中應該走在前列,實施單戶控制的采暖形式推廣前景十分可觀。
分戶計量采暖系統的特點是對每個采暖用戶進行單獨控制,即每戶獨立采用一個供回水系統,一戶一表制,可以單獨對用戶進行調節(jié)、關斷、計量,不會影響其他用戶。達到分戶計量目的的根本方法是對用戶獨立系統的控制,具體做法是在每戶供水入口處設置熱表及散熱器上安設調節(jié)閥。通過調節(jié)散熱器使采暖房間的室溫滿足人體熱舒適性的要求。實現散熱器調節(jié)的方法,主要是通過對散熱器散熱量進行控制,以達到室溫要求。目前散熱器個體調節(jié)主要依靠改變進流散熱器熱水流量的方法來實現,但是在進行散熱器調節(jié)時必須不影響整個供熱系統的水力穩(wěn)定性,所以供熱系統要有完善的調節(jié)控制措施和高水平的運行管理辦法。否則,很難實現真正意義上的分戶計量。
4、適宜分戶計量的采暖系統 4.1 單管制采暖系統
4.1.1 單管水平串聯系統
單管水平串聯系統是一種比較常見的采暖系統。其做法是在每個住宅單元設置一個總的供回水系統(稱為大系統),每層用戶為一個獨立的小系統??偣┗厮⒐芄芫O在靠樓梯的櫥衛(wèi)處,每層供回水接在大系統上(每層只裝一戶),在小系統出入口管道上加調節(jié)關斷閥門及熱計量表,以便分戶計量熱費。此系統的優(yōu)點是:豎向無穿樓層的立管,不影響墻面裝修;缺點是:不能分室控制溫度;每組散熱器均須設冷風閥;管線過門、陽臺須處理。(見圖2)
4.1.2 單管水平跨越系統
圖3為此系統的原理圖,同單管水平串聯式系統相同,采用一個大系統,可將該系統的供、回水立管設置在管道井內。此設計方案中須增設與散熱器組數相對應數量三通調節(jié)閥,控制進入散熱器的最大流量為循環(huán)流量的30%。該方案的優(yōu)點是:可實現分室控制溫度;豎向無立管,不影響墻面裝修;缺點是:管路中的附屬設備(三通調節(jié)閥)增加;管線過門、陽臺須處理;每組散熱器須設冷風閥。
4.2 雙管制采暖系統
4.2.1 雙立管并聯式系統
對于雙立管并聯式系統,任何一層的用戶只要在散熱器支管上加調節(jié)閥就可以達到調節(jié)介質流量,從而滿足用戶對熱舒適性的要求,并實現節(jié)能。但這種調節(jié)方式在使用時,應該考慮到以下問題:(a)此系統在樓層數過多時易出現嚴重的垂直失調現象,其系統垂直高度以不超過三層為宜,實用性受到限制。(b)穿越樓層的立管數增多。(c)僅適用于安裝熱量分配表的系統。(見圖4)
4.2.2 水平雙管系統
采用水平雙管設計方案,可以避免雙立管并聯式系統的垂直失調問題,而且該系統可以實現每戶一個獨立系統,有利于熱量表的安裝,能實現散熱器個體調節(jié)。任何一層的用戶都可以通過室內調節(jié)閥方便的調節(jié)介質流量,從而達到舒適的室溫,并實現節(jié)能的目的,又不影響其他用戶采暖,但該系統須增設與散熱器組數相對應數量三通調節(jié)閥。該方案的優(yōu)點是:能夠使不易解決的供熱系統垂直失調的難題得到極大的改善;可分室控制溫度,調節(jié)性能優(yōu)于單管系統;墻面豎向無立管,不影響裝修;缺點是:室內散熱器下部的供回水管隱蔽困難;管線過門、陽臺不好處理;每組散熱器須安裝冷風閥。(見圖5)
4.2.3章魚式系統
圖6為此系統的原理圖,做法是在每戶設置一分水器,供水進入分水器后分出若干并聯的支管,末端連接至散熱器,再經回水集中到集水器。在制作安裝時應將管線埋地敷設(一般采用聚丁烯管或PB管),要防止地面因熱應力造成龜裂和破損,要妥善處理好管道熱膨脹時產生的推力傳遞給地板。該方案的優(yōu)點是:可分室控制溫度,調節(jié)性能優(yōu)于單管系統;管線埋地敷設,墻面豎向無立管,不影響墻面、地面裝修;缺點是:管線埋地須設隔熱措施,造價偏高;每組散熱器須設冷風閥。
5、供暖系統設計中應注意的問題 雖然分戶式計量在新建住宅小區(qū)得到有力推廣,但其在推行過程中必然會在采暖系統設計、建筑物設計、儀表選用、管理等方面存在一些問題。
5.1 供暖系統熱負荷計算及戶內散熱器布置
熱負荷計算是供暖系統設計的基礎,以往的設計由于害怕暖氣不熱而盲目加大熱負荷值,致使散熱器安裝面積過大,將不利于散熱器支管上溫控閥的調節(jié),應該選擇合理的熱指標估算辦法。室內散熱器位置要布置合理,室內水平管線會增加,存在管線明裝占用空間,影響室內裝修、家具布置及過門、陽臺難處理等問題。
5.2 對建筑材料傳熱性能的要求
新的建筑材料能否滿足現代節(jié)能房間的要求,即建筑材料的傳熱性能是否理想。采暖建筑的耗熱量主要是通過圍護結構的傳熱耗熱量構成,約占73%~77%,其次為通過門窗縫隙的空氣滲透熱量,約占23%~27%,在傳熱耗熱量中外墻占23%~34%,由此可見,提高建筑物的保溫性能將會達到很好的節(jié)能效果。另外,計算表明,對于一間不采暖的房間從周圍房間獲取傳熱量可維持12~14℃室溫,其他用戶有近1/4~1/5的熱量傳給了該房間,其他用戶將多支付這部分熱費,很不合理。所以,有必要增強戶間建筑結構的隔熱性能。
5.3 熱表參數修正及表計校核問題
由于住戶所處樓層、圍護結構不同,保持相同室溫的耗熱量肯定存在差異,所以應該選擇合理的熱表參數。我單位在同用戶進行計量儀表校核、熱費結算中就發(fā)生過糾紛。而且,應該組織專門人員定期對計量表計進行校核。
5.4 供熱系統變流量問題
由于實現分戶計量,系統的熱負荷變化會很頻繁,所以,供熱系統應該能自動調節(jié)供熱量,使其跟蹤所需熱負荷的變化。應該在換熱站設置有壓差控制的裝置。
5.5 住宅小區(qū)設置分戶計量裝置后,要加強節(jié)能宣傳;提高節(jié)能意識。
5.6 對供熱企業(yè)的管理提出更高的要求。
6、結束語 綜上所述,對于住宅小區(qū)的供暖系統設計,如果規(guī)劃和設計合理,不僅能夠實現較好的系統控制和計量功能,同時可以降低能源的浪費,極大的提高供熱的社會效益并獲得相當的經濟效益。
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本文建立與教學樓空調課室相一致的三維實際模型,用ANSYS CFX仿真軟件數值計算其室內溫度場的分布變化情況,通過仿真模擬分析結果為教學樓空調課室的節(jié)能改造提供依據和參考。
從多個角度出發(fā)仿真課室的溫度場變化并作對比研究,研究各個因素對空調室內溫度場變化分布的影響,分析研究力圖找出影響空調課室溫度場變化的各個影響因子及其所占比重,為空調制冷節(jié)能改造提供參考。
運用ANSYS12.0應用仿真軟件進行數值模擬仿真研究[2][3],運用其子模塊ANSYS ICEM網格劃分工具進行網格生成與處理[4]。運用ANSYS CFX進行數值運算[5]。建立了與校園教學樓空調課室相一致的三維實際模型。
