【摘 要】建筑電氣的節(jié)能設(shè)計方法有很多種,但是建筑電氣節(jié)能設(shè)計的基本原則便是如何充分考慮在滿足建筑物的功能的前提下盡量減少設(shè)備使用時間以及提高設(shè)備使用效率。從這個節(jié)能設(shè)計的要點出發(fā),我們才能做到因地制宜地設(shè)計合適的節(jié)能方案。本文便是從設(shè)計的原則,空調(diào)節(jié)能的方法,智能化的重要性等,來闡述建筑電氣節(jié)能設(shè)計的思路。
【關(guān)鍵詞】電氣設(shè)計;節(jié)能設(shè)計;智能建筑;空調(diào)節(jié)能;節(jié)能器
1、建筑電氣設(shè)計節(jié)能的原則
(1)應(yīng)滿足建筑物的功能。滿足舒適性要求,即空調(diào)的溫度及新風(fēng)量;照明的照度、色溫、顯色指數(shù)。滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻。滿足特殊工藝要求,如游樂場所的一些電氣設(shè)施的用電,大廳的工藝照明及電力用電等。
(2)應(yīng)考慮實際經(jīng)濟(jì)效益。不能因為節(jié)能而過高地消耗投資,增加運行費用,而是應(yīng)該讓增加的部分投資能在幾年或較短時間內(nèi)用節(jié)能減小的運行費用回收。
(3)應(yīng)節(jié)省無謂的能源損耗。首先找出哪些地方的能量消耗與發(fā)揮建筑物的功能無關(guān),再考慮采取什么措施進(jìn)行節(jié)能。如變壓器的功率損耗和傳輸電能線路上的無功損耗都是無用的能量損耗;又如量大面廣的照明容量,采用先進(jìn)技術(shù)成果可使其能耗降低。
電氣設(shè)計中盡量減少供電線路的長度
(4)在設(shè)計中盡量走直線,可減少供電線路長度,提高功率因數(shù),不僅減低線路損耗,而且還可以減少線路壓降,提高供電質(zhì)量。
2、樓宇智能化控制技術(shù)是建筑節(jié)能的必然選擇
智能化技術(shù)給建筑電氣節(jié)能設(shè)計領(lǐng)域帶來的變革主要體現(xiàn)在:首先是對大樓空調(diào)的節(jié)能控制,空調(diào)是民用建筑民用電氣的耗電大戶,如何有效地控制空調(diào)用電是節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。通過可編程控制器等產(chǎn)品合理編程控制空調(diào)的運行、控制冷凍泵、冷卻泵的運行狀態(tài)和空調(diào)主機(jī)的運行狀態(tài),可以在很大程度上節(jié)約能源。同時對分散的空調(diào)末端設(shè)備的集中管理,編程控制,也可以很大程度上提高大樓的節(jié)能效率。其次是對各電梯,生活水泵,污水泵等日常應(yīng)用動力設(shè)備的合理編程控制,從這方面也能節(jié)約能源。再次是對照明的集中節(jié)能控制。對公共照明,廣告照明,路燈照明等各種照明的編程控制。通過人為的合理的編程控制,使電氣的使用合理化、充分化、智能化,不僅僅是節(jié)約了電力的使用成本,同時也節(jié)約了人力的檢修和管理成本。為廣大的業(yè)主提供舒適和節(jié)約的生活空間。
3、合理選擇變壓器容量及臺數(shù)帶來的最直接的電力節(jié)約
合理選擇變壓器容量及臺數(shù),可以讓變壓器的投入臺數(shù)隨季節(jié)性負(fù)荷變化靈活投切,從而減少部分變壓器輕載而引起的不必要的電能浪費。如:南方某酒店,酒店配電用兩臺500kVA的變壓器(一臺主用空調(diào)動力用電,一臺其他用電包括照明用電等)。6—10月時,負(fù)荷最大峰值為800kW,其余時間內(nèi)由于氣溫不會太高而沒用空調(diào)的制冷主機(jī)和循環(huán)冷凍泵、冷卻泵等,其用電負(fù)荷最大峰值不會超過400kW。于是,除了6—10月份外其余時間只用一臺變壓器,切除另一臺變壓器,就省掉了另一臺的功率損耗。
由此可以看出,在建筑用電過程中都存在著負(fù)荷的高峰期和低谷期,故季節(jié)性負(fù)荷偏差很大的情況下,合理設(shè)計選用變壓器,盡可能以多臺小容量的變壓器來替代大容量的變壓器,在負(fù)荷小的狀態(tài)下切除部分變壓器無疑會帶來較大的能源節(jié)約。
4、當(dāng)前的空調(diào)節(jié)能對建筑電氣節(jié)能的影響尤為關(guān)鍵
目前大量的各類建筑均設(shè)置有全年舒適性的空調(diào)系統(tǒng),每時每刻都在消耗能量,空調(diào)設(shè)備的耗電在整個建筑中占40%~60%,是建筑的耗能大戶,但是,空調(diào)負(fù)荷是由多種因素決定的,它是一個不斷變化的量,實際運行中90%以上時間處于非滿負(fù)荷狀態(tài),因而具有極大的節(jié)能潛力??照{(diào)系統(tǒng)的能耗節(jié)能主要考慮的因素有如下幾方面:空調(diào)的制冷負(fù)荷、空調(diào)水系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng)的能耗。
(1)減少空調(diào)的冷熱負(fù)荷
設(shè)計時應(yīng)當(dāng)控制墻體的傳熱系數(shù),采用合適的結(jié)構(gòu)和材料降低墻體的傳熱性能。由于空調(diào)的冷熱負(fù)荷主要與建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)有關(guān),即墻體、窗戶以及門扇有關(guān)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能不佳,則冬季,會有大量的熱量通過它而流失,增加房屋的供暖負(fù)擔(dān),夏季室外的熱量不斷通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳人室內(nèi),增加房屋的制冷負(fù)擔(dān)。
