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浅谈电气工程的节能设计

时间:2022-07-20 11:02:08

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浅谈电气工程的节能设计

浅谈电气工程节能设计:探讨建筑电气工程的节能设计

【摘要】自从我国改革开放以来,经济持续快速的发展,同时我们也出现能源供应紧张的情况,现在我们使用的大部分能源都是不可再生的化石能源,而新能源的开发在我国还存在各种各样的技术问题,很难普遍,人类的持续发展也经历着考验,在这种条件下我们除了尽快开发新能源的同时,更应该做的就是节约能源,从点点滴滴做起,过节能生活。

【关键词】建筑电气工程;节能设计;原则

一、建筑电气工程节能设计的重要性

1.保护环境方面:现在我们日常生活已经离不开电了,我国发电主要依靠火力发电,在这一过程中,消耗了大量不可再生的化石燃料,同时排放出污染环境的气体,危害人类健康。因此从保护环境方面来讲,对建筑电气工程的节能设计理念,是对国家政策的节能减排及优化环境方面的必要手段之一;

2.经济发展方面:电气设备需要电能消耗,而我国目前的电力基本上是由传统的能源转换,能源制约着人类的生存与发展,他是我们生存的基础,能源短缺已成为世界关注的问题,同时也是制约经济发展的重要因素,因此,从经济发展来看电气工程必须采取节能设计。

3.提高人民生活水平方面:随着现代化建设的发展和人们不断提高的生活标准,人们追求更舒适的居住环境,冬季取暖和夏季制冷,这些都需要消耗能源。在能源十分紧张的情况下,电气工程采取节能设计是非常必要的。电气工程节能设计,是为了满足人的正常需要后,通过技术创新,减少电气工程能源消耗,提高能源的使用效率,符合电气工程的节能要求。

二、建筑电气工程节能原则

1.适用性原则

建筑电气工程节能设计,是为了满足人的正常需要后,通过技术创新,减少电气工程能源消耗,提高能源的使用效率,符合电气工程的节能要求。要将电气工程中供电设备优化,不能以其他工程功能为代价的,损害的其他工程中电能的使用值,不能盲目投资设备,而不采取符合经济发展水平和科学技术水平方案。

2.实用性原则

建筑电气工程节能设计时应该首先考虑的电气工程的适用性,电源供应设计,要以提供所需的动力,和能源为前提,以满足电气设备的负载能力,供电质量和可靠性的电源要求,以确保建筑电气设备的要求,使电气设备的使用要充分。

3.安全性原则

建筑电力供应的安全性,节能设计不是不顾安全的“偷工减料”式的设计,节能设计必须在保证建筑物的安全的基础上进行。建筑物应有的绝缘问题、负荷问题、电气设施稳定问题、避雷问题都必须充分加以考虑。

4.节能性原则

建筑电气工程的节能指的是设计出一套安全、可靠、经济的电气系统,保障居民的正常使用即可,不造成浪费。在节能性原则下,应尽量减少无谓的能量消耗,如传输电能与变压器的功率损耗,大面积照明能量损耗等。设计师们应使用先进的建筑工艺与设备材料,让其能耗降到最低。

三、建筑电气工程节能设计的方法

1.降低线路的损耗

当电网输送电能时,在网络中就产生功率损耗,其与线路参数和负荷大小密切相关。提高电网的功率因数、减少电网的无功功率及导线中的电阻等均能降低电网中的线损。具体途径如下:

1.1合理选择线路路径。为为减小导线长度,线路尽可能走直线,不走或少走回头线;

1.2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;在高层建筑中,低压配电室应靠近竖井,且低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送,尽可能减少回头输送电能的支线;

1.3增大导线截面,利用季节性负荷线路。按满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,再加大一级导线截面;将某些季节性负荷的线路,用作常年使用的供电线路,以减少线路和电阻。例如,将空调风机、风机盘管与照明、电开水器等计费相同的负荷,集中在一起,采用同一干线供电,可在春秋两季空调不用时,使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减小了线路损耗。

