建筑電氣主要節(jié)能措施探討

許建興

（太原理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院，山西 太原 030024）

節(jié)能減排蘊含著發(fā)展理念、發(fā)展道路、發(fā)展模式的創(chuàng)新和提升，是應(yīng)對資源緊缺和環(huán)境承載能力有限挑戰(zhàn)必然選擇，是遵循人類社會發(fā)展規(guī)律和順應(yīng)時代發(fā)展潮流的戰(zhàn)略舉措。建筑電氣的節(jié)能潛力很大，應(yīng)在設(shè)計中精心考慮，達到優(yōu)化設(shè)計、節(jié)約電能的目的。現(xiàn)從以下幾個方面進行探討。

1 照明節(jié)能

現(xiàn)行國家標準為《建筑照明設(shè)計標準》（GB50034—2004），新標準有利于提高照明能效，推進綠色照明的實施。標準將照明功率密度值的規(guī)定作為強制性條文,從而把節(jié)能放到了重要位置。

照明控制是照明設(shè)計中的一個重要內(nèi)容。在滿足標準照度的條件下為節(jié)約電能，應(yīng)恰當選用一般照明、局部照明和混合照明3種方式。通過控制光環(huán)境來劃分空間，同一空間中可創(chuàng)造出不同的環(huán)境氛圍。使用者需要時才開啟照明，盡可能減少不必要的開燈時間、數(shù)量和過高照度，以利于照明的節(jié)能。工程設(shè)計人員應(yīng)當充分認識到照明控制的重要性，科學(xué)控制開關(guān)時間。根據(jù)實際使用情況選擇合適的控制方式，以達到既滿足使用要求又節(jié)能的目的。選擇恰當?shù)恼彰鞣绞交蜓b置是一種可行的節(jié)能方法。根據(jù)照明使用的要求分別采用各種節(jié)能型開關(guān)，走道、走廊等場所采用節(jié)能聲控開關(guān)。

選擇合理的光源，根據(jù)不同的場所選擇不同的光源，充分利用天然光源，制定建筑物的采光標準，確定采光方式，將采光和照明有機結(jié)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，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。充分利用自然光是節(jié)省照明能耗的重要方式之一，在設(shè)計中電氣設(shè)計人員應(yīng)當盡量考慮到自然光與人工照明的充分結(jié)合，從而在很大程度上節(jié)省電能。

選用優(yōu)質(zhì)電器元件。優(yōu)質(zhì)電感鎮(zhèn)流器具備阻抗穩(wěn)定性和伏安性好、功率因數(shù)高、功率損耗低等特點。降低鎮(zhèn)流器的功率損耗也是節(jié)能工作不容忽視的一個方面。如果在選用配套鎮(zhèn)流器時都能注意選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，那么節(jié)能效果是很顯著的。應(yīng)合理選擇燈具，定期維護保養(yǎng)。一般效率較高的燈具都采用高反射率的材料和先進的工藝制作，并選擇透光性能好的防護罩，同時密封性能要好，能防水防塵，盡可能地減少光的損失。選擇燈具時應(yīng)盡量選擇配光曲線好、效率較高的燈具。另外，燈具在使用過程中不可避免地受到污染，勢必造成光的損失，如不定期維護保養(yǎng)，光源所消耗的功率大部分就被浪費掉了。

2 供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

供配電系統(tǒng)的節(jié)能應(yīng)根據(jù)負荷容量、供電距離及分布、用電設(shè)備特點等因素合理設(shè)計，做到系統(tǒng)簡單、可靠、操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負荷中心，以縮短配電半徑，減少線路損耗。減少供配電線路損耗是供配電線路經(jīng)濟運行的重要指標，因為配電線路有電阻,有電流通過時就會產(chǎn)生功率損耗。盡量選用電阻率ρ較小的導(dǎo)線，盡可能減少導(dǎo)線長度,在設(shè)計中線路應(yīng)盡量走直線，少走彎路。增大導(dǎo)線截面積，對于較長的線路,在滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護配合及電壓降要求的前提下，在選定線截面時加大一級線截面。這樣增加的線路費用，由于節(jié)約能耗而減少了年運行費用，綜合考慮節(jié)能經(jīng)濟時還是合算的。優(yōu)化用電負荷計算與負荷分配，選擇最佳變壓器負載率，從而降低變壓器容量，減少變壓器損耗。采用集中或分散方式進行無功補償，提高低壓側(cè)功率因數(shù)，使其大于0.9，減少變壓器損耗及配電線路損耗。合理確定配電點位置，配電間或配電柜應(yīng)靠近負荷中心，從而減少電壓損失與電能損耗?？刂聘黝惙蔷€性用電設(shè)備所產(chǎn)生的高次諧波，降低高次諧波值，減少變壓器、電動機、線路等的電能損耗。采用峰谷調(diào)節(jié)能量控制。照明負荷為單相負荷，要盡可能平衡分接相序，否則中性線電流加大，導(dǎo)致能耗加大。

