绿建设计之电气专业

鲜花绿草、喷泉水池、空中花园……绿色建筑正成为一种趋势，而所谓“绿色建筑”的“绿色”，不单指一般意义上的立体绿化，而是代表一种概念或象征。最大限度的节能、节地、节水、节材，保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生，是绿色建筑的评价标准。 建筑电气是绿色建筑的主要组成部分，其中电气设计的主要涵盖内容可分为： ① 供配电系统的节能（负荷计算、功率因数补偿、谐波治理、变配电设备选择等）； ② 电气照明的节能（照明设计和设备选择、照明控制、光纤照明等）； ③建筑电气设备的节能（电动机、空调系统、 给排水系统、电梯、典型建筑设备等）； ④计量与管理（电能计量、冷热量计量、中央空调系统的计量、居住小区的能耗计量等）；⑤能源的综合利用（地源或水源热泵系统、太阳能光伏电源系统、冰蓄冷系统、蓄热式电采暖系统、风力发电系统、热电或热电冷联供系统等）。以下几项是绿色建筑电气节能环保的措施方案。 建筑智能控制的节能措施 利用建筑智能控制技术达到节能的目的，主要体现在对建筑设备的监控管理方面。近些年来，特别是随着计算机技术、控制技术、网络技术、通信技术和显示技术的快速发展，建筑设备监控系统的性能更加完善，节能效果更加显著，该控制系统已成为建筑节能的有效手段和方法。在民用建筑设计中，用电设备的电能消耗比例大致为：制冷机组、空调器及新风机组等设备用电占40%～50%，送/排风机及水泵等设备用电占10%～15%，照明用电占20%～30%，电梯及厨房设备等其他设备用电占5%～15%。采用建筑设备监控系统，可以全方位地对建筑中各类机电设备的运行状态进行有效地控制，在满足建筑要求的前提下，使各种设备均处于最佳运行状态，从而实现最大限度节能的目的。例如：通过光线感应可根据环境光自动控制灯光回路的开闭, 当环境光变亮时,可自动关闭部分灯光；通过人体感应可自动控制灯光的开关及空调的启停,可做到有人开灯、开空调,无人关灯、关空调（流程见附图）；当有人将窗户打开时,可自动将空调关闭。 建筑照明及其控制的节能措施 在照明设计中采用合适的控制方式是照明节能的关键环节之一。首先，减少使用时间，如办公楼等一类场所，做到“人走灯灭”，室外路灯采用自动控制，楼梯间采用延时开关等，同时选用质量高、损耗低的电子镇流器，以减少损耗。合理布置照明器是建筑电气照明设计中的另一个重要的节能环节。被照物面上的照度与照射距离有很大关系，白炽灯距被照面分别为0.5m、0.75m时，两者照度相差50%；间距为0.75m、1.0m时相差40%。因此，灯不宜装得过高。采用高效光源，灯的效率越高，达到同一照度时就越省电。如白炽灯发光效率为15Lm/W，荧光灯为60Lm/W，因此在可以采用荧光灯的场所尽量不采用白炽灯。充分利用自然光,在进行照明设计时,应尽量利用自然光,白天少开灯。并且,室内墙壁以洁白干净为准,可提高光的反射率,增加亮度。加强对灯与照明器的清扫与维修工作,灯与照明器积尘严重时,会使照度明显降低,导致电能浪费。居住建筑楼梯间、内走道等采用声控开关,室外有关的照明灯具采用光控开关等节能控制;宾馆类建筑的客房均采用节能控制开关;个别档次高的项目采用照明控制系统等。 照明光源、灯具及附件的选择 选择照明光源、灯具时，应根据光源的光效、色温、显色指数、寿命和价格选择高效节能型光源，即每瓦输出的光通量高的光源。如：T系列细直荧光灯、紧凑型荧光灯（节能灯）、HID灯及LED灯（用于应急疏散指示灯或航空障碍灯）。 供配电系统及电器产品的节能措施 使供配电系统整体分布合理，减少线路损耗。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和选择供电电压。供配电系统应尽量简单可靠，同一电压供电系统变配电级数不宜多于两级；变电所应尽量靠近负荷中心,以缩短配电半径,减少线路损失。