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摘要:经济的发展与科技的进步,提高了人们的生活水平,改善了人们的工作环境,对能源的需求也日益增长,建筑行业作为国民经济的重要组成部分,对能源的需求量是巨大的。因此,做好建筑行业节能是每个建筑设计师都应考虑的问题。本文对建筑电气节能的有效途径进行分析。
关键词:建筑;电气节能;途径
中图分类号: F407 文献标识码: A
改革开放以来,我国市场经济发展迅猛,建筑业也发展迅速。其中,建筑电气节能是一项系统工程,具有重要的意义。我们在采取节能措施时,应首先明確节能目标,并应根据不同场合掌握对应节能要点,对节能效果进行科学合理的评价。
一、建筑电气节能存在的技术问题
目前我国政府和相关管理部门对建筑电气节能的重视程度已逐步加深,但是在具体执行方面还不到位,仍然存在着很多问题,除了因当前建筑节能设计标准和规范未将电气节能全面系统地纳入其中等原因外,更多的是因为技术方面的问题。例如,供电线路迂回铺设,变压器位置远离负荷中心,同时由于在负荷计算时缺乏用电数据,导致变压器容量选择过大,变压器负荷不均,造成“大马拉小车”的情况;不合理的系统设计和设备选型及运行方式导致空调系统效率过低,使得冷机、水泵、风机长期在偏离高效点的状态下工作;风机和水泵设备的开关控制仅有手动控制,导致运行时间过长,消耗大量电能,在选择电制冷机组的台数时未考虑节能;电梯未设置节电感应或群控等节能控制模式;建筑照明光源选择、灯具选择、镇流器选择及照明方式设计不合理,盲目提高照度,照明控制方式不当,未增加光控设备,导致部分照明设施白白浪费大量电能等。
二、电气节能原则
实现建筑电气节能不是以降低建筑的使用功能或减少电气使用为代价的,它是在满足建筑物使用功能的前提下,考虑建筑节能的经济效益,降低用电系统无谓的电能消耗,以此来提高电能的利用效率,它是一个综合考虑的过程。
1、满足建筑的使用功能。主要是电能的节能要以不损耗建筑的正常使用为前提,具体包括:建筑物照明的亮度、色温及显色指数要达到基本的使用标准、满足空调舒适性的温度及新风量、满足娱乐场所的基本电气设施的用电要求、还有所有的照明用电需求等等。总之,要保证融入了节能设计的建筑要能正常发挥出其本有的功能。
2、考虑到经济效益是不能只为了达到节能的目的而盲目的增加在节能项目上的投资,要考虑实际的情况,把节能的效益与投资进行对比,选择合适的投资支出。在后期的设备运行维护过程中,如果预计增加投资支出后节能效果不明显,就要考虑更换新的节能设备,避免造成不必要的建筑电气的运营费用的浪费。
3、减少无谓的能耗浪费,是指建筑电气节能的关键。在用电系统中,浪费能耗是比较普遍的,另外,一些落后的照明电气设备也存在严重的无谓的浪费能耗情况。要减少浪费能耗,首先要找出建筑电气正常使用和无关的能量的消耗,然后针对该问题制定相应的防治措施。
4、从实际出发原则。在智能楼宇建设过程中电气节能方案、措施制定等过程,各类工程师缺乏对楼宇建筑内部现有系统的全面了解和综合能耗的统筹分析,导致节能效果不明显。因此要以实际情况为根本出发点,制定节能措施,并同时开展各项节能工作,才能达到预期效果。
三、建筑电气节能的有效途径
1、照明节能的有效途径
研究发现,电能消耗和光源的效率呈反比例关系,即光源的效率越高,其电能的消耗就越低。为达到节能的目的,必须尽最大可能选择高效率的光源。在目前所使用的光源中,白炽灯的光源效率最差,因此,在照明节能过程中,必须尽最大可能减少使用白炽灯,除了特殊的场景之外,能不用白炽灯的尽量不用。金属卤化物等以及高压钠灯不但效率高,而且寿命长,因此应尽最大可能使用这两种光源。除选择使用高效率光源之外,在满足眩光限制以及配光要求的情况下,还要选择使用高效节能灯具。还要按照光源使用场合的要求选择光利用系数较高、光通量维持率高、控光合理以及照明空调一体化的灯具等。在使用高强度气体放电灯时,要尽量选择使用功率因数较高的启动设备,若高强度气体放电灯使用面积相对较大,安装的补偿电容器补偿完成后功率因数必须大于0.9。
