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关键词:建筑电气 节能 控制系统
作为能源消费大国,我国的能源相对短缺,石油和天然气每年都要依靠进口,其次由于其能源利用率低,所以在每平方米建筑中的能源消耗约为发达国家的2至3倍。因此我国建筑电气节能技术的发展空间巨大。近年来,电气能源供需矛盾激化,建筑用电是能源消耗的主要部分,所以我国建筑电气节能技术的发展迫在眉睫。如大量使用节能产品,不仅每年可节约用电数十亿度,同时可以延缓温室效应,这样同时造福了经济与社会环境。
1 传统建筑电气技术在应用中的问题
传统的建筑电气技术在当前的建筑体系中应用较为广泛,而且产品的种类也很丰富,从某一个产品而言,技术发展成熟,总体上讲传统的建筑电气技术在应用中相对独立,特别是末端电器产品,缺乏相互联结,随着产品本身功能发展的复杂化,人们对于办公和生活环境的要求也逐渐提高,所以传统的电气技术存在诸多不足,主要方面包括:使用的繁琐性,建筑电气技术非节能性,管理效率地下,安全性低。
2 主要的建筑电气节能技术
2.1 风力发电技术
风力发电机的运行方式包括独立运行方式,风力发电与其他发电形式结合,或是在一处风力较强的地点,安装数十个风力发电机,其发电并入常规电网使用。在传统建筑电气节能技术的应用过程中,我国主要开发研制小型的风力发电机,并将其作为农村独门独户使用。由于电网不能实现为偏远地区供电,所以近六十万居民正在使用风力发电机进行发电。但目前的发展趋势表明,我国的风力发电机制造由小功率向大功率发展,为满足彩电冰箱等家用电器的用电需求。其次不再实行独门独户的风力发电形式,而是采取联网供电,由村庄集体供电等形式。从长远角度看,风力发电技术的应用范围进一步扩大,不仅单纯用用与家庭,更扩大到众多公共设施及政府部门。
2.2 太阳光伏发电技术
在北欧的部分国家正推广一种“零能”住宅的理念,这种住宅是由“太阳能屋顶”提供该建筑的全部能量的。而这就应用到了太阳光伏发电技术,在屋顶安装太阳光伏电池,当阳光充足时太阳光伏电池可以适应某一家庭的全部用电需求,并将剩余电量反存于电网,供用电不足时使用。目前由于太阳光伏电池的价格过高,我国仍没有大范围的推广计划。据专家预测,这种光伏发电技术通过技术革新与大规模生产,可于2030年后在市场上大规模出现,并对传统的建筑电气节能技术产生冲击力和竞争力。
3 建筑电气节能技术发展中应该遵循的原则
建筑电气节能技术在建筑工程中不能盲目使用,不能以节能为目标损害了建筑的原本功能,更不能为了节能而忽略其成本的规划。所以在建筑电气的节能技术发展过程中必须要遵循以下原则。
首先,适用性。满足建筑物照明的亮度、色温,满足空间的舒适性或满足某些建筑的特殊要求。这是对于满足建筑物内的人工环境完整而提出的条件。建筑电气的技术应用必须要满足建筑物创造的环境要求,为建筑设计中的设备提供能源供应。
其次,实际性。节能问题本身应从国情和经济条件角度考虑,不能盲目为追求节能效果忽视其经济效益的考虑,要对合适的节能设备与节能材料进行性价比比较,使节能所增加的时间效益和经济效益在未来的建筑物使用过程中得到回报。
最后,节能性。作为建筑电气节能技术的必要条件就是其节能性的考量。必须要采用必要的措施,来减少甚至消除建筑物中不必须的消耗,在未来的发展过程中,应着眼于建筑电气设备自身电能消耗,传输线路上的电能消耗等问题。
4 建筑电气节能技术发展方向
4.1 利用天然光源
作为节能工作中最为主要的一项内容就是对照明工程的节能应用。而照明节能工程最为主要的内容就是对天然光源的利用。随着人们对能源的重视,建筑物中充分利用天然光源来节约照明用电已经广泛应用在各建筑电气技术中。天然光源作为一种无限再生资源,在照明节能的实施过程中必须要扩大应用。制定一系列建筑物的采光标准和采光方式,并推广于日常生活中。
4.2 太阳能照明技术
太阳能和天然光源一样,属于取之不尽用之不竭的无限能源。太阳能照明技术可以减少温室气体的排放,同时节省资源,保护地球环境。科学合理地利用太阳能照明节能技术,可以将建筑电气节能技术的发展推向更高的台阶,这可以将其最为本质的原则和内涵得以展现。
4.3 能源综合利用
控制能源问题的主要方式并不单纯依靠电力使用上的细节,此外还包括对风能等自然的,可再生的能源的综合运用。这就需要技术的革新发展,也是我国建筑电气节能技术发展的主要方向。
5 建筑电气节能技术的发展前景
我国的节能体系目前仍处于初级阶段,相比一些发达国家已经建立起的各具特色的建筑节能体系稍有不足。如英国、美国、加拿大、日本等国家先后建立起了节能评估体系,在各国的建筑节能技术实施过程中都依靠该体系的规范和准则,采用定性定量的方法,对电气节能的效果和电气节能技术进行评估。
相比之下,我国的建筑电气节能技术评估体系并没有建立,显示出了相对的不足性。因此需要我国尽快学习先进国家的经验并分析自身的不足之处,扬长避短,这将有利于我国在短时期内取得建筑电气节能技术发展的巨大进步。我国现在实行的建筑节能标准和规定对电气节能内容没有做出具体的规定,加大了操作的难度。所以,国家建筑行业的相关部门有必要对电气节能和建筑节能测评体系的建立采取硬性措施和实施内容的规定。
近几年我国开展的基础数据统计的工作,对各地区不同气候特点评估,已着手对当前用电情况和建筑电气运行的数据统计,在进行比较分析后,就将进行定量分析,针对不同的问题和不同地域的实际情况采取不同的节能技术改造,针对各项新产品和新技术的出现,国家出台对应的鼓励措施,这都有助于科研效果和科研动力的加大,使科研成果快速传换为大范围应用的产品,从而形成科研进步和生活节能的良性循环。在此基础上,国家可指定出操作性强、实施审核简便的科学测评体系,明确划分一些建筑电气节能技术强制性措施,在实施过程中加强管理,使建筑电气节能技术发挥实效,以取得长足的发展。我国建筑电气节能技术的发展前景直接关系到建立节约型社会的发展大计,将创造我国经济效益和社会效益双丰收。
关键词:电气节能 效能优化
我国是一个能源消费大国,每年都要从国外进口大量的石油和天然气,而我国能源利用率又低,能源的缺乏已严重影响到国民经济的发展,因此,如何进行有效的节能,并将电气节能技术合理地运用于工程设计中,已经成为我们势在必行的任务。
1.3 谐波治理装置
电能质量的好坏,直接影响到工业产品的质量,电压波形质量是评价电能质量标准之一。三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率,就是谐波所占的比重。随着科学技术的发展,非线性用电设备在电网中大量投运,谐波分量在电网中占的比重也越来越大。谐波分量增加了电网的供电损耗,干扰电网保护装置的正常运行,直接影响电网的安全正常运行。我们对非线性用电设备产生的谐波必须进行合理的治理,使谐波分量不超过国家规定的相关标准。
2、电气节能优化方法
2.1 正确认识电气节能原理
我们必须正确认识电气节能设备的节能原理,这样才能真正实现怎样节能减排。电气节能是利用电气设备的感性与补偿电容器电流相位角相差的特点,减少感性负荷设备吸取无功能量,以达到节能的目的。[2]
2.2 认真贯彻电气节能政策
可以建立讨论会,立意见箱,多渠道征集实现电气节能的措施。坚持技术创新和科技节能之路。坚持修旧利废,定期进行设备维修,实现二次利用。加强设备的巡检和保养。提高设备运转率。健全和加强内部制度建设,充分调动车间员工的节能降耗积极性。
2.3 选用节能效果理想的电气设备
通过选用节能型变压器减少其有功功率损耗,以减少铁芯的涡流损耗和漏磁损耗,还应选用大容量的变压器,尽可能减少变压器的台数,使变压器经济运行。应选用电导率较小的铜芯材质做导线、减少导线长度、增大导线截面积。提高系统的功率因数,减少无功在线路上传输。只要处理好无功补偿及补偿装置的安装地点这三部分,就可以实现合理的选择无功补偿方式而达到节能的目的。[3]
3、结语
目前,企业节能项目建议采用高效节能电机,也可以利用变频器的合理使用实现节能,此外,选择合理的照度、高效的灯泡光通量,提高灯具效率,对于电气节能具有非常重要的意义。应充分利用自然光,使之与室内人工照明有机结合,采用高效节能光源。
参考文献
[1]崔源发,严正斌.电气节能设备效能最大化的思考[J].有色冶金节能,2011.
