時間:2022-07-18 18:44:59
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇照明節能設計論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
我國建筑的照明節能設計應該滿足基本的設計原則。首先,要滿足建筑照明系統的自身需求,滿足照度、功率密度值等基本要求;其次,要滿足經濟適用的原則,照明節能設計要根據實際情況,考慮實際的經濟效益,不能盲目的追求節能效果增加不必要的投資及投入成本,保證高投資在較短的時間得到較好的收益,并且可以通過節能減少照明費用的方式進行成本回收。照度是指入射在包含該點的面元上的光通量除以該面元面積所得之商。照明功率密度值LPD是指單位面積上一般照明的安裝功率(包括光源、鎮流器、或變壓器等附屬用電器件),照明設計應滿足建筑照明設計標準GB50034-2013中照明功率密度值的要求。以上兩個參數是照明節能設計過程中首先參考的設計根據,只有將照度及照明功率密度進行量化,并且作為節能設計的依據,才能科學的進行照明系統節能設計工作。
2我國建筑照明節能設計措施
2.1采用高效節能燈具及附屬用電器件
根據建筑物功能,工程性質,視覺要求,照明質量及數量等合理的選擇建筑照明光源,在滿足照度、啟動時間、LPD、眩光值及顯色指數的條件下,選擇高效,壽命長、性價比高的光源。根據電源的發光原理,分出了鹵鎢燈、白熾燈等熱輻射光源、金屬鹵化物燈、高壓熒光汞燈等氣體光源燈及LED電致發光半導體材料芯片燈源等三類。在所有的照明燈具中,鹵鎢燈、白熾燈的效率是最低的。它所消耗的電能只有約2%可轉化為光能,而其余部分都以熱能的形式散失了。在照明時間方面,這種電燈的使用壽命通常不會超過1000小時。在建筑照明設計標準GB50034-2013中,限制了對鹵鎢燈的使用。相對于熱輻射光源,氣體光源具有更加高效的節能性,絕大多數氣體光源都是氣體放電燈,它們需要鎮流器才能工作。普通電感式鎮流器功耗大、光閃爍嚴重。目前已成功開發的節能鎮流器——節能型電感式鎮流器和電子鎮流器,都比原電感鎮流器的功耗減小一半以上。LED燈節能環保、壽命長、適用性好、因單顆LED的體積小,可以做成任何形狀、回應時間短,是ns(納秒)級別的回應時間,而普通燈具是ms(毫秒)級別的回應時間、環保,無有害金屬,廢棄物容易回收,但缺點是價格較高,并且具有一定的發熱量,目前還不能完全取代傳統光源。白熾燈無論是從光效,顯色指數還是壽命上都較其他燈具有一定的劣勢。高壓鈉燈由于其高效以及較長時使用壽命廣泛的應用于對顯色指數要求不高的道路,廣場,碼頭等。金屬鹵化物燈由于其發光效率高,相對較好的顯色性及壽命長等特點常應用于各種廠房,車站照明,熒光燈有著較高的顯色指數,通常應用于辦公或者室內照明。
2.2充分利用自然光
在我國建筑照明節能設計中,充分利用自然光源能夠有效的保證照明能耗的降低并充分利用電能。由于建筑物內的自然光在不同時段的不穩定性,很難單一利用,如果把室內照明與自然光相結合,是實現節能有效性的重要措施。,一般常用導光管法在自然光充足的條件下進行照明補充,即把光線通過導光管收集器收集并傳輸至室內采光區。此外還有光導纖維、平面反射、光電效應等方法。同時可以在屋頂、室內墻面以及地面采用淺色建筑材料,這樣可以通過反射對太陽能和光源進行充分的利用。
2.3減少配電線路上的損耗
由于線路電阻的存在,當電流流過輸電線路時會有有功功率的產生,因此產生了不必要的能源損耗,在建筑工程中,縱橫交錯的輸電線路難免會造成總有功功率的損失,但是線路上的有功功率是無法避免的,只能通過減小輸電線路電阻來減少損耗,同時由于電阻取決于電阻率、線路長度和線路的截面,所以應該從這三面入手來減小電阻。
2.4優化照明配電系統設計
對建筑物各個樓層的照明配電系統進行設計,包括對照明光源及燈具的選擇、線路布置方式、敷設方式的確定等,根據各個樓層的具體情況對照明系統圖進行設計;照明供配電設計需要符合安全、可靠、優質、經濟的原則,同時需要處理好局部建筑物和工程總體設計的關系。
3結束語
關鍵詞:建筑電氣;節能設計;應用
前言
隨著我國科技的進步和經濟的發展,城市化、現代化進程也在不斷地加快,這勢必會帶來能源消費的增長,目前我國的能源問題十分嚴重,能源利用率低、能源短缺問題已經成為制約社會可持續發展的障礙。因此,我們要樹立節能意識,特別是在能源消耗極大的建筑行業,開展建筑節能勢在必行。建筑電氣節能作為建筑節能不可或缺的部分,相關的節能設計要合理地運用到工程設計中,做到電氣系統不但安全性高,而且能夠減少能耗和投資成本。
一、 建筑電氣節能設計的現狀
建筑電氣節能設計作為建筑節能設計的一部分,目前在一些方面還存在著問題,比如在設計中,由于違反了電氣設計的相關規定造成的安全問題和可信度低的問題;因為設計技術偏低,導致了設計文件在實施過程中遇到困難,影響施工的進度和施工質量。此外,一些工作人員在設計過程中,偷工減料,不按規定的要求進行計算與標注,使設計文件本身出現了難以發現的原則性錯誤,這會給項目施工帶來極大的影響。因此,我們必須要充分重視起建筑電氣的節能設計工作。
二、 關于建筑電氣節能設計的原則
