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摘要:现如今,我国是21世纪迅猛发展的新时期,目前世界各国面临能耗过大的严峻挑战,各国先后制定相应技术标准。能源紧缺是我国面临的严重问题,合理节约能源是我国经济持续发展的重要因素。我国建筑业能耗在总能耗中占很大比重,建筑能耗中电气能耗占80%以上,解决建筑电气节能问题非常迫切。建筑电气工程设计中合理运用电气节能技术可以减少建筑结构能耗,节能设计是国家提倡的节能减排指导方针,电气自动化与节能设计目前在电力行业应用不很广泛,需要深入研究电气工程节能技术,促进建筑节能与社会经济可持续发展。
关键词:电气工程;节能设计;建筑节能
引言
相比其他国家来说,我国建筑电气设计方面相对比较传统,并没有特别重视节能技术在建筑电气中的应用,进而不利于我国建筑行业的长远发展。大部分的资源和能源都是不可再生的,一旦消耗过度就会影响到人与自然的平衡。随着人口数量的不断增加,建筑工程的数量也在不断增加,其中如果不能做到建筑电气设计的科学合理,那么势必会造成能源的过度消耗。在实现建筑行业可持续发展的过程中必须坚持以绿色节能为主的理念,尽可能地节约资源同时实现建筑成本的节约,同时也能够提高建筑企业的经济效益和社会效益。但是在建筑电气设计过程中仍然存在设计漏洞,并没有真正地融入绿色节能理念,所以建筑单位应该在不断改革创新建筑电气设计的基础上促进我国绿色节能的发展,在不久的将来实现建筑行业的绿色可持续发展。
1建筑电气设计中节能降耗措施的意义
在实施电气设计工作的过程中,最主要的内容是使用多种措施确保建筑电气节能降耗标准的有效落实,如此一来,就能够在降低建筑物电能损耗的同时,全面保障建筑电气的使用功能。在国民经济快速发展的前提下,工业化水平也得到了明显的提升,能源危机已经成为目前影响社会发展的关键问题。同时,我国作为一个能源紧缺的国家,大量的天然气以及石油等能源仍然需要进口来获取。在实际生活生产中,怎样才能够最大限度降低能源的消耗使各个行业所面临的一项重要问题。建筑领域,在社会能耗中建筑电气能耗占据着重要部分,而且随着经济的快速发展,建筑电气能耗在社会能耗中的占比也呈现出逐渐增长的趋势,如图1所示。据不完全统计,相比于发电设备增长速度,我国电力设备增长速度比较迅猛,这样一来就会加剧我国能源供给的威胁。因此,研究电气节能降耗措施,能够降低建筑电气的能耗或者减缓建筑电气的增长速度,这对社会发展来说意义重大。
2建筑电气设计中节能技术的应用
2.1变压器的节能设计
在建筑物电气设备中,变压器是不可缺少的装置,承载着转变电压的作用,这种转化方式是通过电磁来实现的,而在转化的过程会消耗能源则称之为电损耗。在用电负荷集中时,电损耗消耗能量更大。另外,变压器节能设计的改变(如适当增加变压线圈匝数、降低供电电流,减少功率速损耗等),都会产生空载损耗,因此在电气设计中要选择节能性较好的变压器,同时要充分考虑供电部门的要求,将对投资、年运行费用等合理分配选择相应数量、容量的变压器,重要的是达到高效低耗的目的。(1)合理选择变压器型号。变压器应选用低损耗高效率的干式变压器,变压器不低于SCB11型,可以大幅度地提高配电变压器的节能效率。(2)合理配置变压器。当变压器负载率在50%~70%时,变压器的运行效率最高。故应根据配变所供负荷的特点,计算负荷变化的范围,在同时考虑技术和经济两因素的前提下,合理地配置变压器的容量及台数,这既可减少基本电费和提高运行效率,又能降低变压器损耗。在导线截面一定的情况下,低压线路越长,损耗越大。因此,配电房应设置在的负荷中心;另外,应增加配变的布点,避免低压长距离供电。
