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摘要:随着现代社会与工业的迅猛发展以及人民生活质量的不断提高,节约能源的问题引起了人们越来越多的重视,相关主管部门也出台了一系列有关节约能源的文件与政策。但是,根据相关资料表明,建筑能源的消耗约占社会能源总消耗的30%,并且呈现不断上升的趋势。建筑的电能消耗问题也十分突出,进行建筑电气的节能设计已迫在眉睫,然而,建筑电气的节能设计是一项较为复杂、技术要求较高的工程。因此,建筑电气的节能设计需要得到电气设计人员的足够重视,始终将节约能源的思想贯彻到建筑电气设计当中,认真做好电气节能设计工作。
关键词:建筑工程;电气设计;节能设计
中图分类号:TU761文献标识码: A
引言
随着经济的迅速发展,建筑业也得到了极大的发展,逐渐成为国家经济的基础行业之一。但是由于建筑行业能耗大的特点,使得其必须要做好节能减排工作。目前,节能民用建筑已经成为建筑行业的重要发展方向,且具有非常广阔的前景。为了做好民用建筑的节能工作,首先要在设计环节采取必要的节能措施,指导节能建筑的施工。此外,民用建筑工程由众多分工程组成,要想做好整体工程的节能设计,则必须确保分项工程的节能,其中就包括电气工程的节能设计工作。本文针对民用建筑电气节能设计为核心进行论述,分析节能设计的现状以及设计原则,并且提出如何实现民用建筑电气节能设计,以促进建筑行业的可持续发展。
一、建筑电气节能设计的基本原则
建筑的电气节能设计应当充分考虑实用、经济以及环保等各方面的因素,并通过采用先进的电气技术来提高工艺能量与用能设备的利用效率,以实现电能的效益最大化。
1、符合实用性的原则
建筑的电气节能设计在照明方面首先应当满足建筑物的照明功能需要,满足人们在日常工作、生活中的需求;其次,还应当满足建筑物照明的显色指数、色温与照度;最后,应当满足居民居住的卫生与舒适,保证建筑物运输通道的通畅无阻等。
2、符合经济性的原则
在建筑的电气节能设计中,应慎重考虑投资较大的能源消耗,否则会大大地增加运行的费用并且有可能造成不必要的能源浪费。因此,建筑的电气节能设计可以考虑从现有的旧的技术方面入手,可以在短期内通过节能而减少费用来回收投资资金。
3、符合技术先进性的原则
应当在建筑电气的设计与施工阶段采取各种节能措施。节能的关键之处就在于先找出能源的不必要损耗所在,然后再进行探讨、分析,最后认真考虑对比应当采用哪些合理的节能措施。例如,电能传输线路的有功损耗与变压器的功率损耗等均为能源的不必要损耗,可以通过设计方案来对其进行优化,使其损耗降到最低点。
4、符合节能环保的原则
在确立建筑电气的节能设计方案的时候,应当依据环保、节能、合理、适用以及先进的原则。通过采用可行的设计方案,进行准确的方案计算,并对电气设备及其控制方法进行优化选择,尽可能在减少投资量或者投资量不变的情况下,得到最为显著的节能效果。
二、建筑电气节能设计措施
1、供电系统的节能设计
供电系统应当做到统筹兼顾,从全局出发,按照当地供电条件、发展规划、系统规模、工程特点、负荷性质以及用电容量,選择合理的供电方式与供电电压,并优化设计供电系统,使系统做到简单明确、经济合理,从而减少电能的损耗,且便于进行系统的管理和维护。根据用电设备的分布、系统的分配要求以及建筑布局等情况,加上对减少电能损耗与供电半径的考虑,合理地设置竖井和机房,供电设备和变配电所应当尽可能地靠近负荷中心,以减少供电半径。
2、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、充分考虑经济技术指标的情况下,应尽量减少变压器台数。
3、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。
(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。建筑物靠近室外的部分,在建筑物结构允许的情况下,门窗尽可能开的大些,门窗的玻璃采用选用透光率高的,以充分利用自然光。非靠近室外的部分,可用导光管、反射高窗或棱镜窗将光线引入需要阳光的地方。以最大限度地减少照明设备的使用时间。