在建筑電氣節能設計中,應該遵循經濟適用性、實際需求性和節約性等幾個原則:
(一) 經濟適用性
所謂的經濟適用性,即建筑電氣節能設計是在經濟實用的基礎上建立起來的,在工程投資中,必須要考慮到的一個因素就是經濟效益,同時要考慮到我國的基本國情和居民的實際需求。不能因為單純地節能而在工程中盲目使用節能的高科技和高端設備,這樣不僅在投資上造成了浪費,而且建出來的工程未必符合老百姓的需要。目前適用于我國的節能措施是在保證所投入的資金在短短幾年時間內就能回收的節能。
(二)實際需求性
所謂實際需求性就是要發揮好建筑物的使用功能。建筑物包括建筑電氣,它們的最終用途都是用于人,給人帶來服務的。因此,在一個住宅區中,建筑電氣的節能設計要滿足住宅小區中居民的要求,如要保證小區的運輸管道暢通無阻;滿足電燈、電視等電力設施的用電量;保證小區中路燈的照明度、色溫以及顯色的指數;另外還有一些特殊的要求,如舒適衛生、美觀大方等一些工藝要求。電氣節能設計要在滿足這些功能的前提下,合理設計建筑并進行科學的控制和管理,從而大大增加能源利用率,避免能源消耗。切不可為了節能效果而限制使用電氣,導致建筑物由于電氣的缺乏發揮不了應有的功能。
(三)節約性
節約性,顧名思義,也就是說在建筑電氣節能設計中,要注意節約能源,減少不必要的消耗。因此,在建筑電氣節能設計時,對于那些無關建筑物功能的能量,盡量避免消耗,同時,通過高科技的控制手段,將照明、變壓器功率功能的損耗降到最低。另外,在選用節能設備時,應在經濟技術的基礎之上,熟悉其原理、性能、效果,再確定節能設備。
總之,建筑電氣節能設計不能做表面文章,不能為了“節能”而節能,而要綜合考慮經濟適用性、實際需求性和節約性的條件下,將節能技術合理地應用到
實際工程中。
三、 建筑電氣節能設計的措施
(一) 配電方面的節能措施
在配電系統上,首先要選擇適用性強的變壓器。它不僅要具有抗沖擊性強、適用效率高、節能效果好等特點,還要能提高自身的運行方式和管理。其次,要降低線路的損耗。在建筑電氣節能設計中,我們通常選用那些電導率小、長度短、不需要使用回頭線的導線。最后在確定配電點位置時,一般將配電柜放在離負荷中心近的地方,以便于對供配電系統進行節能。
(二) 設備方面的節能措施
要做好設備方面的節能措施,必須要從三方面著手,第一方面就要提高電動機的效率,降低電動機在使用過程中的損耗。第二方面就是要改進定子頻率的調速和驅動容量,同時改變傳統的動力傳動方式,防止產生空轉,這樣就可以提高運轉的速率,減少那些不必要的耗電。第三方面就是要改進調速設備,必要時引進發達國家的先進設備。在使用調速設備時,把交流電動機作為電能和機械能之間進行轉換的工具,在對電能進行控制的過程中調節交流電動機的轉矩與轉速,這樣就能大量節約電能,快速提高控制質量。
(三) 照明系統的節能措施
在照明系統的節能設計中,要在先滿足照明亮度、色溫以及顯色指數的基礎之上再考慮節能這個目的。在電氣照明中,各種設備的耗電量與多個因素密切相關,如使用時間的長短、房間面積的大小、照明工具數量的多少。因此,在照明系統的節能設計中,首先就是要減少照明設備的使用時間。如對于樓梯間這樣的場所,如果一直亮著燈,將會是極大的浪費,那么在設計時就要采用自動控制的方式。現在很多建筑都采用聲控的方式。其次,要提高光源的利用率。在設計時,屋內的墻壁、天頂的表面要光滑、色彩要淺。這些發光率高的光源節能效果非常顯著,能夠達到節能的目的。最后要控制照明器的數量,盡可能地減少照明器的使用。
關鍵詞:電氣設計論文;強電弱電論文;電氣節能
中圖分類號:F416.6文獻標識碼:A文章編號:
引言:
隨著社會發展人們用電需求的不斷加大,建筑電氣的節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,采用節能材料和節能設計方案,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,具有節能設施的建筑物更能讓他們長期的節能,同時安全環保。
1.現代建筑電氣設計
建筑電氣設計要點主要體現在以下幾個方面:
1.1設備用電負荷的精確計算,包括變配電所的設置,線路計算,設備選擇,負荷確認等。而負荷計算是否準確對合理選擇設備,確保設備安全可靠和經濟運行有決定性作用。
1.2建筑供電高低壓配電系統的設計,主要是要保證建筑物用電設備的供電電源可靠性及合理性。通過分析現階段的供電系統和其遠景發展情況;確定用電負荷的性質、總設備容量和計算負荷;備用容量和備用電源供電的方式。在設計中對于一般建筑物中一二級用電負荷應采用雙電源供電。而對于高層建筑而言,必須全部采用雙電源供電方式,具體接線布置應視負荷大小及當地電網條件而定。兩個電源運行方式,原則上是兩路同時供電,互為備用。另外,還裝設應急電源,如快速自啟動的柴油發電機組、專用饋線回路、EPS等。國內對于高層建筑的供電一般采用10kV變壓器供電。部分超高層建筑根據負荷容量及等級采用35kV或更高等級電壓等級進行供電。
1.3終端照明設計。照明設計既與節能環保密切相關,而且與建筑裝飾美觀程度有著直接的關系。由用戶電表開關箱向室內配電回路,應以照明、空調及其它電器用插座分三個回路為基本回路,除以上三個回路外,尚應根據地區條件和工程要求增設廚房電器具專用回路,以及衛生間電熱水器專用回路。
