您当前的位置:首页 > 建筑节能

建筑电气设计中的节能探索

来源:中国智能建筑行业协会    最后更新时间:2018-03-05    内容阅读次数:

摘要:建筑电气节能对于建设节约性社会意义重大,对于电气节能设计主要措施,对于供配电系统来说,主要是减少供配电系统的损耗,而对于用电系统来说,主要是减少电器的用电损耗和提高电器的使用效率。

关键词:建筑电气设计;损耗;效率;节能

0引言

随着工业化和城镇化加速发展,建筑业也迅速兴起,导致建筑能耗迅猛递增,建筑节能势在必行。而二次能源———电能在整个建筑能耗当中占有比例非常大,由此,建筑电气节能设计尤为重要。建筑电气节能设计应当至少要满足以下两个条件才有意义:建筑物功能的满足、节省不必要的电源消耗。要达到这个目标,应当采取如下措施。

1减少供配电系统的损耗

1.1合理选择并使用变压器

变压器的有功损耗按计算公式为,ΔP=Po+β2PK,式中:
ΔP———变压器的有功损耗(kW),
Po———变压器的空载损耗(kW)由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成,其值与铁芯材料及制造工艺有关,与负荷大小无关,
PK———变压器的短路损耗(kW)是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损,多称为铜损,它与流过绕组电流的平方成正比,
β———变压器的负载率即变压器实际功率与额定功率的比值

由上式可得:选择节能型的变压器主要依据以下指标:(1)空载损耗低的变压器,可采用S9,SL9,SC8型的;(2)绕组阻值小,可以采用铜芯变压器;(3)负载率设定合理,从理论上来说,β=50%时,变压器的能耗最小,由于Po值是固定的,因此此时减少的是PK值,大量的实践证明,80%的负载率最经济节能。

1.2减少线路的功能损耗

当电网输送电能时,在电网中就产生有功损耗,单一线路有功损耗计算公式为,△P=I2R,式中,
△P———损失功率,
I———负荷电流,
R———导线电阻。

线路上的电流是不能改变的,因此,要想减少线路的功能损耗,只有想办法减少导线的电阻,电阻计算公式为,R=ρ×L/S,式中,ρ为电导率,L为导线长度,S为导线截面积。从上述公式中,我们不难得出,要在建筑电气设计中,减少线路的功能损耗要做到以下几点:

首先,选择电导率小的导线,铜线是比较好的选择。
其次,在设计中,尽量减少导线的长度,尽可能使用直线,尽量少用或者不用回头线,因此要尽可能把配电箱放置负荷中心。
第三:增大导线截面。可按照正常需求的截面,加大一级导线截面,既能减少功能损耗,又能延长使用寿命,并且还能提高用电的安全性。

2用电系统的节能

用电系统的节能对用电者来说,意义更大,而对国家来说,意义也更加长远。在民用建筑中,电能主要消耗在照明和空调空调上面,两项约占总用电的60%~80%。

2.1照明系统的节能

照明系统的节能设计,一方面照度、色温、显色指数要达标,另一方面又要达到节能的目的。由于电气照明设备的耗电量与照明设备用电使用时间、照明设备的损耗、房间面积、照明器数量等因素成正比关系,与照明电气的发光效率成反比关系。因此,照明系统的节能设计可从以下方面来考虑。

2.1.1减少设备使用时间

因此,在设计的时候,楼梯间、走廊这样的公共场所可采用自动控制的方式,做到人来灯亮,人走灯灭。考虑到线路损耗,对于面积小的房间可采用一灯一控或二灯一控;面积较大的房间采用多灯一控的方式。同时,设计时,应充分利用天然光。建筑物靠近室外的部分,在建筑物结构允许的情况下,门窗尽可能开的大些,门窗的玻璃采用选用透光率高的,以充分利用自然光的。非靠近室外的部分,可用导光管、反射高窗或棱镜窗将光线引入需要阳光的地方。以最大限度地减少照明设备的使用时间。

