現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)分析

汪雨

【摘要】節(jié)能降耗一直是基于科學(xué)發(fā)展觀的策略，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，因此，電氣節(jié)能如今已是節(jié)能建筑的重點(diǎn)課題之一。電氣節(jié)能技術(shù)在建筑工程中的合理利用將大大降低建筑物的能耗?在積極倡導(dǎo)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的今天，如何把節(jié)能措施貫穿于整個(gè)電氣設(shè)計(jì)過(guò)程則顯得尤為重要。

【關(guān)鍵詞】電氣設(shè)計(jì)；節(jié)能措施；照明系統(tǒng)的節(jié)能

一、建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)遵循的原則

1.節(jié)能需滿足建筑物的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)能應(yīng)考慮國(guó)情，不能因?yàn)樽非蠊?jié)能而過(guò)高地消耗投資增加運(yùn)行費(fèi)用，電氣工程師在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該通過(guò)比較分析，合理選用節(jié)能設(shè)備及材料， 使增加的節(jié)能方面的投資，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)用進(jìn)行回收。

2.節(jié)能需減少無(wú)謂的能量消耗。設(shè)計(jì)時(shí)首先找出哪些方面的能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無(wú)關(guān)的，再考慮采取什么措施節(jié)能。如傳輸電能線路上的有功損耗，變壓器的功率損耗、電能傳輸線路上的有功損耗，都是無(wú)用的能量損耗；又如量大面廣的照明容量，宜采用先進(jìn)的調(diào)光技術(shù)、控制技術(shù)使其能耗降低

3.節(jié)能需滿足環(huán)境保護(hù)的先進(jìn)性原則。以提高能源利用率和綜合效益為主要途徑， 根據(jù)技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的原則確定設(shè)計(jì)方案。通過(guò)正確的計(jì)算，合理選擇電氣設(shè)備及其控制方式， 盡量在不增加或少增加投資的前提下取得較顯著的節(jié)電效果。

二、建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的策略研究

1.減少變壓器的能量損耗。首先根據(jù)負(fù)荷情況，綜合考慮投資和設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行合理分配，選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，使其工作在高效區(qū)內(nèi)。變壓器效率與變壓器負(fù)荷和損耗有關(guān)，也與負(fù)荷的功率因數(shù)有關(guān)，選用節(jié)能型變壓器，更換或改造高能耗的變壓器。據(jù)統(tǒng)計(jì)選用節(jié)能型變壓器與無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器相比，1OkV系列其空載損耗和短路損耗分別降低41%和l3%。

同一變電站的變壓器盡量并聯(lián)運(yùn)行，根據(jù)負(fù)荷的變化調(diào)整并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的臺(tái)數(shù)。在負(fù)荷變化的情況下，如投運(yùn)變壓器臺(tái)數(shù)和數(shù)量不變，其負(fù)荷率和運(yùn)行效率都將發(fā)生變化，使其超出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍，因此要及時(shí)投入或切除部分變壓器，以防止變壓器輕載和空載運(yùn)行。對(duì)長(zhǎng)期輕載（負(fù)荷率在3O%以下）的變壓器，必要時(shí)應(yīng)按實(shí)際負(fù)荷更換小容量變壓器，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。另外，還需考慮控制各類(lèi)非線性用電設(shè)備所產(chǎn)生的高次諧波，降低高次諧波值，降低變壓器的運(yùn)行環(huán)境溫度，平衡三相負(fù)荷，合理選擇變壓器的接線方式等因素。

2.減少線路上的能量損耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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和導(dǎo)線截面積。因此在滿足允許載流量、運(yùn)行電壓損失等各種技術(shù)指標(biāo)的前提下， 根據(jù)建筑的規(guī)模、用電負(fù)荷性質(zhì)及容量， 使電氣位置合理的靠近用電負(fù)荷中心， 應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度合理選擇電纜及導(dǎo)線的截面，從降低電能損耗、減少投資等方面綜合進(jìn)行選擇。具體措施有：①盡量選用電阻率P較小的導(dǎo)線，如銅芯線和鋁線。但又要貫徹節(jié)約用銅的原則，在負(fù)荷較大的一類(lèi)、二類(lèi)建筑中采用銅導(dǎo)線，在三類(lèi)或負(fù)荷量較小的建筑中采用鋁芯導(dǎo)線。②盡可能減少導(dǎo)線長(zhǎng)度， 在設(shè)計(jì)中線路應(yīng)盡量走直線少走彎路，另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應(yīng)盡可能地靠近負(fù)荷中心，以減少供電半徑。③增大導(dǎo)線截面積，對(duì)于較長(zhǎng)的線路，在滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護(hù)配合及電壓降要求的前提下，在選定線截面時(shí)加大一級(jí)線截面。這樣增加的線路費(fèi)用，由于節(jié)約能耗而減少了年運(yùn)行費(fèi)用，從而達(dá)到節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的目的。另外利用某些季節(jié)性負(fù)荷的線路，這些用戶不用時(shí)，可提供給常期用戶作供電線路使用，以減少線路和電阻。

