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摘要:为了保证建筑功能的齐全,使其充分满足人们的居住需求,我们有必要对现代建筑中的电气设备的配置问题进行探讨,全面做好建筑电气设计,实现建筑节能。本文从建筑电气节能设计的原则入手,对现代建筑电气设计的内容进行论述与分析。
关键词:建筑电气设计;节能设计;节能措施
中图分类号: TE08 文献标识码: A
引言
在建筑电气的设计进程中,建筑电气的根本是要做到建筑必须的各项功能和安全需求的实现,随着人们对节约能源、保护环境和降本增效等问题的关注,建筑电气节能设计也日益被重视,并且成为建筑电气设计的主要内容。节能作为国民经济的一项长远战略方针,怎样实现“节电能、降能耗”的目标,是每位电气设计人员需要认真考虑的问题。
一、电气节能设计应该遵循的原则
1、节能应是节省不必要消耗的能量
电力企业应该首先明确哪些地方所消耗的能量与发挥建筑物功能无关,再来考虑采取什么措施进行节能,如变压器的功率损耗、传输电能线路上的有功损耗都属于无用的能量消耗。所以,在应用节能措施的时候应该以节能实用、经济合理和技术先进为原则。
2、要重视建筑物的经济效益
尽管世界各国都已开始提倡建筑节能,并且所采取和应用的节能手段越来越高,引进的节能技术也越来越先进。但需要注意的是,建筑节能也需适当有度。在开展电气节能设计活动时,要结合国家和建设企业的实际发展情况,考虑到实际的经济效益,切不可因为一味的追求建筑节能而不考虑实际情况,投入过高的资金,造成资金浪费,增加了工程的运营成本。因此,电气工程师在设计电气设备及运行系统时,要通过调查分析,对不同的设计方案进行比较,优选节能设计方案,在保证建筑工程实际经济效益的前提下,选择适当的节能电气设备和电气材料,实现建筑节能。
3、要满足环境保护的可持续发展原则
建筑电气节能设计的初衷是节约资源,保护能源,这一理念与环境保护理念相契合,适当条件下可混为一谈。电气节能设计的基本实现途径是确定理念和技术先进、安全适用,且经济合理的能源节约方案来降低建筑能耗,提高能源和资源的有效利用率,以获得更大的社会经济效益。由此看来,电气工程师在实际设计时,就必须是通过对电能利用率和消耗率的正确计算,选择耗能少、性能优良的电气设备,利用最少的建筑投资收货最大的电能利用率,取得显著的节电节能效果。
二、建筑电气中的节能技术措施
1、供配电系统设计
建筑电气设计中,供配电系统设计是控制耗电总量的关键,因此在设计时尤其要注意节能。对负荷进行合理的计算,是做好建筑电气节能设计的基础,是选择配电线缆、电器的主要依据,是计算功率损耗和电压损失的重要依据。一般来说,为了从整体上降低供配电系统的耗电量,在设计时需要根据系统的负荷容量、电力设备的分布距离以及用电特点等,科学、合理的进行供配电设计。设计所坚持的基本原则是:在保证系统运行可靠的前提下,尽量将系统结构设计得简单一点,便于用电操作。另外,所设置的变配电所要尽量靠近电力负荷中心,以减少线路损耗,达到节能的目的。
2、使用合理的节电开关
在建筑照明系统设计过程中,要秉承节能的理念对控制开关进行选择,以满足使用场合为前提,适当引用光敏、声控、延时控制和人体温度感应控制等照明控制装置。例如,选择有明暗调光功能的调光开关来控制卧室、宾馆客房、病房等场所的床头灯;用具有身份识别功能的节点钥匙开关来控制宾馆、会所等高级客房的照明设备,实现人走灯灭或者人走断电的功能,从而避免人离开之后的长明灯或者电视、空调等长时间运行造成的浪费;用声控、光控或程序控制等开关来控制楼道、走廊、楼梯间及公共场所所使用的照明设备;对于路灯、大型广场等场所,可以采用智能灯光控制系统进行调光控制,根据自然光的照度变化,决定照明设施点亮的时间、范围、亮度。
3、选择合适的光源
