時間:2022-10-10 15:05:17
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摘要:綠色建筑電氣設(shè)計及技術(shù)的應(yīng)用對實(shí)現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,能夠提高人們生活質(zhì)量的同時減少對環(huán)境的破壞,提高資源利用率。該文重點(diǎn)闡述綠色建筑電氣技術(shù)的作用,同時分析建筑電氣節(jié)能設(shè)計的原則與主要內(nèi)容,并指出建筑電氣節(jié)能技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用,促使我國建筑領(lǐng)域健康、穩(wěn)定發(fā)展。
關(guān)鍵詞:建筑電氣節(jié)能;設(shè)計;綠色建筑
電氣技術(shù);原則;作用隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,建設(shè)工程在規(guī)模上以及數(shù)量上都呈現(xiàn)出較大的增長,然而與此同時也面臨著十分嚴(yán)峻的建筑資源消耗與浪費(fèi)問題[1]。在實(shí)際開展建設(shè)項(xiàng)目過程中,怎樣利用切實(shí)可行的方案降低資源浪費(fèi)是當(dāng)下必須要重視與解決的重要問題?,F(xiàn)階段,我國建筑領(lǐng)域在縮減能耗方面遇到了較大的阻礙。所以,制定滿足我國建筑發(fā)展行情與特征的解決方案,不斷降低建筑領(lǐng)域的能源消耗十分有必要,有助于確保建筑工程項(xiàng)目穩(wěn)定、順利進(jìn)行。其中,節(jié)能技術(shù)是一個十分關(guān)鍵的工作,在降低建筑項(xiàng)目能源使用與浪費(fèi)等問題上發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。所以,在開展建筑項(xiàng)目施工過程中,應(yīng)當(dāng)重視電氣節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用,將其充分融入到各個施工環(huán)節(jié)中,盡可能地提高能源利用的價值,減少建設(shè)項(xiàng)目施工中的能源損耗,達(dá)到建筑節(jié)能的目的[2]。
從現(xiàn)階段我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及發(fā)展實(shí)際情況來看,大力推廣綠色建筑建設(shè)具有十分重大的意義與社會價值,能夠最大程度避免建筑項(xiàng)目施工過程中造成較多的能源損耗與環(huán)境污染,并且還能夠有效提高建筑公司的經(jīng)濟(jì)效益,具有雙向利好作用[3]。綠色建筑建設(shè)能夠保障經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的和平共處,減少能源損耗,在此背景下還能夠促進(jìn)能源的循環(huán)利用,降低國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的環(huán)保與能源壓力,為社會經(jīng)濟(jì)效益的提升進(jìn)一步奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。
2建筑電氣節(jié)能設(shè)計的原則
在實(shí)際開展建筑電氣節(jié)能設(shè)計時,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依照實(shí)際需求性、經(jīng)濟(jì)適用性與節(jié)約環(huán)保性等原則進(jìn)行,具體如下。
2.1實(shí)際需求性
在開展建筑電氣節(jié)能設(shè)計時,需要緊密結(jié)合建筑實(shí)際需求,同時滿足建筑功能層面的需求與實(shí)際需要。建筑電氣應(yīng)用的本質(zhì)是為了改善人們的生活質(zhì)量,為人們的生活帶來更高的便利性[4]。所以,在進(jìn)行建筑電氣節(jié)能設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)充分意識到這點(diǎn),最大程度滿足建筑應(yīng)用中人們的實(shí)際生活需求,比如說公共區(qū)域照明、電路穩(wěn)定供應(yīng)和管道順暢等,此外達(dá)到基本應(yīng)用功能之后,還應(yīng)當(dāng)要注重制作工藝上的改進(jìn),最大程度提高外觀的美觀度。從建筑電氣節(jié)能技術(shù)層面來看,滿足實(shí)際需求是必須達(dá)到的要求,任何其他相關(guān)要求都必須建立在實(shí)際需求基礎(chǔ)之上才能夠彰顯出自身的意義與價值。對建筑進(jìn)行有效管控,不斷提高能源的利用率,貫徹落實(shí)節(jié)能降耗理念,盡可能地避免對環(huán)境產(chǎn)生不良影響。然而要特別留意的是,切不可以因噎廢食,為了能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的,對建筑電氣給予十分苛刻的管控,這必然會影響到建筑領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。
