發布時間:2022-07-24 10:26:22
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇建筑電氣節能設計研究,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
摘要:本文通過對建筑電氣節能設計的原則以及相關的概念等進行分析,并提出一些措施,期望能更好的促進建筑電氣節能設計技術的發展應用。
關鍵詞:高層建筑;電氣設計;主要內容;注意問題
引言
目前,全球進入能源緊缺時期,我國的能源與其他國家相比更顯貧乏。然而,我國處于高速發展中,對能源的需求十分巨大,但是當前在我國,能源浪費的現象卻相對比較嚴重,對能源的利用率比較低。能源問題一直是各個國家關注的焦點,如何解決能源問題對國家發展的制約,一直是世界各國探討的重要問題。我國人口的基數本身比較大,人口增長的數量也比別的國家快。近年來,隨著人們經濟水平的提高,我國的建筑業高速發展,對能源的消耗也是快速增長,根據相關的數據統計,遠遠超出世界各國的平均能耗水平,僅僅電氣一項就占到55%到85%之間,民用建筑中使用的電氣則占到82%左右。但是在能源發展結構不斷改變,且不斷減少的情況下,降低能源消耗量,提升能源利用率已經成為各國解決能源問題的重要途徑之一,也是各個建筑電氣專業人員在安裝電氣系統的過程中首要考慮的問題。不過要解決能源發展的問題,最根本的解決辦法就是要不斷開發新型的可替代能源,減少對不可再生能源的依賴性,同時運用先進的技術提高能源利用率,使得建筑行業的發展符合我國建設資源節約型社會的理念。
一、智能化建筑和智能化建筑的電氣節能設計概述
(一)智能化建筑
智能化建筑指的是利用計算機和現代建筑等先進的技術手段,對包括信息化、公共安全、建筑管理和信息系統等在內的整個系統進行整合,達到最優的效果,為人們提供安全、健康的生活環境。智能化技術的興起使得我國建筑行業有了新的進展,實現了長足的進展。但是,由于此項技術傳入我國時間還不是很長,使得應用時還有許多問題,導致很多智能建筑的控制系統不能正常運作,因此需要我們進行深入的研究分析,這就要求我們應該大力研究電氣節能設計,保證智能化建筑控制的正常運行。
(二)智能化建筑的電氣節能設計
智能化建筑中的電氣節能設計是實現智能化建筑控制系統正常運作的關鍵技術,有著非同尋常的地位。目前建筑行業中能源消耗最大的是電氣耗能,因此我們對智能化建筑中電氣節能技術進行優化,降低能耗,更好的實現對建筑的智能化控制。
二、建筑電氣設計的節能原則
(一)適用性
建筑電氣節能不是不用,而是需要在滿足建筑內各種電氣設備的能源需求的基礎上,盡可能地減少甚至是避免產生能源損耗。因此,建筑設計人員在進行具體的電氣系統設計時,需要充分地保證建筑電氣的安全,需要綜合考慮建筑內各個電氣設備的使用功能以及安裝環境,保證其能夠實現節約能源的目的。在某些特殊環境或者場合的電氣使用,例如:學校、醫院、公園等公共場合的電氣設備的用電,主要考慮如何選擇適當的照明照度,不能為了節約能源,而直接忽視使用者對照明照度的要求。
經濟性
建筑電氣節能設計的經濟性主要是指在進行節能設計時,應該以實際的經濟利益為最終準則,在節能的前提下不能過多的浪費資金,并且需要通過這些節設計更好地促進過多資金的及時回收。比如在進行建筑電氣的設計過程中,用一些比較先進的電氣節能設備,設計者需要充分地考慮這些設備運行后的實際經濟效益問題。
環保性
電氣進行節能設計不僅僅只是為了減少能源的消耗,實際上,是為了提供一個更加美好的發展和生存環境,因此,在進行節能設計時,首先需要考慮對環境的保護,最終做到真正的綠色節能。
三、智能化建筑電氣節能優化設計
用電設備
