論建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能

華志杰

【摘 要】建筑電氣設(shè)計(jì)中，節(jié)能技術(shù)使用的前景非常廣闊，實(shí)際應(yīng)用意義也很強(qiáng)。在建筑電氣建設(shè)不斷向自動化、信息化發(fā)展的過程中，加強(qiáng)對節(jié)能技術(shù)的研究，有利于擴(kuò)大建筑電氣的業(yè)務(wù)范圍，降低消耗成本，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益上的雙贏，對于構(gòu)建資源節(jié)約型社會，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣；設(shè)計(jì)；節(jié)能措施；原則

引言

在建筑電氣的設(shè)計(jì)進(jìn)程中，建筑電氣的根本是要做到建筑必須的各項(xiàng)功能和安全需求的實(shí)現(xiàn)，隨著人們對節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境和降本增效等問題的關(guān)注，建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)也日益被重視，并且成為建筑電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。節(jié)能作為國民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，怎樣實(shí)現(xiàn)“節(jié)電能、降能耗”的目標(biāo)，是每位電氣設(shè)計(jì)人員需要認(rèn)真考慮的問題。

一、電氣工程設(shè)計(jì)在電氣節(jié)能方面應(yīng)貫徹的個(gè)原則

1、必須保證建筑物使用功能的有效發(fā)揮

實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能，是為了在保證建筑物功能不改變的前提下，更大程度的實(shí)現(xiàn)電力資源的節(jié)約。只有保證建筑物本身使用功能的實(shí)現(xiàn)，做好建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)才有存在的價(jià)值，否則，一切都將無從談起。

2、設(shè)計(jì)時(shí)對經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行充分考慮

在建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，要對經(jīng)濟(jì)利益進(jìn)行充分而全面的考慮，不能為了單純的節(jié)約電能，而增加投資成本，這樣會起到相反的作用。在設(shè)計(jì)過程中，要規(guī)范設(shè)計(jì)過程，并設(shè)計(jì)出多種圖紙進(jìn)行仔細(xì)的分析比較，選擇一種做最經(jīng)濟(jì)最安全的設(shè)計(jì)方案，爭取在安全性得以保障的前提下以最小的投資達(dá)到最大的利益，設(shè)計(jì)完成之后應(yīng)該再仔細(xì)審核。不僅要實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，還要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益。

3、減少不有必要的能源消耗

在設(shè)計(jì)建筑電氣節(jié)能時(shí)，要有效地減少不必要的能源消耗。應(yīng)當(dāng)采取有效地措施盡量的減少一些與發(fā)揮功能無關(guān)的消耗。例如：對于電氣設(shè)備自身的電能消耗、傳輸電路上的電能消耗等應(yīng)當(dāng)草去有效的措施有效的較少。在電氣設(shè)備的選擇方面，一般可以按照需要和實(shí)際情況進(jìn)行選擇，比如對于電梯而言，可以使用高層電梯和底層電梯綜合運(yùn)用，以此來提高使用效率，有效地降低能源消耗。

二、建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能措施

1、合理設(shè)計(jì)供配電

（1）選取科學(xué)的供電電壓級別

通常輸電線路上承載的電壓量越高，實(shí)際可以輸送的總?cè)萘烤驮酱螅瑯拥妮斔途嚯x相對地就越長了。所以，在電壓相同時(shí)，如果要輸送長距離的話，那么其輸送的總?cè)萘烤鸵?，相反，想要輸送總?cè)萘枯^大的話，則要求輸送的距離必須短點(diǎn)。最好按照負(fù)荷承載的總?cè)萘?、輸送供電的距離跟相關(guān)設(shè)備，科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)用的供配電系統(tǒng)，合理選取供電電壓級別。變電所最好建在負(fù)荷中心附近，達(dá)到縮短供電整個(gè)半徑的目的，在一定程度上減少了線路上所消耗的能量。

