時間:2023-03-07 15:21:53
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇建筑電氣節(jié)能論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
在對高層樓宇建筑的電氣設計過程中存在的設計問題是導致其浪費電能的主要原因,設計師在設計高層樓宇建筑電氣工程時既要滿足大樓日常辦公的需要,而且還要使得電氣設備有較好的擴展性,這樣就方便以后對大樓進行電力維護。而且有的高層大樓智能化程度很高,智能化的實現是依靠電動機來進行的,只有通過對其智能化系統進行節(jié)能設計才能夠有效的節(jié)省電能,但是目前的智能化系統并沒有進行相關的節(jié)能設計。
1.2設備選用存在問題
由于傳統的電氣設計沒有考慮到節(jié)能的因素,所以在現今很難進行更改,老舊的電氣設備雖然可以正常使用,但是在節(jié)能方面非常欠缺,相對于新型的電氣設備而言其能耗非常大,由于老舊電氣的使用而導致的電能浪費占據總電能浪費的大半部分,所以對于這種問題是很難進行解決的,只有通過全面更換電氣設備來實現,不過更換的過程非常麻煩,不利于大樓其他人員的正常辦公。
1.3設備維護存在問題
電氣設備正常使用的電能要遠遠低于設備故障時所消耗的電能,而高層樓宇建筑中的線路物理損耗要遠遠大于其他普通建筑,因為高層樓宇中的電纜線路非常長,電纜線路也有一定的電阻,短距離的情況下可以忽略不計,但是長距離電纜導致的電能消耗是非常大的,高層樓宇的電氣維護人員如果沒有將這些設備的故障排除就會浪費較多的電能,只有及時維護才能夠避免這些電能的損耗。
2高層樓宇建筑電氣節(jié)能設計的原則
在高層樓宇建筑的電氣節(jié)能設計中需要遵循一定的原則,這樣才能夠使得高層樓宇建筑在電氣方面更加節(jié)能,下面將詳述高層樓宇建筑電氣節(jié)能設計的原則。
2.1合理分配
高層樓宇建筑的人口密度非常大,因此用電量會非常大,但是每部分的用電量卻有著較大的差異,所以在進行節(jié)能設計的過程中要進行合理分配,要讓各個部分都有充足的電力,即在保障人們用電穩(wěn)定性的前提下,將電力按照負荷的比例進行合理的分配,這樣就可以保證用戶正常使用的情況下,電能資源得到最大限度的節(jié)省。
2.2使用節(jié)能設備
節(jié)能設備較普通的設備要貴一些,但是從長遠的規(guī)劃考慮使用節(jié)能設備可以更大限度的節(jié)省高層樓宇所消耗的電能。例如高層樓宇可以大范圍的使用太陽能,太陽能作為一種清潔能源得到了非常廣泛的運用,利用太陽能所轉換成的電能可以為大樓提供部分電力,這就會使得高層樓宇的用電量得到節(jié)省。此外在大樓進行電氣安裝的過程中就使用節(jié)能型的材料,例如使用導電性更好的電纜,這樣就可以減少電纜的損耗。雖然在短時間內并無法看出節(jié)能材料為大樓帶來的效果,但是在長時間的使用過程中就能夠看到節(jié)能設備為大樓帶來的經濟收益。另外節(jié)能材料都具備可回收可重復利用的優(yōu)點,這樣還可以節(jié)省這部分有限資源,對于高層樓宇日后的電氣改進工程將非常有利。
2.3優(yōu)化系統原則
高層樓宇建筑電氣的智能化程度比較高,因此可以利用智能化的系統來節(jié)省電能,以此來降低不必要的電能損耗,在對高層樓宇建筑進行電氣安裝的過程中采用變頻的電器,通過采取變頻措施就會更大限度的節(jié)省電能。另外綠色照明設備的使用也可以提高電能的高效利用,通過優(yōu)化高層樓宇的電氣系統將使得電氣節(jié)能更加合理有效。
3高樓所采用的電氣節(jié)能技術
為了使得高層樓宇建筑在更大限度上節(jié)省電能就需要采取相應的電氣節(jié)能技術,目前通常所采用的電氣節(jié)能技術包括更改配電系統、降低線路損耗以及優(yōu)化配電系統功率因素,下面將簡述這些電氣節(jié)能技術。
3.1優(yōu)化配電系統
優(yōu)化配電系統主要是要了解用電設備的分布情況以及相關布局,然后計算最短的供電半徑,這樣便能夠減少不必要的電能損失,高層建筑在優(yōu)化配電系統的過程中主要方法是更加接近負荷中心,并且選擇離大樓最近的供電系統,這樣就減少了電能運輸中的電能損耗。同時還可以使用切換變壓器的方式來合理的調節(jié)用電高峰期與低峰期,這樣就可以在保證用戶正常用電的前提下更大限度的節(jié)省電能。
3.2減少線路損耗
在高層建筑中最損耗最多的就是線路,因為線路中的電阻會損失部分的電能,那么為了減少線路損耗就需要減少線路的電阻,減少電阻的方法主要包括更換導電性更好的導線、增大導線的橫截面積以及較少導線的長度,而且使用大橫截面積的導線不僅可以降低線路的電阻,而且還可以為日后線路的改良提供方便。減少導線的長度就是縮短配電設備與用電設備之間導線的長度,這樣就會減少線路的電阻。雖然線路損耗是不可避免的,但是只要采取上述的方法就可以有效的減少線路帶來的電能損失。
民用建筑在各種建筑的數量中占據了很大一部分比重,同時也是消耗能源的大戶。為了對民用建筑進行改進,節(jié)省各種能源的消耗,采取電氣節(jié)能設計是一種非常有效的手段。在進行民用建筑的電氣節(jié)能設計時,要確保民用建筑的功能和質量不受到影響,這不僅是對環(huán)保理念的落實,也是對建筑業(yè)發(fā)展的一種促進,符合我國建設社會主義和諧社會的理念。作為電氣設計人員,要充分意識到節(jié)約能源的重要性,提高對技能技術的認識和了解,推動節(jié)能設計的進行。
1電氣節(jié)能設計的原則
我國的資源儲備的主要特點是:儲量大,但是人均占有量小[1]。為了建立資源節(jié)約型社會,促進我國經濟的可持續(xù)發(fā)展,必須從各種角度、各個行業(yè)上進行節(jié)能措施。從民用建筑的角度來講,電氣節(jié)能設計,必須要保證建筑的實用性和經濟性,同時遵循一定的原則。首先,民用建筑的主要用途在于提高居民的生活質量。民用建筑的實用性,是民用建筑發(fā)揮作用的基礎。如果在進行電氣的節(jié)能設計過程中,影響了民用建筑的實用性,那無疑是本末倒置、舍本逐末的行為。其次,民用建筑由于用處不同,結構和內部布置也都有所差別。電氣節(jié)能設計要充分考慮到這一點,制定不同的設計方案,保證民用建筑符合用途。民用建筑的前期設計,是建筑物內部的各種設備能夠正常運行的基礎,是影響民用建筑質量的重要因素。電氣節(jié)能設計不僅要制定高質量的設計方案,更要根據嚴格的數據標準來選擇電氣設備,提高電能的使用率。最后,電氣節(jié)能設計要充分考慮到經濟性。在進行電氣節(jié)能設計當中,要時時考慮到所花費的成本。電氣節(jié)能設計要根據建筑物的運營狀況、企業(yè)的經濟狀況來制定措施,確保投入的資金能夠迅速收回,避免造成嚴重的經濟負擔,拖累企業(yè)的正常運行和民用建筑的正常使用。
2電氣節(jié)能設計的具體措施
2.1照明系統
現代民用建筑的照明系統,除了要實現基本的照明要求,滿足居民對亮度的要求之外,還能夠對居住環(huán)境進行美化,讓用戶感覺更加舒適。為了達到這一目標,設計人員要根據環(huán)境美化的要求和房間功能的不同來進行設計,可以從以下兩方面入手:一是對自然光線的充分利用。自然光線是一種無污染、純天然的綠色能源,設計人員要善于利用。利用天然光的主要方法有:導光管法、光熱電轉換法、棱鏡多次反射法、平面反向鏡反射法和光電效應法[2]。民用建筑的設計要注意增加臨近室外的建筑面積,適當增加門窗的尺寸,加大對自然光線的利用率。二是對光源、燈具和附件的選擇。要根據懸掛高度的不同來選擇合適的燈具。如果懸掛在比較高的地方,可以選用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈;如果懸掛高度比較低,則可以采用熒光燈。對于光源的選擇,要多食用高效光源,少使用白熾燈。附件要盡量選擇能耗較低的,比如電子鎮(zhèn)流器等,達到節(jié)約電能的目的。
