关于绿色建筑电气节能设计的若干思考与建议张绪

发表时间:2020/6/30   来源:《科学与技术》2020年第5期   作者:张绪
[导读] 在我国快速发展的影响下,我国建筑领域的蓬勃发展
        摘要:在我国快速发展的影响下,我国建筑领域的蓬勃发展,建筑电气节能设计以及绿色建筑电气技术的应用需求也在进一步扩大,实现绿色化的发展就要注重加强先进的设计理念及技术实际运用。基于此,文章先从建筑电气节能设计及技术的意义和遵循的原则加以阐述,然后就建筑电气节能设计的要点以及绿色建筑电气技术应用详细探究,希望能通过此次理论探讨给绿色建筑电气节能应用起到一定借鉴作用。
        关键词:建筑电气;节能设计;电气技术
        引言
        我国经济的高速发展以及人口的不断增加带来了建筑行业的黄金发展期,人们生活水平的不断提高促使了建筑工程中电气设备种类与数量的增加,电气设备的设计与安装为建筑工程施工带来了庞大的工作量,同时也为建筑带来了巨大的能耗。而能源短缺和环境污染是21世纪全球各国的关注点,在这一背景下,绿色建筑电气节能设计的概念应势产生,成为建筑电气设计人员关注的重点,更是新时期建筑行业发展的趋势。绿色建筑将环保理念融入到建筑工程施工中,实现建筑项目的节能环保,而电气节能则是通过对传统电气技术进行完善和改革,实现建筑电气的环保、节能和绿色发展。
        1我国建筑电气设计节能降耗现状
        在我国建筑电气设计过程中,由于一些电气设计人员不按照规范进行操作,所以导致电气设计和安装存在质量问题,电气能源被消耗。一些设计人员过于注重单位的经济效益,而忽略了对电气设定节能标准,使得电气能耗增加,造成反作用,影响居民正常、安全用电。另外,由于我国居民用户本身缺乏有效、安全的用电意识,没有意识到能源危机,加上不科学、不规范用电使得能源问题日益严重。虽然一些地区开始采用了限电措施,在用电高峰阶段限制了电力的使用,给人们的生产和生活带来了极大的不便,造成一些居民不满的情绪。现阶段,建筑电气设计存在一些不足和问题,主要包括以下几点:首先是在建筑工程中缺少对电气设备的能源消耗计算,比如对空调消耗的计算等;其次是在一些地区,对居民的用电负荷没有考虑到位,变压器选择不规范,成本花费较大;再次是电气设备的尺寸和容量问题,如果设备的容量设计存在问题,计算与使用存在误差,使得电缆和变压器等材料资源浪费;在照明设施方面,照明设施仅关注了使用或者美观方面,在节能设计方面还存在欠缺;对于一些清洁能源和可再生能源,需要满足建筑设计的节能标准,而不是与建筑节能标准相违背。
        2建筑电气节能设计要点及绿色建筑电气技术应用
        2.1照明设施的节能设计
        在建筑电气设备中,照明设施是重要的组成部分。建筑电气节能设计中的照明设施设计至关重要,因为照明设施的耗能对整个建筑工程的控制都有关系。设计人员需要考虑到线路设计问题,提高对照明设施节能设计的重视程度,考虑电气设备节能性和适应性原则,对照明设施的标准进行分析,科学合理地选择输电线路,减少线路损耗。建筑工程中的照明设施往往占比较大,所以其能耗相对来说占比也较大,需要工作人员在认真全面分析建筑工程照明设施基础上,再根据照明设施的特点,合理选择照明设施。尽量采用自然光源,最终达到节约能源的目的。建筑电气照明设施的节能设计最主要是在考虑照明设施满足外观需求和功能的基础上减少线路损耗,保护环境,避免资源浪费情况。如果采用白炽灯,那么不仅光源质量较差,而且能源损耗较高,很难节能。节能设计应在满足国家照明设施节能标准的基础上,采用优质的光源,比如可以采用LED节能灯,节能灯不仅采光效果好,而且经济节能,能源损耗较小,能够发挥出节约能耗的作用。在建筑工程中,可以将资源浪费程度降到最小,在照明设施的线路设计中,可以选择三相四线式供电的方式降低能耗,全面降低线路的损耗率。比如采用自然光源,自然光最节能和环保,在建筑电气设计中,优先考虑自然光,将自然光与电气设计相结合,减少照明设施中电气的消耗量。在建筑设计中可以选用具有透光性的玻璃,将自然光引入室内,或者利用光感设备控制室内的其他设施开关,自然光在满足照明效果的基础上可以控制其他设施。
