论文部分内容阅读
【摘 要】建筑电气节能设计已成为电气设计的重中之重， 逐渐向着自动化、节能化、信息化和智能化方向发展。电气设计专业人员应高度重视节能设计理念， 全面掌握并运用有效的节能措施。本文阐述了建筑电气节能设计遵循的原则，探讨了建筑电气设计的节能措施。
【关键词】建筑；电气设计；节能；措施
1.建筑电气节能设计遵循的原则
1.1满足建筑物的功能
即满足照明的亮度，色温、显色指数；舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻。
1.2节能并不是无限制的投资，而是要综合考虑实际的经济效益，不能为了节能而不顾忌投资成本，而是在节能设计过程中增加的节能设计的投资，能在几年或更短的时间内用节能节省下来的运行费用来弥补这部分投资，也就是所谓有节能投资回收。
2.建筑电气设计节能措施
2.1配电系统的节能设计
在工程设计中，变电所的中心位置应尽量接近负荷中心，以缩短配电半径，减少线路损耗，同时还要兼顾电源的进出线方向。实际上对多数用户来讲，至少从有色金属消耗量及线路功率损失这两个原则出发选择变电所的位置，得出的结果才能使用户在一次性投资、节能降损及设施维护管理等方面产生直接的经济效益。
根据负荷容量、供电距离及分布、用电设备的特点等因素合理设计供配电系统，使系统尽量简单可靠，操作方便。根据规程规定，要求配电变压器出口处的电流不平衡度不大于10%，干线及分支线首端的不平衡度不大于20%，中性线的电流不超过额定电流的25%，这是因为在配电系统中，有的相电流较小，有的相电流接近甚至超过额定电流，这种情况下，不仅影响变压器的安全经济运行，影响供电质量，而且会成倍增加线损。在设计中应尽量减小三相不平衡度。
2.2提高供配电系统的功率因数
系统中的用电设备，如电动机、變压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功相抵消，这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备，在线路上就产生了有功损耗，而这部分损耗是可以想办法改变的，其措施有以下几种。
（1）提高设备的自然功率因数，以减少对超前无功的需求，可采用功率因数较高的同步电动机；荧光灯可采用高次谐波系数低于15% 的电子镇流器；采用电感镇流器的气体放电灯，单灯安装电容器等，都可使自然功率因数提高到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。
（2）若自然功率因素达不到要求，应进行无功功率的补偿。方案是：对供电点较远且无功功率较大的设备采用就地补偿，在用电设备集中的地方采用成组补偿，民用建筑内其他的无功功率则主要在变电所内集中补偿，并多采用自动无功功率补偿加固定补偿方式。
2.3照明节能设计
2.3.1充分利用自然光
充分利用自然光源是照明节能工程中的一个重要内容。白天尽可能利用天然光源，使建筑物内获得稳定的光照条件。采用透光性能较好的玻璃门窗。凡是可以利用自然光的这部分照明，可以采用灯光调节装置， 根据照度进行灯光自动调节，达到节能的目的。
2.3.2合理选择高效节能电光源
照明光源应选择发光效率高、显色性好、使用寿命长、启动可靠方便快捷、性能价格比高的高效光源。低压钠灯和高压钠灯的发光效率高， 但由于色温低，颜色偏暖，显色指数在40～60之间， 颜色失真度大， 只能用在路灯或广场照明。显色指数在60的高显色性钠灯可与汞灯组成混光照明灯， 用于工厂或体育馆的照明。发光效率很高的金属卤化物灯，三基色荧光灯及稀土金属荧光灯，由于色温范围广，3200K～4000K，光色选择性好，显色指数又高，可达80～95， 颜色失真度小，尤其金属卤化物灯对人的皮肤显色性特别好。
2.3.3选用高效性能的电气附件
荧光灯用电感镇流器一般功率为灯管额定功率的20%，高强度气体放电灯（H D）的镇流器功率为额定功率的15%～16%。而电子镇流器与电感镇流器相比较。具有启动电压低、噪声小、温升低、重量轻、无频闪等优点。比电感镇流器节电10%以上，其本身功耗也比电感镇流器降低50%～75%，综合电输入功率降低18%～23%，节电效果显著。在大面积使用气体放电灯的场所，宜装设补偿电容器。
2.3.4合理选择照明方式和线路
在满足标准度的条件下， 应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。照明线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。大多数照明电压为220V，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线三种方式供电。三相四线式供电比其它供电方式线路损耗小得多。因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。
