摘要:“节能减排”始终是我国科学发展观所贯彻落实的重要目标之一,建筑电气节能设计可以最大化的节约建筑电气能源,是建筑电气工作者所重视的问题。本文首先介绍了建筑电气节能的基本要求,接着提出建筑电气技术节能措施,主要针对电气节能相关设计进行了分析,希望通过此次探讨研究,对进一步推广电气节能化建筑有帮助。
关键词:节能减排;电气;节能设计;技术
引言
自改革开放以来,我国的经济发展非常迅速,建筑业也紧跟脚步,许多大中型住宅社区、楼宇如雨后春笋。人们对于建筑的“节能减排”越来越重视。民用建筑电气设计中的节能措施虽然是一个小的环节,可它又是设计中不能忽略的重要环节。因为建筑电气的节约用电具备着巨大的潜力,其节能意义大到可以缓和电力紧缺的现状,确保国民经济稳增长的发展,小到可以为降低个人的生活成本开支。而且随着社会的发展和进步,公众节能的意识不断增强,本文正是在这一发展背景下,提出了一些建筑电气设计中的节能措施,供同行参考。希望通过这一研究进一步推广电气节能化建筑。
2.建筑电气节能的基本要求及其重要性
2.1 建筑电气节能的基本要求
建筑电气节能设计除满足相关的建筑能源法律规范外,还应达到以下基本要求:建筑功能性要求--包括建筑物的照明亮度、色温等,满足生活健康、舒适的要求,在特定的一些场所内,还应达到相应供电照明的标准;无谓能源损耗的较低要求--无谓能耗是建筑电气节能设计的关键点,降低如变压器的功率损耗等无关能量以及应用先进的科技产品达到能量消耗;经济效益的要求--建筑节能设计也应立足经济效益的角度,任何投资都应考虑所处的大环境,不能为了节能过高的增加成本,投资节能运营时应能满足较快时间运营费用回收的要求。建筑的电气节能设计应做好以上立足点,进行有效的投资运营。
2.2 建筑电气节能的必要性
随着我国拥有建筑面积的增长,建筑电气领域,无论是供电系统或用电设备,节约用电蕴含着巨大的潜力,同时节能具有重大意义,它能有效地缓和电力供需矛盾,保证国民经济持续、高速、健康的发展。能源安全是实现经济发展和社会进步必须的保障。建筑电气的节能为我国能源资源节约很大的一部分,充分的
解决了我国能源安全的供应问题。因此,对建筑电气设计中应正确设计供配电系统,选用节能型电气产品,更换改造低效率、高电耗设备,并通过科学的管理,实现供配电系统及用电设备的经济运行是非常有必要的。
3电气技术节能措施
图1分别给出了建筑节能设计分布(a)以及12年的节能审查设计(b),这一部分将具体给出建筑电气各系统的节能设计分析。
图1:(a)建筑节能设计分布;(b)08年的节能审查设计
3.1供配电系统
3.1.1 变配电所与箱式变电站在建筑中的位置
安置变配电所或箱式变电站时应当尽量靠近负荷中心的中心位置,这样无论从节约成本上讲(电缆) ,还是缩短供电半径上讲,都是合理且科学的。
3.1.2 选择变压器容量及数量
通常情况下,一个学校设计两台或两台以上的变压器为最佳选择,其规模和一个大型小区相当,这样变压器的增减既可以随着季节而变化,也减少了不必要的能源浪费。
3.1.3 影响供配电系统的功率因素
供电部门对用户的月平均功率因数要求为最低0.9,设计中的功率补偿设备正是为了弥补此项实践中的差距,使用户的功率因素达到要求值,遇到民用建筑项目,一般的做法是采用并联的方法集中控制补偿。
3.2 照明设计环节
照明是居民用电的最基本最主要的用途,是所有民用建筑中电气环节的灵魂,因此照明环节的节能设计,是民用建筑电气设计节能的核心,是关键中的关键。其重要程度怎么强调都不为过,具体措施如下:
3.2.1 科学的选择光源及灯具
在光源和灯具的选择上,“高效”应该作为首要考察因素,这是节约能源的第一步。原因是,光源发光效率和灯具的利用率高的情况下,照明灯在电量相同的情况下会发出更多的光通量,其可行性完全仰仗于良好的灯具。放眼市场上具有节能功能的灯具,绿色且环保的LED 光源的功能性无可匹敌,唯一的缺点在于价格偏高。一般情况受业主一次性投资的限制,同样高效节能并性价比较高的荧光灯管就更为合理。灯具的选择是自由的,但是却不能是盲目的,表现为其最低光源利用率要超过四分之三。
(1)商业建筑的光源选择
在教室、会议室等非高层的房间如果采用管径小于26mm 的直管形荧光灯就可以达到理想的照明效果,并大大地节约了能源;同样适用的有如各种商业场所、公司营业大厅等,如果是小规模的场所不妨尝试紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯,成本更低且效果良好;但是在一些高层的工厂,则应采用金属卤化物灯或高压钠灯,或者大功率的上述灯具。
(2)居住场所的光源选择
在家居环境下起居室等场所,用户可选用花灯或吸顶式筒灯灯具,至于光源以紧凑型荧光灯为最佳,切勿选择白炽灯,因为相同光源下其光量仅为前者的五分之一。
(3)公共场所的光源选择
