论文部分内容阅读
摘要：由于人口的增加，工业的发展，城乡居民生活水平的提高，从而使能源的使用和消耗也急剧增加，能源危机也随之而来，节能形势迫在眉睫。因此，国家及各行业都提出了节能要求，节能在建筑电气设计中具有重要的意义，本文分析了环保节能在建筑电气设计中实践应用的基本原则，并从若干个方面阐述了建筑电气设计中的方式以及实践应用问题。
关键词：电气设计；变压器；照明；电动机节能
1电气工程设计在电气节能方面应贯彻以下三个原则：
1.1必须保证建筑物使用功能的有效发挥
实现建筑电气节能，是为了在保证建筑物功能不改变的前提下，更大程度的实现电力资源的节约。只有保证建筑物本身使用功能的实现，做好建筑电气节能设计才有存在的价值，否则，一切都将无从谈起。
1.2设计时对经济效益进行充分考虑
在建筑电气节能设计时，要对经济利益进行充分而全面的考虑，不能为了单纯的节约电能，而增加投资成本，这样会起到相反的作用。在设计过程中，要规范设计过程，并设计出多种图纸进行仔细的分析比较，选择一种做最经济最安全的设计方案，争取在安全性得以保障的前提下以最小的投资达到最大的利益，设计完成之后应该再仔细审核。不仅要实现节能的目的，还要实现经济利益。
1.3减少不有必要的能源消耗
在设计建筑电气节能时，要有效地减少不必要的能源消耗。应当采取有效地措施尽量的减少一些与发挥功能无关的消耗。例如：对于电气设备自身的电能消耗、传输电路上的电能消耗等应当草去有效的措施有效的较少。在电气设备的选择方面，一般可以按照需要和实际情況进行选择，比如对于电梯而言，可以使用高层电梯和底层电梯综合运用，以此来提高使用效率，有效地降低能源消耗。
2合理设计供配电
2.1选取科学的供电电压级别
通常输电线路上承载的电压量越高，实际可以输送的总容量就越大，同样的输送距离相对地就越长了。所以，在电压相同时，如果要输送长距离的话，那么其输送的总容量就要小，相反，想要输送总容量较大的话，则要求输送的距离必须短点。最好按照负荷承载的总容量、输送供电的距离跟相关设备，科学设计实用的供配电系统，合理选取供电电压级别。变电所最好建在负荷中心附近，达到缩短供电整个半径的目的，在一定程度上减少了线路上所消耗的能量。
2.2正确选取供电线路
如果导线电缆整个截面的选择得过大，即使在一定程度上能够节能，可其整体的投资却过大；如果选择过小的话，就有可能不能正常运作，让使用寿命变短，更有甚者还会威胁生命。设计线路最好要依照“减少线路整体损耗”这一目的来选择。因为电流在流通于配电线路上时，一般会损耗一定功率，如果将线路电阻R值设定为固定不变的话，那么线路越长，其电阻值就越大。所以，最好选用那些电阻率相对较小的导线，比如铜芯导线。另外，还可选择季节性负荷的特殊线路，作为长时间供电使用线路。
3减少变压器的有功功率损耗
变压器的有功功率损耗如下：
ΔPb=Po+Pkβ?
式中ΔPb———变压器有功损耗，Po———变压器空载损耗，Pk———变压器有载损耗，β———变压器的负载率。
Po为空载损耗，又称铁损，它由铁心的涡流损耗及漏磁损耗组成，是固定不变的部分，大小随矽钢片的性能及铁心制造工艺而定。所以，变压器应选用节能型，如S9、SCB8、SCB10等油浸型或干式变压器，采用优质冷轧取向矽钢片，由于作了“取向”处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，以减少铁心的涡流损耗；45°全斜接缝结构形式，使接缝密合性好，以减少漏磁损耗。
以商场SC8/1000kVA变压器为例，当β=50%时，相对于β=85%时可节约能耗7.56kWh，按最高用电小时计：每天按12h，365天营业，则总共节约电能33113kWh。按营业性电价0.78kWh/元计，则每年节约25828元。按每千瓦的初装投资，如1000kVA的变压器先按单回路计（如双回路供电则翻倍），初装费每千瓦为1120元，每年节省的电费只解决了23kVA的初装费，还有977kVA的初装费，加上加大变压器容量而多付的设备费，若因此类原因需增加变压器台数，则还要相应增加高压出线柜的数量所造成的连关设备和土建费用等，需要一笔相当大的投资及以后的设备维护保养费等。由此可见，选用变压器采用50%左右的负载率是不可取的。
事实上，对变压器采用50%左右的负荷率仅减少了变压器的线损，并未减少变压器的铁损，因此不是最节能的措施，如在计初装费、变压器、高低压开关柜及土建的投资和设备的运行维护费用，对变压器留有适当的容量后，变压器的负载率一般控制在75%～85%为宜。这样，也可做到物尽其用，因变压器的满载使用年限一般为20a，20a后又有性能更好的变压器，能使设备处在技术更领先、更趋合理的状态。为减少变压器损耗，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下，尽可能减少变压器的台数而选用较大容量的变压器。例如，需要装机容量为2000kVA时，可选用2台1000kVA，而若选用4台500kVA就不太合理，不管从设备布置的位置或一次投资，还是从设备的长期运行及维护费用等角度来讲都不尽合理。综上所述，在选用变压器时一般应掌握上述原则，既满足了节能要求，又经济合理。
