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中图分类号:TU201.5文献标识码: A 文章编号:
我国能源含量丰富,而消耗能源的数目也比较多。电能是人们日常生活所必需的能源,照明用电量几乎占了整个电量的20%—30%。照明用电量并非都是用在了照明之上,有一部分消耗在了建筑电气照明系统的其他部分,这就是电能逸损。如今,我国经济已经取得了飞速的发展,建筑用电也在不断的增加。由于用电量的增多,国内一部分城市开始出现了电能短缺。如今的解决办法,即提高能源产量和倡导节约能源。我国也颁布了一些倡导节约能源的法律法规,规定国内基本建筑要保证节能设计标准达到50%,大城市要保证达到65%。对建筑电气照明实施节能设计,能够降低总建筑的消耗。确定安全可靠的电气设计,可以利 用相应的节能设施,提高能源的使用效率。
1建筑电气照明节能设计的原则
1.1节能原则
节能原则就是节省不需要消耗的电能。在建筑施工阶段,许多消耗掉的电能和建筑安全运行没有关系。因此需要将这些不必要的损耗都去掉。不必要的电能消耗,会对变压器、传输线路造成损耗,而且一旦用的时间长,电能消耗也会增加。在不会影响建筑电气照明正常工作的情况下,可以采取先进的技术控制好电能损耗。
1.2节约原则
每一个建筑物,都有不同的用途。因此,也有着不相同的照明需求。例如居民住宅楼和工厂车间,两者在显色指数、色温、照度方面都有着很大的差别,因此不能够一味强调节能。设计人员需要考虑好照明节能的基本原则,并保证在每一个方面都要做好光能的节约,提高用电的效率。
1.3考虑经济效益
节能设计,要考虑好投资和收益的关系。倘若过度的强调节能,则会增加节能设备费用。用户很难在短时间内收回原本投资的成本,而且很难得到收益。节能设计的目的就是减少以后使用时能源和资金的消耗,而投资节能设备过高,虽然节约了能源消耗,但是让设计者无法获得想要的收益。如果强调的程度过小,那么也达不到节能的效果。因此,在设计阶段,设计者需要反复比对每一个设计方案所带来的经济效益。如果照明消耗的能源相同,就综合比较照明费用、年电费以及年维护费,再从中选择经济效益和节能效益最优的设计方案。
2照明方式的合理选择
2.1照度的合理选择
在照明设计中,照度的合理选择是一个重要问题。倘若照度过低,会影响工作人员、居民的视力,从而对生产产品的质量和效率造成影响。而照度过高,会浪费电能,也会在一定程度上影响到了居民的生活。标准亮度分为高、中、低三种。因此,设计中要根据地点不同、用途不同来选择恰当的亮度,多使用中、低的照度,少用高照度,以此达到节省电能的效果。
2.2照明方式的合理选择
在标准照度之下,可以使用混合照明、局部照明、一般照明三种方式来发挥照明作用。混合照明的效果最好,但工作面不能和环境差别太大,以1/3—1/5的照度比最佳。如果光源不能达到显色性的需要,可以使用两三种的光源混合照明,既改善显色性,也提高了光效。除此之外,将光源科学的安排分布,可以获得更多的光能量。多利用自然采光,利用室内的受光面反射原理,提高光的利用效率。白色墙面可以达到80%左右的反射系数。
3电光源的合理选择
电光源的选择,要对灯具、镇流器、光源等的价格、使用效率综合比较后再决定。除此之外,电光源的选择要满足启动时间和显色性的要求。照明设计选择光源有一定的原则。即在低高度房间,例如办公室、会议室,选择细管径的直管形荧光灯;在营业厅等相似区域宜使用紧凑型荧光灯;高度比较高的场所,宜使用金属卤化物灯或者大功率细管径荧光灯;而一般的场所不太适合使用荧光高压汞灯和自镇流荧光高压汞灯;室外德尔照明不适合使用普通照明白炽灯,即便是因为特殊情况需要,也不能超过100W的额定功率。白炽灯主要适合于瞬时启动、开关频繁、照度不高且为了防止电磁干扰的场所。选择光源的时候,既要查看一下光源的市场价格,也要分析一下周期的综合经济。保证遵守光源选择的原则,在设计中注重电光源的种类。
4照明灯具的合理选择
在选择照明灯具的时候,既要考虑好分布的环境光和眩光的限制要求,也要充分考虑好灯具的效率,注意选择具有高光效果的灯具。照明器的反射面设计越合理,那么照明的效率也会变得更高。在一般的情况下,灯具效率可以提高20%—50%。而如果灯具和光源内积有污垢,那么它的光通量就会比正常光通量还要低50%。不怎么清洁的灯具、光源、墙壁、玻璃,都会大大降低原本的透光率和反射率。为了使得光源发出最好的发光效果,需要对灯具、光源、墙壁进行定期的清洁。不同的使用场所,需要采用不一样的灯具。灯具的控光合理,能够将光源辐射内的光通量合理分配,以此达到作业和环境的配光要求,不会出现光幕反射问题和眩光反应。
5选用高效节能电器附件
5.1电子镇流器和节能电感镇流器的合理使用
多使用性能优、低能耗的光源用电附件,比如电子触发器、电子镇流器。使用电感镇流器的过程中发现,其耗能占光源总体的15%左右。而电子镇流器可以恒功率输出,而且耗能极低。单端的小功率荧光等和一体化的节能灯对预热要求、谐波要求比较低,应选择电子镇流器。而30—65w范围的直管荧光灯,最好使用节能电感镇流器。
5.2实行灯具单灯补偿
灯具单灯补偿的做法就是每一个灯具的上面,都补偿并联电容器。提高气体反射灯、荧光等的功率因素到0.9以上。这样不但能够降低电压的损耗,也能减少线路中的电流,缩小导线截面面积。
6导线材质的合理选择
6.1选择材质导线
建筑照明电气所消耗的电能中,线路损耗约占总4%的总电能。供电方式、截面面积以及导线的材质都会影响线路的损耗。照明线路有电阻,电流通过会损耗功率。在选择照明线路时, 以铜为主。为了节省材料,负荷大的建筑使用铜芯线,负荷量小的可使用铝芯线。
而对于导线的长度,避免设计的时候线路走弯路。低压线路不走回头线,而变压器最好设置于负荷中心,缩小供电线路距离。
6.2导线截面面积
在一般情况之下,计算电力负荷会更重视动力荷载,粗略的估算照明负荷。实际操作中,需要准确的计算出照明负荷,这样才能合理的选购导线。倘若导线截面面积过大,就会浪费材质。而如果截面面积过小,就会造成过大的负荷,使得照明线路受损。照明线路多以暗敷的方式铺设,不容易加以查找和更换。线路电阻避免过大,如果过大,线路损耗就会比较高,不能很好的选择导线截面。用PVC管可以保护导线套管,避免导线破损漏电。
结束语:
建筑电气照明的节能设计有很大的潜力。在建筑电气照明节能设计中,设计人员需要对多个方案进行综合研究、反复比较,从中选择经济效益和节能效益最佳的方案。设计人员需要理解照明节能的多个应用,采取一些有效的措施,在各个方面着手,达到节能的效果。对建筑电气照明的节能,可以减少能源的浪费,实现经济建设的可持续发展。
参考文献:
[1]李卓昆.浅谈建筑电气照明系统的节能设计[J].山西建筑.2008,(22).
[2]周丽萍.建筑电气照明系统的节能设计[J].大观周刊.2012,(28).
