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【摘 要】 为了保证建筑功能的齐全,使其充分满足人们的居住需求,我们有必要对现代建筑中的电气设备的配置问题进行探讨,全面做好建筑电气设计,实现建筑节能。本文从建筑电气节能设计的原则入手,对现代建筑电气设计的内容进行论述与分析。
【关键词】 建筑电气设计;节能设计;节能措施
引言:
建筑电气节能是指在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下,合理配置建筑电气设备,并且对这些电气设备进行科学合理的控制与管理,进而降低能源的消耗,提高能源的利用率。因此在建筑电气设计中,我们必须认真贯彻落实可持续发展这一科学发展观,在满足建筑功能要求的基础之上,加强建筑电气节能设计,进而降低建筑电气耗能,提高能源的利用率,从而有效促进我国经济与社会的可持续发展。
一、电气节能设计应该遵循的原则
1、要满足建筑的功能需求
虽然电气设计中,能源、资源的节约很重要,但建筑功能需求以及用电的可靠与安全也同样要得到满足。也就是说,在对建筑电气进行节能设计之前,要先保证电气设备以及电力系统的供用电安全,满足建筑室内照明、用电设备用电等功能。如果是普通的民用和住宅建筑,电气节能设计的前提应该是满足居民的用电需求,保证用电安全性;而在一些特殊的商业建筑中,如体育场馆、酒店餐饮场所等,在提倡电气节能设计之前,除了要满足基本的照明供电需求之外,还要保证场馆内一些必需设施或特殊设备的电力用电。只有先满足了建筑物的功能需求,为活动在建筑内部的人们创造出一个安全、舒适的环境以后,才能进行电气节能的考虑。
2、要重视建筑物的经济效益
尽管世界各国都已开始提倡建筑节能,并且所采取和应用的节能手段越来越高,引进的节能技术也越来越先进。但需要注意的是,建筑节能也需适当有度。在开展电气节能设计活动时,要结合国家和建设企业的实际发展情况,考虑到实际的经济效益,切不可因为一味的追求建筑节能而不考虑实际情况,投入过高的资金,造成资金浪费,增加了工程的运营成本。因此,电气工程师在设计电气设备及运行系统时,要通过调查分析,对不同的设计方案进行比较,优选节能设计方案,在保证建筑工程实际经济效益的前提下,选择适当的节能电气设备和电气材料,实现建筑节能。
3、要满足环境保护的可持续发展原则
建筑电气节能设计的初衷是节约资源,保护能源,这一理念与环境保护理念相契合,适当条件下可混为一谈。电气节能设计的基本实现途径是确定理念和技术先进、安全适用,且经济合理的能源节约方案来降低建筑能耗,提高能源和资源的有效利用率,以获得更大的社会经济效益。由此看来,电气工程师在实际设计时,就必须是通过对电能利用率和消耗率的正确计算,选择耗能少、性能优良的电气设备,利用最少的建筑投资收货最大的电能利用率,取得显著的节电节能效果。
二、建筑电气中的节能技术措施
1、供配电系统设计
建筑电气设计中,供配电系统设计是控制耗电总量的关键,因此在设计时尤其要注意节能。一般来说,为了从整体上降低供配电系统的耗电量,在设计时需要根据系统的负荷容量、电力设备的分布距离以及用电特点等,科学、合理的进行供配电设计。设计所坚持的基本原則是:在保证系统运行可靠的前提下,尽量将系统结构设计得简单一点,便于用电操作。另外,所设置的变配电所要尽量靠近电力负荷中心,以减少线路损耗,达到节能的目的。
2、变压器节能设计
变压器的节能设计既要满足其技术运行条件,又要保证运行中的安全可靠性,在考虑其运行条件和运行需求的前提下,将成本和能耗控制到最低。因此,在设计中应该尽量选用以低能耗材质为主的高效节能变压器,在考虑台数、容量等数据时,要注意保持变压器的负荷率在最佳数值状态70%—85%左右。当变压器容量和负荷率根据建筑电气设计需求保持在平稳状态时,可以尽量减少其台数,考虑使用大容量的变压器,这样以来,损耗能够大大降低,提升能源利用率,也减少能耗带来的经济损失。季节性负荷较大或冲击性负荷严重影响电能质量时,设专用变压器,以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器,实现经济运行,减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。比如空调负荷较大时可以使用单独的变压器作为空调变压器,这样空调的季节性使用特征就能够充分发挥,也利于减少能耗,提升使用效益。
