论文部分内容阅读
摘要：目前全世界都存在能源短缺，而我国又是一个能源消耗大国，每年要从国外进口大量的石油和天然气等，我国人均资源和能源相对贫乏，不到世界人均水平的一半，而我国能源利用率又低，大约为30%。我国单位建筑面积能耗相当于发达国家的2~3倍，由此可见节能工作潜力很大。节能工作又关系到技术进步和缓解能需矛盾，是支持国民经济迅速发展的重要一环。这里在阐述电气节能设计应遵循的原则的基础上，从不同角度提出了建筑电气技术在节能上的合理应用。
关键词：建筑电气；节能；原则；方法
Abstract: the whole world椀猀 facing energy shortage, and our country is a big energy consumption, imported from abroad each year to large amounts of oil and natural gas, China's per capita resource and energy relatively poor, and less than half the level in the world per capita in China, and energy utilization ratio and low, about 30%. Our country unit building area is equivalent to the energy consumption of the developed countries 2 ~ 3 times, this shows potential energy conservation. Energy conservation work and relationship to technology progress and alleviate contradictions can support the country's rapid economic development is important one annulus. Here electric energy conservation design should follow the principle of, on the basis of proposed building from different angles in energy saving electrical technology on the reasonable application.
Key Words: electrical building; energy saving; principle; methods
中图分类号：TE08 文献标识码：A文章编号：
近年来，由于国家经济的高速增长，电力供应也越来越紧张，每年的用电高峰，供电缺口都在增大，而且我国发电所使用的主要能源是不可再生的煤，不仅对环境污染同时也不够节约能源。所以，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源———电能，也就成为民用建筑电气中重点。
1电气节能设计应遵循的原则
电气节能设计既不能以牺牲建筑功能、损害使用需求为代价，也不能盲目增加投资、为节能而节能。因此，电气节能设计应遵循以下原则：
1）适用性。就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源，为建筑设备运行提供必需的动力，按照用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性等方面的要求，来优化供配电设计，促进电能合理利用。
2）实际性。要充分考虑实际经济效益，合理选用节能设备及材料，使节能增加的投资能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。
3）节能性。应考虑采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗，比如电气设备自身的电能消耗，传输线路上的电能消耗等等。这应该是节能的着眼点。
2电气节能的措施
2.1充分利用天然光源
照明节能工程中一个较为主要的内容是如何充分利用天然光源。随着人们对能源和环境保护的日益关注，建筑物中如何充分利用天然光源来节约照明用电已引起广泛重视。天然光源是取之不尽、用之不竭的能源。在照明节能的实施工程中，应当充分加以利用，制定建筑物的采光标准，确定采光方式，将采光和照明有机地结合起来。白天尽可能地利用天然光源，使建筑物内获得稳定的光照条件。同时，室内引入阳光，既能大大节约照明能耗，亦有助于提高室内温度，对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义。
目前应用的方法主要有：
1）导光管法。2）采光搁板。3）反射高窗。4）棱镜窗。
2.2高效的照明控制系统设计
照明控制是照明设计中一个重要的内容，是照明设计基础理论的一部分，与灯具、光源一样是照明节能实施中不可缺少的。主要体现在以下两个方面：
1）能营造良好的光环境。通过控制光环境来划分空间，同一空间中可创造出不同的环境氛围，体现了照明环境的舒适性。
2）可节能。使用者需要时才开启照明，尽可能减少不必要的开灯时间、数量和过高的照度，以有利于照明的节能。虽然我国现有的照明设计标准几乎没有照明控制的具体内容，对照明控制也没有给予应有的重视，但工程设计人员应当充分认识到它的重要性。
2.3科学合理地利用太阳能照明技术与产品
其一，太阳能是无处不有、取之不尽、用之不竭的清洁能源。太阳能照明技术的开发利用，可节省资源，减少废气排放，减少对地球资源的使用和破坏，保护地球环境。科学合理地利用太阳能照明在节能、环保方面具有重大的意义。其二，太阳能照明技术通常利用太阳能光伏发电系统，将入射的太阳辐射能直接转换为电能，提供给照明负荷。
2.4建筑电气设备的节能
1）空调系统。其主要内容包括：a.冷冻水与冷却水系统的优化控制；b.冰蓄冷系统的优化控制，现行的冰蓄冷控制技术还很不成熟，冰蓄冷控制策略仍需作深入研究，尤其是在蓄冰装置优先方式下的融冰策略的研究，对于提高冰蓄冷系统的能源利用效率，促进冰蓄冷技术的商业化应用具有决定性的意义；c.热交换系统温差与流量的优化控制；d.变风量系统等控制技术。
2）给排水系统的优化控制。
3）电动机。包括电动机的正确选型、调速方法、基于负载检测的台数控制。
4）电梯。包括电梯的合理选型（如速度、载重量、调速方式等）、停层计划及群控策略。
5）电动门窗。包括门窗的节能控制、遮阳系统的自动控制等。
2.5能源的综合利用
1）太阳能光伏电源系统。《措施》规定了太阳能光伏电源系统的适用环境、系统设计方法、电池技术要求、逆变器的技术指标、控制系统技术要求等技术原则。
