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摘要:在如今建筑电力消耗如此巨大的情况下,如何将建筑内的电气消耗降低,增强节能性,进行建筑施工前电气计划设计已经属于势在必行。本文探讨了建筑电气节能技术应用措施。
关键词:建筑;电气;节能技术;应用
中图分类号:TM08 文献标识码:A 文章编号:
我国的建筑能源的消耗相对发达国家来说损耗相对较高,并且我国每年用于建筑能源的消耗约占社会能源总消耗的30%,随着我国建筑行业的高速发展,这一比例也呈现出不断扩大的态势。近年来,国家及相关部门已经深切意识到节能问题的重要性和紧迫性,建筑节能工作已经全面展开并不断深化,建筑节能的管理工作不断加强,建筑节能技术的研究不断深化,建筑节能设计标准不断完善。而且随着社会的发展和文明的进步,公众节能意识不断增强,节能的理念也为越来越多的人所接受。
一、电气节能的原则
1、适用性原则。直观的说,就是为建筑物内良好人工环境的创设或维持提供必要的能源基础,例如一些建筑设备动力的提供以及符合用电设备对电能质量、负荷容量的要求的优化用电设计,实现其电能的合理利用。
2、节能性原则。以实际经济效益为电气节能效益的设计基础,不盲目的增加相关投资金额,对节能设备和材料进行选择时应该遵循科学合理的经济原则,从而使得节能增加的投资数目能够在较短的时间内通过节能运行而使得经济效益有所保障。
3、节能性原则。节能重点要放在电气设备的电能损耗上,如变压器的功率损耗、输电线路的额外损耗等等。对其采取有效的节能措施,尽量减少或杜绝与建筑使用功效无关的电能损耗。
二、建筑电气节能技术应用措施
1、从降低建筑中变压器的损耗进行节能
在选择变压器的时候,应该尽量选择跟负荷中心比较靠近的,这样能够大大缩短供电的距离,如果建筑物每一层的面积在10 000 m2,则变配电所的数目至少是两个,这样能降低干线总长。对于一些较高的建筑物,在设计低压的配电室时,应该尽量在竖井的地方设置,这样能够防止出现电能从支线向干线倒送的情况发生。根据能量守恒定律,在电压的转变过程由于自身材料,铁和铜能量的消耗从而产生了各种能量耗损,铁的损耗主要体现在漏磁以及涡流耗损上; 铜损主要体现在变压器绕组中电阻的大小以及在这些绕组运行时,其遍布的电流量。因此,在选择的时候,应该选择具有节能效果的变压器,这样可以最大程度降低铁损。而为了降低铜损,应该选用具有较小阻值绕组。我们需要选择内部设计较先进的变压器,有利于减少在变压过程的耗损,同时也需要选择容量适当的变压器,这样能减少能源的浪费。从放电光源的启动设备选择上来说,荧光灯的电感镇流器所消耗的功率是额定功率的20%,而气体的放电灯相应的镇流器则为额定功率的15%左右,因此,跟电感镇流器比较,电子镇流器具有的节能效应更高,同时,电子镇流器在功率消耗上也大大降低,具有显著的节能效果。所以在选择气体放电光源的启动设备的时候,一般可以考虑这种镇流器。
2、 降低线路电能损耗
建筑工程中输电线路分布广泛走线复杂,有效地减少线路上的电能损耗是建筑电气节能设计中不可缺少的重要部分。影响导线电能损耗的是导线自身的电阻,导线电阻与导线长度和电阻率成正比,与导线截面积成反比。因为经济成本的因素限制导线的截面积不可能做的很大,在现实中主要依据线路所要求的机械强度、线路发热条件、电压损失来计算选择导线截面积。采用科学合理的电路设计有效地减少建筑工程中输电线路的长度; 选用铜芯导线等电阻率较小的金属材质作输电线路的导线,都可以很好地降低线路导线自身总电阻,减少电能在线路中的损耗。此外,还可以限制连接在电网中的电动机和电焊机的空载运转,正确选用设计变流装置,采用功率因数比较高的相同容量的同步电机取换异步电机来提高系统的功率因数,也可以较好地降低线路上的电能损耗。总之,应当依据现实条件科学合理地选择、结合不同的方法减少线路上的电能损耗。
