智能楼宇建筑电气节能设计分析

发表时间:2021/7/26   来源:《工程建设标准化》2021年第4月第7期   作者:周叔品
[导读] 随着我国经济的不断发展,城镇化建设的发展步伐也在不断地向前迈进,智能楼宇已经逐渐成为了我国建筑发展的一种趋势。
        周叔品
        33038219820202****浙江省杭州市 310000
        摘要:随着我国经济的不断发展,城镇化建设的发展步伐也在不断地向前迈进,智能楼宇已经逐渐成为了我国建筑发展的一种趋势。根据一些相关的资料统计表明,我国的各类建筑楼宇的建筑面积已经达到了近400亿平方米,并且正以平均每年十几亿平方米的速度在不断增长。面对一个如此庞大的数据,并在对我国的建筑能耗的现状进行了初步的了解分析之后,可以看到对我国的智能建筑进行电气节能设计是非常必要同时又是具有巨大的潜力的。文章将着重对智能楼宇建筑的电气节能设计的设计方案和技术措施进行探讨研究。
      关键词:智能建筑;电气设计;节能
      引言:目前,我国城市建筑的能耗占用了大量的资源,有数据表明,我国城市建筑的能耗已经达到了整个社会总能耗的30%之多,随着我国的城镇化步伐的不断加速,我国的智能楼宇的建筑面积也在与日俱增,城市建筑的能耗比例将会越来越多。与国际上的一些发达国家相比,其节能建筑在全国建筑中所占的比列为40%,同时这些节能建筑对于能源的利用率普遍都在55%左右,甚至更多。由此可见,我国在智能楼宇的建筑节能上与这些发达国家还存在着很大的差距,但这也体现了我国在这一方面的巨大发展潜力。
      一、我国智能楼宇电气节能的现状及其意义
      尽管我国在建筑的电气节能的设计、施工、管理等发面已经开展了大量的工作,大事由于我国对于建筑节能的研究起步较晚,所以在工作节能方案的设计,管理措施的制定等过程中或多或少都会存在着缺憾,尤其是在对建筑电气节能设计的统筹分析以及工程师对建筑系统的了解与判断上都与西方发达国家存在着差距。随着我国建筑行业的崛起,建筑能耗不断地增加,如果不积极采取一定的措施进行节能,对今后的能源需求以及自然环境和社会发展都会产生巨大的影响。我国尽管已经出台了一些电气节能的技术标准,但是还不能满足人们的需求[1]。我国每年多损耗的能源对人们生活造成了严重的影响,因此,在智能楼宇建筑电气节能设计中采取节能措施是必要的。
      能源作为经济发展的基石,其重要性不可言喻。但是由于近些年来,我国的各种不可再生的能源不断被无节制地消耗,能源问题也成为了我国经济发展中的一个重要难题。建筑节能是一项在节能减排中能发挥着重要意义的项目。智能楼宇建筑电气节能这个目标在完成后不仅能对建筑工程技术的发展有极大的推动作用,还能在一定程度上促进整个建筑工程行业乃至我国国民经济的不断发展和提升。为了保证今后的生产生活,发展国民经济,建筑电气节能是必然趋势。
        二、智能楼宇建筑电气节能基本原则
        智能楼宇建筑电气节能就是通过改变设计或使用过程中的不科学方法和手段,达到能源的高效应用的目的。在节能过程中,不能因为盲目的追求节能效果而不满足系统使用的基本要求,造成系统不能有效工作,达不到智能服务的水平。因此,在建筑电气节能设计中必须遵守以下基本的原则[2]。
        1.满足智能楼宇的使用功能
        对于供配电系统而言,要满足智能楼宇整体负荷需求,保证电气设备具有良好电气性能;对于空调系统而言要满足中央空调系统调控自动化要求,满足舒适卫生、空调温湿度、系统综合自动化调控水平等要求;对于照明系统而言,应该满足照明系统中如:照度、色温、显色等指数要求。
        2.节能要经济合理
        对于智能建筑电气节能,应该对建筑电气使用现状和改造投资及以后使用效果进行经济比较,能否在合理的运行期限内收回所需的改造和运行成本。不能因为跟随大流而在节能改造中造成过高的消耗投资,形成“伪节能”效果。
        3.合理进行节能分析
        在节能设计和改造过程中,应该首先分析和研究各系统和使用设备的节能潜力、并对可能的节能措施进行经济比对,选用先进技术和方案,在增加电气设备综合电气性能的同时,有效提高系统的自动化水平。


        三、智能楼宇电气节能设计的措施