关键词:建筑电气;照明设计;节能措施
中图分类号: TE08 文献标识码: A 文章编号:
一、引言
经济的飞速发展,需要消耗大量的能源,同时因能源消耗造成的环境污染程度也在不断加重,进而也限制了经济发展的速度,使得经济发展不能进入可持续的模式,电气照明作为消耗能源的大户,每年要消耗大量的能源。因此为了实现可持续发展,就必须对电气照明做节能设计,在根源上减少能源消耗,进而减小供电部门的压力,实现节能减排,促进我国经济走上可持续发展的道路。
二、设计合理的节能方案
1 选择合理的设计方案
建筑内部的照明设施在选择时要将实用性作为第一选择,不能只拘泥于形式上。如有空调设施的房间内部,应该将照明与空调结合起来进行考虑。二建筑内部应该采用混合照明的方式,以便对其进行分区,若该建筑对颜色的分辨率要求较高也能采用混合照明的方式。三为使照明设施能发挥最好的效果,建筑内部墙面在选择涂料时应着重考虑浅色系。参照国家有关规定,在设计方案时要将照明系数作为重点进行考虑,确保其系数值有较高水平。
2 选择合适的照度标准
关于建筑照度,在选择上一定要严格遵照国家的规定,并将建筑的实际照明需求考虑进去,据此来为建筑照明选择合适的功率密度。在实际的照明施工中,设计工作者选择的建筑照度,一定要符合国家制定的的相关标准,同时也符合施工建筑物的实际状况。
3 选择合适的方式进行照明
建筑内部的照明效果和其所选用的照明方式有很大的关系,因此必须要按照场所的特点选择合适的照明方式。有的场所即使在同一区域内,也会存在需要多种照明方式的情况。因此为了避免浪费能源,应该按照场所特点选用合适照明方式。有的建筑内部需要较为明亮的光,但其使用频率较低,为避免能源浪费,应该选用高低结合的照明形式,一般情况下开启低光照明,有必要时进行强光照明。
三、国家推崇使用高效光源
国家对于照明光源的选用有专门的规定,按照相关规定进行光源布置能有效提升建筑的照明效率,光源的选择主要有以下几个方面:
1灯具设计位置较低的场所选用荧光灯
荧光灯是照明灯具中比较常见的一种灯具,其优点在于,高效照明、使用年限长、显色性能强。荧光灯中的直管型灯具价格比较低廉,应被考虑大量应用在不考虑美观效果情况下的建筑照明中。
2 根据高度选择灯具
有的建筑内部空间广阔,长将灯具位置设计在较高处,这样做对灯具的维护以及更换造成很大难度,为了解决这些问题,在选择灯具时应将其使用年限考虑进去,可选择使用年限比较长的高压钠灯以及陶瓷金属卤化物灯,既能保证建筑的照明效果,又能有效降低更换光源的频率。
3 尽量减少使用热辐射光源
热辐射光源和一般的光源相比具有使用时间短的劣势,这也是近年来热辐射光源逐渐被其他光源取代的原因,但热辐射光源在启动时花费的时间却小于其他光源,因此如果需要高速启动光源的建筑多选用热辐射光源照明,但也要尽量降低其使用频率。
四、多选用高效、节能的灯具
上述所讲的光源都拥有各自独特的个性,因此在实际应用中要参照建筑的实际需求灵活的选择搭配方案,尽可能的使照明效果达到最佳状态。同样在选择建筑灯具时一定要注意其是否能进行高效照明,高效照明的目的在于将能源浪费量控制在低,进而实现节约能源的目的。
在进行建筑内部照明设计时,为了得到准确的占空比数值,必须要进行科学严密的计算,计算时最主要的参考数据是建筑内部的面积以及高度。得到精确的数值后,可据此选择合适的照明灯具。当然也要将建筑内部、上下部位的墙面对于光线的反射系数考虑进去,在对各种情况进行综合考虑后,设计出合理的灯具方案,从而在确保建筑照明效果的情况下,尽量减少能源的浪费。
五、优先选择气体照明设施与制定科学的控制方案
荧光灯通常选用电感镇流器,而气体放电灯通常使用电子镇流器。电感镇流器的能耗是其额定功率的百分之20,电子镇流器在百分之15到16之间。因此两者相比,电子镇流器消耗能源较小,一般能节约百分之10的电能,而且其自身功耗也低于电感镇流器百分之50到75之间,具有明显的节点功能。所以,气体放电照明灯具要配置电子镇流器或者节能型的电感镇流器。但电子镇流器在使用中会产生高次谐波,冲击供配电系统,因此要采用相关措施做好防护。
电子镇流器会产生高次谐波冲击供电系统,我们应采用相关措施对其进行防范以及抑制,并将谐波含量控制到国家标准内。经常采用的措施有:接线变压器时要选择满足国家关于电磁兼容的相关标准要求,并带有的,以降低3次和它的倍数谐波对电源的影响频率;在谐波源处设下隔离变压器,并使用无源或有源的电子滤波器;加大导体截面面积等。
建筑内部的照明灯具若有两列或多列时,要分开管理,在靠近天然光源的地方,设计控制开关。这种设计理念是,在只有部分人工作时,可打开部分灯具满足照明需求,并关掉不必要的灯具,进而节约更多能源。
所以,民用建筑的灯具设计应将走廊和楼梯间以及门厅等公用场地的照明进行集中管理,并根据建筑光照需求与采光条件对内部灯具划分区域进行管理;体育馆、影剧院和候机厅以及候车厅等公共场合的灯具也适宜集中管理,并用调光或降低照度等措施进行实际控制。住宅建筑内存在天然光源的楼梯间和走道等地的照明灯具可使用节能自熄开关进行控制,应急照明除外。一个照明开关不应控制过多光源,建筑内存在两列或者多列灯具时,要按照相关规定将其分开管理。
六、降低变压器损耗量和提升照明系统功率因数
变压器主要存在铁损与铜损两项损耗。铁损出现主要原因是铁芯制作工艺水平低,因此要选择节能型变压器,降低铁损。铜损出现的主要原因是变压器绕组的电阻大小和绕组附近的电流大小,因此应控制好阻指,并尽可能的使用铜芯变压器。此外,为降低损耗,应多使用大容量的变压器,以减小变压器使用台数,并做好负荷分配工作。
建筑内部照明系统里存在一些用电设施,如变压器以及气体放电光源内部的镇流器等,因其中有电感元件存在,将出现无功功率,进而降低电能利用效率。产生的无功功率可运用调高设备功率因数的措施将其削弱,荧光灯可使用电子镇流器削弱。气体放电灯若使用电感镇流器,就应为各个单灯设计一个补偿电容器,并在变压器低压位置使用集中电容器进行补偿。这些措施能有效削弱设施与线路上的无功功率,实现节能目标。但现在许多民用建筑的电气照明设施,在设计上仅在变压器低压位置进行集中补偿。上述方法能有效降低区域变电站到用电住户的这段高压线路产生的无功传输,提升住户功率因数,使其免受或少受电业部门罚款,对用户而言,无功传输仍经变压器上的低压母线通过线路传送到各个用户点,低压线路也没有减小其上的无功传输,无功补偿也丧失节能的功效。所以,无功补偿设施应就地进行安装,做好就地补偿。
七、案例分析——使用LED进行室内照明的台塑集团
台塑集团的二氧化碳排放总量居台湾民间首位,2008年该集团旗下152家公司,包含了石化产业、纺织事业、机械制造、汽车制造、电子材料、教育以及医疗等众多行业,为应对全球能源危机,台塑集团全力鼓动旗下的152家公司展开节能减排行动,电气照明当然也不能避免。关于电气照明方面的措施有,在旗下的各个厂区大量安装LED节能路灯,办公室内安装节能灯管,台塑集团还决定下午6点至第二天8点,关掉一半灯源,以降低能源损耗。
