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1“绿色照明”的起源
20世纪70-80年代,全球面临能源危机及全球环境保护浪潮的兴起,节约能源,保护全球环境即成为全人类的共识。
1991年1月美国环保局(EPA)首先提出实施“绿色照明(GreenLights)”和推进“绿色照明工程(Green Lights Program)”的概念,很快得到联合国的支持和许多发达国家和发展中国家的重视,并积极采取相应的政策和技术措施,推进绿色照明工程的实施和发展。
1993年11月我国国家经贸委开始启动中国绿色照明工程,并于1996年正式列入国家计划。
2 “绿色照明”的科学定义
绿色照明是指通过科学的照明设计,采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品(电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材,以及调光控制调和控光器件),改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量,从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明。
3 优化设计,实现绿色照明
《建筑照明设计标准》的实施,为设计人员领会绿色照明的要求和掌握国家有关照明设计规范提供了指引。根据笔者工程实践经验,在进行照明设计时,应通过以下几个方面实现绿色照明:
(1)从照明大系统的观念优化照明设计,节约电能,提高资源利用效率
从理论上讲,照明用电量(L)可用下式表示:
L=W×T×Eav×A/(η×Ф×M×U),其中:
W ― 每一盏灯具消耗的电功率/(W•盏-1);
T ― 灯具电燃时间/h;
Eav ― 平均设计照度;
A ― 地板面积/m2;
Ф ― 每盏灯具电光源的总光通量;
M ― 维护系数;
U ― 利用系数;
η ― 灯具效率。
因此,要降低照明电耗,必须设法使用高效灯泡,提高灯具的维修率,或者减少开灯时间,保持适当的照度和尽量采用局部照明等。但是,照明节能的原则是在保证足够的照度和质量的前提下节约能源。所以,在照明设计中将选择合理照度(E)以及提高电光源的光通量(Ф)与灯具的利用系数,加强运行管理等综合考虑,才是真正落实绿色照明的理念。
(2)合理选用照明电气产品
绿色照明中的电气产品包含电光源、电器附件、灯具、配线器材,以及调光和控光器件等。合理选用电光源是选择电气产品的首要问题。当前,国内生产的电光源的发光效率、寿命、显色性能均在不断提高,节能电光源不断涌现,电光源按发光原理可分为两类。一类是热辐射电光源,如白炽灯、卤钨灯等。另一类是气体放电光源,如汞灯、钠灯、氙灯、金属卤化物灯等。各种电光源的发光效率有较大差异。气体放电光源比热辐射电光源高得多。一般情况下,可逐步用气体放电光源替代热辐射电光源,并尽可能选用光效高的气体放电光源。高压钠灯光效是白炽灯的8―10倍,寿命长、特性稳定、光通维持率高,适合于在显色性要求不高的道路、广场、码头和室内高大的厂房和仓库等场所照明。金属卤化物灯,具有光效高、显色性好、功率大的特点,适用于剧院、总装车间等大面积照明场所。荧光灯比白炽灯节电70%,适用于在办公室、宿舍及顶棚高度低于5米的车间等室内照明。紧凑型荧光灯发光效率比普通荧光灯高5%,细管型荧光灯比普通荧光灯节电10%,因此,紧凑型和细管型荧光灯是中国绿色照明工程实施方案中推出的高效节能电光源。
(3)选用高性能的附件
当光灯作为商场的主光源时,采用电子镇流器来取代电感镇流器是商场绿色照明工程的一个重要措施。电子镇流器的优点:
功率因数高;发光效率高;无频闪;无噪声;起动快速可靠;体积小、重量轻;节电效果显著。
由于电子镇流器提高了功率因数和节电,降低了发电量,减少废气烟尘的排放量,改善了环境污染。同时因不用电感镇流器,减少了矽钢片和铜线的消耗量,也就减少钢铁和铜的冶炼量,又可节约能源和消除冶炼过程中的废气烟尘的排放。
近年来,随着科学技术的飞速发展,一种新颖的荧光灯复合式镇流器也应运而生。它具有高功率因数、节电、一次性启动灯亮、工作电压波动范围大、价格低、延长灯管使用寿命、无噪声、无干扰波对电器产品影响等优点,越来越受到商场绿色照明的青睐。
(4)选择合理的照明配电系统
为确保照明灯具工作正常,安全可靠,还必须对有关的照明系统进行科学、合理的设计。当照明功率不大时,可以与其余电力设备共用电力变压器,但照明最好由独立馈电线供电,以保持相对稳定的电压。照明安装功率大,采用专用变压器,有利电压稳定,以保证照度的稳定和光源的使用寿命。照明配电系统的接线应保证三相负荷较为均衡,以使各相电压偏差不致差别太大。此外还应重视线路的连接。减少分支线路的长度,从而减少线路的接触电阻。这样就可进一步降低线路损耗和连接不良引起的能耗和起火危险,从而做到既节能、又安全。
(5)推广智能照明控制系统
目前国内的一些智能大厦大多采用楼宇自控(BA)系统来监控照明,这种系统是以电气触点来实现诸如区域控制、定时通断、中央监控等功能。由于照明控制系统在BA系统中并非独立,在BA系统出故障时,照明系统也受到影响,同时它的控制功能简单,现场无法干预照明状态,故使用上有一定的局限性。随着微电子技术与数字化技术的发展,一种智能化水平更高、专业化程度更强的智能化照明系统,应运而生。它有一套独立的控制协议,相对BA系统来说比较简单,完全能满足对照明控制的需求,价格也更有竞争力。因此,采用智能照明控制系统会使设计更简单、安装更快捷、使用更灵活、管理更方便。
关键词:民用建筑;电气照明;设计方略
Abstract: the lighting design in civil building electrical engineering occupies a very important position, and become the whole building functions are fully auxiliary equipment. With the rapid development of economy and people's life quality is rising, in lighting design people began to have more and more high demand, so, lighting design in the construction of electrical engineering of importance is self-evident. The civil building electrical lighting design in the paper, in order to our country the development of lighting design to provide reference opinions and Suggestions.
Keywords: civil architecture; Electric lighting; Design strategy.
