建筑电气节能设计研究

发表时间:2021/5/6   来源:《建筑实践》2021年40卷第3期   作者:戴剑波
[导读] 中国的人口基数决定了每天的巨大能源需求。在我国目前的能源供应体系中,
        戴剑波
        宁波市城建设计研究院有限公司  浙江  宁波  315012
        【摘要】中国的人口基数决定了每天的巨大能源需求。在我国目前的能源供应体系中,传统化石能源占了相当大的比重,使得我国的环保、油气自给率等能源相关问题日益严重。目前,普通民众尚未树立起正确、科学的环保节能意识,能源利用率低和浪费现象时有发生,建筑业也不例外。因此,相关部门应积极探索和总结节能设计的具体方案和措施,有效地降低能耗,促进我国建筑业有序、稳定地发展。
关键词: 建筑电气;节能设计;节能设计

0.引言
近几年来,随着社会经济的不断发展,各行业对能源的需求不断增加,同时造成环境污染、全球气候变暖等问题。要改变这一点,我们必须节能。据相关部门调查,城市建筑耗电量大,所以需要进行电气节能设计,有效降低能耗,有利于建筑业的健康发展。

1.建筑电气节能设计的必要性分析
(1)目前,我国经济实力不断增强,推动着建筑业的快速发展,但在实际发展中仍存在
诸多弊端与不足,其中之一就是建筑能耗也持续上升。目前,能源利用率低、能源浪费等建筑能耗问题比较突出,已经成为建筑设计的必须重视和解决的一个方面,也是建筑电气设计的一项非常重要内容。如能科学地把节能技术运用到建筑电气设计中,不仅能有效地提高能源利用效率和降低能耗,减少浪费,还能节约开支,减少对环境的污染。所以,科学地把节能技术贯彻于建筑电气设计中,是解决当前能源相关问题的重要措施,对建筑业的未来发展具有积极意义。
(2)在建筑用电中进行节能设计,在不影响建筑的基本功能的前提下,通过优选高效节能设备、以及科学有效地控制用电设备,实现节能。另外,在进行节能设计时,应充分考虑了一次投资成本、后期运行费用、管理维护等各项因素,达到综合效益提升的节能目标。

2.建筑电气系统节能设计基本原则
在进行节能设计时,必须符合国家安全标准,不能为了能够节能或使用节约建筑材料而引起工程质量问题。所用的所有设备和电器必须是高质量的,并且必须符合整个建筑电气系统的安全和稳定性。其次建设过程中,应尽量选用寿命长、运行稳定、能耗低的电器设备。

3.建筑电气节能的现状
3.1建筑电气节能技术有待改进
伴随着经济技术的发展,各种节能新产品及技术层出不穷,如何把这些节能新技术合理运用到建筑电气的节能设计中,是达到建筑电气节能的重要方面,因此必须重视建筑电气节能技术,加大技术开发力度和应用。

3.2缺乏必要的建筑节能管理
要实现建筑节能的目标,除了依靠技术,还要对建筑节能进行有效的管理。但目前建筑节能工作还不够成熟,在管理方面还存在许多不足,缺乏良好的管理理念和机制。良好的管理机制,是充分利用节能技术,降低建筑能耗,达到建筑节能目标的必要条件。

3.3未适当应用电器节能设备
电气节能工程要求使用各类节能电器设备。若使用不当,会对节能工程造成重大影响。所以,合理使用节能电器设备也非常重要。但在实际工程中,因设计人员不了解不重视、或者建设单位仅关注一次投资而忽视长期效益等各种原因,未采用高效节能设备,这都不利于建筑电气节能的开展。

4.加强建筑电气节能的有效措施
4.1照明系统节能设计
一方面应合理利用自然采光,进行设计时可以考虑将自然光作为白天照明,并应根据采光门窗合理布置室内灯具。设计应采用直接照明方式,并采用符合相关能效标准的节能评价值的高效节能的灯具和光源,包括高效金属卤化物灯、细管径三基色荧光灯、LED等,使各场所的照明功率密度符合现行国家标准。另一方面采用合理的照明控制方式,通过开关控制、调光控制、定时控制、区域控制等综合手段降低能耗。