根据负荷情况合理选择变压器容量、台数，其接线应能适应负荷变化时，按经济运行原则灵活投切变压器。对分期投产企业，宜采用多台变压器方案，避免轻载运行增大损耗。 选用低损耗节能型的变压器，同时注重提高设备运行的负荷率，尽可能使变压器及电动机类电气设备等处在经济运行状态（目前国内各类工程变压器、电动机等用电设备 “ 大马拉小车 ” 的现象较为普遍）；电梯、自动扶梯的节能控制；提高用电设备的功率因数，合理进行无功补偿；采取抑制和消除谐波的措施等。 与给排水、暖通、动力等专业协调配合，合理采用节能型电动机及变频调速风机、水泵等节能设备，起到了明显的节能效果。变频风机通过变频方式调节空调箱的送风量，使之与室内负荷相匹配，能够在满足空调要求同时，大幅节约风机电耗。对于商场风系统，采用变频风机是十分有效的节能手段。 提高功率因数减少电能损失 对配电变压器进行无功补偿可提高功率因数，有利于节能降耗。传统的低压补偿为“三相共补”，适用于低压网络中单相负荷不大，三相基本平衡的情况。随着大功率高压气体放电灯、计算机和网络设备等单相负载的大量采用，使三相不平衡度增大。因此，建议采用“ /Y三相共补与单相分补相结合”的新型无功补偿方式。提高功率因数的意义在于可减少线路损失；可减少变压器的铜损；可减少线路及变压器的电压损失可以增加发配电设备的供电能力。 配电变压器的节能措施 变压器节能的实质就是降低其损耗、提高其运行率。选择变压器的容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷进行合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效区内。在企业负荷变化的情况下，如投入变压器台数和数量不变，其负荷率和运行效率都将发生变化，使其超出经济运行范围，因此要及时投入或切除部分变压器，以防止变压器轻载和空载运行。对长期轻载（负荷率在30%以下）的变压器，必要时应按实际负荷更换小容量变压器，以实现变压器节能的目的。 抑制谐波的技术措施 谐波的抑制方法很多，常用的方法有增加换流装置的脉动数；加装交流滤波装置；改善三相不平衡度；在用户进线处加装串联电抗器及采用有源滤波器/无源滤波器等新型滤波措施。实际措施的选择要根据谐波达标的水平、效果、经济性和技术成熟度等综合比较后确定，从而抑制高次谐波造成的系统发热和损耗，实现电气系统的节能。 节电装置的应用 自动稳压型交流电源集中控制节电装置，采用“电磁平衡原理”节电技术，通过装在内部的LC无源滤波器对抑制低频高次谐波造成的系统发热和损耗，吸收系统内部的失真电能并转化成为有用电能，通过装置本身的感抗和负荷系统的感抗形成互感，可提高负荷系统的电能的利用率，即提高功率因数。节电装置串联接入电力系统中，对系统输入电能进行集中控制与多方位管理、改善电能质量，将供电参数调整到负荷设备最合适的工作状态。 太阳能光伏供电 太阳能光伏供电就是利用光伏效应把太阳光能直接转化成电能的供电模式。太阳能光伏供电系统主要由太阳电池板、蓄电池、充电控制单元及放电控制单元组成。太阳能光伏供电系统目前主要应用于太阳能热水、太阳能锅炉及太阳能照明（太阳能路灯、庭院灯和草坪灯等）。随着太阳能光伏供电技术的不断完善发展和日趋成熟，该系统将会广泛应用于各个领域。 结束语 我国是能源短缺的国家之一，但能源浪费却很严重。为实现“节电能、降电耗”的目的，在建筑电气设计中正确设计供配电系统，选用节能型电气产品，更换改造低效率高电耗设备，通过科学的管理，实现供配电系统及用电设备的经济运行。最大限度的节能、节地、节水、节材，保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间。

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