1.1物理模型
模型課室尺寸為14.40m×12.00m×5m,課室中就座54人,選定身高為1.73m,體重為60kg,根據公式計算可得人體表面積為1.74231m,與物理模型中單個人體表面積1.74 m2基本符合。
1.2數學模型
本文采用用ANSYS CFX 數值模擬課室內溫度場變化時采用標準
k-ε模型。
標準k-ε模型的湍動能k和耗散率ε方程為如下形式:
在上述方程中,Gk表示由于平均速度梯度引起的湍動能產生,Gb是用于浮力影響引起的湍動能產生;YM可壓速湍流脈動膨脹對總的耗散率的影響。湍流粘性系數 。
1.3網格劃分
本文運用ANSYS12.0應用仿真軟件進行數值模擬仿真研究,運用其子模塊ANSYS ICEM網格劃分工具進行網格生成與處理。Tetra Meshing四面體網格適合對結構復雜的幾何模型進行快速高效的網格劃分,網格劃分時,勾選smooth mesh 即對網格進行即光順操作。是在氣流入口、氣流出口和窗玻璃面進行加密網格劃分。模型網格生成完畢之后統計網格數量為455495個。
1.4邊界條件的設定
設定合適的流體域Fluiddomain、Soliddomain參數以及合適的磚墻材料、窗戶玻璃材料、入口邊界條件、出口邊界條件、玻璃窗加熱面邊界條件、人體表面散熱邊界、流固交界面的邊界條件。
1.5仿真計算
使用ANSYS仿真軟件對模型進行仿真計算。
主要研究結論如下:
1)研究結果表明,在北緯25度的廣州地區(qū)高校教學樓課室,對于窗墻比數值較大的建筑物,當夏季太陽輻射強烈,室外溫度達到30℃以上時,由于中午12:00后為中午休息空調停機。在下午第一節(jié)課上課(13:30)之前必須提前15分鐘開啟空調冷氣給課室預冷才能保證課室大部分空間溫度保持在28℃以下。分析課室內溫度場、氣流場結果表明,提前開啟空調機組有利于冷風迅速均勻地布滿整個課室。
2)廣州地區(qū)校園建筑窗戶大部分為南北朝向,只有極少數房間為東西朝向,太陽輻射強烈室外溫度達30℃以上時,窗戶東西朝向的建筑比窗戶南北朝向的建筑冷負荷要大的多,特別是大窗墻比的建筑,在中午13:30-14:15這段時間,提前15分鐘開啟空調窗戶東西朝向的房間現有的常規(guī)的制冷設備也無法負擔室內人員正常教學和工作,若增加冷氣設備,設備及冷氣費用投資都不低;窗戶東西朝向的房間通過裝貼玻璃隔熱貼膜可以有效地阻擋太陽輻射,降低室內溫度,在中午13:30-14:15時間段可容納54人的貼膜課室上課前15分鐘提前開啟空調使用原有常規(guī)的冷氣設施可以提供20-30人正常教學;
關鍵詞:建筑;室內設計; 節(jié)能
Abstract: interior design as an important part of the architectural design, the positive discussion of interior design energy saving measures has the very vital significance. This article for building indoor energy-saving design with pertinence put forward some opinions.
Keywords: architecture; Interior design; Energy saving
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
一、緒論
隨著世界資源危機的日益嚴重,節(jié)能減排成為人們緩解能源危機的普遍共識。進入新世紀,隨著綠色建筑和建筑智能化的不斷深入推廣,設計人員在進行建筑設計越來越注重節(jié)能減排。而室內設計作為建筑設計的重要組成部分,室內節(jié)能的好壞直接關系到整個建筑節(jié)能計劃的實施,積極探討建筑室內設計的節(jié)能措施具有十分重要的意義。
二、從材料和技術方面實現節(jié)能
(一)在可能的情況下,我們盡可能選擇裝飾材料施工場地現場制作,現場安裝。據統計裝飾材料占整個裝修成本的60%左右,由于裝飾材料提前定制的不合理場裝修時損耗率常在10%左右,但是如果采取“邊制作,邊安裝”,可將材料的損耗降低2%一3%。在廚房的裝修過程中,廚房的櫥柜,可把后備板省略,后面直接就是瓷磚。除了節(jié)約材料外,也考慮到后備板受潮就很難處理的情況。減少建筑陶瓷使用量,使用陶瓷裝修雖然能使住宅更美觀,不過,浪費也就此產生。部分家庭甚至存在奢侈裝修的現象;另外盡可能使用輕鋼龍骨、石膏板等輕質隔墻材料、塑鋼門窗、節(jié)能燈等節(jié)能材料。盡量少用黏土實心磚、鋁合金門窗等。
(二)節(jié)能需要技術的支持
建筑的能耗約占全社會總能耗的30%,在建造能耗、生活能耗、采暖空調耗能中最主要的是采暖和空調,差不多占到20%。而要解決采暖和空調能耗做好的辦法就是保溫、增效、降耗。室內采暖系統可以采用低溫地板輻射采暖系統,該系統同傳統的采暖系統相比較,可以節(jié)能20%左右。
三、門窗、屋面節(jié)能
(一)門窗節(jié)能
(1)合理控制窗墻比例。在室內設計階段,應嚴格遵守《民用建筑節(jié)能設計標準》中對窗墻比面積控制在20%左右的規(guī)定,并且結合實際情況合理控制開窗面積。
(2)使用節(jié)能門窗。節(jié)能門窗的保溫性和氣密性必須達到《民用建筑節(jié)能設計標準》的要求,并且要提高門窗與圍護結的密封性能,在安裝時門窗時,入戶門可在門腔內填充玻璃棉或礦棉等防火保溫材料,安裝密閉效果好的防盜門,或者在外門窗口加裝密封條。
(3)對于門窗玻璃的處理是門窗節(jié)能的重要步驟,對于普通住戶來講,在不更換門窗的前提下,采用貼熱反射膜或納米透明隔熱涂料對玻璃進行處理,均能達到降低透過門窗玻璃太陽輻射得熱的效果。
(二)外窗遮陽節(jié)能
南方地區(qū)的建筑,夏季太陽輻射強度大,在室內設計階段,可以考慮在窗口上設計活動遮陽板、垂直百葉板或者活動的遮陽窗扇等,這些措施可以降低室溫2℃以上,從而縮短了室內開空調的時間,節(jié)能效果明顯。遮陽效果除取決于遮陽形式外,還與遮陽設施的構造處理、安裝位置、材料與顏色等因素有關,比如西向窗戶最好安裝可調控的外遮陽裝置,并選擇隔熱保暖效果好的窗簾?,F在已把遮陽做成產品,供不同的設計需求選用。
(三)屋面、樓地面節(jié)能