中图分类号:TU745.5文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、民用建筑中电气照明设计原则
在对民用建筑的电气照明进行设计之时,按照建筑配置以及功能的不同,建筑主管部门制定了一系列的设计原则。在对民用建筑的电气照明设计予以充分分析的情况下,总结出如下几项基本原则:
(一)与实际需要相符
满足实际需要是进行电气照明设计时最为基本的原则。在进行设计之时不仅要对照明的显色、色温、照度等加以考虑,同时还要对灯具布置以及安装方式进行考虑。
(二)高效益与高质量
在进行民用建筑的电气照明设计之时应需尽可能的提高性价比。通过选取高效益、高质的器材和光源,对运行和投资费用进行长远考虑。
(三)节能降耗
现如今随着电力资源的日渐紧缺,在进行电气照明设计之时需以节能降耗作为设计目的。所谓的节能是指对无谓消耗予以节省,通过采取降耗措施使资源能耗得以降低。例如,通过技术手段使变压器功率的损耗以及传输电能线路中的有功损耗得以降低,
二、民用建筑中电气照明的设计方略
(一)选择照明光源
在进行电气照明设计之时,需详细考察照明现场有关情况,按照现场需求对照明光源进行合理的选择。
1、通常情况下,民用建筑的室内光源大多是气体光源或白炽灯。在某些民用建筑中,由于电磁波强度具有一定的限制性,此时就不应采用气体光源。
2、在振动非常强的地方应选择高压汞灯作为照明设备,除此之外,也可使用高压钠灯进行照明。与此同时,在较高场所或者大范围中也比较适合采用高压钠灯。
3、在显色要求很高的地方可以选择使用荧光灯,因为荧光灯的显色性非常高。在某些建筑空间,由于显色要求异常严苛,此时使用一种光源已经不能起到很好的照明效果,此时便可通过对几种光源进行联合使用的形式将这一难题有效的解决,从而使显色效果在最大程度上得到提升。
(二)选择照明灯具
在选好照明光源之后,接下来的一步便是对照明灯具的合理选取。在照明灯具的作用小,光通量得到了合理分配,从而使照明效果达到最佳,以此满足配光要求。在对照明实际状况进行充分考虑的前提之下,最好选择那些光效率相对较高的灯具,与此同时,通过采取一定的对策,使光幕眩光和发射在最大程度上得以减少。具体说来,在进行灯具的选择时需注意如下几点:
1、在选择灯具时要坚持“安全第一”的原则,选择那些具有一定防电和防火效果的灯具,从而最大程度的避免由于灯具问题而引发的危险。
2、在灯具安全性得到保证的基础上,还需对灯具在能源利用率方面的效率加以考虑。最好使用那些高效能灯具,以此使电能损耗得以降低,从而提升灯具的经济性。
3、在进行灯具的选择之时还需对照明空间的状况加以了解,在确保照明的情况下,还应具备一定的装饰作用。
4、选取的灯具需达到避免眩光产生的效果,主要表现在如下几点:一是,灯具能对光辐射方向进行有效调节,从而提高照明效果;二是,灯具能减少光源亮度,从而起到保护视力的作用;三是,灯具能对光源进行有效保护,从而避免碰撞对光源产生的损害。
(三)选择照度
照明设计中至关重要的一环便是照度的选择,一方面,太低的照度对工作人员视力不好,另一方面,照度太高则会造成电力的浪费,因此在进行照度选择之时一定要确保其能与满足人的视觉需求。在标准照度得以满足的前提之下,为节省电力,应对混合照明、局部照明和一般照明进行合理的选择,在一种光源无法满足显色需求之时,可通过混合照明的方式,如此一来,不仅使光效得以提高,同时也是显色性得到了改善。除此之外,对自然光予以充分利用,通过对自然采光的正确选用,可以使工作环境得以改善,从而让人感到舒服,并且也有利于人的身心健康。对室内受光面反射性加以利用,也能使光的利用率得以提升,例如白墙的反射系数就非常高,在白墙反射性的作用下同样也能节约电能。所谓的照度是指被照物体在单位面积内接收的光通量,因此照度不能反映被照物体明暗的程度。
(四)选择照明方式
照明方式包括:局部照明、一般照明、混合照明。局部照明会在局部需要高照度或在一般照度不能达到某些地方时采用。在需要对某方向光照予以加强或需减少反射眩光之时,也可以使用局部照明的方式。一般照明通常是在某部分需要大面积高照度时使用。所谓的混合照明是指局部照明和一般照明结合使用的照明方式。由于建筑物在生产工艺流程以及功能方面的需求不同,因此照度要求也会相应不同,相应采取的照明方式也会有所差异。
三、民用建筑中的照明设计节能举措
因为照明线路存在电阻,电流在经过照明线路时会产生能耗,所以在选择导线使要使用电阻率小的材质。要想使线路的能耗尽可能的降低,还需做好如下几点:
(一)导线长度尽可能缩短
首先,在进行线路设计之时要确保线路尽可能为直线,从而使导线长度减少;其次,尽可能不走低压线路或者少走回头线,从而使回路线上电能的损耗得以减少;再次,要尽可能的使变压器与负荷中心相接近,从而使干线长度得以缩短;最后,在高层建筑里,低压配电室应与竖井相邻,并且由低压配电室向竖井提供干线,从而避免支线沿着干线进行倒送的状况发生。
(二)导线截面尽量增大
一方面,对较长线路,必须符合热稳定、保护、载流量的配合以及电压损失所选定的截面要求,如若将导线截面进行进一步加大,此时增加费用可用M来表示,节约能耗减少的运行费用m来表示,那么M/m便是回收的年限,假如回收的年限为几个月或者一两年,那么就需要将导线截面进一步加大。通常情况下,导线截面在七十平方毫米的情况下,线路的长度会超过一百米,由此可知,通过加大导线截面便能实现上述条件。
另一方面,对季节性负荷线路加以利用,当用户不使用这些线路时可将这些线路提供给长期用户作为供电线路使用,从而减少电阻和线路。
四、结语
在全面倡导环保社会的前提之下,在照明设计中对环保设备、工艺以及技术的应用和研发予以不断的加强也就显得尤为重要,并且也对我国建筑行业在技术创新和发展方面的趋势有了更加完满的展现。此外,随着我国建筑业的不断发展,在电气照明设计中广泛应用节能技术,对建筑行业社会形象的提升也有着非常积极的影响作用,因此作为建筑设计师一定要对此予以高度重视。
参考文献:
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关键词:建筑电气;节能;照明设计
前言
当前,节能设计已经成为了建筑界发展的主要方向,这主要受到我国的节能理念的号召,并且已经将节能工作放到了首要位置,在人们的意识中已经深刻的认识到节能的重要性。在建筑工程中,电气节能是一项系统的综合的项目,要采取科学合理的方法来对建筑电气节能设计进行系统化的研究,为我国的建筑业提供发展的良机。
一、建筑电气照明节能设计的原则
1.绿色发展原则
当前在建筑电气照明节能设计中,绿色发展是及其重要的,其在满足建筑用户生活、工作、学习、生产的前提下又能很好地节约电能,减小耗能,又不对周边环境造成一定的影响。所以在建筑电气照明节能设计过程中,应在尽可能降低电能消耗的基础上,合理布置照明灯具及选择照明灯具的品种,如选用高效节能安全性能高的灯具,实现建筑电气照明节能和安全的目标。
2.经济效益原则
在建筑电气照明设计过程中,节能是一方面,经济效益也是其中重要的部分,必须加以考虑。要确保节能的长期受益大于节能设计的自身成本,让使用者可以明显的衡量出两者的中更经济的一方,以保证其购买使用。设计者在设计的过程中,要经过严密的预算与对比,确保节能设计的长期受益大于其本身价值,制作出对比方案,让使用者一目了然。本着节约的原则,确保使用者使用期间的能源支出经济支出达到最小,才是节约设计的本质目的。
二、建筑电气照明节能设计的策略
1.注重照明方案设计的合理性
