引言
隨著當前科學技術的不斷發展和可持續發展原則的不斷推進,建筑環保
節能越來越受到人們的重視。建筑是人類居住的基本空間,同時是構成城市的物質組成部分。節能的建筑電氣設計已隨著節能減排工作在建設系統中的普及成為了電氣設計中的一項重要內容,實現建筑電氣節能的方式有多種多樣,必須分析建筑電氣的整體特點和供配電系統的線路和主要電氣設備的電能損耗的形式,同時還應進一步對設備的選擇或者是經濟運行管理等方面降低電能損耗,并通過一些節電技術提出相關的措施和方法,以達到建筑電氣安裝節能的目的。
1 、高層建筑電氣節能設計的原則
高層建筑電氣節能就是通過改變電氣設計來達到節約建筑電能消耗的目的。在節能過程中,不能因為盲目的追求節能效果而不滿足系統使用的基本要求,造成系統不能有效工作,達不到建筑服務的水平。因此,在建筑電氣節能設計中必須遵守相應的原則。
1.1 經濟合理
對于高層建筑電氣節能,應該對建筑電氣使用現狀和改造投資及以后使用效果進行經濟比較,能否在合理的運行期限內收回所需的改造和運行成本。不能因為跟隨大流而在節能改造中造成過高的消耗投資,形成“偽節能”效果。
1.2 滿足建筑使用功能
對于供配電系統而言,要滿足高層建筑整體負荷需求,保證電氣設備具有良好電氣性能;對于空調系統而言要滿足中央空調系統調控自動化要求,滿足舒適衛生、空調溫濕度、系統綜合自動化調控水平等要求;對于照明系統而言,應該滿足照明系統中如:照度、色溫、顯色等指數要求。
1.3 合理節能分析
在節能設計中,應該首先分析和研究各系統和使用設備的節能潛力、并對可能的節能措施進行經濟比對,選用先進技術和方案,在增加電氣設備綜合電氣性能的同時,有效提高系統的自動化水平。
2 、高層建筑電氣使用中存在的問題
2.1 空調系統的節能問題
空調系統是高層建筑設計中一個較大的電能用戶,但是由于系統設計不合理、自動化程度不高等原因都造成空調系統不具有良好的運行工況,常常出現空調能耗過高、設備使用效率低等不利現象。空調系統運行調度過程中,由于管理制度的不完善,造成有的系統在下班或節假日時依然處于滿負荷運作狀態,不僅浪費大量電能資源,同時由于設備長期處于運行狀態,大大減少了設備的使用壽命。
2.2 照明系統的節能問題
照明系統是高層建筑的另一大電能用戶。在實際的工程中,經常發現照明系統存在照明光源選擇不合理、照度不達標、自動控制系統水平低、節能措施不合理等造成照明設備的電氣性能不能充分發揮,從而造成照明系統出現能耗高、燈具更換頻率高等現象,造成大量的資源浪費。
2.3 供配電系統的節能問題
變壓器容量、供配電線路線徑、功率因素等因素設計和使用的不合理,造成變壓器設備容量與實際負荷不匹配、線路損耗較大、系統功率因素較低等不利運行工況,造成大量的電能浪費,同時影響電氣設備的使用效率和壽命。
3 、高層建筑電氣節能設計措施
3.1 加強供配電系統的節能設計
供配電系統是整個建筑人性化服務的動力提供源。因此,在設計和施工過程中應該根據工程用電負荷進行容量統計,并根據負荷特性按用電等級進行負荷劃分,合理設計系統供配電方案,做到讓系統供配電簡單可靠,盡量采用節能降耗的控制方式實現高層建筑的電氣節能。現代高層建筑通常用電量都相當大,而且用電負荷也比較集中。因此在確定變配電站或箱式變電站安裝地址時,為了降低電能輸送過程中的能量損失,應盡量選擇靠近負荷中心的位置布置。
