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关键词:LED照明,光源,应用,现状,前景
LED发光二极管,也叫作光发射二极管(Light EmittingDiode,简写为LED)。是一种可将电能转变为光能的半导体发光器件,属于固态光源。它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中载流子发生复合,放出过剩能量而引起光子发射产生可见光。近年来随着LED芯片技术的提高、价格的降低以及相关驱动电路的成熟,使LED光源在照明领域的应用成为可能。尤其在目前全球范围能源紧张,中央政府大力提倡“节能降耗”的宏观环境下,大力推广LED照明必将产生重大的经济效益和社会效益。
1.LED光源的优点
LED的发光原理是利用半导体中的电子和电洞结合而发出光子,不同于白炽灯丝需要在3000度以上的高温下工作,也不必像荧光灯需使用高电压激发电子束,LED和一般的电子组件相同,只需要2~4伏特(V)的电压,在常温下就可以正常动作,因此其寿命也比传统光源来得更长,可达10万小时以上,被称为长寿灯。因LED光源工作电压低,所以安全可靠,人体接触无危险。
LED光效可达200lm/w,白炽灯的发光效率是8~15 lm/ W左右,普通T-8卤素荧光灯光效为40 lm/ W,相同照明效果比传统光源节能很多。免费论文参考网。并且LED还有毫秒级的通断时间,这也是一般传统光源无法达到的。
LED所发出的颜色,主要取决于电子与电洞结合所释放出来的能量高低,也就是由所用的半导体材料的能隙所决定。同一种材料的波长都很接近,因此每一颗LED的光色都很纯正,其光谱中无紫外线,故无热量,无辐射损失,不会形成光污染,是真正环保的绿色光源。
LED芯片大小可以根据用途而随意切割,常用的大小为0.3~1mm左右,跟传统的白炽灯或荧光灯相比,体积相对小得多。为了使用方便,LED通常都使用树脂包装,做成5mm左右的各种形状,十分坚固耐震。
LED光源方便管理,具有集中控制和分散控制或对点进行可调节性控制等多种方式。通过控制电流调光,不同光色组合以调色,加上控制电路以达到多种动态变化效果。
2.LED照明的应用现状
2003年6月,我国由科技部在“863”计划的支持下,在照明领域及时启动了“国家半导体照明工程”。免费论文参考网。2004年4月,科技部确定工作重点――发展新型照明行业,并确定福建厦门、上海、大连和江西南昌为首批四个国家半导体照明产业基地。通过“863”计划等科技计划的支持,我国已经初步形成从外延片生产、芯片制备、器件封装集成应用的比较完整的产业链。
在刚刚闭幕的2008年北京奥运会上,科技含量最高的场馆――“水立方”外表的绚丽色彩就是来源于LED照明,仅这一项,就比普通照明节电60%以上 。国家863计划重大科研课题“国家游泳中心半导体照明规模化系统集成技术研究”和北京市的“LED在国家游泳中心建筑物景观照明上的应用研究”两项科研课题,取得的一系列技术突破,为“水立方”的景观照明提供了坚实的科技支撑。“水立方”采用空腔内透光的照明方式,是目前世界上最大的膜结构建筑的LED景观照明方案。该方案采用单颗1W大功率LED光源,光源具有长寿命、易集成、快响应、利环保、高节能、光分布易于控制、色彩丰富等特点。
据相关报道,目前山东省潍坊市实施了大功率LED照明示范工程,利用自主开发的新型高效节能环保LED路灯,大规模推广应用城市绿色照明系统。已安装大功率LED路灯接近11000盏,在维持道路照度相同(或更优)并满足建设部道路照明标准的前提下显示了非常显著的节能效果,实测与高压钠灯相比节电69%,与金卤灯相比节电70%以上。LED路灯每天节电超过2.4万度,一年节电超过890万度,再加上减排的二氧化硫、二氧化碳和粉尘,社会和经济效益显著。
更多LED照明的相关资料表明,经过2004-2006年的导入期,中国现在已有多个城市正在大力实施LED城市景观与道路照明工程,以节能降耗面对日益严峻的全球能源紧缺形势。
3. LED照明的应用前景
目前,照明消耗约占整个电力消耗的20%,大大降低照明用电是节省能源的重要途径。LED正以其固有的优越性吸引着世界的目光。免费论文参考网。 美国,日本等国家及台湾地区对LED照明效益进行了预测,美国55%的白炽灯、日光灯被LED取代,每年可节省350亿美元电费,每年可减少7.55亿吨二氧化碳排放量。日本100%的白炽灯换成LED,可减少1-2座核电站发电量,每年可节省10亿公升以上原油消耗。台湾地区25%的白炽灯及100%日光灯被LED取代,每年可节省110亿度电。
举世瞩目的2008年北京奥运会和2010年上海世博会都不约而同地以围绕绿色节能为主题,这给中国LED照明产业的发展带来了巨大的历史机遇。据国内知名研究公司驰昂咨询(Sinotes)近日的预测,在奥运、世博的强力带动下,中国LED照明市场规模将从2007年的48.5亿元快速增长至2010年的98.1亿元。
在全球能源短缺、环保要求不断提高的情况下,凭借LED照明技术的亮度高、使用寿命长、节能、绿色环保等显著优势,伴随LED技术的飞速发展,使LED成为普通照明光源的时日越来越近,必将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后新的照明革命。
参考文献
[1]国家半导体照明工程研发及产业联盟推荐性技术规范 LB/T001―2008
[2]《中国半导体照明产业发展年鉴2006》
[3]《中国半导体照明产业发展报告2005》
【关键词】:民用建筑电气;节能;节能灯;功率损耗
中图分类号: TU201.5 文献标识码: A 文章编号:
一.引言
我国尽管是一个能源消耗大国,能源需求十分紧缺,但在这种情况下能源浪费的现象仍然十分严重。近年来电能作为二次能源的供需矛盾表现的越来越突出,能源紧缺已经严重的制约我国经济的发展。一直以来节能问题就是我国国民经济发展的一项长远方针,如何节约电能自然的就成为了每个建筑电气设计人员需要认真考虑的难题。本文就民用建筑电气设计中所采用的几项节能措施来进行探讨。
二.供配电系统的节能设计
依据负荷容量、供电的距离和分布以及用电设备的特点等因素来合理的设计供配电系统,尽量做到系统的简单可靠,操作使用方便。变配电所应该尽可能的接近负荷中心,从而缩短配电的半径进而减少产生线路的损耗。合理的选择变压器的台数以及容量,进而能够适应因为季节性导致负荷变化,可以实现灵活的投切变压器,最终达到经济运行而且减少因轻载运行带来不必要电能损耗的目标。
三.变压器的节能设计
降低变压器的有功损耗,变压器的有功损耗按照下面公式计算:
P=P0 +β2Pk
上式中 P―变压器的有功损耗(KW)
P0―变压器的空载损耗(KW)
β2―变压器的负载率
pk ―变压器的短路损耗(KW)