3.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(dòng)機(jī)、變壓器、線路、氣體放電燈中的整流器都具有電感，會(huì)產(chǎn)生滯后的無(wú)功，需要從系統(tǒng)中引入超前的無(wú)功相抵消， 這樣超前的無(wú)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，具體措施如下：

①減少用電設(shè)備無(wú)功損耗， 提高用電設(shè)備的功率因數(shù)。在設(shè)計(jì)中盡可能采用功率因數(shù)高的用電設(shè)備，如同步電動(dòng)機(jī)，電感性用電設(shè)備可選用有補(bǔ)償電容器的用電設(shè)備，如配有電容補(bǔ)償?shù)臒晒鉄簟＂谟渺o電電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，電容器可產(chǎn)生超前無(wú)功電流抵消用電設(shè)備的滯后無(wú)功電流，從而達(dá)到提高功率因數(shù)，同時(shí)又減少整體無(wú)功電流。

4. 照明系統(tǒng)的節(jié)能。照明節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程， 照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)一方面照度、 色溫、顯色指數(shù)要達(dá)標(biāo)，另一方面又要達(dá)到節(jié)能的目的。由于電氣照明設(shè)備的耗電量與照明方式、用電使用時(shí)間、照明設(shè)備損耗、房間面積、照明器數(shù)量等因素成正比關(guān)系，與照明電氣的發(fā)光效率成反比關(guān)系。因此，照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)可從以下方面來(lái)綜合考慮：

①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(zhǎng)、啟動(dòng)可靠方便快捷、性能價(jià)格比高的高效光源。在滿足照明質(zhì)量的前提下，一般場(chǎng)所應(yīng)優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈及緊湊型熒光燈，高大車(chē)間、廠房及體育場(chǎng)館的室外照明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；另外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；②減少設(shè)備使用時(shí)間。合理選擇照明電路控制方式通過(guò)光線感應(yīng)可根據(jù)環(huán)境光自動(dòng)控制燈光回路的開(kāi)閉。當(dāng)環(huán)境光變亮?xí)r，可自動(dòng)關(guān)閉部分燈光，通過(guò)人體感應(yīng)可自動(dòng)控制燈光的開(kāi)關(guān)。建筑物應(yīng)盡量利用自然采光，采用透光性能較好的玻璃門(mén)窗。③合理選擇照明線路。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。

三、配電箱的布置

在配電箱設(shè)計(jì)中，除要標(biāo)明配電箱每部電氣元件如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等型號(hào)，還要明確配電箱本身的型式，所選的配電箱應(yīng)適合用于住宅樓內(nèi)，配電箱相對(duì)體積較大，內(nèi)裝電氣元件，又有不少管線敷出，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)其位置的確定更要考慮周全。一方面要對(duì)照水專(zhuān)業(yè)圖，協(xié)調(diào)好配電箱的安裝位置，防止兩個(gè)專(zhuān)業(yè)都看中了同一面墻，配電箱與消火栓箱位置重疊。

在建筑電氣的設(shè)計(jì)中，通常是將兩戶 （普通多層住戶）的戶表箱置于樓梯間，而隨著每戶配電線的增加，必須造成樓梯間管線增多， 給施工帶來(lái)麻煩，因此我們可以考慮在戶表箱內(nèi)放置電度表、燃?xì)夂屠錈崴氖彝庥?jì)量表，將每戶的分支回路開(kāi)關(guān)置于戶內(nèi)配電箱，戶內(nèi)配電箱應(yīng)裝于室內(nèi)易操作的地方，這樣做首先是要以將集中于樓梯間的管線分散來(lái)布置，其次是可以使入戶的管線簡(jiǎn)單，其余的管線則完全在室內(nèi)布置，再次是為住戶的操作帶來(lái)方便。在設(shè)計(jì)中可以考慮在冷熱水表和燃?xì)鈱?duì)應(yīng)位置的墻上留86型接線。然后在預(yù)埋線至室外戶表箱， 如果用戶需要安裝只要接上線就可以了。

四、結(jié)束語(yǔ)

建筑電氣節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程， 逐漸向著自動(dòng)化、節(jié)能化、信息化和智能化方向發(fā)展。建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的措施還有很多， 如提高電網(wǎng)功率因數(shù)、 采用智能化系統(tǒng)、 采用新型節(jié)能機(jī)電產(chǎn)品等。電氣設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)人員應(yīng)高度重視節(jié)能設(shè)計(jì)理念，從安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性及節(jié)能性等方面進(jìn)行綜合分析，全面掌握并運(yùn)用有效的節(jié)能措施，拿出一套既符合各種技術(shù)指標(biāo)又能夠滿足功能需求，行之有效而又切實(shí)可行的節(jié)能措施，從而真正實(shí)現(xiàn)“節(jié)電能、降電耗”的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]邱慧萍，仇洋，淺談建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能措施[J].經(jīng)營(yíng)建筑者，2011（02）.

[2]龔國(guó)棟.淺談建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能[J].浙江建筑.2007.24.