近年来国内电能需求量不断增加,随着国家节能减排战略实施及大力发展低碳经济,电能作为二次能源的弊端逐渐显露出来。建筑电气设计中引入节能设计,可以充分满足社会发展需求,降低建筑能耗。本文以节能技术优势为切入点,结合实际经验分析建筑电气节能设计中存在的问题,并给出具体解决措施。
关键词:
建筑电气;节能设计;优化策略
建筑电气设计作为建筑设计的主要环节,直接关系到建筑物投入使用后的舒适度,也是保证建筑电力系统正常运行的基础。在国家大力提倡建设节约型社会的大背景下,建筑行业愈发重视能源节约问题,并且在电气设计广泛使用节能技术,但实际应用中受到各类因素影响,出现一些问题,本文就此展开相关论述。
1建筑电气节能现状
建筑工程项目建设中主要组成部分就是建筑电气设计,近年来电气种类与规模不断增加,但部分电气设计人员并不重视设计中涉及的各项标准,造成电气安装质量不过关、设计方案难以满足国家标准等情况,造成出现盲目用电情况。这些问题出现的主要原因在于设计人员过于关心用户用电需求,造成电气设设计过程中有意无意的务实节能技术,造成能源消耗增加,也给用户带来安全隐患。除此之外,我国公民缺乏节能意识,并没有正视能源短缺问题,企业与个人均缺少节能意识,加上节能制度不够完善,造成公众普遍缺乏节能意识。还有部分地区采用传统限电措施,也就是用电高峰时段以停电的方式限制用电,这种方式虽然可以降低用电量,但会对正常生活与工作产生影响。在这样的背景下,电气设计人员需要重视引入节能技术,确保电气设备正常使用的基础上实现节能目的。
2电气节能设计必要性
将节能技术应用到建筑电气设计中可以取得良好的成果。节能技术在建筑电气设计中的作用主要体现如下。
2.1生态环境保护
改革开放以来,我国的工业得到翻天覆地的发展,但是我国的发展是以牺牲环境为代价的不健康发展。高能耗以及逆生态的发展模式为我国以后的发展带来诸多问题。随着世界经济大潮对环境保护的重视,我国的发展也开始注重节能技术的应用,在建筑电气设计中使用节能技术有利于降低污染物的排放量,对新材料的应用也有利于对环境的进一步保护。
2.2推动经济发展
工业的发展是以能源与技术为基础的,其中许多能源像煤炭石油等都是不可再生资源。因此在建筑电气设计中使用节能技术可以在保证建筑性能的同时降低能耗,对于经济的可持续性发展具有重要的现实意义。
2.3提高生活水平
科技水平的不断提高,不断影响着人们的价值观以及审美标准。人们当前对建筑的要求也变的越来越高,都希望可以拥有更加环保舒适的环境去工作和生活。节能技术在电气设计中应用可以提高设计水平不断改善这人们的生活,提升着人们的生活水平。在讲究实用性和节能性同时,一定要把目标落到实处,从实际角度考虑,选用节能设备和耗能低的材料,在设备的投入上应尽量低,并通过对各种设备进行合理配合使用,真正把能耗降低下来。
3建筑电气节能设计优化策略
建筑电气节能设计内容众多,受到篇幅及个人能力限制,接下来笔者主要从三方面展开论述:供配电系统节能设计、照明节能设计技术应用与谐波治理及可再生能源利用。
3.1供配电系统节能设计
依照建筑物使用方向及使用者用电特点与需求,充分考虑容量、符合性质、系统规模及工程特点等,科学合理的设计供配电体系,确保供配电系统处于最佳运行状态:(1)依据供电负荷容量与分布情况,确保变电所与配电所距离负荷中心距离最短,缩短低压供电半径,减少线路输电损耗与电压损耗,提高供电质量。此外,还要注意保证供配电线路长度≤250m;(2)保证系统简单且可靠,尽量减少配电级数,同一用户的高压配电级数位于两级之间,最大程度减少电能损耗。如两路进线供电系统确保同时运行两路电源,降低线路算好;(3)选择合适供电电压。同等条件下,电压越高耗损越低。确定好供电电压等级后,需要全面考虑技术是否经济、是否满足电力公司规定。如设备总容量超过250千瓦时,或变压器容量>160kVA,最好选择10(6)kV供电线路。若是建筑物较为庞大,需要考虑暖通设施节能工作,对比技术方案后选择合适冷水机组,考虑大容量电动机启动时对变压器的影响;(4)线路损耗能量的降低。确定载流量、电压损失、短路电流热等技术指标满足设计要求与规范要求,依据经济电流密度选择校验与导线截面,减少电能损耗与投资,节约金属用量;(5)降低电动机电能损耗。依据符合特性选择合适的电动机,提升其运行效率与功率因素;在大功率电动机上安装变频调速器,根据实际需求选择合适的功率,避免空载运行;利用软启动器确保电机平稳启动,保证电网电压波动符合要求。
3.2照明节能设计技术应用
照明节能设计的前提就是不影响生产与作业视觉,在保证照明质量的基础上最大程度减少照明系统损失的电能,提高电能使用率。要注意以下几点:(1)依据视觉作业需求,依据相关标准确定合理照明,不一样的场所照明目的与要求存在差别。但考虑到我国实际情况,各地区经济条件差别较大,民族习惯不同,可以制定不同层次的标准,有效利用局部照明;(2)充分利用自然光。阳光本身就是最佳的照明光源,太阳本身不需要额外投资,也不会污染环境。如设计写字楼时充分利用阳光,这样可以舒缓员工情绪,提高工作效率;医院设计中充分利用阳光,可以让患者保持积极乐观的情绪,加快康复。现在有的窗户选择光谱,可以在引入阳光的同时保证舒适度。也可以创新技术,如光栅板、侧穿等,充分利用阳光;(3)合理选择光源与灯具。使用场合存在差别,在满足照明需求的基础上选取高效光源。充分利用光通量,选择灯具时要选择高效率、高系数及配光合理,优先选择直接照明灯,采用节能型高功率因数电感镇流器;(4)采用照明节能系统。照明控制系统主要由手动与自动控制两类构成。前者就是根据使用者需求,控制其所在地方的照明的控制。如建筑楼梯间与走到中,尽量选择自然采光,除过应急照明外,最好选择自熄节能开关;每一个开关不宜控制过多光源数量,各房间灯开关数不要多于两个。但手动控制的最大缺点在于当自然光照不足时打开灯,但自然光线充足后却又忘记关掉灯,有时人走灯亮,浪费大量电能。同时智能化照明控制体系表现出极强的优越性能。
3.3谐波治理及可再生能源利用
如下:(1)谐波治理。随着大范围普遍使用非线性负载,谐波电流越来越多,并且不断影响电网,造成线路电压出现波形畸变。建筑电气节能设计过程中,需要科学合理的选择电动机、变压器容量及照明灯启动器,实现线路感抗的降低,正确采用电缆及电线敷设方法,提高用电单位自然功率因素。如果自然功率因素偏低且不能达到电网合理运行的标准,此时应该选择并联电力电容器的无功补偿装置;(2)利用可再生能源。建筑物所在地区具备合适条件时,可以充分利用风能、天阳能等可再生资源,这可以达到节能减排、保护环境及改善能源比例的通。自动化管理控制系统的主要组成部分就是测量、监视及自动控制。充分利用智能化技术,如计算机技术、信息通信技术及自动化控制技术等,控制建筑物内供暖系统、中央空调、天然气等,通过智能化管理降低能耗,保证设备系统可靠且稳定运行,有效减少电气能耗,节约能源。
4结语