照明節能設計就是在保證滿足作業面視覺要求、照明照度的前提下,力求減少照明系統中光能的損失,從而最大限度的利用光能。常見的節能措施有以下幾個方面:有效利用自然的光線,這是實現節能的重要方法之一。因此在使用電氣設備時,應該要盡量推薦居民采用可以使用自然光的設備,另外,電氣系統設計人員在設計的時候應該要充分地考慮自然光與室內人工照明有機地結合,減少人工照明的使用。當前,比較節能的照明設備主要是LED燈,大量使用節能設備已經成為未來發展的一種趨勢,居室傳統照明燈具在逐漸地被淘汰。相關的研究資料表明,LED是冷光源,半導體照明自身對環境沒有污染,與白熾燈、熒光燈相比,節電效率可以達到75%以上,在同樣亮度下,耗電量僅為普通白熾燈的1/15,熒光燈管的1/3。推廣使用低能耗性能優的光源用電附件,如電子鎮流器、節能型電感鎮流器、電子觸發器以及電子變壓器等。公共建筑場所內的熒光燈宜選用帶有無功補償的燈具,緊湊型熒光燈優先選用電子鎮流器,氣體放電燈宜采用電子觸發器等。
(二)供電電源電壓及主接線。
由于高層建筑用電負荷較大,所以需要采用高壓進行供電,供電電壓等級為10kV。目前很多高層建筑和工礦企業都會采用單母線制為其供電系統的主接線,這種主接線不僅結構較為簡單,而且不需要較多的設備和投資,具有非常好的經濟性。高層建筑電力負荷分為一級負荷和二級負荷兩種情況,一級負荷由兩個獨立電源進行供電,二級負荷需要由雙回路線進行供電,當取得雙回路線困難時,則也可以由一回路專線供電。通過對供電方式的優化設計,確保了高層供電的可靠性和連續性。因此在實際線路設計時,通常采用內橋接法來進行高壓雙回路和三回路進線,且低壓上則采用單母線分段的方式進行,通過設置母線開關,從而在各段母線上進行負荷的分配。對于特別重要的負荷,則需要由備用的柴油機來進行供電。這些高壓雙回路或三回路進線來自于不同的獨立電源,這樣就有效的確保了供電接線的可靠性。但在這樣的設計中,需要使用較多數量的斷路器,而且變壓器備用容量也較大,這就需要對其經濟性值進行重要計算。同時在供配電裝置中,由于有部分設備屬于充油設備,所以會隱藏著火災隱患,而且也不利于變電所的布置。
(三)供配電系統節能優化設計
智能化建筑節能優化設計的主要目的是降低能耗,而最根本的是從整個建筑的供配電系統方面來著手,將設備用電的特點、用電負荷容量和設備位置的布置等方面進行分析研究,制定出科學、合理的供配電方案,確保整個建筑控制系統的正常運行。從具體措施來看,可以從以下兩個方面來制定措施:第一,盡量使用電電壓穩定,減少因為電壓忽高忽低而產生不必要的能耗;第二,在建筑施工中盡量選用較短且直的路徑進行供配電布線,將電氣系統簡化,降低能耗。
(四)變壓器的節能設計
對于電力系統而言,變壓器屬于不可缺少的一部分,如果我們能夠科學地選用合適的變壓器型號以及運行方式,就可以大大減少因為變壓器而造成的電能損失。當出現大沖擊性負荷、季節性負荷情況時,電能質量會發生變化,此時如果設置了專用變壓器,且變壓器可以根據實際情況自動切換,這樣便可以解決由于突發狀況帶來的電能變化問題,從而也降低了負載運行帶來的電能浪費,而且也使得電力系統能夠實現經濟性。
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1、電力線路的鋪設要合理。建筑物當中電線鋪設盡量沿直線前進,且盡可能選擇最短路徑,從而減少電力設備到電力設備之間的損耗。另外電線應該盡可能鋪設在可以散熱或者可以通風的地方,避免因溫度升高導致電能的過多損耗。 2、科學選擇導線的截面積。導線截面積的選擇應該根據實際的情況來判定,就較長的導線來說,在滿足了各種條件之后,截面積可以增加一至二級。3、電氣用房位置的選擇。電氣用房位置的選擇,應考慮設置在用電負荷中心區域,合理的對用電設備配線,按照減少電力線纜使用的原則,減少能源的消耗,讓電力能源使用的效益最大化。
結束語
建筑電氣設計的節能措施能夠有效地降低能源損持續發展有著重大意義。因此,這給我們所有的建筑電氣工作者提出了要求,要始終致力于建筑電氣節能設計的完善與發展,實現環保節能的長久目標。除此之外,電氣設計師要善于創新,時刻更新設計理念,不斷增強電氣設計的經濟性以及綜合性,提高我國建筑電氣節能環保的設計水平。
【摘要】當前建筑電氣能耗形勢非常嚴峻,節約建筑電能消耗已成為一個不容忽視的問題。本文就建筑電氣節能設計中的經常出現的問題進行了細致的分析,并提出了相應的解決方法,以供大家參考。
