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摘要:随着我国城市化发展步伐加快,建筑类型不断增加,建筑能耗问题成为人们所关注的焦点问题。所以,在建筑电气设计过程中,必须要综合、全面考虑节能的问题。本文主要结合建筑电气设计所要遵循的原则加以详细阐述,并且又提出了一些关于建筑电气设计节能措施,希望可以对今后建筑节能设计产生一些积极影响。
关键词:建筑电气;节能技术;原则;措施
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言:
近年来,随着国家经济的高速增长,电力供应也越来越紧张,建筑的供配电系统的节能降耗问题则更显得重要。我国大约有建筑面积五百多亿平方米,能源消耗比世界平均水平高出1~2倍, 而建筑电气部分的能源消耗更是明显。因此,降低建筑电气的能源消耗势在必行。但是建筑电气节能是一项技术性很强、影响因素复杂的工程,所以,电气工程师应对所负责的电气工程质量具有高度负责的责任心,充分应用自己的专业水平深入,细致的搞好电气工程的技术、质量、进度、签证、安全等管理工作。同时,建筑的电气安装要符合节能的需要,为此,本文结合建筑设计的原则,探讨了建筑电气的相关节能措施。
建筑电气节能设计概念和原则
节能技术应用背景
由于我国人口多,人均资源占有量少的国情,能源消耗量一直很大。一方面,能源短缺一直是困扰我国经济发展的重要原因,但另一方面,资源浪费却十分严重,这表现在各个方面,比如能源二次利用率很小。所以,能源供不应求就导致社会中供需矛盾非常突出,是社会难以很好地发展。节能环保是我国一直以来在经济发展、社会进步方面一个很重要的策略,基于国家大方针,每个电气设计工作人员都要在设计中考虑节能环保,讲究设计出的产品有节能环保的作用。由于建筑行业的特殊性,它的能源消耗是非常大的,在各行业中居前几位,所以建筑行业做好节能可以节省很多能源。建筑行业节能具体表现在电气节能,电气节能技术可以将二次能源的电能在利用中,做到降低损耗、提高利用效果和利用率。
(二)节能原则在建筑电气设计中的表现
电气节能设计有自身的原则,比如在工作中牺牲建筑物功能、损害建筑实用来降低能耗等,这些都是与电气节能设计原则相违背的,这是盲目的电气节能,不能达到电气节能设计的最初目的。所以为电气设计投资时要有针对性,要遵循原则。在一般在电气设计中,要确保电气设计的适用性、节能性和实际性要求就要遵循以下原则。
1)适用性原则,此原则是基于满足建筑物在竣工之后,可以为居民提供方便,为建筑物中各类设备的运行提供必备的动力,能够满足各类电气设备运行所需要的负荷容量和电能质量要求。在这些问题和基础上来优化供电设计,促进电能的合理的、有效的利用。
2)节能性原则,这个原则是设计人员在设计时必须要考虑的,通过一些必要的措施来降低和减少与建筑物功能无关的消耗,这样可以使设计中出现无功率损耗问题大大减少,这是电气节能中的重中之重。
3)实际性原则,在设计中要考虑到实际经济利益,所以,要在选材上面下功夫,选择和购买的节能材料和设备一定要实用,节能工作要从开始投资的时候就要考虑到,而且要在最短的时间内做出预算,减少购买材料的开支。
二、节能措施。
(一)合理选择变压器变
压器作为配电系统的基本设备,其损耗大约占总耗量的6%,主要分为铁耗和铜耗,铁耗又称为空载损耗,与负荷大小无关,仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关,只要外加的电压和频率不变,铁损就不变。 故一般来说,变压器应尽量考虑选择损耗较小的节能型变压器,该种变压器在制造铁芯的硅钢片、铁芯的制造工艺上都有较大的改进,从而减小了变压器的空载损耗。而铜耗则与负荷的大小有关,是变压器一、二次绕组中的电阻产生的有功损耗,与变压器的负载率平方成正比。变压器的容量要选择正确,尽量在工程设计中保证变压器在75%~85%的利用率情况下运转,在节能的前提下,要综合考虑初装费、变压器的投资及各项运行费用。另外,为减少变压器的损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷、充分考慮经济技术指标的情况下,应尽量减少变压器台数。
提高系统的功率因数