综上所述,电气设计领域中尤其是建筑电气中节能设计已成为重要组成部分,实际应用中要充分考虑工程特性与情况,采取切实可行的节能措施,在电气设计全过程中贯彻节能理念,将其落到实处,推进资源节约型社会建设工作。本文中笔者详细分析电气节能设计中存在的问题,并给出针对性结局措施。希望通过本文论述为建筑电气节能贡献一份力量。
参考文献
[1]张煌军.浅谈电气节能设计中的几点经验[J].科技风,2011(14):112-114.
[2]张军.关于建筑电气节能设计措施的探讨[J].中国科技信息,2007(06):78.
[3]续亚强.试论现代房屋电气节能设计及其发展[J].青春岁月,2011(24):72.
关键词:建筑;能源消耗;电气节能;技术措施
Abstract: The reasonable use of electrical energy saving technology in the growing shortage of energy today is particularly important. This article mainly from the transformer, energy-saving lighting, the line loss, energy saving of motor and other energy-saving technology were described.
Key words: building; energy consumption; energy-saving; technical measures
中图分类号:TE08 文献标识码:A文章编号:
能源短缺问题已经成为世界上许多国家面临的紧要问题,我国作为一个能源的消耗大国,每年都需要从国外进口大量的天然气和石油,而且随着经济的进一步发展,人均生活水平的不断提高,建筑体的不断增多,未来能源消耗将会面临更加严峻的形式。针对我国现状,缓解能源危机在建筑体上主要有两点;一是建立节约型建筑体,我国目前能源的利用率非常低,同发达国家相比还有一定的差距,仅在每平方米建筑中的能源消耗约为发达国家的2至3倍,所以提高利用率的空间巨大;其次是新能源技术的开发。另外还存在浪费能源的现象,公民还应该从本身提高能源的节约意识。本课题主要针对建筑电气的节能技术进行了阐述,以供同仁参考。
一、 电气节能设计应遵循的原则
电气节能技术既要保持原有建筑物的使用功能,还要保持经济实用性,主要围绕技术的提高而达到电气节能的目的。应当遵循的原则组要表现为一下几项。
(一)建筑物基本功能的满足
良好居民生活氛围离不开充足的能源供应,现在家庭生活设备主要围绕电气而设立,所以建筑体的供应设备必须有强劲的动力。所以对供电设备的负荷容量和供电的可靠性提出了一定的要求,另外科学化的电能设备运用和对其进行优化的设计也相当重要。
(二)从实际效益出发对节能设备和材料进行选择
在不影响人们生活条件的基础上,在建筑体上运用节能设备与材料,注重节能的长期运用于实际节能指数相结合,能在较短的时间内在较短时间内体现出节能设备等的优越性与节能性。(三)降低无关的能源消耗
无关的消耗,也是能源消耗需要控制的重要部分,所以减少和消除与生活无关的能源消耗是我们面临的紧要任务。比如目前存在的传输线路上的电能消耗、电气设备自身的电能消耗等等。
二、变压器的节能措施
变压器的节能实质就是减少变压器的有功损耗,把运行的效率提高。有功损耗按下式计算:ΔΡ=Ρo+β2Pκ。建筑中的配电系统最好用节能型的电器产品,节能效果会更佳,下面我们把公式的原理与实际应用相结合来阐述变压器的节能。
(一)Po变压器的空载损耗(KW),即我们通常说的铁损。产生的原因与铁芯的材料和制造工艺有很大的关系。所以在对变压器进行选择时要选择节能型变压器,它们是采用优质的冷轧取向矽钢片,由于“取向”处理,使矽钢片的磁畴方向接近一致,减少了漏磁损耗和铁芯涡流损耗。普遍的节能型变压器如S9, SC8,SL9等。Pκ是变压器线损,减少变压器线损的主要措施是在对变压器进行选择是要选择阻值较小的绕组,如铜芯变压器能有效的降低线损。
(二)通过以上的分析可以看出对于节能型变压器的选择尤为重要,对高耗能的变压器进行改造或新建的工程选择变压器时应选用SL7、S9、SC(B)9、SGB10及SGB11-R等型号的节能型变压器。
(三)变压器的台数和容量选择要科学,掌握大概的负荷情况,对投资规模和年运行费用进行综合的考虑,对负荷进行科学的分配,选择容量与电力负荷相适应的变压器。变压器效率与负荷的功效因数、变压器负荷和损耗有关。正常情况下经济运行区是负荷率在30%~75%;变压器效率最高时为负荷率在50% ~60%。当负载一定时,功率因素决定变压器效率,功率因素越高则变压器效率也就越高。(四)加强对电气设备的运行管理,如果存在长期轻载的变压器,在必要的时应按实际负荷更换小容量变压器,达到变压器节能的效果,保证变压器的经济运行。
三、加大供配电系统的节能措施
(一)配电系统的节能措施主要有以下几点。
1、根据负荷容、供电距离和电设备的分布特点选择供电电压进行合理设计。
2、把配电所选择在距离负荷中心比较近的地方,这样能够把配电半径缩短,从而减少在线路上面的损耗。
3、为保证在季节变化的情况下保证电力的需求,对变压器容量和台数的选择要科学,在负荷变化的不同情况下可以对变压器进行灵活可变的切割,避免因轻载运行造成的不必要电能损耗,达到节能的目的。
4、配电设计时尽量使三相负荷达到平衡,最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的百分之一百一十五。
(二) 供配电线路经济运行的重要方向是减少供配电线路的线损。当电流通过电阻时就会产生功率消耗,在线路电阻在通过电流不变的情况下,当线路越长时电阻值也就越大。所以实现节能需要尽量的减少电阻,减少电阻主要考虑一下几点。
1、选择电阻率较小的导线。
2、科学合理的减少导线的长度,线路设计多趋向于直线型设计减少曲折、回转的线路设计,靠近负荷中心,减小供电半径。
3、增大导线截面积,对于较长的线路,在满足载流量,热稳定,保护配合及电压降要求的前提下,在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用,由于节约能耗而减少了年运行费用,综合考虑节能经济时还是合算的。
四、照明节能措施
(一)充分运用太阳光源
自然光源使之不尽,源源不断,是一种无限可再生资源。现在人们越来越重视对太阳光源的运用,在建筑物的照明工程中也应当把太阳光源充分的运用到建筑物的能源运用中。太阳光源的扩大应用必须制定可行的采光标准和采光方式。对太阳能光源的充分运用不但可以有效地节约能源还可以减少温室气体开放,保护地球环境。我国的河北德州就在许多建筑物上成功的利用了太阳能资源,满足了人们生活所需。
(二)充分利用自然光,