2.供应和分配系统的设计。

供电和配电系统采取以下措施达到节能的目的:电源和配电系统的设计应该是简单的,可靠的,不应有太多配电级数,对于同一电压的配电级数不多于两级,低压力一般不应超过三级,三级负荷不应超过四级,运用措施,使变压器深入负荷中心,这样供电半径可以被缩短,从而降低损耗,减少电压损失;对于供电所,供电的范围和线路应该明确,合理规划不重叠。

3.选用节能型变压器

节能型变压器与传统的老式变压器相比,大约可以节能百分之十左右,但却反而可以增容百分之五十至百分之一百二十左右。可别小看这区区的百分之十,如果所有的变压器都更换成节能型,每年就可以节省数以亿计的电量。如S9、SL9及SC8等油浸变压器或干式变压器,它们都是采用优质冷轧取向矽钢片,由于“取向”处理,使矽钢片的磁畴方向接近一致,以减少铁芯的涡流损耗,450度全斜接缝结构,使接缝密合性好,以减少漏磁损耗。选用铜芯变压器,尽量降低变压器电阻的绕组阻值,增大通过电流。

4.设计最短的供电线路

节省线路上的能耗主要是通过降低线路总电阻来实现的,电流在线路上流动时肯定会消耗一定的能源,而线路电阻=电阻率×线路总长度/线路横截面积,但如果依靠选择横截面大的线路来降低电阻的话,不但投资巨大,而且收到的成效并不理想。因此,我们可以利用缩短供电线路的方法来达到目的,简单来说就是设计供电线路时应该以多走直线、少走弯路为原则,因为直线距离是最短的。另外,还可以选取电阻率较小例如铜芯之类的导线作为节能的辅助。

5.以改善系统的自然功率因数。

自然功率因数是指供配电系统未投入无功补偿装置时的有功功率与投入无功补偿装置后的功率的比值。自然功率因数,可以改善系统的,为了实现该目标,在有功功率恒定的情况下,可以降低线路损失减少负载的无功功率以及负载电流。为了实现这一目标,提高自然功率因数无功功率补偿装置,可用于实现就地补偿,这样可以使无功传输线路损耗降低,以达到节能的目的在电气工程之中。

四、开发建筑电气节能新技术的应用

作为专业的设计人员,在对新技术供电和控制过程中,应该不断学习新技术,不断地进行实践,能够清楚考虑设计过程中出现的问题,做到对新技术有一个深刻的理解,真正做到符合工艺的设计要求。另外注重新技术和新产品的应用, 比如:太阳能、风能等。虽然我国在这些方面的应用范围不是很广,而这些也不是主要的发电手段,但这是一种取之不尽用之不蝎的能源,环保卫生,值得推广和应用。

结语:建筑电气节能是一项系统工程,节能潜力很大,有效节能是在不降低建筑功能节约的前提下,选择合理的设计方案,可有效地减小电能损耗,提高建筑系统运行的经济性,对提高电能的利用率、节约电能、促进经济可持续发展和建设节约型社会具有重要的意义。

浅谈电气工程的节能设计:电气工程的节能设计

摘要:在我国建筑设计过程的节能问题一直没有得到充分的重视,但随着人们环保意识的不断增强,建筑设计节能问题也成为当前的热点问题。电气工程因电气设备较多,是消耗能源的重要工程,需要了解电气工程节能设计的原则,对其节能设计进行研究,才能有效地保证电气工程安全性的同时节约能源,作为建筑实现节能减排的重要方面,建筑电气工程的节能面临着新的挑战。本文主要讨论建筑电气工程节能设计以及所需要采取的措施以期达到节能减排的目标。

关键词:建筑设计;电气工程;节能设计

引言

电气设备需要电能消耗,而我国目前的电力基本上是由传统的能源转换,能源制约着人类的生存与发展,他是我们生存的基础,能源短缺已成为世界关注的问题,同时也是制约经济发展的重要因素,因此,从经济发展来看电气工程必须采取节能设计。

