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    綠色節(jié)能技術(shù)在大型城市綜合體機電設(shè)計中的應(yīng)用研究

    2021-04-10 18:35:56陳勇坤
    工程技術(shù)研究 2021年14期
    關(guān)鍵詞:綜合體能耗空調(diào)

    陳勇坤

    佛山市南海區(qū)建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站,廣東 佛山 528000

    1 綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原則

    1.1 適用性

    將綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于大型城市綜合體機電設(shè)計時,應(yīng)首先明確該建筑的功能定位,確保綠色節(jié)能技術(shù)能夠滿足建筑的使用功能要求;所設(shè)計的機電系統(tǒng)在后續(xù)運營中應(yīng)能與建筑的功能特征相吻合,并能夠為建筑的使用者帶來一定的便利性[1],提高其居住質(zhì)量。

    1.2 經(jīng)濟性

    大型城市綜合體一般集合了大型購物廣場、酒店等多項建筑功能,是絕對的“能耗大戶”。以某市萬達廣場綜合體為例,建筑面積為28萬m2,配電房總裝機容量為28800kVA,僅每月電費支出就達到數(shù)百萬元人民幣。為了實現(xiàn)能源的有效利用,減少用戶的經(jīng)濟支出,需應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù),這也是綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在大型城市綜合體中的重要目標。雖然綠色節(jié)能技術(shù)在應(yīng)用的初期階段需要有一定的經(jīng)濟投入,但是隨著后期運營過程中的能源節(jié)約,可以降低項目運營成本,實現(xiàn)整體經(jīng)濟效益的增加。

    1.3 節(jié)能性

    隨著綠色節(jié)能技術(shù)的發(fā)展推進,各種新能源和可再生能源也在社會各領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,相對應(yīng)的技術(shù)也日趨成熟。在進行大型城市綜合體機電設(shè)計時,應(yīng)將節(jié)能性作為重要的設(shè)計基礎(chǔ),通過各種新能源和新技術(shù)的合理運用,制訂可行性較高的節(jié)能設(shè)計方案,從根本上提高大型城市綜合體機電系統(tǒng)的節(jié)能效果,達到預(yù)期的節(jié)能目標。

    2 綠色節(jié)能技術(shù)在大型城市綜合體機電設(shè)計中的應(yīng)用策略

    2.1 電氣節(jié)能

    (1)電氣照明節(jié)能。電氣照明系統(tǒng)是大型城市綜合體電氣系統(tǒng)的重要組成部分,也是整個建筑能耗的主要組成部分。綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在電氣照明系統(tǒng)中具有重要意義。設(shè)計人員可從以下方面入手:①設(shè)備材料中盡量采用節(jié)能效果較好的LED燈具和節(jié)能燈具,減少使用金屬鹵化物燈具。②根據(jù)建筑節(jié)能規(guī)范設(shè)置各不同功能區(qū)域的照度標準值和功率密度值,做好照明效果管控,同時合理設(shè)計燈具安裝高度和安裝方式[2]。③對于地下停車場、樓梯和后勤走廊通道等地方,可合理運用定時設(shè)備以及聲控、光控等設(shè)備,減少不必要的能源消耗。④對于重要的室內(nèi)公共區(qū)域和建筑外墻泛光照明、園林夜景照明等主要光源,可合理運用智能照明系統(tǒng),通過智能模塊對末端燈具進行分組控制,以實現(xiàn)不同場景模式下的燈光啟停,從而達到節(jié)能效果。例如,某城市綜合體室內(nèi)照明設(shè)置為白天、晚上、深夜巡更、周末、慶典等場景模式,室外夜景照明設(shè)置為工作日、周末、慶典等場景模式,還可以根據(jù)實際需要通過后臺手動控制及調(diào)整。

