淺談建筑電氣節(jié)能設(shè)計原則及技術(shù)措施
張遠
摘要:本文通過介紹建筑電氣節(jié)能設(shè)計的適用性、節(jié)約性、節(jié)能型三原則,詳細闡述了建筑電氣設(shè)計中的線路損耗、變壓器的選擇、照明節(jié)能、電動機節(jié)能等4項技術(shù)措施。
Abstract:This assay instruct the three principles of electrical energy saving design, applicability, economy and energy-saving features. The paper focuses on four technical measures in the design of building electrical energy: the line losses, transformer option, lighting energy saving and electromotor energy saving.
關(guān)鍵字:電氣節(jié)能 設(shè)計原則 節(jié)能措施
Key words:electrical energy saving principles of design measures of energy saving
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國對能源的需求越來越大,各類能源都處于供不應求的狀態(tài),但是能源的浪費又是一個很普遍、很嚴重的問題。特別是有一大批大型、特大型公共建筑和規(guī)模日益擴大的住宅小區(qū)在興建的過程中沒能把節(jié)能放在應有的重要位置上,造成了能源的巨大浪費。長此以往,我國將面臨更為嚴峻的能源危機。
其實,近年來,國家及相關(guān)部門已經(jīng)深切認識到節(jié)能問題的重要性和緊迫性,建筑節(jié)能工作已經(jīng)全面展開并不斷深化,建筑節(jié)能技術(shù)不斷進步,建筑節(jié)能的設(shè)計標準也在不斷的完善。而且隨著社會的發(fā)展和進步,公眾節(jié)能的意識不斷增強,節(jié)能的理念也越來越為更多的人所接受。
建筑節(jié)能實際上是一項十分艱巨而復雜的工作,它甚至比某些建筑智能化系統(tǒng)的應用更為困難。因此,要想在建筑節(jié)能方面有所收獲的話就要對其進行系統(tǒng)、全面和綜合的分析、研究、實踐。在此,筆者將就建筑電氣節(jié)能技術(shù)的原則及措施加以簡要論述。
1、 建筑電氣節(jié)能的設(shè)計原則
1.1適用性原則
所謂的適用性原則就是在滿足為建筑物內(nèi)的良好的人工環(huán)境提供必要的能源,為建筑設(shè)備提供必須的動力,為用電設(shè)施提供可靠的負荷容量等條件的情況下,優(yōu)化供配電設(shè)計,從而促進電能的合理化運用。也就是說不能因為節(jié)能而影響建筑物的整體功能。要保證建筑物照明的照度、色度及顯色指數(shù);要滿足建筑物舒適衛(wèi)生的良好環(huán)境;滿足各處運輸通道的暢通無阻等等。
1.2節(jié)約性原則
所謂的節(jié)約性原則就是指在電氣節(jié)能設(shè)計中要充分考慮到實際的經(jīng)濟效益,不能因為節(jié)能而過高的消耗投資,增加運行費用。而是要科學合理的選用節(jié)能設(shè)備和材料,爭取實現(xiàn)用較低的投資得到最大的經(jīng)濟效益。使因節(jié)能而增加的投資可以在最短的時間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運行費用收回。
1.3節(jié)能性原則
所謂節(jié)能性原則就是要節(jié)省無謂消耗的能量。首先要找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物的功能無關(guān)的,在考慮采取什么措施節(jié)約能源。如著眼于電氣設(shè)備自身的電能消耗、變壓器的功能損耗、傳輸線上的電能損耗等方面。
總之,筆者認為節(jié)能設(shè)計應該把握“滿足功能、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進的原則”。
2、 建筑電氣的節(jié)能技術(shù)措施
建筑電氣節(jié)能技術(shù)包括的內(nèi)容比較多,以下就幾個方面簡略闡述其節(jié)能措施。
2.1供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施
