电气节能设计论文范文

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2004年12月1日开始实施的《建筑照明设计标准>>(GB50034—2004)，对照明节能提出了严格的要求，其中第6，1，2～6，1，7条均为强制性条文，需按照功率密度值严格执行。由于按照功率密度值进行计算时，没有考虑到现在灯具产品均为节能产品，灯具的光通量较高，因此，在设计中是先按照规范规定的照度值设计房间或场所安装灯具的数量之后，再按照对应场所的功率密度值进行验算，以不超过标准规定的功率密度限值为合格，低于功率密度值则更为节能。

2，电气设备的选择

2，1照明光源的选择

根据光源的光效、色温、显色指数、寿命和价格选择高效节能型光源。现在通常使用的T5、T8荧光灯管比以往的普通荧光灯管在单位功率上的光通量要大很多，这能够有效的节能。

在室外环境设计中，水底灯、埋地灯、台阶灯等均使用LED光源。对于气体放电灯等功率因数较低的光源，进行就地补偿，补偿后的功率因数不小于0.8。

2，2灯具镇流器的选择

自镇流荧光灯配电子镇流器，直管型荧光灯配电子镇流器或节能型电感镇流器，高压钠灯、金属卤化物灯配节能型电感镇流器；在大电压偏差的场所，宜配恒功率镇流器；功率小者可配电子镇流器。

2，3负荷计算及变压器的选择

2，3，1负荷计算

a，选择变压器容量时，一般应使变压器的经常性负载以在变压器额定容量的60％为宜。选取容量和电力负荷相适应的变压器，使变压器设计的负荷率在80％左右。

b，根据负荷的性质和工作的情况合理分配变压器所带负荷的回路。如：中央空调的负荷应和照明、动力负荷分开设置在不同的变压器。因为，空调负荷在秋冬季节会停止使用，这样空调变压器便可以停止使用，有利于保证变压器的运行负荷率。

c，负荷回路需要系数的选取：本工程宿舍部分用电均为单相人户，由于学校的宿舍和住宅性质的单身公寓不同，学生晚间在教学楼上自习的比较多，因此需要系数可以比单身公寓取的小一些，单身公寓一般需要系数取0.6～0.7，本工程学生宿舍的需要系数取值为0.5。投入使用至今没有出现过不良状况。

需要系数的选取对于经济比较发达和比较热的地区一般按照设计手册规定的值进行选取，其他地区可以按略低于规定的值进行选取。

d，变压器同期系数的选取：本工程在设计过程中将教学楼和宿舍楼的用电负荷尽量均匀的设置在同一变压器内，由于一个学生不会同时出现在宿舍和教学楼内，这样计算变压器时的同期系数可以选择的小一些，本工程的同期系数取值一般为0.75～0.8。

合理的选择需要系数及同期系数能够有效的减小变压器的设计容量，从根本上达到节能的目的。

2，3，2变压器的选择

在整个供电系统中，配电变压器所占比重最大，因此选择低损耗的变压器对电力系统节能具有非常重要的意义。被中国节能协会作为“新型节能产品”予以重点推广的SGBll一R系列卷铁芯干式变压器比SC(B)9系列产品年耗电量平均降低10.85％。由于SGB11系列变压器的卷铁心结构改变了传统的叠片式铁芯结构，使空载损耗降低20％～35％，空载电流减少60～80％。因此，SGB11系列变压器在减少损耗方面起到非常重要的作用。这种产品性能价格比是目前变压器产品中最佳的，从节能的角度考虑本工程优先选择了这种节能型变压器。

2，4电缆的选择

这里所指的能源并不应该单纯指电能，而是自然界中存在的各种可再生和不可再生的能源的总称，因此金属的使用也纳入了本文的讨论范围内。在建筑电气材料中用量最大的应该是电缆和电线了。如何能够节省电缆和电线的使用量，也是节省能源的主要方面。

电缆截面选择的方法主要有两种；按照持续允许电流选择和按经济电流密度选择。当年最大负荷使用小时数相同的情况下，按后者选择的电缆通常比按前者选择的电缆截面大，这样不利于节约金属的使用量。

下面举例说明。在线路较长的情况下，照明配电箱计算电流为42A，选择配电箱上一级断路器额定电流为63A，此时按持续允许电流选择电缆并验算了电缆电压降的情况下，确定的电缆规格为YJV—1kV—5x16，而按照经济电流密度选择电缆规格为YJV—1kV～4x35+1x16，很明显后者选择的电缆截面要大很多。

因此参照样本上电缆载流量的值。按照经济电流选择电缆截面的大小更能节约金属使用量。

3，照明控制方式的设计

3，1充分利用天然光，并根据天然光的照度变化，决定电气照明点亮的范围。根据照明使用的特点，采取分区控制或适当增加照明开关点。如：一般办公室和教室的灯具布置是按照平行于窗户方向布置和控制灯具的，而书库则是按照与书柜的水平方向布置并控制灯具的。

3，2公共走道灯具及应急照明灯均可采用声光控开关。

本工程的综合楼为二类高层建筑，走道照明均采用节能自熄开关，并对电梯厅和楼梯间的灯具采取了应急时能强制点亮的控制措施。图1、图2为应急时强制点亮控制原理图。

3，3校区的室外环境电气设计，根据不同的时间和不同的气氛，设置了多种灯光场景，如：平时、节假日、重大节日等，开启灯具的数量是不同的。平时则按后半夜和前半夜两个时段开灯，每天进入后半夜时可关掉景观照明，仅维持主要功能照明即可。