3、降低线路损耗
电力传输中的线路损耗是造成能源浪费的主要方式之一。当电流从线路中通过时,就会产生功率损耗,这种损耗与线路材质参数和负荷密切相关。线路损耗的降低可以通过多种方式来解决,比如提升电网的功率因数,选择更好的材质、减少线路中的电阻、减少电网的无功功率等都能降低损耗。一般来说,常用的方法主要有以下几种:首先,选择合适的线路路径。减少线路跨越长度是减少损耗的最直接手段之一,这需要对建筑电气的线路设计有很充分的认识,对于走线情况极为熟悉,如此才能设计出合理的线路,同时还不影响后续的操作。其次,增大线路截面,利用季节协调线路负荷。导线截面可以在满足载流量、热稳定及保护需求的前提下,再加大一级,这样能够有效降低线路损耗。季节性供电线路一般是空调使用线路或者供暖使用线路,可以对这些线路进行改造,将其作为日常使用电路,在春秋两季不供暖不使用空调时,这样就能减少线路和电阻。
4、提升功率因数
提升系统功率因数是降低线路损耗的一种有效手段。系统中用电设备的有功损耗可以从两个方面进行处理解决:首先,提升设备自然功率因数,减少超前无功的需求。这条措施主要是通过采用功率因数较高的等容量同步电动机来取代原本的异步电动机,或者只要经济效益划算,两种电动机同步化运行也是一种有效手段。其次,安装无功补偿装置。想要减少线路上的无功传输,可以使用就地补偿,在民用建筑中,很多容量大且平稳的负荷所采用的就是这种方式,用以达到节能降耗的目的。至于容量较小或断续负载使用变压器低压侧进行集中补偿。在使用补偿装置时,要注意避免发生过补偿现象,否则反而会导致节能效果降低,造成另外一种能源浪费。
5、照明系统的节能设计
照明系统的选择设计应该严格按照国际照明标准来执行。首先,建筑室内的灯光照明系统应该在满足视觉要求,不影响人正常工作和生活的前提下考虑节能,适当选择照明系统的亮度;其次,尽量采用不会产生眩光的灯具,并保证使用灯具的工作效率;再次,照明系统应该和室内空调系统结合,考虑并协调好两者之间的关系;最后,在保证了室内照明正常的前提下,降低电能的损耗量,达到节能的目的。
6、合理选择变压器
变压器作为配电系统的基本设备,其损耗大约占总耗量的6%,主要分为铁耗和铜耗,铁耗又称为空载损耗,与负荷大小无关,仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关,故一般来说,最好选择节能型变压器。铜耗与负荷的大小有关,故在选择变压器的容量和台数时,应根据负荷运行的时间性变化,相应的选择变压器的运行参数与台数,尽量减少不必要的损耗。
7、合理利用太阳能技术与产品
在建筑电气设计中,太阳能技术与产品的合理利用不但可以达到节省资源与减少废气排放的效果,而且减少了建筑使用中的电能消耗。目前,国内外在建筑电气节能设计中,主要是利用较为先进的太阳能光伏发电系统,将入射的太阳辐射能直接转换为建筑使用中所需的电能,为照明设备提供一定的用电负荷。另外,在很多建筑的外墙、楼顶等处安装新型太阳能板,可以满足建筑内热水的供应需求,而且可以通过太阳能蓄电设备,将多余的电能进行储存,以满足建筑中其他电气设备的能源需求。
三、结束语
节能降耗是国家的基本国策,我们在设计时应大力推广和实施国家的节能方针,精心考虑各种可行技术措施,合理选择设备容量,提高设备的负荷率和使用率,使其能耗降低,为国家节能方针贡献一份自己的力量。
参考文献:
[1]邱慧萍,仇洋.浅谈建筑电气设计中的节能措施[J].经营管理者.2011(02).
[2]孙旺,王秋萍.以某办公楼设计为例,浅谈办公楼电气设计的节能措施[J].商业文化(学术版).2008(07).
