(青岛北洋建筑设计有限公司山东青岛266000)
摘要:我国的建筑行业随着经济的建设和发展不断发展,在建筑中,电气系统是十分重要的应用系统,在现代世界能源和资源问题短缺和我国的可持续发展战略下,对电气系统进行节能设计能够促进我国的经济社会可持续发展。
关键词:建筑;电气设计;节能措施
1建筑电气设计原则
建筑电气设计的节能设计不但要遵循节能性原则,还要考虑到建筑电气的功能性和经济性,这是当前建筑行业发展现有条件对建筑节能设计提出的要求。
1.1功能性
在建筑电气的节能设计中,必须要遵循功能性原则,这是设计的前提条件。若只重视节能而忽视功能,为了节能而节能,那么建筑电气节能设计的意义也就不存在了。对于建筑来讲,只有自身功能得到充分体现,为人们提供舒适、安全的环境才能真正发挥出现代建筑的实际作用。这就要求建筑电气的节能设计必须满足人们的用电需求和用电安全,所设计的电气参数和数值也应达到相关要求。
1.2经济性
目前一些具有节能性质的电气材料或电气设计方法,虽然能够达到很好的节能降耗效果,但是需要花费的成本也很高,性价比较低。结合我国当前建筑行业的发展现状和供需条件,尚不能为了节能而大幅增加建设成本。因而在建筑电气的节能设计中,应充分考虑设计方案的经济性,结合实际情况,在投资许可范围内尽量降低能耗,达到节能效果。
1.3节能性
在以往的建筑电气设计中,往往因为对整体建筑的电气系统掌握不全面,使得变压器、电气设备和电缆电线的损耗都很大。因此从技术上来讲,当前我国建筑电气节能设计具有很大的可行性。建筑电气设计人员应当对建筑内部的用电情况做出详细的了解,并掌握建筑各电气设备的功率和功能,从而合理进行节能设计。如设计最佳线路,选择最适合的变压器,取缔重复的电气设备,充分利用自然光线,减少电气照明带来的能耗。
2提升建筑电气节能设计的措施
2.1发展新技术
建筑行业的电气系统是现代建筑行业中比较重要的系统,所以在现代电气系统的技能技术也得到了比较大的发展,很多的新技术出现,为电气的节能设计提供了技术支持。所以在建筑的节能设计中,设计人员要根据建筑的具体情况和要求使用最合适的节能技术,将节能技术应用到电气建设中,这些技术在节能方面能够发挥巨大的作用。
2.2运用智能控制系统
现代社会的科技发展给建筑行业的发展带来最显著的影响就是智能建筑的出现,很智能建筑中的很多系统都使用了智能控制系统,所以在现代的智能建筑发展中,对建筑的电气系统也实行智能控制能够切实提高建筑的节能性。运用智能控制系统对建筑的电气系统运行进行全面的控制和管理,设置好电气运行的合理参数,在满足建筑的基本运行要求的基础上实现节能,降低能耗。
3建筑电气节能设计
3.1供电系统的节能设计
目前建筑的用电量增大,为满足人们的用电需求,须为建筑设计合理的供电系统。在供电系统的节能设计中,必须要严格遵循功能性、经济性和节能性原则,要在保证居民正常用电且不增加成本的前提下,实现节能降耗设计。一般来讲,供电系统在运行中可能会产生能耗,可从供电电压,供电方式,供电运行维护等角度出发来降低供电系统的能耗。所设计的供电电压不可过高,满足居民用电电压需求即可,以最大程度降低电压损耗,降低用电成本。供电方式应结合建筑的实际功能和内部用电情况进行合理设计,避免不必要的浪费,但也不可缺少任何必要设计,科学设计供电系统结构和布局,选择最佳的供电方式,做好供电运行维护设计方案,以便于后期运行过程中加强运行维护,规范操作方法,做好供电管理工作,避免因为操作不当或维护不及时而造成更多损耗。
3.2线路损耗的节能设计