2.2經(jīng)濟(jì)適用性
經(jīng)濟(jì)適用性是在建筑節(jié)能設(shè)計過程中,特別重視建筑物的經(jīng)濟(jì)性以及適用性,從而保障建筑工程能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益?,F(xiàn)階段,隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,市面上出現(xiàn)了不同類型的先進(jìn)設(shè)備與先進(jìn)技術(shù),然而在具體選用時,在確保其滿足使用需求的基礎(chǔ)之上,還應(yīng)當(dāng)考慮到成本因素,使用性價比高的新技術(shù)與新設(shè)備。根據(jù)我國實(shí)際情況及建筑工程使用者的確切需求,合理使用電氣技術(shù)與設(shè)備。
2.3節(jié)約環(huán)保
在開展建筑電氣節(jié)能設(shè)計時,能耗與環(huán)境保護(hù)也應(yīng)當(dāng)受到足夠的重視,2者均非常重要。確保建筑電氣節(jié)能設(shè)計的合理性,有助于減少建筑電氣能源損耗,加強(qiáng)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)[5]。建筑物的電氣安裝必須要能夠滿足基本的使用功能,在此前提下對和建筑功能關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)的電氣部分進(jìn)行完善,進(jìn)一步提高該部分的科學(xué)性與合理性,依托于節(jié)能設(shè)計來降低能耗。另外,為了達(dá)到優(yōu)化建筑能耗的目的,科學(xué)選擇高科技控制技術(shù)也能夠獲得良好的效果,例如利用變壓器來調(diào)節(jié)功率、采用智能化照明等,在不降低設(shè)備性能及應(yīng)用效果的前提下,應(yīng)當(dāng)要盡可能地使用能耗更低、對環(huán)境影響更小的設(shè)備。
3建筑電氣節(jié)能設(shè)計的主要內(nèi)容
3.1供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計
以常用建筑為基準(zhǔn),建筑電氣節(jié)能設(shè)計通常涵蓋3個部分,分別是供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及建筑設(shè)備系統(tǒng)[6]。其中,供配電系統(tǒng)是建筑電氣節(jié)能設(shè)計的重中之重,從根本上來看,某個單體建筑的總體電氣系統(tǒng)能否穩(wěn)定工作、能否實(shí)現(xiàn)高效低耗,其關(guān)鍵在于供配電系統(tǒng)所能夠提供的供電品質(zhì),而和供電品質(zhì)息息相關(guān)的因素,即諧波含量、功率因數(shù)及三相平衡。
3.1.1諧波含量管控
在發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)、供電系統(tǒng)與電氣設(shè)備等多種因素的影響下,傳輸?shù)浇ㄖ姎庀到y(tǒng)中的電力往往難以始終保持50Hz的正弦交流電,往往會融入一些分量諧波,不僅會對電氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生較大威脅,還會導(dǎo)致能源的無故浪費(fèi)[7]。例如諧波電流會引起輸電線路溫度升高、變壓器升溫等,根據(jù)能量守恒定律,這必然會產(chǎn)生較多的能源損耗,并會對建筑電氣系統(tǒng)的應(yīng)用功能產(chǎn)生不良影響。例如會經(jīng)常無征兆跳閘、部分電子元件被燒毀等。所以,在實(shí)際開展建筑電氣節(jié)能設(shè)計過程中,應(yīng)當(dāng)特別留意對諧波的有效處理,現(xiàn)階段常用的處理手段有以下2種。首先是針對電網(wǎng)進(jìn)行治理,依托于非線性負(fù)載設(shè)備的使用,最大程度避免諧波電流的產(chǎn)生;其次,以電氣系統(tǒng)的運(yùn)行設(shè)備為控制目標(biāo),在開展電氣節(jié)能設(shè)計過程中,需要全面審視各方面影響因素,依托于科學(xué)計算方式,準(zhǔn)確獲取運(yùn)行設(shè)備的供電大小,使其保持在較低諧波含量狀態(tài)。