照明设计计算说明:应按 《建筑照明设计标准》GB50034-2013 对各场所照明照度标准值、照明功率密度限值为依据,合理确定照明设计方案,不应随意提高标准。 依据《建筑照明设计标准》GB50034-2013 规定要求合理选择照度标准是照明设计的首要问题,过高标准会造成不必要的能源消耗,场所照度必须与所进行的视觉工作相适应。
设计师在进行照明方案设计时,应该针对场所的使用性质进行了解,照明方案进行相应的实践工作,确保照明方案能够具有优秀的实际使用性能,避免因为照明方案设计过程中繁多的照明方式而让设计师忽略了照明工程根本性的作用; 其次设计师在照明方案设计的过程中应该充分考虑到人体视觉对照明光线的具体触感,保证照明光线不会过于光亮或者过于薄弱而伤害到人体的视觉;最后设计师应该将照明工程的覆盖内容或者说照明工程的设计范围扩大到整体建筑的照明,不仅要考虑照明灯具本身的光线,也要充分考虑到建筑构造在灯光的照射下反射的光线,最大限度利用自然光线,保证照明设计方案的合理性、全面性以及整体性,同时也体现能耗最小的绿色概念。
2.加强对节能灯具的高效利用
节约电力能源,不仅要研发电气节能照明设计,还要将各种节能灯具配合节能照明设计一切运用。只有在使用电气照明节能设计的同时,配合使用高效的节能灯具,才能达到建筑电气节能照明设计的最大节能效果。否则,如不将建筑电气节能照明设计与高效灯具相结合,将会加大电能的损失。所以,节能照明设计配合高效节能灯具的使用是必须的,只有选对了高效节能灯具,才能使电气节能照明设备的设计成本降低,效果变强,一箭双雕。
3.注重照明方案设计内容中的照明方式
照明方式可分为一般照明、局部照明、混合照明。照明方式的确定对照明方案的整体性、美观性有着非常重要的升华作用,合理的照明方式也为采取相应节能措施创造条件。设计师应根据建筑物构造的具体需要以及建筑物的实际情况完成照明方式的设计工作,再有效的添加相应的节能措施,保证照明方式整体效果及环保节能要求。除此之外,设计师还可以在照明方式的设计过程中选择精巧细致或者别开生面的照明方式,有效的增强照明设计的美观性。另外,充分利用自然光线,照明光线与自然采光相结合的应用,也能改善工作环境,使人感到舒适,有利于健康。利用室内受光面的反射性,也能有效地提高光的利用率,如白色墙面的反射系数可达70%-80%,同样能起到节电的作用。
4.降低照明线路上的电能损失
由于电线上存在电阻,所以当电流通过的时候会有一部分电力被损耗。所以在选择电线的时候,要尽可能的选择电阻较小的电线来进行施工,并且,要通过减少导线的长度和增大导线的截面两个方法来减少线路的损耗。减小导线的长度。首先,应设计电路尽可能的走直线,少走弯路和特殊形状的路线,以减少导线的长度,并且少走回头的线路,以减少电能的损失。其次,要让变压器尽可能近的靠近符合中心,以减少供电的距离。最后,要让低压配电室尽可能的靠近竖井,并且由低压配电室提供的给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着干线倒送的现象。增大导线截面。一是对于比较长的线路要加大导线的截面,以减少年运行费用,节约能源消耗。二是善于利用季节性负荷的线路,在用户不适用的时候,可以提供给长期用户作为供电线路使用,减少线路和电阻。
5.强化照明分时分区的目动控制
在进行建筑照明节能设计的时候,一定要加强对照明分时分区自动控制系统的分析与研究。在建筑照明系统中进行相关的运用,实现节能设计。此种控制系统,主要就是结合时节的变化,展开相应的划分。在白天的时候,能够自行关灯,节省电能。并且在照明程度降低到一定范围时,就能够自行开灯。通过这样的控制,实现照明节能。同时,在此控制系统,要求其感应器要一直对外界环境的照明程度进行感知。在实际工作中,一定要保证其具有很高的灵敏度,这样才可以保证其功能的发挥。除此之外,在一些特殊天气的情况下,可以适当地打开照明灯,在一定程度上实现了电能的节约。大概可以节能10%^-15%,促进了照明节能设计的可持续发展。
6.加强新技术的研究和引进
在建筑电气照明节能设计中,要充分重视新技术的作用和重要,加大新技术的研究力度,比如:对于一些光线较暗,而且又照不到的地方,就可以有效地利用光纤照明,达到照明节能要求。又比如:当前对于光纤照明和天然光的利用,就在很大程度上,推进了我国建筑电气照明节能设计水平。尤其对于高大的建筑而言,新技术的研究和应用就更加成为一种有效手段,由于高层建筑所要求的采光效果较高,而天然光的利用则正好可能达到其要求,并且因此,要加强对现代科技手段的运用,合理的利用天然光,改善人们的生活工作的环境,提高节能效果,增强人们的舒适感,加强对人们视觉的保护,确保人们身体健康,并且达到节能作用。
结语
综上,文章简要分析了建筑电气节能照明设计的原则及策略。一般而言,当前电能作为一种重要的能源得到了广泛的应用,也是我国能源消耗的主要组成部分。而在建筑用电过程中,除了空调用电以外,照明用电是主要的用电消耗方式。为了提高资源利用效率,节省电能资源,在建筑建设过程中要采用电气和照明节能设备,提高电能利用率,降低建筑用电量。在设计照明设备时,要尽量减少线路上的电能耗费量,提高系统功率,充分开发照明设备中的节能潜力。所以,在建筑设计过程中要对照明节能设备起到足够的重视。在科学技术快速发展的今天,各种新技术新设备都广泛的应用到建筑工程中,在建筑电气和照明设备方面也有各种新技术和新设备,将这些先进的技术和设备应用到建筑中,将对于我国的节能设计更加的有利。并且随着技术的发展,在未来的建筑业中将会有更大的发展空间。
关键词:工业建筑;电气照明;节能设计
随着我国经济的快速发展,全球能源的数量在不断减少,环境污染的问题也越来越严重。在这样的情况下,世界上大多数国家加强了对建筑节能的要求。建筑行业有效地促进了我国经济的快速发展,但是在能源消耗方面存在着严重的问题,电气照明是建筑工程施工过程中一项基本的内容,也是建筑工程中主要的能源消耗设备,所以,加强建筑电气照明节能设计,能够有效地控制建筑工程施工过程中的能源消耗,达到绿色节能的要求。做好工业建筑电气照明节能设计可以有效地降低能源消耗,促进我国节能、减排项目的实施。
1电气照明节能设计的原则
1.1满足建筑功能需求
在进行建筑电气照明节能设计的时候,首先需要加强对建筑照明应用的考虑,不能过于重视电气节能照明的外形而忽略照明系统的实际应用效果。然后,不同地区应该选择合适本地区的不同颜色的照明方式,这样可以有效地区分不同工作场所,此外,在进行设计的时候,还应该满足国家对建筑照明的要求以及规范,使设计满足规范要求,比如,在进行建筑室内的设计的时候,需要利用浅颜色的墙面,这样可以有效地满足建筑工程的照明效果,也能达到节能的要求。
1.2满足经济整体布局
一般情况下,建筑物的投入都相对较大,所以,在建筑工程设计的时候,需要将对建筑工程的施工成本,工程如果想要吸引投资人员,就必须充分利用投入的资金为投入者带来较大的经济利润,这样才能有效地满足投资者的需求。所以,在电气照明节能设计的时候,需要加强对经济成本的控制,这也是建筑设计过程中一项非常重要的内容,如果电气照明需要花费大量的资金,这样的照明设计肯定不适合人们生活的需要,为此,在设计的时候需要保证建筑电气照明设计的经济化。
2工业建筑电气照明节能设计
