论文部分内容阅读
摘 要：建筑电气的节能措施有很多种，包括建筑照明及其控制的节能、建筑智能控制的节能、供配电系统及电器产品。本文运用科学发展的观点，结合民用建筑设计的特点阐释“电气节能措施”的应用和选择．并重点对供配电系统的节能及实施做了说明。
关键词：建筑电气；设计；节能措施
Abstract: Energy saving measures of building electrical there are many, including architectural lighting control and energy saving, building intelligent control and energy saving, power supply and distribution system and electrical appliances. In this paper, the use of the scientific development view, application and selection of combined with the characteristics of interpretation of " electrical energy saving measures " civil construction design. And focus on energy conservation and the implementation of power supply and distribution system are described.
Keywords : building electrical design; energy saving measures;
中圖分类号：F407.6
在当前的建筑电气设计中，应把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节约电能应以提高能源利用率和综合效益为主要途径，根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定设计方案
1 建筑电气的概念及现状
建筑电气是指在建筑物中利用科学规范的理论知识和先进的电气技术，为人们创造人性化的电气系统。这里的电气技术包括电力技术、信息技术和智能化技术。随着我国经济快速发展，建筑业也如雨后春笋，建筑电气能源的消耗量越来越大，各类能源供不应求却存在着严重的浪费现象。近年来我国兴建了一大批大型及特大型的住宅小区和公共建筑，但是大部分都没有对建筑节能特别是建筑电气节能予以重视，长此以往必将造成巨大的资源浪费。
2.建筑电气设计节能原则
虽然节约能源是好事, 但是也绝不能因为为了节能而以建筑电器的功能、损害使用需求为代价,这些都是本末倒置的行为。因此,真正做好建筑电气设计中的节能工作,应遵守以下节能的基本原则。
保证建筑物功能正常使用
保证建筑物在用电上安全、舒适、高效。对于照明来说,需要在照度、色温、显色指数等方面进行不同需求的满足。对于一些特殊建筑物,如酒店、娱乐场所、医疗机构以及体育场等,要满足其特殊的工艺需求。
2.2 结合实际经济效益进行合理节能
节约能源应该站在建筑单位的实际经济效益上来看问题。避免为了单纯的想节能而增加运行的费用,从而造成更高的消耗投资。最好的办法是让增加那部分投资在短的时间内, 用节约下来能源的运行经费进行回收利用[3]。
2.3 节能要具备保护环境的前提。
节约能源的前提条件是不破坏环境。根据现有的技术,做到经济适用、安全舒适的原则。在电气设备以其控制模式选择上,一般在少增加或不增加投资的前提下能取得明显节能效果为宜。
2.4 节约无用耗能。
节约能源的重点是降低那些无用的能量消耗,分为两步进行。第一步是找到与发挥建筑物功能无关的能源消耗之处。第二部是考虑具体采取那些节能措施。如变压器的功率损耗,传输电能线路的做功损耗都属于无用的能量损耗,又如那些范围比较广,量比较大的照明设备,宜采用先进技术使其能耗降低。
3 建筑电气设计中的节能措施
3.1 供配电系统的节能设计
3.1.1是通过供配电系统的合理分布减少线损。线损是能耗的重要部分，线损的存在意味着一部分能源做了无用功，为此，设计人员应该通过供配电系统的合理分布来达到减少线损的目的。设计人员在方案设计阶段就应考虑到变配电室、配电小间的位置，以满足供电半径和所选线路长度的需要；在线路选择上应以走直线为原则，以减少导线长度。在系统整体分布上应尽量减少或者不走回头线，以减少回线上的线损。在变压器的位置设计上，需要尽量靠近整个建筑的负荷中心，通过减少供电距离来达到减少线损的目的。在高层建筑供配电系统布置当中，低压配电室的位置应该布置在竖井位置，由低压配电室提供竖井干线，以保证线路都向前送，避免出现线路返送。这种系统布局方案在高层建筑中起到了广泛应用。
