民用建筑電氣節(jié)能與環(huán)保技術(shù)的分析

許穩(wěn) 曹緒東 徐昊

摘 要：生產(chǎn)和建筑發(fā)展造成的污染和資源的浪費(fèi)，使得人們發(fā)展更加注重節(jié)能和環(huán)保。在民用建筑的發(fā)展中，要想提高民用建筑的節(jié)能水平，就必須要將節(jié)能電氣技術(shù)應(yīng)用到民用建筑的設(shè)計(jì)之中。只有把節(jié)能的技術(shù)應(yīng)用到民用建筑的設(shè)計(jì)中去，把節(jié)能技術(shù)和環(huán)保技術(shù)結(jié)合到民用建筑的設(shè)計(jì)之中，才能讓工程和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：民用建筑；電氣節(jié)能技術(shù)；環(huán)保技術(shù)

中圖分類號：TU85? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）06-0099-03

0 引言

隨著科技發(fā)展和社會進(jìn)步，各行各業(yè)都在發(fā)生著翻天覆地的變化，建筑行業(yè)的發(fā)展與以往也存在很大的不同，建筑的規(guī)模也在與日俱增。但是，高耗能、高污染的問題一直困擾著建筑業(yè)，節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用是值得重視的重要問題。隨著可持續(xù)發(fā)展的要求，民用建筑的電力系統(tǒng)必須采用綠色節(jié)能技術(shù)，以適應(yīng)目前民用建筑的發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)與自然的和諧共存。

1 民用建筑電氣綠色節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性

電力和其他能源的節(jié)約是非常重要的，電力是國家的經(jīng)濟(jì)和發(fā)展的重要基礎(chǔ)。為了促進(jìn)社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，政府要加強(qiáng)對建筑行業(yè)的控制，這不僅可以減輕能源消耗，還可以緩解國家的資源短缺現(xiàn)狀。

綠色節(jié)能技術(shù)是建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，將綠色節(jié)能技術(shù)引入到民用建筑的設(shè)計(jì)中，需要與有關(guān)的業(yè)主、主管、開發(fā)商等進(jìn)行磋商。才能將其應(yīng)用于民用建筑的電氣設(shè)計(jì)之中，既可以保證其設(shè)計(jì)的科學(xué)性，又可以減少能耗，提高建筑的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，達(dá)到節(jié)能減排的目的。圖1為民用建筑電氣節(jié)能技術(shù)示意圖。

2 國內(nèi)外民用建筑節(jié)能環(huán)保技術(shù)的研究現(xiàn)狀

發(fā)達(dá)國家在民用建筑能耗統(tǒng)計(jì)以及建筑節(jié)能與環(huán)境技術(shù)方面都取得了一定的成績。例如，能源資訊公司EIA自1979年起，每年都會進(jìn)行一次調(diào)查，目的是向廣大建筑使用者提供有關(guān)建筑物能耗與開支的詳細(xì)資料，并提供有關(guān)建筑物的能量特征信息。

在越南、印度、菲律賓之類的發(fā)展中國家，民用建筑能耗主要集中在加熱食物和水上。對民用建筑的能耗特征進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，居民的能耗是季節(jié)性的，所以采取適當(dāng)?shù)墓?jié)能措施，可以達(dá)到事半功倍的目的。

英國建立了符合各國國情的節(jié)能建筑評估體系，如BREEAM評估體系、LEED評估體系等，使得工作人員能夠通過合理的評估指標(biāo)，更好地監(jiān)測和管理民用建筑的能耗、環(huán)境負(fù)荷、室內(nèi)空氣質(zhì)量、可維護(hù)性、經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行管理等，從而降低建筑能耗。但是，目前世界各國建立的節(jié)能評價(jià)制度尚不完善，對電力節(jié)能問題的探討仍然十分迫切[1]。

我國的建筑節(jié)能工作與國外先進(jìn)國家相比，起步比較晚，在相關(guān)法律制度建設(shè)方面還比較滯后。1986年，國家出臺了JGJ26-1986 《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》。在民用建筑電力領(lǐng)域，2006年國家頒布了《“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見》，這一規(guī)劃的主要目的是發(fā)展大容量的工業(yè)電動機(jī)，同時(shí)也表明了電力節(jié)能在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中的重要性。我國目前雖已建立起一套民用建筑節(jié)能、環(huán)境保護(hù)的法律制度，但其實(shí)施時(shí)間尚短，難以解決目前民用建筑能源使用中普遍存在的問題。

