建筑电气工程中电气节能技术的应用研究
林骏鹏
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林骏鹏,. 建筑电气工程中电气节能技术的应用研究[J]. 电气学报,2023.8. DOI:10.12721/ccn.2023.157075.
摘要:
城镇可用建筑土地逐渐减少,但人口数量却不断增加,这导致城市面临能源供求关系逐渐失去平衡,尤其是煤炭、石油等不可再生资源,面临能源危机。这无形中限制城市经济发展。我国作为人口基数较大的能源大国,人均能源相对排名较为落后,为了满足国民生产、生活能源需求,大力推动电力、光能等可再生能源应用成为关键,与此同时对节能、绿色、环保等理念大力推广。
关键词: 建筑电气工程电气节能技术应用
DOI:10.12721/ccn.2023.157075
基金资助:

1 电气节能技术的优势

电气节能技术的应用可以显著降低能源消耗,从而降低能源成本,通过采用高效设备、智能控制系统和优化能源管理,建筑物可以有效地利用电力资源,减少能源浪费,实现能源成本的节约;电气节能技术有助于减少能源消耗,进而降低对传统能源资源的需求,这对环境保护至关重要,因为传统能源的采集和利用通常伴随着环境污染和碳排放,采用电气节能技术可以降低建筑物的碳足迹,减少温室气体的排放,对于应对气候变化和环境可持续性具有积极的影响;电气节能技术的应用可以提高能源利用效率,通过采用高效设备和控制系统,优化能源管理和负荷分配,建筑物可以更好地匹配能源供需,最大限度地利用能源资源,提高能源利用效率,减少能源浪费。

电气节能技术的应用可以提升建筑内部的舒适度。例如,智能照明控制系统可以根据实际需求自动调节照明亮度,提供适当的光照水平,既满足照明需求又避免能源浪费,类似地,高效空调系统和自动控制系统可以提供精确的温度和湿度控制,创造舒适的室内环境;电气节能技术是可持续发展的重要组成部分,通过减少能源消耗和环境影响,电气节能技术有助于建筑行业实现可持续发展的目标,节能的建筑电气系统可以提高建筑的能源效率,延长设备的使用寿命,减少资源消耗和废弃物产生,为未来的可持续发展奠定基础。

电气节能技术具有降低能源成本、环境保护与减排、提高能源利用效率、增强建筑舒适度和促进可持续发展等多重优势。它在建筑电气工程中的应用能够为建筑行业实现节能减排、可持续发展和环境保护做出重要贡献。

2 节能工程的措施与目标

对于一些较大的建筑物,采用空调系统和照明系统分开的模式。在一些比较大的建筑物,可以通过对空调系统进行合理设计,采取分时控制和调节,来实现节能。在一些公共建筑中,还可以采取蓄冷、蓄热的方法来降低建筑物内的温度,从而实现节能。在一些公共建筑中,还可以使用太阳能发电和地热发电来实现对电能的供应,从而降低建筑物内的用电量。这就需要设计人员充分利用建筑物内的空间来设计太阳能发电装置。在一些商业建筑中,还可以将建筑内部进行合理布局,利用先进的科学技术对照明设备进行合理控制。另外,还可以运用先进的技术和设备来减少能源消耗。这就要求在施工过程中对照明设备进行合理设计。对于一些大型的公共建筑或者商业建筑中,还可以在建筑物内部安装各种仪器仪表进行能源监控。如果出现了能源问题,就可以及时发现并进行解决。