        建筑电气节能设计是提高智能楼宇综合服务水平的一条重要的措施,这一举措不仅可以保障建筑内部各系统发挥出优良的功能特性,同时还可以进行电气系统优化控制管理,使各设备均能工作在最优的工况,从而在一定程度上将建筑电气系统的能源消耗大大地降低。在经济上也为居民带来了实惠
      (1)适应性:
        电气节能技术应用,是要在保证照明亮度和建筑舒适美观的基础上进行的。电气必须适应建筑在实际使用过程中各方面的需求的前提下进行能源的供应。
适应性
      (2)经济性:高层楼宇建筑电气的设计和施工的主要作用是保证建筑有稳定运作的电力系统,以确保其电力来源。在对高层楼宇建筑电气进行设计和实际施工的过程中,虽然要充分考虑节能因素,但是其本身的作用是提供电能,维持建筑的正常运转,任何节能措施都必须以这一作用为基础进行设计。在能够满足建筑正常运转的前提下,对前期的技术投入的资金与节能技术所能节省的经济效益进行衡量,设计出经济性能最佳的方案。
        (3)可靠性:高层楼宇建筑有其自身的特点,例如人力物力相对集中,设施设备相对密集,电气设备多样化等。各个设施设备都是以满足建筑的使用需求为目的而设计建造的,它们的运作都是以电力驱动的。在高层楼宇建筑电气的设计和施工过程中,电气设备的功能必须过关,能够保证相关设施设备能够长期正常运转是首要任务,其次是使用人员和相关设备的安全可靠。以此为基础,优化高层楼宇建筑电气系统,达到节能的目的。
        2.对电动机的节能设计
        由于电动机对能耗的消耗非常明显,所以通过减少电动机的能耗是节能的主要途径之一。减少电动机的能耗主要可以依靠提高电动机的工作效率和功率因素来实现。因此在实际过程中,应当选择高效率的电动机。通过就地电动机补偿的方式可以有效地减少线路的损耗和无功功率的损耗,同时避免电动机轻载和空载运行也是对电动机的节能措施之一。在对高层楼宇建筑的配电系统进行设计的时候,工作人员应该充分综合考虑配电系统的本身属性、电力输送的距离已经用电设备的特点等因素,将输送距离尽可能缩小。此外,还需要充分考虑变压器的数量以及其容量,对变压器的结构进行相应的调整,从而达到节能的目的。还必须要注意的是,电容在充电之前必须要将原有的电全部放掉,如果放电不完全就进行充电,也会是电能的耗损增大。
        3.照明的节能设计
        照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下,力求减少照明系统中光能的损失,从而最大限度的利用光能。
        合理选择照明线路 照明线路的损耗约占输入电能的4%左右,影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。大多数照明电压为220V,照明系统一般由单相二线、三相四线二种方式供电。三相四线式供电比其它供电方式线路损耗小得多。因此,照明系统应尽可能采用三相四线制供电。减少因为供电线路引起的能量消耗在高层楼宇建筑中,供电线路导致的能量消耗占总耗损的绝大部分,这主要是由于线路存在电阻。要想把这部分消耗降低,就要从降低供电线路的电阻着手设计。线路的电阻主要取决于导线的导电性能、导线的横截面积和长度,导线的导电性能越好、横截面积越大、线路越短,其电阻就越小,反之亦然。所以使用导电性能好的粗的金属导线,缩短线路的长度,都能够降低电阻进而减少能量消耗,也有利于以后对线路进行改良。供电线路引起的能量消耗是不可避免的,但是这些方法能够将其消耗量显著降低。
        四、结束语
        合理有效的设计和使用方案是智能楼宇建筑电气节能的基本保障。在分析了建筑电气节能现状及具有的强大节能潜力后,结合自己实际工作经验,总结和提出了建筑电气供配电系统、空调系统、照明系统在设计和使用过程中,可行的节能降耗方案,有效提高能源的综合利用率和系统自动化水平,实现建筑节能降耗的目的。
        参考文献:
        [1] 马建伟.我国大型公共建筑电气节能措施的研究[J].山西建筑,2012,35(04):265-266.
        [2] 吴海英,欧文权,何滔.我国建筑电气节能的有效途径探讨[J].企业科技与发展,2011,250(04):52-54.
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