浅谈工业厂房建筑电气设计及其节能措施

采用绿色建筑标准，建设工厂时考虑节能设计。 #生活常识# #环保节能技巧# #绿色工业生产#

        王利  赖门福
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        摘要：建筑业的快速发展促进了我国整体经济的发展速度和方向。中国一直在大力发展、改革和创新。能源作为建筑业必不可少的动力源，促进了相关企业的健康发展。
        关键词：工业厂房建筑；电气设计；节能措施
        引言
        随着我国经济建设的快速发展，人们生活水平的提高，对于环境保护和能源节约有了新的认知。节约能源是我国的一项基本产业政策。广大工业厂房建筑应从技术上提高用能设备或工艺的能量利用效率，以降低消耗、减少损失，实现有效、合理地利用能源。工业厂房建筑即直接用于生产或为生产配套的各种房屋。
        其中，标准厂房具有通用性、配套性、集约性等特点。为降低工业厂房生产对电力的消耗，工业厂房的电气设计应当遵循节能原则，加强低损耗设计，优化设备选型，以提高工业厂房对电力资源的应用效率。
        1工业厂房建筑电气节能设计原则
        (1)满足工业厂房建筑物的功能需求，实现电气节能要以工业厂房建筑基本功能为前提，不能一味追求电气的节约而破坏和牺牲建筑的实际效能。因此，在工业厂房建筑电气节能设计中，要追求实际功效，满足工业厂房建筑功能需求，设计出符合实际建筑要求的节能方案。(2)符合经济效益原则，工业厂房建筑在进行电气节能设计时要符合实际的经济投入和消耗，以实际的经济原则为依据，对实际需求以及经济运行做实际的设计，选择最科学、经济的设计方案。如果过于追求电气节能而实行高投入，则违反了经济原则。这种“伪节能”现象，反而会消耗更多的资源。(3)遵循节约性设计原则针对工业厂房的建筑电气设计而言，在具体设计环节应当围绕实际经济效益和节能投资等内容上进行考虑，切不可为了满足节能需求，达到节能效果，而一味采用加大节能材料与节能设备使用频率的做法。具体来讲，为取得良好的节能效果，在具体设计环节应当遵循节约性设计原则，即围绕全局性，从合理性与科学化等内容上进行考量，确保设计方案或成果在满足最佳节能设计的基础上，还能减少资金成本投入，并在短时间内收回节能投入资金。简单来说，便是遵循节约性设计原则，实现设计经济与合理，确保节能高效。
        2工业厂房建筑电气设计及其节能措施
        2.1供配电系统
        1.配电系统功率因数。为了能够减少电气设备无功损耗，提高运行功率因数，必须科学选择电感性用电设备，并采取并联电容器等方式进行无功补偿，以提高功率因数。2.线路损耗控制。采用电阻率小的导线，变电所深入负荷中心，避免导线长度过长，适当提高导线截面积。虽然在工业厂房建设中可能会增加成本，但从长远发展来看具有非常高的经济效益和节能效益。在工业厂房建筑电气设计中有一个环节十分重要，即对配电系统的节能设计。配电系统的设计与许多方面有关联，既要统筹全局规划，也要根据具体情况，满足工业厂房建筑的布局以及系统更新方面分配的要求。在规划过程中要考虑综合的供电范围半径，实现电能的低耗，并且机房和竖井的设置也要合理和实用。在工业厂房建筑中，要明确电力负荷中心，变配电所以及供配电设备要在其附近，这样，可以缩短配电的半径，也能减少一些电路上的损耗。电源的进出点也需要细节的兼顾。因此配电系统需要进行综合的设计和规划，要将负荷、用电容量以及实际工程、规模和供电实际情况以及最终的发展规划纳入统筹的条件。

