試析建筑電氣設(shè)計節(jié)能措施

張文杰

【摘 要】建筑電氣節(jié)能設(shè)計已成為電氣設(shè)計的重中之重， 逐漸向著自動化、節(jié)能化、信息化和智能化方向發(fā)展。電氣設(shè)計專業(yè)人員應(yīng)高度重視節(jié)能設(shè)計理念， 全面掌握并運用有效的節(jié)能措施。本文闡述了建筑電氣節(jié)能設(shè)計遵循的原則，探討了建筑電氣設(shè)計的節(jié)能措施。

【關(guān)鍵詞】建筑；電氣設(shè)計；節(jié)能；措施

1.建筑電氣節(jié)能設(shè)計遵循的原則

1.1滿足建筑物的功能

即滿足照明的亮度，色溫、顯色指數(shù)；舒適性空調(diào)的溫度及新風量，也就是舒適衛(wèi)生；滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻。

1.2節(jié)能并不是無限制的投資，而是要綜合考慮實際的經(jīng)濟效益，不能為了節(jié)能而不顧忌投資成本，而是在節(jié)能設(shè)計過程中增加的節(jié)能設(shè)計的投資，能在幾年或更短的時間內(nèi)用節(jié)能節(jié)省下來的運行費用來彌補這部分投資，也就是所謂有節(jié)能投資回收。

2.建筑電氣設(shè)計節(jié)能措施

2.1配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

在工程設(shè)計中，變電所的中心位置應(yīng)盡量接近負荷中心，以縮短配電半徑，減少線路損耗，同時還要兼顧電源的進出線方向。實際上對多數(shù)用戶來講，至少從有色金屬消耗量及線路功率損失這兩個原則出發(fā)選擇變電所的位置，得出的結(jié)果才能使用戶在一次性投資、節(jié)能降損及設(shè)施維護管理等方面產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益。

根據(jù)負荷容量、供電距離及分布、用電設(shè)備的特點等因素合理設(shè)計供配電系統(tǒng)，使系統(tǒng)盡量簡單可靠，操作方便。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，要求配電變壓器出口處的電流不平衡度不大于10%，干線及分支線首端的不平衡度不大于20%，中性線的電流不超過額定電流的25%，這是因為在配電系統(tǒng)中，有的相電流較小，有的相電流接近甚至超過額定電流，這種情況下，不僅影響變壓器的安全經(jīng)濟運行，影響供電質(zhì)量，而且會成倍增加線損。在設(shè)計中應(yīng)盡量減小三相不平衡度。

2.2提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

系統(tǒng)中的用電設(shè)備，如電動機、變壓器、線路、氣體放電燈中的整流器都具有電感，會產(chǎn)生滯后的無功，需要從系統(tǒng)中引入超前的無功相抵消，這樣超前的無功功率就從系統(tǒng)經(jīng)高、低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備，在線路上就產(chǎn)生了有功損耗，而這部分損耗是可以想辦法改變的，其措施有以下幾種。

（1）提高設(shè)備的自然功率因數(shù)，以減少對超前無功的需求，可采用功率因數(shù)較高的同步電動機；熒光燈可采用高次諧波系數(shù)低于15% 的電子鎮(zhèn)流器；采用電感鎮(zhèn)流器的氣體放電燈，單燈安裝電容器等，都可使自然功率因數(shù)提高到0.85-0.95，這就可減少系統(tǒng)高、低壓線路傳輸?shù)某盁o功功率。

（2）若自然功率因素達不到要求，應(yīng)進行無功功率的補償。方案是：對供電點較遠且無功功率較大的設(shè)備采用就地補償，在用電設(shè)備集中的地方采用成組補償，民用建筑內(nèi)其他的無功功率則主要在變電所內(nèi)集中補償，并多采用自動無功功率補償加固定補償方式。

2.3照明節(jié)能設(shè)計

2.3.1充分利用自然光

充分利用自然光源是照明節(jié)能工程中的一個重要內(nèi)容。白天盡可能利用天然光源，使建筑物內(nèi)獲得穩(wěn)定的光照條件。采用透光性能較好的玻璃門窗。凡是可以利用自然光的這部分照明，可以采用燈光調(diào)節(jié)裝置， 根據(jù)照度進行燈光自動調(diào)節(jié)，達到節(jié)能的目的。

