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高层民用建筑电气设计中节能减耗必要性及措施的研究
摘要:由此观之,在国家提出可持续性绿色发展的大背景下,技术人员必须重点关注绿色节能技术在民用建筑电气设计中的应用,尽量平衡生态文明与城市建设两者的关系,在积极建设祖国、促进国家繁荣发展的同时兼顾环境问题,既要“金山银山”,也要“绿水青山”。
关键词:绿色节能技术 ;民用建筑 ;电气设计 ;应用
引言
伴随能源依赖程度的提升,资源总量进入短缺状态。对此,如何发挥好节能技术的效果就显得尤为关键,也是目前社会发展中的必然趋势。建筑领域中能源消耗巨大,所以节能工作就更为重要。虽然目前电气节能体系已经渗透到电气生产的各个环节之中,但如何从细节上进行深度优化仍是关键问题,对系统整体运行有着深远影响。因此为了更好地发挥建筑电气节能功效,就要做好预期的方案设计,优化资源布局,采用更加先进的节能方案,保证节能效果达到预期需求。
1建筑电气节能概述
在保证使用电气设备和系统正常的基础上,建筑电气节能考虑能源消耗和整体的经济效益,通过科学合理措施,有效减少电能损耗,对现存能源危机进行缓解。在建筑中,电气系统占据着重要位置,是其组成部分之一,发挥着不可替代和不可苏勤广东国技建设发展有限公司中级建筑工程师或缺的关键作用。不仅如此,在人们生活中,电气已经成为了一种不可缺少的元素。因此,在实际展开建筑电气节能设计过程中,要对电气节能展开高度重视,分别从照明和电气两大方面为出发点,科学合理的规划节能设计内容,提高自然能源利用率,例如地能热、太阳能等,从而实现节能任务。与此同时,还要运用电气节能展开进一步的规划,针对现存能源危机进行有效缓解,从而更好的推动建筑行业的发展和繁荣。
2建筑电气节能设计的意义
经济稳步发展势必无法脱离能源,两者相互影响,相互制约。经济发展必然要将能源消耗作为基础,同时只有合理布局能源,才能提高能源利用率,真正实现可持续发展要求,以此来推进经济的整体发展。如果不加控制地消耗资源,就会加重能源短缺问题,进而影响到经济发展。所以如何更好地实现节能目标就成为目前发展中的主要研究方向。做好电气系统的节能设计,能够显著提高能源转化率,缓解电力资源紧张的压力,不但可以带动经济水平更快更稳地前行,还能为社会生产提供保障;电气节能设计应当融入到建筑电气的各个环节之中,并且还可以有效调度项目设备,达到能源合理分配目标。这样既能满足环保要求,也能为科技发展注入活力,推动经济效益和社会效益的同步前行。
3国内民用建筑节能情况的研究
我国的建筑节能意识在近几年才逐渐兴起,与国外发达国家相比,我国在民用建筑节能设计上取得的成果与外国还存在差距,尤其在节能法律法规的制定上,我国还没有建设完整科学的法律体系,与国外的法律体系还有差距。1986年我国颁布了第一部推动节能工作的法规标准,《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》的颁布为我国民用建筑节能设计的推进打下了基础,但是正式的法规《中华人民共和国节约能源法》的颁布却推迟至1998年,节能技术的发展也因此有所延迟。除此以外,2016年《“十一五”十大重点节能工程实施意见》的发布展现了国家对民用建筑电气节能工程建设的重视,法规主要提及了对工业用大容量电机的节能控制,反映了电气节能在工业发展过程中的重要性。2019年,住房和城乡建设部发布国家标准《绿色建筑评价标准》,确实贯彻落实绿色发展理念,推进绿色建筑高质量发展,节约资源,保护环境,满足人民日益增长的美好生活需要。
4建筑电气照明节能设计准则
4.1绿色照明的原则
近年来国家不断倡导绿色设计理念,对建筑的绿色节能方面要求愈加严格。在公共建筑的能耗中照明系统的能耗所占比重较高,因此,绿色照明势在必行。在进行绿色照明设计时,要以其运用效率为根据,不但要满足建筑空间的照明诉求,还要降低能耗。一方面,在设计照明系统时,应当从建筑物的内部空间出发,在满足基本照明的前提下,最大限度地降低照明设备的数量。另一方面,在选择照明设备时,要选择损耗低、高效能的照明设备,将照明系统的电能消耗量降到最低。如果照明设计方案科学、合理,并且能够科学布置照明设备,便可以实现节省能源的目标,推动建筑事业的长效发展。
4.2节能需满足建筑物的实际经济效益
从建筑电气节能发展来看,技术人员要将实际需求同经济目标相结合,围绕经济效益做好节能方案设计,确保建筑电气系统不仅能达到节能目标,还能为企业创造最大化的经济收益,为国内建筑电气领域的稳步发展奠定基础。从实际设计环节来说,不能只将关注点放在节能方案的数据指标上,还需要充分考量成本投入,综合评定方案的合理性。由此来说,承担建筑电气方案设计的工作人员在完成具体工作过程中,应充分考量各项因素,选取最优材料,保证建筑电气系统整体资金分配的合理度。从建筑方面来讲,应当保证电能稳定度、用户舒适感以及运行效率等指标达到标准,首先要保证基础的照明系统符合设计需求,且各项运行参数均能满足规定,同时建筑质量和内部环境直接关系到用户是否具有良好的生活环境,因此也需要重点考量。为保证建筑楼梯和通道布局合理,要选取最佳路径方案。对于部分特殊建筑来说,还要为其提供专属设计,例如酒店环境中应当进一步完善电力运行管理系统。