4照明节能
照明是一种量大面广的用电设施，因此，照明的节能潜力很大，可从以下几个方面着手：
4.1采用高光效光源。以往使用的白炽灯，因价格便宜、安装方便而得到广泛使用，但其弱点是发光效率低，因此目前正逐渐被各种发光效率高、光色好、显色指数高的新型光源所取代。
4.2建筑物尽量利用自然采光。靠近室外部分的建筑墙面应尽量将门窗开大，并采用透光率较好的玻璃门窗，以达到充分利用自然光的目的。凡是可利用自然光的照明部分，可按照度标准检测现场照度，并进行灯光自动控制调节。
4.3对气体放电灯采用灯光无级自动调节，即调节灯丝，从而达到调光的目的。在照明系统的使用中采用这种调光方式是不可取的，它只适用于特殊条件下，如气象台、导航站等小面积的控制室，要求室内照度与室外自然光协调的环境可采用这种调光设备。
4.4对长期需要开停，又按人流量自动调整照度的场合，在增加投资不多的情况下，对荧光灯可利用调压的方式，固定调节范围，如北京地铁站就采用的国外调光设备。荧光灯采用调电压的方式调光，其节能效果并不显著。因气体放电灯的发光是靠离子在高电压下产生碰撞达到一定能量级后使荧光粉发光，因此光通量并不与电压成正比，电压下降10%，光通量下降约30%～40%，如电压下降30%，灯就会熄灭。因此，气体放电灯在实际工程中很少采用调压方式调光。
照明节能中，除满足照度、光色、显色指数外，应尽量采用高效光源和高效灯具，对能利用自然光部分的灯具或可变照度的照明采用分组分片的自动控制起停方式，达到照明节能的效果。
5结语
在国家节能减排政策的大力宣传和积极推广下，人们对节能减排的意识越来越强，节能得到全社会的积极关注，这些节能方式的推广和应用将会越来越普遍。
参考文献：
[1]王胜利；陈晓林；浅谈建筑电气设计中的几种节能方法[J]；黑龙江科技信息；2011（8）
[2]何志辉；浅谈在建筑中电气设计的要点[J]；科技资讯；2010，（07）
关键词：电气设计；变压器；照明；电动机节能
1电气工程设计在电气节能方面应贯彻以下三个原则：
1.1必须保证建筑物使用功能的有效发挥
实现建筑电气节能，是为了在保证建筑物功能不改变的前提下，更大程度的实现电力资源的节约。只有保证建筑物本身使用功能的实现，做好建筑电气节能设计才有存在的价值，否则，一切都将无从谈起。
1.2设计时对经济效益进行充分考虑
在建筑电气节能设计时，要对经济利益进行充分而全面的考虑，不能为了单纯的节约电能，而增加投资成本，这样会起到相反的作用。在设计过程中，要规范设计过程，并设计出多种图纸进行仔细的分析比较，选择一种做最经济最安全的设计方案，争取在安全性得以保障的前提下以最小的投资达到最大的利益，设计完成之后应该再仔细审核。不仅要实现节能的目的，还要实现经济利益。
1.3减少不有必要的能源消耗
在设计建筑电气节能时，要有效地减少不必要的能源消耗。应当采取有效地措施尽量的减少一些与发挥功能无关的消耗。例如：对于电气设备自身的电能消耗、传输电路上的电能消耗等应当草去有效的措施有效的较少。在电气设备的选择方面，一般可以按照需要和实际情況进行选择，比如对于电梯而言，可以使用高层电梯和底层电梯综合运用，以此来提高使用效率，有效地降低能源消耗。
2合理设计供配电
2.1选取科学的供电电压级别
通常输电线路上承载的电压量越高，实际可以输送的总容量就越大，同样的输送距离相对地就越长了。所以，在电压相同时，如果要输送长距离的话，那么其输送的总容量就要小，相反，想要输送总容量较大的话，则要求输送的距离必须短点。最好按照负荷承载的总容量、输送供电的距离跟相关设备，科学设计实用的供配电系统，合理选取供电电压级别。变电所最好建在负荷中心附近，达到缩短供电整个半径的目的，在一定程度上减少了线路上所消耗的能量。
2.2正确选取供电线路
如果导线电缆整个截面的选择得过大，即使在一定程度上能够节能，可其整体的投资却过大；如果选择过小的话，就有可能不能正常运作，让使用寿命变短，更有甚者还会威胁生命。设计线路最好要依照“减少线路整体损耗”这一目的来选择。因为电流在流通于配电线路上时，一般会损耗一定功率，如果将线路电阻R值设定为固定不变的话，那么线路越长，其电阻值就越大。所以，最好选用那些电阻率相对较小的导线，比如铜芯导线。另外，还可选择季节性负荷的特殊线路，作为长时间供电使用线路。
3减少变压器的有功功率损耗
变压器的有功功率损耗如下：
ΔPb=Po+Pkβ?
