現(xiàn)代住宅建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能措施

黃鋼

摘要：隨著電氣技術(shù)的發(fā)展，相信會(huì)有更多的電氣節(jié)能設(shè)備、先進(jìn)技術(shù)和節(jié)能措施在電氣設(shè)計(jì)中廣泛的應(yīng)用。電氣工程占據(jù)了重要的地位，而且是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的關(guān)鍵。在我國(guó)住宅建筑的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，一定要科學(xué)的運(yùn)用各種方法和措施，并且保證整體設(shè)計(jì)理念的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而才能獲得理想的效果。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代住宅建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能措施

中圖分類號(hào)：F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

引言

近年來(lái)，在我國(guó)建筑行業(yè)整體技術(shù)應(yīng)用水平不斷發(fā)展的背景下，如何實(shí)現(xiàn)住宅建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)，逐漸成為行業(yè)內(nèi)及社會(huì)共同關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。與世界先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)在住宅建筑電氣設(shè)計(jì)中仍然存在較多的弊端和問(wèn)題，特別是受到傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念及模式的限制，導(dǎo)致我國(guó)住宅建筑電氣設(shè)計(jì)整體水平不高的現(xiàn)狀。現(xiàn)代住宅建筑電氣節(jié)設(shè)計(jì)能工作牽涉的面十分廣泛，從發(fā)電廠開始到線路末端的用戶都應(yīng)該高效地使用電能以減少損失。對(duì)于設(shè)計(jì)者而言，就是要合理的選用設(shè)備，合理確定供電電壓等級(jí)以及采用新材料，新技術(shù)等。

1.住宅建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

1.1 適用性

住宅建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的適用性原則就是基于滿足在建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好人工環(huán)境提供必要的能源，為建筑設(shè)備運(yùn)行提供必需的動(dòng)力，按照用電設(shè)備對(duì)于負(fù)荷容量、電能質(zhì)量與供電可靠性等方面的要求，來(lái)優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)，促進(jìn)電能合理利用。

1.2 實(shí)際性

住宅建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)際性原則要充分考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，合理選用節(jié)能設(shè)備及材料，使節(jié)能增加的投資能在較短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少下來(lái)的運(yùn)行費(fèi)用收回。

1.3 節(jié)能性

住宅建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的節(jié)能性原則應(yīng)考慮采取措施減少或消除與發(fā)揮建筑物功能無(wú)關(guān)的消耗，比如電氣設(shè)備自身的電能消耗，傳輸線路上的電能消耗等等，這應(yīng)該是節(jié)能的著眼點(diǎn)。

2.現(xiàn)代住宅的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的途徑

2.1變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）與負(fù)載無(wú)關(guān)的空余的損失；

（2）與負(fù)載成比值的損耗。

變壓器有了負(fù)載以后，出了固定的損耗之外，還存在由于電流通過(guò)一次或者是兩次線圈的電阻產(chǎn)生的能耗。

所以，變壓器的效率問(wèn)題就是變壓器節(jié)能的一個(gè)主要的問(wèn)題。變壓器的效率是輸出功率P2與輸入功率P的比值，變壓器的最高的效率點(diǎn)是由變壓器固有的結(jié)構(gòu)的特性以及短路損耗等等方面決定的。從經(jīng)濟(jì)的原則來(lái)考慮的話，對(duì)于季節(jié)性變化比較大的負(fù)荷，設(shè)置兩臺(tái)變壓器是比較合適的。當(dāng)負(fù)荷比較小的時(shí)候，可以將其中的一臺(tái)停用，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的。

2.2電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)

