1、智能樓宇建筑電氣節(jié)能現狀及節(jié)能設計研究【摘要】智能樓宇建筑中，電氣節(jié)能是一項重點解決的問題，從樓宇建筑電氣節(jié)能系統上看，智能樓宇的供電配電系統中，節(jié)能設計和照明系統節(jié)能設計兩個方面成為了設計及管理過程中的一些重點和難點。 【關鍵詞】智能樓宇；電氣節(jié)能設計；變壓器中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A 文章編號：一前 言在城市化的步伐不斷加速的今天，智能樓宇建設中電氣節(jié)能已成為我們國家建筑發(fā)展的方向和目標之一。在新的形勢下，加強對智能化建筑電氣節(jié)能現狀和節(jié)能設計的研究，具有十分重要的意義。二城市建筑能耗消費就目前的情況來看，我國的城市化建設項目，各項累計總建筑面積非常之大，達到了幾百億平方米，
2、并且每年還在以上十億平米的速度在增加。這樣多的建筑，其能耗的消耗占到了整個國家所有能耗的百分之三十左右，建筑用材不斷的消費，資源使用急劇增長，這種情況會導致社會的資源越來越少，能源面臨著緊缺的局面。我國是一個能源消耗量非常大的國家，處在發(fā)展中國家的水平，一些建設和施工，都在大量的消耗著資源和能源，其中天然氣、石油等，消耗的總數量很大。與發(fā)達國家相比，我國每人每年的能源消耗量雖然不到世界人均水平的二分之一，但是相對于發(fā)展中國家來說，也是不少的了。能源的緊缺，已經成為了全球面臨的資源挑戰(zhàn)，加上我國又是一個能源消耗大的發(fā)展中國家。我國人口眾多，在能源的生產和需求上，不及發(fā)達國家，但是在能源的利用率上
3、，我們國家比照發(fā)達國家，還是比較低的。在建筑能源消耗上，其他發(fā)達國家的建筑能源消耗節(jié)約率達到百分之五十以上，而我國，卻是這些國家建筑能源消耗的二倍。看來，我國在建筑能源的消耗上，是具有非常大的節(jié)能潛力的，因此，節(jié)省建筑能源的使用，對推動我國社會主義經濟可持續(xù)發(fā)展，具有重要的作用。1、建筑電氣在樓宇建設中的節(jié)能方式在我國，建筑上電氣節(jié)能的方面，目前還沒有即定的方案出臺，所以在各方面的節(jié)能降耗工作中，沒有即定的方案和措施，也沒有參照資料，以供分析和統籌，建設參與者中的各類工程師，也沒有可參照的資料，只能從片面的單一的方面，進行節(jié)能減排的設計。樓宇建筑中，在安裝了電氣系統以后，無法對相應的數據和運行
4、效果進行記錄與參照，也無法完成跟蹤調查、統計與分析，所以，電氣系統的節(jié)能產品的減排措施，在沒相應的數據及資料的情況下，是很難做出計劃和調整的。通過各類的工程師，對電氣系統的產品的判斷和選型安裝，或是分項的進行節(jié)能方案的設計，只能對消耗做單一的分析判斷，這導致了在開展節(jié)能的工作時，只能對各類產品實行單一的分項節(jié)能減耗方案。在樓宇建設中缺少自動化的設備，當電氣系統安裝以后，相關聯的一些設備與設施，不能協調有效的運行。無法完成節(jié)能減耗的工作，只能依據工程師的經驗進行安裝。一套完整的節(jié)能設備，其自動化控制系統的工作，可以使建筑能耗減少百分之三十到百分之五十。在相關能耗自動控制系統的管理與維護過程中，建
5、筑能耗的節(jié)能系統在不能進行現場調控時，節(jié)能效果也不明顯，其節(jié)能作用就不能持續(xù)的發(fā)展下去。2.電氣節(jié)能的智能化在電氣節(jié)能安裝與設計中，改造和提高智能樓宇的綜合服務能力，是節(jié)能的一項具體而有效的措施，在保障建筑物內部的各個系統正常運轉的情況下，針對電氣系統的優(yōu)化，將起到一定的作用。這種措施，可以保障建筑內部的各系統正常運轉。也可以對電氣系統進行控制和管理，從總體上對各系統進行控制，也可以對電氣系統進行優(yōu)化管理，從而能減少電氣系統的能耗消耗，是降低能源消耗的一種有力的手段。三電氣系統的節(jié)能設計在建筑施工中，電氣的安裝完成以后，通過計算，統計分析出建筑物內部的電氣總消耗量以后，根據實際情況靈活的設計配
6、電和配氣系統，做到一次投入多系統受益，從成本上節(jié)約各項的成本支出。在設計過程中，本著科學合理的原則，提高建筑的經濟性。還可以在今后的使用過程中，達到節(jié)能的目的。在樓宇建設過程中，配電系統也是建筑中的最為關鍵的一點。1.根據建筑用電產生的數據，準確統計整個工程中所需的電的容量和等級，并結合建筑中住宅面積的多少，分析需要用電的總量，和所需的電的負荷為多少。在建筑群中，可以根據電量的需求，為了提供穩(wěn)定的電源電量，避免出現往返長距離供電的現象，和電線電纜的使用，可在附近增加變電設備，如變電所或箱式變電站。這種設備的增加，應選擇安置在住宅區(qū)的中部，以減少電纜和電線的支出，同時還可以減少線路上的損耗，有效
