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【关键词】建筑;电气照明;节能设计
1 建筑电气照明节能设计原则
首先,在对建筑进行电气照明节能设计时,遵循《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015)以及《建筑照明设计标准》(GB50034-2013)、《照明设备合理用电》(DB31/T178-2002)等相关条款。
其次,现代建筑照明节能设计过程中必须坚持绿色照明原则,绿色照明要求我们在确保建筑内部照度、色温,符合工艺要求等照明质量规定的基础上,尽可能的降低能源的消耗。
再次,建筑电气照明节能设计必须要根据建筑工程实际经济效益来做出合理的考虑,在设计过程中不能够为了节能而耗费大量的成本和投资,增加不必要的一些管理或者材料费用,而应当将增加的内部投资在短期内通过降低能源消耗成本的方式进行收回。
最后,建筑电气照明节能设计的关键在于节约不必要的能量消耗,在这一过程中,我们应当要准确的找到和建筑物功能并无直接关系或者对建筑实际功能不会产生较大影响的能量损耗,之后再进行节能设计。比如说量大面广的照明容量,变压器功率的损耗等,可积极的应用一些现代化科学技术来实现节能降耗的目的。
2 建筑电气照明节能设计的技术措施
2.1 合理选择照明设计方案
按照建筑电气照明节能设计的有关规范标准,对多种满足照明节能标准的设计方案实施综合性技术经济分析,从中选择出经济实用、节省能源的最佳方案。对建筑可能存在的特殊照度需求选择多个光源来实现,混合照明设计能够有效的改善光色的需求,针对系数较高的方案给予优先考虑。另外浅色系的建筑材料应当尽可能的应用到室内屋顶以及墙面的装饰,如此一来便能够更好的反射自然光线,让自然光源得以充分的应用,从而实现节能降耗的目的。若在某一场所之内需要满足不同的照明需求,可以采取分区照明的设计,对照明标准的选择必须具有合理性,高照明度能够符合高照度需求,若需求不高则应尽可能降低照明度来实现节能设计,也可以采取增加局部照明的方式来满足高照度需求。
2.2 采用高效率节能灯具
结合具体的使用情况、建筑性质、照度要求、照明标准和质量等因素来科学的选择建筑电气照明光源,不但需要符合显色性以及启动时间等要求,同时必须要尽可能选择效率高、寿命长且经济实用的可靠性光源。建筑室内电气照明灯具的选择必须要符合控光效果好以及照明效率高两点原则,从而有效的降低照明设计成本,降低建筑总体的能源消耗。建筑电气照明灯具光束的宽度应当根据其室内占空比进行确定,灯具的利用系数能够借助于地面反射系数的计算进行确定,进而对相关的节能灯具做出更加合理的选择。因为直管荧光灯具备光效好、显色性能佳、寿命长以及成本低等优势,所以通常来说选择直管荧光灯的情况较多;而高频无极荧光灯的使用寿命长、安全稳定、安装方便,所以它被常常当作是酒店大堂照明光源的最佳选择。
2.3 智能建筑照明工具节能设计
随着现代科学技术的飞速发展,建筑智能控制技术也获得了空前的发展空间,更加专业的智能控制系统也开始走进了人们的日常生活。现代化的建筑电气照明节能系统是无数研究人员和科学家的智慧结晶,也是我国正式开始迈向智能化的重要标志。建筑电气照明节能系统属于智能化控制系统,它属于一项非常有效的创新性控制管理系统,能够有效的提升建筑内人们的生活、工作和学习质量。对建筑智能控制方式的充分应用,必须要遵循《智能建筑设计标准》中所具体规定的条款,从而有效的对建筑电气照明设备进行全面规划管理,确保不同类型的建筑电气照明设备都能够时刻处在最好的运行状态,进而得到更优秀的节能效果。
2.4 灯具安装过程的节能设计
一方面从灯具的安装方式上实现节能。在建筑设计的过程中,建筑照明功能需求直接决定了灯具的安装功能,例如说对于商场等公众场合有集中供电的需求,它们往往会要求大量的持续性的照明效果,而针对一些人群流动量较小同时并无特殊照明需求的场合则不需要大量的照明。所以我们在安装灯具的过程中,必须结合建筑实际照明需求来计算灯具的安装量和安装方式,避免导致资源的浪费。另一方面是从灯具的控制方式上实现节能。一幢建筑物中的某些空间需要持续性的供电,而某些空间则仅仅是在特殊情况下需要供电。所以在建筑电气照明节能设计的过程中,应当结合实际照明需求来选择灯具的控制方式,比如说智能程序控制、光线控制、声音控制等,从而达到最优化的照明节能效果。
2.5 气体放电光源启动设计
尽可能的选择光纤或者自然光照明,建筑电气照明节能设计要求我们尽可能多的应用现代科学技术方法,科学的设计照明线路,合理选择控制开关。现代高层建筑的外部一般都有很多大型玻璃幕墙,若我们能够充分利用自然光,可以在很大程度上降低建筑的能源消耗。高层建筑借助于玻璃幕墙的折射作用能够将太阳光引入室内提供照明,不但能够有效改善工作环境,还对人体的健康有益。