【關鍵詞】建筑電氣; 節能設計; 問題; 對策
隨著經濟的快速增長, 能源消耗與浪費日益受到人們的關注,節能已成為社會的公共話題。同時,各行各業提出了節能的要求,節約二次能源――電能,也就成為民用建筑電氣設計的焦點。本文就建筑電氣節能設計中的常見問題進行分析,并提出相應的解決方案。
1. 建筑電氣節能設計的必要性
隨著建筑行業的高速發展,對能源的消耗量也在急劇增加。據統計,建筑綜合耗能達到社會能源消費的30%,在建筑耗能中,供暖、照明、和空調分列前三項。其中,照明能耗約占建筑能耗的35%。所以建筑電氣領域節約用電蘊含著巨大的潛力,要做好建筑電氣的節能,應著重從工程設計入手,采用各種措施節約用電,提高建筑工程設計的經濟性和實用性。
2. 建筑電氣節能設計的常見問題
在建筑電氣的節能設計中,常常出現一些這樣那樣的問題,對資源造成了不必要的浪費。比如說,在照明節能方面,不知怎樣選擇合適的節能燈具,不知道節能燈具的參考標準。不會采用高效率因數的啟動設備,不知道如何來合理利用這種儀器。缺少使用新型光源的意識;在動力節能方面,不知如何選用合適的電動機來提高工作效率;在電源節能方面,供配電系統節能與變壓器節能的技術措施缺乏一定的科學性。
3. 建筑電氣節能設計的對策分析
照明節能
3.11 選用高效節能燈具
在滿足眩光限制和配光要求的條件下, 應選用效率高的燈具,熒光燈燈具的效率應符合:開敞式≥75%,透明保護罩≥65%,磨砂或棱鏡保護罩≥55%,格柵≥60%;高強度氣體放電燈燈具的效率應符合:開敞式≥75%,格柵或透光罩≥60%;根據使用場所不同,采用控光合理的燈具;選用光通量維持效果好的燈具;采用光利用系數高的燈具;采用照明與空調一體化燈具。
3.12 選用高功率因數的啟動設備
熒光燈用電感鎮流器,一般功率為燈管額定功率的20%,高強度氣體放電燈(HD)的鎮流器功率為額定功率的15%~16%。而電子鎮流器與電感鎮流器相比較,具有啟動電壓低、噪聲小、溫升低、重量輕、無頻閃等優點,比電感鎮流器節電10%以上。其本身功耗也比電感鎮流器降低50%~75%, 綜合電輸入功率降低18%~23%,節電效果顯著。在大面積使用氣體放電燈的場所,宜裝設補償電容器,補償后功率因數不應低于0.90。
3.13 積極推廣使用新型光源
發光二極管(LED)被稱為“綠色光源”,白光LED 理論發光光效可達200lm/W, 目前實驗室里已經達到100lm/W,50lm/W的產品已進入市場,其較同等亮度的白熾燈耗電減少約80%,節能潛力巨大;隨著LED 的迅速發展,發光光纖得以廣泛應用,與LED光源結合,發光光纖現已在建筑物立面裝飾、室內裝飾及水下裝飾廣泛使用;室外照明可選用太陽能燈具。
動力節能
3.21 采用高效率電動機
采取各種切實可行的措施,減少電動機的各部分損耗(主要為負載損耗及空載損耗)、提高電動機的效率和功率因數。采用高效率電機(Y、Y2 系列)減少的耗電量與普通標準電動機相比,其總損耗減少20%~30%, 效率可以提高3%~6%。
3.22 根據負荷特性合理地選擇電動機
首先要了解負荷的特性,然后根據電機的工作環境及負載特點,選用合適的電動機,避免“大馬拉小車”,以提高電動機運行的效率和功率因數。
3.23 根據負載情況對電動機采取就地補償
對距供電點較遠的大、中容量連續運行工作制的電動機,應采取電動機的無功功率就地補償裝置。但對單臺電動機補償容量不宜過大,以免產生自勵磁過電壓。
3.24 改進控制方式,提高運轉效率
對需要根據負荷變化調節的設備采用調速電機。許多水泵、風機的流(風)量不是要求恒定的,從理論上講,泵類、風機的流(風)量與轉速成比例,而功率與流量的3次方成比例,故按照工藝流(風)量的要求,實現調速控制,當流(風)量減少時,所需功率近似按流(風)量的3次方大幅度下降,是節電的有效方法。交流電動機調速分變極調速、變頻調速和變轉差率調速三種形式,節能效果以變頻器最為明顯。在水泵、風機、壓縮機、電梯等機械上應用變頻器不但可以節約大量電能,還可提高控制質量及產品數量,是實現機電一體化的重要手段。
