摘要：随着我国经济的高速发展，节能减排、降低消耗对低碳环保社会的发展有极大的促进作用。建筑机电工程节能设计是一项非常复杂的系统工程，包含了多种多样的影响因素。本文从各建筑机电系统设备、空调系统、照明系统、电气设备系统等几方面，对建筑机电设备进行优化设计的相关要素，提出几项节能措施，以提高资源利用效率，实现减排降耗。
关键词：建筑工程；机电系统；节能设计
1 引言
建筑能耗是当今普遍面临的主要能耗问题。提高能源利用率和合理节能是经济能否持续发展的重要因素。可以预见，未来建筑机电系统能耗在社会总能耗中所占的比重将越来越高，节能也显得尤为迫切。建筑节能减排是建设工程中重要的课题，其贯穿于设计、调试、验收使用等过程中，而设计是非常重要的控制环节，如出现有缺陷的设计，其必将导致建筑物在以后使用中节能消耗太大。
2 建筑用机电设备的安装与节能减排的必要性
进入新世纪以来，我国的经济发展水平显著提升，人们的物质生活更加丰富。高楼大厦鳞次栉比，扩展了我国的城市化规模，对工程建设提出了更高要求，建筑单位不仅要优化设计构造，还需要做好机电设备安装工作，提高机电设备的安装效率，保证机电设备的运行安全。对于部分大型建筑，需要降低机电设备的噪声污染，避免机电设备震动噪音过大。机电设备安装合理性直接关系着工程建设质量，因此需要充分认识到机电设备安装工作的重要性，满足其节能减排的需要。在安装过程中，还需要对成本进行控制，实现成本效益的最大化。建设单位需要构建科学的管理体系，对机电设备进行统一管理，并对人力资源进行合理安排，使人尽其能物尽其用。工程项目无法脱离机电设备，民用住宅、办公楼机电设备的安装都具有复杂性特征。机电设备安装涉及多个领域，如排水领域、采暖领域、消防领域等等。现代技术飞速发展，为机电设备优化提供了路径，为机电设备安装指引了方向，因此我国建筑单位应该形成科学的安装方案，根据机电设备安装需求进行施工。
3 当前建筑机电系统存在的问题
3.1照明系统设计存在问题照明系统是建筑中最不可或缺的一部分，而当前的现状是，在设计中有些设计者安装理论计算照度，追求高照度，从而造成了无谓浪费；其次，照明设计要充分考虑光源点的合理位置，也是造成系统能耗的一个重要方面；自然光线没有得到充分利用也是造成浪费的原因之一。
3.2空调系统能耗巨大随着我国人民居住环境的提高，空调基本上已经深入到千家万户，空调的能耗也是建筑机电系统节能必须考虑的。对于空调，很多人的看法是：不管制冷制热，速度越快越好，从而导致空调能耗暴增。
3.3缺乏机电设备调控装置随着我国机电设备种类的增加，很多机电设备没有配备或者是没有与之配套的调控装置，这也造成了极大的浪费。
3.4能耗监控系统尚未普及能耗监控是节能的重要一环，其间接节能效益十分可观。但由于该系统初期投资成本较高、对管理人员素质要求较高、软件配套等原因尚未普遍应用，这也是节能过程中我们需要面对的问题。采用透明玻璃、镜面反光以及镂空等设计手法可有效增加自然光的使用程度，以达到节能减排的目的。自然光资源清洁安全，且视觉功效远高于人工照明。目前可采用的方法主要是采光窗和光导照明等技术手段。光导照明技术不局限于直射光线，且具有使用寿命长、照射面积大、无局部聚光现象等特点，可广泛应用于多类型的建筑。随着太阳能光伏发电技术的成熟，光导照明系统与光伏发电相结合的方法也逐步得到应用。
3.5科学合理的照明控制方案也必不可少。近些年来，智能照明控制系统发展迅速，该系统不仅能适应复杂的照明管理，同时也可以优化照明运行模式，节约能耗。
4 优化空调的节能设计
4.1、空调要合理设计机房的摆放位置
空调的实际摆放位置也是非常重要的内容。在工业建筑设计中，空调设备的机房也很多，有排风机房、制冷机房、空调机房、热交换机房等等一系列的多个机房。国外工业建筑物中的机房设计往往是采用冷热集中分布的格局，一般放置在地下室，而空调机房分散放置，位置不固定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆空调机房一般分散放置后，就会得到相应的作用效果：风道短，节省空间，较小投资预算、断面小等等优势之处。这样的空调在工作效率上就会加大，功率减少，运行的耗能也会整体降低。
4.2空调冷热源的节能措施。
