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摘要:节能已经成为当今社会的热门话题。在建筑行业,建筑电气节能设计更是一个值得深入研究和实践的课题。建筑电气对现代化建设发展有着重要影响,在建筑电气设计时既要考虑满足用电的负荷需要,满足供电的安全性和可靠性,又要增强技术的先进性和经济的合理化。同时,随着建筑节能技术以及城镇化的发展,绿色建筑、建筑节能相关标准也纷纷出台,智慧城市的概念也开始深入人心,并且在一些地区已经付诸实践。
关键词:建筑;电气节能;设计
中图分类号:S611文献标识码: A
1、建筑中实现电气节能设计需要坚持的原则
建筑的设计施工过程中,为了实现节能环保要求,节约电气能源,做好电气节能设计工作,需要坚持一定的原则。电气节能设计,不仅要实现节能环保要求,还需要保证建筑功能的完整性,控制建筑施工成本,才能全面体现节能设计。电气节能设计的过程中,需要坚持的设计原则,主要是适用性、实际性和节能性。
1.1适用性
民用建筑的电气节能设计,应该坚持适用性的原则。适用性主要是指电气在满足民用建筑中所需要的能源,可以为使用者提供良好的环境之后,还必须满足民用建筑中用电设备对电能质量、负荷容量和供电可靠性等方面的要求,以保证电气能源的在民用建筑中的合理有效利用。
1.2实际性
民用建筑的电气节能设计,需要重视实际性的原则。在民用建筑电气设计中,对电气能源的实际运行经济效益应进行全面考虑,合理选择具有较好节能效果的设备的同时应减少民用建筑中的电气成本,降低民用建筑中的节能投资,以提高民用建筑中的电气节能经济效益。
1.3节能性
民用建筑的电气节能设计,节能性是一项重要的原则。在实际的电气节能设计过程中,设计人员应该充分考虑各种电气能源消耗的影响因素,采取有效的措施来减少民用建筑中的电气能源消耗,尤其是一些与建筑功能无关的消耗。例如,建筑电气设备自身多产生的电气能源消耗,电能的传输过程中所产生的电能消耗等。这些都是民用建筑中,实现节能设计的重点。
2、建筑的电气节能设计要点
2.1供配电系统的节能设计
对建筑内部用电等级和总荷载进行准确统计分析后,设计使用便捷且科学合理的建筑供配电系统,不仅能节约业主的一次性投资,使单位建筑的经济性提高;还能使建筑工程在日后使用中实现节能降耗。可以说建筑节能中的最关键环节就是供配电系统的节能设计,在实际设计中要注意以下三方面内容:
一是合理选择变配电所的位置,按照建筑的不同用电负荷对所需供电容量及用电等级进行准确统计,与住宅单体分布相结合,设计完成经济稳定的供配电系统。建筑区变配电所的位置要与用电负荷中心临近,不但能使建筑配电半径减小,以免出现往返长距离的供电情况,缩短供电电缆长度,使供配电系统投资成本降低;而且还能使配电线路半径缩小,有效降低线路综合损耗,使配电质量得以提高,实现其它用电设备运行高效稳定,降低能耗的作用。
二是合理布置竖井,在各层设计配电竖井、层配电箱等具体位置时,为便于缩短分开关配电线路长度,降低线路损耗,可将其设置到用电负荷中心。
三是变压器选择要合理,高层建筑电气节能的关键在于变压器的类型要选择合理,由于变压器正常运行时,其内部铁心叠片因电磁力线交变而发生磁滞及涡流现象,进而形成空载损耗,也就是铁损。随着材料物理相关理论的快速发展,作为新型节能材料的非晶态磁性节能材料已做为变压器铁心材料而得到广泛应用,进而形成节能的非晶合金铁心变压器。在工程建设中常用的S11、S13等型号变压器优化传统变压
器结构的改良产品,对传统叠片式铁心结构进行改变,能够使变压器铁心内磁阻减少,与传统变压器相比其空载电流可减少20%—40%,变压器功率因数明显提高,供配电系统综合线损降低,系统供电能力得到有效改善,从配电源头实现节能降耗的效果。
为使变压器正常运行时负载率达到最佳值,可在设计其负载率时考虑变压器铜耗,变压器铜耗与负载率平方具有正比关系。在变压器负荷率为0.5时,运行的综合效率最高,而线损最小,实际上变压器内部铁损并没有减少,从负荷率改善变压器线损上变压器节能效果并不能得到完全体现。不仅会相应增加整个系统变压器与各类配电开关容量,使设备购置费用明显增加;还会增加设备的运行维护费用,将低负荷率条件作为配电变压器的选择条件会得不偿失。
2.2电气照明设计
