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摘要:本文根据我国建筑电气节能技术的发展现状,针对建筑电气系统中设计、变压器、照明系统、智能控制系统等环节的各自特点,多方面多角度阐述节能措施在建筑电气系统中的应用。
关键词:建筑电气;节能;措施
一、引言
我国是电能需求大国,对电能需求量的不断增加以及电能的稀缺性使电能供求矛盾日益突出,电能短缺已严重制约着国民经济的发展,节约电能已迫在眉睫。
随着我国工业化和城镇化进程加快,建筑行业迅速兴起并高速发展,建造及使用建筑物所消耗的电能亦随之增长。由于电能在建筑总能耗中占有的比例在60%~90%之间不等[1],因此建造及使用建筑物中消耗的能源大部分以电能为主,这严重制约了我国建筑业快速发展的步伐,在此形势下,关于如何解决建筑物节能的问题显得尤为重要,这亦是每个建筑电气从业人员必须面对的问题。
二、建筑电气节能设计
建筑电气节能设计一般由建筑设计院或专业公司完成。两者设计的侧重点不同,所产生的设计效果亦不相同。建筑电气节能设计既不能以牺牲建筑功能、损害使用需求为代价,也不能盲目为节能而增加投资,从而给企业造成巨大经济负担。因此,电气节能设计应遵循适用性、经济性和节能性等原则。
《公共建筑照明节能设计标准》(GB50189-2005)中要求:在保证不降低作业面的视觉要求、不降低照明质量的前提下,利用电能、太阳能等能源,力求最大限度地减少照明系统中的能耗损失。[2]
针对以上标准,在设计建筑电气系统时,要以满足在建筑物内创造良好人工环境必需的能源为前提,以建筑设备运行提供必需动力为原则,在把整个建筑电气系统划分出若干子系统的基础上,充分考察负荷容量、供电线路、区域地貌地形和用电设备分布特点等因素,切实考虑实际经济效益,合理选用节能设备及材料,在较短的时间内使由节能所增加的投资与节能减少下来的运行费用大致持平。同时还应仔细研究功能及价值和该建筑产品的使用要求,采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的电能消耗,多角度全方位分析建筑电气系统,合理选择设计单位,严谨设计,从而创造一个高效、舒适、安全、经济、简单可靠、有益环境的电气系统。
三、变压器
由于变压器损耗占实际消耗的2%~3%,所以建筑电气中的变压器必须是节能型产品,而变压器节能措施的实质就是降低损耗及提高运行效率。
在变压器实际运行时,要定时巡查轻载或空载变压器数量,对长期轻载或空载的变压器,应按实际负荷更换小容量变压器或卸载该变压器,从而加强变压器运行管理,降低经济成本,提高使用效率,实现变压器的经济运行,达到变压器降低损耗的目的。
根据实际需要和负荷情况,综合考虑投资和变压器的年运行费用,对负荷进行合理分配,充分考虑变压器容量与电力负荷相适应的原则,从而合理选择变压器的容量、台数及型号,以达到提高运行效率的目的。
四、照明系统
(一)照明方式的选择
照明方式一般分为一般照明、局部照明和混合照明。在满足标准照度的条件下,根据使用频率,采取分区控制灯光或适当增加照明开关点的方式,节约电能。
(二)灯具的选择
灯具开关的节能方法可以按照以下措施实行:控制开关控制的光源数量不宜少于2个,但控制的光源数量也不宜太多;灯具按与侧窗平行分别控制;对部分光源实施声、光控制或全夜、半夜控制。[3]例如,人员密集及照明要求较高的场所设置调光开关;时间性用电采用定时控制开关;室外及路灯照明可采用太阳能照明系统分组控制;人员短时停留区域设置声感开关等措施。
镇流器的选择在《建筑照明设计标准》中规定为:自镇流荧光灯应配电子镇流器;直管形荧光灯应配电子镇流器或节能型电感镇流器;高压钠灯、金属卤化物灯应配节能型电感镇流器;在电压偏差较大的场所宜配恒功率镇流器;功率较小者可配电子镇流器。[4]在选取时,可按实际情况和要求选择镇流器。
(三)照明光源的选择
在选择照明光源时,要充分利用自然光源作为照明光源。例如,对于临近室外的建筑部分,应加大门窗面积,采用透光率较好的玻璃窗,以充分利用自然光的目的。同时,还可以通过采光窗、光导管、光导纤维等设施及材料,将自然光引入室内,从而降低照明器的使用时间,减少照明器的使用频率,这样既减少了照明功耗,又降低了照明器及其配套设施的损耗,从而达到节约电能的目的。