3.1.2增大功率因數(shù)
在物理學(xué)領(lǐng)域,功率因數(shù)表示的是有功功率和視在功率的比值,該參數(shù)指標(biāo)在建筑電氣節(jié)能設(shè)計中有著至關(guān)重要的作用[8]。從當(dāng)下我國建筑電氣設(shè)備使用情況來看,大部分電氣設(shè)備均為感性負(fù)載,設(shè)備的功率因數(shù)往往保持在偏低水準(zhǔn),而因?yàn)槠渲泻w有無功功率,所以必須要不斷增加視在功率,為此會造成電動機(jī)及變壓器等電氣設(shè)備的裝機(jī)容量進(jìn)一步提高。除此之外,當(dāng)功率因數(shù)值保持在較低水平時,往往還會導(dǎo)致線路損耗過快。為了避免這種問題的產(chǎn)生,當(dāng)下普遍使用的改善手段便是安裝無功補(bǔ)償裝置,既能夠取得良好的效果,同時也具有經(jīng)濟(jì)成本低的優(yōu)勢,見表1。通過對無功功率進(jìn)行補(bǔ)償,一方面能夠很好地降低電能損耗,另一方面也可以實(shí)現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的優(yōu)化,選擇一些容量較小的發(fā)電機(jī)與變壓器便可滿足使用需求,同時也可以將電氣線路切換為直徑更小的導(dǎo)線。
3.1.3維持三相平衡
三相不平衡會給電氣系統(tǒng)產(chǎn)生非常大的影響,例如造成線路損壞、電機(jī)不正常發(fā)熱、電機(jī)振動加大及降低電機(jī)正常使用壽命等[9],為了有效維持三相平衡,可以從以下幾個方面入手。首先,建筑中所有用電設(shè)施在設(shè)計連接220V與380V三相系統(tǒng)時,需要按照要求保證三相平衡,防止出現(xiàn)三相負(fù)荷不同的問題,從根本上保證三相平衡。其次,依照電氣設(shè)施功能的不同對整個系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化與劃分,其中將照明系統(tǒng)連接到220V低壓電網(wǎng)中,當(dāng)電流數(shù)值未超過60A時,選擇使用單相供電,確保三相平衡供電,當(dāng)電流數(shù)值超過60A時,則要運(yùn)用220V/380V三相四線制供電。最后,根據(jù)建筑電氣設(shè)計實(shí)際情況,增加平衡裝置,保證三相平衡。
3.2建筑設(shè)備節(jié)能設(shè)計
在開展建筑設(shè)備節(jié)能設(shè)計時,通常可以從設(shè)備選型與設(shè)備運(yùn)行2個方面進(jìn)行。其中設(shè)備選型是指根據(jù)實(shí)際使用需求選擇相匹配的變壓器、電動機(jī)等電氣設(shè)施,而設(shè)備運(yùn)行則是管控空調(diào)系統(tǒng)及電梯等設(shè)施的運(yùn)行能耗。在建筑電氣系統(tǒng)中,變壓器是一個非常關(guān)鍵的電氣設(shè)備,然而由于其電氣系統(tǒng)損耗較大,通常能夠占據(jù)總電力系統(tǒng)的一半左右,所以確保變壓器選型的科學(xué)性與合理性至關(guān)重要。在實(shí)際開展變壓器型號選擇時,需要嚴(yán)格遵守以下幾個原則。首先,在條件允許的前提下盡可能地使用新型節(jié)能變壓器,比如說非晶合金鐵芯變壓器,該變壓器與普通硅鋼片作鐵芯變壓器比較,在空載狀態(tài)下能夠有效節(jié)約大約80%的能耗。其次,依照電氣系統(tǒng)具體運(yùn)用情況科學(xué)合理選擇變壓器容量。最后,盡可能地確保與負(fù)載匹配,當(dāng)負(fù)荷較小時會造成實(shí)際功耗比值升高。從成本層面來分析,將以往耗能較高的變壓器全部替換掉是不切實(shí)際的,所以需要結(jié)合上述選型原則,再聯(lián)系實(shí)際狀況進(jìn)行合理選擇。電動機(jī)是1種將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備,也是屬于能耗較高的設(shè)備范疇內(nèi),正常情況下電動機(jī)消耗的電能能夠占據(jù)建筑總電能的38%~55%,所以盡可能地降低電動機(jī)的能源消耗非常重要,并具有較大的節(jié)能空間。在實(shí)際確定電動機(jī)型號時,需要緊密結(jié)合實(shí)際負(fù)載大小,確保電動機(jī)容量盡可能地靠近設(shè)備實(shí)際需求容量,最大程度運(yùn)用電動機(jī)功率。為了有效降低電動機(jī)運(yùn)行過程中的能源損耗,可采用增加電動機(jī)功率及優(yōu)化功率因數(shù)2種方法。