郭威
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建筑電氣由電源、動力系統(tǒng)和照明系統(tǒng)組成,電氣能耗也主要來源于這三大組成部分[1]。相對于歐美等發(fā)達(dá)國家,我國建筑電氣能耗偏高,能源有效使用率偏低,節(jié)能意識不強(qiáng),在建筑電氣節(jié)能方面,我國還處于初級發(fā)展階段。因此,采取正確的節(jié)能措施,解決建筑電氣節(jié)能中存在的問題,提高電氣能源利用率,顯得至關(guān)重要。
①存在不合理的建筑電氣設(shè)計現(xiàn)象。合理的建筑電氣工程設(shè)計能夠大幅降低電氣系統(tǒng)的能耗,但在具體的實(shí)施過程中,有些設(shè)計單位和設(shè)計人員對此不夠重視,或有些工程設(shè)計周期較短,設(shè)計人員忽略了節(jié)能設(shè)計的質(zhì)量,這都會增加能源的消耗。②建筑節(jié)能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范不夠系統(tǒng)和全面。目前,我國還未對建筑節(jié)能的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行全面系統(tǒng)的概述,這導(dǎo)致部分工程在實(shí)際執(zhí)行過程中造成選型不合適,如建筑照明系統(tǒng)的電源選撥不合理,一味提高照明照度,造成能源浪費(fèi);電氣系統(tǒng)選用導(dǎo)線、電纜選撥不合適,造成線損較大;變壓器選擇容量選撥不匹配,或者選撥變壓器規(guī)格、型號不合適,造成運(yùn)行效率偏低,電能損耗嚴(yán)里。③存在較多技術(shù)方面的問題。例如,有些電氣設(shè)備長期工作在非高效范圍內(nèi),增加了電能的消耗;空調(diào)系統(tǒng)不合理的系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)致其工作效率偏低,電能浪費(fèi)嚴(yán)重。④變頻設(shè)備在供點(diǎn)系統(tǒng)的過量使用,這會對電網(wǎng)系統(tǒng)造成諧波分量所占比重加大,不但會影響電氣設(shè)備的使用壽命,還會造成電能的浪費(fèi)。⑤許多建筑電氣設(shè)備的調(diào)節(jié)裝置不完善。例如,水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的開關(guān)控制僅存在手動控制,無節(jié)能控制模式,這導(dǎo)致設(shè)備長時間的運(yùn)行增加了電能的損耗。
隨著社會的發(fā)展,近年來我國建筑節(jié)能工作在各方面都取得了很大的進(jìn)步,節(jié)能的重視程度逐漸加深,在相關(guān)部門和各行業(yè)的共同努力下,我國出臺了多項支持建筑節(jié)能的政策及標(biāo)準(zhǔn)。例如《建筑節(jié)能施工質(zhì)量驗收規(guī)范》、《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》、《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施——建筑節(jié)能專篇》等。這些建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,為建筑電氣節(jié)能的發(fā)展提供了保證。
由于建筑電氣系統(tǒng)的變壓器損耗與功率因數(shù)是反比關(guān)系,若需降低變壓器的損耗率,需要增設(shè)電氣設(shè)備裝置,使其達(dá)到運(yùn)行時間短且消耗量低的節(jié)能效果,使供電配電系統(tǒng)的功率因素得到有效提高。另外,在電氣的設(shè)計過程中,設(shè)計師可以先精確計算出電氣設(shè)備的理想閾值和設(shè)備系統(tǒng)功率因素之間的差異范圍,體現(xiàn)設(shè)計方案的合理性。
①在照明系統(tǒng)的選擇上應(yīng)滿足發(fā)光效率和光源效果都比較高的條件,如氣體放電的電燈設(shè)備。還需考慮到建筑環(huán)境是否會對建筑照明系統(tǒng)產(chǎn)生影響的因素,以保證建筑照明系統(tǒng)設(shè)計的合理性。②可以選擇照明效果顯著的節(jié)能燈。高效的節(jié)能照明設(shè)備具有良好的節(jié)約能源效果,照明燈等同于光源,用在建筑照明系統(tǒng)的設(shè)計中,也能發(fā)揮極好的節(jié)能作用。③科學(xué)設(shè)計照明控制的方法。在建筑電氣的節(jié)能設(shè)計中,設(shè)計師不僅要考慮燈具的光源、用電效率,而且還要仔細(xì)專研照明的控制方法,以確保設(shè)計的科學(xué)性。
