摘要:建筑行业对能源消耗非常大,建筑电气能耗在建筑行业能耗中占据较大比重,因此在进行建筑电气安装时要以节能为目的进行施工,同时在建筑电气运转过程中也要做好节能工作,使建筑电气系统在正常运转下将能耗降到最低,在电气使用过程中也要做好各种节能措施,从日常生活出发从而实现能源可持续利用以及城可持续发展。本文分析了建筑电气安装中电气节能现状及其对策。
关键词:电气安装;电气节能;现状及对策
改革开放后中国的经济水平有了新面貌,人们不仅对居住环境舒适度的要求提高了,而且环保意识也提高了,这就要求建筑电气技术向、节能和环保方面发展。在我国建筑规范和环保政策的不断完善后,同时也对建筑节能要求有了标准的规范,国家要求不断创建节约型、环保型社会,在政策推动下建筑电气技术需要不断创新,满足环保标准。
1 建筑电气设计节能存在的问题
1)建筑内部由于通风的设计与实际情况不符导致内部空气循环不好或室内温度不稳定。在一些大型的商业楼或写字楼在施工过程中由于机械通风和室内通风不良的和不合理的设计,还有中央空调、通风设备的选择和不合理的操作方式,导致室内通风不畅,通风形成的冷负荷,使中央空调的耗冷量大幅增加。大厦由于内部给排水、采暖通风系统运行或设备选型不合理,将导致大厦建筑电气设计能耗变高。
2)在现阶段建筑节能系统就是缺乏一个能够统筹兼顾的好系统,才导致在实际使用运行过程当中使节能系统不能高效运行。合理的统筹兼顾才能保证控制电气系统中的各个电气设备高效率运行。
3)供配电系统设计不合理。由于电气工程师们的技术水平不一,工程师在进行图纸设计时,对建筑物内用电的总负荷量和变压器的负荷等级没有做明确说明。变配电所的地址选址也不太合理。
4)照明控制方式,对高能耗的LED照明系统的选择不合理,照明能耗在建筑能耗占了很大部分,造成了能源消耗不合理。其中照明开关控制和节能控制系统的漏洞,造成不良影响的电气节能系统的开发。
2 建筑电气安装中电气节能对策
2.1选择合适的供电系统
建筑电气安装中电气节能需要工作人员选择合适的供电系统。工作人员在选择合适的供电系统的过程中应当着眼于选择合适的建筑供电系统对于电气节能也非常重要。其次,工作人员在选择合适的供电系统的过程中建应当灵活的选择供电系统,并且在这一过程中综合的考虑诸多的因素,例如电力供应距离、用电设备特征和用电量负荷程度与属性等都是需要考虑的重要因素。与此同时,工作人员在选择合适的供电系统的过程中应当选择合适的供电电压,从而能够在相同的供电系统中尽可能的减少配电级数,最终可以达到良好的节能效果。
2.2降低输电线路的能量损耗
在建筑供电系统中,供电线路和配电线路在输送电能的时候会由于线路本身存在的电阻使得部分电能转化为电阻的内能,以热的形式散发到外界环境中,因此要想实现建筑电气系统的节能目的,就一定要尽量降低线上电阻,线路的电阻值由线路的长度和横截面积决定,线路长度越长、横截面积越小则电阻越大,因此降低输电线路能量损耗的方式可以是增大输电线缆的横截面积或缩短供电距离,如采用较粗的线缆用于供电系统中,同时也应当注意电缆越粗则成本也越高,因此要借助计算机软件技术,通过科学的运算,得出实际情况下线缆的最佳横截面积,另外,要尽量避免长距离输电,应当选择距离负荷中心不远的地点设置配电站,以缩短供电和配电电缆的长度,达到节能和降低成本的目的。
2.3合理的控制技术
自然采光是一种绿色环保的照明方式,是降低整个照明系统电力消耗的一个重要的途径。因此在进行照明系统设计的过程中,设计人员要对自然光进行充分的利用,综合考虑自然光和室内照明的有机结合,在进行照明系统的设计时,尽量选用混光照明、非均匀照明以及其他能够对自然光进行充分利用的照明系统,使得自然光能够在照明中得到充分的利用。同时选用合理的照明控制技术,依据自然光强度的变化来确定建筑内部的光源点亮范围以及光源亮度,实现照明系统的分区控制。同时在进行照明系统的控制系统的设计过程中依据各个不同区域对于照明系统的不同需求来进行分区控制,改变以往照明系统全开的照明控制方式,同时在照明系统中尽量采用一些节能型的控制开关,比如在能够利用自然光进行采光的楼梯间或者是楼道内使用节能自熄开关,利用合理的照明系统控制技术来降低照明系统的能耗。
2.4优化用电设备的配置
要想实现节能我们就可以在建筑的照明系统中实现。而该系统在节能上取得的效果有多好,主要是看建筑设计上对照明的设计是怎样的。如果照明设计合理,那么在建筑中取得的照明效果就非常好。如果照明的设计不合理,在使用中就会造成电能浪费。一般来说,建筑中照明系统可以通过两个方面来实现,一个是自然光源;另外一个就是照明效率上。与其他能源相比,自然光源属于可以造成的能源,而且这种能源比较清洁。在建筑的节能设计上,如果有自然光源,我们可以充分的利用,这样能够节约一部分的电能。因此无论是建筑结构的设计师还是电气节能的设计师,在设计的时候,都要把自然光源这一内容加入到设计方案中。设计师可以利用设计让建筑的结构能够有更多的自然光源。例如建筑的门窗可以使用完全透光或者是有较高透光性的材料,采用这种材料主要是希望能够让住户有舒服的感觉,而且耗能实现节能环保。现在很多的建筑都存在着一种现象,这种现象就是在照明上比较浪费。部分设计师在设计的时候,追求建筑结构的美感,在室内安装一些不用的光源,而且很多的光源都是完全没有必要的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这类的光源就会让建筑内的照明系统在能耗上增加消耗。而且也对于提高照明的效率也没有任何的益处。因此在对屋内的设计的时候,要以环境为标准,最好选择适当的光源。如果建筑是一个普通房间,那么就可以使用节能灯。如果是面积较大,例如体育场或者是大型的室内会场,采用的就是荧光高压汞灯。除了选择光源之外,灯具的选择也很重要,为了实现节能,不适合安装过多的灯具,在停车场或者是影院等地,安装的灯具最好选择带有控制系统的灯具。