1.P0作为变压器的空载损耗又被称作铁损,它主要由漏磁损耗与铁芯涡流损耗而组成,它的值和铁芯的制造工艺以及材质有关,但与负荷的大小没有关系,因此我们在选择使用变压器的时候最好挑选使用节能型变压器比如SL9、S9、 SC8等等。它们使用优质冷轧进行取向矽钢片,实施“取向”处理,能够使矽钢片的磁畴方向趋向一致,从而降低了铁芯涡流的损耗,45度全斜度的接缝结构使得接缝的密合性更好,进而降低了漏磁的损耗。
2.P0是变压器负载传输的损耗也被称作变压器线损,它不仅取决于经过绕组的电流大小,而且还受变压器绕组的电阻大小的影响,而且还和负荷率的平方成正比。所以在选择使用变压器时要选择那些阻值比较小的绕组,比如铜芯变压器。β2Pk用微分可以求出它的极值,在β=50%每千瓦的负荷时,这时的变压器能耗值最小,但是在β=50%负载率时只降低了变压器的线损,并没有降低变压器的铁损,所以也不算是最节能的。综合初装费,高低压柜、变压器、土建运行以及投资费用,又会导致变压器在使用期内预留合适的余量,变压器最节能经济的运行负载率通常都在75%~85%之间。
3.在选择使用变压器台数以及容量时,必须要依据负荷情况,来综合考
虑年运行以及投资的费用,合理分配负荷,选取电力负荷与容量相适应的变压器,从而将工作保持在高效低耗的区间内。
四.减少线路损耗
因为配电线路存在电阻,当电流通过的时候就会形成功率损耗,它的公式为:
当“R”线路电阻在经过电流不变的时候,线路的长度越长则电阻值就越大。假如在一个工程施工当中因为线路上下纵横交错,通常工程线路长度不小于万米,大的工程更长,这就导致电能的损耗是非常巨大,因此设计人员要高度重视降低线路能耗。在具体的工程施工过程中,线路上的电流通常是保持不变的,因此要降低线损,只能尽可能的降低线路电阻。而线路的电阻值R=PL/S,也就是跟导线的长度L以及导线的电阻率P成正比,跟导线的截面S成反比。要降低电阻值需要从以下几个方面来进行考虑:
1.尽可能的选择使用电阻率P较小的导线,比如铜芯导线,其次是铝线。
2.尽量减少导线的长度,在设计过程中线路应该尽量避免走弯路而选择走直线,此外在低压配电当中尽量避免走回头路。变电所要尽量的靠近负荷中心,从而减少供电的半径。
3.增大导线的截面积,对于线路比较长的而言,在满足热稳定、载流量、保护配合以及电压降要求的前提之下,在选择线截面的时候应该加大一级的线截面。这样所增加的线路费用,因为节约能耗从而降低了后期年运行的费用,在进行综合考虑经济节能时还是比较合算的。
五.高供配电系统的功率因数
功率因数的提高能够降低线路无功功率的损耗,进而实现节能的目的。上述所提到的输电线路损耗AP中不仅包括线路传输无功功率时产生的线损,而且还包括线路传输有功功率时所产生的线损。传输有功功率主要是为满足建筑物功能。通常在供配电系统中的一些用电设备比如变压器、电动机、灯具镇流器和很多的家用电器都存在电感性,会导致形成滞后的无功电流,它要在系统中要经过高低压的线路后传输到用电设备的末端,在无形之中提高了线路的功率损耗。但是这一部分损耗的是能够避免的,具体方法主要有以下两点:
1.降低使用的用电设备所产生的无功损耗,增强使用用电设备的功率因数。在进行设计时应尽量使用功率因数较高的用电设备比如同步电动机,电感性用电设备可以选择使用有补偿的电容器用电设备等。
2.用静电电容器来进行无功补偿。电容器能够产生超前的无功电流用来抵消用电设备的滞后无功电流最终实现提高功率因数的同时又降低了整体的无功电流。在具体的工程设计当中有高低压柜集中补偿法以及采用分散就地补偿方法等,可以依据具体情况进行具体分析。
六.电动机节能设计
降低电动机损耗的主要途径是提高电动机的功率因数以及工作效率。在工程设计过程中要选择使用高效率的电动机,但是在具体的工程施工中电动机往往都是建筑及水暖等专业设备所配套的,由设备制造商进行统一的供应,因此节能措施只能够贯彻在运行的过程之中。除了就地电容器补偿降低线路损耗外最主要的就是降低空载运行以及电动机轻载,这是由于在轻载运行状态下电动机的效率是极低的,切实可行的办法是通过采用变频调速来控制电动机从而使其在负载率变化时能够自动的调节转速,从而提高电动机轻载时的效率实现节约电能的目标。
七.照明的节能设计
照明的节能设计要求是指在确保不降低照明质量、不降低作业面的视觉标准的前提之下,力求降低照明系统中的光能损失,进而最大限度的利用好光能,往往采用的节能措施有下面几种:
1.充分的利用自然光。这是进行照明节能设计的一个重要途径,在进行设计时电气设计人员要更多的加强和建筑专业的配合,做到合理利用自然光从而使其跟室内的人工照明有效的结合起来,最终大大的节约人工照明电能。
2.照明设计标准规定了各种场所的视觉要求、照度标准以及照明功率密度等等。照度标准不能够随意的降低,也不能随便的提高,必须要有效地控制单位面积灯具的安装功率,在充分满足照明质量的前提之下,通常房间应该采用高效发光的紧凑型荧光灯以及荧光灯,高大厂房、车间以及体育馆场的室外照明等通常采用金属卤化物灯和高压钠灯等高效的气体放电光源。
3.推广使用性能优、低能耗的光源用电附件,比如节能型电感镇流器、电子镇流器、电子变压器以及电子触发器等,民用建筑内的荧光灯适合选择使用带有无功补偿的灯具,紧凑型荧光灯应该优先选择使用电子镇流器,气体放电灯则适宜使用电子触发器。
八.结束语
民用建筑电气的经济节能设计有着很大的潜力,相关的电气设计人员在进行设计时要充分仔细的考虑,反复的比较设计方案,从而拿出一套在满足功能需求的前提之下,能够符合各种技术指标,切实可行而又行之有效的节能措施,最终实现节约电能的目标。
【参考文献】:
1. 胡龙才,现代建筑电气设计节能方法探讨[期刊论文]-科技资讯2008(33)
2. 吴胜军,建筑电气设计节能之浅见[期刊论文]-商场现代化2010(23)
3. 顾伟国,浅谈建筑电气设计中的节能措施[期刊论文]-安徽建筑2008,15(5)
4. 彭代军,高层住宅楼电气设计的相关问题研究[期刊论文]-渝西学院学报(自然科学版)2005,4(3)
关键字:绿色照明 照明节能
中图分类号:TE08文献标识码: A 文章编号:
绿色照明概述
绿色照明是指利用现代新技术提高照明电器和照明系统的光电转换效率,节约能源;减少发电排放的各类污染物,保护环境;改善生活质量,提高工作效率,营造体现现代文明的光文化 。
绿色照明概念是美国国家环保局于最早在上个世纪90年代初提出的。完整意义上的绿色照明包含了高效节能、环保、安全、舒适等4项关键指标。高效节能是指以消耗最低限度的电能获得最大化的照明,从而减少电厂各类污染物的排放,达到环保的目的。安全、舒适指的是利用新技术使照明设备发出的光线清晰、柔和、不含紫外线、眩光等对人身体产生不良影响的关照,避免产生光污染。
绿色照明的重要性