另外，还需要综合经济效益，做到实际的减能减耗，最终选择最合适、合理的供电方式.
        2.2降低线路损耗率
        首先是从用电导体自身的材质出发，多选择电阻率偏小的材质为主。由于铝材料的电阻率要比铜材料的电阻率大，所以现阶段主要是选择铜材质的电线、电缆运用在实际工程当中。其次是工程在进行线路组装的时候，要减少绕远的情况出现，要以短距离的线缆为主。为了满足这一需求，变压器的位置要与负荷中心的距离近，从而降低低压线缆的使用总量。最后也是最重要的，要选择出最合理的线缆截面积。而后运用电压损失等方式进行校验工作。这种选择截面积的方式虽需要的资金投入量少，但实际的电能消耗还是比较大的。因此通过综合资金成本投入的综合考虑，最终使用的是经济电流法来获得线缆截面积。经济电流法的名称之所以有经济，是因为开始投资金额和电能使用量综合加起来数值是最少的。这样截取出的面积会比第一种截取方式大一到两倍。为了将相关的设计进行简化，一般情况下是按照允许载流量的面积放大到两倍，基本就会获得较为合理的结果。根据经济电流法选出的电缆，前期虽然投入资金比第一种多，但在3年左右的时间内就可以从节约出来的电费中得到回扣，有利于企业的长远发展。
        2.3清洁能源的设计应用
        工业厂房建筑的电气节能设计应当加强对新型能源技术、设备的应用，在能源的应用上主要选择太阳能、风能、热能等清洁能源为主，以此降低建筑对电力能源的消耗，特别是“自发自用，余电上网”的分布式光伏发电并网应用正被大力推广。通过对发电损耗、电能质量、建设成本、运行维护等方面比较确定装机容量、接入方案和设备选型，并遵循《光伏发电接入配电网设计规范》《光伏发电系统接入配电网技术规定》等开展设计工作。在系统设计中，应注意系统继电保护及安全自动装置、防雷接地系统、调度自动化、系统通信、计量与结算等相关方案的同步设计。某农产品市场作为商用屋顶光伏电站典型代表，总装机容量为15.53MW，实现年均发电量1553万kW·h，在满足市场全部用电、余电实现上网的同时，有效减少建筑能耗。
        2.4照明系统
        照明系统主要采用节能高效的灯具，无特殊要求场所，尽量选择开敞式直接型灯具，同时还要考虑色温、光效、显色指数、使用寿命、价格等。严格控制照明功率密度值，充分利用天然光，配合天然光采取分区、分组等合理控制方式。工业厂房建筑内照明主要是采用声感照明和光感（体感）照明，如工业厂房生产车间的走廊和楼梯间，可以同时设置声感照明和光感照明，同时捕捉人的脚步声、咳嗽声，如果行走声音较小，光感器也可以捕捉人经过的动态光，实现自动控制；还可以采用智能照明控制系统，让照明系统更加智能，如传统控制系统在一定时间内无声音、无走动会自动关闭灯具，而智能照明系统采用了更加智能的控制方案，可以运用红外线传感器（人体都会辐射红外线），只要人在灯具就不会熄灭；还可以根据室内外环境光变化自动调节光照亮度，例如傍晚在走廊较暗（并非全黑）的情况下，系统会自动打开30%-50%的光亮度，在保证满足工业厂房使用需求基础上，尽可能减少电能损耗量。
        结语
        对于工业企业来说，开展节能型的工作模式，能有效为企业减少资金浪费。因此需要相关设计人员加大对于生产各环节的节能措施的关注，在正常生产的情况下真正实现经济收益、社会效益和资源效益三赢的局面。
        参考文献
        [1]张冕.化工电气设备设计和安全管理探讨[J].化工设计通讯,2020,46(02):114-115.
        [2]刘屏周,卞锴生,任元会,等.工业与民用配电设计手册[M].北京:中国电力出版社,2018.
        [3]汪彦良,岳智顺,王金全,等.谐波附加损耗及其降损节能分析[J].电气技术,2009,10(2):15-19.
        [4]朱宏毅,沈渭程,董开松.大型光伏电站有功功率控制策略研究[J].电气技术,2019,20(4):82-85.
       

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