淺談建筑機(jī)電工程的節(jié)能設(shè)計(jì)

阮瑤

摘 要：建筑工程中的機(jī)電工程是整個(gè)工程中最重要的組成部分，機(jī)電工程的節(jié)能降耗指標(biāo)直接影響了整個(gè)建筑工程的環(huán)?；蜋C(jī)電工程產(chǎn)品的綠色目標(biāo)，所以在機(jī)電工程的設(shè)計(jì)中要把節(jié)能降耗放在首位。本文結(jié)合自身多年的工作實(shí)踐，分別在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、變壓器的選擇、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)三方面談了機(jī)電工程在設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施，以期能給大家?guī)椭?/p>

關(guān)鍵詞：機(jī)電安裝，節(jié)能，設(shè)計(jì)思考

中圖分類號(hào)：TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2013）-12-0226-01

建筑工程中的機(jī)電工程是整個(gè)工程中最重要的組成部分，機(jī)電工程的節(jié)能降耗指標(biāo)直接影響了整個(gè)建筑工程的環(huán)?；蜋C(jī)電工程產(chǎn)品的綠色目標(biāo)，所以在機(jī)電工程的設(shè)計(jì)中要把節(jié)能降耗放在首位。建筑節(jié)能減排是建設(shè)工程中重要的課題，其貫穿于設(shè)計(jì)、調(diào)試、使用等過(guò)程中，而設(shè)計(jì)是非常重要的控制環(huán)節(jié)，如出現(xiàn)有缺陷的設(shè)計(jì)，其必將導(dǎo)致建筑物在以后使用中節(jié)能消耗太大。本文結(jié)合自身多年的工作實(shí)踐，分別在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、變壓器的選擇、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)三方面談了機(jī)電工程在設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施，以期能給大家?guī)椭?/p>

一、供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)應(yīng)該簡(jiǎn)單和可靠的， 配電級(jí)數(shù)不適合太多。相同水平電壓的配電級(jí)數(shù)高壓不適合多于兩級(jí)、低壓水平不應(yīng)該超過(guò)三級(jí)，三級(jí)負(fù)荷不應(yīng)超過(guò)四個(gè)級(jí)。

2、應(yīng)根據(jù)電力負(fù)荷能力和分布，配電變壓器深入負(fù)荷中心，縮短低壓供電半徑，降低電力、有色金屬、減少電壓損失，以此提高供電質(zhì)量。

3、10 kV配電系統(tǒng)應(yīng)該簡(jiǎn)單靈活，有較大的適應(yīng)能力。根據(jù)負(fù)荷水平、能力、分布和電路等情況設(shè)計(jì)，配電系統(tǒng)應(yīng)該是以環(huán)型為主，也可以使用輻射類型或樹(shù)干類型。

4、每一行線路，每一個(gè)變配電所應(yīng)當(dāng)有明確的分布范圍，不宜交錯(cuò)重疊。

二、變壓器的選擇

1、減少了變壓器的有功電力損耗?？蛰d損耗也叫鐵損，它由核心的渦流損耗和漏磁損失構(gòu)成，是固定不變的部分，它的大小隨硅鋼片的性能和鐵芯制造工藝決定的。因此，在設(shè)計(jì)選擇變壓器時(shí)應(yīng)選用節(jié)能的，如采用高導(dǎo)磁硅鋼片；繞組采用優(yōu)質(zhì)銅絲，增加導(dǎo)線截面面積；使用先進(jìn)的硅鋼片剪切生產(chǎn)工藝，提高鐵芯疊片方式。如S9、SC9及AMDT等型油浸式變壓器或干式變壓器。銅損的大小取決于變壓器繞組的電阻和繞組電流的大小。因此，應(yīng)選用阻力小的繞組，并且采用銅芯變壓器。