從目前的情況來看，我國的建筑能耗在某種程度上有了下降的趨勢，但是在這種情況下，建筑物的能源消耗仍然在不斷增長，這表明了現(xiàn)行的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行力度不夠，監(jiān)管力度不夠。同時(shí)，對建筑節(jié)能和環(huán)境保護(hù)的宣傳力度不夠、引導(dǎo)力度不夠。因此，在我國的民用建筑設(shè)計(jì)中，如何通過政策引導(dǎo)和實(shí)施更加有效的環(huán)境和能源管理，仍然是一個(gè)亟待解決的問題。

3 民用建筑電氣設(shè)計(jì)中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原則

3.1 適用性

在民用建筑的電氣設(shè)計(jì)中，不管是什么技術(shù)、什么方法，都要遵循適用的基本原理。適用性原則是指在建筑物的電氣設(shè)計(jì)中，其設(shè)計(jì)內(nèi)容及有關(guān)設(shè)施的運(yùn)用應(yīng)符合人民的實(shí)際需求，并在保證其功能的前提下，使其功能得到最大程度的提高。此外，適用性原理也規(guī)定了在建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行電器選擇時(shí)要保證其有效性，例如合理的燈具亮度以及色溫等。

3.2 經(jīng)濟(jì)性

經(jīng)濟(jì)性是民用建筑設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是指在最小的投入下，以最小的投入實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的設(shè)計(jì)。在民用建筑的電氣設(shè)計(jì)中，必須要考慮到節(jié)能的要求，不能選用昂貴的技術(shù)，而要根據(jù)民用建筑的實(shí)際需求，選用最符合其要求的節(jié)能環(huán)保技術(shù)。同時(shí)還要考慮到其對環(huán)境的要求，并選用具有節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)的設(shè)備、材料，并對其進(jìn)行反復(fù)的計(jì)算和計(jì)劃，盡量降低工程造價(jià)。

3.3 節(jié)能性

節(jié)能性是綠色和環(huán)境保護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)，它意味著在民用建筑的電氣設(shè)備中，要確保節(jié)能技術(shù)的使用，并使其更好地運(yùn)用于民用建筑物的電力系統(tǒng)當(dāng)中。此外，在實(shí)施環(huán)保能源技術(shù)時(shí)，也不能一味地提升其節(jié)能效果，還要兼顧實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性[2]。

4 綠色節(jié)能電氣技術(shù)在民用建筑中的應(yīng)用

4.1 線路電能

民用建筑電氣系統(tǒng)中的電線結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，為了改善電力線的特性，可以選用電阻較低的電線、鋁線和銅線，從而降低電力的能耗。在電力線路建設(shè)中，要對電力線路的間距進(jìn)行合理地控制，以達(dá)到減少工程造價(jià)損失的目的。在電力系統(tǒng)中，要按照節(jié)能環(huán)保的需要，增加電力系統(tǒng)的容量，減少電力系統(tǒng)的能耗，降低輸電線路的能耗。

4.2 變壓器

變壓器是民用建筑電器中的一種重要設(shè)備，它是建筑物的一部分。變壓器的節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，必須依據(jù)電力的容量和負(fù)載的特性來確定，變壓器的功率等級、變壓器的數(shù)量和容量，要根據(jù)天氣情況而變化。降低變壓器能耗的措施必須達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，并按實(shí)際負(fù)載來確定最優(yōu)負(fù)載。而變壓器的使用也會對環(huán)境產(chǎn)生一定的污染，因此在選用變壓器時(shí)，不僅要選用能耗較低的變壓器，而且要選用低噪聲的變壓器。

