淺談民用建筑電氣節(jié)能措施

韓天銳1 王爽2

1錦州龍棲灣新區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展局 錦州 121218；2.遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 錦州 121000

摘要：建筑行業(yè)作為消耗能源的主力軍，如何節(jié)約能源是保證可持續(xù)發(fā)展的必要條件，民用建筑節(jié)能特別電氣節(jié)能也是非常重要組成部分。如何更加節(jié)約能源，從建筑電氣設(shè)計方面著手，遵循節(jié)能設(shè)計原則，把能源利用發(fā)揮到極致。本文結(jié)合電氣節(jié)能設(shè)計的基本原則，從供配電系統(tǒng)設(shè)計、照明系統(tǒng)設(shè)計、變壓器選擇等方面出發(fā)對電氣節(jié)能措施進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：節(jié)能措施；供配電系統(tǒng)；照明節(jié)能；變壓器

1.1前言

隨著當(dāng)代社會與經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，節(jié)能減排成了當(dāng)下最受人們所關(guān)注的話題，能源供求矛盾和環(huán)境污染已經(jīng)成為制約國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要因素，當(dāng)今世界，建筑的供電系統(tǒng)所產(chǎn)生的能耗問題頗為嚴(yán)重，建筑能源消耗問題也日益加重，隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的快速發(fā)展，建筑隨之也得到了飛速的發(fā)展，使得建筑能耗急劇增加，建筑電氣節(jié)能勢在必行。

1.2供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施

在民用建筑電氣供電系統(tǒng)設(shè)計中，保證供配電系統(tǒng)整體分布合理，減少線路損耗；對供配電系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析；注重提高設(shè)備運行的負(fù)荷率，盡可能使變壓器及電動機(jī)類電氣設(shè)備等處在經(jīng)濟(jì)運行狀態(tài)；部分對供配電質(zhì)量要求高的工程項目采用有載調(diào)壓變壓器，在確保供電質(zhì)量的同時起到節(jié)能的作用；采用低耗無噪音節(jié)能型接觸器；盡可能使三相負(fù)荷平衡；提高用電設(shè)備的功率因數(shù)，合理進(jìn)行無功補(bǔ)償；采取抑制和消除諧波的措施等。

（1）當(dāng)三相四線系統(tǒng)三相負(fù)荷不平衡時，必然會產(chǎn)生附加損耗。初步估算若三相負(fù)荷不平衡度為10%時，同等負(fù)荷變壓器銅損耗和線路損耗可增加達(dá)30%，這是一個不容忽視的問題。

（2）運行方式不合理造成的損耗。應(yīng)進(jìn)行輔機(jī)負(fù)荷特性普查，給出安全經(jīng)濟(jì)運行曲線。節(jié)能降耗完全可以從這方面著手。系統(tǒng)運行狀況是在不停變化的，如果設(shè)備運行不能被及時調(diào)整必然存在浪費能源的情況。

（3）對交流接觸器進(jìn)行技術(shù)改造實現(xiàn)節(jié)能降損。交流接觸器是低壓用電設(shè)備的主要控制電器，它的用量很大。雖然它消耗的電能并不多，但是應(yīng)該引起我們的重視。

（4）提高電網(wǎng)的功率因數(shù)、減少電網(wǎng)的無功功率及導(dǎo)線中的電阻等均能降低電網(wǎng)中的線損。具體途徑如下：①合理選擇線路路徑：為減小導(dǎo)線長度.線路盡可能走直線，不走或少走回頭線。② 合理確定電氣功能用房的位置：變壓器盡量接近負(fù)荷中心，以減少供電半徑.③增大導(dǎo)線截面：按滿足載流量熱穩(wěn)定、保護(hù)的配合及電壓損失所選定的截面，再加大一級導(dǎo)線截面；④提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少無功在線路上傳輸，以達(dá)到節(jié)能的目的。系統(tǒng)中的用電設(shè)備，如電動機(jī)、變壓器、線路、有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。

1.3照明節(jié)能措施

根據(jù)不同工程的使用要求合理選用高效節(jié)能型光源，一般情況下，在房間應(yīng)當(dāng)選用熒光燈，同時應(yīng)該根據(jù)相關(guān)的規(guī)定，在必要的地方安裝電容器；多選用直接照射型燈具；按照現(xiàn)行的建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的功率密度值的要求進(jìn)行照明設(shè)計；普遍選用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器：部分項目采用了照明節(jié)電器；盡可能多設(shè)置開關(guān)點。使燈具開關(guān)控制靈活，方便、節(jié)能；大進(jìn)深房問或商場、大廳等大空間照明采用分區(qū)、分級控制，充分利用自然光，以節(jié)約電能；居住建筑樓梯間、內(nèi)走道等采用聲控開關(guān).室外有關(guān)的照明燈具采用光控開關(guān)等節(jié)能控制；