照明是民用建筑中的一项重要功能,是建筑中必不可少的电气能源消耗。在民用建筑中实现电气节能设计,可以从照明设计方面入手。民用建筑中的照明设计过程中,应该选择高效光源。首先选择照明光源的时候,应该保证适应较高的发光效率、较长的使用寿命、方便快捷、较好的显色性、启动可靠和性能价格比高等要求。根据工作场所的不同,可以选择不同的高效光源,以降低民用建筑中的电能消耗,实现节约能源的要求。按照我国《建筑照明设计标准》中的相关规定,在选择光源的时候,可以从不同的方面进行。如果灯具的安装高度比较低的时候,可以选择荧光灯作为主要光源,光效比较高,具有较好的显色性,而且使用寿命时间比较长。如果灯具安装高度比较高的时候,应该选择金卤灯或者高压钠灯。如果工作场所对光源的显色性要求比较高,可以选择陶瓷金卤灯;如果对光源的显色性没有过高的要求,可选择比较高效,使用时间比较长的高压钠灯。同时,建筑中选择的照明灯应该符合我国现行的《灯具外壳防护》和《灯具安全要求与试验》等相关的规定和要求,这样才能最大程度发挥民用建筑中的照明节能作用。
2.3充分利用太阳能光伏发电系统
太阳能是环保的可再生能源,太阳能光伏发电系统是由太阳能电池板、控制器和蓄电池和逆变器组合而成。太阳能光伏发电系统主要应用于建筑物的部分用电设备上,如:环境照明(庭院灯和草坪灯等)道路照明和体育场照明等。在系统的节能设计中,应考虑下列主要因素:用电负荷的性质、用电量和每天所需的工作时间;系统输出时电压的等级设计;阴雨及雾霾天气时,保证系统能够处于连续工作的状态;建筑物所处位置的日照时间和太阳能辐射量等。
2.4软启节能
电机硬启动对电网造成严重的冲击,而且对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门损害极大,对设备和管路的使用寿命极为不利。当用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命,节省了设备的维护费用。从理论上讲,变频器可以用在所有带有电动机的机械设备中,电动机在启动时,电流会比额定高5-6倍,不但会影响电机的使用寿命而且消耗较多的电量。设计时在电机选型上会留有一定的余量,电机的速度是固定不变,但在实际使用过程中,有时要以较低或较高的速度运行,因此进行变频改造是非常必要的。变频器可实现电机软启动、补偿功率因素、通过改变设备输入电压频率达到节能调速的目的,而且能给设备提供过流、过压、过载等保护功能。
结束语
我国的建筑业在近些年来得到了快速的发展,在建筑电气和照明设计方面也进行了很多的改进措施,节省了大量的能源。在科学技术快速发展的今天,各种新技术新设备都广泛的应用到建筑工程中,在建筑电气和照明设备方面也有各种新技术和新设备,将这些先进的技术和设备应用到建筑中,将对于我国的节能設计更加的有利。并且随着技术的发展,在未来的建筑业中将会有更大的发展空间。
参考文献
[1]高晋峰.论民用建筑工程照明设计中的节能[J].智能建筑电气技术,2012,(04).
[2]张军.关于建筑电气节能设计措施的探讨[J].中国科技信息,2013,(06).
关键词:建筑;电气节能;设计
中图分类号:S611文献标识码: A
1、建筑中实现电气节能设计需要坚持的原则
建筑的设计施工过程中,为了实现节能环保要求,节约电气能源,做好电气节能设计工作,需要坚持一定的原则。电气节能设计,不仅要实现节能环保要求,还需要保证建筑功能的完整性,控制建筑施工成本,才能全面体现节能设计。电气节能设计的过程中,需要坚持的设计原则,主要是适用性、实际性和节能性。
1.1适用性
民用建筑的电气节能设计,应该坚持适用性的原则。适用性主要是指电气在满足民用建筑中所需要的能源,可以为使用者提供良好的环境之后,还必须满足民用建筑中用电设备对电能质量、负荷容量和供电可靠性等方面的要求,以保证电气能源的在民用建筑中的合理有效利用。
1.2实际性
民用建筑的电气节能设计,需要重视实际性的原则。在民用建筑电气设计中,对电气能源的实际运行经济效益应进行全面考虑,合理选择具有较好节能效果的设备的同时应减少民用建筑中的电气成本,降低民用建筑中的节能投资,以提高民用建筑中的电气节能经济效益。
1.3节能性
民用建筑的电气节能设计,节能性是一项重要的原则。在实际的电气节能设计过程中,设计人员应该充分考虑各种电气能源消耗的影响因素,采取有效的措施来减少民用建筑中的电气能源消耗,尤其是一些与建筑功能无关的消耗。例如,建筑电气设备自身多产生的电气能源消耗,电能的传输过程中所产生的电能消耗等。这些都是民用建筑中,实现节能设计的重点。
2、建筑的电气节能设计要点
2.1供配电系统的节能设计
对建筑内部用电等级和总荷载进行准确统计分析后,设计使用便捷且科学合理的建筑供配电系统,不仅能节约业主的一次性投资,使单位建筑的经济性提高;还能使建筑工程在日后使用中实现节能降耗。可以说建筑节能中的最关键环节就是供配电系统的节能设计,在实际设计中要注意以下三方面内容:
