建筑设备工程与建筑节能王慧军

建筑设备工程与建筑节能王慧军

王慧军

郑州市金鹿园林绿化工程有限公司河南郑州450000

摘要：建筑设备是为建筑物的使用者提供生活、生产和工作服务的各种设施和设备系统的总称，是现代建筑功能得以实现的不可缺少的重要条件。它包括建筑中的给水、排水、消防、供暖、通风、空调、供电、照明等设备系统。这些设备系统必然要求与建筑、结构及生活需求、生产工艺设备等相互协调，才能发挥建筑物应有的功能，并提高建筑物的使用质量，避免环境污染，高效地发挥建筑物为生产和生活服务的作用。因此，建筑设备工程是房屋建筑不可缺少的组成部分。同时，如何合理地进行建筑设备工程的设计，保证建筑物的使用质量，不仅与建筑设计、结构设计、施工方法等有着密切关系，而且对生产、经济、人民生活具有重要意义。所以，建筑学、土木工程等建筑类专业都应该掌握建筑设备工程技术的基本知识，掌握设备工程的基本设计原理与施工安装方法，正确读解施工图，培养对工程实际问题的分析和解决能力。土木工程的结构设计，施工等方面要时刻注意建筑设备的安装，及其应用。

关键词：建筑工程；设备；节能

就建筑设备本身来说，随着我国各种类型的工业企业的不断建立，城镇各类民用建筑的兴建，人民生活居住条件的逐步改善，以及基本建设工业化施工的迅猛发展，建筑设备工程技术水平正在不断的提高。同时，由于近代科学技术的发展，各门学科相互渗透和相互影响，建筑设备技术也受到交叉学科发展的影响而日新月异。例如，太阳能利用技术的成就，促进了建筑物采暖、热水供应等新技术的发展；塑料工业的迅速发展，改变着建筑设备的面貌；电子技术和自动控制在建筑设备系统中的多方面使用，取得了更加节约和安全的效果。

从发达国家目前的状况看，美、日、欧这些国家目前能源的三分之一以上耗费在空调暖通等建筑环境设备上，从而可以预测即将进入中等发达国家水平的中国的未来状况。我国是世界上最大的发展中国家，又是一个建筑大国，但是我国现有的400亿平方米的建筑，仅有1%是节能建筑。其余无论从建筑围护结构还是采暖空调系统来衡量，均属于高耗能建筑，而建筑耗能大部分来源于建筑设备。因此，如何提高建筑环境设备的效率，节约能源，改善建筑物的环境质量，减少其对环境的破坏和污染，已经成为我们目前急需解决的问题，以防患于未然。这就是建筑环境与设备工程的另一个发展方向——建筑节能，这种节能不仅仅是空调系统，还包括照明、采光、供热等等，最终要达到建筑物的整体节能，即所谓的“绿色建筑”。随着科学发展观和节能减排的提出以及国民经济要实现的可持续发展，建筑节能的重要性显得更为突出，推行建筑节能势在必行。

许多新型建筑设备的不断出现，使建筑设备工程向着更加节约和高效发展。

一．暖通空调

中央空调在整个建筑能耗中所占的比例最大，因此，在节能方面有着巨大的潜力。新型的节能环保空调，主要有地温空调和燃气空调两种。地温空调使用水源热泵，利用地下浅层地热资源，是一种既可供热又可制冷的有效节能空调系统。它将不可利用的低位能开发为可利用的高位能，消耗1kW能量可得到4．5～6．0kW的热量和冷量，适用于水资源丰富的地区。燃气空调为利用天然气的空调系统（如家用燃气空调机组、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组、燃气发动机驱动制冷压缩机等）。对于目前广泛使用的传统中央空调，可以使中央空调废热回收与再利用。中央空调压缩机工作过程中会排放大量的废热，其热量等于空调系统从空间吸收的总热量加电动机的发热量。中央空调的废热回收技术主要是利用热交换原理，将中央空调的废热全部或部分回收后通过热交换产生45～75℃的热水，再经过蓄能水箱为用户提供服务。

二．给排水系统

给水系统变频节能，变频水泵是按工频运行时设计的，供水时除高峰以外大部分时间流量较少。由于运用了变频及微机控制，因此可使水泵运行的转速随流量的变化而变化，最终达到节能的目的。时间证明，使用变频设备可使水泵运行平均转速比工频降低20%，从而大大降低能耗，节能率达到20%-40%。排水系统利用真空排除污水的特质便器，节约了大量冲洗用水。

三.建筑电气

1.照明节能

智能建筑的照明节能原则是在保证照度标准和照明质量的前提下，力求减少照明系统中的能量损失，最有效地利用电能。白炽灯泡发光效率一般为7～20lm／W，使用寿命为1000～2000h，而单端紧凑型荧光灯（即节能灯）的光通量为50lⅡW，使用寿命为3000～5000h，一只9W的节能灯完全可代替40w的白炽灯；双端直管荧光灯T12的光通量为55lⅡw，使用寿命为3000～5000h，而T15型光通量则达90～110lⅡW，使用寿命为8000～10000h。另外，高强气体放电灯中的高压钠灯、金属卤化物灯、微波硫灯、无极灯等，都是较好的节能型电光源。

2.家用电器节能

变频空调：变频空调是根据空调负荷的变化对制冷机流量进行调节来实现节能目的的技术。目前，我国空调器的季节能效比为2.5-3.0左右。而变频空调器的季节能耗比能达到4-4.5。变频冰箱：关键技术上冰箱的保温隔热技术和制冷系统的节能技术。目前节能冰箱的日耗电量已达到0.5度以下，比常规冰箱下降了2倍以上。

