论文部分内容阅读
摘要: 能源危机成了二十一世纪的代名词，而能源作为当今人类一切活动的必须消耗品，如何有效的节约能源成为了当下继续解决的问题。本文针对建筑行业电气设备的照明进行节能设计的探讨，以期在一定程度上达到减少能源消耗的作用。
关键词：建筑电气照明节能
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
可以認为，当今人类的一切活动都离不开能源，能源成为了人类的一大主要消耗品。但随着社会的进步，经济的发展，对能源的需求也不断增加。众所周知，地下埋藏的作为不可再生资源，其数量有限，因此能源危机愈演愈烈。不光如此，在能源消耗的同时，还造成了不可收拾的环境污染问题，严重制约了社会的可持续发展。作为人类生存和发展的核心，世界各国纷纷开始将目光转向能源的节约问题上，节能减排成为了当今社会的一大焦点，随着社会制度、国民素质的提高，节能意识逐渐深入人心。节能减排工作是一项长期复杂而艰巨的任务，需要我们从现在开始，从小事抓起，坚持不懈进行下去。建筑照明作为一个耗能大户，需要消耗大量的电能，因此进行相应的节能设计，可以再一定程度上节约能源，促进我国的可持续发展。本文针对建筑电气的照明系统进行了节能设计探讨。
1 建筑电气节能的原则
1）适用性原则。节能是必须的，但是在进行建筑电气照明设计时不能光为了而满足节能需要而忽视了照明的实际需要，即不能为了刻意追求节能而忽视了建筑照明的整体性能。比如，在当前我国诸多办公楼内特别是除国家行政机关和正规的大型国有或合资企业外的中小型企业办公楼存在照明设计缺陷，没有达到很好的照明效果浪费电能的情况却很严重。因此，在进行建筑照明设计时必须在满足实际照明需要包括照明的照度、色度及显色指数等的基础上进行节能。2）节能性原则。顾名思义，在满足正常照明需要的前提条件下，节省可以不需要消耗的能量。这需要首先根据实际情况设计节能方案，根据方案要求选择节能的设备和相应的材料，努力实现用低成本低投资获得节能并取得经济效益最大化。使因节能而增加的投资可以在最短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。找出那些能量的消耗是可以省掉的，从而考虑相应的措施来进行能源的节约。
2 节能光源的选择
选择合适的光源在一定程度上可以很好的节约电能。白炽灯有许多优点，但是相对来说其发光效率比较低能耗大，不能够满足节能的要求。下面就几种节能光源的选择进行介绍：1）荧光灯。不同的建筑构造应选择合适的光源才能达到相应节能的目的。对于荧光灯，对于如办公室、教育楼、会议室及仪表、电子等生产车间高度较低的房间可以采用直管形细管荧光灯，如T8管通光量为75Lm/w，T5管通光量为80Lm/w。反之，对于大型会议室，则选择1200mm功率较大的长灯管组成光带更有利于节能。2）气体放电发光光源。节能效果显著的气体放电发光光源当属高压钠灯、低压钠灯等。诸如道路、机场、广场等宽阔区域选择高压钠蒸汽放电的高压钠灯可以达到理想的节能效果，高压钠灯的放电管由半透明多晶氧化铝陶瓷制成，抗腐蚀性能强，使用寿命好，且具有好的透雾性能。3）电子式节能灯。电子式节能灯的光通量一般在50-70lm/w，明显优于普通白炽灯，其节能效果显著，广泛应用于明用建筑和公共场所的照明中。4）LED光源。LED光源是利用其中的一种叫做固体半导体芯片的发光材料在通过载流子复合放出的能量而引起光发射，直接发出各色光。该光源光效可以达到100～150Lm/W，平均使用寿命可以达到5000小时，具有使用寿命长、能耗低的优点，但是目前的技术，导致改光源的造价还比较高，没有得到更好的推广。5）光伏应用系统。有效的将太阳能经过系统转化成电能，再与LED结合。该技术成本高，还属于研发小规模生产阶段。
3 建筑电气的节能设计
3.1 供配电系统的节能设计