（2）正確選取供電線路

如果導(dǎo)線電纜整個(gè)截面的選擇得過大，即使在一定程度上能夠節(jié)能，可其整體的投資卻過大；如果選擇過小的話，就有可能不能正常運(yùn)作，讓使用壽命變短，更有甚者還會威脅生命。設(shè)計(jì)線路最好要依照“減少線路整體損耗”這一目的來選擇。因?yàn)殡娏髟诹魍ㄓ谂潆娋€路上時(shí)，一般會損耗一定功率，如果將線路電阻R值設(shè)定為固定不變的話，那么線路越長，其電阻值就越大。所以，最好選用那些電阻率相對較小的導(dǎo)線，比如銅芯導(dǎo)線。另外，還可選擇季節(jié)性負(fù)荷的特殊線路，作為長時(shí)間供電使用線路。

2、合理選擇變壓器變

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%，主要分為鐵耗和銅耗，鐵耗又稱為空載損耗，與負(fù)荷大小無關(guān)，僅與鐵芯的制作材料和制造工藝有關(guān)，只要外加的電壓和頻率不變，鐵損就不變。故一般來說，變壓器應(yīng)盡量考慮選擇損耗較小的節(jié)能型變壓器，該種變壓器在制造鐵芯的硅鋼片、鐵芯的制造工藝上都有較大的改進(jìn)，從而減小了變壓器的空載損耗。而銅耗則與負(fù)荷的大小有關(guān)，是變壓器一、二次繞組中的電阻產(chǎn)生的有功損耗，與變壓器的負(fù)載率平方成正比。變壓器的容量要選擇正確，盡量在工程設(shè)計(jì)中保證變壓器在75%～85%的利用率情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，在節(jié)能的前提下，要綜合考慮初裝費(fèi)、變壓器的投資及各項(xiàng)運(yùn)行費(fèi)用。另外，為減少變壓器的損耗，當(dāng)容量大而需要選用多臺變壓器時(shí)，在合理分配負(fù)荷、充分考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的情況下，應(yīng)盡量減少變壓器臺數(shù)。

3、照明節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）充分利用自然光

充分利用自然光源是照明節(jié)能工程中的一個(gè)重要內(nèi)容。白天盡可能利用天然光源，使建筑物內(nèi)獲得穩(wěn)定的光照條件。采用透光性能較好的玻璃門窗。凡是可以利用自然光的這部分照明，可以采用燈光調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)照度進(jìn)行燈光自動調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能的目的。

（2）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、啟動可靠方便快捷、性能價(jià)格比高的高效光源。低壓鈉燈和高壓鈉燈的發(fā)光效率高，但由于色溫低，顏色偏暖，顯色指數(shù)在40～60之間，顏色失真度大，只能用在路燈或廣場照明。顯色指數(shù)在60的高顯色性鈉燈可與汞燈組成混光照明燈，用于工廠或體育館的照明。發(fā)光效率很高的金屬鹵化物燈，三基色熒光燈及稀土金屬熒光燈，由于色溫范圍廣，3200K～4000K，光色選擇性好，顯色指數(shù)又高，可達(dá)80～95，顏色失真度小，尤其金屬鹵化物燈對人的皮膚顯色性特別好。

（3）選用高效性能的電氣附件

熒光燈用電感鎮(zhèn)流器一般功率為燈管額定功率的20%，高強(qiáng)度氣體放電燈（HD）的鎮(zhèn)流器功率為額定功率的15%～16%。而電子鎮(zhèn)流器與電感鎮(zhèn)流器相比較。具有啟動電壓低、噪聲小、溫升低、重量輕、無頻閃等優(yōu)點(diǎn)。比電感鎮(zhèn)流器節(jié)電10%以上，其本身功耗也比電感鎮(zhèn)流器降低50%～75%，綜合電輸入功率降低18%～23%，節(jié)電效果顯著。在大面積使用氣體放電燈的場所，宜裝設(shè)補(bǔ)償電容器。

（4）合理選擇照明方式和線路

在滿足標(biāo)準(zhǔn)度的條件下，應(yīng)恰當(dāng)?shù)剡x用一般照明、局部照明和混合照明三種方式。照明線路的損耗約占輸入電能的4%左右，影響照明線路損耗的主要因素是供電方式和導(dǎo)線截面積。大多數(shù)照明電壓為220V，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。

