民用建筑中电气节能方法探讨
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摘要:由于能源消耗的加剧,能源节约被广泛关注。建筑电气耗能所占一次能源总消耗量的比例较大,因而建筑电气节能非常重要。本文试就民用建筑电气节能的原则,对建筑电气的配电系统、动力系统和照明系统三个方面的节能方法和举措做分析和探讨。
关键词:建筑电气 节能 方法
在我国,建筑电气部分的能耗相当可观,据相关报道,目前我国建筑耗能占全社会总能耗的46.7％,建筑物使用过程中的能耗占全社会总能耗的27.7％。建筑电气节能降耗在我国今后发展中已是大势所趋。
1、民用建筑电气节能原则
民用建筑电气节能的原则是:在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下,减少能源消耗,提高能源利用率,而不是简化建筑物的功能要求,降低其功能标准。节能的途径之一是合理配置建筑设备,并对其进行有效、科学的控制与管理,具体说就是以下三个方面:(1)满足建筑物的基本使用功能:即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。(2)考虑实际的经济效益:节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。(3)节省没有必要的能量消耗:节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。
2、民用建筑电气节能方法
2.1 配电系统
配电系统节能设计的原则是:根据负荷容量,供电距离及分布,用电设备特点等因素合理设计供配电系统,做到整个系统简单可靠,操作方便。
2.1.1 变配电所位置的选择
变配电所应尽量靠近负荷中心,以缩短配电半经,减少线路损耗.。并且同一电压供电系统变配电级数不宜多于两级。在公共建筑中当建筑物每层平面在10000平方米左右时,至少要设两个变配电所,以减少干线的长度。在住宅类高层建筑中,低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着干线倒送的现象。
2.1.2 合理选择变压器
变压器的有功损耗包括空载损耗和负载损耗,即Pb=Ρo+β2Ρk
式中Pb为变压器的有功损耗,Ρo为变压器的空载损耗,Ρk为变压器的有功损耗,β2为变压器的负荷率Ρo又称铁损,是固定不变的部分,它的大小取决于矽钢片的性能及铁芯制造工艺。所以变压器应选用节能型的,如SCL及SCB9型等节能型干式变压器。
β2Ρk为变压器的负载损耗,又称铜损。根据《变压器允许过负荷系数的负荷率最大负荷持续时间关系曲线》可求得变压器的过负荷系数,所以在确定变压器容量时,可按75%-85%的负荷率选择。
2.1.3 减少线路能量损耗
电力线路有电阻,电流流过时,就会产生有功功率损耗。要减少线路损耗,只有减少线路电阻。减少线路的损耗应从以下几方面入手:(1)选用电导率较小的材质作导线;(2)减少导线长度;(3)增大导线截面。
2.2 动力系统
作为动力源的各类电动机,在民用建筑中应用广泛,但是其耗电量非常大。有数据统计,仅空调水泵动力一项的耗能就占整个建筑耗能的45%,所以动力系统节能尤为重要。减少电动机损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。主要从下面几个方面考虑:
(1)采用高效率电动机。采取各种切实可行的措施,减少电动机的个部分损耗(主要为空载损耗及负载损耗)、提高电动机的效率和功率因数。
(2)根据负荷特性合理地选择电动机。首先要了解负荷的特性,然后根据电机的工作环境及负载特点选用合适的电动机,避免“大马拉小车”的现象出现,以提高电动机运行的效率和功率因数。
(3)轻载电动机采取降压运行,对经常处于轻负荷运行的电动机,应采用三角-星切换装置。当负荷系数低于0.13时,将三角形接法的电动机改为星形接法,可以达到良好的节电效果。对于经常轻载(负载率小于0.14)的生产机械,也可采用具有启动功能的轻载节电器,以达到“轻载降压运行节点”的目的。
(4)根据负载情况对电动机采取就地补偿。对距离供电点较远的大、中容量连续运行工作机制的电动机,应采取电动机的无功功率就地补偿装置。单对单台电动机补偿容量不宜过大,以免产生自励磁过电压。
2.3 照明系统
照明系统包括室内照明和室外景观照明.,据资料显示,建筑照明耗能占建筑运行总耗能的10%到15%。照明系统的节能主要从以下几个方面考虑:
(1)广泛采用高光效节能光源:照明光源有白炽灯、日光灯、高压汞灯、金属卤化物灯、高压钠灯等。按照光效高低的排列,高压钠灯的光效为最高,白炽灯为最低。对于一般民用建筑来说,建筑物内尽可能不采用白炽灯泡,户外泛光照明尽可能采用高压钠灯、金卤灯。
(2)采用高效率节能灯具:采用三基色T8日光灯、在灯具中采用新的镜面反射器和采用低功耗、长寿命、优性能的节能镇流等。
(3)应选用合适的照明方式。采用分区照明方式,多增加分区控制开关,分层次的, 交错的将灯点亮。
(4)充分利用天然光的照度变化, 确定分层次、分步骤的亮灯范围。如:布置灯具时,按平行于窗户进行,根据距离窗口的距离不同将灯具分开控制。
(5)采用各种类型的节电开关和计量管理措施。例如住宅的公共部位除高层住宅的电梯厅和应急照明外, 均采用节能自熄开关;同时为了便于电资源管理,推行适用于电资源管理的电力计算装置, 实行用电计量收费,在照明配电系统设计中,根据设计对象的性质、功能等因素, 按区域划分装设计量表。
(6)公共场所照明、室外照明,采用集中遥控、自动智能控制等方式。目前常用的有:1)红外线、超声波的控制;2)时钟控制;3)光控调光装置;4)多功能智能照明控制系统。
3、其他方法
配电系统减少电能消耗的方法还有合理选择电压等级;提高功率因素,就地无功补偿等等。
4、结语
民用建筑的节能潜力很大,应充分考虑选择高效率的节能设备,应用先进的设计技术,按照节能标准进行。从配电系统设计,空调风机水泵动力系统和建筑照明三个方面入手,为人们提供健康、舒适、安全的居住工作和活动空间,同时达到电气节能最大化的目标。
参考文献
[1]《供配电系统设计规范》（GB50052－2009）.中国计划出版社.
[2] GB50034-2004建筑照明设计标准[S].中国建筑工业出版社.
[3] 欧孟凤.建筑电气设计中的节能方式[J].《电气时代》,2005(12):80-81.
[4] 龚国栋.浅谈建筑电气设计的节能[J].浙江建筑,2007.
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