式中ΔPb———变压器有功损耗，Po———变压器空载损耗，Pk———变压器有载损耗，β———变压器的负载率。
Po为空载损耗，又称铁损，它由铁心的涡流损耗及漏磁损耗组成，是固定不变的部分，大小随矽钢片的性能及铁心制造工艺而定。所以，变压器应选用节能型，如S9、SCB8、SCB10等油浸型或干式变压器，采用优质冷轧取向矽钢片，由于作了“取向”处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，以减少铁心的涡流损耗；45°全斜接缝结构形式，使接缝密合性好，以减少漏磁损耗。
以商场SC8/1000kVA变压器为例，当β=50%时，相对于β=85%时可节约能耗7.56kWh，按最高用电小时计：每天按12h，365天营业，则总共节约电能33113kWh。按营业性电价0.78kWh/元计，则每年节约25828元。按每千瓦的初装投资，如1000kVA的变压器先按单回路计（如双回路供电则翻倍），初装费每千瓦为1120元，每年节省的电费只解决了23kVA的初装费，还有977kVA的初装费，加上加大变压器容量而多付的设备费，若因此类原因需增加变压器台数，则还要相应增加高压出线柜的数量所造成的连关设备和土建费用等，需要一笔相当大的投资及以后的设备维护保养费等。由此可见，选用变压器采用50%左右的负载率是不可取的。
事实上，对变压器采用50%左右的负荷率仅减少了变压器的线损，并未减少变压器的铁损，因此不是最节能的措施，如在计初装费、变压器、高低压开关柜及土建的投资和设备的运行维护费用，对变压器留有适当的容量后，变压器的负载率一般控制在75%～85%为宜。这样，也可做到物尽其用，因变压器的满载使用年限一般为20a，20a后又有性能更好的变压器，能使设备处在技术更领先、更趋合理的状态。为减少变压器损耗，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下，尽可能减少变压器的台数而选用较大容量的变压器。例如，需要装机容量为2000kVA时，可选用2台1000kVA，而若选用4台500kVA就不太合理，不管从设备布置的位置或一次投资，还是从设备的长期运行及维护费用等角度来讲都不尽合理。综上所述，在选用变压器时一般应掌握上述原则，既满足了节能要求，又经济合理。
4照明节能
照明是一种量大面广的用电设施，因此，照明的节能潜力很大，可从以下几个方面着手：
4.1采用高光效光源。以往使用的白炽灯，因价格便宜、安装方便而得到广泛使用，但其弱点是发光效率低，因此目前正逐渐被各种发光效率高、光色好、显色指数高的新型光源所取代。
4.2建筑物尽量利用自然采光。靠近室外部分的建筑墙面应尽量将门窗开大，并采用透光率较好的玻璃门窗，以达到充分利用自然光的目的。凡是可利用自然光的照明部分，可按照度标准检测现场照度，并进行灯光自动控制调节。
4.3对气体放电灯采用灯光无级自动调节，即调节灯丝，从而达到调光的目的。在照明系统的使用中采用这种调光方式是不可取的，它只适用于特殊条件下，如气象台、导航站等小面积的控制室，要求室内照度与室外自然光协调的环境可采用这种调光设备。
4.4对长期需要开停，又按人流量自动调整照度的场合，在增加投资不多的情况下，对荧光灯可利用调压的方式，固定调节范围，如北京地铁站就采用的国外调光设备。荧光灯采用调电压的方式调光，其节能效果并不显著。因气体放电灯的发光是靠离子在高电压下产生碰撞达到一定能量级后使荧光粉发光，因此光通量并不与电压成正比，电压下降10%，光通量下降约30%～40%，如电压下降30%，灯就会熄灭。因此，气体放电灯在实际工程中很少采用调压方式调光。
照明节能中，除满足照度、光色、显色指数外，应尽量采用高效光源和高效灯具，对能利用自然光部分的灯具或可变照度的照明采用分组分片的自动控制起停方式，达到照明节能的效果。
5结语
在国家节能减排政策的大力宣传和积极推广下，人们对节能减排的意识越来越强，节能得到全社会的积极关注，这些节能方式的推广和应用将会越来越普遍。
参考文献：
[1]王胜利；陈晓林；浅谈建筑电气设计中的几种节能方法[J]；黑龙江科技信息；2011（8）
[2]何志辉；浅谈在建筑中电气设计的要点[J]；科技资讯；2010，（07）