同時,還應合理選擇主接線方案,對于主接線的選擇應盡量從供電可靠性和經濟性角度入手,合理選擇系統變壓器容量和臺數時,并根據用電負荷等級要求,合理選擇供電電源及低壓側分配電方案。同時在變壓器容量選擇上,應在滿足已統計容量負荷需求的前提下,適當預留一些擴建容量,增加系統調度的靈活性,使供配電系統處于高效低耗區,減少不必要的電能浪費。此外,還必須優化供配電系統運行方式,對于有多臺變壓器的供配電系統,應該采取變壓器并列運行的調度方式,從而提高整個系統的供電可靠性和調度靈活性。變壓器并列運行使整個供配電系統根據負荷的變化自動調整供電方案,使變壓器工作在最優工況,達到降低供配電系統的綜合損耗。
3.2 加強照明系統的節能設計
充分利用自然光,自然光是建筑電氣照明系統節能的重要措施之一。因此,在照明系統設計過程中,設計人員應該與建筑、結構、暖通等專業的設計人員進行溝通配合,做到自然光與人工照明系統的有機結合,減少照明系統的電氣設備用電量,達到利用自然能源實現節能降耗的目的。同時,還應選擇新型的燈具和控制方式,在高層建筑照明系統中應該推廣使用低能耗、高壽命等電氣性能較優的電氣設備或燈具,如:節能型電感鎮流器、節能型電子觸發器、節能型電子變壓器等。對于一些功率較大的公共場所的大功率照明設備,應該選用自帶無功功率補償的燈具,提高設備的功率因素。照明系統中應該盡量采用節能型開關或設備,通過合理的控制方案,在保證人性化服務水平的同時利用控制調度實現系統節能。
3.4.1 合理有效的負荷計算
合理的統計和精確的計算是空調系統節能的主要因素。在進行空調系統節能設計或改造時,要根據高層建筑要求,確定室內空氣相對溫濕度參數和用電負荷需求。在電氣設備容量選擇時,應該合理預留一定的容量,避免在實際運行過程中由于微小容量的調動而使系統出現供需不匹配的不利現象。因此,從實際負荷需求出發,合理設計系統方案和精確的統計計算,不僅可以獲得高效節能的設計方案,更是節能運行調度的基礎。
3.4.2 建立高效的運行管理制度
高效合理的節能設計是建筑電氣中空調系統的節能的基本保障,但是系統的日常管理是空調系統是否高效經濟運行的實際關鍵。因此,在系統運行過程中,應該根據系統運行需求情況,定期組織空調系統運行管理人員參加技術操作培訓,提高運行管理人員的綜合節能意識,并建立合理的管理調度制度,達到節能降耗的目的。
3.4.3 變頻調速技術
現代建筑能耗具有白天與晚上、上班時間與休息時間負荷波動較大的特點。因此在空調系統設計時,應該采用變頻調速等先進技術,讓系統根據實際負荷需求量,實時調整空調的輸出,使整個系統輸入和輸出保持動態平衡,維持室內所需要的溫度和濕度。采用變頻調速的空調系統不僅可以提高智能樓宇的人性化服務水平,同時系統還可以根據負荷的需求動態調整系統的運行方案,達到節能降耗的目的。
4、 結束語
綜合上述,我國是能源消耗大國,每年要從國外進口大量的石油和天然氣等,再加上我國人均資源相對貧乏,能源利用率與其他國家相比較低,因此,節能能源和低碳經濟是我國今后發展的重要方針之一,加強節能工作勢在必行。建筑業是當前能源消耗最大的行業之一,必須從各個方面來減排降耗。在建筑電氣安裝工程中,建筑電氣設計與安裝人員應在滿足功能需求的前提下拿出一套有效的節能方案,在選用節能的新設備時,技術人員應具體了解節能產品的原理、性能、效果,從技術、經濟上進行比較,合理選擇節能設備,從而達到建筑電氣節能指標。
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