绿色照明技术的研发已经成为一种新的产业,即现代的绿色照明工程。绿色照明工程不单单是追求照明的节能,而是要从更高层次去认识,提高到节约能源、保护环境的层面,扩展了节能的意义,与传统的照明技术相比,绿色照明的应用十分重要。
(一)合理的照明工程设计
绿色照明工程的实施依赖于合理的照明工程设计,它不只是提供高效节能照明器材,还要在这些器材基础上,统管全局,根据建筑的室内光线环境、建筑的用途以及整体的气氛要求来合理安排照明器材。此外,还要做好各类照明器材的运行维护,这是保证照明工程稳定、高效的重要一环。
(二)非电能消耗
现代照明工程开发出由采光罩、光导管和漫射器三部分组成的新型光导照明系统,可以利用采光罩高效采集室外的自然光线,并将采集的自然光线导入光照系统重新实施分配,经过特殊材料制作的光导管对采集的光线进行传输和增强后,最后由安置在系统底部的漫射器把自然光照射到建筑物内部,从而实现完全非电能消耗。
(三)创设舒适、安全的环境
绿色照明工程通过科学的光照环境设计,采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明设备,如电光源、灯用电器附件、灯具等,改善、提高人们的工作、学习和生活光照条件和质量,为人们创造一个舒适、安全、经济的生活环境。
实现照明节能的途径
(一)采用高效节能的光源
前些年国内的照明光源以白炽灯最为广泛,价格便宜,安装维护简单,使用寿命也较长,但是发光率太、光线成分也比较复杂,目前已经被各种发光率高,光色好,显色性能优异的新光源取代。
1、高压钠灯
高压钠灯的优势在于光效高、体积小而且透雾能力强、使用寿命长。但是普通高压钠灯的显色性较差,适用于对显色性无要求的场所,比如路灯、广场照明。而高显型高压钠灯的显色性能有所提高,色温也较丰富,但是光效有所下降,常与汞灯组合,用于工厂及大型体育馆照明。
2、荧光灯
荧光灯的优势在于噪音低、能耗低、光色接近太阳光,一般用于居室、橱窗、柜台、实验室照明,是目前应用广泛的照明光源。
3、LED灯
LED灯是一些列发光二极管组成的光源,一般用于大型的广告牌,其优势在于能耗低、色彩丰富、可以通过技术手段对其色彩变化进行编制。
(二)适当的照明灯具
选定电光源以后,还应该根据照明场所的工作需要选用适当的照明器具,适当的照明灯具对于提高光源的照明质量、降低能耗,节省电力。灯具不仅可以对光源发出的光进行再分配,而且还具有装饰和美化环境的作用。灯具选用时应该优先选用直射光通比例高、控光性能合理的高效灯具,比如多平面反光镜定向射灯、蝙蝠翼式配光灯具等。
(三)改善照明灯具的控制方式
照明灯具的控制方式要根据安装照明设备的建筑物使用类别、建筑特点和光线要求等综合分析制定,要做到使用方便的同时,又降低电力消耗。
1、对于面积偏小的居民房、办公房或类似建筑,一般采用一灯一控,或者二灯一控的控制方式。
2、对于面积较大的房间,比如客厅、宴会厅、会议室等,一般采用多灯一控的控制方式;而当整个房间要求均匀照度时,可设置隔一控一的方式,没有均匀照度要求时,可采用分区控制,此时,也可以采用适当数量的单控灯。
3、针对居民房、办公建筑内的楼梯间、走廊等公共通道,照明器宜采用自动化控制方式,比如声控、光控。
综上所述,发展绿色照明,实现照明节能是降低能源消耗,提高能源利用率,提高生活水平的必然。同时,绿色照明与传统照明方式相比,许多方面都取得了突破性进展,给我们的生活带来很大的便利。发展节能照明,推动照明工程建设已经成为现代社会的一项主要产业。
参考文献:
[1] 郑心龙.谈民用建筑绿色照明的节能方式[C].//'2011中国(国际)建筑电气节能技术论坛论文集.2011:175-177.
[2] 王昱臣.低碳设计照亮绿色生活[C].//中国照明论坛—绿色照明与低碳技术科技研讨会论文集.2010:123-125.
关键词:建筑电气 节能措施 人才培养
中图分类号:TU201.2文献标识码: A
一.我国建筑节能现状分析
目前,我国拥有世界第三大能源系统,一次能源总产量仅次于美国和俄罗斯。但因我国的人口众多,人均拥有量很低,能源效率低下,未来建筑能源需求量很大。节约能源、降低能源消耗、提高能源效率关乎中国经济的前途,也关乎全球的经济发展。建筑节能是贯彻国家可持续发展战略的重要组成部分,也是我国经济工作中的战略重点之一。我国的建筑节能工作起步较晚,能源效率低下,未来建筑能源需求量很大,建筑节能工作任重而道远。很多学者将我国节能工作与发达国家的节能工作进行比较后认为,虽然我国能耗总量呈下降趋势,但是建筑能耗将持续上升,占社会总能耗的比例也将增长,而且消费的主要是不可再生资源。
二.我国建筑电气能耗分析
在建筑电气系统中,涉及到的电气设备主要有铜母线、测量仪表、电气元件(断路器、电流互感器、电压互感器等)、电力变压器、电力电缆、配电箱柜(照明配电箱、动力配电箱柜、控制箱等)、用电设备(风机、水泵、灯具等)、应急电源(发电机、蓄电池组等)等。在上述电气设备的功率损耗是来自于导体的电阻和磁性材料中的损耗,并且主要发生在电动机、灯具等电气设备、电力变压器和所有敷设的电力电缆之中。
电力变压器的损耗主要分为三个方面:空载损耗、负载损耗和杂散损耗。通过有效的方法保证变压器的总使用费用最低,从而达到节约资金的目的。
电力电缆截面应以确定导线的经济电流密度为根本,就是在已知负荷的情况下,选择最佳的导线截面;或是在已选定导体截面的情况下,确定经济的负荷范围,以寻求投资的最优方案,取得最理想的经济效益。
电动机在总用电量中占的比重也很大,其产生的能耗也是相当可观的。分析高效电动机的节能效果以及不同的电动机系统对能耗的影响情况,选择高效电机,搭建合理的电机系统是关键。
灯具照明应尽量选用新型的智能照明节电器,包括选择高效的光源及附件(镇流器等)。我国执行“绿色照明工程”的目的是为了在照明工程中最大程度地节约能源。
分析结果表明,在建筑电气工程中,能耗主要发生在电动机、灯具等电气设备、电力变压器和所有敷设的电力电缆之中,只要在建筑电气设计工作中遵循适用性、实际性、节能性的基本原则,就可以有效地提高能源利用率,控制建筑电气能耗。
三.建筑电气节能措施
电力生产具有同时性和集中性两大特点,决定了能耗将在该建筑物电气系统从变电、传输到用电设备的各个环节发生。建筑电气节能水平可通过采取有效的措施加以提高,节能措施还应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。具体措施主要有一下几个方面:
1.培养和造就具有创新意识的电气工程人才
各大院校要树立创新教育理念,建立多元培养模式,根据电气工程及其自动化领域的新发展、新要求,围绕发挥特色专业优势,培养电气创新人才的主题,各大院校在制订培养计划时转变继承性教育思想,树立创新教育的理念。结合卓越工程师培养计划、国际合作办学、培养创新拔尖人才等教学工作,动态优化重构人才培养方案,探索多元人才培养模式,建立系统传授与探索研究相结合的新教育体系。从而为我国国民经济的发展输送更多、更优秀的创新型人才。 转贴于 中国论文下载中心