台塑集团内部设立了一个自动控制处,专管节能行动,LED室内照明的实施与运行主要由该处进行全程负责。LED室内照明工程的实施与运行主要有下面几个步骤:(1)对该地的节能潜力进行调查。(2)检测其前期的耗能实况,并据此签订一份节能合约。(3)展开节能项目改造工程,并在完工后检测、验证其实际耗能。
小结
哥本哈根气候会议召开后,低碳经济以及低碳生活将会长期引导我国经济前进方向,电气照明进行节能设计符合该方向的要求,同时也是实现低碳生产、生活的关键。
参考文献
[1]全国民用建筑工程设计技术措施——电气节能专篇[M],北京,中国计划出版社,2007
[2]陈众励,赵济安,邵民杰.建筑电气节能技术综述[J],低压电器,2010,02
我国处于发展中国家,这也导致建筑消耗非常巨大。根据调查,我国比西方同等发展中国家在建筑方面的消耗高出3倍不止。其中,民用建筑电能消耗比例中,空调用电占到百分之四十到百分之五十,水泵等设备占比例百分之十到百分之十五,而照明用电占了百分之十五到百分之二十五。从调查资料中可以发现,照明用电是耗电量重要的一方面,所以,建站节能想要达到效果,照明用电节能是不可忽视的一部分。在建筑工程中,注重照明光源,灯具设备,照明方式,电线的消耗等方面,从其中寻找节能效果是十分明显的,如此一来,不仅能达到节能的目的,同时也能提高经济效益。
2电气照明节能设计的原则
2.1满足建筑功能需求的原则。电气照明首先要满足建筑功能的需求,不同建筑物对照明的要求也大不相同。例如公共娱乐场所,这类地方对照明的要求需要明亮醒目,而商业区则需要足够的照明面积,住宅区的建筑物多以温馨为主。建筑物不同其功能也不相同,照明只有在满足建筑物功能的基础上才存在意义。因此,在电气照明节能设计时,应当以首要满足建筑功能需求为第一原则。
2.2满足经济整体布局的原则。建筑物的存在需要经济投入,所以在对建筑进行设计时首先要考虑经济成本,要满足经济投入所创造出的经济利益,否则无法被人们接受采纳。在针对电气照明设计时,需要明白它属于经济控制的一环,如果使用它会造成重大经济浪费,那么同样它就不适用于人们生活需求。因此,合理布置照明设置是电气照明节能设计中第二原则。
2.3减少无意义能源损耗的原则。在建筑物当中布置过多的照明设置或是在不需要的地方安放照明设备,或者设计方案不合理等等,都会导致能源浪费,使照明设备不能发挥更大的效率。虽然照明设备虽然造成的电能浪费有限,但是根据积少成多的原则,长年累月的堆积,将会造成大量的电能浪费,造成巨大的经济开销成为社会沉重的负担。因此避免无意义的能源损耗是电气照明节能设计的最终目的。
3建筑电气中照明节能设计探讨
3.1采用高效率节能灯具。灯具效率是指在正常情况下灯具所发射的光通量与灯具内所有光源发出的光通量的比值,它反映了灯具对光的利用效率。高效率的节能灯具在保证室内光源的前提下同时也具备节能的特点。同时,在使用场所不同的情况下,应该选择控光合理的灯具,这样可以降低电能不必要的消耗。效率低的灯具大大提高了耗电量,并且浪费运行费和投资费。
3.2优化照明控制。在建筑电气省电中照明控制占据了相应的地位,合理的照明控制可以根据自然光的照明程度来决定照明亮度和范围,大大节约了照明设备所用的电能。除此之外,对不需要照明或是只需要少量光源的地方设置增加更多的开关点,有效的控制照明同样是建筑电气照明节能设计中应当考虑的因素。例如在有些建筑物中,房间采光好或是开窗面积大时,可以选择最大限度的运用自然光,减少照明设置。如果有些建筑物采光并不好,那就采用照明开关控制方式来达到照明控制的优化。
3.3提高照明系统的功率因数。在建筑照明系统中,由于一些用电设备具备电感元件,就会在一定程度上产生无功功率,从而使电能无法得到有效的利用。对于这种无功功率可以采用提高设备功率因数的情况,来实现降低的目的,此外,还可以采用电子镇流器,以此来补偿电容器,使线路和设备上的无功功率传输相对减少,从而达到节能的目的。在一些建筑电气中,采用变压器低压侧集中补偿的方式,虽然可以在一定程度上减少区域内高压线路上的无功传输,提高无功因数,但是对于用户来说,不能够相对减少无功功率的传输,这样就没办法达到节能的目的,因此,无功补偿装置应该就地进行安装,从而实现就地补偿的。
3.4合理利用自然光节能降耗。自然光是值得珍惜和充分利用的能源,在建筑电气中,照明设计应该充分利用自然光实现节能降耗,并且利用自然光的变化,来有效的决定照明范围,以此来发挥自然光的节能作用。自然光分为日光和天空的散光两种部分,日光属于由太阳直接照射出来的光束,天空的散光就是空气中的微粒对阳光的散射。由此可见,自然光是大自然的能源,是取之不尽,用之不竭的,合理的利用自然光,当自然光进入建筑物的时候,就可以作为补充光源,以此来降低人们对照明能源的消耗。
4结束语
关键词:民用建筑;节能设计;照明
中图分类号:TB
文献标识码:A
doi:10.19311/ki.16723198.2016.17.120
0引言
我国使用最广泛的能源就是电能,在人们的日常生活中电气照明所占据的电能消耗比例可达20%以上,因此在节能计划施行的过程中,对电气照明的研究十分必要。
1设计原则
1.1实用性
照明设施最大的作用就是为人们生活和工作中照明,如果工作环境中亮度过低或者过高就会影响到人们的正常视力,因此照明设施的存在也是和人们的身体健康息息相关,其配置设计中必须以实用性为首,否则就是舍本求末的做法。
照明设备的实用性业包括了适用性,也就是其设备在安全稳定的前提下能够将消耗的电量完美的转为最适合的照明度,这样就能保证可以随时快捷的调整照明度以及显色度等指数,将室内环境和照明O施的适用性提高到最大。
1.2节约性
在保证了灯具的实用性的基础上,就可以对其经济价值进行考虑。因为,每一样电器都会因为其选材以及设备结构等产生一定的能源损耗,而节约性的设计就是指在居民投入资金不变的情况下将灯具的设备配置达到最好,以提高照明设备的工作效率。
1.3节能性
节能性是指将灯具的浪费降低到最小的措施,从灯具本身来说,要靠相关的研究人员来优化其内部配置,使其电量使用效率更高,并且这一措施不仅要从灯真本身下手,还需要用户本身树立起节约能源的意识,例如在白天室内通光量良好的情况下便不需要开灯。
2节能措施分析
2.1合理设计方案
将节能性和经济性综合考虑在内的设计方案是良好设计的开端。比如照明类型和照明度,还有照明分区等都在设计方案的前期讨论因素内,而且建筑业的各个环节都是互相关联的,因此不能只考虑照明系统,有时候室内的空调系统以及电力系统都会对照明系统产生影响,所以只按照标准来设计计划是有很大的局限性的,很可能最终的建筑结果会差强人意,因此需要实地调查,结合实际情况进行设计,例如,有的客户会对显色度有特殊的要求,如果要显色度高的话,可以使用混合光源,令多种光混合照明,不仅提高了显色度,而且还增加了照明效果,一举两得。
2.2选择适宜的灯具