電源節能
3.31 供配電系統節能
應采取提高系統的運行電壓和功率因數,減少無功功率及導線中的電阻,降低供配電系統線路損耗等措施。節能途徑主要有:根據負荷容量、供電距離及分布、用電設備特點等因素,合理設計供配電系統和選擇供電電壓,供配電系統應盡量簡單可靠,同一電壓供電系統變配電級數不宜多于兩級;變電所應盡量靠近負荷中心,以縮短配電半徑,減少線路損耗,電力用戶內部變電所之間宜敷設聯絡線,根據負荷情況,可切除部分變壓器,從而減少損耗;傳輸上可以采用提高電壓等級的方法。通過計算可知,當電壓提高10%,線損可降低17.4%,因此,提高電壓傳輸,是降低線損的有效途徑;提高功率因數減少電能損耗。線損與電力用戶的功率因數的2次方成反比, 故提高功率因數也是降損的有效措施。
3.32 變壓器節能
變壓器節能的實質就是降低其損耗、提高其運行效率。變壓器節能措施主要為:合理選擇變壓器容量和臺數,選擇容量與電力負荷相適應的變壓器,對負荷進行合理分配,使其工作在高效區內。對車間停產后仍不能停電的負荷,宜設置專用變壓器,大型廠房及非三班制車間宜設置照明專用變壓器;選用節能型變壓器, 更換或改造高能耗變壓器。近年來逐漸推廣的S10、S11系列油浸變壓器比S9系列更為節能,S11型卷鐵芯變壓器與S9型變壓器相比:空載損耗平均降低30%,空載電流平均下降70%。新型干式變壓器SC9系列以及非晶合金變壓器等產品也都顯示了低損耗的節能潛力;加強運行管理,實行變壓器經濟運行。在負荷變化情況下,及時投入或切除部分變壓器,防止變壓器輕載和空載運行。
3.4 用電峰谷調節
合理用電是節約能源的重要內涵之一。電是不可儲存的,充分發揮電力資源的綜合效益,利用電力系統的低谷電能,實行避峰用電也是一種間接的節能降耗辦法。1995 年起全國供電部門就實行了峰谷電價,在電氣設計中推廣應用峰谷電表,鼓勵用戶避峰用電,進一步推廣冰蓄冷空調、蓄熱式電鍋爐等蓄能技術,有利于調節電網的峰谷時差,達到節能的目的。
4. 結束語
建筑電氣節能有著相當的潛力,應在設計中比較方案, 從安全性、經濟性和高效性等方面進行綜合考慮,選用節能的控制設備、電氣產品,選擇合理的供配電方案等,減少中間過程的各種損耗,以達到真正節能的目的, 為提高社會效益以及經濟效益作貢獻。
【摘 要】本文簡要闡述了建筑電氣節能的重要性,從中針對建筑電氣節能設計的原則進行了總結與分析,在此基礎上提出了建筑電氣節能設計中的有效方法,旨在為電氣設計人員參考。
【關鍵詞】建筑電氣;節能設計;原則;方法
隨著我國國經濟的迅速發展,全國各地的建筑數量越來越多。然而,在建筑建設過程中離不開電氣技術。近年來,隨著信息技術的廣泛應用,從中給建筑電氣帶來了許多機遇和挑戰。為了提高企業的經濟效益,人們加強了建筑電氣設備自動化、智能化的管理力度。例如,對一些建筑消防、安防等設備實行智能化管理,以提高建筑電氣設備的安全性和可靠性。因此,智能化建筑電氣技術得到了廣泛的應用,同時也達到電氣節能控制和優化管理的目標,以滿足人們的使用需求。
1 建筑電氣節能的重要性
隨著建筑業的不斷發展,人們對建筑能源的需求量越來越大,而建筑中能源消耗最大的是電能消耗。長期以來,人們盲目用電,電氣設計人員在選用照明、動力和電源等設備時,多是按照前人的經驗來選,很少考慮到電氣的節能。待工程竣工后,運行期間出現一些多余的能耗。加上一些單位沒有認識到我國一直處于能源缺乏的狀態,不重視節能設施,從而造成能源嚴重浪費的后果。近年來,多個省份出現拉閘限電才暴露了問題的嚴重性。如果形勢繼續惡化,將進一步加劇能源匱乏問題,同時給人們生活和經濟發展帶來一定的影響,因此,在能源日益短缺的今天,做好建筑電氣的節能設計工作具有明顯的意義。
2 建筑電氣節能設計的原則
(1)滿足建筑的使用功能下,實施建筑電氣節能。提高建筑電氣設備的安全性和可靠性是確保人們生活舒適、用電安全和提升人們工作效率的途徑。比如,對空調的溫度進行合理控制;在選擇燈具時,需要選擇適宜的亮度、色溫等;在一些大型的公共建筑(如學校、酒店和商場)中,需要考慮到用電負荷的大小以及使用節能型的照明燈具等。