节能型电子镇流器以及电感镇流器是气体放电光源启动设备的最佳选择,它们的优势在于功耗较小、节能效果好。当我们使用电子镇流器的过程中,高次谐波往往会有所增加,对建筑的供配电系统会造成非常严重的危害,因此设计人员必须引起重视。若在实际运行状态中发现问题必须第一时间采取处理对策,防止产生不必要的损害。同时气体放电灯线路功率必须要满足一定的标准,按照有关规范标准其功率因素必须保持在0.9以上,在对光源以及镇流器进行选择的过程中,应当确保其能够达到国家相关规范标准中的要求。
3 建筑电气照明节能灯具的维护
随着灯具点燃时间的不断增加,其光源的发光效率也会开始下降,电压降低也会导致灯具发光效率的衰减。因此应当努力做好建筑电气照明节能灯具的后期维护工作,从而达到更好的节能目的。在对电气照明节能灯具进行维护时一般可采取下面几种办法:定期组织人员对照明节能灯具进行打扫、定期对灯泡进行更换、保证电光源始终处于额定电压下工作。建筑电气照明节能设备的使用应当从空间和时间两方面来节约能源。在电气照明节能灯具的空间设置上,必须要尽量的将工作区域集中起来,再根据各个区域的照度标准合理的对工作区、交通区和次要区进行规划。电气照明节能灯具
的实际使用过程中,无论是光源的光亮还是反射面的发射率都会因为使用时间的增加而慢慢衰减,因此相关维护人员必须要真正重视后期的维护工作。另外还可以借助于类似导光板或者反光设施将建筑外的自然光、阳光引进室内来补充照度,或者利用太阳能来降低建筑的电气照明成本。
4 结语
建筑电气节能设计可以说是一项复杂的系统工程,其工作难度较大,特别是电气照明节能方案的选择,应当结合建筑工程的具体情况,坚持绿色照明的原则,科学的确定照明方式,同时积极的应用现代化照明技术,严格按照国家规定的建筑照明设计规范标准进行设计。只有这样才能够设计出一套科学的建筑电气照明节能方案,最大限度的将电力资源利用起来,尽可能的节约建筑所消耗的电力能源,建设出真正绿色健康、经济环保的生态工程。
参考文献:
[1]金莉琴.建筑电气施工中节能设计措施的探讨[J].江西建材,2015 (21).
关键词: 排涝泵站;电气设计;继电保护
中图分类号TV67 文献标识码:A
1 泵站概况
珠江三角洲某排涝泵站,装机规模为3台泵站电气设计单机额定功率为2800kW卧式异步调速电动机,总装机容量为8400kW。
2 电气主接线
泵站附近有两座变电站,电压级别分别为220kV和110kV,220kV变电站离泵站约为35km的距离、110kV变电站离泵站约为22km的距离,这两所变电站是当地电网的主力电源之一。
为了提高泵站供电可靠性采用双电源供电,从220kV变电站引入1回35kV线路作为第一个电源点给泵站供电,导线截面采用LGJ-185;110kV变电站引入1回35kV线路第二个电源给泵站供电,导线截面采用LGJ-185。
电气主接线的接线确定应是综合考虑系统状况、建设规模、接入系统设计等因素;电气主接线应满足电力系统的稳定、可靠性的要求以及电力系统对泵站水泵运行方式的要求,同时应满足供电可靠、运行灵活、检修方便、接线简单、便于实现自动化和分期过渡、经济合理等要求。
(1)电气主接线方案
泵站主接线35kV侧采用双回线路进线,采用单母线接线。6kV侧采用单母线接线。为了满足泵站分期建设,电机侧采用单母线接线。电机额定电压采用6kV,额定功率因数0.85。
(2)站用电电源的引接
提高供电可靠性,泵站站用电400V系统采用单母线分段的接线方式,并选用两台630kVA站用变压器。1台站用变压器接在电机母线侧(SC10-630/6kV,6±2×2.5%/0.4kV);另一台变压器接在35kV母线侧(SC10-630/35kV,35±2×2.5%/0.4kV)。
(3)泵站电气主接线简易图如图1所示。
3 电机起动方式
根据泵站供电系统接入情况,经过电机起动电压损失计算,主电动机起动时机端压降超过15%,泵组起动不能完成全压直接起动,需通过高压变频器或高压软起动器等辅助设备拖动完成起动过程。
高压软起动器主要应用于大功率电机设备的起动过程,以解决起动电流过大引起压降损失过大而造成电机起动失败或冲击电网的问题,对泵站还需要为电机设备配套无功补偿装置以提高功率因数而满足电网要求。
目前国内外主要应用的完美无谐波高压变频器,能够在不设置消谐装置的条件下满足电网的谐波干扰标准要求。在变频器投入运行时对所拖动的电机进行无功补偿,从而可以减少泵站为电机设备配套无功补偿装置的容量;该装置能够响应0~100%负载运行工况要求。
本泵站根据用水量和冬季安全运行情况对泵组扬水流量进行调节,并考虑供水流量稳定灵活可靠的要求及故适应本泵站离心泵组0~50%流量调节范围要求,选用高压变频器起动方式。
本泵站配置一台高压变频器时,在泵站两台水泵均需作为工作水泵情况下,可以通过起动母线实现“一拖一”起动不同水泵;但是,由于每台泵组起动不能完成全压直接起动,在高压变频器故障或检修时,将造成全站泵组停运。