一是合理选择变配电所的位置,按照建筑的不同用电负荷对所需供电容量及用电等级进行准确统计,与住宅单体分布相结合,设计完成经济稳定的供配电系统。建筑区变配电所的位置要与用电负荷中心临近,不但能使建筑配电半径减小,以免出现往返长距离的供电情况,缩短供电电缆长度,使供配电系统投资成本降低;而且还能使配电线路半径缩小,有效降低线路综合损耗,使配电质量得以提高,实现其它用电设备运行高效稳定,降低能耗的作用。
二是合理布置竖井,在各层设计配电竖井、层配电箱等具体位置时,为便于缩短分开关配电线路长度,降低线路损耗,可将其设置到用电负荷中心。
三是变压器选择要合理,高层建筑电气节能的关键在于变压器的类型要选择合理,由于变压器正常运行时,其内部铁心叠片因电磁力线交变而发生磁滞及涡流现象,进而形成空载损耗,也就是铁损。随着材料物理相关理论的快速发展,作为新型节能材料的非晶态磁性节能材料已做为变压器铁心材料而得到广泛应用,进而形成节能的非晶合金铁心变压器。在工程建设中常用的S11、S13等型号变压器优化传统变压
器结构的改良产品,对传统叠片式铁心结构进行改变,能够使变压器铁心内磁阻减少,与传统变压器相比其空载电流可减少20%—40%,变压器功率因数明显提高,供配电系统综合线损降低,系统供电能力得到有效改善,从配电源头实现节能降耗的效果。
为使变压器正常运行时负载率达到最佳值,可在设计其负载率时考虑变压器铜耗,变压器铜耗与负载率平方具有正比关系。在变压器负荷率为0.5时,运行的综合效率最高,而线损最小,实际上变压器内部铁损并没有减少,从负荷率改善变压器线损上变压器节能效果并不能得到完全体现。不仅会相应增加整个系统变压器与各类配电开关容量,使设备购置费用明显增加;还会增加设备的运行维护费用,将低负荷率条件作为配电变压器的选择条件会得不偿失。
2.2电气照明设计
照明是民用建筑中的一项重要功能,是建筑中必不可少的电气能源消耗。在民用建筑中实现电气节能设计,可以从照明设计方面入手。民用建筑中的照明设计过程中,应该选择高效光源。首先选择照明光源的时候,应该保证适应较高的发光效率、较长的使用寿命、方便快捷、较好的显色性、启动可靠和性能价格比高等要求。根据工作场所的不同,可以选择不同的高效光源,以降低民用建筑中的电能消耗,实现节约能源的要求。按照我国《建筑照明设计标准》中的相关规定,在选择光源的时候,可以从不同的方面进行。如果灯具的安装高度比较低的时候,可以选择荧光灯作为主要光源,光效比较高,具有较好的显色性,而且使用寿命时间比较长。如果灯具安装高度比较高的时候,应该选择金卤灯或者高压钠灯。如果工作场所对光源的显色性要求比较高,可以选择陶瓷金卤灯;如果对光源的显色性没有过高的要求,可选择比较高效,使用时间比较长的高压钠灯。同时,建筑中选择的照明灯应该符合我国现行的《灯具外壳防护》和《灯具安全要求与试验》等相关的规定和要求,这样才能最大程度发挥民用建筑中的照明节能作用。
2.3充分利用太阳能光伏发电系统
太阳能是环保的可再生能源,太阳能光伏发电系统是由太阳能电池板、控制器和蓄电池和逆变器组合而成。太阳能光伏发电系统主要应用于建筑物的部分用电设备上,如:环境照明(庭院灯和草坪灯等)道路照明和体育场照明等。在系统的节能设计中,应考虑下列主要因素:用电负荷的性质、用电量和每天所需的工作时间;系统输出时电压的等级设计;阴雨及雾霾天气时,保证系统能够处于连续工作的状态;建筑物所处位置的日照时间和太阳能辐射量等。
2.4软启节能
电机硬启动对电网造成严重的冲击,而且对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门损害极大,对设备和管路的使用寿命极为不利。当用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命,节省了设备的维护费用。从理论上讲,变频器可以用在所有带有电动机的机械设备中,电动机在启动时,电流会比额定高5-6倍,不但会影响电机的使用寿命而且消耗较多的电量。设计时在电机选型上会留有一定的余量,电机的速度是固定不变,但在实际使用过程中,有时要以较低或较高的速度运行,因此进行变频改造是非常必要的。变频器可实现电机软启动、补偿功率因素、通过改变设备输入电压频率达到节能调速的目的,而且能给设备提供过流、过压、过载等保护功能。
结束语
我国的建筑业在近些年来得到了快速的发展,在建筑电气和照明设计方面也进行了很多的改进措施,节省了大量的能源。在科学技术快速发展的今天,各种新技术新设备都广泛的应用到建筑工程中,在建筑电气和照明设备方面也有各种新技术和新设备,将这些先进的技术和设备应用到建筑中,将对于我国的节能設计更加的有利。并且随着技术的发展,在未来的建筑业中将会有更大的发展空间。
参考文献
[1]高晋峰.论民用建筑工程照明设计中的节能[J].智能建筑电气技术,2012,(04).
[2]张军.关于建筑电气节能设计措施的探讨[J].中国科技信息,2013,(06).