时间:2022-04-23 09:57:07
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1高层楼宇建筑电气节能的现状
1.1节能设计存在问题
在对高层楼宇建筑的电气设计过程中存在的设计问题是导致其浪费电能的主要原因,设计师在设计高层楼宇建筑电气工程时既要满足大楼日常办公的需要,而且还要使得电气设备有较好的扩展性,这样就方便以后对大楼进行电力维护。而且有的高层大楼智能化程度很高,智能化的实现是依靠电动机来进行的,只有通过对其智能化系统进行节能设计才能够有效的节省电能,但是目前的智能化系统并没有进行相关的节能设计。
1.2设备选用存在问题
由于传统的电气设计没有考虑到节能的因素,所以在现今很难进行更改,老旧的电气设备虽然可以正常使用,但是在节能方面非常欠缺,相对于新型的电气设备而言其能耗非常大,由于老旧电气的使用而导致的电能浪费占据总电能浪费的大半部分,所以对于这种问题是很难进行解决的,只有通过全面更换电气设备来实现,不过更换的过程非常麻烦,不利于大楼其他人员的正常办公。
1.3设备维护存在问题
电气设备正常使用的电能要远远低于设备故障时所消耗的电能,而高层楼宇建筑中的线路物理损耗要远远大于其他普通建筑,因为高层楼宇中的电缆线路非常长,电缆线路也有一定的电阻,短距离的情况下可以忽略不计,但是长距离电缆导致的电能消耗是非常大的,高层楼宇的电气维护人员如果没有将这些设备的故障排除就会浪费较多的电能,只有及时维护才能够避免这些电能的损耗。
2高层楼宇建筑电气节能设计的原则
在高层楼宇建筑的电气节能设计中需要遵循一定的原则,这样才能够使得高层楼宇建筑在电气方面更加节能,下面将详述高层楼宇建筑电气节能设计的原则。
2.1合理分配
高层楼宇建筑的人口密度非常大,因此用电量会非常大,但是每部分的用电量却有着较大的差异,所以在进行节能设计的过程中要进行合理分配,要让各个部分都有充足的电力,即在保障人们用电稳定性的前提下,将电力按照负荷的比例进行合理的分配,这样就可以保证用户正常使用的情况下,电能资源得到最大限度的节省。
2.2使用节能设备
节能设备较普通的设备要贵一些,但是从长远的规划考虑使用节能设备可以更大限度的节省高层楼宇所消耗的电能。例如高层楼宇可以大范围的使用太阳能,太阳能作为一种清洁能源得到了非常广泛的运用,利用太阳能所转换成的电能可以为大楼提供部分电力,这就会使得高层楼宇的用电量得到节省。此外在大楼进行电气安装的过程中就使用节能型的材料,例如使用导电性更好的电缆,这样就可以减少电缆的损耗。虽然在短时间内并无法看出节能材料为大楼带来的效果,但是在长时间的使用过程中就能够看到节能设备为大楼带来的经济收益。另外节能材料都具备可回收可重复利用的优点,这样还可以节省这部分有限资源,对于高层楼宇日后的电气改进工程将非常有利。
2.3优化系统原则
高层楼宇建筑电气的智能化程度比较高,因此可以利用智能化的系统来节省电能,以此来降低不必要的电能损耗,在对高层楼宇建筑进行电气安装的过程中采用变频的电器,通过采取变频措施就会更大限度的节省电能。另外绿色照明设备的使用也可以提高电能的高效利用,通过优化高层楼宇的电气系统将使得电气节能更加合理有效。
3高楼所采用的电气节能技术
为了使得高层楼宇建筑在更大限度上节省电能就需要采取相应的电气节能技术,目前通常所采用的电气节能技术包括更改配电系统、降低线路损耗以及优化配电系统功率因素,下面将简述这些电气节能技术。
3.1优化配电系统
优化配电系统主要是要了解用电设备的分布情况以及相关布局,然后计算最短的供电半径,这样便能够减少不必要的电能损失,高层建筑在优化配电系统的过程中主要方法是更加接近负荷中心,并且选择离大楼最近的供电系统,这样就减少了电能运输中的电能损耗。同时还可以使用切换变压器的方式来合理的调节用电高峰期与低峰期,这样就可以在保证用户正常用电的前提下更大限度的节省电能。
3.2减少线路损耗
在高层建筑中最损耗最多的就是线路,因为线路中的电阻会损失部分的电能,那么为了减少线路损耗就需要减少线路的电阻,减少电阻的方法主要包括更换导电性更好的导线、增大导线的横截面积以及较少导线的长度,而且使用大横截面积的导线不仅可以降低线路的电阻,而且还可以为日后线路的改良提供方便。减少导线的长度就是缩短配电设备与用电设备之间导线的长度,这样就会减少线路的电阻。虽然线路损耗是不可避免的,但是只要采取上述的方法就可以有效的减少线路带来的电能损失。
4结束语
目前我国在提倡可持续发展战略,电能作为我们日常生活中必备的能源之一就更加应该节省使用,而高层楼宇建筑的耗电量要远远多于其他的建筑,所以在高层楼宇建筑中推行节能技术是非常有必要的。
作者:何小平 单位:中山市南区城乡建设服务中心
1绿色建筑中的几种常用技术
1.1光伏建筑一体化技术
光伏建筑一体化技术指的是将太阳能光伏产品取代传统的电力能源运用在建筑物上,使得建筑的电力消耗能够有效地降低。因此,光伏建筑一体化技术是当今绿色建筑设计当中的首要条件,它能够充分展现绿色建筑无污染的主要特点。光伏建筑一体化技术的基本便是太阳能电池组,它能够把太阳的辐射转变成为电力,并能够根据建筑的实际需求,设计出并网或者是独立的光伏发电系统。光伏发电系统包括了太阳能电池方阵、块状光伏电池、薄膜光伏电池等设备。
1.2绿色照明技术
绿色照明技术是建筑电气节能当中的一项重要环节,集中体现于对节能光源的使用方面上。比如,LED、无极灯和直管荧光灯等照明灯具。同传统的建筑照明灯具相比,这些灯具最大的优点便是能耗小,同普通的白炽灯相比,能耗可降低十分之九,甚至更多,但是它们的使用寿命却是白炽灯好几十倍。因此,在绿色建筑物中使用LED等节能灯具,是绿色建筑电气节能的重要措施之一。但是只是用节能灯具并不能够满足绿色建筑的节能标准,还应当配合使用照明控制系统,这样子才能够达到较好的照明节能效果。
1.3建筑能耗监控技术
建筑能耗监控技术指的是绿色建筑物当中的总控制系统,它统一控制了建筑的光伏建筑一体化和绿色照明等技术。在建筑能耗监控技术的整体优化下,不但能够统一管理绿色建筑当中的所有电气设备能耗,还能够做到自动控制以及对信息的处理,充分满足了绿色建筑中所有设备的状态调整、运行参数、意外事故的监控等。
2工程实例分析
2.1工程概况
某体育馆的建筑面积大概有18000平方米,高度达23.7米,属于二类高层建筑。体育馆中设置了座位约4500个,采用2台1600KVA的变压器,备用电源是1台功率为400KW的发电机。该地区常年温度较高,平均气温约为21.6℃。最低为1月份,月平均气温大概为13.3℃,最高为7月份,月平均气温大概为28.5℃。太阳辐射总量和日照时数都比较充足,各地的正午太阳高度都在42°37'以上,年总辐射量大概在4400~5000MJ/m2•年,这为运用太阳能提供了有力的条件。除此之外,该地区雨量充足,雨季非常明显,主要集中在4-9月份,年降水量在1612~1909mm之间,有利于水资源的利用。
2.2建筑节能目标
由于其公共设施建设比例增加许多。而大型公共建筑能耗大概在150kWh/m2,相比较发达国家的建筑能耗高达2倍以上。因此,政府规定公共建筑节能50%作为目标。但是改地区想要实现50%的公共建筑节能,存在一定的困难。所以,对该体育馆的改造工程,应当实现其功能作为首要目标,并尽可能地满足公共建筑节能50%的要求。
2.3节能措施
根据当地自然条件情况,非土建方面的节能技术可从非晶硅太阳能薄膜电池、照明系统改造以及建筑设备节能监控集成系统设计三个方面,进行绿色建筑节能。
2.3.1非晶硅太阳能薄膜电池
可在该体育馆的西立面和南立面的外墙上,采用非晶硅太阳能薄膜电池,从而实现该体育馆的建筑一体化。这除了可以充分利用太阳能进行发电,还能够提高体育馆外墙的遮阳功效,能够有效地降低体育馆内的太阳辐射得热,从而减少体育馆内的冷负荷。善于利用太阳能,所产生的电能能够受益面积达到8500平方米左右。年节约用电费可达19万元左右,工程的改造款项预计可在15年左右全部回收。
2.3.2照明系统改造
该体育馆的照明系统设计应当满足国际赛事的照明要求,也应当满足我国现行的公共建筑照明系统的相关规范和标准。因此,为了满足各方的相关要求和最大限度地节约用电目标,在对体育馆照明系统的改造方面,应当重点对光源的选择、不知以及只能照明控制系统等方面进行改造。该体育馆原先是把大部分的灯具铺设于外圈的马道上,但是外圈马道离球场中秋较远,导致灯具的投射方向、水平线角度较小,无法发挥出最大功效。因此,将灯具移到内圈马道上,而且灯具的投射方向与水平线所成的角度应当大于45度。并可通过C-Bus软件,根据现场工作的具体情况进行及时调节照明设备状态,并能够预置多种的运行模式。这便有利于照明系统节能、灯具寿命延长、管理效率提高等优点。和常规的照明控制方式对比,该体育馆通过改造后,节能能够达到30%以上,预计投资回收预期可在5年内收回。
2.3.3建筑设备节能监控集成系统设计
建筑设备节能监控继承系统技术是把各种功能的智能化设备和系统的相关信息,依据通信的相关标准汇集到统一的网络平台上,从而实现监控信息的共享和集中优化管理的技术,其中包括了网络信息平台的建设以及不同应用软件功能的实施。由于该体育馆的机电设备较多,而且分布的地点过于广泛,因此要求科技含量高,监控复杂化。所以应当运用分层分散监控、中央集中管理的计算机控制网络的方式进行设计。除了能够为广大观众提供高效、舒适、节能绿色的赛事外,还能够有效地降低建筑物的消耗水平和物业管理费用。
3结束语
绿色节能技术是“绿色建筑”的基础,在对绿色节能技术进行设计或改造时,要充分考虑建筑物的自然条件及节能控制目标,采用科学的方法、先进的技术及设备来合理化布局,只有这样才能创造出真正意义上的“绿色建筑”。
作者:肖衍凯 单位:厦门基业衡信咨询有限公司
1合理设计供配电系统
建筑内供配电系统的设计,需要根据整个建筑的负荷容量和供电距离及设备的特点来进行具体考虑,在此基础上对供配电系统进行合理设计,确保供配电系统稳定,不仅操作简便,而且结构上简单可靠,在进行变配电所设计时,越接近负荷中心越好,通过将配电半径进行有效的缩短,从而实现对线路损耗的有效控制。
2合理选择变压器的容量
变压器能耗量较大,所以对于建筑内变压器台数和容量选择时需要根据负荷的情况进行合理设计,同时还要对不同季节负荷的变化进行充分的考虑,确保变压器能够做到灵活的投切,确保其运行的经济性,对于可能导致损失的轻载运行则尽量避免。因此对于季节性用电设备,则宜设立单独的变压器,同时将一些重要的负荷和维持正常工作需要的负荷要集中在一台或是几台变压器上,其他不重要的设备另设变压器,这样有利于在使用备用电源时方便切除。
3合理选择导线的经济截面
长期以来在对电力电缆选择时,通常电缆的截面会根据发热载流量、短路电流和电压来选择,以满足安全为基础,然后确保截面的最小化,这样可以实现节约。但这样进行设计的结果往往导致电能损耗费用增加,进而导致运行成本的增加。所以对于电缆截面的选择,还需要考虑到经济载流量,确保选择的导线截面具有较好的合量性,降低线路的损耗,确保在电缆的生命周期内实现总费用的最小化,按电缆的经济载流量(经济电流密度)合理选择导线的经济截面,减少线路损耗,并使得电缆在寿命周期内总费用最低。而且经济截面要大于发热截面,这就确保了电缆运行上的安全性,减少了安全隐患的发生。同时在选择导线时,还要对电阻率进行充分的考虑,以选择尽量小的电阻率为宜,设计中避免导线长度过长,使负荷中心与变电所能够尽可能的靠近,以实现供电距离最短,从而实现节能的目的。