屋面從室內角度考慮,對于頂層房間應做吊頂處理,在吊頂內加入保溫隔熱層,減緩夏季屋面?zhèn)鳠?。樓地面裝飾材料宜選用導熱系數小的材料,如硬木地板或厚層塑料地板,以加強其保溫性,并且給人以溫暖舒適的感覺,還可以在地面構造層中鋪保溫板或采用低溫輻射地板,更有利于提高室內舒適度以及改善樓板保溫性能。屋面節(jié)能措施的要點,其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料,以免屋面重量、厚度過大;其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業(yè)時因保溫層大量吸水而降低保溫效果,如選用吸水率較高的保溫材料,屋面上應設置排氣孔以排除保溫層內不易排出的水分?,F在,高效保溫材料已經開始應用于屋面,一些建筑的屋面保溫,采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規(guī)的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法,就克服了常規(guī)作法的諸多缺點。這種保溫芯板施工方便、價格低廉、不污染環(huán)境;芯板為柔性制品,不僅適用于具有平面的屋面,也可用于帶有曲面的屋面,其保溫工程更可顯示出它的優(yōu)越性。
四、室內環(huán)境設計節(jié)能措施
(一)室內功能布局及空間設計的合理性主要體現在合理布局室內功能區(qū)域,盡量將熱環(huán)境要求相同或相似的房間與區(qū)域相對集中布置,良好的朝向優(yōu)先考慮主要功能房間,比如經常使用的起居室、主臥室等,保證其良好的采光通風條件,盡量利用自然采光,減少燈具照明時間,通過自然通風減少利用電器采暖制冷而達到節(jié)能效果。一般連接房間的陽臺,盡可能對陽臺進行封閉,使陽臺形成一個冷暖變化的緩沖區(qū),即夏天熱空氣、冬天冷空氣不會直接作用于房間,起到一個過渡區(qū)域的作用,減少室外空氣直接作用于室內,另外陽臺與內室連通時要在陽臺的墻面加裝保溫層,從而減少室內能耗。對廚房和衛(wèi)生間進行設計時,考慮到廚衛(wèi)對熱環(huán)境要求不高的實際,最好避免黑房間,只要做到有良好采光,即可節(jié)省大量的照明用電。
要盡可能保留建筑的原來結構,少做隔墻、隔斷。保證每個空間都有良好的通風采光。如果一定要通過隔墻、隔斷來表達設計效果、設計理念,則必須要從氣流組織和空間體量的角度進行考慮。設置隔斷時要在了解自然風在室內的流通情況地基礎上考慮將氣流引導至所需的位置,隔斷最好采用下通上實或上通下實的活動隔斷,便于調整。同時也可以增加室內空間的趣味性,一舉兩得。隔墻、隔斷是一把雙刃劍,如果沒有把握好尺寸,它不僅沒有實現節(jié)能的目的,反而增加了耗能。一般的居住空間并不需要過高的頂面,吊頂高度應稍矮些,將有利于降低空調的能耗。
(二)家具陳設布置圍隔及室內材料選用的合理性
室內布置與陳設應同環(huán)境氣候的變化相適應,便于調整。這種調整可以通過家具的重新組合、覆面布料的更換來實現。對于有東西向開窗的房間來講,除了做活動外遮陽進行有效阻擋太陽輻射外,最好再選擇窗簾進行阻隔。將顏淺質薄的紗質窗簾置于外側,反射大量的輻射,將顏色較深的厚質布藝窗簾置于內側,吸收強烈的陽光,在節(jié)省能源的同時室內舒適度也大大提高。在室內裝飾材料選用方面,結合采暖、隔熱需求,應選用熱容量、熱傳導系數較小的裝飾材料,如木材,可以減少供暖設備的負荷。
(三)室內照明節(jié)能
在照明設計中,根據房間的功能要求和視覺特性.選取合理的照度值,采用低照度的環(huán)境照明與保證工作的重點照明相結合的光源布置方式,并使用分區(qū)控制燈光和照度,適當增加照明燈的開關點,充分利用天然光的照度變化,盡量減少不必要的人工照明從而減少不必要的電能耗費。推廣使用高光效、壽命長的光源,如細管徑熒光燈、緊湊型熒光燈等。另外,在居室的照明設計中應盡可能采取綜合重點式的照明,少采用滿天星式的布燈方式。
(四)空調系統的節(jié)能
現如今,空調已經進入了千家萬戶,同時技術發(fā)展越來越快,是否選擇正確的空調是住宅空調節(jié)能的一個重要因素。國家的相關數據表明,分體式空調系統比較適合我國的住宅建筑節(jié)能使用。這種空調方式可以方便地適應不同居民的空調需求,可充分發(fā)揮居民的行為節(jié)能潛力,因此空調器通常是短期間歇運行的,通過各住戶的自適應調控,可以自動實現住宅樓部分時間和局部空間的空調行為。而采用集中空調方式,則系統只能按照需求最大的情況來運行,難以發(fā)揮出住戶行為節(jié)能的潛力。空調的安裝高度對空調節(jié)能也有重要影響,冷熱氣流的運行狀況要同室內人體活動的實際狀態(tài)相適宜,普通掛機空調的安裝高度要略高于一般人體高度,一般為1.8米左右。人體在室內的活動狀態(tài)多以坐姿為主,高于1.8m的空間基本不處于活動范圍之內,夏季,封閉的室內一般沒有氣體對流,最熱的空氣就一直聚集在天花板附近,而我們制冷只要解決了人體周圍的環(huán)境溫度就可以了,沒有必要考慮頭部以上的熱空氣。采用這樣的高度可以使空調制冷迅速,有效增大受益面積,從而達到節(jié)能的目的。
五、結語
隨著綠色建筑和建筑智能化的不斷深入推廣,節(jié)能在建筑設計中的地位越來越重要。設計人員做好建筑室內設計節(jié)能工作,實現社會經濟的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
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[3]張仲軍 尹濤《住宅室內設計中的節(jié)能研究》,《安陽工學院學報》,2009年2期。
關鍵詞:住宅;節(jié)能化;室內裝飾;設計措施
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
0.引言:現階段,我國建筑能耗占總能耗近三成,而且還呈現出逐年遞增趨勢。建筑節(jié)能工作是節(jié)能減排的重要組成部分,對于落實科學發(fā)展觀及促進可持續(xù)發(fā)展有著重大意義。居住建筑使用過程中的室內節(jié)能環(huán)節(jié)在整個建筑節(jié)能工作中占有很大比重,也直接關系到整個建筑節(jié)能計劃的實施。根據現下的狀況以及新的發(fā)展要求,加快推進住宅室內裝飾設計的節(jié)能化工作很有必要,同時也是室內設計及裝飾業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
1. 當前住宅室內裝飾節(jié)能工作存在的問題
當前,我國住宅室內裝飾的節(jié)能工作推進仍然相對滯后,主要存在著以下幾方面的障礙:
1.1 規(guī)范和制度相對滯后
