马云辉
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现如今,建筑的种类和功能在不断增多,对能源的消耗也随之变多,已经成为社会中的耗能较大的领域。随着能源问题的日益加剧,节能降耗已经成为城市建设的首要任务。在国家大力倡导节能行为的背景下,建筑节能受到了社会各界的广泛关注。为了满足建筑节能的要求,在进行建筑电气设计的过程中,需要应用节能技术,其应用原则如下:首先,节能技术要与建筑的功能应用要求相符,确保建筑的各项功能能够正常发挥;其次,不能一味追求节能,还要考虑经济效益,要控制节能技术的应用成本,避免因为节能而造成的运行费用增加;再次,节能并不是减少有为损耗能源,而是减少无为损耗能源,也就是避免出现过多没有发挥作用,但却损耗了的能源;最后,减少无谓消耗能源,其与无为消耗能源有本质的差别,无谓消耗能源就是消耗后有所作为,但此类有为消耗可有可无,并不会影响人们的正常生活或工作,可以适当削减。在实际设计的过程中,应该明确能量消耗与建筑功能之间的关系,然后针对具体的消耗情况采取相应的解决措施。例如:变压器功率损耗、电能传输线路有功损耗等都属于无为损耗;数量多、面积广的照明设施长期使用,照明效果超过了人们对照明功能的需求,这属于无谓损耗。针对此类损耗问题,可以采用有效的调光、控制技术[1]。
电动机是各个设施、设备的动力源,民用建筑中的各种家用电器,在运行的过程中都需要电动机来提供动力。电动机的耗电量巨大,在总发电量中,电动机的负荷量占据了60-70%。其中,交流电动机所占比例较大,约占电动机总负荷的85%,且需要频繁应用,使节能设计的关键点,由于损耗巨大,所以节能潜力也比较大。电动机降耗可以从两个方面入手,一方面提升电动机的工作效率,另一方面提升电动机的功率因数。具体节能方法如下:第一,可以使用效率较高的电动机,根据实际应用情况采取有效的节能措施,尽可能降低电动机的负载损耗和空载损耗。可以选用Y、Y2系列电机,其具有较好的降耗效果,相较于普通的电动机,该电动机的耗能量少20%-30%,运行效率也比普通电动机的运行效率高,约高3%-6%;第二,要根据负荷特性进行电动机的选择。首先,要对负荷特性有一定的了解,还要对具体的工作环境、负载特点进行分析,最后选择最恰当的电动机。要杜绝高效电动机在低消耗环境中使用,这样会浪费许多能源;第三,轻载电机要采用降压运行的模式,如果电动机经常处在轻负荷运动的状态,可以使用三角-星切换装置。如果负荷系数在0.3以下,就要改变电动机的接法,将原本的三角形接法变为星形接法,从而满足节电降耗的要求。有些生产机械经常处于轻载状态,也就是负载率不超过40%,此类生产机械可以采用轻载节电器,利用该节电器可以达到轻载降压的目的,从而满足节能要求;第四,掌握电动机的具体负载情况,然后根据实际情况采取就地补偿的方式。如果电动机和供电点的距离较大,且容量处于中等范围,则可以采用无功功率就地补偿装置。但在应用的过程中,要控制补偿容量,避免自励磁过电压[2]。
在建筑设计的时候,安装照明设备、建立照明系统是十分重要的设计内容。为了满足节能降耗的要求,需要采用合理有效的照明方式,选择实际需求的照明种类,既要考虑节能需求,还要满足照明需求。在实际选择的过程中,要根据国家规定和相关标准进行选择,不同场所的照度各不相同,以办公楼建筑为例,其照明的照度标准值如表1所示。
在办公楼选择照明种类时,要根据上述标准进行选择,要确保灯具的配光合理且照明效率较高,需要满足眩光限制,并在此基础上尽可能选择开启式直接照明灯具,灯具的效率应该超过75%,室内灯具效率通常超过70%。在灯具选择完后,要进行合理的布局设计,确保在大房间中,局部小范围的照明需求也能得到满足,要有限满足局部照明需求。此外,还要选择节能性高功率因数电感镇流器,以此提升节能效果[3]。
表1 办公楼建筑照明的照度标准值
综上所述,在建筑电气设计的过程中,为了满足节能减耗的要求,需要采取合理有效的节能技术。在节能技术应用的过程中,主要从电动机和照明设计两个方面入手。除此之外,还要采取有效的线路降损措施、空调系统节能等技术,通过减少无为和无谓损耗能源来实现节能的目的。在节能设计的同时,还要考虑建筑的功能需求,确保设计的经济性、合理性。