浅谈建筑电气节能设计 毕业论文.doc

天津城市建设管理职业技术学院毕业论文浅谈建筑电气节能设计作者： 系别： 能源机电系 专业： 建筑电气工程技术 学号： 指导教师： 2011 年 5 月13目 录内容摘要2序言3第一节 建筑电气设计的原则41.1实用原则41.2节能措施41.3引进先进的设备与工艺41.4严格遵守国家标准5第二节 建筑电气节能设计存在的问题62.1文献和规章62.2新产品使用62.3电气节能6第三节 建筑电气节能设计的措施73.1照明系统的节能措施73.1.1对光源选择的设计73.1.2对照明方式的选择73.1.3照明控制方式的设计73.1.4电气附件选用的节能73.2动力系统的节能措施83.2.1选择使用型号83.2.2选用高效率的电动机83.2.3改进控制方式83.3供配电系统的节能措施83.3.1慎重选用供电电压83.3.2容量选择合理83.4变压器的节能措施93.5配电系统的节能措施93.6电气配电线路的节能措施93.7空调用电的节能措施10第四节 结论及展望11致谢12参考文献13内容摘要本文通过说明建筑电气设计的原则和存在问题，进一步探讨应对建筑电气节能设计上的对策措施。当前国家正在大力提倡建设节约型社会，因为能源的短缺将会制约国民经济的进一步发展，制约经济的又好又快发展。随着社会建设的发展，人们的用电需求进一步加大，预计未来几年，全国用电需求缺口将会不断加大，电力供应面临极大挑战，建筑电气的节能问题也逐渐进入到施工单位和用户视线中，对于施工单位来说，采用节能材料和节能设计设计方案，有助于降低长期的建设成本，吸引更多的消费者，而对于用户来讲，具有节能设施的建筑物，能让他们更安全健康的使用电能，同事更加经济环保，从节能设计的方法上来讲，是有章可循的，下面就来具体论述建筑电气节能设计的存在问题和设计措施。关键词：建筑电气；节能设计；公共用电序言中国地大物博，电力的消耗量巨大，为了经济的又好又快发展，在建筑电气设计中节能措施的使用已经摆在了我们的面前，作为电气设计人员，在找到了节能设计所面临的问题的基础上进行改进，通过多种措施，进行节能设计，真正达到节能的目的。第一节 建筑电气设计的原则建筑电气的节能设计是有章可循的，不能够随意而为。总体来说，建筑电气节能设计应该普遍遵循“贯彻实用、经济合理、技术创新”的原则，具体如下。1.1实用原则在节能设计时，所有节能设施的材料和布线等都必须结合建筑物自身的使用功能，在满足整个建筑物照明、采光、色温、显色等等硬件指标的前提下，还要满足使用建筑物的消费者对于舒适条件、卫生环保等方面的需求。同时，在节能设计的时候不仅仅注重节能材料的走向和方位，还要综合考虑整个建筑物的实体情况，保证安全通道的通畅，各处运输线路的准确和安全。对于一些特殊场所的建筑物，要根据其自身的独特需求进行设计，比如大型游乐场类的建筑，就必须采用特殊的工程工艺来完成游乐场内部多数设备和设施的供电用电；再比如大型演艺场所，要根据现场要求所需达到的灯光和布景效果来进行艺术照明和动力用电的设计。满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。1.2节能措施所谓节能，指的是尽可能减少被浪费使用的电力，并非是在应有的供应场合进行节制。这也就要求施工单位在进行建筑物规划和进行电气设计以前，有必要提前对哪些地方的用电是与建筑物正常发挥其电力作用无关进行调研分析，确定浪费用电的源头和可能位置，在采用具有针对性的方法进行节能设计和指导。通常，变压器的功率损耗、电线等传输线路上的功率损耗都是无谓的电力流失，造成能源浪费，在设计时要针对变压器和电线电缆进行专门的节电设计措施。1.3引进先进的设备与工艺引进先进的设备与工艺，能够更好的节省耗能。比如超市、大型商场等人流量大、面积广的场所，所需照明设备及供电量也相对较大，普通负载的灯泡及灯具设备可能经不起这样的考验，这就为我国灯具研究和电气设计的专业人士们提供了一个新的研究课题，如何创新与技术换代，使先进的节能技术成果为国家节省更多的能源。1.4严格遵守国家标准节能要以国情的实际情况为基准，不能单纯的为了减少能源消耗，而变相提高投资，增加运行费用。因节能而暂时提高的投入费用，应在几年甚至更短的时间内通过能源消耗的降低进而节省下来的运行费用弥补。应该说，节能设计的最终目的，是使建筑物在一个较长的时间内达到比原来未采用节能设计的同类建筑物总体费用降低，能源消耗大量减少。第二节 建筑电气节能设计存在的问题电气节能设计在我国已经受到广泛重视，并已有众多施工单位将前期投入着眼于节能设计的可行性和节能所能带来的长远利益评估上。