结合本泵站一期、二期建设情况,由于泵站供水保证率为97%,为保证泵组起动可靠性,配置两台高压变频器(容量与电机对应),电机起动接线形式设置起动母线。一期运行中,一用一备;二期扩建同容量1台泵组时,不再增加高压变频器,并依照泵站供电主接线采用电机起动分段母线,实现互相备用。
本泵站地处珠江三角洲电网负荷中心,因此电网对于用电户电气设备的谐波干扰有严格要求。因高压变频器DSP控制系统对调制波形的优化处理,确保高压变频器具备完美无谐波电压输出的技术特性,运行中不需另行配置消谐装置,从而节省消谐装置投资、减少占地。
4 泵站继电保护
(1)基本原则
本泵站主要电气设备及母线的继电保护采用微机型继电保护装置。其中,对于主变、电动机等主要电气设备,按照独立且利于维护原则单独组柜;其它35kV和6kV线路及馈线等对象采用综合测控保护模块,集成布置于对应的开关柜内。
(3)电机保护
#1、#2泵组电机合并设1面发电机保护屏。
(4)变压器保护
2台变压器合并设1面变压器保护屏。
4)35kV和6kV线路保护
35kV线路微机保护,65kV线路微机保护均安装在开关柜本体内。
(5)电能量计费系统
本泵站电能量计费装置是系统电能量计费系统的组成部分,计量对象为2回35kV线路,电度表计柜布置在继保间。
5 泵站厂房布置
泵站厂房主要包括主厂房、副厂房等。主厂房总长43.450m、宽15.700m,副厂房总长47.230m、宽14.620m。
泵站为卧式机组,主、副厂房按两层布置并采用L型布置方案。副厂房位于主厂房左侧。主、副厂房分为两层,电缆层、设备层、控制层。控制层与安装间同高程。副厂房控制层布置有中央控制室及继电保护室、35kV高压开关室、6kV高压开关室、高压变频器室、无功补偿室、低压开关室、通信室。
工程地处沿海地区,雷电天气较多,采用户外设备受环境影响较大,高压开关户内布置方案较户外敞开式设备方案占地面积少、安装周期短、有利于设备安全运行、延长设备检修周期、减少运行维护工作量、运行维护方便,且户内方案设备及土建综合投资较户外方案差别并不大,户内方案在技术及经济方面均优于户外方案,故确定35kV配电装置设备选用户内手车式高压开关柜。6kV设备选用金属铠装户内手车式12kV高压开关柜。为满足泵站分期建设选用两台8000kVA油浸式双绕组主变压器,(S10-8000/35kV8000kVA,35±5%/6kV,连接组别Yd11Ud%=7.5);主变布置在户外副厂房下游侧,高压侧均通过电缆与户内35kV开关柜、6kV开关柜连接。
6 泵站照明
由于泵站对供电可靠性有较高的要求,泵站照明分为工作照明和事故照明两个系统,工作照明采用交流380/220V三相五线制。事故照明采用交、直流供电方式。
照明电源的可靠性是整个泵站照明设计的重要因素。泵站照明电源从厂用电的两段母线引接,并且根据厂房内有自然采光和无自然采光分别考虑设置工作照明。主要供电范围为主、副厂房控制层、主厂房设备层、副厂房电缆层、安装间、中控室、厂区及围堤周围,这些场所易独立控制,互不影响,根据负荷重要性,可直接从厂用配电屏(或照明配电屏)引出,当某一回路或开关发生故障时,不影响其他照明供电。在照明回路中设置独立的配电箱以便对场所内的照明灯具进行控制,减小故障的范围。泵站设置的事故照明,以保证在交流电源消失时,泵站内重要场所及主要通道的照明。事故照明的电源引自泵站设置的交直流切换装置,交直流切换装置电源引自泵站低压屏和直流屏。
7 泵站过电压保护及接地
泵站35kV线路进线段1~2km处宜架设避雷线进行直击雷保护,35kV线路终端杆进户段采用氧化锌避雷器,35kVPT开关柜设置柜装避雷器以防止系统传导过电压。选用一只高20m避雷针保护主变平台的电气设备。
主、副厂房直击雷保护措施为在其屋顶上以-50×5扁铁焊成防雷接地网,并通过每个排架柱内主钢筋与总接地网可靠连接。
泵站的接地系统为主、副厂房接地网散流接地区以及进水池和出水池水下接地体。泵站接地电阻要求R≤4Ω。
结语
自从排涝泵站投入运行以来,大大改善了流域内“一逢大雨就涝”的局面。有效防止了城市的内涝,在避免强降雨引发的涝灾对流域内的居民、企业、市政措设等造成的生命和财产损失方面,发挥了重大的作用通过分析泵站电气设计方面的工作,得出以下结论:
(1)单母线接线方式能够提高接线的安全可靠性、灵活性,并且经济合理,投资较少;
(2)对泵站进行流量调节、电压降损等措施,使得调节电机的转速用于调节流量,并提高了泵站的运行要求;
(3)主、副厂房按两层布置并采用L型布置方案,降低了对电气设备的影响;
(4)采用高压开关户内布置方案,具有占地面积少、安装周期短、维修方便等优点,有利于电气身边的安全运行。
参考文献
[1]GB/T50265-97,泵站设计规范[S].
