建筑電氣的節(jié)能方法

方賢貴

（廈門航空有限公司，福建 廈門 361006）

目前全世界都存在能源短缺，而我國又是一個能源消耗大國，每年要從國外進口大量的石油和天然氣等，我國人均資源和能源相對貧乏，不到世界人均水平的一半，而我國能源利用率又低，大約為30%（日本的能源利用率可達到57%）。我國單位建筑面積能耗相當于發(fā)達國家的2-3倍，由此可見節(jié)能工作潛力很大。節(jié)能工作又關系到技術進步和緩解能需矛盾，是支持國民經(jīng)濟迅速發(fā)展的重要一環(huán)。在建筑電氣設計中實現(xiàn)節(jié)能的手段有很多，下面針對一些措施進行了分析。

1 充分利用天然光源

隨著人們對能源和環(huán)境保護的日益關注，建筑物中如何充分利用天然光源來節(jié)約照明用電已引起廣泛重視。天然光源是取之不盡、用之不竭的能源。在照明節(jié)能的實施工程中，應當充分加以利用，制定建筑物的采光標準，確定采光方式，將采光和照明有機地結合起來。白天盡可能地利用天然光源，使建筑物內(nèi)獲得穩(wěn)定的光照條件。同時，室內(nèi)引入陽光，既能大大節(jié)約照明能耗，亦有助于提高室內(nèi)溫度，對于降低建筑能耗也具有重要的現(xiàn)實意義。目前應用的方法主要有：(1)導光管法；(2)采光擱板；(3)反射高窗；(4)棱鏡窗。

2 高效的照明控制系統(tǒng)設計

照明控制是照明設計中一個重要的內(nèi)容，是照明設計基礎理論的一部分，與燈具、光源一樣是照明節(jié)能實施中不可缺少的。照明用電量占我國用電總量10%左右，建筑照明在其中又占有相當大的比例，因此，照明節(jié)能也一直是電氣行業(yè)內(nèi)備受關注的焦點。如何在設計中體現(xiàn)照明節(jié)能，首要的就是采用高效光源和高效節(jié)能燈具，比如使用細管徑熒光燈和緊湊型熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、冷反射單端照明鹵化物、混光燈以及LED、發(fā)光光纖、太陽能燈具等新型光源。此外，要注意選擇合理的照明方式和控制方式，對照度要求較高的場所可以采用混合照明，盡量少用一般照明，適當采用分區(qū)照明方式；對于高大空間則適合采用一般照明與重點照明相結合的方式。實行一般照明的分區(qū)控制可以適當增加照明開關點；采用各種類型的節(jié)電開關；在一定的時間和地點控制照度；對于能利用自然光部分的照明采用成組分片的自動控制開停方式等等。雖然我國現(xiàn)有的照明設計標準幾乎沒有照明控制的具體內(nèi)容，對照明控制也沒有給予應有的重視，但工程設計人員應當充分認識到它的重要性。

3 科學合理地利用太陽能照明技術與產(chǎn)品

其一、太陽能是無處不有、取之不盡、用之不竭的清潔能源。太陽能照明技術的開發(fā)利用，可節(jié)省資源，減少廢氣排放，減少對地球資源的使用和破壞，保護地球環(huán)境?？茖W合理地利用太陽能照明在節(jié)能、環(huán)保方面具有重大的意義。其二、太陽能照明技術通常利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，將入射的太陽輻射能直接轉換為電能，提供給照明負荷。

4 建筑電氣設備的節(jié)能

4.1 空調(diào)系統(tǒng)。建筑物內(nèi)的用電設備基本上分為照明燈具、電熱用具及各類電動機。電動機尤其是交流電動機的應用非常頻繁，節(jié)能潛力較大。大型公共建筑大多設有中央空調(diào)系統(tǒng)，眾所周知，空調(diào)系統(tǒng)是建筑中的用電大戶。近年來，隨著智能建筑的發(fā)展，中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制越發(fā)重要而且更為可行。其主要內(nèi)容包括：①冷凍水與冷卻水系統(tǒng)的優(yōu)化控制；②冰蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制，現(xiàn)行的冰蓄冷控制技術還很不成熟，冰蓄冷控制策略仍需作深入研究，尤其是在蓄冰裝置優(yōu)先方式下的融冰策略的研究，對于提高冰蓄冷系統(tǒng)的能源利用效率，促進冰蓄冷技術的商業(yè)化應用具有決定性的意義；③熱交換系統(tǒng)溫差與流量的優(yōu)化控制；④變風量系統(tǒng)等控制技術。

