浅谈建筑电气设计节能方式

所属栏目：电力论文发布日期：2010-08-24 11:09 热度：

　　摘要：随着我国改革开放的不断深入，人口的增加，工业的发展，人民生活水平的提高，能源的消耗也就急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源--电能，也就成为建筑电气设计的焦点。文章从建筑电气设计的供配电方面、用电设备方面、电动机节能设计这几方面来阐述了如何节能。
　　关键词：电气设计，供配电方面，用电设备方面
　　一、建筑电气设计的概念：
　　设计是一个构思表达、再构思表达、反复推敲、不断深入发展和进行评价的过程。基本上可以概括为博览、创意、构思、表达等几个阶段。博览是博览群书，直接和间接地学习各方面的知识。通过听讲、看书、参观访问、观摩等各种方式，对各种建筑物及建筑物中的各种设备、技术规格和空间尺度要心中有数。接到设计任务后，就要创意。只有书本知识是不够的，生活体验和设计经验往往也非常重要。在创意中要善于找出问题、揭示矛盾、分析研究、解决疑难。创意就是对具体问题提出解决的思路。创意可能是模糊的，但它对以后的设计至关重要，好的创意才能发展下去，而创意不当就会步履维艰。
　　好的创意不等于好的设计，因为设计中的矛盾是错综复杂的，一开始矛盾没有展开，而是随着思维的发展而逐步展开，并在展开的过程中逐一对这些问题寻找理想的解决方案。这一过程就是构思发展过程，就是从创意到成熟的过程，这个过程中很重要的就是思维的表达。
　　思维产生于人的头脑，是个瞬时的火花，这种印象产生后必须抓紧时间记录。好记性不如烂笔头，设计是构思的过程，也是动手的过程。思维借助语言完成，建筑工程设计语言就是图纸或模型。因此，将自己的设计构思表达成为图纸，是设计人员的基本功。
　　设计过程从一开始到深入下去，各阶段思维的广度、深度都不同，表达方式、工具也可能是多样化的。表达方式和工具要适应思维的速度，推动思维发展成熟。
　　二、建筑电气设计节能的原则
　　1、考虑实际经济效益
　　节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
　　2、满足建筑物的功能
　　即满足照明的照度、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；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。
　　3.节省无谓消耗的能量
　　节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。
　　因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
　　三、建筑电气节能的途径
　　建筑电气节能的途径主要从供配电方面、用电设备方面、电动机节能设计这几个方面来控制的。
　　1、供配电方面
　　（1）供配电系统的节能设计
　　根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单可靠，操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半经减少线路损耗。合理选择变压器的容量和台数，以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。
　　（2）变压器的节能设计减少
　　（3）减少线路损耗
　　由于配电线路有电阻，有电流通过时就会产生功率损耗，其公式为：
　　ΔP=3I2R•10-3
　　式中：ΔP——三相输电线路的功率损耗（KW）；I——线电流（A）；R——线路相电阻（Ω）。
　　其中“R”线路电阻在通过电流不变时，线路长度越长则电阻值越大。如果在一个工程中由于线路上下纵横交错，一般工程线路总的不下万米，大工程更是不计其数，造成电能损耗是相当不可观的，所以减少线路能耗必须引起设计人员的足够重视。在具体工程中，线路上电流一般是不变的，那么要减少线损，只能尽量减少线路电阻。而线路的电阻R=PL/S，即与导线电阻率P、导线长度Ｌ成正比，与导线截面Ｓ成反比。要减少电阻值应从以下几个方面考虑：
　　电压降要求的前提下,在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用，由于节约能耗而减少了年运行费用，综合考虑节能经济时还是合算的。
　　尽量选用电阻率P较小的导线，如铜芯导线较佳，铝线次之。
　　尽可能减少导线长度，在设计中线路应尽量走直线少走弯路，另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心，以减少供电半径。
　　2、用电设备方面
　　（1）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，通常的节能措施有以下几种：
　　充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了人工照明
　　照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等等。照度标准是不可随意降低的，也不宜随便提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率。
　　③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。
　　④改进灯具控制方式，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。
　　（2）提高供配电系统的功率因数
　　大多数用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2。在电网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，如何使得配电系统功率因数尽可能接近于1，使得电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。降低配电系统的电能损耗，是配电系统节能的途径之一。采用无功补偿通常有二种方式，集中自动补偿和就地固定补偿。
　　功率因数提高了可以减少线路无功功率的损耗，从而达到节能目的。传输有功功率是为了满足建筑物功能所必须的，是不变的。而在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功电流,它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的功率损耗。然而这部分损耗是可以避免的，具体方法有：
　　减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。
　　用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。
　　电动机节能设计
　　减少电动机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及建筑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。
　　三、结束语：为了应对我国的能源供应不能持续满足我国经济发展的状况，我国已把节能减排作为重要的大事而列入对各级政府的考核要求。科学技术的进步使电能得到了大幅的提高，但我们更应该注意并认识到由此而产生的相应危害，节约用电，从而保证我们在享用科技进步成果的同时，其不会对我们的生活现状造成明显的损害。
　　参考文献：
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