本站原创【摘 要】伴随着能源危机的不断加剧,节能环保已成为社会发展中的主要方式和热点问题.建筑节能的必要性和紧迫性逐步成为当前建筑工程中的难点问题,但是从建筑电气设计中进行设计和分析,其中在节能控制和分析中还存在着诸多的制约因素和缺陷.本文从减少变压器的能源损耗、选择线路供电方式和线径截面、选用合适的照明光源以及合理利用自然光、太阳能等方面进行了节能措施的分析和综述.
【关 键 词】建筑电气设计；特点；节能措施
随着能源问题的日益突出,我国在建筑电气节能设计正面临着新的严峻挑战.节能环保,打造低碳社会已成为全社会的共识,是我国政府在社会发展中提出和建设可持续发展社会主义的基础前提,更是改变能源紧张和环境污染的主要手段和基础依据,为促进经济和社会可持续发展奠定了坚实的依据.随着城市化进度的日益提高,大量建筑物不断的涌现而出,各种新型材料成为高层建筑工程施工的重点形式和探究重点,据国家建筑协会统计显示,目前我国建筑能耗已成为社会发展中的主要耗能形式,更是随着时间的推移不断的增长.建筑电力能耗问题尤为突出,如何确保电气节能设计在节能减排中发挥重要作用将成为设计人员面临的一个重要课题和考验.
一、建筑电气设计的特点
当前社会是一个电气化时代,各种电气设备的广泛应用,对用电量的需求越发紧张.在建筑工程中,从电气设计角度出发进行节能设计已成为当前建筑工程施工的重点环节和关键措施,针对施工中各个阶段进行合理有效的控制是保证建筑工程合理有效进行的关键性基础.建筑电气的特点在利用和分析的过程中主要表现在以下几个方面：一是设备用电负荷需要精确计算.负荷计算问题是当前建筑工程中各种电气资源利用安全的主要保障形式,更是设备安全可靠运行的关键性因素.二是需要进行高低压供配电系统的设计.提高和确保电力资源应用的合理可靠性,并且使其能够合理的进行施工并应用.三是终端照明设计.照明设计是建筑工程中的重点环节,更是人们生活中不容忽视的关键.
二、设计应考虑的节能措施
(一)减少变压器的能量损耗
在智能建筑形式和要求日益复杂的今天,各种建筑工程在施工的过程中对建筑电气设备的应用也日益广泛,对变压器的容量需求也是越来越大,而变压器在长时间的运转下造成的能耗也是相当可观的.因此在变压器的安装和选择中应当结合当前社会发展需求进行分析,选择适当的变压器,避免大马拉小车的现象.节能型变压器在避免空载损耗方面具有独特的优势,是在电力供应的过程中能够满足电力需求的同时更是降低电能的消耗,提高电力资源的应用措施和应用方式.设计时需对负荷进行合理分配,选取容量与电力负荷相适应的变压器,使其满负荷高效运转.另外,在平衡三相负荷的同时,还要计算好变电所低压侧无功补偿容量,使高压侧功率因数达到规定值.并根据实际运行情况,当谐波量超出规范要求时,在谐波源处设置相当的有源滤波器.
(二)合理选择线路供电方式和线径截面
在建筑电气中,照明系统一般可分为单相二线、两相三线、三相四线三种方式.由于三相四线式的供电方式比其它供电方式线路损耗小得多,因此照明系统应尽可能采用三相四线制供电.
电力传输过程中,线路的消耗量不可小看,据有关统计显示,线路的损耗约占输入电能的4%左右.然而,线路电量的损耗程度与供电方式和导线横截面密切相关.因此在满足允许载流量运行电压损失等各种技术指标的前提下,根据建筑的规模用电负荷性质及容量,设计时要使开闭所合理的接近用电负荷中心,另外应按经济电流密度合理选择电缆及导线的截面,从而进一步降低电能损耗.对于较长的线路,在满足载流量、热稳定、保护配合及电压要求的前提下,在选定线截面时适当增大一级导线截面积,这样能很好地达到节约能耗的效果,而且更具经济性.