近年來,建筑節(jié)能工作在全國各地都得到高度重視,也取得了一定的成績。但當前的建筑節(jié)能工作主要著重在建筑設計和施工環(huán)節(jié),重點在于建筑外部維護結構的建筑節(jié)能,并出臺了一系列相關的政策措施和標準規(guī)范。但與此同時對室內裝飾的節(jié)能工作尚缺乏足夠的重視,相關的制度建設相對滯后。目前,裝修裝飾行業(yè)中都沒有這方面的標準和規(guī)范,缺少指導性的圖集和導引,相關的監(jiān)管和激勵措施都比較缺乏。
1.2 社會大眾對室內裝飾節(jié)能缺乏認識
由于缺乏廣泛的宣傳,民眾對于節(jié)能裝修意識薄弱,對于節(jié)能裝修的理解也比較模糊,對于節(jié)能裝修的經濟效果沒有直觀的認識,難以形成節(jié)能裝修的自覺意識和主動意識。另外,由于節(jié)能裝修前期資金投入比普通裝修多,節(jié)能設施比普通設施價格貴,加之節(jié)能裝修的短期效果不突出,成為阻礙節(jié)能裝修普及的一個重要因素。
1.3 裝飾行業(yè)內部不重視節(jié)能問題
設計人員和家裝公司作為室內裝飾設計和施工的實踐主體,是節(jié)能工作的推動者之一。由于普遍對室內裝飾節(jié)能缺乏足夠重視,也缺乏相關的系統培訓,且家裝設計人員節(jié)能理念和設計能力參差不齊,使得裝修隊伍缺乏專業(yè)指導,以及相應的示范效應和激勵機制的缺失,這些因素都阻礙了室內裝飾節(jié)能工作的推廣。
在具體的室內裝飾設計工作中,節(jié)能方面出現較多偏差,比如追求奢侈裝修,濫用材料和設備,無謂裝飾、浪費裝飾大量出現;過分強調通過人工設備實現微環(huán)境舒適度,忽視對自然因素的利用;對室內門窗、墻體的保溫問題缺乏認識,投入不足等等。
2. 節(jié)能化的設計措施
據文獻介紹:在美國的建筑中,應用現有技術的氣候敏感設計可以削弱采暖和供冷能耗的60% 以及照明能量需求的 50% 以上。由此可見,通過優(yōu)化室內裝飾設計方法,采取有效的工程措施,住宅室內使用能耗還有很大的下降空間。
2.1 室內平面布局節(jié)能設計
要在確保使用功能和室內環(huán)境品質的前提下,通過優(yōu)化平面布置、功能區(qū)劃分和空間隔斷設置,進一步提高住宅內部的保溫能力、通風能力及空調的使用效率。
在對室內平面的設計時,要首先對住宅戶型平面進行充分分析研究,盡量利用和保留原有設計特點和優(yōu)勢。原戶型平面具有南北通透的結構,應盡量保持,避免因人為改變或增加固定隔斷而影響通透性。如果原戶型平面不是直接的南北通透空間,要合理組織穿堂風,從空間結構上最大限度地保持通風和空氣的流通。
以上敘述,對住宅平面布局節(jié)能化方面的設計要求,不僅僅只是在室內裝飾設計階段要予以考慮,更重要的是要充分落實到到房產項目前期戶型設計階段,即要從優(yōu)化平面布局、提高使用過程中節(jié)能水平的角度來重新認真審視戶型設計。
2.2 門窗的節(jié)能設計。
在建筑維護構件中,門窗的絕熱性能最差,是降低住宅節(jié)能能力的重要因素之一。由于住宅使用中各部分的熱環(huán)境要求不同,除了要重視建筑物外立面窗體的保溫要求之外,也要重視提高住宅內部的門窗保溫強度。首先,要選用符合所在地區(qū)標準的節(jié)能門窗,使氣密、水密、隔聲、保溫、隔熱等主要物理指標達到規(guī)定的要求。
除了要處理好門窗保溫問題,還要做好遮陽,因為陽光直射,會大大影響節(jié)能效果。外墻窗戶需要安裝活動外遮陽裝置,比如遮陽篷、活動遮陽板等,可以大范圍減少進入住宅的熱輻射量,尤其是住宅西向、東向外墻窗戶。室內盡量選擇布質厚密、隔熱保暖效果好的窗簾,也可選擇窗簾加上一層遮光布。
2.3 內部墻體、地面和吊頂節(jié)能設計
建筑墻面保溫層對保證室內外熱交換的穩(wěn)定具有重要作用。在需要進行隔斷處理的房間,為了防止熱量從一個房間傳導至另一個不需進行溫度控制的房間,應該采用隔溫性好的墻體材質,從而減少戶內熱能的損失。裝修時宜在室內墻面實施內保溫施工措施,保溫材料可采用礦(巖)棉氈,3 cm 厚木筋,間距取 60 cm,面板可以采用紙面石膏板,厚度為 9.5 cm 或 12 cm;或采用水泥纖維加壓板,厚度為 0.6 cm。
在鋪設木地板時,可在板下擱柵間放置保溫材料,如礦(巖)棉板阻燃型泡沫塑料等。另外一種地面節(jié)能設計是通過在地板下面鋪設地暖管的采暖裝修法,地板采暖的原理是通過低溫熱水在地板下的循環(huán),將熱量均勻傳給地板,再由地板向地面輻射,輻射傳播比對流傳播效率高,可有效節(jié)能 30%~50% 。
吊頂的設計對室內通風效能有一定影響,能夠合理地引導自然風入內,可以起到通風散熱的效果。另外,吊頂后的凈空高度也直接對室內節(jié)能效果產生影響,所以吊頂的高度設計應結合實際空間感受和節(jié)能需要來制定。頂層住宅吊頂布置時,建議在吊頂紙面石膏板上鋪設保溫材料,可提高保溫隔熱性。
2.4 內部光環(huán)境節(jié)能設計
室內采光優(yōu)先選擇自然光,把自然光作為一個重要元素進行設計,在空間布置劃分或改造過程中,應盡量引進自然光源進入室內,盡量避免使用額外人工光源來滿足照明需要,巧妙利用光和影的關系為使用者提供精彩的空間體驗。在設計人工照明方面,要有節(jié)約化、節(jié)能化的設計理念。以高品質節(jié)能燈代替白熾燈,不僅減少耗電還能提高照明效果。倡導簡約的燈光設計,減少不必要的或者使用頻率過低的燈光布置,如減少燈帶、射燈等用量。要充分認識和運用室內照明設計的一些特點,要根據空間的使用功能和使用情境來確定照明燈具的安裝方式和照明度,多采用低照度的環(huán)境照明與重點照明相結合的光源布置方式。比如在保持同樣照度的條件下,單只高瓦數的日光燈管較多只低瓦數的燈管更為省電,因此在居室的照明設計中應盡可能采取綜合重點式的照明,盡量減少采用滿天星式的布燈方式。
2.5 家具及軟裝飾布置
從節(jié)能化的要求來看,首要考慮的是室內自然通風的需要,應保持南北面房間空氣流通順暢,接近窗的布置物不能高于窗臺高度,家具布置盡量有利于穿堂風,適于夏季散熱,保持室內空氣清新。家具宜距墻 5~8 cm 擺放,保證墻體的“呼吸”功能??紤]冬季保暖需求,在住宅入口可適當設置移動式隔斷或者使用鞋柜等。此外,隨環(huán)境氣候的變化,室內布置與陳設可以相應調整。這種調整可以通過家具的重新組合、覆面布料的更換來實現。另外,建議盡量采用訂制家具,減少現場施工。
參考文獻:
[1] 李勝才,劉建榮. 建筑節(jié)能與室內裝飾 [J]. 建筑學報,2001,11:25.
[2] 張仲軍,尹濤.住宅室內設計中的節(jié)能研究[J].安陽工學院學報,2009,2:96.
