建筑機電設施節(jié)能途徑
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本文作者：陳明增、張玉萍、李桂春、劉彩霞、韋麗萍 單位：廣西液化天然氣工程項目部、中原油田分公司采油一廠
在幾次國際性的能源危機過后，各國對于溫室效應對環(huán)境產(chǎn)生的負面影響以及礦物能源的不可回復性有了更深層次的認知。但是人們不得不面對的是日益增長的能源需求，從而使得兩者之間產(chǎn)生了極為復雜的矛盾關系，為了有效地解決這一問題，節(jié)能減排、低碳環(huán)保的理念被提出。建筑機電設備作為我國能源消耗大戶之一，現(xiàn)已受到人們越來越多的關注。機電設備涉及的領域既廣且雜，在一般建筑內(nèi)包括空調(diào)、暖通、給排水、消防等等，智能建筑中的機電設備更多。
據(jù)有關調(diào)查結果顯示，建筑機電設備有很大一部分處于滿負荷狀態(tài)及高限狀態(tài)運行，這不僅使能耗有所增大，而且還使運行質量有所下降，這樣一來難免會造成末端設備與管道的承載壓力增高，從而嚴重影響了設備與管道的使用壽命。此外，建筑內(nèi)一般采用的都是單相電感性負荷，由于其功率因數(shù)相對較低，致使電網(wǎng)中滯后無功功率的比重較大，這不僅嚴重影響了設備的使用效率，而且進一步增大了設備能耗。正因如此，對機電設備進行節(jié)能已經(jīng)勢在必行。
二、建筑機電設備節(jié)能應遵循的原則
想要進一步實現(xiàn)建筑機電設備節(jié)能就必須在工程設計時遵循以下原則：其一，科學合理設計供配電，以促進電能有效利用。通常情況下，建筑機電設備在設計時優(yōu)先考慮的主要是其經(jīng)濟性和適用性，簡單來講就是設備必須能夠為建筑提供所需的動力和必要的能源，并且可確保機電設備對控制方式的要求，使其發(fā)揮出最大的功效和作用。同時機電設備安全性也是必須考慮的因素之一，機電線路之間應當具備足夠的距離和絕緣強度，還應具備相應的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定裕度，這樣有利于確保供配電及各個用電設備的安全性。此外，還必須有可靠的防雷措施，對于一些特殊的場合還應具有防浪涌及防靜電保護措施；其二，應進一步提高機電設備的運行效率，借此來降低電能的直接或間接損耗。如果機電設備的運行效率過低，那么必然會消耗大量的能源，這與節(jié)能要求嚴重不符，為此，應當在滿足建筑物各方面使用功能要求的基礎上，將能源消耗降至最低，盡可能做到以下幾點：優(yōu)選節(jié)能設備、采取無功補償、降低線損、均衡負荷，最大限度地提高能源利用效率；其三，優(yōu)選設計參數(shù)。在具體設計過程中，應當對設計參數(shù)進行優(yōu)選，若有特殊的用電要求，應當采取合理的節(jié)能措施，以達到最佳的節(jié)能效果。
三、建筑機電設備節(jié)能的有效措施
（一）變壓器節(jié)能
1.選配變壓器容量。就理論層面而言，為了發(fā)揮變壓器的最大功率，應當保證平均負荷率是額定容量的50%~75%。但是，由于變壓器自身功率因素和負載是變化的，并且有可能存在超載運行的情況，所以不能按照最大功率這一原則選配變壓器容量。變壓器容量選擇一定要適當，符合實際情況需求，切忌過大或過小。容量過大會出現(xiàn)空載現(xiàn)象，增加損耗；容量過小，會使變壓器負載過大，增大負載損耗。
2.優(yōu)化選擇變壓器類型。應當遵循以下兩個原則優(yōu)化選擇變壓器類型，確定變壓器數(shù)量。①選擇效率高、能耗低的節(jié)能型變壓器，減少空載狀態(tài)下產(chǎn)生的鐵損和漏磁損耗，降低負載時在變壓器線圈電阻上產(chǎn)生的損耗；②若在絕大部分負荷為三級負荷的情況下，可選擇一臺變壓器。若在一、二級負荷比重過大，需兩個電源供電的情況下，應選擇兩臺變壓器。特殊情況下，也可選擇多臺小容量變壓器。