(2)在滿足電氣節能的條件下,提高建筑的經濟效益。在建筑電氣設備安裝過程中,需要考慮到經濟效益問題。通常在滿足節能的情況下,減少建筑電氣設備的運行費用,以節省項目的投資成本。因此,在進行建筑電氣設計中,需要選擇一些節能材料和設備,不僅可以在短期內減少電氣設備的運行費用,而且可以達到節能的目的。
(3)盡量減少建筑的能源消耗。在進行建筑電氣節能設計過程中,需要綜合分析建筑物能源消耗量的大小,以采取有效的減少或排除措施。例如,在傳輸電能時變壓器和線路上的能量消耗一般來說比較大,因此需要采用節能措施;再如,對于一些大廳和廣場的照明來說,其能量消耗比較大,因此需要選用一些調光、控制技術進行節能控制,以減少無謂的能量消耗。
3 建筑電氣設計中的節能方法
3.1 供配電系統節能設計
(1) 供配電節能設計。為了確保供配電系統的實用性、安全性和可靠性,需要做好供配電系統的選擇和配置工作。首先,變配電所的位置應設置在距離用電中心較近的地方,以減少線路在電能傳輸中的能源消耗;其次,在進行變壓器選擇時,要按照實際情況進行臺數和容量的選擇與配置,以便于根據用電的不同地而靈活地切換變壓器,以達到減少由于輕載問題而引起電能消耗的目的。
(2)變壓器節能設計。變壓器作為電力系統運行中的主要設備之一,為了降低變壓器引起的電能損失,對變壓器型號及運行方式的選擇至關重要。因此,在電氣設計過程中,需要選擇節能型的變壓器(如SCB11型變壓器),同時,還要注重線路中負荷的合理分配,可以選用與電路負荷一致的變壓器,并對其負荷進行合理地分配與規劃,以降低電能的損耗。
(3)降低線路損耗。在線路運行過程中,電流可以通過線路而產生電能損耗的問題,因此,為了降低線路中電能的損耗,需要采取以下幾個節能方法:第一,在導線選擇中,需要選用低電阻率的導線。其中,銀線的電阻率最低,銅線次之,而由于銀線的價格貴,所以銅線成了線路中普遍使用的線材,鋁線次之。另外,要選擇較短的導線。在建筑電氣導線的選擇時,線路應沿直線走向進行設計,盡量避免導線繞彎路的情況,以縮短導線的長度;第二,要增大導線的橫截面。在進行建筑電氣設計當中,應選用橫截面較粗的導線,雖然這樣會增加材料和安裝費用,但可以大大地降低線路中的電能損耗,從長遠的角度來看,這種方式還是提高了項目的經濟效益。
(4)提高功率因數。在供配電系統節能設計中,可以通過提高功率因數的方式來降低線路的電能損耗。具體來說,提高供配電系統中的功率因數的幾種方法如下:第一,提高設備的功率因數。在進行電器設備選擇時,要選用功率因數較高的電器,而如果選擇電感性的用電設備,應充分考慮設備是否具有補償電容器;第二,選用靜電電容器。這些電器既可以降低整體的無功電流,又能夠提高電器的功率因數,實現了電氣節能的目標。
3.2 照明系統節能設計
(1)電光源的合理選擇。在選擇光電源時,需要滿足兩個方面的要求,一是要符合《建筑照明設計標準》的規定要求,二是要結合建筑環境的特征進行選擇。做好這兩方面的工作,方可讓選擇的電光源達到效率上和經濟上的合理性,在降低照明產生的電能損耗發揮著更大的作用。
(2)照明用具的合理使用。照明用具在使用上需要滿足以下要求:一是要滿足建筑周圍的光分布要求,避免產生炫目問題;二是要對不同燈具的效率進行綜合對比,以選出高效率的燈具。通常而言,熒光燈比較適合用于室內環境的照明,而室外照明適合使用汞燈。然而,如果把這兩種燈具進行混合使用,將會產生較高的光效,從中大大地降低電能損耗。另外,在燈具設計中采用配光方式,這也能達到減少電能消耗的目的。如在照明的照度不變情況下,使用白熾燈可以節約電量約1/3左右。
(3)照明度的合理選擇。如果環境的照明度達到了照度標準,在現實設計當中選擇搭配的方式進行使用。如在設計中可以選擇局混合型照明方式,這種方式可以減少電能的消耗。而對于一些照明度要求高的車間,如果采用普通照明,其燈具的數量較多,環境照度將不到滿足工作的要求,而過多的大功率燈具,也會增加電能損耗。為此,為了達到節能要求,需要在滿足照明度要求的情況下,選擇局部安裝照明設備,這樣可以降低一部分的電能損耗。