降低電動(dòng)機(jī)訊號(hào)的主要途徑，就是提高電動(dòng)機(jī)的工作效率以及功率的因數(shù)。在工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)者應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷的特性選擇相關(guān)的電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的選擇應(yīng)該以節(jié)電為根本的選擇標(biāo)準(zhǔn)，選擇的根本在于明確負(fù)荷是連續(xù)性的還是斷續(xù)性的。如果是一種連續(xù)的符合的話，就要了解電動(dòng)機(jī)的輸出的功率能夠與各種符合相互匹配，如果是相如風(fēng)機(jī)或者是泵等成平方遞減的符合的特性的話，在輕載的時(shí)候就要打開風(fēng)門或者是閥門。采用的調(diào)速電動(dòng)機(jī)在低速的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中可以節(jié)電節(jié)能。斷續(xù)負(fù)荷的狀態(tài)下，如果輕負(fù)荷的裝填的話是不能停止電動(dòng)機(jī)的工作的，這樣的情況下就需要考慮調(diào)速的設(shè)置。就是在額定的負(fù)荷之下采用常用的電源，使得電動(dòng)機(jī)在額定的轉(zhuǎn)速之下運(yùn)行。當(dāng)需要低速運(yùn)行的時(shí)候，就要考慮采取比如逆變壓器變頻裝置或者是別的一些調(diào)速方式。

2.3照明的節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）充分的利用自然的光源。

（2）有效的控制單位面積燈具的安裝公里。

在滿足照明的質(zhì)量的情況下，一般房間應(yīng)該優(yōu)先的考慮采用具有高效放光的熒光燈以及緊湊型的熒光燈的照明設(shè)施。對(duì)于那些高大車間以及廠房體育館等的世外照明設(shè)施，一般需要采用高壓的鈉燈以及簡(jiǎn)述鹵化物的燈具等等高效的氣體光源。

（3）在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，提倡使用低能耗，高性能的光源作為用電的附件，比如電子鎮(zhèn)流器以及節(jié)能型的電感鎮(zhèn)流器還有電子觸發(fā)器以及電子變壓器等等。

（4）改進(jìn)燈具的控制方式，對(duì)于傳統(tǒng)的燈具的控制，在節(jié)能設(shè)計(jì)中需要針對(duì)這些設(shè)計(jì)有一定的變化和節(jié)能的考慮。比如可以采取各種節(jié)能型的開關(guān)或者是裝置。根據(jù)照明使用的特點(diǎn)，可以分區(qū)采取不同的燈光控制點(diǎn)或者是增加照明開關(guān)的數(shù)量的方式。

2.4空調(diào)系統(tǒng)的技能調(diào)節(jié)

（1）采取變風(fēng)量和變流量的精致。

（2）采取全熱式的交換器。

（3）采取循環(huán)式的熱水供應(yīng)設(shè)備。

（4）提高能源的利用率的主要的途徑在于熱電聯(lián)供技能系統(tǒng)能源的綜合利用

3.住宅建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的方法及措施分析

3.1 提高光源的利用效率

首先要改善環(huán)境的反射條件，即建筑物內(nèi)的天頂、墻壁、地面，以及家具表面盡量光滑、色彩盡量選用淺色。當(dāng)然考慮到健康因素，屋頂和墻面的光反射系數(shù)宜在55%-60%之間，地面宜為l5%-35%。其次盡量使用節(jié)能型光源，以T5型直管熒光燈和緊湊型熒光燈等高效光源為主，這些光源節(jié)能效果及光效都非常顯著，進(jìn)而才能在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)達(dá)到節(jié)能的目的。

3.2 降低配電線路損耗

3.2.1 合理劃分配電分區(qū)

我們定義住宅區(qū)內(nèi)一臺(tái)10/0.4kV變壓器的供電范圍為一個(gè)供電分區(qū)。合理劃分供電分區(qū)是降低線路損耗，實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。供電分區(qū)過(guò)大，則線損增大；既不利節(jié)能，又降低了電源質(zhì)量；反之，則經(jīng)濟(jì)性差。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合用電管理部門的意見，劃分住宅區(qū)配電分區(qū)時(shí)，應(yīng)綜合考慮以下各點(diǎn)：1)每個(gè)配電分區(qū)建筑面積約1.52萬(wàn)㎡；2)低壓供電半徑一般在100-150m之間，不宜超過(guò)200m。

3.2.2 優(yōu)先采用箱式變電站，深入負(fù)荷中心

變電所深入負(fù)荷中心有利于減小線損，提高供電質(zhì)量。傳統(tǒng)住宅區(qū)多采用室內(nèi)變電所，占地面積大，設(shè)計(jì)總圖位置往往不夠理想；而箱式變電站結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，不需土建工程，占地面積少，且安全可靠，因此，應(yīng)優(yōu)先采用箱式變電站，深入負(fù)荷中心。