2.1选择合理的照明标准工业建筑电气照明设备需要合理的布局,这样可以有效的降低能源消耗,通常,良好的电气节能照明设计能够降低建筑总能耗的4%。第一,进行设计的时候,需要选对正确的照明方式,这需要结合建筑照明的需求以及建筑自然采光的情况。第二,电气照明设备的开关也能产生部分电能消耗,为此,在设计的过程中选择合理的电能开关能够有效地降低电能消耗,比如,高层建筑走廊上可以设计成声控的开关,针对不同的部位、环境,合理的设置电气照明的开关,有效的降低能源的消耗。第三,选择合理的电阻线对进行电线线路的布置,这样可以有效的降低电力线路的总长度,有效地降低在电力线路上的能源消耗。此外,在进行工业建筑电气节能照明设计的时候,还可以选择科学的手段加强对自然光的利用率,提升节能效果。
2.2采用高光效光源和高效节能的灯具及其附件
在进行工业建筑电气照明灯具选择的过程中,应该选择可以降低能源消耗的灯具。选额灯具的时候也需要加强对各个方面的考虑,要选择既可以有效地保证工业建筑照明要求的灯具,又要选择能够有效地满足光照效果与自然采光的灯具,同时还需要保证所选择的灯具具有一定的节能性能。当然,还需要考虑到灯具的质量、施工操作过程、灯具是否会增加工业建筑电气照明设计的成本。在进行灯具选择的过程中,还需要加强对以下几方面的考虑:在办公区域可以选择荧光灯,这样的灯具能够有效地满足该区域的照明条件。金属卤化物灯可以使用在高大的建筑工程中,这样的灯具具有较高的耐久性,也相对经济实惠,并且照明效果比较好。部分建筑工程楼道里面或者电梯里面使用的照明系统也利用了环保的原则,采用的是使用时间长、电能消耗比较小的设施。在建筑工程施工的过程中,相关管理人员应该进行严格的检查与监督,加强地配电箱施工的管理,在有效地保证设计优化的前提下,减少施工失误的情况,防止在供电的过程中出现事故的情况。
2.3选择合理的照明线路
通过相关的调查可以发现,工业建筑电气照明设计的过程中照明线路所产生的电能消耗量占总建筑工程的4%左右,虽然这个数字不大,但是在照明线路使用的过程中,随着使用时间的增加产生的电能消耗也会不断地增加。所以,在进行照明线路设计的过程中,需要根据建筑工程的实际情况进行设计,选择最合理、最短的路径进行铺设。在进行线路设计的过程中,应该尽可能的走直线,尽量不出现多余的弯路,有效地额降低电力照明线路设的总长度。在进行低压线路设计的过程中,尽可能的不走弯路或者是少走回头路,有效地降低电能的消耗。当变压器接近负荷中心的时候,有效地降低供电线路的距离,如果每一个建筑的平面面积在1万m2的时候,最少需要设置两个变压器,这样可以有效地减少主要干线的长度。同时,在进行主线路设计的过程中,可以使用三相供电系统作为主要的照明电源,这样可以将电能的消耗降到最低。
2.4智能控制
在进行工业建筑电气照明设计的过程中,可以将信息技术、通信技术应用照明的过程中,加强对工业照明设施的监督管理与控制,结合工业建筑照明设计的具体情况对照明的时间、强度进行有效地设计,尽可能的减少电能的消耗,此外,在使用智能灯光控制系统进行照明的时候,可以根据建筑工程室内的具体情况对照明的强度进行有效地控制,将自然灯光同人工光源进行有机的结合,进行程序化、自动化的控制模式,这样可以有效地弥补传统照明系统地不足,不仅可以方便工人的施工,还可以有效地节省电能,并且还降低了人工控制的成本,提升了对照明设备控制的管理效率,有效地提升了电气照明系统的节能效率。
总之,随着我国经济的快速发展,科学技术的不断进步,从现在社会发展的形式看,如果不断开发、利用现有能源,那么这些能源就会消失,所以,我们必须加强对建筑工程节能设计的要求,大力发展节能减排技术,不断促进我国各方面经济的发展。但是就目前的情况看,我国建筑电气照明节能设计效果并不是很好,从建筑工程整体来看,我国电气照明节能设计还处在发展的初期,这种情况下,应该加强工业建筑电气节能设计,选择节能的照明设备,利用科学的技术,严格按照国家的标准进行设计,为人们的生活、生产提供科学、健康的工作环境。
参考文献:
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1建筑电气照明节能设计的原则
1.1遵循规范标准原则
在建筑电气照明节能设计的过程中,应该遵循合理用能标准和节能设计的规范,并且在建筑电气照明设计时,应该严格遵循《公共建筑节能设计标准》GB50189―2005、《建筑照明设计标准》GB50034―2004、《照明设备合理用电》DB31/178―1996等有关规定。
1.2绿色环保原则
在建筑电气节能设计中应该提倡绿色照明,绿色照明不仅具有照明节能的作用,而且对提高人们工作、学习的效率和生活的质量,保护人们的身心健康具有重要的作用。在保证建筑物照明的照度、显示指数以及色温,满足舒适卫生,满足各种工艺要求等照明质量指标的前提下,应该尽可能节约消耗的能源。
1.3经济效益原则
在建筑电气节能设计的过程中,应该按照国情实际经济效益的情况进行考虑实际的经济效益节能,在电气照明节能设计时,不能因节能而消耗大量的投资,增加额外的运行管理费用,而是应该把增加的内部投资在较短的时间内用节约的能源减下来的运行费用回收。
1.4减少无谓消耗原则
节能的重点就是节约无谓消耗的能量,在建筑电气照明节能设计的过程中,首先应该找出与建筑物功能没有关系或者对建筑功能影响较小的能量的损耗,然后再考虑采取节能的措施。如量大面广的照明容量,变压器的功率的损耗等,可以选择一些先进技术降低能耗。
2 电气照明设计中的节能措施
2.1 合理确定照明设计方案和照度
一方面,建筑在确定照明方案的时候应该先考虑实际效果,不应该只注重形式和外观。其次,在不同的区域采用混合照明的方式,这种方式还适用于对颜色分辨有高要求的场所。最后,根据国家的相关规范,所确定的方案要有严格按照规范的照明系数,并且在室内用比较浅的颜色来装饰墙,使照明达到最佳效果。在有些有特殊要求的场合,我们为了达到预定的效果,宜使用两种以上的大光源组成的混合照明。
另一方面,在建筑内部照度的确定上,在严格遵守相关规范和标准的同时还要具体参照建筑物内实际的需求结合实际的工程经验来确定建筑照度。合理选择照明方式对建筑物的照明效果有直接的影响,在实际工程中,我们应该根据建筑物内的照明需求来选择合理的照明方式,以此达到降低能耗的目的。很多建筑物内某些时间需要较高的亮度,我们可以采用高低搭配的照明方式,只在需要的时候开启高亮度的灯,平时采用低亮度照明,这样可以达到节能效果的时候开启高亮度的灯,平时采用低亮度照明,这样可以达到节能效果。
2.2采用高光效光源和高效节能的灯具及其附件
如何在工程中合理的选择光源,要根据工程的性质、使用的场合、人员的视觉习惯、照明的质量等来确定。应该在满足亮度、启动时间等的要求条件下,从发光效率高、使用寿命长、性能比高等方面选择高效光源。同时,还要考虑在不同安装高度要求和在不同热辐射要求等方面要选择不同的光源,但要在尽量满足实际需求的情况下选择高光效的光源。在照明设计中,应选择控制光线效果好、高效率的灯具,还应注意灯具的配光曲线。在节能方面,灯具的效率对节能有很大的影响,如果选用灯具不当、选择的灯具效率太低,将会带来很大的能量损失,这是不能用其他的方法补救的;相反,如果灯具选择的效率高,可以使能量损失降到最低,并且还能降低投资和运行的费用,从而节能。
灯具附件的选择对于节能也起到很大的作用。由于传统的镇流器存在这噪音大、功率损耗高、 功率因数低等缺点。而新兴的节能型镇流器很大程度上丢掉了这些缺点,所以节能型镇流器在市场上逐步取代了普通型的。国家的 《建筑照明设计标准》(GB50034―2004)规定了直管荧光灯应该配用电子镇流器或节能型电感镇流器。对于这两种镇流器,它们有各自的特点,节能型电感镇流器通过优化其内部的铁芯材料等措施降低它的使用能耗,一般可降低到50%~80%,使灯的总功率下降到90%~95%。电子镇流器的主要优点是节能,它用于荧光灯时给灯管提供的频率多为 20~60kHz,这与工频相比提高了10%,且自身的功耗降低,使灯的总功率下降至80%。