根据每天的自然光照度变化来合理控制灯片的开关,为方便对区域性的灯光照明进行有效控制,照明开关不要对过多的灯进行控制,这样方便与节能管理。
室外照明可以采用光电控制器,这样可以避免一些不必要的浪费。插座的面板上要设置出翘板开关控制,,在电设备不使用的时候可切断插座电源,消除设备空载损耗。
(三)对单位面积内的灯具安装功率进行有效的控制
不同的场所对视觉要求、照明功率密度和照度标准有不同的要求,在满足照明质量的同时,体育馆和厂房对于室外的照明一般选择高效气体放电光源,比如高压钠灯、金属卤化物灯等;公共场所多采用高效发光的荧光灯和紧凑型荧光灯。
(四)光源用电附件要选择低能耗的,如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等。气体放电灯宜采用电子触发器,紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器。
五、电动机节能措施
(一)运行过程中,就地补偿电容器可以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗。
(二) 在电梯设备中安装高效率的电动机,提高电动机的工作效率和功率因数降低电动机能损耗。
(三)减少电动机空载和轻载运行,采用变频调速控制电动机使其在负载率变化时自动调节转速使得与负载变化相适应以提高电动机轻载时的效率从而达到节约电能的目的。
结语:
关键词:建筑;安装工程;节能
能源危机是全球普遍面临的问题,节约能源日益受到人们重视。建筑能耗非常大,对其实施节能措施势在必行。建筑节能包涵两个层面:一是对既有建筑的节能改造,二是新建建筑要按相应的节能标准进行建造。建筑能耗主要体现在供暖、空调、热水、家用电器、照明等方面,因此对这些设备进行节能改造是节能降耗的关键。目前,我国建筑节能设备安装仍没有形成完善的规范体系,有关太阳能、地热能、天然气等新能源及配套设备技术还不成熟,研究建筑安装工程节能具有很重要的现实意义。
一、建筑安装工程的电气节能
1、电气节能基本思路
首先,应根据用电负荷等级来优化配电设计,使电能得到充分、合理利用,以提高用电质量和运行经济效益。其次,充分利用先进的节能设备和材料,在确保使用功能的前提下提高电能利用率。如在照明上采用高效光源或高反射比材料以达节能目的。再次,应考虑减少不必要的线路损耗和不合理的设备运行等,如尽量用电导率大的材质,减小输电线路距离和增大线缆截面。
2、强电与弱电系统
近几年,控制系统开始向智能化方向发展,集故障诊断及诸多功能于一体的智能化断路器初见端倪,由于它采用计算机控制,各个元器件都能处于最佳的运行状态,从而实现了节能的目的。相比强电系统,弱电系统的发展更加智能化和人性化,在以人为本的前提下,不仅使建筑功能得以完美体现,还实现了环保、节能的可持续发展目标。
3、建筑照明系统
首先,充分利用自然光。为保证建筑的使用功能,刻意减少灯具数量及降低使用功率显然是不可取的。因此,应尽量选用利用系数较高的照明方式,在靠近室外的部位充分利用自然光同时设置灯光的自动调节。其次,高效灯具的启动。高效灯具有较好的节能效果,应采用节能型的电感或电子镇流器。第三,根据实际情况选用合理的控制系统。较先进的有楼宇自控系统控制、智能控制、探测器控制等,在选用时根据建筑的类型,规模及功能等选择合适的控制系统以达节能目的。
4、暖通、空调系统
空调系统占据建筑能耗的比重相当大,采取合理方法降低空调能耗是有效的节能途径。在冬季供暖方面,热电站的热源利用率是最高的,热泵技术次之。因此,一般建筑尽量不使用中央空调或小型锅炉,同时暖通管道应使用保温效果好的材料以减少热能流失。在夏季制冷方面,尽量利用自然通风技术,在无法满足的情况下可采取机械通风模式。空调系统应根据建筑规模及性质进行设计,中央空调应当是先进的节能型空调。
二、建筑安装工程的给排水节能
1、给水系统节能
首先,采用节水器具。如尽量使用6L以下的两档式坐便器;尽量使用加气型、限流型的陶瓷阀芯节水龙头;在一些公共场所还要采用感应式小便器和延时自动关闭龙头。这些卫生洁具都可有效节水节能。其次,将生活用水与消防水分开。生活用水与消防水压力不同,如果两者合用一套供水系统,则生活用水必须加装减压阀,如此电能将浪费严重。另外,生活水与消防水共用很容易造成生活水的二次污染。因此,从环保、节能方面考虑,两套系统应独立设置。第三,给水泵应加装变频器。管网叠压技术是利用市政管网压力与给水泵压力叠压的一种技术,由于取消了水池节能效果十分明显。与市政管网相接的给水泵应加装变频器从而实现恒压供水,保证了供水系统的运行稳定、节能。
2、热水供应
生活热水也是建筑耗能的重要方面。传统方式是利用煤、电等能源转化成热能,这些方式在不断的浪费着不可再生能源。太阳能的出现改变了这一状况,它是取之不尽的清洁能源,利用太阳能热水系统,不仅节约了能源还减少了对环境的污染。由于太阳能节能、环保的特点,所以现在各地纷纷制订有关政策,鼓励新建住宅设置太阳能生活热水系统。另外,近年来人们开始重视地热能的开发,利用地源热泵技术将地表浅层的地热能挖掘出来,冬季可以采暖,夏季可以制冷,电能消耗仅为普通空调的1/3,同时还可以为建筑提供不间断的生活热水。
3、中水回用系统
生活废水产量是非常大的,随意排放大大降低了它的利用率。中水回用系统是将生活废水与粪便污水分离,生活废水通过回用系统处理后用于冲洗厕所、绿化园地等,然后将二次利用后的污水同粪便污水一起按相应规范排放。另外,雨水也是比较干净的废水,可以建立雨水收集系统,将雨水并入中水系统,与生活废水一同处理使用。中水回用系统大大提高了水的利用率,节能效果十分明显。
三、建筑安装企业应注意的问题
1、提高员工及管理人员自身素质
作为建筑安装工程人员必须具备的一定的业务素质,能够系统的分析建筑室内环境,保障人居安全、健康与舒适。具备一定的操作能力,如具备在一般民用与工业建筑相关环境控制领域内从事系统与设备的设计的能力(包括选择、调试以及能耗分析、运行管理的基本知识与基本技能),同时还要及时了解相关新设备、新技术的动向,并尽快掌握这些技术将其运用与实践当中。
2、安全第一
提倡环保节能并不是说为了节能而可以采取任何措施。建筑安装的第一宗旨就是“安全”,因此任何节能产品的应用都不能以牺牲系统安全为代价。新设备、新智能化系统确实在一定程度上节约了能源,但同时由于系统不成熟、内部结构复杂使其存在诸多不确定因素,所以安装企业只有对某项节能技术完全了解之后,保证安全的情况下,才能将其运用于建筑之中。
四、结语
总之,随着能源危机的不断加重,发展节能型建筑已成为必然的趋势。作为建筑安装企业,尽快掌握先进的节能技术,一方面是顺应国家节能减排的发展形势,另一方面是为了提高企业经济效益,增强企业在市场中的可持续竞争力。
参考文献:
[1]张绍纲.实施绿色照明的技术对策[J].工程质量,2005,(12):27-31.