3，4对于大型的停车场、办公楼、会议室和观众厅等场所还可以通过设置楼宇自动控制系统对灯具进行控制，从而达到节能的目的。

建筑电气的节能措施还有很多方面，本文仅对此校园工程涉及到的方面进行了阐述。

4，结束语

电气节能的设计无论是在供配电系统还是在用电设备和材料的选择上，都有着很大的节能潜力。为实现节能的目的，对于我们电气设计人员来说就需要更加深刻的了解供、配电系统的设计原理，使整个系统能够工作在经济运行状态。同时，还要及时熟悉各种新型节能电气产品及控制系统，在设计中尽量采用节能产品。这样才能从根本上达到建筑电气节能的目的。

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钢铁冶炼系统中，节能技术的问题，主要表现在方法单一上。我国钢铁冶炼行业运营中，节能一直是社会关注的问题，虽然钢铁冶炼行业积极提倡节能，但是其在实际节能中，仍旧采用的是单一的节能技术，无法在根本上降低钢铁冶炼的能源消耗，很难提高钢铁冶炼生产的效率。钢铁冶炼系统中，如果要引入先进的节能途径，就要以冶炼系统的整体为主，需要消耗大量的资金，如果缺乏资金支持，钢铁冶炼系统的节能技术，就无法落实到位。钢铁冶炼行业，综合考虑到钢铁利用率、节能减排指标等，已经注意到成本投入在冶炼系统节能中的重要性，关键问题是，社会对钢铁的利用率，不能为钢铁冶炼行业带去足够的资金效益，进而阻碍了节能新技术的发展，增加了钢铁冶炼系统的节能压力。

2电气工程及其自动化中存在的问题

2.1能耗大。虽然电气工程自动化技术的出现为人类的发展进步做出了巨大贡献，但是我们不能因此就看不到其本身存在的弊端，其中，摆在当前最为棘手的问题就是对于能源的消耗过大。在电气工程自动的发展系统本身带有复杂性，被应用的范围逐步扩大，对于能源的需求量也与日俱增。电气自动化是以消耗电能为主，作为当下最为先进的技术之一，对其本身最为基础的要求就是要做到在运作过程中保证误差小，并且准确有效，所以，就需要大批量的电气设备共同运作，如此，对于电能的消耗可谓是不计其数，与我们国家提出的走绿色节能的可持续发展道路存在差距。2.2质量水平较低。就现阶段的发展而言，电气工程自动化技术已经得到的飞速的提升，但纵观整体发展情况而言，其质量水平还处在发展低端。尤其是最近几年，人们对于生活追求的品质不断攀升，相应地也加大了对电气自动化水平的要求，但是我国对这一领域研究的时间还不是很长，对于相应的管理流程和先进的发展模式还不能很好的予以把控，特别是在自动化工厂的生产环节，相关人员只关心结果而忽略过程中的质量问题。但是，众所周知的是，如果电气的生产质量得不到有效的保证，就会发生一系列的用电事故，严重的会造成爆炸、火灾等重大安全事故出现，需要引起人们的深思。2.3集成化程度低。　顾名思义，集成化的主要运作原理就是把所有需要的东西做还集合工作，上文已经提到过，虽然电气工程自动化近年来的发展势头迅猛，但由于起步过晚，　虽然在努力的向集成化方面靠拢，确切的来说，现在还处于自动化阶段，技术水平发展有限，集成化技术还不成熟，各个体系和功能之间还无法做到有效的集成连接。所以，还达不到及时实现资源的有效共享，在一定程度上影响了电气自动化功能的发挥，使电气自动化工程技术滞后。

3对电气自动化工程中节能设计技术

3.1减少线路传输产生的耗损。由于无法对线路上的电流做出改变，所以也只能通过减少电阻来有效降低电能在传输中产生的耗损。所以，可以从这几方面做起，减少导线电阻：（1）使用功率较小导线；（2）使用相对较短的导线。这样做可以避免在布线过程中少走弯路，减少人员的工作量，有效减少电能耗损，同时在安装变压器时候与负荷中心保持较短的距离，也是减少供电的距离；（3）使用截面积大较大的导线，如果条件允许，可以选用较大截面积的导线，有效减少电阻产生的耗损。3.2无功补偿。电力系统在运行的过程中，配电设备中的无功功率占有较大的容量，所以存在较为严重的电能耗损的情况，不仅影响到电压，还对整个电能的质量造成不良的影响。对使用者来说，无功功率主要表现在功率低，尤其是当功率过低的时候，用户需要向相关部门缴纳一定的罚款，因此如果说能够使用合适的无功补偿设备，就可以保证功率的平衡，有效提高供电质量。工作人员在操作中要尽量减少对电能不必要的耗损，从而确保电气工程的安全运行。如果导线受到电阻的影响，那么由电机产生的电能就不能被变压器更好的吸收，同时没被吸收的那些电能在电流传输的过程中会被释放出来。同时由于无功功率产生了一定的作用，因此可以让电容器和无功功率进行抵消。利用电气相关设备在进行无功补偿时候，有几处要格外注意：（1）利用电容器在进行无功补偿的时候，一定要根据电压容量，电压负荷，自然功率，目标功率等参数来确定电容器的容量，同时如果在无功补偿的环节中发现产生了谐波，需要通过串联定量电抗器来消除谐波；（2）以参数的物理量来确定无功的电流，功率的参数，从而有效避免投切振荡现象。

4结束语

综上所述，电气自动化对于节能设计的要求是为了响应绿色生产的理念，也是为了响应可持续发展的需求，同时也是时展的必然趋势。虽然我国现阶段在电气自动化的节能设计中取得了显著的进步，但是随着社会的发展，电气自动化节能技术仍然需要进行不断完善和发展，不断优化配电设计，在科学利用电力资源的同时，还需要不断提高电力系统的运行效率，并最终达到节能的目的。

作者:吴尚坤 单位:山东钢铁集团日照有限公司

参考文献

[1]陆伟.电气自动化的节能设计技术研究[J].中国高新技术企业,2015(07).