关键词:智能楼宇 建筑 电气节能 现状
1.前言
随着城市化建设的迅猛发展,大量智能楼宇涌现城市中,它必将成为现代化建筑物的发展趋势。我国目前智能楼宇还在大量建设,与此同时,也会产生建筑能耗问题,并且会越来越严重。其中,智能楼宇建筑的电气问题较为严重,一直困扰着相关研究人员。智能楼宇建筑电气节能设计的主要内容包括照明系统节能设计和供配电系统节能设计两部分。我国对智能楼宇建筑电气节能问题研究较少,能源利用率很低。因此,在智能楼宇建设的过程中,一定要做好电气节能工作,节约能源,进而促进我国经济的可持续发展。
2.智能楼宇建筑电气节能现状研究
我国目前虽然对智能楼宇建筑电气节能问题已经做了些工作,但是仍然存在许多问题,主要体现在以下几个方面:
(1)在措施制定和节能方案设计过程中,不能统筹分析,也没有聘请专门的工程师来对智能楼宇建筑电气问题进行综合能耗分析判断;
(2)在智能楼宇建筑电气节能设计过程中,节能产品单一,实施分项和选型安装的节能方案措施片面;
(3)智能楼宇建筑中缺乏基础自动化设备,不能及时记录节能数据,更不能跟踪相应的节能运行效果;
(4)在智能楼宇建筑电气系统节能产品选型安装后,相应的实时动态不能进行统计、分析和管理;
(5)智能楼宇建筑中的能耗节能系统不可以实现内部实时调控的目的,从而导致整个系统不可以持续稳定地管理和调节智能楼宇建筑的节能效果;
(6)实施节能措施后,相应的系统不能有效地进行协调运行,无法达到预期的节能效果。
在智能楼宇建筑中,照明系统是电气系统中的重要内容,在整个智能楼宇建筑中,发挥着关键作用。对智能楼宇建筑的照明系统进行节能设计是整个智能楼宇建筑电气节能中的核心部分。但是,目前智能楼宇建筑中的照明系统也存在如下问题:
(1)电压波动
在一些智能楼宇建筑中,常常会出现不详细规划和设计系统的问题,从而导致负荷变动较大、三相负荷不平衡等问题,引起内部照明系统电压波动大,降低了室内照明灯具的光效,增加了照明系统的运行能耗,还缩短了照明灯具的使用年限。
(2)运行功率偏低
在智能楼宇建筑中,仍然还是广泛采用荧光灯具,消耗大量的能量,进而导致整个系统中的运行功率偏低,极大地增加了供配电线路的损耗,浪费电能资源。
3.智能楼宇建筑电气节能的原则
在智能楼宇建筑电气节能设计时,必须坚持以人为本、合理可靠、技术先进、舒适实用、节能经济、降耗优化的原则。在确保智能楼宇建筑的基本电气功能的基础上,优化节能设计方案,制定合理的照明控制措施,优选节能照明光源和灯具,选用科学的节能技术,从经济角度进行价值分析,尽最大努力节约电能,从而实现节能降耗的目的。然而在实际的操作过程中,不能只一味地追求节能而增加投资成本,得不偿失。
4.智能楼宇建筑电气节能设计
对智能楼宇建筑进行电气设计将有利于提高智能楼宇的综合服务水平,保障建筑内部各系统的正常运行。对智能楼宇建筑进行电气系统优化控制管理,确保各设备的正常运行,降低住户的日常费用开销,进而极大地减少智能楼宇建筑电气系统的能源消耗。因此,相关的电气设计人员一定要准确统计分析智能楼宇建筑的用电等级和用电总负荷容量,合理选择变配电所的地址,有效提高配电质量水平,合理布置竖井,合理制定电气系统的控制方案,减少供电电力电缆长度,提高单位建筑的经济性,减少线路综合损耗,合理选择节能型镇流器,科学合理设计智能楼宇建筑的供配电系统,并使之操作方便灵活,从而节省业主的一次性投资,保证用电设备的高效稳定运行,节能降耗,进而营造舒适安全的智能楼宇建筑的室内环境。
智能楼宇建筑实现电气节能的关键就是要合理选择变压器。变压器常会出现铁损现象,而采用非晶态磁性节能材料则不会出现此类问题,减少了变压器铁心内部磁阻,改善了电气系统的整体供电质量水平,因此非晶合金铁心变压器已被广泛应用,节能效果很好,有效提高了变压器的功率。在智能楼宇建筑中也应该充分利用自然光、太阳光等光源,增加建筑物白天照度,选用透光率高的玻璃门窗,合理选用金属卤化物灯,配备灯光控制系统,节约无谓电能浪费,自动调节灯具照明,节约电能资源。而对于智能楼宇建筑的夜景照明设计来说,更应该不能只贪图美观设计而大量耗费电能,相关电气设计者可以咨询城市景观规划人员,在确保美观设计的前提上,避免光对周围环境的污染,注意照明系统的控制,合理确定建筑电气优化方案,以绿色节能照明为理念,节能降耗,注重生态环境和人文的保护,降低电能损耗,体现建筑的总体风格和艺术效果,进而营造出优美舒适的智能楼宇建筑物夜景环境。