2.3.2合理選擇高效節(jié)能電光源

照明光源應(yīng)選擇發(fā)光效率高、顯色性好、使用壽命長、啟動可靠方便快捷、性能價格比高的高效光源。低壓鈉燈和高壓鈉燈的發(fā)光效率高， 但由于色溫低，顏色偏暖，顯色指數(shù)在40～60之間， 顏色失真度大， 只能用在路燈或廣場照明。顯色指數(shù)在60的高顯色性鈉燈可與汞燈組成混光照明燈， 用于工廠或體育館的照明。發(fā)光效率很高的金屬鹵化物燈，三基色熒光燈及稀土金屬熒光燈，由于色溫范圍廣，3200K～4000K，光色選擇性好，顯色指數(shù)又高，可達80～95， 顏色失真度小，尤其金屬鹵化物燈對人的皮膚顯色性特別好。

2.3.3選用高效性能的電氣附件

熒光燈用電感鎮(zhèn)流器一般功率為燈管額定功率的20%，高強度氣體放電燈（H D）的鎮(zhèn)流器功率為額定功率的15%～16%。而電子鎮(zhèn)流器與電感鎮(zhèn)流器相比較。具有啟動電壓低、噪聲小、溫升低、重量輕、無頻閃等優(yōu)點。比電感鎮(zhèn)流器節(jié)電10%以上，其本身功耗也比電感鎮(zhèn)流器降低50%～75%，綜合電輸入功率降低18%～23%，節(jié)電效果顯著。在大面積使用氣體放電燈的場所，宜裝設(shè)補償電容器。

2.3.4合理選擇照明方式和線路

在滿足標準度的條件下， 應(yīng)恰當?shù)剡x用一般照明、局部照明和混合照明三種方式。照明線路的損耗約占輸入電能的4%左右，影響照明線路損耗的主要因素是供電方式和導(dǎo)線截面積。大多數(shù)照明電壓為220V，照明系統(tǒng)可由單相二線、兩相三線、三相四線三種方式供電。三相四線式供電比其它供電方式線路損耗小得多。因此，照明系統(tǒng)應(yīng)盡可能采用三相四線制供電。

2.3.5合理選擇照明電路控制方式

通過光線感應(yīng)可根據(jù)環(huán)境光自動控制燈光回路的開閉。當環(huán)境光變亮時，可自動關(guān)閉部分燈光，通過人體感應(yīng)可自動控制燈光的開關(guān)及空調(diào)的啟停，可做到有人開燈、開空調(diào)，無人關(guān)燈、關(guān)空調(diào)。當有人將窗戶打開時，可自動將空調(diào)關(guān)閉，通過光線感應(yīng)， 在夏天太陽光線強烈時， 可自動將遮陽卷簾放下，防止室內(nèi)溫度溫升過高。實踐證明， 住宅樓梯間燈采用了以上開關(guān)后，更換燈泡的周期大大延長， 而且燈泡容量受開關(guān)的控制也不會過大，杜絕了以往樓梯間使用大容量燈泡晝夜長明的浪費現(xiàn)象，從而最大限度地達到了節(jié)能目的。

2.3.6積極推廣使用新型光源

發(fā)光二極管（LED）被稱為“綠色光源”，白光LD理論發(fā)光光效可達200lm/w，目前實驗室里已經(jīng)達到100lm/w，50lm/w，的產(chǎn)品已經(jīng)進入市場，較同等亮度的白熾等耗電量減少約80%，節(jié)電潛力巨大；隨著L ED的迅速發(fā)展，發(fā)光光纖得以廣泛應(yīng)用，與LED光源結(jié)合，發(fā)光光纖現(xiàn)在已經(jīng)在建筑物立面裝飾、室內(nèi)裝飾及水下裝飾中廣泛應(yīng)用；室外照明可選用太陽能燈具。

2.4太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用

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。獨立運行太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池板、控制器、蓄電池和逆變器組成，若并網(wǎng)運行，則無需蓄電池組。我國年均太陽能輻射量為5000WJ，年均日照時間為2200h，資源相當豐富。每平方米太陽能電池板的發(fā)電量按100w/h計算，則年發(fā)電量為200KW以上。目前，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用場所主要包括：建筑物部分用電設(shè)備、環(huán)境照明，如庭院燈、草坪燈、道路照明、體育場照明等。

系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮：用電負荷的性質(zhì)、大小及每天工作的時間、系統(tǒng)輸出的電壓等級、陰雨天氣時系統(tǒng)連續(xù)工作時間、建筑物所在區(qū)域的太陽能輻射量和日照時間、太陽能電池板的安裝位置和抗風荷載的措施等因素。

總之，建設(shè)節(jié)約型社會是一項系統(tǒng)工程，不僅關(guān)系到黨和國家、 政府制定的各項法律法規(guī)等，還需要我們社會的每一個成員切實行動起來，從現(xiàn)在做起，節(jié)約每一度電，每一份能源。

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