4配电线路的节能
4.1选用电导率较小的材质做导线。以铜芯最佳,铝芯次之。国家从节能、环保的角度出发,提倡采用铜质导体。
4.2减小导线长度。首先,变配电室应尽量靠近负荷中心,以缩短供电半径,减少线路损耗;其次,线路尽可能走直线,少走弯路和回头路,减少导线长度;最后,对于环形供电方式,为降低线路的电阻值,宜将开环运行改为闭环运行。可明显降低线路损耗。
4.3增大导线截面。按经济电流密度法合理选择导线截面,以减少损耗;对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失等要求外,宜加大一级导线截面;除消防等重要负荷或大容量负荷外,应优先采用母干线分支方式配电。
5照明系统的节能
照明系统的节能设计,一方面照度、色温、显色指数要达标,另一方面又要达到节能的目的。由于电气照明设备的耗电量与照明设备用电使用时间、照明设备的损耗、房间面积、照明器数量等因素成正比关系,与照明电气的发光效率成反比关系。因此,照明系统的节能设计可从以下方面来考虑。
5.1减少设备使用时间。在设计的时候,楼梯间、走廊这样的公共场所可采用自动控制的方式,做到人来灯亮,人走灯灭。考虑到线路损耗,对于面积小的房间可采用一灯一控或二灯一控:面积较大的房间采用多灯一控的方式。同时,设计时,应充分利用天然光。
5.2提高光源的利用效率。首先要改善环境的反射条件。即建筑物内的墙壁、天顶、地面以及家具的表面尽量光滑、色彩尽量选用浅色。当然考虑到健康因素,屋顶和墙面的光反射系数宜在55%~60%之间,地面宜为15%~35%。
6结束语
建筑电气节能是一项系统的工程,具有十分复杂的特点,但其又是建筑节能的重要部分,所以建筑电气节能设计的好坏直接关系到整体建筑节能的效果,因此需要电气设计人员根据建筑自身的特点,对节能进行多方面的综合考虑,加强对低能耗、高效的节能设备的应用,从根本上实现建筑电气的节能,加快我国经济社会的快速发展。
作者:魏京涛 单位:河北百川建筑设计有限公司
1供配电线路的节能技术措施
笔者从大量实践经验和相关案例分析,归纳总结后认为减少供配电线路的电阻应从以下几个方面入手:(1)优选导线类型,尽量选择电阻率较小的导线,以铜芯导线为较佳,尽量少选铝芯导线。(2)合理规划供配电线路走向,避免出现迂回送电等问题。供电线路敷设过程中药尽量走直线避免走弯路;要尽量将配电变压器布设在负荷中心位置,减少供电半径,降低电能输送距离。(3)合理增加导线截面。增加导线截面势必会增加导线成本,但要充分考虑后期导线运行情况,要结合线路损耗等方面进行综合考虑。尤其对于供电距离较长、供电负荷较大的导线,应在满足电流载流量、热稳定、继电保护配合以及电压降等特性的基础上,优选大一级界面的导线进行供电,以降低运行损耗,达到节能降耗的目的。
2电气照明系统的节能技术措施
据一些统计文献资料表明:照明用电约占全国总用电量的11%以上,其中居民照明约有70%以上依然采用低效高能耗的灯具,比高效节能灯具大约要多耗电50%以上。由此可见,建筑电气照明系统具有非常强大的节能降耗潜力。
2.1优选高效节能光源要根据使用场所、面积等因素,合理选择光源。高压钠灯虽然其发光率最高,但由于其存在色温低、光色偏暖等问题,同时显色指数只有40-46之间,因此,通常用在路灯场合。建筑物内部应优选T5、T8等紧凑型荧光灯、LED节能灯、金属卤化物等等高效节能光源,以达到节能降耗的目的。
2.2采用高效节能的灯具要从效率、配光等方面,优选高效节能的灯具。建议在满足眩光限制要求的基础上,应优选直接型灯具,同时室内灯具的效率宜大于70%,室外灯具效率宜大于55%。要结合照明场所的功能结构,优选控光合理的灯具。尽量采用电子镇流器,其除了具有启动电压低、噪声小等优点外,还比常规电感镇流器功耗要低50%-75%,节能效果非常明显。优选灯具控制设备,开关设备、附件等应优选低能耗、高光效、无频闪等优良功能的光源用电附件。
2.3采用高效节能的照明控制系统根据照明场所功能需求,合理设计高效节能的照明控制手段。应充分结合Internet、GPRS等通信手段,结合现场总线控制技术、网络地址控制技术等,按照经验和照明功能,根据各种不同的“预设置”控制方式和控制手段,对不同时间段、不同场所的光照度进行准确可靠调节管理,实现舒适照明、智能照明和节能照明。
3建筑电气动力设备系统的节能措施
要充分统计动力设备负荷容量,合理采取变配电中心集中补偿、就地补偿等技术手段,提高供配电系统的功率因素,降低有功损耗。要结合建筑电气动力系统的设备负荷、功能等,合理选择变频节能调速、软启动等节能降耗控制手段。通过变频器、软启动器等控制设备,根据电机运行工况,智能自动调节电机输入电源频率,以达到随系统中水压、气压等负荷波动而及时调节,确保电机设备工作在高效工况区,达到节能效果,同时降低启动电流减少启动电流对电机等设备的冲击。
4结束语
建筑电气节能是绿色建筑中的重要内容。在保证建筑物功能和需求的基础上,通过采取相应的优化技术措施,从安全性、可靠性、经济性和节能性等方面,提高能源利用效率和设备使用效率,降低建筑电气系统能耗,真正将节能理论落实到建筑电气系统各环节中,达到减少成本、降低开支的目的。
作者:厉波单位:深圳市荣建智能系统有限公司
摘要:对高层建筑电气节能技术进行了介绍,结合工程实例,探讨了公共空间的室内照明节能技术的应用、空调系统节能设计以及高层建筑电气新能源的节能设计,以达到电能的高效利用,确保建筑工程的经济合理性。
关键词:高层建筑,节能技术,节能设计,电气系统
现阶段,全球范围内均面临着能源危机的问题,我国的能源紧缺问题也显得尤为突出。而电能属于二次能源,怎样确保电能更加高效的得以利用,减少使用过程中的损耗,把先进的节能技术应用至建设工程之中,是目前高层电气节能设计的重要内容。在高层建筑电气节能设计的过程中,应当遵循三个重要的原则,即要达到建筑工程相关功能的要求、要确保其经济合理性、要最大限度的对无用耗能有效的节约。
1高层建筑电气节能技术
1.1供配电节能技术
如果想要确保高层建筑中供配电系统可以具有更好的经济效益,应当针对高层建筑的用电情况以及电气装置的相关参数进行全面的分析,从而更加科学与合理的对供配电系统加以设计,确保整个系统可以处于最优的运行条件之下。在对高层建筑进行电气节能的设计过程中,应当全面的分析供配电的电压大小,若是其他条件均保持不变,则供配电的电压值不断的增加,会更加的有利于机电系统损耗的减少。在高层建筑之中,要尽量将配电室设置在整个机电系统的中心,而低压配电室则应当尽量的设置在建筑物电气竖井的周围。通过进一步的优化建筑工程自身的供电网络结构,可以有效的降低整个供电线路中的损耗,并且也可以有效的改善高层建筑之中供电的质量,确保供电网络在运行过程中具有更好的经济效益以及技术水平。
1.2变压装置节能技术
在高层建筑的电气系统之中设置变压装置,可以有效的减少整个电气系统的能量损耗,改善高层建筑之中机电设备运行的效率。但是,变压装置运行时同样会产生一定的损耗,而其所出现的损耗将会根据电气系统中负载的波动情况呈现指数变化趋势,因此,我们在进行电气节能设计的过程中,要尤为重视对于变压装置的节能设计工作。重视对于变压器数量以及相关参数的选用情况。要根据高层建筑工程中机电装置电能的消耗实际情况,同时参考投资的资金多少以及机电装置在运营过程中的成本,应科学的配置变压装置。我们所选用的变压装置只有和高层建筑工程之中的机电装置较为适合,这样才可以确保所进行的节能设计工作可以真正的发挥出应有的效用。对于变压装置进行科学的管理也可以在很大程度上提升变压装置的节能效果,确保电气系统在运行过程中更加的经济。还应当在电力用户和变压装置中间另外加设合适的变压装置联络控制系统,若是高层建筑之中的机电系统耗能发生波动时,联络控制系统便可以实时的对不同变压装置加以合理的调度,确保变压装置的损耗可以降至最小。
1.3照明系统节能技术
若是将相关的节能技术应用在高层建筑的照明系统之中,那么将会拥有非常巨大的节能潜力。但是,在对照明系统应用节能技术的过程中,应当确保照明系统可以达到照度、色温以及显色指数等有关标准以及设计的要求。在对照明系统进行节能设计的过程中,应当充分的利用自然光源,因此,也要求在进行电气节能的设计过程中,相关设计人员应当和工程建设施工技术人员密切的配合,这样才可以确保自然光与整个照明系统更加科学与合理的结合,才可以更好的达到高层建筑照明系统节能的目标。同时,对高层建筑之中的照明系统进行高效的管理以及控制,同样可以达到相应的节能目标。
2高层建筑电气节能技术应用实例
2.1上海中心大厦供电系统概况
此项高层建筑工程所应用的变压装置数量为三台,其负载率为69%,65%以及62%。若是三个变压装置中的其中一个变压装置不能正常的使用,剩余的两台变压装置均可以将发生故障的变压装置承担的负荷加以分担。该高层建筑的供配电系统所引入的电源电压为35kV,共包含有三路专线,若是其中某一线路出现问题,那么要确保另外的两路电源不能够同时受到损坏。
2.2公共空间的室内照明节能技术的应用
在此照明工程之中,应用型号为T-5的节能灯,此节能灯属于高频荧光灯,同时对此节能灯配备了相应的节能镇流装置,这样不仅可以确保室内公共区域的照明质量,并且也可以满足照明的各种要求。在公共区域之中对照明系统进行智能化的控制,对于大堂区域、走廊区域以及餐厅等所有的公共区域中,均采用智能化的照明系统控制方式。所采用的智能控制方法主要包含有定时的照明控制、现场智能开关控制以及感应控制等等,依照各种公共区域的功能性以及特点,而采用适宜的智能控制方式。
2.3空调系统节能设计
2.3.1冰蓄冷空调系统的节能设计
在此高层建筑之中,电气系统通过设置冰蓄冷空调系统来减少在用电峰值期间对于电力能源的需求数量。当处于夜间,此时用电量也处于谷值,低区能源系统之中的冰蓄冷空调系统会把所形成的冰储存在相应的冰槽里面。而在白天达到用电的峰值时间段内,冰块将融化,从而承担一定的冷负荷,所承担的冷负荷大约占整个高层建筑所需冷负荷总量的30%。采用这样的节能技术,会明显的降低在用电峰值期间的电力消耗数量,同时还可以有效的提升机械制冷的效率。在此高层建筑之中,一共设置了两个能源供应站,冰蓄冷空调系统属于低区服务系统,其是通过水冷式的离心制冷设备,利用夜间用电的低谷期间进行制冰,采用乙二醇作为冷剂。而在白天用电的高峰期间,融冰以及吸收式的制冷设备则同时为高层建筑提供冷源需求。
2.3.2冷热电三联供热系统的节能设计
想要确保电能得到更加全面的利用,改善电能的利用效率,更好的促进我国能源节约型社会的建设,在该高层建筑之中一共加设了两组燃气发电设备,每一组燃气发电设备的功率为1.2MW,所发的电能供给该高层建筑内部使用。该发电机组所形成的一些高温气体,可以让高层建筑中所设置的制冷设备以及锅炉设备再次的利用,这样便能够实现整个电气系统的冷、热、电三者联合使用的作用。
2.4高层建筑电气新能源的节能设计
