1、第 - 1 - 页 共 6 页建筑电气节能发展与应用毕业论文摘要：节能降耗一直基于科学发展观的策略，坚持可持续发展，因此，电气节能已经是如今节能建筑的重点课题之一。阐述了我国建筑电气节能状况，分析了存在的相关问题，基于节能应用措施，提出了建筑电气节能策略。 党的十六大、十七大提倡加大力度建设节约型社会，建筑行业相关部门也接连出台了不少关于节约能源的系列政策和文件。节约能源已成为每位公民的责任和义务。目前国家针对建筑设计的节能审查已属于强制审查环节，建筑物特别是公共建筑的能耗控制尤其引人关注。 节能已成为我国经济和社会发展的一项长远战略方针，是保障国家经济安全、改善环境、增强企业竞争力，实施可持
2、续发展战略的重要措施。关键词：建筑；电气节能；应用；策略。一.建筑电气 1.1 建筑电气发展史随着改革开放的不断深入，与国际技术交往、合作愈加频繁，从 70 年代末期的南京金陵饭店首开高层建筑国内外合作设计的先例后，相继在广东、深圳、上海、北京等地陆续建设了一批高层建筑。有的是合作设计，有的则是国内设计单位独立完成。在此期间，广大设计单位纷纷感觉到建筑电气技术的发展速度之快，是我们闭关自守这么多年所始料不及的。我们可以回顾改革开放初期建筑界的形势，国家以邻近港澳的沿海城市作为改革开放的窗口，全国许多省市的建筑设计院则以在沿海特区开辟分院、公司作为了解新技术的窗口。这种举措，在当时确实起到了良好
3、的作用，使我们进一步看到了自己的差距，也逐步了解了国外建筑电气发展的情况。通过与国外同行的交流，引进新产品、新技术用到建筑中来。促进和加快了我国的建筑电气技术的进步。经过多年的发展，随着基本建设的推进，建筑电气技术在全国范围内得到了充分的发展。尤其是从 1992 年小平同志南巡讲话后，经过拨乱反正，认准了方向，全国基本建设的形势历时十余年，以令世界瞩目的势头持续高速发展，使建筑电气行业有了长足的进步。 建筑电气包括强电和弱电两部分，强电部分的设计内容主要包括：变配电系统、电力和照明系统、防雷接地系统等。一般来说，建筑中变配电系统主要包括：高低压系统、变压器、备用电源系统等；电力系统主要包括电力
4、系统配电及控制；照明系统则包括室内外各类照明；防雷接地系统包括防雷电波侵入、防雷电感应、接地、等电位联结和局部等电位联结、辅助等电位联结等等。在这短短二十多年中，这些系统的技术和产品发生了巨大的变化，许多设计的理念也随之发生了巨大的变化。例如高压系统中的高压开关柜，其最早采用的断路器为油断路器，后逐渐发展到少油断路器，不仅体积大，而且不防火。所配置的高压开关柜体积大，还必须独立设置在自己的隔间内，占用了很大的建筑面积。现在所采用的真空断路器和 SF6 断路器，不仅体积小，而且短路容量也高，柜体尺寸也比原来的柜子小了许多，由于断路器无任何油，防火性能大大提高，并且可以与其它低压设备共置一个房间内
5、，既节省了空间，又方便了管理。低压断路器已从过去的体积大、短路容量小发展到大电流、高分断能力、体积小、性能稳定，使系统更加安全可靠，并给设计带来了方便。近些年低压断路器又朝着智能化方向发展，可将断路器的多种参数通过工业控制总线，直第 - 2 - 页 共 6 页接将信号传送给计算机。 干式变压器的出现，为建筑电气设计带来了极大的方便，由于不存在由于变压器油泄漏而发生火灾的可能，使之可以方便地设置在建筑物的内部，更直接深入到负荷中心。另外也消除了建筑内对油变压器容量的限制，建筑中干式变压器可以采用更大容量。在曾设计过的工程中，就采用过 4 台 2500kVA 干式变压器。 应急电源所采用的发电机组
6、，从其性能和体积上看，都比过去有很大进步。除在工程中采用柴油发电机组外，作为应急照明，可采用 EPS，对于允许中断供电在毫秒级的设备，则可采用 UPS。 电力设备的控制，从过去的单一继电控制走向了自动控制，除了各类元器件性能更好、体积小，使控制箱体体积减小外，更主要是由于采用了数字技术控制，使受控设备处于最佳控制状态，进一步达到了节能的效果。 照明工程更是从过去的光源单一、光源和灯具效率低的状况中走向了更广阔的前景。目前在建筑中所采用的光源，有多种品种可供选择，光源朝着发光效率高、光色好、显色指数高方向发展，灯具也在不断提高其效率和配光形式，以利于各种不同场合的应用。光源的附件，例如用于荧光灯
7、的镇流器，从过去的普通电感式镇流器发展到节能型电感镇流器、电子镇流器，而且针对谐波分量的大小，生产出低谐波电子镇流器。众多的光源、附件和灯具，能满足设计人员的各种选择和设计，并充分满足各类建筑、各种场所对照明的要求。不管是室内的工作照明还是装饰照明，不管是道路和庭院的室外照明还是建筑物的泛光照明，无一不显示出照明技术的发展给建筑照明带来的方便和好处。1.2 建筑电气发展趋势随着建筑技术的发展和人们对功能需求的增长,一个新的建筑电气技术趋势正在形成,此技术拥有分布型智能,具有学习能力,电气系统功能重塑性强,采用模块化设计使可扩展性好,可以将多种传统建筑电气设备的控制集成于一体。此类建筑电气技术的
