建筑电气设计中节能研究论文

2022-04-14

下面是小编为大家整理的《建筑电气设计中节能研究论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!摘要:电燃气设计必须灵活运用节能环保技术,进一步保证工程建筑可靠运行,合理节约资源,降低能耗。未来在整个电气设计过程中,要坚持节能环保的标准,做好电气设计的各个阶段。现阶段,在对住宅小区建筑进行电气设计时,由于对绿色节能措施掌握不够透彻,导致住宅小区建筑电气设计节能效益缺失。作为住宅小区建筑电气设计人员,应加强设计实践,确保提升住宅小区建筑的节能成效。

建筑电气设计中节能研究论文 篇1:

建筑电气设计中节能设计问题研究

【摘要】本文以建筑电气设计为研究视角,针对电气系统节能设计展开分析讨论,集中探讨了变压器节能设计、线路导线节能设计和照明设备节能设计的方法。

【关键词】建筑工程;电气设计;节能技术

为达到建筑电气节能设计目标,设计者需要把握建筑节能设计的基本原则,积极引入新技术、应用新材料,降低电气系统运行能耗。

1、变压器节能设计

1.1 变压器容量科学选择

现代建筑节能设计过程中,变压器容量的科学选择是关键环节。通常情况下,变压器容量低于实际需求且运行中出现超载现象时,电能的损耗会明显增多,容易导致电气系统长时间处于超荷载的运行状态,最终变压器容量会出现安全隐患。反之,如果建筑工程变压器容量选型超出实际需求,就会增加供电系统空载损耗概率,影响变压器的整体运行效率。基于此,变压器容量选型中,需要系统了解工程项目的符合需要,科学确定变压器容量,通常需要将负荷率控制在30%-80%。

1.2 节能型变压器的应用

随着电气技术的提升,节能型变压器不断增多,主要包括箱式变压设备、干式变压设备、单相配电的D10型号变压设备、以及S11型号变压设备等。S11型变压器是受到普遍关注的节能型变压设备,在实践应用中可以极大程度的减少空载损耗,通常可以减少10%-25%,并且其在运行中生成的空载电流与叠片铁芯型变压器相比可以降低50%以上。另外,S11型节能变压器在运行中生成的噪音污染极低,具备节能性的基础上也符合环保要求。D10型节能变压器也是建筑电气节能设计中广泛应用的对象,该设备选择柱上式密封结构,可以将其布设在负荷的中心附近,运行维护十分简单。D10节能变压器的负载损耗以及空载损耗都小于相同容量的三项变压设备,制作中对于材料的消耗量较小,造价低于同容量变压器20%-30%左右。而SBH15型变压器是目前节能型变压设备的佼佼者,其属非晶合金变压设备,空载损耗仅为20%-30%左右,与S11型变压器设备相比明显降低,节能系数更高。但是SBH15型变压器的价格相对较高。总而言之,为进一步提高建筑电气节能设计水平,设计人员需要结合工程实际情况做好变压器选型工作。

2、配电线路导线合理选择

2.1 科学选择导线材质与规格

在开展建筑电气节能设计的过程中,导线材质与规格也是需要设计者集中思考的问题,设计师需要利用公式计算出配电线路的能耗:

?P=3I2R×10-3

上述公式中?P表示输电线路运行中生成的损耗,单位为KW;I表示电流值,单位为A;R表示电阻值,单位为Ω。电阻R与导线的长度、电阻率之间呈正相关,与导线的截面积呈负相关,公式为:

上公式中L表示导线的长度,S表示导线截面面积,ρ表示电阻率。现代建筑电气系统中选择导线材质基本以铜芯和铝芯为主。两种导线相比较来看,虽然铝制导线的价格相对较低,但是其具备的导电性能以及安全性能等远不及铜质导线,所以在具备经济条件的时候,设计师需要选择铜质导线,以提高通电率,达到降低能耗的目的。

