智能楼宇建筑电气节能设计

【摘　要】随着经济、人口增长、工业发展、生活水平提高,一系列的因素促使能源消耗在急剧增加.据建设部和国家建材局相关统计资料表明,目前,我国城市建筑能耗约占整个社会能耗的26%.因此建筑业为应对可能迫在眉睫的能源危机提出了节能的要求,而节约二次能源—电能,也成为民用建筑电气设计的焦点.

【关 键 词】智能建筑；电气设计；节能

针对现代住宅建筑电气设计上,随着设计师们各自的独具匠心,也用着不同的形式在设计和施工中展现出来,而节能就是最主要的一种形式和做法.现就从电气设计的节能所注意的原则开始,对现代住宅建筑电气设计的途径和措施加以分析.

1.现代住宅建筑电气节能设计的原则

就目前的设计理论和实际来说,建筑电气设计节能应坚持以下两个原则.

1.1考虑实际经济效益

节能应根据国情考虑实际经济效益,不能因为注重节能而过高地消耗投资,增加运行费用.

1.2尽可能减少无谓的能量消耗

照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生；满足特殊工艺要求,如,所的一些电气设施的用电,泛光照明及电力用电等.

2.现代住宅建筑电气节能设计的途径

2.1变压器的节能设计

变压器的损耗包括空载损耗和负载损耗,即Pb等于Ρo+β2Ρκ,式中Pb为变压器的有功损耗,Po为变压器的空载损耗,Pk为变压器的有功损耗,β为变压器的负荷率.

Po又称铁损,它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成,是固定不变的部分,它的大小取决于矽钢片的性能及铁芯制造工艺.所以变压器应选用节能型的,如S9、SL9及SC8型等油浸变压器及干式变压器.

Po是功率传输的损耗,即变压器的线损,它决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小,与负载率β的平方成正比.

β2Ρκ用微分求它极值时,当β等于50%时变压器的能耗最小.此时,仅仅是为了节能而没有考虑经济价值.其实变压器实际运行的负荷率是很不均匀的,根据《变压器允许过负荷系数的负荷率最大负荷持续时间关系曲线》可求得变压器的过负荷系数,所以在确定变压器最经济容量时,可按75%-85%的负荷率选择.

若变压器选择容量过大,长期低于经济运行的负荷率,会造成有功损耗的上升,因为其铁损并没有减少.相反,容量过大,铁损增大.为减小变压器损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷的情况下,尽可能减少变压器的台数,选用大容量的变压器.例如需装机容量为2000kVA,可选二台1000kVA,不选四台500kVA.而且季节性变化较大的负荷,当负荷长时间较低时可停用1台,以保持经济运行.

2.2电动机节能设计

降低电动机电能损耗的主要途径,减少电动机电能损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数.在工程设计中应选用高效率的电动机,但是在具体工程中电动机通常都是水暖等专业设备所配套的,由设备制造商统一供应的,所以节能措施只能贯彻在运行过程中.

除了就地电容器补偿以减少线路损耗和无功功率外主要是减少电动机轻载和空载运行,因为在轻载运行下电动机效率是极低的,切实可行的办法是,采用变频调速控制电动机使其在负载率变化时自动调节转速,使得与负载变化相适应,以提高电动机轻载时的效率,从而达到节约电能的目的.

2.3照明的节能设计

照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下,力求减少照明系统中光能的损失,从而最大限度的利用光能.

合理选择照明线路照明线路的损耗约占输入电能的4%左右,影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积.大多数照明电压为220V,照明系统一般由单相二线、三相四线二种方式供电.三相四线式供电比其它供电方式线路损耗小得多.因此,照明系统应尽可能采用三相四线制供电.

合理选择控制开关采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法.根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点.公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关,走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用红外探测开关.

推广使用低能耗、性能优的光源用电附件,如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等.

天然光是免费的光源,充分利用自然光,正确选择自然采光,也能改善工作环境,使人感到舒适,有利于健康.充分利用室内受光面的反射性,也能有效地提高光的利用率,如白色的墙面的反射系数可达70％～80%,同样能起到节电的作用.

2.4空调系统的节能措施

(1)改善围护结构的保温性能.(2)在不降低室内舒适度标准的前提下,合理组合室内空气设计参数.(3)采用循环式供热水设备.(4)使用变频技术使空调设备的输出功率随负荷的变化而变化.(5)合理设计管网,降低管道阻力.

3．现代住宅建筑电气节能设计措施

3.1采用建筑智能化技术中的建筑设备监控系统

楼宇设备自控系统简称BA系统,是以一台微机为中心,由符合工业标准的网络,对分布于监控现场的区域智能分站(即DDC)进行连接,通过特定的末端设备,实现对楼宇机电设备集中监控和管理的专业楼宇自动化控制系统.它是基于现代控制论中分布式控制理论而设计的集散型系统,是具有集中操作、管理和分散控制功能的综合监控系统.系统的目标是对建筑物内大多数机电设备采用现代计算机技术进行全面有效的监控和管理,确保建筑物内所有设备处于高效、节能、合理的运行状态.

整个网络共分,上层一级一台微机工作站,中层一级为若干台区域智能分站(即DDC),下面一级为若干末端设备,包括各种温度、湿度、压力、流量、水位、电压、功率、功率因数等传感器和变送器及阀门、风门、湿度、调节阀等多种执行器件.本系统对建筑物大多数机电设备进行全面、有效的监控和管理,如对空调系统、冷冻机组、变配电高低压回路、给排水回路、各种水泵、照明回路等等的状态监测和启停控制,对变配电高低压回路、电梯系统的状态监测和故障报警.如在绍兴百官广场项目中建筑物内照明设备按需分成若干组别,以时间区域程序来设定开关,以达到节能效果.当建筑物特定区域内有入侵事件发生时,照明设备组作出相应的联动配合.相应区域的照明灯开启同时传给控制中心一帧清淅的画面.