1、电气工程节能设计应遵循的原则

电气工程节能设计,是为了满足人的正常需要后,通过技术创新,减少电气工程能源消耗,提高能源的使用效率,符合电气工程的节能要求。要将电气工程中供电设备优化,不能以其他工程功能为代价的,损害的其他工程中电能的使用值,不能盲目投资设备,而不采取符合经济发展水平和科学技术水平方案。因此,电气工程节能设计时应该首先考虑的电气工程的适用性,电源供应设计,要以提供所需的动力,和能源为前提,以满足电气设备的负载能力,供电质量和可靠性的电源要求,以确保建筑电气设备的要求,使电气设备的使用要充分。此外,还有一个需要考虑的是电力供应的安全性,节能设计不是不顾安全的“偷工减料”式的设计,节能设计必须在保证建筑物的安全的基础上进行。建筑物应有的绝缘问题、负荷问题、电气设施稳定问题、避雷问题都必须充分加以考虑。总之,节能电气工程设计应符合适用性和安全性,电气工程使用先进的节能技术,优化设计的电源和分布,会促进能源的合理利用。要提高设备效率,减少损失直接或间接的电能,在满足建设要求的前提下,同时确保安全的使用功能,最大限度地减少建设投资,降低电能和各种能源消耗因此,选择节能设备,符合平衡,无功补偿,降低线路损耗,降低操作和维护成本,提高能源利用效率。最后,合理的调整,使其符合设计因素,合理选择节能措施,以提高负载因子和容量的利用率,在特殊用电的情况下,提高效率,选择符合的系数,实现节约能源的目的。总之,在电气工程,节能设计时,应实现安全,经济,合理的原则,并采用先进的技术。

2.电气工程节能设计的重要意义

电气工程的节能设计,对我国有着重要的意义,主要表现在如下几个方面:

第一,电气节能设计是经济发展的需要。由于电气设备要消耗电能,而我国目前的电能基本上都是由常规能源转化而来,能源是人类生存与发展的重要基础,经济的发展依赖于能源的发展,当今能源问题已经成为全世界共同关注的问题,能源短缺成为制约经济发展的重要因素,因此对电气工程采取节能设计势在必行。

第二,电气工程节能设计是环境保护的需要。现在的电能主要仍是火力发电产生,在这个过程中要消耗大量非可再生资源,会排放大量的有害物质,对大气造成了污染,因此电气工程节能设计可以起到保护环境的作用。

第三,电气节能设计是提高人民生活水平的需要。随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高,人们追求更加舒适的生活环境,冬季采暖,夏季纳凉,这些都需要消耗电能。而在当前能源十分紧张的情况下,电气工程采取节能设计就显得非常重要。

3.电气工程节能设计

3.1供配电系统的节能

3.1.1设计最短的供电线路

节省线路上的能耗主要是通过降低线路总电阻来实现的,电流在线路上流动时肯定会消耗一定的能源,而线路电阻=电阻率×线路总长度/线路横截面积,但如果依靠选择横截面大的线路来降低电阻的话,不但投资巨大,而且收到的成效并不理想。因此,我们可以利用缩短供电线路的方法来达到目的,简单来说就是设计供电线路时应该以多走直线、少走弯路为原则,因为直线距离是最短的。另外,还可以选取电阻率较小例如铜芯之类的导线作为节能的辅助。

3.1.2选用节能型变压器

节能型变压器与传统的老式变压器相比,大约可以节能百分之十左右,但却反而可以增容百分之五十至百分之一百二十左右。可别小看这区区的百分之十,如果所有的变压器都更换成节能型,每年就可以节省数以亿计的电量。如S9、SL9及SC8等油浸变压器或干式变压器,它们都是采用优质冷轧取向矽钢片,由于“取向”处理,使矽钢片的磁畴方向接近一致,以减少铁芯的涡流损耗,450度全斜接缝结构,使接缝密合性好,以减少漏磁损耗。选用铜芯变压器,尽量降低变压器电阻的绕组阻值,增大通过电流。

3.2照明的节能

照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下,力求减少照明系统中光能的损失,从而最大限度的利用光能,通常的节能措施有以下几种:

3.2.1充分利用自然光,这是照明节能的重要途径之一,在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合,做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合,从而大大节约了人工照明电能。

3.2.2选用节能型光源。灯具照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等等。照度标准是不可随意降低的,也不宜随便提高,要有效地控制单位面积灯具安装功率,在满足照明质量的前提下,一般房间(场所)应优先采用LED、高效发光的荧光灯(如T5、T8管)及紧凑型荧光灯,高大车间、厂房及体育馆场的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。

