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摘要:随着社会经济的发展不断提高,为了使国民经济和能源需求能够提升,建筑行业正在迈向多功能化和节能化方向发展。因此,在建筑行业对电能进行有效的节约,就显得相当的重要。本文根据作者多年的实际工作经验主要针对电气设计节能中的供配电系统的设计、照明设计、电气配电线路设计等因素进行了简单的的阐述与分析。
关键词:建筑电气 节能设计 供配电设计 照明设计 分析
中图分类号:TE08 文献标识码: A
1、供配电系统设计中节能的重要环节
一般都是根据工程供电容量及负荷具体使用情况下合理设计供配电系统,做到尽量简单可靠,对有效实现电气节能可以起到很好作用。
1. 1 设置变配电所或箱式变电站位置
变配电所或箱式变电站尽量靠近负荷中心,这样可以减少配电半径,即减少供电电力电缆的一次投资,而且缩短配电半径有利于减少线路损耗。
1. 2 选择合理利用变压器容量和台数
比如某建筑大型小区的供配电系统就是在比较节能与经济的条件下,宜设计2 台以上的变压器,从而达到变压器的投入台数可以随季节性负荷变化灵活投切,减少部分变压器轻载而引起的不必要的电能浪费。
1. 3 使供配电系统的功率因素提升
供电部门一般要求用户的月平均功率因数达到0. 9 以上,所以为了达到这个要求,我们在供配电系统的设计时就应装设必要的无功功率补偿设备,以进一步提高用户的功率因素,如在民用建筑项目电气设计中我们常用的办法就是采用并联电力电容器在低压侧集中补偿。
2、照明设计中节能的重要措施
照明是民用建筑不可缺少的一部分,照明种类可分为: 正常照明、事故照明、障碍照明、疏散照明、保安照明、艺术照明。照明方式可分为: 一般照明、局部照明和混合照明等; 衡量照明质量的主要指标有: 照度、眩光、显色性等; 而照明节能的评价指标是照明功率密度 LPD,如何在照明设计中做到有效节能,可以从以下几个方面入手:
2. 1 合理选择光源的运用
选用高效电光源是照明节电的首要工作。节能的光源发光效率要高,使得照明灯每瓦电发出更多的光通量 (Lm),例如可选择 T5型光管或者 LED 灯。
2. 1. 1 商业性的建筑光源选择运用
在照明设计中为了有效节能,在一些层高不高的场所,如办公室、教室、会议室及仪表车间宜采用细管径 (≤26mm) 直管形荧光灯; 商业场所、营业厅也宜采用细管径直管形荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯; 在一些层高较高的场所,可采用金属卤化物灯或高压钠灯,当然也可采用大功率细管径荧光灯。
2. 1. 2 住宅类的建筑光源选择运用
在起居室等场所,设计时考虑到用户装修可能选用花灯或吸顶式筒灯灯具,光源宜选用紧凑型荧光灯,它每瓦产生的光通用量是白炽灯的 5 倍。目前,紧凑型荧光灯应用范围很广,在宾馆、会议室、商场等场合也较多使用。
2. 1. 3 公共户外场所光源选择运用
住宅小区、学校校区的路灯、庭院灯的照明,按节电要求推荐选用高压钠灯,它的发光率最高,可达到100 Lm /W; 寿命长,不易腐蚀; 且不易使被照物褪色,显色性能虽然差,但透雾性能较好,一般广泛运用于室外照明。在光源选择中值得注意的一点是,我们在照明设计中不宜采用荧光高压汞灯与白炽灯。比如白炽灯,考虑到节能、美观及技术经济因素,只有在下列场所才会采用: 照度要求不高,且照明时间较短的场所; 对装饰有特殊要求的场所。
2. 2 光源用电附件的合理选择
