探析建筑電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

謝林

[論文摘要]： 目前全世界都存在能源短缺，而我國又是一個能源消耗大國，每年要從國外進口大量的石油和天然氣等，我國人均資源和能源相對貧乏，不到世界人均水平的一半，而我國能源利用率又低，大約為30%（日本的能源利用率可達到57%）。隨著社會不斷的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也隨著更新。根據(jù)建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀探討了主要建筑電氣的節(jié)能措施。從照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、降低線路損耗、軟啟節(jié)能、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)等幾方面展開論述，分析建筑電氣節(jié)能設(shè)計要點。以提高建筑電氣節(jié)能效率，實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計目標(biāo)。

[論文關(guān)鍵詞]：建筑電氣；節(jié)能；電氣節(jié)能

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源問題被提到越來越重要的地位。建筑的供配電系統(tǒng)的節(jié)能降耗問題與新能源的開發(fā)則更顯得重要。我國大約有建筑面積五百多億平方米， 能源消耗比世界平均水平高出1-2倍， 而電氣建筑部分的能源消耗更是明顯，因此，降低建筑電氣節(jié)的能源消耗是大勢所趨。而新能源的發(fā)展可以解決能源危機、通貨膨脹、環(huán)境問題等許多社會問題，幫助構(gòu)建社會主義和諧社會。新能源的快速發(fā)展中，與其配套的各項管理與技術(shù)內(nèi)容不可或缺。

1 現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀

在經(jīng)濟發(fā)展中，建筑電氣是耗能大戶。許多文獻都曾顯示，建筑電氣每年要消耗總發(fā)電量的10%以上。人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需求與精神需求同時對建筑電氣節(jié)能工作質(zhì)量提出了更高的要求?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展下各類高能耗產(chǎn)品數(shù)量不斷增多，整個建筑住宅領(lǐng)域內(nèi)電氣消耗量逐年成發(fā)展趨勢，并占據(jù)著整個能量資源消耗環(huán)節(jié)最關(guān)鍵部分；我國在相關(guān)法律法規(guī)制度上的健全與完善。使得建筑電氣節(jié)能做到了有法可依，設(shè)計原則與設(shè)計規(guī)律應(yīng)用在建筑節(jié)能環(huán)節(jié)，勢必會為整項工作帶來巨大的推動作用。

2 現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能的主要措施

2.1 照明節(jié)能

（1）充分利用自然光，電氣設(shè)計者應(yīng)多與建筑專業(yè)配合，做到充分有效的利用自然采光使之與室內(nèi)人工照明有機地結(jié)合，有條件的利用各種導(dǎo)光和反光裝置將天然光引入室內(nèi)進行照明，以減少屯量的消耗。

（2）嚴格遵循《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了各種場所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺要求、照明功率密度等，照度標(biāo)準(zhǔn)是不可隨意降低或提高，要有效控制單位面積燈具安裝功率。

（3）照明設(shè)計可采用高效的光源，一般場所應(yīng)優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈（如T5、T8管）、緊湊型熒光燈及LED光源，高大車間、廠房及體育館場等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。

（4）推廣使用低能耗、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)器以及電子變壓器等，公共建筑場所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無功補償?shù)臒艟?，緊湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器，氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器，燈具功率因數(shù)不小于0.90。

（5）改進燈具控制方式，通過采用各種節(jié)能型開關(guān)或裝置進行節(jié)電。根據(jù)照明使用特點采取分區(qū)控制燈具或適當(dāng)增加照明開關(guān)點。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開關(guān)，公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關(guān)，在樓梯、過道、廁所等處可裝上自動控制開關(guān)，并應(yīng)盡量選擇小容量的燈泡。

2.2 供配電系統(tǒng)節(jié)能

（1）減少變壓器的能量損耗，變壓器作為配電系統(tǒng)的基本設(shè)備，其損耗大約占總耗量的6%，主要分為鐵耗（又稱為空載損耗）和銅耗，鐵耗與負荷大小無關(guān)，是與鐵芯的制作材料和制造工藝有關(guān)，而銅耗與負荷的大小有關(guān)，對用電負荷精準(zhǔn)計算后合理的進行分配，選擇變壓器的運行參數(shù)與臺數(shù)，應(yīng)使變壓器的負載率最佳，以保證能夠降低電壓器的容量、延長變壓器使用壽命。