经过实践与总结，发现目前我国在建筑电气节能设计方面存在着以下几点问题，有待解决。2.1文献和规章建筑电气节能方面的文献和规章编写较少，缺乏统一的规范性文件。这就致使许多施工单位在进行建筑设计时各按所需，结果建筑电气质量良莠不齐。节能相关文件的编写有待完整和完善，建议相关部门建立专门机构进行编写，并根据目前市场上实际建筑物的具体操作情况进行分类和整合，以达到更好的节能控制与管理。2.2新产品使用目前仍有少部分施工单位继续使用国家明令禁止使用的淘汰产品，这些产品已经不符合国家新的节能标准，在实际运用上仍然增加着电气运行费用。国家不仅要有相关的措施出台和完善，还要有监察部门认真的监督和排查，要抓现形，依法惩治，逐渐规范我国节能设计设备市场的运行。2.3电气节能部分施工单位的设计人员在进行建筑物设计时，只考虑施工单位的利益和需要，缺忽略了消费者对于电气节能方面的需求，这就导致建筑物建成以后，消费者使用的不便。对此，设计人员应全面熟知不同类型消费者对被设计建筑物的诉求程度，同时要知悉建筑物整体的运行过程中能源管理的相关细节和进程，设计出一套用于内部能耗核算的多层级耗能计量表，以备参考和查验。第三节 建筑电气节能设计的措施3.1照明系统的节能措施3.1.1对光源选择的设计要选择相对高效的光源来进行设计，按照照明设计的规范文件，对各个不同场所的照度标准、照明功率密度、视觉要求等进行严格控制，从另一个角度来说，控制好照明规范的各个条款，就要从单位面积上限制好安装灯具的功率消耗。最好在保证照明质量的前提下选择高效发光或紧凑型的荧光灯进行照明，这类灯具相比于普通白炽灯具有更好的节能效果。当然，在一些大型厂房、体育馆等的照明不适用于荧光灯，一般可选用高压钠或金属卤化物等高效气体类发光灯具。3.1.2对照明方式的选择照明方式的选择很重要，要做到合理与便捷。电气设计人员与建筑物设计人员是紧密相关的，电气设计人员在设计时一定要参考建筑物的整体规划和窗体朝向等进行节能安排，必要时候，可以对建筑物设计人员提出相关意见与建议。自然光是最为有利于深深和日常生活的可再生能源，有效利用自然光，可以帮助施工单位大大减少电气能源的消耗。设计人员要注重自然光与室内照明的合理结合，既能保证人们的日常用光，又能有效节约照明设备的使用与供应。同时，根据自然光所能达到的光照效果，设计合理适用的灯具照度，在自然光较好的建筑群中，可以适当减少照明设备的照度，从而降低能源消耗。另外，根据自然光照位置、强度等，可以适当的分区安排照明设备，不均匀布光或者使用混光照明。3.1.3照明控制方式的设计设计人员可以根据布光的不均匀程度，适当增加照明控制开关，减少消费者全光照明的机率，通过照明设备开关引导使用者哪里用光就点在哪里，有效减少发光设备的同时使用数量。另外，根据建筑物的不同设计不同类型的开关，以便整体控制。比如在学校、宾馆、体育馆等地，可以对走廊、公共活动区域的照明进行统一布控，使用统一开关进行控制，设专人根据天气情况或时间变化进行光照控制，减少光能的浪费。3.1.4电气附件选用的节能日常施工和设计过程中，相关人员更关注于照明灯具的节能减耗，却忽略了电气附件也是耗能过程中的一个重要环节。以小见大，电气附件的日常耗能积累起来，也是一笔不小的数目。一般而言，荧光灯的电感镇流器功率为灯管额定功率的20%，而相比之下，高强度气体气体放电灯（hd）的电子镇流器则仅为灯管额定功率的15%左右。更实际的是，气体放电灯的电子镇流器要比荧光灯的的电感镇流器更为轻巧，并且噪音小、无频闪、升温速度也慢。比较下来，电子镇流器的节能能力要远远大于电感镇流去，因此在选用气体灯具的地方，装电子镇流器更为实用节省。3.2动力系统的节能措施3.2.1选择使用型号根据电动机的不同负荷特征来选择使用型号。要根据施工环境对电动机负荷需求进行评估，避免选用负荷过大货过小的电动机型号。3.2.2选用高效率的电动机积极选用高效率的电动机。尽可能的建设电动机的空载和负载消耗，提高工作效率。3.2.3改进控制方式改进电动机的控制方式提高其再运行过程中的效率。比如交流电动机可以选用变频调速的方式，或者是在压缩机、电梯等机械设备上使用变频器等。另外要注重产品质量的控制，保证电能消耗的计算与实际应用相符合。3.3供配电系统的节能措施3.3.1慎重选用供电电压慎重选用供电电压，在相同的供电情况下，电压越高，电能的损失越小。选用简单的供配电系统，选购时注重产品质量。3.3.2容量选择合理变压器容量选择合理，变压器使用数量根据实际建筑物所需采购，不可浪费，也不可缺少。电缆电线的截面是否符合电流密度，也直接影响着节能情况。整体功率因数的把握，适当情况下可提高功率因数。