目前相关专家已经研究出多种节能材料用于灯管和灯真的制造中,因此合理的选择灯具能够避免很多不必要的浪费。但也不能一味的追求节能而忽略了灯具本身的照明功用,最合适搭配才是最好的。例如在普通的室内环境中通常情况都会采用白炽灯或者荧光灯等灯管,如果设置了气体通电发光的灯管很可能会影响人们的身体健康,而一些工作环境不稳定的地方,就需要高压纳灯或者汞灯以避免灯管损坏。
其次灯具的适应性还包括了其显色性和亮度、色度等等,如果不能挑选适宜的灯具,不仅会影响到人们的正常生活,还会对灯具本身业造成很大的负担。
2.3使用气体放电光源启动设备
在所有的照明中,自然光无疑是最好的,因为对人体的影响最小,因此在设计节能灯具的时候也会尽量使其向自然光靠拢,同时在启动方式的选择也是选择灯具的重要指标。例如,在有很多玻璃的大厦中,本身就会有很多天然光透入室内,合理利用这些光源就能有效的节约资源,而大厦中的窗户不仅是用来透光的,还可以通过幕帘等方式遮住过多的光亮,来人为的控制室内亮度,使得室内始终能够保持在令入舒适的环境下。
并且近些年来对于光导纤维的研究使得人们可以通过光纤将地面的光线有效的引入到地下或者阴暗处,大大减少了人们的照明用电量,而且其光源自然又环保,不会产生毒害作用或者漏电等危险,其中较为常见的就是发光二极管,能够使用极少的电量来维持照明,是新时代最优秀的节能灯具之一。使用二极管制作的镇流器则是目前气体放电光源最为常用的启动设备,两者配合不仅能够将二极管概率小的优点发挥出来,还可以达到节能的最终目的。然而这种镇流器在使用时有产生高次谐波的安全隐患,因此也要注意后期维护,如果有问题出现应当及时通知维修人员进行维护,我国也针对这一问题制定了功率必须控制在085以上的规范标准。
2.4照明方式的选择
现代建筑的照明要兼顾考虑照明度和光源,并结合实际情况和客户需求等进行设计和选择。鉴于现代建筑的复杂化布局,室内照明方式在组合上通常情况是采用局部照明和一般照明的混合方式,以实现最大程度上提高其使用效率。同时,还要设计相应的照明控制措施,例如单灯控制,局部控制或者组合模式等,其中的照明控制是节能措施中的重点。
3结语
我国在建筑电气的照明节能设计技术已比较成熟,相信随着技术的普及和推广,照明节能方面不成熟的技术局面必将获得重大改观。
参考文献
【关键词】居民建筑;电气照明;节能设计
一、普通居民建筑中电气照明耗能分析
据统计,在我国的能源消耗中,建筑耗能占总量的将近30%,与世界上的同等国家相比,增加了三倍。而在普通居民建筑中,耗能的主要有空调、照明、电视等家用电器以及其他电器设备,其中,空调和照明的耗能占据大部分。在建筑耗能,建筑的照明面积,所选照明灯具、启动设备、变压器运行以等缓解都有具有巨大的节能潜力,不仅能够缓解电能供应压力,还对环境保护、提高经济效益具有重要作用。
二、影响普通居民建筑电气照明节能的因素
在普通居民建筑的电气照明节能设计中,要考虑一下几个因素:
第一,选择合理的导线截面和导线材料。在一般情况下,动力荷载是电力负荷计算的关键,照明负荷的计算是粗略的。但是,事实上,为了能够合理的选择导线,在设计照明线路时,照明负荷的计算结果要求更为准确,如果导线截面大,会造成材料浪费,反之,产生国大负荷,损坏照明线路。现在普通居民建筑的照明线路一般都是采用暗敷,损坏时不宜被及时查找更换,造成电能浪费,同时,因为照明线路的电阻较大引起线路的高耗能,因此,在选择导线截面时,可以运用PVC管来保护导线,它的阻燃性能够避免因为导线损坏而产生漏电现象。
第二,多回路控制和多地控制线路的使用。现实中总存在这样一种现象,楼梯、大厅等地点为了达到较好的灯光艺术效果而采用多等组合,设计上为了达到简化线路,几十只灯的控制采用单路控制,所以,不论是否需要,只要开灯就会全部开启,引起了电能的极大浪费。而且,在楼梯、过道灯走动场合中,使用多地控制线路,人们可以在任意地点关闭电灯,避免无人亮灯的现象发生,浪费电能资源。
三、普通居民建筑电气照明节能设计对策
第一,光源的选择要具合理性。照明节能设计首先要保证光源的高效性,要积极推广高效光源的应用。在选用电源时,由于应用场所的不同,主要有两类高效光源。
一类是我们常见的荧光灯。与其他灯相比,荧光灯的灯效高、寿命长,而且灯管是直管在高度较低的房间得到了大范围推广;其中T5荧光灯管是新型灯管,其直径与传统的荧光灯管相比较缩小,不仅节省材料还减少了运输存储等成本;而且现在选用的荧光灯,功率低而光通量却很大,对照明节能具有重要作用。
另一类是高强度气体放电灯。在这类灯中,钠灯、金属卤化物灯是典型代表,它们具有高效率、低耗能、长寿命的特点,而且其雾透能力很强,不易被腐蚀,在公路、机场、码头、广场、公园等公共场所得到了广泛应用。钠灯由于具有显色的特点,在体育馆、娱乐场所以及宾馆等地点广泛使用,发挥着照明作用。
第二,灯具等照明器具选择要科学合理。光源对每种灯具都必须具有配备性,只有这样,才能够真正体现它的价值。但是,如果灯具选择不合理,也会造成能源的损失,损失量超过30%,相反,如果灯具具有较高的效率,会使得建筑单位面积的耗能量有所下降,进而能源的投资和运输也会有所下降。因此,在设计电气照明时,对面积不同、高度不同的房间,选择合理的照明灯具,还要对天花板、墙面和地面的反射系数计算出对灯具的利用系数,这是目前电气照明设计中较为科学的一种方式。一般情况下,效率在70%以下的灯具不宜使用,而对于非对称光分布灯具来说,不仅能够减弱反射眩光,还能够对视觉条件给以改善,为人们提供良好的视觉效果。
第三,照明装置配件选择要合理。在居民建筑的照明耗能中,镇流器是一重要部件,它对电气照明节能也具有重要作用。所以,选择好品质,低耗能,高效率的镇流器也能够大大的节约电能的消耗,所以,目前电子镇流器已经代替了传统观的电感型镇流器。在选择电子镇流器时,要对高次谐波对供配电系统的影响给以高度重视,因为高次谐波的含量较大,对系统危害就会增强,同时要积极采取措施以缓解高次谐波对供配电系统的危害。所以,我们要对高次谐波进行防范和抑制。采取的措施如下:选择的产品要符合国家电磁兼容标准;选择接线变压器,减低高次谐波对供电系统的干扰;设置隔离变压器隔离高次谐波;增加导体截面面积。
第四,电气照明设计控制方案要合理。目前的电气照明控制有很多方法,主要有单灯控制、多灯控制、双控开关控制以及智能控制等。在电气照明控制方案设计时,要满足一下几点要求:(1)照明开关控制的光源数不应太多,如果房间内装设有两列以上灯具,对它们应该分组控制;(2)在普通居民建筑中,走廊、楼梯灯地点的照明控制要集中;(3)在套间、客房等地点的照明控制要设置总开关;(4)居民建筑的楼梯间要能够天然采光,而且走廊、楼梯间的照明要采用感应开关,以便没人时能够关闭节能;(5)如果居民建筑的标准较高、功能较为复杂,智能照明控制系统较为适宜。
