建筑電氣節(jié)能設(shè)計

陳春杰

【摘要】我國作為發(fā)展中國家中的能源消費大國，能源供需矛盾非常突出，建筑電氣的節(jié)能設(shè)計顯得尤為重要。本文就建筑電氣節(jié)能設(shè)計相關(guān)問題進行了闡述。

【關(guān)鍵詞】建筑；電氣節(jié)能；設(shè)計

一、引言

我國是一個能源消耗大國，不僅能源相對短缺，而且利用率較低。特別是在我國的建筑行業(yè)，建筑能耗中建筑電氣的能耗占有相當大的比例。因此，對我國的建筑電氣提出節(jié)能設(shè)計的要求，貫徹并執(zhí)行實用、經(jīng)濟、先進的設(shè)計原則就顯得尤為重要。建筑電氣節(jié)能設(shè)計既是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的一項長遠的戰(zhàn)略方針，也是利國利民，造福千秋萬代的工程。

二、我國建筑節(jié)能研究現(xiàn)狀

與發(fā)達國家相比，我國的節(jié)能降耗工作起步較晚。我國是個能耗大國，建筑能耗約占社會總能耗三分之一的統(tǒng)計數(shù)字表明了建筑節(jié)能迫在眉睫，而建筑節(jié)能的重要組成部分是建筑電氣節(jié)能，建筑電氣節(jié)能設(shè)計是一項專業(yè)性、技術(shù)性很強的工作，工程設(shè)計中如何利用建筑電氣節(jié)能技術(shù)，降低建筑結(jié)構(gòu)的能耗，做好在保證電氣系統(tǒng)安全可靠和正常運轉(zhuǎn)的前提下，既減少投資和能耗，又能有效的緩解電力供需，實現(xiàn)中央提出的建設(shè)“節(jié)約型”社會的目標，日益成為電氣設(shè)計工作者深入研究的解決問題。

三、建筑電氣節(jié)能設(shè)計分析

1、供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

（1）應(yīng)使供電系統(tǒng)整體分布合理，減少線路損耗。如在方案階段就需要考慮變配電室、配電小間的合適的位置，既滿足供電半徑又能盡量縮短線路長度；在布線上線路要盡量走直線，少走彎路，以減少導(dǎo)線長度。其次，低壓線路應(yīng)不走或少走回頭線，以減少來回線路上的電能損失。第三，變壓器盡量接近負荷中心，以減少供電距離。第四，在高層建筑中，低壓配電室應(yīng)靠近豎井，而且由低壓配電室供給各個豎井的干線，也盡量是線路都向前送，減免線路返送。

（2）對供配電系統(tǒng)的構(gòu)成進行技術(shù)經(jīng)濟分析，選擇合理的配電方案。對空調(diào)等季節(jié)性負荷單獨設(shè)置變壓器；將不同季節(jié)或時間段使用的負荷由同一臺變壓器負擔(dān)，可降低變壓器的容量；利用某些季節(jié)性負荷的線路，公用干線以減少線路和電阻，使同樣大的干線截面?zhèn)鬏斴^小的電流，從而減少線路損耗；對變壓其容量和數(shù)量的配合應(yīng)進行相應(yīng)的計算，比較；考慮變壓器初投資，對變壓器選擇適當?shù)呢撦d率，根據(jù)筆者的經(jīng)驗，可在75﹪～85﹪之間進行選擇。

（3）選擇節(jié)能產(chǎn)品及合適的線纜截面。選用低損耗節(jié)能型的變壓器，對部分供配電質(zhì)量要求高的工程項目采用有載調(diào)壓變壓器；選用低耗無噪聲節(jié)能型接觸器。合理選擇導(dǎo)線截面。對于比較長的線路，除滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護的配合以及電壓損失所選定的截面，再加大一級導(dǎo)線截面，可按每天工作時間進行一下簡單的計算。如所增加的費用為A，由于節(jié)約能耗而減少的年運行費用為B，則A/B為回收年限，若回收年限為幾個月或者1、2年，則應(yīng)加大一級導(dǎo)線截面。一般而言，導(dǎo)線截面小于7mm?，線路長度超過100mm的增加一級導(dǎo)線截面比較容易實現(xiàn)上述條件。

（4）盡可能使三相負荷平衡，提高用電設(shè)備的功率因素，選擇合適的地點及容量進行無功補償；采用抑制和消除諧波的措施等。盡量提高設(shè)備的自然功率因數(shù)，以減少對無功的要求。采用功率因數(shù)較高的同步電動機；熒光燈采用高次諧波系數(shù)低15﹪的電子鎮(zhèn)流器；采用電感鎮(zhèn)流器的氣體放電燈，單燈安裝電容器等，都可以使自然功率因數(shù)提高到0.85～0.95.。減少系統(tǒng)高、低壓線路傳輸?shù)某盁o功功率。