3、照明部分的节能
(1)利用天然光源
建筑电气节能工程中的一个较为主要的内容是如何科学合理使用自然光。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,室内引入阳光既能节约照明能耗,又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:
(a)导光管法。即用导光管将太阳集光器收集到的光线传送到室内需要采光的地方。
(b)采光搁板。从某种意义上说,采光搁板是水平放置的导光管,它主要是为解决大进深房间内部的采光而设计的。采光搁板能在一年中的大多数时间内提供充足而均匀的光照。
(c)反射高窗。它是在窗的顶部安装一组镜面反射装置,阳光照射到反射面上经过一次反射,到达房间内部的天花板,再利用天花板的漫反射作用,反射到房间内部,使整个房间内部均匀受光。
(d)棱镜窗。即将玻璃窗作成棱镜,利用棱镜的折射作用改变入射光的方向,使阳光能射到房间深处。
(2)有效控制单位面积灯具安装功率
按照照明设计规范的视觉要求、照度标准、照明功率密度等,在满足照明質量的前提下,一般房间及公共场所应优先采用紧凑型荧光灯及高效发光的荧光灯,体育馆场及厂房的室外照明等一般照明宜采用金属卤化物灯、高压钠灯等高效气体放电光源。
(3)使用低能耗性能优的光源用电附件
如节能型电感镇流器、电子镇流器、电子变压器以及电子触发器等,公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具,紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器,气体放电灯宜采用电子触发器。
4、新技术的应用
新的节能技术及新能源的研发与应用是解决能源短缺的主要趋势。太阳能作为一种清洁能源,受到各国的重视。全球太阳能建筑投资规模约600 亿元,太阳能建筑节能率达75%。节能环保的太阳能建筑代表了智能建筑的发展方向。集发电、隔音、隔热、安全和装饰于一体,
体现了智能化与人性化的建筑理念与发展潮流,应用前景广阔。建筑物的外壳为光伏系统提供了足够的面积, 省去光伏系统的支撑结构,并在建筑施工中可将光伏系统的安装集成到建筑物中。太阳能电池与建筑的一体化是太阳能建筑发展首要解决的技术问题。要求太阳能电池不仅是一种发电器件,而且也是与建筑物和谐统一的建筑材料。目前,利用太阳能电池做建筑物外墙的有晶体硅太阳能电池玻璃组件和非晶体硅太阳能电池玻璃组件。前者将晶体硅电池放置在内层与外层玻璃中间,夹胶组成;后者利用激光打掉膜的非晶硅太阳能电池玻璃作为外层, 通过胶片与内层玻璃紧密结合而成。具有发电、隔音、隔热的双重节能效果。新技术的发展与应用是未来建筑发展的必然趋势。如何高效的利用能源,使建筑与能源更好的服务于生活是设计者追寻的目标。
总之,电气节能是建筑节能中不可忽略的重要组成部分,为了实现我国可持续发展战略,建筑节能势在必行。我国应结合实际情况,综合利用各种节能技术措施,选择经济合理的节能方案,充分研究相关政策的制定和配套,形成新的机制和运作模式,制定出可操作性强、便于实施和审核检查的一整套科学体系,使之更好地指导和规范建筑节能,推动建筑节能的健康发展。
参考文献:
[1] 蔡润果,杨云飞,李祥雨.民用建筑电气设计节能技术应用探讨[J]. 技术与市场. 2013(02)
[2] 李东浩.浅谈电厂建筑电气的节能措施[J]. 科技资讯. 2012(24)
[3] 欧政军.住宅建筑电气节能设计初探[J]. 中国高新技术企业. 2010(31)