2、選擇合適的變壓器負(fù)載率。雖然在其負(fù)荷率β= 50%的時(shí)候，變壓器的能耗是最小的。但在實(shí)際運(yùn)用中有將近一半的變壓器容量沒(méi)有投入運(yùn)行，因此當(dāng)前的設(shè)計(jì)規(guī)范要求設(shè)計(jì)變壓器負(fù)荷率為75% ～ 85%。民用建筑在使用上有季節(jié)性的負(fù)荷。冬季供暖就是建筑物季節(jié)負(fù)荷，夏季空調(diào)制冷，功率消耗較大。當(dāng)季節(jié)性的負(fù)荷非常大的時(shí)候，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用專用變壓器。

3、三相電源分單獨(dú)供電的時(shí)候，流過(guò)三相電流會(huì)產(chǎn)生不平衡。這個(gè)不平衡的狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致中線電位升高和變壓器本體損失增加。三相不平衡越大，它損失也呈上升趨勢(shì)。減少負(fù)荷不平衡的方法有：把單相電器均勻分接在三相電源上，最大負(fù)荷低于三相負(fù)荷平均水平的115%，最小相負(fù)荷不宜小于平均值得85%； 220 V照明負(fù)荷線電流小于或等于30A的時(shí)候，應(yīng)該采用單相電源供電；大于30 A的時(shí)候，采用三相四線制供電， 使用單項(xiàng)自動(dòng)補(bǔ)償裝置。單階段

三、 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、空調(diào)系統(tǒng)的新的風(fēng)量的大小不僅與能耗初投資和運(yùn)行費(fèi)用密切相關(guān)，還對(duì)人體健康有關(guān)，《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50189―2005）對(duì)它的取值作了規(guī)定，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)中，不應(yīng)隨意增加或減少。除此之外，在人員密度相對(duì)較大并且變化很大的房間，宜采用新風(fēng)需求控制，即根據(jù)室內(nèi)CO2濃度控制新風(fēng)量，可以使二氧化碳濃度始終保持在衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值以內(nèi)。

2、風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組和新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)口要單獨(dú)設(shè)計(jì)，或者布置在風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組出口旁邊，不應(yīng)該把新風(fēng)連接到風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的回風(fēng)吸入口處，以免降低新風(fēng)量或者削弱風(fēng)機(jī)盤管處理室內(nèi)回風(fēng)的能力。

3、房間面積大、空間大、員工多或有必要集中進(jìn)行濕度和溫度控制與管理的空調(diào)地方（如商場(chǎng)、影劇院、商務(wù)型飯店，展廳、候機(jī)/車樓、大型多功能廳、體育館、大型會(huì)議實(shí)等），空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)宜采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)，不適合采用風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)。全空氣空調(diào)系統(tǒng)具有易于改變新、回風(fēng)比例，必要時(shí)可實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行，從而獲得更大的節(jié)能效益和環(huán)境效益，并且易于集中處理噪聲，過(guò)濾凈化和控制空調(diào)區(qū)的溫度、濕度，設(shè)備集中、維修方便、易于管理等。

4、建筑空間高度大于或等于10米，并且超過(guò)10000立方米的時(shí)候，宜采用分層空調(diào)系統(tǒng)。和全室性空調(diào)方式比較，分層空調(diào)系統(tǒng)在夏天可以節(jié)省冷量的30%左右，因此，可降低運(yùn)行能耗和最初的投資。但是，在冬季供暖條件下運(yùn)行是不節(jié)能的，這一點(diǎn)特別提醒設(shè)計(jì)人員注意。對(duì)于民用建筑中庭等高大的空間，一般來(lái)說(shuō)，工作人員在底部范圍的活動(dòng)，所以舒適性約在地面以上2 ～ 3 米。使用分層空調(diào)，其目的是把這部分范圍的空氣參數(shù)控制在使用要求以內(nèi)，3 米以上的空間處在“沒(méi)有保證”的范疇。這里提到的分層空調(diào)只是一個(gè)概念和原則，在實(shí)際工程中有很多做法，比較典型的是風(fēng)氣流僅僅負(fù)責(zé)人員活動(dòng)的地方，同時(shí)在高空設(shè)置機(jī)械換氣 （排出相對(duì)“過(guò)熱”空氣）等方式，所以此時(shí)需要對(duì)房間的氣流分布進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠?jì)算。