(三)选用合适的照明光源
照明耗电在各个国家的总发电量中占有很大的比例.目前,我国照明耗电大体占全国总发电量的10%～12%,2001年我国总发电量为14333亿度（kWh）,年照明耗电达1720亿度.由此可以看出,照明节电对整个国家整个社会都具有重要的意义.照明系统的节能设计既要考虑照度、色温等指标的选定,还要考虑照明设备的耗电量与照明方式、照明设备损耗、房间面积、照明灯具数量等存在的关系,因此,照明系统的节能设计可从以下方面来综合考虑：一是合理确定照度.室内照明设计要有利于人的活动安全和舒适的生活.在人们的生活中,光不仅仅是室内照明的条件,而且是表达空间形态、营造环境气氛的基本元素.在进行照度选择前,要充分听取业主或甲方的意见,每个作业场所可能会有不同的要求,再参照设计手册等资料对室内的平均照度、照明的均匀性及作业平面上的照度进行计算和分析,不要盲目地选择大的照度.二是要合理选择照明光源.在选择光源前,要充分分析会有哪些因素影响其照明效果.这些因素包括被照明场合的功能、受照明空间的大小,室内家具的或工厂设备对照明的影响,是采用直接照明还是间接照明,希望形成的照明风格等等.照明光源要优先选择选择发光效率高、显色性好、使用寿命长的高效光源.紧凑性节能灯是目前替代白炽灯最合适的光源,传统的白炽灯相比,节能可达到80%,寿命长达10000小时,降低维护和替换费用.电磁感应灯是一种新型灯具,电磁感应灯是不用传统钨丝,可以节约大量资源,由于无极启动点燃,可使其寿命大幅提高,电磁感应灯由于高光效、长寿命、高显色、光线稳定等特点,使其成为理想的绿色照明光源之一.半导体照明（LED）是21世纪最具发展前景的高技术领域之一,它具有高效、节能、安全、环保、寿命长、易维护等显著特点,被认为是最有可能进入普通照明领域的一种新型第四代“绿色”光源,其节能环保效果要远好于普通的显示灯,值得推广.三是推广智能照明控制系统.智能照明控制系统在确保灯具能够正常工作的条件下,给灯具输出一个最佳的照明功率,既可减少由于过压所造成的照明眩光,使灯光所发出的光线更加柔和,照明分布更加均匀,又可大幅度节省电能,智能照明控制系统节电率可达20%～40%.
(四)其他节能措施
选用光导照明系统.光导照明系统是通过室外的采光装置捕获室外的日光,并将其导入系统内部,然后经过光导装置强化并高效传输后,由漫射器将自然光均匀导入室内需要光线的任何地方.光导照明无需电力,利用自然光照明,同时系统中空密封,具有良好的隔热保温性能,同时不会给室内带来热负荷效应.
选用太阳能产品.太阳能电热水器有太阳的时候可以通过太阳加热水箱内的水,没有太阳的时候可以有电加热,很方便,也很节能.太阳能路灯、太阳能草坪灯、太阳能广告灯箱等以太阳光为能源,白天太阳能电池板给蓄电池充电,晚上蓄电池给灯源供电使用,无需复杂昂贵的管线铺设,可任意调整灯具的布局,安全节能无污染,无需人工操作工作稳定可靠,节省电费免维护.
控制景观照明电量.景观照明对设计师来说,应考虑的是让灯光更匹配建筑物,把建筑物的轮廓、特征表现出来,而不是灯光越亮越好,在避免光污染的同时还需合理选择节能的光源.
另外,建筑物应尽量利用自然采光,采用透光性能较好的玻璃幕墙.
照明节能工程中的一个较为主要的内容是如何充分利用天然光源.随着社会对节能降耗的日益关注,建筑物中如何充分 利用天然光源来节约照明用电已引起广泛重视.天然光源是取之不尽、用之不竭的能源.在照明节能的实施工程中,应当充分加以利用,将自然采光和电能照明有机地结合起来.白天尽可能地利用天然光源,使建筑物内获得稳定的光照条件.
三、小结
建筑电气节能是一项利国利民、造福全人类的系统工作.随着生产的发展、人们生活水平的日益提高,整个社会对电的需求量也将大幅提升,为避免出现更多的“拉闸限电”,有效缓和电力供需矛盾,挖掘建筑电气节能的潜力将成为国际流行趋势.对设计人员而言,要合理确定供电方式、选用高效节能设备以及采用新技术及新材料等.在提供舒适、健康、安全的居住、工作和生活空间的同时,又能有效地节约能源.