2.优化设计
设计人员针对每项电气分项工程,都有较详细的电气负荷计算书和采取相应的节能措施。在确定设计方案时,按照“以人为本"的设计思路,深入现场,通过与业主进行有效沟通,了解工程的具体情况;根据负荷特点、建筑使用功能要求、建筑物的结构特征和周围环境特点等多方面因素的综合考虑,进行全面的技术分析比较,力求最佳的设计方案。还要掌握各种节能新技术,并在设计中适当采用可获得巨大的经济效益和社会效益。政府有关职能部门也应加强对建筑电气设计项目的审核管理。
合理选择变压器的容量和台数,以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器,实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。在设计中还应尽量减少三相不平衡度。因此,合理设计供配电系统在电气节能中起着非常重要的作用。
3.对建筑电气系统运行加以强化管理
加强对建筑电气系统运行的管理,同样可达到节能的效果。主要管理措施有:
(1)设备管理:电气节能在很大程度上取决于设备的运行状况。如果使各种设备安全、有效、稳定地运行,出现故障能快速排除,则可以节约能量。
(2)控制管理:开发并利用功能强大、界面友好的控制软件也是保证电气系统节能运行的有效措施。
(3)人员技术培训管理:加强对电工的培训,提高管理人员素质,以保证电气设备的正常运行和设备的使用效率,才能在电气节能中有所作为。
4.选用先进的节能设备、器具
首先,选用节能型变压器、节能型电动机。其次,照明用电为建筑物用电量的20%-40%,降低照明用电尤为重要,其主要途径包括:发展高效光源、采用高效灯具、改进照明控制。目前荧光类高效节能灯已广泛普及,国外普遍看好的发展方向是led光源,在最10-20年内预计将有重大突破。
结束语
能源是重要物质保障,能源的紧张将严重阻碍人们未来的正常生活、社会进步和经济的可持续发展。面临全世界能源短缺时代的即将到来,希望各行各业的人们,从自我的本职工作做起,为了我们的生存环境,为了子孙后代,投入到“节能减排”的实际行动中来。
参考文献:
论文摘要:阐述了城市的夜景亮化艺术和城市夜景亮化工程的设计和控制及存在的一些问题,同时强调了环保与节能的必要性,指出在城市亮化、发展过程中一定要贯彻可持续发展的观点,做到以人为本,协调发展。
城市夜景亮化是商贸兴旺,旅游发达,文化繁荣,城市的现代化建设和人们生活水平提升的需要,总而言之,这是社会物质文明和精神文明进步的体现。城市夜景亮化是为了描绘星空下都市的环境美,因此是我们一贯所努力追求的现代化城市环境美化的内容之一。通过一个城市的夜景照明,可透视该城市的经济繁荣,人们的精神与文化生活水平。城市夜景亮化是运用各种发光器件,结合电气、电子和微电脑技术,根据科学和艺术的用光设计和色彩构成原理,创意城市夜幕中具有观赏价值的灯光艺术景观,以美化城市夜环境的艺术氛围。因此,艺术性应该是城市夜景亮化一个首要的评价原则。在常规的照明设计中,如车间、厂房、教室等室内照明设计和体育场、码头、道路等室外照明设计,主要追求满意的照度指标、照度均匀性、合理的显色性以及合格的眩光指数等。而在城市夜景亮化的设计中,主要是对城市的景观进行灯光的艺术创意。
同时,事物都具有两重性。城市夜景亮化的发展是为了美化城市夜环境。但是,如果不重视科学合理用光,就会造成对人有害的眩光或光污染,对人的视觉造成严重干扰和伤害,对人们的工作和生活造成不良影响。所以我们应合理地选用设置照明器材,合理研究被照射对象的反射特性,合理采用防眩光技术和设置各种广告。城市夜景亮化需要选用各种照明器材对景观进行灯光的艺术描绘。但是如果不科学合理的设置照明器材,不注意灯具外形及其色彩,不注重固定架体或杆件的品质,将会破坏景观原有的艺术形象,从城市环境美化的要求来看,城市夜景亮化的设计,应该要求白天美化、晚上艺术亮化。不能只顾晚上亮化,而损害景观在白天的艺术美。环境美在白天和晚上应该是统一的。
由于城市整体夜景照明发展迅速,受到技术、产品、经济、管理和社会环境等多方面的限制。如何装点城市的同时,注重保护自然景观,节约能源,减少污染,使人们生活在一个自然、清新、美好的环境中,在城市亮化过程中还有许多值得研究探讨的问题,本文就我国城市夜景照明发展中出现或要注意的问题提出肤浅看法,供大家探讨。
应该说,对一个城市亮化工作首先应考虑总体规划,即在充分了解城市的地位、历史、人文、建筑等内涵的基础上,根据城市的特色进行城市的总体规划。由于城市亮化受到所在城市的能源和财力的制约,现在一般大中城市的夜景照明往往是各主要建筑物物业单位自行作主,各建筑物间的照明缺乏整体协调性,看上去整个城市夜景分散零乱,没有主次和特点,所以要想搞好一个城市的夜景照明,在电力与资金条件许可的情况下,首先得设计出一个夜景照明的总体方案和规划,形成该城市的夜景照明风格,然后再按照夜景照明的基本规范和标准,确定不同场合的照度和亮度水平,以及色调匹配和照明方式等。以下分不同照明场合介绍有关亮化工程的一般规范方法和提供一些建议。
1城市道路照明设计
据有关部门统计,我国路灯总数大约为250万盏,其中钠灯约占40,我们认为:I)在道路照明设计中应首选高压钠灯,提高高压钠灯的普及率;2)继续提高城市主干道的照明水平,逐步向国际大城市照明水平靠拢;3)充分注意眩光问题,特别是居民区的道路照明;4)加强对照明时间的控制和管理,采用新型节能控制器。
2城市商业区照明设计
商业照明设计中主要考虑一般照明和重点照明。一般照明包括商业区的道路照明和景观环境照明,现大多采用庭园灯、步道灯、草地灯、彩色喷泉等衬托整个商业区的气氛。按CIE有关标准,商业区道路的照度标准为5 1m-25 lm,从目前情况看,我国大中城市的主要商业区道路的照明基本上与国际标准接近,不过也有个别地区道路照明低于该标准。商业区的重点照明包括橱窗、店头、商品、商店内的照明等。大多采用霓虹灯,荧光灯,卤钨灯,白炽灯,紧凑型灯,大型超市也有采用金卤灯的,现在新型商厦的照明照度一般在300 lm以上,采用光源的直管型荧光灯和紧凑型荧光灯为多。我们建议在对商业区建筑进行照明设计时要考虑:1)商业建设内部照明形式的多样化,大型商厦不同的销售区域或各种专卖店有其不同的功能和特点,不同的场所,不同的商品和商品不同的展示方式所要求的照度水平和分布,以及对色调、颜色、明暗分布都有不同的要求。2)商业街景的照明是要进一步渲染和突出商业建筑的个性特色,体现建筑本身丰富的文化内涵,追求一种格调高雅的享受空间。3)实现照明设计的节能化,商业建筑照明是城市照明用电的大户,目前节能型照明光源和器具的产品也日见成熟,所以商业建筑的照明应严格按照国家标准规定的照度要求,合理选用高效的照明器具。在购物空间内,提倡减弱背景照度,实现光源的低位布置。