8、新趋势如下: 采用现场控制总线技术; 融合弱电技术和强电技术;融合计算机网络技术; 以弱电通信的方式控制强电; 使用者现场控制方便; 管理方便; 节能; 提高建筑安全性能。此类新技术通过各种现场设备、传感器及中控设备对建筑中传统的末端电气设备(如照明、遮阳窗,风机盘管、空调、地加热、AV 设备等)进行细致的控制,从而达到对灯光环境、遮阳环境及温度环境的集成控制,故该新兴的系统既不同于传统的灯光控制系统、供热控制系统或遮阳控制系统,也不同于 BA 系统,它是一个既面向使用者、又面向管理者的系统,通过多种灵活的控制方式对多种末端电气设备的集成控制,可达到使用方便、控制自动、管理方便、修改灵活的目的
9、,同时可有效地节能。二.建筑电气节能介绍2.1 建筑电气节能概述早在 2005 年 7 月初国务院发出关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知，特别指出“ 要坚持资源开发与节约并重，把节约放在首位的方针” 。在经济发展中，电气用电是一个耗能大户。很多相关的文章都曾显示过，其每年要消耗总发电量的 10以上，如果大量使用节能的照明产品和有效的措施，节电5，则每年可节约照明用电 60 亿 kWh，为国家节 省投资约 30 亿元，并可延缓温室效应，减轻对生态环境的破坏，经济和社会效益非常可观。因此，在设计文件中，电气节能措施以专篇的形式陈述，从建筑物规划的初期就以节能的思想为指导，在技术根源处为实现电
10、气节能提供理论第 - 3 - 页 共 6 页依据及可行性。建筑电气节能的原则是：在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下，减少能源消耗，提高能源利用率。节能的途径之一是合理配置建筑设备，并对其进行有效、科学的控制和管理。 建筑电气节能应坚持以下三个原则：1)满足建筑物的功能；2)考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收；3)节省无谓消耗的能量。同时在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果。从技术上、经济上进行比较后，再选定节能设备，才能真正达到节能的目的。 如今建筑电气节能的应用已经在
11、我国取得了一定的成效，但是往往在节能措施上存在相关问题。1)盲目节能;通常为了达到节能效果，而刻意地控制电气，从而导致满足不了建筑物的功能。而这样的情况在我国出现不在少数，通常一方面是设计原因，而主要的方面是人为因素。2）经济因素考虑不周；由于建筑物的电气节能措施，必须采取相关先进的设计技术方案，然而这些必然会增加部分成本。通常这样的原因主要是未采取合理的节能方案，导致额外的附加成本。3）节能目的偏差；节能的目的是为了可持续发展，而相对部分的节能建筑，只是表明形势上的节能，节约无谓消耗的能量，导致从实质上来说，不是正规节能。2.2 建筑电气节能策略电气节能设计既不能以牺牲建筑功能损害使用需求为
12、代价,也不能盲目增加投资为节能而节能因此,电气节能设计应遵循以下原则: (1) 适用性 就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源,为建筑设备运行提供必需的动力,按照用电设备对于负荷容量电能质量与供电可靠性等方面的要求, 来优化供配电设计,促进电能合理利用 (2) 实际性 要充分考虑实际经济效益,合理选用节能设备及材料,使节能增加的投资能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用收回 (3) 节能性 应考虑采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗,比如电气设备自身的电能消耗,传输线路上的电能消耗等等这应该是节能的着眼点1高效光源、高效灯具和节能控制措施 对于住宅公共部分节能控制措施即
