民用建筑电气设计的节能措施探讨
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摘要：科学技术在这几年得到了迅猛的发展,而建筑的电气专业,也出现了很大一批新的先进技术和新产品。而在从事电气设计的工作人员,应该对这些新技术新产品进行合理的推广,而且要对其进行比较。
关键词：电气设计 节能 负荷计算 负载
随着科学技术的急速发展,我国各行业逐渐采用了高科技,而建筑的电气专业,也采用了大批的先进科技和产品。那些从事电气专业的设计人员,应该提高自己的专业水平,并且大力的对这些技术进行合理的推广,这样才能使这些技术真正应用到我国的建筑事业中。才能使我国的经济得到快速的发展。
而为了实现节约能源,建立“资源节约型”的社会,全国各地都开始采取节能型建筑的建设工作。在对建筑的设计工作,不仅要减少能源的耗费,还要满足建筑的质量得到保障。所以这就要求在正常的使用情况下,提高资源的利用效率。那么本文就针对民用建筑电气设计进行探讨。
1、合理的负荷计算
我们都知道,要想选择合适的配电变压器、导体及电器就要对用电负荷进行合理的计算,这样才能使电压的损失得到合理的估算。现在,我国的建筑设计部门通常有三种负荷的计算方法。分别是单位面积法、需要系数法、单位指标法。为了尽量准确的计算出与实际相符的变压器用电负荷,需要选择合理的负荷计算方法,一般来说,在方案阶段一般采用单位指标法;需要系数法则用于初步设计及施工图设计阶段;有时候为了计算简便和准确,还可以几种方法相结合。
2、变压器的选择
变压器的有功损耗按下式计算:
ΔP=Po+KTβ2PK
式中 ΔP—变压器的有功损耗,kW;
Po—变压器的空载损耗,kW;
PK—变压器的短路损耗,kW;
β—变压器的负载率。
(1)Po是有铁芯的涡流损耗及漏磁耗损组成,要想降低有功损耗,就应选用节能型变压器,因为节能型变压器具有良好的制作工艺,采用优质冷轧取向硅钢片,由于其特殊取向,使硅钢片的磁畴方向一致,降低了变压器电阻,从而增大通过电流。如油浸变压器或干式变压器。
(2)要从降低PK来降低有功损耗,在选择变压器时,就应综合考虑变压器损耗和变压器短路电流的平衡关系,选用短路阻抗合适的变压器,如铜芯变压器。
(3)负载率为变压器额定容量和变压器运行中实际容量的比值,变压器在运行中,外界负荷经常变化,由微分法求极值可知,当负载率为50%～60%时,变压器的损耗最小,效率最高,综合初装费及运行费用,变压器的负载率取值为75%～85%时,是最经济节能的。
(4)变压器容量的选择。变电器的经济容量随最大负荷利用时间和功率因数而变化,电压器容量选择过程中必须满足全部用电设备的总用量要求,同时还应考虑经济因素,避免长期处于过负荷状态下运行,使变压器长期运行的效益最大化。
3、照明节能设计
(1)合理的利用自然光,我们要充分利用自然中的光线,因为他是绿色的清洁能源,而且可再生。现在对自然光的运用有很多方法:导光管法、光-热-电-光转换法、棱镜多次反射法、平面反向镜反射法、光电效应法。在对民用的建筑进行设计时,我们应该增加靠近室外的建筑面积,增加门窗的大小,安装透光效果好的门窗,这样才能保证阳光能充分照射进房间里。
(2)合理选用光源、灯具及附件。灯具的选择据悬挂高度而定,一般在悬挂较高的场所,选用高压钠灯、金属卤化物灯,悬挂较低的场所照明采用荧光灯。在选择光源时,应尽量减少白炽灯的数量,使用提供高效光源、照明器反射面的反射比较高灯具。附件选择时应尽量低能耗的光源用电附件。民用建筑中一般采用荧光灯,并尽可能地采用电子镇流器,以达到节能等目的。
(3)改善照明器的控制方式。对照明等的控制也要注意,我们可以使用那种智能控制的方式。在保证照明需要的同时,我们要尽可能的减少灯具的使用时间,已到达节省能源的目的。而民用建筑在选择这种开关时要注意,根据不同地点的光线需求合理的安装。对于那些公共场所可以采用声控调节的方式。而居室里,则要根据居室的面积选择合适的控制方式了。
4、减小线路损耗
由于配电线路有电阻,有电流通过时就会产生功率损耗。
其中线路电阻在通过电流不变时,线路长度越长则电阻值越大。降低电网中的线路损耗有以下途径:(1)合理选择线路路径,减小导线长度。(2)合理确定电气功能用房的位置,变压器尽量接近负荷中心,以减少供电半径。(3)选择导线应该根据用途而定,高压输电线路一般用铝,家用电线一般用铜。(4)导线截面的选择,除了满足载流量的要求,还应适量大一些,以满足未来经济发展需要。(5)利用某些季节性负荷的线路,将某一阶所需负荷集中在一起,使同样大的干线截面传输电流,减小了线路数量,从而减小线损。
5、提高供配电系统的功率因数
功率因数的大小,是随负荷的性质和有功功率在视在功率中的比例决定的。要满足民用建筑的功能要求,传输的电能总量就不变的,即传输有功功率是固定的,那么要提高功率因数,只能从其他方面着手,在供配电系统中我们认识到某些用电设备会产生滞后的无功电流,它无形中增加了线路的功率损耗,这部分损耗是可以通过以下方法降低:(1)注意提高设备自然功率因数。在民用建筑中,已采用的自然功率因数高的的设备有:有补偿电容器的电感性用电设备,单灯安装电容器等,都可使自然功率因数提高了0.185～0.195。(2)采用电容器就地补偿方式,将无功电流限制在需要的范围内,消除感抗引起无功需求。就地补偿方式有高压电容补偿、低压电容补偿、集中补偿和单独就地补偿。例如居住小区采用在变电所低压侧集中补偿的方法。
6、积极推广新技术、新产品
为了达到节能和环保的目的,目前工程中已采用了许多电气新技术、新产品,如新型变压器、EPS应急系统、LED光源、太阳能光源,矿物绝缘电缆。相信将随着技术的进步,成本的降低,新技术、新产品必然会得到更广泛的应用。
参考文献
[1]吴宏岐.民用建筑电气设计中的节能措施[J].中国能源,2001.
[2]黄一凡.建筑电气设计的节能措施[J].林业科技情报,2008.
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