建筑機電設備設計中的節能優化措施分析

代京京

中建八局，上海 200120

現代建筑尤其是智能建筑中使用了各種各樣的機電設備，其不僅數量眾多，還涉及通風、照明、給排水、供配電等多個領域，需要設計人員從全局角度進行統籌，做好機電設備節能設計工作，在保證機電設備性能的同時，降低其運行能耗，節約資源，對建筑成本進行控制，促進企業經濟效益的提高，推動建筑行業的可持續發展。

1 節能優化措施在建筑機電設備設計中的重要性

當前，我國能源供給呈現出相對短缺的情況，作為能源消耗大戶的建筑行業在不斷擴大自身規模的同時，也帶來了更加嚴重的能源消耗，其需要切實做好節能降耗工作。將節能優化措施應用到建筑機電設備設計中能夠促進建筑整體性能和附加值的提高。現代建筑中，機電設備的覆蓋面極廣，優化過程也相對復雜，設備常處于高負荷運行的狀態，因此相關工作人員必須對空調設備、照明系統、給排水系統等進行全面的節能優化，切實保障機電設備功能的充分發揮，實現經濟適用和安全可靠兼顧。

2 建筑機電設備設計節能優化原則

2.1 提高能源利用效率

目前，開展以可持續發展理念和綠色發展理念為支撐的節能減排措施受到了社會各界的廣泛關注，也取得了顯著的成果，但在很多細節方面依然有待增強。建筑機電設備設計人員應該充分考慮建筑特性，在滿足功能指標的同時，進行節能優化設計，以盡可能降低能耗，提高效率。在現代建筑工程施工建設中，節能減排的核心是降低“無謂消耗”，而不是在浪費資源的同時強調節能優化，這樣不僅會導致資源的大量損耗，加劇資源供需矛盾，還會導致人力資源和時間成本的浪費，影響節能減排的效果。對此，在建筑機電設備設計中，應該將建筑整體的功能性、安全性等考慮在內，做好機電設備、材料等的優化選擇工作，以盡可能提高能源利用效率，降低能源損耗。

2.2 合理選擇機電設備類型

機電設備設計中，合理選型是非常關鍵的內容，選擇合理的機電設備型號、功率等能夠在保障機電設備安全可靠運行的同時，降低成本消耗。在現代建筑規劃設計環節，需要充分考慮地域環境因素的影響，不同的環境條件會帶來不同的建筑標準，而建筑環境的選擇會在很大程度上影響機電設備的設計優化，例如在北方地區，冬季寒冷，對于采暖設備的性能有著非常嚴格的要求；在南方地區，夏季炎熱，對于空調設備的性能要求較高，因此在建筑機電設備設計中，必須結合實際情況進行設備選型，促進設備運行效率的提高。

2.3 注重供配電設計

建筑機電設備設計中，要想將節能優化措施的作用充分發揮出來，必須切實做好相應的供配電設計工作，將保障機電設備基本功能的安全性作為基礎和前提，開展節能優化工作。具體而言，在建筑機電設備供配電設計中，需要重點關注以下兩個方面的內容。一是防雷設計，現代建筑以高層建筑為主，更容易受到雷擊的影響，而建筑內部設置的各種機電設備精密度較高，一旦遭受雷擊破壞，輕則影響建筑各種功能的正常使用，嚴重時則可能威脅建筑用戶的生命財產安全。因此，在供配電設計中需要高度重視防雷設計工作，通過設置避雷針、接地系統等方式規避雷擊破壞。二是防火設計，需要對機電設備外殼和線路進行必要的防火處理，做好絕緣隔熱防護，在保證設備安全穩定運行的同時，提高節能減排的效果。

3 建筑機電設備設計中的節能優化措施

3.1 空調設備節能優化措施

空調設備是建筑機電系統的一個重要組成部分，能夠對建筑內部的溫度、濕度和空氣質量進行調節，為人們提供舒適的室內環境。空調設備是現代建筑中能耗最大的機電設備之一，對其進行節能優化非常關鍵。空調系統的能耗主要體現在熱源系統和冷源系統，產生的熱量或者冷量可以經過水系統傳輸到風系統，再由風系統傳遞到室內空間，實現對室內溫度的調節。一般情況下，建筑空調的制冷溫度都會設定在24～28℃，而在部分公共建筑中，存在隨意設置空調系統溫度的情況，將溫度設置在22℃甚至更低，在影響傳輸性能的同時，也帶來了巨大的能源浪費問題。

