淺談建筑機電工程的節能設計

阮瑤

摘 要：建筑工程中的機電工程是整個工程中最重要的組成部分，機電工程的節能降耗指標直接影響了整個建筑工程的環?；蜋C電工程產品的綠色目標，所以在機電工程的設計中要把節能降耗放在首位。本文結合自身多年的工作實踐，分別在供配電系統設計、變壓器的選擇、空調風系統的設計三方面談了機電工程在設計中的節能措施，以期能給大家幫助。

關鍵詞：機電安裝，節能，設計思考

中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2013）-12-0226-01

建筑工程中的機電工程是整個工程中最重要的組成部分，機電工程的節能降耗指標直接影響了整個建筑工程的環保化和機電工程產品的綠色目標，所以在機電工程的設計中要把節能降耗放在首位。建筑節能減排是建設工程中重要的課題，其貫穿于設計、調試、使用等過程中，而設計是非常重要的控制環節，如出現有缺陷的設計，其必將導致建筑物在以后使用中節能消耗太大。本文結合自身多年的工作實踐，分別在供配電系統設計、變壓器的選擇、空調風系統的設計三方面談了機電工程在設計中的節能措施，以期能給大家幫助。

一、供配電系統設計

1、設計配電系統應該簡單和可靠的， 配電級數不適合太多。相同水平電壓的配電級數高壓不適合多于兩級、低壓水平不應該超過三級，三級負荷不應超過四個級。

2、應根據電力負荷能力和分布，配電變壓器深入負荷中心，縮短低壓供電半徑，降低電力、有色金屬、減少電壓損失，以此提高供電質量。

3、10 kV配電系統應該簡單靈活，有較大的適應能力。根據負荷水平、能力、分布和電路等情況設計，配電系統應該是以環型為主，也可以使用輻射類型或樹干類型。

4、每一行線路，每一個變配電所應當有明確的分布范圍，不宜交錯重疊。

二、變壓器的選擇

1、減少了變壓器的有功電力損耗?？蛰d損耗也叫鐵損，它由核心的渦流損耗和漏磁損失構成，是固定不變的部分，它的大小隨硅鋼片的性能和鐵芯制造工藝決定的。因此，在設計選擇變壓器時應選用節能的，如采用高導磁硅鋼片；繞組采用優質銅絲，增加導線截面面積；使用先進的硅鋼片剪切生產工藝，提高鐵芯疊片方式。如S9、SC9及AMDT等型油浸式變壓器或干式變壓器。銅損的大小取決于變壓器繞組的電阻和繞組電流的大小。因此，應選用阻力小的繞組，并且采用銅芯變壓器。

2、選擇合適的變壓器負載率。雖然在其負荷率β= 50%的時候，變壓器的能耗是最小的。但在實際運用中有將近一半的變壓器容量沒有投入運行，因此當前的設計規范要求設計變壓器負荷率為75% ～ 85%。民用建筑在使用上有季節性的負荷。冬季供暖就是建筑物季節負荷，夏季空調制冷，功率消耗較大。當季節性的負荷非常大的時候，設計時應選用專用變壓器。

3、三相電源分單獨供電的時候，流過三相電流會產生不平衡。這個不平衡的狀態會導致中線電位升高和變壓器本體損失增加。三相不平衡越大，它損失也呈上升趨勢。減少負荷不平衡的方法有：把單相電器均勻分接在三相電源上，最大負荷低于三相負荷平均水平的115%，最小相負荷不宜小于平均值得85%； 220 V照明負荷線電流小于或等于30A的時候，應該采用單相電源供電；大于30 A的時候，采用三相四線制供電， 使用單項自動補償裝置。單階段

三、 空調風系統的設計

1、空調系統的新的風量的大小不僅與能耗初投資和運行費用密切相關，還對人體健康有關，《公共建筑節能設計標準》（GB 50189―2005）對它的取值作了規定，設計人員在進行工程設計中，不應隨意增加或減少。除此之外，在人員密度相對較大并且變化很大的房間，宜采用新風需求控制，即根據室內CO2濃度控制新風量，可以使二氧化碳濃度始終保持在衛生標準規定的限值以內。