关键词:供电工程节能措施配电系统
中图分类号: U223 文献标识码: A
前言:
现在,由于社会生活的高速发展,供用电工程技术的发展速度就越来越快,电力消耗量也逐年增加。在节能转变为现今的潮流,在供用电工程设计中展开节能方法就变成了工程建设的关键问题。但是,节能是一个程序化而繁杂的过程,要从新原料、新科技和新手段等角度来考虑。因此,下面对供用电工程设计中的节能手段展开解析,对实践工作具有一定的参考价值。
节能,是我国能源利用方面正在面临的一个新的挑战,更是供用电工程行业的一个新的问题。节能对于供用电工程来说是及其关键的,由于节能主要用来增大能源的利用率,另外减少能源浪费的同时还要降低对环境的危害。这不仅对供用电工程重要,更是被整个社会所重视,为了建设和谐、绿色的社会 ,我们就应该做好有效的节能措施。
随着我国市场经济的高速发展,供用电工程行业的需求也在快速的增加,能源缺乏的问题也一个个的呈现出来。因此,节能至关重要,关乎社会的高速发展,关乎生产力的进步。
一 关于节能
节能是说在尽可能地降低能源浪费的条件下,来获得最大化、最优化的成效;换句话话说在一样多的能源消耗下,获得出更多、更优的产品。上个世纪末,世界能源委员会进行定义,节能就是应用技术可行、经济恰当及社会、环境能负担的任何措施,增大能源的应用效率。
由于人类社会生活的进步和科学技术的高速发展,人们日益注意资源的浪费、缺少及环境的转化。在现在时代状况之下,能源问题是人类一块儿应对的关键问题,节能已转变成社会发展的需要和贯彻科学发展观的前提。最近几年,人们在减少能源浪费技术研究方面获得了很大的成效,并进行了大范围的应用,降低能源消耗理念也一步步地深入人心。在科学发展观思想的影响下,节能已转变成我国的根本国策,“十二五”规划中更是把节能当做我国科学发展的一个长期战略。2007 年,我国修改并通过了《中华人民共和国节约能源法》,对能源合理利用、节能技术、节能措施、节能管理等都进行了法律性的规范。总之,现阶段,我国政府正通过法律、经济和必要的行政手段来合理配置资源,提升能源的利用效率,来促使资源节约型、环境友好型社会的建设,有助于我国经济更好更快地发展。
供用电工程是我国工程建设的重要组成部分,也是电力资源消耗的重要方面。作为节能的重要组成部分,电力节能占有重要地位,而这其中,供用电工程设计中的节能又占有极大比例。因此,在供用电工程设计中实施节能措施,对我国社会经济的建设和人民生活的稳定发展具有重要意义。
二 供用电工程设计中的节能方法
1 计量方式的适当化
在供用电工程设计中,尤其是在建筑电气设计中,计量方式的合理化非常重要,应引起高度重视。计量可以有效地对工程建筑能耗进行数据统计,以便了解各用电设备的具体能耗。因此,需要一个科学合理的计算方案,在设计中具体地分功能、分区域对不同类设备进行用电消耗计量,并通过其科学准确的能耗统计,更直观地反映工程建筑能耗的具体额度。
建筑电气能源消耗结构如图 1 所示,由图可知,可以分别计量照明、电梯、空调等具体设备的能耗,进而通过行政措施或检测软件对其进行有效控制,以减少不必要的电力消耗,从而降低能耗,减少能源浪费,达到节能的目的。
2 配电系统设计的科学化
电源或输电网将获得的电能构建成多层次化的网络,即为配电网。配电网可以把电力降压成适合用户的供电资源,并形成逐级使用、分配的模式。对于中压式配电网,应根据其特点采取适当的节能措施,即优化配电网架构和采用节能变压器等。而某些项目工程也可以使用中压电动机,这不仅可以降低基本电价和维修等费用,还可以减少配电及降压环节,从而减少不必要的能源损耗,达到节能的目的。
配电系统设计的科学化是电力节能的根本要素。其中,工程用电的容量估计更是决定着供电方案的科学化与合理化。传统意义上,这个环节总是根据通入运行后用电量的增加而改建扩充,这就造成了大量的重建、重投资,从而浪费了资源。配电系统的科学设计是工程节能是否成功的重要元素,在现实实践中,工作人员要展开广泛的实践调查和分析,进而为具体设计提供科学、准确的信息资料。因此,要做好调查工作,并合理评估工程用电容量。除此之外,变配电站还需进行合理化的选址和设置。
这是一个系统、复杂的综合工程,该环节的成功与否直接关系到工程建设的速度、安全性以及经济可行性等。由实践可知,配电变压器的选址尤为关键,应首选负荷中心位置,并综合考虑供电半径范围内负荷的分布比重,适当把配电变压器的安装位置向负荷较重的区域偏移。选址的不合理会造成部分用户供电半径过长,电能损耗过大,从而导致末端用户电能质量较差。
大量实践证明,只有重视了工程的前期准备工作,将变配电站的选址和设置工作做好,才能真正达到投入少、建设效率高且经济效益好的功效。反之则不但影响运作,还会造成极大的浪费和损失。同时,我们还应对工程内部的配电系统进行合理化设计。在设计中,应尽量减少不必要的环节,只有这样才能尽量降低故障出现的风险性,从而减少资源材料的浪费。环节过多会使线缆不必要地拉长,造成供电质量降低,从而不利于节能。因此,在条件允许的情况下,设计时应采用隔离开关替代断路器,减少配电级数,同时还应与设计师协调并优化设计方案,以减少设置不合理引发的后患。
3 节能设备、技术的合理应用
在节能措施中,节能设备的合理选取也是非常重要的。随着社会经济和科技的深入发展,节能设备也取得了巨大的发展,从而极大地开拓了节能空间。在配电工程中,应逐步淘汰落后的高损耗设备,采用新型的低耗设备,以减少变压和分配环节的电能损耗。还有,把线路转变成高载流率的铜芯材料,能够在一定程度上减小电力线路在配送过期间的热损耗。虽然这些措施会使得前期投资成本增加,但一旦建成投产,将会大大降低能耗。从长远考虑,减少了运行成本,就可以增大经济效益。
另外,节能技术也是现代社会进步的重要标志,是节能措施在供用电工程设计中的重要表现。节能技术通常宝库奥下面几种:(1)积极推进清洁化天然气发电技术并加以运用。天然气具有高效率、低污染的特点,符合我国能源结构合理优化配置的要求,且适合人们日常生活使用。(2)积极运用市场价格杠杆,深化需求侧管理。在市场经济的今天,社会生活对电力资源的需求越来越大,应通过价格杠杆合理加以调控,及时化解供需矛盾,维护市场稳定。(3)深化新技术、新能源的探索和开发。只有不断进步的技术才可以满足人们与社会日益发展的需求,才能推动节能型社会的建设。