该高层建筑工程在塔冠结构处加设有风力发电装置,该发电装置所提供的电能能够为该高层建筑使用,能够节约电能消耗量为119万kW•h,这些能源足够该高层建筑中的屋顶观光设备全年使用,并且整个过程中电能的生产非常清洁,几乎不会造成环境污染,同时还可以有效的降低对于市政电网的供电需求。由于该高层建筑的总高度为632m,此高度下的日均风速值约为7m/s。而通过设置垂直轴式的风力发电装置,可以确保该发电装置的年发电数量达到119万kW•h。所安装的风力发电装置能够从不同的风角对风能加以收集,在长期的实践应用过程中,也证明此设备具有较高的稳定性以及安全性。
3结语
目前,建筑节能已经成为了人们日益关注的问题,而且高层建筑也正朝着更为节能、更为绿色、更为环保的方向发展,这也必将成为今后建筑行业发展的趋势。而我国建筑现阶段在节能技术的应用以及节能方案的设计工作中,依旧存在相对多的问题与不足,要求我们应当脚踏实地,切不可盲目跟风,要依据我国的实际经济情况以及不同高层建筑的具体情况,采用更为适宜的节能技术与节能方案。在高层建筑节能设计的过程中,应当首要考虑到建筑能耗最大的部分,即机电系统的节能工作,然后再全面的开展整个建筑的节能设计工作。
作者:牛凯 单位:山西兰花煤层气有限公司
摘要:随着社会的发展,我国对于各种能源的消耗量越来越大。为了避免能源浪费,建立能源节约型社会,我国必须采取各种节能措施。对于建筑,尤其是民用建筑来说,在进行电气设计时就要从节能角度出发,遵循环保理念,采取各种节能的手段和措施。本文将介绍电气节能设计要遵循的原则,并介绍一些电气节能设计的具体措施。
关键词:民用建筑;电气;节能设计
民用建筑在各种建筑的数量中占据了很大一部分比重,同时也是消耗能源的大户。为了对民用建筑进行改进,节省各种能源的消耗,采取电气节能设计是一种非常有效的手段。在进行民用建筑的电气节能设计时,要确保民用建筑的功能和质量不受到影响,这不仅是对环保理念的落实,也是对建筑业发展的一种促进,符合我国建设社会主义和谐社会的理念。作为电气设计人员,要充分意识到节约能源的重要性,提高对技能技术的认识和了解,推动节能设计的进行。
1电气节能设计的原则
我国的资源储备的主要特点是:储量大,但是人均占有量小[1]。为了建立资源节约型社会,促进我国经济的可持续发展,必须从各种角度、各个行业上进行节能措施。从民用建筑的角度来讲,电气节能设计,必须要保证建筑的实用性和经济性,同时遵循一定的原则。首先,民用建筑的主要用途在于提高居民的生活质量。民用建筑的实用性,是民用建筑发挥作用的基础。如果在进行电气的节能设计过程中,影响了民用建筑的实用性,那无疑是本末倒置、舍本逐末的行为。其次,民用建筑由于用处不同,结构和内部布置也都有所差别。电气节能设计要充分考虑到这一点,制定不同的设计方案,保证民用建筑符合用途。民用建筑的前期设计,是建筑物内部的各种设备能够正常运行的基础,是影响民用建筑质量的重要因素。电气节能设计不仅要制定高质量的设计方案,更要根据严格的数据标准来选择电气设备,提高电能的使用率。最后,电气节能设计要充分考虑到经济性。在进行电气节能设计当中,要时时考虑到所花费的成本。电气节能设计要根据建筑物的运营状况、企业的经济状况来制定措施,确保投入的资金能够迅速收回,避免造成严重的经济负担,拖累企业的正常运行和民用建筑的正常使用。
2电气节能设计的具体措施
2.1照明系统
现代民用建筑的照明系统,除了要实现基本的照明要求,满足居民对亮度的要求之外,还能够对居住环境进行美化,让用户感觉更加舒适。为了达到这一目标,设计人员要根据环境美化的要求和房间功能的不同来进行设计,可以从以下两方面入手:一是对自然光线的充分利用。自然光线是一种无污染、纯天然的绿色能源,设计人员要善于利用。利用天然光的主要方法有:导光管法、光热电转换法、棱镜多次反射法、平面反向镜反射法和光电效应法[2]。民用建筑的设计要注意增加临近室外的建筑面积,适当增加门窗的尺寸,加大对自然光线的利用率。二是对光源、灯具和附件的选择。要根据悬挂高度的不同来选择合适的灯具。如果悬挂在比较高的地方,可以选用高压钠灯、金属卤化物灯;如果悬挂高度比较低,则可以采用荧光灯。对于光源的选择,要多食用高效光源,少使用白炽灯。附件要尽量选择能耗较低的,比如电子镇流器等,达到节约电能的目的。
2.2空调系统
空调系统是民用建筑中消耗能源最多的部分,往往能够占据民用建筑的总体耗电量当中的一半[3]。所以,从空调系统入手,能够大大优化建筑物的电气节能设计。科学家的研究调查表明:减少房屋墙壁的凹凸程度,可以让房屋变得更加宽敞,提高房屋的保温性能,降低房屋的能源消耗。如果在设计房间时采用圆形或者方形,就能够减轻热量的损耗,减少空调的工作时间。因为圆形和方形的表面积比较小。窗户的数量多少、面积大小和材料质量也能够影响空调系统的能量消耗。还有,居民在使用空调时要注意温度的调节,不要过高也不要过低,这也是对空调工作负担的一种减轻。
2.3供电系统
从供电系统考虑电气节能的设计,主要是选用什么样的电压器和如何确定电压参数。在进行这一工作之前,要充分考虑到民用建筑的供电要求,计算供电设备的数量多少和功率大小。如果供电电压越大,电器的耗电量就会越少。对于民用建筑来讲,供电电压最大为10千伏,最小为220伏。所以,在确保电压适宜的同时,要尽可能地提高电压的等级,找到一个合适的点。为了节能考虑,电压器最好采用非晶合金材料。这种电压器在工作时不会发出太大的噪音,对于能量的消耗也比较低。电压器在常年的工作过程中,负荷能力产生下降,在不同季节的承受能力也会发生变化,这都是电气设计人员在进行节能设计时需要考虑的问题。
2.4动力设备
民用建筑当中的动力设备,主要是建筑当中的电动机。动力设备的节能设计,主要考虑两方面的内容:一是缩短电动机的使用时间;二是提高电动机的工作效率。民用建筑的电动机,主要有电梯、水泵、风机三种,大约占据了整个民用建筑耗电量的三分之一。如果在进行电气设计的时候,选用节能型的电动机,就能够为国家节省大量的电能。节能型的电动机在同样性能的条件下,比普通的电动机可以节约大概百分之三的电能。电动机在启动和关闭的时候,对于能量的消耗是最大的。所以,民用建筑要尽量减少电动机的重启次数,减少不必要的电量消耗。3结论民用建筑对于能源的消耗占据了社会能源小号的很大比例。对民用建筑进行电气优化设计,能够缓解我国的能源消耗压力,有利于我国经济和社会的可持续发展。民用建筑的电气节能设计,必须以相关的法律法规为依据,综合考虑民用建筑的实用性、适用性和经济性,收集开发商、用户、设计单位和建筑主管部门等多方的意见,从照明系统、空调系统、供电系统和动力设备四个角度入手。
作者:王丽堃 单位:张家口市第二建筑工程有限责任公司
[论文关键词]:建筑电气;节能;TT系统;控制系统
[论文摘要]:近年来,党中央、国务院高度重视能源的节约问题,接连出台关于节约能源的系列政策、文件,节约能源已成为每位公民的责任和义务。笔者仅对建筑电气设计中出现的一些常见问题问题,谈谈电气设计的节能一些措施。
目前全世界都存在能源短缺,而我国又是一个能源消耗大国,每年要从国外进口大量的石油和天然气等,我国人均资源和能源相对贫乏,不到世界人均水平的一半,而我国能源利用率又低,大约为30%(日本的能源利用率可达到57%)。我国单位建筑面积能耗相当于发达国家的2--3倍,由此可见节能工作潜力很大。节能工作又关系到技术进步和缓解能需矛盾,是支持国民经济迅速发展的重要一环。
一、建筑设计常见的问题
1.TT系统配电线路接地故障保护问题
众所周知,室外照明灯具安装在室外,需要承受种种因素的影响,如风吹、日晒、雨淋等,很容易使灯具受机械损伤和绝缘下降而导致事故发生,它暴露于公共场所,又无等电位联结,增大了电击死亡的危险性。当采用一系统供电时,由于所有灯具的金属外壳都是通过线互相连通的,当某个灯具发生接地故障时,其故障电压沿线传至其它灯具上,在户外无等电位联结而导致电击危险。故室外照明常采用竹接地系统,为户外灯具专门设置接地极,引出单独的线接灯具的金属外壳,以避免由线引来别处的故障电压。许多设计者在设计时往往不进行灵敏度校验,低压断路器在线路发生接地故障时拒绝动作时有发生,为了提高低压断路器的灵敏度系数,所以室外照明线路在采用TT配电系统的基础上,尚应为电源线路装设漏电保护器作接地故障保护。
2.负荷计算问题
JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》,(以下简称《民规》)3.4.2.3条规定用电设备台数较少,各台设备容量相差悬殊时,宜采用二项式法进行负荷计算,一般用于支干线和配电屏箱的负荷计算。
3.用电设备接地问题
《民规》14.1.3条:用电设备的接地一般可区分为保护性接地和功能性接地。保护性接地又可分为接地和接零两种型式。许多设计者在作功能性接地设计时,往往忽略接地线截面问题。例如成列配电柜PE母排接地线截面不应小于其PE母排截面。
4.漏电开关极数选择问题
漏电开关极数选定应遵循下列原则:第一、单相220V电源供电的电气设备应选用二极二线式或单极二线式漏电保护器;第二、三相三线式380V电源供电的电气设备,应选用三极式漏电保护器;第三、三相四线式380V电源供电的电气设备,或单相设备与三相设备共用的电路,应选用三极四线式、四级四线式漏电保护器。
5.住宅插座选择问题
GB50368-2005《住宅建筑规范》第8.5.5条:住宅套内的电源插座与照明,应分路配电。安装在1.8m及以下的插座均应采用安全型插座。许多设计者在居室设计时都采用了安全型插座,但设在厨房的插座当高度为108m及以下时却采用了普通防溅型插座,此现象应引起注意。
二、电气节能的方法
1.充分利用天然光源
照明节能工程中的一个较为主要的内容是如何充分利用天然光源。随着人们对能源和环境保护的日益关注,建筑物中如何充分利用天然光源来节约照明用电已引起广泛重视。天然光源是取之不尽、用之不竭的能源。在照明节能的实施工程中,应当充分加以利用,制定建筑物的采光标准,确定采光方式,将采光和照明有机地结合起来。白天尽可能地利用天然光源,使建筑物内获得稳定的光照条件。同时,室内引入阳光,既能大大节约照明能耗,亦有助于提高室内温度,对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义。
2.目前应用的方法主要有:(1)导光管法。(2)采光搁板。(3)反射高窗。(4)棱镜窗。2.高效的照明控制系统设计
照明控制是照明设计中一个重要的内容,是照明设计基础理论的一部分,与灯具、光源一样是照明节能实施中不可缺少的。主要体现在以下两个方面:(1)能营造良好的光环境。通过控制光环境来划分空间,同一空间中可创造出不同的环境氛围,体现了照明环境的舒适性。(2)可节能。使用者需要时才开启照明,尽可能减少不必要的开灯时间、数量和过高的照度,以有利于照明的节能。虽然我国现有的照明设计标准几乎没有照明控制的具体内容,对照明控制也没有给予应有的重视,但工程设计人员应当充分认识到它的重要性。3.科学合理地利用太阳能照明技术与产品
其一、太阳能是无处不有、取之不尽、用之不竭的清洁能源。太阳能照明技术的开发利用,可节省资源,减少废气排放,减少对地球资源的使用和破坏,保护地球环境。科学合理地利用太阳能照明在节能、环保方面具有重大的意义。其二、太阳能照明技术通常利用太阳能光伏发电系统,将入射的太阳辐射能直接转换为电能,提供给照明负荷.
