綠色節(jié)能技術(shù)在民用建筑的應用
時間:2022-08-31 08:37:43
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[摘要]現(xiàn)如今,世界各國都存在著一定的能源問題和環(huán)境問題,這不僅違背了可持續(xù)發(fā)展理念,更制約了社會的發(fā)展和人類的進步。此外,雖然近幾年通過開展節(jié)能措施起到了一定效果,但由于目前節(jié)能技術(shù)依舊十分落后,因此效果并不顯著,仍需要研究人員不懈努力?;诖?,從實際出發(fā),結(jié)合各國民用建筑節(jié)能環(huán)保的研究現(xiàn)狀對綠色節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設(shè)計中的應用進行了探索和分析,望可給予廣大民用建筑電氣設(shè)計人員一些可行性的幫助和指導,進而促進我國民用建設(shè)行業(yè)更好的發(fā)展與進步。
[關(guān)鍵詞]民用建筑;電氣設(shè)計;綠色建筑;環(huán)保節(jié)能
隨著我國科學技術(shù)的不斷進步和社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,各行各業(yè)都發(fā)生了巨大變化,建筑行業(yè)同樣不例外,其中各種民用建筑風格日新月異,建筑規(guī)模不斷增大,但對于建筑行業(yè)尤其是民用建筑行業(yè)來說,其高消耗、高污染的特點始終是人們所關(guān)注的一個重要課題。因此在當代可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟號召下,需要對綠色節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設(shè)計中的應用進行探索和研究,促使其能夠滿足當前民用建筑行業(yè)日益發(fā)展的需要,讓工程建設(shè)工作能夠與生態(tài)自然和諧相處。
1國內(nèi)外民用建筑節(jié)能環(huán)保的研究現(xiàn)狀
1.1國外民用建筑節(jié)能環(huán)保的研究現(xiàn)狀。對于美國、日本等經(jīng)濟較為發(fā)達的國家來說,其在民用建筑能源消耗和支出的統(tǒng)計工作及建筑節(jié)能環(huán)保技術(shù)的研究工作上已經(jīng)有了不小的成果。如美國能源信息機構(gòu)即EIA早在1979年以來便每4年進行一次調(diào)研,旨在為廣大建筑居民提供詳細的建筑物能源消耗和支出的統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及建筑物的相關(guān)能源特性信息。同樣,對建筑能耗占據(jù)全社會消耗27%之多的日本,在經(jīng)歷了20世紀80年代的兩次石油危機后,無論是節(jié)能技術(shù)的研究、節(jié)能法律的建設(shè)還是節(jié)能目標的構(gòu)建,都有了很大的進步。此外,在越南、印度、菲律賓等發(fā)展中國家,由于其民用建筑能源損耗主要為飲食和熱水方面,因此Papakostas,Filippi等人紛紛對民用建筑住宅的能源消耗特性進行了研究,并已經(jīng)發(fā)現(xiàn)公共住宅用戶的能源消耗行為更具有季節(jié)性,基于此采用適合的綠色節(jié)能技術(shù),便可以起到事半功倍的效果。另外,一些發(fā)達國家均已經(jīng)建立起具有各國自身特點的節(jié)能建筑評估體系,如英國的BREEAM評估體系、美國的LEED評估體系等,這些評估體系的存在使工作人員可借助合理的評價標準更好的對民用建筑的資源消耗、環(huán)境負荷、室內(nèi)空氣質(zhì)量、可維護性、經(jīng)濟性、運行管理等方面進行嚴格的監(jiān)督與管理,這對減少民用建筑的能源損耗無疑是十分有利的。但具體來看,大多數(shù)國家所設(shè)立的節(jié)能建筑評估體系仍缺乏在電氣節(jié)能方面的考慮,因此仍有很大的必要在民用建筑的電氣節(jié)能領(lǐng)域開展相關(guān)研究和探索。1.2國內(nèi)民用建筑節(jié)能環(huán)保的研究現(xiàn)狀。