2.1.2提高光源的利用效率

首先要改善环境的反射条件,即建筑物内的墙壁、天顶、地面以及家具的表面尽量光滑、色彩尽量选用浅色。当然考虑到健康因素,屋顶和墙面的光反射系数宜在55%~60%之间,地面宜为15%~35%。其次用高效光源,首选发光率高的光源,如节能灯、高压钠灯、金属卤化物灯、电磁感应灯等,这些光源节能效果及光效都非常显著,因此能够在照明系统的设计环节达到节能的目的。

2.1.3控制照明器的数量

在设计时要考虑建筑类型及功能的实际需要,按照我国照度标准确定最合适的照度,并且要结合房间面积确定照明器数量及布置。在这方面,
我们可以利用先进的照明设计软件,如Dialux,Lumen Designer,Lightscape,AGI32,Calculux,做出精确的计算,以确定灯具的最为合理的布置,在满足舒适的前提下,最大限度减少照明器的使用。

2.2空调系统的节能设计

空调系统的能耗节能主要考虑的因素有如下几方面:空调的制冷负荷、空调水系统和风系统的能耗。因此,减少空调的能耗主要可以通过以下方式来得以实现:

2.2.1减少空调的冷热负荷

空调的冷热负荷主要与建筑物的围护结构,即墙体、窗户以及门扇有关。围护结构隔热性能不佳,则冬季,会有大量的热量通过它而流失,增加房屋的供暖负担,夏季室外的热量不断通过围护结构传入室内,增加房屋的制冷负担。因此,设计时应当控制墙体的传热系数,采用合适的结构和材料降低墙体的传热性能。与此同时,人体感觉舒适的室内温度13℃~23℃,空气相对湿度20%~80%,在满足人体舒适的前提下,要合理确定室内设计参数,以减少空调的冷热负荷。

2.2.2合理选用空调的制冷机组

在空调机组中,制冷制热机组是主要的能耗设备,其能耗占整个空调系统的55%~65%,因此,选择合适的制冷制热机组对空调系统的节能来说
就尤为重要。就目前的技术来说,可选择如螺杆式、离心式冷水机组,这类机组的能效比比较高,最高可达到6.0。

2.2.3降低水系统的电能损耗

空调的冷冻水泵、冷却水泵耗电量可占到空调总能耗的15%~20%。因此,也必须重视空调水系统的节能。在实际的运行中,空调制冷和制热机组
主要处于部分负荷下运行,因此,水系统节能的关键便是随着负荷的变化而改变流量,根据实际经验,宜采用变频调速变流量方法以减少水泵的运行能耗,最大限度节约电能损耗。另外,冷冻水温度越高,冷却水温越低,制冷效率越高,根据这个原理,运行时可提高冷冻水的温度,提高冷却水的温度,通过提高制冷效率达到节约电能的目的。

2.2.4降低风系统的电能损耗

空调风系统的合理设计,也可以节约空调的用电量。这首先需要从建筑设计的总体来考虑,即建筑物的布局及室内设计要尽量通风。设计的时候要充分考虑门窗、进风口以及建筑平面在新风引进中的作用并加以充分利用,以尽量减少空调新风系统的使用。而对于空调系统本身来说,可用温度变风量的方式使送风量随负荷的变化而变化以达到使用时节约电能的目的。

3结语

电气节能是一个系统工程,建筑电气节能设计充分考虑如何在满足建筑物的功能的前提下尽量减少设备使用时间以及提高设备使用效率。这个问题节能设计的出发点,从这个出发点,我们才能够因地制宜地设计合适的节能方案。应当说,建筑电气的节能设计方法有很多种,不啻文中所列,如提高电网功率,采用节能机电产品,智能化控制等等,但万变不离其宗,总的原则仍然是既节约能源又满足建筑物功能的需要。

参考文献:

[1]GB50034-2004,建筑照明设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[2]李先瑞.供热空调系统运行管理、节能、诊断技术指南[M].北京:中国电力出版社,2004.
[3]GB50189-2005,公共建筑节能设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[4]李宏毅,金磊.建筑工程电气节能[M].北京:中国电力出版社,2004.
[5]石兆玉.供热系统运行调节与控制[M].北京:清华大学出版社,1994.
 

56.2K
主办单位:中国智能建筑行业协会    版权所有:中国智能建筑行业协会    
本站所有信息均为会员提供或互联网搜集,如有侵权信息请联系我们删除
您是第 位访问本站的用户

中国足彩网官网