4.建筑电气设备的节能
(1)空调系统。其主要内容包括:①冷冻水与冷却水系统的优化控制;②冰蓄冷系统的优化控制,现行的冰蓄冷控制技术还很不成熟,冰蓄冷控制策略仍需作深入研究,尤其是在蓄冰装置优先方式下的融冰策略的研究,对于提高冰蓄冷系统的能源利用效率,促进冰蓄冷技术的商业化应用具有决定性的意义;③热交换系统温差与流量的优化控制;④变风量系统等控制技术。(2)给排水系统的优化控制。(3)电动机。包括电动机的正确选型、调速方法、基于负载检测的台数控制。(4)电梯。包括电梯的合理选型(如速度、载重量、调速方式等)、停层计划及群控策略。(5)电动门窗。包括门窗的节能控制、遮阳系统的自动控制等。
5.能源的综合利用
(1)太阳能光伏电源系统。《措施》规定了太阳能光伏电源系统的适用环境、系统设计方法、电池技术要求、逆变器的技术指标、控制系统技术要求等技术原则。(2)冰蓄冷系统。提出了冰蓄冷系统的常用控制策略及系统配置。
另外,一些其他节能方法还可以利用:(1)、减少变压器的功率损耗,合理选择变压器的负载率。(2)、减少线路能量损耗。在一个工程中,线路纵横交错,使用的导线及电缆不计其数,所以在线路上消耗的有功功率相当大,必须减少线路能耗。(3)、提高系统的功率因数。一是变压器无功功率损耗很多,应考虑在一次侧装设静电电容器进行无功补偿;二是目前的建筑设计绝大部分采用二次集中补偿。(4)、减少照明系统光能损失。其一,要电气设计要与建筑设计配合。其二,要合理选择照明器具。最后是合理选择照明的配光曲线以提高照明利用系数。
三、结语
我国加入WTO后,我国在建筑电气节能设计领域中面临着新的挑战,因为国外的设计公司在设计过程中十分重视环保和节能,如果我们在设计过程中不重视节能,就有可能被淘汰出局。而节电节能工作牵涉的面又十分广泛,从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言,就是要合理的选用设备(变压器,电动机,电缆,照明光源等),合理确定供电电压等级以及采用新材料,新技术等。建筑电气节能设计潜力很大,应精心考虑设计方案,选择高效节能设备,应用先进的设计技术,按照节能标准合理设计。在为人类提供健康、舒适、安全的居住、工作和生活空间的同时,又能行之有效地节约能源,这是每一个设计人员必须思考的问题。
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结构的能耗。在阐述电气节能设计应遵循的原则的基础上,从不同角度提出了建筑电气技术在节能上的合理应用。
关键词:建筑电气;节能;应用
1电气节能设计应遵循的原则
电气节能设计既不能以牺牲建筑功能、损害使用需求为代价,也不能盲目增加投资、为节能而节能。因此,电气节能设计应遵循以下原则:
(1)适用性。就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源,为建筑设备运行提供必需的动力,按照用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性等方面的要求,来优化供配电设计,促进电能合理利用。
(2)实际性。要充分考虑实际经济效益,合理选用节能设备及材料,使节能增加的投资能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。
(3)节能性。应考虑采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗,比如电气设备自身的电能消耗,传输线路上的电能消耗等等。这应该是节能的着眼点。
2电气节能设计技术的合理利用
2.1照明部分的节能
因建筑照明量大而面广,故照明节能的潜力很大。在满足照度、色温、显色指数等相关技术参数要求的前提下,照明节能设计应从下列几方面着手:
(1)采用符合要求的照度标准。各类建筑按照《建筑照明设计标准》要求选择合理的照度标准。同时对要求照度较高的场所尽量采用混合照明方式,突出重点部分。
(2)使用高效光源。采用T5、T8直管荧光灯,小功率陶瓷金属卤化物灯等。
(3)选用合理的照明灯具。选用效率高,易清扫和换灯的照明灯具。
(4)充分利用太阳光。通过外窗利用天然光;适部位采用太阳能灯;利用太阳光采光技术。
(5)考虑照明环境。照明环境装修多考虑浅色、光泽的表面,可增加光反射,无论天然光还是人工照明光,均可提高照度。2.2合理设计供配电系统及线路
根据负荷容量,供电距离及分布,用电设备特点等因素合理设计供配电系统,做到系统尽量简单可靠,操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心,以缩短配电半径减少线路损耗。合理选择变压器的容量和台数,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。
配电系统节电有多种途径,一种为采用高科技的瞬流抑制专用快速开关元件的组合,有效过滤电网电路中的瞬流浪涌,保护末端设备不受其影响或损坏;减少由此引起的用电设备能耗的增加,提高设备的运行效率,降低运行成本和设备维护费用,延长设备的使用寿命,具有节电和保护设备的双重功效,另一种为分相智能无功补偿。
2.3提高系统的功率因数
(1)正确设计和选用变流装置,对直流设备的供电和励磁,应采用硅整流或晶闸管整流装置,取代变流机组、汞弧整流器等直流电源设备。
(2)限制电动机和电焊机的空载运转。设计中对空载率大于50%的电动机和电焊机,可安装空载断电装置;对大、中型连续运行的胶带运输系统,可采用空载自停控制装置;对大型非连续运转的异步笼型风机、泵类电动机,宜采用电动调节风量、流量的自动控制方式,以节省电能。
(3)条件允许时,采用功率因数较高的等容量同步电动机代替异步电动机,在经济合算的前提下,也可采用异步电机同步化运行。
2.4建筑电气新技术的应用
为解决传统节能技术能源浪费大的问题,新一代建筑电气技术正在试图采用各种先进的控制方式对传统建筑电气设备进行有效的控制。
另外,通过中控电脑则可监视和控制整个建筑的灯光、遮阳及空调设备,同时可以看到各区域、各房间的实际温度,并可设定各房间可调节温度的上下限;通过定时则可对定时上下班场所的灯光!空调、窗帘等进行定时控制。所有这些措施都可以达到节能的目的,有效地降低建筑电气的能耗。
民用建筑的节能潜力很大,建筑电气设计应充分考虑选择高效率的节能设备,应用先进的设计技术,按照节能标准进行设计,为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动空间。
摘要:
电气系统是智能化建筑的必备系统,多种智能化设备被运用到现代建筑中,增加了对电力电能的需求,为了节省能源,提高电能利用率,同时,营造一个生态节能化的建筑空间环境就必须加大电气节能优化设计力度,提高智能建筑的节能设计水平。本文分析了智能建筑电气节能设计的现状以及具体的优化设计方法。
关键词:
智能建筑;电气设计;节能优化
新时期,节能环保成为时代的主题,智能化建筑电气节能设计得到了整个社会的重视,通过电气节能化设计能够全面提高智能建筑的节能水平,创造预期的经济效益与社会效益。
一、智能化建筑电气节能设计意义
智能化建筑电气节能设计具有划时代的意义,智能建筑是多种现代化智能技术发展的结果,现代化建筑工程依赖于多种先进的信息技术、通讯技术、网络技术等得以实现智能化运转,为人们提供了便捷、舒适的空间,然而,多种智能技术、电气技术等的运用也必然会加剧对电能资源的使用,增加用电量,对此就必须重视智能建筑的电气节能设计,通过节能化的设计来提高电气系统运行效率,减少电能的浪费。保护电能资源安全,打造出一个生态化的智能建筑环境,不仅能保护环境健康,也能维护用户的经济利益。
二、智能化建筑电气节能设计现状分析
1、电气系统高能耗
电气系统高能耗是目前智能化建筑面临的一大问题,具体体现在:照明控制模式不科学,耗电量过高,开关系统自动化控制能力较差,节能系统设计问题频发,电气系统节能设计存在巨大缺陷。
2、电气节能设计协调性差
电气节能设计应该立足于整个建筑电气系统的优化设计,任何局部的节能优化设计无法达到整体上的节能目标,然而,目前,智能化建筑电气节能设计通常缺少全局理念,各电气设备、系统之间协调性较差,局部环节的节能设计不能实现真正意义上的智能建筑电气化节能改造。甚至出现了电气系统之间不协调,节能型设备安装困难等问题。
3、缺少完善的质量监督
建筑电气节能设计出现时间较晚,对此无论是设计方案的采纳还是节能技术的运用方面都存在一定的缺陷和不足,同时,缺少一个健全完善的监管系统,无法及时发现系统设计中存在的问题从而影响建筑电气节能功能的发挥。
三、智能化建筑电气节能优化设计
1、供配电系统的节能设计
供配电系统是为建筑电气系统提供电能的系统,加强供配电系统的节能设计,控制电力电能的不合理浪费,提高电力能源资源使用效率才能从根本上达到建筑电气节能优化设计的目标。首先,对建筑电气系统用电设备的功率与负载进行调查,通过调查明确用电需求量,在此基础上配置节能型供配电系统,根据客观负载大小来选择适应型号的变压器,并做好负载调控与调节,而且要在成本控制的基础上来科学分配负载,所选变压器应该同驱动负载的能力保持一致。其次,科学选型导线,控制电能损耗。选择低电阻率的导线来配置供电系统,这样能够最大程度上控制线损,或者适度地增加导线截面来减少电能传输过程中的线损率,同时,也要积极优化线路的架设与布局,减少迂回线路,控制导线长度,从而减少电能传输中的损耗,达到节能降损的目标。再次,安装智能化计量设备。智能化建筑电气系统最为典型的特征就是智能化、自动化,智能化计量设备应该作为一项专属设备配设于电力系统,发挥其智能化电能计量作用,用户用电量超标时自动切断服务,并发出提醒功能,减少电能的不合理浪费。
2、照明、空调与给排水的节能设计
照明系统、空调以及给排水系统是建筑物内部最为基础的电气系统,它支撑着整个建筑物的日常运转,为建筑基础功能的发挥创造条件,是电源能源最主要的耗费对象,应该成为智能建筑节能设计的重点工作项目。空调系统设计中要本着“节能、低耗、环保”的原则,应该参照建筑物的电力系统所能提供的电量大小等来合理化配置,而且要重点选择先进、节能型空调设备,将污染排放量与用电量作为空调设备选配的参考标准,现阶段,使用最为广泛的节能型空调设备为:水源热泵空调,事实证明此空调无论在电能消耗还是污染排放方面都达到了生态环保标准。照明系统也是建筑基础设施系统,为了达到节能环保的目标,要重点选择节能型照明灯具,例如:智能照明灯具不仅能够减少对电能资源的依赖,又能为人们提供良好的照明服务。公共空间适合选用“声控灯”,这样才能真正控制电能的不合理浪费。给排水系统的设计也应该成为电气节能设计的一项重要任务,现阶段,无负压供水系统成为给排水节能设计的一大参考对象,该供水系统不仅能够有效净化水体,还能控制水体的浪费,实现清洁水体的回收利用,提高水资源的利用率。
3、清洁能源资源的运用
