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摘要:随着我国城市化进程的持续推进,城市体量迅速扩大,城市能源消耗量面临前所未有的压力,目前,能源和资源已经成为制约我国未来发展的一大关键瓶颈,工程建设行业是典型的高能耗行业,随着工程建设设计标准的升级,其能耗指标呈现出逐年下降的良好态势。本文从建筑电气的节能降耗设计角度切入,阐述建筑电气节能降耗设计的基本方法,重点从供配电过程损耗、系统节能等方面给出具体的意见,针建筑电气设计给出针对性的节能设计方案,从而进一步完善建筑电气的节能设计工作。
关键词:建筑;建筑电气;节能;设计
引言
在建筑上运用可以节省电气的节能设计采用节能电气设计,也不仅可以提升能源实际的利用效率,减少能源消耗,而且让建筑完成电气系统的全面经济运行。所以,在建筑电气进行设计时应该由从电气使用的具体情况作为切入点,依据本地实际的供电情况,全面考虑每个层面节能的落实,在保证其功能完整且可以正常使用的条件下,建筑电气对于电气的使用实施采用节能设计,从而完成使建筑更加低耗能、高节能的运行。
1建筑电气节能现状及存在的问题
我国建筑节能体系起步较晚,于1986年才颁布了第一部有关建筑节能降耗的行业法规:《民用建筑节能设计标准》,这与美国、英国、加拿大等发达国家在建筑节能方面相比,有较大的差距,也存在着诸多的问题需要解决:(1)存在不合理的建筑电气设计现象。合理的建筑电气工程设计能够大幅降低电气系统的能耗,但是具体的实施过程中,有些设计单位和设计人员对此不够重视,或有些工程设计周期较短,设计人员忽略了节能设计的质量,这都会增加能源的消耗。(2)建筑节能相关标准、规范不够系统和全面。目前,我国还未对建筑节能的相关标准、规范进行全面系统的概述,这导致部分工程在实际执行过程中造成选型不合适,如建筑照明系统的光源选择不合理,一味提高照明照度,造成能源浪费;电气系统选用导线、电缆不合适,造成线损较大;变压器选择容量与实际工程不匹配,或者选择变压器规栺、型号不合适,造成运行效率偏低,电能损耗严重。(3)存在较多技术方面的问题。例如,有些电气设备长期工作在非高效范围内,增加了电能的消耗;空调系统不合理的系统设计导致其工作效率偏低,电能浪费严重。(3)变频设备在供电系统中的过量使用,会对电网系统造成谐波分量所占比重加大,不但会影响电气设备的使用寿命,还会造成电能的浪费。(4)许多建筑电气设备的调节装置不完善。例如,水泵、风机等设备的开关控制仅存在手动控制模式,无节能控制模式,这导致设备长时间的运行增加了电能的损耗。随着社会的发展,近年来我国建筑节能工作在各方面都取得了长足的进步,节能的重视程度逐渐加深,在相关部门和各行业的共同努力下,我国出台了多项支持建筑节能的政策及标准。例如,《建筑节能施工质量验收规范》、《绿色建筑评价标准》、《全国民用建筑工程设计技术措施——建筑节能专篇》等。这些建筑节能标准的实施,为建筑电气节能的发展提供了保证。
2建筑电气工程的节能设计
2.1变压器节能设计
变压器中的节能设计应考虑到具体当前的技术水平,也应确保正常运行期间的安全,所以在此运行的过程中,应先在达成满足变压器所提出的要求之后,再将能耗与成本降到最低。在具体的设计中,应尽可能挑选较为低能耗类型的高效节能变压器,在选择变压器台数与容量时,要将变压器中的负荷率控制到70%~85%之内。结合建筑电气设计实际过程中,在特定的负荷与容量下,能够适当减少变压器的数量,挑选选择容量相对比较大的变压器,这就既能够实现对能耗损失的降低,又可以把能源运用利用率提升上去,并且减少在经济上产生的损失。