1）在进行供配电系统设计之前，应综合考虑建筑的负荷容量、用电设备以及供电的距离和分布特点，尽量使系统的结构简单从而操作方便安全。一般而言，小的配电半径可以在一定程度上减小线路上造成的能源损耗，所以尽可能的将变配电设置在距离负荷中心较近的区域。2）合理选择变压器。负荷过多会造成不必要的电能损耗，尽可能的故居季节的变化等造成的负荷改变能够对变压器进行灵活的切换，达到节能，因此变压器的型号、容量以及数量的安装就显得尤为关键。3）电能在线路上传输的过程会造成很多的电能损耗，因此为减少线路上的能源损耗可以从以下几个方面进行改进：首先选用电导率比较小的导线，一般铜芯线缆可以满足这个要求，但是为节约成本，可以采用铜和铝的复合材料。其次，要尽量避免线路曲折迂回布置，尽可能走直线，低压线路要不走或者少走回头线，变压器要尽量接近负荷中心，减少供电距离，且低压配电的供电半径不要超过规定。同时，在一些线路比较长的情况下，为了满足载流量、动热稳定、保护配合、电压损失等，可以采取增大导线横截面的措施。最后，用电具有季节性的特点，通过调剂使供电线路了可以得到充分的利用，比如惯用的做法将空调风机与一般的照明和点开水器等计费相同的负荷集中。
3.2 变压器的节能设计
变压器也是造成电能损耗的一大因素。其造成能源损耗主要来自于两个方面：空载损失，该损失与负载没有关系；另一个方面是由于负载引起的。当变压器处于负载状态时，其损耗来自于固定的铁损和由于一次、二次线圈上通过电流时的损耗。变压器的效率为输出功率P2与输入功率P之比，变压器的最高效率点是由变压器固有结构的特性、空载损耗P0、短路损耗P决定的。考虑到用电的季节性变化大的特点，从经济的角度出发进行考虑，装设两台变压器比较适宜，当负荷比较低的时候就采用一台变压器。
3.3 电动机的节能设计
通过提高电动机的功利因素以及提高电动机的工作效率可以有效的降低其对电能的损耗。变压器低压侧采用集中电容器补偿，这些方法能使设备和线路上的无功功率传输减少，达到节能目的。但目前的民用建筑电气设计中，许多设计仅采用变压器低压侧集中补偿的方式，这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输，提高了用户处的功率因数，可以不受或少受电业局的罚款，而对用户，无功仍由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点，低压线路上的无功传输并没有减少，那么无功补偿也就达不到节能的目的。因此，无功补偿装置应就地安装，实行就地补偿。在进行工程设计时，应首先确定其线路上的负荷是连续的还是断续的，这是十分必要和关键的，根据连续或者断续这一负荷的特点来正确的选择节能的电动机。如果为连续性的负荷，要对电动机本身的输出功率和负荷是否能够很好的匹配。对于遇到像风机和泵这样负荷乘平方递减特性的元件，在轻载的时候可以将风门和阀门打开，并且将电动机调节在低速的运动状态可以达到节能的作用。相反的，如果负荷是呈断续性的，在轻载时如果电动机不能停止其工作，则可以通过调速装置来达到目的。换言之，在额定负荷下运行时采用常用电源使电动机在额定转速下运行。在遇到低速的时候，就可以通过逆变器变频装置或其他方式调速来实现电能的节约。
4 结语
近年来，世界已经清晰的认识到能源的危机，能源的浪费无疑大大的加速了能源的使用年限，节约能源成为了需要全社会共同为之努力的目标。为解决建筑电气照明中的能源浪费问题，业内做出了诸多相关的努力，也得出了许多节能的方法，比如在不同的场所选择合适的节能光源，通过增大导线的横截面以及使用电导率比较小的导线来降低线路上的能源消耗、合理的设置变压器等方法。为了更好的达到节能坚决能源危机，还需要大家的共同努力。
参考文献：
[1]国栋.公共建筑照明系统的控制与节能[J]智能建筑与城市信息，2005，(1).
