建筑电气节能论文

建筑电气节能论文内容摘要：

17 建筑电气的节能设计 1 引 言 我国是个能源消费大国，能源相对短缺，然而能源浪费却相应严重，作为二次能源的电能供需矛盾近年来越来越突出，能源的短缺已严重制约着国民经济的发展。 由于人口的增加，工业化和城镇化的发展 , 建筑业的迅速兴起 ,导致能源消耗剧增，能源危机迫在眉睫。 而根据建筑物的功能不同 , 电能在建筑总能耗中占有的比例在 60%～ 90%之间 ,多数民用建筑 ,其电气能耗在 80%左右 ,因此 ,在新形势下 ,在建筑电气中如何达到节能环保的目的 , 就是每一个建筑电气专业人员在从事设计之时所必须首先要解决的问题。 建筑电气的节能设计 2 1 建筑节能综述 课题研究的起源 目前，我国每年城乡新建房屋建筑面积近 20 亿平方米，其中 80％以上为高耗能建筑。 预计到 2020 年底，全国房屋建筑面积将新增 280 多亿平方米。 如此大规模的建筑量，带来的巨大建筑能耗更不容忽视。 建筑能耗过高相当一部分的原因是由于设计方案存在问题，如大面积的采用玻璃幕墙、不合理的空调系统、低效率的能源转换系统、不合理的结构系统及建筑选材等等，由此给这些建筑的节能运行和节能改造带来了极大的困难。 本文综合了通过收集近年节能方面的部分文献，简要分析了国内外节能的现状，并对建 筑节能方法作出了综合分析、归纳整理。 课题研究的 现状 随着经济发展与人民生活水平提高，建筑能耗在国家总能耗中已占据越来越重要的地位。 我国建筑总能耗占社会终端能耗的比例也已达到 %，且随着生活质量的改善还将呈增长态势，因此降低建筑能耗是节能工作中最重要的任务之一。 国外 （美国）建筑节能 的现状 美国政府进行建筑节能的手段主要是制定行业和产品标准、开发和推荐能源新技术等。 10 余年间，美国共出台了 10 多个政策或计划来推动节能。 2020 年出台的《能源部能源战略计划》更是把“提高能 源利用率”上升到“能源安全战略”的高度。 为鼓励使用节能设备和购买节能建筑，美国对新建节能建筑实施减税政策，凡在 IECC 标准基础上节能 30%以上和 50%以上的新建建筑，每套房可以分别减免税 1000 美元和 2020 美元；美国各州政府还根据当地的实际情况，分别制定了地方节能产品税收减免政策。 美国能源部提出“建筑技术计划”， 对房屋建筑的供暖、供冷热源、输送渠道及实现方式都考虑比较完善。 能源部还支持美国绿色建筑协会推行以节能为主旨的《绿色建筑评估体系》，目前是世界各国 建筑环保评估标准中最完善、最有影响力的。 美国环保局的“能源之星”计划，还对有利于节能的建筑材料授予“能源之星”标准。 建筑电气的节能设计 3 我国 建筑节能 的现状 目前，我国正处于工业化和城镇化快速发展阶段，工业的增长、城镇化进程的加快、居民消费结构的升级，使得我们对能源、经济资源的要求更加迫切。 而在建筑领 域，我国建筑能耗占全社会商品能耗的比例已经由 1978 年的 10%上升到目前的 30%，单位建筑面积能耗是发达国家的 2 倍 ~3 倍，超过所有发达国家的总 和，已经成为世界第二大能源消耗国。 目前，建筑节能已作为一项重要工作在开展，建设部也相继出台和修订了 建筑节能的一系列法规和标准，比如《 民用建筑节能管理规定》、《 民用建筑节能设计标 准》、《 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、《 公共建筑节能设计标准》等，这都将对我国建筑节能事业产生积极而深远的影响。 课题研究的意义 （一） 我国建筑节能设计发展缓慢的原因 多年来，我国开展了相当规模的建筑节能工作，主要采取先易后难、先城市后农村、先新建后改建、先住宅后公建、从北向南逐步推进的策略。 但是到目前为止， 建筑节能仍然停留在试点、示范的层面上，尚未扩大到整体， 究其原因主要有以下几个方面： 1 建筑节能开发建设成本高（ 按新的建筑节能设计标准测算， 大体上每平方米建筑面积成本要增加 １００ 元）。 2 开发商追求的是以最小的投资换取最大的空间利益。 3 建筑设计从围护的结构、 设计的角度、施工的角度、计算达到的系数等要比一般普通建筑复杂。 4 政府考虑的是 ＧＤＰ 在全国所占的位置， 对建筑节能工作的重要性和紧迫性认识不足。 5 建筑节能的建筑材料、工艺技术还没有形成体系。 6 国家对建筑节能的规范还没有列入强制执行的范畴。 7 国家及地方缺乏对建筑节能的实质性经济鼓励政策， 建筑节能缺 乏必要的资金支持。 （二） 促进建筑节能的对策 1） 从规划入手 ,推进全过程建筑节能 建筑节能首先要从集约型的城市化模式做起。 