在建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)措施

沈江華 顧傳杰

杭州國美建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 310000

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？在闡述電氣節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則的基礎(chǔ)上，從不同角度提出了建筑電氣技術(shù)在節(jié)能上的合理應(yīng)用

關(guān)鍵詞：建筑電氣；設(shè)計(jì)；節(jié)能

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長，作為二次能源的電能供需矛盾日益突出。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)過程則顯得尤為重要。建筑節(jié)能在建筑行業(yè)勢在必行。這些都要求建筑電氣工程師發(fā)揮才智，既要滿足建筑功能要求，給居民提供舒適、方便的生活空間，還要盡可能的做到減少建筑耗能。

1.建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

電氣節(jié)能應(yīng)充分考慮到建筑物本身的功能，不能為了節(jié)能而犧牲建筑功能為代價(jià)，同時(shí)也不能盲目增加投資、為節(jié)能而節(jié)能。建筑電氣設(shè)計(jì)應(yīng)滿足建筑的功能需求，保證建筑的各項(xiàng)功能穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行，給居民的日常生活帶來方便、快捷。因此，電氣節(jié)能應(yīng)遵循以下原則：

實(shí)際性：就是要根據(jù)建筑物本身的作用出發(fā)，在滿足設(shè)計(jì)建筑物的功能條件下，充分考慮到建筑電氣節(jié)能的設(shè)計(jì)。

適用性：就是基于滿足在建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好人工環(huán)境提供必要的條件，為建筑設(shè)備運(yùn)行提供必需的動(dòng)力，按照用電設(shè)備對于負(fù)荷容量、電能質(zhì)量與供電可靠性等方面的要求，來優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)，促進(jìn)電能合理利用。

經(jīng)濟(jì)性：不能為了節(jié)能而節(jié)能，要充分考慮到現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)狀況，根據(jù)現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)條件，盡可能達(dá)到建筑電氣節(jié)能的目的，不能盲目過高地增加投資，增加運(yùn)營成本而節(jié)能。應(yīng)該充分考慮到節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益，盡可能地在較短的時(shí)間內(nèi)收回投資成本。

節(jié)能性：節(jié)能的著眼點(diǎn)應(yīng)是減少能量的無謂消耗。因此，先找出與發(fā)揮建筑物功能無關(guān)的能量消耗，再考慮應(yīng)該采取的有效節(jié)能措施。

2.建筑電氣設(shè)計(jì)中的建筑節(jié)能

2.1變、配電設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)

2.1.1變壓器的選擇

變壓器應(yīng)選用節(jié)能型變壓器，高導(dǎo)磁的優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片和先進(jìn)工藝制造使硅鋼片的磁場方向接近一致，可以減少鐵心的渦流損耗；良好的接縫密合，可減少漏磁損耗。與老產(chǎn)品比，節(jié)能型變壓器空載損失和短路損失降低，10kV系列分別降低41.5%和13.93%。平均每千伏安年節(jié)電9kW？h。節(jié)能型變壓器，因其具有損耗低、質(zhì)量輕、效率高、抗沖擊、節(jié)能顯著等優(yōu)點(diǎn)，而在近年得到了廣泛的應(yīng)用。

變壓器的容量選擇。理論上計(jì)算變壓器負(fù)載率為50%時(shí)，變壓器的有功耗能能耗最小。但此時(shí)變壓器的無功能耗增加，因此要考慮綜合經(jīng)濟(jì)效益后進(jìn)行選擇。工程中變壓器的容量選擇在考慮初投資和運(yùn)行費(fèi)后，一般變壓器的負(fù)載率取容量的80%。

2.1.2配電線路損耗

減少線路損耗，首先掌握一個(gè)大前提：不管是配電房或者配電箱盡量考慮建筑中供電線路長且多，由于電阻的存在，當(dāng)電流通過時(shí)就會(huì)產(chǎn)生功率損耗，其計(jì)算公式是：式中：ΔΡ—三相輸電線路的功率損耗；I—線電流；R—線路相電阻。對于供電線選定的條件下，“R”值不變。可見電流越大，電路損失越大。線路的電阻R=ρL/S，電阻與電阻率ρ、導(dǎo)線長度L成正比，與導(dǎo)線截面S成反比。要減少電阻損耗應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：

選用電阻率ρ較小的導(dǎo)線，如銅芯導(dǎo)線較佳，鋁線次之。減少導(dǎo)線長度，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。增大導(dǎo)線截面積，對于較長的線路，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)加大一級線截面。這樣增加的線路費(fèi)用，可以由以后的運(yùn)行費(fèi)用抵消。

2.1.3提高系統(tǒng)功率因數(shù)