3.2.3推广使用低能耗性能优的光源用电附件,如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等,公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具,紧凑型荧光灯 优先选用电子镇流器,气体放电灯宜采用电子触发器。

3.3动力设备系统的节能

作为动力源的电动机,从家用电器到民用建筑内部以及各行各业中均用得比较普遍,其耗电量极大。减少电动机电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数,主要可以从以下几个方面着手:

3.3.1 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。

3.3.2 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。

3.3.3 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013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014)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。

3.3.4 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。

3.4 通过利用新能源实现对电力的节约。目前比较适合全国普遍采用的新能源是太阳能。例如德国居民将太阳能电池板安装于自家房顶上,基本实现了自给自足,在电力富裕的情况下还可以讲多余电力发送到电网上实现盈利。目前我国也在大力发展新能源,有效地增加电力的源泉也是电气设计节能的另一种形式。

4.总结

电气工程的节能设计是实现节约能源,提高效率的重要措施,所要考虑的不仅仅有节能损耗, 而是要在改变建筑功能的前提上, 通过提高设备使用效率和减少设备使用时间来实现节能损耗。尽管我们在建筑电气方面通过创新手段实现节能减排,但是节约用电也是人人有责的,只有这样才可以保证我们在享用科技进步成果的同时,不会对我们的生活现状造成不可逆转的损害。

浅谈电气工程的节能设计:建筑电气工程主要能源节能技术的分析

摘 要:随着经济和科学技术的进步,我国开始提倡“绿色环保,节能减排”。建筑工程作为国民经济的重要组成部分,也开始重视对电气节能技术的发展。节能技术可以节约资源,缓解能源危机,提高人民的生活和环境质量。在建筑工程中,使用电气节能技术,可以有效的提高建筑工程质量,减少建筑资源的浪费,提高资源使用率。文章简要介绍电气节能技术,分析建筑工程的现状,分析电气节能技术在建筑工程中的应用。

关键词:节能减排;电气节能;建筑工程

能源是全球经济发展的重要基础,能源短缺制约了经济的发展,是目前急需解决的问题。在建筑工程中,充分重视电气节能技术,合理利用资源、提高资源使用率,解决能源短缺的问题。在我国,电气能耗在建筑能耗工程中占了很大的比重,所以,在建筑电气工程的设计、施工和运行阶段,通过电气节能的技术方法,采取对电气能耗的预防和控制措施,才能减少电气能源在建筑工程中的消耗,提高资源利用率。

1、电气节能技术

1.1电气节能的重要

目前,我国大力提倡建设资源节约型和环境友好型社会,要求树立良好的节能观念。建筑是电气能源消耗第二的项目,除了施工过程中消耗的电能外,还为建筑人员提供电力应用,加大了电气能源的消耗,不利于能源的利用。

1.2电气节能的内容

电气节能的内容包括从发电、供电、用电的每个环节,需要我们通过各种方法,节约电能,实现节能减排。在建筑工程中,进行电气节能可以采取以下方法:

1.2.1利用自然光源

对自然光源的利用,可以有效改善对电气能源的消耗。在拥有自然光源的建筑条件下,进行建筑施工。如建筑施工时间尽量在白天进行,提高施工速度和施工效率,促进电气节能技术在建筑工程中的应用。

1.2.2对照明电器进行严格选择

在建筑工程中,对需要进行照明的电器进行严格筛选。例如:电器要符合绿色照明显色性、色温、照度等要求,符合节能照明的功率密度值等。进行光源选择时,要比较光源价格,对使用期限进行综合分析比较,确定高效和使用期长的光源,运行维护费用低,拥有合理的经济和技术价值。

1.2.3制定节能方案

建筑工程中,有很多地方会消耗电力能源,需要有关部门对电气节能及制定专门的规划,制定电气节能方案。例如:对建筑施工地和建筑人员居住地采用集中控制照明,按照建筑使用条件和天然采光状况进行分区和分组控制,根据实际需要实行调光或降低照度的方法。建筑施工人员居住的建筑应该有天然光源对楼梯间和走道进行照明,除了应急照明之外,采用节能照明和声控开关。