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1．1满足建筑物的功能

即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。

1．2考虑实际经济效益

节能应考虑实际经济效益，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。

1．3节省无谓消耗的能量

节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，而量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。因此，高层建筑节能设计应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。

2．高层建筑电气节能设计的措施

2．1变电所位置的选择

高层建筑因为楼层多，负荷分散，为保证配电干线最大电压降不超过允许值，减少电能损耗，变配电室的位置选择十分重要，一般变电所的位置有以下几种设置方式：

1）将变压器设在地下室或辅助建筑物内；

2）在地下室内和最高层设置变压器；

3）分别在地下室、最高层和中间层设置变压器；

4）仅在中间层设置变压器；

5）主变压器分设在底层与上部各层。

究竟采用何种方式，除了考虑经济、设备条件和施工方便等因素外，还要考虑经营和管理因素。

2．2变压器设备的选择

变压器设备的选择，重点考虑减少变压器的有功功率损耗。变压器应选用节能型的，如S9、SL9及SC8等型号的油浸变压器或干式变压器，它们都是采用优质冷轧取向矽钢片，由于“取向”处理，使矽钢片的磁场方向接近一致，以减少铁芯的涡流损耗；450倾斜接缝结构，使接缝密合性好，以减少漏磁损耗。

为减小变压器损耗，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下，尽可能减少变压器的台数，选用大容量的变压器。例如需要装机容量为2000kVA，可选2台1000kVA，而不选4台500kVA，因为选用前者可节能。在变压器设备选择中。能掌握好上述二点要求。即满足了节约能源、经济合理的原则/

2．3导线截面的合理确定

线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减小线路电阻。线路电阻与电导成正比，与线路截面成反比，与线路长度成正比，因此减少线路的损耗应从以下几方面入手：

1）应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。因此，在负荷较大的高层建筑中宜采用铜导线。

2）减小导线长度。首先，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；其次，低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失；第三，低压配电室应*近竖，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。

3）增大导线截面。首先，对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面，所增加的费用为M，由于节约能耗而减少的年运行费用为m，则M/m为回收年限，若回收年限为几个月或一、二年，则应加大一级导线截面。一般导线截面小于70mm2，线路长度超过100m的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。其次，利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给常期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻。

在设计中，认真落实上述三条措施，就可减少线路上的能量损耗，达到线路节能的目的。

2．4提高系统的功率因数

提高系统的功率因数，减少无功在线路上传输，以达到节能的目的。前项RP2/UL2为线路上传输有功功率而引起的功率损耗，后项RQ2/UL2为线路上传输无功功率而引起的功率损耗。有功功率是满足建筑物功能所必须的，因此是不可变的。系统中的用电设备，如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功相抵消，这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备，在线路上就产生了有功损耗，而这部分损耗是可以改变的。

2．5电动机在运行过程中的节能

在高层建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备相配套，由设备制造厂商统一供应。因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中，除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外，还应减少电机轻载和空载运行。因为，在这种情况下，电机的效率是很低的，消耗的电能并不与负载的下降成正比。

2．6照明部分的节能

因为在高层建筑中照明用量大而面广，因此，照明节能的潜力很大，应着重从下列几方面着手：

1）采用高效光源。白炽灯过去用得最广泛，因为它便宜，安装维护简单，它致命的弱点是发光率太低。因此，目前常被各种发光率高，光色好，显色性能优异的新光源取代。

2）尽量利用自然采光，*近室外部分的建筑面积，应将门窗开大，采用透光率较好的玻璃门窗，以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分照明，可采用按照度标准检测现场照度，进行灯光自动调节。

3)对气体放电灯，采用灯光无级自动调节，即调节灯丝从而达到调光的目的。但其代价太高，在工作照明中采用这种调光方案是不可取的。

照明节能中，除了满足照度、光色、显色指数外，应采用高效光源及高效灯具，对能利用自然光部分的灯具或可变照度的照明采用成组分片的自动控制开停方式，可达到照明节能的效果。

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关键词：建筑电气；节能设计；应用

前言

随着我国科技的进步和经济的发展，城市化、现代化进程也在不断地加快，这势必会带来能源消费的增长，目前我国的能源问题十分严重，能源利用率低、能源短缺问题已经成为制约社会可持续发展的障碍。因此，我们要树立节能意识，特别是在能源消耗极大的建筑行业，开展建筑节能势在必行。建筑电气节能作为建筑节能不可或缺的部分，相关的节能设计要合理地运用到工程设计中，做到电气系统不但安全性高，而且能够减少能耗和投资成本。

一、 建筑电气节能设计的现状

建筑电气节能设计作为建筑节能设计的一部分，目前在一些方面还存在着问题，比如在设计中，由于违反了电气设计的相关规定造成的安全问题和可信度低的问题；因为设计技术偏低，导致了设计文件在实施过程中遇到困难，影响施工的进度和施工质量。此外，一些工作人员在设计过程中，偷工减料，不按规定的要求进行计算与标注，使设计文件本身出现了难以发现的原则性错误，这会给项目施工带来极大的影响。因此，我们必须要充分重视起建筑电气的节能设计工作。