2）冰蓄冷系统。提出了冰蓄冷系统的常用控制策略及系统配置。
另外，一些其他节能方法还可以利用：
1）减少变压器的功率损耗，合理选择变压器的负载率。
2）减少线路能量损耗。在一个工程中，线路纵横交错，使用的导线及电缆不计其数，所以在线路上消耗的有功功率相当大，必须减少线路能耗。
3）提高系统的功率因数。一是变压器无功功率损耗很多，应考虑在一次侧装设静电电容器进行无功补偿；二是目前的建筑设计绝大部分采用二次集中补偿。
4）减少照明系统光能损失。其一，要电气设计要与建筑设计配合。其二，要合理选择照明器具。最后是合理选择照明的配光曲线以提高照明利用系数。
2.6电动机在运行过程中的节能
在建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备配套的，由设备制造厂商统一供应的。因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中，除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外，还应减少电机轻载和空载运行。因为，在这种情况下，电机的效率是很低的，消耗的电能并不与负载的下降成正比。采用变频调速器，使其在负载下降时，采用变频的方式，自动调节转速，使其与负载的变化相适应。采用这种方式，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。但是，这种设备的价格仍偏高，因此在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软起动器，软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此起动平稳，起动完毕，则全压投入运行。此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。它可用在电动机容量较大，又需要频繁起动的设备，以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从起动到运行，其电流变化不超过三倍，可保证电网电压的波动在所要求的范围内。但它是采用可控硅调压，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。
因此，它要求散热、通风措施完善。其价格比变频器便宜，在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中可以应用。
民用建筑的节能潜力很大，应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较后，再选定节能设备，以达到真正节能的目的。
3 结束语
我国加入WTO后，我国在建筑电气节能设计领域中面临着新的挑战，因为国外的设计公司在设计过程中十分重视环保和节能，如果我们在设计过程中不重视节能，就有可能被淘汰出局。而节电节能工作牵涉的面又十分广泛，从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言，就是要合理的选用設备（变压器，电动机，电缆，照明光源等），合理确定供电电压等级以及采用新材料，新技术等。建筑电气节能设计潜力很大，应精心考虑设计方案，选择高效节能设备，应用先进的设计技术，按照节能标准合理设计。在为人类提供健康、舒适、安全的居住、工作和生活空间的同时，又能行之有效地节约能源，这是每一个设计人员必须思考的问题。
关键词：建筑电气；节能；原则；方法
Abstract: the whole world椀猀 facing energy shortage, and our country is a big energy consumption, imported from abroad each year to large amounts of oil and natural gas, China's per capita resource and energy relatively poor, and less than half the level in the world per capita in China, and energy utilization ratio and low, about 30%. Our country unit building area is equivalent to the energy consumption of the developed countries 2 ~ 3 times, this shows potential energy conservation. Energy conservation work and relationship to technology progress and alleviate contradictions can support the country's rapid economic development is important one annulus. Here electric energy conservation design should follow the principle of, on the basis of proposed building from different angles in energy saving electrical technology on the reasonable application.
Key Words: electrical building; energy saving; principle; methods
中图分类号：TE08 文献标识码：A文章编号：
近年来，由于国家经济的高速增长，电力供应也越来越紧张，每年的用电高峰，供电缺口都在增大，而且我国发电所使用的主要能源是不可再生的煤，不仅对环境污染同时也不够节约能源。所以，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源———电能，也就成为民用建筑电气中重点。
1电气节能设计应遵循的原则
电气节能设计既不能以牺牲建筑功能、损害使用需求为代价，也不能盲目增加投资、为节能而节能。因此，电气节能设计应遵循以下原则：
1）适用性。就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源，为建筑设备运行提供必需的动力，按照用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性等方面的要求，来优化供配电设计，促进电能合理利用。
