【word】 绿色建筑的电气设计

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1、绿色建筑的电气设计2年第.,朋6舒第粥卷第2期)建筑节能No.3in2009(TotalNo.217,Vo1.38)一墙体与没计WALL&DESIGNdoi:10.3969/j.issn.1673-7237.2009.04.005绿色建筑的电气设计朱松梅(南通勘察设计有限公司,江苏南通226006)摘要:绿色建筑作为城市建筑的发展趋势,包含了健康,节能,安全,舒适等元素.通过对节能技术,电磁兼容,智能化等方面的研究从建筑电气设计专业角度去-.JE绿色建筑的诸元素.关键词:绿色建筑;电气;节能;电磁干扰;智能化中图分类号:TU855文献标志码:A文章编号:16737237(2009)04

2、-001502ElectricalDesignofGreenBuildingZHUSong-mei(NantongProspectDesignCo,Ltd.,Nantong226006,Jiangsu,China)Abstract:Asadevelopingtrendofurbanarchitecture,greenbuildingscontainsomeelementssuchUShealth,energyconservation,s一tyandcomfort.Throughstudyingonenergycon,servotiontechnology,electromagneticcomp

3、atibilityandintellige,e.theseelementsofgreenbuildingswererealizedfromthepointofelectricaldesignofbuilding.Keywords:greenbuilding;electric;energyconservation;electromagneticinterference;intelligentizeO引言绿色建筑是”为人们提供健康,舒适,安全的居住,工作和活动的空间,同时在建筑全生命周期中实现高效率地利用资源f节能,节地,节水,节材),最低限度地影响环境的建筑物.”这个定义包含了绿色建筑的几个重要

4、要素.即:健康,节能,安全,舒适.每个方面都和建筑电气设计密切相关.现代建筑电气技术综合应用了电工,电子,控制与信息技术,建筑电气的设备制造,工程设计及实施形成了成熟的产业链.绿色建筑的实施过程,也是电气设计绿色化的过程.l绿色建筑的电气节能技术绿色建筑,以最节约能源,最有效利用资源的方式,建造最低环境负荷情况下最安全,健康,高效及舒适的居住空间.从这个角度,电气节能设计显然成为绿色建筑最重要的部分.顺序分析电能的传输及应用环节,可以把电气节能设计思路覆盖到以下方面.1.1供配电系统根据用电负荷容量及其分布,用电设备特点,合理设计供配电系统,实现供配电系统的经济有效运行.(1)供配电系统应尽量

5、简单可靠,同一电压变配电级数不宜多于两级,尽量减少变电级数过多产生的电能损耗.变配电所应尽量靠近负荷中心,合理分布供电网络,减少线路电压损失,提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益【】:(2)合理选择变压器容量,级数.变压器负载率宜收稿日期:200902.18:修回日期:20090224为0.70.85,能适应负荷变化,使变压器工作于最佳状态.尽可能选择节能型变压器(1okV及35kV电压等级),节约变压器空载损耗,降低空载电流和噪音.同等传输状况下,电压越高,损耗越小.因此,设计中需要平衡变压器在不同负荷条件下的铁损和铜损,合理选择电压;(3)合理选择配电干线电缆.在满足允许载流量前提下

6、,综合电压损失,热稳定性等各种技术指标,以及有色金属使用的经济指标,合理选择导线截面,并根据敷设条件选择电缆型号.在高层建筑中,变配电室应靠近电气竖井,以减少主干线电缆的长度.对于单层面积大的建筑,应将电气竖井尽可能地设在中部,减少水平电缆敷设长度.1.2电机电机是典型的感性负载,会产生滞后的无功电流,从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端,增加了线路和变压器的功率损耗.设计中,需要提高供配电系统的功率因素,通过在供配电系统增加电容器柜进行集中无功补偿,或者在运行过程中对设备端进行就地补z-.由电机运行特性可以知道,运行效率随负载大小波动而变化,电动机在额定运行时效率最高,功率因数最高;轻载

7、运行时效率降低,电机的电能浪费较大;空载时功率因数甚至降到0_3以下.因此,合理选择电机容量也是节能重要方面.尽量避免电机空载或轻载情况发生,从而提高电机效率和系统的功率因素.5电动机的全压启动电流为额定电流的57倍,电网损耗和冲击都很大,采用变频调速,可在低频启动时大大减少电动机的启动电流,降低损耗.同时,由于变频器中有直流电容器的隔离作用,使输入侧的功率因数接近于l,电动机的励磁无功电流由电容器提供,可以节约电网容量.l-3照明照明设计是实现绿色建筑电气节能的关键环节,通过高质量的照明设计可以创造高效,舒适,节能的建筑照明空间.在保证照度标准和照明质量的前提下,尽可能减少照明系统中的能量损