4.2 給排水系統(tǒng)的優(yōu)化控制

4.3 電動機。包括電動機的正確選型、調(diào)速方法、基于負載檢測的臺數(shù)控制。

4.4 電梯。包括電梯的合理選型(如速度、載重量、調(diào)速方式等)、停層計劃及群控策略。

4.5 電動門窗。包括門窗的節(jié)能控制、遮陽系統(tǒng)的自動控制等。

5 變壓器控制

對于變壓器而言，實現(xiàn)其節(jié)能主要依靠降低損耗、提高運行效率。因此，要合理選擇變壓器的容量和臺數(shù)，其容量應與電力負荷相適應，一般而言，變壓器的負載率在75%～85%較為適宜，季節(jié)性負荷適合采用單獨變壓器供電。為了減少線路損耗，對于比較分散的負荷，應該遵循”小容量，多布點，深人負荷中心“的原則。另外在設計中應注意選擇節(jié)能型變壓器，據(jù)介紹，近年來得到廣泛推廣使用的511系列油浸變壓器、新型干式變壓器以及非晶合金變壓器等產(chǎn)品節(jié)能效果都比較理想。

6 配電線路節(jié)能

配電線路節(jié)能則主要體現(xiàn)在減小線路的電阻上。畢竟，城市電網(wǎng)供電的電源電壓已經(jīng)確定，線路上的電流是不能改變的，要減少線路損耗，只能減小線路電阻，比如通過采用電導率較小的銅芯、鋁芯做導體，或者縮短導線長度，如對于環(huán)形供電方式可將開環(huán)運行改為閉環(huán)運行，或增大導線截面等，都可以有效減小線路電阻。

7 重視諧波抑制

現(xiàn)代建筑尤其是智能建筑中存在著大量的三次諧波污染，其不僅會嚴重影響電能質(zhì)量，還將增加功率損耗，造成電能的浪費。抑制諧波的措施有多種途徑。比如可以改善配電系統(tǒng)，選用DYnll接線組別的三相配電變壓器，為三次諧波電流提供環(huán)流通路；盡可能保持三相電壓平衡；加大中性線的截面；對產(chǎn)生高次諧波電流的負荷設置專用供電回路，可以避免諧波對其他負荷的影響，也有助于集中抑制和消除諧波。另外在諧波源設備選型上，盡量選用諧波含量少的設備，還可以在諧波源處安裝諧波濾波器、隔離變壓器或有源諧波調(diào)節(jié)器，最大限度地避免諧波的產(chǎn)生。

8 結語

我國加入WTO后，我國在建筑電氣節(jié)能設計領域中面臨著新的挑戰(zhàn)，因為國外的設計公司在設計過程中十分重視環(huán)保和節(jié)能，如果我們在設計過程中不重視節(jié)能，就有可能被淘汰出局。而節(jié)電節(jié)能工作牽涉的面又十分廣泛，從發(fā)電廠開始到線路末端的用戶都應該高效地使用電能以減少損失。對于設計者而言，就是要合理的選用設備（變壓器，電動機，電纜，照明光源等），合理確定供電電壓等級以及采用新材料，新技術等。建筑電氣節(jié)能設計潛力很大，應精心考慮設計方案，選擇高效節(jié)能設備，應用先進的設計技術，按照節(jié)能標準合理設計。在為人類提供健康、舒適、安全的居住、工作和生活空間的同時，又能行之有效地節(jié)約能源，這是每一個設計人員必須思考的問題。在建筑的電氣節(jié)能設計中既可以進行節(jié)能效益評估，又能確保節(jié)能效果和經(jīng)濟效益。

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