2.2 结合实际选择导线

选择导线材质与规格的过程中需要结合建筑项目的实际情况。例如,针对建筑工程照明系统输配电线路展开设计工作的过程中,为达到节能设计的目标,必须采取行之有效措施降低电能损耗,这就要求设计者结合电压允许范围科学选择导线的截面;同时要依据导线自身的机械强度、发热性能等因素做好精准验算。通常情况下来讲,在选择四线三相输配电系统的时候,配电线路当中的最大三相不平衡电流以及单相负荷最大值必须控制在零线截留量的允许范围内,同时要在接零保护技术的支持下完成各项安装工作。但是,在单相线路中,由于流经零线和相线的电流是相同的,所以设计中相线的截面积应该与零线截面积保持一致。在针对距离较长的输配电线路展开设计的过程中,为进一步提高导线的通电率,设计人员需要适当增加导线截面积,导线界面的选择中需要参考电压降的限定值,以达到预期节能设计目标。实践中,虽然将导线截面积增加会导致电气线路的敷设成本增加,但是建筑电气系统运行中将会极大程度的减少能耗,提高通电率,进而会减少运行成本。另外,设计人员也可以通过提高电压等级方法去减少线路损耗,实践表明在电压增加10%的情况下,可以减少17.4%的传输损耗,亦可达到节能设计的目标。

3、照明设备的科学选择

建筑工程中照明系统是用电量极大的环节,所以科学合理的选择照明设备可以降低建筑电气系统能耗,达到节能设计目標。设计人员在选择照明设备的时候,需要充分考虑到各类灯具的效率因素,尽可能去选择低压荧光灯、透明罩灯以及敞开式等类型的照明设备,并且灯具的效率尽量控制在60%以上,切实保证照明设备满足用户实际需求的基础上,减少对电能的损耗。现阶段,新型LED灯具以其较大的功率和极好的照明效果受到广泛亲睐,可以极大程度满足建筑电气节能设计需要。例如,在设计面积较大的工业用地、体育馆等照明系统的时候,设计者可以结合使用需求和节能目标去选择卤化灯或者高压钠灯等,满足建筑对照明光效的需要,并节约电能消耗;而在设计办公室、学校等建筑项目的照明系统时,因为这些建筑的高度通常在4.5以内,所以可以直接应用直管荧光灯等照明设备。如市场上比较受欢迎的T5型灯管,其不仅具备极好的光效,同时使用耐久性极强,与传统灯管相比可以提高10%的节能效果。而在现代民用住宅、餐饮场所等建筑项目的电气设计中,设计人员需要结合场所的实际需要,尽量选择节能效果更好的照明设备,如紧凑式的荧光灯等照明设备,虽然荧光灯的建设成本相对较高,但是其在后期使用中的运行效果比较明显,并且使用耐久性比较强,利于降低能耗,降低运行成本。

结语:

综上所述,现代建筑节能设计需要遵循节能性与经济性两项基本原则,同时要确保电气系统安全稳定运行和运维便利。设计者在开展电气节能设计中,需要深入分析建筑项目的实际情况以及用户的使用需求,积极引进新技术、新材料,提高电气设备、输配电线路等环节的节能水平,降低电气系统的整体运行损耗。

参考文献:

[1]唐日强,张君义,王自鹏.建筑电气设计中的变压器节能分析讨论[J].智能城市,2019,5(20):84-85.

[2]谌书琪.建筑电气设计中的节能对策分析[J].地产,2019(12):65.

[3]严国志.智能化建筑电气的节能优化设计[J].建材与装饰,2019(09):84-85.

作者:黄茂祥

建筑电气设计中节能研究论文 篇2:

建筑电气设计中节能降耗措施研究

摘要:电燃气设计必须灵活运用节能环保技术,进一步保证工程建筑可靠运行,合理节约资源,降低能耗。未来在整个电气设计过程中,要坚持节能环保的标准,做好电气设计的各个阶段。现阶段,在对住宅小区建筑进行电气设计时,由于对绿色节能措施掌握不够透彻,导致住宅小区建筑电气设计节能效益缺失。作为住宅小区建筑电气设计人员,应加强设计实践,确保提升住宅小区建筑的节能成效。

关键词:建筑电气设计;节能降耗;措施

引言

随着我国建筑水平的不断提高,电气技术被广泛应用于建筑行业。随着世界的快速发展,电力消耗和资源短缺的问题逐渐显现。建筑工程本身规模较大,其中的电气照明线路所消耗掉的电能资源规模尤其大,对电气照明线路进行节能设计能够有效减少能源的浪费。