结语:
由于电力供需问题越来越严重,人们节能意识的逐渐得到增强,供用电工程设计中节能方法的应用会得到进一步的推广。现在,时展对环保、节能的迫切要求让节能得到了前所未有的发展。现阶段,供用电工程设计中的节能方法多种多样,并且均具有超强的发展潜力,我们需在设计中仔细思考、合理规划、积极运用节能措施,并对其加以创新和发展,进而更好地达到我国科学发展的根本目标,促使节能的进一步发展。
参考文献:
[1]董渝涛.配电变压器节能措施的研究[J].重庆工商大学学报(自然科学版). 2009(02)
关键词:现代建筑,绿色节能设计,设计技术
中图分类号:TM08 文献标识码:A 文章编号:
我国是个人口基数宏大的国家,人均资源非常匮乏,因此在我国推行绿色环保建筑设计,不仅仅是出于资源匮乏的考虑,更加是对我国长远的资源保护和环境保护的规划。所以结合我国的经济、环境、气候条件,采用绿色建筑设计理念进行绿色建筑设计,实现节能、节水、减少环境污染和改善居民住宅舒适度。绿色建筑是一项系统的工程,它不但在建筑设计上要追求绿色,同时在建筑施工过程中也要遵循绿色原则,这种绿色建筑设计理念,必定将成为未来建筑设计的发展方向,也会为我国住宅建设设计带来创新方法和成果。
一、绿色节能建筑的设计原则
1、环保节能
我国的建筑行业是个高消耗能源的行业,对资源的利用率很低,同时,造成的污染会破坏人类的居住环境和自然环境,因此,在进行绿色节能设计时首先要遵循环保节能的原则。
与自然生态环境以及人文环境相结合
建筑物的整体和谐体现在自然界与其他事物相互制约的关系中,融入自然生态环境以及人文环境,能够达到动态平衡的状态,从而构成一个和谐的整体。这样的设计原则要求设计时要充分利用本地文化特色、原料、建筑资源以及气候条件,让建筑表现出特定的地域特色。
健康宜居
建筑物的价值往往体现在其使用功能上,即要适合居住、办公及其他需在室内从事的活动,这是绿色建筑的归宿。
二、绿色节能建筑的概念及其重要性
1、绿色建筑的概念
绿色建筑是指在使用该建筑的全过程里,能够最大限度地节约资源,产生环保功能,为人们提供健康适用的使用环境的建筑。现代建筑体系中,最常见的绿化系统有屋顶绿化、室外绿化、室内绿化等。
发展绿色节能建筑的重要性
当前多种常用自然资源如石油、煤炭、天然气等日趋枯竭,为实现社会经济的可持续发展,人们需要寻求新的能源,一致将目光投向成本很高的水能、生物能、地热、风力、太阳能、核能等。按照我国当前的发展程度,根本不可能将这些高成本的能源用作常规消耗能源,因此,能源问题十分突出。我国能源发展主要的问题为: 总储备量低、人均能源占有量低; 能源结构不合理,传统能源煤以煤为主,占 75% 左右,目前,全国每年消耗煤超过 13 亿 t; 资源、能源分布不均,造成北煤南运、西气东送、西电东送的局面; 能源利用率很低,仅为 30%左右,比发达国家低 10 个百分点。在所存在能源问题的基础上,近年来,城乡建设不断高速发展,建筑行业的资源能源损耗逐年大幅度上升,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的 50% 左右。全国目前的建筑面积约为 400 亿 m2,每年以增长 20 亿 m2的速度发展,这些增长的建筑 95% 以上是高耗能建筑,这表明我国建筑行业的耗能问题相当严峻,如果对建筑的方法和理念不进行改良,继续执行节能水平偏低的建设标准,将会对国民经济造成很重的负担,且遗留下治理难的问题。
三、绿色节能建筑推广过程中的瓶颈
1、绿色建筑概念未能大范围推广应用
绿色建筑概念自提出到现在,缺乏有效的推广手段,单靠官方来宣传推广,而所选用的宣传建筑也仅限于那些公用建筑,民用建筑以及中小城市、乡镇的建筑较少关注到绿色节能设计的概念。
绿色建筑成本过高
绿色建筑通常采用的高新科技和节能材料所需费用较高,普通民众难以承担这部分费用。
组织管理不力,法规配套不全
我国目前节能技术还不发达,一方面,专门的节能工作机构尚未建立,节能管理工作进展缓慢,缺乏相应的政策措施,相关建筑部分因此缺少强有力的监督;另一方面,相关的节能法律和规范配套不全,缺乏《民用建筑合理用能标准》,节能建设标准不规范,因此要制定和完善相关法律和规范。
四、绿色节能建筑的设计技术
1、电气节能技术
建筑方面的电气技术是控制、电子、电工与信息技术的综合体现,现代建筑中运用的工程设计、电气化设备制造以及建筑实施已经形成了成熟的产业链。实际上,绿色建筑的实施过程,也是电气设计绿色化的过程。在现代建筑的实施过程中,电气化节能技术的应用已经成为绿色节能设计的重要方法,其在节约能源方面起到重要的作用。电气化节能技术通常包含以下几个方面:1) 配置供配电系统时,尽可能简单安全,通常不要让同一个电压变配电的级数高于两级,另外变配电所应尽可能贴近负荷中心,这样线路电压能够持续稳定,减少能源的损失; 应该选择节能型的变压器,降低变压器的空载损耗; 选择适用的配电干线电缆,这能起到减少电压损失、保持热稳定性等作用。2) 照明。照明设计是绿色节能技术的重要组成部分,因为照明是现代建筑的必须设计环节,良好的照明设计可以营造舒适、高效、节能的建筑空间。照明设计不是随便配置照明灯具就可以了,必须遵循合理的照度标准。设计合理的照度值可以减少电气系统的能源损失,实现节约能源的目的。另外,合理的照度依据人的视觉需求而设定,其能在生理上提升人视觉的舒适感。我国的民用建筑标准的照度标准需参考 GB 50034-2004 建筑照明设计标准所规定的相关标准值。3) 电机。电机是一种感性负载设备,其会产生无功电流,从而引发滞后作用。如果无功电流经由高低压线路传到用电设备的末端,就会加大变压器与线路的功率消耗。
2、 隔热技术
