论文部分内容阅读
摘要：电气节能技术在建筑工程中的合理利用将大大降低建筑的能耗，本文由体育场工程实践介绍了建筑电气中的节能措施，从变电所、供配电系统、线路设计、照明设备的选择与控制，智能化监控等几个方面进行节能控制，达到建筑电气节能的目的。
关键词：体育场 建筑电气 节能 应用 光源 智能化
一、引言:
节约能源是我国的基础国策之一,也是电气设计者必须遵守的一个技术规范。电气节能不能为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，应在三个原则下进行：1）满足建筑物的功能.2）考虑实际经济效益.3）节省无谓消耗的能量。
体育场的配电系统存在着低压供电半径大、用电设备分散、平时与赛时用电负荷相差悬殊、照明用电量大等特点，如何在满足使用功能的前提下，使体育场电气设计更加经济合理、节约能源是摆在设计人员面前的问题,本文从工程实例,对体育场的电气节能设计进行分析探讨。
二、概述:
江阴体育场，江阴人亲切的称呼为：芙蓉花。位于城东新区,是将”飞”的创意融汇于建筑之中,充满个性的巨大屋顶,曲线优美有力,伸展”双翼”自然过渡到绿色的大地,与”流畅的旋律”融为一体,引而不发,展翅欲飞. 江阴体育场是城市客厅的标志性建筑,成为江阴人智慧和锐意进取精神的典范,是江阴向世界展示科技实力、经济实力的一个窗口。
在设计江阴体育场时,主要采取的电气节能方法为:
（一）供配电系统的节能及变电所的监控系统：
１．供配电系统的节能：
（１）合理的变电所位置对提高电源质量，减少传输线路上的电能损耗有重要意义。根据本体育场特点，在体育场南北两区分别设置变电所，基本处于负荷中心，以缩短供电半径，减少线路损耗。
（２）提高功率因数，是配电系统的重要节能措施，功率因数的提高可以减少线路无功功率的损耗，提高设备利用率，从而达到节能的目的。考虑本体育场负荷分散的特点，采用在变压器侧集中补偿，根据用电负荷的变化，自动补偿，使低压侧的功率因数在０.９以上。
2．变压器的节能措施：
变压器节能的实质就是降低其损耗，提高其运行效率，采取的具体措施有：1）合理選择变压器的容量和台数2）加强运行管理，实现变压器的经济运行，在投运后负荷变化的情况下，及时投入或切除部分变压器，防止变压器轻载或空载运行。
（１）变压器台数的选择：
选择变压器时，其负载率一般控制在65%~85%之间，使变压器工作在经济运行范围内，考虑体育场的特点，变压器选择时按平时使用、比赛使用两种情况分别予以详细计算，以求合理地选择变压器。本体育场总装机容量为5000KW，北变电所设1250KVA及1000KVA干式变压器；南变电所设两台1000KVA干式变压器。
（２）选择节能型变压器：本设计选用SC10系列节能型变压器。
3．线缆的选择：
体育场低压供电半径大，合理地选择线缆是电气节能的重要一环，体育场又是人员密集场所，因此在设计时，电缆采用了铜芯截面，线路尽可能短，避免回头线，合理地选择导线截面，在满足载流量、保护的配合条件下，除比赛专用线路、消防线路、计算机专用线路外，其余配套用房同时考虑按经济电流选择截面。
4．变电所的计算机监控：
考虑到供电的可靠性， 对高压供电、变压器、低压配电系统的运行状态和故障报警进行监测（只监不控），并检测系统的电压、电流、有功功率、功率因数和电度数据等，汇总到调度控制中心，为节能和安全运行提供实时信息，提高供配电系统可靠性和能耗管理水平。
（二）照明的节能：
体育场照明有场地照明、室外泛光照明、室外环境照明、室内照明及应急照明，照明设计的理念是倡导“绿色照明”， 绿色照明是一种高效、经济、舒适的现代化照明系统，通过科学的设计，采用高效率、寿命长、安全、性能稳定的照明电器产品，包括电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材以及调光控制设备和控光器件，来最终达到高效、舒适、安全、经济、有意环境改善和改善工作、学习、生活的条件，绿色照明的核心是节能，效率提高的最终目的还是为了节能。
体育场照明节能是建筑节能的重要组成部分，场地照明灯光数量多，容量大，泛光照明、环境照明面光量大，节能设计极其重要，设计时的主要节能措施有：