3 合理選擇變壓器

變壓器數(shù)量多、容量大，總損耗不容忽視，降低變壓器損耗是勢在必行的節(jié)能措施。因此，應(yīng)在輸配電項目建設(shè)環(huán)節(jié)中推廣使用低損耗變壓器且使變壓器經(jīng)濟運行。每臺變壓器都存在有功功率的空載損失和短路損失、無功功率的空載消耗和額定負載消耗。變壓器的容量、電壓等級、鐵芯材質(zhì)不同，上述參數(shù)各不相同。變壓器經(jīng)濟運行就是選擇參數(shù)好的變壓器和最佳組合參數(shù)的變壓器運行。在選擇變壓器容量和臺數(shù)時，應(yīng)根據(jù)負荷情況，綜合考慮投資和年運行費用，對負荷合理分配，選取容量與電力負荷相適應(yīng)的變壓器，使其工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。合理選擇變壓器的型號、容量和臺數(shù)，以適應(yīng)由于季節(jié)性和工作時間造成的負荷變化時能夠靈活投切變壓器，實現(xiàn)經(jīng)濟運行，減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，功率因數(shù)提高了，可以減少線路無功功率的損耗，從而達到節(jié)能目的。傳輸有用功率是為了滿足建筑物功能所必需的，是不變的,而在供配電系統(tǒng)中的某些用電設(shè)備如電動機、變壓器、燈具的鎮(zhèn)流器以及很多家用電器等都具有電感性，會產(chǎn)生滯后的無功電流，這部分損耗可以通過減少用電設(shè)備無功損耗，提高用電設(shè)備的功率因數(shù)避免。

4 電動機節(jié)能措施

建筑電氣中的電動機都是與暖通、給排水、建筑等專業(yè)設(shè)備配套的，由設(shè)備制造廠商統(tǒng)一供應(yīng)。因此，在選擇節(jié)能產(chǎn)品的前提下，其節(jié)能措施是貫徹在運行過程中的。除了用就地補償電容器以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗外，還應(yīng)減少電機輕載和空載運行。采用這種方式可提高電機在輕載時的效率,達到節(jié)能的目的。另外，其他節(jié)電途徑還有按經(jīng)濟運行選擇合適的電機容量、減少輕載和空載運行時間、保證電機的電源電壓基本正常等措施。新一代建筑電氣技術(shù)正在試圖采用各種先進的控制方式對傳統(tǒng)建筑電氣設(shè)備進行有效的控制。在設(shè)計中盡可能采用功率因數(shù)高的用電設(shè)備如同步電動機等，電感性用電設(shè)備可選用有補償電容器的用電設(shè)備等。用靜電電容器進行無功補償，電容器可產(chǎn)生超前無功電流，抵消用電設(shè)備的滯后無功電流，從而達到提高功率因數(shù)，同時又減少整體無功電流的目的。

5 科學(xué)、合理地利用太陽能技術(shù)與產(chǎn)品

太陽能是無處不在的清潔能源。太陽能技術(shù)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(zhuǎn)換為電能，提供給用電負荷。太陽能技術(shù)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(xué)合理地利用太陽能在節(jié)能、環(huán)保等方面具有重大的意義。太陽能屬于可再生能源，其優(yōu)點是減少污染、保護生態(tài)環(huán)境。

另外，智能照明系統(tǒng)可監(jiān)視和控制整個建筑的燈光、遮陽，同時可以看到各區(qū)域、各房間的實際溫度，并通過調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)各房間的溫度，通過定時則可對定時上下班場所的燈光、空調(diào)、窗簾等進行定時控制。所有這些措施都可以達到節(jié)能的目的，從而有效地降低建筑電氣能耗。

民用建筑的節(jié)能潛力很大，建筑電氣設(shè)計應(yīng)充分考慮選擇高效率的節(jié)能設(shè)備，應(yīng)用先進的設(shè)計技術(shù)，按照節(jié)能標準進行設(shè)計，為人們提供健康、舒適、安全的居住、工作和活動空間。

[1]任元會.工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊第三版，北京：中國電力出版社，2007，04.

[2]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司.2009全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施—電氣，北京：中國建筑標準設(shè)計研究院，2009，12.

[3]中國建筑學(xué)會建筑電氣分會.民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范實施指南，北京：中國電力出版社，2008，10.

[4]李文東.節(jié)能減排，北京:經(jīng)濟管理出版社，2008，07.