[3]曹华清.论现代建筑电气设计节能的若干因素[J].中国城市经济.2011(14).
【关键词】 建筑电气设计;节能设计;节能措施
引言:
建筑电气节能是指在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下,合理配置建筑电气设备,并且对这些电气设备进行科学合理的控制与管理,进而降低能源的消耗,提高能源的利用率。因此在建筑电气设计中,我们必须认真贯彻落实可持续发展这一科学发展观,在满足建筑功能要求的基础之上,加强建筑电气节能设计,进而降低建筑电气耗能,提高能源的利用率,从而有效促进我国经济与社会的可持续发展。
一、电气节能设计应该遵循的原则
1、要满足建筑的功能需求
虽然电气设计中,能源、资源的节约很重要,但建筑功能需求以及用电的可靠与安全也同样要得到满足。也就是说,在对建筑电气进行节能设计之前,要先保证电气设备以及电力系统的供用电安全,满足建筑室内照明、用电设备用电等功能。如果是普通的民用和住宅建筑,电气节能设计的前提应该是满足居民的用电需求,保证用电安全性;而在一些特殊的商业建筑中,如体育场馆、酒店餐饮场所等,在提倡电气节能设计之前,除了要满足基本的照明供电需求之外,还要保证场馆内一些必需设施或特殊设备的电力用电。只有先满足了建筑物的功能需求,为活动在建筑内部的人们创造出一个安全、舒适的环境以后,才能进行电气节能的考虑。
2、要重视建筑物的经济效益
尽管世界各国都已开始提倡建筑节能,并且所采取和应用的节能手段越来越高,引进的节能技术也越来越先进。但需要注意的是,建筑节能也需适当有度。在开展电气节能设计活动时,要结合国家和建设企业的实际发展情况,考虑到实际的经济效益,切不可因为一味的追求建筑节能而不考虑实际情况,投入过高的资金,造成资金浪费,增加了工程的运营成本。因此,电气工程师在设计电气设备及运行系统时,要通过调查分析,对不同的设计方案进行比较,优选节能设计方案,在保证建筑工程实际经济效益的前提下,选择适当的节能电气设备和电气材料,实现建筑节能。
3、要满足环境保护的可持续发展原则
建筑电气节能设计的初衷是节约资源,保护能源,这一理念与环境保护理念相契合,适当条件下可混为一谈。电气节能设计的基本实现途径是确定理念和技术先进、安全适用,且经济合理的能源节约方案来降低建筑能耗,提高能源和资源的有效利用率,以获得更大的社会经济效益。由此看来,电气工程师在实际设计时,就必须是通过对电能利用率和消耗率的正确计算,选择耗能少、性能优良的电气设备,利用最少的建筑投资收货最大的电能利用率,取得显著的节电节能效果。
二、建筑电气中的节能技术措施
1、供配电系统设计
建筑电气设计中,供配电系统设计是控制耗电总量的关键,因此在设计时尤其要注意节能。一般来说,为了从整体上降低供配电系统的耗电量,在设计时需要根据系统的负荷容量、电力设备的分布距离以及用电特点等,科学、合理的进行供配电设计。设计所坚持的基本原則是:在保证系统运行可靠的前提下,尽量将系统结构设计得简单一点,便于用电操作。另外,所设置的变配电所要尽量靠近电力负荷中心,以减少线路损耗,达到节能的目的。
2、变压器节能设计
变压器的节能设计既要满足其技术运行条件,又要保证运行中的安全可靠性,在考虑其运行条件和运行需求的前提下,将成本和能耗控制到最低。因此,在设计中应该尽量选用以低能耗材质为主的高效节能变压器,在考虑台数、容量等数据时,要注意保持变压器的负荷率在最佳数值状态70%—85%左右。当变压器容量和负荷率根据建筑电气设计需求保持在平稳状态时,可以尽量减少其台数,考虑使用大容量的变压器,这样以来,损耗能够大大降低,提升能源利用率,也减少能耗带来的经济损失。季节性负荷较大或冲击性负荷严重影响电能质量时,设专用变压器,以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器,实现经济运行,减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。比如空调负荷较大时可以使用单独的变压器作为空调变压器,这样空调的季节性使用特征就能够充分发挥,也利于减少能耗,提升使用效益。