1.4防雷和接地設計。高層建筑的日漸增多,雷擊風險也在日增長。防雷設計與配電系統的可靠性和安全性的關系隨著高層建筑的越來越多而顯得日益密切。
2.實現建筑電氣節能設計的途徑
要現實電氣節能就要首先滿足技術層面的節能,然后是選用性能優良的產品。建筑電氣節能的方式有很多,本文認為可以通過以下四個途徑實現。
2.1電源節能。盡管我國加快了電力建設的速度,提高了電力設備的運行效率,增加了裝機容量,但是還有很多地方在用電高峰期出現電力缺口。電能在傳輸的過程中在變壓器和線路中因為發熱會損耗很多能量,目前,我國的線路率和發達國家相比還有一定的距離。要實現電源節能主要從降低線路損耗和變壓器損耗兩個方面進行。降低線路損耗的方法主要有優化電網結構,避免迂回供電,選擇最經濟的供電線路;選用電阻率較小的材質做導線,降低線路電阻,在線路絕緣水平允許的情況下,將線路進行升壓。降低變壓器損耗的方法主要有,變壓器的放置靠近負荷中心,通過減少供電距離,減低線路損耗;選用耗能較低的變壓器,合理安排不用用戶的用電時間,提高變壓器的負荷率,當同一個變電站選用多臺變壓器并聯運行時,合理分配負荷,減少無功線路損耗,提高功率因數。電線或者電纜的載流量選擇問題,應當保持與低壓斷路器的電流相互配合,使線路受到斷路器的保護,這是每個建筑電氣設計中都能夠遇到,且應當保證的基本問題??傊畱敵浞挚紤]各種可能會發生的情況,在進行設計時嚴格按照《低壓配電設計規范》,才能夠確保用電的安全性。
2.2照明節能。在各類建筑中照明是一項基本的系統工程,近些年來利用天然光源的綠色照明得到重視,在保證照明質量的前提下,大力節約照明用電,照明節能的主要方法有:選用高光效的光源、充分利用天然光源、合理選擇氣體放電燈的啟動設備、根據應用場合選擇光通量維持率好的節能燈、根據照度的變化選擇照明控制方式、根據照度標準的不同合理安排照明方式,例如通過流明衰減補償,可以節省12%-25%的電能,最后適當保養燈具,進行高效的日常維護管理,延長燈具的使用壽命。
2.3動力節能。在當今社會,電動機負荷占到總負荷的70%左右,因此,動力節能是建筑電氣節能中的重要因素。動力節能要遵循系統改造電動機及其他相關機械設備的原則,其主要措施有:根據使用場合的不同選擇最經濟的電動機,通過優化控制方式提高電動機的使用率;根據電動機銅損和鐵損的不同特點采用相應的措施減少電動機的損耗,提高電動機的運行效率;選擇低噪聲節電型電動機;合理保護電動機,延長其使用壽命;把變頻器應用于水泵、空調、電梯和風機等設備中,實現交流電動機調速,不僅能節約能源,還可以提高設備的控制靈活性。
2.4建筑設備監控系統。隨著自動控制技術、計算機網絡技術和通信技術的發展,出現了一種新的建筑電氣節能途徑,即建筑設備監控系統。該系統通過全面地對建筑物中各類設備進行控制,在滿足建筑物基本功能的前提下,提供了一種更為科學高效的方法。
2.4.1供配電監控系統。供配電監控系統由計算機、控制設備和通信網絡組成,是基于現場總線技術,通信網絡將供配電系統、計算機、控制設備中帶有通信接口的所有開關連接起來,通過檢查電力系統中的電壓、電流、有功功率、設備運轉情況、功率因素等,然后管理人員根據監控的具體情況在計算機上進行管理和操作,從而確保供配電系統的安全運行和節能降耗。
2.4.2照明監控系統。在一些大型的公共建筑中,照明產生的耗電量通常極大,但是為了滿足建筑照明的功能性需要,又不能為了節能而減少照明的數量的照度,照明監控系統的出現為科學的進行照明節能提供了條件。照明監控將不同地點、不同時間的照度轉換成數字形式進行存儲,然后把預定值和實際值進行比較,從而控制照明燈具的數量和照度,達到節能的目的。照明監控系統的應用不僅起到節約電量的目的,還延長了燈具的使用壽命,從而節省了運行成本。同時變化的照明控制方式還增強了建筑物的視覺效果,提升了建筑物的整體價值。
通過上述對建筑電氣節能設計可以采取的節能措施可知,電源節能、照明節能和動力節能是實現建筑電氣節能的重要手段,三者相輔相成、相互聯系,在具體的應用中要把三者結合起來。同時要結合建筑監控系統,盡可能地合理利用節能產品和新型節能技術,更好地提高建筑電氣節能效率,從而減少環境污染。
3.結束語
建筑電氣領域節約用電蘊含著巨大的潛力,同時,節能具有重大意義,它不僅能有效地緩和電力供需矛盾,保證國民經濟持續、高速、健康的發展,而且經濟效益顯著,是一種經濟的電力開發形式。建筑電氣節能過程,貫穿于項目的決策、設計、施工、投產、使用等整個周期。作為專業電氣設計人員,應該在整個設計過程中精心考慮,嚴謹地進行方案比較,從安全性、可靠性、經濟性及節能性等方面進行綜合考慮,選擇合理的供配電方案,采用先進技術,選用高效設備,實施電網的經濟運行技術,在節約能源、促進科學技術進步的同時,又保護了環境,取得社會效益及經濟效益的雙贏,保證我們高速的經濟發展勢頭,實行社會的可持續發展。
參考文獻:
[1]丘慧萍,仇洋.淺談建筑電氣設計中的節能措施[J].《經營管理者》,2011(02).
[2]曹國熙.建筑電氣設計的節能措施[J].《建材技術與應用》,2008(08).