(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%。
(3)控制照明器的数量
在设计时要考虑建筑类型及功能的实际需要,按照我国照度标准确定最合适的照度,并且要结合房间面积确定照明器数量及布置。在这方面,我们可以利用先进的照明设计软件,精确的计算,以确定灯具的最为合理的布置,在满足舒适的前提下,最大限度减少照明器的使用。
4、线路损耗的节能设计
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数,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。季节性供电线路一般是空调使用线路或者供暖使用线路,可以对这些线路进行改造,将其作为日常使用电路,在春秋两季不供暖不使用空调时,这样就能减少线路和电阻。
5、暖通空调系统的设计
由于不能合理的使用自动化控制,导致暖通空调在能源浪费中占的比例非常高,因此控制暖通空调接口对暖通空调的电气节能具有重要的意义。暖通空调系统工程师应与强弱电工程师相互协调,合理的优化暖通空调接口,让电气更加节能。暖通空调接口处引入弱电传感器,对风速、温度、管径等一系列的参数进行检测,采用智能化的接口控制系统实时对接口进行控制,达到电气的节能,并且设计独立通信控制口分季节分时段的对暖通空调进行调节,通过简单的设计对变风量以及变流量系统进行最优控制,并对机电设备实施启停,从而达到节约能源的目的。
6、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
建筑电气设计的节能技术是一个逐渐向智能化、信息化、自动化以及透明化方向发展的系统工程。建筑电气的节能技术措施还有许多,比如采用新型的机电节能产品、采用智能化的系统、提高电网的功率因数等,电气设计的专业人员要高度重视建筑电气的节能理念,从节能性、经济性、安全性以及可靠性等方面入手进行综合性分析,掌握、运用各种行之有效的节能措施,达到“降电耗、节电能”的最终目的。
参考文献
[1]江雪凤.电气节能设计在现代建筑中的应用[J].科技传播,2012(02).
[2]刘晟楠,徐日升.对现代建筑电气设计中几个问题的探讨[J].黑龙江科技信息,2012(03).
[3]翁荟黎.关于建筑电气节能设计的探讨[J].工程建设与设计,201105).
关键词:建筑工程;电气设计;节能设计
中图分类号:TU761文献标识码: A
引言
随着经济的迅速发展,建筑业也得到了极大的发展,逐渐成为国家经济的基础行业之一。但是由于建筑行业能耗大的特点,使得其必须要做好节能减排工作。目前,节能民用建筑已经成为建筑行业的重要发展方向,且具有非常广阔的前景。为了做好民用建筑的节能工作,首先要在设计环节采取必要的节能措施,指导节能建筑的施工。此外,民用建筑工程由众多分工程组成,要想做好整体工程的节能设计,则必须确保分项工程的节能,其中就包括电气工程的节能设计工作。本文针对民用建筑电气节能设计为核心进行论述,分析节能设计的现状以及设计原则,并且提出如何实现民用建筑电气节能设计,以促进建筑行业的可持续发展。
一、建筑电气节能设计的基本原则
建筑的电气节能设计应当充分考虑实用、经济以及环保等各方面的因素,并通过采用先进的电气技术来提高工艺能量与用能设备的利用效率,以实现电能的效益最大化。
1、符合实用性的原则
建筑的电气节能设计在照明方面首先应当满足建筑物的照明功能需要,满足人们在日常工作、生活中的需求;其次,还应当满足建筑物照明的显色指数、色温与照度;最后,应当满足居民居住的卫生与舒适,保证建筑物运输通道的通畅无阻等。
2、符合经济性的原则
在建筑的电气节能设计中,应慎重考虑投资较大的能源消耗,否则会大大地增加运行的费用并且有可能造成不必要的能源浪费。因此,建筑的电气节能设计可以考虑从现有的旧的技术方面入手,可以在短期内通过节能而减少费用来回收投资资金。
3、符合技术先进性的原则
