论文部分内容阅读
摘要：现代工业厂房建筑要求舒适、安全、节能、高效。工业厂房建筑电气的发展也随着时代的进步不断发展。作为二次能源的电能，如何降低损耗、高效利用，如何将节能技术合理运用到工程项目当中，已成为工业厂房建筑电气设计的焦点。工业厂房不同于一般民用建筑，其具有主要是以工艺生产设备及动力设备为主要用电负荷，有别于民用建筑以空调负荷为主的特点，笔者总结了这些年来工业厂房建筑电气设计工作经验，从以下几个方面对工业厂房电气节能提出一些具体的措施。
关键词：工业厂房;电气设计;节能
引言：工厂电气的节能潜力很大，应在设计中精心考虑。同时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。为此，在接下来的文章中，将围绕工业厂房建筑电气设计及其节能措施方面进行详细分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
1.工业厂房建筑电气节能设计的原则
工业厂房建筑电气节能应坚持以下三个原则：第一，应满足建筑物的使用功能，即满足照明的照度、色温、显色指数，满足空调的舒适性温度及新风量，也就是舒适卫生;满足厂区的运输道路畅通无阻;满足特殊工艺要求，如电子厂房或太阳能厂房的一些电气设备的用电，厂房的工艺照明及电力用电等。第二，节能应考虑实际经济效益，不能因为节能而过高的消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少的运行费用进行回收。第三，节能的着眼点，应是节省无为损耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是发挥建筑物的功能无关的，再考虑采取相应的措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损，如量大面广的照明容量，采用先进技术成果使其能量降低。因此，节能措施也应该贯彻实施。
2.工业厂房建筑电气设计中基本的节能措施
2.1提高变压器的效能
首先，选择高效节能变压器、提高资源利用率。配电用变压器是配电系统常用的主要电源设备，又是其自身消耗一定电源的设备，通电运行后长期在电网上运行，一般只有在检修时才退出电网，选择不当，其本身耗电量的累计值将很大，因此要选择空载、负载损耗相对小的节能变压器。例如：S7系列与S9相比，铁损高出11%，铜损高出28%，新型非晶合金变压器比S9还要节能，10K非晶合金变压器比S9的空载损耗低75%～80%。变压器一般使用寿命长达几十年，用高效节能型变压器替代高损耗电变压器，不但可以提高能源转换效率，而且在寿命期节电效果相当可观。同时还能带来少建电厂的良好的环保效果，少向大气排放温室气体，减少对环境的直接污染。另外，合理地计算，选择变压器的容量。变压器额定容量应能满足全部用电负荷的需要，但不应使变压器长期处于过负载状态下运行，理论上，变压器的经常性负载应为变压器额定容量的60%，这时运行效率最高。变压器“大马拉小车”不仅使变压器的容量没有充分利用，而且降低了变压器的运行效率（增加了损耗），这对变压器的运行和投资来说都是一种浪费。因此，变压器容量不能按照变压器的最佳负荷率来选择，而应略高于变压器的最佳负荷率，一般设75%～85%较为合理。
2.2工业工厂照明节能设计
工业厂房是根据工艺生产产品不同而定的生产重要地，由于有些厂房其结构高大、灯具悬挂高、照明空间大等诸多特点决定了其照明的基本要求。由于识别对象的特殊性，所以照明方式要合理，照明质量要高，包括显色指数和光效，照明分布要均匀合理。目前，照明设计节能评价指标采用照明功率密度（LPD）来衡量，实际计算的照明功率密度值应符合GB50034-2004《建筑照明设计标准》目标值的要求。照明节能设计应主要包括以下几个方面。第一，节能光源的选用。照明光源的选用应符合国家现行相关标准的规定。应根据不同的使用场合选用合适的照明光源，所选用的照明光源应具有尽可能高的光效，以达到照明节能的效果。各种节能光源的光效及主要技术指标见下图表。