2.3.5合理选择照明电路控制方式
通过光线感应可根据环境光自动控制灯光回路的开闭。当环境光变亮时，可自动关闭部分灯光，通过人体感应可自动控制灯光的开关及空调的启停，可做到有人开灯、开空调，无人关灯、关空调。当有人将窗户打开时，可自动将空调关闭，通过光线感应， 在夏天太阳光线强烈时， 可自动将遮阳卷帘放下，防止室内温度温升过高。实践证明， 住宅楼梯间灯采用了以上开关后，更换灯泡的周期大大延长， 而且灯泡容量受开关的控制也不会过大，杜绝了以往楼梯间使用大容量灯泡昼夜长明的浪费现象，从而最大限度地达到了节能目的。
2.3.6积极推广使用新型光源
发光二极管（LED）被称为“绿色光源”，白光LD理论发光光效可达200lm/w，目前实验室里已经达到100lm/w，50lm/w，的产品已经进入市场，较同等亮度的白炽等耗电量减少约80%，节电潜力巨大；随着L ED的迅速发展，发光光纤得以广泛应用，与LED光源结合，发光光纤现在已经在建筑物立面装饰、室内装饰及水下装饰中广泛应用；室外照明可选用太阳能灯具。
2.4太阳能光伏发电系统的应用
太阳能属于可再生能源，其优点是减少污染、保护生态环境。独立运行太阳能光伏发电系统由太阳能电池板、控制器、蓄电池和逆变器组成，若并网运行，则无需蓄电池组。我国年均太阳能辐射量为5000WJ，年均日照时间为2200h，资源相当丰富。每平方米太阳能电池板的发电量按100w/h计算，则年发电量为200KW以上。目前，太阳能光伏发电系统应用场所主要包括：建筑物部分用电设备、环境照明，如庭院灯、草坪灯、道路照明、体育场照明等。
系统设计时应考虑：用电负荷的性质、大小及每天工作的时间、系统输出的电压等级、阴雨天气时系统连续工作时间、建筑物所在区域的太阳能辐射量和日照时间、太阳能电池板的安装位置和抗风荷载的措施等因素。
总之，建设节约型社会是一项系统工程，不仅关系到党和国家、 政府制定的各项法律法规等，还需要我们社会的每一个成员切实行动起来，从现在做起，节约每一度电，每一份能源。
【参考文献】
[1]刘锦华.电气设计的节能探索[J].甘肃科技，2009，（22）.
[2]陈伟勋.民用建筑电气节能设计[J].建筑知识，2010，（S2）.
[3]邱明泉.浅谈建筑电气设计中的节能[J].科技信息，2009，（23）.
【关键词】建筑；电气设计；节能；措施
1.建筑电气节能设计遵循的原则
1.1满足建筑物的功能
即满足照明的亮度，色温、显色指数；舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻。
1.2节能并不是无限制的投资，而是要综合考虑实际的经济效益，不能为了节能而不顾忌投资成本，而是在节能设计过程中增加的节能设计的投资，能在几年或更短的时间内用节能节省下来的运行费用来弥补这部分投资，也就是所谓有节能投资回收。
2.建筑电气设计节能措施
2.1配电系统的节能设计
在工程设计中，变电所的中心位置应尽量接近负荷中心，以缩短配电半径，减少线路损耗，同时还要兼顾电源的进出线方向。实际上对多数用户来讲，至少从有色金属消耗量及线路功率损失这两个原则出发选择变电所的位置，得出的结果才能使用户在一次性投资、节能降损及设施维护管理等方面产生直接的经济效益。
根据负荷容量、供电距离及分布、用电设备的特点等因素合理设计供配电系统，使系统尽量简单可靠，操作方便。根据规程规定，要求配电变压器出口处的电流不平衡度不大于10%，干线及分支线首端的不平衡度不大于20%，中性线的电流不超过额定电流的25%，这是因为在配电系统中，有的相电流较小，有的相电流接近甚至超过额定电流，这种情况下，不仅影响变压器的安全经济运行，影响供电质量，而且会成倍增加线损。在设计中应尽量减小三相不平衡度。
2.2提高供配电系统的功率因数
系统中的用电设备，如电动机、變压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功相抵消，这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备，在线路上就产生了有功损耗，而这部分损耗是可以想办法改变的，其措施有以下几种。
（1）提高设备的自然功率因数，以减少对超前无功的需求，可采用功率因数较高的同步电动机；荧光灯可采用高次谐波系数低于15% 的电子镇流器；采用电感镇流器的气体放电灯，单灯安装电容器等，都可使自然功率因数提高到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。