应当在建筑电气的设计与施工阶段采取各种节能措施。节能的关键之处就在于先找出能源的不必要损耗所在,然后再进行探讨、分析,最后认真考虑对比应当采用哪些合理的节能措施。例如,电能传输线路的有功损耗与变压器的功率损耗等均为能源的不必要损耗,可以通过设计方案来对其进行优化,使其损耗降到最低点。
4、符合节能环保的原则
在确立建筑电气的节能设计方案的时候,应当依据环保、节能、合理、适用以及先进的原则。通过采用可行的设计方案,进行准确的方案计算,并对电气设备及其控制方法进行优化选择,尽可能在减少投资量或者投资量不变的情况下,得到最为显著的节能效果。
二、建筑电气节能设计措施
1、供电系统的节能设计
供电系统应当做到统筹兼顾,从全局出发,按照当地供电条件、发展规划、系统规模、工程特点、负荷性质以及用电容量,選择合理的供电方式与供电电压,并优化设计供电系统,使系统做到简单明确、经济合理,从而减少电能的损耗,且便于进行系统的管理和维护。根据用电设备的分布、系统的分配要求以及建筑布局等情况,加上对减少电能损耗与供电半径的考虑,合理地设置竖井和机房,供电设备和变配电所应当尽可能地靠近负荷中心,以减少供电半径。
2、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、充分考虑经济技术指标的情况下,应尽量减少变压器台数。
3、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。
(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。建筑物靠近室外的部分,在建筑物结构允许的情况下,门窗尽可能开的大些,门窗的玻璃采用选用透光率高的,以充分利用自然光。非靠近室外的部分,可用导光管、反射高窗或棱镜窗将光线引入需要阳光的地方。以最大限度地减少照明设备的使用时间。
(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%。
(3)控制照明器的数量
在设计时要考虑建筑类型及功能的实际需要,按照我国照度标准确定最合适的照度,并且要结合房间面积确定照明器数量及布置。在这方面,我们可以利用先进的照明设计软件,精确的计算,以确定灯具的最为合理的布置,在满足舒适的前提下,最大限度减少照明器的使用。
4、线路损耗的节能设计
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数,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。季节性供电线路一般是空调使用线路或者供暖使用线路,可以对这些线路进行改造,将其作为日常使用电路,在春秋两季不供暖不使用空调时,这样就能减少线路和电阻。
5、暖通空调系统的设计
由于不能合理的使用自动化控制,导致暖通空调在能源浪费中占的比例非常高,因此控制暖通空调接口对暖通空调的电气节能具有重要的意义。暖通空调系统工程师应与强弱电工程师相互协调,合理的优化暖通空调接口,让电气更加节能。暖通空调接口处引入弱电传感器,对风速、温度、管径等一系列的参数进行检测,采用智能化的接口控制系统实时对接口进行控制,达到电气的节能,并且设计独立通信控制口分季节分时段的对暖通空调进行调节,通过简单的设计对变风量以及变流量系统进行最优控制,并对机电设备实施启停,从而达到节约能源的目的。
6、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
建筑电气设计的节能技术是一个逐渐向智能化、信息化、自动化以及透明化方向发展的系统工程。建筑电气的节能技术措施还有许多,比如采用新型的机电节能产品、采用智能化的系统、提高电网的功率因数等,电气设计的专业人员要高度重视建筑电气的节能理念,从节能性、经济性、安全性以及可靠性等方面入手进行综合性分析,掌握、运用各种行之有效的节能措施,达到“降电耗、节电能”的最终目的。
参考文献
[1]江雪凤.电气节能设计在现代建筑中的应用[J].科技传播,2012(02).
[2]刘晟楠,徐日升.对现代建筑电气设计中几个问题的探讨[J].黑龙江科技信息,2012(03).
[3]翁荟黎.关于建筑电气节能设计的探讨[J].工程建设与设计,201105).