[2]张君芳.谈绿色照明及照明设计节能措施[J].广东科技，2006，(2).
关键词：建筑电气照明节能
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
可以認为，当今人类的一切活动都离不开能源，能源成为了人类的一大主要消耗品。但随着社会的进步，经济的发展，对能源的需求也不断增加。众所周知，地下埋藏的作为不可再生资源，其数量有限，因此能源危机愈演愈烈。不光如此，在能源消耗的同时，还造成了不可收拾的环境污染问题，严重制约了社会的可持续发展。作为人类生存和发展的核心，世界各国纷纷开始将目光转向能源的节约问题上，节能减排成为了当今社会的一大焦点，随着社会制度、国民素质的提高，节能意识逐渐深入人心。节能减排工作是一项长期复杂而艰巨的任务，需要我们从现在开始，从小事抓起，坚持不懈进行下去。建筑照明作为一个耗能大户，需要消耗大量的电能，因此进行相应的节能设计，可以再一定程度上节约能源，促进我国的可持续发展。本文针对建筑电气的照明系统进行了节能设计探讨。
1 建筑电气节能的原则
1）适用性原则。节能是必须的，但是在进行建筑电气照明设计时不能光为了而满足节能需要而忽视了照明的实际需要，即不能为了刻意追求节能而忽视了建筑照明的整体性能。比如，在当前我国诸多办公楼内特别是除国家行政机关和正规的大型国有或合资企业外的中小型企业办公楼存在照明设计缺陷，没有达到很好的照明效果浪费电能的情况却很严重。因此，在进行建筑照明设计时必须在满足实际照明需要包括照明的照度、色度及显色指数等的基础上进行节能。2）节能性原则。顾名思义，在满足正常照明需要的前提条件下，节省可以不需要消耗的能量。这需要首先根据实际情况设计节能方案，根据方案要求选择节能的设备和相应的材料，努力实现用低成本低投资获得节能并取得经济效益最大化。使因节能而增加的投资可以在最短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。找出那些能量的消耗是可以省掉的，从而考虑相应的措施来进行能源的节约。
2 节能光源的选择
选择合适的光源在一定程度上可以很好的节约电能。白炽灯有许多优点，但是相对来说其发光效率比较低能耗大，不能够满足节能的要求。下面就几种节能光源的选择进行介绍：1）荧光灯。不同的建筑构造应选择合适的光源才能达到相应节能的目的。对于荧光灯，对于如办公室、教育楼、会议室及仪表、电子等生产车间高度较低的房间可以采用直管形细管荧光灯，如T8管通光量为75Lm/w，T5管通光量为80Lm/w。反之，对于大型会议室，则选择1200mm功率较大的长灯管组成光带更有利于节能。2）气体放电发光光源。节能效果显著的气体放电发光光源当属高压钠灯、低压钠灯等。诸如道路、机场、广场等宽阔区域选择高压钠蒸汽放电的高压钠灯可以达到理想的节能效果，高压钠灯的放电管由半透明多晶氧化铝陶瓷制成，抗腐蚀性能强，使用寿命好，且具有好的透雾性能。3）电子式节能灯。电子式节能灯的光通量一般在50-70lm/w，明显优于普通白炽灯，其节能效果显著，广泛应用于明用建筑和公共场所的照明中。4）LED光源。LED光源是利用其中的一种叫做固体半导体芯片的发光材料在通过载流子复合放出的能量而引起光发射，直接发出各色光。该光源光效可以达到100～150Lm/W，平均使用寿命可以达到5000小时，具有使用寿命长、能耗低的优点，但是目前的技术，导致改光源的造价还比较高，没有得到更好的推广。5）光伏应用系统。有效的将太阳能经过系统转化成电能，再与LED结合。该技术成本高，还属于研发小规模生产阶段。
3 建筑电气的节能设计
3.1 供配电系统的节能设计