[4] 张强,李玉兰.民用建筑电气设计的节能措施探讨[J]. 建筑设计管理. 2010(02)
关键词:建筑;电气;节能技术;应用
中图分类号:TM08 文献标识码:A 文章编号:
我国的建筑能源的消耗相对发达国家来说损耗相对较高,并且我国每年用于建筑能源的消耗约占社会能源总消耗的30%,随着我国建筑行业的高速发展,这一比例也呈现出不断扩大的态势。近年来,国家及相关部门已经深切意识到节能问题的重要性和紧迫性,建筑节能工作已经全面展开并不断深化,建筑节能的管理工作不断加强,建筑节能技术的研究不断深化,建筑节能设计标准不断完善。而且随着社会的发展和文明的进步,公众节能意识不断增强,节能的理念也为越来越多的人所接受。
一、电气节能的原则
1、适用性原则。直观的说,就是为建筑物内良好人工环境的创设或维持提供必要的能源基础,例如一些建筑设备动力的提供以及符合用电设备对电能质量、负荷容量的要求的优化用电设计,实现其电能的合理利用。
2、节能性原则。以实际经济效益为电气节能效益的设计基础,不盲目的增加相关投资金额,对节能设备和材料进行选择时应该遵循科学合理的经济原则,从而使得节能增加的投资数目能够在较短的时间内通过节能运行而使得经济效益有所保障。
3、节能性原则。节能重点要放在电气设备的电能损耗上,如变压器的功率损耗、输电线路的额外损耗等等。对其采取有效的节能措施,尽量减少或杜绝与建筑使用功效无关的电能损耗。
二、建筑电气节能技术应用措施
1、从降低建筑中变压器的损耗进行节能
在选择变压器的时候,应该尽量选择跟负荷中心比较靠近的,这样能够大大缩短供电的距离,如果建筑物每一层的面积在10 000 m2,则变配电所的数目至少是两个,这样能降低干线总长。对于一些较高的建筑物,在设计低压的配电室时,应该尽量在竖井的地方设置,这样能够防止出现电能从支线向干线倒送的情况发生。根据能量守恒定律,在电压的转变过程由于自身材料,铁和铜能量的消耗从而产生了各种能量耗损,铁的损耗主要体现在漏磁以及涡流耗损上; 铜损主要体现在变压器绕组中电阻的大小以及在这些绕组运行时,其遍布的电流量。因此,在选择的时候,应该选择具有节能效果的变压器,这样可以最大程度降低铁损。而为了降低铜损,应该选用具有较小阻值绕组。我们需要选择内部设计较先进的变压器,有利于减少在变压过程的耗损,同时也需要选择容量适当的变压器,这样能减少能源的浪费。从放电光源的启动设备选择上来说,荧光灯的电感镇流器所消耗的功率是额定功率的20%,而气体的放电灯相应的镇流器则为额定功率的15%左右,因此,跟电感镇流器比较,电子镇流器具有的节能效应更高,同时,电子镇流器在功率消耗上也大大降低,具有显著的节能效果。所以在选择气体放电光源的启动设备的时候,一般可以考虑这种镇流器。
2、 降低线路电能损耗
建筑工程中输电线路分布广泛走线复杂,有效地减少线路上的电能损耗是建筑电气节能设计中不可缺少的重要部分。影响导线电能损耗的是导线自身的电阻,导线电阻与导线长度和电阻率成正比,与导线截面积成反比。因为经济成本的因素限制导线的截面积不可能做的很大,在现实中主要依据线路所要求的机械强度、线路发热条件、电压损失来计算选择导线截面积。采用科学合理的电路设计有效地减少建筑工程中输电线路的长度; 选用铜芯导线等电阻率较小的金属材质作输电线路的导线,都可以很好地降低线路导线自身总电阻,减少电能在线路中的损耗。此外,还可以限制连接在电网中的电动机和电焊机的空载运转,正确选用设计变流装置,采用功率因数比较高的相同容量的同步电机取换异步电机来提高系统的功率因数,也可以较好地降低线路上的电能损耗。总之,应当依据现实条件科学合理地选择、结合不同的方法减少线路上的电能损耗。