關鍵詞:節能設計;民用建筑;功率因數
中圖分類號: TU201.5 文獻標識碼: A 文章編號:
1 民用建筑電氣節能設計的原則
1.1 節能性
節能性是民用建筑電氣節能設計工作的核心所在,必須要遵守節能性原則,采取具體節能措施,如電氣設備自身的電能消耗、傳輸線路上的電能消耗等,以推動工作的順利展開與完成。
1.2 經濟實用性
開展民用建筑電氣節能設計工作時,應經濟效益為基礎,符合實際的需求。不能因為節能而采用各種高端技術或者是高端材料,增加運行成本費用,造成人們難以負擔的局面。所以,在設計時應衡量增加的投資能否在有限的時間內進行回收,貫徹落實民用建筑電氣節能設計的經濟實用性原則。
2 配電系統的節能
2.1 合理選用變壓器
民用建筑應按照負荷實際情況合理選擇變壓器容量和投切方式。如果容量選擇過小,會容易導致負荷運行,增加損耗;對于負荷系數長期偏低的變壓器,應選擇容量較小的,因為如果變壓器選擇容量過大,不能使其得到充分利用,會使得變壓器長期處于低于經濟運行的負荷率,造成有功損耗增加。當容量大并需要選用多臺變壓器時,在合理分配負荷的條件下,盡量減少變壓器的臺數,選用大容量的變壓器,也可在負荷低時切除一臺或采用在負荷變化自動調整運行臺數的裝置。在設計配電系統中,為了保證變壓器在最佳負荷狀態運行,應根據計算負荷,合理選配變壓器容量,使其負荷率不應低于30%,并且在70%~80%的容量范圍內工作。
2.2 線路節能設計
由于工程中的線路長而復雜交錯,使得線路上的總有功損耗很大,而線路的電流是一定的,為了降低線路損耗,只能使線路電阻盡可能小。由線路電阻公式R=ρ×L/S(式中:ρ為電導率;L為導線長度;S為導線截面積)中可以得出:減少線路的損耗可以從這三方面入手。首先,應選用電導率ρ較小的材質作導線,其中銅芯最佳。其次,盡量減少導線長度L。在工程設計中,線路盡可能走直線,少走彎路,減少導線、電纜的長度。配電室或配電箱應位于負荷中心,低壓線路的供電半徑應小于100m,密集負荷地區供電半徑應在150m的范圍內,小負荷地區供電半徑不應超過250m,這樣可以縮短供電距離,從而達到降低線路損耗的目的。由于民用建筑是以空調用電為主,所以民用建筑的負荷中心一般是在空調主機附近,而在大型的公共建筑電氣工程設計中,變配電室的位置應靠近電氣豎井,以減少電纜的敷設長度。最后,應適當增大導線截面S,對于較長線路的設計,在已滿足載流量及其他相關要求上,在導線、電纜截面的選擇上,應選擇往上加大一級截面的導線和電纜,以延長導線的使用壽命,進一步降低線路的損耗,降低火災發生的風險。
2.3 提高系統的功率因數
功率因數是由負荷的性質和有功功率的比例所決定的,在電力輸送過程中,傳輸的有功功率是固定不變的數值,由于電氣系統的用電設備,如電動機、變壓器、線路以及氣體放電燈中的整流器都具電感,使線路產生滯后的無功功率。對于感抗產生的滯后無功功率,需要從系統中引入超前的無功功率來進行補償,提高功率因數。無功功率從系統經高低壓線路傳輸到用電設備,在線路上就產生了功率損耗。所以在供配電系統設計中,應盡量提高功率因數,以減少無功功率造成的電能損耗。在低壓系統設計中,民用建筑內其他的無功功率主要在變電所內采用集中補償,并多采用自動無功功率補償加固定補償方式。對于供電點較遠且無功功率較大的電動機,一般在55kW 以上的電機采用就地補償,這樣可以減少線路上的無功傳輸損耗,有效地節約線路輸送的有功功率,以達到節能的目的。其次,提高設備的自然功率因數,可以降低對超前的無功功率的需求。如果功率因數由0.7 提高到0.9時,線路損耗一般可以減少40%。通過采用功率因數較高的同步電動機,熒光燈可采用高次諧波系數低于15%的電子鎮流器。設計中我們還可以對靜電電容器進行無功補償,電容器可產生超前無功電流可以和用電設備的滯后無功電流相抵消,從而將無功電流控制在限定的范圍內,以實現降低整體無功電流數量、提高功率因數的目標。
3 照明用電的節能設計
民用建筑的照明用電量大而且面積廣,所以在照明上進行節能設計應十分有效。在照明節能設計中,除了要滿足照度、光色、顯色指數外,應對自然采光,改善環境的反射條件進行充分利用,推廣應用新光源和改進照明燈具的控制方式,提高節能效率。
3.1合理選用照明設備及附件
盡可能選擇那些使用方便、發熱與發光效率高、能耗比較低、性價比相對較高的設備。一般情況下,采用緊湊型熒光燈比白熾燈省電約75% ;T8熒光燈管比T12省電約10%;高壓鈉燈、金屬鹵化物燈比高壓汞燈省電約60%―70%。這通常會視安裝的高度而定,在燈具懸掛較高的場所照明,適合采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈,除了特殊情況外,一般都不會采用管形鹵鎢燈及大功率普通白熾燈。在燈具懸掛較低的場所的照明,則適合采用熒光燈,除一些特殊功能建筑物外,一般不會使用普通白熾燈,合理使用電子鎮流器,可以在極大程度上達到節能的目的。
3.2改善照明器的控制方式
應根據民用建筑的具體情況來對照明器的控制方式進行調整,根據各房間的用途特點和要求來進行控制。面積較小的房間宜采用一燈一控或二燈一控的方式;面積較大的房間可采用多燈一控的方式,但每個開關控制的燈數應在合理的數量。對于建筑內的樓梯間、走廊等公共通道,宜采用紅外探測器加光控或聲控加光控的節能自熄開關,合理控制設備運行時間,降低不必要能源損耗;對于宴會廳、體育場、候機廳等公共場所的照明,可根據實際使用狀況設置調光控制系統;對于天然采光不足區域,應采用光電控制的自動調光裝置以隨天然光的變化而自動地調節電器照明的強弱,確保室內照明光線穩定。