现代建筑隔热技术的应用可以起到降低能耗的作用。通常建筑物围护结构的热传导性能够影响建筑物的能耗。假如围护结构隔热性能很差,在夏季室外高温时,热量会通过围护结构传到室内,室内的制冷负荷就会加重; 而在冬季,围护会将室内的热能散发到室外去,屋内的温度就会大幅度降低,屋内的供暖负担也会加重。所以,要采用先进的隔热技术,具体要求如下:1) 外墙选用合适的材料,可以先对外墙的传热指数进行控制,降低墙体的传热性能。然后设计适宜的外墙结构,主要设计外保温、内保温以及夹心层保温的墙体结构,其中,外墙保温防止冷桥热桥的产生,而且有保护主体结构的功用,不但能有效延长楼房的使用期限,还能节约资源及能源; 2) 重点对热工性能差的门、窗进行隔热性改造,这也是绿色节能设计的一个重要方面。由于最近几年,建筑设计很流行落地窗、玻璃门与外飘窗的设计,这样虽有利于通风和采光,但是,有些品种的玻璃并不具备隔热功能,在进行具体的建筑物设计时,需要根据室内制冷或制热的需求以及当地的气候特点,合理地选择玻璃品种。同时,要注意门窗的密封功能,降低其透明度,能够减少不必要的能源损耗。
3、可持续资源利用技术
绿色节能的概念中除了要求节能以外,还需要健康宜居。传统的煤炭发电技术会产生废气、废水等,严重污染了人类生存的环境。建筑物的能源消耗巨大,这表明需要损耗大量的煤炭来发电才能满足。如今清洁能源利用技术的应用可以缓解一部分能源压力,并且清洁能源几乎不会产生污染,十分符合“健康宜居”的要求。
通过建筑能源审计可以了解建筑节能标准的贯彻情况与实施效果,改善管理、改进服务,获得实质性节能(embodiedenergy),推进既有建筑节能改造和合同能源管理事业的发展[1]。建筑能源审计有两种实施策略:①基于方案的审计(Solution-BasedAudits),这种策略一般是带着几种比较成熟的节能技术方案,看其在对象建筑中是否适合应用。提高某一单体设备的能效并不等于系统能效的优化。另外,这种能源审计相对而言技术含量较低,节能效果不太容易验证。②基于系统的审计(Sys-tem-BasedAudits),基于系统的能源审计需要把建筑物中的各个能耗系统区分开来(例如分成照明系统、空调系统、热水系统等),对能耗系统中各主要设备(例如,制冷机、水泵、风机、冷却塔)的能效都进行评价和测试,对症下药。这种能源审计专业性强,一般采取合同制能源管理(CEM)方式,委托专业公司进行。本文以北京某体育用品运营中心为例,对其设备和建筑进行基于系统的建筑能源审计,通过审计找到该建筑供能系统的节能潜力,提出节能解决方案,并针对每种节能解决方案进行了节能量计算。
1研究对象
1.1项目概况
北京某运营中心的总部大楼为集研发、办公、展销、体育休闲为一体的现代化建筑群,2008年投入使用,采用中央空调系统对各个建筑进行供冷和供热。整个项目由8座大楼组成,1号楼、2号楼、3号楼为办公区域,全部由地上3层、地下1层建筑组成,地上建筑面积为22770m2,地下面积为9837m2,建筑层高为4.2m,建筑为全玻璃幕墙结构(6+12+6浅灰色Low-E中空玻璃,遮蔽系数0.7左右),中间采用中空中庭,中庭上方采用自然采光(夹层玻璃的遮蔽系数约为0.85),人员基本采用大开间办公风格,较少采用独立办公室办公。其中,1号楼、2号楼的使用率相对较高;3号楼人员密度相对较低;4号楼为展览馆(地上1层建筑);5号楼为一狭长的区域,地上分为两层,下层为商业用房(包括游泳馆),上层为各个分割会议室和员工餐厅,建筑面积为7514m2;6号楼、7号楼、8号楼为体育馆,6号楼、7号楼为地上1层建筑,8号楼为地上1层、地下1层建筑。其能耗分布如图1。另外,该运营中心目前春季、秋季和冬季都采用三步制电价(工作时间计算平均电价为0.9127元/kW•h),夏季由于存在尖峰电价,因此,为四步制电价(工作时间计算平均电价为0.9323元/kW•h)。天然气的价格为冬季1.95元/Nm3,夏季1.85元/Nm3。在总能耗用中,天然气占84%,电力占16%。
1.2主要设备参数
根据现场采集设备运行参数和设备运行记录,该项目采用700冷吨溴化锂吸收式机组作为冷源,该机组吸收机的风机的满负荷输入功率为20kW,盐溶液循环泵的满负荷电流为40A,冷冻水进出水设定温度为7/12℃,冷却水进出水设定温度为32/37℃;直燃式吸收机,夏季供冷,冬季供热。空调系统采用一次水系统,为每1台冷水机组配备了相应的冷冻水泵(单台扬程32m,功率55kW,流量425m3/h)和冷却水泵(单台功率75kW,流量700m3/h),水泵采用2用1备的形式;同时,为每台主机配备了1台冷却塔(单台风机数量为6台,功率5.5kW,容量150m3/h);空调末端全部采用两管制组合空调箱(风机的功率413.5kW)进行夏季供冷,冬季供热,空调箱为典型的定风量运行模式,新风和回风混合后送入空调箱处理后送入室内。目前,体育场馆的热水供应采用一套太阳能热水系统负责供应员工洗澡用水。
1.3运行策略
该运营中心的正常上班时间为上午9:00,9:00前会有部分员工提前到达,在5号楼西侧的员工餐厅吃完早餐后进入各自所在的办公楼工作,中午12:00工作时间结束后进入员工餐厅吃中饭,吃完中饭后约在13:00左右,部分员工选择到体育场馆锻炼,其余则回办公室休息。13:30开始下午正常办公,17:30分员工下班后离开单位(部分员工加班1~2h)。一般情况下,周一早晨需要在6:00开启直燃机组,对系统进行提前供冷和供热。而在正常工作日,需要在早晨7:00提前开启直燃机组,在18:00办公时间结束后停止1台直燃机组,如果仍然有员工在加班工作,则通过空调系统内部水循环来进行供冷和供热,在19点全部人员离开后停止空调冷热源。
2节能潜力分析
2.1空调水系统的节能潜力分析
目前,该运营中心空调系统的所有设备基本处于相对独立的运行状态,溴化锂机组启动后,冷冻水温度没有明确的设定值,同时冷冻水泵和冷却水泵都相对独立地处于定流量运行状态,其运行流量与制冷主机所需要的额定运行水量并不匹配。现场测试发现,冷冻泵的平均效率(输送效率通过测试水泵的流量、扬程及电机输入功率得到)仅为48.52%(1#)和49.78%(2#),冷却水泵平均效率仅为59.52%(1#)和57.25%(2#),均低于水泵的正常效率60%~90%。原因是由于在设计时水泵选型偏大,冷冻水泵和冷却水泵在安装调试时将阀门开度调至最小。而水泵运行中的高扬程和大流量均抵消在管路上的阀门等阻力部件上,因此,水泵与系统严重不匹配,造成了大量的不必要能耗.