4.3 電動機(jī)設(shè)備

在民用建筑的電力系統(tǒng)中，電動機(jī)是一種重要的系統(tǒng)設(shè)備，其工作效率與民用建筑的能耗密切相關(guān)，直接影響民用建筑的發(fā)電效果。因此，要想有效地減少電力的消耗，必須采取綠色節(jié)能技術(shù)。在電機(jī)中，可以針對電機(jī)的特性而設(shè)計(jì)一種特殊的節(jié)能改造，節(jié)約電機(jī)的能量。

首先，可以提高電機(jī)的工作效率，讓電機(jī)的低效率變成高效率的工作。其次，為了減少電機(jī)的能量消耗，必須通過減少電機(jī)的負(fù)載和空載來達(dá)到。最后，為保證電機(jī)的環(huán)保、節(jié)能，必須對電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，即要求電機(jī)的運(yùn)行特性根據(jù)負(fù)荷的不同而調(diào)整轉(zhuǎn)速[3]。

4.4 空調(diào)系統(tǒng)

在民用建筑中，空調(diào)器是耗能最大的電器，同時(shí)也是提高人民生活水平的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?？照{(diào)系統(tǒng)的核心部分是冷熱源，也就是空調(diào)的溫度調(diào)控，是耗電量最大的系統(tǒng)。在空調(diào)器的運(yùn)行過程中，空調(diào)器在運(yùn)行時(shí)也會利用電力。這不僅增加了電力消耗，而且增加了空調(diào)系統(tǒng)的失靈概率，要解決這個(gè)問題，必須采用綠色節(jié)能技術(shù)。

空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)方法包括：注重屋頂和墻面的綠化，并在室內(nèi)通過植物的養(yǎng)護(hù)來減少室內(nèi)的氣溫?？梢酝ㄟ^減少陽光對室內(nèi)的輻射，減少對空調(diào)的依賴，減少室內(nèi)的溫度。為了減少空調(diào)本身的能耗，采用先進(jìn)的現(xiàn)代技術(shù)，使空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化控制。智能空調(diào)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對空調(diào)器的遙控，通過對空調(diào)器的工作和供電狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而降低空調(diào)機(jī)的能耗。

4.5 照明系統(tǒng)

照明問題不僅會對住戶的日常生活產(chǎn)生一定的影響，而且對電力系統(tǒng)的能源消耗也有很大的影響。我國的民用建筑以電力為主，照明在建筑電力系統(tǒng)中占了很大的比重。目前國內(nèi)許多民用建筑的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)都不夠完美，再加上照明設(shè)備的選用不夠科學(xué)，導(dǎo)致了照明的能耗偏高。

在節(jié)能環(huán)保技術(shù)方面，可以優(yōu)化和改善建筑物的照明模式。在燈光設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)師要考慮到建筑物的地理位置和周邊環(huán)境，合理選取燈具的亮度標(biāo)準(zhǔn)，并確定燈具的亮度和亮度。在選擇方面，既要滿足住戶的日常生活需求，又要使其亮度和光照模式與人的視覺效果相一致，不至于讓人覺得眩目、疲勞。

目前，國內(nèi)許多民用建筑的形態(tài)、功能越來越多元化，照明中的藝術(shù)光效應(yīng)也越來越多，這就要求設(shè)計(jì)者在進(jìn)行基本照明的同時(shí)，還要進(jìn)行更多的藝術(shù)化的燈光設(shè)計(jì)。這樣就會耗費(fèi)大量的電力。因此設(shè)計(jì)師們要選擇低調(diào)、溫馨的燈光效果，并盡可能地選用節(jié)能型的燈具。

在建筑電氣照明設(shè)計(jì)中，為了真正地提升其綠色環(huán)保性，必須在燈光的選用和設(shè)計(jì)上進(jìn)行優(yōu)化。具體如：針對建筑物周邊環(huán)境選用適當(dāng)?shù)墓庠?，以提高室?nèi)燈光的使用效率。合理設(shè)置燈具的位置和高度，以達(dá)到最佳的照明效果。室內(nèi)采用自動控制和人工操作的燈具，既可以保證日常使用，又可以節(jié)約能源。

4.6 配電系統(tǒng)