1.场地照明：根据本场定位：国内综合、国际单项甲级，按照《体育场馆照明设计及检测标准》，结合专家组意见，预留高清转播的灯具回路，照度标准为：足球场平均水平照度Eh>1500LX平均垂直照度Ev>1400LX, 田径场平均水平照度Eh>1000LX 平均垂直照度Ev>1400LX。
根据本工程特点，采用光带照明，光带长180米，将灯光置于东西两侧看台挑棚顶端，灯具采用金属卤化物灯，投射角为25度，与最近场地边线夹角小于65度，场地灯控制柜包括4台场地照明控制柜和12台场地照明电器柜，柜体均有通风散热装置。352套2KW金属卤化物灯具为场地照明，其中每侧为176套，236套400W金属卤化物灯具用于观众席照明，其中每侧为118套，52套1500W卤钨灯用于应急照明。
金属卤化物灯发光效率高，显色性好，在体育场馆照明中被广泛采用，本工程采用2KW金属卤化物灯。
场地照明的控制：场地照明及观众席照明集中在灯光控制室采用计算机控制，实现“电脑点灯”。通过操作控制柜上的转换开关可以实现手动和自动转换。在主控制室操作人员既可通过操作触摸屏对整个体育场的灯具实现预设场景的控制，同时通过监控计算机，实现体育场灯光的实时调控,实现体育场灯光更为灵活的实时调控和灯具开关的直观图示界面显示。场地照明分以下几种模式进行：日常维护、训练和娱乐、俱乐部比赛、球类比赛，田径比赛，彩电转播和高清晰度彩电转播分级控制。通过照明自动控制，可以方便地实现各模式间的转换，在不同照明模式下，关闭不同的灯，节约能源。
2．室外照明和亮化照明：照明灯具采用高效LED节能灯，按照时间段、工作模式进行照明控制，纳入智能照明系统。
室内一般照明：办公室以带电子镇流器的T5日光灯为主，照度300LX，功率密度小于9W/M2，走道、厕所以节能灯为主，照度75LX，功率密度小于4W/M2，对公共通道实现分区、分时控制，让使用者和管理者通过简单化的操作，实现最具效率的管理及监控，同时又节约能源，降低运行维护费用，提升照明环境的品质。
（三）建筑设备的监控系统：
设计时着重从以下原则出发:
1.合理性:在满足业主要求的前提下,以系统方案的简洁、实用为目标，对体育场内的机电设备除了必须进行控制的部分（如温度、湿度、压力等参数）外，BA系统尽量以监视为主，以实现功能和经济的优化设计，在保证系统性能的前提下，尽量降低成本，减低投资总额。
2.先进性：采用该行业目前最先进，只要保证在软件升级的基础上，日后使用中可以随时跟踪行业发展动向。
3.开放性：采用目前行业开放的协议，不仅可以保证兼容第三方设备监控，而且可以允许业主选择其他监控系统进行更新、维护。
4.友好性：良好的系统需要熟练的操作人员进行管理，系统软件的友好可以降低对业主系统管理人员的技术要求。
采用BAS对公共区中央空调系统、电梯系统、通风系统、给排水及污水系统/设备进行自动监控和集中管理。根据本地区的季节特点及体育场的使用特点，制定运行模式，设置灵活的控制模式。开放协议，并设定好独立地址，BA系统负责进行联网监控。系统由服务器、工作站、网络控制器（或路由器）、现场控制器（DDC）、各类传感器及执行机构、控制层/管理层网络以及软件等构成，采用分布智能式控制系统。中心服务器设于西看台一层指挥调度中心，负责对整个BA系统进行管理。系统服务器、工作站、网络控制器/路由器等设备通过管理层网络相联，管理层网络采用以太网。各DDC安装于现场设备机房内，通过总线连接。
三、结束语：
节约能源是保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观的一项重要举措，建筑电气设计者只有精心设计，以人为本，才能达到最佳的节能效果和取得最佳的经济效益，作为电气设计人员，应以最合理的设计尽量做到既能满足建筑功能要求又不盲目增加投资，为建设资源节约型社会做出贡献。
参考文献：
[1]《体育场馆照明设计及检测标准》JGJ153-2007[2]《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-电气》