2.2空調系統
空調系統是民用建筑中消耗能源最多的部分,往往能夠占據民用建筑的總體耗電量當中的一半[3]。所以,從空調系統入手,能夠大大優(yōu)化建筑物的電氣節(jié)能設計。科學家的研究調查表明:減少房屋墻壁的凹凸程度,可以讓房屋變得更加寬敞,提高房屋的保溫性能,降低房屋的能源消耗。如果在設計房間時采用圓形或者方形,就能夠減輕熱量的損耗,減少空調的工作時間。因為圓形和方形的表面積比較小。窗戶的數量多少、面積大小和材料質量也能夠影響空調系統的能量消耗。還有,居民在使用空調時要注意溫度的調節(jié),不要過高也不要過低,這也是對空調工作負擔的一種減輕。
2.3供電系統
從供電系統考慮電氣節(jié)能的設計,主要是選用什么樣的電壓器和如何確定電壓參數。在進行這一工作之前,要充分考慮到民用建筑的供電要求,計算供電設備的數量多少和功率大小。如果供電電壓越大,電器的耗電量就會越少。對于民用建筑來講,供電電壓最大為10千伏,最小為220伏。所以,在確保電壓適宜的同時,要盡可能地提高電壓的等級,找到一個合適的點。為了節(jié)能考慮,電壓器最好采用非晶合金材料。這種電壓器在工作時不會發(fā)出太大的噪音,對于能量的消耗也比較低。電壓器在常年的工作過程中,負荷能力產生下降,在不同季節(jié)的承受能力也會發(fā)生變化,這都是電氣設計人員在進行節(jié)能設計時需要考慮的問題。
2.4動力設備
民用建筑當中的動力設備,主要是建筑當中的電動機。動力設備的節(jié)能設計,主要考慮兩方面的內容:一是縮短電動機的使用時間;二是提高電動機的工作效率。民用建筑的電動機,主要有電梯、水泵、風機三種,大約占據了整個民用建筑耗電量的三分之一。如果在進行電氣設計的時候,選用節(jié)能型的電動機,就能夠為國家節(jié)省大量的電能。節(jié)能型的電動機在同樣性能的條件下,比普通的電動機可以節(jié)約大概百分之三的電能。電動機在啟動和關閉的時候,對于能量的消耗是最大的。所以,民用建筑要盡量減少電動機的重啟次數,減少不必要的電量消耗。3結論民用建筑對于能源的消耗占據了社會能源小號的很大比例。對民用建筑進行電氣優(yōu)化設計,能夠緩解我國的能源消耗壓力,有利于我國經濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。民用建筑的電氣節(jié)能設計,必須以相關的法律法規(guī)為依據,綜合考慮民用建筑的實用性、適用性和經濟性,收集開發(fā)商、用戶、設計單位和建筑主管部門等多方的意見,從照明系統、空調系統、供電系統和動力設備四個角度入手。
作者:王麗堃 單位:張家口市第二建筑工程有限責任公司
參考文獻:
1.2照明系統在建筑中,照明可以說是一個用電大戶。對此,我們需要從以下幾個方面入手:首先,要盡可能地使用高效能源。在實際光源類型的選擇中,需要根據工程實際情況幫助我們對光源進行選擇,且需要對價格、光源壽命、色溫、光效以及顯示指數等進行充分的考慮。對于我國城市建筑以往所使用的光源來說,主要有熒光燈、白熾燈等等,而隨著近年來我國科技的發(fā)展,很多新能源如LED照明燈也被應用到了建筑之中,且都具有著較好的節(jié)能性。而在工業(yè)建筑方面,則需要我們能夠對工作場所所具有的條件以及需求進行考慮,并在結合實際的基礎上選擇高效光源起到節(jié)能的作用;其次,要對照明時間進行縮短。這就需要我們與建筑設計人員進行有效的配合,使建筑物在戶型、朝向等設計上能夠對自然光進行最大程度的利用,并通過照明光、自然光之間的有效結合起到節(jié)能作用;最后,要盡可能地減少供電附加損失。對此,就需要我們能夠使用高電壓的照明燈以及電氣附件,并根據實際需求選擇具有節(jié)能特征的電感鎮(zhèn)流器。
1.3電動機電動機也是我們開展電氣設計的一個重點環(huán)節(jié),可以通過高效率電機的應用起到節(jié)能的效果。在對電動機類型選擇的過程中,需要對其所具有的負荷特征進行細致的比對,并在結合建筑需求的基礎上對其進行選擇。同時,我們也需要通過一定的補償方式降低應用損耗,以此幫助我們提升功率因數,并在電動機實際應用的過程中避免其經常處于空載或者輕載狀態(tài),以此進一步節(jié)約應用能耗。而當實際情況需要我們對電動機進行調速時,則需要借助變頻調速器在變頻的同時起到良好的節(jié)能效果,這對于建筑的整體節(jié)能來說也具有著較為重要的意義。
1.4變壓器降低損耗以及提升運行效率是變壓器實現節(jié)能的主要途徑。對于節(jié)能降耗來說,其在變壓器的負載以及空載狀態(tài)下都會具有較少的損耗,且運行所需的費用也會得到很大的降低。但是,對于具有該種特征的變壓器來說,其前期投入時即購買設備,成本一般來說很高,是我們需要考慮的一個部分。對此,就需要我們在開展變壓器節(jié)能工作時對變壓器投資以及運行損耗間所具有的平衡點進行計算與確定,以此幫助其獲得較好的節(jié)能效果。另外,也要對變壓器的容量和臺數進行合理的選擇,為降低變壓器自身損耗,當容量大而需要選用多臺變壓器時,可在合理分配負荷的前提下,盡可能地減少變壓器的臺數,選用大容量的變壓器。
1.5暖通空調空調是現今建筑中不可缺少的一項設備,我們主要側重對其蒸氣閥門、冷閥門以及風閥門等進行節(jié)能設計,并做好空調電動調節(jié)閥流量的控制工作。同時,我們也應當為其專門設計一套科學的啟停方案,以此使其能夠在科學、經濟的狀態(tài)中運行。
Abstract: the environmental problem has become one of the most importance for modern people, in building electrical design, people began to explore how to promote the concept of environmental protection in the application. To implement the concept of environmental protection in building electrical design, to enable to make people's lives improved, the energy consumption is greatly reduced, thus reducing the pollution to the environment. The author from the environmental point of view, combined with the production practice, focusing on energy saving measures in building electrical design. Based on the analysis of the building energy saving problems so far, for energy-saving measures are introduced to the concept of environmental protection, more far in building electrical design and line, make its contribution.