13、是指采用节能自熄开关。由于住宅公共部分是无人值守的，所以灯具在人来时点亮，人去时熄灭是很重要的。对于高层住宅电梯前室，由于其对于保证人员疏散的重要意义，所以此处只能采用翘板开关，但对于住宅大部分公共楼梯间，节能自熄开关的采用可作为一条重要节能措施。高效光源顾名思义具有高光效，显色好等优点。试验证明，白炽灯只有 10的电能转变为可见光，90的电能转变为热辐射，而这种热辐射性又往往带来火灾隐患。细管径荧光灯、紧凑型荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯和节能灯均为高效光源，应积极推广应用，尽量减少白炽灯的使用量。好的光源有了，如何使这种好光源发挥其功效能，这就要求灯具的效率要高。灯具的效率为灯具出射光通量
14、与光源总光通量的比值，其值越高，照明的效率也就越高。灯具反射面设计科学，这样才能使好的光源物尽其用。高效光源、高效灯具不仅适用于住宅公共部分照明，在民用建筑中也可大量采用。 转贴于 中国论文下载2.供配电系统节能措施 应采取提高系统的运行电压和功率因数，减少无功功率及导线中的电阻，第 - 4 - 页 共 6 页降低供配电系统线路损耗等措施。节能途径主要有：(1)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。(2)变电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径，减少线路损耗，电力用户内部变电所之间宜
15、敷设联络线，根据负荷情况，可切除部分变压器，从而减少损耗。(3)降低线路电阻，线路截面选择要与国际接轨，推广应用 “电力电缆截面的经济最佳化”，按经济电流密度法合理选择导线截面，以减少损耗。此外，对于环形供电方式，为降低线路的电阻值，将开式网运行改为闭式网运行，同样可明显降低线路损耗。(4)传输上可以采用提高电压等级的方法。通过计算可知，当电压提高 10耗损可降低 174，因此，提高电压传输，是降低线损的有效途径。(5)提高功率因数减少电能损耗。线损与电力用户的功率因数的 2 次方成反比，故提高功率因数也是降损的有效措施。提高功率因数，可从合理选用电气设备容量及装设并联补偿电容器两方面着手。
16、3.太阳能节能措施 目前住宅热水系统虽然已不少设计采用了太阳能设备，但本人认为在大型住宅小区以及公共建筑的室外照明系统应该可以设计采用太阳能蓄电的照明设备。目前这类产品以太阳能 LED 灯具为主，其产品的工作原理是：白天太阳光照射到太阳能组件上，使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压，把光能转换为电能，再传送给智能控制器，经过智能控制器的过充保护，将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存；到了夜晚太阳能组件因接收不到光能，其输出的直流电压降到接近为零时，智能控制器自动开启控制装置，向 LED 提供电能，促使 LED 发光源发出足够的亮度用于照明；到天亮时，太阳能组件又接收到光能产生电压时，智
17、能控制器又自动转换到充电模式工作。随着太阳能蓄电的照明设备的产业发展，这种产品的制造成本将会越来越低，相信在不久的将来太阳能蓄电的照明设备应该会在室外照明领域得到普及应用。 4.变压器节能措施 变压器损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分。变压器有功功率损耗可用下式计算：p2=p0+2pk 式中:p2变压器有功功率损耗(kw)； P0变压器空载损耗(kw)； Pk变压器短路损耗(kw)； 变压器负载率 ()。 一般，在 5060时，变压器效率最高。在设计中，要正确选择变压器的负载率，以便合理选择变压器容量。变压器的经济运行在节能的同时，还能降低运行费用(包括设备折旧、正常维护和能耗)，取得经
18、济效益。铁损对变压器来说虽为常数，但可通过合理选型与运行而达到节能的目的；变压器铜损是变化的，合理地确定最佳运行，保持变压器在正常条件下，选择最大效率点，可达到经济运行的目的。故变压器节能措施主要为：1)合理选择变压器容量和台数，选择容量与电力负荷相适应的变压器，对负荷进行合理分配，使其工作在高效区内。对车间停产后仍不能停电的负荷，宜设置专用变压器，大型厂房及非三班制车间宜设置照明专用变压器。2)选用节能型变压器，更换或改造高能耗变压器。近年来逐渐推广的 S10、S11 系列油浸变压器比 s9 系列更为节能。S11 型卷铁芯变压器与 s9 型变压器相比：空载损耗平均降低 30，空载电流平均下降
19、 70。新型干式变压器 SC9 系列以及非晶合金变压器等产品也都显示了第 - 5 - 页 共 6 页低损耗的节能潜力。 三.实习项目节能应用我的实习是到南京设备安装有限公司，在公司实习了第十天，我被公司安排去了位于市区中心位置的友华大厦项目改造上实习。虽然这是一个大楼的改造工程，但是这个改造项目却涉及了我们建筑电气专业的很多知识，比如消防自动控制系统，电气照明系统，综合布线等。当我们驻进现场时，我们的师傅也就是我们的项目经理，让我们先跟着施工班组下到工地实习，了解相关的设备和了解设备的安装过程。我也知道我是一个很新的新手，跟着班组下现场学习，虽然有些艰苦，但是，我却觉得很充实，可以学习到很多东