合理控制与照明方式也是节约能源的有效方式。对于不同的照明空间可以采取分区控制的方法进行控制,或者采取在给定的时间内进行照明的方式进行控制。为进行合理控制,还可以合理使用不同类型的开关,室外照明以及公共场所可以选择自动控光装置。在照明方式的选择上,要依据照度标准值进行选择,如果对于照度要求高则尽量减少使用普通照明,选择混合照明。对于高大的空间可以采取普通与重点照明两相结合的方法进行照明。
2、空调系统的节能
夏天,空调耗能占整个建筑耗能的绝大部分,如果使用的中央空调,采用楼宇自控系统进行管理和控制,可以实现较好的节能效果。使用的是分体式空调,应该采用遥控器控制开或关。对于住宅空调为了避免无法切除电源造成电能浪费,可以为空调插座设置一个独立开关进行控制,以便用遥控器关机时,顺手把空调机电源关掉:而对于单位办公大楼等的分体空调,电气设计有时往往与照明共用一个配电箱,在关掉空调电源时,就要大楼管理人员到各层配电箱处关掉空调电源回路,空调处于待机状态,造成电能的大量浪费。因此,为了防止该问题,空调用电可设置专用配电控制箱进行供电,其远程控制可设置在建筑物的值班室内,以便管理和控制。
3、电梯的节能设计
按建筑物性质、建筑物面积、层数、高度、人流量等综合因数合理选择电梯,避免超载、超重、超负荷的能源损耗。选用节能电梯,减少了相应的机械损耗。选择恰当的控制系统,对两部并列的电梯选用并联控制,对相邻三部以上的电梯使用群控控制,提高电梯运输效率。利用电梯交通计算(流量分析),合理确定电梯的台数、速度、载重及分区。
4、给排水系统节能的有效途径
在给排水系统中,主要的动力来自于电动机,要想实现给排水系统节能,必须通过降低电动机的能耗来完成,而要想达到降低电动机能耗的目的,通常可以采取提高其效率以及功率因数的方法来实现。1)选择高效电动机。为达到提高电动机效率,降低能耗的目的,通常可以以高效电动机代替普通电动机的方法完成;2)按照负荷特性选择电动机。不同的建筑,同一建筑的不同楼层给排水系统的负载不同,电动机工作环境也不同,在选择电动机时,认真分析给排水系统的负荷特点以及电动机工作环境,并恰当选择电动机,既可以避免电动机的超负荷运转,又可以避免浪费负荷现象的发生;3)对于负荷较轻的电动机降压运行。若电动机经常处于低负荷运转状态,可以选择使用三角—星形切换装置,若电机的负载率<2/5,则可以选择使用轻载节电器;4)按照电动机的负载进行就地补偿。如果电动机距离供电地点比较远,并且容量相对较大,可以通过对其无功功率进行就地补偿的方法实现节能,但是为避免自励磁过电压的产生,在对单台电动机进行补偿时容量不可过大。5)使用调速电动机。为提高电动机运转的效率,在电动机的选择上可以选择使用调速电动机,这样可以按照负荷的变化随时转换运转速度,进而达到节能的目的。
5、太阳能节能
在我国大部分建筑工程中,都在建筑顶楼安装太阳能设备,比如太阳能热水器、太阳能电池板、太阳能照明系统等。可以这么说,太阳能在建筑节能已经颇为普遍,主要原因是太阳能的采集方法简便、使用转化快速并无污染,是环保节能技术的典范。当然,太阳能的利用率必须根据各地太阳光照射强度来定,同时受各地不同气候的影响,太阳能的高效开发利用还是一个值得探索的项目,如何做好太阳能的高效利用,也是实现高效环保节能技术的重要开发项目。
图 1 某建筑的太阳能电池板
结束语
建筑电气节能设计潜力很大, 在任何一个方面,对设计 者而言,都应全面认真地考虑设计方案,选择 高效、节能、环保的设备,应用先进的设计 技术,按节能标准合理设计。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,虑的子 孙后代的可持续发展,。相信我们的努力一 定能让我们居住的地球变成更好的家园。
参考文献
[1]钱俊, 夏远.智能建筑的节能问题及其对策研究[J].智能建筑与城市信息, 2011(5): 35- 37.
[2]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告[M].北京: 中国建筑工业出版社, 2012.
[3]北京照明学会照明设计委员会.照明设计委员会[M].北京: 中国电力出版社, 2011.