由于配电线路中电阻的存在,因此在对线路的选用过程中,应选取电阻率低的导线。还需注意的是,在对线路的布设中,应尽量使线路走直,适当减短导线长度;并对低压线路进行合理控制,避免线路不必要的回头而带来电能的损耗。线路损耗是建筑电能损耗中十分重要的组成部分,这是因为电缆电线自身带有一定的电阻,当有电流通过时不可避免的会产生功率损耗。虽然线路损耗无法避免,但却可以通过合理设计来降低损耗,实现节能设计。线路电阻公式为:
式中:ρ为电阻率;L为导线长度;S为导线截面积;R为电阻。可见,电阻R与ρ及L成正比例关系,并与S成反比。因此,要降低建筑的线路损耗,可通过缩短线路长度,选择较大的电缆电线横截面积等方法实现。一般来讲,电力传输距离越短,线损越少,因此在进行建筑电气线路的设计时,要根据实际需求科学合理地选择最合适的路径,尽可能选择直线路径,要在满足用电需求、经济可行的基础上,尽可能地减少电线长度。另外,还要合理设计电气设备的布置,如变压器所在位置的设计应考虑到周边用电负荷的大小,减少变压器与负荷中心的距离,以减少供电线路长度。对于电缆电线的横截面积而言,横截面越大,线损越少。但在实际的建筑电气线路设计中,不可为降低损耗而都采用大截面的电缆电线,因为大截面的电缆电线成本更高,还会使重量增加,易导致电缆电线被拉断,增加维修成本,不符合经济性原则,因而设计人员应科学选择电缆电线的横截面积,不可过小也不可过大,比载流量适当大一些即可,以同时满足功能性、经济性和节能性原则的要求。
3.3变压器的节能设计
变压器的节能设计也是建筑电气节能设计中的重要环节,变压器损耗占建筑电力损耗的很大部分,合理设计变压器的电压,可以大幅降低无效电能,因此需要根据建筑用电需要合理选择变压器型号,降低损耗。一般来讲,变压器有功损耗计算公式为:
式中:δp为变压器的有功损耗;po表示变压器的空载损耗;pk为变压器的短路损耗;β为变压器的负载率。由此可见,要降低变压器的损耗,就要减少变压器的空载损耗和短路损耗。变压器的空载损耗一般由铁芯涡流损耗的漏磁损耗组成,因此选择变压器的型号时要考虑到铁芯和硅钢片取向,减少内部电阻,增加内部电流量。另外,还要注意对变压器进行有效控制,减少短路电流带来的损耗,选择最合适的变压器短路抗阻,降低变压器损耗。
3.4照明控制方式的合理设计
合理设计建筑电气照明的控制方式可在很大程度上降低电气照明的损耗。一般来讲,建筑电气照明的控制应根据建筑的功能及对照明的需求程度而定。尽量避免整个建筑实施统一的照明控制系统,这样会使一些不需长期照明的地方消耗大量电能。在具体的设计中,应该本着实用、灵活的设计原则,结合需要选择合理的照明控制方式。目前在建筑电气照明控制设计中可选用的控制方式有集中控制、分区控制、分组控制、就地控制、调光控制、声控开关控制、人体感应控制、楼宇智能控制等。外,随着智能技术的应用,在建筑电气照明控制系统的设计上,也可逐渐实现智能灯光控制。
结语
要促进社会经济的稳定发展,还需要在建筑电气设计中,充分运用各项环保、节能设施,并严格遵守行业相关标准,结合当前现状制定出高效、科学、可行的设计方案,优化各配置,以最大限度的降低能耗,打造宜居宜人、舒适健康、持续稳定的生活环境。
参考文献:
[1]叶晓雪.建筑电气节能设计及照明节能设计探讨[J].工程技术研究,2017,(3):201-202.
[2]康积灵.智能化建筑电气节能优化设计[J].工程技术研究,2017,(7):206-207.
[3]季涛.浅谈建筑电气控制设计中的安全节能策略[J].中国标准化,2016,(13):126-127.
作者简介:
马洪莉(1977.3.20);性别:女;籍贯:山东省微山县;民族:汉;学历:硕士研究生;职称:工程师;职务:副主任工程师;研究方向:建筑电气;单位名称:青岛北洋建筑设计有限公司
姜学岩(1984.05.05);性别:男;籍贯:山东省平度市;民族:汉;学历:本科;职称:工程师;职务:副主任工程师:研究方向:建筑电气;单位名称:青岛北洋建筑设计有限公司