（2）若自然功率因素达不到要求，应进行无功功率的补偿。方案是：对供电点较远且无功功率较大的设备采用就地补偿，在用电设备集中的地方采用成组补偿，民用建筑内其他的无功功率则主要在变电所内集中补偿，并多采用自动无功功率补偿加固定补偿方式。
2.3照明节能设计
2.3.1充分利用自然光
充分利用自然光源是照明节能工程中的一个重要内容。白天尽可能利用天然光源，使建筑物内获得稳定的光照条件。采用透光性能较好的玻璃门窗。凡是可以利用自然光的这部分照明，可以采用灯光调节装置， 根据照度进行灯光自动调节，达到节能的目的。
2.3.2合理选择高效节能电光源
照明光源应选择发光效率高、显色性好、使用寿命长、启动可靠方便快捷、性能价格比高的高效光源。低压钠灯和高压钠灯的发光效率高， 但由于色温低，颜色偏暖，显色指数在40～60之间， 颜色失真度大， 只能用在路灯或广场照明。显色指数在60的高显色性钠灯可与汞灯组成混光照明灯， 用于工厂或体育馆的照明。发光效率很高的金属卤化物灯，三基色荧光灯及稀土金属荧光灯，由于色温范围广，3200K～4000K，光色选择性好，显色指数又高，可达80～95， 颜色失真度小，尤其金属卤化物灯对人的皮肤显色性特别好。
2.3.3选用高效性能的电气附件
荧光灯用电感镇流器一般功率为灯管额定功率的20%，高强度气体放电灯（H D）的镇流器功率为额定功率的15%～16%。而电子镇流器与电感镇流器相比较。具有启动电压低、噪声小、温升低、重量轻、无频闪等优点。比电感镇流器节电10%以上，其本身功耗也比电感镇流器降低50%～75%，综合电输入功率降低18%～23%，节电效果显著。在大面积使用气体放电灯的场所，宜装设补偿电容器。
2.3.4合理选择照明方式和线路
在满足标准度的条件下， 应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。照明线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。大多数照明电压为220V，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线三种方式供电。三相四线式供电比其它供电方式线路损耗小得多。因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。
2.3.5合理选择照明电路控制方式
通过光线感应可根据环境光自动控制灯光回路的开闭。当环境光变亮时，可自动关闭部分灯光，通过人体感应可自动控制灯光的开关及空调的启停，可做到有人开灯、开空调，无人关灯、关空调。当有人将窗户打开时，可自动将空调关闭，通过光线感应， 在夏天太阳光线强烈时， 可自动将遮阳卷帘放下，防止室内温度温升过高。实践证明， 住宅楼梯间灯采用了以上开关后，更换灯泡的周期大大延长， 而且灯泡容量受开关的控制也不会过大，杜绝了以往楼梯间使用大容量灯泡昼夜长明的浪费现象，从而最大限度地达到了节能目的。
2.3.6积极推广使用新型光源
发光二极管（LED）被称为“绿色光源”，白光LD理论发光光效可达200lm/w，目前实验室里已经达到100lm/w，50lm/w，的产品已经进入市场，较同等亮度的白炽等耗电量减少约80%，节电潜力巨大；随着L ED的迅速发展，发光光纤得以广泛应用，与LED光源结合，发光光纤现在已经在建筑物立面装饰、室内装饰及水下装饰中广泛应用；室外照明可选用太阳能灯具。
2.4太阳能光伏发电系统的应用
太阳能属于可再生能源，其优点是减少污染、保护生态环境。独立运行太阳能光伏发电系统由太阳能电池板、控制器、蓄电池和逆变器组成，若并网运行，则无需蓄电池组。我国年均太阳能辐射量为5000WJ，年均日照时间为2200h，资源相当丰富。每平方米太阳能电池板的发电量按100w/h计算，则年发电量为200KW以上。目前，太阳能光伏发电系统应用场所主要包括：建筑物部分用电设备、环境照明，如庭院灯、草坪灯、道路照明、体育场照明等。
系统设计时应考虑：用电负荷的性质、大小及每天工作的时间、系统输出的电压等级、阴雨天气时系统连续工作时间、建筑物所在区域的太阳能辐射量和日照时间、太阳能电池板的安装位置和抗风荷载的措施等因素。
总之，建设节约型社会是一项系统工程，不仅关系到党和国家、 政府制定的各项法律法规等，还需要我们社会的每一个成员切实行动起来，从现在做起，节约每一度电，每一份能源。
【参考文献】
[1]刘锦华.电气设计的节能探索[J].甘肃科技，2009，（22）.
[2]陈伟勋.民用建筑电气节能设计[J].建筑知识，2010，（S2）.
[3]邱明泉.浅谈建筑电气设计中的节能[J].科技信息，2009，（23）.