在冬季采用分層送風(fēng)的時(shí)候，因?yàn)闊峥諝飧∵x原理、上部空間溫度高，如果沒(méi)有措施，甚至溫度會(huì)高于人員活動(dòng)的區(qū)域，這個(gè)時(shí)候并不節(jié)能，這是設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題。要解決這個(gè)問(wèn)題，通常有兩種方式，一個(gè)是設(shè)置室內(nèi)機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)，將房間上半部分的過(guò)熱的空氣通過(guò)風(fēng)管送到房間下部；二是在底樓設(shè)置地板輻射或者地板送風(fēng)供暖系統(tǒng)。

5、在同一個(gè)空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)，所有的空調(diào)區(qū)的冷、熱負(fù)荷差異和變化大、低負(fù)荷時(shí)間長(zhǎng)，需要分別控制各個(gè)空調(diào)區(qū)域的溫度，以及建筑區(qū)全年需要送寒風(fēng)的地方，宜采用變風(fēng)量（VAV）空調(diào)系統(tǒng)。由于變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)空氣送進(jìn)房間的風(fēng)量來(lái)適應(yīng)負(fù)荷的變化，同時(shí)確定總風(fēng)量的時(shí)候也可以考慮一定的同時(shí)使用參數(shù)，這樣可以降低風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗系數(shù)和裝機(jī)容量。根據(jù)有關(guān)材料記載，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)和定風(fēng)量（CAV）系統(tǒng)相比可節(jié)能30% ～ 70%，對(duì)不同的建筑物同時(shí)使用系數(shù)可取0.8左右。

6、對(duì)于建筑的頂部，或吊頂上部有較大熱值或吊頂空間較高的時(shí)候，不應(yīng)直接從天花板回風(fēng)。因?yàn)槲蓓敽偷蹴斂臻g范圍內(nèi)的周邊保護(hù)結(jié)構(gòu)直接暴露在戶外，同時(shí)夏季也會(huì)因?yàn)樘?yáng)輻射的影響和外圍結(jié)構(gòu)溫度較高，導(dǎo)致吊頂內(nèi)的氣溫容易受到氣候的影響，通過(guò)屋頂?shù)臒崃恳簿驮酱?。如果采用吊頂回風(fēng)，吊頂空間的溫度也將緊鄰空調(diào)房間的室內(nèi)溫度，事實(shí)上，相當(dāng)于大多數(shù)的傳熱將屋頂載荷送入空調(diào)機(jī)組的冷、熱的需求之中；如果沒(méi)有直接從吊頂回風(fēng)和使用的絕熱管道，顯然吊頂空間作為一個(gè)轉(zhuǎn)變溫度的空調(diào)夾層，對(duì)于空調(diào)機(jī)組來(lái)說(shuō)，雖然仍然有一部分屋頂?shù)膫鳠嵬ㄟ^(guò)吊頂板傳熱方式傳向室內(nèi)，但由于夾層的原因，此傳熱量比吊頂直接回風(fēng)時(shí)的得熱量小得多，從而減少了空調(diào)機(jī)組容量和運(yùn)行冷（熱）量。當(dāng)然通過(guò)吊頂天花板設(shè)置的送、回風(fēng)管也傳熱，但相比之下要小得多。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，建筑機(jī)電節(jié)能設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到很多方面的因素。設(shè)計(jì)人員應(yīng)把節(jié)能環(huán)保理念滲透在每一個(gè)環(huán)節(jié)，只有這樣才能做到真正的環(huán)保節(jié)能，為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)做出自己的貢獻(xiàn)。

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