4 電動機節能設計
電動機損耗的主要是通過提高電動機的工作效率和功率因數來降低的。在正常的工作狀態時,電機設備運行的負載通常會比設計值低得多,很多時候風機和水泵都是輕載運行,從而使整個系統能源利用率低,造成嚴重的能源浪費。為了提高電動機輕載時的效率,可采用變頻調速控制電動機,使其在負載率變化時自動調節轉速與負載變化相適應,提高在輕載時電動機的工作效率,從而節約能源。另一方面,由于電機一直處于長期高速運轉的狀態,這會造成機械磨損很大,增加了設備維護費用。此時,應當采取新型的智能化節電設備,利用計算機模糊控制理論和變頻技術,跟蹤記錄設備負荷的狀態,對風機的風量進行合理的調整,以最大限度的節約電能消耗。
5 結語
節能與老百姓的日常生活和國家、社會的可持續發展息息相關。電氣節能貫穿于整個民用建筑工程的全過程,電氣設計人員要遵循安全性、可靠性、經濟性及節能性的原則,合理比較并選擇可行性強的設計方案,盡可能做到既節能降耗又降低投資成本,提高資源的合理利用率,以實現節能減排、經濟效益和社會效益最大化的目標。
參考文獻:
論文摘要:文章就電氣節能設計應遵循的原則,從供配電系統設計、合理使用電動機、功率因數補償、諧波治理、照明節能、可再生能源利用、能源管理系統等方面,論述了建筑電氣節能的合理應用。
隨著我國經濟的持續快速增長,作為二次能源的電能供需矛盾日益突出。在積極倡導節能減排、發展低碳經濟的今天,如何把節能措施貫穿于整個電氣設計過程則顯得尤為重要。下面結合工作實際,就建筑電氣設計的幾種節能措施談談一些看法。
1 電氣節能設計應遵循的原則
電氣節能是建筑節能的重要組成部分,電氣設計人員在設計過程中,應從適用性、安全性、可靠性及經濟性多方面綜合考慮,通過合理的設計及運行方案減少不必要的能源損耗。
2 電氣節能設計包括以下幾方面內容
2.1 合理設計供配電系統
根據用戶的重要性、負荷性質、用電容量、工程特點、系統規模,合理設計供配電系統,使系統在最佳狀態下運行。
2.1.1 根據用電負荷的容量及分布,使變、配電所靠近負荷中心,以縮短低壓供電半徑,降低線路損耗,減少電壓損失,滿足供電質量要求。供配電線路長度不宜超過250m。
2.1.2 供配電系統應簡單可靠,配電級數不宜過多,同一用戶內,高壓配電級數不宜多于兩級;變壓器二次側至用電設備間的低壓配電級數不宜超過三級,盡量減少電能損耗。由兩路進線供電的系統,宜采用兩路電源同時運行的方式,以減少正常運行時的線路損耗。
2.1.3 合理選擇供電電壓。同等情況下,電壓越高,損耗越小。供電電壓等級的確定應考慮技術經濟合理性及電力公司的相關規定等因素。當用電設備總容量在250kW及以上或變壓器容量在160kVA及以上時,宜以10(6)kV供電。對大型公共建筑的空調冷水機組,考慮節能因素,經方案比較盡量采用10(6)kV冷水機組,但應考慮大容量電動機啟動時對變壓器的影響。
2.1.4 合理選擇變壓器。電力變壓器應當選用10型及以上、非晶合金等節能環保、低損耗和低噪聲的變壓器。變壓器的長期工作負載率不宜大于0.85,在選擇變壓器容量和臺數時,應靈活根據負荷變化情況,綜合考慮投資和年運行費用,對負荷合理分配,選取容量與電力負荷相適應的變壓器,以實現其經濟運行,減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。此外,降低變壓器的環境溫度、平衡三相負荷、合理選擇變壓器接線方式、季節性造成的負荷變化時靈活投切變壓器等也是降低能耗的有效途徑。
2.1.5 減少線路能量損耗。在滿足允許載流量、電壓損失、短路電流熱穩定等技術指標前提下,應按經濟電流密度合理校驗、選擇導線截面,從而達到降低電能損耗、減少投資和節約有色金屬的目的。
2.2 降低電動機電能損耗,提高電動機使用效率
2.2.1 根據負荷特性合理選擇高效率電動機,提高電動機運行的效率和功率因數。
2.2.2 功率較大的電動機可以采用變頻調速器(消防設備除外),可提高電機在輕載時的效率,達到節能的目的。
2.2.3 采用軟啟動器,使電機啟動平穩,保證電網電壓的波動在要求范圍內。
2.3 合理提高供配電系統中的功率因數
設計中應通過正確選擇電動機、變壓器的容量以及照明燈具啟動器,降低線路感抗,采用正確的電線、電纜敷設方式,提高用電單位的自然功率因數。當自然功率因數偏低,達不到電網合理運行要求時,應采用并聯電力電容器作為無功補償裝置。
2.4 諧波治理
隨著大量非線性負載的廣泛使用,產生的大量諧波電流注入電網中,使電壓波形產生畸變??赏ㄟ^選用D,yn11變壓器;設置濾波或隔離濾波裝置;合理選擇中性線截面;功率因數補償電容器組串聯消諧電抗器等措施抑制諧波,提高電能質量。
2.5 照明節能
照明節能的基本原則是在保證不降低生產、作業視覺要求,不降低照明質量的條件下,力求減少照明系統中光能的損失,最有效地使用照明用電。做好照明節能工作應注意以下幾點:
2.5.1 根據視覺作業要求,應根據《建筑照明設計標準》確定合理的照明標準,不同場所應有目的地進行照明。由于我國幅員遼闊,各地區經濟條件差別較大,民族習慣不同,因此還應結合現場實際情況,在規范推薦的高、中、低值中確定合理的標準,對標準值的確定應掌握適度,并合理利用局部照明。