(4)照明用電的科學管理。在現實用電當中,需要建立一套完善的用電制度,并做好節約用電的宣傳工作。同時,還需要增強各單位員工的節約用電的意識,以有效控制照明用電的浪費現象。如果在在住宅樓道內設置照明設施,應做好電量消耗的記錄工作,這些工作在一定程度上可以減少住戶浪費有電行為的發生,以提高住戶節約用電的意識。
3.3 合理利用新能源及綠色能源
隨著我國經濟的迅速發展,低碳環保理念引起了人們的廣泛關注,人們對建筑電氣設計提出了更高的要求,這從中促進了人們對新能源的開發與利用。例如,人們利用太陽能蓄電板、風能發電站進行生產也供電;上海世博會中利用太陽能光伏進行發電等等??偠灾藗儗π履茉吹睦茫墙洕涂萍及l展形成的結果,同時也是人們一直要探索與研究的課題。新能源一直是未來能源發展的趨勢。
4 結束語
總之,從目前建筑電氣發展趨勢來看,電氣節能設計仍具有很大的潛力。為此,建筑電氣設計人員在電氣節能方案設計過程中,需要緊跟時展步伐,并因地制且,結合建筑的特征,提出合理、科學且可行的節能方案。
摘 要:隨著城市化進程的不斷發展,這勢必會帶來能源消費的增長,目前我國的能源問題十分嚴重,能源利用率低、能源短缺問題已經成為制約社會可持續發展的障礙。因此,我們要樹立節能意識,特別是在能源消耗極大的建筑行業,開展建筑節能勢在必行。為此,本文主要就建筑電氣節能設計及綠色建筑電氣技術進行了具體的分析,以供大家交流探討。
關鍵詞:建筑電氣;節能設計;原則;綠色建筑
引 言:建筑電氣節能作為建筑節能不可或缺的部分,相關的節能設計要合理地運用到工程設計中,做到電氣系統不但安全性高,而且能夠減少能耗和投資成本。
1 建筑電氣節能設計的原則
1.1 實際需求性
所謂實際需求性就是要發揮好建筑物的使用功能。建筑物包括建筑電氣,它們的最終用途都是用于人,給人帶來服務的。因此,在一個住宅區中,建筑電氣的節能設計要滿足住宅小區中居民的要求,如要保證小區的運輸管道暢通無阻;滿足電燈、電視等電力設施的用電量;保證小區中路燈的照明度、色溫以及顯色的指數;另外還有一些特殊的要求,如舒適衛生、美觀大方等一些工藝要求。電氣節能設計要在滿足這些功能的前提下,合理設計建筑并進行科學的控制和管理,從而大大增加能源利用率,避免能源消耗。切不可為了節能效果而限制使用電氣,導致建筑物由于電氣的缺乏發揮不了應有的功能。
1.2 經濟適用性
所謂的經濟適用性,即建筑電氣節能設計是在經濟實用的基礎上建立起來的,在工程投資中,必須要考慮到的一個因素就是經濟效益,同時要考慮到我國的基本國情和居民的實際需求。不能因為單純地節能而在工程中盲目使用節能的高科技和高端設備,這樣不僅在投資上造成了浪費,而且建出來的工程未必符合老百姓的需要。目前適用于我國的節能措施是在保證所投入的資金在短短幾年時間內就能回收的節能。
1.3節約性
節約性,顧名思義,也就是說在建筑電氣節能設計中,要注意節約能源,減少不必要的消耗。因此,在建筑電氣節能設計時,對于那些無關建筑物功能的能量,盡量避免消耗,同時,通過高科技的控制手段,將照明、變壓器功率功能的損耗降到最低。另外,在選用節能設備時,應在經濟技術的基礎之上,熟悉其原理、性能、效果,再確定節能設備。
2 建筑電氣節能設計
2.1合理選擇變壓器變壓器負載率偏低,將造成一次投資偏大,還增加二次運行費用,十分不利節能。設計中應根據負荷情況,綜合考慮投資和年運行費用,合理分配負荷,力求三相負荷平衡。大量的實踐證明,負載率宜取在70%~85%左右最經濟節能,同時應重視選用新型節能低損耗變壓器(如非晶合金變壓器)。合理安排變壓器運行臺數,隨各變壓器的負載率及時進行負荷調整,以便變壓器盡量處于接近最佳負載率運行狀態。