8、失,最有效地利用电能.1.3.1合理选择照度标准选择照度必须与视觉环境相适应.合理的照度值和优良的照明质量形成的光环境可以提高工作效果和改进人们的心情,要综合考虑照明系统的总效率.民用建筑(含居住建筑,公共建筑)的照度标准,照明均匀度,统一眩光值,显色指数,照明功率密度值等均应符合GB5o0342004建筑照明设计标准所规定的相关标准值.1.3.2灵活选择照明方案照明分为一般照明,局部照明和混合照明3种,应根据不同设计对象灵活选择.其中一般照明可结合局部照明,对于大型空间,实施分区照明.对于照度要求高的场合,利用一般照明加局部照明加强照明效果,实现按需布置,保证照度.照明电源线路应尽量采用三相

9、四线制供电,同时设计三相对称照明负载以减少电压损失,减小中性线电流.1.3.3选择高效光源和节能灯具目前大部分使用的光源包括卤钨灯,荧光灯或小功率的高压钠灯,白炽灯逐渐被取代.其中紧凑型荧光灯和高强度气体放电灯需要正确选择镇流器,根据功率和应用场合选择电子型或电感型镇流器.同时设置电容补偿,以提高功率因素.在今后设计中,需要推广应用发光均匀,波长一致,平均寿命长的节能型LED(发光二极管)光源.相对于白炽灯光源,白光LED光效高,能耗低,稳定性高,局限于目前的昂贵价格,未能得到广泛应用,但LED光源的自身特性决定它会成为目前理想的替代光源.灯具选择上,选用高反射率高纯电化铝作为底反射器,变质速

10、度较慢的材料(玻璃)作为控光器的灯具,以减少光能衰减.2绿色建筑的电磁干扰抑制“健康”,”安全”是绿色建筑的重要元素.生活品质的改善促使人们对于建筑物健康安全的要求不再局限于建筑结构.生活中大量非线性设备的使用会导致谐波污染和电磁干扰,不仅增加系统电耗,也会引发用电系统发生火灾的风险.涉及人身健康安全的电1磁干扰抑制便纳入了绿色建筑设计的理念中.电磁干扰的来源包括:大地磁场,太阳辐射,闪电雷击引起的冲击电流,高压电力设备,电网电压波动,晶闸管等设备高次谐波,高频振荡电路,家用电器电子开关等.电磁干扰可分为导电性电磁干扰和辐射性电磁干扰,前者的干扰能量通过线材或电缆从一个电路传送到另一个电路.通

11、过电路的合理设计,采用滤波器和合理接地可以抑制导电性电磁干扰;辐射性电磁干扰的干扰能量通过空气中的电磁场传播.通常在设计电子设备外壳,箱体时选用理想的屏蔽材料,合理布置设备的线路,接地线,以及采用科学的接地技术来减少辐射性电磁干扰.电磁屏蔽是最常用的电磁干扰抑制技术,阻止交变电,磁场的相互影响.在使用传统屏蔽方法同时,可以考虑使用新型屏蔽材料,如屏蔽混凝土,屏蔽涂料.屏蔽时注意电缆的连接,屏蔽电缆的屏蔽层必须将芯线完整覆盖,电缆两端的连接器外壳必须与电缆安装的屏蔽机箱作360.搭接.接地技术是建筑电气技术中解决电磁兼容问题必须采取的一项重要技术.为整个系统提供公共零电位基准,并给高频干扰电压提

12、供低阻抗通路,使系统取得良好的电磁屏蔽效果.包括防雷接地,交流工作接地,安全保护接地,直流接地,屏蔽接地与防静电接地等.接地装置的接地电阻越小越好,独立的防雷保护接地电阻应10;独立的安全保护接地电阻应;独立的交流工作接地电阻应;独立的直流工作接地电阻应;防静电接地电阻一般要求100Or3.电缆敷设引起的电磁耦合干扰主要指通过线问的电容及互感而形成电场耦合和磁场耦合2种耦合形式.对于电容性耦合干扰的抑制,应增大电缆间距,避免平行走线,对电缆进行屏蔽且屏蔽层一端接地;对于电感性耦合干扰的抑制,增大电缆间距,提供屏蔽并两端接地,还可以采用绞合线,彼此抵消耦合信号,降低共模干扰4.3智能化的绿色建筑