1、节能降耗遵守的原则

在设计过程中,应考虑电气设备运行的安全系数。有效的整体线路规划对电气设备的顺利运行至关重要。电气设备涉及的线路多种多样,每条线路的端口号都比较整齐。需要保证线路与地面之间的绝缘层由性能指标优异的绝缘材料制成,以保证线路运行的可靠性和安全系数。充分考虑环境因素的变化。在雷雨天气中,对机械设备运行的损害比较大。我们可以安装具有维护功能的专业防雷设施,防止雷击对机器设备造成损坏。结合建筑应用的特点,在建筑结构的整体规划中要充分考虑消防安全问题,并预留一定的空间用于消防安全设施的部署。采用智能节能环保,对供配电系统进行全方位的改善解决方案,确保供电系统资源的全方位综合利用。重视电气设备运行效率的提高,采用更加环保节能的机械设备,在完成机械设备负载平衡的同时降低电磁能耗,使机械设备的操作系统软件更加完善和稳定,并增加机械设备运行的周期时间。

2、建筑电气设计中节能的措施

2.1、设备节能设计

以电梯设备节能设计为例。一方面,对设置在电梯轿厢内的照明灯具、空调、液晶显示屏等电气设备采用间隙控制和精确控制。依靠间隙控制机制,当电梯处于无人值守状态超过一段时间后,空调和照明灯具會自动切换到低功耗运行模式;依靠精确的控制机制,由传感器持续监测轿厢内部环境的空气质量,在氧气含量低于相应标准及二氧化碳浓度超过相应标准后,自动启动换气扇或提高设备转速,在保证空气质量的前提下缩短换气扇运行时间。另一方面,在电梯动力系统中建立能量回馈机制,安装变频器装置与应用逆变电源技术,在电梯运行期间,持续将负载机械能转换为直流电,对其进行二次转换处理来形成交流电,再将电源回送至电网或是建筑供配电系统中,也可选择增设电阻单元,将电能直接转换为热能进行释放。

2.2、变压器节能设计

合理选择变压器,设计师应在前期对建筑电气系统进行评估。选择变压器时,应确保所选变压器满足可靠运行和节能运行的要求,并具有特定电网容量和电网额定功率等多项基本指标。按照理论标准,按变压器自身额定功率的 70% ~ 80%来核定变压器的负载率。若变压器负载率超过上述百分比范围,虽然也能够正常运行,但可能会导致变压器损耗急剧上升,此时,变压器的寿命将显著缩短。若变压器负载率低于70%,则其整体运行效率将显著降低,同时会导致整体电网运行不稳定。因此,必须按照标准值范围进行负载率的核定,确保变压器功率适宜。现阶段,随着电气行业的发展,各种低损耗、低噪声的变压器开始被应用到住宅小区建筑电气系统中,且这些节能型变压器的应用也更为普遍。根据相关统计结果可知,在住宅小区电能损耗中,变压器损耗在整体系统损耗中的占比为25%,基于此,要着力选择节能效益较为明显的变压器设备。选择的变压器能效值不应低于现行国家标准的要求。目前使用最多的是满足节能评价值要求的SCB13型干式变压器。

2.3、充分利用自然光

开源节流是建筑电气照明电路节能设计中需要注意的内容。充分利用自然光源是一种非常有效的“开源”方式。自然光源是太阳能光源,太阳能也是一种应用范围很广的能源。如今,在先进建筑节能理念的影响下,人们逐渐意识到可再生能源在建筑领域应用的重要性,并且其应用的范围也越来越广。在建筑电气照明线路的节能设计中,为了最大限度地使用自然太阳能光源,可以在建筑中应用大量的人造膜、棱镜、光纤维及大面积的玻璃等,还可以在室内安装若干个反射镜面,室内墙面和地面的设计也可以应用一些反射能力较强的建筑材料。此外,扩大玻璃幕墙面积并加大玻璃材质的透光度,也能够更好地吸纳自然光源。建筑内部还可以借助导光系统,将外部的自然光线导入建筑物内部,并通过具备自动控制能力的幕帘对导入光线的强弱程度进行调整,从而实现对自然光源的充分利用。借助自然光源,可以在很大程度上降低使用电气照明的频率,从而实现节约能源的目标。