[3]《建筑照明设计标准》GB50034-2004 [4]《体育建筑设计规范》JGJ31-2003
关键词：体育场 建筑电气 节能 应用 光源 智能化
一、引言:
节约能源是我国的基础国策之一,也是电气设计者必须遵守的一个技术规范。电气节能不能为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，应在三个原则下进行：1）满足建筑物的功能.2）考虑实际经济效益.3）节省无谓消耗的能量。
体育场的配电系统存在着低压供电半径大、用电设备分散、平时与赛时用电负荷相差悬殊、照明用电量大等特点，如何在满足使用功能的前提下，使体育场电气设计更加经济合理、节约能源是摆在设计人员面前的问题,本文从工程实例,对体育场的电气节能设计进行分析探讨。
二、概述:
江阴体育场，江阴人亲切的称呼为：芙蓉花。位于城东新区,是将”飞”的创意融汇于建筑之中,充满个性的巨大屋顶,曲线优美有力,伸展”双翼”自然过渡到绿色的大地,与”流畅的旋律”融为一体,引而不发,展翅欲飞. 江阴体育场是城市客厅的标志性建筑,成为江阴人智慧和锐意进取精神的典范,是江阴向世界展示科技实力、经济实力的一个窗口。
在设计江阴体育场时,主要采取的电气节能方法为:
（一）供配电系统的节能及变电所的监控系统：
１．供配电系统的节能：
（１）合理的变电所位置对提高电源质量，减少传输线路上的电能损耗有重要意义。根据本体育场特点，在体育场南北两区分别设置变电所，基本处于负荷中心，以缩短供电半径，减少线路损耗。
（２）提高功率因数，是配电系统的重要节能措施，功率因数的提高可以减少线路无功功率的损耗，提高设备利用率，从而达到节能的目的。考虑本体育场负荷分散的特点，采用在变压器侧集中补偿，根据用电负荷的变化，自动补偿，使低压侧的功率因数在０.９以上。
2．变压器的节能措施：
变压器节能的实质就是降低其损耗，提高其运行效率，采取的具体措施有：1）合理選择变压器的容量和台数2）加强运行管理，实现变压器的经济运行，在投运后负荷变化的情况下，及时投入或切除部分变压器，防止变压器轻载或空载运行。
（１）变压器台数的选择：
选择变压器时，其负载率一般控制在65%~85%之间，使变压器工作在经济运行范围内，考虑体育场的特点，变压器选择时按平时使用、比赛使用两种情况分别予以详细计算，以求合理地选择变压器。本体育场总装机容量为5000KW，北变电所设1250KVA及1000KVA干式变压器；南变电所设两台1000KVA干式变压器。
（２）选择节能型变压器：本设计选用SC10系列节能型变压器。
3．线缆的选择：
体育场低压供电半径大，合理地选择线缆是电气节能的重要一环，体育场又是人员密集场所，因此在设计时，电缆采用了铜芯截面，线路尽可能短，避免回头线，合理地选择导线截面，在满足载流量、保护的配合条件下，除比赛专用线路、消防线路、计算机专用线路外，其余配套用房同时考虑按经济电流选择截面。
4．变电所的计算机监控：
考虑到供电的可靠性， 对高压供电、变压器、低压配电系统的运行状态和故障报警进行监测（只监不控），并检测系统的电压、电流、有功功率、功率因数和电度数据等，汇总到调度控制中心，为节能和安全运行提供实时信息，提高供配电系统可靠性和能耗管理水平。
（二）照明的节能：
体育场照明有场地照明、室外泛光照明、室外环境照明、室内照明及应急照明，照明设计的理念是倡导“绿色照明”， 绿色照明是一种高效、经济、舒适的现代化照明系统，通过科学的设计，采用高效率、寿命长、安全、性能稳定的照明电器产品，包括电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材以及调光控制设备和控光器件，来最终达到高效、舒适、安全、经济、有意环境改善和改善工作、学习、生活的条件，绿色照明的核心是节能，效率提高的最终目的还是为了节能。
体育场照明节能是建筑节能的重要组成部分，场地照明灯光数量多，容量大，泛光照明、环境照明面光量大，节能设计极其重要，设计时的主要节能措施有：