第五,合理提高照明系统的功率因数。在建筑照明系统的各种配件中,都具有电感元件,它们会产生无功功率,减低了对电能的利用率。所以,我们要提高照明系统的功率因数减少无功功率,因此,在荧光灯应用了电子镇流器。目前,普通居民建筑的电气照明中,大部分都是只运用了变压器低压侧集中补偿的方式,但是这种方法值提高了用户处的功率因数。
第六、充分利用天然光。在建筑的电气照明中,我国有相关的节能法规和技术经济政策,要求实施绿色照明,采取各种方式将天然光引入建筑中满足照明需求,就是我们所说的天然光导光系统。如果建筑对日光的要求较高,那么应该运用主动式导光系统,要求一般采用被动式导光系统即可。
关键词:建筑电气工程;气节能设计;能设计;明节能设计
近年来,国家及相关部门已经深切认识到节能问题的重要性和紧迫性,建筑节能工作已经全面展开并不断深化,建筑节能技术不断进步,建筑节能的设计标准也在不断的完善。而且随着社会的发展和进步,公众节能的意识不断增强,节能的理念也越来越为更多的人所接受。
建筑节能实际上是一项十分艰巨而复杂的工作,它甚至比某些建筑智能化系统的应用更为困难。因此,要想在建筑节能方面有所收获的话就要对其进行系统、全面和综合的分析、研究、实践。在此,笔者将就建筑电气节能技术的原则及措施加以简要论述。
1.建筑电气节能的设计原则
1.1适用性原则
所谓的适用性原则就是在满足为建筑物内的良好的人工环境提供必要的能源,为建筑设备提供必须的动力,为用电设施提供可靠的负荷容量等条件的情况下,优化供配电设计,从而促进电能的合理化运用。也就是说不能因为节能而影响建筑物的整体功能。要保证建筑物照明的照度、色度及显色指数;要满足建筑物舒适卫生的良好环境;满足各处运输通道的畅通无阻等等。
1.2节约性原则
所谓的节约性原则就是指在电气节能设计中要充分考虑到实际的经济效益,不能因为节能而过高的消耗投资,增加运行费用。而是要科学合理的选用节能设备和材料,争取实现用较低的投资得到最大的经济效益。使因节能而增加的投资可以在最短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。
1.3节能性原则
所谓节能性原则就是要节省无谓消耗的能量。首先要找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物的功能无关的,在考虑采取什么措施节约能源。如着眼于电气设备自身的电能消耗、变压器的功能损耗、传输线上的电能损耗等方面,节能设计应该把握“满足功能、经济合理、技术先进的原则”。
2.建筑电气节能设计
2.1供配电系统的节能设计
根据负荷容量,供电距离及分布,用电设备特点等因素合理设计供配电系统,做到系统尽量简单,可靠,操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心,以缩短配电半径减少线路损耗。合理选择变压器的型号、容量和台数,以适应由于季节性和工作时间造成的负荷变化时能够灵活投切变压器,实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。
当线路上有电流流过时,由于线路上电阻的存在,势必会产生有功功率的损耗。因此,线路传输上的损耗是电能利用率低的一个重要原因。要想减少此类损耗主要着眼于四个方面。第一、选用电导率较小的材料做导线。通常选用铜芯线缆,但考虑到要节约用铜,也可以改为采用新型的铜铝复合材料线缆。第二、减少配线的长度。因此在布线时尽量使线路走直线,低压线路要不走或者少走回头线,变压器要尽量接近负荷中心,减少供电距离,且低压配电的供电半径不要超过规定。第三、增大导线截面。对于比较长的线路在满足载流量、动热稳定、保护配合、电压损失等条件下,可根据情况加大一级线缆的截面。第四、合理调剂季节性负荷。也就是要使供电线路得到充分的利用。如将空调风机、风机盘管与一般照明、电开水器等计费相同的负荷集中。
2.2变压器的节能设计
2.2.1变压器的损耗主要分为两部分
a.与负载无关的空载损失。b与负载成平方比的负载损失。变压器有载时,除了固定铁损外,还存在由于电流通过一次、二次线圈的电阻损耗,即铜耗P在不同负载条件下,变压器的总损耗为与P之和。
2.2.2变压器的效率
变压器的效率为输出功率P2与输入功率P之比,变压器的最高效率点是由变压器固有结构的特性、空载损耗P0、短路损耗P决定的。从经济运行的角度考虑,对于季节性变化较大的负荷,宜装设两台变压器,当负荷长时间较低时可停用1台,以保持经济运行。转贴于免费论文下载中心
2.3电动机节能设计
降低电动机电能损耗的主要途径,是提高电动机的工作效率和功率因数。在工程设计中,应根据负荷特性考虑选择更为节电的电动机,其关键在于明确负荷是连续的还是断续的。若为连续负荷,要了解电动机的输出功率是否与各种负荷相匹配,如果是风机和泵等平方递减负荷特性,在轻载时打开风门和阀门,采用调速电动机在低速运行可以节约电能。断续负荷时,如果轻负荷时不能停止电动机的工作,则应考虑采用调速装置,即在额定负荷下运行时采用常用电源,使电动机在额定转速下运行;而需要低速运行时,考虑采用逆变器变频装置或其他方式调速。
3.电气照明系统的节能设计
3.1充分利用天然光源
照明节能工程中的一个较为主要的内容是如何充分利用天然光源。随着人们对能源和环境保护的日益关注,建筑物中如何充分利用天然光源来节约照明用电已引起广泛重视。天然光源是取之不尽、用之不竭的能源。在照明节能的实施工程中,应当充分加以利用,制定建筑物的采光标准,确定采光方式,将采光方式,将采光和照明有机地结合起来。白天尽可能地利用天然光源,使建筑物内获得稳定的光照条件。同时,室内引入阳光,既能大大节约照明能耗,亦有助于提高室内温度,对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义。
3.2采用高效节能光源
在满足照明质量的前提下,应选用细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯。对灯具悬挂位置较高的场所的一般照明,宜采用高压钠灯、金属卤化物灯或镇流高压荧光汞灯,其综合费用低、视觉质量高,同时也节约能源。除特殊情况外,不宜采用管形卤钨灯及大功率普通白炽灯,灯具悬挂位置较低的场所照明宜采用荧光灯。
3.3根据照明部位的灯光布置形式和环境条件
选择合适的照明控制方式房间有多列灯具时,按与侧窗平行控制;生产场所按车间、工段、工序分组控制;电化教室、会议室、报告厅等场所,按靠近或远离讲台分组控制。建筑科技的飞速发展,让灯具的控制方式更加个性化、人性化、智能化,例如,人体感应或动静感应开关,智能化面板开关等新的控制方式逐步进入到我们的身边。
4.结束语
近年来,为了解决能源浪费问题,新一代建筑电气技术正在试图采用各种先进的控制方式对传统建筑电气设备进行有效的控制。可以说建筑电气的节能在技术方面还是有很大的上升空间和发展潜力的。(作者单位:南京新智劳务有限公司)
参考文献:
[1] 高晋峰.论民用建筑工程照明设计中的节能;智能建筑电气技术,2010(4).