2.3 降低在传输线路上的能量损耗
由于在传输电流的线路上存在电阻,当电流流过时,根据功率计算公式W=I 2R,得到线路上会损失能量。这种损失是无法避免的,但是我们要采取相应的措施使无功损失降到最低。所以为了降低这项能量的损失,可以从以下几个方面入手:一是在选择电线材质时应选用电阻率较小的材质做导线。在导线的材料中,银线的电阻率最低,其次是铜线,这两种材料相对比,由于银线的造价太高,所以在线路上多用铜线,当然铝线有时也是不错的选择材料。二是要减少导线的长度。①线路尽量要直走,避免走弯路,通过减少线路中的导线长度,来降低功能损耗。②在配电设计时,我们经常要选择在用电负荷高的地方,以便降低导线的长度。③低压线路不能或少走来回路,来降低来回线路上的能量损失;三是要增加导线的截面积。首先,在满足荷载电流、 热稳定以及电压损失所确定的截面,使导线截面积增加一级,这样所增加的费用为M ,每年运行所减少的费用是m,n为回收年限,n =M/m 。根据可行性,回收年限在两年以下,应加大一级导线面积。一般来说,导线面积小于80mm2,线路长度大于100 m的线路增加一级截面积容易达到上述的要求。其次,对于季节性负荷用电的线路,当用户在某个季节不用时,可以把这些线路切换到一些在这个时期用电负荷大的用户,以减少线路的电阻。在配电设计中在充分考虑可行性的同时,也要利用以上给出的措施来使输电线路的能耗降到最低。
2.4智能照明控制系统和照明节能
智能照明控制系统综合利用计算机技术、网络通信技术、现代控制技术及电子技术,在照明节能方面与传统照明控制系统相比有很大的优势。在具体的控制措施中,改进灯具控制方式、采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节能控制方式。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关;高级客房采用节电钥匙开关;公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。这种灯具开关在不同场合所使用的不同的控制方式,不仅方便,而且节能,是照明节能中的一种比较成熟的控制方式。
随着智能建筑的快速发展,楼宇自动化中推出了照明的智能控制系统,这些专业化的控制系统在建筑照明设计中对照明的节能起了很大的作用。现在有很多的照明控制方式,如单灯控制、 双灯控制、 楼宇自动化控制、 总线控制等等。它们各自有各自的优点和缺点,在实际的应用中,我们要根据现场的情况,按照标准中的条文,再结合自己的实际工程经验选择对本建筑最合适的控制方式,这种控制方案既要方便管理,又要最大限度的节能。在照明的自动化控制方面对照明节能的影响是可观的,并且在今后很长的时间内,这方面的研究会更加深入,同时会带来更有效的节能。
关键词:建筑电气照明节能设计、可靠性、经济性
中图分类号:TU201.5文献标识码: A 文章编号:
我国长期的重大方针之一就是节约能源、 保护环境,同时这也是全世界都要关注的重要课题。我国建筑能耗呈现明显增长趋势,我国 1996 年-2001年建筑能耗占全国能源消耗总量的比值变化趋势如图 1 所示:
图11996 年-2001 年建筑能耗比值变化趋势
从图1可知,从 1996 年-2001 年,我国建筑能耗总体呈现增长趋势,所占比值也由 24.1%上升到 27.5%,而且随着近几年住宅需求总量的不断增加,建筑能耗所占比值也在不断增大,截止2010年,我国建筑能耗已达到35%左右,而且该值依然呈现增长趋势。而且我国作为能源消耗总量最多的国家,能源消耗直接影响了我国的经济建设和发展。因此,对于建筑电气照明节能设计的探讨有其必要性。
一、建筑电气照明节能设计基本原则
在新形势下,全球都在倡导环保、绿色照明。简单来讲,在建筑电气照明节能设计时,要求不仅要节能,还要环保。为此,在设计时,要结合当代建筑电气照明节能设计的基本原则, 进行电气节能设计。具体包括以下方面的内容:高效的节能体系、高效的环保体系、高效的安全体系以及高效舒适体系, 并且,这些在建筑体系中,缺一不可。但是,在建筑电气照明节能设计中,不能一味地节能,而造成其他新问题的产生,要保证对资源有效利用的基础上,降低无谓资源的消耗,与此同时,更要确保其照明要求。二要降低能源的损失和消耗;三要加强对电能的有效充分利用;此外,还有一点就是要采用现代先进技术和手段,提高建筑电气的照明效果和节能水平。
二、建筑电气照明节能设计照明标准的选择
在建筑电气照明节能设计中,一定要确保其选择的合理性,具体可以从以下方面入手:
1.方案选择
在建筑电气照明节能设计中,方案的选择和开关的选择也具有非常重要的作用和影响。因此,在设计时,要以设计要求为标准,明确照明使用特点,针对实际情况,适当地增加照明开关或者是采取分区控制灯光的方式;与此同时,对于不的地点,也选择不同的设计方式,从而来提高建筑电气照明节能设计效果。
2.照明线路
根据相关数据分析,照明线路上损耗的电能约占输入电能的4% 左右。所以,在建筑电气照明节能设计中,一定要正确合理选择照明线路,尽量减少线路上的电损耗,在具体的实施过程中,可以从以下方面入手:(1)、对于所使用的电缆长度,要尽量控制在最短的范围内;(2)、要尽量选择电阻较小的电缆,并在此基础上,适当地加大电缆截面积。(3)、在照明线路中,对于主线路的设计要尽可能地采用三相供电系统,这样,既可以保持负荷平衡,而且可以减少电压损失,使得光源发光效率提升。
3.照度值选择
照度值,简单来讲,就是在作业面或者参考平面上维持平均照明度。因此,在进行建筑电气照明节能设计时,要正确选择照度值,规定表面上的均匀照度不可以低于标准数值。在实际应用中,对于照度值的合理选择,不可以过低,也不可以过高,这样,一方面,会影响工作质量和效率,另一方面,还会对人们的视力造成极为不利的影响。为此,在选择照度值时,既要考虑到人们的视觉要求,加强对人们视力的保护,而且还要结合《建筑照明设计标准》,进行节能设计,切实提高节能设计水平。
4.照明方式
在设计中,对于照明方式的选择也要具备合理性。在实际设计中,主要考虑以下内容:首先,要对标准度进行分析和考虑,结合实际需求,进行电力节能设计。一般情况下,主要有三种可供选择的方式,局部照明、一般照明以及混合照明。另外,可以在实际照明的基础上,增加局部照明,这样,不仅可以达到高效的照明度,减少电能的使用,而且还要可以提高检验工作的效率。
三、提高建筑电气照明节能设计水平的有效措施
1.充分利用高效光源
为了提高建筑电气照明节能设计水平,需要结合《建筑照明设计标准》,从以下几个方面,进行光源的选择:
首先,对于安装高度较高的场所,采用金卤灯。其中,对于显性色要求不高的场所,一般采用的是高压钠灯,而陶瓷金卤灯,则主要用于体育馆、各类球馆以及室内广场等对显色性要求较高的场所。
其次,对于安装高度不高的场所,一般情况下,最好选用荧光灯,主要原因就是由于荧光灯具有很多的优点,如光效高、寿命长而且显色性好等等。在实际应用中,通常将荧光灯分为两种:一种是紧凑型荧光灯,一种是直管荧光灯。在设计时,要结合设计要求,进行合理的选择。而对于这种灯具的选择,一方面,是由于其寿命超长,在这里我们通过数据证明一下,与白炽灯相比,其寿命达到其60倍之多,与高压钠灯相比,其可以达到 4倍之多,另一方面,其节能效果良好,而且还具有较高的发光效率。