1.2.4变电设备的节能

建筑工程中,需要合理的选择供电电压和供电方式,重视变电所的位置,对配电级数进行减少,对供电半径进行缩短,对导线截面进行合理选择;均匀分配单相设备到三相回路,对无功补偿设备进行合理设置;根据输电线路的需要,对非线性负荷产生的高次谐波进行抑制等。

1.2.5电动机设备的节能

对电动机设备的选择,要符合负荷特性,使用效率高的电动机。对异步电动机的使用,一定要满足机械的负载要求,对电压进行调节,保证电动机在经济运行范围内工作。在异步电动机安全合理的条件下,实施就地补偿"提高输电线路功率因数,降低输电线路的损耗。

管理人员对建筑和电气设计等和采光、照明、电气设备相关的工作人员下达命令,工作人员是进行电气节能的基础和前提。所以,建筑工程施工过程中,工作人员要树立节能减排观念,按照电气节能的规章制度,实施电气节能计划,提高电气节能技术,发挥电气节能技术在建筑工程中的应用,促进节能技术在建筑工程中的发展。

2、建筑电气节能设计中新技术的应用

民用建筑电气工程节能设计中,如何进一步达到更为理想的节能效果,新技术的应用是关键。在我国现代民用建筑电气工程节能设计中,对于各环节的具体设计中都要适时加大对于新技术的开发与应用,尤其是部分高端技术的深入探索,进而实现更为理想的电气节能效果。民用建筑电气工程供配电系统中的节能技术包括低损耗变压器s11、sc10;高效电机Y2;节能耐腐型电缆桥架QGQJ;消除高次谐波装置;克服三相不平衡装置;稳定供电电压开关;浪涌吸收装置;无功补偿电容装置;各种调速节能装置。

在民用建筑场所内使用的多为单相电感性负荷,因其自身功率因数较低,在电网中滞后无功功率的比重较大。为保证降低电网中的无功功率,提高功率因数,保证有功功率的充分利用,提高系统的供电效率和电压质量,减少线路损耗,降低配电线路的成本,节约电能。通常在低压供配电系统中装设电容器无功补偿装置,无功自动补偿按性质分为三相电容自动补偿和分相电容自动补偿。三相电容自动补偿适用于三相负载平衡的供配电系统。

建筑电气工程中的设备监控系统监控对象包括冷冻水及冷却水系统、热交换系统、采暖通风及空调节系统。考虑到投资、设备用房及管理人员综合技术水平等因素,一些设备供应商及专业公司根据客户要求,开发了单项节能技术,如电能管理装置、照明总线控制技术、空调系统节能自动控制装置、电梯群控装置等。《民用建筑照明设计标准》GB50034―2004规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等。照明设计在满足功能要求的基础上,应适度控制照明功率密度,而不宜片面追求过高的照明标准。采用各种节能型开关或装置。如:卧室、客厅等处均可采用调光开关,高级住宅采用节电钥匙开关,公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关,走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关等。根据照明使用特点采取分区控制灯光或适当增加照明开关点,也是一种行之有效的民用建筑电气工程的节能设计方法。

3、建筑电气工程节能设计的注意事项

3.1民用建筑电气工程节能设计过程中,在充分满足!完善建筑物使用功能的前提下,尽量减少能源消耗,提高能源利用率但不以简化功能和降低功能要求为代价。即满足照明的色温、照度、显色指数;满足舒适、卫生及内部通道通畅无阻。

3.2节能应按国情考虑实际经济效益。不能因为强调节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而应该是让该部分增加的投资,能在几年甚至更短的时间内用节能减少的运行费用进行回收。

3.3节能的着眼点,应首先节省无为损耗的能量,尽量减少那些与发挥建筑物的功能无关的能量消耗,再考虑采取相应的措施节能。如变压器的功率损耗,传输电能线路的有功损耗都是无用的能量损耗;又如量大面广的照明容量采用先进技术成果使其能耗降低。

4、结束语

随着社会的发展和科技进步,合理有效地使用电力资源,对建筑工程进行电气节能,才能实现建筑施工的环保化。现代化建设以建筑工程为主,在建筑工程的施工过程中应用电气节能技术,可以有效的提高建筑工程质量和能源使用率。所以对建筑电气工程的设计、施工和运行,采取有效的电气节能技术方法和措施,制定合理的电气节能设计和运行管理方案,才能实现建筑工程的科学发展。

