一、引言
能源问题是各国持续发展和战略规划的重要问题,一直备受关注。建筑行业作为能源消耗的主要领域之一,其节能设计显得尤为重要。绿色建筑作为一种新型的建筑形式,通过采用先进的节能技术和设计理念,旨在减少能源消耗和环境污染。电气节能设计作为绿色建筑的重要组成部分,对于实现节能减排目标具有重要意义。
二、建筑电气节能设计的主要内容
1. 三相平衡
三相平衡是建筑电气节能设计的重要组成部分。三相不平衡会导致电机使用寿命大幅缩减、电机附加发热与振动、线路损耗等问题。为了确保三相平衡,在实际开展建筑电气系统节能设计的过程中,应当做好以下工作:
在对建筑物之中存在的各种用电设备进行220V/380V的三相系统设计接入时,要将三相平衡严格执行下去,从根本上避免三相负荷不平衡情况的产生,做到高效治理。
针对电气系统的实际功能展开更加深入且细致的划分。建筑物中的照明系统所接入的电网应当为220V的低压电网用以供电。
2. 提升功率因数
功率因数是电力系统中的重要技术数据之一,用于对电气设备的效率高低进行衡量和评估。如果功率因数较小,则表明电路用于交变磁场转换的无功功率较大,线路供电损失将会上升。因此,提升功率因数对于电气节能设计具有重要意义。
建筑物之中存在的电气设备大部分为感性负载,使得这些设备本身的功率因数往往保持在较低的水平。因此,需要促使实际功率提升,以实现功率因数的提升。
3. 控制谐波含量
谐波含量对于电气系统的安全运行而言是一种损害,并且还会引发额外的电力能源损耗和浪费的情况。因此,控制谐波含量是建筑电气节能设计的重要任务。
在治理谐波时,常见的方法基本为以下两类:首先,立足于电网进行谐波治理,借助非线性负载设备的功能,促使电流中的谐波含量有效降低;第二,立足于建筑电气系统之中存在的各个处于运行状态的电气设备,换言之,在开展建筑电气节能设计的过程中,对各项可能影响到电气系统的因素进行综合考虑,借助科学计算的形式,充分控制保证电气设备正常运行的供电系统中的谐波含量,使之处于安全范围,减少电能损耗。
三、绿色建筑电气技术的应用
1. 太阳能技术
太阳能技术是一种可再生和清洁的能源,将其应用到建筑电气系统之中可以发挥良好作用。主要是使用太阳光进行发电,同时还能够作为加热水的能源,将原本使用电能加热水时消耗的一部分电能进行有效节约,充分展现了太阳能技术绿色节能的优势。
在建筑物之中进行太阳能发电系统和太阳能热水器装置的安装,对自然资源进行充分利用。在未来的发展中,相关领域的研究人员需要在开发利用太阳能技术之中投入更多的努力,探寻更加高效、更加科学的太阳能资源利用方式。
2. 光伏建筑一体化技术
光伏建筑一体化技术在应用到建筑物中之后,其本身的优势十分明显,即其在应用过程中不会产生附加的污染物质,能够发挥可观的节能环保效果。
在一定程度上,光伏建筑一体化技术能够将传统电能加以取代,通过相应的发电装置的安装能够为建筑物提供更加清洁的能源。在应用这一技术时,设计人员可以与建筑物自身的功能需求和实际使用特点进行有机结合,进行独立形式或并网形式的光伏发电系统的设计,同时在太阳能电池组的帮助下,将太阳辐射转变为供建筑物使用的电能资源。
3. 建筑能耗监控技术
建筑能耗监控技术能够实现全方位跟踪并监控建筑物内部各种电气设备实际能源消耗情况的目标。
依托专业技术人员和系统的支撑,可以根据实际情况调控建筑物内部的光源系统。借助高级传感器装置,能够实现自动化控制建筑物内部照明设备明暗程度的目的。在一定程度上,还可以按照实际使用需求,控制建筑物中的电梯等多种类型的电气设备。
四、建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术的实际应用
1. 动力系统中的绿色节能技术
电动机是支撑家用电器设备和大型电力设备可以始终维持在正常运行状态下的关键要素,同时,它也是动力系统的重要组成部分。确保电动机的稳定、可靠运行需要大量的电力能源作为支撑,因此,在落实建筑电气节能设计的过程中,须得针对电动机展开相应的设计,从而实现电力能源损耗规模的充分缩减。
采用高效变频器:在电机驱动系统中,采用高效变频器可以降低能源损耗,并且能够根据负载情况自动调节电机转速。
智能化控制与自动化系统:通过智能化控制与自动化系统,实现对电气设备的精确控制,减少能耗。
2. 照明设计中的绿色节能技术
照明节能设计是在不降低照明质量及作业面视觉的基础上,最大限度降低照明系统中的光能损耗,合理使用光能。
采用LED照明:传统的白炽灯和荧光灯相比,LED照明更加节能,寿命更长,且没有汞等有害物质。
自动感应照明控制:通过安装传感器,实现对照明的自动调节,当检测到人员离开时,自动关闭照明,以节省能源。
多层次照明控制策略:根据建筑不同区域的使用需求,将照明分为多个独立控制区域,以降低不必要的能耗。
3. 暖通空调中的绿色节能技术
在暖通空调系统中,通过采用先进的节能技术和设计理念,可以显著降低能源消耗。
采用高效节能的空调设备:选择能效等级高的空调设备,有效降低能源消耗。
智能化控制系统:通过智能化控制系统,实现对空调设备的远程控制和监测,以降低无效能耗。
利用可再生能源:利用太阳能、地热能等可再生能源,为暖通空调系统提供能源,减少对传统能源的依赖。
五、绿色建筑电气设计的节能策略
1. 电力变压器节能设计
变压器的有功损耗和空载损耗、负荷率、短路损耗直接相关。推荐使用S12、SL12等节能型电力变压器。在经济条件允许的情况下,变压器负荷率通常经济运行在75%-80%下最为适宜。
2. 减少线路损失方法
选择电阻率小、导电性能优越的铜制电缆,以降低线路损耗。尽量减小输电线路的长度,变压器或Mcc应设在整个车间电力负荷的中心,减小线路的供电距离。增大电缆的截面,对于输电距离较长的线路且持续供电的回路,可适度增大一级电缆的截面,以减少线路电能损耗。
3. 提高功率因数
限制电焊机、电动机动力电气设备的空载运行。在满足生产的条件下,尽量多选择同步电动机,少用异步电动机。采取静电电容器实现无功补偿和人工补偿方案。
4. 电动机的节能措施
提高电动机的功率因数及其工作效率是电机节能设计的重要环节和途径。采用变频调速器,使其在负载下降时,采用变频的方式,自动调节转速,使其与负载的变化相适应,以提高电机在轻载时的效率。
六、结论
绿色建筑电气节能设计和绿色建筑电气技术的应用对于实现节能减排目标具有重要意义。通过采用先进的节能技术和设计理念,可以显著降低能源消耗和环境污染。本文首先分析了建筑电气节能设计的主要内容,然后探讨了绿色建筑电气技术的应用,最后总结了建筑电气节能设计和绿色建筑电气技术的实际应用。
参考文献
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