建筑电气的节能与供配电线路设计研究 郭璘

发表时间:2021/6/15   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:郭璘
[导读] 摘要:在建筑工程中,电气设计非常重要,属于一项系统性的工作体系。
        上海联创设计集团股份有限公司西安分公司  陕西省西安市  710000
        摘要:在建筑工程中,电气设计非常重要,属于一项系统性的工作体系。同时,在建筑电气设计的时候,需要对各个方面进行综合性的考虑,尤其是供配电线路方面,并且结合实际情况,以此满足建筑工程对电气的需求。在建筑电气设计时,还需要注重节能,主要是避免能源的消耗,以此实现良好的功能效益,为建筑行业的发展,提供有利的支撑。
        关键词:建筑电气;节能;供配电线路;设计
        引言
        一般情况下,建筑供配电系统可细分为照明系统和节能系统两大类,这两类同时也是节能降耗设计的关键位置。为进一步控制建筑能耗指标,国家在建筑节能方面已经陆续出台了更加严格的标准和规范,我国在建筑电气节能方面还有较大的空间和潜力,因此,有必要针对高层建筑的电气节能开展针对性分析,从而显著降低当前的建筑电气能耗水平。
        1建筑电气设计中节能措施的主要作用
        虽然我国地大物博,资源丰富,但是由于人口众多,所以人均资源占有量较少。在社会经济飞速发展的影响下,社会对各项能源的需求量不断提升,建筑方面的能源消耗一直居高不下,这便给建筑节能措施的设计提出了更加严格的要求。应用建筑电气设计中的节能措施,一方面能提升建筑电气的节能效果,降低对能源的消耗与浪费;另一方面还能满足建筑的各项性能要求,增强建筑项目的经济效益。
        2供配电线路设计的主要方式方法
        2.1线路路径和长度设计
        在供配电线路设计时,一定要注重线路的路径和长度,确保其供配电线路设计的合理性。1)在线路路径和长度设计时,配电室和电箱应当接近负荷中心,这主要是避免因为线路问题,对供配电线路的运行造成不利的影响。同时,对低压线路半径进行严格的控制,一般情况下(没有特殊要求的话),可以将其控制在200m范围内,以此避免造成不良的影响。2)如果建筑工程的单程面积相对较大的,应当配置2个或者2个以上的变电所。这样做主要是保证供配电线路的稳定性,满足建筑工程的供电需求。在供配电线路设计时,需要在竖井区域设置配电室,这主要是避免支线重合于干线。并且,还需要注意送电问题。同时,一定要保证干线的平直性,以适当减少导线的长度,降低对材料的消耗。
        2.2优化照明设计
        在实际的建筑电气节能降耗设计中,照明部分的优化是十分重要的。通过对照明部分的节能优化,更有利于实现建筑整体的能耗控制。企业与相关工作人员需要在供配电系统、电气线路设计上提高对照明系统的设计与应用,包括照明系统的适宜性、实用性以及节能性。同时,针对相关的标准和要求,展开详细的分析,对建筑设备的类型,以及输电线路的类型进行科学、合理的选择,以此减少不必要的能源损耗。通常情况下认为,在建筑工程中,照明设备的应用,往往具有分布广、面积大的特点,也是建筑工程中能源消耗的主要部分,具有较高的能源消耗比。对此,相关工作人员主要是在合理分析照明系统的基础上,对光源进行合理选择,对照明设置进行科学控制。期间,尤其要加大自然光的应用,以此更好地达到节能降耗的目的。一般认为,建筑电气设计中的节能降耗控制,其原理主要体现在满足基本照明需求和建筑基本功能的基础上,最大限度地减少照明系统电能在输电线导线上的损耗,以此避免浪费和不必要的电能输出。但是,从传统的白炽灯光线上看,往往质量比较差,整体的发光效率也比较低。同时,其在电能上的损耗,也要明显高于其他管线,无法为建筑工程的设计实现节能减排的要求。因此,基于这一问题,企业和相关工作人员在符合国家照度标准的基础上,尽可能地选择更为高效、优质的节能光源,如荧光灯、LED节能灯等。其中,荧光灯光纤的质量明显要更高,并且在电能的消耗上也更少,更经济实用。在建筑电气设计中,通过对照明设备和供电方式的科学应用,能够达到节能减耗的目的,最大限度地减少建筑工程的浪费。

另外,关于照明线路的选择,企业和相关工作人员也可以对三相四线式的供电方式进行应用,以此减少电能损耗。
        2.3电动机节能设计措施
        电机在高层建筑中的应用非常普遍,尤其在通风系统和电梯升降系统中。据不完全统计,电机能耗占高层建筑各类电气设备总能耗量的比重超过65%,因此,做好电机设备的节能降耗对于优化整个建筑内的电气节能降耗工作具有决定性意义。1)合理选定电机类型。若想提高电机的能耗,就必须提高电机有效功率的占比,故应先确定电机的装机容量,本着高效节能的基本原则,应选取容量达标的高效电机,对于异步电机,转子应优先使用鼠笼型。2)选用变频电机。随着电机频率控制技术的快速发展,变频电机已成为节能电机的典范,变频电机在传统恒频电机基础上增加了闭环频率控制系统,当外部负载响应变化时,电机可根据负载工况调整转速,以实现负载与转速的实时匹配。建筑电气领域使用的变频电机通常采用SCR(晶闸管)和GTR两种变频系统。3)无功补偿技术。当电机的电感指标过大时,会影响输电网的电压稳定性,输电网电压变化会反作用于电机,进而影响电机的工作效率。故可使用无功补偿技术提高输电网的功率因子值,具体可通过增设滤波设备或并联电容予以改善。
        2.4优化室内配线
        在改造建筑内部配线工程时,部分电力暗线质量差,导线截面小,对供电质量及用电安全影响非常大。鉴于此,必须优化设计室内配线,室内配线应当满足安全可靠的供电要求,同时确保安装牢固与布局合理,满足标准技术规范。技术人员可以按照线路绝缘层颜色,辨识地线、零线和火线。在选择绝缘导线时,应确保额定电压大于线路工作电压,绝缘性能满足线路安装及敷设环境要求,全面做好防火处理。当导线穿管材质为钢管时,必须做好接地处理。如果多个回路导线集中在同一穿管内,必须确保导线总截面与管内截面比例满足规程规范要求,绝缘导线绝缘电压高于500V。
        2.5供配电节能技术
        在供配电节能技术设计时,应当对边变电站进行综合性的考虑,选择合理的变电站位置、电压等级以及系统接线方式等,以此降低对能源的消耗。同时,需要根据实际情况以及功能,进行无功补偿及谐波抑制器相关设备的配置,这样,才能保证良好的设计效果,并在一定程度上提升其功能性。
        结语
        综上所述,伴随我国城市化进程的持续推进,大量人口涌入城市,城市能源消耗量面临前所未有的压力,为实现建筑电气的低耗、可持续发展,建筑电气的节能降耗设计理念逐步深入人心,这对实现建筑电气的节能降耗目的无疑是至关重要的一步。因此,在开展建筑电气的设计及施工过程中,必须以建筑结构的特点为基础,以降低能耗为基本原则,通过输配电系统的节能降耗设计、照明系统的优化配置等方式,切实达到建筑电气节能降耗的既定目标要求;此外,还应持续加强新材料、新工艺的研发支持力度,提出新的节能降耗设计方案,以最大程度发挥建筑电气节能效果。相信在不远的将来,随着全社会节能降耗意识的不断深化,建筑电气的节能降耗效果和益处还将进一步凸显。
        参考文献:
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