现代建筑电气节能技术

【摘　要】近年来,随着节能减排,降低能耗等观念的不断推广和深入,采取节能技术减少不必要的电力和能源浪费成为现代建筑电气设计的新趋势.目前,建筑电气节能技术的应用已形成了一系列规范化的体系.因此,研究在不降低建筑功能标准的前提下,通过合理配置电气设备,选择节能的电气原件、提高设备利用效率等方式是提高现代建筑电气节能效率是很有必要的.

【关 键 词】建筑；电气设计；节能措施

0.引言

近年来,随着节能减排,降低能耗等观念的不断推广和深入,采取节能技术减少不必要的电力和能源浪费成为现代建筑电气设计的新趋势.目前,建筑电气节能技术的应用已形成了一系列规范化的体系.因此,研究在不降低建筑功能标准的前提下,通过合理配置电气设备,选择节能的电气原件、提高设备利用效率等方式是提高现代建筑电气节能效率是很有必要的.

1.现代建筑电气节能相关理论

1.1现代建筑节能技术基本概念

建筑节能技术起源于20世纪70年代,主要原因是能源危机在世界范围内的蔓延,导致建筑节能技术研究在全世界全面展开,而通过节能设计和降低建筑自身能耗达到节能效果也被逐渐被认同和确信.现代建筑节能技术就是在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下,通过对建筑物的冷热源系统、空调系统、送排风系统、供配电系统、给排水系统、电梯、照明等机电设备进行实时监视和优化管理,提高设备利用率和管理水平,使设备始终处于最佳运行状态,减少不必要的浪费,从而达到有效节约电能的目的.

1.2现代建筑能耗的主要来源

调查及统计资料显示,现代建筑能耗占据全社会能耗的27%,成为节能减排的新重点.通过分析建筑能源的消耗发现,能耗主要产生在如下几个方面：

1.2.1现代建筑中的电力变压器能耗

根据建筑的规模和功能不同,现代建筑中都需要选择不同类型、规格、数量的变压器,统计显示,发变电系统中,变压器电能损耗占总发电量的10%,同时,变压器的损耗占建筑电能线损的50%,变压器的损耗主要包括有功功率损耗、无功功率损耗、综合功率消耗三种类型.因此,研究节能型变压器,提高变压器的运行效率和经济性,对降低建筑物电气能耗是十分重要的.

1.2.2现代建筑中电力电缆的能耗

由于电线内部电阻的缘故,电力在传输过程中会以热的形势消耗一部分,这部分能耗与电缆的长度、电力的传输距离、线缆的型号、品牌、导体截面等直接相关,因此,在综合考虑线缆的造价成本、施工成本与节能效率的前提下,可有效减低建筑能耗.

1.2.3现代建筑中照明部分的节能

资料统计显示,我国电力消耗中的1/6是被照明消耗的,提高照明系统的能效水平无疑将较大幅度降低照明能耗.建筑照明节能的原则就是在保证照明质量的情况下,通过照明节能设计,充分利用自然光、太阳能等一系列手段,减少建筑照明中的能量消耗.

2.现代建筑电气节能措施

2.1对建筑电气系统的优化设计

在建筑电气系统设计时,要根据各项电气系统的区别进行电气负荷计算和电气节能设计.在设计前,设计人员要深入现场,详细了解建筑自然环境、日照、光照条件等因素,加强与业主的沟通,仔细了解业主对建筑照明的要求,本着以人文本的原则,综合建筑物功能、结构、环境等方面的因素,选择最佳的技术和最优的技术方案,同时,设计人员要加强学习和沟通,及时掌握最新的节能技术,并将其应用到电气节能设计当中.对电气设计成果要引入第三方的检查和审核机构,对图纸的科学和合理性进行审核,提高图纸的设计质量水平.