(3)采用无功补偿提高功率因数。配电变压器的效率不仅会随着输送有功功率的变化而变化,还会随着负荷功率因数的变化而变化。通常来说,当功率因数低时,变压器效率相应地也降低,此时应对变压器进行无功补偿,可以提高其功率因数,从而大大地减少无功功率在变压器上的传输,以及减少变压器上的损耗。一般情况下,在在功率因数较低时,会采用就地电容补偿或减少感性负载运行。(4)优化变压器运行。对于变压器低压侧网络来说,要合理配置负荷的分布情况,工作人员就需要依托负荷运行情况,及时地切换相关负荷开关,并积极改进和调整变压器的组合形式。这不仅能保证电气负荷供电的稳定性和安全性,还能也高效地降低并联变压器运行过程中所产生的电能损耗。
2.2照明系统
照明系统是建筑电气设计中的一个重点,因为照明贯穿于整个建筑使用过程中。照明环节的节能潜力非常大,所以可以采用的节能管控措施较为多样化,可以从以下几个方面入手,选择合适的光源和灯具。目前市场上的光源和灯具,选择比较多,但不同的光源和灯具其能耗大小是不一样的,主要考虑性能稳定,光源效果好,灯具可循环利用的,在电量对等的情况下,可以有更多的照明光量。比较有代表性的就是LED光源节能灯,但成本比较高,忽略成本因素,我们可以考虑同等价位性价比更高的荧光灯管,当然,对于光源和灯具的选择更多的是根据建筑实际需求而定,不同的建筑场合选择性不同,不能一概而论。对于商业公共区域,我们可以选择直管形荧光灯,这种灯光照效果比较好,覆盖范围较为广,能够最大程度上实现节源需求。小规模场所可以选择小功率的金属卤化物等,造价成本偏低,且照明效果相对来说比较理想。优化灯具的控制方式,灯具控制方式的不同所产生的能耗也是有差别的,公共区域的照明,我们可以采用统一调控的方式,集中化控制,然后分区、分组控制,在不影响正常照明的前提下,实现自动照明调控需求,灵活调控灯具照明,减少不必要的电量流失。在宾馆、酒店等区域,设置了很多常用电器,可以设置一个节能控制总开关,当用户需要使用该区域的时候再照明,实现多功能电源切换,降低电能损耗。
2.3供配电设备
供配电系统的设计必须具有科学性,以保证系统能够维持稳定运行的状态,同时其操作也应当具有便捷性,兼顾用电设备、供电距离等方面的因素,从而采取科学的配置方案。结合经验,需以负荷中心为基准,将变配电相关装置布设于周边区域,此举的优势在于可缩短供电距离,节省线路,减少电力资源在传输途中的电能损耗。对于变压器的选择,需以建筑用电需求为基本依据,满足季节性变化的要求,提高居民建筑用电的合理性。此外,功率因数也应当成为重点考虑对象,理论上,在提高功率因数后有助于减少能耗量。电能的传输需以电缆或电线为基本载体,而线缆存在一定的电阻值,因此,电能传输途中存在线路损耗,此问题难以从根本上避免,但可以通过科学的措施有效提高回路中的有功功率,减少无功功率,从而达到降低能耗、保护线路等多重效果,结合既有设计及施工经验,皆在降低设备的无功功率,同时显著提高其功率因数等指标。
结语
电气工程节能核心是将合理节能技术应用于工程中,随着绿色建筑的推广,节能减排在电气设计阶段更加常见,建筑电气工程节能设计具有广阔研究空间。应用建筑内的节能产品丰富,如何合理安排成为电气设计阶段的重要课题。本文论述建筑电气工程节能设计的意义,分析国内外建筑节能技术发展现状,介绍建筑电气工程节能设计的应用。电气技能技术应不断进行技术创新,促进电气节能技术的发展。
参考文献:
[1]施韬.建筑电气工程设计的节能措施[J].农家参谋,2020(20):113.
[2]阿达来提•阿布力克木,帕尔哈提•麦麦提.电气工程自动化信息技术及其节能设计分析[J].电子测试,2020(18):127-128.