提高系統(tǒng)功率因數(shù)，減少無功功率在線路上的傳輸。由于目前大部分建筑工程中，均采用變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償，這種做法只能減少變電站至用戶側(cè)的高壓線路的無功傳輸，提高了用戶處的功率因數(shù)。但對用戶而言，變壓器低壓母線至各建筑用電點(diǎn)的無功傳輸并沒減少。因此，想真正的達(dá)到節(jié)能目的，必須做到就地補(bǔ)償；當(dāng)然，就地補(bǔ)償還需要考慮不同設(shè)備及功率等因數(shù)，此處就不詳述了！

2.2建筑物照明部分的節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑物的照明量比例大且面積較廣，所以照明節(jié)能是電氣節(jié)能當(dāng)中的重要部分。照明部分的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)滿足照度、色溫和顯色指數(shù)等基本要求，同時(shí)，基本不使用白熾燈和電感燈具。在建筑物的照明節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，我們可從下列幾點(diǎn)入手：

2.2.1嚴(yán)格依照建筑物的照度標(biāo)準(zhǔn)。各類建筑物都應(yīng)當(dāng)依照《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》當(dāng)中的要求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與施工，相比照度要求較高的場合可采用混合照明方式，突出其重要部分，減少其他地方的浪費(fèi)；例如，我們在進(jìn)行一些娛樂休閑場所的設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境，在規(guī)范的大前提下，進(jìn)行合理的燈光設(shè)計(jì)。

2.2.2建筑物當(dāng)中的照明設(shè)計(jì)應(yīng)該采用高效的光源，一般采用T5或LED燈具，相同功率的T5管配電子鎮(zhèn)流器（采用電子鎮(zhèn)流器燈具的功率因數(shù)會(huì)提高）比T8管省電30%。而LED燈具比T5燈管又節(jié)能約50%，因此在設(shè)計(jì)中首選LED燈具，其次是T5燈管，視不同環(huán)境而定。至于白熾燈和電感燈由于其對電能的消耗巨大，還會(huì)導(dǎo)致二氧化碳、二氧化硫等溫室氣體過度排放，因此不建議設(shè)計(jì)使用。

2.2.3合理應(yīng)用照明周邊環(huán)境及自然光。建筑物的照明環(huán)境在裝修上，應(yīng)當(dāng)注重淺色、光澤的墻面，應(yīng)用光的反射原理，增強(qiáng)室內(nèi)的照明，減少電氣的消耗等。同時(shí)，對自然光的合理應(yīng)用，不但節(jié)能環(huán)保，并且更加實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效果與利益的最大化。

2.2.4照明燈具的合理科學(xué)控制。不同區(qū)域、不同功能區(qū)間，我們必須分區(qū)合理控制。例如，辦公室我們可以按工作點(diǎn)分開控制，上下班時(shí)間可以通過時(shí)間繼電器進(jìn)行分時(shí)控制；同理，地下車庫等大面積區(qū)域一樣，車道可以增加照度，車位可以適當(dāng)減少，同時(shí)也要實(shí)行分時(shí)控制（如上、下半夜，交叉控制等）；對于公共區(qū)域樓梯間等，需要采用節(jié)能開關(guān)，只有充分考慮建筑物的使用功能，才能更好的把握節(jié)能設(shè)計(jì)尺度。

2.3充分應(yīng)用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽能是可再生的能源，具有污染少、環(huán)保的長處。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的。我國擁有豐富的太陽能資源，對其充實(shí)應(yīng)用可年發(fā)電量為200 k W左右，相比我國嚴(yán)峻的能源難題可起到一定的緩解作用。太陽能光伏發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用場主要在建筑物的部分用電設(shè)備上、環(huán)境照明（庭院燈和草坪燈等）和道路的照明和體育場照明等。在系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)上，應(yīng)當(dāng)考慮下列幾個(gè)主要原因：

2.3.1用電負(fù)荷的性質(zhì)和用電的大小和每天所需的工作時(shí)間；

2.3.2系統(tǒng)輸出時(shí)電壓的等級設(shè)計(jì)；

2.3.3陰雨天氣時(shí)，包管系統(tǒng)可以連續(xù)保持工作狀態(tài)的設(shè)計(jì)；

2.3.4建筑物所處位置的日照時(shí)間和太陽能輻射量等。

3.結(jié)語

建筑電氣節(jié)能應(yīng)該始在設(shè)計(jì)上體現(xiàn)，終在實(shí)踐中應(yīng)用，只有采取合理的設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用合理的節(jié)能器具以及優(yōu)化節(jié)能措施，才能實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，國家應(yīng)該對節(jié)能設(shè)計(jì)提供良好的環(huán)境，鼓勵(lì)及適當(dāng)引導(dǎo)業(yè)主和行業(yè)設(shè)計(jì)師，從大局出發(fā)，著眼于未來！我們廣大電氣設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中應(yīng)精心考慮，反復(fù)比較設(shè)計(jì)方案，為人們提供健康？舒適？安全的居??？工作和活動(dòng)空間！

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