智能化建筑电气的节能设计同样需要清洁、生态、可再生能源的利用,正所谓清洁能源的引进与利用,资源的循环化使用才能从真正意义上达到节能目标。一方面要充分利用现有的清洁能源,例如:太阳能、风能等,建筑电气系统设计中要将太阳能系统纳入重点考虑对象,通过设计一个太阳能系统,充分利用太阳能来为建筑提供必要的供热、供暖服务,减少对传统燃料、传统能源等的依赖,这样才能真正控制排放、减少污染,从根源上提高节能环保水平。风能的利用则主要指的是要充分利用自然风,建筑内部空间需要自然风通道,公共空间范围内可以在墙壁设置风口,确保自然风的渗入。另一方面也要不断开发与推广新能源资源,所谓的新能源都是环保、节能型能源材料,例如:墙体保温材料、生态环保的室内装修材料等,要不断地发展更新多种新能源、资源,打造出一个节能生态的建筑内部环境。
四、总结
智能化建筑电气节能优化设计是现代社会发展的趋势,也是建筑工程优化发展的必然要求,要对智能建筑电气节能优化设计给予高度的重视,积极采用先进的设计理念与方法,采用先进技术,从整体上提高电气节能设计水平。
作者:柴家发 单位:浙江速腾电子有限公司
摘要:
随着我国建筑行业的发展,其能源消耗问题也越来越严重,为此,本文就对分别从建筑电气节能设计的原则以及方法进行了以下的探讨。
关键词:
建筑电气;节能;原则;方法
自改革开放以来,我国经济得到了飞速的增长,随着经济增长,我国的建筑项目也越来越多,随着建筑项目的增多,我国的能源浪费也日益严重,因此,为了降低我国的能源消耗,保证建筑行业的可持续发展,建筑项目在进行电气设计的时候就必须要加强对节能技术的应用,降低建筑工程的能源消耗。
1建筑电气节能设计的原则
1.1加强实用性原则的运用
在进行建筑电气节能设计的过程中,首先要满足实用性原则,在进行建筑电气设计的时候,设计人员应该首先要保证人们正常生活和工作的运行,然后再在此基础上加强节能设计。比如,在进行电气工程设计的时候,应该先了解清楚该工程的使用要求,在保证满足该电气工程的使用要求下进行节能设计,从而更好地保证建筑物的正常投入使用。
1.2加强经济性原则的运用
在进行建筑电气节能设计的时候,还应该秉持着经济性的原则,在进行建筑电气设计的过程中,首先要满足建筑电气工程的使用要求,其次就要加强对建筑电气的施工成本控制。加强对经济原则的运用也是节能设计环节之一,因此在进行节能设备选择的时候,工作人员应该加强对节能技术的充分应用,借助节能技术的帮助来降低设备的电能消耗,从而实现节能的目的,实现对电气设备运行费用的有效合理控制。为了更好地体现出经济性原则,在选择电气设备的时候,还应该考虑设备使用的长远性,不能因贪图眼前的便宜而忽略了后期设备的运行费用,从而增大了建筑电气的运行费用。
1.3加强技术性原则的运用
在进行建筑电气节能设计的过程中,工作人员还应该加强技术性原则的运用,通过加强先进节能技术在建筑电气设计中的应用,从而更好地解决建筑电气的能源问题,降低建筑电气的能源消耗。比如,针对于经常出现的变压器和电线之间的电力损耗问题,为了更好地避免电力损耗的出现,工作人员就要加强对先进技术的应用,加强对这些问题的有效控制,从而更好地实现节能目的。
2建筑电气节能设计的方法
2.1在变压器中的节能设计
变压器是建筑电气设计的重要内容,变压器在运作过程中存在着许多消耗,因此要更好地体现出节能性,工作人员就要加强在变压器设备中的节能设计。首先,针对于变压器在传输过程之中出现的电能消耗,工作人员可以通过选择电阻较小的设备来降低电能消耗,因为变压器在功率传输过程中出现的消耗主要是因为传输过程中的电阻较大,因此工作人员应该选择电阻较小的传输材料,例如铜质材料。在传统的变压器设计过程之中,由于节能技术的限制以及其他问题的限制,导致变压器的负载率只有百分之五十,虽然是达到了我国的节能标准,但是在长远计算当中,变压器的电能损耗是比较大,经济损失也是比较大的,无法很好地体现出经济性原则,为此在进行变压器节能设计的时候,工作人员应该将变压器的负载率控制在百分之八十左右。其次,变压器设备在运行过程中会出现空载损耗,变压器之所以会出现空载损耗,只要是因为受到了涡流和漏磁的影响,所以为了避免空载损耗的出现,在进行变压器节能设计的时候,设计人员应该选择质量较好的铜片,降低变压器的涡流损失。第三,变压器在运行过程中自身也会出现电能消耗,特别是在高层建筑物当中,其电力供应比较大,通常会通过增加变压器来保证建筑物的电力供给,但是变压器在运行过程中也存在自身的电能消耗,如果盲目地增加变压器的数量,将会增大建筑电气的电能损耗。因此,在进行变压器设计的时候,设计人员应该结合建筑电气的使用要求来选择科学规范的变压器,并且结合实际来选择数量恰当的变压器。
2.2在照明系统中的节能设计
照明系统是建筑电气的重要组成部分,也是加强对建筑电气节能设计的重要环节之一,因此设计人员应该加强在照明系统中的节能设计。在进行照明系统节能设计的时候,工作人员应结合使用者所需要的光环境以及使用方便程度,保证舒适的光环境以及较大的使用方便程度的前提下,加强对照明系统的节能设计。首先,加强在照明系统中的节能设计,应该加强对照明光源的合理选择,在选择照明设备的时候,工作人员要结合照明需求以及照明设备的参数比较大,选择电能消耗较小的LED节能灯,而且应该加强LED技术在照明光源中的应用。其次,工作人员应该选择合理的布置方案,建筑物所需要的照明设备比较多,范围也比较广,所以要减小照明系统的电能消耗,工作人员就要合理对分布照明设备以及加强对照明设备的科学管理。在设计过程中,工作人员应该结合房间的进深、灯具和地面的距离,房间光源的类型,灯具的各种参考指标等来选择恰当的灯具分布方案以及光源选择。
2.3在动力系统中的节能设计
要进一步提高建筑电气的节能程度,设计人员就要加强在动力和配电系统中的节能设计。首先,大部分的动力和配电系统中的设备都是直接从厂家或者营销商中购买,因此,要加强在动力和配电系统中的节能设计,只能加强动力和配电系统设备在运行过程中的节能设计。加强对动力系统设备运行的节能设计,可以从以下几个方面进行着手:第一,要避免动力系统设备出现空载运行的情况,一旦发现动力系统设备出现空载运行的情况,就要及时进行处理,如果动力系统设备是出现负载趋势,工作人员就要加强对设备的检查,加强对动力系统设备的调速设计,降低动力系统设备在运行过程中的电能消耗。第二,针对于高层建筑物,动力系统设备的数量较多,因此设计人员一定要加强对动力系统设备的合理分布设计以及加强对设备的科学管理。例如,针对于高层建筑,设计人员可以采用分楼层的运行方式来对建筑的电梯进行管理,管理人员可以对建筑的多部电梯进行统一调度,加强对电梯的管理。第三,针对于一些不需要运行的动力设备,工作人员可以结合建筑物的实际情况,停止对动力系统的部分设备进行电力供应。最后,设计人员应该加强对软性启动技术的运用,因为部分动力系统设备在启动的时候所损耗的电能是比较大的,因此设计人员则可以通过加强对软性气动技术的应用来解决这个问题,降低动力系统在启动时的电能消耗。
2.4在配电系统中的节能设计
配电系统也是建筑电气的重要组成部分之一,因此工作人员应该加强在配电系统中的节能设计,在进行配电系统节能设计的过程总,设计工作人员首先应该选择简单可靠的供电系统,比如所选择的供电系统的电级数不应该超过三级。其次,应该选择合理的供电电压,供电电压越高,其损耗就越小,因此设计人员应该结合实际情况来选择恰当的供电电压,比如针对于大型的民用建筑,设计人员可以选用10kv的制冷设备。最后,将变电所和负荷中心的距离控制在合理的范围之内,比如要将低压供电的半径控制在三百米以内,除此之外,工作人员还应该选择合适的电缆,从而更好地降低电能损耗。
3结语
综上所述,本文对建筑电气节能设计进行研究,分别从变压器设备、照明设备、动力系统设备以及配电系统中对节能设计进行研究,因此,随着科学技术的发展,设计工作人员应该加强对以上节能技术的研究,加强建筑电气节能设计的创新。
作者:雷灿 单位:河北润华工程建设设计有限公司
摘要:
全球经济水平的不断增长、科学技术的飞速发展,推动了城市建筑产业的进步。我国进入现代化社会主义建设时期,城市发展与建设成为经济发展的首要任务之一,与此同时,对与有限能源的消耗、对自然环境的破坏与污染问题也日益凸显。为了确保人类社会与自然资源、生态环境的和谐共存、可持续发展,如何在建筑项目工程中实现节能、环保,如何制定并实施绿色建筑工程项目,如何优化建筑工程电气设计方案,以降低经济成本、节约生态资源。下文中,笔者将从绿色建筑电气工程节能设计的方案与技术要点出发,进行分析与论述,以期为同行提供意见与参考。
关键词:
绿色建筑;电气节能;设计要点;技术分析
1前言
我国城市化建设步伐的加快,有效带动了城市建筑产业的迅猛发展,也加剧了对建筑原材料、各项能源的使用与消耗。从人类社会与生态环境的和谐发展角度出发,建筑工程电气设计方案中,应当明确体现出绿色节能、生态环保理念,设计单位与设计工作者应当秉持高度职业道德,提升专业能力,优化建筑工程的电气绿色节能设计方案,一方面保证建筑居住环境的安全与舒适,为居民使用提供便利条件;另一方面应当提升电气工程设计的节能效率,降低对电力资源的不当损耗。下文中,我们将从绿色建筑工程电气节能设计的要点与策略出发,讨论建筑工程电气绿色节能设计的现实意义与原则。
2建筑工程电气绿色节能设计概论
建筑工程项目的电气绿色节能设计方案,能够减少建筑项目对电力、煤炭等不可再生资源的消耗量,从而实现保护环境、降低对生态环境的破坏,节约经济成本与支出,带动建筑产业可持续发展,促进市场经济良好增长。绿色节能建筑工程是建立在先进科学技术基础上的,依靠绿色节能、生态环保技术不断提升建筑工程的性能,应用新型节能环保建筑原材料、选用绿色节能设计方案与电气安装技术。
2.1绿色节能建筑工程电气设计与项目实际情况相结合
为了提升建筑工程项目的绿色节能性能,优化建筑设计方案,设计单位与设计人员应当从建筑工程的类型、现场施工情况、经济成本等具体现实情况出发,一方面要全面考量建筑使用者的生活便利和用电安全,充分保障建筑项目的正常照明、电器使用、电梯运输供电量与供电系统稳定、无故障,同时要确保电气设计方案与建筑工程外观设计风格相统一,满足现代化、智能化、美观时尚等设计要求。另一方面,绿色节能建筑工程应当结合现实情况,在不增加建筑成本的前提条件下,提升各项能源使用的有效性,降低能源消耗量,提升建筑项目使用功能。
2.2绿色节能建筑工程电气设计应当遵循经济合理原则
所谓的经济合理原则是指,绿色节能建筑工程在电气设计的过程中,应当从现实情况出发,考虑到建筑工程实际的资金投入与预期收益,在保证不超出经济预算的前提条件下,采用新型绿色节能原材料、选用节能环保新型技术,避免片面地追求经济效益、或者设计方案超出预算。
2.3绿色节能建筑工程电气设计应当减少对能源的损耗
一方面,建筑工程项目应当尽可能提升对各类能源的效用率,降低、避免过度的资源和能源损耗。在建筑工程绿色节能设计的过程中,应当考虑如何能够让各种电器消耗更少的能源,同时提升电气的运行效率。
3绿色节能建筑工程电气设计的技术与要点分析
3.1绿色节能建筑工程电气配电系统的设计要点