5.结束语
综上所述,随着居民生活水平的不断提高,建筑电气耗电量也是逐年增加,智能楼宇建筑电气节能是一项复杂的系统工程,涉及到的项目较多。在智能楼宇电气工程设计过程中,建筑电气的工作人员一定要充分了解智能楼宇建筑电气节能的相关原则和法规,从配电源头抓好节能工作,大量开展节能工作,设计新型的节能电气产品,掌握智能楼宇建筑电气节能降耗知识,充分利用自然光源,提高电气系统的电能资源利用率,优选节能型电气产品,全面了解智能楼宇建筑的内部结构,合理选择变压器,选用高效的节能设备和相关能耗监控系统,在设计、管理、施工等每个环节都注重电气节能问题,掌握先进的节能设计技术,实施自动化控制系统和维护管理系统,并采取相应的技术方案措施,灵活运用。
参考文献:
[1]赵亚建.智能楼宇建筑电气节能现状及节能设计研究[J].华章,2012(22).
[2]王丽恒.智能楼宇建筑电气节能现状及节能设计研究[J].才智,2011(23).
关键词:电气节能;设计;技术
一、电气节能技术
(一)电气节能的重要
目前,我国大力提倡建设资源节约型和环境友好型社会,要求树立良好的节能观念。建筑是电气能源消耗第二的项目,除了施工过程中消耗的电能外,还为建筑人员提供电力应用,加大了电气能源的消耗,不利于能源的利用。
(二)电气节能的内容
电气节能的内容包括从发电-供电-用电的每个环节,需要我们通过各种方法,节约电能,实现节能减排。在建筑工程中,进行电气节能可以采取以下方法:
1.利用自然光源
对自然光源的利用,可以有效改善对电气能源的消耗。在拥有自然光源的建筑条件下,进行建筑施工。如建筑施工时间尽量在白天进行,提高施工速度和施工效率,促进电气节能技术在建筑工程中的应用。
2.对照明电器进行严格选择
在建筑工程中,对需要进行照明的电器进行严格筛选。例如:电器要符合绿色照明显色性、色温、照度等要求,符合节能照明的功率密度值等。进行光源选择时,要比较光源价格,对使用期限进行综合分析比较,确定高效和使用期长的光源,运行维护费用低,拥有合理的经济和技术价值。
3.制定节能方案
建筑工程中,有很多地方会消耗电力能源,需要有关部门对电气节能及制定专门的规划,制定电气节能方案。例如:对建筑施工地和建筑人员居住地采用集中控制照明,按照建筑使用条件和天然采光状况进行分区和分组控制,根据实际需要实行调光或降低照度的方法。建筑施工人员居住的建筑应该有天然光源对楼梯间和走道进行照明,除了应急照明之外,采用节能照明和声控开关。
4.变电设备的节能
建筑工程中,需要合理的选择供电电压和供电方式,重视变电所的位置,对配电级数进行减少,对供电半径进行缩短,对导线截面进行合理选择;均匀分配单相设备到三相回路,对无功补偿设备进行合理设置;根据输电线路的需要,对非线性负荷产生的高次谐波进行抑制等。
5.电动机设备的节能
对电动机设备的选择,要符合负荷特性,使用效率高的电动机。对异步电动机的使用,一定要满足机械的负载要求,对电压进行调节,保证电动机在经济运行范围内工作。在异步电动机安全合理的条件下,实施就地补偿、提高输电线路功率因数,降低输电线路的损耗。
管理人员对建筑和电气设计等和采光、照明、电气设备相关的工作人员下达命令,工作人员是进行电气节能的基础和前提。所以,建筑工程施工过程中,工作人员要树立节能减排观念,按照电气节能的规章制度,实施电气节能计划,提高电气节能技术,发挥电气节能技术在建筑工程中的应用,促进节能技术在建筑工程中的发展。
二、建筑工程现状
我国目前拥有世界第三的能源资源,一次能源的总产量仅低于美国和俄罗斯。但是因为我国的众多人口,所以对资源的人均拥有量很低,能源利用率较低,而且建筑工程对能源的需求量正在逐渐增加,所以对能源进行节约,降低能源损耗率,提高资源利用率,才能促进国民经济的发展。