關鍵詞:建筑裝飾;工程設計;節(jié)能
隨著我過房地產業(yè)的迅速發(fā)展,建筑能耗已占社會總能耗比例越來越大。國家標準、行業(yè)標準的頒布和實施,對新建居住及公共建筑的能耗有了新要求,這就要求包括建筑裝飾裝修在內的建筑裝修設計必須充分考慮到節(jié)能問題,并且通過各種有效的途徑和措施達到這一目的。
一、節(jié)能裝飾
建筑節(jié)能,指在建筑材料生產、房屋建筑和構筑物施工及使用過程中,滿足同等需要或達到相同目的的條件下,盡可能降低能耗。
節(jié)能裝飾,指在建筑物的規(guī)劃、設計、新建(改建、擴建)、改造和使用過程中,執(zhí)行節(jié)能標準,采用節(jié)能型的技術、工藝、設備、材料和產品,提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調制冷制熱系統效率,加強建筑物用能系統的運行管理,利用可再生能源,在保證室內熱環(huán)境質量的前提下,減少供熱、空調制冷制熱、照明、熱水供應的能耗,可以極大增強節(jié)能效果。
二、節(jié)能裝飾主要方式
當前,在我國建筑裝飾領域,節(jié)能方法和途徑主要有如下幾方面:
(1)制定相關的建材法規(guī),從立法層面來促進環(huán)保建材和環(huán)保設備的研制和使用,為建筑節(jié)能提供良好法律環(huán)境。
(2)通過對維護結構進行改造,以及先進技術和設備的研發(fā),促進建筑室內環(huán)境控制體系的成套節(jié)能。
(3)研制低能耗的高強度輕質材料以及塑料建材。
三、建筑外裝飾節(jié)能設計
建筑的外裝飾包括建筑大樓主體外立面,主要水電和建筑物附近的綠化包括道路等。通常在裝飾設計中,由于專業(yè)細分,建筑外裝飾節(jié)能設計,主要側重于外立面的裝飾設計,重點是保溫材料的合理選用。
保溫效能是檢驗建筑外墻保溫施工的重要指標,因此為了符合建筑所在地的要求,我們在架設維護結構前,必須充分了解所選用材料的具體保溫熱工效能,并根據保溫標準來確定保溫層的厚度。同時,為了防止墻體局部的熱橋現象,我們必須采用恰當的施工構造方法。
保溫有兩種方式,一種是直接使用加氣混凝土墻體等單一構造的磚砌墻體;第二種是墻體與外圍保溫材料相結合的方式。為了不增加墻體的重量,我們一般選用一些輕盈的新型材料,如泡沫聚苯乙烯以及巖棉等。對于第二種方式來說,按照輕質保溫材料與墻體的相對位置的差異,可分為三種類型:室內保溫、室外保溫以及墻中保溫。
(一)外墻涂漆及外墻貼面磚節(jié)能設計
在過去的施工和材料工藝中,外墻漆料一般只有裝飾的效用,或者可以提升墻體的防水效能,但在保溫節(jié)能方面卻沒有作用。在現今的環(huán)保理念的倡導下,外墻漆料的選用需要滿足以下要求:如果建筑外墻體進行了圍護層保溫處理,那么外墻漆料可以不具保溫功能;如果外墻體沒有進行保溫處理,那么外墻漆料必須具有保溫功能,或者可以使用具有防紫外線且導熱值低的外墻貼面磚。
(二)金屬幕墻和石材幕墻節(jié)能設計
在隔熱、節(jié)能方面,金屬幕墻和石材幕墻的設置需要分兩種情況進行分析:第一種情況是墻體已經進行了維護結構的保溫措施,幕墻的外掛僅是處于裝飾效果的考慮;第二種情況是建筑外墻體沒有保溫功能,那么我們在掛設金屬幕墻或石材幕墻時,就需要進行保溫處理,一般的做法是在幕墻和墻體之間填充保溫棉等材料。
四、建筑內裝飾節(jié)能設計
廣義的建筑內部的設計指裝修完畢之后,利用那些易更換、易變動位置的飾物與家具,如窗簾、沙發(fā)套、靠墊、工藝臺布及裝飾工藝品、裝飾鐵藝等,對室內的二度陳設與布置,展示設計是門綜合藝術設計,它的主體為商品比如商品的堆放,排列次序。本文主要探討門窗、室內墻面、地面及吊頂等節(jié)能裝修的設計。
(一)門窗工程節(jié)能設計
在建筑物的維護體系中,窗體是建筑熱量散失最大的部件,其散熱方式及途徑如下:第一,窗體框架間隙的熱量傳導;第二,窗體玻璃熱量傳導。基于以上分析和總結,我們在進行窗戶安裝工程時,盡可能選用樹脂塑料、APVC塑料、PVC鈣塑等導熱效能較低的窗框材料,還要采用有效的措施防止熱橋效應的產生。
(二)室內墻面節(jié)能設計
室內墻面的工藝處理是建筑節(jié)能其中一個重要的環(huán)節(jié)。出于對戶內使用功能的考慮,內墻面不宜存在明顯的凹凸,在兼顧戶內材料耐火等級的前提下,我們應該采用隔溫性好的材質,從而減少戶內熱能的損失。在需要進行隔斷處理的房間,為了防止熱量從一個房間傳導至另外一個不需進行溫度控制的房間,那么我們就需要在隔斷材料內填充隔溫材質,從而最大程度的防止熱能的室內傳遞。
(三)地面工程節(jié)能設計
與室內墻面一樣,出于對室內地面使用功能的考慮,不宜有過多的凹凸,因此不會對戶內的通風產生過多影響,但是戶內地面會通過與人體腳板的接觸而傳導熱能。由于戶內地面的熱工舒適性因地面外層材料的吸熱系數有密切關系,所以就算室內用不同材料鋪設的地面的溫度完全相同,但人站在上面也會有不同的感覺。因此,地面工程也是室內裝飾要考慮的重要環(huán)節(jié)。
(四)吊頂工程節(jié)能設計
在建筑戶內4面墻體、地面以及吊頂等6個面體中,只有天花棚架可以采用凹凸的設計形式。建筑天花棚架的設計對建筑室內的通風效能有直接影響,有效合理地引導自然風入內,這樣就可以起到通風散熱的效果,這對炎熱地區(qū)的室內節(jié)能有重要的意義。另外,進行吊頂處理后的凈空高度也直接對室內節(jié)能效果產生影響,所以我們在進行室內裝修時,吊頂的高度也是需要考慮的重要要素。
五、結語
如何通過建筑室內裝修,使建筑本體達到既美觀舒適又環(huán)保節(jié)能的目的,這需要建筑設計師和裝修設計師的共同努力和不斷研究。隨著時代的發(fā)展,建筑師和室內設計師的專業(yè)范圍和知識都需要得到更大的拓展,希望建筑和裝修的節(jié)能方法、措施隨著科學技術等的不斷進步,會有更多的改良、創(chuàng)新,也希望有更多施工工藝和新材料能發(fā)掘和利用在節(jié)約能耗上來。
參考文獻:
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關鍵詞:民用建筑;內裝飾;外裝飾;節(jié)能角度;裝修設計;途徑
1.前 言
我國是一個能源資源短缺的發(fā)展中國家,民用建筑能耗占社會總能耗的30%左右,隨著社會的經濟發(fā)展和人民生活質量、居住環(huán)境的提高,這個比例每年在以5%的速度增加。建筑節(jié)能成為全社會節(jié)約能源的重要組成部分。
我國《民用建筑節(jié)能設計標準(采暖居住建筑部分()JGJ26-95)》、《公共建筑節(jié)能設計標準(GB50189-2005)》《、夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準(JGJ 134-2001)》等一系列標準、政策、管理規(guī)定、技術規(guī)程明確要求新建居住及公共建筑的能耗節(jié)約50%,其中30%靠提高建筑圍護結構的保溫性能來達到,另外20%靠提高采暖鍋爐和室外供熱管網的效率來達到,這就要求包括建筑裝飾裝修在內的建筑裝修設計必須充分考慮到節(jié)能問題,并且通過各種有效的途徑和措施達到這一目的。