[4]程大章, 张俊.建筑智能化过程中的节能探讨[J].智能建筑与城市信息, 2013(4): 19- 24.
关键词:建筑;电气节能;途径
中图分类号: F407 文献标识码: A
改革开放以来,我国市场经济发展迅猛,建筑业也发展迅速。其中,建筑电气节能是一项系统工程,具有重要的意义。我们在采取节能措施时,应首先明確节能目标,并应根据不同场合掌握对应节能要点,对节能效果进行科学合理的评价。
一、建筑电气节能存在的技术问题
目前我国政府和相关管理部门对建筑电气节能的重视程度已逐步加深,但是在具体执行方面还不到位,仍然存在着很多问题,除了因当前建筑节能设计标准和规范未将电气节能全面系统地纳入其中等原因外,更多的是因为技术方面的问题。例如,供电线路迂回铺设,变压器位置远离负荷中心,同时由于在负荷计算时缺乏用电数据,导致变压器容量选择过大,变压器负荷不均,造成“大马拉小车”的情况;不合理的系统设计和设备选型及运行方式导致空调系统效率过低,使得冷机、水泵、风机长期在偏离高效点的状态下工作;风机和水泵设备的开关控制仅有手动控制,导致运行时间过长,消耗大量电能,在选择电制冷机组的台数时未考虑节能;电梯未设置节电感应或群控等节能控制模式;建筑照明光源选择、灯具选择、镇流器选择及照明方式设计不合理,盲目提高照度,照明控制方式不当,未增加光控设备,导致部分照明设施白白浪费大量电能等。
二、电气节能原则
实现建筑电气节能不是以降低建筑的使用功能或减少电气使用为代价的,它是在满足建筑物使用功能的前提下,考虑建筑节能的经济效益,降低用电系统无谓的电能消耗,以此来提高电能的利用效率,它是一个综合考虑的过程。
1、满足建筑的使用功能。主要是电能的节能要以不损耗建筑的正常使用为前提,具体包括:建筑物照明的亮度、色温及显色指数要达到基本的使用标准、满足空调舒适性的温度及新风量、满足娱乐场所的基本电气设施的用电要求、还有所有的照明用电需求等等。总之,要保证融入了节能设计的建筑要能正常发挥出其本有的功能。
2、考虑到经济效益是不能只为了达到节能的目的而盲目的增加在节能项目上的投资,要考虑实际的情况,把节能的效益与投资进行对比,选择合适的投资支出。在后期的设备运行维护过程中,如果预计增加投资支出后节能效果不明显,就要考虑更换新的节能设备,避免造成不必要的建筑电气的运营费用的浪费。
3、减少无谓的能耗浪费,是指建筑电气节能的关键。在用电系统中,浪费能耗是比较普遍的,另外,一些落后的照明电气设备也存在严重的无谓的浪费能耗情况。要减少浪费能耗,首先要找出建筑电气正常使用和无关的能量的消耗,然后针对该问题制定相应的防治措施。
4、从实际出发原则。在智能楼宇建设过程中电气节能方案、措施制定等过程,各类工程师缺乏对楼宇建筑内部现有系统的全面了解和综合能耗的统筹分析,导致节能效果不明显。因此要以实际情况为根本出发点,制定节能措施,并同时开展各项节能工作,才能达到预期效果。
三、建筑电气节能的有效途径
1、照明节能的有效途径
研究发现,电能消耗和光源的效率呈反比例关系,即光源的效率越高,其电能的消耗就越低。为达到节能的目的,必须尽最大可能选择高效率的光源。在目前所使用的光源中,白炽灯的光源效率最差,因此,在照明节能过程中,必须尽最大可能减少使用白炽灯,除了特殊的场景之外,能不用白炽灯的尽量不用。金属卤化物等以及高压钠灯不但效率高,而且寿命长,因此应尽最大可能使用这两种光源。除选择使用高效率光源之外,在满足眩光限制以及配光要求的情况下,还要选择使用高效节能灯具。还要按照光源使用场合的要求选择光利用系数较高、光通量维持率高、控光合理以及照明空调一体化的灯具等。在使用高强度气体放电灯时,要尽量选择使用功率因数较高的启动设备,若高强度气体放电灯使用面积相对较大,安装的补偿电容器补偿完成后功率因数必须大于0.9。
合理控制与照明方式也是节约能源的有效方式。对于不同的照明空间可以采取分区控制的方法进行控制,或者采取在给定的时间内进行照明的方式进行控制。为进行合理控制,还可以合理使用不同类型的开关,室外照明以及公共场所可以选择自动控光装置。在照明方式的选择上,要依据照度标准值进行选择,如果对于照度要求高则尽量减少使用普通照明,选择混合照明。对于高大的空间可以采取普通与重点照明两相结合的方法进行照明。
