建筑電氣節(jié)能設計措施解析

段 新 生

(山西 太原 030000)

建筑電氣節(jié)能設計措施解析

段 新 生

(山西 太原 030000)

在提倡建筑設計節(jié)能環(huán)保的背景下，分析了照明系統(tǒng)與供配電系統(tǒng)裝置等建筑電氣的節(jié)能設計措施，并對太陽能發(fā)電工作原理及應用技術進行了研究，以提升建筑電氣的節(jié)能效果。

建筑，電氣，節(jié)能，設計

1 概述

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑數(shù)量的逐漸增多，這使得建筑的功能不斷變多。電氣系統(tǒng)作為建筑運行必不可少的系統(tǒng)之一，隨著建筑的層次越來越高，智能化程度不斷提升，建筑的電能耗用量也在逐漸增多，從而導致電力資源逐漸匱乏。另外正是由于電能的大量使用，導致溫室氣體的排放量不斷提升，已經(jīng)嚴重影響到了自然環(huán)境。所以一定要將節(jié)能設計措施應用到建筑電氣系統(tǒng)的設計環(huán)節(jié)，在保證人們正常生活、建筑正常運行的基礎上，降低電力系統(tǒng)的耗電量，從而使生態(tài)環(huán)境得到更好的保護。

2 將節(jié)能技術應用到照明系統(tǒng)設計中

1)對照明節(jié)能有所影響的常見因素。

根據(jù)相關資料可以得知，式(1)代表照明裝置的電能損耗ΔW：

ΔW=ΔW1+ΔW2

(1)

其中，ΔW1為線路電阻中所出現(xiàn)的損耗；ΔW2為鎮(zhèn)流器中所出現(xiàn)的損耗。

(2)

其中，Φ為選擇好燈具形式后，根據(jù)理論計算而得出的達到照度標準而使用的總光通量；ρ為鎮(zhèn)流器所引起的功率消耗以及燈具功率之間的比例；η為光源的光效；t為照明裝置的工作時間；U為單相系統(tǒng)裝置的電壓有效值；R為照明配電線路所帶的電阻；cosφ為燈具的功率因數(shù)。

由此可得，在開展建筑照明節(jié)能設計時，需做好光源選擇工作，同時使用節(jié)能措施控制照明開關。

2)選擇使用高效光源。

我國相關規(guī)定中已經(jīng)明確了各不同場所區(qū)域的照明功率密度大小、照度標準以及視覺要求等等，就此設計人員在設計選用照明系統(tǒng)時，需基于相關規(guī)定要求，對單位面積區(qū)域的燈具安裝功率進行科學控制。另外光源效率直接的反映到電力消耗上，所以需在照明質量得以滿足的基礎上，普通建筑盡可能的選取緊湊型熒光燈或者是發(fā)光效率相對較高的熒光燈，其他特殊建筑如體育場館、高大車間或者是廠房的標高，可選擇使用效率相關較高的氣體放電光源，比如說金屬鹵化物燈或者是高壓鈉燈等等。

3)科學選擇控制方式。

太陽光的光照強度是隨著時間而變化的，所以電氣照明區(qū)域需基于天然光的發(fā)展變化制定。就此需提升開關的設計數(shù)量，提升照明開關點，并將照明范圍劃分為各個分區(qū)，通過地點的需求以及時間的不同對光照亮度進行控制，從而改變業(yè)主的全開習慣，達到節(jié)能的目的；其次還需選用更為節(jié)能的開關，比如說在走廊、樓梯間以及衛(wèi)生間等區(qū)域設計使用延時開關，在旅館客房等區(qū)域安裝使用具有節(jié)能效果的總開關等等。圖1為延時開關的示意圖。

3 通過節(jié)能設計，提升供配電系統(tǒng)裝置的節(jié)能性

對建筑供配電系統(tǒng)進行科學優(yōu)化設計，除了能夠增強設備運行效率之外，還可以降低其運行能源消耗，大大節(jié)省建筑的投資、運營成本。在設計建筑的配電系統(tǒng)時，需綜合考慮建筑的用電設備特點、負荷容量以及供電距離與其分布情況，從而提升系統(tǒng)設備運行的安全性、可靠性，降低系統(tǒng)操作難度，大大提升系統(tǒng)的效率。

其次還需選擇有效、科學的變壓器。變壓器可以說是電力系統(tǒng)運行的核心裝置，所以需對變壓器著重設計。在選擇變壓器時，需以建筑所需要的實際用電負荷為基礎，科學確定變壓器的容量與具體數(shù)量，從而通過有效設計時變壓器設備的負荷率減少至70%～80%，從而使變壓器的容量滿足電力負荷需求；另外，還需考慮到變壓器自身的耗損量，選擇使用低損耗的變壓器。一般來說，變壓器損耗主要是由銅損以及鐵損這兩部分構成，其中鐵損一般可劃分為磁滯損耗以及渦流損耗，而鐵芯制造技術以及硅鋼片的性能直接影響到鐵損的程度，所以為了降低鐵損，需考慮使用由高導磁硅鋼片構成的變壓器，或者是以改良鐵芯疊片手段的變壓器等節(jié)能性變壓器。而銅損一般會受到電流大小以及繞組電阻的影響，因此，為了降低銅損需選擇使用繞組電阻相對來說比較小的電力變壓器。