一方面,與國外發(fā)達國家相比,我國建筑節(jié)能工作起步較晚,尤其是在法律法規(guī)體系的構(gòu)建上我國仍處于相對落后水平。首先,我國直到1986年才建設(shè)頒布了第一部用于推動環(huán)保節(jié)能工作的標準,即JGJ26—1986《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準(采暖居住建筑部分)》,而具體作為中國建筑節(jié)能工作立法依據(jù)的《中華人民共和國節(jié)約能源法》則要推遲到1998年1月1日。此外,在本文涉及到的民用建筑電氣方面,我國已于2006年下半年了《“十一五”十大重點節(jié)能工程實施意見》,其中雖然將節(jié)能工作的重點放在了工業(yè)用大容量電機上,但也從側(cè)面說明了電氣節(jié)能對于現(xiàn)代建筑設(shè)計的重要影響。另一方面,雖然我國已初步構(gòu)建了一系列的民用建筑節(jié)能環(huán)保法律體系,但由于其頒布較晚,已經(jīng)無法順利解決當前普遍存在的建筑能耗問題。就目前來看,我國建筑能耗量呈現(xiàn)出一定的下降趨勢,但建筑能耗仍處于持續(xù)上升的狀態(tài)之下,這說明當前建筑節(jié)能標準的執(zhí)行力度不足、監(jiān)管力度不足,也說明建筑節(jié)能環(huán)保法律的宣傳力度不足、引導力度不足,因此如何通過政策引導、實施更加有效的環(huán)保節(jié)能管理,仍是我國在民用建筑設(shè)計領(lǐng)域所需要重視的一個重要課題。
2綠色節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設(shè)計中的應用原則
2.1適用性。在設(shè)計民用建筑電氣系統(tǒng)時,應明確絕不破壞居民居住體驗的根本宗旨,即所設(shè)計的電氣系統(tǒng)應與建筑的使用功能、建筑特點所適應,例如,其照明的照度、色溫、顯色指數(shù)應與用戶需求相適應,上、下、左、右運輸通道應確保通暢無阻,同時一些特殊工藝的具體要求也應滿足設(shè)計要求。此外,應按照用電設(shè)備對于負荷容量、電能質(zhì)量及供電可靠性的要求來優(yōu)化配電設(shè)計,盡量在不影響建筑功能的前提下進行優(yōu)化設(shè)計。2.2經(jīng)濟性。對于民用建筑而言,其使用人群多為普通百姓,因此在建筑節(jié)能設(shè)計方面的投入并不能由住戶來負責,而這就要求設(shè)計人員盡可能地縮短節(jié)能環(huán)保工作的消耗和投資以減少國家的負擔和企業(yè)的投入。一方面,應合理選用節(jié)能設(shè)備及材料,在完成民用建筑電氣節(jié)能工作的同時促進我國民用建筑行業(yè)的持續(xù)進步;另一方面,應優(yōu)化設(shè)計方案,做足準備工作,盡可能的減少在管道、線路方面的損耗,為施工單位帶來更高的經(jīng)濟效益,促進民用建筑施工企業(yè)的健康發(fā)展。2.3節(jié)能性。當代技術(shù)發(fā)展迅猛,如太陽能技術(shù)之類的節(jié)能環(huán)保技術(shù)如雨后春筍般被不斷研發(fā)并推廣,因此在開展節(jié)能環(huán)保工作時應用各種現(xiàn)代節(jié)能環(huán)保技術(shù)是十分必要的,而在具體的應用實施過程中,應遵守節(jié)能性的原則,即只在需要應用的地方應用新技術(shù),而不是盲目的應用。工作人員在開展節(jié)能設(shè)計工作之前,應明確哪些地方的能源損耗是與發(fā)揮建筑物的功能無關(guān)的,再考慮相應的節(jié)能措施以達到節(jié)能環(huán)保的最終目的。
3綠色節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設(shè)計中的具體應用措施
