建筑电气设计中的节能措施探讨 孟佳

发表时间:2021/4/9   来源:《基层建设》2020年第29期   作者:孟佳
[导读] 摘要:电气系统是建筑的重要组成部分,直接关系到自动化系统的稳定性与人性化生活环境的质量。
        中国中元国际工程有限公司  北京  100089
        摘要:电气系统是建筑的重要组成部分,直接关系到自动化系统的稳定性与人性化生活环境的质量。同时,大量研究表明,电气能耗是建筑能耗的主要形式,在电气设计时,充分考虑电气节能降耗措施,对降低建筑整体能耗具有十分重要的意义。基于此,文章分析建筑电气设计中节能降耗措施的意义,系统总结了建筑电气设计中节能降耗措施,以供参考。
        关键词:建筑电气设计;节能;措施
        引言
        电气节能设计不但能够节约能源,减少温室气体排放,还能缓解能源紧张,缩减成本开支,推动建筑行业电气工程的发展,因此有着非常重要的现实意义。
        1建筑电气设计中节能降耗措施的意义
        建筑电气节能降耗设计的主要内容是电气设计期间采用多种技术措施严格落实建筑电气节能标准,在实现建筑电气各项使用功能的同时实现最大限度减少建筑电气能耗。随着国民经济的快速发展,工业化水平逐步提升,能源危机已成为当今限制社会发展的关键问题。同时,我国又是一个能源紧缺的国家,石油、天然气等大量依靠进口。在实际生产生活中,如何最大程度降低能耗是摆在各行各业面前的一个重大突出难题。在建筑领域,大量研究表明,建筑电气能耗是社会能耗极为重要的组成部分,并随着经济的发展,其在社会能耗中的占比还呈现出上升趋势。据不完全统计,我国电力设备增长速度较发电设备增长速度更为迅猛,这无疑会对我国能源供给造成严重威胁。因此,开展电气节能降耗措施研究,降低建筑电气能耗或减缓其增长速度对社会具有极为重要的意义。
        2国建筑电气节能技术的应用现状
        建筑电气系统的运行需要合理的电能供应,虽然我国电力事业发展起步较晚,节能技术还存在较多不足之处,但随着技术的进步,针对电气节能技术方面的研究逐渐加大,电能科学管控得到提升,有效地缓解了电气系统运行中存在的能耗问题。另外,节能环保理念的推广和落实,宣传力度的不断加大,使民众加强了对节能的重视,这为节能技术在电气设计中的落实奠定了基础,有效推动了建筑行业的可持续发展。
        3建筑电气设计中的节能措施
        3.1使用绿色节能设备
        普通建筑中,消耗电能最多的电器设备主要是用电器,数据统计显示电器的电能消耗量占建筑电能的消耗总量为70%。从这个角度看,为降低建筑总体电量能耗,务必要减少用电器的耗电量,这是实现节能的最基本途径。现在最常见的节能设备包括低能耗制冷系统、低功耗照明系统和定时开关系统,为了保证建筑电能供应充足,某些高层建筑还在顶楼安装风力发电设备,这些措施都很好地降低了建筑的总体能耗。对于设施配备完善的建筑,可以更换电器,采用更加节能、功率更低、发热量更少的电气更换现有用电设备,可以实现节能减排的目标。
        3.2供配电线路节能降耗技术措施
        建筑电气系统供配电线路设计应在综合考虑机电设备负荷容量、机电设备特性、机电设备空间分布、供电距离等因素的基础上进行科学布线。布线的基本原则:整个供配电系统做到清晰、简单,配电级数宜小于三级,并应加强研究供电线路节能技术措施,这是因为支干线路错综复杂且总长度普遍在万米级别,线路电能损耗不容小视。相关人员应当在导线类型选型、减少输电线路长度、增大线缆截面、采取就地无功补偿措施四个方面加强方案优选。(1)优选导线类型。优选导线类型的依据是选用的导线型材具有较小的电导率且经济合理。大量研究表明,铜芯电缆较铝芯电缆具有电导率更小、输电效率更佳、成本偏高的特点。设计供配电线路时,应兼顾铜芯电缆的高效性和铝芯电缆的经济实惠,例如,在负荷量较大的线路采用铜芯电缆,在负荷量较小的线路采用铝芯电缆。(2)优化输电线路长度。在进行变配电所的选址时以其尽可能与负荷中心更近、低压配电室尽可能与建筑强电竖井更近为原则,因为这样可以有效缩短馈电线路距离,进而降低线路电能损耗。(3)增大线缆截面。