1）在进行供配电系统设计之前，应综合考虑建筑的负荷容量、用电设备以及供电的距离和分布特点，尽量使系统的结构简单从而操作方便安全。一般而言，小的配电半径可以在一定程度上减小线路上造成的能源损耗，所以尽可能的将变配电设置在距离负荷中心较近的区域。2）合理选择变压器。负荷过多会造成不必要的电能损耗，尽可能的故居季节的变化等造成的负荷改变能够对变压器进行灵活的切换，达到节能，因此变压器的型号、容量以及数量的安装就显得尤为关键。3）电能在线路上传输的过程会造成很多的电能损耗，因此为减少线路上的能源损耗可以从以下几个方面进行改进：首先选用电导率比较小的导线，一般铜芯线缆可以满足这个要求，但是为节约成本，可以采用铜和铝的复合材料。其次，要尽量避免线路曲折迂回布置，尽可能走直线，低压线路要不走或者少走回头线，变压器要尽量接近负荷中心，减少供电距离，且低压配电的供电半径不要超过规定。同时，在一些线路比较长的情况下，为了满足载流量、动热稳定、保护配合、电压损失等，可以采取增大导线横截面的措施。最后，用电具有季节性的特点，通过调剂使供电线路了可以得到充分的利用，比如惯用的做法将空调风机与一般的照明和点开水器等计费相同的负荷集中。
3.2 变压器的节能设计
变压器也是造成电能损耗的一大因素。其造成能源损耗主要来自于两个方面：空载损失，该损失与负载没有关系；另一个方面是由于负载引起的。当变压器处于负载状态时，其损耗来自于固定的铁损和由于一次、二次线圈上通过电流时的损耗。变压器的效率为输出功率P2与输入功率P之比，变压器的最高效率点是由变压器固有结构的特性、空载损耗P0、短路损耗P决定的。考虑到用电的季节性变化大的特点，从经济的角度出发进行考虑，装设两台变压器比较适宜，当负荷比较低的时候就采用一台变压器。
3.3 电动机的节能设计
通过提高电动机的功利因素以及提高电动机的工作效率可以有效的降低其对电能的损耗。变压器低压侧采用集中电容器补偿，这些方法能使设备和线路上的无功功率传输减少，达到节能目的。但目前的民用建筑电气设计中，许多设计仅采用变压器低压侧集中补偿的方式，这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输，提高了用户处的功率因数，可以不受或少受电业局的罚款，而对用户，无功仍由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点，低压线路上的无功传输并没有减少，那么无功补偿也就达不到节能的目的。因此，无功补偿装置应就地安装，实行就地补偿。在进行工程设计时，应首先确定其线路上的负荷是连续的还是断续的，这是十分必要和关键的，根据连续或者断续这一负荷的特点来正确的选择节能的电动机。如果为连续性的负荷，要对电动机本身的输出功率和负荷是否能够很好的匹配。对于遇到像风机和泵这样负荷乘平方递减特性的元件，在轻载的时候可以将风门和阀门打开，并且将电动机调节在低速的运动状态可以达到节能的作用。相反的，如果负荷是呈断续性的，在轻载时如果电动机不能停止其工作，则可以通过调速装置来达到目的。换言之，在额定负荷下运行时采用常用电源使电动机在额定转速下运行。在遇到低速的时候，就可以通过逆变器变频装置或其他方式调速来实现电能的节约。
4 结语
近年来，世界已经清晰的认识到能源的危机，能源的浪费无疑大大的加速了能源的使用年限，节约能源成为了需要全社会共同为之努力的目标。为解决建筑电气照明中的能源浪费问题，业内做出了诸多相关的努力，也得出了许多节能的方法，比如在不同的场所选择合适的节能光源，通过增大导线的横截面以及使用电导率比较小的导线来降低线路上的能源消耗、合理的设置变压器等方法。为了更好的达到节能坚决能源危机，还需要大家的共同努力。
参考文献：
[1]国栋.公共建筑照明系统的控制与节能[J]智能建筑与城市信息，2005，(1).
[2]张君芳.谈绿色照明及照明设计节能措施[J].广东科技，2006，(2).