2、空调系统的节能
夏天,空调耗能占整个建筑耗能的绝大部分,如果使用的中央空调,采用楼宇自控系统进行管理和控制,可以实现较好的节能效果。使用的是分体式空调,应该采用遥控器控制开或关。对于住宅空调为了避免无法切除电源造成电能浪费,可以为空调插座设置一个独立开关进行控制,以便用遥控器关机时,顺手把空调机电源关掉:而对于单位办公大楼等的分体空调,电气设计有时往往与照明共用一个配电箱,在关掉空调电源时,就要大楼管理人员到各层配电箱处关掉空调电源回路,空调处于待机状态,造成电能的大量浪费。因此,为了防止该问题,空调用电可设置专用配电控制箱进行供电,其远程控制可设置在建筑物的值班室内,以便管理和控制。
3、电梯的节能设计
按建筑物性质、建筑物面积、层数、高度、人流量等综合因数合理选择电梯,避免超载、超重、超负荷的能源损耗。选用节能电梯,减少了相应的机械损耗。选择恰当的控制系统,对两部并列的电梯选用并联控制,对相邻三部以上的电梯使用群控控制,提高电梯运输效率。利用电梯交通计算(流量分析),合理确定电梯的台数、速度、载重及分区。
4、给排水系统节能的有效途径
在给排水系统中,主要的动力来自于电动机,要想实现给排水系统节能,必须通过降低电动机的能耗来完成,而要想达到降低电动机能耗的目的,通常可以采取提高其效率以及功率因数的方法来实现。1)选择高效电动机。为达到提高电动机效率,降低能耗的目的,通常可以以高效电动机代替普通电动机的方法完成;2)按照负荷特性选择电动机。不同的建筑,同一建筑的不同楼层给排水系统的负载不同,电动机工作环境也不同,在选择电动机时,认真分析给排水系统的负荷特点以及电动机工作环境,并恰当选择电动机,既可以避免电动机的超负荷运转,又可以避免浪费负荷现象的发生;3)对于负荷较轻的电动机降压运行。若电动机经常处于低负荷运转状态,可以选择使用三角—星形切换装置,若电机的负载率<2/5,则可以选择使用轻载节电器;4)按照电动机的负载进行就地补偿。如果电动机距离供电地点比较远,并且容量相对较大,可以通过对其无功功率进行就地补偿的方法实现节能,但是为避免自励磁过电压的产生,在对单台电动机进行补偿时容量不可过大。5)使用调速电动机。为提高电动机运转的效率,在电动机的选择上可以选择使用调速电动机,这样可以按照负荷的变化随时转换运转速度,进而达到节能的目的。
5、太阳能节能
在我国大部分建筑工程中,都在建筑顶楼安装太阳能设备,比如太阳能热水器、太阳能电池板、太阳能照明系统等。可以这么说,太阳能在建筑节能已经颇为普遍,主要原因是太阳能的采集方法简便、使用转化快速并无污染,是环保节能技术的典范。当然,太阳能的利用率必须根据各地太阳光照射强度来定,同时受各地不同气候的影响,太阳能的高效开发利用还是一个值得探索的项目,如何做好太阳能的高效利用,也是实现高效环保节能技术的重要开发项目。
图 1 某建筑的太阳能电池板
结束语
建筑电气节能设计潜力很大, 在任何一个方面,对设计 者而言,都应全面认真地考虑设计方案,选择 高效、节能、环保的设备,应用先进的设计 技术,按节能标准合理设计。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,虑的子 孙后代的可持续发展,。相信我们的努力一 定能让我们居住的地球变成更好的家园。
参考文献
[1]钱俊, 夏远.智能建筑的节能问题及其对策研究[J].智能建筑与城市信息, 2011(5): 35- 37.
[2]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告[M].北京: 中国建筑工业出版社, 2012.
[3]北京照明学会照明设计委员会.照明设计委员会[M].北京: 中国电力出版社, 2011.
[4]程大章, 张俊.建筑智能化过程中的节能探讨[J].智能建筑与城市信息, 2013(4): 19- 24.