电气配电系统的设计方案,是绿色节能建筑工程电气设计的关键环节,因此有关单位与设计人员应当根据建筑工程特点,科学设计体现出节能特点的供配电系统。为了使建筑电气系统更加安全可靠,需要保证建筑的供配电系统配电级数不能太多,相同用户中的高压配电级数要控制在两级,低压的配电数需要少于三级,从而使电能的消耗得以减少。若供电系统是两路进线,应保证两路电源同时运行,使线路损耗降到最低。挑选合适的供电电压。通常而言,电压与损耗是成反比的,因此需要保证电压等级的科学合理,减少能耗。与此同时,还需要减少线路的损失,保证供电质量。
3.2绿色节能建筑工程照明电路的设计要点
建筑电气设计过程中,也需要提高照明的质量和效果,挑选合适的照明方法,结合建筑的实际情况,将自然光与人工照明相结合,减少照明电路的消耗。同时也需要选择合适的光源,不同位置需要选择不同的光源,比如办公室等可以使用荧光灯,公共走廊灯可以使用细管的日光灯,楼梯可以使用吸顶灯,实现良好的节能效果。不同场所,光源也是不同的,为了实现照明节能的效果,需要选择合适的灯具控制方法,集中控制的方式可以应用到走廊、楼梯间等地方,结合建筑的采光以及使用条件,使用分区、分组的控制方法,卧室需要使用调光型的开关,声控和红外感应的开关可以应用到走廊等地方。
3.3绿色节能建筑工程电气设备的设计要点
建筑中的用电设备有电动机、电热用具以及照明灯具等。建筑中交流电动机的应用是比较多的,节能的潜力也比较大。空调是建筑中用电消耗量比较大的,特别是中央空调系统。电动机是动力源,建筑以及家用电器中,电动机的使用数量是比较多的,用电量也比较大,提高电动机的使用效率,减少电动机电能的消耗。结合建筑负载的情况,实现电动机无功功率的就地补偿,提高电动机的使用效率。结合负荷的变化,对相关设备进行科学的调节,使用科学的控制方法,实现电力设备系统的节能效果。
综上所述,电气设计方案是决定建筑工程项目是否具有绿色节能特色的评估指标和重要保证,有关设计单位与设计工作者应当从建筑工程的现实情况出发,从经济成本出发,在绿色节能、生态环保的设计理念指导下,学习并借鉴国内外关于建筑工程电气设计的科学技术与经验,并与建筑工程实践情况相互结合,从保证建筑工程用电安全、电气系统稳定、智能化运行等方面,全面提升建筑工程电气设计的水平,为建筑产业健康、可持续发展提供助力。
作者:李伟 单位:大连鼎力建筑设计有限公司
【摘要】
本文在阐述建筑电气节能技术应用意义的基础上,分析了建筑电气能耗的产生以及建筑电气节能设计的基本原则,详细的探讨了电气节能措施及其应用。
【关键词】
建筑;电气节能;设计;措施;应用
随着我国经济的发展和城市化进程的推进,人们对于建筑使用也提出了更高的要求。建筑物在满足人们居住需求的同时,还需要具备健康、安全和环保的新属性。建筑电气节能是建筑工程的一个重要组成,日益受到人们的关注和重视,直接影响着建筑工程的能耗水平,是构建节约社会的一个重要途径。在节能技术日益发展的今天,建筑电气节能在规划和设计过程中应该要本着经济适用的原则来开展,同时需要将建筑工程电气的实际特点结合起来,才能够实现建筑电气节能的目的。本文就建筑电气节能的措施及其应用进行详细的探究。
1建筑电气节能技术应用的意义
我国是一个能源相对匮乏的国家,不可再生能源更是缺乏,这不仅是由于我国的资源分布造成的,也是由于我国有着众多人口造成的。面对这我国日益庞大的能源消耗与资源匮乏之间矛盾的不断加深,节能成为了社会发展过程中必须采取的一个措施。作为能耗消耗较大的行业---建筑行业,电气的能耗是其中的主要部分。于是,如何做好建筑节能从某个方面讲就是要做好电气节能。随着智能建筑的发展,其重要标识之一就是电气节能技术的应用,节能设备和节能技术的使用能够有效的降低建筑的整体能耗,减少对于环境的污染和破坏,同时也能够缓解我国日益紧张的能源供求冲突。
2建筑电气能耗
在建筑的整个电气系统中,能耗发展主要集中在灯具、电力变压器、电动机等电气设备以及电力电缆上。电力变压器能耗一般主要发生在三个方面:空载损耗、负载损耗以及杂散损耗。空载损耗就是常说的铁损,负载损耗是铜损。面对这三个方面的损耗,可以采用一些有效的方法来争取实现变压器总拥有费用最低,进而实现节能的目的。灯具照明也是能耗损失的重要方面,应该尽量的选择一些智能化的照明节电设备,比如可以选择一些高校光源及附件。目前,我国实施的绿色照明工程就是要在照明方面最大程度的节约电能的使用。电力电缆应该确定导线的经济电流密度作为根本,在已知负荷下,选择最佳的导线截面,也可以是选定好导线截面的情况下,合理的确定最经济的负荷范围,从而实现最优化配置的投资方案,取得更好的经济效益。在总用电量方面,由于电动机占比比较大,所以其产生的能耗也是很可观的。所以,恰当合理的分析高效电动机的节能技术和效果以及不同电动机之间能耗的影响机制,选择高效电机和搭建更合理电机系统才是关键所在。
3建筑电气节能设计的基本原则
建筑电气节能设计的基本原则有以下三条:
(1)节约性原则
在建筑电气节能设计过程中,需要充分的考虑到实现经济效益,不可以盲目的增加节能的投资,要科学的使用节能的材料和设备,能够由于使用节能材料而增加的投资在很短的时间内通过节能减少的运行费用回收。
(2)适用性原则
建筑电气节能的适用性原则就是要在满足建筑物创造良好的环境下提供必要的能源,为建筑过程中使用的设备运行提供必需的动力,根据设备对于电能质量、负荷容量以及可靠性这些方面的要求要优化设计,从而促进电能利用的合理性。
(3)节能性原则
建筑电气节能应该要着眼于电气设备能耗、变压器功率损耗、传输电能损耗等方面,采取有效的措施来消除或者是减少建筑物无关的能源损耗。
4建筑电气节能技术及其应用
4.1供配电系统节能设计
一个设计合理的供配电系统,需要根据用户实际情况、系统负荷及规模、用电容量以及工程地点等方面的依据展开的,并且要保证系统能够处于最有效的运行状态下。
(1)简化供配电系统。
要尽量的使供配电系统简化,提高系统的可靠性并且要减少配电级数。同一用户,高压配电技术应该控制在两极以内;变压器到设备的低压配电技术需要控制在三级以内,这样有助于减少系统的电能损耗。可以采取两路电源共同运行的方式,减少系统在运行过程中的损耗。
(2)变电所和配电所应该在负荷中心附近设置。
依据就近原则,将变电所和配电所设置尽量靠近用电用心,根据用电的情况缩小低压供电范围,从而减少路损,保证电压的损失处于规定的范围,进而保证供电质量。一般来说,供配电线路需要控制在250米的范围以内。
(3)供电电压选择。
运行条件一样的情况下,损耗与电压成反比。但是,电压的选择不仅仅单靠损耗来决定,而是多方面综合考虑的结果。
(4)变压器选择。
最好选用非晶体合金10型以上的变压器,这是因为此类设备节能性好、损耗低、噪声低。在使用过程中,要保证变压器不会长时间的在高于0.85以上的高负荷环境中使用,而且也需要根据系统的负荷情况选择变压器的数量和容量,要分析年运行费用,合理的分配负荷,选择可以适应负荷的变压器容量,进而实现经济合理的运行,减少由于轻载而造成的损耗。
(5)降低线路能耗。
经济电力技术满足要求指标的基础上要对线路进行校验,合理的选择导线的截面积,进而使线路能够在供电的过程中电能损耗最低,从而达到减少线路材料和能耗以及节约投资的目的。
4.2照明节能设计
照明节能需要满足不影响视觉感受和不降低生产为前提的,在此基础上最大限度的减少照明系统中产生的能耗,实现有效利用照明的用电目标。在照明节能设计中需要注意一下几点:
(1)确定照明标准。
对于照明标准的确定,不同的场所对于视觉的要求感受是不同的,所以应该以视觉作业需求作为前提,根据实际的使用环境有目的的调整照明方案。
(2)利用自然光。
自然光是最好的光源,而且是可再生能源,没有成本、不会造成污染。所以,在现代建筑中,可以最大限度的引入的自然光,通过自然光的引入方便人们的活动,愉悦人们的心情。在引入自然光的同时,还要选择具备光谱选择功能的窗户,这在很大程度上保证了进入室内阳光的舒适性。
4.3引入节能新技术
经过长时间的发展,现代建筑节能技术已经取得了一些成果,各种节能新技术不断出现。比如变频技术,该技术在我国很多的设备中得到了应用。根据负荷不同,调整电气设备工作电压和频率,使他们一直处于比较理想的状态;再比如冰蓄冷技术,该技术使用的重要目的不是节能,而是发挥调整用电负荷的作用,针对8-21点这个区间用电量大的情况,利用冰蓄冷技术可以在低谷阶段制冷而在高峰阶段融化,充分利用。还有热电冷联供技术,通过能源的阶梯利用,燃料通过电联装置变成低频热量,给生活取暖和用电来供热,也是一种理想的节能技术。
作者:王帅 单位:大庆高新技术产业开发区规划建筑设计院
摘要:
随着经济的发展以及科学技术水平的不断提高,现代社会也逐步向节能型社会转变。节能技术的运用,能够有效节约宝贵的能源资源,并且缓解能源方面的危机。而建筑电气工程通过运用电气节能技术,能够提高资源的利用率,改善人们的生活环境,提高生活质量,并且减少工程项目中资源浪费的现象,降低房地产企业的生产成本,提高企业效益。本文主要介绍电气节能技术在建筑电气工程中的应用。
关键词:
建筑工程;电气节能;技术运用
随着我国经济水平的不断提高,建筑行业工程项目的数量和种类也日益繁多,建筑类企业得到了快速发展,随之而来的能源浪费问题也更加严重。为了能够保证建筑业的健康发展和经营,减少建筑工程中的能源浪费,共同构建节约型社会,在建筑电气工程项目施工中必须要加强对于节能技术的运用。经过对国内现有建筑项目电气节能技术应用的详细调查,针对目前国内电气节能技术的应用现状,通过制定相应电气节能的原则,并结合建筑项目施工的具体情况,从而将电气节能技术更好的应用于电气工程的实践中。
1建筑电气工程中电气节能技术应用现状
我国作为一个能源大国,能源总产量位居世界前列,但人均资源的拥有量却远远落后于其他国家,对于能源的利用率相对较低,能源浪费较为严重等,这些情况一直制约着我国经济的发展。就建筑行业而言,电气能耗在建筑工程的能源消耗中所占比例最大,其中以空调等家电为主的能耗占据总能耗的一半,而水利设备及照明设备占了近四成,其余设备则占了一成左右,电气能耗依然是目前国内最为主要的能源资源消耗类型。现阶段,政府方面鉴于电气能耗对于经济发展以及能源资源的影响,已经着手对建筑工程电气能耗的监管,对于建筑电气节能也已有了相当高的关注的。然而由于国内对于电气节能认识和研究的起步相对晚于欧美等国,对于建筑节能方面尚未形成完整统一的认识,因此节能措施缺少相应的执行标准,节能工作也缺乏应有的约束力。国内大部分企业对于电气节能的理解仍然停留在照明电气优化的阶段,对建筑工程的电气节能这一概念并未进入深入研究和探讨,以至于国内建筑工程电气节能技术依然处于初级阶段[1]。
2电气节能技术的原则
2.1保证建筑能够满足人们实际要求的实用性原则
建筑电气工程运用电气节能技术的根本目的在于减少电气能耗,提高能源的利用率。电气节能技术的运用,必须保证整体建筑功能的正常,切不可为了实现节能效果而盲目运用电气节能技术,盲目的运用不但不能达到预期的节能要求,甚至会起到反作用,严重的还会造成建筑无法满足人们正常的生产生活要求。