    (2)電氣動力設(shè)備節(jié)能。大型城市綜合體的動力設(shè)備主要包括水泵、電梯、風機、空調(diào)機組等,通過提高以上設(shè)備的使用效率,可以降低其使用頻率,是控制能耗的有效手段。一方面,通過變頻技術(shù)的合理運用,可以對電氣動力設(shè)備進行科學控制,從而降低其能耗;另一方面,通過設(shè)置聯(lián)動機制,可對多臺設(shè)備進行控制,減少電機的啟動次數(shù)和制動次數(shù),從而達到降低能耗的目的。例如,對同一出入口的多臺電梯進行聯(lián)動控制,當用戶在某層按下電梯外招面板時,最靠近該層的一臺電梯作出響應(yīng),其余電梯不響應(yīng)。此外,針對綜合體高層酒店或辦公樓建筑,設(shè)置專用于高區(qū)的高速電梯和專用于低區(qū)的普通電梯,這樣可顯著提高電梯的使用效率。

    (3)供配電系統(tǒng)節(jié)能。大型城市綜合體的用電負荷重且分散,一個配電房難以滿足其用電需求,通常需設(shè)置多個配電房。在對供配電系統(tǒng)開展節(jié)能設(shè)計時,應(yīng)從規(guī)劃大局的角度考慮,確定該綜合體各個功能區(qū)域的負荷中心,同時相應(yīng)的配電房應(yīng)設(shè)置在負荷中心附近。這樣既可以節(jié)省電力線路的造價,也可以避免長距離低壓輸電,降低電力線路上的功率損耗。另外,作為配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)性設(shè)備,電力變壓器的能耗在總能耗中占據(jù)的比重較大。因此,應(yīng)選用節(jié)能環(huán)保型的電力變壓器,同時科學合理地實施電負荷分配,合理選擇變壓器的臺數(shù)與參數(shù),這是變壓器負載率的重要保證,能夠達到有效降低變壓器容量、延長其使用時長的效果,將變壓器能耗控制在合理范圍內(nèi)[3]。另外,功率因數(shù)是衡量電能質(zhì)量的重要指標,需動態(tài)關(guān)注并采取相應(yīng)措施提高功率因數(shù),具體措施如下:采用功率因數(shù)高的負荷設(shè)備;采用并聯(lián)電容補償,并需經(jīng)常檢查補償電容器是否損壞、投切開關(guān)是否失靈等情況,從而降低不必要的無功電能損耗,達到供配電系統(tǒng)節(jié)能的目的。同時,可通過電力監(jiān)控系統(tǒng)對供配電系統(tǒng)各電氣參數(shù)進行實時采集分析,為綠色節(jié)能提供可靠數(shù)據(jù)。

    2.2 空調(diào)節(jié)能

    (1)空調(diào)模式。大型城市綜合體通常由多種形態(tài)的建筑單體組建而成,既有裙樓,又有塔樓,甚至還有其他形態(tài)的建筑單體,而且其業(yè)態(tài)和功能區(qū)也呈現(xiàn)出多樣化特征。從綠色節(jié)能的角度考慮,單一的空調(diào)模式一般難以滿足多種業(yè)態(tài)和功能區(qū)的需求,需要多種空調(diào)模式組合,才能達到經(jīng)濟節(jié)能的效果。①對于大型購物廣場類超大空間建筑,宜采用分體安裝的大型冷水塔+螺桿機組+組合式風柜+末端風管的組合模式。②對于每層有數(shù)千平方米的多層辦公寫字樓或酒店,應(yīng)根據(jù)實際情況優(yōu)先選用冷水機組+末端風機盤管的組合模式。③對于單層或少數(shù)層的辦公樓或酒店,可根據(jù)實際情況優(yōu)先選用多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)。此外,空調(diào)的組合模式還可根據(jù)現(xiàn)場實際情況,依據(jù)建筑面積、冷量需求、業(yè)態(tài)類型、使用需求、安裝位置和限制等靈活配置,但均應(yīng)以合理性和節(jié)能性為宗旨。

    (2)空調(diào)主機??照{(diào)主機是大型城市綜合體中央空調(diào)的核心部件,其能耗在總能耗中的占比較大。綠色節(jié)能技術(shù)可在以下方面對中央空調(diào)主機進行節(jié)能控制:①選擇能耗較低、效率較高的空調(diào)主機設(shè)備;②優(yōu)先選擇有變頻技術(shù)的空調(diào)主機設(shè)備;③采用采用群控系統(tǒng)對多臺空調(diào)主機的啟停和運行狀態(tài)進行控制,降低空調(diào)主機待機概率,在滿足使用需求的同時,降低空調(diào)主機的整體能耗。