建筑工程的发展是我国经济发展的重要因素,是国民经济的重要组成部分。在我国提倡“绿色环保,节能减排”的时候,对建筑工程进行电气节能,有利于提高建筑工程的质量和施工效果,促进建筑工业的发展。目前,我国的建筑工程施工复杂,在建筑过程中电气资源浪费现象严重,进行电气节能可以有效的改变这一现状。
三、建筑照明系统节能设计
建筑照明系统的节能设计基本原则是,满足人们正常的视觉灯光效果需求和标准技术的要求基础上,通过采用高效节能的照明产品,提高节能质量,优化方案等手段达到节能效果,不能只顾强调节能而降低照明品质技术要求,因此需要在有效的降低建筑照明系统能源消耗的基础上,提高建筑电气照明系统的可靠性和经济性。
(一)建筑物内要充分利用好自然光
自然光是取之不尽,用之不竭的,我们要利用好这一免费的资源。在建筑照明系统节能方案设计实施工程中,应当结合本地的实际情况,并结合结构、土建工程师,精心设计规划建筑物完善合理的采光方案,充分利用自然光的免费资源,将自然光和照明系统有机结合起来。根据自然光的照度变化,实现分片智能照明控制系统方案。在照明系统控制方案设计时,应尽量增加控制照明的开关点。没给开关控制的灯不要太多,从而提高照明系统控制操作和围护管理的节能性和灵活性。
(二)合理选择光源和灯具
应在不同的使用场合,在满足照明质量的前提下,尽可能选择高光效的光源。为充分利用光源发出的光通量,在灯具选用时应注意选用配光合理、效率高、利用系数高的灯具,优先选用开启式直接照明灯具,并选择电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器以提高功率因数。
四、建筑电气节能技术的应用
(一)对建筑用电进行优化设计
建筑工程的设计人员应该对电气工程进行分项施工,详细计算电气负荷并采取一定的节能措施。按照“节能减排”的设计思路,深入施工现场,有效和工作人员进行沟通,根据工程的实际情况和负荷特点,考虑建筑的使用功能、结构特征和环境特点等各种影响因素,全面的对电气节能技术进行分析比较,得到最适合的设计方案。利用各种新的节能技术,保证建筑工程电气节能的设计方案可以收获最大的经济和社会效益。
建筑工程管理人员应该对电气设计项目的审核加强管理,让相关技术部门或者学会,对设计图纸进行严格审查。选择适合的变压器,适应电力的负荷变化,减少不必要的电能损耗。供电系统中的电动机、变压器和一些其它电器等都具备电感性,会导致电流失去作用,而且在系统中是从高低压线路传输到用电设备末端的,增加了电力线路的功率损耗。所以,对配电系统进行合理设计,对电气节能有着极为重要的作用。
(二)强化管理建筑电气系统的运行
实现建筑工程施工过程中的电气节能的另一有效途径,就是对建筑电气系统的运行加强管理。管理的主要方法为:①加强电气设备管理:电气设备的运行状况对电气节能有着很大程度的影响,所以节约电气资源要保证电气设备安全、有效和稳定地运行。②加强电气设备控制管理:电气设备的控制系统要具备开发性,功能性和操作简单的特性,这样才能保证电气节能工作的正常进行。③加强对工作人员的管理:对工作人员严格要求,提高管理人员素质,保证电气设备的正常运行,才能开展电气节能工作。
五、结语
随着社会的发展和科技进步,合理有效地使用电力资源,对建筑工程进行电气节能,能实现建筑施工的环保化。现代化建设以建筑工程为主,在建筑工程的施工过程中应用电气节能技术,可以有效的提高建筑工程质量和能源使用率。所以对建筑电气工程的设计、施工和运行,采取有效的电气节能技术方法和措施,制定合理的电气节能设计和运行管理方案,才能实现建筑工程的科学发展。
参考文献:
某教学楼始建于上世纪80年代,建筑面积约1.8万m2,地上10层,高度38m。楼内主要为教室,办公室、实验室、微机室等。电源进线采用VLV22-3X240+1X120双塑料绝缘铝芯电力电缆由室外变电所引至本楼一层配电间。垂直干线及分支线路采用BV-450铜芯导线配电。接地系统采用TN-C系统。电气线路随着使用经过几次调整,建筑内各种线路错综复杂,孔洞较多,配电箱安装不规则,并且本建筑电气线路使用时间较长以及原设计容量不满足目前使用要求,线路出现老化过热等情况,具有较大安全隐患,故需进行电气线路改造。因为原有设计规范及设计标准已经过时且目前对教育设计要求比较严格,使用质量要求较高,故原设计的配电系统及电气线路已经不能加以利用,需全部重新设计给出一套完整的设计方案。