浅谈电气工程的节能设计:民用建筑电气工程的多种节能设计措施浅析

摘要:建筑电气设计存在着巨大的节能潜力,从事建筑电气设计的设计师们在设计中应精心考虑,在满足功能需求的前提下,反复比较设计方案,制定出符合各种技术指标且行之有效而又切实可行的节能措施,从而达到真正节约电能的目的。本文对建筑电气节能设计进行了简明扼要的阐述,并从多个方面进行探讨,力求达到建筑电气整体节能的目的。

关键词:电气设计;建筑节能;技术

引 言

建筑节能涉及多专业技术的发展及不同专业之间的融合,包括建筑设计、建筑维护结构、暖通空调系统、热水系统和照明系统等多方面的技术。电气设计是建筑节能内容之一,目前,有关建筑节能的标准,部分强制性条文规定已引起专业设计人员的重视,但在实际设计中由于各种原因有关节能的条文并未很好的执行,此外节能设计的理念淡薄,有效措施掌握不够,节能措施应用较少等原因也导致建筑能耗居高不下。

1 照明节能设计

公共建筑照明系统的能耗很大,约占建筑总能耗的15%~30%,系统节能不容忽视。利用智能控制技术进行节能,主要体现在照明设计及控制方面。

1.1照明节能设计及控制

针对照明能源的利用,如何做到既满足工作、生活的照度标准要求,又达到节约能源的目的,这是我们在进行照明设计时必须认真考虑的问题。照明设计,首先离不开对照明空间的了解,确定采用何种照明方式。确定了照明方式后,应考虑照明光源的种类。

在建筑中,哪些区域或部位需要设置何种照明,需要根据建筑本身的特点和使用情况来确定。概括起来主要从两方面进行:

(1)照明光源的选择。主要考虑以下几个要素:光效、色温、显色指数、光源寿命和价格。这是在照明设计中做到切合实际应用很重要的要素。在民用建筑中,主要应用的光源是荧光灯,随着技术的发展,一些新的光源也逐步推广,例如光纤照明、LED灯等。各种光源均有其应用范围,但必须做到设计合理。有些节能光源,例如紧凑型荧光灯,它是替代白炽灯的最理想光源。虽然一次性投资较高,但从长远的效果来看,考虑灯具的寿命以及能耗,其综合效益远高于白炽灯。在工程实际应用中如何合理地选择光源,应根据工程的具体性质、使用的场所、人员的视觉要求、照明的数量和质量来确定。

(2)照明灯具及其附属装置的选择。光源必须配备各种灯具,才能真正体现其实用价值。因此在照明设计中,应注意选择控光效果好、效率高的灯具;还应注意灯具的配光曲线,这是我们进行照明设计时的依据之一,以便对确切的照度值等做到心中无数。要设计好照明,应针对不同面积和高度的房间,计算室空间比RCR(RoomCavity Ratio),然后确定选用宽、中、窄光束的照明灯具,再根据房间中天花板、墙面以及地面的反射系数,求出所选用灯具在该房间的利用系数,这才是较为科学的照明设计的方式。根据计算得出的RCR 值来确定采用何种灯具的配光,采用合理的灯具配光可提高光的利用率,达到节能的效果。附属装置的选择方面主要是镇流器的选型。从荧光灯到HID的高压钠灯、金属卤化物灯,均需采用镇流器。而目前市场上的镇流器种类较多,主要分为普通电感型、节能型电感型、电子型三大类。不同类型的镇流器,其功耗有所不同,在考虑照明节能时,必须认真加以考虑,合理地选择。

1.2 照明标准

房间性质、用途不同其照度标准也不同,设计人员可根据所设计的工程,参照标准值进行设计。若有必要时,也可在标准值的基础上适当加以调整。但不能盲目提高照度标准,以免造成不必要的能源浪费现行国家标准为(GB50034 - 2004)《建筑照明设计标准》该标准提高了照度水平和照明质量,推动了照明领域的科技进步,如优质高效的稀土三基色荧光灯的应用。此外,该标准有利于提高照明能效,推进绿色照明的实施,标准将照明功率密度值的规定作为强制性条文,从而把节能放到了重要位置。