3.1.2是选择技术经济合理的配电方案。在配电系统方案设计过程中，设计人员需要详细分析方案的技术性和经济性，在此基础上选择最经济的方案。设计人员需要对方案的整体耗能情况进行分析，在此基础上对一些耗能的细节进行完善，以求方案的经济性和节能性。如，对空调等季节性负荷单独设置变压器，将不同季节或时间段使用负荷可由同1台变压器负担，以减少配电系统整体变压器的容量。对某些季节性的负荷线路，共用不仅能节约投资，更能够减少电阻和线损。配电系统变压器的容量和数量需要进行详细计算，充分考虑变压器的初投资、负载率等因素。实践证明，在一些工程当中，这一比例既能满足配电网的供电需要，又能最大限度地节约投资、减少线损，其节能效果非常明显。
3.2建筑电气设计中照明的环保节能设计
3.2.2 合理、全面借助自然光
照明的环保节能设计，应合理全面的借助自然光，并与室内照明相结合。比如，室外景光灯应选用太阳能灯具，对于能调节照度或能借助自然光的灯具，应采取分片分区的自动化控制的开停方式进行节能降耗，同样得到照明且节能的功效。
3.2.2 选用高效、节能的光源
在确保照明质量的情况下，选取管细、径直、紧凑型的荧光灯管，若悬挂位置高而照明要求一般的情况下，应选用金属卤化物灯、高压钠灯、镇流高压荧光汞灯，这是由于其费用较低且视觉质量高，更重要的是节约能源。
3.2.3灯具控制方式的改进
结合照明特点，应选用分区控制或视情况增减照明开关点，并选取节能型的装置或开关。对于病房、卧室、客房应在床头安装可调光开关，对于高级客房选取节电钥匙开关，室外照明或公共照明可以选用光电、声控或程序控制的开关，对于楼梯、过道灯短暂停留地带，则可以采用节能自动熄灭开关。
3.3 建筑电气设计中变压器的环保节能设计
变压器的环保节能设计，根据变压器有功功率损耗的公式：△Pb＝Po＋Pkβ2计算，其中，△Po代表变压器的空载损耗；Pk代表变压器的有载损耗；β代表变压器的负载率。Po通常又称为铁损，分别由铁芯的漏磁损耗和涡流损耗组成且固定不变，其大小随着铁芯的制造工艺和硅钢片的性能而决定。因而在选用变压器时，必须选用油浸型或干式等节能型的变压器。为降低变压器的损耗，一旦容量大且选用变压器台数较多时，应在负荷合理分配的前提下，尽量降低变压器使用台数，选择容量大的变压器。
3.4 建筑电气设计中电动机运行的环保节能设计
在建筑电气设计中，由于水道、暖通、建筑等都与电动机相互配套，且由设备提供商统一供应，其节能环保只能在运行中进行，除上述几种降低损耗的方法外，还应尽可能的降低电动机轻载或空载的频率。应选取变频调速器，使其能在处于负载下降的情况下，采取变频的方式，实现转速自动调节，使之适应负载的变化。选用这种办法，能提升电动机处于轻载状态下的效率，实现节能环保的目的。唯一的缺陷就是此种设备的代价较高，应用过程中由于受到资金的限制而难以使用。因而就必须选取软起动器，该设备是根据起动时间逐渐调控可控硅的导通角，从而控制电压的变化，因电压能持续调节，从而起动平稳，到起动结束，则以全压状态投入并运行。该设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到速度随负载的变化而变化。由于其自起动至运行，电流变化一般不高于3倍，从而确保电网的电压波动在规范的范围内，而它是采取可控硅调压，正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上，不会返回电网。因而，它对散热和通风有较高的要求。但其价格相对变频器较便宜，所以，在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中应广泛应用。
总 结
随着节能意识的提高，建筑电气节能设计已经被人们接受并逐步应用到建筑设计当中，这对于降低建筑能耗，减少建筑行业发展对生态环境的不利影响具有重要意义。因此，建筑设计师在电气节能设计的时候，应该针对建筑能耗需要，通过供配电系统的节能设计和照明节能设计来达到节能降耗的目的，此外还要继续探索电气节能设计的新方法，以进一步提高电气节能的效果。
关键词：建筑电气；设计；节能措施
Abstract: Energy saving measures of building electrical there are many, including architectural lighting control and energy saving, building intelligent control and energy saving, power supply and distribution system and electrical appliances. In this paper, the use of the scientific development view, application and selection of combined with the characteristics of interpretation of " electrical energy saving measures " civil construction design. And focus on energy conservation and the implementation of power supply and distribution system are described.