2.优化启动设备
在建筑电气照明节能设计中,为了提高其节能水平,还要采取优化启动设备的方式。因此,需要结合实际需求,合理选择气体放电光源启动设备。比如以荧光灯为例,在其使用过程中,可以配备相关的电子镇流器,与常规的电感镇流器相比,其节电效果提高了10%,而且本身的消耗也减少了3/4-1/2,所以,这在很大程度上提升了建筑电气照明节能效果。
3.加强对节能灯具的高效利用
一般而言,光源的作用和其价值的充分发挥和实现,必须要配备各种灯具。因此,在建筑电气照明节能设计中,要选用高效率节能灯具。在实际应用中,如果一旦选择失误,那么能量损失可能会增多30%-40%,进而造成不必要的电能损失,而且这种损失也是其他方法和措施所无法弥补的。由此可见,节能与灯具选择的相关性之大。所以,一定正确选择节能灯具,这样,不仅可以降低设计成本和费用,另一方面,还可以使得单位面积上耗电量大大下降,进而实现建筑电气照明节能效果。
4.加强新技术的研究和引进
在建筑电气照明节能设计中,要充分重视新技术的作用和重要,加大新技术的研究力度,比如:对于一些光线较暗,而且又照不到的地方,就可以有效地利用光纤照明,达到照明节能要求。又比如:当前对于光纤照明和天然光的利用,就在很大程度上,推进了我国建筑电气照明节能设计水平。尤其对于高大的建筑而言,新技术的研究和应用就更加成为一种有效手段,由于高层建筑所要求的采光效果较高,而天然光的利用则正好可能达到其要求,并且可以满足照明节能需要。 因此,要加强对现代科技手段的运用,合理的利用天然光,改善人们的生活工作的环境,提高节能效果,增强人们的舒适感,加强对人们视觉的保护,确保人们身体健康,并且达到节能作用。
四、总结:
在建筑电气照明节能设计中,要结合工程实际进行考虑,以建筑节能设计标准为参考依据,优化建筑照明系统设计方案,减少照明系统运行中的不合理损耗,提高设计的可靠性,增强节能降耗效果,既要保证业主的利益,同时,也要有效地缓解社会能源供需紧张压力。
参考文献:
[1] 付明远:电气照明的节能技术探讨[J]。 才智, 2010,(08) 。
[2] 顾小伟:我国建筑电气节能存在的技术问题及节能途径研究[J]。 科技视界, 2012,(12) 。
关键词:照明节能;高效节能光源;就地补偿电容;三相照明负荷对称;节能电感镇流器;电子镇流器
Abstract: The rational use of energy, improve energy efficiency. Building electrical energy conservation in building construction and design to be more widely applied, a force for saving Earth's energy.
Key words: energy-saving lighting; energy efficient light source; place the compensation capacitor; three-phase lighting load symmetry; energy-saving inductance ballast; electronic ballast
中图分类号: TM923 文献标识码: A 文章编号:
引言:能源问题已成为全球共同关注的问题,能源短缺成为制约经济发展的重要因素。建筑中的节能设计已得到充分重视,做到合理使用能源、提高能源利用效率。民用建筑是建筑的耗电大户,近几年民用建筑电气节能已逐步受到人们的重视。
建筑电气节能应坚持的三个原则是:①满足建筑物的功能。②考虑实际经济效益。③节省无谓消耗的能量。因此,节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下,力求减少照明系统中光能的损失,从而最大限度地利用光能,通常的相应节能措施有以下几种。
一、高效节能光源的选用
应合理选择灯具的配光,以提高利用系统。设计时办公室主张采用T8或T5稀士三基色荧光灯管。这是由于T8或T5灯管具有更高的显色指数和光效,光衰小、寿命长、用汞量少,更符合节能、环保要求。门厅、走廊等场所采用紧凑型荧光灯替代以往的白炽灯,达到节约能源的目的。
二、高效节能照明灯具的选用
灯具按光通量在上下空间分布比例分为五类:直接型、半直接型、全漫射型、半间接型和间接型。①灯具的结构应便于安装、维护和更换光源。一般办公区优先选用直接式灯具,在有吊顶的办公场所优先选用高光效格栅灯具。②合理选择灯具的配光。
三、高效节能电器附件的选用
1、使用节能电感镇流器和电子镇流器
推广使用低能耗性能优的光源用电附件,如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等。一般电感式镇流器自身能耗为光源的10%-15%,而电子镇流器本身能耗极低,并且有恒功率输出的特点。
对于一体化节能灯和单端小功率荧光灯(功率不大于25W),由于对它们的谐波要求、异常保护功能以及预热要求均比较低,应优选电子镇流器。对于25W~65W的直管荧光灯,优选节能型电感镇流器。
2、实行单灯电容补偿
灯具单灯补偿就是在每套灯具上并联一个电容器进行补偿,将荧光灯、气体放射灯功率因数均提高到0.9以上,这样既能减少电路无功功率,又能降低线损和电压损耗,同时由于线路电流的降低,还可以减小导线的截面面积。
四、其他照明节电措施
1、充分利用自然光,节省照明用电是照明节能的重要途径之一。
2、GB50034-2004建筑照明设计标准规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等。
3、改进灯具控制方式。
4、选择合理的照度和功率密度值。新修订的GB50034-2004建筑照明设计标准规定了一般照明照度的标准值,局部照明应按该场所一般照明照度值的1倍~3倍选取。
5、减少供电线路上的损耗,照明配电箱应靠近照明负荷中心且便于维护的位置。
6、灯具布置及回路控制的节能设计。
从节能的角度来考虑照明技术,在建筑设计中一些实际应用如下:
a.在面积较小的居室,办公用房和类似的场合,宜采用一灯一控方式。在经济条件许可时,可采用变光开关;采用抛物面反射器,以提高光效的利用;
b.在楼梯间,走廊公共通道,其照明宜选用传感器控制电灯的自动开闭,或选用定时开关控制照明灯具;
c.在远离侧窗的自动调光装置,随自然光线的变化而自动调节电气照明的强弱,保证室内的照明稳定;
d.对公共建筑和工业建筑的公共场所,或大面积场所,宜采用集中控制,并按使用要求和自然光等条件采取分区、分相控制以利于节电。
e.室外照明宜采用光电自动控制开关或光电定时开关控制,安预定照度或预定时间自动接通或断开照明光源;
7.减少照明系统供电线路的损耗:
a.照明电源线路尽量采用三相四线制配电,尽量使用三相照明负荷对称,以减少电能损失,除了安全要求采用36V以下照明器之外,尽量采用高电压等级的照明起。照明配线方式不同线损不同;电压越高,线损越小;不过,线损小的配线方式会增加维修的投资。
b.使用低损耗的镇流器(如电子镇流器、低损耗电感镇流器等),可减小线路损失。
c.采用气体放电灯较多的场所,应与灯具内或线路采用就地补偿电容,提高功率因数。
8.加强维护保养管理,降低照明负荷。