2.2降低建筑工程成本的经济性原则
电气节能技术的应用除开要做到能源资源的节约使用,同时也应该注意降低建筑企业的资金投入,以确保建筑企业的经济目标得以达成。如果电气节能的施工费用远超企业的正常资金预算,将会导致电气节能技术难以在建筑行业继续发展和应用。因此,必须在满足经济原则的情况下,才能更好的在建筑电气工程中运用电气节能技术。电气节能技术应当与科学技术紧密结合,根据实际施工的具体情况,科学合理的应用电气节能技术,尽量避免增加企业生产的资金投入,只有这样才能保证电气节能技术可以在建筑工程中得以推广和应用[2]。
3电气节能技术在电气工程中的实际应用
3.1电气节能技术在空调系统中的应用
空调系统的能源消耗占据了建筑总能耗相当大的比重,因此电气节能技术应用的重点就在于实现空调系统的建筑节能化。然而,由于传统的空调系统在项目的施工过程中有诸多问题存在,使得能源资源无法有效利用,导致电能浪费严重。因此,在空调系统中运用电气节能技术时,必须与建筑工程项目方面的电力部门及时交流,并且应当依据空调项目施工的具体情况以及要求,合理优化空调项目的结构,对空调系统的湿度温度进行独立管理,对电力资源实行科学有效的分布,并且采用新型的能源储存技术等,以保证电气节能技术在建筑工程项目中的正常发挥。
3.2电气节能技术在动力与配电系统中的应用
由于动力方面的设备多由厂家直接进行生产和供应,因此建筑电气工程只能通过对动力设备的运行实施电气节能化。在动力系统设备运行时,应避免其空载运行情况的发生,若是出现动力系统设备的实际运行负载趋势是逐渐减小的情况,则应当使用相应的调速变频装置,及时快速并有针对性的调节相应设备转速,在能够保证设备可以满足人们正常的生产生活需要的情况下,减少不必要的电能损耗,以实现对电力资源的有效节约。同时应当结合建筑整体的动力运行情况以及设备结构,完善电力设备的管理与分布。例如,对于高层的电梯系统可以采用分楼层的运行方式,多部电梯可相互联动统一调度,加强对电梯系统的科学管理。在某些动力设备不需要运行时,电力管理系统可以根据实际情况的需要,停止电力供应,减少不必要运行所带来的电力浪费情况。另外应当注意的是,电力设备启动时往往会导致电网的电压也出现相应波动情况,致使其损耗相当一部分的电力资源,这种情况可以通过电气节能技术中的软性启动等技术得以解决。关于配电系统方面的电气节能技术应用,可以通过详细计算工程项目的实际情况以及相应电流的具体数值,采用合适的线缆以及合理高效的电力供应方式,实现电力供应系统的电器节能化。例如,在选择线缆时,其规格应当尽量在计算过电流与电压的损耗的之后,选择规格较高的一级以此减少电力在线路中的消耗;在设计具体的配电方案时,需尽量保证三相的平衡性,将变电配电的机房尽量靠近较多的电力设备,以减少配电室供电的半径并缩短负荷较大设备的电力传输距离。公共建筑可以将普通负荷与空调等季节性负荷分别采用不同变压器供电,在空调等季节性负荷不用时,可关闭对应变压器,避免变压器空载损耗。
3.3电气节能技术在照明系统中的应用
照明系统作为建筑系统中最为基本的部分,与人们的生产生活息息相关。作为使用频率最高的电力系统,如何有效的运用电气节能技术,降低照明所产生的高能耗,也是建筑电气节能工程的工作重点。为了能够满足人们的日常需求,在照明技术方面,可以通过自然光源的采集使用的方式,且灯具开关控制根据自然光强度不同分别控制,加强对于自然光的利用以减少人工照明所带来的电力能源的消耗。在灯具选择方面,应符合绿色节能环保的要求。通过比较灯具的光源和照度以及其他因素,采用耗能低且能够长时间使用的灯具最佳。对于农村乡镇等对于路灯持续照明时间要求不严格的场所可采用太阳能路灯,减少能耗。
3.4电气节能技术在电力线路中的应用
电力传输需要依靠电力线路,同时在传输途中也会损耗相当多的电能,电力线路的设计与施工对于电力能耗有着直接的影响。因此,在电力线路进行设计与施工时,应当根据建筑各部分的电能使用情况,合理设计电力线路的分布,尽量缩短电力传输的实际距离,减少因为线路的电阻和传输距离过远等因素造成的不必要电力损耗,从而保证电力线路的节能性。
4总结
在当今的科技环境下,建筑电气工程的电气节能技术仍有极为广阔的研究空间和发展前景。电气节能技术应当在政府与企业的共同努力下,遵照实用性和经济性原则,进行技术创新与材料研发,促进电气节能技术的发展,使电气节能技术更好的应用于建筑电气工程中。
作者:段晋林 单位:江西省桂能综合设计研究院有限公司
摘要:
随着现代社会经济的不断发展,人们的生活水平不断提高,生活质量越来越好。相应的,人们在日常生活、工作当中对于电力的需求也越来越大,电力经常出现供不应求的现象。电力供应不足,为公众的生活和工作带来了很多的不便。及时缓解用电压力显得尤为迫切,而如今国家采取的一系列应对措施,尚不能从根本上改变这一现象。做好节电节能工作,才能从根本上解决我国电力需求与社会发展之间的矛盾。
关键词:
建筑电气;节能;应用
随着经济的发展,工业的不断繁荣,人们的生活水平也在不断提高。与此同时,能源的消耗也就急剧增加,。而电能是能源浪费的一个主要形式,因此,建筑电气节能技术的发展就显得尤为迫切。通过介绍建筑电气在技能设计应遵循的一些原则以及介绍在安装过程中的一些问题,最后分析在建筑电气节能中几种主要的措施的应用。
1建筑电气在技能设计应遵循的一些原则
1.1建筑电气在设计时一定要注意满足建筑各方面的使用需求。
在进行电气节能技术的运用时,建筑物在设计时各方面的使用需求如照明、温度、采光、舒适程度等这些情况的影响都是十分重要的。因此,技术人员在进行电气节能设计时,一定要尽可能地考虑到建筑物各方面的使用需求。既能满足建筑物在不同情况下对于照明度、温度、以及显色指数等参数的不同要求,也要满足相关的技术要求,并尽可能地节约成本。
1.2要注意不能投入过多不必要的资金。
在进行建筑电气节能设计时,技术人员要根据建筑设计运行中实际的资金合理使用资金,不必要的投入和不必过多资金的投入都应避免。尽量做到最有效地利用资金,防止不必要的资金浪费,能够保证对于建筑电气节能技术的资金投入在短期内就能收回。
1.3选取最佳的节能设备。
在进行建筑电气节能设计前,技术人员要提前做好对节能设备的了解,充分、全面理解其原理、性能和效果。然后在进行节能设备的选用时,做到最大限度的节约资金,且不影响节能技术各方面参数的运用。运用经济学原理,从技术经济上进行全面的比较,与要实施节能技术的建筑实际情况进行有机结合,选择最佳的节能设备。做到以最少的资金,完成最大限度的节能。
1.4尽量减少节能过程中产生的无用的损耗。
在建筑电气节能过程中,往往会产生一些跟节能毫无关系的无用损耗。这些损耗没有任何用处,只会带来不必要的浪费用处。在节能设计时我们应把能源充分利用在有效能耗上,对于在设计过程中遇到的与对建筑物电器节能无关的损耗,要尽量采取措施时这些无用的损耗最小。例如想办法进行无功补偿,尽可能地提高系统的功率因数,提高有用功率所占的比例,减小无用损耗的数量;尽量减小建筑负载的谐波,从而达到降低建筑物功率损耗的目的。
2建筑电气设计时遇到的一些常见问题
尽管电气节能技术在我国建筑电气安装运用中已经普遍使用,但是由于我国目前电气节能技术尚不成熟,仍然在电气安装过程中遇到许多问题。例如对于电气负荷的计算不够科学和有效以及对于用电数据的记录不够全面等都将影响到电气节能的质量,它将导致在建筑设计中的照明度与选择的照明光源不合理,进而只能使用较大的变压器。此外,我国现行的建筑节能设计标准及规则也未能全面地体现建筑电气节能措施,对于建筑物室内的电气设备以及照明工具都未能进行详尽的分析。一些声控或者光控开关未能在照明区域中设置,而设置照明工具的区域也存在着很多问题。众所周知,室外照明工具安装在环境较为多变和恶劣的室外,往往要受到许多不利因素的影响,稍有不慎就会对灯具的机械参数或照明参数造成影响,严重时便会导致事故的发生。而室外照明工具发生损伤,长期暴露于公共场所,极有可能对在室外活动的人们造成人身伤害,甚至电击致死,这是十分严重的。
3建筑电气节能技术的主要措施
3.1建筑照明工具上的电气节能设计。
在建筑的电气安装过程中,对于照明工具的合理选用往往能够大大提高节能效率、节约成本,尤其是当选用直接照明型的工具时,能够获得极好的效果;在不同使用情况下合理选用节能型荧光灯、LED灯、以及各种新型的节能设备,这样就能够提供正常的照明,而且在相同的照明情况下更加节约电能和资源;此外,在选择镇流器时适当选用节能型的电感镇流器,在相关条件允许的情况下选择电子镇流器,使得在相同的照明情况下,更加节约资金和资源,并且降低了电能的损耗。此外,在对建筑照明系统进行节能设计时还要充分的考虑到建筑物对照明情况的要求,尽可能使设计出的结果能够达到建筑物要求的水平,对于建筑物的结构以及风格等诸多情况不同的情况,技术人员应灵活应对,对不同建筑物采取不同的节能措施。例如采取分区控制的方法对面积较大的建筑物进行节能设施的安装,对于一些只在特定时间才需要照明的建筑物区域,可以对照明系统采用时间控制等措施,在特定时间进行照明,从而提高了使得照明系统更加便捷和高效。
3.2对电气设备的合理使用。
建筑电气的安装过程极其复杂,它不仅仅是单一的安装,还要与其他许多相关工位配合,在其他相关专业的协调辅助下,完成一整套的安装操作。由此可见,在建筑电气设备的安装中,合理的选择和使用电气设备将起到十分关键的作用。设计人员在进行建筑电气安装时,合理地使用电气设备将大大地节约能源。例如,运用变频手法来控制空调箱的送风量,这样运行出来的空调,不仅能够满足室内正常通风的要求,还使室内空调的负荷情况保持在正常的情况下,由此而达到了节约能源的目的。
3.3对变压器的合理选用。
在供配电系统的正常工作中,变压器起着十分重要的作用,因此,选择合适的变压器对于建筑电气设备的安装也是极其关键的。铁耗和铜耗时变压器在工作过程中两种主要的能量损耗形式,因此在选择变压器时,我们重点依据这两点为原则来对变压器进行选择。为了防止铁耗,我们一般选择节能型变压器来避免;而对于铜耗,由于铜耗的产生与铁耗不同,它是由于负荷的大小而引起的,因而在选择变压器时要根据变压器运行过程中负荷随时间变化而该发生改变的具体规律来合理选择最为合适的变压器。此外,为了达到最佳的节能水平,一般要确定变压器的数目和在不同位置安放变压器的数目。
3.4合理采光,尽量地减少电能的使用。
不使用照明设备,最大限度的使用自然光来进行建筑物的照明是最为有效的节能方法。当然这种方法的可行性太低,而在降低照明系统消耗的过程中我们加大对自然光的使用,这是最为有效的措施。通过扩大建筑物门和窗户的尺寸、在不影响建筑物美观的基础上,尽可能地增加建筑物窗户的数量,保证建筑物采集的自然光源足够多,这样就大大降低了电能的使用,从而达到了节能的目的。结束语总之,建筑电器节能发展到今天,仍然存在着许多的问题,它仍有很大的发展空间。在为人们提供舒适生活空间的同时,又能节约资源,解决资源大量损耗的现状,是每个设计人员都应当面对和思考的问题。