二、 关于建筑电气节能设计的原则

在建筑电气节能设计中，应该遵循经济适用性、实际需求性和节约性等几个原则：

（一） 经济适用性

所谓的经济适用性，即建筑电气节能设计是在经济实用的基础上建立起来的，在工程投资中，必须要考虑到的一个因素就是经济效益，同时要考虑到我国的基本国情和居民的实际需求。不能因为单纯地节能而在工程中盲目使用节能的高科技和高端设备，这样不仅在投资上造成了浪费，而且建出来的工程未必符合老百姓的需要。目前适用于我国的节能措施是在保证所投入的资金在短短几年时间内就能回收的节能。

（二）实际需求性

所谓实际需求性就是要发挥好建筑物的使用功能。建筑物包括建筑电气，它们的最终用途都是用于人，给人带来服务的。因此，在一个住宅区中，建筑电气的节能设计要满足住宅小区中居民的要求，如要保证小区的运输管道畅通无阻；满足电灯、电视等电力设施的用电量；保证小区中路灯的照明度、色温以及显色的指数；另外还有一些特殊的要求，如舒适卫生、美观大方等一些工艺要求。电气节能设计要在满足这些功能的前提下，合理设计建筑并进行科学的控制和管理，从而大大增加能源利用率，避免能源消耗。切不可为了节能效果而限制使用电气，导致建筑物由于电气的缺乏发挥不了应有的功能。

（三）节约性

节约性，顾名思义，也就是说在建筑电气节能设计中，要注意节约能源，减少不必要的消耗。因此，在建筑电气节能设计时，对于那些无关建筑物功能的能量，尽量避免消耗，同时，通过高科技的控制手段，将照明、变压器功率功能的损耗降到最低。另外，在选用节能设备时，应在经济技术的基础之上，熟悉其原理、性能、效果，再确定节能设备。

总之，建筑电气节能设计不能做表面文章，不能为了“节能”而节能，而要综合考虑经济适用性、实际需求性和节约性的条件下，将节能技术合理地应用到

实际工程中。

三、 建筑电气节能设计的措施

（一） 配电方面的节能措施

在配电系统上，首先要选择适用性强的变压器。它不仅要具有抗冲击性强、适用效率高、节能效果好等特点，还要能提高自身的运行方式和管理。其次，要降低线路的损耗。在建筑电气节能设计中，我们通常选用那些电导率小、长度短、不需要使用回头线的导线。最后在确定配电点位置时，一般将配电柜放在离负荷中心近的地方，以便于对供配电系统进行节能。

（二） 设备方面的节能措施

要做好设备方面的节能措施，必须要从三方面着手，第一方面就要提高电动机的效率，降低电动机在使用过程中的损耗。第二方面就是要改进定子频率的调速和驱动容量，同时改变传统的动力传动方式，防止产生空转，这样就可以提高运转的速率，减少那些不必要的耗电。第三方面就是要改进调速设备，必要时引进发达国家的先进设备。在使用调速设备时，把交流电动机作为电能和机械能之间进行转换的工具，在对电能进行控制的过程中调节交流电动机的转矩与转速，这样就能大量节约电能，快速提高控制质量。

（三） 照明系统的节能措施

在照明系统的节能设计中，要在先满足照明亮度、色温以及显色指数的基础之上再考虑节能这个目的。在电气照明中，各种设备的耗电量与多个因素密切相关，如使用时间的长短、房间面积的大小、照明工具数量的多少。因此，在照明系统的节能设计中，首先就是要减少照明设备的使用时间。如对于楼梯间这样的场所，如果一直亮着灯，将会是极大的浪费，那么在设计时就要采用自动控制的方式。现在很多建筑都采用声控的方式。其次，要提高光源的利用率。在设计时，屋内的墙壁、天顶的表面要光滑、色彩要浅。这些发光率高的光源节能效果非常显著，能够达到节能的目的。最后要控制照明器的数量，尽可能地减少照明器的使用。

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关键词：绿色建筑；电气照明；节能设计

中图分类号：TE08文献标识码： A

1.引言

随着近年来的物质生活的丰富，各种电器设备已经走进千家万户，极大的方便了人们的生活。电器设备在满足人们生活需要的同时，也在以很快的速度不断完成自我更新和升级，所以就产生了更多的电器设备的种类，有更多完善的功能，这些完善的功能也使人们居住的建筑物更加现代化，也可以这么说，建筑物的现代化程度由建筑电气来决定，人们对电器的依赖催生了更多的电器的产生和使用，同时，有限的电能也经常会满足不了人们的需求，其中建筑的照明的能耗在逐年增加，现在已经达到国家总能耗的 12%到20%，在我国能源消耗比重中已经达到一个很高的地位。而且这个比重也在随着城市化进程的推进在逐年上升，而在一些大型企业和商城中，用在照明设备上的电量更加多。所以，为了可以在建筑电气工程设计过程中，满足人们对电能的需求，在保证用电安全可靠的前提下，采取相应的措施来减少电能的损耗，节约电能，设计人员必须在相关部门的指导下，努力地对电气照明设备进行优化设计，使建筑电气照明可以最大程度的节约电能，实现绿色照明。

