低碳背景下建筑电气设备控制与管理设计要点简析
摘要: 建筑电气设备能耗在建筑运行阶段占比较大,为了降低设备运行能耗,在建筑电气设计阶段,就应当重视建筑设备的控制与管理,通过合理的设计方案来实现运行阶段节能减碳的目标。本文将通过冷热源控制、通风空调系统控制、给水排水系统控制、电动机节能控制、电梯控制、照明设备控制、能源管理系统以及建筑设备监控系统几个方面对建筑电气设备控制与管理方向的低碳设计要点进行简要分析,希望为广大建筑电气设计人员进行电气节能设计提供一些参考。

1引言

在当下节能减排的政策背景下,建筑设备的能耗也越来越被人们所重视。从中国建筑节能协会能耗专委会发布的《中国建筑能耗研究报告(2021)》可以看出,建筑运行阶段的能耗占全国能源消耗总量的21.2%,建筑运行阶段的碳排放量占全国碳排放总量的21.6%,运行阶段能耗及碳排放量占比均较大,为了实现双碳目标(2030年碳达峰,2060年碳中和),在项目的设计过程中,应关注如何通过建筑设备的节能控制与管理,来降低建筑运行阶段的能源消耗,从而提升建筑整体的应用价值和社会效益。

2建筑电气设备用能控制情况

2.1电能质量监控节能

电能质量监控是指广泛长期监测各点电力运行情况及电能质量情况,以此来合理分配供电资源,并且能够预防事故的发生。建筑工程耗能是一项重要问题,电能从生产到传输,或者是分配与使用均是同一时间完成,主要因为电能自身具有的连续性,以及即发即用的特点。电力运行情况和电能质量情况需要被长期监测,监测结果有利于资源分配得合理性。谐波检测仪可以帮助我们定位电力系统中的谐波问题。通过检测电力系统中的谐波含量,可以确定哪些负载设备可能是问题的源头,并对其进行调整或更换,以降低谐波含量。谐波滤波器可以帮助电力系统过滤掉一些不需要的谐波信号。 然而,如果谐波滤波器的性能下降,它就不能很好地过滤掉这些信号。通过长期监测及时提供报告反馈,可以有效预防事故的发生,并且能够自动形成故障后的数据分析结果,从而帮助建筑电气工作人员明确事故发生的原因,并且及时采取相应的解决与防范措施,进而达到节能的效果。

2.2调整智能照明系统的负载率

建筑工程内照明系统采用节能型光源及高光效灯具,正常照明采用单路放射式供电,应急照明及疏散指示采用应急电源集中供电系统。通过调整智能照明系统的负载率达到节能的效果,需要试选设置各部分的照明度,如标准房间设计照度为300LX、设备机房为100~150LX、弱电机房为300LX、走道为50LX、门厅及总服务台为300LX。各层分设照明控制箱,公用部分照明可根据使用情况分层分区控制,宴会厅、大堂采用集中控制。荧光灯和节能灯应配电子镇流器,功率因数大于等于0.9。通过电气布局,达到调整智能照明系统负载率的目的,满足节能需求。

2.3多专业的技术协调

随着现代建筑整体功能的不断提高,机电系统也变得日益复杂,成为一项需要综合协调、精密组织的工作。由于各专业自成系统,具有较强的相对独立性,设计、施工过程专业之间很难有效地沟通。目前,传统的二维设计图纸缺乏直观的实物视觉效果。施工过程机电分包施工单位较多,缺乏多专业统一协调的有效技术方法,各专业之间的综合协调难度较大,设备管线碰撞冲突及布局不合理等问题往往在施工过程中才逐渐显现出来,造成不必要的返工及材料浪费,对施工进度也造成一定影响。因此,建筑工程机电设备管线优化布置、多专业统一协调等方面可以应用三维深化施工技术,建立建筑物地下三层制冷机房、标准层客房、综合管廊等机电系统复杂部位的三维模型,通过对模型的动态分析、调整及优化,完成机电设备管线布局的深化设计,解决平面图纸抽象、复杂、预见性低的问题,加强施工过程的预控能力,实现施工全过程的可视化管理与多专业统一协调,有效指导施工。

3能效监控管理系统

3.1能效监控管理系统节能原理

建筑能效监控管理系统通过对建筑物能耗数据进行实时采集、监视,进行数据记录与分类整理,通过数据分析,提供统计和报表,为用户提供运行维护过程中的管理方案,实现运行过程中节能管理水平不断提升。

3.2能效监控管理系统范围

建筑能效监控管理系统按照分类、分区、分项计量数据进行管理,其中可再生能源系统应进行单独统计。能耗管理系统应以完整的日历年进行统计,能耗数据应能纳入能耗监管理平台进行统一管理。

3.3电能计量装置的具体要求

随着智能电表技术的发展,多功能智能数字电能表被越来越多地应用于工程项目当中,但在选择数字电表的时候应将其技术参数标注清楚,其精度等级不应低于1.0级;当计量回路电流不大于60A时,可以采用直入式电表计量,当回路电流大于60A时,建议配置电流互感器,此时电流互感器精度等级不应低于0.5级。

4建筑设备监控系统

建筑设备监控系统:该系统通过不同功能的传感器、执行器、控制器、人机界面、数据库、通信网络、管线和辅助设施等连接起来,配有专门的软件进行监视和控制管理。系统采用分散多点控制,数据集中管理的方式,对建筑内监控范围内的设备进行有效的信息采集,并进行优化管理和精细化控制措施。监控系统通过直接数字控制技术,对全楼的制冷与供热系统、通风与空气调节系统、供水及排水系统、公共区域照明系统、供配电系统、电梯系统等建筑设备进行监视及节能控制。系统采集的信息包括:温度、湿度、流量、压力、压差、液位、照度、气体浓度、电量、制冷量、制热量等建筑设备运行的基础信息。监控系统可以通过传感器监测人员长期停留房间内的二氧化碳浓度,以及其他污染物浓度(甲醛、TVOC等),并可联动房间内的新风系统以提高房间内的空气质量;同时监控系统也可以实现地下车库一氧化碳浓度监测的功能,通过监测判断自动控制地下车库送排风机的启动和停止。建筑智能化系统也应随着建筑业数字化转型升级而不断提升,系统应具有安全性、可用性、可维护和可扩展等功能,并宜具备免配置、自动识别、即插即用和自动组网等性能。建筑设备监控系统应和物联网、云计算、大数据等信息系统充分融合,基于大数据的采集和分析处理,来实现基于建筑实际运行数据的优化和低碳运行。

5结束语

在建筑电气设计阶段,应该高度重视建筑设备控制与管理的相关低碳设计内容,将绿色、节能、环保的理念融入到设计作品之中,关注相关低碳设计要点,才能使建筑建成后在运行阶段真正实现真正的减碳目标。作为电气设计工作者,也应不断学习低碳设计知识,为早日实现“双碳”目标贡献自己的力量。综上所述,论文提出的关于建筑电气设备用能的分析来看,主要影响因素包括电能质量监控节能、调整智能照明系统的负载率、多专业的技术协调,通过实证分析验证了观点的可靠性。

参考文献

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