建筑電氣節能論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 17 建筑電氣的節能設計 1 引 言 我國是個能源消費大國，能源相對短缺，然而能源浪費卻相應嚴重，作為二次能源的電能供需矛盾近年來越來越突出，能源的短缺已嚴重制約著國民經濟的發展。由于人口的增加，工業化和城鎮化的發展 , 建筑業的迅速興起 ,導致能源消耗劇增，能源危機迫在眉睫。而根據建筑物的功能不同 , 電能在建筑總能耗中占有的比例在 60%～ 90%之間 ,多數民用建筑 ,其電氣能耗在 80%左右 ,因此 ,在新形勢下 ,在建筑電氣中如何達到節能環保的目的 , 就是每一個建筑電氣專業人員在從事設計之時所必須首先要解決的問題。 建筑電氣的節能設計 2 1 建筑節能綜述 課題研究的起源 目前，我國每年城鄉新建房屋建筑面積近 20 億平方米，其中 80％以上為高耗能建筑。預計到 2020 年底，全國房屋建筑面積將新增 280 多億平方米。如此大規模的建筑量，帶來的巨大建筑能耗更不容忽視。建筑能耗過高相當一部分的原因是由于設計方案存在問題，如大面積的采用玻璃幕墻、不合理的空調系統、低效率的能源轉換系統、不合理的結構系統及建筑選材等等，由此給這些建筑的節能運行和節能改造帶來了極大的困難。本文綜合了通過收集近年節能方面的部分文獻，簡要分析了國內外節能的現狀，并對建 筑節能方法作出了綜合分析、歸納整理。 課題研究的 現狀 隨著經濟發展與人民生活水平提高，建筑能耗在國家總能耗中已占據越來越重要的地位。我國建筑總能耗占社會終端能耗的比例也已達到 %，且隨著生活質量的改善還將呈增長態勢，因此降低建筑能耗是節能工作中最重要的任務之一。 國外 （美國）建筑節能 的現狀 美國政府進行建筑節能的手段主要是制定行業和產品標準、開發和推薦能源新技術等。 10 余年間，美國共出臺了 10 多個政策或計劃來推動節能。 2020 年出臺的《能源部能源戰略計劃》更是把“提高能 源利用率”上升到“能源安全戰略”的高度。 為鼓勵使用節能設備和購買節能建筑，美國對新建節能建筑實施減稅政策，凡在 IECC 標準基礎上節能 30%以上和 50%以上的新建建筑，每套房可以分別減免稅 1000 美元和 2020 美元；美國各州政府還根據當地的實際情況，分別制定了地方節能產品稅收減免政策。 美國能源部提出“建筑技術計劃”， 對房屋建筑的供暖、供冷熱源、輸送渠道及實現方式都考慮比較完善。能源部還支持美國綠色建筑協會推行以節能為主旨的《綠色建筑評估體系》，目前是世界各國 建筑環保評估標準中最完善、最有影響力的 。美國環保局的“能源之星”計劃，還對有利于節能的建筑材料授予“能源之星”標準。 建筑電氣的節能設計 3 我國 建筑節能 的現狀 目前，我國正處于工業化和城鎮化快速發展階段，工業的增長、城鎮化進程的加快、居民消費結構的升級，使得我們對能源、經濟資源的要求更加迫切。而在建筑領 域，我國建筑能耗占全社會商品能耗的比例已經由 1978 年的 10%上升到目前的 30%，單位建筑面積能耗是發達國家的 2 倍 ~3 倍，超過所有發達國家的總 和，已經成為世界第二大能源消耗國。 目前，建筑節能已作為一項重要工作在開展，建設部也相繼出臺和修訂了 建筑節能的一系列法規和標準，比如《 民用建筑節能管理規定》、《 民用建筑節能設計標 準》、《 夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》、《 公共建筑節能設計標準》等，這都將對我國建筑節能事業產生積極而深遠的影響。 課題研究的意義 （一） 我國建筑節能設計發展緩慢的原因 多年來，我國開展了相當規模的建筑節能工作，主要采取先易后難、先城市后農村、先新建后改建、先住宅后公建、從北向南逐步推進的策略。但是到目前為止， 建筑節能仍然停留在試點、示范的層面上，尚未擴大到整體， 究其原因主要有以下幾個方面： 1 建筑節能開發建設成本高（ 按新的建筑節能設計標準測算， 大體上每平方米建筑面積成本要增加 １００ 元）。 2 開發商追求的是以最小的投資換取最大的空間利益。 3 建筑設計從圍護的結構、 設計的角度、施工的角度、計算達到的系數等要比一般普通建筑復雜。 4 政府考慮的是 ＧＤＰ 在全國所占的位置， 對建筑節能工作的重要性和緊迫性認識不足。 5 建筑節能的建筑材料、工藝技術還沒有形成體系。 6 國家對建筑節能的規范還沒有列入強制執行的范疇。 7 國家及地方缺乏對建筑節能的實質性經濟鼓勵政策， 建筑節能缺 乏必要的資金支持。 （二） 促進建筑節能的對策 1） 從規劃入手 ,推進全過程建筑節能 建筑節能首先要從集約型的城市化模式做起。事后的節能改造做得再好 ,也建筑電氣的節能設計 4 趕不上科學規劃建設來得好。城市布局、功能分區和建筑物一旦成形 ,能源消費總體水 平也就大致確定。這就需要以資源節約和環境友好為原則 ,進行城市土地利用規劃 ,形成科學合理的城市布局。要大力推廣節能省地型建筑 ,從規劃和設計入 手 ,降低建筑物的能源消耗水平。如合理控制總體建筑規模 ,避免盲目追求大房子、盡量使用自然光 ,減少“黑 ”房間、走廊等。應強制 推行商品住宅的裝 修一次到位 ,迅速提高商品住宅中精裝修產品所占的比重 ,盡快使毛坯房這一已成“中國特色 ”的住宅產品形式銷聲匿跡。 在建筑規劃階段 ,要慎重考慮建筑選址、建筑布局、建筑體型、間距、朝向、季風風向、水面和綠化配置等因素對建筑節能的影響 ,改善熱環境。在規劃 (設計中 ,分析形成氣候的決定因素 輻射因素、大 )氣因素、環境因素、地理因素 的利弊 ,從改善城市環境和區域環境出發 ,根據不同地區的地形及小氣候 ,合理布置建筑群 ,盡量避免不利因素的影響。另外還要考慮對太陽能、季風風向、地形等自然因素的 利用 ,以達到節能之目的。 2） 建筑節能的三個途徑 1 增強外圍護結構的保溫性能和采光效果 ,以此來減少冷氣、熱量和照明電能的消耗。 2 采用科學的控制手段 ,根據需要供給建筑的冷、熱和用電 ,避免不必要的消耗。 3 使用自然能量 ,如風能、太陽能及地冷、地熱等 ,達到減少傳統能源的消耗。 建筑電氣的節能設計 5 2 建筑 電氣 節能 設計 原理 電氣設計包括：強電系統設計 (供配電系統、照明系統、防雷接地及等電位聯結系統 )和弱電系統設計 (電話通訊系統、綜合布線系統、有線電視系統、電視監控系統等 )兩大部分內容， 建筑電氣節能應堅持 3個 原則 ： 即要滿足建筑物照明的照度、色溫及顯色指數 ； 滿足空調舒適性的溫度及新風量，也就是舒適、衛生、健康的要求 ； 滿足上下左右運輸通道的暢通無阻 ； 滿足特殊工藝的要求，如滿足娛樂場所的一些電氣設施用電，滿足展廳的工藝照明及電力用電等。 節能應結合我國國情，充分考慮實際經濟效益，不能為了節能而過高地增加投資，增加運營費用，而是應該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內以通過節能減少運營費用的方式進行回收。 量無謂 消耗的原則 節能的著眼點應是減少能量的無謂 消耗，因此，先找出與發揮建筑物功能無關的能量消耗 。 再考慮應該采取的有效節能措施。如，變壓器的功率損耗、傳輸電能線路上的有功損耗等 都 是無用的能損耗 ； 又如，針對量大面廣的照明要 求 ，應采用先進技術的產品以降低能耗。 供 配電系統 的節能 設計 供配電系統功率損耗主要包括三相線路中有功及無功功率損耗，電力變壓器的有功及無功功率損耗等。 因此供配電系統的節能設計應緊緊圍繞供配電系統的損耗原理展開 ,主要集中在以下幾個方面： （ 1）、合理選擇變壓器。包括變配電所、變電站的位置選擇須合理，盡量靠近負荷中心；變壓器的容量選 擇須合理，變壓器容量過大或過小都不利于設備節能；變壓器的運行方式需合理；變壓器盡量選擇節能型變壓器，逐步淘汰老舊高能耗配變。 （ 2）、 提高系統的功率因數能改善電壓質量，減少無功在線路上的流動 ， 提高用電設備的工作效率，從而達到節能 的目的。包括合理選擇電動機等用電設備型號， 提高 系統 自然功率因數 ；通過并聯電容器、安裝移相器等措施，采取集中補償與分散補償相結合，高壓補償與低壓補償相結合等人工方式，達到提高功率因數目的。 建筑電氣的節能設計 6 （ 3）、盡量減少 線路損耗， 特別注意 線路單位長度的交流電阻、電抗和線路長度 ， 低壓線路截面選擇 需合理 。 照明系統 的節能 設計 照明節能設計就是在保證不降低作業面視覺要求、不降低照明質量的前提下，力求減少照明系統中光能的損失，從而最大限度的利用光能。 根據不同工程的使用要求合理選用高效節能型光源，盡可能不選白熾燈（個別設計中仍采用老式熒光燈的也均已在出圖前經審查后改正）；采用高效節能燈具，并多選用直接照射型燈具；按照現行的建筑照明設計標準所規定的功率密度值的要求進行照明設計（但有時難度較大，功率密度值往往難以達到建筑照明設計標準的節能要求）；普遍選用電子鎮流器或節能型電感鎮流器；部分項目采用了照明節 電器；盡可能多設置開關點，使燈具開關控制靈活，方便、節能；大進深房間或商場、大廳等大空間照明采用分區、分級控制，充分利用自然光，以節約電能；居住建筑樓梯間、內走道等采用聲控開關，室外有關的照明燈具采用光控開關等