建筑機(jī)電設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)及其優(yōu)化探析

段世成

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速的發(fā)展，國(guó)內(nèi)的能源消耗越來(lái)越大。能源是國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)賴以生存的重要基礎(chǔ)，也是保持國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。現(xiàn)如今，我國(guó)的建筑能耗在總的能源消耗量中占較大的比重，這其中機(jī)電設(shè)備的能源消耗占據(jù)一個(gè)更大的比例。因此，如何降低機(jī)電設(shè)備的能源消耗對(duì)于建筑行業(yè)節(jié)能減排來(lái)說(shuō)具有重要的意義。該文首先從建筑機(jī)電節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀方面入手，依次分析了幾種建筑機(jī)電設(shè)備的節(jié)能方法策略，為當(dāng)前該領(lǐng)域的節(jié)能提供了一定的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：建筑 機(jī)電設(shè)備 節(jié)能設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（a）-0035-01

經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，伴隨著能源的大量的消耗，能源短缺已經(jīng)成為世界性難題。雖然我國(guó)是資源大國(guó)，但仍面臨著能源供應(yīng)緊張的問(wèn)題。為了解決這一難題，國(guó)家推出了一系列的節(jié)能減排政策，鼓勵(lì)在生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用新方法、新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，只有穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約，才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在能源消耗這一方面，建筑領(lǐng)域所占比例相對(duì)較高。由于建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，各類機(jī)電設(shè)備的需求也隨之增長(zhǎng)。對(duì)于機(jī)電設(shè)備，其涵蓋面相當(dāng)廣泛，其涉及消防、通風(fēng)、給排水、建筑智能等方面。總的來(lái)說(shuō)，對(duì)于機(jī)電設(shè)備的節(jié)能，需要系統(tǒng)全面的考慮布置。加快建筑機(jī)電設(shè)備的節(jié)能建設(shè)，不僅有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，與此同時(shí)對(duì)于建筑機(jī)電設(shè)備的技術(shù)發(fā)展也具有重要的意義。

1 建筑機(jī)電節(jié)能的現(xiàn)狀分析

1.1 建筑機(jī)電設(shè)備的節(jié)能現(xiàn)狀

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化水平不斷加快，必然帶來(lái)能源大量的需求與消耗。就我國(guó)能源消耗而言，建筑機(jī)電設(shè)備是能源消耗的大戶。調(diào)查研究表明，建筑機(jī)電設(shè)備有很大部分處于滿負(fù)荷狀態(tài)或高負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，這樣不僅大量消耗能量，同時(shí)也降低了運(yùn)行質(zhì)量。由于設(shè)備的滿負(fù)荷運(yùn)行，很大程度可能導(dǎo)致末端設(shè)備的承壓增大，從而減少設(shè)備使用壽命，增大成本。另一方面，國(guó)內(nèi)的建筑大多數(shù)是采用的單相電感性負(fù)荷，相對(duì)于其他負(fù)荷來(lái)說(shuō)，功率因數(shù)較低，在電網(wǎng)中使滯后無(wú)功功率增大，也會(huì)很大程度影響設(shè)備的使用效率，增大設(shè)備損耗。

國(guó)內(nèi)機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)中普遍存在設(shè)計(jì)深度不夠的問(wèn)題，在可操作性方面存在一定的不足；對(duì)于部分工程設(shè)計(jì)，其并不符合設(shè)計(jì)規(guī)范，從而帶來(lái)一些安全性的問(wèn)題。

1.2 建筑機(jī)電設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)原則

對(duì)于機(jī)電設(shè)備的節(jié)能工程設(shè)計(jì)，理應(yīng)遵循相關(guān)法規(guī)法則。其一，在節(jié)能設(shè)計(jì)中，必須要科學(xué)合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保電能的有效利用。設(shè)計(jì)中需保證線路的安全，控制方式要合理有效。在一般的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮其經(jīng)濟(jì)性與適用性，確保其控制方式能使其發(fā)揮最大的效益與作用。近年來(lái)，人們對(duì)于設(shè)備安全性的要求也越來(lái)越高，機(jī)電設(shè)備的安全性也必然要納入考慮范圍。線路需具備安全隔離距離和絕緣強(qiáng)度，具有相應(yīng)的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定裕度。其二，對(duì)于設(shè)備的效率問(wèn)題，也要著重考慮。低效率的機(jī)電設(shè)備，必然會(huì)消耗大量的能源，提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率，從而可降低電能的直接、間接損耗。其三，盡量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，選擇先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備，降低運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)成本。

2 建筑機(jī)電設(shè)備節(jié)能優(yōu)化與設(shè)計(jì)措施

2.1 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

提供給空調(diào)系統(tǒng)的能量由熱源和冷源系統(tǒng)產(chǎn)生，然后經(jīng)水系統(tǒng)傳送給風(fēng)系統(tǒng)，再由風(fēng)系統(tǒng)將其能量傳遞給調(diào)節(jié)的房間，以此來(lái)達(dá)到所需要的室內(nèi)溫度。大部分的建筑的空調(diào)制冷設(shè)定溫度都在24到28 ℃，然而對(duì)于一些公共的建筑中，空調(diào)溫度甚至低于22 ℃，不但浪費(fèi)資源，而且輸送性能很差。