从表中可以看出，按发光效率的数据比较，高强度气体放电灯最高。在工厂照明中，厂房空间多数大于5m，且对显色性有一定要求时，应优先选择金属卤化物灯;当一种光源不能满足色温或显色性要求时，可采用两种光源，混光光源能充分发挥强气体放电灯优点，达到节约能耗、提高照度、改善光色的照明效果。 现在大规模开始推广应用的LED灯具也是今后的一个节能的发展方向，LED灯具已有工矿灯，路灯，投光灯，T8灯管等各种品种。其优点有：1、节能，白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4;2、长寿命;3、可以工作在高速状态.节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉。LED灯具自身还是有一些不太理想的地方：1、光效仍然不高，现今之LED节能光效普遍在60-70lm/W。2、需要相对应的散热器，在LED芯片本身发热量没有大的改善情况下，需要在散热器的结构，热管技术的应用上，进一步的发展。3、价格还相对偏高，LED单体价格，铝制散热器，高效恒流电源，高透光率柔和灯罩，四者成本集体推高LED成本。4、显色指数不高，大部分LED节能灯显色指数没有过80，相比节能灯，还有差距。5、远距离光衰比较快;眩光感比较强。LED作为新兴的下一代光源，随着技术进步，应用更加广泛，还是大有发展前途的。目前在已设计的太阳能电池车间已有业主开始试用LED节能灯，节能效果还是比较明显的。第二，节能型鎮流器的选用。推广使用低损耗、性能优的光源电子附件，高压钠灯、金属卤化物灯应配用节能型电感镇流器;因气体放电光源功率因数低，应采用单灯电容补偿的方式[1]，将功率因数提高到0.9以上。第三，合理的供电方式和线路选择。合理的供电方式和线路选择也是节能的一大措施。照明线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面。大多数照明电压为220伏，采用的供电方式包括单相二线制、两相二线制和三相四线制接线方式，不同的供电方式其线损也不一样。设单相二线制损耗为100%。第四，合理的节能照明设计。在厂房照明设计中，应根据使用场所的使用功能，而不能一味追求灯具的均匀布置。应根据工艺设备布置及了解工艺操作人员的工作面，采用一般照明和局部照明的混合照明方式。既要满足一般照明的最基本照度要求，又要满足有特殊要求的场所，多设置局部照明，既能够节省电能，又能够达到较高的照度要求，也避免了因亮度分布不均匀而影响视觉的弊端。另一方面，充分利用自然光，正确选择自然采光。在厂房的建筑中，应尽可能增大采光窗面积，使光从不同的角度射入厂房。与此同时，充分利用室内受光面的反射性，能有效地提高光的利用率，如白色墙面的反射系数可达到70%～80%，能起到很好的节能作用。
结论：
简而言之，节能设计是当前工业厂房建筑电气设计重要的发展方向，文章主要针对工业厂房建筑电气设计及其节能措施方面进行了分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值[2]。
参考文献：
[1]雷永昌.工业厂房电气节能设计探析[J].城市建设理论研究（电子版），2017，（10）.
[2]霍军军.基于环保角度探讨工业厂房的电气节能设计[J].江西建材，2018，（4）：39-39，41.
关键词：工业厂房;电气设计;节能
引言：工厂电气的节能潜力很大，应在设计中精心考虑。同时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。为此，在接下来的文章中，将围绕工业厂房建筑电气设计及其节能措施方面进行详细分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
1.工业厂房建筑电气节能设计的原则
工业厂房建筑电气节能应坚持以下三个原则：第一，应满足建筑物的使用功能，即满足照明的照度、色温、显色指数，满足空调的舒适性温度及新风量，也就是舒适卫生;满足厂区的运输道路畅通无阻;满足特殊工艺要求，如电子厂房或太阳能厂房的一些电气设备的用电，厂房的工艺照明及电力用电等。第二，节能应考虑实际经济效益，不能因为节能而过高的消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少的运行费用进行回收。第三，节能的着眼点，应是节省无为损耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是发挥建筑物的功能无关的，再考虑采取相应的措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损，如量大面广的照明容量，采用先进技术成果使其能量降低。因此，节能措施也应该贯彻实施。
2.工业厂房建筑电气设计中基本的节能措施
2.1提高变压器的效能
