建筑電氣節(jié)能設(shè)計論述

【摘 要】建筑電氣的節(jié)能設(shè)計具有重要的意義。電氣的節(jié)能設(shè)計方案應(yīng)按技術(shù)先進、安全適用、經(jīng)濟合理、節(jié)約能源和保護環(huán)境等原則確定；通過必要的正確的計算合理選擇電氣設(shè)備及其控制方式，在盡量不增加或少增加投資的前提下，取得顯著的節(jié)電效果。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣；節(jié)能設(shè)計

建筑電氣節(jié)能設(shè)計是一個復(fù)雜系統(tǒng)性的工程，廣大設(shè)計人不但要從節(jié)能技術(shù)研究的本身入手，同時建筑電氣節(jié)能工程還需要全社會意識觀念的改變。只有在這樣的基礎(chǔ)上，先進的節(jié)能技術(shù)才能找到廣闊的用武之地，形成節(jié)能技術(shù)的良性循環(huán)。

1、建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能

我們可根據(jù)負(fù)荷容量，供電距離及分布，用電設(shè)備特點等因素合理設(shè)計供配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)盡量簡單可靠，操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短配電半經(jīng)減少線路損耗。另外，我們還應(yīng)合理選擇變壓器的容量和臺數(shù)，以適應(yīng)由于季節(jié)性造成的負(fù)荷變化，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。

1.1建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

根據(jù)用電負(fù)荷容量及其分布、用電設(shè)備特點及負(fù)荷等級，合理設(shè)計供配電系統(tǒng)，使系統(tǒng)在最佳狀態(tài)下運行，實現(xiàn)供配電系統(tǒng)的經(jīng)濟節(jié)能運行。設(shè)計應(yīng)從下面幾個方面考慮。

(1)供配電系統(tǒng)應(yīng)盡量簡單可靠，同一電壓等級供電系統(tǒng)變配電級數(shù)不宜多于2級，盡量減少變電級數(shù)過多產(chǎn)生的電能損耗。

(2)合理選擇供電電壓。同等情況下，電壓越高，損耗越小。民用建筑用電設(shè)備電壓等級大部分為220／380V，但一些大型或特大型的民用建筑的空調(diào)主機為了達(dá)到節(jié)能目的，經(jīng)方案比較，可以選擇l0(6)kV的制冷設(shè)備。

(3)變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心，低壓配電間應(yīng)靠近電氣豎井，合理分布供電網(wǎng)絡(luò)，使低壓供電半徑控制在200m以內(nèi)，供電線路的電壓損失已滿足規(guī)范的允許值，減少線路電壓損失，提高供電網(wǎng)絡(luò)的供電質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)運行的經(jīng)濟效益。

(4)在選擇變壓器容量和臺數(shù)時，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，綜合考慮投資和年運行費用，對負(fù)荷合理分配，選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，使其工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。

(5)合理選擇電纜、導(dǎo)線截面。在滿足允許載流量、運行電壓損失等各種技術(shù)指標(biāo)前提下，應(yīng)按經(jīng)濟電流密度合理選擇導(dǎo)線截面，并應(yīng)從降低電能損耗、減少投資和節(jié)約有色金屬等方面綜合衡量。此外，對于環(huán)形供電方式，為降低線路的電阻值，將開式網(wǎng)運行改為閉式網(wǎng)運行，同樣可明顯降低線路損耗。

(6)合理地提高供配電系統(tǒng)的功率因素。若系統(tǒng)自然功率因素達(dá)不到接人電網(wǎng)要求時，應(yīng)進行無功補償，提高功率因素，減少能量損耗。具體方法有：①減少用電設(shè)備無功損耗，提高用電設(shè)備的功率因數(shù)。在設(shè)計中，盡可能采用功率因數(shù)高的用電設(shè)備。②用靜電電容器進行無功補償，提高功率因數(shù)。

1.2變壓器節(jié)能

變壓器節(jié)能的實質(zhì)就是降低其損耗、提高其運行效率。變壓器運行中的鐵損、雜散損耗是固有的，而銅損是隨負(fù)載率的平方而變化。為降低能耗，除了從自身材質(zhì)、結(jié)構(gòu)等方面著手外，還應(yīng)重視變壓器運行中的降損，綜合初裝費，變壓器、高低壓柜、土建投資及運行費用，又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔?，故變壓器?jié)能措施主要為：

(1)合理選擇變壓器容量和臺數(shù)，選擇容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，對負(fù)荷進行合理分配，使其工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。

(2)選用節(jié)能型變壓器，節(jié)能變壓器具有損耗低、重量輕、噪音低、效率高、抗沖擊、節(jié)能顯著等優(yōu)點，設(shè)計時應(yīng)首選高效低損的節(jié)能變壓器。如油浸式變壓器已出現(xiàn)了比S9系列更節(jié)能的S10，S1I系列。S11型變壓器與s9型變壓器相比，空載損耗平均降低30％，空載電流平均下降70％。新型干式變壓器SC9系列以及非晶合金變壓器等產(chǎn)品，也都顯示了低損耗的節(jié)能潛力。

(3)加強運行管理，實行變壓器經(jīng)濟運行。電力用戶內(nèi)部變電所之間宜設(shè)置聯(lián)絡(luò)控制，在負(fù)荷變化情況下，及時投入或切除部分變壓器，防止變壓器輕載和空載運行，從而減少損耗。

1.3系統(tǒng)運行管理的節(jié)能措施

(1)用電峰谷調(diào)節(jié)實現(xiàn)節(jié)能，合理用電是節(jié)約能源的重要內(nèi)涵之一，電是不可儲存的，充分發(fā)揮電力資源的綜合效益，利用電力系統(tǒng)的低谷電能，實行避峰用電，也是一種間接的節(jié)能降耗辦法。