在灯具的选择上,走廊、楼梯等公共场所的灯具可选用透光率高的吸顶灯; 而居住类场所的灯具推荐选用蝙蝠翼式,因为蝙蝠翼式灯具控光性能合理; 办公类场所则推荐用金属隔栅类灯具,没有眩光且发射率高。荧光灯本身功率因数较低,所以还应让灯具带整镇流器,比如细管光灯的附件镇流器就推荐选用电子整流器,或节能型电感镇流器,它比传统 40W 电感镇流器低 40%左右,工作时温度低、噪声小、寿命长,属于安全可靠型电感镇流器,价格也比较便宜。而不宜选普通电感镇流器。2. 3 加强改进灯具的控制方式的措施
公共建筑的门厅、走廊、楼梯间等公共场所的照明,宜采用集中控制,并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制,以便在白天自然光好的情况下,或深夜人少的情况下,能方便地手动或自动关闭一部分照明。体育馆、剧院、候机厅、医院门诊大厅等较大公共场所的照明,宜采用集中控制,以便由值班人员管理,而且宜采用分组开关方式或调光方式控制,从而有效实现节能。宾馆、酒店、招待所等的客房电源则应设置节能控制型总开关,以保证旅客离开客房后能自动切断电源。电教室、会议厅、多功能厅、报告厅等场所的照明,则宜让灯具随讲台的距离远近分组控制,以便在使用投影仪等设备时,方便关闭部分灯光,既方便使用又节能。地下车库等一些特定的大面积场所,如果照明配电箱没条件放在车库入口时,则推荐在入口处设一照明控制箱。其控制回路引至车库配电箱各回路的接触器,从而方便对车库照明开关的控制,从而有利于节能。
3、电气配电线路设计中节能的重要措施
配电线路电能的损耗取决于线路的阻抗和电流,与阻抗成正比、与电流的平方成正比; 而线路的阻抗与导体的导电率、导体的长度、导体的截面积有关。因此,我们在电气配电线路中要紧紧抓住影响电气线路耗能的以上几个因素优化设计,从而达到节能的目的。
3. 1在配电线路设计中运用高导电率的导体
在经济条件允许情况下,配电线路推荐选用高导电率的导体,即相比铝芯电缆而言,宜采用铜芯电缆。新型的铝合金导体电缆由于重量轻、价格较低、质量稳定、节省铜资源,也在一些的领域得到广泛应用,但同等截面积载流量小于铜缆。同时规范要求,在一些重要设备上还不能使用。
3. 2 配电线路设计中尽量减少配电线路的长度
在配电设计中尽量要走直线,可减少供电线路长度,提高功率因数,不仅减低线路损耗,而且还可以减少线路压降,提高供电质量; 各层配电间、层配电箱也应尽量设置在负荷中心,减少线路的长度。
3. 3 电线、电缆界面选择宜按经济电流选择
按要求经济电流选择电线、电缆截面的方法是经济选型,尽管我们在配电设计中这种方法用得较少,但这种方法却可以尽量减少配电线路中的电能损耗,从而实现节能,而且减少电缆电能损耗随之也带来一些技术上的好处: 如随着电缆电压损失的减小,改善了电网的电压质量; 随着电缆发热的减少,延长了电缆的使用寿命等。
4、其它节能措施
在建筑电气设计中电气节能方面还应注意空调用电的节能,民用建筑中,空调用电占用电负荷的很大部分,因此在电气设计中空调系统的节能显得尤为重要。而空调有中央空调系统、分体式空调系统,一般来讲,如果建筑采用的是中央空调系统,我们可采用楼宇自控BA 系统进行管理和控制,同时也可选择优质的电机或者用变频器控制空调电机,以达到节能目的; 如果是分体式空调,用户一般采用遥控器控制开或关,而调查显示各种家电产品的平均待机能耗高达 15W 到 30W 之间,因此我们应针对上述空调所用电源插座,在方便操作的位置宜设计一个专用开关用于控制其用电插座回路,减少其待机损耗从而达到节能的目的。这种方式也可应用于住宅电气设计中对冰箱、DVD、电视、电脑等用电设备插座回路的控制。
5、结语