Keywords: building; electrical design; energy saving
中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
引言
節(jié)能化的發(fā)展方向是我國近些年來建筑工程發(fā)展的新方向。一般節(jié)能化工作主要是體現在建筑工程中的電氣設計階段,節(jié)能化方向的新趨勢,使得電氣工程在建筑工程中扮演著重要的角色。建筑電氣設計已經不僅僅影響建筑工程某一個或者兩個局部工作部分,而是涉及到建筑工程的方方面面,直接影響到建筑工程的完成質量。因此,應當提高電氣技術工作人員的節(jié)能意識,在提高自己專業(yè)水平的基礎上,將節(jié)能措施同專業(yè)技術相結合,從而做好電氣設計的工作。本文分析的重點是建筑工程中電氣設計節(jié)能問題。
1.建筑節(jié)能問題分析
節(jié)能問題一直以來都是十分重要的問題,但是在經濟快速發(fā)展的今天,很多企業(yè)或者企業(yè)家,只看到短期的經濟利益,節(jié)能意識淡薄,即使有認識到,但在生產經營中也并不給予充分的考慮。經濟的發(fā)展使人們的生活越來越電氣化以及自動化,在這一過程中,人們對電力的需求越來越大。建筑電氣節(jié)能問題也被提到了日程之上。但正如前文所述,節(jié)能問題在生產經營過程中沒有得到足夠的認識,主要原因是現今教育體制下國家并沒有在教育上給予節(jié)能高度重視,節(jié)能的社會意識相對于其他發(fā)達國家來說較為薄弱。筆者認為建筑電氣設計過程中,建筑電氣工程師應當本著節(jié)能的理念從事其本職工作,總結生活中人們的不同用電要求,從而設計出更為合理更為符合節(jié)能理念的建筑電氣設計產品。
2.建筑電氣的節(jié)能設計
2.1 防雷與接地的設計
我國在很早以前就制定了《建筑防雷設計規(guī)范》,對該規(guī)章內容進行閱讀,我們發(fā)現最常提到的字眼是防雷設計,其主張建筑電氣工程師在進行防雷設計時,可以利用建筑物內部的鋼筋和鋼結構,這是因為結構鋼筋或者鋼結構由于其金屬特性,具有導電作用,因此,在設置避雷裝置時,運用這一性質,不僅能夠更好的防雷,更能夠節(jié)省原材料,是節(jié)能的重要舉措。
2.2高效電動機的選擇(以某發(fā)達城市某中型建筑企業(yè)為例)
一直以來,很多建筑企業(yè)為了能夠節(jié)省成本,在機械設備的選擇上經常偷工減料,從長遠來說選擇節(jié)能良好的機械設備對于企業(yè)長遠成本計算具有重大意義。在建筑工程中,電動機的選擇對于節(jié)能的意義重大,應當選擇最新系列的高效電動機。筆者通過一系列數據,可以闡述高效電動機對于節(jié)能以及節(jié)約成本的重要意義。某發(fā)達城市某中型建筑企業(yè)一直以來企業(yè)業(yè)績不是十分理想,2010年該企業(yè)實行企業(yè)整改,希望能夠重新獲得市場活力,基于節(jié)約成本的考慮,該企業(yè)在5月份引入了一批性能良好的機械設備,其中包括了多臺高效電動機,根據該企業(yè)6月分布的數據表明,6月高效電動機投入使用之后,比上月節(jié)省了百分之十五到百分之二十的用電量。根據物理常識,我們知道減少電能損耗的重要途徑是使電動機的功率以及效率變大,高效電動機能夠使電動機的效率提高到一半左右,從而使得總能耗降低百分之二十到百分之三十。因此,在建筑電氣工程中應當選用高效電動機。
2.3軟啟動器的使用
軟啟動器相對于變頻器來說,可以更好的節(jié)能。主要表現在能夠更好的控制電壓變化,使電壓能夠持久的保持穩(wěn)定。能夠做到這一點是因為軟啟動器,不同于變頻器是通過鐵圈而實現電壓轉換,而是通過對設備內部可控硅導通角進行控制,此種控制方式能夠得到更為穩(wěn)定的電壓。此外,軟啟動器的節(jié)能優(yōu)勢還體現在采用的是正反饋電流、負反饋電壓或反饋測速,通過這些方式得到信息之后,對可控硅導通角重新控制,使電壓能夠進一步穩(wěn)定。由于軟啟動器這一性能,在建筑電氣節(jié)能設計中,一般會適用在水泵等大型電機設備中,這些設備對電壓的穩(wěn)定性要求相對來說比較高。
2.4交流變頻調速的優(yōu)點
隨著科技的發(fā)展,交流電機的變頻調速技術得到了高速發(fā)展,其中目前為止,最為先進的技術是電力電子器件在異步電動機調速中的應用。交流變頻調速主要是通過調節(jié)轉速使得負載的變化與電機負載相適應,使得輕載時的電機功率得到提高,從而達到節(jié)能的目的。
2.5導線連接的注意事項
目前為止,很多工程的插座回路中的接地保護線仍然采用串聯的方式。串聯連接對于建筑工程電路的安全來說十分不利,因為串聯線路一旦在某一處斷裂開來,將會直接導致其他所有線路失去接地保護。串聯連接方式一旦運行過久,還會容易產生過熱現象,從而引起火災。
3.建筑電氣節(jié)能設計的基本原則
3.1實用原則
環(huán)境以及經濟成本應當在建筑電氣節(jié)能設計中給予充分考慮。將實用原則作為最重要的原則,在科學技術的指導下,研究出最優(yōu)的節(jié)能設計方案。在建筑電氣設計過程應當本著以下的原則,貫徹落實設計方案,從而達到節(jié)能環(huán)保的目的。
建筑電氣設計過程中,一般要求所選用的設計方案能夠滿足安全實用的要求,因此,實用性原則成為建筑電氣節(jié)能設計原則中最為重要的原則,是建筑電氣節(jié)能設計的主要內容。在實用原則的指導下,盡量去掉一些人們在日常生活中不常使用的功能,從而使人們的生活變得更加舒適與便利。此外,還可以選擇一些較為智能的設備,智能設備能使人們的生活變得自動化,從而創(chuàng)造出更為安全舒適的環(huán)境。
3.2經濟效益最大化的原則
上文介紹可以通過添置節(jié)能新設備來減少能源的消耗,但是在添置的過程中,要對成本效益進行充分的分析。不能夠毫無節(jié)制或者不講策略的添置。在建筑節(jié)能設計的過程中,應當本著經濟效益最大化的原則。為了防止無節(jié)制的添置節(jié)能設備,節(jié)能工作應當從較為老舊的電氣設備或者電氣設計入手,以現有設備為基礎進行技術改造與創(chuàng)新,從而節(jié)約成本的投入。這些是經濟效益最大化原則的體現。
3.3建筑電氣技術先進的原則
在進行建筑電氣技術改造的過程當中,應當謹慎起見。積極研發(fā)新的建筑電氣技術,研發(fā)之后,不能夠太急于投入使用,應當在小范圍內適用,通過結果觀察,如果有把握能夠在實際生產中適應的話,則投入生產使用。
4.結語
一直以來,人們都在探索可持續(xù)發(fā)展的路徑。我國在可持續(xù)發(fā)展的道路上任重道遠。在經濟發(fā)展的過程中,我國應當堅持這樣的理念,從保護環(huán)境的角度出發(fā),盡量降低我國的能源消耗水平。在建筑電氣設計中,應當在對建筑物基本功能充分研究的基礎上,對電氣節(jié)能設計進行充分探索。