3 建筑电气工程中电气节能技术的应用

3.1 供配电系统节能

供配电电压等级的合理选择是降低电能损耗及电压损失的关键。依据供电距离、用电设备的容量、受电变压器的容量以及用电区域公共电网的状态,分别选取35kV,10kV,6kV和220V/380V供电电压级别。根据用户需求,在满足市政公共供电要求的前提下,可采用10kV、6kV和220V/380V负荷的三相四线制供电方式。随着用户对配电距离要求越来越高,对配电的电压偏差也提出了更高的要求。低压电器(如接触器、熔断器)安装时,应注意其接线方式与主电路相序一致。低压电缆宜采取单芯敷设形式,并应装漏电保护器,以防止触电事故发生。国家标准《供配电系统技术规范》GB50052-2009规定,当电动机用于一般照明或其他用电设备时,应保证配电端电压偏差不超过额定电压的5%。随着我国城市人口急剧增长,对低压电器产品提出了更高的质量要求,必须考虑供电安全问题,尽量不发生“倒送电”事故。对于供电半径比较大的电缆,可根据实际情况加大电缆截面以减小电压偏差。干式变压器采用D和Yn11两种接线形式,且损耗小、噪声低。低压侧宜采用集中无功自动补偿和自动投切装置,以提高功率因数至0.9以上;在10kV供电进线时,要求功率因数达到0.95以上;变压器空载合闸时,一般采用单相控制方式。

3.2 建筑电气管线节能

建筑电气主要有照明系统、暖通空调系统、动力系统等组成,根据各类电气设备的特点,采用针对性的节能技术,才能实现整体的节能降耗。照明系统,首先选用节能的照明灯具,如LED灯具,比传统灯具光利用率大大提高,且使用寿命长、光质较软,可以优先选用,再要根据生活、办公、公共场所、景观照明等应用场景进行不同的节能设计,居家根据功能区划分分组控制,办公和公共场所在充分利用自然光的基础上多采用声控、光控等智能控制方式,景观照明要根据人车分流量合理设计照明强度。暖通空调系统,采用变频技术、精准的温控技术、光伏建筑一体化技术等,使用时通过降低室内温湿设定值基数、合理控制新风量等措施,有效降低能耗。动力系统主要有电梯、扶梯等,节能主要通过控制方式的优化,减少空载运行的次数和人员等待时间,扶梯要具备空载低速待机功能。

3.3 空调与通风节能技术

空调与通风节能技术在建筑电气工程中也扮演着重要的角色。空调和通风系统是建筑物中能耗最大的设备之一,因此采用节能技术可以显著减少能源消耗并提高能源利用效率。高效空调系统采用先进的设备和技术,以最大程度地降低能源消耗。这些系统通常包括高效压缩机、变频调节器、热回收装置和智能控制系统等。高效压缩机可以提供更高的制冷或供暖效率,而变频调节器可以根据实际需求调整系统的运行速度,避免能耗过高。热回收装置可以利用废热或废冷来加热或冷却其他区域,从而减少能源浪费。智能控制系统可以根据室内外温度、湿度和人员活动等因素自动调节空调系统,以达到最佳节能效果。自动控制与调节技术利用传感器和自动化系统来实现精确的空调和通风控制。通过感知室内外的温度、湿度、二氧化碳浓度等参数,自动控制系统可以实时调整空调和通风设备的运行状态。例如,当室内温度达到设定值时,系统可以自动关闭或减小空调设备的运行,以避免能源浪费。此外,自动控制系统还可以根据人员活动和时间表来调节通风系统的运行,以满足不同时间段的需求,进一步提高能源利用效率。风机在通风系统中起着重要的作用,因此采用节能技术可以显著降低能源消耗。一种常见的风机节能技术是采用高效的风机设备,如高效电机和可调速驱动器。高效电机具有更高的转换效率和较低的能耗,而可调速驱动器可以根据实际需求调整风机的运行速度,以避免能耗过高。此外,定期检查和维护风机设备,清洁和更换空气过滤器也是保持风机系统高效运行的重要措施。

4 结束语

建筑耗电量大,占全社会总能耗的比重占高,绿色建筑和电气节能降耗是实现建筑部门“碳达峰,碳中和”的关键措施和必由之路。随着电气化和智能化的发展,建筑中的电气设备也越来越多,用电量也在不断上升。一些不合理的电气设计,会造成能耗浪费甚至安全隐患,如何在电气工程中合理设计并有效利用绿色节能技术,成为必须要面对的问题,也是绿色建筑发展的必然趋势。

参考文献:

[1]房明哲.建筑工程中电气节能技术的应用[J].绿色环保建材,2016(11):21.

[2]房海峰.建筑工程中电气节能技术的应用[J].江西建材,2014(18):212.

[3]席妙文.节能技术在建筑电气工程中的应用[J].科技与企业,2014(14):297.

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