2.2電動機的節能分析減少電動機損耗的主要途徑是提高電動機的工作效率和功率因數。但是在具體工程中電動機通常都是水暖及建筑等專業設備所配套的,因此電氣設計節能措施主要在運行過程中。除了就地電容器補償減少線路損耗外,還應減少電動機低效率的輕載和空載運行。主要的措施是采用變頻調速控制電動機使其適應負載的變化,以提高電動機輕載時的效率從而達到節約電能的目的。如對于空調系統的循環泵采用變頻控制后空調系統的運行費可節約30~40%。
2.3立足生態節能環保,完善電氣照明設施的設計與安裝。電氣照明設施是人們工作和生活必不可少的部分,從電力資源長期規劃來論,做到照明設施的節能環保是未來發展的趨勢。
(1) 可適當降低燈具工作電壓或采用節能燈,來延長燈具使用壽命和節約電力資源。具體設計策略:首先設計前要了解各類電光源的特點,合理進行光源選擇。然后做好計算工作,有照度計算、三相平衡計算、燈具配光曲線選擇等。根據不同的場合選擇不同的燈具,設計者要多考慮技術規格方面的因素,如燈具效率、照度值、功率消耗等,在滿足照明需求的同時還應盡量保持美觀性,使照明系統與周邊環境相協調。
(2) 照明設計要想做到生態節能環保,可以采用智能照明控制系統,此系統根據預設的時間自動地在各種工作狀態之間進行轉換。就以高檔建筑辦公樓的大廳、會議室等場所來說,可以根據一天的不同時間、不同用途精心地進行燈光的場景預設置,而且利用智能系統進行調光,倘若遇照度設計偏高,但系統還是會按照預先設置的標準亮度使辦公室在使用期內保持恒定照度,而不受燈具效率降低和墻面反射系數衰減的影響。
3 綠色建筑電氣技術應用的意義
3.1 綠色施工有助于國民經濟發展
在盡量減少和避免環境污染和破壞的大前提下,一定程度上促進了經濟的發展。既不會對環境造成破壞,又可以帶來經濟效益,實現雙贏的目的。綠色施工在兼顧環境和經濟效益兩方面于一體,做出較大的努力和舉措。同時,綠色施工在一定程度上緩解了國民經濟面臨的壓力。綠色施工最大限度地節約了資源并減少了環境的污染和破壞,促進了可循環利用和清潔生產,減少了費用和消耗,給國民經濟減輕了負擔,也給企業贏得了豐厚的利潤。
3.2 綠色施工有助于促進科學技術的發展
綠色施工在一定程度上來講是對科學技術的檢驗和考證,科技的進步能夠把綠色施工進行的更加周密和順利。綠色施工理念的提出,反過來也促進科技的進步,落后的科技逐漸被淘汰,新型的設備和技術漸漸占主導地位。科技的進步不僅對綠色施工起著重要的作用,也是整個國民經濟發展的動力。
4 綠色建筑中的幾種常用技術
4.1 光伏建筑一體化技術
光伏建筑一體化技術指的是將太陽能光伏產品取代傳統的電力能源運用在建筑物上,使得建筑的電力消耗能夠有效地降低。因此,光伏建筑一體化技術是當今綠色建筑設計當中的首要條件,它能夠充分展現綠色建筑無污染的主要特點。光伏建筑一體化技術的基本便是太陽能電池組,它能夠把太陽的輻射轉變成為電力,并能夠根據建筑的實際需求,設計出并網或者是獨立的光伏發電系統。光伏發電系統包括了太陽能電池方陣、塊狀光伏電池、薄膜光伏電池等設備。
4.2 建筑能耗監控技術
建筑能耗監控技術指的是綠色建筑物當中的總控制系統,它統一控制了建筑的光伏建筑一體化和綠色照明等技術。在建筑能耗監控技術的整體優化下,不但能夠統一管理綠色建筑當中的所有電氣設備能耗,還能夠做到自動控制以及對信息的處理,充分滿足了綠色建筑中所有設備的狀態調整、運行參數、意外事故的監控等。
4.3 綠色照明技術
綠色照明技術是建筑電氣節能當中的一項重要環節,集中體現于對節能光源的使用方面上。比如,LED、無極燈和直管熒光燈等照明燈具。同傳統的建筑照明燈具相比,這些燈具最大的優點便是能耗小,同普通的白熾燈相比,能耗可降低十分之九,甚至更多,但是它們的使用壽命卻是白熾燈好幾十倍。因此,在綠色建筑物中使用LED等節能燈具,是綠色建筑電氣節能的重要措施之一。但是只是用節能燈具并不能夠滿足綠色建筑的節能標準,還應當配合使用照明控制系統,這樣子才能夠達到較好的照明節能效果。
5 結束語
綜上,在實施綠色建筑設計過程中,電氣設計的健康、綠色、節能是切實貫徹綠色建筑設計規范的重要方面,是實現綠色建筑的重要保證。因此,我們應該注重電氣節能技術的發展,通過建筑物將“綠色”理念傳播之千家萬戶。