參考文獻
二、電氣技術在節(jié)能建筑工程中的具體應用
電氣技術在節(jié)能建筑工程中的應用涉及到了多個方面,只有在最開始的時候設計出合理的方案,確定好具體施工計劃,才能更好地將電氣技術應用于建筑中,充分發(fā)揮出電氣技術的最大優(yōu)勢。
1)制定合理的規(guī)劃一份合理的規(guī)劃對于建筑施工而言是必不可少的,這也是施工中的重要環(huán)節(jié)。在制定規(guī)劃的時候,需要綜合多個方面進行考慮,盡可能考慮周全。設計圖紙確定之后,后續(xù)的各個工序都要以此為標準,這也是保證工程能夠達到質量要求的主要措施。節(jié)能最主要的是節(jié)約電能,因此供電系統的設計至關重要。對于一整棟建筑而言,供電系統的設計必須考慮網絡線路的排列方式、原材料的使用能耗等等問題,在滿足供電要求的具體情況下盡可能選擇更加合理的方案。供電系統會涉及到很多的能耗,因此設計的時候盡可能按照規(guī)定的標準來,這樣能耗也會有一定的減小。現如今,由于建筑環(huán)境的多樣性,在設計供電系統的時候還需要考慮區(qū)域負荷、外界安全、路途距離等具體因素。
2)節(jié)能材料和設備的選擇設計方案確定之后,下一步就是選擇具體的節(jié)能材料和相應的設備。每一個不同的環(huán)節(jié)使用的材料都會有所差異,因此在選擇材料的時候需要慎重考慮。材料選擇不合適,會對后期的建筑使用產生比較嚴重的影響。單從短期來看,材料的選擇不同,會影響工程的成本,以致對工程產生的整體經濟效益也會有較大的影響。以建筑中使用的照明燈為例,現在很多的建筑中都是使用節(jié)能燈,以往的白熾燈逐漸退出了照明的舞臺。就算都是使用節(jié)能燈,但是節(jié)能燈自身的質量有好有壞,不同質量的節(jié)能燈的節(jié)能效果也是會有差異的。從長遠的角度來看,還是盡可能選擇質量較好的節(jié)能燈,這樣節(jié)約的能源更多。
3)引入智能控制系統在一般的建筑中,除了有正常的照明之外,如電梯、門窗、電腦、飲水等基礎設施也已經成為了現代建筑中的必不可少的一部分。合理地引入智能控制系統,在某一種程度上可以節(jié)約一定的人力、物力、財力。智能控制系統主要利用溫度、聲音等感應,通常這些智能控制系統是設置在無人使用的區(qū)間,這樣設置也是為了節(jié)約能源,減少不必要資源的浪費。一旦有人進入設置有智能控制系統的區(qū)域,控制系統會根據具體的情況作出及時地判斷,從而滿足人們的實際需求。現如今的智能控制系統都是借助了計算機技術,逐漸實現了智能化,不僅可以有效地節(jié)約更多的資源,同時也方便了管理,安全也更有保障。如果出現電能超出負荷的情況,系統則會自動報警,及時采取相應的保護措施,這樣的智能化設施大大降低了危險事故的發(fā)生。
三、電氣技術在使用過程中需要注意的事項
電氣技術在建筑中使用之后,產生的效果是比較明顯的。但是只有嚴格按照相應的標準進行實施,才能進一步保障建筑完工后的質量。就電氣技術而言,在節(jié)能建筑工程中應用不僅需要技術的開發(fā)與創(chuàng)新,更需要政府對它的支持。不斷地開發(fā)與創(chuàng)新電氣技術,會不斷改善它的使用功能,從而更加迎合消費者的需求,對建筑而言也是百益而無一害。至于政府的支持,也是其中比較關鍵的一部分。在“十二五”規(guī)劃以后,政府力求在各個方面都做到節(jié)能,這與節(jié)能建筑工程有著共同的出發(fā)點,因此政府支持電氣技術的發(fā)展也是毋庸置疑的。比如政府對從事節(jié)能建筑工程設計與開發(fā)的企業(yè)可以進行適當的稅收優(yōu)惠,對于從事新型節(jié)能電氣技術的企業(yè)給予適當的獎勵,這樣做的好處可以逐步推動電氣技術的發(fā)展,從而逐步擴大電氣技術的使用范圍。從另一個角度來說,節(jié)能建筑工程除了自主開發(fā)之外,政府的引導和監(jiān)督也是十分關鍵的。將節(jié)能落到實處,絕對不只是單純的提倡就夠了,這時就需要發(fā)揮政府的監(jiān)管作用。政府頒布相關的法令法規(guī),對于一些不符合要求的規(guī)定,必須嚴格按照規(guī)定來,否則給予一定的懲罰。節(jié)能技術的發(fā)展,推動了節(jié)能建筑工程的發(fā)展。
2超高層建筑物中電氣節(jié)能設計技術的實施
實施電氣節(jié)能設計技術,應從電氣系統所需設備、供電的電源及電壓還有配電系統的節(jié)能設計、電力系統的安全性能、電力照明、電梯以及消防和報警系統等入手,落實電氣節(jié)能技術。
2.1選用性能良好并且節(jié)能性能好的系統設備
在超高層建筑物中電氣系統一般采用低壓配電屏、應急發(fā)電組、高壓開關柜以及電力變壓器。在低壓配電屏上,我國應效仿國外,將低壓配電屏結構做成抽屜式,把大容量出線做成手車式。而在應急發(fā)電組上,國外也采用了將燃氣輪發(fā)電機作為備用能源,替代了不再生能源消耗量大的柴油發(fā)電機組,這一點我國應該在設計上效仿實施。為了超高層建筑物的防火安全,是絕對不允許使用大容量油浸變壓器的,關于高壓開關柜一般不采用油開關式,應采用手車式。
2.2在保證超高層建筑物內電氣系統使用安全基礎上節(jié)能
因超高層建筑物對電氣系統的依懶性較大,所以為避免停電等突發(fā)事件,電路上一般采用標準電壓供電使用,所采用的供電模式是獨立電源供電模式,同時為保證電氣系統的穩(wěn)定使用也會設立兩個獨立電路。同時還應設立應急發(fā)電機組,保證發(fā)生停電等突發(fā)狀況可以恢復供電。在供電設計時要充分考慮電力的荷載,電力荷載標準保證了電力設備的安全正常運行。防雷與接地的設計考慮也是電力設計中應注意的環(huán)節(jié),現代超高層建筑物建造所使用的鋼筋砼剪力墻和建筑物樓板緊密連接,所以應做好金屬管線的接地措施,在防雷上超高層建筑物一般多采用避雷針和避雷帶。作為超高層建筑物最基本的安全通道,電梯的重要作用不言而喻。建筑設計師還有交通設計人員應根據超高層建筑物特點,從安全、性能、節(jié)能多方面考慮選擇建筑物內使用的電梯。在超高層建筑物內不可缺少的還有自動化消防滅火和報警系統,先進的消防報警探測器發(fā)現火災信號后,可將火災信號轉化成電信號,在發(fā)出警報信號后傳給建筑物內的報警和消防系統,保證建筑物安全。
2.3電氣系統的節(jié)能設計
電氣系統的設計基本上從配電系統和照明系統上實現節(jié)能。超高層建筑物所采用的獨立電源應有兩路,照明和動力使用的電力資源分開計費,并且對低壓區(qū)和高壓區(qū)用電分開計費,高壓區(qū)供電高收費也高,低壓區(qū)用電量少則安裝計費電度表計算收費,從一定程度上抑制電力資源浪費。超高層樓宇配電設備中的干線多使用放射式系統配電,建筑物內各樓層則使用混合式配電系統。在設計使用中采用的配電變壓器通常選擇節(jié)能環(huán)保,這樣不僅可以最大限度延長配電變壓器的使用壽命,節(jié)約設備資源;還可以減少配電變壓器運轉工作中能源的消耗量。將無功補償策略合理運用配電系統,從單相負荷分補或者單相、三相負荷結合共補方式進行無功補償,降低系統中配線的耗損,同時提高配線系統的電力功率。