在对建筑照明系统进行设计时,设计人员要根据照明施工场所的区别来选择不同类型的高效光源,以降低电能消耗、节约能源。针对这种情况,笔者给出以下几点建议:首先,在选用室内场所所使用的照明设施时,应该优先选择高效节能型荧光灯(配低谐波电子镇流器)或者功率较小的高压钠作光源,并可考虑选择LED灯具。其次,在为空旷的室内场所或者室外场所选择照明设备时,应该选择金卤灯中显色高的钠灯等高强光气体放电灯作为照明光源。最后,对于安装空间狭小且位置比较高,维护和维修起来比较困难的照明场所,应该选择寿命长、光效高的高频无极荧光灯。
4、变压器节能设计
变压器的节能设计既要满足其技术运行条件,又要保证运行中的安全可靠性,在考虑其运行条件和运行需求的前提下,将成本和能耗控制到最低。因此,在设计中应该尽量选用以低能耗材质为主的高效节能变压器,在考虑台数、容量等数据时,要注意保持变压器的负荷率在最佳数值状态70%一85%左右。当变压器容量和负荷率根据建筑电气设计需求保持在平稳状态时,可以尽量减少其台数,考虑使用大容量的变压器,这样以来,损耗能够大大降低,提升能源利用率,也减少能耗带来的经济损失。季节性负荷较大或冲击性负荷严重影响电能质量时,设专用变压器,以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器,实现经济运行,减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。比如空调负荷较大时可以使用单独的变压器作为空调变压器,这样空调的季节性使用特征就能够充分发挥,也利于减少能耗,提升使用效益。
5、采用能耗管理系统
近年来,能耗管理系统的使用日渐普遍,能耗的计量、监测与管理,是实现节能减排的基础。基于物联网的能耗管理系统,就是通过互联网对各类能耗实行精细计量、实时监测、智能处理和动态管控,达到精细化管理的目标。按照《中华人民共和国节约能源法》的规定,用能单位应当加强能源计量管理,建立能源消费统计和能源利用状况分析制度,对各类能源的消费实行分类计量和统计。能耗管理系统能有效地解决了精细计量、智能处理、动态分析、实时评估等节能减排的关键问题,为用能单位实施合同能源管理、实现技术节能和管理节能提供了随时随地、直观准确的计量核算和动态管控手段,有利于建立科学、系统的节能减排分析方法,完善节能减排的评价指标与体系,实现“感知~管控~再感知~再管控”的良性循环,深入挖掘节能潜力,持续优化节能方案,不断提高节能效益,全面实现节能目标。
6、降低线路损耗
电力传输中的线路损耗是造成能源浪费的主要方式之一。当电流从线路中通过时,就会产生功率损耗,这种损耗与线路材质参数和负荷密切相关。线路损耗的降低可以通过多种方式来解决,比如提升电网的功率因數,选择更好的材质、减少线路中的电阻、减少电网的无功功率等都能降低损耗。一般来说,常用的方法主要有以下几种:首先,选择合适的线路路径。减少线路跨越长度是减少损耗的最直接手段之一,这需要对建筑电气的线路设计有很充分的认识,对于走线情况极为熟悉,如此才能设计出合理的线路,同时还不影响后续的操作。其次,增大线路截面,利用季节协调线路负荷。导线截面可以在满足载流量、热稳定及保护需求的前提下,再加大一级,这样能够有效降低线路损耗。
7、合理利用太阳能技术与产品
在建筑电气设计中,太阳能技术与产品的合理利用不但可以达到节省资源与减少废气排放的效果,而且减少了建筑使用中的电能消耗。目前,国内外在建筑电气节能设计中,主要是利用较为先进的太阳能光伏发电系统,将入射的太阳辐射能直接转换为建筑使用中所需的电能,为照明设备提供一定的用电负荷。另外,在很多建筑的外墙、楼顶等处安装新型太阳能板,可以满足建筑内热水的供应需求,而且可以通过太阳能蓄电设备,将多余的电能进行储存,以满足建筑中其他电气设备的能源需求。
结束语
建筑电气节能可以从多方面着手,不管选择何种节能方式,都要首先考虑电气节能的基本原则。建筑电气节能是节约能源的有效方式,节约能源是实现整个社会可持续发展的必然要求。在提高人们电气节能意识的同时,要不断的改进节能技术,提高电气节能的效果。
参考文献
[1]邱慧萍,仇洋.浅谈建筑电气设计中的节能措施[J].经营管理者.2011(02).
[2]孙旺,王秋萍.以某办公楼设计为例,浅谈办公楼电气设计的节能措施[J].商业文化(学术版).2008(07).