[2] 张军.关于建筑电气节能设计措施的探讨;中国科技信息,2007(6).
关键词:电气节能;工业照明设计;措施及应用
前言
现代工业厂房建筑电气照明设计的原则是安全、适用、经济及美观。工业厂房不同于一般民用建筑,合理的照明设计是为安全生产、节能及管理维护提供方便。下面从以下几个方面对工业建筑照明节能提出一些基本的措施。
1 工业厂房建筑电气照明节能设计原则
电气照明节能设计的目的主要是在保证不影响照明质量以及作业面视觉要求的前提下,最大程度地降低电气照明系统中光能的损耗,从而更好地提高光能利用率。
1.1 保证建筑物的照明功能建筑物所需的照明度、显色指数、色温等要得到保证,对于一些特殊的建筑,还要特别注意其内部的舒适度,如空调设备的风量及温度的调节等。
1.2 降低电能损耗节能的关键在于降低电能的损耗,在电能的输送转换过程中,各变压器以及传输电线均会产生不同程度的电能损耗,在设计中应采取适当的方式尽可能降低这些损耗,以达到降低照明的电能损耗的目的。
1.3 考虑经济能力照明节能需要大量资金的投入,但绝不能为了节能而加大投资使得成本过高,节能设计要结合单位的实际经济能力进行。
2、工业厂房建筑照明节能措施
2.1 合理选择光源和灯具。
以下简要介绍几种主要光源的选用原则及适用范围。各种节能电光源的主要技术指标如表1 所示.
办公室、会议室以及一些电子生产车间,适合选用直管形细管径荧光灯;楼层高度较高的工业厂房,可根据其工业用途,选用高压钠灯或金属卤化物灯,还可以选用大功率的细管径荧光灯。高压钠灯的寿命较长,光效较高,成本较低,但由于其显色效果较差,因此多用在辨色要求相对比较低的房间,如炼铁车间、锻工车间、成品库、材料库等;金属卤化物灯的寿命也比较长,光效程度也比较高,因此也得到了普遍的使用;荧光高压汞灯的寿命较短,光效较低,显色指数也较低;而自镇流荧光高压汞灯光效最低,因此一般照明场所都不适宜使用这种灯饰。
2.2 合理确定照明控制方式
照明的控制方式对于照明节能起到非常重要的作用。在进行照明设计的时候应该充分利用天然光。如在大型钢结构厂房、仓库中,在棚顶设计中采用透光板,充分利用自然光。还有如白色墙面的反射系数可达到70%~80%,能起到很好的节能作用。工业建筑物中露天的装置区及大面积的厂房,天然光都应当充分加以利用。有如可采取:导光管法、采光搁板、反射高窗、棱镜窗等措施利用各种导光和反光装置将天然光引入室内进行照明,这需要同建筑专业紧密配合,以达到建筑物照度要求,这是节约照明耗能的重要方式之一。以达到节省照明电能的目的。
2.3 根据环境要求选择。在室外场所应选择具备防雨功能的灯具,若有机械操作易发生碰撞的地方,则应选用有保护网的灯具。在空气流通比较干燥的室内,采用开启式灯具即可。而在较为潮湿的室内,采取的开启式灯具应具有瓷质灯头或者防水灯头;比较多尘的场所,应选用防尘的密闭式灯具。特别注意的是,在含有易燃易爆气体的空间内,必须采用防爆型灯具,还要根据气体的危险等级进行选择。
2.4 根据配光指数选择。室外场所的照明,通常选用广照型灯具;而在一般照明场所,宜选用漫射型、直射型以及半直射型灯具,这样可以使墙壁与顶棚间留有部分光照,使得房屋整体照度较为均匀舒适;在一些较为特殊的场所,如高大的工业厂房内,其灯具所需安装高度高于4.5 m时,则适合选用配照型或深照型灯具。
3、采用智能灯光控制
合理的照明控制方式对照明节能同样起重要的作用。照明控制方式主要有:集中控制,分区、分组控制,就地控制,调光控制,声控开关控制,人体感应控制,楼字智能控制等。由于工业建筑的特殊性,人类的活动性特点不象民用建筑那么突出,所以在诸多的照明控制方式中,应做好切合实际的选择,既要做到方便,又要达到节能的效果。集中控制如智能灯光控制系统利用时光控制器可以对室外公共建筑灯光系统进行智能化的、灵活的控制,在保证照度的同时尽可能地使灯光系统更节能,更具有艺术化的表现能力。具体包括:自动定时开闭灯光;根据照度自动开闭;根据照度自动调光;变换预设的场景亮灯模式。其他控制如楼梯间、走道灯(应急照明除外)采用节能自熄开关等等;这些措施都能对节能起到很好的效果。
4、工业建筑电气照明设计中的其他注意事项
4.1 应急照明能保障建筑物内人员的生命安全及消防和救援等工作,所以应急照明是十分重要的安全设施。假如在变电所的主控制室不装设应急灯,一旦发生停电事故,因为缺少照明就可能发生重大安全事故。
4.2 勿漏备用照明。重要的生产场所、发电站、消防控制室、消防泵房、发电机房、变电室、电话总机房及矿井的采矿作业区等重要场所需设置备用照明。备用照明装设时应与正常照明统一设计安排,装设在断电后需要进行操作工作的主要部位,备用照明可利用部分或全部正常照明。
4.3 选择光源时要充分了解其特性。例如在许多高大厂房中使用金属卤化物等高强度气体放电灯,这种光源的优点是照度较高、光效好,但是高强度气体放电灯在低温或再起动时的起动时间长,所以一旦停电后再来电,生产场所将迟迟得不到照明,导致影响生产或造成不必要的事故。所以在冶炼厂的熔炼车间等工作环境恶劣的场所,应在适当部位布置若干盏白炽投光灯,并使用单独的照明回路供电,这样便可发挥白炽灯起动时间短的优点,使得来电后生产场所及时得到照明。
结束语
本文从照明光源、照明系统及智能控制三个大方面讨论了工业建筑电气节能设计中照明的节能设计问题及一些措施。由于我国人口多,建筑能耗基数大。因此,在建筑节能技术上的微小改进,最后节约的能源总量都是个庞大的数字。所以建筑电气照明设计的节能潜力相当大,而且现在新技术日新月异,应在工程设计中精心考虑,采用各种措施节约电能,满足科学性、经济性的要求,以达到建筑节能的目的。
参考文献:
[1] 李荣富.绿色照明工程及工业厂房照明节能设计之探讨.工程建设与管理.
[2] 丁治国.关于建筑电气设计中节能措施的探讨.科技信息,2007,19.
