摘要:市场经济的发展对能源的需求量愈来愈大,走可持续发展的战略,就需要从能源的节约方面加强重视。建筑领域是能源消耗比较大的行业,在电气节能设计方面以及对绿色建筑电气技术的应用方面,有助于能源的节约,这对绿色建筑的良好发展也有着积极作用。面对新的建筑行业发展形势,就需要做好电气节能设计以及技术应用的相关工作,以促进建筑电气的节约发展
关键词:建筑电气;节能设计;电气技术
1建筑电气节能设计及技术的意义和遵循的原则
1.1建筑电气节能设计及技术的意义
建筑领域是对能源消耗比较大的行业,建筑电气的节能设计有着重要价值,能源的节约需要从多方面加强重视,注重电气节能的科学化设计,就是走可持续发展道路的重要体现。我国建筑行业对电能的消耗占全国总电能消耗35个百分点以上,面对如此巨大的电能消耗量,这就需要从电气节能的设计环节加强重视,达到最优化的设计目标,才能起到最佳的节能效果。另外,建筑电气技术的应用方面,以绿色建筑电气技术的应用为基础,这对国民经济发展有着积极促进作用。建筑行业的发展给环境带来的污染比较突出,通过合理化的控制好环境污染就能有助于经济的繁荣发展,从而提升市场经济效益。绿色化施工的最终目标是从环境保护以及能源节约的基础出发,减少能源消耗以及污染的程度,这样能对经济的发展起到积极促进作用。绿色建筑施工对科学技术发展也有着积极促进作用,能从整体上提升建筑工程施工质量水平。
1.2建筑电气节能设计遵循的原则
建筑电气节能设计过程中需要按照相应的原则,和实际技术应用需求紧密地结合起来,这样才能有助于提升电气节能设计的质量。需从以下几点原则加强重视:其一,经济性原则。建筑电气节能设计按照经济实用的原则进行落实,建筑电气的节能设计以能源的节约为基础,在经济上能够达到优化的目标,和我国的国情相结合,投人的资金能满足实际的电气节能设计的需求,从而才能真正为建筑电气节能设计质量控制打下基础。建筑电气节能设计需要从长远的角度出发,对新材料设备的应用要加强重视,从整体上提升经济效益。其二,适用性原则。建筑电气节能的实际设计过程中,要遵循适用原则,多运用绿色节能技术,节能技术应用要能和实际应用要求相契合,对建筑物使用者能提供必要支持,绿色节能技术应用所起到的积极作用要能保证、提升建筑电气系统的应用效率。建筑中的一些电气设计要能和当前建筑行业和时代发展的要求相契合。如建筑电气照明系统就要从绿色节能理念的角度出发,减少系统照度达到节能效果。其三,节能性原则。建筑电气节能设计最为基础的就是对能源的节约,所以在实际设计过程中,就要充分注重按照节能性的原则进行落实。建筑电气节能设计能源使用是可控的管理,避免对不必要的能源造成浪费的现象。需要最大程度地降低能源消耗量,而对于不必要的就要通过可循环利用的能源等进行应用,从而保障绿色节能的效果呈现。
2 绿色建筑电气节能设计要点
2.1供配电系统节能设计
供配电系统是电气系统的重要组成部分,关系着终端用电负荷安全性、运行经济性,也是实现建筑居住性和功能性的关键,合理优化的供配电系统设计是绿色建筑电气节能设计的基础。配电系统设计人员应考虑地理气候条件、建筑布局等各种因素,充分调查计算建筑负荷特点、用电量大小等,基于此选择配电系统电压等级、电源位置等,节能措施还包括改进三相不平衡、治理谐波及提高功率因数,本节着眼于上述能耗点研究供配电系统节能设计。
2.1.1电压等级及变配电房位置确定
应根据建筑总用电量确定电压等级,一般来说,当控制功率为定值时,电压越大电流越小。
而计算线路损耗时采用公式为:
P=I2R=I2R0L
式中:I——为线路电流;R0——为单位长度电阻值;L——为线路长度。也就是是说电压的大小决定了电流,而电流又与输电导线长度共同决定了线路的电能损耗,合理选择电压等级即供电半径(即变配电房位置)可以有效减少电能损耗。根据本工程用电设备总容量和单台设备容量确定,供电电压等级采用10kV供电,所有用电设备均经10/0.4kV变压器后配电;变配电房设置在负荷中心。
2.1.2三相不平衡治理
三相负荷不对称导致三相电流(电压)幅值不一致即所谓的三相不平衡现象,其不仅会造成严重的线路损耗,还会带来一系列其他问题,如电机发烫、照明设备寿命缩短和通信质量降低等等。只有当三相平衡,即三相电流(电压)幅值一致,相位互差120°时,才能保证电网的经济性和稳定性。然而绝对的三相不平衡是不存在的,只能控制三相单负荷尽可能分配在三相上,最大相负荷不超过三相负荷平均值的115%,最小相负荷不小于三相负荷平均值的85%,同时采用分相无功自动补偿装置。
2.1.3提高功率因数
功率因数是指用电设备正常运行消耗的电功率与视在功率(电压有效值×电流有效值)的比值,代表了电源的利用效率,功率因数越大,线路损耗越小。在变配电所的低压测设集中无功自动补偿,采用自动投切装置,要求功率因数保持在0.95以上,对容量较大、负载稳定且长期运行的功率因数较低的用电设备采用并联电容器就地补偿,采取静止无功发生器抑制谐波,有效提高电源利用效率。
2.2照明系统节能设计
照明是建筑必不可少的功能之一,照明节能设计是指根据建筑物类型及功能,以不降低视觉效果及照明质量为前提,对建筑物进行照明系统的电气节能设计,最大程度降低电能损耗。照明节能设计主要可从两个方面入手。一方面是合理利用天然采光,太阳能是可再生能源,在进行电气节能设计时,完全可以考虑利用自然光作为白天照明,合理设计建筑门窗,同时还能利用太阳能发电。另一方面是采用智能照明控制系统实现节能,可通过开关控制、调光控制、分区控制、定时控制等手段综合达到降低损耗目的。开关控制也就是照明启停,实现“人来灯亮,人走灯灭”,在本工程中办公室公共区域、楼梯间、走道等场所均按使用需求自动开关灯,应急照明灯应急时启动。调光控制是通过调整灯具敏感程度控制电能使用量,如会议室开会时筒灯与槽灯明亮辉煌,投影时则亮度调暗。
2.3建筑设备节能设计
建筑设备节能设计可从设备的选型和运行两个角度进行,设备选型是指选择适宜的变压器、电动机及电梯配置,设备运行是指控制空调系统、电梯设备等的能耗。变压器是电力系统中必不可少的电气设备,其损耗高达电力系统的50%,可见变压器的选型节能具有重要意义。在选择变压器时,主要依据以下原则。第一,优先选用新型节能变压器,如非晶合金铁芯变压器相较于硅钢片作铁芯变压器空载损耗就下降了80%左右。第二,根据实际使用情况选择变压器容量。第三,尽量保证负荷匹配,轻负荷会导致实际功耗比值增大。从考虑成本的角度出发目前淘汰全部高耗能变压器是不现实的,因此应依据以上原则结合实际情况选择。
结束语
综上所述,建筑电气节能设计和绿色建筑电气技术的应用,是促进绿色建筑电气发展的重要举措,在新的时代背景下,科学技术的进步会进一步促进建筑电气节能设计良好发展,从多方面进行优化提升电气节能设计的质量水平,才能真正保障建筑电气节能设计整体质量水平。
参考文献
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