建筑機電設備的節能設計及其優化探析

段世成

摘 要：隨著我國經濟飛速的發展，國內的能源消耗越來越大。能源是國內經濟賴以生存的重要基礎，也是保持國內經濟持續發展的一個重要因素。現如今，我國的建筑能耗在總的能源消耗量中占較大的比重，這其中機電設備的能源消耗占據一個更大的比例。因此，如何降低機電設備的能源消耗對于建筑行業節能減排來說具有重要的意義。該文首先從建筑機電節能發展現狀方面入手，依次分析了幾種建筑機電設備的節能方法策略，為當前該領域的節能提供了一定的指導。

關鍵詞：建筑 機電設備 節能設計 設計優化

中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0035-01

經濟的迅速發展，伴隨著能源的大量的消耗，能源短缺已經成為世界性難題。雖然我國是資源大國，但仍面臨著能源供應緊張的問題。為了解決這一難題，國家推出了一系列的節能減排政策，鼓勵在生產建設過程中應用新方法、新技術來實現節能降耗的目的，只有穩步實現能源的節約，才能實現我國經濟的可持續發展。在能源消耗這一方面，建筑領域所占比例相對較高。由于建筑行業的迅速發展，各類機電設備的需求也隨之增長。對于機電設備，其涵蓋面相當廣泛，其涉及消防、通風、給排水、建筑智能等方面。總的來說，對于機電設備的節能，需要系統全面的考慮布置。加快建筑機電設備的節能建設，不僅有利于國民經濟的發展，也有利于保護生態環境，與此同時對于建筑機電設備的技術發展也具有重要的意義。

1 建筑機電節能的現狀分析

1.1 建筑機電設備的節能現狀

伴隨著經濟的發展，城市化水平不斷加快，必然帶來能源大量的需求與消耗。就我國能源消耗而言，建筑機電設備是能源消耗的大戶。調查研究表明，建筑機電設備有很大部分處于滿負荷狀態或高負荷狀態運行，這樣不僅大量消耗能量，同時也降低了運行質量。由于設備的滿負荷運行，很大程度可能導致末端設備的承壓增大，從而減少設備使用壽命，增大成本。另一方面，國內的建筑大多數是采用的單相電感性負荷，相對于其他負荷來說，功率因數較低，在電網中使滯后無功功率增大，也會很大程度影響設備的使用效率，增大設備損耗。

國內機電設備的設計中普遍存在設計深度不夠的問題，在可操作性方面存在一定的不足；對于部分工程設計，其并不符合設計規范，從而帶來一些安全性的問題。

1.2 建筑機電設備節能設計原則

對于機電設備的節能工程設計，理應遵循相關法規法則。其一，在節能設計中，必須要科學合理的進行設計，確保電能的有效利用。設計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，應優先考慮其經濟性與適用性，確保其控制方式能使其發揮最大的效益與作用。近年來，人們對于設備安全性的要求也越來越高，機電設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度，具有相應的動穩定和熱穩定裕度。其二，對于設備的效率問題，也要著重考慮。低效率的機電設備，必然會消耗大量的能源，提高機電設備的運行效率，從而可降低電能的直接、間接損耗。其三，盡量優化設計參數，選擇先進的節能設備，降低運行費用和維護成本。

2 建筑機電設備節能優化與設計措施

2.1 空調系統節能

提供給空調系統的能量由熱源和冷源系統產生，然后經水系統傳送給風系統，再由風系統將其能量傳遞給調節的房間，以此來達到所需要的室內溫度。大部分的建筑的空調制冷設定溫度都在24到28 ℃，然而對于一些公共的建筑中，空調溫度甚至低于22 ℃，不但浪費資源，而且輸送性能很差。

在此，合理調節空調房間制冷設定溫度，降低室內外的傳熱溫差，可降低因維護結構傳熱形成的空調負荷，同時也可降低新風要求（大部分公用建筑的新風負荷約占總空調負荷的30%到40%）；當室外溫度較低時，采用合理的通風措施，可降低空調的運行時間，提高送風溫差，充分利用自然冷源，可降低輸配電系統損耗。

有關數據表明，若將夏季空調室溫從24 ℃提高到28 ℃，可節能36.6%，冬季將空調室溫從22 ℃降低到18 ℃，可節能55.5%。因此，在滿足生產和人體需求的前提下，夏季盡量提高空調溫度，冬季盡量降低空調房間溫度，可得到明顯的節能效果。

2.2 照明系統節能

照明系統包括室內照明和公用地區照明。室內照明是照明系統中消耗量最大的。公共區域照明指走廊、樓梯間、公共場所等區域的照明。

充分利用自然光，對于靠近門窗的區域，可充分利用自然光，減少照明設備的使用；可適當的增加門窗面積，提高玻璃門窗透光率。當自然光無法滿足作業要求時，可適當增加人工照明。正確合理地協調自然光和人工照明，可減少電能損耗。

采用高效光源，白燈價格雖然低廉，但其發光率低且耗電量大。據計算，白熾燈工作時，只有約6%的電能轉化為光能，能源浪費相當大。據調查統計，我國照明用電量約占全社會總用電量的12%，若將白熾燈全部換為節能燈，那么我國每年可節省電量將近600多億千瓦小時。因此，必須要采用高效率的光源，并且選擇合適的燈具設備，有效的減少電能消耗。

2.3 給排水系統節能

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

通過引進和推廣新的節水設備，采用新型管材如PP-R管、PE管、鋁塑復合管等可有效解決由于鍍鋅鋼管易生銹而導致的水質污染問題。推廣使用節水型衛生器具和配水器具。通常，普通淋浴噴頭每分鐘噴水20多升，而節水型噴頭每分鐘只需9L水左右，節約很大一部分水源。

采用閉環控制的水泵變頻調速，通過管道網絡的壓力指數來控制水泵，實現變量供水，大大降低了水泵能耗。

開發二次水源，如中水，中水源自于建筑生活排水，人們日常生活中排出的生活污水和生活廢水都可進行循環使用；完善循環系統，預防給水管網的爆管。一系列的措施都可有效控制水資源的消耗。

2.4 電梯系統節能

提高電機拖動系統的運行效率，可采用變頻調速取代異步電動機調壓調速。通過此方法，可有效的節約電機拖動系統運行時所消耗的電能。另一方面，可將運動中負載上的機械能，動能和位能轉換成電能，實現電能再生。也可通過科學地控制電梯運行，并聯建筑內的所有的電梯，利用智能系統進行控制，可通過給電梯設置單雙號、關閉低層電梯等方法節省電能。

3 結語

建筑節能所涉及的方面廣泛，是一個復雜的系統工程。隨著城市建設進程的加快，建筑工程將會越來越多，要實現節省能源的要求，必須要做好機電設備的節能，在機電設計的每個環節都需要制定相應的技術措施對其進行規范，加大對機電設備節能技術的研究，不斷改善設計方法，這些對于我國社會的經濟可持續發展有重大的意義。

參考文獻

[1] 陳佑鴻.建筑機電設備節能工程設計存在問題及解決辦法[J].中國住宅設施，2009（6）.

[2] 曹永安.建筑機電節能工程設計實踐探討[J].科技創新導報，2011（32）.

[3] 李海津.機電設備節能技術現狀分析和發展趨勢[J].中國科技博覽，2010（26）.

[4] 劉靜紈.建筑機電設備的高精度節能控制及照明系統節能[J].北京建筑工程學院學報，2009（4）.endprint