3電氣節(jié)能設計中應注意的問題
作為超高層建筑物,關于室外照明燈的設計實施也要充分考慮,在電氣線路設計中,室外照明燈應該用接地裝置,并使用獨立的金屬保護外殼,防止安全事故的發(fā)生。更是要做好接地和防雷措施,設計電氣系統時,要對電氣系統采用靈敏度校對和檢驗,要做好防雷和接地的項目保障措施,盡可能避免不安全因素。設計者在對超高層建筑物的電氣設計時,要充分考慮安全用電,規(guī)范合理的進行設計,對電氣系統中使用的漏電開關要保證開關極數符合系統規(guī)范要求。
隨著社會發(fā)展人們用電需求的不斷加大,建筑電氣的節(jié)能節(jié)能問題也逐漸進入到施工單位和用戶的視線。對于施工單位來說,采用節(jié)能材料和節(jié)能設計方案,有助于降低長期的建設成本、吸引更多的消費者;而對于用戶來講,具有節(jié)能設施的建筑物更能讓他們長期的電能,同時安全環(huán)保。
一、建筑電氣節(jié)能設計的原則與存在問題建筑電氣的節(jié)能設計是有則可循的,不能夠隨意而為。總體來說,建筑電氣節(jié)能設計應普遍遵循“貫徹實用、經濟合理、技術創(chuàng)新”
的原則。
電氣節(jié)能設計在我國已經受到廣泛重視,并已有眾多施工單位將前期投入著眼于節(jié)能設計的可行性和節(jié)能所能帶來的長遠利益評估上。經過實踐與總結,發(fā)現目前我國建筑在電氣節(jié)能設計方面存在著以下幾點問題,有等解決。
首先,建筑電氣節(jié)能方面的文獻和規(guī)章編寫較少,缺乏統一的規(guī)范性文件。這就致使許多施工單位在進行建筑設計時各按所需,結果建筑電氣質量良莠不齊。節(jié)能相關文件的編寫有等完整和完善,建議相關部門建立專門機構進行編寫,并根據目前市場上實際建筑物的具體操作情況進行分類和整合,以達到更好的節(jié)能控制與管理。
其次,目前仍然有少部分施工單位繼續(xù)使用國家明令禁止使用的淘汰產品,這些節(jié)能產品已經不符合國家新的節(jié)能標準,在實際運用上仍然增加著電氣運行費用。國家不僅要有相關的措施出臺和完善,還要有監(jiān)察部門認真地監(jiān)督和排查,要抓現形,嚴懲治,逐漸規(guī)范我國節(jié)能設備的市場運行。
再者,部分施工單位的設計人員在進行建筑物設計時,只考慮施工單位的利益和需要,卻忽略了消費者對于電氣節(jié)能方面的需求,這就導致建筑物建成以后,消費者使用的不便。
設計人員應全面熟知不同類型消費者對被設計建筑物的訴求程度,同時要知悉建筑物整體的運行過程中能源管理的相關細節(jié)和進程,設計出一套用于內部能耗核算的多層級耗能計量表,以備參考和查驗。
二、建筑電氣節(jié)能設計的措施
照明系統、動力系統、供配電系統是建筑物用電最主要的三大塊,我們根據這三大系統的各自特點來一一闡述建筑電氣節(jié)能在設計時的應對對策。
1.照明系統的節(jié)能措施。
照明系統,可謂是與消費者最為息息相關的電氣系統之一,消費者眼能看到、手能觸到、通過電表的顯示也能直接了解到電能的消耗量。同時,照明系統也是電氣設計中涉及面較廣的一個部分,它涵蓋了房屋內部、通廊過道、小區(qū)內外部等。對照明系統的節(jié)能設計,旨在保證人們可視度和視覺舒適度的要求,并且在保證照明器材質量的前提之下,盡可能降低照明系統內對光能的無謂損耗,最大限度地利用好光能。
照明系統的節(jié)能可以有以下幾種途徑:
(1)要選擇相對高效的光源來進行設計。
按照照明設計的規(guī)范文件,對各個不同場所的照度標準、照明功率密度、視覺要求等進行嚴格控制,從另一個角度來說,控制好照明規(guī)范的各個條款,就是要從單位面積上限制好安裝燈具的功率消耗。最好在保證照明質量的前提下選擇高效發(fā)光或緊湊型的熒光燈進行照明,這類燈具相比于普通白熾燈具有更好的節(jié)能效果。我們以緊湊型熒光燈為例做出比較:
表1-緊湊型節(jié)能熒光燈與白熾燈技術參數比較節(jié)能燈的功率
(W) 5 8 12 16 20 23
光通量(lm) 225 400 650 810 1100 1330
壽命(h) 6000 6000 6000 6000 6000 6000
等效的白熾燈
功率(W) 25 40 60 75 100 120
由表數據可見,緊湊型熒光燈節(jié)電率更高。再加上它自身使用方便等特點,目前已經成為建筑電氣節(jié)能設計中的首選燈具。
當然,一些大型廠房、體育場館等的照明不適用于熒光燈,一般可選用高壓鈉或金屬鹵化物等高效氣體類發(fā)光燈具。
(2)照明方式的選擇很重要,要做到合理與便捷。電氣設計人員與建筑物設計人員是緊密相關的,電氣設計人員在設計時一定要參考建筑物的整體規(guī)劃和窗體朝向等進行節(jié)能的安排,必要時候,可以對建筑物設計人員提出相關意見與建議。自然光是最為有利于身心和日常生活的可再生能源,有效利用自然光,可以幫助施工單位大大減少電氣能源的消耗。設計人員要注重自然光與室內照明的合理結合,既能保證人們的日常用光,又能有效節(jié)約照明設備的使用與供應。同時,根據自然光所能達到的光照效果,設計合理適用的燈具照度,在自然光效較好的建筑群中,可適當減小照明設備的照度,從而降低能源消耗。另外,所自然光照位置、強度等,可以適當地分區(qū)安排照明設備,不均勻布光或者使用混光照明。
(3)注意照明控制方式的設計。設計人員可以根據布光的不均勻程度,適當增加照明控制開關,減少消費者全光照明的機率,通過照明設備開關引導使用者哪里用光就點這哪里,有效減少發(fā)光設備的同時使用數量。另外,根據建筑物的不同設計不同類型的開關,以便整體控制。比如在學校、賓館、體育館等地,可以對走廊、公共活動區(qū)域的照明進行統一布控,使用同一開關進行控制,設專人根據天氣情況或時間變化進行光照控制,減少光能的浪費。
(4)電氣附件的選用也要節(jié)能。日常施工和設計過程中,相關人員更關注于照明燈具的節(jié)能減耗,卻忽略了電氣附件也是耗能過程中的一個重要環(huán)節(jié)。以小見大,電氣附件的日常耗能積累起來,也是一筆不小的數目。一般而言,熒光燈的電感鎮(zhèn)流器功率為燈管額定功率的20%,而相比之下,高強度氣體放電燈(HD)的電子鎮(zhèn)流器則僅為燈管額定功率的15%左右。更實際的是,氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器要比熒光燈的電感鎮(zhèn)流器更為輕巧,并且噪音小、無頻閃、升溫速度也慢。比較下來,電子鎮(zhèn)流器的節(jié)電能力要遠遠大于電感鎮(zhèn)流器,因此在選用氣體燈具的地方,選裝電子鎮(zhèn)流器更為實用節(jié)省。