事后的节能改造做得再好 ,也建筑电气的节能设计 4 赶不上科学规划建设来得好。 城市布局、功能分区和建筑物一旦成形 ,能源消费总体水 平也就大致确定。 这就需要以资源节约和环境友好为原则 ,进行城市土地利用规划 ,形成科学合理的城市布局。 要大力推广节能省地型建筑 ,从规划和设计入 手 ,降低建筑物的能源消耗水平。 如合理控制总体建筑规模 ,避免盲目追求大房子、尽量使用自然光 ,减少“黑 ”房间、走廊等。 应强制 推行商品住宅的装 修一次到位 ,迅速提高商品住宅中精装修产品所占的比重 ,尽快使毛坯房这一已成“中国特色 ”的住宅产品形式销声匿迹。 在建筑规划阶段 ,要慎重考虑建筑选址、建筑布局、建筑体型、间距、朝向、季风风向、水面和绿化配置等因素对建筑节能的影响 ,改善热环境。 在规划 (设计中 ,分析形成气候的决定因素 辐射因素、大 )气因素、环境因素、地理因素 的利弊 ,从改善城市环境和区域环境出发 ,根据不同地区的地形及小气候 ,合理布置建筑群 ,尽量避免不利因素的影响。 另外还要考虑对太阳能、季风风向、地形等自然因素的 利用 ,以达到节能之目的。 2） 建筑节能的三个途径 1 增强外围护结构的保温性能和采光效果 ,以此来减少冷气、热量和照明电能的消耗。 2 采用科学的控制手段 ,根据需要供给建筑的冷、热和用电 ,避免不必要的消耗。 3 使用自然能量 ,如风能、太阳能及地冷、地热等 ,达到减少传统能源的消耗。 建筑电气的节能设计 5 2 建筑 电气 节能 设计 原理 电气设计包括：强电系统设计 (供配电系统、照明系统、防雷接地及等电位联结系统 )和弱电系统设计 (电话通讯系统、综合布线系统、有线电视系统、电视监控系统等 )两大部分内容， 建筑电气节能应坚持 3个 原则 ： 即要满足建筑物照明的照度、色温及显色指数 ； 满足空调舒适性的温度及新风量，也就是舒适、卫生、健康的要求 ； 满足上下左右运输通道的畅通无阻 ； 满足特殊工艺的要求，如满足娱乐场所的一些电气设施用电，满足展厅的工艺照明及电力用电等。 节能应结合我国国情，充分考虑实际经济效益，不能为了节能而过高地增加投资，增加运营费用，而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内以通过节能减少运营费用的方式进行回收。 量无谓 消耗的原则 节能的着眼点应是减少能量的无谓 消耗，因此，先找出与发挥建筑物功能无关的能量消耗。 再考虑应该采取的有效节能措施。 如，变压器的功率损耗、传输电能线路上的有功损耗等 都 是无用的能损耗 ； 又如，针对量大面广的照明要 求 ，应采用先进技术的产品以降低能耗。 供 配电系统 的节能 设计 供配电系统功率损耗主要包括三相线路中有功及无功功率损耗，电力变压器的有功及无功功率损耗等。 因此供配电系统的节能设计应紧紧围绕供配电系统的损耗原理展开 ,主要集中在以下几个方面： （ 1）、合理选择变压器。 包括变配电所、变电站的位置选择须合理，尽量靠近负荷中心；变压器的容量选 择须合理，变压器容量过大或过小都不利于设备节能；变压器的运行方式需合理；变压器尽量选择节能型变压器，逐步淘汰老旧高能耗配变。 （ 2）、 提高系统的功率因数能改善电压质量，减少无功在线路上的流动 ， 提高用电设备的工作效率，从而达到节能 的目的。 包括合理选择电动机等用电设备型号， 提高 系统 自然功率因数 ；通过并联电容器、安装移相器等措施，采取集中补偿与分散补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合等人工方式，达到提高功率因数目的。 建筑电气的节能设计 6 （ 3）、尽量减少 线路损耗， 特别注意 线路单位长度的交流电阻、电抗和线路长度 ， 低压线路截面选择 需合理。 照明系统 的节能 设计 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，从而最大限度的利用光能。 根据不同工程的使用要求合理选用高效节能型光源，尽可能不选白炽灯（个别设计中仍采用老式荧光灯的也均已在出图前经审查后改正）；采用高效节能灯具，并多选用直接照射型灯具；按照现行的建筑照明设计标准所规定的功率密度值的要求进行照明设计（但有时难度较大，功率密度值往往难以达到建筑照明设计标准的节能要求）；普遍选用电子镇流器或节能型电感镇流器；部分项目采用了照明节 电器；尽可能多设置开关点，使灯具开关控制灵活，方便、节能；大进深房间或商场、大厅等大空间照明采用分区、分级控制，充分利用自然光，以节约电能；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。