2.5.2 充分利用自然光。照明的最佳光源是陽光。太陽光是免費的,不需電力,也不造成污染。在寫字樓里,如果在設計時能在大樓內部引入自然光線,員工會情緒更好,效率更高。在醫院里,住在靠近窗戶附近的病人康復得更快?,F在有些窗戶可以對光譜進行選擇,引入日光的同時還可保持舒適。有一些創新的技術如側窗、天窗、光柵板和光線管道等,可將日光引入大樓內部。在燈具布置時,將所控燈列與側窗平行,跟據日照強弱來進行燈具控制也是照明節能的有效手段。
2.5.3 合理選擇光源和燈具。應在不同的使用場合,在滿足照明質量的前提下,盡可能選擇高光效的光源。為充分利用光源發出的光通量,在燈具選用時應注意選用配光合理、效率高、利用系數高的燈具,優先選用開啟式直接照明燈具,并選擇電子鎮流器或節能型高功率因數電感鎮流器以提高功率因數。
2.5.4 采用合理的照明控制方式是實現舒適照明的有效手段,也是節能的有效措施。照明控制系統分兩大類:手動控制和自動控制。手動控制是指按照使用者的個人意愿來控制所屬區域的照度水平。在照明開關應用中,我們應注意:1 居住建筑有天然采光的樓梯間、走道的照明,除應急照明外,宜采用節能自熄開關。2 每個照明開關所控光源數不宜太多。每個房間燈的開關數不宜少于2個(只設置一只光源的除外)。但手動控制最不利的一點是:當人們意識到自然光線不足時會開燈,但當天然光又恢復充足時沒有什么因素促使他們把燈關掉。而且工作結束后如果燈還開著,這將浪費大量的電能。與傳統的照明控制方式相比,近年來逐步發展起來的智能化照明控制系統體現出了強大的優越性。目前智能照明控制系統多數采用現場總線技術,借助各種不同的“預設置”控制方式和控制元件,對不同時間不同環境的光照度進行精確設置和合理管理,實現節能。只有當必需時才把燈點亮或點到要求的亮度,利用最少的能源保證所要求的照度水平,節電效果十分明顯。
2.6 可再生能源利用
在條件允許的場所,合理利用太陽能、風能等可再生資源,有利于節能減排、改善能源結構、保護環境。
2.7 采用建筑設備自動化管理控制系統
自動控制、監視和測量是自動化管理控制系統的三大要素。通過應用信息通信、計算機網絡、自動化控制等智能化技術,對建筑物內采暖、通風和空氣調節系統、給排水及熱水供應系統、照明和其他各類用電設備系統的運行實施能效管理,確保各類設備系統運行穩定、安全可靠,從而達到提高能效、降低能耗的目的。
3 結束語
電氣節能已成為電氣設計中的重中之重,作為建筑電氣設計人員,應結合工程項目自身特點,精心設計、精心比較,采用切實可行的節能措施,把節能貫穿于電氣設計過程始終,真正把節能理念落到實處,促進資源節約型社會的更好建立。
參考文獻
【關鍵詞】建筑;節能;設計
所謂建筑節能,就是在保證居室熱舒適環境條件下,通過技術進步、合理利用、科學管理和經濟結構合理化等途徑,采用新型保溫材料,把居住建筑在長期使用中的能耗降下來的新的設計方式。
一、對于綠色節能的主要概述
(一)綠色建筑的節能設計本身就是較為復雜的一項工作,它所涉及的范圍比較廣,包括生態技術、生物技術、人文精神、能源策略以及對生態環境的保護等方面。這些方面都與社會經濟有著直接的必然關系,從而也促進了生態產業以及經濟循環等方面的持續發展。所以,在當今的建筑設計中,它是具有綜合性的一項設計工作。現代建筑的綠色節能設計要解決的主要問題就是建筑物與居住環境二者之間的關系。因此,在進行設計時,必須要以建筑設計作為主導思想,同時也應合理地協調好城市生態問題、景觀生態問題、自然資源問題等,也應對結構、環境、材料、熱能、生物等方面進行綜合的分析研究,在研究的同時也開辟綠色節能設計的新領域。
(二)對于降低污染以及對環境的保護,作為施工企業應重視節能、節約用地、節水以及節約材料等方面的重要工作,同時在建筑行業當中這也是應特別注意的問題。因此,在建筑行業當中,降低污染、保護環境,從而更好地合理利用資源是綠色節能的關鍵因素;而減少浪費、降低污染才是對環境保護的有利措施。
(三)建筑設備設計應綜合考慮
建筑設備之間的熱量有時起到節能作用,但是有時候則是冷熱抵消。如夏季照明設備所散發的能量將直接轉化為房間熱擾,消耗更多冷量。而冬天的照明設備所散發的熱量將增加室內溫度,減少供熱量。所以,在滿足合理的照度下,宜采用光通量高的節能燈,并能達到冬夏季節能要求的照明燈具。
二、有關節能設計的關鍵因素
(一)提高隔熱與保溫的主要性能
a.對于建筑物的圍護結構首先要具備的就是保溫效能。由于在建筑的外墻耗能當中它可以達到40%左右,因此必須要提高它的隔熱與保溫效能,這對提高節能減排效率具有重要的意義。由于在不同國家和與不同地區當中存在著一定的氣候差異,所以對建筑的圍護結構在傳熱效能方面也會存在不同的要求。如果在較為寒冷的區域,建筑的護結構應具有較小的傳熱系數,所以就要利用導熱系數較小的隔熱材料,進而改善建筑的熱環境。同時,也應根據建筑結構的位置以及材料的不同,可以利用不同的保溫技術,而在這其中最為有效且最簡單的就是外墻的保溫技術。外墻圍護的保溫不等于隔熱,隔熱的主要作用還是為減緩在外墻圍護結構當中所吸收的熱量向室內傳遞的速度。一般建筑如果可以達到自然通風,那么外墻隔熱系統主要就是為了保溫。因此,作為護結構必須要具有相當的時延,從而可以維持表面溫度在較低的情況下,也能有效地降低室內的熱量。例如,可以在建筑的防熱表面利用平滑的淺色裝飾材料,或者應用可以吸收太陽輻射率較小的材料。一般來說,屋面的能耗會占到墻體能耗相當的比例,所以,必須要重視墻體保溫隔熱的性能。