3.光电建筑

太阳能热水器和太阳能热水系统是我国目前最大的太阳能热利用产业。其节能的作用和效果有目共睹。而利用太阳能为建筑发电，从而减少建筑的耗电量正是现在的新趋势。光电建筑能够将光伏发电与建筑物有效、有机地结合，充分利用建筑已有立体而不占用额外土地资源，将耗能建筑转变为节能建筑、产能建筑，代表着未来太阳能源利用的发展方向。

新能源的利用和电子技术的应用，使建筑设备工程技术不断更新。新型能源的开发和能源的综合利用，包括太阳能、地下能源开发利用和能源综合利用，室内环境控制成套节能技术的研究和设备开发；利用计算机模拟仿真技术分析制冷空调系统，对制冷空调系统进行智能控制，最大限度减低运行能源现有建筑的节能改造成套技术，特别是围护结构和采暖空调系统改造；建筑物室内温度和湿度控制技术和冷热量计量收费技术及产品。各种系统由于集中、自动化控制而提高了效率，节约了费用，创造了更好的卫生环境，为建筑设备工程技术的发展开辟了广阔的领域。例如国外采用的被动式太阳能采暖及降温装置，为采暖、通风、空调技术提供了新型冷源和热源使用程序控制装置调节建筑物通风空调系统，使建筑物通风量随气象参数自动调节，保证了室内卫生舒适条件；使用自动温度调节器，可以保证室内采暖及空调的设计温度并节约了能源；利用电子控制设备或敏感器件，可以控制卫生设备的冲洗次数，达到节约水量的效果；又如电气照明光源（如氙灯、卤化物灯、节能灯等）的发展，使灯的亮度、光色及使用寿命不断改善和提高。

各种新材料、新品种的快速发展，也使建筑设备的节能达到了更好的效果。合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面，随着科技的发展，大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去，更好地起到节能效果。如新型保温材料、防水材料在墙体屋顶中的应用，达到了更好的保温防潮效果；新型透光隔热玻璃（如Low-E玻璃等）在门窗中的应用，起到了更好的透光隔热效果；采用可调节的铝材遮阳板，达到遮阳的目的。各种聚合材料由于具有重量轻、耐腐蚀、电气性能好等优点，在建筑设备工程中凡是不受高温高压的各种管材、配件、给水器材、卫生器具、配电器材等，国外都大量采用塑料制品替代各种金属材料；又如钢和铝的新品种和新规格轧材的应用，使许多设备的使用寿命得以延长。从而不仅保证了设备的使用质量，而且节约了金属材料和施工费用。

建筑设备的节能很大程度上依赖于空调设备系统的节能。首先，我们要注意空调系统能源的有效利用。由于空调系统具有所需能源品位低，且用能有季节性的特点，因此现在大力鼓励使用太阳能、地热能和热回收等能源方式进行供热制冷。其次，要合理降低室内温湿度标准。为了节约能源，在满足生产要求和人体健康的情况下，空调房问室内温湿度基数夏季应尽可能提高，冬季应尽可能降低。再次，在空调设计中要考虑空调系统的节能。一般设计部门按设计负荷选择较大容量的设备，而设备经常在低于设计负荷下运行，设备经常在低效率下工作。因此应该选择多台不同容量的设备，运行时进行合理控制和匹配，使设备多在高效区运行，且节省能耗。最后，要注意设备的选型和安装。譬如家用空调器选用节能型（高效制冷压缩机、换热器和风扇，采用变频调速，并匹配良好）；空调器的安装位置宜不受太阳直射；不设定过低室温，经常清洗。采用热泵技术，同时满足夏季制冷与冬季采暖的需要。对于中央空调，要确定适当的室内温湿度参，优选冷热源机组和末端设备，注意设备匹配；加强运行管理与维修，重视室温设定与调控；推行空调蓄冷技术。

采暖建筑的节能主要依靠减少围护结构的散热以及提高供热系统的热效率两个方面。前者要求适当控制建筑体形系．即建筑物外表面积与其所包围的体积的比值，建筑外形尽可能规整，避免不必要的凸凹变化：加强门窗、外墙、屋顶和地面的保温，采用高效保温材料复合。使用多层门窗，用空心砖、加气混凝土等新型墙体材料代替实心粘土砖；提高建筑物的气密性，选用密封性能好的门窗并加密封条，用密封材料填实穿墙管线连接处裂隙；在夜间加强保温的条件下，适当开大南窗，以增加太阳热能的获得。后者要求合理提高锅炉的负荷力，改善锅炉运行状况。采用管网水平衡技术，以及加强供热管道保温等等。对于住宅节能，我国目前实施的途径主要有：积极发展能满足建筑所需要的材料和设备的生产；大力发展生产和运输能耗低的轻质、高强材料及建筑用塑料制品：努力改进生产技术，提高管理水平，大幅度降低材料和设备生产的单位能耗；改进建筑设计和旄工技术、方法，制订推动节能的建筑法规，建立健全促进节能材料、设备生产和应用的法规体系，为建筑节能工作的推进提供良好的法律环境；加大投入，加强建材设备生产、建筑、施工技术及产品应用技术的研究开发。

当然建筑节能不能只靠建筑设备这一部分，还需要建筑设计，建筑施工工艺，建筑材料等方面的综合作用才能做到尽善尽美。现阶段，建筑节能在建筑招标和设计阶段往往被弱化，甚至忽视。但是，随着科技的发展以及能源紧张，保护生态环境的迫切要求，智能建筑和建筑的节能是当前以及未来建筑发展的大势所趋。

参考文献：

[1]侯音.智能建筑设备节能优化运行控制技术探讨[J].居业，2015（4）：53-54.