在选择人造照明光源时,应根据使用场合、光效、色温、寿命和价格等多因素选择高效节能型光源。例如,由于大部分白炽灯只有少于10%的能量会成为光,所以除频繁开关、瞬时启动、连续调光、要求严格的防止电磁干扰及照明时间较短等场所外,在建筑电气中要尽量减少白炽灯的使用。荧光灯是应用最广泛、用量最大的高效节能光源。它具有结构简单、光效高、发光柔和、寿命长等优点。金属卤化物灯具有发光效率高、显色性能好、寿命长等特点,适合对照明质量有较高要求的场所。LED光源耗能低、能量转化效率高、节能效果显著、寿命长,光色纯正,防潮、抗震动等优点而在建筑电气节能方面具有较大优势。
五、智能控制系统
长期以来,在我国智能控制系统一直未被重视,绝大多数建筑物仍然沿用传统的方式控制建筑电气运行。从长期运行角度看,采用智能照明控制系统能够有效地对照明进行控制,以节约电能。
智能控制系统不仅要控制建筑电气系统总运行,更要根据该建筑电气系统的使用情况来调节负载以适应实际需求,同时还要考虑到管理智能化、操作简单化和控制方式变更灵活化等要求,让智能控制系统使用更简单、管理更方便。例如,通过监控电脑即可监视和控制整个建筑的照明及空调系统,又可以用温度测控系统监测各区域的实际温度并按照设定值给予实时调节。又如,通过时间控制系统定时控制照明、制冷制热系统等。通过智能控制系统,所有的建筑电气系统都可达到按需使用的目的,有效地降低建筑电气的能耗?
六、结束语
建筑电气节能系统是一项繁杂浩大的系统工程。它涉及面广,与土建安装有一定的联系,但其节能潜力巨大,其考虑的不是单纯的节约,而是在不降低建筑物使用功能的前提下,选择合理的设计方案,正确设计建筑电气系统,选用节能型产品,找出有效可行的节能措施,实现建筑电气系统的经济运行,有效地减小电能损耗,提高建筑系统运行的经济性,从而达到真正节约电能的目的。
建筑电气节能系统对提高电能的利用率、节约电能、促进经济可持续发展和建设节约型社会具有重要的意义。
参考文献:
[1] 韩运学、于天明、侯艳玲.浅谈建筑电气设计中的节能措施《建筑节能》 2007年09期
[2] 《公共建筑照明节能设计标准》GB50189-2005
[3] 卓辉桓.建筑电气设计的节能措施《内江科技》2010年05期
[4] 《建筑照明设计标准》GB50034-2004
关键词:建筑电气;节能;措施
一、引言
我国是电能需求大国,对电能需求量的不断增加以及电能的稀缺性使电能供求矛盾日益突出,电能短缺已严重制约着国民经济的发展,节约电能已迫在眉睫。
随着我国工业化和城镇化进程加快,建筑行业迅速兴起并高速发展,建造及使用建筑物所消耗的电能亦随之增长。由于电能在建筑总能耗中占有的比例在60%~90%之间不等[1],因此建造及使用建筑物中消耗的能源大部分以电能为主,这严重制约了我国建筑业快速发展的步伐,在此形势下,关于如何解决建筑物节能的问题显得尤为重要,这亦是每个建筑电气从业人员必须面对的问题。
二、建筑电气节能设计
建筑电气节能设计一般由建筑设计院或专业公司完成。两者设计的侧重点不同,所产生的设计效果亦不相同。建筑电气节能设计既不能以牺牲建筑功能、损害使用需求为代价,也不能盲目为节能而增加投资,从而给企业造成巨大经济负担。因此,电气节能设计应遵循适用性、经济性和节能性等原则。
《公共建筑照明节能设计标准》(GB50189-2005)中要求:在保证不降低作业面的视觉要求、不降低照明质量的前提下,利用电能、太阳能等能源,力求最大限度地减少照明系统中的能耗损失。[2]
针对以上标准,在设计建筑电气系统时,要以满足在建筑物内创造良好人工环境必需的能源为前提,以建筑设备运行提供必需动力为原则,在把整个建筑电气系统划分出若干子系统的基础上,充分考察负荷容量、供电线路、区域地貌地形和用电设备分布特点等因素,切实考虑实际经济效益,合理选用节能设备及材料,在较短的时间内使由节能所增加的投资与节能减少下来的运行费用大致持平。同时还应仔细研究功能及价值和该建筑产品的使用要求,采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的电能消耗,多角度全方位分析建筑电气系统,合理选择设计单位,严谨设计,从而创造一个高效、舒适、安全、经济、简单可靠、有益环境的电气系统。
三、变压器