2配电系统方案的分析
2.1系统形式及系统接地方案
原设计系统采用树干式供电,从配电室配出垂直干线接每层配电箱,再由每层配电箱配出各回路导线接各用电设备。因为目前各教室及办公室内比原设计增设不少用电设备,如投影仪、电视机、电脑、饮水机、空调等,使得各层用电计算负荷数倍增加,采用原有树干式配电系统将产生干线截面过大比较不经济,一但发生过载短路等情况电路故障面大系统不可靠,线缆截面大施工难度加大,不适应未来可能出现的容量增加等情况。所以新设计的系统方案决定采用放射式供电,由低压配电柜给每层配电箱单独回路供电,这样干线截面偏小,容易改造施工,电路故障面小,系统可靠,可适应未来容量小幅增加等情况,同时方便局部线路再改造而不影响其他部分线路正常使用。每间普通教室、阶梯教室、实验室、微机室采用独立配电箱,由每层总配电箱以放射式给独立配电箱供电,其系统见图1。系统接地原设计为TN-C系统,从用电安全角度出发,此系统目前已经淘汰,本建筑接地系统方案采用TN-C-S系统,满足用电安全的同时节约了一定的材料成本。是目前比较广泛应用的接地系统。
2.2配电系统计算
普通教室由于用电设备少所以普通教室配电箱采用单相配电,阶梯教室灯具多所以阶梯教室配电箱采用三相配电,实验室、微机室由于用电设备多,容量大,独立配电箱采用三相配电,教师办公室由于用电量不大所以不设独立配电箱,由本层配电箱配出照明、插座回路直接供电。走廊正常照明采用独立回路供电,走廊应急照明、疏散指示灯具采用独立回路供电,应急照明、疏散指示灯具采用自带蓄电池型。通过以上思路我们首先确定各独立配电箱的固定容量以及教师教室照明、插座容量,公共照明容量等,通过计算得出计算负荷,以此选择相应的保护开关,配电导线以及计量设备等。这里需要特别注意的是本设计灯具主要采用高效节能荧光灯,系统cosΦ取0.9,教学楼总需要系数不小于0.8。
2.3导线选择
进户电缆原设计采用VLV22铝芯双塑料绝缘电力电缆,由于铝芯材质导线抗氧化能力差,电阻率高,导线连接处处理不当容易产生隐患等因素目前规范已经不建议使用,所以此次改造设计进户电缆采用YJV22铠装交联绝缘铜芯电缆,此电缆的好处在于绝缘材料可靠,价格经济,铜芯导体载流量较高且比较稳定可靠。低压柜至各层配电箱采取YJV交联绝缘铜芯电缆,理由同上。各层配电箱至各独立配电箱及公共照明、插座导线采用BV-450/750塑料绝缘铜芯导线,应急照明、疏散指示配电采用NH-BV-450/750耐火阻燃型塑料绝缘铜芯导线。通过相应回路的负荷计算选择导线截面时应满足规范允许的电压降要求,干线导线在选择时其载流量考虑留有一定余量。
3各科室电气设计方案分析
3.1普通教室、阶梯教室电气设计方案
每个普通、阶梯教室单设独立配电箱,分支回路为照明、插座、投影仪回路。首先照明灯具的选择、布置、照度、功率密度值应满足目前设计规范要求。照明灯具采用节能型T8蝠翼配光荧光灯,此类型灯具可提高照度的均匀度以及减少光幕反射。灯具布置时考虑课桌面及讲桌面要有水平照度,黑板面要有垂直照度,并且布置时要防止出现直射眩光。主照明布置时将荧光灯纵轴与教室窗平行,黑板照明布置时将荧光灯纵轴与黑板面平行。灯具与桌面的垂直距离要大于1.7m。教室的平均水平照度值为300Lx,功率密度值为11W/m2。黑板的垂直照度值不低于平均水平照度值,教室内的照度均匀度要大于0.7。灯具布置完成后根据JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》10.7.8条规定来划分照明回路,要注意的是黑板照明灯具要单独设开关控制。教室内考虑在黑板下设置两个插座,高度为0.5m,讲台内部设置电脑专用插座给在讲台内部设置的教学电脑供电,电脑连接棚顶投影仪,以便教师课件演示以及平时工作用。教室内部插座数量一般不超过5个所以插座设一个回路配电。教室顶棚设吊顶式投影仪,投影仪采用单独回路供电,以便平时控制与维护。
3.2办公室电气设计方案