3.3 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的節(jié)能設(shè)計(jì)

在住宅建筑電氣中的電動(dòng)機(jī)都是與暖通、水道、建筑等工種的設(shè)備配套的，由設(shè)備制造廠商統(tǒng)一供應(yīng)的，因此，其節(jié)能措施只能貫徹在運(yùn)行過(guò)程中，除了有效利用就地補(bǔ)償電容器以減少線路由于輸送超前無(wú)功而引起的有功損耗外，還應(yīng)減少電機(jī)輕載和空載運(yùn)行，因?yàn)?，在這種情況下，電機(jī)的效率是很低的，消耗的電能并不與負(fù)載的下降成正比。采用變頻調(diào)速器，使其在負(fù)載下降時(shí)，采用變頻的方式，自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使其與負(fù)載的變化相適應(yīng)。采用這種方式，可提高電機(jī)在輕載時(shí)的效率，達(dá)到節(jié)能的目的。但是，這種設(shè)備的價(jià)格仍偏高，因此，在實(shí)際應(yīng)用中極有可能受到一定的限制。

3.4 合理選擇控制開關(guān)

在住宅建筑的照明設(shè)備設(shè)計(jì)中，照明的控制方式對(duì)于照明節(jié)能同樣能夠起到重要的作用，必須引起設(shè)計(jì)單位及電力技術(shù)人員的重視。國(guó)內(nèi)住宅建筑中現(xiàn)有的照明控制方式及各種類型的節(jié)電開關(guān)很多，例如：?jiǎn)螣艨刂?、雙控開關(guān)控制、多燈控制、聲光控延時(shí)開關(guān)、光電自動(dòng)控制器、節(jié)電控制器等，在這眾多的照明設(shè)備控制方式中，我們首先要選擇相對(duì)方便、實(shí)用的控制開關(guān)，最終通過(guò)理想的控制開關(guān)達(dá)到預(yù)期的節(jié)能效果。

3.5 選擇高效率節(jié)能燈具

在住宅建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，各類電光源選擇以后，應(yīng)根據(jù)照明場(chǎng)所的工作需要適當(dāng)選擇照明器具，這對(duì)于提高照明質(zhì)量、減少投資、節(jié)約用電都有很大的作用，因此，在照明線路設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意選擇控光效果好、效率高的燈具還應(yīng)注意燈具的配光曲線。燈具的效率對(duì)節(jié)能的影響很大。燈具選擇不當(dāng)、效率太低，將使能量損失高達(dá)30%-40%。在國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的住宅建筑照明設(shè)計(jì)中常采用相對(duì)落后的電感鎮(zhèn)流器，其缺點(diǎn)是噪聲大、有頻閃、功率損耗高等，因此，隨著“綠色照明工程”在我國(guó)住宅建筑領(lǐng)域的不斷推進(jìn)，普通型電感鎮(zhèn)流器將逐漸退出市場(chǎng)，被節(jié)能型鎮(zhèn)流器所取代。目前美國(guó)內(nèi)建筑市場(chǎng)上常見的兩種節(jié)能型鎮(zhèn)流器，即電子鎮(zhèn)流器和節(jié)能型鎮(zhèn)流器，均能達(dá)到理想的節(jié)能效果，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇與應(yīng)用。

4.結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)現(xiàn)代住宅建筑的建設(shè)中，適時(shí)加強(qiáng)對(duì)于電氣節(jié)能設(shè)計(jì)方法及措施的研究具有重要的意義，而且引領(lǐng)了我國(guó)建筑行業(yè)技術(shù)發(fā)展的潮流，必須引起國(guó)家、政府及社會(huì)的高度重視，并且加強(qiáng)對(duì)于新技術(shù)和新設(shè)備的研究和實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

[1] 龔國(guó)棟．淺談建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能[J]．浙江建筑，2007

[2] 羅建華．建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施[J]．建筑與設(shè)計(jì)，2007

[3] 陳眾勵(lì)，趙濟(jì)安．建筑電氣節(jié)能技術(shù)綜述[J]．樓宇自動(dòng)化，2007