论文发表 | 论文范文 | 公文范文
                最新公告:目前,本站已经取得了出版物经营许可证 、音像制品许可证,协助杂志社进行初步审稿、征稿工作。咨询:400-675-1600
                您现在的位置: 新晨范文网 >> 工程论文 >> 建筑节能论文 >> 正文

                教学楼建筑节能改造智能照明系统应用

                定制服务

                定制原创材料,由写作老师24小时内创作完成,仅供客户你一人参考学习,无后顾之忧。

                发表论文

                根据客户的需要,将论文发表在指定类别的期刊,只收50%定金,?#33539;?#21457;表通过后再付余款。

                加入会员

                申请成为本站会员,可以享受经理回访等更17项优惠服务,更可以固定你喜欢的写作老师。

                摘要:高校教学楼电力耗费量大,需进行节能改造,以降低用电成本。基于此,文章简要介绍了本项目的改造概况,分析了高校教学楼建筑耗电的原因,阐述了智能照明系统在高校教学楼建筑节能改造中的应用原则,重点从能源监管,以及照明设计两方面总结了节能改造的方法。文章通过对改造效益的分析,证实了智能照明系统以及各项节能改造方案应用?#30446;?#34892;性。

                关键词:智能照明系统;高校教学楼;节能改造

                1项目概况及高校教学楼建筑耗电特点

                1.1项目概况

                本项目为高校教学楼节能改造项目,待改造高校位于我国国内,为本科院校。为响应国家扩大招生量的号召,为人才的培养提供良好的?#25945;ǎ?#28142;海工学?#33322;?#24180;来逐渐扩大了招生规模,并于校园中增设了多个教学楼,使高校的教学资源得到了极大程度的丰富。但因教学楼使用期间多?#25945;?#35774;备、照明设备、计算机设备的运?#26657;?#22343;需消耗大量的电力资源。高校自扩招以来,用电费用明显提升。考虑到办学成本问题,淮海工学院决定在分析导致教学楼耗电量大的原因的基础上,开展建筑节能改造工程。通过优化照明设备,以及应用智能照明系统的途径,建设数字化能源监管?#25945;ǎ?]。对高校的用电量,进行实时控制。最终达到降低能耗、降低高校办学成本的目的。

                1.2高校教学楼耗电原因

                高校教学楼耗电量过大的原因,体现在以下方面?#28023;?)设备问题。高校部分教学楼,照明灯具老旧。加之设备无节能效果,功耗较大。因此,用电费用较高。针?#26434;?#19978;述原因所导致的耗电量大的问题,将原始灯具更换为LED灯具,可取得较好的效果。(2)缺乏智能化管理。缺乏智能化管理同样是导致教学楼耗电量过高的主要原因。在无智能能源监控?#25945;?#30340;环境下,高校无法了解自身能源的消耗趋势以及特征[2]。因此,高校往往难以制定针对性的方案进行节能改造。可见,建设智能照明系统以及数字化能源监管?#25945;?#36739;为重要。(3)具有阵发性特征。高校教学楼的耗电量随校园课程设置模?#38477;?#21464;化而有所变化。降低耗电量的重点在于对用电高峰时期的电量进行优化控制。

                2智能照明系统在高校教学楼建筑节能改造中的应用原则

                2.1先进?#26434;?#31034;范性原则

                高校教学楼建筑节能改造过程?#26657;?#26234;能照明系统的应用应遵循先进?#26434;?#31034;范性两大原则。(1)先进性。节能技术是否具有先进性,一定程度上决定着节能效果是否能够满足高校的需求。建筑节能改造过程?#26657;?#24212;将以LED设备为代表的、先进的节能设备应用到智能照明系统中。借助先进的节能技术,使高校的能耗管理处于全国领先地位[3]。(2)示范性。本项目内容全面、规模较大,是教育部能效领跑者的重点项目,具?#20889;?#34920;性和示范性,对全国高校有推广意义。为体现项目的示范性意义,项目所设计的智能照明系统同样应具有可推广性,确保淮海工学院所应用的节能改造技术,可被推广应用到其他高校。使我国的建筑节能改造水平能够得到系统性的提升。

                2.2实效?#26434;?#21019;新性原则

                高校教学楼建筑节能改造过程?#26657;?#26234;能照明系统的应用,同样应遵循实效?#26434;?#21019;新性原则。(1)实效性:建筑节能改造项目所设计的智能照明系统,不仅应具有节能的优势,同时还应具有可靠、安全、?#32479;?#26412;的特征,使系统应用后,学生、学校以及企业能够实现多赢。另外,智能照明系统设计过程?#26657;?#35774;计人员还应遵循可?#20013;?#21457;展的原则,充分考虑未来系统的应用价值,使系统的使用寿命得以延长,为高校未来的节能创造更大的价值[4]。(2)创新性:本项目将节能改造类、投资收益类、设备投入类的组合模式应用到了节能改造过程中。并借助互联网、大数据以及云计算等新技术。对宿舍管理、教务管理的模式进行了优化,创新性较强。