维护保养是节能照明的重要措施之一,因此,尽可能使用光通量保持较高的光源和不易污脏的照明灯具和灯,制定适当换灯和清扫等维护保养计划,以便降低照明负荷。
五、结语
通过对以上照明工程节能的分析,可以发现加大建筑电气工程的节能设计与应用在现实生活中是很必要的。我们每个人员,都应努力学习新技术、新方法,依靠自身掌握的先进科技知识,让建筑电气节能在建筑工程施工与设计中得到更广泛的应用,为节约地球能源出一份力。
参考文献
关键词:建筑电气;节能设计;照明节能;
中图分类号:TS958文献标识码: A
一、提高供配电系统的功率因数
功率因数的大小,是随负荷的性质和有功功率在视在功率中的比例决定的。要满足民用建筑的功能要求,传输的电能总量就不变的,即传输有功功率是固定的,那么要提高功率因数,只能从其它方面着手,在供配电系统中我们认识到某些用电设备会产生滞后的无功电流,它无形中增加了线路的功率损耗,这部分损耗是可以通过以下方法降低:①注意提高设备自然功率因数。在民用建筑中,已采用的自然功率因数高的设备有:有补偿电容器的电感性用电设备,单灯安装电容器等,都可使自然功率因数提高0.185~0.195。②采用电容器就地补偿方式,将无功电流限制在需要的范围内,消除感抗引起无在功需求。就地补偿方式有高压电容补偿、低压电容补偿、集中补偿和单独就地补偿。例如居住小区采用在变电所低压侧集中补偿的方法。
二、合理的负荷计算
只有合理计算负荷,才能为选择配电变压器、导体及电器提供可靠的依据,才能准确地计算电压损失和功率损耗。目前,我国的设计部门负荷计算方法主要有以下三种:单位面积法、需要系数法、单位指标法。为了尽量准确地计算出与实际相符的变压器用电负荷,需要选择合理的负荷计算方法,一般来说,在方案阶段一般采用单位指标法;需要系数法则用于初步设计及施工图设计阶段;有时候为了计算简便和准确,还可以几种方法相结合。
三、变压器的经济运行
变压器的损耗包括空载损耗和负载损耗,即:Pb=Po+β2×Pk
式中Pb―――变压器的有功损耗;
Po――― 变压器的空载损耗;
Pk―――变压器的有载损耗;
β―――变压器的负载率。
(1)Po为空载损耗又称铁损,它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成,是固定不变的部分,它的大小取决于硅钢片的性能及铁芯的制造工艺。所以在建筑电气设计中,应优先选择节能型的变压器,如S11-R、SL11-R及SGB11-R等油浸式变压器及干式变压器,它们都是采用优质冷轧取向硅钢片,由于“取向”处理,使硅钢片的磁畴方向接近一致,以减少铁芯的涡流损耗。
(2)Pk是功率传输的损耗,即变压器的铜损,取决于变压器绕组的电阻及流过绕组的电流的大小,它与负载率β的平方成正比。应选用阻值较小的绕组,采用铜芯变压器。考虑到初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用,又要使变压器在运行期间预留适当的容量,在确定变压器容量时,变压器的负载率应在75%-85%之间比较合适(建议β=0.8)。
(3)应根据负荷情况合理选择变压器容量、台数。民用建筑应按经济运行原则灵活选用变压器数量及投切方式,对于负荷系数长期偏低的变压器,应该考虑换用较小容量的变压器,若变压器选择容量过大,长期低于经济运行的负荷率,会造成有功损耗的上升,因为其铁损并没有减少,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷的情况下,尽可能减少变压器的台数,选用大容量的变压器。如果运行条件许可,两台(或两台以上)并列运行的变压器,可考虑在负荷低时切除一台,或者采用在负荷变化自动调整运行台数的装置。
(4)同等情况下,电压越高,损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220/380V,但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了节能目的,可以选择10(6)KV的设备。(3)负载率为变压器额定容量和变压器运行中实际容量的比值,变压器在运行中,外界负荷经常变化,由微分法求极值可知,当负载率为50%~60%时,变压器的损耗最小,效率最高,综合初装费及运行费用,变压器的负载率取值为75%~85%时,是最经济节能的。
四、减少线路损耗
而在具体工程中,线路上的电流一般是不变的,那么要减少线损,只能尽量减少线路电阻。由电路上的电阻R=ρL/S 公式可得,要减少电阻值可从以下几个方面考虑: (1) 尽量选用电阻率 ρ较小的导线:在经济条件允许情况下,配电线路推荐选用高导电率的导体,即相比铝芯电缆(电线)而言,宜采用铜芯电缆(电线)。 (2) 尽可能减少导线长度L :在设计中线路应尽量走直线少走弯路,可减少供电线路长度,提高功率因数,不仅减低线路损耗,而且还可以减少线路压降;各层配电间、层配电箱也应尽可能不走或少走回头路,尽量设置在负荷中心,减少线路的长度。 (3 )增大导线截面积 S: 对于较长的线路,在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的前提下,在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用,由于节约能耗而减少了年运行费用,综合考虑节能经济时还是合算的。 (4) 电动机的节能设计;减少电动机损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。设计中应选用高效率的电动机,但具体工程中电动机设备制造商统一供应,所以节能措施只能贯彻在运行过程中。除了就地电容器补偿以减少线路损耗外主要是减少电动机轻载和空载运行,切实可行的办法是采用变频调速控制电动机使其在负载率变化时自动调节转速使得与负载变化相适应以提高电动机轻载时的效率从而达到节约电能的目的。
五.、照明的节能设计
(1)充分利用自然光
自然光是绿色能源,我们应该好好加以利用,目前利用天然光的方式有:导光管法、光-热-电-光转换法、棱镜多次反射法、平面反向镜反射法、光电效应法。民用建筑设计时靠近室外部分的建筑面积,门窗尺寸应该尽量增加,玻璃门窗透光率也应较好,让更多的自然光照射到房间里面。
(2)合理选用光源、灯具及附件
灯具的选择据悬挂高度而定,一般在悬挂较高的场所,选用高压钠灯、金属卤化物灯,悬挂较低的场所照明采用荧光灯。在选择光源时,应尽量减少白炽灯的数量,使用提供高效光源、照明器反射面的反射比较高灯具。附件选择时应尽量选择低能耗的光源用电附件。民用建筑中一般采用荧光灯,并尽可能地采用电子镇流器,以达到节能等目的。
(3)改进灯具控制方式,采用各种节能型开关或装置
根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关,高级客房采用节电钥匙开关,公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关,走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。(4)优先选用低能耗、性能优的光源用电附件。如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等。公共建筑的荧光灯宜选用带有无功功率补偿的灯具,紧凑型荧光灯具应选用电子镇流器,气体放电灯宜采用电子触发器;根据使用特点采取分区控制灯光或适当增加照明开关点等等。