2.動力系統的節(jié)能措施。
電動機是動力系統的動力源泉,無論是家電還是大型電力設備的使用,都離不開電動機的使用。電動機的電力消耗是相當大的,如果在電動機的運轉與用電上節(jié)約能源,則可以為建筑電氣節(jié)能提供更具成果性的幫助。要想減少電動機的耗能,最好從提高其工作效率上入手。可以考慮采用以下幾種方法:
(1)根據電動機的不同負荷特征來選擇使用型號。要根據施工環(huán)境對電動機負荷需求進行評估,避免選用負荷過大或過小的電動機型號。
(2)積極選用高效率的電動機。盡可能地減少電動機的空載和負載消耗,提高工作效率。
(3)改進電動機的控制方式,提高其在運行過程中的效率。比如交流電動機可以選用變頻調速的方式,或者是在壓縮機、電梯等機械設備上使用變頻器等。另外要注重產品質量的控制,保證電能消耗的計算與實際應用符合。
3.供配電系統的節(jié)能措施。
這主要提在運輸、轉換等過程中進行節(jié)能減耗的方法。主要有以下途徑:
(1)慎重選用供電電壓。在相同的供電情況下,電壓越高,電能的損失越少。
(2)選用簡單的供配電系統,選購時注重產品質量。
(3)變壓器容量選擇合理,變壓器使用數量據實際建筑物所需采購,不可浪費,也不可缺少。
(4)電纜電線的截面是否符合電流密度,也直接影響著節(jié)能情況。
(5)整體功率因素的把握,適當情況下可提高功率因素。
Abstract: lists the current domestic and electric energy conservation related main standards and specifications. From the power supply system, electrical lighting and new technology, etc, to civil building electrical energy saving design of the main contents related, points for attention and method is discussed in this paper. This essay discusses our country building electric energy conservation of the original don't, the basic method and the corresponding measures, in response to the bureau is the energy crisis.
Keywords: civil building construction; Electrical energy saving; For distribution
中圖分類號: TU24文獻標識碼:A 文章編號:
隨著經濟社會的發(fā)展,人口的不斷增加以及人們對生活質量要求的不斷提高,能源的消耗也就隨之急劇增加,能源價格不斷攀升,能源危機迫在眉睫,這對各行各業(yè)都提出了節(jié)能的要求,而建筑電氣節(jié)能也就不可避免地成為節(jié)能的一個焦點。本文就建筑電氣節(jié)能的原則、一些具體方法及配套措施進行有益的探討。
1 建筑電氣節(jié)能應堅持幾個原則
1.1滿足建筑物功能的原則
即要滿足建筑物照明的照度、色溫及顯色指數;滿足空調舒適性的溫度及新風量,也就是舒適、衛(wèi)生、健康的要求;滿足上下左右運輸通道的暢通無阻;滿足特殊工藝的要求,如滿足娛樂場所的一些電氣設施用電,滿足展廳的工藝照明及電力用電等。
1.2考慮經濟效益的原則
節(jié)能應結合我國國情,充分考慮實際經濟效益,不能為了節(jié)能而過高地增加投資,增加運營費用,而是應該讓增加的部分投資,能在幾年或較短的時間內以通過節(jié)能減少運營費用的方式進行回收。
1.3減少能量無謂消耗的原則
節(jié)能的著眼點應是減少能量的無謂消耗,因此,先找出與發(fā)揮建筑物功能無關的能量消耗.再考慮應該采取的有效節(jié)能措施。如,變壓器的功率損耗、傳輸電能線路上的有功損耗等都是無用的能量損耗;又如,針對量大面廣的照明要求,應采用先進技術的產品以降低能耗。
1.4 選擇低損耗的節(jié)能型變壓器
變壓器是電壓變換設備,廣泛應用于電力系統,特別是10kV和35kV電壓等級的變壓器在電力和配電系統中普遍使用且數量巨大。據估計,目前在電網上運行的10kV和35kV級變壓器容量約有10億kVA以上。由于使用量大,運行時間長,變壓器在選擇和使用上存在著巨大的節(jié)能潛力,特別是量大面廣的10kV和35kV級變壓器。選擇高效節(jié)能產品,不但對節(jié)約能源具有重要意義,同時還可以大大降低變壓器的運營成本,是改善經濟效益的重要途徑。因此,選擇變壓器時,應選用低損耗節(jié)能型變壓器,如S10系列、S11系列。SL7、S7型變壓器及以前的高損耗變壓器已由國家先后公布淘汰,停止其生產和銷售,不再采用。
在變壓器設計中,降低變壓器的環(huán)境溫度、平衡三相負荷、合理選擇變壓器接線方式等也是節(jié)約能源的有效途徑。
1.5 降低線路的損耗
當電網輸送電能時,在網絡中就產生功率損耗,其與線路參數和負荷大小密切相關。提高電網的功率因數、減少電網的無功功率及導線中的電阻等均能降低電網中的線損。具體途徑如下:
(1)合理選擇線路路徑。為減小導線長度,線路盡可能走直線,不走或少走回頭線;
(2)合理確定電氣功能用房的位置。變壓器盡量接近負荷中心,以減少供電半徑;在高層建筑中,低壓配電室應靠近豎井,且低壓配電室與豎井位置的布局上應使線路都分向前送,盡可能減少回頭輸送電能的支線;
(3)增大導線截面,利用季節(jié)性負荷線路。按滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護的配合及電壓損失所選定的截面,再加大一級導線截面;將某些季節(jié)性負荷的線路,用作常年使用的供電線路,以減少線路和電阻。例如,將空調風機、風機盤管與照明、電開水器等計費相同的負荷,集中在一起,采用同一干線供電,可在春秋兩季空調不用時,使同樣大的干線截面?zhèn)鬏斴^小的電流,從而減小了線路損耗。
2 照明的節(jié)能設計
2.1充分利用自然光
在照明的節(jié)能設計中,應充分利用自然光,使之與室內人工照明有機結合;室外景觀燈具可使用太陽能燈具;對能利用自然光的燈具或可變照度的照明,采用成組分片的自動控制開停方式等節(jié)能措施,可獲得照明節(jié)能的效果。
2.2采用高效節(jié)能光源