3、降低线路损耗
电力传输中的线路损耗是造成能源浪费的主要方式之一。当电流从线路中通过时,就会产生功率损耗,这种损耗与线路材质参数和负荷密切相关。线路损耗的降低可以通过多种方式来解决,比如提升电网的功率因数,选择更好的材质、减少线路中的电阻、减少电网的无功功率等都能降低损耗。一般来说,常用的方法主要有以下几种:首先,选择合适的线路路径。减少线路跨越长度是减少损耗的最直接手段之一,这需要对建筑电气的线路设计有很充分的认识,对于走线情况极为熟悉,如此才能设计出合理的线路,同时还不影响后续的操作。其次,增大线路截面,利用季节协调线路负荷。导线截面可以在满足载流量、热稳定及保护需求的前提下,再加大一级,这样能够有效降低线路损耗。季节性供电线路一般是空调使用线路或者供暖使用线路,可以对这些线路进行改造,将其作为日常使用电路,在春秋两季不供暖不使用空调时,这样就能减少线路和电阻。
4、提升功率因数
提升系统功率因数是降低线路损耗的一种有效手段。系统中用电设备的有功损耗可以从两个方面进行处理解决:首先,提升设备自然功率因数,减少超前无功的需求。这条措施主要是通过采用功率因数较高的等容量同步电动机来取代原本的异步电动机,或者只要经济效益划算,两种电动机同步化运行也是一种有效手段。其次,安装无功补偿装置。想要减少线路上的无功传输,可以使用就地补偿,在民用建筑中,很多容量大且平稳的负荷所采用的就是这种方式,用以达到节能降耗的目的。至于容量较小或断续负载使用变压器低压侧进行集中补偿。在使用补偿装置时,要注意避免发生过补偿现象,否则反而会导致节能效果降低,造成另外一种能源浪费。
5、照明系统的节能设计
照明系统的选择设计应该严格按照国际照明标准来执行。首先,建筑室内的灯光照明系统应该在满足视觉要求,不影响人正常工作和生活的前提下考虑节能,适当选择照明系统的亮度;其次,尽量采用不会产生眩光的灯具,并保证使用灯具的工作效率;再次,照明系统应该和室内空调系统结合,考虑并协调好两者之间的关系;最后,在保证了室内照明正常的前提下,降低电能的损耗量,达到节能的目的。
6、合理选择变压器
变压器作为配电系统的基本设备,其损耗大约占总耗量的6%,主要分为铁耗和铜耗,铁耗又称为空载损耗,与负荷大小无关,仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关,故一般来说,最好选择节能型变压器。铜耗与负荷的大小有关,故在选择变压器的容量和台数时,应根据负荷运行的时间性变化,相应的选择变压器的运行参数与台数,尽量减少不必要的损耗。
7、合理利用太阳能技术与产品
在建筑电气设计中,太阳能技术与产品的合理利用不但可以达到节省资源与减少废气排放的效果,而且减少了建筑使用中的电能消耗。目前,国内外在建筑电气节能设计中,主要是利用较为先进的太阳能光伏发电系统,将入射的太阳辐射能直接转换为建筑使用中所需的电能,为照明设备提供一定的用电负荷。另外,在很多建筑的外墙、楼顶等处安装新型太阳能板,可以满足建筑内热水的供应需求,而且可以通过太阳能蓄电设备,将多余的电能进行储存,以满足建筑中其他电气设备的能源需求。
三、结束语
节能降耗是国家的基本国策,我们在设计时应大力推广和实施国家的节能方针,精心考虑各种可行技术措施,合理选择设备容量,提高设备的负荷率和使用率,使其能耗降低,为国家节能方针贡献一份自己的力量。
参考文献:
[1]邱慧萍,仇洋.浅谈建筑电气设计中的节能措施[J].经营管理者.2011(02).
[2]孙旺,王秋萍.以某办公楼设计为例,浅谈办公楼电气设计的节能措施[J].商业文化(学术版).2008(07).
[3]曹华清.论现代建筑电气设计节能的若干因素[J].中国城市经济.2011(14).