最后，還應減少線路損耗，提升電能輸送率。在電網(wǎng)輸送的電能過程中，會產(chǎn)生一定的功率損耗，該功率損耗主要受到負荷大小以及線路參數(shù)的影響。所以為了減少電網(wǎng)中的線損，可通過降低電網(wǎng)導線電阻，增強其功率因數(shù)，縮小其無功功率等方式，以下為具體的措施辦法：科學制定線路路徑。一般為了縮短導線長度，在布設線路時，應盡量將其布設為直線，減少彎曲線路以及回頭線的比例；其次變壓器需與負荷中心位置盡可能的接近，從而降低供電半徑，使電氣功能用房布設的位置盡可能的合理；在對高層建筑內的配電室位置進行設置時，要求豎井以及低壓配電室位置盡可能的接近，另外從布局角度上來看，豎井以及低壓配電室的布設位置需均能夠讓線路向前送進，從而降低支線以及回頭線的出現(xiàn)比例；提升導線截面，通過季節(jié)對電能的實際需求確定負荷線路。在確定導線截面時，除了要考慮到電壓損失之外，還應當考慮到線路的熱穩(wěn)定性以及載流量，科學確定導線截面，為了確保線路能夠正常使用，還適當提升導線截面面積。另外由于夏季空調、電扇的大量使用，會導致出現(xiàn)季節(jié)性負荷，為了避免線路出現(xiàn)問題，需將這部分線路設計為專門的供電線路。比如說把各計費一致的負荷，像是電開水器、空調風機以及風機盤管等，集中起來統(tǒng)一供電，另外在空調使用頻率較小的季節(jié)，可以使用截面大小一致的線路輸送相對來說較小的電流，達到降低線路損耗的目的。

4 科學使用太陽能技術

太陽能技術除了能夠供暖之外，還可以發(fā)電。太陽能屬于可再生的能源，對環(huán)境幾乎沒有污染，設計人員可通過在建筑屋頂安裝太陽能電站或者是太陽能電池板等手段，建立太陽能發(fā)電系統(tǒng)，從而為建筑的可靠運行提供保障。太陽能光伏系統(tǒng)是現(xiàn)階段比較常見的太陽能發(fā)電技術，該系統(tǒng)主要是由電池組件、控制器以及逆變器等部件構成。其中電池組件的主要作用是把太陽能轉化成電能,并將電能輸送至蓄電池內儲存或者是作為直流負荷供建筑使用；控制器主要是對系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行實時的控制；逆變器能夠把直流電轉化為交流電。太陽能光伏系統(tǒng)的工作原理見圖2。

5 結語

為了提升建筑項目電氣系統(tǒng)裝置的節(jié)能效果，設計人員在開展電氣系統(tǒng)設計工作時，除了要考慮到設計質量之外，更重要的是分析電氣系統(tǒng)裝置在實際使用之后的應用效果，對設計方案進行科學對比，嚴謹選用。另外除了要分析電氣系統(tǒng)裝置的節(jié)能效果，同時也需要分析其經(jīng)濟性、安全性以及可靠性，選用高效系統(tǒng)設備，科學制定供配電方案，在提升其環(huán)保節(jié)能性的同時，取得更多的經(jīng)濟效益以及社會效益。

[1] 楊小琴.淺析超高層建筑電氣節(jié)能設計[J].低壓電器,2009(22):56-60.

[2] 林毅宏.智能樓宇建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀及節(jié)能設計研究[J].自動化與儀器儀表,2011(3):135-136.

[3] 楊靜寒.建筑電氣節(jié)能設計與降耗措施淺析[J].科技創(chuàng)新與應用,2013(15):229-230.

[4] 童 凌.高職院校建筑能耗分析與電氣節(jié)能設計措施探討[J].四川建筑,2012(3):272-274.

Analysis on building electricity energy-saving design measures

Duan Xinsheng

(Taiyuan030000,China)

Under the background of broadcasting building design energy-saving and environment protection, the apper analyzes building electricity energy-saving design measures including lighting system and power supply and distribution system device and so on, and studies solar energy power generation working principles and application technologies, with a view to improve building electricity energy-saving effect.

building, electricity, energy-saving, design

1009-6825(2015)28-0183-02

2015-07-29

段新生(1983- )，男，工程師，身份證號：14272619830407393X

TU201.5

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