2.建筑电气照明节能的设计

绿色照明就是绿色建筑电气照明节能设计的主要原则，它的主要内涵就是在不影响居民的日常生活、学习和生产过程中所需的照明的基础上，尽可能地节约电能的消耗。在可持续发展战略的指导下，我国最近几年也特别关注节能的问题，针对目前缺少有关节约能源的法律法规的现状，很多有关民用建筑节能设计标准的法律条文也陆续与大家见面了。而且最近几年，一些条文规定也改成必须强制执行的法律条款。这些措施的出台并实施，可以大大的降低能源消耗，尤其是在在照明节能方面，有很大的发展潜力，一般情况下，一个节能方案可以为使用者降低 30%左右的能原消耗。如果这些措施可是长期实施的话，全国可以节省很大一部分电能消耗。但是，在实际的生产生活过程中，也不能一味的追求节能的效果而在设计过程中通过增加不必要的投资。所以，一个好的节能照明设计必须在满足建筑照明需要的基础上，关注灯具的布置情况，争取可以建立一个高效的节能和安全体系，可以遵守建筑电气照明节能相关的规范要求，做好绿色节能工作。

设计人员在进行电气照明节能的设计时，一定要符合经济适用的要求。经济适用就是在清楚的认识建筑电气照明的使用范围和适用情况，在保证照明设备可以满足人们日常照明需求的前提下。合理控制电气照明消耗的电量，避免严重浪费的情况发生。

3.建筑电气照明节能设计的措施

3.1合理确定照明设计方案

在进行电气照明的节能设计过程中，应该遵守相应的照明设计标准，并且要更加注重其实效性，而不是过分地追求形式主义。为了可以严格控制照明用电的标准，设计时应该采用分区设置照明类型的方式，如在空调房内可以采用照明空调组合的系统；当遇到特殊的高照度需求的情况，可以通过采用多个光源来满足照明的需要；当遇到有改善光色要求的情况，我们可以采用混合照明来达到该表光色的要求，但是必须利用系数高的方案可以优先考虑；为了可以更加增加光源和太阳能的使用率，室内的墙面、地面、屋顶必须采用颜色较浅的建筑材料，但是，一般情况下，不考虑通过降低照度来节约电能的消耗；日常的工作场所采用一般的照明就可以了，但是同一个场所内如果有不同的照明，那必须在合理选择照明标准的基础上，采取分区照明的方法，对于不同的照明需求，可以采用不同的照明度，这样也可以有效的节约能源；针对一些作业面照明要求特别高的场所，我们可以采用增加局部照明的方法来满足要求。

3.2推广使用高光效光源，采用高效率节能灯具

在选择建筑电气照明的光源类型时，应该在满足启动所需的时间，显色性，方便快捷等要求的基础上，根据照明设备的使用场所、使用的设备数量、使用人员的视觉要求和照明设备的照明质量来进行，增加新型光源的推广应用，选择有较长使用寿命，较高的发光效率和性价比，并且在启功时安全可靠的光源，如LED光源，是一种将电能直接转化为光能的半导体器件。它不但能够高效率地直接将电能转化为光能，而且拥有最长达数万小时至10万小时的使用寿命，同时具备省电、环保无汞、体积小响应快速等优点。另外，为了可以达到降低单位面积的耗电量，减少投资费用和运行费用的目的，还要特别关注灯具的配光曲线。在照明灯具的选择过程中，其光束的宽度的确定可以用室内占空比计算出来，其利用系数也可以通过地面反射系数来分析而得出。直管荧光灯一般可以满足大部分的照明需求，因为其具有较高的光效和性价比，而且它还有显色性好、使用寿命长的优点，成为照明市场上的畅销产品。但是如果对照明有更高要求的情况下，如高大厅堂等易维护的场所，那么就可选用不仅显色性好而且安全可靠耐用的高频无极荧光灯。

3.3研究新技术新产品，优选气体放电光源启动设备

在进行电气照明节能设计的过程中，首先应该考虑的就是天然光和光纤照明，并结合现代的科技手段，根据实际需要选择照明线路和控制开关。如果是有很多玻璃的建筑，例如对于写字楼等高楼大厦，天然光线可以直接通过玻璃，折射到室内，这种情况下，不需要人工照明就可以获得充足的照明，既可以充分利用太阳光的资源，又不会对人们的身体健康造成伤害。另外，还可以采取适当的措施来调控光线强弱，比如在太阳光过于刺眼的情况下，可以调节幕帘来调节光线，使光线更加舒适。如果遇到光线照不到的地方，如地下室，那么可以采用光纤来照明，其工作原理就是在不消耗能源的情况下，通过光采集袋将太阳光由室外传送到室内端口。除此之外，在选择气体放电光源的启动设备时，应该选用节能型电子镇流器和电感镇流器，由于其本身功耗能小，可以节约相当一部分的电能。但是，在使用电子镇流器时，会大大增加高次谐波的含量，这种高次谐波会危害到供配电系统，所以，设计人员应该注重高次谐波对供配电系统的影响，一旦发现问题，应及时采取相应的措施来避免不必要的危害。

3.4合理选择照明方式和照度值

在进行电气节能设计时，应该根据实际的需要，选择合适的照明方式，结合混合照明、一般照明和局部照明等照明方式，选择最佳的节能设计方案。在进行照明控制方法的选择时，则应结合双控开关控制、单灯控制、智能控制探测器控制等控制方法，在公共场所可以采用集中控制和分区分组的控制方式；如果遇到功能较复杂的建筑，为了保证节能效果，则必须采用智能照明控制系统；如果遇到夜景照明的情况，可以设计成多种模式结合的控制方式。照度过大或过小都不利于人们的生活和工作，所以正确选择照度值也是建筑电气照明节能设计中很中重要的一个步骤。