3.提高變壓器功率因數(shù)。用電設備不僅要消耗有功功率，還要消耗一定的無功功率。所以，應在該種設備系統(tǒng)中裝設移相電容器，改善負載功率因數(shù)，降低變壓器線路損耗和銅損耗，達到抑制無功功率消耗的目的。
（二）空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能
空調(diào)能耗是建筑物總能耗的主要部分，一般占據(jù)總能耗的50%左右，所以降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗是建筑機電設備節(jié)能的重要措施?？照{(diào)系統(tǒng)能耗包括以下兩個方面：一是，供給熱量和冷量的冷熱源能耗，如吸收式制冷機的燃氣或蒸汽能耗，壓縮式制冷機耗電，鍋爐耗燃氣、燃油、煤、電等。冷熱源的能耗取決于供熱量和供冷量，受室內(nèi)空調(diào)設計標準，室內(nèi)照明、人員、設備散熱、新風量，室外氣象狀況（如太陽輻射強度、空氣濕度、空氣溫度等）、外墻門窗傳熱特性等因素影響；二是，輸送空調(diào)循環(huán)水以及向房間送風所使用水泵、風機耗用的電能。風機和水泵的耗能主要受送風溫差、輸送空氣量、輸送水量、輸送阻力、系統(tǒng)設計、供回水溫差、冷熱源設備效率、送水和送風流速等因素影響。針對空調(diào)系統(tǒng)的分析，應采取以下節(jié)能控制措施：
1.有效利用室外新風。由于新風負荷為空調(diào)總負荷的50%左右，所以控制新風量和有效利用新風是空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的重要措施之一。在春秋季節(jié)，可利用室外新風降低房間溫度，以減少冷機開啟量，節(jié)能降耗。在空調(diào)系統(tǒng)設計中要控制最小新風量數(shù)值，在空調(diào)系統(tǒng)運行中禁止從非正常渠道引入新風。
2.充分使用自然冷源。在春秋季節(jié)，受室內(nèi)照明、設備、人員等散熱因素的影響，導致室內(nèi)溫度高于室外溫度。若在此狀況下開啟冷風機，會產(chǎn)生較大的能耗。所以，應當充分利用自然冷源，如室外冷空氣、地下水等降低室內(nèi)溫度。
3.降低水泵耗電量。由于水泵耗電量約占空調(diào)系統(tǒng)總耗電量的20%左右，所以必須采取有效措施降低水泵耗電量。如科學設計水管系統(tǒng)，減小送水阻力和水流總高差；采用變頻水泵，使其隨著冷熱負荷的變化而改變轉速，從而調(diào)節(jié)循環(huán)水流量；保持過濾器清潔，調(diào)節(jié)閥門開度，降低過濾器和閥門的阻力。
4.降低風機耗電量。通過對風機進行定期檢修、清洗，以及檢查送風狀態(tài)、工作點偏移狀況、皮帶松動情況來降低風機耗電量。
（三）給排水系統(tǒng)節(jié)能
1.采用變頻水泵。通過利用閉環(huán)控制的水泵變頻調(diào)速來達到變量供水的目的，使水泵根據(jù)管網(wǎng)壓力信息調(diào)節(jié)轉速，在始終保持管網(wǎng)壓力恒定的基礎上，將低水能損耗，從而減少水泵耗能。
2.采用中水回用措施。設計排水管網(wǎng)時，應當另設一路給水管網(wǎng)和排水管網(wǎng)，回收和處理建筑物中的生活用水，而后通過專用給水管網(wǎng)提供給樓道清潔、綠化、澆灌之用。
3.預防水管網(wǎng)爆管。為了避免水管網(wǎng)爆管造成巨大的能耗損失，應對水管網(wǎng)定期進行滲漏檢測，做到防患于未然。
結論
總而言之，隨著我國城市化建設進程的不斷加快，建筑工程必然會越來越多，為了進一步降低建筑能耗，必須做好機電設備的節(jié)能。同時，還應加大對機電設備節(jié)能技術的研究力度，以此來緩解機電設備能耗過大帶來的壓力，這不僅符合國家提倡的節(jié)能減排要求，而且還有利于促進社會可持續(xù)發(fā)展。