    (3)空調(diào)管道??照{(diào)冷媒在管道內(nèi)傳輸?shù)倪^程中,會與外界進行冷熱交換,從而損耗一部分能量。當管道距離長、表面積大時,這種能量損失相對巨大,而外包保溫材料是減少這一損失的有效辦法。進行空調(diào)節(jié)能設(shè)計時,應(yīng)針對不同類型的風管、水管、銅管等,選擇合適的保溫材料。對于暴露于室外的管道保溫,應(yīng)考慮日曬雨淋對其保溫效果的負面影響,建議在管道保溫外再包裹一層鋁箔。另外,合理設(shè)置新風和回風口,并根據(jù)室外溫度進行調(diào)整。例如,夏天時,多回風少新風,減少空調(diào)冷量的損失;冬天時,多用新風少回風,以提高室內(nèi)空氣質(zhì)量和舒適性。

    (4)其他節(jié)能措施。大型城市綜合體是對廣大客戶群體開放的公建項目,其出入口數(shù)量多,在出入口處應(yīng)設(shè)置感應(yīng)自動開關(guān)的門扇或有限位器的門扇,再設(shè)置風幕機,以減少出入口處的冷熱量交換,從而降低空調(diào)能耗。在大型購物廣場的中庭頂部,通常為了采光和美觀,會設(shè)置玻璃頂,在夏季時室內(nèi)相對較熱,可在中庭玻璃頂側(cè)面設(shè)置電動或氣動的排氣窗扇,與中庭中央空調(diào)出風口聯(lián)動,風口噴冷氣時,窗扇定期開啟,使中庭頂部熱氣可往外散走。

    2.3 用水節(jié)能

    水是萬物之源,是不可再生能源,節(jié)約用水應(yīng)該受到每一個人的重視。大型城市綜合體涵蓋休閑購物、餐飲娛樂、辦公、住宿等多種功能,是大型人員密集場所,也是地標建筑或區(qū)域重要建筑,因此應(yīng)對其做好用水節(jié)能措施。首先,用水器具必須采用符合國家節(jié)水器具要求的產(chǎn)品,這是最基本的要求;其次,用水計量裝置應(yīng)安裝到位;最后,有條件的項目可建設(shè)景觀水循環(huán)回用設(shè)施或雨水、中水回用設(shè)施,以承擔更多的社會責任。

    2.4 其他節(jié)能

    隨著綠色建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,出現(xiàn)了越來越多的新型節(jié)能技術(shù),太陽能光伏發(fā)電技術(shù)便是其中之一。近年來,在國家大力推動和補貼資助下,光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得非常成熟,并且有了很多的成功案例。大型城市綜合體占地面積大,其建筑物屋面一般閑置,非常適合建設(shè)光伏發(fā)電站。同時,大型城市綜合體對電能需求大,而太陽能是新型的清潔能源,一次投入之后即可基本實現(xiàn)免費取用,可以顯著降低城市綜合體運營過程中的電能成本。因此,可在城市綜合體裙樓和塔樓頂部分別建設(shè)光伏發(fā)電站,儲蓄電能作為景觀照明、泛光照明、熱水器等非重要電氣負荷的電能補充。

    此外,冰蓄冷也是一種新型的綠色節(jié)能技術(shù)。該技術(shù)利用夜間低谷負荷電力制冰儲存在蓄冰裝置中,白天融冰釋放所儲存的冷量,這樣可以降低電網(wǎng)高峰時段空調(diào)用電負荷及減小空調(diào)系統(tǒng)裝機容量,為用戶節(jié)約空調(diào)電費。不過冰蓄冷對于一般城市綜合體來說初期投入多,回收成本所需時間較長。

    3 結(jié)束語

    在“綠水青山就是金山銀山”的可持續(xù)發(fā)展理念下,相關(guān)人員應(yīng)將綠色節(jié)能技術(shù)充分運用到建筑工程的各個環(huán)節(jié)中。同時,應(yīng)不斷總結(jié)建筑機電設(shè)計經(jīng)驗,在其中融入綠色節(jié)能技術(shù),以提高能源利用率,努力向著更節(jié)能更健康的方向邁進,最終實現(xiàn)人與建筑的可持續(xù)發(fā)展。

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