2.1.1 Cấu trúc tiêu thụ năng lượng tại các tòa nhà hiện nay
Vấn đềtiết kiệm năng lượng trong toà nhà tại Việt Nam hiện nay đang ngày càng trở lên cấp bách. Cùng với việc tiết kiệm điện trong sản xuất, thì việc tiết kiệm điện trong quá trình sinh hoạt, đặc biệt là trong các toà nhà văn phòng, trung tâm thương mại, khách sạn có tác động trực tiếp đến việc giảm áp lực cho hệ thống cung cấp điện
Ngày nay, cùng với sự phát triển của nền kinh tế, nhu cầu về tiêu thụ điện năng ngày càng cao trong khi khả năng cung cấp điện còn khá nhiều hạn chế, từ đó vấn đề sử dụng điện tiết kiệm, hiệu quả trở thành vấn đề cấp bách. Chủ trương sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã được Chính phủ xác định là một nhiệm vụ trọng tâm trong suốt thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.
Tại các thành phố lớn, số lượng tòa nhà cao tầng đang mọc lên ngày càng nhiều, kéo nhu cầu tiêu thụ năng lượng rất lớn. Theo thống kê, tổng năng lượng tiêu thụ cho các công trình xây dựng chiếm từ 40-70% năng lượng cung cấp cho đô thị, trong đó các công trình tòa nhà cao tầng như: khách sạn, tòa nhà thương mại… tiêu thụ từ 35-40%. Như vậy, việc sử dụng năng lượng hiệu quả tại các công trình cao tầng sẽ góp phần làm giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ. Tiềm năng tiết kiệm năng lượng tại các tòa nhà là tương đối lớn, khoảng 10 - 40% tổng điện năng tiêu thụ. Cấu trúc tiêu thụ điện của các phụ tải điển hình trong các toà nhà như sau:
-Hệ thống điều hoà không khí (40 - 60%) -Hệ thống chiếu sáng (10 – 20%)
-Hệ thống thang máy (10 – 15%) -Hệ thống nước nóng (5 – 10%) -Hệ thống bơm nước thuỷ cục (5 – 10%) -Hệ thống các thiết bị văn phòng (10 – 15%) -Các hệ thống khác như: bàn là, máy ủi, máy hút bụi…
2.1.2 Thực trạng sử dụng điện trong các tòa nhà tại Việt Nam
Phần lớn số nhà cao tầng ở Việt Nam đều có các hệ thống cơ sở hạ tầng như hệ thống chiếu sáng, hệ thống cung cấp điện, hệ thống điều hòa và hệ thống báo cháy. Đây là những tòa nhà loại thông thường.
Số ít số tòa nhà có trang bị các hệ thống như trên nhưng chưa có hệ thống tích hợp. Tất cả thiết bị của các hệ thống này đều được điều khiển riêng biệt, các bộ điều khiển này không trao đổi thông tin với nhau, không có quản lý và giám sát chung và phần quản lý điện năng thì mới ở mức thấp. Đây là những tòa nhà đã có hệ thống điều khiển và giám sát, nhưng chưa có hệ thống tích hợp. Tất cả các tòa nhà cao tầng ở Việt Nam trước đây đều không được trang bị hệ thống quản lý tập trung.
2.1.2.1 Hệ thống điều hoà không khí
Hệ thống điều hoà không khí và các thiết bị phụ trợ (máy lạnh, bơm nước lạnh, quạt gió…) là một trong những hệ thống tiêu tốn điện năng nhiều nhất. Thực trạng sử dụng điều hòa hiện nay ở nước ta còn tồn tại một số vấn đề như sau:
- Rất nhiều các thiết bị điều hoà không khí đang được sử dụng có công nghệ cũ, có hiệu suất thấp, tiêu tốn nhiều điện năng.
- Hệ thống đường ống dẫn nước lạnh, dẫn gió… chưa được bảo ôn đúng cách dẫn tới sự tổn hao nhiệt năng lớn trên đường ống.
- Trong quá trình sử dụng, một số yếu tố chưa được chú trọng mức độ chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài không gian điều hoà, bố trí các phòng lạnh tiếp xúc trực tiếp với các bức xạ mặt trời…
- Cách sử dụng, điều chỉnh nhiệt độ của điều hòa chưa đúng gây lãng phí điện năng.
- Như vậy, nếu khắc phục được những vấn đề này, cơ hội tiết kiệm điện từ hệ thống điều hoà không khí là rất lớn.
2.1.2.2. Hệ thống chiếu sáng
Với hệ thống chiếu sáng, hiện nay có một số khía cạnh có thể khai thác để tiết kiệm năng lượng:
- Sử dụng các thiết bị chiếu sáng công nghệ cũ có hiệu suất thấp, tiêu hao năng lượng lớn.
- Bố trí các thiết bị không hợp lý, thừa công suất chiếu sáng.
Cơ hội tiết kiệm năng lượng cho các thiết bị chiếu sáng cũng là rất lớn nếu được thay thế bằng các thiết bị chiếu sáng tiết kiệm điện và sử dụng ánh sáng vừa đủ với nhu cầu.
2.1.2.3. Hệ thống thang máy
Hầu hết các thang máy hiện nay đang sử dụng động cơ có hộp số đời cũ vận hành chậm chạp và tiêu tốn điện năng hơn 40% so với sử dụng động cơ không hộp số đời mới.
Loại thang máy được lắp đặt thông thường là các thang máy có tải định là 1000KG ≈ 15 người, tuy nhiên, trong quá trình hoạt động, các thang máy thường làm việc dưới tải định mức (thậm chí thấp hơn rất nhiều) gây lãng phí điện năng.
Đối với một số tòa nhà có số lượng thang lớn nhưng hệ thống điều khiển không linh hoạt khiến cho thời gian đợi thang lâu và tiêu hao nhiều năng lượng.
2.1.2.4 Hệ thống cung cấp nước nóng
Hiện nay việc cung cấp nước nóng trong các toà nhà chủ yếu được thực hiện bằng các bình đun nước cục bộ sử dụng trực tiếp nước lạnh thông thường, việc này gây ra tiêu tốn điện năng rất lớn để đun và duy trì nhiệt độ nước nóng trong cả ngày.
Nếu có thể tăng nhiệt độ nước cấp cho các bình nước nóng sẽ giảm được thời gian hoạt động của bình nước nóng, đồng thời tiết kiệm được điện năng
tiêu thụ.
2.1.2.5 Các thiết bị phụ trợ (bơm nước phục vụ hệ thống điều hoà, sinh hoạt…)
Các thiết bị này khi tính toán thiết kế được lựa chọn với công suất tối đa, có khả năng đáp ứng được yêu cầu lớn nhất của toà nhà, tuy nhiên, rất ít khi xảy ra tình huống này, dẫn đến việc nhu cầu sử dụng không cao, nhưng thiết bị vẫn phải hoạt động với công suất lớn dẫn đến việc lãng phí điện.
2.2 Các nguyên nhân gây lãng phí năng lượng trong các tòa nhà cao tầng 2.2.1 Lãng phí trong thiết kế tòa nhà