2.民用建筑裝飾裝修設計節(jié)能的主要途徑
我國目前實施民用建筑節(jié)能的主要途徑中,與建筑裝飾裝修相關的有如下幾個方面:
⑴積極發(fā)展能滿足建筑所需要的材料和設備的生產。
⑵大力發(fā)展生產和運輸能耗低的輕質、高強材料及建筑裝飾用塑料制品。
⑶努力改進生產技術,提高管理水平,大幅度降低材料和設備生產的單位能耗。
⑷改進建筑裝飾設計和施工技術、方法,制訂推動節(jié)能的建筑法規(guī),建立健全促進節(jié)能材料、設備生產和應用的法規(guī)體系,為建筑及建筑裝飾節(jié)能工作的推進提供良好的法律環(huán)境。
⑸加大投入,加強建材設備的生產、施工技術及產品應用技術的研究開發(fā)。其發(fā)展的重點應針對外墻裝飾(幕墻)和室內裝飾的特點,研究新型低能耗的圍護結構(包括墻體、地面、頂棚、門窗)體系成套節(jié)能技術及產品。
⑹室內環(huán)境控制成套節(jié)能技術的研究和設備開發(fā),特別是圍護結構的改造。為滿足人們日益增長的物質和文化需求,符合的室內外裝飾裝修設計與建筑設計已密切結合,不可分割,并作為建筑設計的進一步深化、補充和完善,因此節(jié)能在裝飾裝修設計中也應予以充分考慮。
3.建筑內裝飾的節(jié)能設計
3.1門窗工程
窗是建筑圍護結構中散熱量最大的構件,其傳熱的途徑主要包括兩個方面:①窗戶(包括窗框和玻璃)的傳熱耗熱量;②窗戶縫隙的冷(熱)量消耗。因此,①要選用傳熱系數較小的框料(如PVC鈣塑門窗、APVC塑料門窗、其它樹脂塑料門窗等)并采取阻斷熱橋等措施,減小窗戶的傳熱系數,增強保溫性能。②應采取改善窗戶制作安裝精度(如選用節(jié)能型五金配件,控制安裝偏差等)、單層玻璃改用雙層或中空玻璃、加密封條等方法,減少空氣滲透,降低耗能等。
3.2墻面(輕質隔斷)
墻面受室內功能制約,不能存在明顯的凹凸,考慮墻面造型時,在充分滿足室內防火等級的條件下,應選用保溫性能較好的材料,以防止室內熱量的散失。在采用輕質隔斷的部分,特別是在要求控制熱量傳導的房間(例如辦公室與普通倉庫之間),防止熱量從一間傳導到另一間不需要控溫的房間時,輕質隔斷內應加入保溫材料,最大限度地減小熱量的傳導,例如在輕鋼龍骨紙面石膏板隔墻中加入保溫材料或在需保溫的房間墻面進行保溫(圖1)。
圖1輕鋼龍骨紙面石膏板隔墻內加保溫材料詳圖
注:(a)為隔墻中加入保溫層(b)為裝飾面層加入保溫層
3.3地面工程
地面與墻面一樣受功能制約,不能存在明顯的凹凸,不致對室內通風造成什么影響,但地面與人腳直接接觸傳熱。在室內各種不同材料的地面,即使其溫度完全相同,但人體站在上面的感覺也會不一樣,這是因為地面的熱舒適性取決于地面的面層吸熱指數。根據吸熱指數值,我國將地面劃分為3類(表1)。木地面、塑料地面、地毯地面及架空地面等屬于Ⅰ類,水泥沙漿為黏結的地磚地面等屬于Ⅱ類,水磨石地面則屬于Ⅲ類。
表1地面熱工性能分類
高級居住建筑、托兒所、幼兒園、醫(yī)療建筑等宜采用Ⅰ類地面;一般居住建筑和公共建筑(包括中小學教室)宜采用吸熱指數不低于Ⅱ類的地面;至于僅供人們短時間逗留的房間以及室溫高于23℃的采暖房間,則允許采用Ⅲ類地面。
3.4吊頂工程
在室內六個面體中只有頂棚設計可以采用凹凸的形式,一方面頂棚的設計直接影響到建筑的通風問題。建筑內部良好的通風通過空氣的更新及氣流的作用對人體產生直接影響,并通過對室內氣溫、濕度及內表面溫度的影響而間接對人體產生作用。合理組織自然的通風,引風入室爭取“穿堂風”,也就是利用舒適通風與降溫通風,是炎熱地區(qū)對自然通風的主要要求。另一方面吊頂后空間高度也直接影響到節(jié)能的問題。第三方面,吊頂分為死頂和活頂兩種。其中死頂空間加排氣裝置,能最有效達到節(jié)能目的?;铐數臒崃可⑹茈y控制,那么在建筑的本體圍護(或建筑外裝修)保溫措施就更加需要考慮周到。
4.建筑外裝飾的節(jié)能設計
建筑的保溫層設置方式取決于圍護結構,圍護結構一般都需要滿足承重和保溫兩方面的要求。一種是單一構造的磚砌體,如加氣混凝土墻體或屋面等;另一種是在承重墻體的基礎上增加專門的圍護材料來達到建筑物的保溫效果,這些保溫材料一般是一些輕質材料,以免增加建筑結構的承重負擔,例如珍珠巖棉、泡沫聚苯乙烯等材料。這種保溫的形式按保溫材料所處的部位不同分為3種類型,分別為外保溫、中間保溫和內保溫(圖2)。
圖2 保溫層設置方式
其中中間保溫方式必須在建筑設計時就應考慮執(zhí)行,而外保溫和內保溫單面圍護則可以在建筑本體完成后進行或者在爾后的室內外裝修時再進行。
在建筑外墻外保溫基層上增設0.1~0.15m厚的保溫層,將房頂和地下都“裹”上。保溫性能是外墻保溫質量的一個關鍵性指標。為此,應按所用材料的實際熱工性能,經過熱工計算得出足夠的厚度,以滿足節(jié)能設計標準對當地建筑的要求。與此同時,還應采取適當的建筑構造措施,避免某些局部產生熱橋問題。一般來說,永久性的機械錨固、臨時性的固定以至于穿墻管道,或者外墻上的附著物的固定,往往會造成局部熱橋。在設計和施工中,應力求使此種熱橋對外墻的保溫性能不會產生明顯的影響,也不致爾后產生影響墻面外觀的痕跡(如銹斑)。下面以墻體裝飾材料的不同來談談裝飾裝修的外墻節(jié)能問題。
4.1外墻涂料(漆)
傳統的外墻涂料(漆)只起到裝飾效果,可增強防水功能,基本無節(jié)能作用?,F如今,在進行裝飾設計中,外墻涂料(漆)的選用,應遵循建筑節(jié)能的原則,即:如若原建筑外墻采取了外墻外保溫措施,則可選用不具保溫節(jié)能功效的外墻涂料(漆);否則,必須考慮選用具有保溫或節(jié)能作用的外墻涂料(漆),或選用隔熱或導熱比值低、防紫外線方面的涂料(漆)。
4.2外墻貼面磚
在建筑外墻基礎上另外增加一層圍護結構,使建筑本體導熱比值更低,無意中達到了節(jié)能的效果。
4.3金屬幕墻和石材幕墻
這要從兩種情況分析涉及到的節(jié)能問題:一種情況是原建筑本體已設計了外墻保溫措施,在進行外裝飾設計時只需單純考慮裝飾的效果;另外一種情況是原建筑并無外保溫墻體,這就要求在外裝飾設計中,幕墻和建筑外墻體間增加保溫棉等外保溫材料,但作好圍護保溫的同時還要注意處理好連接件的保溫,以此避免熱橋的產生。
4.4玻璃幕墻采用大面積玻璃幕墻(門窗)是現代建筑的一種潮流,它所具有的豪華、挺拔、超群的外觀以及不同玻璃色彩所呈現出色彩繽紛的藝術效果,是其它外墻、門窗材料無法比擬的。但是建筑門窗和建筑幕墻作為建筑圍護結構的組成部分,是建筑物熱交換、熱傳導最活躍、最敏感的部位,是墻體熱損失的5~6倍。門窗和幕墻約占建筑節(jié)能的40%左右,具有極其重要的地位。目前采用的幾種節(jié)能玻璃材料主要有鍍膜玻璃、中空玻璃和帶薄膜型熱反射材料玻璃。值得一提的是建筑門窗和建筑幕墻要改變保溫隔熱單一節(jié)能的技術觀念,更應該把節(jié)能和合理利用太陽能、地下熱(水)能、風能結合起來,開發(fā)節(jié)能和用能(利用太陽能、冷能、風能、地熱能)相結合的門窗及幕墻產品。