首先，选择高效节能变压器、提高资源利用率。配电用变压器是配电系统常用的主要电源设备，又是其自身消耗一定电源的设备，通电运行后长期在电网上运行，一般只有在检修时才退出电网，选择不当，其本身耗电量的累计值将很大，因此要选择空载、负载损耗相对小的节能变压器。例如：S7系列与S9相比，铁损高出11%，铜损高出28%，新型非晶合金变压器比S9还要节能，10K非晶合金变压器比S9的空载损耗低75%～80%。变压器一般使用寿命长达几十年，用高效节能型变压器替代高损耗电变压器，不但可以提高能源转换效率，而且在寿命期节电效果相当可观。同时还能带来少建电厂的良好的环保效果，少向大气排放温室气体，减少对环境的直接污染。另外，合理地计算，选择变压器的容量。变压器额定容量应能满足全部用电负荷的需要，但不应使变压器长期处于过负载状态下运行，理论上，变压器的经常性负载应为变压器额定容量的60%，这时运行效率最高。变压器“大马拉小车”不仅使变压器的容量没有充分利用，而且降低了变压器的运行效率（增加了损耗），这对变压器的运行和投资来说都是一种浪费。因此，变压器容量不能按照变压器的最佳负荷率来选择，而应略高于变压器的最佳负荷率，一般设75%～85%较为合理。
2.2工业工厂照明节能设计
工业厂房是根据工艺生产产品不同而定的生产重要地，由于有些厂房其结构高大、灯具悬挂高、照明空间大等诸多特点决定了其照明的基本要求。由于识别对象的特殊性，所以照明方式要合理，照明质量要高，包括显色指数和光效，照明分布要均匀合理。目前，照明设计节能评价指标采用照明功率密度（LPD）来衡量，实际计算的照明功率密度值应符合GB50034-2004《建筑照明设计标准》目标值的要求。照明节能设计应主要包括以下几个方面。第一，节能光源的选用。照明光源的选用应符合国家现行相关标准的规定。应根据不同的使用场合选用合适的照明光源，所选用的照明光源应具有尽可能高的光效，以达到照明节能的效果。各种节能光源的光效及主要技术指标见下图表。
从表中可以看出，按发光效率的数据比较，高强度气体放电灯最高。在工厂照明中，厂房空间多数大于5m，且对显色性有一定要求时，应优先选择金属卤化物灯;当一种光源不能满足色温或显色性要求时，可采用两种光源，混光光源能充分发挥强气体放电灯优点，达到节约能耗、提高照度、改善光色的照明效果。 现在大规模开始推广应用的LED灯具也是今后的一个节能的发展方向，LED灯具已有工矿灯，路灯，投光灯，T8灯管等各种品种。其优点有：1、节能，白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4;2、长寿命;3、可以工作在高速状态.节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉。LED灯具自身还是有一些不太理想的地方：1、光效仍然不高，现今之LED节能光效普遍在60-70lm/W。2、需要相对应的散热器，在LED芯片本身发热量没有大的改善情况下，需要在散热器的结构，热管技术的应用上，进一步的发展。3、价格还相对偏高，LED单体价格，铝制散热器，高效恒流电源，高透光率柔和灯罩，四者成本集体推高LED成本。4、显色指数不高，大部分LED节能灯显色指数没有过80，相比节能灯，还有差距。5、远距离光衰比较快;眩光感比较强。LED作为新兴的下一代光源，随着技术进步，应用更加广泛，还是大有发展前途的。目前在已设计的太阳能电池车间已有业主开始试用LED节能灯，节能效果还是比较明显的。第二，节能型鎮流器的选用。推广使用低损耗、性能优的光源电子附件，高压钠灯、金属卤化物灯应配用节能型电感镇流器;因气体放电光源功率因数低，应采用单灯电容补偿的方式[1]，将功率因数提高到0.9以上。第三，合理的供电方式和线路选择。合理的供电方式和线路选择也是节能的一大措施。照明线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面。大多数照明电压为220伏，采用的供电方式包括单相二线制、两相二线制和三相四线制接线方式，不同的供电方式其线损也不一样。设单相二线制损耗为100%。第四，合理的节能照明设计。在厂房照明设计中，应根据使用场所的使用功能，而不能一味追求灯具的均匀布置。应根据工艺设备布置及了解工艺操作人员的工作面，采用一般照明和局部照明的混合照明方式。既要满足一般照明的最基本照度要求，又要满足有特殊要求的场所，多设置局部照明，既能够节省电能，又能够达到较高的照度要求，也避免了因亮度分布不均匀而影响视觉的弊端。另一方面，充分利用自然光，正确选择自然采光。在厂房的建筑中，应尽可能增大采光窗面积，使光从不同的角度射入厂房。与此同时，充分利用室内受光面的反射性，能有效地提高光的利用率，如白色墙面的反射系数可达到70%～80%，能起到很好的节能作用。
结论：
简而言之，节能设计是当前工业厂房建筑电气设计重要的发展方向，文章主要针对工业厂房建筑电气设计及其节能措施方面进行了分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值[2]。
参考文献：
[1]雷永昌.工业厂房电气节能设计探析[J].城市建设理论研究（电子版），2017，（10）.
[2]霍军军.基于环保角度探讨工业厂房的电气节能设计[J].江西建材，2018，（4）：39-39，41.