3、照明部分的节能
(1)利用天然光源
建筑电气节能工程中的一个较为主要的内容是如何科学合理使用自然光。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,室内引入阳光既能节约照明能耗,又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:
(a)导光管法。即用导光管将太阳集光器收集到的光线传送到室内需要采光的地方。
(b)采光搁板。从某种意义上说,采光搁板是水平放置的导光管,它主要是为解决大进深房间内部的采光而设计的。采光搁板能在一年中的大多数时间内提供充足而均匀的光照。
(c)反射高窗。它是在窗的顶部安装一组镜面反射装置,阳光照射到反射面上经过一次反射,到达房间内部的天花板,再利用天花板的漫反射作用,反射到房间内部,使整个房间内部均匀受光。
(d)棱镜窗。即将玻璃窗作成棱镜,利用棱镜的折射作用改变入射光的方向,使阳光能射到房间深处。
(2)有效控制单位面积灯具安装功率
按照照明设计规范的视觉要求、照度标准、照明功率密度等,在满足照明質量的前提下,一般房间及公共场所应优先采用紧凑型荧光灯及高效发光的荧光灯,体育馆场及厂房的室外照明等一般照明宜采用金属卤化物灯、高压钠灯等高效气体放电光源。
(3)使用低能耗性能优的光源用电附件
如节能型电感镇流器、电子镇流器、电子变压器以及电子触发器等,公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具,紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器,气体放电灯宜采用电子触发器。
4、新技术的应用
新的节能技术及新能源的研发与应用是解决能源短缺的主要趋势。太阳能作为一种清洁能源,受到各国的重视。全球太阳能建筑投资规模约600 亿元,太阳能建筑节能率达75%。节能环保的太阳能建筑代表了智能建筑的发展方向。集发电、隔音、隔热、安全和装饰于一体,
体现了智能化与人性化的建筑理念与发展潮流,应用前景广阔。建筑物的外壳为光伏系统提供了足够的面积, 省去光伏系统的支撑结构,并在建筑施工中可将光伏系统的安装集成到建筑物中。太阳能电池与建筑的一体化是太阳能建筑发展首要解决的技术问题。要求太阳能电池不仅是一种发电器件,而且也是与建筑物和谐统一的建筑材料。目前,利用太阳能电池做建筑物外墙的有晶体硅太阳能电池玻璃组件和非晶体硅太阳能电池玻璃组件。前者将晶体硅电池放置在内层与外层玻璃中间,夹胶组成;后者利用激光打掉膜的非晶硅太阳能电池玻璃作为外层, 通过胶片与内层玻璃紧密结合而成。具有发电、隔音、隔热的双重节能效果。新技术的发展与应用是未来建筑发展的必然趋势。如何高效的利用能源,使建筑与能源更好的服务于生活是设计者追寻的目标。
总之,电气节能是建筑节能中不可忽略的重要组成部分,为了实现我国可持续发展战略,建筑节能势在必行。我国应结合实际情况,综合利用各种节能技术措施,选择经济合理的节能方案,充分研究相关政策的制定和配套,形成新的机制和运作模式,制定出可操作性强、便于实施和审核检查的一整套科学体系,使之更好地指导和规范建筑节能,推动建筑节能的健康发展。
参考文献:
[1] 蔡润果,杨云飞,李祥雨.民用建筑电气设计节能技术应用探讨[J]. 技术与市场. 2013(02)
[2] 李东浩.浅谈电厂建筑电气的节能措施[J]. 科技资讯. 2012(24)
[3] 欧政军.住宅建筑电气节能设计初探[J]. 中国高新技术企业. 2010(31)
[4] 张强,李玉兰.民用建筑电气设计的节能措施探讨[J]. 建筑设计管理. 2010(02)