關鍵詞:室內施工質量控制;建筑設計;節(jié)能環(huán)保;實踐探索;具體措施
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A 文章編號:
在現階段城市民眾的節(jié)能環(huán)保意識逐漸增強以及其對居住環(huán)境提出更高要求的態(tài)勢背景下,綠色裝修、節(jié)能建筑、生態(tài)城市的概念也隨之深入人心,從而也使得一系列蘊含節(jié)能環(huán)保、健康低碳、靈活多元的新型居住建筑系統迅速崛起、并形成一股標榜時尚的潮流。隨著當下節(jié)能建筑發(fā)展概念模式也逐漸付諸實踐,室內裝修施工作業(yè)的綠色低碳、穩(wěn)定舒適、質量牢靠的建筑理念也適時地銜接了城市民眾生活模式的快速轉變,針對性地緩解了城市居住系統集中出現的室內裝修污染后果嚴重、節(jié)能建筑設計空間匱乏、重工業(yè)材料肆意堆砌構筑等顯著問題所帶來的集中釋放的壓力。
發(fā)散城市人居建筑再造改善的藝術思維,結合城市系統發(fā)展的實際狀況,切實有效地將綠色節(jié)能、低碳環(huán)保的設計理念付諸于城市建筑室內裝修的設計施工實踐作業(yè)中,不僅是契合生態(tài)節(jié)能城市構筑的核心價值理念的最直接的實現方式,也是推動城市建筑人居系統生態(tài)、科學、集約發(fā)展的重要助力。
建筑節(jié)能的內涵屬性與價值要求
室內裝修施工設計作業(yè)的節(jié)能低碳化模式是一種基于生態(tài)環(huán)保理念而衍生出的城市人居環(huán)境系統構建形式的理念,其倡導從室內裝修材料選擇、物質載體創(chuàng)設模式、居住環(huán)境配套設施架設等一系列組件環(huán)節(jié)上融入生態(tài)環(huán)保、綠色節(jié)能的理念。而在具體實際的室內裝修施工建造的系列進程中,其秉承堅持的核心理念就是合理有效地降低對傳統材料能源的依賴度和消耗量,通過減少其有害化學氣體的排放量,最大限度地減少降低由于傳統能源的使用所附帶產生的有害化學氣體的排放、污染,從而達到保護環(huán)境、節(jié)約能源的目的,從而構筑營造低能耗、低碳量的環(huán)保節(jié)能型的人居建筑系統。
首先,節(jié)能建筑的理念始于整體設計。在室內裝修施工設計初期,我們就需要秉持可持續(xù)發(fā)展觀和遵循非擴張性開發(fā)的原則,從室內裝修施工作業(yè)的設計規(guī)劃伊始就堅持貫穿綠色環(huán)保、清潔節(jié)能的整體性的設計策略,側重加強清潔節(jié)能的新能源、新技術設備的實踐應用,穩(wěn)步提高土地資源的使用效率,最大限度地減少室內裝修工程開發(fā)建設所帶來的對既存生態(tài)環(huán)境的沖擊與破壞,從而為節(jié)能建筑的穩(wěn)定協調實施運營打下生態(tài)環(huán)保的架構基礎。
其次,環(huán)境分析與設計施工的契合統一。節(jié)能建筑的室內裝修設計主要涉及室內環(huán)境設計施工,其中室內環(huán)境的細節(jié)分析則主要涉及室內的聲環(huán)境、光環(huán)境、空氣質量等因素要件,要求在施工建造中最大限度地維護既存生態(tài)系統原始自然的狀態(tài)。同時也要附帶對室外環(huán)境涉及的公共用地設計、配套設施集約化設計等進行兼顧改善。
第三,可再生清潔能源的深層次應用。基于室內裝修施工作業(yè)所需要的大量消耗性能源以及品類眾多的建筑材料,筆者認為可以另辟蹊徑,充分挖掘可再生的非化石清潔能源的經濟效用和生態(tài)環(huán)保價值,借助當下全新集約的科技技術的整合改進,深層開發(fā)諸如太陽能、風能、地熱能以及基于生物能源提煉而成的輕質建筑裝飾材料等等一系列可再生的清潔能源作為節(jié)能建筑室內裝修作業(yè)實體的主要原材料,這樣不僅節(jié)省投資成本、減低環(huán)境污染,也增添了別樣的室內環(huán)境構筑之趣。
二、節(jié)能建筑的可行性探索以及具體化實施
2.1 綠色新型材料的進一步應用
裝修材料以及設備管材向來是節(jié)能建筑室內裝修施工作業(yè)中的“耗能大戶”和“排污主力”。由于傳統能源材料在建筑實體室內裝修環(huán)節(jié)上的大規(guī)模應用,其產生的諸如氡氣,甲醛等大量具有揮發(fā)性、傳遞性的有害氣體,不僅加速了建筑實體的老化程度,而且也極大地污染了城市環(huán)境。
在節(jié)能建筑室內裝修工程構筑推進的背景下,則可以合理切實地選擇使用可再生、可循環(huán)利用的裝修材料,譬如在小型室內亭臺樓榭、欄柱籬落等主要建筑實體的裝修上可以選取基于生物能源提煉而成的輕質干掛式外墻掛板,這種建材的加工制作過程無需煅燒,污染很小,而且可以循環(huán)利用;而在置于內部的窗欞、桌椅、床榻的裝修材料的選用上,可以將一些簡便有效、能耗較少的清潔型材料投入使用,諸如在歐美日韓比較流行的生態(tài)型液體染料等,此類材料不僅具有生態(tài)環(huán)保的基本屬性,而且可以通過釋放氧氣調節(jié)改善區(qū)域小環(huán)境。
2.2 建筑形式與區(qū)域氣候的契合統一
合理適宜的室內裝修節(jié)能模式不僅可以有效節(jié)約能源,減少有害氣體的排放量,而且可以通過區(qū)域氣候的濕度和降水等因素營造循環(huán)再生的環(huán)境系統。光和熱是氣候的兩大基本要素,而窗戶的采光效用則是對以上兩個基本要素的直接反映。實際的建筑施工中,在滿足標準的采光的前提下,適宜采用較小的窗墻和櫥架,并適配隔熱玻璃、鋁制窗框等材料設備,從而有效地降低能耗和廢氣釋放量。
另一方面,選擇合理適度的遮陽散熱方式,不僅可以改善建筑表體對外部氣候資源的利用,從而為建筑實體的內部空間提供良性暢通的氣候回流循環(huán)環(huán)境。遮陽散熱的具體應用模式相對較多,也比較開放化,比如可以利用建筑體的陽臺、外廊等形體的凹凸變化形成的遮陽狀態(tài)進行細化改造;利用植物、建筑物之間相互遮擋、透光的散熱遮陽立體面進一步設計安置人工型遮陽構件等等。
2.3 能源材料的集約化應用
首先,實現建筑表體與室內設計的統一協調,這樣可以減少建筑構建系統的組件要素,從而減少贅余無用的原材料,最終降低建筑物的使用能耗;其次,充分利用新型材料的科技屬性,合理有效地將材料性能與建造施工無縫銜接起來。比如輕量型、可再生的鈦鋁合金結構構件,此類建材不僅便于拼裝搭建,減少施工環(huán)節(jié)與施工周期,節(jié)約施工成本,而且由于其高利用度,也可以最大限度地減少施工建設過程中的材料浪費,從而進一步降低廢棄材料形成的環(huán)境污染。
2.4 底部空間的低碳化布局
底部空間作為室內空間的有機組成部分,如果充分挖掘其潛在的效用,不僅可以起到進一步點綴裝飾的感官作用,同時也會有效節(jié)約室內裝修施工作業(yè)的整體能源消耗和預算成本。