开关控制就是实现“人来灯亮,人走灯灭”,办公室等房间宜采用就地跷板开关手动控制,楼梯间、走廊等公共场所宜采用感应控制或集中定时控制,并能在紧急情况下启动疏散照明系统。调光控制是根据不同场景需要,通过调节灯的亮度来控制电能消耗,分区控制体现在上述各种控制方法中,主要应用于大空间场所(如办公室、走道、汽车库等),此类场所灯具数量较多,应分区域或分路控制,以应对不同的时段。如汽车库的车道照明,至少应不少于2个控制回路;体育场馆的照明控制回路,应满足清扫、训练、比赛等不同照度的需求。

4.2空调系统的节能设计
现代建筑中,空调是必不可少的。空调运行能耗有时会占到建筑总能一半以上,因此推行空调节能措施是非常重要的。为实现空调的节能设计,首先要科学控制空调的实际变风量和变流量,以科学控制的方式达到节能降耗的目的。此外根据使用的空调,相关人员应根据季节对空调泵进行合理控制,科学地设置空调各项参数,并根据实际情况调整空调运行状态,以保证其有效运行。同时降低能耗,从而达到建筑节能的目标。

4.3变配电系统的节能设计
应根据建筑的用电负荷计算,确定合适的变压器容量及台数,使变压器长期负载率保持在85%以下,以达到节能经济运行;变电所应设置在尽量靠近负荷中心的位置,并合理规划供电线路的途径,使到用电负荷端的距离最近,同时供电线路按负荷电流、温升和经济电流密度综合确定其截面,以减少线路电能损耗;配电系统应保持三相基本平衡,最大相负荷不超过三相负荷平均值的115%,最小相负荷不小于三相负荷平均值的85%。变压器绕组采用Dyn11型接线,并在变压器低压侧设置谐波监测装置和功率因数自动补偿装置,使高压侧功率因数提高至0.9以上。补偿电容器串接电抗器,以治理高次谐波。所有电器设备的谐波电流限值满足国家标准要求。谐波严重、功率较大的设备由变电所专线供电。

4.4电气设备节能
变压器选择低损耗、低噪声的节能产品,能耗限定值应达到现行国家标准中规定的节能评价值的要求;水泵、风机、电梯等动力设备配置的低压交流电动机选用高能效的产品,其能效指标不低于现行国家标准中节能评价值要求;交流接触器的吸持功率不应高于现行国家标准规定的能效限定值;采用高效电动机及先进控制技术的电梯。自动扶梯与自动人行道应具有节能拖动及节能控制装置,并设置感应传感器以控制启停;电梯选用节能电梯,并采用变频调速拖动、能量再生回馈等节能控制方式,当3台及以上的客梯集中布置时,应具有按规定程序集中调度和控制的群控功能;地下室通风设备,采用CO浓度检测并联锁启动风机;电开水器等电热设备,设置定时控制模式。给排水系统:潜水泵根据液位自动控制;恒压变频给水系统由压力测量变送器测量水管出口压力,控制水泵的启停,调节给水泵的转速,以保持供水压力的恒定。

4.5电气节能的计量和管理
宜设置电能管理系统。在变电所低压侧各出线回路,安装带通信接口的多功能数显表;分隔出售、或出租的物业,按分隔单位设置一户一表,计量到户;其他建筑物内部计量包括泛光照明、汽车库、充电桩、电梯、水泵、楼层公共用电、以及其他按管理需要的区域或设备等。根据各建筑的类型、功能特点和管理要求,对建筑的电能数据进行远程集中监测与记录,并与相关数据库进行比对分析,从而发现问题,改进优化管理措施。

5.结束语
电能是在我们日常的工作生活中最重要的一种能源,对人们的生活质量起着关键性的影响。
但从我国目前的电能供应来看,面临着日益严重的环保问题,大量温室气体的排放导致的全球气候变暖,使整个人类对面临生存危机。为此中国宣布2030碳排放达到峰值、2060年实现碳中和的目标。在这样的背景下,节能技术已经成为我国发展的一个重要方向。 为了更好地促进我国建筑节能的发展, 本文对建筑电气节能设计进行了初步探讨。

参考文献
[1]邢新春.建筑电气设计中建筑节能研究[J].绿色环保建材,2018(02):46.
[2]马克·拉蒙多拉,于娟.浅谈建筑电气设计中的节能降耗措施[J].智能建筑电气技术,2017,11(2):93-94.
[3]王海鹏.智能化技术在建筑电气工程中的应用现状及优化措施[J].智能建筑与智慧城市,2017(10):54-55.
[4]李绪彪.绿色节能技术在民用建筑电气设计中的应用研究[J].住宅与房地产,2018(15):90.
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