淺談現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能的應(yīng)用

溫從森

摘 要：建筑節(jié)能是21世紀(jì)建筑的發(fā)展趨勢(shì)，推進(jìn)建筑節(jié)能是貫徹國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大舉措，是牽涉到國(guó)家全局，影響深遠(yuǎn)的大事情。目前我國(guó)建筑能源的浪費(fèi)很嚴(yán)重，無(wú)論是空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、用電設(shè)備，都存在巨大的節(jié)能潛力，而電氣能耗是建筑能耗的主要組成部分，所以建筑節(jié)能的關(guān)鍵在于電氣節(jié)能。文章分析了現(xiàn)代建筑節(jié)能的發(fā)展趨勢(shì)，從配電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、用電設(shè)備等方面討論了節(jié)能措施的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代建筑；電氣節(jié)能；配電系統(tǒng)；空調(diào)；照明

中圖分類號(hào)：TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）24-0048-02

能源在人類的生存和發(fā)展中意義重大。我國(guó)人口眾多、能源資源相對(duì)不足，近幾年能源資源過(guò)度消耗和由此造成的環(huán)境污染，己經(jīng)成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)健康持續(xù)發(fā)展的重大問(wèn)題。建筑能耗是社會(huì)能耗的三架馬車之一，建筑業(yè)推進(jìn)了社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益的不斷提升，同時(shí)我們必須看到它的缺陷，即作為粗放式發(fā)展的普遍特征：高投入、高排放、高消耗、低效率、低產(chǎn)出、不循環(huán)或者不好循環(huán)為代價(jià)。

1 現(xiàn)代建筑節(jié)能的發(fā)展趨勢(shì)

電能作為人類最重要的二次能源之一，是建筑中最主要的能源。在建筑中，不論是照明插座系統(tǒng)，還是其他動(dòng)力類用電設(shè)備等，都需要使用電能才可以工作。為了提高節(jié)能水平，對(duì)不同類型的能源進(jìn)行電氣能耗分析，對(duì)不同類型的用電設(shè)備進(jìn)行能耗分析，具有重要的意義，見(jiàn)表1。

民用建筑電氣工程的節(jié)能設(shè)計(jì)是指在保證安全用電的基礎(chǔ)上，在充分滿足建筑物功能要求的前提下，采取有效措施，對(duì)變壓器、空調(diào)、電動(dòng)機(jī)、照明、電梯等耗能系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和優(yōu)化管理，提高設(shè)備利用率和管理水平，并對(duì)其進(jìn)行有效，科學(xué)的控制與管理，提高對(duì)電能的有效利用率，降低項(xiàng)目投資成本和運(yùn)行成本，進(jìn)而達(dá)到緩解資源緊張以及減少環(huán)境污染的目的。

2 現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

一般而言，建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)是為了滿足具有使用功能，并且能夠有效的控制能源消耗，將能源的利用效率提升，進(jìn)而對(duì)建筑電氣功能進(jìn)行有效、合理以及科學(xué)的管理，從而將能源的浪費(fèi)降低。對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)階段的能源消耗和能源的使用特點(diǎn)的綜合分析，而不是個(gè)別提高能源效率的措施或技術(shù)的實(shí)施。另外，在電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，也不能刻意控制電氣，這樣會(huì)對(duì)建筑物本身的使用功能產(chǎn)生一定的影響。在建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)該將先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)與實(shí)用作為其主要的原則，著重考慮到工程投資的利用效率，并且還應(yīng)該做好節(jié)能應(yīng)用的合理設(shè)計(jì)，避免因?yàn)楣?jié)能設(shè)計(jì)，導(dǎo)致整體的建筑設(shè)計(jì)投資成本增加。在建筑電氣節(jié)能的設(shè)計(jì)之上，還應(yīng)該盡可能避免能量上的浪費(fèi)，能夠合理的選擇科學(xué)、先進(jìn)的設(shè)備，并且能夠分析相關(guān)設(shè)備的原理、性能、效果等諸多方而，并且做好相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)分析，才能夠避免節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)于表面化、形式化。對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)階段的能源消耗和能源的使用特點(diǎn)的綜合分析，而不是個(gè)別提高能源效率或技術(shù)的實(shí)施。

3 供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施

優(yōu)質(zhì)的電能才能促進(jìn)用電系統(tǒng)和設(shè)備工作的可靠性和能源利用效率的提高，進(jìn)而促進(jìn)建筑的節(jié)能，因此在電能的供應(yīng)和配電系統(tǒng)中節(jié)能措施的應(yīng)用是建筑電氣節(jié)能的保證。

3.1 提高電能質(zhì)量

電壓暫降，暫升和短時(shí)中斷，諧波產(chǎn)生的電壓波形畸變是在現(xiàn)代電網(wǎng)系統(tǒng)中最突出的問(wèn)題。解決這些問(wèn)題需要減小供電電壓的波動(dòng)和偏差，可以通過(guò)減小負(fù)荷峰谷差值；分層分區(qū)的就地?zé)o功功率平衡，三相平衡，減小電壓波動(dòng)，諧波治理；改進(jìn)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，縮小供電的半徑。

3.2 提高功率因數(shù)