首先要减少冷热负荷。冷热负荷是空调中最基本的数据项目，减少工业建筑的冷热负荷，不仅仅可以减小供热锅炉、制冷剂、冷热水循环泵、风机盘管、空调箱等的型号类型，同时可以降低中央空调的初投资量，这些设备的型号减少后所产生的功率也就会降低，这样的基本耗能就会减少，运行的费用就会大大降低。其次，还要提高冷源的工作效率。空调制冷的实际运行过程中不能使冷冻水温度过低、冷却水温度过高，否则制冷系数就会降低。所消耗的功能量就相对较多，耗电大，增加空调的耗能。
4.3在同一个空调风系统，所有的空调区的冷、热负荷差异和变化大、低负荷时间长，需要分别控制各个空调区域的温度，以及建筑区全年需要送寒风的地方，宜采用变风量（VAV）空调系统。由于变风量空调系统通过调节空气送进房间的风量来适应负荷的变化，同时确定总风量的时候也可以考虑一定的同时使用参数，这样可以降低风机运行能耗系数和装机容量。根据有关材料记载，变风量空调系统和定风量（CAV）系统相比可节能30% ～ 70%，对不同的建筑物同时使用系数可取0.8左右。
5 优化设计供配电系统结构
5.1设计配电系统应该简单和可靠的，配电级数不适合太多。相同水平电压的配电级数高压不适合多于两级、低压水平不应该超过三级，三级负荷不应超过四个级。缩短低电压供电半径，继而，有效节约电能，节约金属材料的使用。供配电系统中的变压器应该呈现由中心向四周发散的网状结构，根据工程用电负荷量的具体数值和分布范围深入到负荷中心，这样不仅缩减了第二供电的工作半径，也提高了供电的质量。为此，由于10kV具有很强的适用性，所以在实践过程中应该加以应用。
5.2谐波治理和浪涌电流回收利用
一方面，通过电抗器“通低阻高”的特点，充分利用，对电力回路中存在较大干扰的谐波电流进行治理。另一方面，要对暂态过电压进行回收利用，充分利用补偿绕组和磁化绕组，执行电抗器的功能，通过多绕组环形交叉互连的作用，将吸收的损耗电能转化为磁能，然后利用线圈的电磁转化原理，实现电能的回收二次利用，给设备提供稳定的电流和电压。
6 变压器节能设计
6.1变压器在制造层面可从选用无氧铜和非晶合金材料替代传统材料。前者加工工艺简单、成本低，实际应用中能有效降低变压器线圈内阻，减小电能损耗；而非晶合金材料在导磁性、抗腐蚀性、耐磨损性、强度以及电流通过率等方面有着明显的优势，节能效果明显。虽初期投资成本不占优，但从设备整个使用周期上来看，其节能减耗效果明显。
6.2?变压器的损耗与配电网的电压有着密切的关系，通过在变压器的负载分接头档位上安装对应的补偿电容器的技术手段，能够适量的优化和调整配 电网的运行电压。自动调压器是一种利用三相耦合变压器，根据配电变压器的实际输入电压值自动调节变比来保证输出电压稳定的装置，使输入电压值在正常值的 3%内自动调节，利用内部相应控制器对整个系统的电压进行实时控制，实现最大量的节能降耗。
6．3由于配电变压器及其供配电系统中，单相用电负荷所占比例较重，且随着各种节能电气设备、节能灯具等的广泛推广使用，配电变压器，尤其是公用配电变压器其三相负载不平衡度较大，相应引起的损耗较大，这就说明三相不平衡所引起的负载损耗非常大，通过合理的相间负载优化调整，降低三相间负载不平衡度，使配电变压器三相负载几乎接近平衡关系，这样就能获得较好的相间平衡关系，降低配电变压器运行过程中的有功损耗和无功消耗，提高电能分配调度转换效率。
7 结束语
建筑机电工程节能则是一项更为复杂的工作，在建筑物的使用过程中，大到供电系统小到电器设备，都需要注重节能降耗环节的设计。我国在节能减排和生态保护方面，还有着很大的进步空间，因此，只有牢固树立“保护环境、节能降耗”的目标，培养专业型人才，掌握先进的节能理论知识，然后将具体的理论技术运用到工程实践过程中去，才能设计出切实可行的节能方案，全方位推动建筑机电工程节能降耗的工作进程，实现全面协调可持续发展。
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论文作者:吴友顺
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年18期
论文发表时间:2019/12/12
标签：节能论文; 机电论文; 建筑论文; 空调论文; 系统论文; 机电设备论文; 变压器论文; 《建筑学研究前沿》2019年18期论文;