在具體實際的室內裝修設計施工之中,注重建筑室內底部空間的多層次、多元化設計利用,控制室內主要空間面積的鋪展,從而為底部空間騰出更為寬泛獨立的空間?;诘撞靠臻g自身的銜接過渡性,我們可以通過層次疊加的設計方式進一步使得室內空間與空間、建筑與建筑之間的關系更為協調,同時將一些環(huán)保低碳、節(jié)能清潔的物質元素諸如太湖石、水藻群、盆景花樹引入這個過渡空間,從而最終實現建筑室內底部空間的低碳節(jié)能裝修操作與城市建筑環(huán)境系統的環(huán)保生態(tài)化的相相互融合。
三、結語
節(jié)能建筑的營造模式是一項細致復雜的實施工程,一方面不僅需要從構建理念上進行低碳、節(jié)能的初期設計,而且也需要在具體的工程實施之中去堅持貫徹,而不是構筑一座空中花園;另一方面,在具體應用尖端科技技術設備上,必須秉承經濟、契合的原則,真正去將低碳節(jié)能的理念融入建筑構筑上,營造實用集約的生態(tài)建筑環(huán)境,從而最終實現社會經濟效益與節(jié)能建筑設計理念的協調統一。
參考文獻:
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本文設計了一款辦公室燈光自動控制器,實現辦公室燈光的實時控制,自動判斷是否開燈,最大程度的節(jié)電,避免人工控制中因管理不到位而造成電能的浪費。系統能自動感知人體以及外界照明情況的變化,由熱釋電紅外傳感器和光敏晶體管探測,信號傳輸到單片機,以控制和調節(jié)燈光。
1.控制系統結構
如圖1所示,系統包括控制器主控芯片、電源模塊、手動調節(jié)、燈光驅動電路、熱釋電紅外傳感器、數碼管顯示和光敏原件等模塊。
熱釋電紅外傳感器感知辦公室內是否有人類活動,然后針對這兩種情況進行不同的燈光控制。在特殊情況下的用電要求的時候,光傳感器連接主控單片機,對室內光線強度進行監(jiān)控,手動控制燈光,可使燈保持一直開啟或是一直關閉的狀態(tài)。
數碼管模塊顯示室內光線強度,并按照設定的時間進行無人倒計時。燈光驅動模塊:光電耦合器實現光電之間的相互轉化。220V交流電由電源模塊輸出后,又經過變壓器、全橋整流、穩(wěn)壓、7805穩(wěn)壓,得到5V直流電。這個電流就是為單片機、傳感器以及其他元器件提供電能的。
2.單元模塊電路設計
2.1 電源電路設計
輸入為220V交流電,輸出為穩(wěn)定的5V直流電??梢钥闯?,這個電路的設計十分方便,并且能夠輸出穩(wěn)定的電壓,最大輸出電流為1A,電路能帶動一定的負載,具有實用性。具體電路如圖2所示。
變壓器的輸入端連接到電源插頭,變壓器后接到橋式整流電路。由于整流后電壓波動較大,所以連接一個330μF/25V的電解電容。三端穩(wěn)壓器LM7805輸出5V的電壓,其最大輸出電流為1A,內部有限流式短路保護。為了濾波和阻尼,三端穩(wěn)壓器后連接一個10μF的電容。在最后,C2兩端接了一個輸出電源的插針,這使得它可以與用電端口連接。
2.2 數碼管顯示電路設計
當某一字段的陰極置高時,該字段不發(fā)光。把發(fā)光二極管的陰極全部連在一起,形成共陰極數碼管。把公共極COM連接到地線GND,如果把某個發(fā)光二極管的陽極置高,對應的字段就被點亮;如果置低,該字段就不亮。數碼管顯示電路如圖3所示。
2.3 感光電路設計
光敏器件采集環(huán)境光照信息,經過A/D轉換后直接發(fā)送給主控單片機。感光電路如圖4所示。
2.4 人體感應電路設計
人的體表溫度通常為37℃左右,發(fā)出的紅外線波長為10μm左右。人體發(fā)射的紅外線通過菲泥爾濾光片增強后聚集到紅外感應源上。本系統采用CS9803GP熱釋電紅外控制電路。電路通過連接了熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件,可以起到開關的作用。
2.5 復位電路設計
本系統采用上電按鈕復位方式,按下復位按鈕前,第9管腳接地,輸入低電平,按下復位按鈕后,第9引腳點位提升到+5V,輸入高電平,復位生效,單片機執(zhí)行復位命令。復位電路的具體電路如圖5所示。
2.6 時鐘電路設計
由于在室內使用,所以該系統還受時間的控制,因此需要加入硬件時鐘電路來確保系統的智能化運行。采用具有充電功能的時鐘芯片DS1302作為RAM寄存器臨時性存放數據,在停電時為時鐘電路提供電源。
單片機和DS1302的連接電路如圖6所示。在這里VCC2外接3.6V可充電的鋰電池,作為DS1302的備用電源。VCC1外接+5V穩(wěn)定電壓,這是DS1302的主要電能來源。DS1302由VCC1和VCC2兩者中較大者供電。系統正常運行時,VCC1是大于VCC2的,此時由VCC1給DS1302供電;主電源意外關閉的情況時,VCC2向DS1302供電,這是為了確保時鐘的持續(xù)運行。X1和X2作為振蕩源,外接32.768kHz的晶振。RST是復位片選線,如果把RST輸入驅動置高,就會啟動所數據傳送。RST與單片機的復位信號相連。時鐘輸入端SCLK接單片機的P1.5引腳,實現時鐘控制。
由于51單片機內部沒有晶振源,所以需要外加晶振為單片機供應時鐘信號。晶振兩端接上負載電容構成三點式電容振蕩是為了幫助晶振起振,C1,C2兩個負載電容為30pF。當晶振提供的時鐘信號穩(wěn)定后,單片機就可以隨著晶振的頻率一步一步地從ROM中讀取指令來執(zhí)行程序。時鐘電路如圖7所示。
2.7 燈光驅動電路設計
光電耦合器由發(fā)光源和受光器構成燈光驅動電路如圖8所示。
3.系統控制模塊的軟件設計
系統軟件采用自上至下的設計,首先設計好主程序,然后將各部分展開形成子程序,最后對各個小模塊分別進行設計和編程。
如圖9所示,程序在運行之初,先進行系統初始化;然后光強度采集子程序讀取數據,顯示當前光線強度,判斷是否到達極值,若高于極值則直接關燈,若低于極值則轉入人體存在子程序進行判斷,若有人則再次循環(huán),若無人則開始倒計時;倒計時期間依然運行人體存在子程序判斷,若有人則重新開始倒計時,若無人則一直倒計時到零,關燈,運行結束。
光敏電阻采集的光照度的模擬信號經A/D轉換器將變換成數字位流以進行處理、傳輸等,并根據是否有人執(zhí)行動作。單片機把實時監(jiān)控檢測采集的兩路數據分別與設定值進行比較,然后根據結果判斷是否有人啟動相關開關。光照檢測程序的流程圖如圖10所示。
結論
本系統以環(huán)境的光照強度、人體是否存在等外界環(huán)境為參數輸入控制器,設計了室內燈光控制系統。實驗證明,該系統大大降低了辦公室燈所需電能,添加的時間控制參數,使辦公室燈光的控制更加科學合理。系統采用AT89C52作為單片機主控單元,經過有關電路的驅動,實現了系統對照明設施的控制。感光元件選擇光敏電阻,通過A/D轉換,完成了系統對信息的采集。以CS9803GP作為熱釋電紅外控制電路,增加了少量外接元器件共同形成了熱釋電紅外開關,完成了對人體感應信息的采集。以MOC3023為光電耦合器,完成系統對燈光的驅動。整個系統通過數碼管不停閃爍把工作狀態(tài)顯示出來,完成了系統對室內燈光的自動開與關的操作。本系統便于功能擴展,可移植性較好,有一定的市場廣泛應用前景。
參考文獻
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