综上所述,一般民用建筑电气设计节能是建筑节能的一个重要组成部分之一,只要我们在设计中不斷的深入学习,使施工中不断深化,精心在施工中学习设计,就能对昂贵的电能进行有效的节约,从而为我国的建筑节能事业作出自己的一份微薄的贡献,使社会发展的越来越好,越来越强大。
关键词:建筑电气 节能设计 供配电设计 照明设计 分析
中图分类号:TE08 文献标识码: A
1、供配电系统设计中节能的重要环节
一般都是根据工程供电容量及负荷具体使用情况下合理设计供配电系统,做到尽量简单可靠,对有效实现电气节能可以起到很好作用。
1. 1 设置变配电所或箱式变电站位置
变配电所或箱式变电站尽量靠近负荷中心,这样可以减少配电半径,即减少供电电力电缆的一次投资,而且缩短配电半径有利于减少线路损耗。
1. 2 选择合理利用变压器容量和台数
比如某建筑大型小区的供配电系统就是在比较节能与经济的条件下,宜设计2 台以上的变压器,从而达到变压器的投入台数可以随季节性负荷变化灵活投切,减少部分变压器轻载而引起的不必要的电能浪费。
1. 3 使供配电系统的功率因素提升
供电部门一般要求用户的月平均功率因数达到0. 9 以上,所以为了达到这个要求,我们在供配电系统的设计时就应装设必要的无功功率补偿设备,以进一步提高用户的功率因素,如在民用建筑项目电气设计中我们常用的办法就是采用并联电力电容器在低压侧集中补偿。
2、照明设计中节能的重要措施
照明是民用建筑不可缺少的一部分,照明种类可分为: 正常照明、事故照明、障碍照明、疏散照明、保安照明、艺术照明。照明方式可分为: 一般照明、局部照明和混合照明等; 衡量照明质量的主要指标有: 照度、眩光、显色性等; 而照明节能的评价指标是照明功率密度 LPD,如何在照明设计中做到有效节能,可以从以下几个方面入手:
2. 1 合理选择光源的运用
选用高效电光源是照明节电的首要工作。节能的光源发光效率要高,使得照明灯每瓦电发出更多的光通量 (Lm),例如可选择 T5型光管或者 LED 灯。
2. 1. 1 商业性的建筑光源选择运用
在照明设计中为了有效节能,在一些层高不高的场所,如办公室、教室、会议室及仪表车间宜采用细管径 (≤26mm) 直管形荧光灯; 商业场所、营业厅也宜采用细管径直管形荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯; 在一些层高较高的场所,可采用金属卤化物灯或高压钠灯,当然也可采用大功率细管径荧光灯。
2. 1. 2 住宅类的建筑光源选择运用
在起居室等场所,设计时考虑到用户装修可能选用花灯或吸顶式筒灯灯具,光源宜选用紧凑型荧光灯,它每瓦产生的光通用量是白炽灯的 5 倍。目前,紧凑型荧光灯应用范围很广,在宾馆、会议室、商场等场合也较多使用。
2. 1. 3 公共户外场所光源选择运用
住宅小区、学校校区的路灯、庭院灯的照明,按节电要求推荐选用高压钠灯,它的发光率最高,可达到100 Lm /W; 寿命长,不易腐蚀; 且不易使被照物褪色,显色性能虽然差,但透雾性能较好,一般广泛运用于室外照明。在光源选择中值得注意的一点是,我们在照明设计中不宜采用荧光高压汞灯与白炽灯。比如白炽灯,考虑到节能、美观及技术经济因素,只有在下列场所才会采用: 照度要求不高,且照明时间较短的场所; 对装饰有特殊要求的场所。
2. 2 光源用电附件的合理选择
在灯具的选择上,走廊、楼梯等公共场所的灯具可选用透光率高的吸顶灯; 而居住类场所的灯具推荐选用蝙蝠翼式,因为蝙蝠翼式灯具控光性能合理; 办公类场所则推荐用金属隔栅类灯具,没有眩光且发射率高。荧光灯本身功率因数较低,所以还应让灯具带整镇流器,比如细管光灯的附件镇流器就推荐选用电子整流器,或节能型电感镇流器,它比传统 40W 电感镇流器低 40%左右,工作时温度低、噪声小、寿命长,属于安全可靠型电感镇流器,价格也比较便宜。而不宜选普通电感镇流器。2. 3 加强改进灯具的控制方式的措施
