建筑机电设备的节能设计及其优化探析

段世成

摘 要：随着我国经济飞速的发展，国内的能源消耗越来越大。能源是国内经济赖以生存的重要基础，也是保持国内经济持续发展的一个重要因素。现如今，我国的建筑能耗在总的能源消耗量中占较大的比重，这其中机电设备的能源消耗占据一个更大的比例。因此，如何降低机电设备的能源消耗对于建筑行业节能减排来说具有重要的意义。该文首先从建筑机电节能发展现状方面入手，依次分析了几种建筑机电设备的节能方法策略，为当前该领域的节能提供了一定的指导。

关键词：建筑 机电设备 节能设计 设计优化

中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0035-01

经济的迅速发展，伴随着能源的大量的消耗，能源短缺已经成为世界性难题。虽然我国是资源大国，但仍面临着能源供应紧张的问题。为了解决这一难题，国家推出了一系列的节能减排政策，鼓励在生产建设过程中应用新方法、新技术来实现节能降耗的目的，只有稳步实现能源的节约，才能实现我国经济的可持续发展。在能源消耗这一方面，建筑领域所占比例相对较高。由于建筑行业的迅速发展，各类机电设备的需求也随之增长。对于机电设备，其涵盖面相当广泛，其涉及消防、通风、给排水、建筑智能等方面。总的来说，对于机电设备的节能，需要系统全面的考虑布置。加快建筑机电设备的节能建设，不仅有利于国民经济的发展，也有利于保护生态环境，与此同时对于建筑机电设备的技术发展也具有重要的意义。

1 建筑机电节能的现状分析

1.1 建筑机电设备的节能现状

伴随着经济的发展，城市化水平不断加快，必然带来能源大量的需求与消耗。就我国能源消耗而言，建筑机电设备是能源消耗的大户。调查研究表明，建筑机电设备有很大部分处于满负荷状态或高负荷状态运行，这样不仅大量消耗能量，同时也降低了运行质量。由于设备的满负荷运行，很大程度可能导致末端设备的承压增大，从而减少设备使用寿命，增大成本。另一方面，国内的建筑大多数是采用的单相电感性负荷，相对于其他负荷来说，功率因数较低，在电网中使滞后无功功率增大，也会很大程度影响设备的使用效率，增大设备损耗。

国内机电设备的设计中普遍存在设计深度不够的问题，在可操作性方面存在一定的不足；对于部分工程设计，其并不符合设计规范，从而带来一些安全性的问题。

1.2 建筑机电设备节能设计原则

对于机电设备的节能工程设计，理应遵循相关法规法则。其一，在节能设计中，必须要科学合理的进行设计，确保电能的有效利用。设计中需保证线路的安全，控制方式要合理有效。在一般的情况下，应优先考虑其经济性与适用性，确保其控制方式能使其发挥最大的效益与作用。近年来，人们对于设备安全性的要求也越来越高，机电设备的安全性也必然要纳入考虑范围。线路需具备安全隔离距离和绝缘强度，具有相应的动稳定和热稳定裕度。其二，对于设备的效率问题，也要着重考虑。低效率的机电设备，必然会消耗大量的能源，提高机电设备的运行效率，从而可降低电能的直接、间接损耗。其三，尽量优化设计参数，选择先进的节能设备，降低运行费用和维护成本。

2 建筑机电设备节能优化与设计措施

2.1 空调系统节能

提供给空调系统的能量由热源和冷源系统产生，然后经水系统传送给风系统，再由风系统将其能量传递给调节的房间，以此来达到所需要的室内温度。大部分的建筑的空调制冷设定温度都在24到28 ℃，然而对于一些公共的建筑中，空调温度甚至低于22 ℃，不但浪费资源，而且输送性能很差。

在此，合理调节空调房间制冷设定温度，降低室内外的传热温差，可降低因维护结构传热形成的空调负荷，同时也可降低新风要求（大部分公用建筑的新风负荷约占总空调负荷的30%到40%）；当室外温度较低时，采用合理的通风措施，可降低空调的运行时间，提高送风温差，充分利用自然冷源，可降低输配电系统损耗。

有关数据表明，若将夏季空调室温从24 ℃提高到28 ℃，可节能36.6%，冬季将空调室温从22 ℃降低到18 ℃，可节能55.5%。因此，在满足生产和人体需求的前提下，夏季尽量提高空调温度，冬季尽量降低空调房间温度，可得到明显的节能效果。

2.2 照明系统节能

照明系统包括室内照明和公用地区照明。室内照明是照明系统中消耗量最大的。公共区域照明指走廊、楼梯间、公共场所等区域的照明。

充分利用自然光，对于靠近门窗的区域，可充分利用自然光，减少照明设备的使用；可适当的增加门窗面积，提高玻璃门窗透光率。当自然光无法满足作业要求时，可适当增加人工照明。正确合理地协调自然光和人工照明，可减少电能损耗。

采用高效光源，白灯价格虽然低廉，但其发光率低且耗电量大。据计算，白炽灯工作时，只有约6%的电能转化为光能，能源浪费相当大。据调查统计，我国照明用电量约占全社会总用电量的12%，若将白炽灯全部换为节能灯，那么我国每年可节省电量将近600多亿千瓦小时。因此，必须要采用高效率的光源，并且选择合适的灯具设备，有效的减少电能消耗。

2.3 给排水系统节能

给排水系统的能源消耗主要集中在两个方面，其一是为水循环提供动力所消耗的能源，其二则是水资源的消耗。通常有三种常见的给水方式：直接给水、恒压给水和高位水箱给水。

通过引进和推广新的节水设备，采用新型管材如PP-R管、PE管、铝塑复合管等可有效解决由于镀锌钢管易生锈而导致的水质污染问题。推广使用节水型卫生器具和配水器具。通常，普通淋浴喷头每分钟喷水20多升，而节水型喷头每分钟只需9L水左右，节约很大一部分水源。

采用闭环控制的水泵变频调速，通过管道网络的压力指数来控制水泵，实现变量供水，大大降低了水泵能耗。

开发二次水源，如中水，中水源自于建筑生活排水，人们日常生活中排出的生活污水和生活废水都可进行循环使用；完善循环系统，预防给水管网的爆管。一系列的措施都可有效控制水资源的消耗。

2.4 电梯系统节能

提高电机拖动系统的运行效率，可采用变频调速取代异步电动机调压调速。通过此方法，可有效的节约电机拖动系统运行时所消耗的电能。另一方面，可将运动中负载上的机械能，动能和位能转换成电能，实现电能再生。也可通过科学地控制电梯运行，并联建筑内的所有的电梯，利用智能系统进行控制，可通过给电梯设置单双号、关闭低层电梯等方法节省电能。

3 结语

建筑节能所涉及的方面广泛，是一个复杂的系统工程。随着城市建设进程的加快，建筑工程将会越来越多，要实现节省能源的要求，必须要做好机电设备的节能，在机电设计的每个环节都需要制定相应的技术措施对其进行规范，加大对机电设备节能技术的研究，不断改善设计方法，这些对于我国社会的经济可持续发展有重大的意义。

参考文献

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