4.结束语

我国的照明用电量在总用电量中的比重逐年增加，同时也有很大的照明节能潜力，这其中的关键点，就是要做好照明节能设计工作。为了做好照明节能设计工作， 电气设计人员必须在满足人们对照明需求和建筑的使用功能的前提下，结合先进的技术和有效的节能措施，根据自己多年的设计经验，反复试验。只有这样，才能设计出节能效率高，使用性能好，同时又美观大方的设计方案，真正到达提高照明的效率，为国家节约能源的消耗，同时还可以保护我们身边的环境，让我们生活的世界更加美好。

参考文献：

[1]何宜娜. 北方地区住宅类绿色建筑节能设计评价研究[D].长安大学,2013.

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篇6

关键词：气候变化；节能减排；低碳绿色；发展趋势；电气节能；设计方法

中图分类号: TU201.5文献标识码：A文章编号：

1降低碳排放量势在必行 据统计，全世界40%的能源消耗来源于建筑物的能耗。我国建筑能耗约占全社会总能耗的28%。城市里的碳排放，60%来源于建筑物维持功能上。目前，我国建筑相关能耗占全社会比重较大，每建造一平方米的房屋，约释放出0.8t碳。我国既有建筑拆除率占新建筑面积的35%左右，欧洲建筑的平均使用周期近百年，我国建筑平均使用周期较短，由于建筑平均使用周期短，增加了建筑物拆除、建造的碳排放量。在新建筑中，高能耗建材、高能耗建筑较为普遍，随着中国城市化的进展，将导致建筑能耗的持续上升。

1.1降低碳排放的奋斗目标

2009年，我国在哥本哈根国际气候峰会上确定的目标是：到2020年，全国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。当低碳减排正式成为国家责任时，作为中国经济发展和城市化进程中重要支柱的建筑产业，必须正视产业的现状。最近，国家发改委下发了《关于开展低碳省和低碳城市试点工作的通知》，选择5个省和8个市开展低碳省和低碳城市试点工作。《通知》要求试点省和试点城市研究制订“十二五”低碳产业发展规划；出台支持低碳产业发展的相关政策；加快建立以低碳排放为特征的产业体系；建立温室气体排放数据统计和管理体系；积极倡导低碳生活方式。这足以说明我国已经将“低碳”提到到了重要的议程。

1.2加速低碳相关法规政策的出台

当务之急，要健全完善低碳特征工程建设标准。完善低碳特征标准体系，制订低碳特征标准体系发展规划。加强基础性标准研究工作。建立低碳建筑标准研究机构，开展基础性标准研制工作。编制《低碳生态城市发展的标准体系》和低碳建筑的基础标准、设计标准、技术标准、产品标准、工程标准、运行标准、管理标准、检测标准、能耗标准、新能源利用标准等。

1.3借鉴国外低碳发展的模式

与发达国家工程建设标准接轨，建立低碳建筑技术、产品认证机制，加强重点领域和薄弱环节的强制性标准的实施与监督，保证建筑使用周期的合理性。在国外，建筑施工领域对建筑垃圾的处理，有一些好的做法。比如，实行“建筑垃圾源头削减策略”，它是通过科学管理和有效的控制措施将其减量化，对于产生的建筑垃圾采用科学手段，使其具有再生资源的功能。荷兰将建筑废物循环再利用的重要副产品是筛砂，目前已有70%的建筑废物可以被循环再利用，他们制订了一系列法规，建立限制废物的不合理处理，强制再循环运行的质量控制制度。节能省地型住宅、绿色建筑、生态建筑、智能建筑、宜居城市、花园城市、人文城市、魅力城市、最具竞争力城市等发展理念，无不贯穿着“低碳”的思想。加强工程建设标准化制度建设，完善低碳特征工程建设标准，降低碳排放量势在必行。

2生态位原理与低碳建筑探索 据有关资料介绍，目前碳排放主体是排放在大气中的碳源、二氧化碳，对碳进行吸收有两个方面：一是林木碳汇，它主要是指森林吸收并储存二氧化碳的量；二是贝藻碳汇，还有土壤固碳、海洋固碳，碳截存等方法。 生态位原理可以从三个方面理解：第一，根据生态位原理，所有的生态元均具有相应的生态位，在空间、时间和循环链维度上找准适宜生态位，有空位要抢占，有偏位要挤占。第二，要避免生态位重叠，一旦出现重叠必会引起竞争，因此，必须依照生态位分离原理来解决。生态位分离会导致共生，共生才能促进系统的稳定发展。第三，要合理利用现实生态位，挖掘潜在生态位。低碳建筑和绿色建筑相比，在内涵和目标上基本一致，只是侧重点不同。绿色建筑侧重强调减少污染排放，低碳建筑侧重减少碳排放，它更切合节能减排应对全球气候变化的主题。因此，我们也可以把用低碳技术策略打造的绿色建筑称为低碳型绿色建筑。

3建筑生态化 建筑生态化有三个基本特征：第一，能为人类提供宜人的室内空间环境，包括健康宜人的温度、湿度，清洁的空气，良好的光环境、声环境以及灵活开敞的空间。第二，在自然资源的利用上，对环境的索取要小，主要指节约土地，在能源与材料的选择上，坚持减少使用、重复使用、循环使用和用可再生资源替代不可再生资源的原则。第三，对环境的影响要最小，主要指减少碳排放，妥善处理有害废弃物，减少光污染、声污染和空气污染。建筑生态化对建筑的要求不仅仅是建筑的使用过程，而是建筑的整个使用周期。