5环保节能技术在民用建筑电气设计中的具体应用
5.1优化照明用电,节约照明耗电
民用建筑中大部分的耗电主要来源于照明所耗电量,照明作为居民用电的重要耗电项目,其电能的利用比例极低,想要实现民用建筑的节能发展,优化照明耗电无疑是一个巨大的突破口,节约耗电电量可以从以下几个方面下手:(1)优化照明设备的耗电设计,节约照明所使用的电能,选择高效节能灯具和合适的照度,减少不必要的照明设备。(2)保证基础的照明,不追求绚丽的照明效果,艺术灯光会造成大量电能的损耗,应该秉持节能和实用的原则,尽量减少艺术灯光的使用。(3)精确把控电气照明设备的照度,利用高新科学技术进行照度分析,确定照明效果最佳的灯具安装位置,同时尽量选择高效节能灯具,实现节约电能的目的。
5.2合理选择变压器的容量
变压器设备能源消耗量较高,因此确定建筑内部变压器数量和体量时要结合荷载指标进行分析,并且还需要根据不同季节对变压器系统进行合理调控,保证变压器设备可以运行在最优状态中,提高系统经济效益,尽量消除损耗量大的轻载状态。由此来看,针对一些季节性电能装置,可以为其配备独立的变压器设备,并且将部分核心负载以及必要负载进行整合,通过指定变压器供能。而其他非必要装置可以设计单独的变压器,有助于更好的在运行中完成投切操作。
5.3合理设计供配电系统
首先,依据具体情况进行节能设计。在供配电系统的设计方面,设计人员则需要严格按照建筑物的用电量、供电距离、用电设备等方面的数据来进行相应的节能设计,确保供配电系统的结构简单且容易操作。在具体设计的过程中,设计人员需要将供配电系统设置在靠近负荷中心的地方,通过缩短配电半径来实现线路损耗的降低。同时,在选择变压器时还需要考虑到建筑工程的具体情况,更需要将季节性因素带来的负荷变化考虑到其中,以此来实现供配电系统的经济性运行,避免产生不必要的电能损耗。其次,合理选择供配电功率因数。因为供配电功率因数对于建筑电气节能设计来说非常的关键,通过增加功率因数,既可以降低线路损耗,还能够实现对电能的节约。由于电能是用线路传输实现的,而在电能传输的过程中很容易出现线损、线路传输无功率的问题,导致电能损耗的现象出现。从电能传输的有用功来看,主要是为了满足建筑物的日常需求,若是供配电设备产生无用功电流,这就会在一定程度上增加线路的功率损耗情况。因此,在建筑供配电系统的设计过程中,需要通过增加用电设备的功率因素来减少用电设备的无用功功耗。
5.4水暖系统节能设计
现阶段,建筑物中存在空调、供热、供水等水暖系统,这些水暖系统的运转同样需要各种能源的供给。其中比较典型的就是空调能源、热泵机组能源、电辅助制热等。在电能消耗方面,空调的电能消耗占有很大的比例,其节能设计的优化效果也是最为明显的。因此,空调系统的节能优化设计是至关重要的,一方面可以积极引进地热、太阳能、风能以及自然通风等新能源,加强对新能源的利用,另一方面可以积极引进先进的优化设计方案,如节能模糊联动控制技术等,从多维度对水暖系统进行节能设计,以满足建筑空调的实际需求。此外,在设计中空调系统要尽可能采用变频空调设备,通过变频降低对电能的损耗。
5.5注重优化无功功率
住宅小区建筑的电气节能设计,应从优化无功功率的层面加强重视,降低线损,做好供电范围的有效分类,与电气节能要求相适应。分类供电区域中,对单位配电分区小区面积进行优化,切实做好优化线损问题工作,实现灵活供电。交流配电系统中,功能因素降低过程中会存在不良影响,如变压器容量以及供电线损增多,设计中需要结合实际的状况进行针对性优化。
5.6合理增大建筑物采光面积,科学运用导光系统
在设计建筑物内部节能照明系统时,应从根源考虑,尽可能地减少人们对电气照明的需求,充分利用太阳光照,减少照明设备的使用范围和运用时长,从总体层面改进照明体系。一方面,在设计建筑物节能照明系统时,门、窗户与公共范围的设计要做到科学、合理,通过科学、合理的设计尽可能增大建筑物采光面积,确保阳光直接照进建筑物内。例如,在选取玻璃的过程中,应当使用透光性优良的玻璃材料,在确保玻璃隔热功能达标的基础上,尽可能增多建筑物内的采光时间。另一方面,在进行建筑电气照明节能设计时,尽可能压缩运用电能设施的时长,在总体上提高建筑物内的光照成效,可依托外部设施比如导光系统。当建筑物因为地理因素得不到阳光直射时,可以考虑使用导光系统,通过反射与折射将光导进建筑物内部,提高总体的采光成效。
结束语
现代科学技术的飞速发展在为人们带来更多便利的同时也导致了一系列能源问题和资源问题,人们决不能忽视这些问题带来的影响。相关技术人员必须不断研究民用建筑电气的绿色节能设计,从多方面开展节能工作,在保证质量和品质的同时重点研究其节能性,保证民用建筑电气设计中广泛运用节能技术,促进实现我国经济的可持续性绿色发展。
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