供配电系统中的用电设备,如电动机、变压器、线路、气体放电灯的镇流器都有电抗,都会产生滞后的无功,需要从系统中引入超前的无功相互抵消,这样超前的无功功率就从高压线路传输到用电设备,线路上就产生了无功损耗,减少这部分损耗的举措主要有:
设备的自然功率因数要尽量提高,以减少超前的需求。有很多方法,比如:可以用功率因数较高的同步电动机;采用电感镇流器的气体放电灯时,单灯安装电容器等,使功率因数自然而然提高到 0.85~0.95,这就可减少系统高,、低压线路传输的超前无功功率损耗。
采用无功补偿装置对功率因数进行补偿,减小电网的功率因数。采用就地平衡补偿。即低压部分在变压器低压侧集中设补偿装置,高压部分在高压侧设高压电容补偿装置。对容量较大、负荷平稳且经常使用的用电设备如风机、水泵、传送带等设备。就地补偿装置,这样使高压线路及低压线路上的无功传输均有效减少,从而达到节能目的。
照明节能设计据统计
我国照明用电量已占总用量的10%~12%。按照我国提出的“中国绿色照明工程”,照明节电已成为节能的重要方面。要遵循在照明数量和质量保证的大前提下,尽最大可能将照明用电量降到最少的原则。通过合理采用高效节能照明产品,比如提高质量、优化照明设计等手段,达到节能的目的,照明节能设计的措施通常有以下几种:
正确选择照度标准值,在照明设计时,应综合考虑工作、生产、学习和生活对视觉的要求,以及建筑等级和功能的不同合理确定照度。
2)合理选择照明方式,应当充分利用自然采光,这是节省照明能耗的重要方式之一,即在设计中电气设计人员应当尽量考虑到自然光与人工照明的充分结合,从而在很大程度上节省了照明电能。尽量采用一般照明和局部照明相结合的方式,贯彻“该高则高该低则低”的原则,以在满足使用和质量的前提下节约能源。
3)科学选择优质的电光源。根据不同的场所选择不同的光源是选择优质光源的最基本的原则。像现在,普通的房间荧光灯是首选,但是在条件许可或显色性要求较高的场所,稀土节能荧光灯、三基色荧光灯、小功率高显色型钠灯等光源是优先考虑的。
4)合理选择高效照明灯具, 其原则是根据不同场所选用效率高、控光合理、光利用系数高,尽量不带附件的照明灯具。
5)选择节能型镇流器。 如选择节能型电感镇流器或电子镇流器。
6)设置恰当的照明控制方式或装置也是一种必要的节电方法,如:按建筑使用条件和自然光状态分区,分组控制,根据照明使用的要求分别采用各种节能型开关,如病房、卧房可采用调光开关。室外场所和公共场所则可采用光、电声控开关。楼梯间、走道等场所除应急照明外,采用节能自熄开关。
空调系统的节能措施
空调系统是非常值得注意,众所周知,空调的耗电量是非常大的,如果电气设计中充分考虑到空调系统的节能设计,对建筑电气节能设计有着重大的意义。在建筑设计时,设计原则是要将建筑结构设计的宽敞而且避免过多的凹凸不平。建筑外形结构方面,要尽可能的采用外表较小的圆形或者是方形的建筑。与此同时,门窗的数量要严格控制,满足室内照明的同时,将窗户的面积减到最小,这样空调的制冷负荷会减少。另外设置合理的室内参数对于空调系统的节能也是非常重要的。
降低线路损耗
当电能传输时,由于线路上存在电阻电抗,电流通过时,就会产生电能损耗,而该损耗又与线路的长度和负载的大小相关联。因此,工程设计中应当尽量提高系统的功率系数,减少导线的电阻,从而降低其损耗, 其措施主要有以下几种:
合理选择线路路径,为减小导线长度,线路尽可能不走弯路,尽量走直线。
2)合理选择导体材质,为减小线路阻抗,应尽量选用电导率较大的材质做导体,例如选用铜导体。
3)合理确定电气用房及配电箱的位置,尽量减小供电路径。
4)合理选择导线截面积,导线的截面积大小的确定应根据电流指标与经济条件来确定。对于线路较长的电路,在满足电流以及电压降要求的情况下,适当增大导线截面。
三、结束语
建筑电气的节能设计,因为现实需要,有很广阔的发展前景。它有效的减少建筑总的电能消耗,促进能源以及经济双重的可持续发展。随着经济高速发展,节能已成为现今各个行业领域关注的重要话题,而建筑电气节能设计的空间还很大,因此,在这过程中扮演重要角色的电气设计人员,应在设计中精心考虑,反复衡量。建筑电气节能设计人员在设计时除考虑安全性、可靠性、经济性等各种技术指标,还要综合考虑各种因素,将节能技术用到建筑电气设计中。
参考文献:
[1]黄威. 试析环保节能在建筑电气设计中的实践应用[J]. 民营科技,2013,04:242.