[3] 建设部工程质量安全监督与行业发展司.全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-电气. 中国建筑标准设计研究院.
关键词:建筑电气设计;节能设计;节能措施
中图分类号: TE08 文献标识码: A
引言
在建筑电气的设计进程中,建筑电气的根本是要做到建筑必须的各项功能和安全需求的实现,随着人们对节约能源、保护环境和降本增效等问题的关注,建筑电气节能设计也日益被重视,并且成为建筑电气设计的主要内容。节能作为国民经济的一项长远战略方针,怎样实现“节电能、降能耗”的目标,是每位电气设计人员需要认真考虑的问题。
一、电气节能设计应该遵循的原则
1、节能应是节省不必要消耗的能量
电力企业应该首先明确哪些地方所消耗的能量与发挥建筑物功能无关,再来考虑采取什么措施进行节能,如变压器的功率损耗、传输电能线路上的有功损耗都属于无用的能量消耗。所以,在应用节能措施的时候应该以节能实用、经济合理和技术先进为原则。
2、要重视建筑物的经济效益
尽管世界各国都已开始提倡建筑节能,并且所采取和应用的节能手段越来越高,引进的节能技术也越来越先进。但需要注意的是,建筑节能也需适当有度。在开展电气节能设计活动时,要结合国家和建设企业的实际发展情况,考虑到实际的经济效益,切不可因为一味的追求建筑节能而不考虑实际情况,投入过高的资金,造成资金浪费,增加了工程的运营成本。因此,电气工程师在设计电气设备及运行系统时,要通过调查分析,对不同的设计方案进行比较,优选节能设计方案,在保证建筑工程实际经济效益的前提下,选择适当的节能电气设备和电气材料,实现建筑节能。
3、要满足环境保护的可持续发展原则
建筑电气节能设计的初衷是节约资源,保护能源,这一理念与环境保护理念相契合,适当条件下可混为一谈。电气节能设计的基本实现途径是确定理念和技术先进、安全适用,且经济合理的能源节约方案来降低建筑能耗,提高能源和资源的有效利用率,以获得更大的社会经济效益。由此看来,电气工程师在实际设计时,就必须是通过对电能利用率和消耗率的正确计算,选择耗能少、性能优良的电气设备,利用最少的建筑投资收货最大的电能利用率,取得显著的节电节能效果。
二、建筑电气中的节能技术措施
1、供配电系统设计
建筑电气设计中,供配电系统设计是控制耗电总量的关键,因此在设计时尤其要注意节能。对负荷进行合理的计算,是做好建筑电气节能设计的基础,是选择配电线缆、电器的主要依据,是计算功率损耗和电压损失的重要依据。一般来说,为了从整体上降低供配电系统的耗电量,在设计时需要根据系统的负荷容量、电力设备的分布距离以及用电特点等,科学、合理的进行供配电设计。设计所坚持的基本原则是:在保证系统运行可靠的前提下,尽量将系统结构设计得简单一点,便于用电操作。另外,所设置的变配电所要尽量靠近电力负荷中心,以减少线路损耗,达到节能的目的。
2、使用合理的节电开关
在建筑照明系统设计过程中,要秉承节能的理念对控制开关进行选择,以满足使用场合为前提,适当引用光敏、声控、延时控制和人体温度感应控制等照明控制装置。例如,选择有明暗调光功能的调光开关来控制卧室、宾馆客房、病房等场所的床头灯;用具有身份识别功能的节点钥匙开关来控制宾馆、会所等高级客房的照明设备,实现人走灯灭或者人走断电的功能,从而避免人离开之后的长明灯或者电视、空调等长时间运行造成的浪费;用声控、光控或程序控制等开关来控制楼道、走廊、楼梯间及公共场所所使用的照明设备;对于路灯、大型广场等场所,可以采用智能灯光控制系统进行调光控制,根据自然光的照度变化,决定照明设施点亮的时间、范围、亮度。
3、选择合适的光源
在对建筑照明系统进行设计时,设计人员要根据照明施工场所的区别来选择不同类型的高效光源,以降低电能消耗、节约能源。针对这种情况,笔者给出以下几点建议:首先,在选用室内场所所使用的照明设施时,应该优先选择高效节能型荧光灯(配低谐波电子镇流器)或者功率较小的高压钠作光源,并可考虑选择LED灯具。其次,在为空旷的室内场所或者室外场所选择照明设备时,应该选择金卤灯中显色高的钠灯等高强光气体放电灯作为照明光源。最后,对于安装空间狭小且位置比较高,维护和维修起来比较困难的照明场所,应该选择寿命长、光效高的高频无极荧光灯。