3.1生态技术和生态建筑

生态技术是利用生态学的原理，从整体出发考虑问题，注意整个系统的优化，综合利用资源和能源，减少浪费和损耗，以较小的消耗获得较高的目标，从而获得资源和能源的合理利用，促进生态环境的可持续发展。从北京大兴义和庄的“新能源村”建设，到国外运用生态技术建造的各种形式的生态建筑，生态建筑的发展从理论上、技术上以及建筑设计的实践上都得到了长足的发展。生态建筑是指根据当地自然生态环境，运用生态学、建筑技术科学的原理，采用现代科学手段，合理地安排并组织建筑与其它领域相关因素之间的关系，使其与环境之间成为一个有机组合体的建（构）筑物。

3.2发展生态建筑的社会条件

虽然生态建筑才刚刚起步，但它的发展有着深厚的社会认识的转变奠定了当今发展生态建筑的社会思想基础。从“以人为本”到“以环境为中心”的社会思想认识的转变奠定了当今发展生态建筑的社会思想基础。我国也在尝试建设花园城市、生态城市，这标志着延续200年的“以人为本”的现代化模式向“以环境为中心”可持续发展模式的过渡，从而使发展生态建筑具有了广泛的社会思想基础。共同的社会生活理想是世界各国发展生态建筑的社会道德基础。这就是将即时利益和整个人类的长远利益结合起来，公正合理地与他人分享地球的有限资源。

3.3生态建筑的发展动向

目前，生态建筑在各地方发展都处于起步阶段。西欧和北欧是发展较好的地区，近年来，在日本和新加坡均有现代意义的生态建筑建成。各国建筑师都在潜心研究生态建筑的技术和设计方法。从建筑设计上看，首先是将建筑融入自然，把建筑纳入与环境相通的循环体系，从而更经济有效地使用资源，使建筑成为生态系统的一部分，尽量减少对自然景观、山石水体的破坏，使自然成为建筑的一部分，通过高技术实现能量循环利用。其次是将自然引入建筑，运用高科技知识，促进生态化，人工环境自然化。在现代都市中引入自然，再现自然，运用生态技术，将植物、水体等自然景观引入建筑内部。

4电气节能设计方法

电气节能为建筑节能的组成部分，随着国民经济高速发展，对电力需求快速增长，由于发电装机容量和电网供电能力不足，全国大部分地区出现了不同程度的拉闸限电现象。由于我国节能的潜力巨大，因此把电能节约与电能开发并举，并把电能节约放在首位，是电气节能设计的重要内容。

4.1 合理设计供配电系统

根据用电负荷容量及其分布、用电设备特点及负荷等级，合理设计供配电系统，使系统在最佳状态下运行，使供配电系统在运行中的损耗减至最低。实现供配电系统的经济运行，达到节能的目的。

4.2 选用节能型变压器

因节能变压器具有损耗低、重量轻、噪音低、效率高、抗冲击、节能显著等优点，故节能变压器的使用尤为重要。采用节能变压器，能节约能源和减少温室气体的排放，因此采用节能变压器有巨大的节能潜力。所以设计时应首选高效低损的节能变压器。

4.3 合理选用电动机

在建筑电气设计中，电动机是与暖通、给排水管网等设备配套的，因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中，其一是就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外，减少电机轻载和空载运行。其二对功率较大的电动机可以采用变频调速器，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。

4.4 照明节能设计

照明设计应选择高效光源：照明光源应选择发光效率高、显色性好、使用寿命长、启动可靠方便快捷、性能价格比高的高效光源。按不同的工作场所，选择相适应的高效光源，可以降低电能消耗，节约能源。照明节能设计应提倡绿色照明：绿色照明并不只是照明节能，更有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量，在保护身心健康的基础上达到节约能源、保护环境的目的。同时，电气设计应与建筑设计密切配合,充分合理地利用自然光, 使之与室内人工照明有机结合, 利用最少的能源保证照度水平,从而达到节约人工照明的电能。

5结束语

篇7

关键词：智能照明；夜景；控制系统

Abstract: intelligent lighting control system has been widelyin the construction sector. Starting from the connotationand characteristics of intelligent lighting control system,analyzes the advantages of this system and the specific application in engineering of city nightscape lighting.

Keywords: intelligent lighting control system; lighting;

中图分类号：J914文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

前言

近几年来，城市夜景已成为对外形象的一大窗口，风格各异的现代建筑为城市夜景提供了丰富的载体。然而，因种种原因，很多城市的夜景仅仅是亮起来，没有动态变化，夜景观形象过于呆板，能源消耗大，管理繁琐、在“亮灯”方面还会出现 “亮灯”时间不统一、只有部分亮灯或根本“不亮灯”等现象。根据我公司多年来在灯光控制领域里的经验，好的夜景照明设计固然重要，如果没有一套完整灯光管理系统，进行集中控制、统一管理，以解决“亮灯难”问题，城市的夜景照明工程也无法达到预期的效果。

鉴于城市沿街夜景照明工程的特点，控制点多但分散，两点间距离较远，需要集中管理，各控制点的亮灯时间要统一等多种因素，本工程设计采用基于中国电信通讯平台的GSM无线照明控制系统。