1.场地照明：根据本场定位：国内综合、国际单项甲级，按照《体育场馆照明设计及检测标准》，结合专家组意见，预留高清转播的灯具回路，照度标准为：足球场平均水平照度Eh>1500LX平均垂直照度Ev>1400LX, 田径场平均水平照度Eh>1000LX 平均垂直照度Ev>1400LX。
根据本工程特点，采用光带照明，光带长180米，将灯光置于东西两侧看台挑棚顶端，灯具采用金属卤化物灯，投射角为25度，与最近场地边线夹角小于65度，场地灯控制柜包括4台场地照明控制柜和12台场地照明电器柜，柜体均有通风散热装置。352套2KW金属卤化物灯具为场地照明，其中每侧为176套，236套400W金属卤化物灯具用于观众席照明，其中每侧为118套，52套1500W卤钨灯用于应急照明。
金属卤化物灯发光效率高，显色性好，在体育场馆照明中被广泛采用，本工程采用2KW金属卤化物灯。
场地照明的控制：场地照明及观众席照明集中在灯光控制室采用计算机控制，实现“电脑点灯”。通过操作控制柜上的转换开关可以实现手动和自动转换。在主控制室操作人员既可通过操作触摸屏对整个体育场的灯具实现预设场景的控制，同时通过监控计算机，实现体育场灯光的实时调控,实现体育场灯光更为灵活的实时调控和灯具开关的直观图示界面显示。场地照明分以下几种模式进行：日常维护、训练和娱乐、俱乐部比赛、球类比赛，田径比赛，彩电转播和高清晰度彩电转播分级控制。通过照明自动控制，可以方便地实现各模式间的转换，在不同照明模式下，关闭不同的灯，节约能源。
2．室外照明和亮化照明：照明灯具采用高效LED节能灯，按照时间段、工作模式进行照明控制，纳入智能照明系统。
室内一般照明：办公室以带电子镇流器的T5日光灯为主，照度300LX，功率密度小于9W/M2，走道、厕所以节能灯为主，照度75LX，功率密度小于4W/M2，对公共通道实现分区、分时控制，让使用者和管理者通过简单化的操作，实现最具效率的管理及监控，同时又节约能源，降低运行维护费用，提升照明环境的品质。
（三）建筑设备的监控系统：
设计时着重从以下原则出发:
1.合理性:在满足业主要求的前提下,以系统方案的简洁、实用为目标，对体育场内的机电设备除了必须进行控制的部分（如温度、湿度、压力等参数）外，BA系统尽量以监视为主，以实现功能和经济的优化设计，在保证系统性能的前提下，尽量降低成本，减低投资总额。
2.先进性：采用该行业目前最先进，只要保证在软件升级的基础上，日后使用中可以随时跟踪行业发展动向。
3.开放性：采用目前行业开放的协议，不仅可以保证兼容第三方设备监控，而且可以允许业主选择其他监控系统进行更新、维护。
4.友好性：良好的系统需要熟练的操作人员进行管理，系统软件的友好可以降低对业主系统管理人员的技术要求。
采用BAS对公共区中央空调系统、电梯系统、通风系统、给排水及污水系统/设备进行自动监控和集中管理。根据本地区的季节特点及体育场的使用特点，制定运行模式，设置灵活的控制模式。开放协议，并设定好独立地址，BA系统负责进行联网监控。系统由服务器、工作站、网络控制器（或路由器）、现场控制器（DDC）、各类传感器及执行机构、控制层/管理层网络以及软件等构成，采用分布智能式控制系统。中心服务器设于西看台一层指挥调度中心，负责对整个BA系统进行管理。系统服务器、工作站、网络控制器/路由器等设备通过管理层网络相联，管理层网络采用以太网。各DDC安装于现场设备机房内，通过总线连接。
三、结束语：
节约能源是保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观的一项重要举措，建筑电气设计者只有精心设计，以人为本，才能达到最佳的节能效果和取得最佳的经济效益，作为电气设计人员，应以最合理的设计尽量做到既能满足建筑功能要求又不盲目增加投资，为建设资源节约型社会做出贡献。
参考文献：
[1]《体育场馆照明设计及检测标准》JGJ153-2007[2]《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-电气》
[3]《建筑照明设计标准》GB50034-2004 [4]《体育建筑设计规范》JGJ31-2003