关键词:建筑电气;照明设计;节能;灯具;控制方式
中图分类号:TE08文献标识码: A
一、进行建筑照明节能设计的原因及重要性
(一)可以让建筑物的照明功能得到满足
作为建筑物最基本的职能,照明系统是十分重要的,作为所有职能的基础,照明系统可以让建筑中所有的运输通道做到畅通无阻,同时,照明系统在一些建筑物中可以作为一种工艺要求而使用,作为一种外在的艺术而存在,比如博物馆以及一些娱乐场所,都需要用到电气的照明,这是十分重要的,在这些地方进行节能设计可以有效的使长时间提供功能的能源得到良好的节约。
(二)可以让实际效益得到有效的提升
根据我国的国情来讲,对于建筑的照明系统进行节能是十分重要的,会为企业带来巨大的经济效益,而使用节能设计之后,可以让原本由于节能而投资过高的消耗在短短的几年内尽行更有效的回收。
(三)让能量消耗得到有效的节约
在进行建筑的照明节能设计过程中,设计者可以找出建筑内部的照明系统哪个方面是与发挥建筑物的功能无关的,通过进行有效的节能措施对其加以改进和删除,例如变压器的损耗以及传输线路上的电能损耗等,都需要进行考虑和节约,这是不必要的能源浪费,这样可以有效的降低其大面积的能量损耗。
二、建筑电气照明节能的根本原则
首先,绿色照明原则是我们在进行建筑电气照明节能中的第一个重要原则,因为就如今我国提出的绿色低碳号召来说,其深刻内涵及目的就是在充分满足居民在生活、学业以及工作生产需求的同时,将电能的耗费量、对外在环境的影响量控制在最小范围之内。当然,为了能够充分应对这一需求,我们不能在设备的大量的资金花费上作工作,以求在设备上实现节能的目标。另一方面,我们在进行节能设计时,还应该切实地将建筑照明的实际需求考虑进来,并在此基础上合理地对灯具等设备进行布置,最终建立起一个具有高效节能特点的安全体系。
其次,经济实用性原则也是我们在进行建筑电气照明设计中的的一个重要原则,其是一切设计工作的根本出发点和落实点,因为就一个建筑中的电气照明设备来说,其无论是在数量还是在复杂度上都是会表现出一种较高的特点,这就势必会出现大量的资金浪费现象。因此,我们在进行实际的设计过程中,应该对各个环节进行精简,对可能出现的资金浪费环节给以充分注意。当然,关于建筑电气照明节能的原则还有许多种,这也就需要我们加强对其的把握和运用。
三、建筑电气照明设计的节能措施
(一)充分利用天然采光
众所周知,天然光比人工照明更健康,给人的感受更舒服自在。因此,各个办公场所在白天时候应当提高天然光的利用率,减少人工照明。随着人们对材料的研究不断深入,借助导光方法和导光材料已经成为建筑采光的首选方式。但是,有时候天然光的亮度并不能满足生产生活的要求,为了最大程度上提高对自然光的利用,可以设计一个亮度可调的照明系统,满足人们对于室内光线的要求。
(二)合理选择灯具
光源必须配备各种灯具,才能真正体现其实用价值。灯具选择不当,将使能量损失高达30% -40% ,反之,灯具效率高,可使单位面积耗电量下降,降低投资和运行费用。在进行照明设计时,应针对不同面积和高度的房间,计算确定选用宽或中窄光束的照明灯具,再由天花板、墙面以及地面的反射系数,求出灯具的利用系数,这是较为科学的设计方式。一般不宜采用效率低于70% 的灯具,采用非对称光分布灯具,它具有减弱工作区反射眩光的特点,能大大改善视觉条件。
(三)合理选择照明装置配件
镇流器也是照明耗能的一部分,而品质优良、可靠性好、效率高、能耗低于传统电感型镇流器的电子镇流器已成为首选产品。在采用电子镇流器时,应重视高次谐波对供配电系统的影响,并应采取相应的措施。电子镇流器的使用使电网中高次谐波的含量大量增加,对供配电系统造成危害。因此,我们要采取相应的措施来防范和抑制高次谐波。
具体措施有:选用符合国家电磁兼容标准的产品;采用带有接线变压器,减少3次及其倍数的谐波对电源的干扰;对谐波源设置隔离变压器;采用无源和有源电力滤波器;适当增加导体截面等措施。
镇流器的选择最重要的是应根据灯具的类型选择不同形式的节能型镇流器,以达到良好的节能效果。其有以下选择原则:
(1)自镇流荧光灯应配用电子镇流器。
(2)高压钠灯、金属卤化物灯应配节能型电感镇流器。
(3)直管形荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器。
(4)在电压偏差较大的场所,宜配用恒功率镇流器。
(5)功率较小者可配用电子镇流器。
(四)灯具布置及控制方式
照明设计时首先要确定合理的照度。照明灯具布置时应选择合理的照明方式,按照分区、分组、营业、非营业、白天、夜晚等采用一般照明、局部(或重点)照明、均匀对称布置、适宜的距高比等等。选择控制方式时应尽量做到人性化控制。要注意每个开关所控光源不宜太多,所控灯列与窗平行(即利用自然光),楼梯走道采用节能延时开关,在有条件的场所还应该采用智能照明控制系统,保证方便使用的同时,为节约用电创造条件。
1、自然采光良好的场所,要充分利用自然光。灯具布置应根据照明使用的特点和时段采取分区布置,相应适当增加照明开关数量以便采取分区分时控制方式。
2、公共建筑中的走廊、门厅、楼梯间等公共场所,均宜采用集中控制,或按建筑使用条件和特殊要求采取分区、分组控制。体育馆、剧院、候车厅等公共场所也应采取集中控制方式,并相应采取调光或降低照度的控制措施。这样在夜间人员稀少或有自然采光时,可以适当地关闭或降低一部分照明,有利于节约能源。
3、旅馆、客房的房间应设节电钥匙开关,当人离开房间后可延时切断除冰箱和电脑外的其他电源,达到节能效果。
4、居住建筑楼梯间、疏散走廊的照明,除应急照明外,均宜采用节能自熄开关。
(五)提高系统功率因数
建筑照明系统中的部分用电设备,如变压器、气体放电光源中的镇流器等因具有电感元件,会产生无功功率,影响电能的有效利用。无功功率可以采取提高设备功率因数的方法降低,荧光灯应采用电子镇流器;采用电感镇流器的气体放电灯宜单灯安装补偿电容器;变压器低压侧采用集中电容器补偿。目前的民用建筑电气设计中,许多设计仅采用变压器低压侧集中补偿的方式,这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输,提高了用户处的功率因数。
四、结语
综上,我们对建筑电气照明节能的根本原则以及具体的实现方法等几个方面的内容有了一定的了解,从中我们可以深刻地认识到,在低碳节能号召不断推进和深入人心的现今,建筑电气照明作为一个可以有效减少能源消耗的方面来说,其能否在节能效率上均处于一种较高的水平状态显得尤为重要和必要。电气照明的节能实际上是一个系统性的工程,其所涉及到的方面是具有一种多样性特点的。而也正是在这种多样性特点的要求之下,我们在进行实际的节能过程中,需要严格的遵循其根本原则,并对可以实现的具体环节进行针对性技术的运用,从根本上提升其节能水平。
参考文献:
【关键词】建筑电气;照明系统;优化节能设计