作者:王鲲鹏 单位:黑龙江飞天建设工程总承包有限责任公司
1建筑电气节能
节能环保是当前各行各业关注的重点,尤其对于建筑这个高耗能的产业显得更加重要。当前建筑电气节能的重点是充分利用电能,包括依托光能的照明系统节能的优化、电气控制的优化布置减少线路损耗、降低变压器损耗、新型节能电气产品的选用和采用节能附件等措施节约电能。国际照明协会提出了照明设计原则,对于建筑电气照明主要包括:1)照明水平的选择要依据视觉工作需要;2)节能照明设计满足照度要求;3)采用高光效光源和眩光的高效灯具;4)公共场所设置不需要时能关灯的可变控制装置;5)人工照明同天然采光相结合;6)照明和空调系统的热结合;7)定期清理照明器具,建立换灯和维修制度。在以上设计原则指导下,照明节能的主要技术措施包括:选择优质高效的电光源、选择高效灯具及节能器件、提高照明设计精度和采用智能化照明。在电光源的选择上,减少白炽灯的使用,推广使用荧光灯,特别是选择通光量维持率好的灯具。在建筑的楼道,以声控灯为主,减少照明时间,达到节能的目的。另外通过优化照度,降低灯的功率,实现节能的目的。目前照明设计的精度普遍偏低,造成建筑电气节能率低。提高照明设计精度的方法主要从管理和技术两个方面考虑,这两个方面同等重要。通过加强行业管理,提高照明设计队伍的业务素质,是行政管理部门和行业协会的主要职责。对于技术方法,应加强创新,开发新型照明设计模拟软件,建立灯具产品数据库,进行各种场景的照明模拟,提高照明设计精度。建筑电气设备的优化布置,降低线路损耗,是电气节能的又一关键。通常变电配电设备布置是以箱变为中心,然后分配到各个用电分区。变配电所以布置在建筑物分布的中心为原则,尽量靠近用电量大或用电集中的建筑分布区域。对于建筑的底层商铺,用电负荷大,应重点考虑,另外地下车库等地下设施照明用电量的区域也不可忽视。应在综合考虑整个小区功能负荷的基础上,进行优化布置,减少用电损耗。
2建筑电气环保
2.1电磁波影响
生活环境中充满电磁波,只要使用电器设备,就有电磁波的存在。由于用电设备的使用是长期的,因而对居民的危害巨大。特别是变电配电装置,电磁波辐射严重,应设置在远离居民活动区域。虽然建筑电气产生的电磁波辐射影响没要求定量的计算,一般情况下,居民住宅区工频电厂强度小于4kV/m,工频磁场小于0.1mT,是符合要求的。但也存在住宅小区变电装置距离居民活动区较近,影响居民身心健康的现象,应加以避免。为减少室内家用电气设备对人体产生不良影响,在满足使用要求和使用方便的基础上,应远离人群长期活动区。如:卧室是人休息的地方,尽量使用吊灯,电视和电话也尽量布置在大厅,减少电磁波的干扰。在距离电梯井和配电箱较近的一侧,尽量不要设置卧室,避免电磁波危害。对于有条件的家庭,设置电脑专用房,专用房布置在距离卧室较远的地方。另外,电气开关和插头在满足使用方便的基础上,尽量远离休息位置。为减少电磁波的影响,建筑电气应注重细节,最大限度的减少电磁波对人身体的伤害。
2.2光污染影响
所谓光污染是指由人工光源导致的有损于生理与心理健康的现象,主要是可见光、红外线和紫外线等造成的污染。光污染因其威胁人们的身心健康,严重影响居民的生产生活而备受关注,特别是经济发达的地区尤为严重。这其中一个主要原因是照明布置不合理,未能考虑人的视觉需要。在建筑电气照明布置中,无论室内照明,还是室外照明,都要在充分考虑视觉需要的基础上,确定亮度要求。对于室外环境,在充分考虑正常需求的基础上,防止照明对周围环境产生不良的影响。对于室内环境,亮度差别过大时,人的视觉被迫适应,次数过多就会引起视觉疲劳,甚至导致视力下降,对眼睛产生的危害很大。对于室外环境,光经过一次或多次反射,会干扰人的视觉,令人眼花缭乱,发生头昏头痛、食欲下降、情绪低落,甚至失眠等现象。因此,不合理的照明设计,不仅影响室外环境和室内环境,也威胁居民的身心健康。良好的照明条件,不仅满足生活基本需要,还能营造艺术气氛,给人以美的享受。因此,在电气照明设计中应注重降低对环境的不利影响。在照明布置时,采取避免光污染的措施。室外照明应重点考虑照明灯具的选型、灯的布置高度、照明影响范围、灯光强度等;对于室内照明,重点在照明功能布置。为防止光污染,除满足生活和学习需要外,需要室内照明与室外光照相结合,充分利用室外光线。不仅达到减少人为光污染的效果,也可以节约能源。另外应注意光线的强弱分区,如在卧室,以休息为主,可以布置相对弱一些的灯,而对于书房,为保护视力,应布置强一些的灯光。在小区内室外灯的布置上,通过调整灯的高度和灯罩大小,实现光照区域的控制,光照区以小区路面范围为主,同时避免光的反射对人的视觉产生不良影响。
3结语
在保证安全经济的前提下,注重节能和环保,尽可能减少建设投资,最大限度的减少电能和其他相关资源的消耗,是当前建筑电气发展的重点。建筑电气节能主要表现在照明节能、降低线路和设备损耗,建筑电气对环境的污染主要表现在电磁波影响和光污染,结合工程实践,主要节能和环保措施包括:1)进行照明精度模拟,降低照明灯使用功率;选用节能电气设备,降低能耗,提高设备运行效率。2)优化建筑电气设备布置,降低线路电能损耗。3)为防止光污染,科学进行光的强弱分布,将室内照明与室外光照相结合,充分利用室外光线,达到减少人为光污染和节约能源的目的。4)为减少室内家用电气设备对人体产生不良影响,在满足使用要求和使用方便的基础上,远离人群长期活动区。
作者:王汉席 王晗之 贾艳秀 徐建玲 单位:东北师范大学 长春市海威市政工程设计有限公司
1现代住宅建筑电气节能设计的原则
1.1适用性原则
在现代住宅建设电气设计过程中,需要提供满足于建筑内良好人工环境的能源,为建筑设备稳定的运行提供必需的动力,同时还要满足建筑内负荷容量、电能质量和供电可靠性的要求,并按此标准来对配电进行优化设计,确保电能利用科学性和合理性。
1.2节约性原则
在电气节能设计过程中,需要对节能投资与实际的经济效益进行充分的考虑,不能为了节能而一味的加大节能设备的材料投入,需要对节能投入上做到科学化和合理化,确保节在短时间内利用节能来将节能投入的资金收回来。
1.3应节省无谓的能源损耗
在现代住宅建筑电气节能设计过程中,需要避免与建筑物功能无关的能量消耗存在,采取切实有效的措施避免无谓能量损耗的发生,利用先进的技术和科研成果来实现能耗的降低,实现节能的目的。
2现代住宅建筑电气节能设计的途径
2.1变压器的节能设计
(1)变压器属于耗能较大的设备,其损耗主要以空载损失及负载损失为主。
在变压器处于负载运行时,会有固定的铁损及电流经过一次和二次线圈时的电阻损耗产生。
(2)变压器的效率。
变压器输出功率与输入功率的比为变压器的效率,变压器固有结构特性、空载损耗、短路损耗直接关系到变压器的最高效率点,所以在设计过程中,对于季节性负荷变化较大的情况下,需要设置两台变压器,根据负荷时间的长短来决定一台变压器运行,一台备用,还是二台变压器同时运行,从而确保运行的经济性。
2.2电动机的节能设计
现代住宅建筑电气节能设计过程中需要对电动机的电能损耗进行有效控制,通过对电动机的工作效率及功率因数进行提高,从而确保电动电能损耗的降低,实现节能的目的。在具体设计过程中,可以根据实际的负载要求来选择具有良好节能性能的电动机,在电动机选择时需要对负荷是连续还是断续的情况进行明确。在连续负荷情况下,则需要确保电动机输出功率与各种负荷要具有良好的匹配性,对于轻载状态下运行的风机和泵,则可以打开风门和阀门,将电动机进行调整,使其保持低速运行,从而达到节能的目标。当处于断续负荷时,在轻负荷下也不能对电动机的工作进行停止时,则可以通过设置调整装置,来确保其在低速运行时达到节能的效果。
2.3照明的节能设计
现代住宅建筑电气节能设计时,照明系统具有较大的能耗,所以在设计时需要充分的利用自然光来实现电能的节约,同时还要对单位面积灯具的安装功率进行有效控制,在确保照明质量的基础上,尽可能的选择高效的灯源。在光源用电附件上宜选择低能耗及性能优的光源用电附件。利用各种节能型开关或是装置来对灯具的控制方式进行整改时,可以通过分区对灯光进行控制,也可以通过增加照明开关点等方法来实现照明系统的节能设计。
2.4空调系统的节能措施
一是变风量、变流量控制。二是采用全热式交换器。三是采用循环式供热水设备。四是热电联供节能系统能源综合利用是提高能源利用率的主要途径。
2.5风机水泵的节能要点
选择高效的风机水泵,在设计时做好风机水泵的选型和配套工作,通过调速来对风机水泵的流量进行控制,尽量降低节流所带来的损失。对管网进行合理设计,有效的降低管道的阻力。将复合材料涂敷在管网或是叶轮上,降低风机水泵运行过程中的阻力,选用节能的计量仪表,对叶轮的直径进行减小或是对入口导向叶片进行调节,从而实现风机水泵的节能。
3现代住宅建筑电气节能设计措施
3.1采用建筑智能化技术中的建筑设备监控系统
利用智能控制技术进行节能主要体现在对空调和给排水专业建筑设备的监控。对照明设计及控制方面建筑设备监控系统的功能包括:实现受控机组和设备的启、停控制和必要的连锁操作。实时监测和存储设备运行的工作状态及故障报警信号,实时监测和采集系统的主要参数。按预定的控制程序对系统的被控参数进行最佳自动调节,使其运行在相关专业系统设计工艺所要求的设定范围,实现机组的台数控制和优化运行。在实现自动控制功能的同时,提供远程操作和就地操作的功能,自动形成系统运行报告、设备故障报警报告及设备维修报告,提供的系统运行状态,故障报警的实时数据和历史数据记录等均可以图形化界面显示。
3.2采用高效低能耗的设备
现代住宅建筑在电力系统设计时,为了达到节能的目标,则需要优先选择高效节能的产品,确保自身能源的降低。合理对供配电系统进行设计,确保供配电系统的简单和可靠性,确保操作的便利性。在变配电所设置时,需要尽可能的使其与负荷中心接近,这样配电半径会进一步缩短,有利于线路损耗的降低。合理配置变压器,灵活对变压器进行投切,使其能够与季节性的负荷变化具有较好的适应性,确保其运行的经济性。在线路运行上,尽可能的确保功率因数的提升,避免线路上无功功率的传输。由于系统中的用电设备都具有电感的存在,会产生滞后的无功功率,所以需要在系统中提前引入无功与其相抵消。对于线路上产生的有功损耗,可以通过提高设备的自然功率因数及安装无功补偿装置来降低无功传输,确保实现节能的目的。
3.3采用新技术、新产品,合理开发和利用新能源
为了达到节能节水和节电,空调和给排水专业的工程技术人员均在考虑如何采用新技术,在满足建筑功能和专业工艺要求的前提下达到节能、节水和节电的效果。在对这些新技术的供电和控制过程中,需要工程技术人员对这些技术的工艺有深刻的理解,才能做到符合工艺技术的要求。
4结束语
目前节能已成为当前社会发展过程中非常重要的一个话题,对节能技术的研究力度也在不断增强。特别是在我国社会和经济快速发展的新形势下,各行各业对电能的需求量不断增加,在这种情况下,建筑电气节能设计变得越来越重要。住宅电气节能属于一项系统的工程,需要因地制宜的采取合理的节能设计方案和节能方法,确保在保证建筑使用功能的基础上实现能源的有效节约。
作者:柴维汉 单位:成都基准方中建筑设计有限公司重庆分公司