在滿足照明質量的前提下,應選用細管徑直管熒光燈、緊湊型熒光燈。對燈具懸掛位置較高的場所的一般照明,宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈或鎮(zhèn)流高壓熒光汞燈,其綜合費用低、視覺質量高,同時也節(jié)約能源。除特殊情況外,不宜采用管形鹵鎢燈及大功率普通白熾燈,燈具懸掛位置較低的場所照明宜采用熒光燈。
2.3改進燈具控制方式
根據照明的使用特點,可采取分區(qū)控制燈光或適當增加照明開關點,采用各種節(jié)能型開關或裝置。
3電氣節(jié)能新技術
供配電系統中的節(jié)能技術包括低損耗變壓器S11、SC10;高效電機Y2;節(jié)能耐腐型電纜橋架QGQJ;消除高次諧波裝置(采用有源、無源濾波裝置);克服三相不平衡裝置;穩(wěn)定供電電壓開關;浪涌吸收裝置;無功補償電容裝置;各種調速節(jié)能裝置(采用液力、斬波、變極、變頻、電磁、晶閘管等)。
建筑設備監(jiān)控系統監(jiān)控對象包括冷凍水及冷卻水系統;熱交換系統;采暖通風及空調節(jié)系統。
給排水系統;供配電系統;公共照明系統;電梯和自動扶梯系統。
考慮到投資、設備用房及管理人員綜合技術水平等因素,一些設備供應商及專業(yè)公司根據客戶要求,開發(fā)了單項節(jié)能技術,如照明總線控制技術、電能管理裝置、空調系統節(jié)能自動控制裝置、電梯群控裝置等。
4電氣配電線路設計中的節(jié)能措施
在電氣耗能中,配電線路的耗能不可小覷。我們知道,配電線路電能的損耗取決于線路的阻抗和電流,與阻抗成正比、與電流的平方成正比;而線路的阻抗與導體的導電率、導體的長度、導體的截面積有關。因此,我們在電氣配電線路中要緊緊抓住影響電氣線路耗能的以上幾個因素優(yōu)化設計,從而達到節(jié)能的目的。
4.1配電線路設計中盡量多采用高導電率的導體在經濟條件允許情況下,配電線路推薦選用高導電率的導體,即相比鋁芯電纜(電線)而言,宜采用銅芯電纜(電線)。
4.2配電線路設計中盡量減少配電線路的長度在設計中盡量走直線,可減少供電線路長度,提高功率因數,不僅減低線路損耗,而且還可以減少線路壓降,提高供電質量;各層配電間、層配電箱也應盡量設置在負荷中心,減少線路的長度。
4結語
改善公共建筑的使用環(huán)境、提高能源利用效率、建設環(huán)境友好型和資源節(jié)約型社會是我國政府乃至世界各國的基本國策。建筑電氣節(jié)能具有重大的政治意義和深遠的歷史意義。節(jié)能法規(guī)的制訂執(zhí)行、節(jié)能技術的推廣應用需要政府有關部門、勘察設計單位、施工安裝單位、開發(fā)商及每個公民共同努力,政策實施過程中產生的矛盾和困難需要各方共同來完善、克服和解決,從而使節(jié)能法規(guī)更具有前瞻性和可操作性,節(jié)能技術更具有先進性和經濟性。
引言
能源問題已成為全球共同關注的問題,能源短缺成為制約經濟發(fā)展的重要因素。建筑中的節(jié)能設計已得到充分重視,做到合理使用能源、提高能源利用效率,為能源的節(jié)約提供了保障。民用建筑是建筑的耗電大戶,近幾年民用建筑電氣節(jié)能的重要意義已逐步受到人們的重視。
建筑電氣節(jié)能應堅持的三個原則是:①滿足建筑物的功能。②考慮實際經濟效益。③節(jié)省無謂消耗的能量。因此,節(jié)能措施也應貫徹實用、經濟合理、技術先進的原則。
照明節(jié)能設計就是在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質量的前提下,力求減少照明系統中光能的損失,從而最大限度地利用光能,通常的相應節(jié)能措施有以下幾種。
1高效節(jié)能光源的選用
應合理選擇燈具的配光,以提高利用系統。設計時辦公室主張采用T8或T5稀士三基色熒光燈管。這是由于T8或T5燈管具有更高的顯色指數和光效,光衰小、壽命長、用汞量少,更符合節(jié)能、環(huán)保要求。門廳、走廊等場所采用緊湊型熒光燈替代以往的白熾燈,達到節(jié)約能源的目的。
2高效節(jié)能照明燈具的選用
燈具按光通量在上下空間分布比例分為五類:直接型、半直接型、全漫射型、半間接型和間接型。①燈具的結構應便于安裝、維護和更換光源。一般辦公區(qū)優(yōu)先選用直接式燈具,在有吊頂的辦公場所優(yōu)先選用高光效格柵燈具。②合理選擇燈具的配光。
3高效節(jié)能電器附件的選用
3.1使用節(jié)能電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器
推廣使用低能耗性能優(yōu)的光源用電附件,如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等。一般電感式鎮(zhèn)流器自身能耗為光源的10%-15%,而電子鎮(zhèn)流器本身能耗極低,并且有恒功率輸出的特點。
對于一體化節(jié)能燈和單端小功率熒光燈(功率不大于25W),由于對它們的諧波要求、異常保護功能以及預熱要求均比較低,應優(yōu)選電子鎮(zhèn)流器。對于25W~65W的直管熒光燈,優(yōu)選節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。
3.2實行單燈電容補償
燈具單燈補償就是在每套燈具上并聯一個電容器進行補償,將熒光燈、氣體放射燈功率因數均提高到0.9以上,這樣既能減少電路無功功率,又能降低線損和電壓損耗,同時由于線路電流的降低,還可以減小導線的截面面積。
4其他照明節(jié)電措施
4.1充分利用自然光,節(jié)省照明用電是照明節(jié)能的重要途徑之一。
4.2GB50034-2004建筑照明設計標準規(guī)定了各種場所的照度標準、視覺要求、照明功率密度等。
4.3改進燈具控制方式。
4.4選擇合理的照度和功率密度值。新修訂的GB50034-2004建筑照明設計標準規(guī)定了一般照明照度的標準值,局部照明應按該場所一般照明照度值的1倍~3倍選取。
4.5減少供電線路上的損耗,照明配電箱應靠近照明負荷中心且便于維護的位置。
4.6燈具布置及回路控制的節(jié)能設計。
在民用建筑場所內使用的多為單相電感性負荷,因其自身功率因數較低,在電網中滯后無功功率的比重較大。為保證降低電網中的無功功率,提高功率因數,保證有功功率的充分利用,提高系統的供電效率和電壓質量,減少線路損耗,降低配電線路的成本,節(jié)約電能,通常在低壓供配電系統中裝設電容器無功補償裝置。
前言
隨著我國建筑規(guī)模的擴大,建筑使用用地日益緊缺,高層建筑的建設施工能夠有效的緩解目前的人地矛盾。高層建筑由于垂直高度比較大,建筑內部居住人群比較密集,所以其電氣設計和安裝使用較普通的建筑要求更高。下面將主要針對現存問題提出相應的調整措施。