3.4变压器的节能措施制造厂设计的变压器经济运行负荷率在40%-60%，在变压器设计中应尽量采用低能耗及铜线材的新型高效节能变压器，选择其台数和容量时，尽可能使变压器负荷率设计在40%-60%，同时在满足容量和负荷率的情况下，应尽量减少变压器的台数，选择大容量变压器，以减少变压损耗。另外，在空调负荷较大时，可采用单独一台变压器作专用空调变压器，在空调不使用的季节时可停用，以达到节能降耗的目的。3.5配电系统的节能措施在工程设计中，变电所的中心位置应尽量接近负荷中心，以缩短配电半径，减少线路损耗，同时还要兼顾电源的进出线方向。实际上对多数用户来讲，至少从有色金属消耗量及线路功率损失这两个原则出发选择变电所的位置，得出的结果才能使用户在一次性投资、节能降损及设施维护管理等方面产生直接的经济效益。根据负荷容量、供电距离及分布，用电设备的特点等因素合理设计供配电系统，使系统尽量简单可靠，操作方便，根据规程规定，要求配电变压器出口处的电流不平衡度不大于10%，干线及分支线首端的不平衡度不大于20%，中性线的电流不超过额定电流的25%，这是因为在配电系统中，有的相电流较小，有的相电流接近甚至超过额定电流，这种情况下，不仅影响变压器的安全经济运行，影响供电质量，而且会成倍增加线损。在设计中应尽量减小三相不平衡度。3.6电气配电线路的节能措施配电线路电能的损耗取决于线路的阻抗和电流，与阻抗成正比，与电流的平方成正比，而线路的阻抗与导线的导电率和长度成正比，与导线的截面积成反比。因此配电线路选用高导电率的导体，尽量采用铜芯线，不采用铝芯线，在满足规范要求的情况下，尽量提高电压等级和功率因数，以降低电流。如今照明采用大量采用荧光灯，配置电感镇流器，其功率因数很低，仅约0.5，而就地加电容补偿器或采用电子镇流器，其功率因数可达约0.9，这样一来，采用电子镇流器的线路电流只有采用电感镇流器的59，而线路损耗只考虑电阻时只有13.24，对于没有特殊要求的场所，应尽量采用三相供电，而避免采用单相供电，也可降低电流。三相与单相供电线路损耗比较，假设线路长度一样，负荷为电阻性负载且三相完全平衡，单相线路导线截面积s1=16mm2，三相线路导线截面积s2=4mm2，那么单相线路电阻r1为三相线路电阻r2的14，在负载功率相同时，单相线路电流i1为三相线路电流i2的3倍，在只考虑线路电阻损耗时，单相线路损耗p1为三相线路损耗p2的1.5倍。由于三相负荷完全平衡，n线电流为0，因此n线没有损耗。此外，还应避免导线穿管产生涡流，造成电能损耗，如严禁金属管内穿交流单根导线。对于铜外套的矿物绝缘电缆，应按一定的规则排列进行安装，把涡流降到最少。精心设计，减少供电线路长度，提高功率因数，降低电流，不仅减低线路损耗，而且还可以减小线路压降，提高供电质量。3.7空调用电的节能措施民用建筑中空调形式有中央空调系统，分体式空调系统等，夏天空调用电占民用电的很大部分，中央空调系统可采用楼宇自控ba系统进行管理和控制，以达到节能目的；分体式空调采用遥控器控制开或关，空调待机功耗南方地区有2-3w，北方地区有5-8w，例如某单位有300台空调，一天待机为14h，待机功率为5w，一天耗能将达到21度电。对于住宅空调一般是设计一个插座或者说带开关的插座，由于空调插座安装高度较高，平时操作很不方便，因而造成仅用遥控器关机，无法切除电源，为了解决这一问题，可谓空调插座设置一个独立开关进行控制，以便用遥控器关机时，顺手把空调机电源关掉；而对于单位办公大楼的分体空调，电气设计有时往往与照明共用一个配电箱，这样一来要想关掉空调电源，必然要大楼管理人员到各层配电箱处关掉空调电源回路，工作量大也很麻烦，因而往往造成空调处于待机状态，甚至连春、秋、冬季也都处于待机状态，造成电能的大量浪费，而且还是一个火灾隐患。解决这一问题，空调用电可设置专用配电控制箱进行供电，其远程控制可设置在建筑物值班室内，以便管理和控制。第四节 结论及展望建筑电气节能设计直接关系到整个建筑物的施工与项目运行，同时贯穿于整个决策、设计、施工、入驻的进程环节中，电气节能的设计无论是在供配电系统还是在用电设备和材料的选择上，都有着很大的节能潜力，可以说是建筑施工设计阶段的重点项目。对于电气设计人员而言，一定要注意全面的外来因素参考，并设计出多套方案进行细致对比，选择出最适合于等建工程的方案，如有必要，可集中工程设计、结构实施，施工设计等各方面的设计人员共同讨论研究，达成公司，从而达到更好的节点目的。致谢大学三年的学习生活结束了，这三年的学习成果都浓缩在了这份论文当中，在我论文的写作过程中，十分感谢郭邦军老师的严格把关，悉心指导，循循善诱，对此我表示衷心的感谢。作为学生的我，这是我最后一份重要的作