同样的,白炽灯不适用于卫生间和走廊这样的具有公共用途的位置,紧凑型荧光灯为首选,细管日光灯为次选。
3.2.2科学选择光源用电附件
选择了科学合理的灯具,接下来的任务是为其配置相应的科学的用电附件,否则灯具的作用就不能完全或者优良的得以发挥。居住类场所蝙蝠翼式灯具控光性能合理都要依靠相应的配件才能发挥作用。如光灯本身功率因数较低,所以必须配置镇流器,首先,日光灯需搭配电子镇流器,而非电感镇流器;选用具体电子镇流器时,应注意选择节能型它比传统用电量低近四成,属于安全可靠,物美价廉,性价比高的一类。
3.2.3改进灯具的控制方式
公共场所的照明,通常采用集中控制,并按其使用率和天然采光状况进行分区、分组的控制,这样方能灵活地调节用电量,避免不必要的浪费和“一刀切”。好处在于不影响居民起居的情况下,能人为或自动节省一部分照明用电。对于体育馆、候机厅这种大型公共场所,必须尽量采用集中控制,才能便于工作人员的管理,从而有效实现节能的目的。宾馆、酒店等的客房电源则应设置节能控制型总开关( 除常用必备电器),以保证在旅客疏忽大意的情况下能自动切断电源。会议厅、多功能厅、报告厅等场所的照明,则采用可调节距离的控制开关,使光线集中于观众的观看对象上,方能避免不必要的浪费。地下车库这样的大面积场所,如果照明配电箱放在车库入口,相应的入口处应该有一个照明控制盘,控制各回路的接触器的开启闭合,作用同上,方便管理,节约能源。
3.3 变压器
建筑电气中的变压器节能设计主要是如配电系统一样进行损耗和效率方面的处理。就损耗的设计处理方面应尽量减少空载的应用、同负载损耗成平方比的负载的应用;对于变压器效率的节能设计处理应从短路损耗、固有特性方面就行考虑,此外对于某些冬夏负荷显著不同的变压器,应考虑多个变压的节能设计,达到经济运行的目的。变压器的节能设计在建筑电气节能设计中也是一个较为重要的节能点,设计时应进行充分的分析处理。
3.4 中央空调系统
在大型酒店、商场等中央空调的能源消耗也占据了很大的一部分空间,这一部分将讨论中央空调系统的节能设计处理。中央空调系统通常是由制冷主机、循环水泵、风机盘管等。由相关实践经验和统计数据表明水泵的能耗占到了整个空调系统能耗的五分之一以上,变频调速的循环水泵的节能设计处理,以当前应用发展的共识。但是在分析计算机节能效果过程总是无法做到足够全面,系统应用的节能计算方法为:水泵节点量=(改进前水泵实际运动平均功率-改进后水泵平均功率)×使用时间。如果按此进行计算,进行变频调速就能达到三五年内实现早期空调系统改进的同时收回成本,而实际却不是如此,空调系统是一个动态的工作系统,还需要从电光源辐射的能耗、应用热、动力学作用处理等方式进行全面的节能设计。中央空调在大型建筑中能源损耗比重,决定了其节能设计需要做好各方面的处理,在基于变频调速等方式进行改进的过程同时,还应做好更多能源损耗设计处理。
3.5 线路损耗
任何供电系统都会有线路损耗,如何最大限度的减少线路损耗达到节能效果是一项较为细致的设计工作。线路损耗与线路参数、负荷大小有着显著的关系,进行节能设计处理时应从缩短导线长度、应用电导率低的导线、增加导线截面等方面设计,另外提高电网功率因素、降低无功功率等都能实现电网中线路的能源损耗。线路损耗尽管中电网的能耗中所占比重不大,但从节能设计处理方面来讲,也是一个不容忽视的方面,实际设计处理时也应进行周密的安排,尽量减少这方面的损耗。
3.6 管理节能
任何项目设计的成功的实施都需要合理高效的管理,建筑电气节能设计施工的在成功不能进行长期稳定的可靠管理也是无济于事的。电气节能的相关管理应从管理制度等方面进行行为规范的要求,同时应用监控等系统进行各类电气设备的节能控制,应用可实现的任何方法进行实际的照明节能,上述这些依然还需要基于电气节能设计的合理性才能进行有效的操作,此外电气设计的相关人员还应对工程建设、运营管理等运行施工负责方给出明确的要求,使建筑或设备在整个生命周期内真正实现合理的节能。管理节能在电气节能设计的看似无关,其实是最为重要的一环,因为即使你设计施工的再好,没有进行的有效的管理控制,所有的节能设计都无法真正达到效果。
4.结束语
随着我国建筑业的不断发展,国内的建筑物层出不穷,所带来的建筑能源问题也随之而来,降低建筑物的能耗早已成为了人们的话题。总而言之,建筑节能是一个复杂的系统工程,涉及方方面面的问题,本文从建筑电气节能的基本要求开始叙述,分析了系统的节能设计,包括供配电系统、变压器、照明系统、中央空调系统、线路损耗、管理节能等方面,在实际的项目实施中还应考虑所建项目的具体要求以及能耗比例,进行针对性节能设计。我们也相信未来,电气节能技术更加科学、先进以及合理,为我国实现科学发展观“节能减排”的目标作为更大的贡献。
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