當線路上有電流流過時,由于線路上電阻的存在,勢必會產(chǎn)生有功功率的損耗。因此,線路傳輸上的損耗是電能利用率低的一個重要原因。要想減少此類損耗主要著眼于四個方面。第一、選用電導率較小的材料做導線。通常選用銅芯線纜,但考慮到要節(jié)約用銅,也可以改為采用新型的銅鋁復合材料線纜。第二、減少配線的長度。因此在布線時盡量使線路走直線,低壓線路要不走或者少走回頭線,變壓器要盡量接近負荷中心,減少供電距離,且低壓配電的供電半徑不要超過規(guī)定。第三、增大導線截面。對于比較長的線路在滿足載流量、動熱穩(wěn)定、保護配合、電壓損失等條件下,可根據(jù)情況加大一級線纜的截面。第四、合理調(diào)劑季節(jié)性負荷。也就是要使供電線路得到充分的利用。如將空調(diào)風機、風機盤管與一般照明、電開水器等計費相同的負荷集中。
2.2變壓器的節(jié)能措施
變壓器的主要作用是變換電壓,但它在升降電壓和傳遞電功率的過程中自身要產(chǎn)生功率的損耗。所以,變壓器節(jié)能的實質(zhì)就是降低有功功率的損耗,提高運行效率。因此,變壓器的選擇就顯得尤為重要了。在選擇變壓器的容量和臺數(shù)時,應根據(jù)負荷情況,綜合考慮投資和年運行費用,對負荷合理分配。筆者認為應該選用S(C)9、S(C)10等新型節(jié)能變壓器,因為它們都是選用高導磁的優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片和先進工藝制造的新系列節(jié)能變壓器,可以顯著降低變壓器的損耗。
2.3照明節(jié)能的措施
首先,要充分利用好自然光線,這是照明節(jié)能的重要途徑之一,在設(shè)計中電氣設(shè)計人員應與建筑設(shè)計人員密切配合,做到充分合理的利用自然光,使之與室內(nèi)人工照明有機的結(jié)合。另外,在照明設(shè)計時,要盡量增加照明燈的開關(guān)點,減少每個開關(guān)所控制的燈的數(shù)量,這樣便于人們的管理,有利于節(jié)約電能。至于室外的照明系統(tǒng),宜采用光電感應器或定時器等來替代傳統(tǒng)開關(guān),以此來節(jié)約電能。
其次,控制單位面積電氣照明的安裝功率。按照照明設(shè)計規(guī)范的視覺要求、照度標準、照明功率密度等,在滿足照明質(zhì)量的前提下,應優(yōu)先選用高光效節(jié)能型燈具。例如,一般房間(場所)應優(yōu)先采用高光效熒光燈(T5,T8等)及緊湊型熒光燈,高大車間、廠房及體育場館的室內(nèi)照明一般采用金屬鹵化物燈,室外照明一般采用高壓鈉燈。
最后,要使用低能耗、性能優(yōu)的光源用電附件。如節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子鎮(zhèn)流器、電子變壓器以及電子觸發(fā)器等等。
2.4電動機在運行過程中的節(jié)能措施
在建筑電氣中的電動機都是與暖通、給排水等工種的設(shè)備配套的,由設(shè)備制造廠商統(tǒng)一供應的。因此,其節(jié)能措施只能貫徹在運行過程中,除了用就地補償電容器以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗外,還應減少電機輕載和空載運行。因為,在這種情況下,電機的效率是很低的,消耗的電能并不與負載的下降成正比。采用變頻調(diào)速器,使其在負載下降時,采用變頻的方式,自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,使其與負載的變化相適應。采用這種方式,可提高電機在輕載時的效率,達到節(jié)能的目的。但這種設(shè)備的價格偏高,所以在使用中有一定的限制。此外,還有一種節(jié)能方式,就是使用軟起動器。軟起動器是按起動時間逐步調(diào)節(jié)可控硅的導通角,以控制電壓的變化。由于電壓可連續(xù)調(diào)節(jié),因此起動平穩(wěn),起動完畢,則全壓投入運行。此設(shè)備也可采用測速反饋、電壓負反饋或電流正反饋,利用反饋信息控制可控硅導通角,已達到速度隨負載的變化而變化。因此,它要求散熱、通風措施完善。它的價格也要比變頻器便宜,在水泵系統(tǒng)中的大容量電動機的控制設(shè)備中可以應用。
3、 總結(jié)
近年來,為了解決能源浪費問題,新一代建筑電氣技術(shù)正在試圖采用各種先進的控制方式對傳統(tǒng)建筑電氣設(shè)備進行有效的控制?梢哉f建筑電氣的節(jié)能在技術(shù)方面還是有很大的上升空間和發(fā)展?jié)摿Φ。另外要特別注意的是在選用節(jié)能新設(shè)備時,應具體了解其原理、性能、效果,從技術(shù)、經(jīng)濟上進行比較后,再合理選定節(jié)能設(shè)備,以達到有效節(jié)能的目的。
而且筆者認為建筑電氣的節(jié)能問題應該得到國家更多的重視。如進一步完善建筑節(jié)能的相關(guān)標準,規(guī)范建筑節(jié)能的設(shè)計、施工、驗收、使用、維護等各個環(huán)節(jié),規(guī)范行業(yè)管理,制定可操作性強、便于實施和審核檢查的一整套科學體系等,從而推動建筑節(jié)能沿著平穩(wěn)有序的軌道健康發(fā)展。
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