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绿色节能技术在建筑电气设计与施工中的应用
摘要:建筑节能是我国建筑业的必然发展趋势,也是实现能源可持续发展战略、打造节约型社会、缓解资源紧缺矛盾的重要举措。对于建筑企业,如何控制电气系统能耗量、降低建筑总体使用成本,是当前亟待解决的重要问题。应用节能技术,是建筑整体性能优化的需求,也是社会可持续发展的要求。文文章对现代建筑工程的电气节能设计方法,并列举了绿色建筑施工中电气技术的实际应用。
关键词:绿色节能技术;建筑电气;设计;施工;应用
引言
自进入21世纪以来,我国建筑事业稳步发展,建筑工程数量逐年增多,规模呈现了逐步拓展的趋势,在这一发展形势下,有必要在建筑工程施工过程中做好技术应用的质量控制,在明确技术使用条件的基础上,发挥其应用价值,使得建筑工程质量与施工效率得到质的提升。值得一提的是,电气节能技术在建筑工程施工中占据重要地位,因此,文章首先针对该技术的应用相关内容进行分析。
1现代建筑电气节能设计方法
1.1对供配电进行节能设计
在供配电的整体节能设计上,技术人员需把握供电方式确定、变压器处理设备的配置、电线线路布局几个要点。供电方式确定方面,设计师需明确配电室的位置。配电室应当设置在电力系统电力负荷集中处,以便更好地控制供电线路的铺设,使线路不至于因过长而带来材料的浪费、电力的损耗;配电室需与附近的强电竖井形成配合关系,以避免电能倒送的危险。变压器处理设备的配置方面,设计师需基于实际需求来设计方案,主要是要清楚建筑内部相应能源的使用范围,并且以配电系统的整体协调性为考量,最终挑选合适容量的变压器;变压器使用中的状态也需进行跟踪,及时优化其工作性能,从而达到降耗目的。电线线路布局方面,设计师可优先选择直线布线方案,并严格把控间距,规避电磁场作用的影响。同时,线路布局中,能耗问题还可基于以下两个方面来缓解。其一,使导体及线路中的电阻率得到控制,即线路缩短和优先使用铜制线,从而降低线路所受电阻的负面影响,进而降耗。其二,适当调整电线横截面面积,使其增大,从而优化电线能效,并延长其寿命,进而实现节能降耗。
1.2建筑设备节能设计
以电梯设备的节能设计为例,一方面,对于电梯轿厢内配置的照明灯具、空调机与液晶显示屏等用电设备,采取间隙控制与精密控制方式。依托间隙控制机制,在电梯超过一段时间处于无人呼叫状态时自动将空调机与照明灯具切换至低功耗运行模式;依托精密控制机制,由传感器持续监测轿厢内部环境的空气质量,在氧气含量低于相应标准及二氧化碳浓度超过相应标准后,自动启动换气扇或提高设备转速,在保证空气质量的前提下缩短换气扇运行时间。另一方面,在电梯动力系统中建立能量回馈机制,安装变频器装置与应用逆变电源技术,在电梯运行期间,持续将负载机械能转换为直流电,对其进行二次转换处理来形成交流电,再将电源回送至电网或是建筑供配电系统中,也可选择增设电阻单元,将电能直接转换为热能进行释放。
1.3设备智能控制设计
智能控制系统由传感器、微处理器、执行机构组成,传感器负责采集电流值、环境光照亮度等现场监测信号,将信号上传至微处理器进行整理分析,再向执行机构下达控制指令,控制变压器、水泵、风机等终端设备,在无人工干预条件下,由系统自动评估电气系统的实际运行需求,自动调整用电设备的运行状态及参数,起到节能效果。以空调智能控制为例,在送风机控制线、送风道与送风口内分别设置变频器、压力传感器和风流速传感器装置,通过接口进行连接,由传感器采集实时送风量、风速等参数,由系统根据已掌握信息,通过变频器来调节风机转速,起到改变送风总量的作用。与传统的风量定时控制方式相比,搭建智能控制系统,既可以解决无法同时兼顾全部区域环境温度要求的使用问题,还可以节省30%的空调系统用电量。
1.4光伏发电设计
在早期节能设计方案中,以提升电能实际利用效率为设计思路,如变电室位置选择、谐波治理等,无法解决电能自电网输入时的线损问题。现今,随着科学技术发展,可采取光伏发电技术提升能源利用率。可在建筑屋顶等光照充足、采光条件好、开阔区域中摆放太阳能光伏电池组件与控制器、蓄电池、逆变器等配套装置,基于光电效应,光伏电池持续将所吸收的太阳光辐射转换为电能,通过逆变单元将直流电转换为交流电,将电能接入建筑电气系统中,并将多余电能储存在蓄电池中,在日照条件较差时与夜间释放,以此来解决光伏发电系统电能输入不稳定的问题。此外,在光伏发电设计环节,应综合考虑建筑所处区域日照条件与平均日照时长、气候变化、放电电流平均值与最大值、发电单元接收太阳角度等问题,判断建筑电气工程是否具备光伏发电技术的应用条件。
2绿色建筑施工中实用的电气技术
2.1绿色照明技术应用
绿色照明技术在现代人眼中已是常态事物,应用性强、普及率高。我国各类型建筑工程中均有绿色照明技术的加入。其技术应用集中于对光源的节约利用上。较为多见的绿色照明即LED灯照明,其有利于对光源的节约。LED灯的能耗较白炽灯、荧光灯有绝对的优势,性能强、普适度高、更换率低(使用寿命长)且环保。
2.2太阳能技术应用
太阳能技术的能源全部来自于对大自然光源、热能的合理转化,自带“绿色”标签。其在电气系统设计中的应用也相当关键,尤其在我国的绿色建筑领域,有巨大的应用价值。技术人员往往利用在绿色建筑中设计太阳能热水器,以及设置太阳能发电系统等方式来转化太阳能资源,并以节能的方式利用这一清洁能源。其中,光伏建筑一体化技术是对太阳能技术所进行的升级版利用,把太阳的光辐射有效转化为可用能源。该技术能够对光能进行更高效的转化、利用,从而为现代建筑节约电能,包括减少室内传统型太阳能灯具、太阳能热水器等的耗能。我国在太阳能发电应用上的关注度越来越高,并且通过技术水平的不断提高,已经能够更加充分、有效地利用太阳能资源。太阳能资源的转化率、应用率越高,也就意味着我国各产业中的电气系统改造程度越高,越能够有效实现节能目标。
2.3绿色建筑能耗监控技术
该技术是对建筑电气系统的智能化监测技术。它基于绿色建筑的整体性方案,与各建筑室内系统形成串联,继而利用智能化数据捕捉、分析,达到自动调控电气系统的目的,以节能降耗。
2.4合理设置可再生能源
可再生能源在电气方面,主要有水力发电、光伏发电和风力发电。相对水力和火力发电,光伏发电和风力发电算是新型电力系统,由于新型电力系统都有随机性、波动性等特点,大量新型能源的电力系统,将会让整个电力系统产生很大变革。本文主要讨论光伏-建筑一体化。
结束语
综上所述,节能降耗的理念逐渐为广大人民群众所接受,在未来的绿色建筑中,其应用将更加广泛,建筑电气系统设计将越来越趋近于科学性、环保性。因此,在我国未来的绿色建筑施工中,可用的节能设计方案会逐渐增多,而相应的节能技术的支持力度也会加大。
参考文献
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