首先要看發(fā)動機(jī)的機(jī)械效能是否符合節(jié)能設(shè)計的要求,發(fā)動機(jī)的機(jī)械效率高,可以促使電動機(jī)的電流量轉(zhuǎn)化機(jī)械能的速度加快。其次,電動機(jī)的合理選擇還要考慮用電設(shè)備能否保證設(shè)備用電的額定功率與輸出功率可以相互適應(yīng),以起到節(jié)約能源的作用。另外,在建筑電氣設(shè)備的節(jié)能控制設(shè)計中,安全性的設(shè)計至關(guān)重要。建筑工程中的配電設(shè)備較多,通常分為變壓設(shè)備與應(yīng)急供電設(shè)備兩種,可選擇真空手車式開關(guān)柜,能夠保障變壓供電設(shè)備的安全運(yùn)行。
在建筑電氣節(jié)能的設(shè)計過程中,從配電以及供電線路的角度分析,電氣設(shè)計的最終目的就是有效降低輸電階段的能源消耗。一方面,為了節(jié)約變壓器的耗能,必須要先降低變壓器的有功功率消耗。所以,變壓器的設(shè)計關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)應(yīng)放在兩次變壓的設(shè)計改進(jìn)上,在此過程中,可利用合理的辦法降低電力損耗。設(shè)計師可以適當(dāng)增加變壓器的負(fù)荷力和變壓器的容量,通過這種方式提升變壓器的能源利用效率。另一方面,建筑電氣系統(tǒng)在傳輸電路時,輸電線路在走線的過程中很容易出現(xiàn)電阻過大或電阻過小的情況,導(dǎo)致輸電線路能源損耗問題。此時,設(shè)計師可以根據(jù)自身的設(shè)計經(jīng)驗合理計算準(zhǔn)確的數(shù)值偏差,有效降低輸電線路的電阻值,可以使用性能良好的傳輸電線,以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。另外,還可以在輸電線路的設(shè)計中,通過變壓器提高變壓,然后再進(jìn)行傳輸,此辦法同樣可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。由于我國目前建筑行業(yè)使用的標(biāo)準(zhǔn)電源電壓均很大,需要利用母單線進(jìn)行自動切換,在這種情況下,為防止線路低壓段出現(xiàn)短路,需要在變壓器之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)裝置。
①太陽能光伏供電的應(yīng)用。采用這種供電的方式可以使光能轉(zhuǎn)化成電能,通常供電系統(tǒng)主要由三個部分組成,分別為充電控制單元、放電控制單元和太陽電池板。②建筑電氣新技術(shù)的應(yīng)用。變壓器功率因數(shù)與低壓補(bǔ)償之間有著密切的聯(lián)系,為了節(jié)約能源,需要提高變壓器的功率因數(shù)。通常情況下,傳統(tǒng)的低壓補(bǔ)償?shù)姆绞捷^適用于負(fù)荷低的電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。目前經(jīng)濟(jì)社會的飛速發(fā)展,使得單項負(fù)載的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域趨于普遍化,致使傳統(tǒng)三相的失衡度增加。因此,現(xiàn)階段應(yīng)采用科學(xué)、合理、先進(jìn)的控制方法,有效解決此問題。例如,可以利用計算機(jī)對建筑的光照度、溫度等進(jìn)行調(diào)整,降低電能消耗。
建筑系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的節(jié)能措施在不斷地發(fā)展和完善,進(jìn)一步體現(xiàn)了節(jié)能減排的理念,也更好的改善了人們的居住空間[2]。隨著信息技術(shù)的不斷應(yīng)用,和新理念的提出,機(jī)電節(jié)能措施在建筑機(jī)電工程中的應(yīng)用將會越來越廣泛,更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目標(biāo),進(jìn)一步促進(jìn)建筑領(lǐng)域的發(fā)展。