1.3 光源选择

(1) 用细管径直管形三基色T8和T5荧光灯代替T12荧光灯,节能率为25%~35%。

(2) 高度大于4.5m的场所,用金属卤化物灯或高压钠灯代替荧光高压汞灯,节能率为37.5%。

(3) 自镇流紧凑型荧光灯取代白炽灯(40~100W),节能率为30%~75%。

1.4 系统设计节能措施

(1) 采用先进的系统控制方式:一是采用独立运行的二线制控制系统,如ABBi-bus、奇胜C-Bus2、松下全2线式控制系统等。二是采用建筑设备自动化系统,简称BA系统,将照明系统作为BA系统的一个子系统设计。比较而言,方式一的优点是系统独立运行,场景预设与亮度调节灵活,尤其适用于控制点多且功能要求较高场所,而方式二则适用于大空间场所的集中控制。

(2) 荧光灯功率因数应补偿至0.9以上,根据应用场所特点选用节能型电感镇流器或电子镇流器,以便减少配电干线及分支线电流,从而降低能耗。

(3) 照明负荷为单相负荷,要尽可能平衡分接相序,否则中性线电流加大,导致能耗加大。

(4) 利用采光板的昼光照明设计。

(5) 应用声光结合控制装置及宾馆客房用节电装置。

2 供配电系统节能设计

供配电系统的节能设计要考虑方案的合理性、系统设备和供电线路的能耗。

(1) 优化用电负荷计算与负荷分配,选择最佳变压器负载率,从而降低变压器容量,减少变压器损耗。

(2) 采用集中或分散方式进行无功补偿,提高低压侧功率因数,使其大于0.9,减少变压器损耗及配电线路损耗。

(3) 合理确定配电点位置,配电间或配电柜应靠近负荷中心,从而减少电压损失与电能损耗。

(4) 控制各类非线性用电设备所产生的高次谐波,降低高次谐波值,减少变压器、电动机、线路等的电能损耗。

浅谈电气工程的节能设计:现代民用建筑电气工程的节能问题浅议

摘要:随着经济的增长和人们收入水平不断的提高,大部分人对房屋的要求也逐步在提高,而在现代住宅建筑中,人们所要的不仅仅只是居住,更多的是享受家的温暖和对生活的享受。现阶段,节能是个非常热门的词。用在电气设计上也同样有着它的功能和优越。

关键词:住宅建筑电气设计节能

针对现代住宅建筑电气设计上,随着设计师们各自的独具匠心,也用着不同的形式在设计和施工中展现出来,而节能就是最主要的一种形式和做法。现就从电气设计的节能所注意的原则开始,对现代住宅建筑电气设计的途径和措施加以分析。

一、现代住宅建筑电气节能设计的原则

就目前的设计理论和实际来说,建筑电气设计节能应坚持以下两个原则。

1、考虑实际经济效益

节能应根据国情考虑实际经济效益,不能因为注重节能而过高地消耗投资,增加运行费用。

2、尽可能减少无谓的能量消耗

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,也就是舒适卫生;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。

二、现代住宅建筑电气节能设计的途径

1、变压器的节能设计

(1)变压器的损耗主要分为两部分:A、与负载无关的空载损失。B、与负载成平方比的负载损失。变压器有载时,除了固定铁损外,还存在由于电流通过一次、二次线圈的电阻损耗,即铜耗P在不同负载条件下,变压器的总损耗为P之和。

(2)变压器的效率。变压器的效率为输出功率P2与输入功率P之比,变压器的最高效率点是由变压器固有结构的特性、空载损耗P0、短路损耗P决定的。从经济运行的角度考虑,对于季节性变化较大的负葆,宜装设两台变压器,当负葆长时间较低时可停用1台,以保持经济运行。

2、电动机节能设计

降低电动机电能损耗的主要途径,是提高电动机的工作效率和功率因数。在工程设计中,应根据负荷特性考虑选择更为节电的电动机,其关键在于明确负荷是连续的还是断续的,若为连续负荷,要了解电动机的输出功率是否与各种负荷相匹配,如果是风机和泵等平方递减负荷特性,在轻载时打开风门和阀门,采用调速电动机在低速运行可以节约电能。断续负荷时,如果轻负荷时不能停止电动机的工作,则应考虑采用调速装置,即在确定负荷下运行时采用常电源,使电动机在额定转速下运行;而需要低速运行时,考虑采用逆变器变频装置或其他方式调速。