2.4、空调节能设计

在建筑行业的建设和运营中,随着人们对工作和生活环境舒适度要求的提高,空调的功能发挥着巨大的作用。空调有三种:中央空调、柜式空调和悬挂式空调。使用所有类型的空调都需要大量的电力。在三类空调中,中央空调的能耗也占了很大的比例。建筑单位需要培养专业技术人才,根据国家相关的建筑节能标准,选用节能型的空调设备,如选用以磁悬浮离心压缩机为核心技术的高效节能中央空调;让空调的整体设计更加科学,使合理设计的空调在整个建筑布局中发挥重要作用。进行取暖与制冷的设计时,让建筑空间的设计与空调功能相贴合,设计空调科学布局,防止出现电能资源的浪费。在进行空调的调试时,必须采用科学调试手段,保证空调本身的功能性,实现空调的智能化室温系统,让空调设备减少对电能资源的浪费。

结束语

综上,中国虽然能源丰富,但也是能源消费大国,能源危机日益逼近。为了改善这种状况,国家正在大力推广节能减排的理念。企业和员工需要对建筑节能设计进行深入研究,全面掌握建筑电气工程与照明系统的节能设计方法,树立清晰的设计思路,根据工程实际情况来制定科学、合理的建筑节能设计方案。

参考文献:

[1]贺继胜.建筑电气设计中的节能措施[J].四川水泥,2021(03):71-72.

[2]钟坤.关于绿色节能技术在民用建筑电气设计中的应用路径试析[J].陶瓷,2021(02):126-127.

[3]吕力玮.浅谈建筑电气设计中的节能技术措施[J].冶金与材料,2021,41(01):110-111.

作者:邵潇寒

建筑电气设计中节能研究论文 篇3:

浅谈建筑电气设计中的节能技术研究

摘要:随着我国建筑业的迅速发展,节能逐渐成为建筑电气设计的主题,符合当前我国可持续发展的长远战略,本文结合建筑电气节能技术的特点,对建筑电气节能技术的设计做简要的探讨。

关键词:建筑电气,设计,节能技术

一、引言

现阶段全社会对建筑节能重要性的认识显著提高,对技术研究也不断加强,设计标准逐渐完善,管理水平不断提升,节能的理念在人们的心中也为逐步加深,这都为建筑节能的推广及应用提供了强有力的基础。但在电气节能全面系统目前还没完全被建筑節能设计标准所纳入,多数人通常都认为建筑节能只与建筑围护结构、采暖或空调方面有关,与其他专业无关,认为电气节能无足轻重。即便是某些省级建设标准,也仅偏重于对采暖通风空调的监测与控制工作,缺少对电气节能方面的指导及操作措施。其实电气节能是一项非常复杂的工作,甚至在很多建筑智能化系统都难以得到应用,如果缺少对其进行系统、全面的分析和实施,节能的工作将难以顺利开展。长此以往,势必会带来巨大能源的浪费。

二、建筑电气节能方案设计

2.1、优化供配电系统

2.1.1、供配电过程中节能

在实际应用中,供电系统操作要简单,性能要可靠,尽量合理设计和选择供配电系统。在离用电中心近的地方设计变配电所设,就可以降低在电能传输过程中线路上的损耗;变压器的台数及每台的容量应根据现实的需要进行合理地配置与选择,有利于在不同的用电季节灵活的投切变压器,降低轻载引起的电能损耗。

2.1.2、变压器节能的设计

变压器在电力系统中是必不可少的设备,只有变压器的型号和运行方式选择合理了,由变压器引起的电能损失就能减少。在设计中,可考虑使用节能型的变压器,如SCB11;尽量选用电阻值小的绕组;应综合考虑线路中的负荷情况,选择与电路负荷相当的变压器,对负荷进行合理的规划、分配,从而减少电能的损耗。

2.1.3、线路上电能损耗的降低

在线路中,只要有电流通过,就会出现电能的耗损,为降低电能的损失:(1)导线选择电阻率低的。银线是电阻率最低的材料,铜线其次,银线因价格相比较太贵,所以铜线就在线路上大量使用,有时选择铝线也是不错的;(2)导线的长度尽可能短。要尽量避免在建筑电气设计中让导线绕弯路,这样电路中导线的长度会减少;(3)增大导线横截面。在建筑电气设计中,横截面相对较粗的导线应尽量选用 这样做线路导线的支出在最初安装过程中会增加,但线路中电能的损耗可以降低,从长期用。电的角度计算还是经济实惠的。