7、地提高用電的質量，增強用電質量，借以保證電氣設備的高效穩(wěn)定的運行，以此達到節(jié)能的目的。2.豎井的布置在建筑物內部，建設配電系統時，需要配置電氣豎井和配電箱、柜等元素。在安置這些配電元素時，在工程設計的過程中，應盡量考慮將其設置在用電的中心位置附近，以此減少配電線路，也可以減少電纜電線的數量，減少資源的浪費和成本的消耗，從另一個角度來看，也可以看作是一種節(jié)能措施。3.變壓器的選擇選擇合理的變壓器類型，是電氣節(jié)能在高層建筑中實現的關鍵。其中變壓器設備，在正常運行時，會由于內部交變的電磁力線，在變壓器內部鐵芯疊片處出現磁滯及渦流的現象，從而產生了空載損耗，指的是鐵損。由于材料物理學的不斷發(fā)展，被廣泛
8、作為變壓器鐵芯材料的非晶態(tài)合金，其作為一種新型的節(jié)能材料，出現節(jié)能的非晶合金鐵芯變壓器。在工程中常用S11、S13等型號的變壓器，是指對傳統變壓器的結構，在進行了優(yōu)化以后，并且改良了的產品。并通過改變傳統的疊片式的鐵心結構，是可以減少變壓器的鐵心內部磁阻的，并使空載損耗減少到傳統變壓器的60%80%，變壓器的功率因數被有效的提高，并且降低了工程區(qū)的供配電系統綜合線損，使系統供電質量水平得到了改善，并且使空載損耗降低到了原來的60%80%，從配電的源頭開始達到節(jié)能降耗的目的。其中，也為了使變壓器能正常的運行，并且使其負載率能接近最佳的工況條件值，我們應在變壓器的負載率設計，充分考慮變壓器的銅耗，
9、下面有具體的計算公式：我們從上述的式子中，可以看出，變壓器的銅耗與負載率的平方成正比。現以一個實際例子，來分析變壓器的負載率的特性關系。如，一臺S9-400kVA/10kV的10kV/0.4kV配電變壓器，通過式子的計算后，得到的結果如下表1 所示：從表1 可知，當變壓器負荷率在0.5 左右時，它的運行綜合效率是最高的，這個時候，變壓器的線損最小，但是，并沒有減少變壓器內部的鐵損，這也就是說明，單方面從負荷率改善變壓器的線損方面，是不能確切體現變壓器的節(jié)能效果的。在0.5的負荷率條件下，一方面由于整個系統的變壓器以及各類配電開關的容量相應會增加，也會引起較大的設備購置費用；還有一個方面，設備的
10、運行管理和檢修維護等費用，也會相應增加，也就是說，單方面從低負荷率條件，選取配電變壓器將會得不償失。在經過了綜合的考慮上述因素以后，加上在設計時，還要充分考慮供配電系統后期的擴容需求，所以就需要預留一定量的富裕容量，是不允許變壓器的負荷率取過高和過低兩種極端的。在工程設計過程中，一般情況下，變壓器的負荷率應選取在75% 85% 左右是比較合適的。四照明系統節(jié)能設計 智能樓宇節(jié)約照明用電的方式有好多，比如在滿足照度的條件下減少燈具數量、改善照明系統節(jié)能控制方式以及選用節(jié)能燈等等，但是僅憑以上方式進行照明系統的節(jié)能設計還不夠，在此我們主要討論如何充分利用自然光等光源以達到建筑節(jié)能的目的。在靠近室外
11、部分的建筑面積，是可以采用透光率比較好的玻璃和門窗等，來增加建筑物白天的照明度的，在室內實現少開燈，并且能充分利用自然光源，來節(jié)約電能資源的目的。建筑內部照明這部分，凡是可以利用自然光的，可按建筑物的照度標準檢測現場照度情況，進行照明設計，并配備相應的燈光控制系統，來實現燈具照明的自動化，以滿足不同照明區(qū)域的功能需求。對于建筑物夜景照明的設計中，電氣設計人員要考慮到城市規(guī)劃這方面，與城市景觀規(guī)劃人員相互溝通，不光要在燈光烘托效果下體現建筑總體風格，還要表現出應有的文化底蘊、藝術效果；并且，應將照明與美學和藝術等內容相互結合起來，為營造出優(yōu)美、優(yōu)雅、舒適的建筑物夜景環(huán)境而努力。在進行照明設計時，
12、還要注意照明系統的控制，光也可對環(huán)境產生污染，盡量避免，也可達到節(jié)能降耗的目的，同時也要注意對人文與生態(tài)環(huán)境等的保護。五結束語節(jié)約用電，不僅僅在智能樓宇的電氣工程設計中被重視，在其他的建筑工程施工中，也同樣占據著重要的作用，不僅僅從成本上降低消耗，從經濟上，也有利于推進市場化的建設。尤其是在照明用電的設計上，能利用自然光照明的部分，為了節(jié)能減耗，采取自然光照射，由于電氣系統在建筑過程中涉及多個部門，所以還要分別對不同的減少消耗的系統進行設計，做好節(jié)能措施，掌握好節(jié)能技術，把節(jié)能減耗推廣應用開來，爭取運用到智能樓宇建設的每一項工程中去。參考文獻:1 王麗恒. 智能樓宇建筑電氣節(jié)能現狀及節(jié)能設計研究 才智. 2011(23)2 王海波. 民用建筑電氣節(jié)能設計 科技傳播. 2011(17)3 湯蕾蕾. 智能樓宇電氣系統安裝技術的分析探討 無線互聯科技. 2011(04)4 齊笑. 開創(chuàng)建筑節(jié)能新理念訪北京中創(chuàng)立方軟件有限公司總經理陳軍5. 智能建筑. 2009(08)6 鐘衍,張自強. 建筑電氣節(jié)能技術研究與探討之一 建筑智能化系統與建筑節(jié)能 智能建筑. 2007(12)7 陳經緯. 樓宇通信綜合布線系統的設計研究科技創(chuàng)新導報. 2010(31)
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