Keywords : building electrical design; energy saving measures;
中圖分类号：F407.6
在当前的建筑电气设计中，应把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节约电能应以提高能源利用率和综合效益为主要途径，根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定设计方案
1 建筑电气的概念及现状
建筑电气是指在建筑物中利用科学规范的理论知识和先进的电气技术，为人们创造人性化的电气系统。这里的电气技术包括电力技术、信息技术和智能化技术。随着我国经济快速发展，建筑业也如雨后春笋，建筑电气能源的消耗量越来越大，各类能源供不应求却存在着严重的浪费现象。近年来我国兴建了一大批大型及特大型的住宅小区和公共建筑，但是大部分都没有对建筑节能特别是建筑电气节能予以重视，长此以往必将造成巨大的资源浪费。
2.建筑电气设计节能原则
虽然节约能源是好事, 但是也绝不能因为为了节能而以建筑电器的功能、损害使用需求为代价,这些都是本末倒置的行为。因此,真正做好建筑电气设计中的节能工作,应遵守以下节能的基本原则。
保证建筑物功能正常使用
保证建筑物在用电上安全、舒适、高效。对于照明来说,需要在照度、色温、显色指数等方面进行不同需求的满足。对于一些特殊建筑物,如酒店、娱乐场所、医疗机构以及体育场等,要满足其特殊的工艺需求。
2.2 结合实际经济效益进行合理节能
节约能源应该站在建筑单位的实际经济效益上来看问题。避免为了单纯的想节能而增加运行的费用,从而造成更高的消耗投资。最好的办法是让增加那部分投资在短的时间内, 用节约下来能源的运行经费进行回收利用[3]。
2.3 节能要具备保护环境的前提。
节约能源的前提条件是不破坏环境。根据现有的技术,做到经济适用、安全舒适的原则。在电气设备以其控制模式选择上,一般在少增加或不增加投资的前提下能取得明显节能效果为宜。
2.4 节约无用耗能。
节约能源的重点是降低那些无用的能量消耗,分为两步进行。第一步是找到与发挥建筑物功能无关的能源消耗之处。第二部是考虑具体采取那些节能措施。如变压器的功率损耗,传输电能线路的做功损耗都属于无用的能量损耗,又如那些范围比较广,量比较大的照明设备,宜采用先进技术使其能耗降低。
3 建筑电气设计中的节能措施
3.1 供配电系统的节能设计
3.1.1是通过供配电系统的合理分布减少线损。线损是能耗的重要部分，线损的存在意味着一部分能源做了无用功，为此，设计人员应该通过供配电系统的合理分布来达到减少线损的目的。设计人员在方案设计阶段就应考虑到变配电室、配电小间的位置，以满足供电半径和所选线路长度的需要；在线路选择上应以走直线为原则，以减少导线长度。在系统整体分布上应尽量减少或者不走回头线，以减少回线上的线损。在变压器的位置设计上，需要尽量靠近整个建筑的负荷中心，通过减少供电距离来达到减少线损的目的。在高层建筑供配电系统布置当中，低压配电室的位置应该布置在竖井位置，由低压配电室提供竖井干线，以保证线路都向前送，避免出现线路返送。这种系统布局方案在高层建筑中起到了广泛应用。
3.1.2是选择技术经济合理的配电方案。在配电系统方案设计过程中，设计人员需要详细分析方案的技术性和经济性，在此基础上选择最经济的方案。设计人员需要对方案的整体耗能情况进行分析，在此基础上对一些耗能的细节进行完善，以求方案的经济性和节能性。如，对空调等季节性负荷单独设置变压器，将不同季节或时间段使用负荷可由同1台变压器负担，以减少配电系统整体变压器的容量。对某些季节性的负荷线路，共用不仅能节约投资，更能够减少电阻和线损。配电系统变压器的容量和数量需要进行详细计算，充分考虑变压器的初投资、负载率等因素。实践证明，在一些工程当中，这一比例既能满足配电网的供电需要，又能最大限度地节约投资、减少线损，其节能效果非常明显。