据中国电能质量网报道,随着社会的进步、国民经济的发展,电网中的冲击性、非线性负载的不断增多,使得谐波、电压波动、闪变、三相不平衡等传统电能质量问题更加恶化;同时,大量基于计算机系统的控制设备和电子装置等一类敏感负荷的出现又使暂时过电压和瞬态过电压、电压凹陷等一些以前未被人们所重视电能质量问题所造成的经济损失也在不断增加。另外,根据目前国内用电情况的调查,企业、宾馆、办公楼、政府机关的电能管理历来处于无法有效管理的状态,导致电能效率降低、用电安全隐患增加、设备寿命缩短、产品质量不稳定、维护成本节节上升,用电成本居高不下。上述二方面的问题,都给电能的供应带来了很大的威胁,浪费了可贵的能源;另一方面,增加了电力需求侧的用电成本,使其承担了因电能质量问题引起的损失。因此,照明系统节能优化设计,已成为建筑电气节能设计中重要内容,必须在实际设计工作中高度重视。
1、建筑照明系统现存主要问题
收到我国现在技术水平和成本投资的限制,在我国绝大多数的建筑照明系统中大量使用荧光灯、金属卤化物灯等气体放电光源,这些高耗能的灯具就造成了建筑照明体系电能大量浪费的现实问题。主要表现在以下几个方面:
1.1输电设备本身存在问题导致能源浪费。
变压器的实际使用的负载率偏低,剩余容量偏大;变压器的配电能力没有充分的发挥,主要是考虑到公司的满负荷和后续的生产能力的发展;如果选择合适的变压器运行方式,将变压器的自耗和无功消耗大大减少,降低基本容量电费,节电率超过3%;谐波污染严重。使得变压器的额外电磁损耗和线路损耗加大,造成电能浪费。节电空间在2%;电压偏高。使得用电设备和传输线路多消耗电能,同时使用电设备绝缘性能提前下降。节电空间在5%;存在零线电流。主要原因是三相负载不平衡,造成一部分电能浪费。
1.2电压波动造成的灯具寿命减少和电能浪费
供电电压不稳定使得工业输变电网系统负荷大、分布广,用电高峰期和低谷期分布时段非常明显,因此在用电高峰和低谷时段电压波动很大,都会在很大程度上浪费电能,同时会恶化用电品质,不但增加了电耗,也影响到用电设备的使用寿命和用电安全。瞬变电压和浪涌电流也会对电能造成影响,工业企业用电设备数量多、启动频繁、负荷变化大,容易对电网产生冲击,引起瞬变电压和浪涌电流情况严重,严重威胁和影响其它设备的正常运行,导致节能灯具的温升和电表转速加快而浪费电能,系统用电效率下降。
2、建筑电气照明系统节能优化设计原则
2.1满足建筑物基本照明功能
建筑照明系统节能优化设计,是在满足照明场所照度、色温、显色指数等技术指标要求的基础上,通过采取合适的技术措施达到节能降耗的效果。
2.2考虑系统的实用经济效益
建筑照明系统节能优化设计,并不是简单为了降低系统能耗为节能,不能因为要节能而造成成本投资增加,增加系统运行维护费用,而是要通过方案优化设计,让增加的成本投资,能够在近几年或较短时间内用系统所获的节能效果来进行回收。
3、建筑电气照明系统节能优化设计技术要点
3.1加强照明系统节能宣传
建筑照明系统节能,要充分发挥政府在建筑照明系统节能降耗工作中的主导作用,即通过行政、经济等技术手段,在全社会范围内全面开展照明节能工作,增强居民的照明节能意识。在新建建筑和既有建筑技术改造工程中,要结合相关技术规范标准,把建筑照明节能工作同绿色建筑其他节能领域相互结合起来,推动建筑照明系统节能工作高效顺利开展。
3.2合理确定建筑照明节能优化设计方案
在进行建筑照明系统设计过程中,要严格按照GB50034-2004《建筑照明设计标准》、JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》等技术规范要求,结合建筑物功能和照明场所实际特性确定适宜的照度标准值,不应根据主管意愿随意提高或降低照度水平。要合理确定照明系统的照明功率密度值、照明方式、控制系统等。建筑照明系统节能优化设计,应在满足建筑物不同场所、不同部位对照明照度、色温、显色指数等技术指标要求的前提下,设计出技术上可行、经济上合理的照明节能优化设计方案。
3.3推广使用高光效节能光源
灯具反射面的反射比越高,这该灯具反射面优化设计越合理,对应其照明光效也会越高。通过灯具反射面的优化设计,通常可以有效提高灯具效率达10%~50%。照明系统设计过程中,如果选择开启式照明器具,其光效应在保证在0.75以上。选择荧光灯、高强度气体放电灯等灯具效率时,应满足GB 50034-2004《建筑照明设计标准》中的第3.3.2条相关技术指标要求。对于低压钠灯和高压钠灯,虽然其发光率较高,但由于存在色温低、光色偏暖等不足,其显色指数大多只有40~60,同时颜色失真度较大,通常只使用在路灯或广场照明系统中使用;显色指数在60的高显色性钠灯在工程中通常与汞灯相互搭配组成混合灯使用,主要用于工厂及体育馆照明系统,此类灯具主要用于量大面广的照明系统;发光率非常高的金属卤化物灯、三基色荧光灯、以及稀土金属荧光灯,由于其色温范围较广(3200K~4000K),运行中光色选择性较好,显色指数指标也较高(可以达到80~95),同时颜色失真度较小,特别是金属卤化物灯其在使用过程中对人的皮肤显色性非常好。荧光灯从T12到T8,再到T5,其结构越来越紧凑,管径越来越小,同时便于使用稀土三基色粉,这样其显色性能得到大大提高(Ra高达85),光效也可以提高约15%~20%,光衰较小,综合使用寿命较长(高达12000h),另外用汞量也减少了80%,更加符合绿色建筑节能、环保等技术要求。
3.4改善建筑照明系统控制方式
通过对建筑照明系统控制方式的节能优化改进,根据使用场所不同功能特点和技术要求有区别进行对待,尽可能做到使用方便,且又为节电创造良好条件。采用格栅荧光灯与空调通风系统向配合时,应优选选用溴化锂制冷直燃机,这样可以用大容量集中式空调机组,可以有效防止大容量冷冻机组频繁起动对荧光灯运行带来影响,防止荧光灯发生光通减少和频闪等问题。应结合照明系统灯具布置等因素,多采用光控、时控、感应等控制系统相互搭配,适时开断照明灯具。GB 50034-2004《建筑照明设计标准》中明确列出多条有关照明系统优化节能控制的技术条文,如第7.4.5条中指出,每个照明开关控制光源数不宜太多;第7.4.6条中指出,当房间或照明场所内装设有两列或多列照明灯具时,宜采取分组控制方式;第8.3.7条中指出,在有天然采光条件的照明场所,宜在近窗和远窗部位分别设置开关。智能化照明是照明控制系统节能优化设计重点,采用智能技术与照明有机结合起来,可以在大幅度提高照明系统照明质量的基础上,使照明系统照明时间更加准确,有效提高电能综合利用效率。
4、结束语
建筑电气照明系统设计过程中,应根据相关技术规范标准,结合工程实际情况,充分考虑优化照明系统方案、选择高效节能灯具、设计智能照明控制系统等进行节能优化设计。按照绿色建筑节能标准进行照明系统节能优化设计,为用户提供一个健康、舒适、安全照明环境,有效提高用户生活休闲质量水平。另外,在设计过程中,要考虑建筑物全生命周期中的能源高效利用,在节约投资成本、运行维护成本、提高照明质量的基础上,优化设计方案,最低限度地降低照明系统对环境的影响,进而构筑生态环保、可持续稳定的绿色建筑。
参考文献:
[1]侯瑞;基于可拓理论的建筑电气节能研究[D];西安建筑科技大学;2011年
[2]刘庆;城市照明监控系统的研究开发[D];南京理工大学;2004年