刍议建筑机电节能工程设计应用

吕英浩 张自立

摘要：随着我国城市化建设进程的不断加快，建筑工程必然会越来越多，为了进一步降低建筑能耗，必须做好机电设备的节能。同时，还应加大对机电设备节能技术的研究力度，以此来缓解机电设备能耗过大带来的压力，这不仅符合国家提倡的节能减排要求，而且还有利于促进社会可持续发展。

关键词：建筑机电；设备节能；遵循的原则；设计措施

一、建筑机电设备的节能现状分析

随着节能理念的深入人心，人们对于建筑节能的要求越来越严格，节能型建筑已经成为今后发展的一个大趋势，并且始终贯穿在建筑设计、施工以及使用的全过程中。在几次国际性的能源危机过后，各国对于温室效应对环境产生的负面影响以及矿物能源的不可回复性有了更深层次的认知。但是人们不得不面对的是日益增长的能源需求，从而使得两者之间产生了极为复杂的矛盾关系，为了有效地解决这一问题，节能减排、低碳环保的理念被提出。建筑机电设备作为我国能源消耗大户之一，现已受到人们越来越多的关注。机电设备涉及的领域既广且杂，在一般建筑内包括空调、暖通、给排水、消防等等，智能建筑中的机电设备更多。据有关调查结果显示，建筑机电设备有很大一部分处于满负荷状态及高限状态运行，这不仅使能耗有所增大，而且还使运行质量有所下降，这样一来难免会造成末端设备与管道的承载压力增高，从而严重影响了设备与管道的使用寿命。此外，建筑内一般采用的都是单相电感性负荷，由于其功率因数相对较低，致使电网中滞后无功功率的比重较大，这不仅严重影响了设备的使用效率，而且进一步增大了设备能耗。正因如此，对机电设备进行节能已经势在必行。

二、建筑机电设备节能应遵循的原则

随着我国经济的不断发展，我国建筑机电节能工程技术也随之发展。面对世界性能源紧张的问题，只有对能源进行节约，才可以有效的实现我国社会与经济的可持续发展。想要进一步实现建筑机电设备节能就必须在工程设计时遵循以下原则：其一，科学合理设计供配电，以促进电能有效利用。通常情况下，建筑机电设备在设计时优先考虑的主要是其经济性和适用性，简单来讲就是设备必须能够为建筑提供所需的动力和必要的能源，并且可确保机电设备对控制方式的要求，使其发挥出最大的功效和作用。同时机电设备安全性也是必须考虑的因素之一，机电线路之间应当具备足够的距离和绝缘强度，还应具备相应的动稳定和热稳定裕度，这样有利于确保供配电及各个用电设备的安全性。此外，还必须有可靠的防雷措施，对于一些特殊的场合还应具有防浪涌及防静电保护措施；其二，应进一步提高机电设备的运行效率，借此来降低电能的直接或间接损耗。如果机电设备的运行效率过低，那么必然会消耗大量的能源，这与节能要求严重不符，为此，应当在满足建筑物各方面使用功能要求的基础上，将能源消耗降至最低，尽可能做到以下几点：优选节能设备、采取无功补偿、降低线损、均衡负荷，最大限度地提高能源利用效率；其三，優选设计参数。在具体设计过程中，应当对设计参数进行优选，若有特殊的用电要求，应当采取合理的节能措施，以达到最佳的节能效果。

三、建筑机电设备节能减排的优化设计措施应用

1变压器节能

1.1选配变压器容量。就理论层面而言，为了发挥变压器的最大功率，应当保证平均负荷率是额定容量的50%～75%。但是，由于变压器自身功率因素和负载是变化的，并且有可能存在超载运行的情况，所以不能按照最大功率这一原则选配变压器容量。变压器容量选择一定要适当，符合实际情况需求，切忌过大或过小。容量过大会出现空载现象，增加损耗；容量过小，会使变压器负载过大，增大负载损耗。

1.2.优化选择变压器类型。应当遵循以下两个原则优化选择变压器类型，确定变压器数量。①选择效率高、能耗低的节能型变压器，减少空载状态下产生的铁损和漏磁损耗，降低负载时在变压器线圈电阻上产生的损耗；②若在绝大部分负荷为三级负荷的情况下，可选择一台变压器。若在一、二级负荷比重过大，需两个电源供电的情况下，应选择两台变压器。特殊情况下，也可选择多台小容量变压器。

1.3.提高变压器功率因数。用电设备不仅要消耗有功功率，还要消耗一定的无功功率。所以，应在该种设备系统中装设移相电容器，改善负载功率因数，降低变压器线路损耗和铜损耗，达到抑制无功功率消耗的目的。 （二）空调系统的节能优化设计。商用建筑中空调系统占据较大的份额，空调系统的能源消耗也是机电设备中消耗最重的组成，其能源损耗来自于两个方面：即制冷和制热源的能耗、空调辅助设施如风机、水泵等的能耗。对空调系统的节能优化设计主要体现在：室内的温度参数是设计的重要指标，要利用室外的自然风力资源，合理调节室内外的温度，降低室内外的传热温差；要化自然资源为动力，减少空调系统的动力损耗，动态地控制好空调系统的参数指标，杜绝热量的不足与过剩，在排风的过程中优化热量的回收功能。

2 照明系统的节能优化设计。在建筑机电设备的照明系统中，按使用区域的不同划分为：公共区域和室内区域以及泛光照明，为了更好地进行建筑机电设备的照明优化功能，需要进行合理优化的照明设计：自然光线是建筑设计中要开发和利用的资源，需要在机电设备使用中加以合理开发与利用；其次，不同区域的照明系统也要根据不同的照明标准进行设计；再次，在不同的区域也要选用不同的灯具，用高效的光源控制装置进行照明的优化与调节，如：照明采用低压LED灯具，手机充电采用36V低压充电器等。

3.给排水系统的节能优化设计。水资源的合理开发利用具有重大功效，在建筑机电设备中的水资源利用中，主要体现在给排水系统的节能优化方面，由于建筑设备中采用高位、直接和恒压的给排水装置，尤其是在兴起的高层建筑设计给排水系统中，主要采取以下节能措施：运用新技术推广和普及节水设备，同时应用高效的变频水泵，对水供应系统进行优化；并且开发可适用、可控的第二水源，在水资源匮乏的环境下延续长远的发展规划。

4.供配电系统的优化节能设计。在建筑的机电设备中，其供配电系统要依循简明而适用的原则，通过环式、放射式和树干式的电路设计，运用科学系统的供电线路布置，有效实现安全供电，并杜绝重叠供电的发生。

四、结束语

建筑机电设备是建筑中的重要设施，其涵盖的内容、领域非常广泛，是一项复杂的系统工程。为了保证建筑机电设备的节能优化功能，更好地为建筑行业服务，就必须对机电设备的各个环节进行逐一规范，通过对建筑机电设备中的空调系统、变压器设计、电梯系统和给排水系统的优化设计，以节能减排的环保理念，实践各环节的优化措施，用切实可行的优化措施贯穿于建筑施工中的每一环节，真正实现全方位的机电设备节能减排工作。

参考文献：

[1]曹永安.建筑机电节能工程设计实践探讨[J]. 科技创新导报. 2011（32）

[2]陈佑鸿.建筑机电节能工程设计存在问题及解决办法[J]. 中国住宅设施. 2009（06）

[3]张红霞.试析建筑机电安装存在的问题和对策[J]. 科技风. 2013（14）