3、照明的节能设计

其中包括:1)充分利用自然光。2)要有交往地控制单位面积灯具的安装功率。照明质量的前提下,一般房间应优先采用高效发光的荧光灯及紧凑型荧光灯;对于高大车间、厂房及体育馆场等的室外照明,一般宜采用高压纳灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。3)推广使用低能耗、性能优的光源用电附件,如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等。4)改进灯具控制方式,采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点,可采取分区控制灯肖或适当增加照明开关点的方法。

4、空调系统的节能措施

1)变风量、变流量控制。2)采用全热式交换器。3)采用循环式供热水设备。4)热电联供节能(爱能岛)系统能源综合利用是提高能源利用率的主要途径。

5、风机水泵的节能要点

风机水泵的节能要点分别是:其一,采用高效风机水泵。其二,设计时注意选型和配套。其三,调速控制流量,减少节流损失。其四,合理设计管网,降低管道阻力。其五,在管网或叶轮上涂敷复合材料。其六,选用节能的计量仪表。最后就是减小叶轮走私和调节入口导向叶片。

三、现代住宅建筑电气节能设计措施

1、采用建筑智能化技术中主要体现在对空调和给排水专业建筑设备的监控。对照明设计及控制方面建筑设备监控系统的功能包括:实现受控机组和设备的启、停控制和必要的连锁操作。实时监测和存储设备运行的工作状态衣故障报警信号,实时监测和采集系统的主要参数,如温度、湿度、压力、流量、监测变配电系统的主要开关状态、电源电压、电流和功率因数等。按预定的控制程序对系统的被控参数进行最佳自动调节,使其运行在相关专业系统设计工艺所要求的设定范围。实现机组的台数控制和优化运行。采用综合措施实现节能运行。在实现自动控制功能的同时,提供远程操作和就地操作的功能。自动形成系统运行报告、设备故障报警报告及设备维修报告。提供的系统运行报告、设备故障报警的实时数据和历史数据记录等均可以图形化界面显示建筑设备监控系统的内宾按系统和设备的功能可分成以下子系统进行监控:制冷系统、热源和热交换系统、空调系统、通风系统、给排水系统、供配电系统、公共照明系统、电梯系统。如在长春滑冰场馆中制冷机组、空调的工作状态的监控,采用一整套完善的控制技术,可以根据不同的环境状况及使用要求,自动调节设备运行台数或参数,降低能耗,同时保证冰面质量。

2、采用高效低能耗的设备,提高能源的利用效率,从而进一步降低能耗

在电力系统设计中,应首先考虑选用高效节能的产品,以期降低系统自身的能耗,供配电系统的节能设计: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,做到系统尽量简单可靠,操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心,以缩短配电半径减少线路损耗。合理选择变压器的容量和台数,以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器,实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗,提高系统的功率因数,减少无功在线路上传输,以达到节能的目的。系统中的用电设备,如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感,会产生滞后的无功,需要从系统中引入超前的无功相抵消,这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备,在线路上就产生了有功损耗。这部分损耗是可以想办法改变的,其措施有以下两种。第一,提高设备的自然功率因数,以减少对超前无功的需求。第二,安装无功补偿装置。民用建筑中,容量大且负荷平衡的负荷实行就地补偿,这样才能使线路上的无功传输减少,达到节能的目的。

3、采用新技术、新产品,合理开发和利用新能源

为了达到节能节水节电,空调和给排水专业的工程技术人员均在考虑如何采用新技术,在满足建筑功能和专业工艺要求的前提下达到节能、节水和节电的效果。在对这些新技术的供电和控制过程中,需要工程技术人员对这些技术的工艺有深刻的理解,才能做到符合工艺技术的要求。

随着变频设备技术的完善和价格的降低,变频器已在给水系统中广泛使用。锅炉房给水系统能耗较大,如何解决锅炉运行中的给水系统节能问题,是一个不可回避的实际问题。经过与工艺专业沟通以及深入实际的调查,设计中采用变频器控制给水泵的工作状态,取得了较好的效果。

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