1.高層住宅電氣設計過程中應注意的問題
(1)高層住宅由于用電負荷多,電梯等運輸設備多,給排水設備多,所以用電量特別大,且供電的可靠性要求很高。
(2)在高層建筑中,照明與動力基本上不共用干線。動力負荷多采用放射式供電,照明負荷則多采用母線槽配電,與動力分開。電氣設備的管線應采取防火措施。
(3)采取防震措施。如配電屏、燈具等電氣設備的防震;管線的層間貫通和建筑伸縮縫與沉降縫的耐震處理等。
(4)消防要求高。因為高層建筑高度高,體量大,人員密集,設備多,裝飾豪華,建筑本身火災隱患多,故對消防要求很高。
(5)節(jié)省能源是我國經濟建設中的一項重要政策,節(jié)約用電直接關系到人們的日常生活。節(jié)電的設計方案,應根據技術先進、安全適用、經濟合理、節(jié)約能源和保護環(huán)境的原則確定。
2.高、低壓供電設計
(1)高壓供電設計
高層住宅樓電氣系統高壓供電設計,選擇高壓供電設計方案尤為重要。要既滿足住宅用戶用電足夠的負荷又解決住宅用戶用電在不同負荷時間段供電容量系數分配問題。為了保證高層住宅樓整個環(huán)境的美觀性,高壓電源的引入是以電纜地埋方式。供電源采用雙電源設計,一用一備,單母線分段運行,從而提高運行的可靠性。
(2)低壓供電設計
低壓配電系統設計時應根據變壓器臺數、主結線運行方式、確定運行方式與所帶供電負荷的問題。當其中某一臺變壓器出現故障時,應考慮怎樣切除負荷與分配負荷供電,如何分配一般負荷與重要負荷。同時,應該考慮如何分配季節(jié)性負荷和常規(guī)負荷,即常規(guī)照明負荷、動力負荷、不同季節(jié)空調負荷的問題。
(3)變配電所的設置
變配電所宜靠近用電負荷中心設置。從小區(qū)物業(yè)管理方面考慮,小區(qū)變配電所應設置在小區(qū)會所或專用管理用房內。從小區(qū)的建筑特點方面考慮,即住宅群、樓棟之間間距較大,分布分散。可在小區(qū)中心會所設高壓總配電房,分區(qū)、分片設低壓配電房。當條件不允許時亦可設置戶外箱式變電站,但應注意對小區(qū)整體環(huán)境的影響和電力變壓器噪聲對小區(qū)住戶的影響。
(4)導線及電器設備的選擇
室內外導線及電器設備的選擇合理與否,直接關系到住宅用電的安全及經濟效益,因而必須在工程設計中合理選用導線和有關電器設備。
4.1導線的選擇
導線的選擇主要是確定導線的型號和規(guī)格,其原則是既能保證配電的質量與安全又能節(jié)省材料,做到既經濟又合理。其中導線型號應按使用工作電壓及敷設環(huán)境來選擇;導線的規(guī)格(導線截面)可按下列要求進行選擇:有足夠的機械強度,能確保導線安全運行,能確保電壓質量。在選擇導線時要考慮實際使用及未來發(fā)展需要,適當留有余量,減少電壓損失,保證導線使用的安全可靠和經濟有效。
4.2電器設備的選擇
電器設備主要指電源配電箱、電表、控制開關、漏電保護開關及電源插座等。電器設備的選擇合理與否直接影響工程的質量。為確保其質量,應選用符合國際電工委員會IEC標準和國內GB、JB有關行業(yè)標準,并具有產品質量認可證書的電器產品。總之,電器設備的選擇盡可能做到安全可靠和經濟合理。
3.供配電系統的節(jié)能
變壓器作為輸變配電的重要設備,其性能參數節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)化是電氣節(jié)能的一個重要方面。目前國內生產的干式變壓器主要有兩大類型:環(huán)氧樹脂干式變壓器(包括包繞式)和浸漬型干式變壓器。環(huán)氧樹脂澆注、干式變壓器包括外晶式變壓器和硅鋼干式變壓器,前者的鐵芯采用超低損耗的外晶合金帶卷繞而成,后者的鐵芯采用硅鋼疊片組成。
三相干式變壓器主要分為SC和黔兩大類。型號中“S”表示三相,“C”表示繞組外絕緣介質為“成”型固體繞注式,該產品中的大部分高壓線圈采用環(huán)氧樹脂真空澆注工藝制造,屬包封型結構,絕緣耐熱等級為F級。SG型中“G”表示空氣“干式”該產品的線圈采用真空壓力浸漆(VPI)工藝制造,屬外包封型結構,絕緣耐熱等級為H級。漲型干式變壓器包括SCBH和SC兩種,其中“B”類線圈導線采用銅“箔”繞制,SCBH中的“H”表示鐵芯采用外晶“合”金帶材,SCB為傳統的硅鋼鐵芯。
變壓器型號的選擇,首先要符合該區(qū)域的用電需求,同時,還要對其實際經濟費用進行預算,盡量選擇費用成本低,使用效果良好的型號。
3.1 配電系統無功補償
無功補償是電網采用的重要節(jié)能措施,合理的無功補償配置投資少、收效快,可以減少輸送無功電流造成的電能損耗,改善電壓質量,充分發(fā)揮電力輸送有功功效的潛力。變配電站安裝集中補償的電容器組,主要用于補償主變變損與供電范圍內尖峰時無功損耗,對降損、調壓,發(fā)揮重要作用。在民用建筑中,補償方式分為集中補償和就地補償。
根據用戶負荷水平的波動,在配電變壓器380V側集中電容補償,投入相應數量的電容器進行跟蹤補償,其目的是提高專用變壓器的功率因數,實現無功功率的就地平衡,對配電網和配電變壓器的降損有一定作用,保證了用電設備電壓水平。
3.2 抑制諧波
隨著用電設備的多元化,由于許多外線性電氣設備的投入運行,如公共場所的高壓熒光燈及家用電器等非線性用電設備接入電網,會產生諧波電流注入電網,產生的諧波電流將隨著非線性用電設備負荷電流的大小而相應變化,而流入電網各分路的諧波電流則隨分路諧波阻抗的大小按反比例分配。大量諧波電流流入電網后,通過電網阻抗產生諧波壓降、疊加在電網基波上,引起電網電壓畸變,將產生以下主要危害:
(1)諧波作用下,電流量會超過線路的承受范圍,導致電線溫度升高,設備損耗加劇,降低了設備的使用年限,同時也存在嚴重的火災隱患。
(2)使變壓器產生磁伸縮和噪聲,電抗器產生振動和噪聲,感應電動機引起固定數的振動力矩和轉速的周期變動。
(3)使相位控制設備的正常工作因信號紊亂而受到干擾,導致電氣內部設備和儀器的數據指示受到干擾,傳輸錯誤的信號,誤導工作人員的基本操作。
(4)使某些類型的繼電保護、晶體管整流型保護變壓器及母線復合電壓保護,由于相位變化而誤動或拒動。
4.電氣照明系統的節(jié)能
選擇合理的照度標準,對照度的合理選擇是進行電氣規(guī)劃和設計的關鍵。實驗數據已經表明,過低的照明標準對人的視力損害非常嚴重,尤其對青少年的成長極為不利,容易給青少年造成近視和假性近視。但是過高標準的照明也不是科學的,人眼長期在高亮度的燈光下,視網膜也會受到損傷,進而導致眼部疾病。此外,過高標準照明,也極大的浪費了電力能源。
5.結束語;
綜上所述,我國能源浪費現象十分嚴重,節(jié)約能源,實現國家能源的可持續(xù)發(fā)展是每一個公民應盡的義務。高層建筑通過電氣的科學合理合計,能夠很大程度上既滿足人們的能源利用,同時又能夠實現節(jié)約的目標。上述論述辦法還需要廣大設計人員和用戶共同努力,致力于國家的能源建設工作。