在此，合理調(diào)節(jié)空調(diào)房間制冷設(shè)定溫度，降低室內(nèi)外的傳熱溫差，可降低因維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱形成的空調(diào)負(fù)荷，同時(shí)也可降低新風(fēng)要求（大部分公用建筑的新風(fēng)負(fù)荷約占總空調(diào)負(fù)荷的30%到40%）；當(dāng)室外溫度較低時(shí)，采用合理的通風(fēng)措施，可降低空調(diào)的運(yùn)行時(shí)間，提高送風(fēng)溫差，充分利用自然冷源，可降低輸配電系統(tǒng)損耗。

有關(guān)數(shù)據(jù)表明，若將夏季空調(diào)室溫從24 ℃提高到28 ℃，可節(jié)能36.6%，冬季將空調(diào)室溫從22 ℃降低到18 ℃，可節(jié)能55.5%。因此，在滿足生產(chǎn)和人體需求的前提下，夏季盡量提高空調(diào)溫度，冬季盡量降低空調(diào)房間溫度，可得到明顯的節(jié)能效果。

2.2 照明系統(tǒng)節(jié)能

照明系統(tǒng)包括室內(nèi)照明和公用地區(qū)照明。室內(nèi)照明是照明系統(tǒng)中消耗量最大的。公共區(qū)域照明指走廊、樓梯間、公共場(chǎng)所等區(qū)域的照明。

充分利用自然光，對(duì)于靠近門窗的區(qū)域，可充分利用自然光，減少照明設(shè)備的使用；可適當(dāng)?shù)脑黾娱T窗面積，提高玻璃門窗透光率。當(dāng)自然光無(wú)法滿足作業(yè)要求時(shí)，可適當(dāng)增加人工照明。正確合理地協(xié)調(diào)自然光和人工照明，可減少電能損耗。

采用高效光源，白燈價(jià)格雖然低廉，但其發(fā)光率低且耗電量大。據(jù)計(jì)算，白熾燈工作時(shí)，只有約6%的電能轉(zhuǎn)化為光能，能源浪費(fèi)相當(dāng)大。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，我國(guó)照明用電量約占全社會(huì)總用電量的12%，若將白熾燈全部換為節(jié)能燈，那么我國(guó)每年可節(jié)省電量將近600多億千瓦小時(shí)。因此，必須要采用高效率的光源，并且選擇合適的燈具設(shè)備，有效的減少電能消耗。

2.3 給排水系統(tǒng)節(jié)能

給排水系統(tǒng)的能源消耗主要集中在兩個(gè)方面，其一是為水循環(huán)提供動(dòng)力所消耗的能源，其二則是水資源的消耗。通常有三種常見(jiàn)的給水方式：直接給水、恒壓給水和高位水箱給水。

通過(guò)引進(jìn)和推廣新的節(jié)水設(shè)備，采用新型管材如PP-R管、PE管、鋁塑復(fù)合管等可有效解決由于鍍鋅鋼管易生銹而導(dǎo)致的水質(zhì)污染問(wèn)題。推廣使用節(jié)水型衛(wèi)生器具和配水器具。通常，普通淋浴噴頭每分鐘噴水20多升，而節(jié)水型噴頭每分鐘只需9L水左右，節(jié)約很大一部分水源。

采用閉環(huán)控制的水泵變頻調(diào)速，通過(guò)管道網(wǎng)絡(luò)的壓力指數(shù)來(lái)控制水泵，實(shí)現(xiàn)變量供水，大大降低了水泵能耗。

開(kāi)發(fā)二次水源，如中水，中水源自于建筑生活排水，人們?nèi)粘Ｉ钪信懦龅纳钗鬯蜕顝U水都可進(jìn)行循環(huán)使用；完善循環(huán)系統(tǒng)，預(yù)防給水管網(wǎng)的爆管。一系列的措施都可有效控制水資源的消耗。

2.4 電梯系統(tǒng)節(jié)能

提高電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，可采用變頻調(diào)速取代異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速。通過(guò)此方法，可有效的節(jié)約電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所消耗的電能。另一方面，可將運(yùn)動(dòng)中負(fù)載上的機(jī)械能，動(dòng)能和位能轉(zhuǎn)換成電能，實(shí)現(xiàn)電能再生。也可通過(guò)科學(xué)地控制電梯運(yùn)行，并聯(lián)建筑內(nèi)的所有的電梯，利用智能系統(tǒng)進(jìn)行控制，可通過(guò)給電梯設(shè)置單雙號(hào)、關(guān)閉低層電梯等方法節(jié)省電能。

3 結(jié)語(yǔ)

建筑節(jié)能所涉及的方面廣泛，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。隨著城市建設(shè)進(jìn)程的加快，建筑工程將會(huì)越來(lái)越多，要實(shí)現(xiàn)節(jié)省能源的要求，必須要做好機(jī)電設(shè)備的節(jié)能，在機(jī)電設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)都需要制定相應(yīng)的技術(shù)措施對(duì)其進(jìn)行規(guī)范，加大對(duì)機(jī)電設(shè)備節(jié)能技術(shù)的研究，不斷改善設(shè)計(jì)方法，這些對(duì)于我國(guó)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有重大的意義。

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