本文选自国家级期刊《中外能源》，《中外能源》是中央级科技期刊，于1996年创刊，主管单位：中国科学技术协会；主办单位：中国能源研究会；出版单位：《中外能源》杂志社。国内刊号 cn11-5438/TK，国际刊号ISSN1673-579X，双月刊，大16开(210mm×285mm)，每期112页，全年6期，国内邮发代 号：80-674，国际邮发代号：BM4252。被中国期刊网、中国学术期刊、中文科技期刊数据库、中国核心期刊(遴选）数据库全文收录。
摘要:电气系统节能设计是建筑节能的一种方式,讨论了对电气节能设计的几点认识,包括合理设计供配电系统、选用节能变压器以及进行照明节能设计等措施。
关键词:电气节能设计,照明节能
0前言
随着现代科学技术的发展,人民生活水平的不断提高,能源消耗也不断增加。据有关资料统计表明:我国国民生产总值每增长1%,能源消耗就要增长1.5%,与其合理的比例:国民经济每增长1%,能源消耗只增长0.8%,相差较远。中国经济的快速增长不能建立在高能耗的基础上,这样得不偿失。节约能源,保护环境是我国长期的重大方针,也是全世界所关注的重要课题。
对于一个电气设计师而言,电气设计已经并不像过去那样仅仅是为了满足建筑物的供配电和照明需求,而是要综合考虑节能、环保、舒适等诸多因素,将这些节能理念贯穿于设计始终。电气节能设计并不意味着降低工作或生活的标准,更不能以牺牲建筑功能、减少甚至损害使用功能及需求为代价,也不能盲目增加无谓的投资为节能而节能。如何进行合理的电气系统节能设计,实现建筑电气节能,是每一位电气设计师都应深思的课题。本文将在此探讨对电气节能设计的几点认识。
1合理设计供配电系统
根据用电负荷容量及其分布、用电设备特点及负荷等级,合理设计供配电系统,使供配电系统在运行中的损耗减至最低,系统工作在最佳运行状态,实现供配电系统的经济运行,达到节能的目的。设计时应从以下几个方面考虑。
(1)供配电系统应尽量简单可靠,同一电压等级供电系统变配电级数不宜多于三级。
(2)合理选择供电电压。民用建筑用电设备电压等级大部分为220V/380V,但一些大型或特大型民用建筑的空调主机为了达到节能目的,可选择10(6)KV的制冷设备。
(3)变电所应靠近负荷中心,低压配电间应靠近电气竖井,合理分布供电网络,使低压供电半径控制在200m以内。
(4)根据负荷情况合理选择变压器容量、台数,变压器负载率宜为0.7-0.85。
(5)合理选择电缆、导线截面。
(6)提高供配电系统的功率因数。
2选用节能型变压器
据有关资料统计表明,全国电网上每年运行的35kV和10kV及以下配电变压器总电能损耗约占当年总发电量的2%~3%。因节能变压器具有损耗低、重量轻、噪音低、效率高、抗冲击、节能显著等优点。采用节能变压器能节约能源和减少温室气体排放,所以设计时应首选高效低损的节能变压器。
3照明节能设计
3.1推广使用高光效光源
在工程实际应用中如何合理地选择光源,应根据工程的具体性质、使用的场所、人员的视觉要求、照明的数量和质量来确定。应在满足显色性、启动时间等要求条件下,从发光效率高、显色性好、使用寿命长、启动可靠、方便快捷、性能价格比高等方面选择高光效光源。建议按以下几个方面选择光源:
(1)灯具安装高度较低的场所选用荧光灯。除有装饰性要求的场所外,一般情况下,都应选用直管荧光灯,并推荐采用T5,T8细管。
(2)灯具安装高度较高的场所宜用金卤灯,也可用中显色高压钠灯,对于显色性要求高的场所,可以采用陶瓷金卤灯;对于没有显色性要求的工业场所,可以用高效、寿命长的高压钠灯。
(3)限制热辐射光源(普通照明用白炽灯、卤钨灯)的应用。
(4)LED光源的使用,由于寿命长、耗能少、体积小、响应快、抗震抗低温、污染小等突出的优点,其应用领域极为广阔。初步计算,未来中国每年采用LED照明节省的电力相当于三峡电站全年的发电量,同时可减少8000万吨CO2、65万吨SO2和32万吨NO2的排放,称之为"人类照明史上的革命"并不为过。
3.2采用高效率节能灯具
灯具的效率对节能的影响很大。灯具选择不当、效率太低,将使能量损失高达30%-40%,这是用其他方法都无法补救的;反之,灯具效率高,可使单位面积耗电量下降,降低投资和运行费用,从而节能。
灯具的选型考虑以下几个方面:
(1)采用利用系数高、效率高的的灯具。
(2)合理的灯具配光可使光的利用率提高,以实现最大限度的节能。
(3)优先选用块板灯具。
(4)设计中应选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。
3.3选择合理的照明设计方案
3.3.1确定合理的照度和照明方式
根据GB50034-20045建筑照明设计标准6等规范要求,不同的建筑类型和工作区域均有相适宜的照度标准值与照明功率密度值,设计人员可根据所设计的工程,参照标准值进行设计。若有必要时,也可在标准值的基础上适当加以调整,但不能盲目提高照度标准,以免造成不必要的能源浪费。
选择合理的照明方式,按照分区、分组、营业、非营业、白天、夜晚等采用一般照明、局部(或重点)照明、均匀对称布置、适宜的距高比等等。例如大型商场应采用一般照明和局部重点照明、地下车库宜采用车行道和车位分区分控照明、道路照明应采用半夜灯照明方式。此外,每个开关所控光源不宜太多,所控灯列与窗平行(即利用自然光),楼梯走道采用节能延时开关。在有条件的场所还应该采用智能照明控制系统。
3.3.2减小照明线路上的能量损耗
在做设计时,布线过程中应考虑减少照明线路上的能量损耗,而减少线路损耗可以从减少导线长度和增大导线截面两方面入手。第一,线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;第二,低压线路应不走或少走回头线,以减少来回线路上的电能损失;第三,变压器、配电箱尽量接近负荷中心,以减少供电距离,当建筑物每层平面在10000m2左右时,至少要设2个变配电所;第四,在高层建筑中,低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着干线倒送的现象。第五,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,再加大一级导线截面。
3.3.3照明控制方式
在实际工程中,我们可根据建筑物特点、建筑功能、使用要求采用分散、集中、手动、自动等方式,实现对照明系统经济合理有效的控制。例如:公共建筑、办公、学校、宾馆、商场等宜采用集中控制,并按建筑使用条件和天然采光采取分区、分组控制;影剧院、多功能厅、报告厅及展示厅宜采用调光控制;大开间办公楼、图书馆、厂房等宜采用智能照明控制系统,在有自然光区域采用恒照度控制,靠近外窗的灯具随自然光线变化自动点燃关闭。
4结束
语目前,电气系统设计节能是建筑节能所倡导的,电气设计师通过选择合理的供配电方案、使用节能变压器、采用高光效、寿命长、污染小的光源、灯具以及选用合理的照明设计方案等措施为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动空间,使居住者真正感受到绿色节能建筑的存在。
参考文献
[1]杨航超.建筑电气节能设计及照明节能设计的探讨[J].灯与照明,2006,(6).