办公室内照明灯具同样采用节能型T8蝠翼配光荧光灯,办公室内照明按规则形式布置满足规范要求照度300Lx,功率密度值11W/m2即可。办公室照明回路从本层配电箱引来,根据JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》10.7.8条规定来划分照明回路。办公室内插座按办公桌的布置位置来进行设置,一个办公桌侧墙处设置一个插座,实际使用时可自行安装插排使用。如果有公共用电设备需设置专用插座,如饮水机等。考虑到每台办公桌上可能设置电脑,所以根据JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》10.7.9条规定办公室内一回路插座数量不超过5个。办公室插座回路从本层配电箱引来。普通插座安装高度0.5m。办公室内设置空调插座,办公室多为20m2左右,每个办公室内设置一台功率为2kW壁挂式空调即可,所以每个办公室单设一路空调插座回路,办公室空调插座回路从本层配电箱引来。空调插座安装高度2.2m。
3.3实验室电气设计方案
实验室单设配电箱,照明灯具选择、布置、照度要求、照明回路划分原则与教室一样,这里主要考虑实验室内试验设备插座的设计方案。实验室内要在每一个试验课桌上设置单独的单相/三相插座箱,插座箱内有两个三相四孔插座及两个单相二/三控插座,需要三相回路配电,这里面需要先把课桌位置布置出来,根据课桌位置布置插座箱,再根据每个插座箱2kW来考虑设计,一般4个插座箱为一回路,建议采用额定电流为25A/4P带漏电保护断路器保护,剩余动作电流为30mA,导线采用BV-5X6mm2。这里我要说明一下为什么带漏电保护断路器建议选择为4P而不是3P,因为以往很多工程在用3P漏电保护断路器的时候均出现频繁跳闸动作现象,而改用4P漏电保护断路器后就没再发生跳闸动作情况。经过分析带漏电保护断路器工作原理可知,三相线L1,L2,L3穿过内部零序电流互感器,零序电流互感器的副边线圈接中间环节以及脱扣器。正常情况下也就是无触电或漏电情况发生时,三个相线的电流向量之和等于零,各相线电流在零序电流互感器铁芯中产生的磁通向量和也是零,当出现漏电故障时,会出现漏电电流,此时通过零序电流互感器的一次电流向量和就会不等于零这时脱扣器就会动作跳闸,而在实验室的插座箱可能用作于各种用电设备,而且可能同时有单相、三相设备,如果采用3P带漏电保护断路器,三相上的不平衡负载电流流过零序电流互感器就会使脱扣器跳闸,这样的情况建议采用4P带漏电保护断路器由于可以测到中性线N的电流可避免频繁动作跳闸。
3.4微机室电气设计方案
微机室单独设置配电箱,照明灯具选择、布置、照度要求、照明回路划分原则也与教室一样,微机室内的插座全部是给电脑使用,所以要根据实际电脑的摆设位置来安装插座位置,再根据JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》10.7.9条规定一回路插座数量不超过5个来划分回路。插座线路敷设一般为走地面线槽安装地插,微机室地面装防静电地板,此部分可由专业部门来设计完成。某些微机室对电脑内重要数据处理及保存有要求的话微机室内还应装设UPS应急电源系统,由UPS给微机室内所有设备供电。UPS电池组应安装于微机室内适当位置,UPS电池组容量最好大于用电设备总容量并留有一定余量。
3.5公共场所电气设计方案
本建筑公共场所主要为走廊、楼梯间、前室等处,主要为普通照明,应急照明、疏散指示负荷。照明灯具选择高效节能型吸顶灯,灯具布置可使用原有灯位位置,保证照度为100Lx,功率密度值5W/m2即可。应急照明、疏散指示灯具采用自带蓄电池型,灯具平时处于充电状态,停电时自动投切至应急照明状态。应急照明照度不低于0.5Lx,疏散指示标志灯布置位置及距离均按规范要求设计,供电回路从本层照明配电箱引出,按规范要求配电。
3.6其他系统设计情况
上述为本建筑强电设计改造方案,本建筑弱电系统及消防系统改造设计由校方委托其他部门设计,在实际施工时要结合各专业图纸总体考虑线路走向及设备安装,不要各自为营,各干各的,避免出现设备安装位置重叠,管线过多排列不开等情况,从而延误工期甚至变成金玉其外败絮其中的工程。
4结语