                3智能照明系统在高校教学楼建筑节能改造中的应用方案

                3.1数字化能源监管

                3.1.1监管需求分析变电所运行过程?#26657;?#24494;机远动终端装置RTU或电力网络仪表,可对其运行数据进行实时的处理。并将处理后所得?#38477;?#25968;据传输至调度?#34892;模?#20379;调度?#34892;?#30340;值班人员查询。与人工值守变电所相比,无人值守变电所的应用,不仅能够降低人工成本,且能够提高电力数据监测效率[5]。本项目?#26657;?#39640;校内的配电房,均建设于不同年份。且各配电房所处的区域,具有一定的分散性。需将其改造为无人值守变电所,利用数字化能源监管?#25945;ǎ?#23545;其用电数据进行监管,提高变电所运行的安全性。

                3.1.2变电所改造目标本项目的变电所改造目标如下?#28023;?)建立数字化能源监管?#25945;ǎ?#21033;用该?#25945;?#23545;高校分散在各个区域的变电所进行集中管理,从而使管理难度得以降低,提高各变电所用电数据的收集效率。(2)本项目?#26657;?#39640;校变电所设备数量众多,数据采集量较大。为提高数据采集效率、提高能耗数据分析结果的准确性,本项目考虑利用先进的云计算技术,对变电站数据进行整合。并借助大数据技术,对高校的能耗变化趋势与特点进行分析,从而为高校能耗的降低提供数据支持[6]。

                3.1.3?#25945;?#24314;设思路本项目数字化能源监管系统的建设,主要按照搭建、运行、管理、运维一体化的思?#33539;?#36827;行。?#25945;?#25152;收集的信息,可经以太网或485进行传输。变电站与集控站之间,需采用光纤连接。而集控站与运维?#34892;?#20043;间,则应采用无线VPN连接。

                3.1.4自动化构架本系统由3层构架构成,分别为云?#25945;ā?#38598;中控制与运维?#34892;摹?#33258;动化系统。(1)云?#25945;ǎ?#35813;?#25945;?#37096;署在?#34892;?#21464;电所,可实时收集?#34892;?#21464;电站的能耗数据。利用统一的云?#25945;ǎ?#26377;关人员可实现对学校内所有变电所的统一管理。且可以通过浏览器,快捷方便地监管学校内各变电所总览信息以及相关报告情况。一旦高校建筑能耗量过大,有关人员可立即发现异常,并对其进行处理。(2)集中控制与运维?#34892;模?#26377;关人员可借助集中控制与运维?#34892;模?#23545;变电所设备的运行状况进行实时监测。如无紧急情况,变电所将长期处于无人值守状态。(3)自动化系统改造,有关人员应对电气一次设备采集层、控制层进行自动化改造。改造完成后的系统,应具备继电保护、视?#23548;?#25511;以及线路测控等多种功能。

                3.1.5硬件与软件设计本系统的硬件配置模式,以冗余模式为主。当某单点硬件发生?#25910;?#21518;,冗余设备可立即替代该设备发挥功能,确保系统能够正常运行。本系统硬件结构为双网结构,服务器共3种。功能分别在于采集数据、分析数据以及处理数据。为提高系统运行的安全性,本项目决定设置硬件防火墙,预防系统入?#20540;确?#38505;。系统网络数据的采集设备,以网络?#25442;?#26426;为主。?#25442;?#26426;的运行速率处于100~1000M,运行模式为自适应模式。

                3.2建筑照明节能改造设计

                3.2.1照明现状本项目?#26657;?#39640;校教学楼的灯具较为落后,且光源?#25910;下?#39640;,照明位置不合理。不仅照明效果差,且能耗量大。具体状况如下?#28023;?)教学楼的灯具光源,均为传统白炽灯管。上述灯管的缺陷在于光效低,如灯管开启数量较少,照明效果往往难以满足?#23548;?#24037;作需要。如灯管开启数量过多,照明舒适度一般?#21916;睿?#19988;能耗会显著提高。(2)教学楼的传统光源?#25910;下?#39640;,使用寿命短,更换维护的材料、人工费用高。如未及时更换设备,高校的照明成本将显著提升。(3)淮海工学院体育馆照明控制终端位置不合理,开关灯不方便,容易导致能源浪费。进一?#38477;?#26597;发现,高校宿舍以及教学楼的公共区域,夜间照明管理同样较为困难。

                3.2.2优化设计针对高校教学楼目前的照明现状,应采用以下措施?#28023;?)更换灯具;(2)降低功率;(3)应用智能控制系统。

                3.2.3系统设计技术本项目?#26657;?#26234;能控制系统由计算机控制系统、CAN总线通信技术以及网络为主要构成部分。CAN总线通信技术为本系统的核心技术。该技术为系统人机?#25442;?#21151;能实现的支撑性技术,且具有操作便利的优势。系统中配置有智能监控软件,应用软件即可控制能耗,使高校的电力费用得以降低。