3街道景观建筑立面照明设计
建筑物夜间照明设计应考虑诸多因素:1)全面了解建筑物的使用功能,建筑轮廓,周围环境,表面材料,业主的设想;2)对建筑物选定照明的主位,确定表现手法,选择合理的照度,合适的光源、灯具,进行艺术创作。一般现代建筑物的景观照明采取的方法有泛光照明,轮廓照明,内透光照明和特种照明。
夜景环境照明的配电设计大多数是在原有建筑和环境的基础上进行二次设计的。而设计人员很大一部分不是专业设计人员,灯虽然亮了,但照明配电却存在严重的事故隐患和配电控制的不合理现象。归纳起来有如下几个方面:
1)断路器的整定与线路负载不匹配。整定值过大导线截面过小,起不到保护线路和照明器具的作用,事故发生时不能有效跳闸。2)照明器具没有保护接地的安全措施。3)线路敷设不执行有关规范、规定的要求。4)控制方式单调,有的甚至连接触器也不设,采用手动合断路器的方式操作不方便也不安全5)室外配电箱没有采用防雨防腐及安全措施。6)高层大楼的照明器具和线路未采取防雷保护措施。
上述问题,我认为主要原因有3点:a.从事照明设计的人员很多不是电气专业人员。b.工程没有实行招标制度,或者虽进行了招标,标书中对配电控制没有提出具体的要求。c.没有认真实行施工的监理和质量检查制度,尤其是一些“三边”工程
伴随着大规模照明工程的开展,照明控制技术也得到较快的发展,很多大中型照明工程应用了智能控制技术,增强了照明工程的艺术表现力,提高了管理水平,降低了管理人员的劳动强度,有效地节约了能源。但是,也有很大一部分照明工程,由于种种原因,照明控制相当落后,还停留在手动控制方式上,而且设备的选型和供电线路不合理,成为照明工程中的遗憾
照明控制是夜景照明工程中的重要组成部分。照明电子技术的发展,使照明控制技术发生了质的变化,已从过去的手动控制发展到今天的智能控制。
照明设计看起来简单,实际上是一个技术含量较高的专业,一个完美的设计,必须由专业灯光设计人员和专业电气设计人员很好的配合,才能做出优秀的照明工程。
院(系)名称: XXX学院 专 业: 工业设计(艺术类)
学生姓名: X X X
学 号: XXXXXXXXX
指导教师: XXXX
20xx年 X月 X日
《运用废旧材料制造的灯具产品设计》开题报告
报告日期 设计(论文)起止时间 20xx/X/X 20xx年X月x日至X月X日(共14周)
(一)课题背景、意义及实际应用方面的价值
灯具这一产品为人们的日常生活与工作提供了方便,没有哪个产品能像灯具一样与人们的日常生活如此的紧密联系,国内灯具的设计与发展,与经济和科技的发展有着一定的内在联系。在生活水平相对低下的时期,消费者对灯具关注点主要集中在灯具的照明功能上,随着生活水平的提高,物质生活越来越丰裕,消费者对灯具的需求已经从单纯的照明功能向深层次的精神文化层面发展。灯具除了为人类带来光明的同时,也丰富了人们的精神与文化生活。灯具的设计不光为人们提供一个很好的视觉光照环境,而且能够运用多种材料及不同的形态实现艺术化的效果。
绿色设计是工业设计概念中的重要设计理念,是指在产品及其寿命周期全过程的设计中,要充分考虑对资源和环境的影响,在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时,更要优化各种相关因素,使产品及其制造过程中对环境的总体负影响减到最小,使产品的各项指标符合绿色环保的要求。设计中的绿色设计的体现一方面就是对废旧材料的再利用,废旧材料是指每个家庭在日常生活中必要的或常用的可再生的安全又卫生的废品,诸如废旧的建筑装饰材料、废旧的塑料瓶、包装盒,大多数的情况下这些废旧材料会被当做垃圾处理掉,其实,每一种废旧材料对设计来说,都具有人们意想不到的价值。本次设计的主题就是运用废旧材料进行灯具产品的设计。本课题的研究将获得一些应用性的结论或许可以为灯具企业提供借鉴,有助于家庭和企业更有效地推出真正符合绿色设计要求的让用户满意的产品,提高产品在市场上的竞争力。同时也进而提高人们的生活质量,使灯具成为环境中烘托气氛的有力手段。
(二) 课题在国内外的设计现状
国外灯具的设计与发展,与经济和科技的发展有着一定的内在联系。消费者对富有情趣、个性、文化内涵灯具的需求呈现出上升趋势,伴随着现代照明技术和新材料、新工艺的发展,以及对各种照明原理及使用环境的深入研究,灯具的环境表现力和独特艺术魅力得到极大丰富。灯具设计在中国内近几年的发展中取得了较大的进步,现在市场上的灯具产品与过去比较在形态上变得更为丰富,不同风格、色彩、造型、材料的灯具大量涌现。可以看出当今社会对灯具产品的设计较为关注。但在设计中考虑废旧材料的应用,并以此为主题的灯具产品一直处在都是市场空白状态,本课题的研究正是在此基础上提出并展开的。
(三)课题设计的内容及拟采取的方法
设计出适合家居环境使用的灯具,进行一套完整的工业产品的设计过程,对废旧材料进行整理分类并从中选择适合进行灯具设计的材料,进行设计前的调研(方法有询问法、观察法、收集资料法、家访调查等),对调研内容进行分析总结,进行设计定位,围绕废旧材料进行灯具设计的功能、结构、形态、人机工程学、色彩、加工工艺等设计的诸多因素方面进行设计思考,提出创意设计方案,绘制草图,评估完善优化设计方案,定稿,确定尺寸,进行计算机效果图制作,制作展板和实物模型。设计作品应具有创意性和新颖性;符合现代审美趋势以及具备市场价值;符合绿色设计和环保设计要求;具有安全性和舒适性。
为了完成本次设计,将整个设计内容分为以下几个步骤:
1、设计准备和设计调研:首先了解废旧物品的涵义内容实质,掌握绿色设计的核心理论,对灯具设计相关理论知识进行搜集,对灯具市场进行调研
2、设计定位:在调研的基础上,选择适合的废旧物品材料,明确灯具的用途和使用环境,确定废旧物品灯具的设计方向
3、方案设计:从设计草图着手,设计内容主要包括:废旧物品材料的加工成型工艺,灯具的外观形态设计、色彩设计,确定灯具的设计主题,表现元素,绘制草图方案。
4、方案评价及深入设计:包括对方案的设计评价以及通过评价后,进行改进设计。
5、设计分析:对最终方案的结构、材质、色彩、工艺等方面进行深入分析。
6、设计实现:完成废旧物品灯具设计的效果图表现及模型的制作。
7、设计完成:最终完成毕业论文,并达到毕业设计的要求。
(四)课题设计的计划安排
时间阶段
第一周 第二周 第三周 第四周 第五周 第六周
计 划 完 成 内 容
拟定课题 进行开题准备 撰写开题报告及相关材料 毕业设计市场调研,查阅资料 毕业设计调研总结,进行设计定位 毕业设计产品构思,草图绘制
第七周 第八周 第九周 第十周 第十一周 第十二周 第十三周 第十四周