六、积极推广新技术、新产品
随着科学技术的发展,建筑电气专业也涌现出一些新技术和新产品,在电气设计中设计者应根据所需设备功能要求,进行经济技术比较,积极推广新产品、新技术,发挥新产品新技术的节能作用。为了达到节能和环保的目的,目前工程中已采用了许多电气新技术、新产品,如新型变压器、EPS应急系统、LED光源、太阳能光源,矿物绝缘电缆。相信随着技术的进步,成本的降低,新技术、新产品必然会得到更广泛的应用。
七、结束语
民用建筑电气的节能设计潜力很大,国务院提出的节能环保要求也令电气设备行业中的节能降耗产品面临巨大发展机遇如非晶合金变压器行业、GIS高压开关行业、电力电子节能市场。在技术指标满足功能需求的前提下,电气设计中应及时地将节能技术和措施应用到
建筑电气照明设计中。目前在民用建筑电气设计中,很多节能措施和节能产品已被应用,当然节能是一个永久的话题,还需不断努力和创新,只有这样才能真正实现“资源节约型、环境友好型”的社会目标。
参考文献
关键词:建筑节能;照明设计;
中图分类号: TE08 文献标识码: A
引言:
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。如今,建筑电气照明系统已经成为关系着我国民经济迅速发展的最重要的一环,意义重大。
一、建筑电气节能的原则性设计
能源高效的照明设计是实现建筑照明节能的关键环节,通过高质量的照明设计可以创造高效、舒适、节能的建筑照明空间。因此在设计节能系统问题上也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
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。
2、经济型原则
是指在电气节能设计中要充分考虑到实际的经济效益,考虑基本国情,不能因为节能而过高的消耗投资,增加运行费用,反而得不偿失。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。
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,再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”。
4、先进性原则
所谓先进性原则就是在原有材料上保持技术、设备的先进性,提高原料的充分利用性。并以综合效益为目的,以技术先进、安全使用、保护环境为根据,设计出最有效的实施方案。在者我们还要更新试验设备,保证设备质量,确保在技术无误情况下尽量减少因设备问题产生的电能损耗,而且尽量保持在不增加原有投资情况下取得显著的节电效果。
二、建筑电气照明系统的节能设计措施
1、选择节能光源
选择光源时, 在满足显色、启动时间等要求下,应优先选用高光效光源节能灯。按不同的工作场所条件, 采用不同种类的高效光源, 可降低电能消耗、节约能源。
1.1节能荧光灯
1.1.1冷阴极T8 细管径( [ 26mm) 直管节能荧光灯: 适合于灯具悬挂高度较低的场所, 如学校、办公楼等。商店照明可用细管径代替粗管径、以紧凑型荧光灯( 俗称节能灯) 代替白炽灯等。
1.1.2 稀土( 三基色) 节能荧光灯: 它含有稀土类荧光物质, 与其他荧光灯相比, 不仅亮度增强, 光色也大为改善, 且显色指数可达80% 以上, 使人对颜色感觉清晰、明亮。用这种灯代替一般的荧光灯, 具有光效高、色度好、功效高等特点。
1.1.3近来, 国外已研制出了一种1cm 厚的平板型不含汞的荧光灯, 它使用电子控制系统, 将工作频率提高到3 ~ 6 万Hz, 可节电30%, 灯寿命延长50% , 还消除了闪烁现象。
1.2金属卤化物灯(HID)
它具有节能、发光效率高、光色好等特点。对灯具悬挂高度较低的场所, 如商场、超市, 可选用小功率金属卤化物灯; 对灯具悬挂高度较高的场所, 如体育场馆、广场、高大厂房, 可选用大功率金属卤化物灯。预计气体放电灯光效将普遍超过100lm/ W,HID 灯将更高。
1.3发光二极管( LED)
它是由电能转换成光的半导体器件, 是彩色照明中能效最高的一种节能光源, 并以其长寿命( 达10 万h) 、良好显色性( Ra 达75~ 85) 、无频闪、激励响应时间短( ns 级) 、耐震动、耐气候、使用安全等诸多优点进入绿色照明领域。由于它具有丰富多样的颜色光、方便选色和变色的优势, 可广泛应用在宾馆酒店、超市百货商场、建筑工程、商业空间、机场、地铁、医院等场所。
1.4太阳能照明
太阳能照明设备主要由照明灯具、光源和控制系统组成。灯具类型主要有太阳能草坪灯、庭院灯、景观灯和高杆灯等。这些灯具以太阳光为能源, 白天充电, 晚上使用, 无需进行复杂昂贵的管线铺设,而且可以任意调整灯具的布局。其光源一般采用LED 或直流节能灯, 使用寿命较长, 又为冷光源, 对植物生长无害, 是一种环保型的绿色能源。
1.5其他新型光源
主要有光纤灯、高频无极灯、场致发光等。目前世界上最先进的CCFL 节能面光源模组也正走向市场。
2、选择高效灯具
在选择灯具过程中,应根据不同的视觉条件要求,对灯具进行综合考虑。
2.1灯具效率
如果条件允许,应该优先选择直接开启式灯具。假如在室内悬挂灯具,像荧光灯、高强度的气体放电灯,对效率的要求应大于或等于75%。而对于有些装有遮光格栅的灯具,必须注意格栅对灯具效率造成的影响,像这种灯具的效率,应该达到大于或等于60%的使用率。
2.2灯具材质
在选择灯具的材质过程中,变质速度较慢的材料应是首选材料之一。例如:玻璃灯罩、搪瓷反射罩制成的灯具,就是比较好的选择,这些灯具可以减少光源的衰减率,增强光源的使用效果,达到节能目的。同时,对于灯具而言,应该注意其是否容易清洁,能否防静电,最好是不吸尘的材料,而灯具的光通量利用系数也应该相对较高。
3、不同场所的灯光控制
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、供配电系统及线路的设计
合理设计供配电系统及线路就要满足:
4.1减少变压器的功率损耗,合理选择变压器的负载率。
4.2减少线路能量损耗。在一个工程中,线路纵横交错,使用的导线及电缆不计其数,所以在线路上消耗的有功功率相当大, 必须减少线路能耗。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。合理选择变压器的容量和台数,以适应由于季节性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。
5、节电开关的设计
在建筑电气节电设计过程中,我们需考虑当忘记关灯或忘记关闭窗式空调时所产生的耗电情形,因为这种情形非常常见,为了减少因这种情况发生而造成的电量损失,相关设计人员提出了节电开关,他不仅可以节约电能,也可以避免电气火灾的发生。
6、充分利用天然采光
在照明设计中,如果能对天然采光进行充分利用,也将为设计方案增添色彩,所以设计人员应该采用不同的控制方式。常见的控制方式主要有分区控制灯光、自动控光调光等,这些也是经常用到的控制方式。
结束语
建筑电气照明节能是一项推动照明技术全面发展的系统工程,意义重大而深远,同时也成为建没“资源节约型”社会的迫切需要。因此,我们要及时将节能技术和措施应用到建筑电气照明设计中,真正达到提高照明效率,节约能源,保护环境的目的。
参考文献