2.2合理选择建筑用变压器

为降低变压器的有功功率损耗,提高变压器运行效率,降低变压器的总体能耗,必须综合考虑变压器的型号、规格、数量等参数以及工程前期投资的成本,科学合理的选择变压器,以降低建筑的整体能耗.首先,在配电侧应采用环形供电网络,在运行侧应采用并联的方式应对建筑用电荷载的季节性的变换；其次,在昼夜用电变化大建筑中,变压器应非晶态合金得铁芯,该类型同容量变压器可降低80%的电力损耗；第三,应根据负载选择变压器的负载率保持较高,在实际应用中发现,变压器负载率在75%-85%为时,其投入和产出比,既能有效的节能,同时也保证变压器的投入不会浪费；最后,尽量选用大容量的变压器,使变压器在运行时的负载率尽可能接近最佳负载率是提高变压器的技术经济效益和搞好变压器节能的根本性措施.

2.3合理选择电线和电缆

供电方式和线缆截面积是影响建筑内部线缆电力消耗的两大直接因素,实验表明,4%的输入电能在线缆环节被消耗,在电能通过线缆传输过程中,会产生有功功率和无功功率的损耗,因此,除了选用电阻率较小的铜芯导线做线缆外,还要从以下几个方面降低电线和电缆的电能损耗：首先是要减小建筑总线缆的使用长度,线路设计尽量点到点,走直线,同时避免线路走回头线.变压器的设计安放位置应尽量位于建筑的中心,使得从变压器到各个负载的距离均最短,高层建筑的低压配电间应尽量位于竖井附近,保证配电间到干线的距离最短,不会出现回头线；其次需要增大导线的截面积.在综合计算经济效益和节能效率的情况下,设计选用的长线路当增加一级截面所增加的线缆成本可通过增加后建筑解决在三年内平衡时,可将满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面再加大一级.

2.4建筑用电动机节能的途径

建筑用的电动机主要是风机、水泵等为建筑提供整体通风和高层输水的电动设备,根据建筑的功能不同,该部分设备的耗能比也有很大的区别.资料显示,高层星级酒店水泵的耗电量占总耗电量的30%左右.因此,降低该部分的能耗也是很有必要的.首先在电动机的选择是要高效率的电动机,以提高电动机的工作效率和功率因数；其次,要根据荷载的负荷特性,使得电动机的运行于电动机的负荷特性相匹配,保证电动机的工作效率；第三选用软起动器的电动机设备,软启动器在电动机启动过程中启动平稳,启动后可保证设备全压投入运行,可有效降低能耗,提高电能的转化效率和设备的使用效率.

2.5提高功率因数

在建筑电气设计中,对于容量超过10kw的大型设备和供电距高在20m的情况下,应采用就地补偿方式,选用就地补偿装置以减少无功功率流动引起的损耗.对直流设备的供电和励磁,应采用硅整流或晶闸,空载率大于50%的电气设备,应安装空载断电装置,降低不必要的电能损耗,对连续运行的大型电气设备,应安装空载自停控制装置,大型非连续运转电气设备,宜采用电动调节风量、流量的自动控制方式,以节省电能.

2.6合理选择节能光源

节能光源的选择是最直接也最明显也最方便的建筑节能措施,资料统计显示,荧光灯的发光效率是白炽灯的4-5倍,寿命是白炽灯的7-8倍,而且具有结构简单、光效高、发光柔和、寿命长、无频闪和无电磁辐射等优良性能,在现代建筑中得到广泛的应用,对提高建筑的节能效率起到重要的作用.同时高压汞灯、高压钠灯、高显钠灯、金属卤化物灯等高强气体灯近年来也在建筑中得到了广泛的应用和普及,对减低建筑物能耗,提高电能利用效率起到了重要的作用.

3.结论

节能减排,减低能耗是现代建筑设计的必然选择,是提高建筑物的整体设计水平,降低建筑物运行维护成本的必要途径.本文通过分析建筑节能的基本概念和能耗因素,提出了建筑电气节能的具体措施和手段,其结果对指导现代建筑电气节能设计重要指导意义.

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