设计方案优化,进行计算机建模、渲染 设计效果图出图,制作展板,绘制尺寸图 毕业设计模型制作(成型) 毕业设计模型制作(表面处理、喷漆) 毕业设计论文(说明书)写作 毕业设计论文(说明书)写作 毕业设计论文(说明书)整理修改 毕业设计材料整理,准备答辩
(五)主要参考资料、文献
1.高丰、孙建君.中国灯具简史.北京:北京工艺美术出版社,2007
2.孙建君、高丰.古代灯具.济南:山东科学技术出版社,2001
3.Bentley Meeker, Light X Design: 20 Years of Lighting. Glitterati. English,2011
4.何人可. 工业设计史. 北京:北京理工大学出版社,1991
5.程能林.产品造型材料与工艺.北京:北京理工大学出版社,2001
6.王亦敏.灯饰设计.天津:天津大学出版社,2004
7.李福生、陈育明.住宅照明.上海:复旦大学出版社,2004
8.辛华泉.形态构成学.杭州:中国美术学院出版社,2009
【关键词】建筑电气,设计安装,存在问题,解决措施
中图分类号:F407文献标识码: A
一.前言
建设工程中,电气设计和安装质量的好坏轻则影响整体工程的质量,重则会危及用户的安全,这就对电气设计工程的设计人员和安装人员提出了更高的要求,随着我围城市化进程的加速和人民生活水平的提高,居民对建筑的要求也越来越高,但是随着建筑功能复杂性的增加,建筑中的防火问题和能耗问题也越来越严重。一直以来,建筑电气安装工程主要由电缆敷设,线管、线盒的预埋,配电箱(柜)的安装,照明器具的安装,配电箱(柜)的安装,设备接线,系统调试等几个分项组成。现在的建筑正在向电气化、自动化、智能化方向发展。电气设计安装过程质量的好坏是直接影响建筑工程质量的一个重要因素,这就要把电气设计安装工程放在重要的位置上。
1电气安装施工工序
安装准备管路预制加工箱盒定位管路连接穿带铁丝扫管带护口穿线电缆敷设配电箱安装照明器具安装防雷接地安装系统调试。
1、设计方面存在的问题
1.1建筑电气防火设计不合理问题
建筑火灾中,由电气引发的火灾占首要地位。引发电气火灾事故的主要原因有:使用不当造成的电气火灾,如架空进线时进入住户时未采取防高压电位侵人措施;电气设备年久失修导致的电气火灾。不按照国家技术规范布置电气引发的火灾。
1.2建筑电气中的能耗问题
目前建筑内用户对建筑服务水平提出了更高要求,如住宅内生活热水、家用电器的需求增大,将造成这建筑能耗的增长。随着我目经济发展和高收人人群的增加,此类高能耗住宅呈飞速增长的趋势,成为我国建筑能耗增长的一个重要因素。目前夏季空调已广泛普及,各地开始纷纷提出建设供热系统,改善冬季室内热环境的要求,这将带来极为沉重的能源负担,加剧我国能源供应紧缺的状况。
2电气安装工程常见问题
2.1用电气主要设备和材料问题
①导线电阻率高、熔点低、机械性能差、截面小于标称值、绝缘差、温度系数大、温度系数大、尺寸不够数等;②电缆耐压低、绝缘电阻小、抗腐蚀性差、耐温低。内部接头多、绝缘层与线芯严密性差;③动力、照明、插座箱外观差,几何尺寸达不到要求,钢板、塑壳厚度不够,影响箱体强度,耐腐蚀性达不到要求;④开关、插座导电值与标称值不符,导电金属片弹性不强,接触不好,易发热,达不到安全要求,塑料产品阻燃低、耐温、安全性能差等;⑤灯具、光源粗制滥造,机械强度差,防锈防腐性能差,使用寿命短等;⑥各种电线管壁薄,强度差,镀锌层质量不符合要求,耐折性差等。
2.2防雷接地问题
引下线、均压环、避雷带搭接处有夹渣、焊瘤、虚焊、咬肉、焊缝不饱满等缺陷;焊渣不敲掉、避雷带上的焊接处不刷防锈漆;用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋;直接利用对头焊接的主钢筋作防雷引线。
2.3电线管敷设问题
①薄壁管代替厚壁管,黑铁管代替镀锌管,PVC管代替金属管;②穿线管弯曲半径太小,并出现弯瘪、弯皱,严重时出现“死弯”。管子转弯不按规定设过渡盒;③金属管口毛刺不处理,直接对口焊接,丝扣连接处和通过中间接线盒时不焊跨接钢筋,或焊接长度不够,“点焊”和焊穿管子现象严重。镀锌管和薄壁钢管不用丝接,用焊接;④钢管不接地或接地不牢;⑤管子埋墙、埋地深度不够,预制板上敷管交叉太多,影响土建施工。现浇板内敷管集中成排成捆影响结构安全;⑥管子通过结构伸缩缝及沉降缝不设过路箱,留下不安全的隐患;⑦明、暗管进箱进盒不顺直,挤成一捆,露头长度不合适,钢管不套丝、PVC管无锁紧“纳子”。
2.4室外进户管预埋问题
采用薄壁铜管代替厚壁铜管;预埋深度不够,位置偏差较大;转弯处用电焊烧弯,上墙管与水平进户管网电焊驳接成90°角;进户管与地下室外墙的防水处理不好。
3建筑电气安装工程中常见问题的原因分析
1)电气市场混乱,假冒伪劣产品和无证产品多。采购人员识别真假能力差,把关不严;
2)操作人员责任心不强,焊接技术不熟练,他们多数人是电工班里的多面手焊工,对立焊的操作技能差;现场施工管理员对国家施工及验收规范GB501692《接地装置》有关规定执行力度不够;
3)施工人员对施工规范不熟悉,或没有进行过专业培训,技术不过硬;操作中不认真负责,图省事方便,监理工程师及现场管理人员要求不严,监督不够;
4)材料采购员采购时不熟悉国家规范、标准,有的施工单位故意混淆以降低成本;施工管理员不严格或者对承包者的故意违规行为不敢持反对意见,不坚决执行规范和标准。
4建筑电气安装工程中常见问题的解决措施
4.1设计方面
4.1.1建筑电气设计中的防火措施
遵守设计规范,重视技术细节
为有效防止接地电弧短路而引发的电气火灾,在民用建筑电气设计中可以采用具有漏电保护功能的断路器,由于该类对电弧短路电流有很高的动作灵敏性,能及时切断电源,防止电气火灾的发生。
在建筑电气设计时要充分考虑电气负荷问题
在设计选型时电缆考虑远期发展应适当放大,开关可根据近期负荷需要选择整定电流,这样既能满足近期负荷需要也能满足今后发展的要求,以有效避免线路过负荷运行,有效降低电气火灾隐患。
使用耐火耐热配线
在发生火灾时,耐火耐热配线可以阻止火焰蔓延,且能够离开火源自熄,防止电气线路发生短路、接地故障等事故,以保证消防设备的安全运行,使安全疏散和火灾扑救上作顺利进行。
4.1.2建筑电气设计中的节能措施
合理计算建筑的用电负荷,达到节材、节能的目的
用电负荷计算方法可以按下列原则选取:在方案设计阶段可采用单位指标法,在初步设计阶段及施工图设计阶段采用需要系数法,对于住宅建设,在设计的各个阶段均可采用单位指标法和单位面积法。
合理设置计量装置
如单元总配电箱设置在首层,内设总计量表层配电箱内设置分户电表,由总配电箱到各层的配电箱采用树干式配电,各层的配电箱到各户的分户配电箱采用放射式配电。
合理选择电线、电缆截面和照明控制方式