（1）充分利用天然光源

天然光源是取之不盡、用之不竭的能源。在民用建筑設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)充分加以利用。在建筑設(shè)計初始，就要充分考慮天然光源的應(yīng)用。一般而言，天然采光白天可以提供至少十個小時的照明時間，同時，室內(nèi)引入陽光，既能大大節(jié)約照明能耗，還有助于提高室內(nèi)溫度，對于降低建筑能耗也具有重要的現(xiàn)實意義。通過制定建筑物的采光標(biāo)準(zhǔn)，確定其采光方式，將采光和照明有機(jī)地結(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，從而達(dá)到節(jié)能的目的。目前，利用天然光源的方法主要有：導(dǎo)光管法、采光擱板、棱鏡窗和反射高窗等。

（2）選用高效節(jié)能照明燈具

工廠廠房一般屬于高大工業(yè)廠房，無特殊要求時，應(yīng)優(yōu)選金屬鹵化物燈為代表的高強(qiáng)度氣體放電燈（HID）。因為金屬鹵化物燈具有光效高、顯色性好、功率大、壽命長等特點，適用于大面積場所照明。直射光通比例高，同時、控光性能合理、反射或投射系數(shù)高這類特點

的高效燈具，一般來說都具有配光特性穩(wěn)定，在除了特定裝飾的情況下，應(yīng)該被優(yōu)先選用。

（3）使用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器

廠房照明應(yīng)采用低能耗、性能優(yōu)的光源用電附件，如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器等，氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器。（3）燈具布置及回路控制的節(jié)能設(shè)計采用合適的控制方式，如手動控制、時間控制、光敏控制、微機(jī)控制等，根據(jù)不同的使用階段開/閉不同的照明，如與窗平行的照明等按天然光的強(qiáng)弱而開/閉；樓梯間照明采用定時控制或聲光組合控制。在不使用相關(guān)用電設(shè)備的情況下，可以通過設(shè)置在在插座面板上的開關(guān)進(jìn)行操作，這樣就能有效進(jìn)行插座電源切斷工作，從而使得設(shè)備空載損耗消除，也就達(dá)到節(jié)電目的。

1.4變壓器節(jié)能措施

在民用電力系統(tǒng)中，變壓器是必不可少的設(shè)備，合理選擇變壓器的型號和運行方式，就能減少變壓器造成的電能損失。在選擇民用建筑變壓器時，首先要考慮無功功率的影響，由于變壓器無功功率與變壓器內(nèi)部材質(zhì)有關(guān)，與電負(fù)荷無關(guān)，因此，在選擇變壓器時，要盡量選擇無功功率小的節(jié)能變壓器；其次要考慮變壓器線損的影響。變壓器的線損與負(fù)荷率的平方成正比，負(fù)荷越大，通過變壓器繞阻的電流越大，產(chǎn)生的線損越大，因此為了節(jié)能，要選擇電阻值小的繞阻變壓器；最后在選擇所用變壓器的臺數(shù)以及容量時，應(yīng)綜合考慮線路中的負(fù)荷情況，以及每年運行時需要的費用，通過對負(fù)荷進(jìn)行合理的規(guī)劃、分配，選擇與電路負(fù)荷相當(dāng)?shù)淖儔浩?，進(jìn)而降低電能的損耗。

變壓器的損耗主要分為兩部分：一是與負(fù)載無關(guān)的空載損失，二是與負(fù)載成平方比的負(fù)載損失。變壓器的損耗大約占總損耗的6%，變壓器有載時，除了固定鐵損外，還加上由于電流通過一次、二次線圈的電阻損耗即銅耗。一般來說，最好還是選擇節(jié)能型變壓器，首先考慮它與負(fù)荷大小的關(guān)系，然后再根據(jù)負(fù)荷運行的時間變化，選擇相應(yīng)的參數(shù)與臺數(shù)，最大程度的降低損耗。

（1）采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片，改進(jìn)鐵芯結(jié)構(gòu)，降低空載損耗。

（2）改進(jìn)絕緣結(jié)構(gòu)，適當(dāng)減小電流密度，降低負(fù)載損耗。因此，在變壓器設(shè)計中應(yīng)優(yōu)先選用S9-S11 或SC9-SC11 等低損耗節(jié)能變壓器。近年來，非晶合金鐵芯變壓器由于其噪聲小、低損耗的特點在市場上得到了很好的使用，它的空載損耗只有傳統(tǒng)鋼材鐵芯變壓器的1/10。

（3）變壓器的經(jīng)常性負(fù)載不應(yīng)大于85%，通常以在變壓器額定容量的60%為宜。當(dāng)所供負(fù)荷其諧波電流較大時，應(yīng)增加變壓器容量，以減少變壓器負(fù)載率。變壓器的臺數(shù)和容量應(yīng)根據(jù)地區(qū)的供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、運行方式和用戶發(fā)展等因素綜合考慮確定，一般采用三相變壓器，其容量可按投入運行后5 到10年的預(yù)期負(fù)荷選擇，至少留有15%到20%的余量。

1.5總結(jié)語

民用建筑電氣工程節(jié)能是目前節(jié)能工程中的重要組成部分，是減少電能消耗，減少碳排放，緩解電能緊張的有效措施。在民用建筑電氣工程節(jié)能過程中要遵循一定的原則，通過多方面的節(jié)能途徑，才能達(dá)到節(jié)能的最終目的。

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