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浅谈建筑电气设计中的节能技术应用

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  摘要:建筑能源的消耗日益得到人们的重视,在建筑电气设计中,节能技术得到越来越多的应用。本文中,笔者将首先介绍建筑电气节能设计应遵循的原则,然后具体探讨建筑电气设计中的各种节能措施。
  关键词:建筑电气设计;节能技术;应用
  一、前言
  目前,我国已建成项目的总建筑面积逐年快速递增,建筑能源消耗非常严重,加深了能源和环境问题的恶化,对我国经济可持续发展造成了不利影响。建筑能源的消耗日益得到人们的重视,在建筑电气设计中,节能技术得到越来越多的应用,降低建筑电气能源的消耗已然成为大势所趋。建筑电气设计中,应在满足实用性和功能要求的基础上,结合实际经济效益,遵循降低能源消耗的原则,作出合理设计。
  二、建筑电气节能设计应遵循的原则
  首先,建筑工程电气设计,绝对不能以牺牲建筑功能、损害使用需求为代价,也不可盲目增加投资追求单纯的节能效果,应重点考虑适用性,即为建筑电气设备的正常运行提供必需的动力和必要的能源,满足用电设备对负荷容量、电能质量和供电可靠性的需求,达到电气设备对控制方式的要求,充分发挥电气设备的使用功能。
  其次,应强调电气设备的安全性,应保证电气线路的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定和动稳定裕度,切实保证供电、配电和用电设备能安全平稳地运行,并配备可靠的防雷装置,做好防雷击技术措施,某些建筑应做好必要的防静电措施和防浪涌措施。在满足民用建筑电气工程的适用性和安全性的前提下,结合建筑物的重要性与火灾潜在的危险程度,采用先进实用的节能技术,对供配电进行优化设计,让电能实现合理利用。
  再者,应注重提高电气设备的运行效率,减少电能损耗,可选用节能设备,实现均衡负荷,选取合理的设计系数,做好补偿无功,减少电气线路损耗,降低运行费用、维护费用,提高能源的综合利用率。对于特殊用电情况,选择相应的合理节能措施,提高负荷率和设备利用率。
  三、建筑电气设计中的节能措施
  建筑电气设计中,节能技术的应用主要体现在以下几个系统中:
  1.供配电系统
  对于变配电所和箱式变电站,应尽量靠近负荷中心的中心位置,可节约电缆成本,缩短供电半径,实现节能。
  对于变压器容量和数量的选择,应结合建筑物的需求来确定,保证变压器的增减可满足季节变化,减少不必要的能源浪费。
  至于影响供配电系统的功率因素,可采用并联方法来集中控制补偿。
  2.照明系统
  照明系统是基本且主要的用电用途,因此照明环节的节能潜能非常大,具体应用,可采取以下措施。
  (1)科学选择光源和灯具
  对于光源和灯具的选择,应首要考虑高效性能,光源发光效率高,灯具的利用率高,电量相同的情况下,照明灯可发出更多的光通量。市场上的节能灯具中,绿色环保的LED光源的节能功能极强,但价格偏高。可选用同样高效节能但性价比略高的荧光灯管。
  对于商业建筑,其光源集中在教室、会议室等非高层的房间内,管径小于26mm的直管形荧光灯即可实现照明需求,并大幅度地节约能源,适用于各种商业场所和公司营业大厅等。对于小规模的场所,可选用紧凑型荧光灯或者小功率的金属卤化物灯,成本更低,而且照明效果良好。但对于高层工厂,则应选用金属卤化物灯或是高压钠灯等大功率灯具。
  对于家居环境下起居室等场所的光源和灯具,可采用紧凑型荧光灯,花灯或吸顶式筒灯灯具,尽量避免白炽灯的选择,因为同等光源条件下白炽灯的光量只有紧凑型荧光灯的五分之一。
  对于公共场所的光源,白炽灯并不适宜用于卫生间或走廊这样的公共用途的房间,应优先采用紧凑型荧光灯,也可考虑细管日光灯。
  对于户外场所的光源,应充分结合节电要求,在住宅小区、学校校区、庭院中,推荐选用发光率高、寿命长的高压钠灯,不易腐蚀,不易褪色但显色性能差,透雾性能较好,是室外照明的首选。
  另外,应注意荧光高压汞灯和白炽灯是建筑光源选择的下下选。荧光高压汞灯和白炽灯除了其节能、美观及技术经济因素上的缺点,其适用范围很局限,仅适用于对照度要求不高、照明时间短的场所。
  (2)科学选择光源用电附件
  选择了灯具之后,需要为其配置相应的用电附件,以充分发挥灯具的功能作用。对于居住类场所,蝙蝠翼式灯具需要相应的配件,才能实现合理控光,更好地发挥照明作用。比如光灯,其功率因数较低,应搭配配置镇流器。对于日光灯,应搭配配置电子镇流器,而不是电感镇流器。在选择具体电子镇流器时,应尽量选择节能型的,可大幅度降低用电量,比传统用电量低了将近四成,而且安全可靠,性价比非常高。
  (3)合理改进灯具的控制方式
  公共场所的照明,可采用集中控制的方式,结合其使用率和天然采光状况,进行分区控制、分组控制,有利于不影响照明要求的前提下,人为或自动节省部分照明用电,实现灵活调节用电量,减少不必要的浪费。
  在体育馆、候机厅这类大型公共场所中,集中控制灯具,方便管理,有效实现节能。在宾馆、酒店这些地方的客房电源,除了常用必备电器外,建议设置节能控制型总开关,保证在旅客疏忽大意时实现自动切断电源,减少浪费。在会议厅、多功能厅、报告厅等场所,建议选择可调节距离的控制开关,让光线集中在观众的观看对象上。对于地下车库等大面积场所,照明配电箱可放置在车库的入口,并在入口处配置一个照明控制盘,以便控制各回路接触器的开启闭合操作,方便工作人员的管理,有利于实现能源节约。
  3.电气配电线路系统
  电气设备各个环节的耗能中,配电线路的耗能容易被人们所忽视。然而,配电线路的损耗由线路的阻抗和电流决定,与阻抗形成正比,而线路的阻抗则由导体的导电率、导体的长度、导体的截面积决定,因此其电能损耗不但不可忽视,而且损耗的能源非常可观。
  (1)导体的选择
  配电线路设计中,应尽可能选择使用高导电率的导体,比如,与铝芯电缆、电线相比,可选择铜芯电缆、电源。
  (2)配电线路的长度
  对于电源起点末端结点的设计,配电线路应尽量减少弯路,缩短供电线路长度。供电线路的长度对功率因数有一定的影响,对线路损耗和线路压降产生作用,最终影响供电质量。各配电间和配电箱应当保证其合理布局在电源负荷中心。
  (3)电线、电缆截面积
  可通过经济选型的方法对电线、电缆截面进行合理选择,可有效减少电缆电能的损耗。目前,在配电设计中这种经济选型的方法没有得到大规模的推广和应用,但这种节能方式的操作性最强,而且在减少电缆电能损耗的同时,也促进了相关技术的进步,比如降低了电缆电压的损失,对电网电压有着明显的改善作用,同时有效缓解了电缆发热的问题,缩短了电缆的更换周期。
  四、结束语
  建筑电气设计中的节能设计,对于降低能源消耗有着非常重要的作用。合理的电气节能可减少大量不必要的能源浪费。建筑电气设计中应充分把握满足功能、经济合理、技术先进的设计原则,在满足实用性和功能要求的基础上,结合实际经济效益,遵循降低能源消耗的原则,将节能技术合理地应用到实际项目中,节省能源消耗。
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