由于变压器损耗占实际消耗的2%~3%,所以建筑电气中的变压器必须是节能型产品,而变压器节能措施的实质就是降低损耗及提高运行效率。
在变压器实际运行时,要定时巡查轻载或空载变压器数量,对长期轻载或空载的变压器,应按实际负荷更换小容量变压器或卸载该变压器,从而加强变压器运行管理,降低经济成本,提高使用效率,实现变压器的经济运行,达到变压器降低损耗的目的。
根据实际需要和负荷情况,综合考虑投资和变压器的年运行费用,对负荷进行合理分配,充分考虑变压器容量与电力负荷相适应的原则,从而合理选择变压器的容量、台数及型号,以达到提高运行效率的目的。
四、照明系统
(一)照明方式的选择
照明方式一般分为一般照明、局部照明和混合照明。在满足标准照度的条件下,根据使用频率,采取分区控制灯光或适当增加照明开关点的方式,节约电能。
(二)灯具的选择
灯具开关的节能方法可以按照以下措施实行:控制开关控制的光源数量不宜少于2个,但控制的光源数量也不宜太多;灯具按与侧窗平行分别控制;对部分光源实施声、光控制或全夜、半夜控制。[3]例如,人员密集及照明要求较高的场所设置调光开关;时间性用电采用定时控制开关;室外及路灯照明可采用太阳能照明系统分组控制;人员短时停留区域设置声感开关等措施。
镇流器的选择在《建筑照明设计标准》中规定为:自镇流荧光灯应配电子镇流器;直管形荧光灯应配电子镇流器或节能型电感镇流器;高压钠灯、金属卤化物灯应配节能型电感镇流器;在电压偏差较大的场所宜配恒功率镇流器;功率较小者可配电子镇流器。[4]在选取时,可按实际情况和要求选择镇流器。
(三)照明光源的选择
在选择照明光源时,要充分利用自然光源作为照明光源。例如,对于临近室外的建筑部分,应加大门窗面积,采用透光率较好的玻璃窗,以充分利用自然光的目的。同时,还可以通过采光窗、光导管、光导纤维等设施及材料,将自然光引入室内,从而降低照明器的使用时间,减少照明器的使用频率,这样既减少了照明功耗,又降低了照明器及其配套设施的损耗,从而达到节约电能的目的。
在选择人造照明光源时,应根据使用场合、光效、色温、寿命和价格等多因素选择高效节能型光源。例如,由于大部分白炽灯只有少于10%的能量会成为光,所以除频繁开关、瞬时启动、连续调光、要求严格的防止电磁干扰及照明时间较短等场所外,在建筑电气中要尽量减少白炽灯的使用。荧光灯是应用最广泛、用量最大的高效节能光源。它具有结构简单、光效高、发光柔和、寿命长等优点。金属卤化物灯具有发光效率高、显色性能好、寿命长等特点,适合对照明质量有较高要求的场所。LED光源耗能低、能量转化效率高、节能效果显著、寿命长,光色纯正,防潮、抗震动等优点而在建筑电气节能方面具有较大优势。
五、智能控制系统
长期以来,在我国智能控制系统一直未被重视,绝大多数建筑物仍然沿用传统的方式控制建筑电气运行。从长期运行角度看,采用智能照明控制系统能够有效地对照明进行控制,以节约电能。
智能控制系统不仅要控制建筑电气系统总运行,更要根据该建筑电气系统的使用情况来调节负载以适应实际需求,同时还要考虑到管理智能化、操作简单化和控制方式变更灵活化等要求,让智能控制系统使用更简单、管理更方便。例如,通过监控电脑即可监视和控制整个建筑的照明及空调系统,又可以用温度测控系统监测各区域的实际温度并按照设定值给予实时调节。又如,通过时间控制系统定时控制照明、制冷制热系统等。通过智能控制系统,所有的建筑电气系统都可达到按需使用的目的,有效地降低建筑电气的能耗?
六、结束语
建筑电气节能系统是一项繁杂浩大的系统工程。它涉及面广,与土建安装有一定的联系,但其节能潜力巨大,其考虑的不是单纯的节约,而是在不降低建筑物使用功能的前提下,选择合理的设计方案,正确设计建筑电气系统,选用节能型产品,找出有效可行的节能措施,实现建筑电气系统的经济运行,有效地减小电能损耗,提高建筑系统运行的经济性,从而达到真正节约电能的目的。
建筑电气节能系统对提高电能的利用率、节约电能、促进经济可持续发展和建设节约型社会具有重要的意义。
参考文献:
[1] 韩运学、于天明、侯艳玲.浅谈建筑电气设计中的节能措施《建筑节能》 2007年09期
[2] 《公共建筑照明节能设计标准》GB50189-2005
[3] 卓辉桓.建筑电气设计的节能措施《内江科技》2010年05期
[4] 《建筑照明设计标准》GB50034-2004