2）实际性。要充分考虑实际经济效益，合理选用节能设备及材料，使节能增加的投资能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。
3）节能性。应考虑采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗，比如电气设备自身的电能消耗，传输线路上的电能消耗等等。这应该是节能的着眼点。
2电气节能的措施
2.1充分利用天然光源
照明节能工程中一个较为主要的内容是如何充分利用天然光源。随着人们对能源和环境保护的日益关注，建筑物中如何充分利用天然光源来节约照明用电已引起广泛重视。天然光源是取之不尽、用之不竭的能源。在照明节能的实施工程中，应当充分加以利用，制定建筑物的采光标准，确定采光方式，将采光和照明有机地结合起来。白天尽可能地利用天然光源，使建筑物内获得稳定的光照条件。同时，室内引入阳光，既能大大节约照明能耗，亦有助于提高室内温度，对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义。
目前应用的方法主要有：
1）导光管法。2）采光搁板。3）反射高窗。4）棱镜窗。
2.2高效的照明控制系统设计
照明控制是照明设计中一个重要的内容，是照明设计基础理论的一部分，与灯具、光源一样是照明节能实施中不可缺少的。主要体现在以下两个方面：
1）能营造良好的光环境。通过控制光环境来划分空间，同一空间中可创造出不同的环境氛围，体现了照明环境的舒适性。
2）可节能。使用者需要时才开启照明，尽可能减少不必要的开灯时间、数量和过高的照度，以有利于照明的节能。虽然我国现有的照明设计标准几乎没有照明控制的具体内容，对照明控制也没有给予应有的重视，但工程设计人员应当充分认识到它的重要性。
2.3科学合理地利用太阳能照明技术与产品
其一，太阳能是无处不有、取之不尽、用之不竭的清洁能源。太阳能照明技术的开发利用，可节省资源，减少废气排放，减少对地球资源的使用和破坏，保护地球环境。科学合理地利用太阳能照明在节能、环保方面具有重大的意义。其二，太阳能照明技术通常利用太阳能光伏发电系统，将入射的太阳辐射能直接转换为电能，提供给照明负荷。
2.4建筑电气设备的节能
1）空调系统。其主要内容包括：a.冷冻水与冷却水系统的优化控制；b.冰蓄冷系统的优化控制，现行的冰蓄冷控制技术还很不成熟，冰蓄冷控制策略仍需作深入研究，尤其是在蓄冰装置优先方式下的融冰策略的研究，对于提高冰蓄冷系统的能源利用效率，促进冰蓄冷技术的商业化应用具有决定性的意义；c.热交换系统温差与流量的优化控制；d.变风量系统等控制技术。
2）给排水系统的优化控制。
3）电动机。包括电动机的正确选型、调速方法、基于负载检测的台数控制。
4）电梯。包括电梯的合理选型（如速度、载重量、调速方式等）、停层计划及群控策略。
5）电动门窗。包括门窗的节能控制、遮阳系统的自动控制等。
2.5能源的综合利用
1）太阳能光伏电源系统。《措施》规定了太阳能光伏电源系统的适用环境、系统设计方法、电池技术要求、逆变器的技术指标、控制系统技术要求等技术原则。
2）冰蓄冷系统。提出了冰蓄冷系统的常用控制策略及系统配置。
另外，一些其他节能方法还可以利用：
1）减少变压器的功率损耗，合理选择变压器的负载率。
2）减少线路能量损耗。在一个工程中，线路纵横交错，使用的导线及电缆不计其数，所以在线路上消耗的有功功率相当大，必须减少线路能耗。
3）提高系统的功率因数。一是变压器无功功率损耗很多，应考虑在一次侧装设静电电容器进行无功补偿；二是目前的建筑设计绝大部分采用二次集中补偿。
4）减少照明系统光能损失。其一，要电气设计要与建筑设计配合。其二，要合理选择照明器具。最后是合理选择照明的配光曲线以提高照明利用系数。
2.6电动机在运行过程中的节能
在建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备配套的，由设备制造厂商统一供应的。因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中，除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外，还应减少电机轻载和空载运行。因为，在这种情况下，电机的效率是很低的，消耗的电能并不与负载的下降成正比。采用变频调速器，使其在负载下降时，采用变频的方式，自动调节转速，使其与负载的变化相适应。采用这种方式，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。但是，这种设备的价格仍偏高，因此在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软起动器，软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此起动平稳，起动完毕，则全压投入运行。此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。它可用在电动机容量较大，又需要频繁起动的设备，以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从起动到运行，其电流变化不超过三倍，可保证电网电压的波动在所要求的范围内。但它是采用可控硅调压，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。
因此，它要求散热、通风措施完善。其价格比变频器便宜，在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中可以应用。
民用建筑的节能潜力很大，应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较后，再选定节能设备，以达到真正节能的目的。
3 结束语
我国加入WTO后，我国在建筑电气节能设计领域中面临着新的挑战，因为国外的设计公司在设计过程中十分重视环保和节能，如果我们在设计过程中不重视节能，就有可能被淘汰出局。而节电节能工作牵涉的面又十分广泛，从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言，就是要合理的选用設备（变压器，电动机，电缆，照明光源等），合理确定供电电压等级以及采用新材料，新技术等。建筑电气节能设计潜力很大，应精心考虑设计方案，选择高效节能设备，应用先进的设计技术，按照节能标准合理设计。在为人类提供健康、舒适、安全的居住、工作和生活空间的同时，又能行之有效地节约能源，这是每一个设计人员必须思考的问题。