13、智能化是绿色建筑的技术支撑,渗透进绿色建筑的各个层面.智能系统包含大楼自动化,办公自动化,通讯自动化,安全自动化.主要涉及信息网络技术应用,信息集成技术应用,软件技术应用等.现场总线的应用联系了建筑物内部的各信息终端,改进对建筑内监控信息的利用和共享”群体环境”的综合数据,实现对智能建筑内机电设备与安全报警管理的远程控制监控和数据采集5J.作为绿色建筑技术手段的智能化,目前已经在很多领域得到应用,采用高精度的各类物理量与化学量的检测器,对能源使用状况,能耗设备运行状态,节能控制效果等进行检测,优化控制算法进行节能控制.例如,基于现场总线的智能照明控制系统.作为(下转第32页)温度/C2625.

14、52524.52423.523Z9-x图6Y=I.6m截面速度矢量图一Z,A-x图7Z=2.4m截面温度云图图8Z=2.4m截面速度矢量图口E?口/一r=l.一实验值rl234567监测点图9第一排监测点模拟温度值与实验值的对比图温度/C:2.6F二二二二二二:42.55芝=兰2423.5l234567监测点图10第二排监测点模拟温度值与实验值的对比图4结语本文用FLUENT软件数值模拟了办公室空调房间采用风机盘管送风方式,且送风速度与温度保持不变时,室内的温度场和速度场,分析比较可得出以下结论:(1)采用紊流两方程模型,结合FLUENT软件对空调室内气流组织进行数值模拟,可以根据已知的外界条

15、件和所要达到的要求,对温度场和速度场进行数值计算,为分析空调房间的温度场与速度场提供了依据,尤其是对于更为复杂的空调建筑进行温度场与速度场的分析是一种可行的方法;(2)针对此空调办公室,这种风机盘管同侧上送下回的送风方式可以得到比较理想的温度场,速度场,并且在人员活动区域人体感觉比较舒适.参考文献:1】陶文铨.数值传热学M】-3版.西安:西安交通大学出版社,1988.2】赵荣义.空气调节M】-3版-京:中国建筑工业出版社,1994.【3羊爱平.室内空气品质及其主要影响因素【.】.制冷,2005(2):38-41.【4GBJ19.87采暖通风与空气调节设计规范s】京:中国计划出版社,2001.5

16、】袁东升,田慧玲,高建成.气流组织对空调房间空气环境影响的数值模拟J.建筑节能,2008(9):9.13.作者简介:李秀辉(1982),男,河北新乐市人.在读硕士研究生,供热,供燃气,通风及空调工程专业(1ixiuhui0912).(上接第l6页)一种分布式控制系统,在中央控制室,管理人员可通过合理的设置创造舒适的环境,同时又达到节约能源的效果.智能控制器通过光电传感器测得周围环境的照度,与设定值比较从而调节光源的输出使光照度达到最合适的水平;控制器通过红外传感器探测是否有人,自动将无人区域的灯关闭,实现节能照明.这已经在诸如博物馆,展览会之类场馆得到应用.4结语随着中国的城镇化水平提高,建筑

17、总量和居住舒适度不断提升,建筑能源消耗急剧上扬.在实施绿色建筑设计过程中,电气设计的健康,绿色,节能是切实贯彻绿色建筑设计规范的重要方面,是实现绿色建筑的重要保证.参考文献:1GBJ5283工业与民用供电系统设计规范【s】.北京:机械工业出版社.2邹汉谦.谈供配电系统节电技术措施.深l土木与建筑2008(1):13.17.【3】王晓红.智能化楼宇供电接地系统的选择J】.山西建筑,2003(1):l25.126.4】李宜岜.建筑电气设计中的电磁兼容问题J.现代电子技术,2006(15):l39142.【5朱松梅,朱志松.Lonworks总线在楼宇自动化系统中的应用【J】.自动化技术与应用,2005(5):51.53.作者简介:朱松梅(1974),女,江苏南通人,工程师,从事建筑电气强弱电设计和智能系统研究(hmzsm163.corn).枷枷加加加加加加加加加加加如帅加加加加换鍪流加邶加加加加加加枷曲加加加加加加帅如加邶加川川川州川瓣-1._-l-:._.:-_-_-:-=lll19加加加枷加如加加加加加加戮鼹臻$誓_量墓簟-.爨_