        2.2建筑设备节能设计
        建筑设备节能设计可从设备的选型和运行两个角度进行,设备选型是指选择适宜的变压器、电动机及电梯配置,设备运行是指控制空调系统、电梯设备等的能耗。变压器是电力系统中必不可少的电气设备,其损耗高达电力系统的50%,可见变压器的选型节能具有重要意义。在选择变压器时,主要依据以下原则。第一,优先选用新型节能变压器,如非晶合金铁芯变压器相较于硅钢片作铁芯变压器空载损耗就下降了80%左右。第二,根据实际使用情况选择变压器容量。第三,尽量保证负荷匹配,轻负荷会导致实际功耗比值增大。从考虑成本的角度出发目前淘汰全部高耗能变压器是不现实的,因此应依据以上原则结合实际情况选择。本工程选用SCB13型变压器为低损耗、低噪声的节能产品,其空载损耗和负载损耗符合《三相配电变压器能效限定值及能效等级》中规定的节能评价值的要求。配电变压器选用[D,yn11]结线组合的干式变压器。电动机是将机械能转换为电能的一种转换装置,其消耗电能约占整栋建筑耗电的40%~60%,可见电动机耗能严重,节能潜力大。电动机选择时也应根据实际负荷情况,使电动机容量尽量接近使用设备需求容量,电动机功率充分利用。电动机运行时减小损耗主要可从提高电动机效率和改善功率因数两方面入手。一方面,变频器可以根据电动机负载率自动调节电动机转速,不同转速下的电动机实际功率如表1所示,可见,转速变为额定转速的一半时,电动机实际功率相较于额定功率降低了87.5%,节省能耗量很大,因此减小空载或轻载运行可以有效达到节能目的。另一个方面,增加就地补偿电容器可以提高功率因数,使线路损耗降低,实现节能。本工程选用中小型三相异步电动在额定输出功率的效率符合现行国家相关标准规定的节能评价值。电梯是建筑长期运行的动力设备,运行耗能较大,应按电梯的载重量、提升高度和停层方案,综合比较科学选择电梯拖动和控制方式,一般来说,高中档电梯采用变压变频(VVVF)调速方式,电梯组宜并联控制,多级梯照明应接到三相上使三相负荷平衡,电梯优化调度也对节能有一定意义。此外,建筑中还有很多其他用电设备存在较大的节能潜力,如空调。、电热用具等等,需要在实际使用过程中也注意节约环保。本过程电梯采用群控变频等节能控制措施,同时设置建筑电气能源管理系统,对应急照明、插座、空调、特殊用电按层或功能分区等进行能耗监测、统计、分析和管理,满足规范要求。

表1不同转速下的电动机实际功率
        结语
        我国绿色建筑理念发展较慢,许多设计原则和设计理念并不能完全满足绿色节能建筑的要求,电气节能设计还处在一个成长期和发展期的过程中,并未形成一套完整的技术体系。因此需要更多的具体项目不断积累实际经验,本文结合实际工程项目,大量查阅国内外资料和相关标准规范,从基本认知(概念)、政策标准、设计、先进技术应用等层面深入分析研究了电气节能设计,应基于满足建筑物基本功能的基础上,通过一系列新技术、新设备的应用等,全面研究、综合考虑,不断创新和完善,总结经验,进行科学的降耗节能设计,建造更加环保、节能、舒适的绿色建筑,实现人与自然的和谐共存。
        参考文献
        [1]张小波.西安地区住宅建筑节能综合评价体系及相关政策研究[D].西安:西安建筑科技大学,2007.
        [2]申文海.建筑电气设计中节能降耗措施的分析[J].建材与装饰,2018(4):56-58.
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