(2)通過抑制電力諧波達(dá)到節(jié)能效果。民用建筑，尤其是現(xiàn)代智能建筑中，存在的大量3次諧波污染，不僅會嚴(yán)重影響電能質(zhì)量，還將增加功率損耗，造成電能的浪費。抑制諧波的措施主要有以下幾點。

①改善配電系統(tǒng)。選用D．Yn11接線組別的三相配電變壓器，為3次諧波電流提供環(huán)流通路；盡可能保持三相電壓平衡；對諧波源負(fù)荷采用專用回路供電，減少諧波對其他負(fù)荷的影響，也有助于集中抑制和消除諧波。②降低諧波源的諧波含量。在諧波源設(shè)備選型上，盡量選用諧波含量少的設(shè)備，最大限度地避免諧波的產(chǎn)生。③在諧波源處安裝濾波器，吸收諧波電流。④防止并聯(lián)電容器組對諧波的放大。當(dāng)并聯(lián)電容器組附近有諧波源，諧波電流超過規(guī)定允許值時，應(yīng)在回路中設(shè)置串聯(lián)電抗器，或?qū)㈦娙萜鹘M的某些支路改為濾波器，還可以采取限定電容器組的投入容量，避免電容器對諧波的放大。

2、減少線路損耗

據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，線路損耗約占輸入電能的4%左右，因而設(shè)計也宜考慮線路節(jié)能。線路損耗主要與電流和導(dǎo)線截面有關(guān)。由于配電線路有電阻，有電流通過時就會產(chǎn)生功率損耗，在通過電流不變時，線路長度越長則電阻值越大。在一個工程中，線路上下縱橫交錯，一般工程線路總的不下萬米，大工程更是不計其數(shù)，因而電能損耗是相當(dāng)可觀的。所以，減少線路能耗必須要引起設(shè)計人員的足夠重視。在具體工程中，線路上電流一般不變，如果要減少線損，我們只能盡量減少線路電阻。線路的電阻R=ρL/S，它與導(dǎo)線電阻率ρ、導(dǎo)線長度L成正比，與導(dǎo)線截面S成反比。要減少電阻值，我們應(yīng)從以下幾個方面考慮：(1)盡量選用電阻率ρ較小的導(dǎo)線，如銅芯導(dǎo)線，鋁線次之。(2)導(dǎo)線長度盡可能短，在設(shè)計中線路應(yīng)盡量走直線少走彎路。另外，在低壓配電中線路盡可能不走或少走回頭路。變電所應(yīng)盡可能地靠近負(fù)荷中心，以減少供電半徑。(3)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，在選定線截面時我們加大一級線截面。這樣做雖然增加了線路費用，但能耗節(jié)約也減少了年運行費用，因而經(jīng)濟效益還是合算的。

3、電氣照明節(jié)能

據(jù)估計，我國照明用電量約占總發(fā)電量的10％左右，而建筑照明用電，占建筑耗電的20％～30％，且現(xiàn)有照明裝置以低效照明為主，節(jié)電潛力巨大。照明節(jié)能設(shè)計主要可從以下幾個方面著手。

3.1選擇合理的照度標(biāo)準(zhǔn)和照明方式 作為照明節(jié)能的一個重要環(huán)節(jié)，照明設(shè)計應(yīng)根據(jù)工作面的分布情況選取合理的照度標(biāo)準(zhǔn)值，正確考慮照度標(biāo)準(zhǔn)的高、中、低3檔的照度值；根據(jù)視覺作業(yè)特點，選擇合適的照明式，盡量少用一般照明，可考慮非均勻照明、混光照明以及其他靈活的照明系統(tǒng)，如設(shè)置照度梯度，使燈光物盡其用，達(dá)到節(jié)能的目的。

3.2照明的藝術(shù)效果與節(jié)能相結(jié)合 目前，有些照明設(shè)計一唯偏向于藝術(shù)效果，追求場面宏大，在燈具的選用和布局上不太注重用電和節(jié)約電能問題。所以，必須摒棄一些奢華的設(shè)計思路，在燈具的藝術(shù)造型和布局型式選擇上能充分考慮節(jié)能的因素，以客觀實際需求為前提，最大限度地考慮節(jié)能的前提下精心設(shè)計達(dá)到一定的藝術(shù)效果。

3.3進行精確的照度計算 建筑電氣照明設(shè)計中，往往對照度計算過于粗略，憑經(jīng)驗估算，僅憑經(jīng)驗估算是不可能把照度值控制在照明標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的誤差范圍內(nèi)，會造成實際效果與要求不符，或浪費能源，所以，要獲得精確的照度，必須通過較為精確的計算。

3.4加強日常照明維護 加強對燈具與光源的清潔與維護工作，因為燈具與光源嚴(yán)重積塵后，會使照度明顯降低，導(dǎo)致電能浪費。

4、結(jié)束語

建筑電氣節(jié)能過程，貫穿于項目的決策、設(shè)計、施工、投產(chǎn)、使用等整個周期。作為專業(yè)電氣設(shè)計人員，應(yīng)該在整個設(shè)計過程中精心考慮，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)剡M行方案比較，從安全性、可靠性、經(jīng)濟性及節(jié)能性等方面進行綜合考慮，選擇合理的供配電方案，采用先進技術(shù)，選用高效設(shè)備，實施電網(wǎng)的經(jīng)濟運行技術(shù)，在節(jié)約能源、促進科學(xué)技術(shù)進步的同時，又保護了環(huán)境，取得社會效益及經(jīng)濟效益的雙贏，保證我們高速的經(jīng)濟發(fā)展勢頭，實行社會的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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