首先,變頻器依照電動機(jī)負(fù)載功率實(shí)時改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速,當(dāng)轉(zhuǎn)速不同時,電動機(jī)的實(shí)際功率也會發(fā)生變化見表2,從中可以看出,當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的50%時,其實(shí)際功率比額定功率減小了88.6%,降低了能源消耗,所以避免空載或者輕載運(yùn)行有助于節(jié)能。其次,設(shè)置就地補(bǔ)償電器,改善公路因數(shù),能夠減小線路損耗,也可以達(dá)到節(jié)能的目的。
4綠色建筑電氣技術(shù)分析
4.1建筑耗能監(jiān)控技術(shù)
建筑耗能監(jiān)控技術(shù)通常設(shè)定在建筑物的內(nèi)部,是一種能夠?qū)ㄖ锬芎倪M(jìn)行實(shí)時監(jiān)測的系統(tǒng)。將建筑能耗監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用到建筑物中,能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑物光源系統(tǒng)的管控,依托于各種傳感設(shè)備,根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際需求科學(xué)合理地調(diào)整燈具地明亮度,同時還能夠根據(jù)確切的施工要求,對電梯等相關(guān)施工設(shè)施進(jìn)行合理管控。從我國建筑施工現(xiàn)狀來看,目前對該技術(shù)的應(yīng)用場景還較為有限,大多數(shù)情況下只出現(xiàn)在國內(nèi)大城市的豪華商場中,然而,在國外許多國家中已經(jīng)有了非常高的應(yīng)用率,同時取得較為理想的應(yīng)用效果。
4.2科學(xué)使用太陽能技術(shù)
太陽能屬于一種新型的清潔能源,將其應(yīng)用到建筑中可以起到節(jié)能、環(huán)保的作用。太陽能是存在于自然界中的能源,對太陽能進(jìn)行合理運(yùn)用,使其逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)電力光源,有助于提高建筑的環(huán)保性能。所以,在實(shí)際開展綠色施工時,需要重視對太陽能的使用,像人們平時生活中常用的太陽能熱水器、太陽能照明設(shè)施等,既為人們生活帶來了較大便利性,同時還有效減少了對傳統(tǒng)電能的使用,達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的,與綠色發(fā)展理念相吻合。例如,某個城市區(qū)域的日均太陽輻射量大約為3.8kWh/m2,可以達(dá)到低溫太陽能的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),然而在實(shí)際調(diào)查走訪后發(fā)現(xiàn),該區(qū)域建筑僅僅安裝了太陽能熱水器,并未實(shí)現(xiàn)對太陽能的最大化運(yùn)用,為此可以增設(shè)太陽能照明系統(tǒng),提高對太陽能的運(yùn)用,降低傳統(tǒng)電能使用。
4.3節(jié)能照明技術(shù)
在現(xiàn)階段綠色建筑電氣技術(shù)中,節(jié)能照明技術(shù)發(fā)揮了越來越重要的作用,在具體使用中主要是針對光源方面進(jìn)行節(jié)能,比如應(yīng)用到LED等照明設(shè)施上。相比較于普通的照明設(shè)施,LED燈具具有節(jié)能、節(jié)電等較多應(yīng)用優(yōu)勢,滿足同等照明需求的前提下,LED燈具可以節(jié)約大概87%的電能,同時照明效果及使用壽命等更加優(yōu)越,其壽命周期往往是普通燈泡的10倍以上。所以,在開展工程建設(shè)時,應(yīng)當(dāng)盡可能地使用LED燈具來滿足施工照明需求,一方面有助于改善工程建設(shè)效果,另一方面也可以節(jié)約大量的電能。
5結(jié)束語
綜上所述,要想切實(shí)達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo),設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)做好前期的規(guī)劃與設(shè)計,確保電氣設(shè)備在使用過程中擁有節(jié)能、環(huán)保、健康和高效等作用?,F(xiàn)階段,節(jié)能已經(jīng)成為了綠色建筑的剛性指標(biāo)。
作者:沈飛澎 單位:吉林省社會工作服務(wù)中心