3.1優(yōu)化配電系統(tǒng),選用低耗設(shè)備。在民用建筑電氣系統(tǒng)之中,配電系統(tǒng)始終都是可設(shè)計性較強的一個系統(tǒng),而具體的優(yōu)化設(shè)計可從以下幾方面進行:(1)應盡量促進配電系統(tǒng)更加簡單、更加可靠,即盡量縮小供電系統(tǒng)的配電級數(shù),減少因配電級數(shù)過多而產(chǎn)生的電能損耗;(2)應根據(jù)實際情況選用合適的制冷設(shè)備,如針對一些大型的民用建筑可選擇10kV或6kV的制冷設(shè)備;(3)應合理分布供電網(wǎng)絡(luò),盡可能將供電半徑控制在200m內(nèi);(4)應合理選擇電纜、導線等電氣線路,重點應根據(jù)電流密度選擇最佳的導線截面;(5)應從自身材質(zhì)、結(jié)構(gòu)等多個方面對變壓器系統(tǒng)進行設(shè)計,并綜合初裝費、土建投資、運行費用等對變壓器的全過程安裝與使用進行規(guī)劃,最大限度降低變壓器設(shè)備的能源損耗與資金浪費。3.2優(yōu)化照明方式,完善照明標準。對于民用建筑居民來說,其大部分用電皆屬于照明用電,而根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,建筑照明耗電可占到建筑總耗電的30%甚至更多,且由于當前照明裝置多為低效照明,因此節(jié)能潛力巨大,可應用的節(jié)能技術(shù)及可實施的節(jié)能措施都較多,具體可從以下幾方面進行應用。(1)應盡可能優(yōu)化照明設(shè)計,合理選取照度標準值,并根據(jù)視覺作業(yè)的特性選擇合適的照明方式,如設(shè)置照明梯度來使燈光物盡其用等。(2)應杜絕過于追求場面宏大的藝術(shù)燈光效果,在確?;A(chǔ)照明功能的前提下盡可能地采用更加節(jié)能的燈具及相關(guān)設(shè)備,盡量營造一種低調(diào)溫暖的燈光效果,為住戶帶來更加美好的居住體驗。(3)應精確計算電氣照明設(shè)備的照度,切勿憑經(jīng)驗計算,盡可能的將最終照明效果控制在用戶要求范圍及照明標準的規(guī)定范圍內(nèi),同時,在設(shè)計燈具高度時,也應考慮到高度對于照度的影響。(4)應根據(jù)建筑整體的設(shè)計合理選擇光源,盡量保證每個房間都能受到太陽光的照射,縮短燈具的使用時間,減少住戶的電能浪費。(5)應充分利用間接光源,合理利用天窗、天井來進行采光,并借助增大窗戶面積、設(shè)置反射鏡面的方式提高電能或光能的利用率,最大限度降低電能的損耗。(6)應合理選擇手動控制、自動控制兩種燈光控制方式,盡可能的采用聲控、定時設(shè)備來達到節(jié)約用電的目的。3.3優(yōu)化動力系統(tǒng),降低動力損耗對于民用建筑來說,或多或少都需要用到一定的動力用電設(shè)備,如供暖系統(tǒng)等,而在此方面浪費的電能無疑也是十分巨大的,基于此可從以下幾方面降低在動力系統(tǒng)方面的能源損耗。(1)應采用更加高效節(jié)能的電動機,重點應提高電動機的效果和功率因數(shù),例如可選擇Y或Y2系列的高效電機(圖1),應用后可使總損耗減少20%~30%,效果可提高3%~6%。(2)應就距離供電點較遠的電機以及工作時間較長的電機設(shè)置補償機制,例如無功功率就地補償裝置等。(3)對于輕負荷運行的電機設(shè)備,可選用星三角切換裝置(圖2),實現(xiàn)“輕載降壓運行節(jié)電“的效果。(4)應優(yōu)化動力設(shè)備控制系統(tǒng),盡可能的由程序控制設(shè)備的起動、行以及系統(tǒng)的負載,這樣既可以減少管理設(shè)備的人力,又可以達到節(jié)能的目的。
4結(jié)束語
經(jīng)濟的提高在給人們帶來更加優(yōu)質(zhì)居住體驗的同時,也帶來了更加嚴峻的資源問題和環(huán)境問題。而針對這些資源問題和環(huán)境問題,廣大民用建筑電氣設(shè)計人員絕不能視而不見,應嚴格遵循經(jīng)濟性、適用性、節(jié)能性等技術(shù)應用原則,真正將各種新型節(jié)能環(huán)保技術(shù)應用到實際的民用建筑電氣設(shè)計工作之中,在確保住戶居住體驗的前提下,推動我國民用建筑建設(shè)行業(yè)的不斷進步并帶動我國社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。
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作者:王繼強 單位:山東港通工程管理咨詢有限公司