功率因數(shù)是供配電系統(tǒng)的一項(xiàng)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，功率因數(shù)小會(huì)引起對(duì)應(yīng)較大的電網(wǎng)線路輸送損耗。配電中的感性負(fù)荷，如變壓器，電動(dòng)機(jī)，洗衣機(jī)，冰箱等，不僅要從電網(wǎng)中吸收有功功率用于做功，而且還要吸收無(wú)功功率建立磁場(chǎng)，保障運(yùn)行。功率因數(shù)越大，說(shuō)明總視在功率中有功成分越大，電源的利用效率就越高?？梢蕴岣哂秒娫O(shè)備的自然功率因數(shù)，或者通過(guò)人工補(bǔ)償措施，比如采用無(wú)功補(bǔ)償裝置。

3.3 變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

根據(jù)供電系統(tǒng)的供電情況和各類用戶用電規(guī)律，合理地安排用戶的用電時(shí)間，鼓勵(lì)低谷用電，壓低高峰用電，可以大大節(jié)約變壓器電能損耗，同時(shí)也可以節(jié)約線路和整個(gè)電網(wǎng)的損耗，達(dá)到節(jié)約電能的目的。還可以采用新的節(jié)能技術(shù)，減少變壓器的鐵損和線損。

4 照明系統(tǒng)的節(jié)能措施

照明系統(tǒng)的能耗是建筑能耗的重要組成成分，我國(guó)在照明系統(tǒng)中消費(fèi)的電能占到了全國(guó)總發(fā)電量的10%左右。因此提高照明系統(tǒng)的節(jié)能水平將大幅度減少電能的消耗，建筑照明需求大，需要推廣節(jié)能設(shè)計(jì)促進(jìn)建筑的節(jié)能。

4.1 采用智能照明系統(tǒng)

采用合適的智能照明系統(tǒng)，充分利用天然的能源，提高照明的質(zhì)量，節(jié)約電能。智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)每個(gè)區(qū)域的功能，每天根據(jù)環(huán)境和時(shí)間通過(guò)不同方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)照明，或者提前做好照度設(shè)置，由系統(tǒng)或分控制器通過(guò)調(diào)光模塊，調(diào)光器自動(dòng)調(diào)節(jié)。對(duì)白熾燈、熒光燈等多種光源進(jìn)行調(diào)光控制，降低了熒光燈諧波含量，提高了功率因數(shù)，降低了低壓無(wú)功損耗。

4.2 合理配光，有機(jī)組合

在實(shí)際照明工程中將局部照明與一般照明即主體照明有機(jī)地按照明需求合理配置，對(duì)同一照明場(chǎng)所按不同季節(jié)、不同日子、不同時(shí)段照明需求實(shí)施不同照明照度。在建筑物內(nèi)對(duì)同一功能間不同區(qū)域?qū)崿F(xiàn)分區(qū)域合理配光。

4.3 選擇高效光源、附件

光源是電能轉(zhuǎn)化為光能的器件，是照明用電的核心，也是照明節(jié)能的根本。在滿足光照環(huán)境需求的前提下著重考慮光源的發(fā)光效率與光源壽命。應(yīng)從發(fā)光效率、顯色性、壽命和投資等方面綜合考慮。自鎮(zhèn)流熒光燈應(yīng)配用電子鎮(zhèn)流器，可提高燈管光效和降低鎮(zhèn)流器的自身功耗，有利于節(jié)能；直管形熒光燈應(yīng)配用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器；高壓鈉燈、金屬鹵化物燈應(yīng)配用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。

5 建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施

暖通系統(tǒng)是伴隨建筑整個(gè)生命過(guò)程中必不可缺的一個(gè)組成部分，暖通系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)是在建筑工程施工中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，合理的節(jié)能設(shè)計(jì)不但能為建筑節(jié)省一大筆費(fèi)用，還能減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

5.1 改進(jìn)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性

在暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中所消耗的能量中有一部分是來(lái)自建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu)的損耗，因此，我們可以利用提高建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能來(lái)減少暖通空調(diào)系統(tǒng)的耗能，從而達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。在實(shí)際暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，要根據(jù)實(shí)際工程的情況，融入節(jié)能的觀念和設(shè)計(jì)技能，提高建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能，減少暖通空調(diào)系統(tǒng)的耗能。

5.2 空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行和變頻控制

暖通空調(diào)接口處引入弱電傳感器，對(duì)風(fēng)速、溫度、管徑等一系列的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，采用智能化的接口控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)接口進(jìn)行控制，采用變頻技術(shù)將其額定功率的變化控制在科學(xué)的范圍內(nèi)，空調(diào)系統(tǒng)本身就不會(huì)由于額定功率的改變而形成全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，起到節(jié)能的作用，并且設(shè)計(jì)獨(dú)立通信控制口分季節(jié)分時(shí)段的對(duì)暖通空調(diào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得通過(guò)簡(jiǎn)單的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)變風(fēng)量以及變流量系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)的控制和對(duì)機(jī)電設(shè)備實(shí)施啟停，節(jié)約能源。

6 結(jié) 語(yǔ)

建筑物的電氣系統(tǒng)，首先要滿足電能的需求，減小供電電壓的偏差，通過(guò)改變用戶的用電方式等措施，達(dá)到節(jié)能目的。照明系統(tǒng)量大而廣，光源及其附件的選擇都應(yīng)該在滿足照度要求的同時(shí)以經(jīng)濟(jì)為前提，針對(duì)不同類型的建筑選擇不同的智能照明控制系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)能的目的。空調(diào)系統(tǒng)采用自動(dòng)化控制和變頻技術(shù)提高運(yùn)行效率，增強(qiáng)建筑的保溫，減少能耗。借助在建筑設(shè)計(jì)及運(yùn)行中的各種節(jié)能措施，可以減少不必要的能源損耗，達(dá)到建筑節(jié)能的目的。

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