二、GSM的控制原理及与其他控制方式的区别

GSM与其他控制方式的区别

目前已推出三种公共无线通讯方式及有线电话网络控制，其性能、费用、稳定性等对比排列如下：

GSM的控制原理

借用中国电信的覆盖通讯网，在每个控制点配置一个终端接受器，选用模块化、数字式的智能灯光控制模块，在总控室配置终端发射器及城市电子地图，管理人员就可以通过短信或电子地图图形操作的方式控制整个城区的夜景同时可以在现场手动面板控制。网络控制示意图如下：

该系统具有创意新，扩展性强，可靠性高，全天候、覆盖面广、信号最稳定的特点。

本套系统预留大容量数据传输接口，当移动GSM网络升级到3G时代时，可实现视频图像的无线传输，做到在主控室既可看到数据流量又可对现场的亮灯情况进行直观监控。

特别提示：即能通手机的地方均可接收，如照明控制箱设置在楼梯间或地下室无手机信号的地方，只须在该控制箱上配备外接天线，抛出房外均可。

三、系统功能效果描述

控制效果描述

时段场景

夜里7:00——10:00 :按平时夜晚场景。

深夜时:关闭大部分灯光，保留勾勒轮廓的灯。

管理效果

操作简便

管理人员直接通过鼠标点击图形界面中的标志，即可控制灯光并能实时观测到灯光的开启情况。

操作手段多样性

值班人员除在监控室内监控外，还可在密码输入正确后，通过短信息直接控制灯光。另外也可通过INTEL网实现异地控制。

坏灯及灯具使用寿命检测

值班人员可通过电脑屏幕监测到各个回路有无坏灯或通过短信息直接将监测信息发往值班人员手机。可累计每盏灯的使用时间，一旦接近使用寿命，系统自动提示是否要换灯。

灯具的保护：抑制金卤灯或高压钠灯的短时间再次启动。所有照明按序延时依此点亮，避免对电网的冲击。

四、GSM实施方法

产品简介

智能照明控制系统为总线制、模块化、全分布式系统结构，所有设备均配有各自独立的CPU，它可将系统配置的所有将模块分散安装在不同的区域，监控室的电脑可以作为整个系统中的集中控制单元进行系统管理及维护。

本项目中采用导轨式安装，体积小，可直接安装于原有配电箱内。照明配电箱是按平面分布式布置，只需在各个配电箱内加装智能照明控制模块DR405S，在配电箱内通过五类线连接，然后通过一台GSM转接口与GSM网络相连。

本系统还有一个最大的优点就是具有强大而简单的方便的扩展性，在系统建立了以后，将来要增加控制点，只需在增加的配电箱里加上一套接收器和控制模块，在主控室的控制电脑加上需要控制的数据就可以了。如有需要甚至可以覆盖控制整个城市的所有夜景照明。

如下示意图：

GSM接收、发射系统：在主控室的里安装一台GSM发射机通过主控室里

3.灯光控制系统具有如下特点：

本系统既具有电子全分布式系统结构，结合中国移动GSM中文短信息平台的诸多功能，系统具有如下主要功能：

a.所有控制模块为分布式结构，每个控制点模块均有各自地址码，每个回路也配有不同的地址码，可靠性高。

b.系统按设计需要设置时钟（根据经纬度自动计算日出日落时间），可将一年的任务事先编制完成

c.灯光的开启可按时间顺序点亮。

d.每栋楼宇每个点能够单独受控。

e. 每栋楼宇每个点做为一个单体能够接收，回馈信号。

f.每个单体能够通过GSM网存储好一周的工作时间表，并能通过GSM网随时删除，修改任务及随时发送信号。

g.由总控室发往各个单体的短信息有优选级区分。

h.控制室的监控软件特点：

1)图形实时显示当前开灯状态，通过颜色来表达不同的开灯状态，例如，红色表示全开，绿色表示半开，黑色表示关闭。（不同开灯模式对应不同颜色）

2)每个单位信息也可通过表格形式或树形结构表示。

3)配备灯饰电子地图地理信息系统（GIS）。

4)能够累计每个点的运行时间。

5)权限设定，针对不同的操作人员提供不同的功能使用权限。

6)在图形上能够直接控制照明系统中的任一回路。通过鼠标双击左键电子地图上的楼宇跳出当前开关状态，双击右键跳出开关回路功能界。

7)可进行坏灯检测，并在检测到坏灯时不仅软件进行语音提示，同时提供相应楼宇的图形提示。

8)软件提供对灯路运行状况、运行时间等定期的打印功能，进行完善的数据管理。

9)矢量电子地图放大、缩小、平移。

10)地理信息电子地图图层分层显示、管理。

11)资料统计打印。

12)地图打印。

i.值班人员在密码输入正确后，通过短信息直接控制灯光。

j.由于利用现有GSM网短信息平台，因此覆盖面广，信号稳定。

k.系统软件（调试软件）可进行初始化设计。

m.系统提供异地远程维护。PC机可通过INTEL网直接与服务器相连。

4．监控室设备：（附模拟图）

在监控中心设备配置了：服务器，PC机，无线MODEM，投影仪，打印机，专线服务电话，衡温、除湿设备，并对防尘、静电、防雷接地等安全措施设备。

将无线接收器接收信息传输给服务器进行处理，服务器连接PC机，传输的信息将通过与PC机相连的投影仪放映出来。或由打印机打印报表。可通过异地PC机对整个城市夜景照明控制系统进行远程维护。本系统同时提供开放式协议，也可通过OPC 接口与BMS系统进行连接集成。

参考文献

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