在对难以靠近馈电系统的部分机电设备进行导线类型优选时,应在综合考虑线路载流量、电压降、热稳定、保护需要等基本功能的基础上,根据工程实际情况适当增大线缆截面以达到降低线路损耗的目的。(4)采取就地无功补偿措施。在对无功功率需求较大、距离配电所较远的电气设备线路设计时,可进行就地无功补偿设计,从而在保障电气设备运行稳定的基础上有效降低无功传输损耗,实现节能降耗。
        3.3照明系统的节能技术
        在高层建筑的电气节能技术应用中,应该考虑到对照明系统节能技术的应用。在传统的高层建筑中,照明系统的能源消耗是十分巨大的,对于建筑整体的节能效果有着很重要的影响。应用照明系统的节能技术,应从以下三个方面进行考虑:第一,充分地利用阳光。太阳光是目前最有效且免费的光源,对于太阳光的合理利用,可以大大减少电气的能源消耗,从而提升高层建筑的环保效果,另外,还可以降低照明成本,使得高层建筑的经济效益大幅提高。对于高层建筑的内部照明设备,应该增加窗户的面积,使得太阳光能够更多地引入建筑内部,可设置一些侧窗、天窗以及光栅板等,提高阳光的入射效果,实现更好地照明。第二,配置合适的灯具。在进行灯具的选择时,应该根据实际的照明需要选择光效适合的灯具。对于阳光能够照射到的地方,应该设置一些光效较暗的灯具,从而更好地配合太阳光,实现高效照明的同时,提高高层建筑的节能效果。而在走廊或者门厅处,由于较为昏暗,太阳光的照射不足,因此,需要设置一些亮度较大的节能灯具,实现高效的照明效果。第三,选用一些节能高效的电器附件。通过选择一些节能型的电子触发器、电感镇流器等,对照明灯具进行控制,在光线充足时减少灯具的工作时间,降低灯具的功耗,从而起到很好的节能效果。
        3.4合理配置变压器
        (1)电能转换建立在电磁转换的原理上,转换过程必然会发生功率损耗,具体包涵变压器的空载损耗和负载损耗、杂散损耗、介质损耗。下图比较了sc(B)13和sc(B)11干式变压器的年运行费用,可得出在售电单价相同、负载率相同的情况下,变压器能效等级越大,年运行费用越低。所以在设计时,选用变压器选用13型及以上节能环保型、低损耗、低噪音,接线组别为Dynl1的干式变压器。(2)合理布置变电所位置。变电所选址时,宣尽量靠近负荷中心,减少线路损耗。例如,新建居住区,低压供电半径不宜超过200m。变电所偏离负荷中心时,电能损耗增大,同时,增加了线路长度,增加有色金属消耗量,降低供电质量。低压配电线路布置时应多走直线少走弯路,避免倒送电。
        3.5节能评估
        建筑电气设计的最终阶段就是节能评估,评估性越高,方案可行性也高,能源节约效果越好。节能评估需要工作人员完全按照现有的评估机制进行操作,从整体和局部两部分开展评估作业,确保设计的合理性,注重各环节的连接性,以提高建筑电气系统建设水平,加强建筑的功能性和经济性。
        3.6提高功率因数
        由于部分用电设备为感性负荷,运行时会产生电流,滞后于电压,产量过量的无功功率,浪费电能。应设置无功补偿装置来提高功率因数。可以在变电所低压侧集中设的设备改造属于设备节能改造,以下讲述管理节能。能效管理系统为节能有紧密的关系:(1)能效管理系统为节能提供数据支撑;(2)可以通过能效管理系统发现建筑能耗问题,执行节能措施后,对节能效果追踪验证、巩固;(3)通过能效管理系统指定节能行动策略。
        结语
        建筑电气能耗是社会能耗的极为重要组成部分,已对我国能源供给构成重大威胁。在对建筑电气进行设计时,加强已有节能降耗技术措施的应用,并积极搜集居民反馈意见,不断探索发现供电系统中存在的问题、研发新的节能措施,尽最大努力降低能源消耗,实现节能降耗,助力我国经济可持续发展是电气设计人员应尽的职责。
        参考文献:
        [1]韩萍.建筑电气工程设计的节能措施探析[J].安徽建筑,2020,27(4):144-145+171.
        [2]薛源.建筑电气节能的技术措施及其在工程设计中的合理应用[J].中国标准化,2018(22):51-52.
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