要尽可能计算出准确的电负荷,按照电线、电缆载流量应大于或等于保护开关整定值的l倍来选择合理的电线、电缆截面。另外,要选择合理的照明控制方式,面积较小的居住可采用一灯一控或二灯一控的方式,面积较大的房间宜采用多灯一控的方式,在采光不足的区域内宜采用光电控制的自动调光装置,室外照明宜采用光电自动开关或光电定时开关控制,以有效降低能耗。
4.2电气设备、材料方面
①电气设备、材料进入施工现场后,保管员协同监理工程师,首先检查货场是否符合规范要求,核对设备、材料的型号、规格、性能参数是否与设计一致;②对主要材料,应有出厂合格证或质量证明书等。对材料质量发生怀疑时,应现场封样,及时到当地有资质的检测部门去检验,合格后方能进入现场投入使用。
4.3防雷接地方面
加强对焊工的技能培训,要求做到搭接焊处焊缝饱满、平整均匀,特别是对立焊、仰焊等难度较高的焊接进行培训。增强管理人员和焊工的责任心,及时补焊不合格的焊缝,并及时敲掉焊渣,刷防锈漆。根据GB501692《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》规定,避雷引下线的连接为搭接焊接,搭接长度为圆钢直径的6倍,因此,不允许用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋。另外,作为引下线的主钢筋土木建设如果是对头碰焊的,应在碰焊处按规定补一搭接圆钢。
4.4电线管敷设方面
①严格按设计和规范下料配管,监理专业工程师严格把关,管材不符合要求不准施工;②配管加工时要掌握:明配管只有一个90°弯时,弯曲半径≥管外径的4倍;2两个或三个90°弯时,弯曲半径≥管外径的6倍;暗配管的弯曲半径≥管外径的6倍;埋入地下和混凝土内管子弯曲半径≥管外径的10倍;③镀锌管和薄壁钢管内径≤25mm的可选用不同规格的手动弯管器,内径≥32mm的钢管用液压弯管器。PVC管子根据内径选用不同规格的弹簧弯管,内径≥32mm的管子煨弯,如大量加工时,可用专制弯管的烘箱加热。做到管子弯曲后,管皮不皱、不裂、不变质。PVC对接时,建议采用整料套管对接法,并粘接牢固;④如果配管超过下列长度时可在适当位置加过线盒(此盒方便穿线,但不允许接线)。直线50m;30m,无弯曲;20m,一个90°弯;15m,二个90°弯;8m,三个90°弯;⑤禁止用割管器切割钢管,用钢锯锯口要平(不斜),管口用圆锉把毛刺处理干净。直径≥40mm的厚壁管对接时采用焊接方式,不允许管口直接对焊。直径≤32mm管子应套丝连接,或用套管紧定螺钉连接,不应熔焊连接。连接处和中间放接线盒采用专用接地卡跨接;⑥明管、暗管必须按规范要求可靠接地,进入配电箱的镀锌管、薄壁管用专业接地线卡和≥2.5mm的双色BV导线与箱体连接牢固。直径≥40mm的管子进入配电箱可以用点焊法固定在箱体上,并注意防锈防腐;⑦管子埋入墙内或地面内,管子外表面距墙面、地面深度≥20mm,保证墙面、地面沿管子不裂缝。预制板上敷管尽量避免交叉,如果20mm管子穿线超过规定根数,可并放1根16mm管子分穿。现浇楼板内敷管,禁止成捆敷设,应成排分开间隔放置,减少对地板结构的影响;⑧管子通过伸缩缝和沉降缝应按设计要求施工,过渡箱(盒)放置应平整牢固;⑨明管、暗管进箱、进盒内要顺直。管子外径如果与箱体预留孔眼相符应尽量使用,如果管径比箱子孔眼小的较多,再用钻孔器开孔,管径比箱体孔眼大时,应在箱体孔眼的基础上扩大。禁止用气割或电焊吹孔。管子较多应成排进箱,并留有适当的间隔。管子进箱长度3-5mm,排列要整齐。
4.5室外进户管预埋方面
进户预埋管必须使用厚壁铜管或符合要求的PVC管。加强与土建和其他相关专业的协调和配合,明确室外地坪标高,确保预埋管埋深不少于0.7米。加强对承包队伍领导和材料采购员有关法规的教育,监理人员要严格执行材料进场需检验这一规定,堵住漏洞。预埋钢管上墙的弯头必须用弯管机弯曲,不允许焊接和烧焊弯曲。钢管在弯制后,不应有裂缝和显著的凹痕现象,其弯扁程序不宜大于管子外径的10%,弯曲半径不应小于所穿入电缆的最小允许弯曲半径。做好防水处理,请防水专业人员现场指导或由防水专业队做防水处理。
5 结束语
在建筑建造过程中,电气安装过程是不可或缺的环节之一。高层建筑数量在各大中型城市呈现出了迅猛增长的态势。高层建筑电气设计问题在保证建筑施工质量方面就显得越发重要。电气设计成功合理与否,在很大程度上决定着高层建筑的安全性与可靠性。因此,高层建筑的电气设计问题不可小视。我们在建筑电气设计的过程中要注意它所存在的主要问题,参考已有的这些问题的解决对策,积极创新,构建安全可靠的电气供电设备,它的重要性以及实用性不可或缺。而在电气安装的施工环节,设计以及施工人员应该了解国家规定,清楚材料和设备的型号和规格。最后,只有在整个安装过程中不断学习和积累经验,才能更好地完成电气安装工程。
参考文献:
[1]冯为东 从电气工程施工看当前建筑电气设计存在的问题 (被引用 2 次) [期刊论文] 《科技信息》 -2009年24期
[2]阮伟能 高层建筑消防电气设计与安装问题探析 [期刊论文] 《大观周刊》 2012年8期
[3]彭代军 高层住宅楼电气设计的相关问题研究 (被引用 1 次) [期刊论文] 《渝西学院学报自然科学版》 -2005年3期PENG Dai-jun
关键词:工厂电气工程;设计;接地系统
Abstract: in the design process of electrical engineering, the design of grounding system is important to the choice of meaning, scientific and reasonable grounding system is very important, if there is no choice good grounding system, so in the use process is prone to security issues, and has the security problem is difficult to repair, about Grounding system design electrical workshop, there are clear criteria for the selection of grounding system, grounding system, divided into TN, TT grounding system and grounding system of IT three, in the three kinds of grounding system, and has a different design form, this paper mainly on plant electrical engineering grounding system is discussed.
