現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能探討

周石陽　陳遠(yuǎn)　孫航

摘要：隨著社會(huì)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(jì)要點(diǎn)。以提高建筑電氣節(jié)能效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：建筑電氣；電氣節(jié)能；節(jié)能措施

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672—3198（2014）10—0187—02

0引言

21世紀(jì)以來，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展使電力需求快速增長(zhǎng)，但發(fā)電裝機(jī)容量和電網(wǎng)供電能力不足，全國(guó)大部分地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的拉閘限電現(xiàn)象，可見電氣節(jié)能的重要性。電氣節(jié)能是建筑節(jié)能重要的組成部分，所以在建筑電氣設(shè)計(jì)上一定要按相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，對(duì)我國(guó)的節(jié)能環(huán)保措施要嚴(yán)格執(zhí)行，設(shè)計(jì)科學(xué)合理、切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案，并運(yùn)用高科技的現(xiàn)代化設(shè)備進(jìn)行建筑電氣的安裝，對(duì)建筑行業(yè)中的電氣設(shè)備進(jìn)行合理優(yōu)化配置，最大限度的降低電力能耗，提高電力能源利用率，以促進(jìn)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的順利實(shí)施。本文以降低建筑電能消耗為目的，就建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要的探討。

1現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，建筑電氣是耗能大戶。許多文獻(xiàn)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(zhǎng)的物質(zhì)文化需求與精神需求同時(shí)對(duì)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(gè)建筑住宅領(lǐng)域內(nèi)電氣消耗量逐年成發(fā)展趨勢(shì)，并占據(jù)著整個(gè)能量資源消耗環(huán)節(jié)最關(guān)鍵部分；我國(guó)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(jì)原則與設(shè)計(jì)規(guī)律應(yīng)用在建筑節(jié)能環(huán)節(jié)，勢(shì)必會(huì)為整項(xiàng)工作帶來巨大的推動(dòng)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

照明的節(jié)能設(shè)計(jì)照明節(jié)能設(shè)計(jì)就是在保證不降低作業(yè)面視覺要求和照明質(zhì)量的前提下，盡量減少照明系統(tǒng)中光能的損失，從而最大限度地利用光能，通常的照明節(jié)能措施有以下幾種：

（1）充分利用自然光，電氣設(shè)計(jì)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(jī)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(jìn)行照明，以減少屯量的消耗。

（2）嚴(yán)格遵循《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了各種場(chǎng)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(jì)可采用高效的光源，一般場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無功補(bǔ)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(jìn)燈具控制方式，通過采用各種節(jié)能型開關(guān)或裝置進(jìn)行節(jié)電。根據(jù)照明使用特點(diǎn)采取分區(qū)控制燈具或適當(dāng)增加照明開關(guān)點(diǎn)。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開關(guān)，公共場(chǎng)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(dòng)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

在建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，供配電系統(tǒng)是設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)，根據(jù)負(fù)荷容量，供電距離及分布，用電設(shè)備特點(diǎn)等因素合理謾計(jì)供配電系統(tǒng)，盡量做到系統(tǒng)簡(jiǎn)單、可靠、操作方便。

（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(fù)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(fù)荷的大小有關(guān)，對(duì)用電負(fù)荷精準(zhǔn)計(jì)算后合理的進(jìn)行分配，選擇變壓器的運(yùn)行參數(shù)與臺(tái)數(shù)，應(yīng)使變壓器的負(fù)載率最佳，以保證能夠降低電壓器的容量、延長(zhǎng)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(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)等，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)臒晒鉄舻龋Ｊ褂渺o電電容器進(jìn)行無功補(bǔ)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(dá)到提高功率因數(shù)同時(shí)又減少整體無功電流。

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

（4）對(duì)非線性用電設(shè)備進(jìn)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(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。

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

2.3降低線路損耗

當(dāng)電能傳輸時(shí)，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(fù)載的大小、導(dǎo)線長(zhǎng)度和截面積等相關(guān)。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，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(zhǎng)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(fù)荷中以減少供電半徑。

（2）合理選擇導(dǎo)線截面積，對(duì)于較長(zhǎng)線路，在滿足載心、流量、熱穩(wěn)定、保護(hù)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(jí)。

（3）盡量選用電阻率較小的銅導(dǎo)線。

2.4軟啟節(jié)能

電機(jī)硬啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且對(duì)電網(wǎng)容量要求過高，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)時(shí)對(duì)擋板和閥門損害極大，對(duì)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(dòng)功能將使啟動(dòng)電流從零開始，最大值不超過額定電流，減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)供電容量的要求，延長(zhǎng)了設(shè)備和閥門的使用壽命，節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。從理論上講，變頻器可以用在所有帶有電動(dòng)機(jī)的機(jī)械設(shè)備中，電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，電流會(huì)比額定高5-6倍，不但會(huì)影響電機(jī)的使用壽命而且消耗較多的電量。設(shè)計(jì)時(shí)在電機(jī)選型上會(huì)目有一定的余量，電機(jī)的速度是固定不變，但在實(shí)際使用過程中，有時(shí)要以較低或較高的速度運(yùn)行，因此進(jìn)行變頻改造是非常必要的。變頻器可實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)、補(bǔ)償功率因素、通過改變?cè)O(shè)備輸入電壓頻率達(dá)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(hù)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(chǎng)照明等。在系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮下列主要因素：用電負(fù)荷的性質(zhì)、用電量和每天所需的工作時(shí)間；系統(tǒng)輸出時(shí)電壓的等級(jí)設(shè)計(jì)：陰雨及霧霾天氣時(shí)，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(shí)間和太陽能輻射量等。

3結(jié)束語

能源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平不斷提高的重要物質(zhì)保障，能源的緊張將嚴(yán)重阻礙人們未來的正常生活、社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。節(jié)能是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。在建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注重節(jié)能設(shè)計(jì)，推廣及實(shí)施國(guó)家的節(jié)能方針。建筑電氣節(jié)能正向著自動(dòng)化、節(jié)能化、信息化和智能化方向發(fā)展。設(shè)計(jì)時(shí)要從安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性及節(jié)能性等方面進(jìn)行綜合分析，在滿足建筑物的基本功能的同時(shí)，通過建筑物設(shè)備的合理配置，對(duì)其進(jìn)行高效、科學(xué)的控制和管理，充分利用新熊源、新技術(shù)，提高能源的利用率，減少能源消耗。

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