摘 要:随着我国经济的飞速发展,能源问题被提到越来越重要的地位。建筑的供配电系统的节能降耗问题则更显得重要。本文介绍了建筑的现状,阐述了建筑电气节能的几点措施。
关键词:建筑电气,安全性,节能型
引 言：随着经济的增长和人们收入的增加,建筑智能化、自动化使建筑用电量猛增。城镇一体化建设的加速,我国的建筑面积以每年十几亿平方米的速度递增。据建设部和国家建材局的统计,我国建筑能耗约占全社会总能耗的27%。建筑节能在建筑行业势在必行。这些都要求建筑电气工程师发挥才智,既要满足建筑功能要求,给居民提供舒适、方便的生活空间,还要尽可能的做到减少建筑耗能。
一、建筑电气设计的原则
1、建筑电气设计严格遵守相关的设计规范。设计规范是国家或地方制定的设计准则,它体现了国家的政策和对建筑的质量和功能等的要求,是建筑电气设计者设计的标准。
2、建筑电气设计应满足建筑的功能需求,保证建筑的各项功能稳定连续运行,给居民的日常生活带来方便、快捷。
3、建筑电气设计是建筑工程设计的一部分,在设计过程中也要考虑综合经济因素,既要考虑初投资也要兼顾以后的运行费用,以求得建筑生命周期内费用最低的目标。
二、建筑电气设计的安全性
建筑电气设计的安全性从电力供应、供电线路、电气设备的接地、建筑消防控制方面进行了分析。
1、电力供应
电力在现在建筑中占有重要作用,没有了电,建筑就会处于瘫痪状态。保证建筑电力的稳定供给是保证居民正常生活得基础。因此,为了保证供电可靠性,现代高层建筑的重要负荷、消防负荷至少应有两个独立电源,具体数量应根据负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源原则上是两路同时供电,互为备用。此外,一级负荷中的特别重要的负荷还须装设柴油发电机组,要求在15秒钟内自动恢复供电,保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等事故用电。对于高压开关柜应根建筑标准,选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。对于电力变压器,根据防火要求,主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器。对于低压配电屏的出线,应做成手车式。
2、供电线路
居住建筑中各种电路繁多。为保证各种设备电路的稳定、安全运行,供电电路的主线截面不能随意更改。如果要更改也要参照规范作相应的计算验证后再更改。否则线路截面的变小,使阻抗变大,负荷过载将导致电路发热或引发火灾。
3、电气设备的接地
现在建筑中存在电脑、电视、冰箱等大量电子设备,进出建筑物的管道等采用联合接地的方式,为保证人员安全,此共用接地体的电阻不应大于1Ω。
4、建筑消防控制
建筑消防设计指火灾自动报警灭火系统.包括火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分,实现报警灭火自动化。其中,消防线路要求要求穿金属管或者暗敷,目的是火灾发生后可以保持消防线路的正常使用,保证信号、命令得到有效的传输。消防水泵的控制尤为重要,为且确保安全,消防水泵的控制应设置两路:一条由引至消防水泵控制柜;另一路则引至消防控制室。
三、建筑电气设计的节能性
建筑电气设计是建筑设计的一部分。为降低建筑的能耗,建筑电气设计也应全盘考虑,既要兼顾初投资还要考虑建筑电气的运行能耗。
1、变压器的选择
变压器应选用节能型变压器,高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进工艺制造使硅钢片的磁场方向接近一致,可以铁心的涡流损耗;良好的接缝密合,可减少漏磁损耗。与老产品比,节能型变压器空载损失和短路损失降低,10kV系列分别降低41.5%和13.93%。平均每千伏安年节电9kW•h[3]。节能型变压器,因其具有损耗低、质量轻、效率高、抗冲击、节能显著等优点,而在近年得到了广泛的应用。
变压器的容量选择。理论上计算变压器负载率为50%时,变压器的有功耗能能耗最小。但此时变压器的无功能耗增加,因此要考虑综合经济效益后进行选择。工程中变压器的容量选择在考虑初投资和运行费后,一般变压器的负载率取容量的80%。
2、降低线路损耗
当电能传输时，在电路网络中就产生功率损耗，一般来说，其与线路的长度和负载的大小相关联。因此，应当尽量提高系统的功率系数、减少导线的电阻，从而降低其损耗。其措施主要有以下几种：①线路路径的选择要合理。为减小导线长度，线路尽可能不走弯路，尽量走直线;②合理选择导线截面积：导线的截面积大小的确定应根据电流指标与经济条件来确定。对于线路较长的电路，在满足电流以及电压降要求的情况下，可使导线的截面积加大1～2级;③确定配电室所在的位置。其遵守的基本原理就是尽量减小供电路径。
3、电动机在运行过程中的节能
在建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备配套的，由设备制造厂商统一供应的。因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中，除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外，还应减少电机轻载和空载运行。因为，在这种情况下，电机的效率是很低的，消耗的电能并不与负载的下降成正比。采用变频调速器，使其在负载下降时，采用变频的方式，自动调节转速，使其与负载的变化相适应。采用这种方式，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。但是，这种设备的价格仍偏高，因此在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软起动器，软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此起动平稳，起动完毕，则全压投入运行。此设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到速度随负载的变化而变化。它可用在电动机容量较大，又需要频繁起动的设备，以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从起动到运行，其电流变化不超过三倍，可保证电网电压的波动在所要求的范围内。但它是采用可控硅调压，正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上，不会返回电网。因此，它要求散热、通风措施完善。其价格比变频器便宜，在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中可以应用。
4、照明节能
照明节能设计就是在保证作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下,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:(1)充分利用自然光,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,从而节约人工照明电能。(2)使用高效节能灯具和高效电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等,公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具,紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器,气体放电灯宜采用电子触发器。(3)对于照明灯具进行控制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。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关,高级客房采用节电钥匙开关,公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关,走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。
四、结束语
建筑电气的安全和节能措施还有很多,设计的节能潜力很大,广大电气设计人员在设计中应精心考虑,反复比较设计方案,拿出一套符合各种技术指标,满足功能需求的前提下,行之有效而又切实可行的节能措施,从而达到真正安全节约的目的。
参考文献
[1]江亿.中国建筑能耗远低于发达国家(第一部分)http://www.chinadialogue.net
[2]中华人民共和国公安部.《火灾自动报警系统设计规范》.GB 50116-98
[3]李蔚.在建筑电气设计中的节能技术措施.电气应用 .2007,2(10):12-15
[4]中国计划出版社.《民用建筑电气设计规范》.JGJ/T16-2008