4、变压器节能设计
变压器的节能设计既要满足其技术运行条件,又要保证运行中的安全可靠性,在考虑其运行条件和运行需求的前提下,将成本和能耗控制到最低。因此,在设计中应该尽量选用以低能耗材质为主的高效节能变压器,在考虑台数、容量等数据时,要注意保持变压器的负荷率在最佳数值状态70%一85%左右。当变压器容量和负荷率根据建筑电气设计需求保持在平稳状态时,可以尽量减少其台数,考虑使用大容量的变压器,这样以来,损耗能够大大降低,提升能源利用率,也减少能耗带来的经济损失。季节性负荷较大或冲击性负荷严重影响电能质量时,设专用变压器,以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器,实现经济运行,减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。比如空调负荷较大时可以使用单独的变压器作为空调变压器,这样空调的季节性使用特征就能够充分发挥,也利于减少能耗,提升使用效益。
5、采用能耗管理系统
近年来,能耗管理系统的使用日渐普遍,能耗的计量、监测与管理,是实现节能减排的基础。基于物联网的能耗管理系统,就是通过互联网对各类能耗实行精细计量、实时监测、智能处理和动态管控,达到精细化管理的目标。按照《中华人民共和国节约能源法》的规定,用能单位应当加强能源计量管理,建立能源消费统计和能源利用状况分析制度,对各类能源的消费实行分类计量和统计。能耗管理系统能有效地解决了精细计量、智能处理、动态分析、实时评估等节能减排的关键问题,为用能单位实施合同能源管理、实现技术节能和管理节能提供了随时随地、直观准确的计量核算和动态管控手段,有利于建立科学、系统的节能减排分析方法,完善节能减排的评价指标与体系,实现“感知~管控~再感知~再管控”的良性循环,深入挖掘节能潜力,持续优化节能方案,不断提高节能效益,全面实现节能目标。
6、降低线路损耗
电力传输中的线路损耗是造成能源浪费的主要方式之一。当电流从线路中通过时,就会产生功率损耗,这种损耗与线路材质参数和负荷密切相关。线路损耗的降低可以通过多种方式来解决,比如提升电网的功率因數,选择更好的材质、减少线路中的电阻、减少电网的无功功率等都能降低损耗。一般来说,常用的方法主要有以下几种:首先,选择合适的线路路径。减少线路跨越长度是减少损耗的最直接手段之一,这需要对建筑电气的线路设计有很充分的认识,对于走线情况极为熟悉,如此才能设计出合理的线路,同时还不影响后续的操作。其次,增大线路截面,利用季节协调线路负荷。导线截面可以在满足载流量、热稳定及保护需求的前提下,再加大一级,这样能够有效降低线路损耗。
7、合理利用太阳能技术与产品
在建筑电气设计中,太阳能技术与产品的合理利用不但可以达到节省资源与减少废气排放的效果,而且减少了建筑使用中的电能消耗。目前,国内外在建筑电气节能设计中,主要是利用较为先进的太阳能光伏发电系统,将入射的太阳辐射能直接转换为建筑使用中所需的电能,为照明设备提供一定的用电负荷。另外,在很多建筑的外墙、楼顶等处安装新型太阳能板,可以满足建筑内热水的供应需求,而且可以通过太阳能蓄电设备,将多余的电能进行储存,以满足建筑中其他电气设备的能源需求。
结束语
建筑电气节能可以从多方面着手,不管选择何种节能方式,都要首先考虑电气节能的基本原则。建筑电气节能是节约能源的有效方式,节约能源是实现整个社会可持续发展的必然要求。在提高人们电气节能意识的同时,要不断的改进节能技术,提高电气节能的效果。
参考文献
[1]邱慧萍,仇洋.浅谈建筑电气设计中的节能措施[J].经营管理者.2011(02).
[2]孙旺,王秋萍.以某办公楼设计为例,浅谈办公楼电气设计的节能措施[J].商业文化(学术版).2008(07).
[3] 建设部工程质量安全监督与行业发展司.全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-电气. 中国建筑标准设计研究院.