【摘要】如何有效的進行建筑電氣節能設計,以便能夠大幅度降低電能消耗逐漸成為人們關注的焦點。筆者站在電氣設計的角度,根據供配電系統的構成形式,分別從變壓器節能設計、配電線路節能設計、照明節能設計、電器設備節能設計這幾個方面進行了論述。
【關鍵詞】電氣工程 節能設計 降低電能消耗
1、引言
根據國家統計局網站公布《2014年國民經濟和社會發展統計公報》,2014年全國房屋新開工面積為17.96億平方米,其中住宅新開工面積為12.49億平方米。住宅建筑總量依然增長迅猛,如何有效的進行建筑電氣節能設計,以便能夠大幅度降低電能消耗逐漸成為人們關注的焦點。根據供配電系統的構成形式,分別從變壓器節能設計、配電線路節能設計、節能設計、電器設備節能設計這幾個方面進行論述。
2、電氣節能設計
2.1變壓器的節能設計
變壓器損耗包括有功功率和無功功率損耗兩部分。其中有功損耗又分為鐵損和銅損,鐵損與變壓器的鐵心材質有關,銅損與負荷電流平方成正比。有功損耗計算式為P=P0+β?PK(其中P為有功功率損耗,P0為鐵損,β為負載率,PK為銅損);變壓器的無功損耗由兩部分組成,一部分是勵磁電流即空載電流造成的空載無功損耗,它與鐵芯有關;另一部分無功損耗指一、二次繞組的無功漏磁電抗損耗,其大小與負載電流平方成正比。無功損耗計算式為Q=Q0+β?QK(其中Q為無功功率損耗,Q0為空載無功損耗,β為負載率,QK為無功漏磁電抗損耗)。
變壓器產品由第一代熱軋硅鋼片變壓器發展至第二代冷軋硅鋼片變壓器,第三代低損耗節能變壓器,第四代非晶合金鐵心變壓器,變壓器鐵損和空載無功損耗逐代下降。根據計算負荷容量,選擇負載率,當正常使用時變壓器負載率低于30%時,變壓器損失率會很高(變壓器損失率為變壓器損失與變壓器輸入功率之比),可能會出現“大馬拉小車”的情況,需要通過變壓器損耗計算比較小一級同類型變壓器,選擇損耗最小的變壓器;當負載率大于80%時,同樣通過變壓器損耗計算比較大一級同類型變壓器,選擇損耗最小的變壓器。由此可知選擇節能變壓器,合理選擇負載率,可以降低變壓器損耗,使得變壓器更為節能。
2.2配電線路的節能設計
配電線路損耗P1=3P?RL/(U?cos?φ)(其中P1為配電線路損耗,P為計算負荷,R為線纜單位長度電阻,L為線纜長度,U為系統額定電壓,cosφ為功率因數)。
由于鋁芯線纜電阻率約為銅芯線纜的1.6倍,在線纜相同截面時,銅芯線纜單位長度電阻R值更小。當變配電室的位置接近負荷中心時,供電半徑小,可以使得負荷中心線纜長度L值變小,反之則相反;在供電負荷中有很多感性設備,它們使得配電系統功率因數cosφ變小,從而增加了配電線路損耗,在住宅建筑中這些感性設備主要是一些滿足住宅建筑功能的被套電氣裝置,我們一般采用配電室集中設置無功補償裝置的措施來提高功率因數cosφ。
2.3照明節能設計
當前照明節能所遵循的原則是必須保證有足夠的照明數量和質量的前提下,盡可能地做到節約照明用電,這是照明節能的正確原則。利用高效照明電器產品替代低效照明電器產品,如在滿足相同照度要求時,所使用的LED照明燈具功率低于一般熒光節能燈具,LED照明燈具的使用壽命更長。在無人長時間停留的場所,如樓梯間和地下室走道等場所,采用自動控制型燈具,可以有效降低照明燈具用電總量;還應充分利用天然光的方式,如適當增大開窗面積,小區道路燈具采用太陽能供電燈具,達到節能的效果。
2.4電器設備節能設計
電器設備節能主要是從采用交流接觸器節電技術,采用高效率電機,采用變頻調速技術這幾方面實現的。電機效率為輸出功率與輸入功率的比值,效率越高的電機,電機損耗約低,所以高效電機更節能。對于水泵風機需要調速的,采用改變風門或閥門的開度進行控制,效率很低,而采用變頻調速控制,當流量減小時,所需功率近乎流量的3次方大幅下降,效率更高。
在節能減排的社會大背景下,如何高效利用能源是人類一直追尋的課題。在當代人的生產和生活中,電能的使用無處不在。通過住宅建筑電氣節能設計,可以分別從變壓器、配電線路、照明、電器設備幾個方面有效降低電能損耗,從而達到對電能的節約和高效利用。