2、照明節(jié)能設(shè)計

因為照明用量大而面廣，因此，照明節(jié)能的潛力很大，應(yīng)從下列幾方面著手：

（1）采用高效光源。白熾燈便宜，安裝維護簡單，光色好，顯色指數(shù)最高，但其缺點是發(fā)光率太低，不節(jié)能。所以應(yīng)盡量不用或少用白熾燈，只有在局部藝術(shù)照明或防止高頻光譜照射的古董字畫照明中或部分住宅內(nèi)聲光控制場所使用。低壓鈉燈和高壓鈉燈的發(fā)光率最高，但由于色溫低，光色偏暖，顯色指數(shù)在40～80之間，顏色失真度大，只能在路燈或者廣場照明用。顯色指數(shù)在60的高顯色性鈉燈可與汞燈組成混合燈，用于工廠和體育場照明，這也是量大面廣的照明方式，發(fā)光率很高的金屬鹵化物，三基色熒光燈及稀土金屬熒光燈，由于色溫范圍廣，自3200～4000K，光色選擇性好，顯色指數(shù)又高，可達80～95，顏色失真度小，尤其金屬鹵化物等對人的皮膚顯色性特別好，因此除用作商場、展廳的照明外，還廣泛用于車站的候車室、碼頭的侯船室，航空港的侯機樓以及舞臺燈光照明等。一般熒光燈及稀土金屬熒光等可用在寫字樓、住宅的照明；熒光高壓汞燈，、自整流高壓汞燈、納燈以及三者組合的混合燈常用于生產(chǎn)廠房的照明。

（2）建筑物應(yīng)盡量利用自然采光?？拷彝獾牟糠郑瑧?yīng)將門窗打開，采用透光率較好的玻璃門窗，以達到充分利用自然光的目的。對大進深房間或教室、商場、大廳等大空間場所，燈具設(shè)計可采用與外窗平行的方式，分區(qū)、分級控制，充分考慮靠窗測的自然光，以節(jié)約電能。利用自然光的這部分照明，可以按照標準檢測現(xiàn)場照明，合理安裝開關(guān)點進行燈光調(diào)節(jié)，使燈具開關(guān)控制靈活、方便、節(jié)能。對長期需要開停，但又要按人流的多少自動調(diào)整照度的場合，在增加投資不多的情況下，對熒光燈可利用調(diào)壓的方式，固定幾級進行調(diào)節(jié)。

（3）其他照明節(jié)能措施包括：滿足現(xiàn)行的建筑照明設(shè)計標準所規(guī)定的功率密度值的要求，選用高限電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型號電感鎮(zhèn)流器；部分項目采用照明電器；居住建筑樓梯間、內(nèi)走道等采用聲光控制開關(guān)，庭院照明燈具采用光控開關(guān)等節(jié)能控制；車庫照明根據(jù)車道、停車位等采用分級控制；走廊、大廳等公共照明等采用集中控制或樓宇自控；高級會議室、宴會廳等場所采用智能照明控制管理系統(tǒng)，不僅能實現(xiàn)照明的定時開關(guān)、時鐘控制、調(diào)光控制、多場景效果，且能接受BAS系統(tǒng)的各種控制信號，利于能源管理的動態(tài)化、實時化。高級別墅宜等采用智能照明控制系統(tǒng)等。

3、建筑設(shè)備的電氣節(jié)能

規(guī)模較大的及重要建筑物可采用樓宇自控系統(tǒng)，對空調(diào)、給排水、電動機等進行監(jiān)控，實現(xiàn)節(jié)能目的?？照{(diào)系統(tǒng)以及給排水系統(tǒng)需要與暖通以及給排水專業(yè)在方案及施工圖階段重點配合，使控制方案更趨于合理。在設(shè)備選擇上，合理采用節(jié)能型電動機及變頻調(diào)速風(fēng)機、水泵等節(jié)能設(shè)備，才能發(fā)揮明顯的節(jié)能效果。變頻風(fēng)機通過變頻方式調(diào)節(jié)空調(diào)箱的送風(fēng)量，使之與室內(nèi)負荷相匹配，能夠在滿足空調(diào)要求的同時，大幅節(jié)約風(fēng)機電耗。對電梯，可設(shè)立群控或其他節(jié)能控制模式，自動扶梯設(shè)節(jié)電感應(yīng)控制模式。車庫內(nèi)選用帶一氧化碳自動探測器的誘導(dǎo)風(fēng)機，自動聯(lián)動排風(fēng)機；空調(diào)系統(tǒng)中選用設(shè)置二氧化碳傳感器，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境情況控制，調(diào)節(jié)新風(fēng)量。減少電動機在運行過程中的耗能。除了采用就地補償電容器以減少無功損耗外，還應(yīng)該減少電機輕載和空載運行。另一種節(jié)能方式是采用軟起電器，軟起電器設(shè)備是按起動時間逐步調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角，以控制電壓的變化。由于電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)，因此起動平穩(wěn)，起動完畢，則全壓投入運行。它可用在電動機容量較大，又需要頻繁起動的設(shè)備，以及附近用電設(shè)備對電壓的穩(wěn)定要求較高的場合，目前已取得較廣泛應(yīng)用。

四、結(jié)束語

隨著經(jīng)濟高速發(fā)展，電氣節(jié)能已成為電氣設(shè)計中的重中之重。民用建筑節(jié)能特別電氣節(jié)能是非常重要的組成部分。作為建筑電氣設(shè)計人員，應(yīng)結(jié)合工程項目自身特點，精心設(shè)計、精心比較，采用切實可行的節(jié)能措施，把節(jié)能貫穿于電氣設(shè)計過程始終，從而真正達到提高照明效率，節(jié)約能源，為經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和節(jié)約型的社會做出應(yīng)有的貢獻。

參考文獻：

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[2]陳存禮，淺談高層建筑物的電氣設(shè)計[J]廣東科技，2009