b.由于太陽能是一種潔凈天然并且可再生的能源,所以在現代建筑設計當中有著廣泛的應用。在高速的經濟發展當中,電力、煤礦、石油等方面的供應已經隨著需求量的增大變得日益緊張,這也推動了太陽能技術的發展,在一定程度上解決了目前能源緊張的問題。太陽能產品的制造技術已經越來越成熟,得到廣大消費者的認可,所以太陽能技術應該具有很大的經濟效益。然而,由于目前我國的太陽能產品是以零散的應用與安裝為主,所以存在著很多的問題。為了可以更好地解決這些問題,就必須把太陽能技術歸納到建筑的綠色節能設計當中,更加積極地提高太陽能產品的應用率,從而在一定程度上解決我國能源緊張的問題,也將促進建筑節能設計的發展。
(二)利用自然通風
在一般的建筑當中,自然通風主要是通過氣流傳熱,而空氣流動主要通過建筑物的窗、門等開口位置所具有的空氣壓力差傳熱。出現空氣壓力差的因素主要體現在兩方面,一方面就是風壓的作用,另一方面就是熱壓的作用。熱壓一般是取決室內外的空氣溫差,也就是空氣的容重差以及高度差。解決熱壓現象主要可以根據合理的空間布局、合理設計門窗等方法,同時,在建筑的設計當中必須要設置相當數量高窗與低窗結合,從而可以提高進出口的高差,當熱空氣有所上升時,則由高窗進行排出,而涼風則會進入室內,從而發揮出煙囪效應。但是,當設計中應用煙囪效應時,則必須要把天井設計在其中,或是在樓梯間以及走廊的屋頂設置一個排風的天窗等,從而也可以增加自然通風量。
(三)對室內的布局設計
a.由于對室內房間的合理布局總體上利于室內的自然通風與采光,但因在建筑面積、體形系數以及建筑節地等方面有所限制,所以,不是每個房間都具有良好的通風與采光條件。我國的建筑節能計算主要是通過建筑進行研究的,所以在不同的房間里所應用的性質以及應用的時間也有所不同,此外,對室內的舒適要求也會存在一定的差異。因此,在設計布局時,必須要確立先后的順序,也就是先從起居室再到主臥室、次臥室以及工作室,最后才是廚房、衛生間。
b.由于門窗設計是建筑圍護隔熱、保溫以及節能中最為薄弱的一個環節,所以增加建筑材料玻璃在熱工方面的性能,其主要目的就是為了控制窗表面的溫度,防止夏季過高而冬季又會較低的現象。對于門窗洞口的設置一方面要增加室內面積的合理布置從而提高利用率,另一方面也應考慮到穿堂風,防止出現口袋屋式的布局設計。
c.設置廚房與衛生間的排風口時,必須要全面考慮到主導風向以及對鄰室的影響作用,從而防止出現油煙的污染以及發生強風的倒灌現象。
d.在進行設計時,必須要正對進風口和出風口的位置,防止出現通風的流線轉折,從而提高房間的通風率。如果進風口與出風口具有較大的面積時,則會利于增加通風量。
三、結論
總之,建立建筑綠色節能體系必須以節能的方法以及技術而實現,這也可以作為建筑各個功能的系統以及節能的各種應用技術的綜合指導。因此,在進行建筑的綠色設計時,必須要結合我國的建筑國情以及地區的具體實際情況,從而綜合地應用節能技術的各種措施,選用合理的設計方案,全面規劃,達到節能的效果。
參考文獻
[1] 張承;面向建筑設計過程的能耗模擬分析——采暖地區居住建筑節能設計程序的開發[D];西安建筑科技大學;2003年
[2] 樸在林;李泉海;孫國凱;張文基;倪云梟;;農村住宅綠色建筑關鍵技術的集成與應用研究[A];紀念中國農業工程學會成立30周年暨中國農業工程學會2009年學術年會(CSAE 2009)論文集[C];2009年
[3] 周波;;淺議新世紀的“綠色建筑”傾向[A];加入WTO和中國科技與可持續發展——挑戰與機遇、責任和對策(下冊)[C];2002年
論文關鍵詞:建筑合同;能源管理;建筑節能;技術措施
近年來,建筑節能已經成為我國建設“資源節約型”社會這項工作的重要組成部分。自從1986年起實行第一部建筑節能設計標準以來,已經走過了20多年的發展歷程,特別是近十年來較快速的發展。已取得了一定的效果,但緊迫的節能形勢迫使我們需要找到另外能夠促進建筑節能發展的途徑。
1建筑合同能源管理提出背景
當前,我國民用建筑中,居住建筑節能設計標準較多,公共建筑節能設計標準較少,建筑節能標準體系中還出臺了相關技術規程、標準或技術導則,建筑節能現行法規標準基本上偏重于建筑節能設計、施工。由于建筑能源的消費是建筑最大的運營支出項目之一,同時也是最難以估算的。日益上漲難以估算的建筑能源成本將使企業在運營發展、管理預算和資本增值計劃上遭遇極大的挑戰,節能能源對于客戶正常的商業運作至關重要。根據合理用能的思想,需改變過去單純以增加資源供給來滿足日益增長的需求,將提高需求方面能源利用率,從而節約的資源統一作為一種替代資源,以引起建筑節能的方向。建筑合同能源管理方案及其管理機構應市場需求也應運而生。
2建筑合同能源管理的內容
建筑合同能源管理,是基于建筑市場運作的、全新的建筑節能新機制。建筑合同能源管理不單是單一推銷建筑設備產品或建筑技術,而是推銷一種減少傳統建筑能源成本的能源管理方法。最大特點是:客戶不需要承擔建筑節能改造的資金、技術、風險,并且可以獲得實施建筑節能改造后帶來的收益和能源服務公司提供的免費建筑設備。作為建筑能源服務公司,不僅要有為各種用戶提供解決建筑節能方案的能力,還要有相應的融資手段和資本運營能力。