（5）合理選擇照明電路控制方式

通過光線感應(yīng)可根據(jù)環(huán)境光自動控制燈光回路的開閉。當(dāng)環(huán)境光變亮?xí)r，可自動關(guān)閉部分燈光，通過人體感應(yīng)可自動控制燈光的開關(guān)及空調(diào)的啟停，可做到有人開燈、開空調(diào)，無人關(guān)燈、關(guān)空調(diào)。當(dāng)有人將窗戶打開時(shí)，可自動將空調(diào)關(guān)閉，通過光線感應(yīng)，在夏天太陽光線強(qiáng)烈時(shí)，可自動將遮陽卷簾放下，防止室內(nèi)溫度溫升過高。實(shí)踐證明，住宅樓梯間燈采用了以上開關(guān)后，更換燈泡的周期大大延長，而且燈泡容量受開關(guān)的控制也不會過大，杜絕了以往樓梯間使用大容量燈泡晝夜長明的浪費(fèi)現(xiàn)象，從而最大限度地達(dá)到了節(jié)能目的。

三、采用新技術(shù)，新產(chǎn)品，合理開發(fā)和利用新能源

為了更有效的達(dá)到節(jié)能、節(jié)水和節(jié)電，同時(shí)在滿足建筑功能和專業(yè)工藝要求的前提下達(dá)到節(jié)能、節(jié)水和節(jié)電的效果，空調(diào)和給排水專業(yè)的工程技術(shù)人員均在考慮如何采用新技術(shù)。在對這些新技術(shù)的供電和控制過程中，需要工程技術(shù)人員對這些技術(shù)的工藝有深刻的理解，才能做到符合工藝技術(shù)的要求。而伴隨著變頻設(shè)備、技術(shù)的完善和價(jià)格的日趨降低的情況下，變頻器已在給水系統(tǒng)中得到了廣泛使用。目前在給水系統(tǒng)中鍋爐房的能耗相對較大，如何有效的利用新技術(shù)、新產(chǎn)品來解決給水系統(tǒng)中鍋爐運(yùn)行的節(jié)能問題，是一個(gè)難可回避的實(shí)際問題。經(jīng)過與工藝專業(yè)溝通以及深入實(shí)際的調(diào)查，我們設(shè)計(jì)中采用變頻器控制給水泵的工作狀態(tài)，取得了較好的效果。采用變頻調(diào)速器，當(dāng)負(fù)載下降時(shí)，通過變頻的方式，自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使其與負(fù)載的變化相適應(yīng)。采用這種方式，可提高電動機(jī)在輕載時(shí)的效率，達(dá)到節(jié)能的目的。建筑照明采光新技術(shù)--天然光技術(shù)。天然光是取之不盡，用之不竭的能源。近年來國內(nèi)外建筑采光工作者提出了不少利用天然光的采光方法和設(shè)想，歸納起來主要有兩類：直接利用法和間接利用法。直接利用法中的導(dǎo)光管法：就是用導(dǎo)光管將太陽集光器收集的光線傳送到室內(nèi)需要采光的地方。如中國建筑科學(xué)院已通過鑒定的無窗廠房和地下建筑天然采光研究成果就是用此法進(jìn)行天然采光。間接利用法中的光電效應(yīng)法：根據(jù)光電效應(yīng)把太陽光直接變成電能供照明使用，太陽能電池就屬于這類換能器件。目前常用的硅太陽能電池，它的換能效率可達(dá)13%～20%。這種電池在航標(biāo)燈，道路照明，尤其是在無電的邊遠(yuǎn)地區(qū)、高山、沙漠和偏僻農(nóng)村使用，優(yōu)點(diǎn)十分突出。

總結(jié)：

建筑電氣設(shè)計(jì)在未來的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)中具有非常重要的地位，在設(shè)計(jì)中依據(jù)建造需求，除了滿足實(shí)際應(yīng)用需要之外，還要?jiǎng)?chuàng)新思路，綜合設(shè)計(jì)性能、效果，在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上實(shí)現(xiàn)高效節(jié)約、節(jié)能，多利用節(jié)能設(shè)備，以達(dá)到構(gòu)建節(jié)約型社會的目的。

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