2.5照明系统的节能
在建筑电气安装中,想要实现照明节能,需要应用节能性较好的光源进行照明,通常不提倡使用白炽灯,而是使用直射型的节能灯,同时还要充分考虑建筑本身的特性,最大限度地满足其照明节能需求,部分地方可安装相关设备,方便快捷地控制灯具的运行。现阶段建筑工程中的照明节能途径较少,主要是通过减少用电时间和选择合理的电光源,因此在建筑工程中需选用节能性好的、照明系数高的新光源,提高照明度和减少用电负荷,同时建筑工程中也需考虑建筑内部的自然采光度,在电梯前室安装玻璃窗,且需保证玻璃窗能够具备良好的透光性,白天可以借助外面的光线达到照明的目的。
2.5变压器的电气节能分析
由于民用35kV以下多以双绕组变压器为主,所以本文以双绕组变压器为研究对象,提出变压器的节能电气设计方法。
2.5.1节能型变压器的选择
《三相配电变压器能效限定值及能效等级》GB20052-2013中对三相10kV电压等级,容量30kVA~1600kVA范围内的油浸式变压器及容量30kVA~2500kVA范围内的干式变压器的能效等级进行了详细的划分。其中1级为节能效果最好、自身功率损失最低的产品,符合我国变压器设备节能的最高水平。在设备的实际选择中,不管所选用的设备类型是油浸式还是干式都应达到限定标准中的最低要求即第3级标准。而要使变压器达到节能标准,则两种类型设备的相关功率损失指标都不应高于限定标准中的第2级。电工钢也叫做硅钢片是变压器中普遍采用的软磁金属材料,而非晶合金是目前最有可能替代电工钢的金属材料,相比之下,非晶合金的有着良好性能指标,在导磁、抗腐蚀、磨损、强度、电流通过率等方面优势明显。若以热轧硅钢片单位损耗定为100%,则采用冷轧工艺处理后的产品其单位损耗只有32%,非晶合金仅为7%,所以在变压器中采用非晶材料已被国际公认为变压器未来发展的方向。目前,在非晶合金变压器的使用过程中,往往会出现在设备运行的最初几年里节能效果非常明显,但随着设备运行时间的逐年增加节能效果逐渐减弱的情况。该问题的出现为非晶合金变压器的发展带来了瓶颈,只有解决设备的使用稳定性,才能得到市场的认可,最终使产品得到客户的信赖。非晶合金变压器从90年代至今的二十多年中发展迅速,特别在民用配电领域的使用比例逐年增大,年增长率超过两成。由此预测,随着非晶技术的不断突破与成熟,必将对该领域的发展带来颠覆性的影响。
2.5.2变压器容量与台数的判定
变压器容量的选择不应仅仅考虑其在运行中的经济性,应该更加综合的考虑整个运行周期所产生的费用,根据用户的具体需求,选择适应用户使用的变压器容量。变压器台数的选择方法需要求出不同台数变压器的节电效果、经济效益、社会效益,然后进行比较,选择最佳变压器的最佳台数。
3.6对电动机节能系统设计的改善策略
3.6.1加强控制电动机内部系统的电压
电动机内部系统的电压也是影响电动机耗能的一个重要因素,具体来说,电动机内部电压影响耗能的原理为电动机内部电压在控制的过程中主要依靠的是三相电压,然而三相电压在工作的过程中存在不稳定性,这些不稳定性长期存在就会影响到电动机内部的磁场,磁场受到影响后产生负序磁场,这些磁场对电动机内部的电流产生巨大影响,使其对电动机产生的功率进行消耗,这样一来不仅会造成电动机功率下降,也会造成电动机耗能上升,对于电动机内部系统的工作极为不利,因此,从根本上来说,我们要降低电动机耗能就需要有效控制电动机内部的电压,使其保持持续性平衡状态。
3.6.2利用电容器进行电动机内部的就地补偿
电动机内部的损耗极大,对此我们可以利用电容器进行电动机内部的就地补偿,以此减少损耗。具体来说,以异步电动机来说,电动机做无用功的情况很多,其中电动机在负载时,为了保证电动机的正常运行和操作就需要对其进行电能损耗,那么这些电能就是电动机做无用功所产生的额外电能,不仅不能提高工作效率,还会影响电动机的性能。针对这种情况,我们考虑利用电容器来对电动机进行就地补偿,当电动机在负载情况下进行工作的时候,电容器就对电动机进行电能补偿,防止电动机自身利用做无用功的方式保证电动机的正常运作从而减少电动机的额外消耗,此外电动机在做有用功时也会消耗一定的电流,利用电容器的就地补偿也能解决这一问题,降低电动机的电能消耗。
3 结语
电气设计工作关乎节能的效率,好的电气设计可以为国家节约很大比例的耗能。在设计过程中,应综合考虑各方面,综合协调各种因素、各方面的设计。科学技术的发展和人们的环保意识的提高,因此智能建筑节能设计有了很大的推动因素。
参考文献
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[4]邓春豪.民用建筑电气中的主要节能措施[J].科技资讯,2010.
论文作者:侯京京
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/17
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