                3.2.4系统功能设计本系统具?#24615;?#31243;控制、定时开关灯、场景控制、状态监测、预警等多种功能。以远程控制功能为例:本系统在高校门卫室,设有监控终端。门卫室工作人?#20445;?#21487;根据高校教学楼的使用情况,利用电脑终端,集中控制整个教学楼的照明。当教学楼无需用电?#20445;?#24037;作人员仅需点击关闭按钮,既可切断所有电源。除此之外,工作人员还可根据教学楼?#30446;?#25918;时间,设置灯具?#30446;?#20851;时间,从而提高灯具开关的便利性,改善节能效果。

                3.2.5系统结构设计本系统构件较为复杂,智能面板、控制模块等均属于系统的主要构成部分。考虑?#38477;?#20855;启动瞬间冲击电流较大,一旦当时灯具所处的运行环境较为恶劣,?#25910;系?#21457;生率往往较高。为解决上述问题,本项目决定选用?#22815;?#28783;性负载电流优良的继电器模块,对灯具的复负载电流进行优化控制。在此基础上,利用软启动技术启动电源,使建筑电力系统?#30446;?#21551;安全性以及电路的稳定性得以提升。本系统所应用的智能面板以及模块手动开关,具有相互独立的特征。本系统?#30446;?#21046;模块处于配电箱中。无需另外设置配电箱,系统功能即可发挥。采用上述方案设计系统结构,可?#34892;?#28385;足高校照明系统的运行需求。

                3.2.6系统软件设计本系统的软件结构,以模块化结构为主。系统应用过程?#26657;?#29992;户可根据自身的财力以及物力投入情况,对系统进行灵活的配置。系统软件?#26657;?#26174;示模块与管理模块,为两大核心部分。其?#26657;?#26174;示模块的功能,在于将系统所采集的用电数据,体现在计算机终端?#26657;?#20379;有关人员进行查询。管理模块的功能,则在于对开关灯的行为进行管理。确保门卫室工作人?#20445;?#33021;够集中地对教学楼灯具?#30446;?#20851;状态进行控制。本系统监控软件结构,以直观的图形结构为主,且具有强大的分析、判断、定位以及标注?#25910;?#21151;能。当照明系统出现?#25910;?#21518;,工作人员可通过智能照明系统所反馈的参数发现?#25910;稀?#24182;通过监控软件,定位?#25910;?#25152;处的区域,从而提高?#25910;?#35299;决效率,提高照明系统运行的安全性。3.3预期效益分析为判断本项目所设计的智能照明系统,是否能?#28142;?#21040;节约电力能源、降低用电成本的目的。本课题对设计前后,高校的各项用电参数进行了计算。假设高校原平均?#32771;?#25945;室共20盏灯,共有教室300间,每年使用300天,日开灯时间为6h,电力费用为0.5元/kWh。采用40W的普通?#23637;?#28783;照明,每年的电力费用为300×20×0.04×6×300×0.5=216000元。将智能照明系统应用到节能改造?#26657;?#37319;用10W的LED灯代替普通?#23637;?#28783;,将教?#19994;?#20855;数量提升至30盏后。每年的电力费用为300×30×0.01×6×300×0.5=81000元。?#21592;?#21457;现,节能改造后,用电量更小,电力费用更低。

                4结语

                借助智能照明系统,对高校教学楼建筑进行节能改造。预期的经济效益较高,社会效益明显,改造?#30446;?#34892;性较强。为降低耗电量,降低运行成本,建议各高校主动分析教学楼耗电量大的原因。

                参考文献

                [1]杜战其,?#19988;?#39134;.基于人因工程实验的高校夜间照明分析——以上海海洋大学为例[J].科技创新与生产力,2018(2):57-59.

                [2]吴少俊,宋樑杰.基于图像识别技术的高校教室智能照明控制应用研究[J].数字技术与应用,2018(2):1-2.

                [3]张佩玉.谈节能管理在高校教学楼照明中的实施[J].山东工?#23548;?#26415;,2018(1):229.

                [4]李娟洁,杨春宇,汪统岳.高校道路照明现状分析及照明方案优化——以重庆大学B区道路为例[J].灯与照明,2017(2):27-32.

                [5]伍世云,罗江,王益艳.基于单片机的高校教室照明节能智能控制系统的设计[J].电子设计工程,2016(23):180-182.

                [6]孙仲良,费伟民,孙加磊.绿色照明光源——LED灯具的发展简述及在上海高校应用初探[J].上海节能,2016(4):189-191.

                作者:高勤有 单位:淮海工学院

                教学楼建筑节能改造智能照明系统应用责任编辑:张雨    阅读:人次
                建筑节能论文相关文章
                  没有相关论文
                山西十一选五走势