配電系統(tǒng)是民用建筑的主要組成部件，其運(yùn)行狀況將直接影響民用建筑的電力系統(tǒng)功能。因此，要在民用建筑的電氣設(shè)計(jì)中強(qiáng)化綠色節(jié)能技術(shù)，就需要對配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。傳統(tǒng)民用建筑在設(shè)計(jì)上存在著一些缺陷，其設(shè)計(jì)思想和技術(shù)都很落后，因而在使用中往往會造成一些浪費(fèi)。要根據(jù)用戶的實(shí)際需要，對制冷系統(tǒng)進(jìn)行改造，并為用戶選擇合適的制冷設(shè)備，以保證其正常的制冷需要。需對電力系統(tǒng)的布線、布線等進(jìn)行優(yōu)化，選用節(jié)能、環(huán)保的材料，并根據(jù)實(shí)際的工作需求確定了線段的截面。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以有效地減少民用建筑的能源消耗，減少工程造價(jià)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益相統(tǒng)一的目的。

5 民用建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能環(huán)保技術(shù)應(yīng)用的措施

5.1 加強(qiáng)制度建設(shè)

當(dāng)前，由于綠色、環(huán)保理念已經(jīng)深入人心，在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的轉(zhuǎn)軌過程中，各個(gè)領(lǐng)域都對節(jié)能環(huán)保技術(shù)提出了更高的要求。因此，綠色能源技術(shù)的推廣和開發(fā)，不僅限于民用建筑。相關(guān)部門要適時(shí)地制定和完善相關(guān)的制度和法律。通過制定相關(guān)的制度來推動民用建筑的電力設(shè)計(jì)，主要是為了使電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員和相關(guān)的企業(yè)和公司起到一定的約束和規(guī)范作用，從而使民用建筑的電力系統(tǒng)符合綠色發(fā)展的要求。這一制度反映出國家對節(jié)能環(huán)保的重視，并對相關(guān)產(chǎn)業(yè)實(shí)施有效的制約和規(guī)范。

5.2 積極引入新技術(shù)

在推廣節(jié)能環(huán)保技術(shù)的同時(shí)，政府相關(guān)部門也應(yīng)該重視新技術(shù)的引入，并與相關(guān)企業(yè)共同努力，促進(jìn)綠色能源技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。在民用建筑的電氣設(shè)計(jì)中，要積極地引入太陽能、風(fēng)能等新技術(shù)。目前，民用建筑中采用了大量的太陽能技術(shù)，今后還需進(jìn)一步太陽能技術(shù)研究，為節(jié)能減排做出更大的貢獻(xiàn)[4]。

5.3 選擇合適的供電器以及變壓設(shè)備

電力供應(yīng)系統(tǒng)在民用建筑的電氣設(shè)計(jì)中起著舉足輕重的作用，它直接關(guān)系到整個(gè)民用建筑的電力運(yùn)行狀況。所以，電力系統(tǒng)、變壓器等設(shè)備是否采用了綠色節(jié)能技術(shù)，將直接影響整個(gè)民用建筑的綠色、節(jié)能觀念。

在民用建筑的電力設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者要考慮民用建筑的總體需求，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)碾娏ο到y(tǒng)，選用適當(dāng)?shù)碾娖鞣N類和容量，特別是供電電壓的設(shè)計(jì)和檢測。為保證電力系統(tǒng)正常工作，設(shè)計(jì)者還應(yīng)選用適當(dāng)?shù)淖儔浩?，以保證電力系統(tǒng)的正常工作。

6 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，人民的生活水平也會逐漸變得更加清晰，民用建筑的生活品質(zhì)也隨之提高。近些年，我國綠色環(huán)保思想的深入發(fā)展，各個(gè)行業(yè)都對節(jié)能提出了更高的要求，包括民用建筑的電氣設(shè)計(jì)。因此，在民用建筑的電氣設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量采用綠色節(jié)能的思想和技術(shù)，包括電動機(jī)、變壓器、空調(diào)等設(shè)備。在民用建筑投入使用后，施工單位要采用適當(dāng)?shù)氖┕すに嚭头椒?，盡量減少建筑的能源消耗。有關(guān)部門也應(yīng)該積極完善現(xiàn)有的環(huán)保技術(shù)和觀念的相關(guān)法律、法規(guī)和制度，為今后的發(fā)展和應(yīng)用提供有力的制度保證。

參考文獻(xiàn)

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