在對建筑空調設備進行節能優化的過程中，可以采取如下節能優化措施：一是應該依托建筑所處環境和建筑自身布局選擇設備，例如在南方地區，暖通設備要盡量考慮自然通風；在北方地區，可以考慮空氣源熱泵設備；二是應該合理設定室內溫度，同時采取有效措施降低室內外溫差，減輕空調系統在建筑圍護結構傳熱控制方面產生的負載與損耗，適當降低新風要求，例如當室外溫度相對較低時，可以采取適當通風的方式來降低室內溫度，減少空調設備運行的時間，增大送風溫差，降低能源損耗。基于此，在對建筑空調設備進行節能優化設計的過程中，應該從滿足人體需求的角度出發，對空調運行參數進行優化調節，在夏季盡量提高溫度，冬季盡量降低溫度，這樣可以取得顯著的節能效果。

3.2 照明系統節能優化措施

建筑中的照明系統可以分為兩部分，一是公共區域照明，包括走廊、樓梯間以及其他公共場所的照明；二是室內照明，相比而言，室內照明需求較大，能源消耗也更多。在照明系統節能優化過程中，應該加強利用自然光，尤其是在靠近門窗的位置，更應該多利用自然光提供照明，減少照明設備的使用時間，可以適當增大門窗面積，選擇高透光率玻璃。當自然光無法很好地滿足照明需求后，可以增加人工照明，通過自然光與人工照明的相互配合，減少電能的損耗，還可以在建筑照明系統中引入更加高效的光源，替換常用的白熾燈，相關計算結果表明，白熾燈的能源轉化率僅為6%，如果能夠利用節能燈具替換白熾燈，則可以起到良好的節能效果。例如，在照明系統中可以使用LED燈具，其本身使用的直流低壓更加安全，而且LED本身不導電，即便是破損后也不會引發觸電風險。LED燈具的光通量較大，光衰率低，而且1W的LED燈在照度上就相當于普通燈具15W的效果，節能率可以達到80%以上。

3.3 給排水系統節能優化措施

在建筑給排水系統節能優化過程中，需要首先明確系統能耗，其主要體現在以下兩個方面：一是確保水循環系統正常運行的動力設備，二是水資源自身的消耗。建筑給水方式大致包括三種，分別是直接給水、高位水箱給水和恒壓給水。在給排水系統中，可以采用新型節能節水設備和材料，例如PLC水泵、PP-R管材、PE管等，解決水泵運行能耗偏大、鍍鋅鋼管易銹蝕的問題；可以合理應用節水型衛生器具，對比而言，常規的淋浴噴頭每分鐘的噴水量在20L左右，而節能型淋浴噴頭在保證淋浴效果的同時，可以將每分鐘的噴水量控制在9L左右，節水效果超過50%。另外，借助閉環控制的水泵PLC調速系統能夠結合建筑給排水管道內部的壓力參數，實現對水泵的調節和控制，根據實際需求進行變流量供水，這樣能夠減輕水泵運行的負荷，降低能源消耗。在條件允許的情況下，也可以對二次水源進行開發，對生活廢水及污水進行循環利用，同時對水循環系統進行必要的優化和加固，避免用水量過大或者壓力過高引發水管爆裂的問題。

3.4 供配電系統節能優化措施

供配電系統是現代建筑中非常重要的組成部分，在針對供配電系統進行節能設計時，相關工作人員應該對各方面的影響因素進行全面考量，從建筑的使用功能出發，關注用電設備的使用情況，評估關鍵設備的用電負荷，在保證配電設備正常運行的同時，滿足節能降耗的現實需求。在實際設計中，應該關注電壓的管控，結合電氣設備的用電情況確定最佳電壓，盡可能降低損耗。建筑電氣系統的設計應該簡單可靠，做好零散部件的集成工作，確保其能具備良好的整體性，在同一電壓等級下，要求配電級數與變電可以處于同一狀態。此外，相關工作人員還應做好供配電布線工作，盡量減少線路的彎曲，縮短供電距離，以減少電能在傳輸過程中的損失。變電位置應該盡量靠近負荷中心，可以在低壓配電房附近建設電氣豎井，在保證供電穩定性的同時，促進供電系統工作效率的提高。

3.5 智能化系統節能優化措施

建筑中的智能化系統包括樓宇自控系統、綜合布線系統、計算機網絡系統等，通過智能化系統綜合控制給排水系統、暖通系統、供配電系統等的高效運行。應用自動化控制系統，既可以提高機電設備的運行效率和建筑舒適度，又可以降低運行成本，是建筑機電節能優化措施中不可或缺的重要組成部分。

4 結束語

總而言之，現代建筑節能降耗是一個復雜的系統性工程，涉及內容眾多，相關工作人員必須對其引起重視。新的發展環境下，越來越多的機電設備開始被應用到建筑工程中，要想滿足節能降耗的現實需求，就必須在建筑機電設備設計環節引入相應的節能優化措施，持續改進設計方案，提升機電設備的節能效果，推動社會經濟的可持續發展。