2、風機盤管機組和新風空調系統的新風口要單獨設計，或者布置在風機盤管機組出口旁邊，不應該把新風連接到風機盤管機組的回風吸入口處，以免降低新風量或者削弱風機盤管處理室內回風的能力。

3、房間面積大、空間大、員工多或有必要集中進行濕度和溫度控制與管理的空調地方（如商場、影劇院、商務型飯店，展廳、候機/車樓、大型多功能廳、體育館、大型會議實等），空調風系統宜采用全空氣空調系統，不適合采用風機盤管系統。全空氣空調系統具有易于改變新、回風比例，必要時可實現全新風運行，從而獲得更大的節能效益和環境效益，并且易于集中處理噪聲，過濾凈化和控制空調區的溫度、濕度，設備集中、維修方便、易于管理等。

4、建筑空間高度大于或等于10米，并且超過10000立方米的時候，宜采用分層空調系統。和全室性空調方式比較，分層空調系統在夏天可以節省冷量的30%左右，因此，可降低運行能耗和最初的投資。但是，在冬季供暖條件下運行是不節能的，這一點特別提醒設計人員注意。對于民用建筑中庭等高大的空間，一般來說，工作人員在底部范圍的活動，所以舒適性約在地面以上2 ～ 3 米。使用分層空調，其目的是把這部分范圍的空氣參數控制在使用要求以內，3 米以上的空間處在“沒有保證”的范疇。這里提到的分層空調只是一個概念和原則，在實際工程中有很多做法，比較典型的是風氣流僅僅負責人員活動的地方，同時在高空設置機械換氣 （排出相對“過熱”空氣）等方式，所以此時需要對房間的氣流分布進行適當的計算。

在冬季采用分層送風的時候，因為熱空氣浮選原理、上部空間溫度高，如果沒有措施，甚至溫度會高于人員活動的區域，這個時候并不節能，這是設計過程中應該注意的問題。要解決這個問題，通常有兩種方式，一個是設置室內機械循環系統，將房間上半部分的過熱的空氣通過風管送到房間下部；二是在底樓設置地板輻射或者地板送風供暖系統。

5、在同一個空調風系統，所有的空調區的冷、熱負荷差異和變化大、低負荷時間長，需要分別控制各個空調區域的溫度，以及建筑區全年需要送寒風的地方，宜采用變風量（VAV）空調系統。由于變風量空調系統通過調節空氣送進房間的風量來適應負荷的變化，同時確定總風量的時候也可以考慮一定的同時使用參數，這樣可以降低風機運行能耗系數和裝機容量。根據有關材料記載，變風量空調系統和定風量（CAV）系統相比可節能30% ～ 70%，對不同的建筑物同時使用系數可取0.8左右。

6、對于建筑的頂部，或吊頂上部有較大熱值或吊頂空間較高的時候，不應直接從天花板回風。因為屋頂和吊頂空間范圍內的周邊保護結構直接暴露在戶外，同時夏季也會因為太陽輻射的影響和外圍結構溫度較高，導致吊頂內的氣溫容易受到氣候的影響，通過屋頂的熱量也就越大。如果采用吊頂回風，吊頂空間的溫度也將緊鄰空調房間的室內溫度，事實上，相當于大多數的傳熱將屋頂載荷送入空調機組的冷、熱的需求之中；如果沒有直接從吊頂回風和使用的絕熱管道，顯然吊頂空間作為一個轉變溫度的空調夾層，對于空調機組來說，雖然仍然有一部分屋頂的傳熱通過吊頂板傳熱方式傳向室內，但由于夾層的原因，此傳熱量比吊頂直接回風時的得熱量小得多，從而減少了空調機組容量和運行冷（熱）量。當然通過吊頂天花板設置的送、回風管也傳熱，但相比之下要小得多。

四、結語

總之，建筑機電節能設計是一個系統工程，涉及到很多方面的因素。設計人員應把節能環保理念滲透在每一個環節，只有這樣才能做到真正的環保節能，為發展低碳經濟做出自己的貢獻。

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