除了在設(shè)計時考慮到建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu),還要在建筑設(shè)計之初就要考慮到建筑物的墻體的節(jié)能保溫性能設(shè)計,這樣,不單能減少對空調(diào)的依賴,也能減少空調(diào)的負(fù)載。
(2)合理選用空調(diào)的制冷機(jī)組
由于在空調(diào)機(jī)組中,制冷制熱機(jī)組是主要的能耗設(shè)備,其能耗占整個空調(diào)系統(tǒng)的55%一65%,因此,選擇合適的制冷制熱機(jī)組對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能來說就尤為重要。這就要求在設(shè)計之初,就要對空調(diào)的選型做好充分的考察,選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能空調(diào)設(shè)備,大膽采用新型的技術(shù)產(chǎn)品。當(dāng)然,同時也要考慮成本維護(hù)等問題,總之,制冷機(jī)組的選取不能馬虎大意。
降低水系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng)的電能損耗
空調(diào)的冷凍水泵、冷卻水泵耗電量可占到空調(diào)總能耗的15%~20%。因此,也必須重視空調(diào)水系統(tǒng)的節(jié)能。那么我們可以根據(jù)運行時可提高冷凍水的溫度,提高冷卻水的溫度,通過提高制冷效率達(dá)到節(jié)約電能的目的。
而空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的合理設(shè)計,也可以節(jié)約空調(diào)的用電量,可用溫度變風(fēng)量的方式使送風(fēng)量隨負(fù)荷的變化而變化以達(dá)到使用時節(jié)約電能的目的。
5、不容忽視的節(jié)電型低壓電器的選用
設(shè)計時應(yīng)積極選用具有節(jié)電效果的新系列低壓電器,以取代功耗大的老產(chǎn)品,例如:
(1)用RT20、RTl6(NT)系列熔斷器取代RTO系列熔斷器。
(2)用JR20、T系列熱繼電器取代JR0、JRl6系列熱繼電器。
(3)用ADl、AD系列新型信號燈取代原XD2、XD3、XD5和XD6老系列信號燈。
(4)選用節(jié)能型交流接觸器:交流接觸器的節(jié)電是指采用各種節(jié)電技術(shù)來降低操作電磁系統(tǒng)吸持時所消耗的有功、無功功率。交流接觸器的操作電磁系統(tǒng)一般采用交流控制電源,我國現(xiàn)有63A以上交流接觸器,在吸持時所消耗的有功功率在數(shù)十瓦至幾百瓦之間,無功功率在數(shù)十乏至幾百乏之間,一般所耗有功功率鐵芯約占65~75%,短路環(huán)約占25~30%,線圈約占3~5%,所以可以將交流吸持電流改為直流吸持,或者采用機(jī)械結(jié)構(gòu)吸持、限電流吸持等方法,可以節(jié)省鐵芯及短路環(huán)中所占的大部分功率損耗,還可消除、降低噪聲,改善環(huán)境,一般每臺平均節(jié)電約50W,一般節(jié)電率高達(dá)85%以上。而電磁系統(tǒng)采用節(jié)電裝置,使電磁無噪聲及溫升低,并解決了使用節(jié)電裝置有釋放延時的缺點,如國產(chǎn)的CJ40系列。
通過大量的實例證明了節(jié)電型低壓電器的選用能給戶主帶來極大的電力節(jié)約,也為電力的安全運行使用提供了重要的保證,不僅僅是節(jié)約了電力成本,也同樣大大的降低了電器的維護(hù)成本。
6、結(jié)語
隨著人民生活水平的在不斷提高,人們在追求著安逸和舒適的生活,這就對人們的生活和工作的環(huán)境提出了更高的要求,而營造這些環(huán)境需要能源。能源消耗的總值在逐年增加,而地球上的能源是有限的,特別在我國,能源相對短缺,為了地球的將來,為了子孫后代,節(jié)約能源刻不容緩。特別是十八大之后,全社會都在極力的倡導(dǎo)節(jié)約風(fēng)尚,反對鋪張浪費。作為與人民息息相關(guān)的電力節(jié)能,建筑電氣節(jié)能設(shè)計是節(jié)能的源頭之一,節(jié)能應(yīng)從源頭開始。通過,將強(qiáng)最根本的使用節(jié)能設(shè)計,為社會節(jié)約更多的不必要浪費的能源。
參考文獻(xiàn):
[1]中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院,建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)發(fā)展司.全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施節(jié)能專篇電氣[M].北京:中國計劃出版社,2007.
[2]李宏毅,金磊.建筑工程電氣節(jié)能[M].北京:中國電力出版社,2004.
[3]中國建筑科學(xué)研究院.CJJ45-2006城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[s].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006.
[4]蘇文成.工廠供電—— 高等學(xué)校試用教材[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1988