公共建筑的门厅、走廊、楼梯间等公共场所的照明,宜采用集中控制,并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制,以便在白天自然光好的情况下,或深夜人少的情况下,能方便地手动或自动关闭一部分照明。体育馆、剧院、候机厅、医院门诊大厅等较大公共场所的照明,宜采用集中控制,以便由值班人员管理,而且宜采用分组开关方式或调光方式控制,从而有效实现节能。宾馆、酒店、招待所等的客房电源则应设置节能控制型总开关,以保证旅客离开客房后能自动切断电源。电教室、会议厅、多功能厅、报告厅等场所的照明,则宜让灯具随讲台的距离远近分组控制,以便在使用投影仪等设备时,方便关闭部分灯光,既方便使用又节能。地下车库等一些特定的大面积场所,如果照明配电箱没条件放在车库入口时,则推荐在入口处设一照明控制箱。其控制回路引至车库配电箱各回路的接触器,从而方便对车库照明开关的控制,从而有利于节能。
3、电气配电线路设计中节能的重要措施
配电线路电能的损耗取决于线路的阻抗和电流,与阻抗成正比、与电流的平方成正比; 而线路的阻抗与导体的导电率、导体的长度、导体的截面积有关。因此,我们在电气配电线路中要紧紧抓住影响电气线路耗能的以上几个因素优化设计,从而达到节能的目的。
3. 1在配电线路设计中运用高导电率的导体
在经济条件允许情况下,配电线路推荐选用高导电率的导体,即相比铝芯电缆而言,宜采用铜芯电缆。新型的铝合金导体电缆由于重量轻、价格较低、质量稳定、节省铜资源,也在一些的领域得到广泛应用,但同等截面积载流量小于铜缆。同时规范要求,在一些重要设备上还不能使用。
3. 2 配电线路设计中尽量减少配电线路的长度
在配电设计中尽量要走直线,可减少供电线路长度,提高功率因数,不仅减低线路损耗,而且还可以减少线路压降,提高供电质量; 各层配电间、层配电箱也应尽量设置在负荷中心,减少线路的长度。
3. 3 电线、电缆界面选择宜按经济电流选择
按要求经济电流选择电线、电缆截面的方法是经济选型,尽管我们在配电设计中这种方法用得较少,但这种方法却可以尽量减少配电线路中的电能损耗,从而实现节能,而且减少电缆电能损耗随之也带来一些技术上的好处: 如随着电缆电压损失的减小,改善了电网的电压质量; 随着电缆发热的减少,延长了电缆的使用寿命等。
4、其它节能措施
在建筑电气设计中电气节能方面还应注意空调用电的节能,民用建筑中,空调用电占用电负荷的很大部分,因此在电气设计中空调系统的节能显得尤为重要。而空调有中央空调系统、分体式空调系统,一般来讲,如果建筑采用的是中央空调系统,我们可采用楼宇自控BA 系统进行管理和控制,同时也可选择优质的电机或者用变频器控制空调电机,以达到节能目的; 如果是分体式空调,用户一般采用遥控器控制开或关,而调查显示各种家电产品的平均待机能耗高达 15W 到 30W 之间,因此我们应针对上述空调所用电源插座,在方便操作的位置宜设计一个专用开关用于控制其用电插座回路,减少其待机损耗从而达到节能的目的。这种方式也可应用于住宅电气设计中对冰箱、DVD、电视、电脑等用电设备插座回路的控制。
5、结语
综上所述,一般民用建筑电气设计节能是建筑节能的一个重要组成部分之一,只要我们在设计中不斷的深入学习,使施工中不断深化,精心在施工中学习设计,就能对昂贵的电能进行有效的节约,从而为我国的建筑节能事业作出自己的一份微薄的贡献,使社会发展的越来越好,越来越强大。