[2]何麦玲. 民用建筑电气设计的节能措施研究[J]. 门窗,2013,04:223+226.
关键词:建筑电气;节能技术;原则;措施
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言:
近年来,随着国家经济的高速增长,电力供应也越来越紧张,建筑的供配电系统的节能降耗问题则更显得重要。我国大约有建筑面积五百多亿平方米,能源消耗比世界平均水平高出1~2倍, 而建筑电气部分的能源消耗更是明显。因此,降低建筑电气的能源消耗势在必行。但是建筑电气节能是一项技术性很强、影响因素复杂的工程,所以,电气工程师应对所负责的电气工程质量具有高度负责的责任心,充分应用自己的专业水平深入,细致的搞好电气工程的技术、质量、进度、签证、安全等管理工作。同时,建筑的电气安装要符合节能的需要,为此,本文结合建筑设计的原则,探讨了建筑电气的相关节能措施。
建筑电气节能设计概念和原则
节能技术应用背景
由于我国人口多,人均资源占有量少的国情,能源消耗量一直很大。一方面,能源短缺一直是困扰我国经济发展的重要原因,但另一方面,资源浪费却十分严重,这表现在各个方面,比如能源二次利用率很小。所以,能源供不应求就导致社会中供需矛盾非常突出,是社会难以很好地发展。节能环保是我国一直以来在经济发展、社会进步方面一个很重要的策略,基于国家大方针,每个电气设计工作人员都要在设计中考虑节能环保,讲究设计出的产品有节能环保的作用。由于建筑行业的特殊性,它的能源消耗是非常大的,在各行业中居前几位,所以建筑行业做好节能可以节省很多能源。建筑行业节能具体表现在电气节能,电气节能技术可以将二次能源的电能在利用中,做到降低损耗、提高利用效果和利用率。
(二)节能原则在建筑电气设计中的表现
电气节能设计有自身的原则,比如在工作中牺牲建筑物功能、损害建筑实用来降低能耗等,这些都是与电气节能设计原则相违背的,这是盲目的电气节能,不能达到电气节能设计的最初目的。所以为电气设计投资时要有针对性,要遵循原则。在一般在电气设计中,要确保电气设计的适用性、节能性和实际性要求就要遵循以下原则。
1)适用性原则,此原则是基于满足建筑物在竣工之后,可以为居民提供方便,为建筑物中各类设备的运行提供必备的动力,能够满足各类电气设备运行所需要的负荷容量和电能质量要求。在这些问题和基础上来优化供电设计,促进电能的合理的、有效的利用。
2)节能性原则,这个原则是设计人员在设计时必须要考虑的,通过一些必要的措施来降低和减少与建筑物功能无关的消耗,这样可以使设计中出现无功率损耗问题大大减少,这是电气节能中的重中之重。
3)实际性原则,在设计中要考虑到实际经济利益,所以,要在选材上面下功夫,选择和购买的节能材料和设备一定要实用,节能工作要从开始投资的时候就要考虑到,而且要在最短的时间内做出预算,减少购买材料的开支。
二、节能措施。
(一)合理选择变压器变
压器作为配电系统的基本设备,其损耗大约占总耗量的6%,主要分为铁耗和铜耗,铁耗又称为空载损耗,与负荷大小无关,仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关,只要外加的电压和频率不变,铁损就不变。 故一般来说,变压器应尽量考虑选择损耗较小的节能型变压器,该种变压器在制造铁芯的硅钢片、铁芯的制造工艺上都有较大的改进,从而减小了变压器的空载损耗。而铜耗则与负荷的大小有关,是变压器一、二次绕组中的电阻产生的有功损耗,与变压器的负载率平方成正比。变压器的容量要选择正确,尽量在工程设计中保证变压器在75%~85%的利用率情况下运转,在节能的前提下,要综合考虑初装费、变压器的投资及各项运行费用。另外,为减少变压器的损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷、充分考慮经济技术指标的情况下,应尽量减少变压器台数。
提高系统的功率因数
供配电系统中的用电设备,如电动机、变压器、线路、气体放电灯的镇流器都有电抗,都会产生滞后的无功,需要从系统中引入超前的无功相互抵消,这样超前的无功功率就从高压线路传输到用电设备,线路上就产生了无功损耗,减少这部分损耗的举措主要有:
设备的自然功率因数要尽量提高,以减少超前的需求。有很多方法,比如:可以用功率因数较高的同步电动机;采用电感镇流器的气体放电灯时,单灯安装电容器等,使功率因数自然而然提高到 0.85~0.95,这就可减少系统高,、低压线路传输的超前无功功率损耗。
采用无功补偿装置对功率因数进行补偿,减小电网的功率因数。采用就地平衡补偿。即低压部分在变压器低压侧集中设补偿装置,高压部分在高压侧设高压电容补偿装置。对容量较大、负荷平稳且经常使用的用电设备如风机、水泵、传送带等设备。就地补偿装置,这样使高压线路及低压线路上的无功传输均有效减少,从而达到节能目的。
照明节能设计据统计
我国照明用电量已占总用量的10%~12%。按照我国提出的“中国绿色照明工程”,照明节电已成为节能的重要方面。要遵循在照明数量和质量保证的大前提下,尽最大可能将照明用电量降到最少的原则。通过合理采用高效节能照明产品,比如提高质量、优化照明设计等手段,达到节能的目的,照明节能设计的措施通常有以下几种:
正确选择照度标准值,在照明设计时,应综合考虑工作、生产、学习和生活对视觉的要求,以及建筑等级和功能的不同合理确定照度。
2)合理选择照明方式,应当充分利用自然采光,这是节省照明能耗的重要方式之一,即在设计中电气设计人员应当尽量考虑到自然光与人工照明的充分结合,从而在很大程度上节省了照明电能。尽量采用一般照明和局部照明相结合的方式,贯彻“该高则高该低则低”的原则,以在满足使用和质量的前提下节约能源。
3)科学选择优质的电光源。根据不同的场所选择不同的光源是选择优质光源的最基本的原则。像现在,普通的房间荧光灯是首选,但是在条件许可或显色性要求较高的场所,稀土节能荧光灯、三基色荧光灯、小功率高显色型钠灯等光源是优先考虑的。
4)合理选择高效照明灯具, 其原则是根据不同场所选用效率高、控光合理、光利用系数高,尽量不带附件的照明灯具。
5)选择节能型镇流器。 如选择节能型电感镇流器或电子镇流器。
6)设置恰当的照明控制方式或装置也是一种必要的节电方法,如:按建筑使用条件和自然光状态分区,分组控制,根据照明使用的要求分别采用各种节能型开关,如病房、卧房可采用调光开关。室外场所和公共场所则可采用光、电声控开关。楼梯间、走道等场所除应急照明外,采用节能自熄开关。
空调系统的节能措施
空调系统是非常值得注意,众所周知,空调的耗电量是非常大的,如果电气设计中充分考虑到空调系统的节能设计,对建筑电气节能设计有着重大的意义。在建筑设计时,设计原则是要将建筑结构设计的宽敞而且避免过多的凹凸不平。建筑外形结构方面,要尽可能的采用外表较小的圆形或者是方形的建筑。与此同时,门窗的数量要严格控制,满足室内照明的同时,将窗户的面积减到最小,这样空调的制冷负荷会减少。另外设置合理的室内参数对于空调系统的节能也是非常重要的。
降低线路损耗
当电能传输时,由于线路上存在电阻电抗,电流通过时,就会产生电能损耗,而该损耗又与线路的长度和负载的大小相关联。因此,工程设计中应当尽量提高系统的功率系数,减少导线的电阻,从而降低其损耗, 其措施主要有以下几种:
合理选择线路路径,为减小导线长度,线路尽可能不走弯路,尽量走直线。
2)合理选择导体材质,为减小线路阻抗,应尽量选用电导率较大的材质做导体,例如选用铜导体。
3)合理确定电气用房及配电箱的位置,尽量减小供电路径。
4)合理选择导线截面积,导线的截面积大小的确定应根据电流指标与经济条件来确定。对于线路较长的电路,在满足电流以及电压降要求的情况下,适当增大导线截面。
三、结束语
建筑电气的节能设计,因为现实需要,有很广阔的发展前景。它有效的减少建筑总的电能消耗,促进能源以及经济双重的可持续发展。随着经济高速发展,节能已成为现今各个行业领域关注的重要话题,而建筑电气节能设计的空间还很大,因此,在这过程中扮演重要角色的电气设计人员,应在设计中精心考虑,反复衡量。建筑电气节能设计人员在设计时除考虑安全性、可靠性、经济性等各种技术指标,还要综合考虑各种因素,将节能技术用到建筑电气设计中。
参考文献:
[1]黄威. 试析环保节能在建筑电气设计中的实践应用[J]. 民营科技,2013,04:242.
[2]何麦玲. 民用建筑电气设计的节能措施研究[J]. 门窗,2013,04:223+226.