3建筑節能的主要技術措施
從我國建筑節能的實踐來看,建筑節能主要分為二部分:一是建筑本體的節能,主要有建筑物圍護結構的保溫隔熱,二是建筑物內主要用能設備的節能,根據文獻所述在各類建筑中,用能設備是節能的重點,依次是暖通空調、照明及熱水供應。通過有針對性的應用能源管理計劃中的各項方案,能夠創造能源用戶、建筑節能服務公司、政府多贏的機會,做到經濟效益、社會效益的雙贏。
3.1用能設備系統能耗測試評估
通過對用能設備系統能耗的測試評估,了解用能設備系統中的水量和平衡程度,了解冷卻塔、制冷機、熱泵、水泵、風機、鍋爐及照明設備等主要用能設備的使用效率及工況。評估系統具有可靠性、可操作性,對供熱通風及空調系統能耗進行統計,定期對耗能數據進行分析比較,并與其它樓宇進行對比,對樓宇能源消耗進行評估。在保證室內環境品質作為第一底線的前提下,找出各種能耗的節能潛力并提出改進建議。
3.2蓄能系統的利用
蓄能技術是一種通過峰谷電價差來降低空調、電采暖費用支出的技術。蓄冷空調系統蓄冷時,應在夜間低谷時段用電;融冰釋冷時,應在用電高峰時段,以達到對電網移峰填谷的作用。蓄熱鍋爐夜間利用低谷時段進行蓄熱,不在日問用電高峰和平時啟用。這對于提高供冷(熱)效率,降低費用開支,引導用戶合理用電,鼓勵用戶多用低谷電、少用高峰電有很好的幫助。
3.3空調風系統節能運行
對于間歇運行的空調系統宜在使用前30min啟動處理機組進行預熱或預冷,空氣處理機組宜在使用結束前15min關閉??照{通風系統運行時,在不影響風量平衡和室內氣流組織的前提下,宜盡量增大送回風溫差。為保持空調運行期間建筑物的內部風平衡,應合理控制新風機組和排風機的運行,防止外窗開啟以減少無組織新風。在室外溫度適宜時(春秋季節、夏季夜間),應充分利用新風降溫,減少機械制冷運行時間。
3.4空調水系統節能運行
在空調水系統一次泵定流量和二次泵變流量中,冷凍水和冷卻水泵開啟臺數應與開肩制冷機的臺數相等并應實行“一對應”的連鎖控制啟停。當冷凍泵、閃動泵可變頻調節時,應對其轉速進行控制,使冷凍水、冷卻水的供回水溫差控制在一定范圍內。為使循環水量與負荷變化相適應,應對水泵進行調整,使系統達到工況點避免通過調節制冷機房內的閥門控制流量大小而消耗大量的能量。
3.5多臺冷源設備節能運行
在設計空調冷熱源時,冷熱源設備負荷量的選擇一般偏大,這樣導致設備選型所造成的能量浪費。在滿足空調負荷需求的情況下,當有二臺或二臺以上冷熱源設備可以選擇時,應優先選擇效率高,經濟性好的冷熱源設備運行。多臺冷熱源設備并聯運行時,應根據負荷變化實行合理的群控措施,使每臺設備均在合理負載率下運行,并且輸出的總容量與要求提供的參數相一致。
3.6變風量節能與熱舒適
變風量系統是通過改變送入房間的風量來滿足室內變化的負荷,由于空調系統大部分時間在部分負荷下運行,所以風量的減少帶來了風機能耗的降低,變風量系統是追求以較少的能耗滿足室內空調環境的要求。在室內溫度適宜時,應避免變風量控制系統的風門完全關閉。當冷負荷較小時,應提高送風溫度。采用控制送風量,維持最小送風量和送風溫度等措施,可避免造成送風氣流下沉和熱舒適問題。對于負荷變化較大和多區域控制的建筑物而言,變風量系統節能量是比較可觀的。
3.7直燃機、鍋爐煙氣余熱回收
在樓宇中采用較多的為直燃機、鍋爐。為保護燃燒設備通常排煙溫度較高,大量的熱能被排放到大氣中既浪費能源又污染環境,應用煙氣余熱回收系統,不僅可以提高燃燒設備熱效率,同時能降低污染物的排放量。煙氣余熱回收系統回收的熱量,可以用來預熱鍋爐系統的補水或生活熱水補水。
3.8冷卻塔運行節能
綜合考慮冷卻塔水溫度設定值對制冷機耗電和冷卻風耗能的影響,宜使冷卻塔出水溫度接近于室外濕球溫度。冷卻塔風機采用變頻調速風機,以便根據設定的出水溫度控制風機的轉速,以達到降低電耗的目的,對于一塔多風機配置的巨型冷卻塔,根據冷卻塔的出水溫度及時調整投入運轉的風機數,以降低運行成本。
3.9給水泵運行節能
生活給水系統采用調速泵組供水時,調速泵在額定轉速時的工作點,應位于水泵高效區的末端。采用變頻調速給水泵時,水泵調速范圍宜在0.75~1.0范圍內,當用水不均勻,流量變化大時,宜采用多臺水泵組合供水(可按1臺調速其余為恒速的方式運行),也可配小流量水泵和小型氣壓罐。
3.10洗衣房節能
根據飯店、賓館日常的衣物洗滌量多少來調整洗衣房的作息時間,讓設備在平價電和低谷電時間段運行。洗衣設備的養護時間安排在峰價電時間段,洗衣房有大量用汽設備,每天會產生大量蒸汽凝結水,對凝結水可進行回收利用。
3.11照明系統節能
根據使用房間或場所及周圍環境對照明的要求,選擇合理的照明方式,在保證照明質量的前提下,優先采用光效高、顯色性好的光源及配光合理、效率高的燈具。合理利用天然光,采取人工照明與天然光相結合的自動調節照明方式。將智能照明管理系統納入樓宇整個節能系統中,以實現大樓控制中心對該系統的信號收集和監控。
4結束倍
在建筑節能工程設計與實踐中,如何加快推廣步伐的建議:
(1)建立健全建筑節能服務體系。實施供熱計量收費、建筑能效綜合評價、既有建筑節能改造等還需要建立建筑節能服務體系。若缺乏建筑節能服務機制,就會影響到節能工作的順利開展。
(2)政府要起表率作用。大面積推廣節能服務,不僅需要政府的支持,同時也需要作為最大用戶之一的政府,在建筑節能服務方面為全國起到表率作用,以推動建筑節能產業的大發展。