在固定夏季或冬季的气候里,电能负荷过大或是有冲击性负荷时,为了防止对电能质量产生影响,能够设计专业专用的变压器,让其可以在高负荷的气候季节里做到灵活的交换,降低电路产生的损耗,提高经济效益。例如在夏天空调高频率运用的时候,为了降低空调在线路方面产生的电能消耗,为空调设计相应专用的变压器,能够更好地发挥出空调所具有的季节使用性,提高其使用的效益。
2.2做好照明控制设计
做好现代建筑中各种照明设备的设计,对于建筑工程在应用期间的能源利用情况会造成直接影响,而且,也会直接影响到建筑工程在应用期间的使用成本,因此,建筑电气节能设计期间,必须要提高对该项内容的重视。建筑工程照明系统控制方式设计时,可以采取分区控制方式,全面结合区域光照覆盖情况、光量强度,光照时间等各项因素,通过对建筑中照明系统控制方式的合理设计,实现对照明系统的合理控制,达到节能的最终目的。此外,设计人员要全面结合建筑物的具体情况,以及空间的应用需求,在建筑中设计不同类型的照明开关,进而减少电力能耗量[5,6]。区域设计时,可以在不同的区域设计不同类型的开关,例如,可以在卧室、客厅、病房、客房等不同区域设置可以调节照明设备光亮程度的开关,完成对不同区域灯光情况的调节;而在旅客房等区域,则应布置带钥匙的开关照明设备,当取出钥匙时,旅客房将会断电,各种用电器都会停止工作,避免浪费电能;针对建筑工程中的公共空间,在实际设计期间,可以采取集中控制或自动控光的照明设备开关。
2.3减少变压器的功率损耗措施
优先选用节能低损耗变压器能够大幅减少输电线路上的损耗值,一方面能够提高变压器的工作效率,另一方面能够大幅减少输电成本,综合经济效益显著。在变压器选型过程中应明确以下基本原则。1)优先使用损耗指标低、工作效率高的变压器,推荐型号有S9、SL9、SC8几种,按照工作原理有干式和油浸式两种。高效变压器的钢片采用硅合成钢,同时外加45°斜向接缝,能够显著降低变压器内因铁芯涡流而导致的损耗。2)尽量使用绕阻值小的变压器,以降低绕阻上的能量损耗。在成本允许的情况下,优先使用铜线作为绕阻材料,以降低电流通过绕阻时产生的热量。高层及超高层等对防火要求级别更高的建筑,应优先选用干式变压器,常用型号有SG10、SG11、SC6几类。为了稳定输出电压,变压器应具备调压功能。
2.4应急电源设计
应急电源就是应运用在超建筑过程中的实用设施,在碰到突发故障造成的停电或是断电情况时,应急电源设施就可以对建筑中每项设备实施保障,这也可以达成消防所提出的要求。应急电源在具体的运用应用期间就要确保其具有的及时性,也需要保障其具有的智能性。同时应急设施电源也可以在故障断电或是外部断电时快速的启动,实施输电供电,确保建筑中每项设施都能够正常的使用。并且还可以在电气系统日常运行后,实时做好暂停工作,不和正常电流的输送发生冲突,以防出现故障。
结语
综上所述,伴随我国城市化进程的持续推进,大量人口涌入城市,城市能源消耗量面临前所未有的压力,为实现建筑电气的低耗、可持续发展,建筑电气的节能降耗设计理念需逐步深入人心,这对实现建筑电气的节能降耗目标无疑是至关重要的一步。因此,在开展建筑电气的设计及施工过程中,必须以建筑结构的特点为基础,以降低能耗为基本原则,通过输配电系统的节能降耗设计、照明系统的优化配置等方式,切实达到建筑电气节能降耗的既定目标要求;此外,还应持续加强新材料、新工艺的研发支持力度,提出新的节能降耗设计方案,以最大程度发挥建筑电气节能效果。相信在不远的将来,随着全社会节能降耗意识的不断深化,建筑电气的节能降耗效果和益处还将进一步凸显。
参考文献:
[1]钱济强.建筑电气设计的主要内容及节能原则[J].科技创新导报,2007(32):104.
[2]褚振.探析建筑电气施工中绿色节能技术措施的运用[J].陶瓷,2020(07):110-111.