（2）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)備如同步電動機等，電感性用電設(shè)備可選用有補償電容器的用電設(shè)備（如配有電容補償?shù)臒晒鉄舻龋Ｊ褂渺o電電容器進行無功補償，電容器可產(chǎn)生超前無功電流抵消用電設(shè)備的滯后無功電流從而達到提高功率因數(shù)同時又減少整體無功電流。

（3）對配電位置進行合理設(shè)計，變配電所應(yīng)靠近負荷中心，以縮短配電半徑減少線路損耗。

（4）對非線性用電設(shè)備進行控制，降低設(shè)備所產(chǎn)生的高次諧波值，降低變壓器的運行環(huán)境溫度，平衡三相負荷，合理選擇變壓器的接線方式。

（5）峰谷調(diào)節(jié)能量的控制，在用電高低峰期進行有效的調(diào)節(jié)控制，靈活控制，以達到節(jié)省電氣能源。

2.3 降低線路損耗

當(dāng)電能傳輸時，線路的損耗約占輸入電能的4%左右，影響線路損耗的主要是供電方式、負載的大小、導(dǎo)線長度和截面積等相關(guān)。因此在滿足允許載流量、運行電壓損失等各種技術(shù)指標(biāo)的前提下，盡量提高系統(tǒng)的功率系數(shù)、減少導(dǎo)線電阻，從而降低其損耗。主要措施有：

（1）線路路徑的選擇要合理，盡可能減小導(dǎo)線長度，合理確定電氣用房所在位置，變配電間應(yīng)盡可能地靠近負荷中以減少供電半徑。

（2）合理選擇導(dǎo)線截面積，對于較長線路，在滿足載心、流量、熱穩(wěn)定、保護配合和電壓降要求的情況下，可使導(dǎo)線的截面積加大1～2級。

（3）盡量選用電阻率較小的銅導(dǎo)線。

2.4 軟啟節(jié)能

電機硬啟動對電網(wǎng)造成嚴重的沖擊，而且對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板和閥門損害極大，對設(shè)備和管路的使用壽命極為不利。當(dāng)用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設(shè)備和閥門的使用壽命，節(jié)省了設(shè)備的維護費用。從理論上講，變頻器可以用在所有帶有電動機的機械設(shè)備中，電動機在啟動時，電流會比額定高5-6倍，不但會影響電機的使用壽命而且消耗較多的電量。設(shè)計時在電機選型上會目有一定的余量，電機的速度是固定不變，但在實際使用過程中，有時要以較低或較高的速度運行，因此進行變頻改造是非常必要的。變頻器可實現(xiàn)電機軟啟動、補償功率因素、通過改變設(shè)備輸入電壓頻率達到節(jié)能調(diào)速的目的，而且能給設(shè)備提供過流、過壓、過載等保護功能。

2.5 充分利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽能是環(huán)保的可再生能源，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池板、控制器和蓄電池和逆變器組合而成。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要應(yīng)用于建筑物的部分用電設(shè)備上，如：環(huán)境照明（庭院燈和草坪燈等）、道路照明和體育場照明等。在系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計中，應(yīng)考慮下列主要因素：用電負荷的性質(zhì)、用電量和每天所需的工作時間；系統(tǒng)輸出時電壓的等級設(shè)計：陰雨及霧霾天氣時，保證系統(tǒng)能夠處于連續(xù)工作的狀態(tài)：建筑物所處位置的日照時間和太陽能輻射量等。

3 結(jié)語

我國加入WTO 后，我國在建筑電氣節(jié)能設(shè)計領(lǐng)域中面臨著新的挑戰(zhàn)，因為國外的設(shè)計公司在設(shè)計過程中十分重視環(huán)保和節(jié)能，如果我們在設(shè)計過程中不重視節(jié)能，就有可能被淘汰出局。而節(jié)電節(jié)能工作牽涉的面又十分廣泛，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。對于設(shè)計者而言，就是要合理的選用設(shè)備（變壓器，電動機，電纜，照明光源等），合理確定供電電壓等級以及采用新材料，新技術(shù)等。建筑電氣節(jié)能設(shè)計潛力很大， 應(yīng)精心考慮設(shè)計方案， 選擇高效節(jié)能設(shè)備， 應(yīng)用先進的設(shè)計技術(shù)， 按照節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)合理設(shè)計。

參考文獻

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