3.2建筑电气设计中照明的环保节能设计
3.2.2 合理、全面借助自然光
照明的环保节能设计，应合理全面的借助自然光，并与室内照明相结合。比如，室外景光灯应选用太阳能灯具，对于能调节照度或能借助自然光的灯具，应采取分片分区的自动化控制的开停方式进行节能降耗，同样得到照明且节能的功效。
3.2.2 选用高效、节能的光源
在确保照明质量的情况下，选取管细、径直、紧凑型的荧光灯管，若悬挂位置高而照明要求一般的情况下，应选用金属卤化物灯、高压钠灯、镇流高压荧光汞灯，这是由于其费用较低且视觉质量高，更重要的是节约能源。
3.2.3灯具控制方式的改进
结合照明特点，应选用分区控制或视情况增减照明开关点，并选取节能型的装置或开关。对于病房、卧室、客房应在床头安装可调光开关，对于高级客房选取节电钥匙开关，室外照明或公共照明可以选用光电、声控或程序控制的开关，对于楼梯、过道灯短暂停留地带，则可以采用节能自动熄灭开关。
3.3 建筑电气设计中变压器的环保节能设计
变压器的环保节能设计，根据变压器有功功率损耗的公式：△Pb＝Po＋Pkβ2计算，其中，△Po代表变压器的空载损耗；Pk代表变压器的有载损耗；β代表变压器的负载率。Po通常又称为铁损，分别由铁芯的漏磁损耗和涡流损耗组成且固定不变，其大小随着铁芯的制造工艺和硅钢片的性能而决定。因而在选用变压器时，必须选用油浸型或干式等节能型的变压器。为降低变压器的损耗，一旦容量大且选用变压器台数较多时，应在负荷合理分配的前提下，尽量降低变压器使用台数，选择容量大的变压器。
3.4 建筑电气设计中电动机运行的环保节能设计
在建筑电气设计中，由于水道、暖通、建筑等都与电动机相互配套，且由设备提供商统一供应，其节能环保只能在运行中进行，除上述几种降低损耗的方法外，还应尽可能的降低电动机轻载或空载的频率。应选取变频调速器，使其能在处于负载下降的情况下，采取变频的方式，实现转速自动调节，使之适应负载的变化。选用这种办法，能提升电动机处于轻载状态下的效率，实现节能环保的目的。唯一的缺陷就是此种设备的代价较高，应用过程中由于受到资金的限制而难以使用。因而就必须选取软起动器，该设备是根据起动时间逐渐调控可控硅的导通角，从而控制电压的变化，因电压能持续调节，从而起动平稳，到起动结束，则以全压状态投入并运行。该设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到速度随负载的变化而变化。由于其自起动至运行，电流变化一般不高于3倍，从而确保电网的电压波动在规范的范围内，而它是采取可控硅调压，正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上，不会返回电网。因而，它对散热和通风有较高的要求。但其价格相对变频器较便宜，所以，在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中应广泛应用。
总 结
随着节能意识的提高，建筑电气节能设计已经被人们接受并逐步应用到建筑设计当中，这对于降低建筑能耗，减少建筑行业发展对生态环境的不利影响具有重要意义。因此，建筑设计师在电气节能设计的时候，应该针对建筑能耗需要，通过供配电系统的节能设计和照明节能设计来达到节能降耗的目的，此外还要继续探索电气节能设计的新方法，以进一步提高电气节能的效果。