2.2空调风系统的节能潜力分析
现场检查发现,该运营中心的空调箱存在较大问题,部分空调箱在BA水阀系统显示水阀开度为0时,空调箱冷冻水进出水温差较大,空调箱读取进出水压差较小(如表1所示)。原因是由于定风量空调箱不制送风温度,而根据回风温度来控制的,当室内温度满足要求时,水阀关闭,室内回风经过盘管时盘管内的水被加热而温度上升,而送风温度也趋于接近回风温度。因此,空调箱无法根据室内负荷需求来调节送风量。
2.3围护结构的节能潜力分析
目前,该运营中心除体育馆外主要以玻璃幕墙为围护结构,而玻璃幕墙主要由玻璃和金属型材组成,它的传热系数都相对较高,幕墙是建筑能耗散失的最薄弱部位,同时玻璃作为一种透明材料,热透射率高,其能耗占建筑总能耗的比例较大,其中传热损失约为1/3,空气渗透约为1/3。相关的研究表明玻璃幕墙的能耗是普通墙体的5~6倍[1]。因此,存在较大的节能空间。
2.4室内空气质量的提升潜力分析
选某个典型办公房间,使用温湿度仪测量室内典型工作区域的温度和湿度,用点式测温仪测量出风口温度。测试时在现场感觉室内空气质量较差,有异味,导致原因是项目场地上风口向的垃圾填埋场正在进行垃圾填埋处理。场内办公楼空气质量较差,主要体现在室内空气中有垃圾场的臭味,严重影响室内办公人员的舒适度。臭气的主要成分是NH3、H2S、SO2等,容易对人的身心健康产生不同程度危害(见图3)。
3节能解决方案
3.1水泵变频
通过对冷冻水泵进行变频将原来的定流量系统改为一次变流量系统,当室内负荷降低,制冷机需要的冷却水量也会减少,冷却水泵可以通过减少流经制冷机组的冷冻水量来调节供应的冷量,水量需求减小时,变频器通过降低水泵的输入频率来降低水泵的转速,调整系统供水量,恒定供回水温差,从而降低水泵能耗,达到节能的目的。
3.2空调箱风机变频
空调箱风机采用变频调速后,除了可以像水泵变频一样在部分负荷时减小输入功率,还可以使空调箱启动比较平稳,实现低速运行,风机的振动、噪音和温度明显降低,相应地延长了许多零部件,特别是密封、轴承的寿命。另外,还有效地延长了检修周期,减少了维护量,节约维护费用。因此,通过空调箱与冷却塔风机的变频调速运行,既能方便改变风机运行工况点,又能提高主扇风机运行效率、运行稳定性和自动化程度,节约大量电能.3.3玻璃贴膜隔热膜通过真空蒸镀或磁控溅射技术将铝、铜、银、铬、钛等金属或金属氧化物覆盖在PET聚合物基片上,从而达到阳光控制的目的。把隔热膜装贴在玻璃上,当阳光照射时,太阳能将被分为三部分:一部分被反射掉,一部分透过,另一部分被吸收,吸收后的太阳能会变成热辐射,分别向两侧传播,从而达到阻隔太阳热辐射的目的。
3.4安装TiO2
光催化杀菌器纳米TiO2光催化杀菌器能够利用空气中的氧气和固有湿度形成氧化力极强的氢氧自由基和超级氧化离子分解各种污染物,将有机的碳氢化合物氧化分解成水和CO2,不产生二次污染物,有效改善室内空气质量。
4节能量计算
根据工程实测数据,利用建筑能耗模拟软件,建立对应的模型,并利用历史能耗数据对所建模型进行校验,使所建模型的能耗状况在电力和燃气两方面的模拟值与实测值两者全年偏差均控制在5%以内,达到可以代替实际模型的效果[2-4]。
4.1水泵变频后的节能量
在模拟中考虑将空调水系统中原来的定频泵(冷冻水泵和冷却水泵)均换成变频泵(变频范围为60%~100%),即采用变流量调节。通过比较与计算,可以发现水泵变频以后对溴化锂机组的燃气消耗量的影响非常小,各月的燃气节约量均较小,全年的燃气节气率仅为0.8%,而燃气全部是由溴化锂机组所消耗,所以变流量以后对溴化锂机组的影响可以忽略不计。然而,对空调系统的耗电量来说,变流量的影响比较显著.从图4可以看出,由于水泵的电耗原来占整个建筑总电耗的11%,而采用变流量系统后,水泵的电耗占建筑总电耗的9%,因此,变流量后水泵的电耗降低23.6%左右。
4.2风机均变频后的节能量
在模拟中同时考虑了将原来的定风量空调系统换成变风量系统(变频范围为60%~100%),即采用变风量调节。通过比较与计算,可以发现风机变频以后对溴化锂机组的燃气消耗量的影响同样非常小。然而,对空调系统的耗电量来说,变风量的影响比较显著。从图5可以看出,由于原来风机的电耗占整个建筑电耗的25%,而采用变风量系统以后,风机的耗电量占整个建筑的耗电量的15%,因此,变流量以后水泵的电耗降低41.6%。
4.3玻璃贴膜的节能量
该运营中心除了体育馆的围护结构外,立面均采用6+12+6的浅灰色Low-E中空玻璃幕墙,遮蔽系数0.7左右;中庭采用夹层玻璃,遮蔽系数0.85左右。根据玻璃贴膜厂家提供的试验结果,采用贴膜后可将外立面玻璃遮阳系数从0.7降至0.32,中庭玻璃遮阳系数从0.85降至0.25。因此,将基准模型中的外立面玻璃遮阳系数从0.7降至0.32,中庭玻璃遮阳系数从0.85降至0.25。通过比较与计算,可以发现,玻璃贴膜后对溴化锂机组的燃气消耗量的影响冬夏不一致,冬季会使耗气量增加,夏季会使耗气量减少,但总体来说耗气量的减少量大于增加量,能够起到降低燃气消耗量的作用。这主要是因为玻璃贴膜以后使遮阳系数降低,即阻隔太阳热辐射,在夏季能够起到降低室内冷负荷的作用,但在冬季也会增加室内热负荷。同时,玻璃贴膜对于建筑耗电量的影响不如对耗气量的影响显著,这主要是因为建筑的电力消耗主要来自于照明和办公设备等,只有一部分被溴化锂机组利用。玻璃贴膜后电力消耗项和燃气消耗项的组成对比如图6。从图6可以看出,采用玻璃贴膜后用于制热的耗电量所占的份额有所增加,而风机的耗电量所占的份额有所降低,这主要是因为,玻璃贴膜在阻隔太阳热辐射时也增加了冬季室内的热负荷,从而需要用于制热的耗电量增加。而玻璃贴膜在夏季却可以有效减少室内冷负荷,从而使室内的送风量减少,同时,由于玻璃贴膜对夏季的影响大于对冬季的影响,因此,风机的能耗降低。同时,玻璃贴膜后燃气消耗项中,用于制冷的份额降低,用于制热的份额增加,这主要是因为贴膜夏季能够降低冷负荷,但冬季却增加了热负荷的缘故。