Keywords: plant electrical engineering; design; earthing system
[中图分类号] TU74 [文献标识码]A[文章编号]
一、引言
在工厂电气的设计过程中选择科学合理的接地系统具体十分重要的意义,如果没有选择好接地系统,那么在使用的过程中就很容易出现安全问题,且发生安全问题之后难以补救,关于工厂电气接地系统的设计,国际上已经有了明确的标准,对于接地系统的选择,分为TN接地系统、TT接地系统以及IT接地系统三种,在三种接地系统之中,又有着不同的设计形式,在TN接地系统中可以分为TN-S接地系统、TN-C接地系统和TN-C-S接地系统三种,其中,T是电源处接地、I是经阻抗接地或者对地隔离接地、N是电源处接地、C是保护线和中性线合为一根、S是保护线和中性线分开各用一根。
二、工厂电气工程设计中接地系统
(一)TN-C-S系统简介
TN-C-S系统是工厂电气工程设计中常用的接地系统,在这种系统之中,保护线与中性线一部分分开,另外一部分是合用的,TN-C-S系统在民用的工厂电气工程中十分常用,在实际的设计过程中,一般会将电源线分为N线以及PE线,TN-C-S系统相对较为简单,安全性也比较高,在这个系统中,由于电源线路中有电压降,线路上的电位将会与设备的外壳中出现,因此,在线路接地系统的设计上,需要将线路重复接地,当接地电阻小于等于10欧姆的时候,将线路分为N线和PE线,N线的设计要与地面绝缘。
(二)TN-S系统简介
TN-S系统也是常用的接地系统之一,该系统中保护线与中性线是分开的,保护线并不是通过正常负荷电流设置,在这种情况下,保护线只有在线路发生故障时才会产生电位,因此,该系统可以用在精密电子设备的供电中,也可以用在民用工厂电气供电中,但是,TN-S系统的运用并不能解决相线对地短路以及电压故障引起的点电位升高的问题,且在该系统之中,中性线之中会带有谐波电流、单相工作电流以及三相不平衡电流,其中,谐波电流会给中性线带来电源污染,随着谐波电流的增加,会逐渐的大于相线电流,因此,在供电回路中需要使用4根截面相同的电缆或者电线进行供电;单相工作电流也是一个不容忽视的问题,由于中性线的电流与相线电流相同,在照明时间的增加以及照明强度的增加下,单相工作电流也会越来越大,会产生一些负面影响,因此,单相工作电流也是一个不容忽视的问题;此外,在供电的过程中也会产生三相不平衡电流,这也是在供电系统中必然会发生的问题之一,且随着供电时间的增加,这种情况也会逐渐变得复杂,由于TN-S系统的供电是根据三项不平衡电荷设置,因此,在线路中会有三种电流通过,加上中性线中存在阻抗值,且线路越长,阻抗值就越大,在供电的过程中也必然会产生对地电压,因此,在设计的过程中,也必须要考虑以上存在的问题。
(三)TN-C系统简介
在TN-C系统中,中性线与保护线是合用的,在实际的设计过程中,设备金属外壳中的保护线与中性线都是设置在PEN线中,在PEN线除了会有正常的负荷电流通过,还会有谐波电流通过,PEN线中的电降压也会出现在线路的金属管线以及用电设备的外壳中,一旦PEN线路中出现碰地短路以及断线的情况时,将会随之产生较高的对地电压,如果同一台设备中PEN线是连通起来的,那么当故障产生之后,故障电压很有可能会沿着PEN线蔓延至其他的工业设备,导致人员触电,情况严重时还会引起火灾,威胁着人员和设备的安全。因此,TN-C系统适合用在三相负荷平衡并且谐波电流较少的供电系统之中,一些精密的电子设备、无保护的民用工厂以及有爆炸、火灾威胁的场所中不宜使用。
(四)等电位联结
采取等电位联结的方式可以有效的降低预期接触电压,这种方式的效果也比重复接地的效果要好,也更加容易实现,等电位联结可以分为主等电位联结以及辅助等电位联结,主等电位联结就是用于主接地导体、保护导体以及电气装置外部的导体的连接中,在主等电位的区域中,其电机防护的水平要比其他区域高;辅助等电位联结就是在局部范围之内将外部的可导电部分相互连接起来,使这一部分可以处于同一电位。
三、结束语
在电气工程设计过程中,接地系统的设计是其中的重要工作,因此,电气设计人员在整个接地系统的设计中要考虑全面,对不同方案的优势和劣势进行比较,综合考虑各个方案的经济型、可靠性以及安全性,选择科学合理的接地系统设计方案,在方案设计完成后,要对方案的每一项细节进行审查,看是否与工程的实际设计要求向符合,待审查完成后,方可投入使用。
参考文献:
【1】何树生:对电气施工中电气接地装置设计的分析研究[期刊论文],河南科技,2010,06(30)
【2】郁硕彦:高层建筑电气工程中接地系统的探讨[期刊论文],中国高新技术企业,2008,06(01)