20、西，比如消防探测器的安装过程，以及照明系统的预埋等等。当然，我也简单的了解了工程量的预算和工程材料的节约，以便以后在工作的运用到。当然，我也在项目的实习中，把自己的毕业论文也在跟进，在工作中了解电气设备的节能安装等。比如，在实习中，我熟悉了电气照明的相关节能；建筑照明量大而面广,故照明节能的潜力很大3.1 电气照明节能应用据统计，我国照明用电量已占总用量的 10%12%。按照我国提出的“中国绿色照明工程”，照明节电已成为节能的重要方面。2004 年 12 月 1 日国家正式实施建筑照明设计标准 （GB50034-2004）该标准不仅有 “照明节能”，同时整个标准都贯穿了绿色照明的宗旨和理念。该
21、标准要求了设计着运用科学合理的设计方法，正确选用优质和高效的照明器材，以及合理的配电系统，控制方式获得更好的节能效果。选择优质的电光源科学的选用电光源是照明节电的首要工作：节能的电光源发光效率要高，使得每瓦电（W）发出更多光通量（Lm） 。白炽灯泡发光效率一般为 720Lm/W ，其寿命一般为 1000h，特殊的为 2000h；单端的紧凑型荧光灯（俗称节能灯）其光通量一般为 50Lm/W，采用一只 9W 寿命 30005000h的节能灯完全可以替代 40W 的白炽灯泡；双端直管荧光灯 T12 型的光通量为55 Lm/W，寿命为 3000 5000h，而现在的 T5 型则达到 90110 Lm/
22、W，寿命可达 800010000h.所以 T12，T10 甚至 T8 型的荧光灯都应该淘汰，不但可以节约大约 50%的电能，还会改善灯光的显色性。除以上光源外，还有高强气体放电灯，如高压钠灯、金属卤化物灯、无极灯、发光二极管和半导体照明灯等，科学技术的发展，电光源也层出不穷。选择节电的照明电器配件在各种气体放电光源中均需要有电器配件：例如镇流器，旧的 T12 荧光灯其电感镇流器要消耗其 20%的电能，40W 灯，其镇流器耗电约 8W；而节能的电感镇流器则耗电小于 10%，更节能的电子镇流器，则只耗电其 23%，也是一笔不小的节电措施。安装照明系统节电器：目前国内外都大力推广照明节电器，在现在照
23、明系统上加装节电控制设备。国内市场上的照明节能设备很多，其中照明控制节电装置所占比例最大。合理利用太阳能：太阳能作为最环保又节电的能源其利用前景是非常可观的，目前有些住宅小区和公共建筑的庭院照明，景观照明和楼梯间的公共照明已经采用了这种技术，在道路照明上也有应用。它主要是根据光电效应把太阳能直接变成电能供照明使用，目前常用的硅太阳能电池就属于这类换能部件，它的换能效率可达百分之十三到百分之二十。3.2 建筑电气其他设备节能应用第 - 6 - 页 共 6 页(1) 空调系统。其主要内容包括: 冷冻水与冷却水系统的优化控制； 冰蓄冷系统的优化控制，现行的冰蓄冷控制技术还很不成熟，冰蓄冷控制策略仍需
24、作深入研究，尤其是在蓄冰装置优先方式下的融冰策略的研究，对于提高冰蓄冷系统的能源利用效率，促进冰蓄冷技术的商业化应用具有决定性的意义； 热交换系统温差与流量的优化控制； 变风量系统等控制技术。 (2) 给排水系统的优化控制。(3) 电动机。包括电动机的正确选型、调速方法、基于负载检测的台数控制。(4) 电梯。包括电梯的合理选型(如速度、载重量、调速方式等) 、停层计划及群控策略。(5) 电动门窗。包括门窗的节能控制、遮阳系统的自动控制等。结束语民用建筑的节能潜力很大,建筑电气设计应充分考虑选择高效率的节能设备,应用先进的设计技术,按照节能标准进行设计,为人们提供健康舒适安全的居住工作和活动空间
25、如果我们在设计过程中不重视节能，就有可能被淘汰出局。而节电节能工作牵涉的面又十分广泛，从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言，就是要合理的选用设备（变压器，电动机，电缆，照明光源等） ，合理确定供电电压等级以及采用新材料，新技术等。建筑电气节能设计潜力很大， 应精心考虑设计方案， 选择高效节能设备，应用先进的设计技术， 按照节能标准合理设计。在为人类提供健康、舒适、安全的居住、工作和生活空间的同时， 又能行之有效地节约能源， 这是每一个设计人员必须思考的问题。 参考文献1 赵源,王珂 ,建筑节能技术措施的分析J.山西建筑,2005.2华东建筑设计研究院,智能建筑设计技术M.上海: 同济大学出版社,2002.