2.1.4、功率因数适当提高

在供配电系统中,要达到节能的目的,必须提高功率因数,减少线路中无功功率造成的电能损失。因此,设计中采取方法如下:(1)增大用电设备的功率因数。最好选择功率因数相对较高的电器设备,具有电感性的用电设备,选用时考虑具有补偿电容器的设备;(2)静电电容器的使用。在线路中,实现无功补偿使用静电电容器,它就会超前产生无功电流,可以抵消这部分的无功电流,既提高了功率因数,又减少了整体无功电流。

2.2、优化照明系统

2.2.1选择合适的电光源

建筑电气在民用设计时,首先要满足《建筑照明设计标准》,然后依据建筑物地点的特性,电光源的特点,照明设备最好选用高效率、经济合理的,可以降低照明时的电能消耗,达到节能的目的。

2.2.2、合理的使用照明用具

选择照明灯具时,首先要考虑建筑物周围的光分布,也不能有眩目现象产生,其次要对灯具的效率进行充分的考虑,尽可能选择灯具的效率最高。在当前普遍用于室内照明是荧光灯,用于室外照明是汞灯,如果混合使用这两种灯,就会产生高的光效、电能的耗费就减少,对人的视觉也有益处。除混合使灯外,配光在灯具设计应尽量使用,如在照明程度不变的情况下,白炽灯的灯具可以省电量20%。

2.2.3、合理选择的照明度

在照明满足标准照度的要求时,设计中可以合理地选择普通照明、局部以及混合照明,进行搭配使用,从而降低电能的消耗。例如在大型的工厂车间,照明采用的如果全部是普通型,即使灯具的使用量很多,让人满意的照度值也很难达到,但如果既要能满足照明度,又要节省电能,最好安装一些局部照明设备。

2.2.4、科学管理照明用电

节约用电应该宣传教育持续进行,节约用电要建立制度,单位要将节约用电程度纳入员工的考核中,这样节约用电的意识就能建立起,照明用电的浪费就会自觉控制。对于照明设施安装在住宅楼道内的,电量的消耗必须计入用个人电表,这样住户就会主动的节约。

2.3、优化设备节能系统

规模较大的及重要建筑物可采用楼宇自控系统,对空调、给排水、电动机等进行监控,实现节能目的。空调系统及给排水系统需要与暖通及给排水专业在方案及施工图阶段重点配合,使控制方案更趋于合理。在设备选择上,合理采用节能型电动机及变频调速风机、水泵等节能设备,才能发挥明显的节能效果。变频风机通过变频方式调节空调箱的送风量,使之与室内负荷相匹配,能够在满足空调要求的同时,大幅节约风机电耗。对电梯,可设群控或其他节能控制模式,自动扶梯设节电感应控制。车库内选用带一氧化碳自动探测器的诱导风机,自动联动排风机;全空气空调系统中选用设置二氧化碳传感器,据现场环境情况控制、调节新风量。

减少电动机在运行过程中的耗能。除了用就地补偿电容器以减少无功损耗外,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,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。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,目前已取得较广泛应用。

2.4、开发利用新能源及绿色能源

在低碳环保的理念下,电气设计的要求将会变得越来越高,这样新能源的开发最近几年发展得很快。如已经广泛使用的太阳能蓄电板、风能发电站,在上海世博会中,太阳能光伏发电在园区内的累计达到120万kW·h;能将人踩踏的能量转化为电能“发电地板”,可以充分利用客流的“踩踏”能量。采用的“发电膜”技术,首次在日本馆外墙使用的太阳能电池,能够使外墙自主产生能源。开发和利用新能源是一个极具探索性的全新的课题,设计人员在设计中只有对新能源有充分的了解,才会有独特的设计创意。

三、结束语

通过本文对建筑电气节能方面的设计,加深了我们队节能概念的理解,使得我们知道无论在供电系统方面,还是在用电设备方面,都存在着巨大的节能可能性。所以,为实现节能的目的,在进行建筑电气设计工作时,要正确地设计供配电系统,科学地选择节能电气产品, 以实现建筑电气节能的最终目的。

参考文献

[1] 林毅宏.智能楼宇建筑电气节能现状及节能设计研究[J].自动化与仪器仪表.2011(03)

[2] 张弘.浅谈建筑电气设计的节能措施[J].科技创新导报.2011(12)

[3] 沈利英.现代住宅建筑电气设计的节能措施[J].民营科技.2010(08)

[4] 方贤贵.建筑电气的节能方法[J].中国新技术新产品.2010(11)

作者:刘晓晶

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