淺談建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能降耗的重要性及措施分析

李然

【摘要】本文將重點(diǎn)關(guān)注建筑電氣中的線路損耗、變壓器、照明系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能、可再生能源發(fā)電問題進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】線路損耗節(jié)能；節(jié)能重要性；照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)；供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

我國是能源相對(duì)緊缺的國家，隨著工專業(yè)化水平的日益提高，導(dǎo)致能源實(shí)際實(shí)際利用效率低下和環(huán)境污染的不斷加劇，據(jù)資料顯示，我國的建筑能耗占社會(huì)總能耗的30%左右，并且建筑能耗所占的比例呈逐年上升的趨勢(shì)，電氣節(jié)能為建筑節(jié)能的重要組成部分，由于國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，建筑領(lǐng)域?qū)﹄娏π枨蟮目焖僭鲩L，因?yàn)榘l(fā)電裝機(jī)容量和電網(wǎng)供電能力不足的原因，建筑領(lǐng)域電力設(shè)備的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了發(fā)電設(shè)備的增長速度，使建筑用電能源供不應(yīng)求矛盾非常突出，全國相當(dāng)多的地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的拉閘限電現(xiàn)象，這就必須要求把建筑電氣節(jié)能當(dāng)做首要任務(wù)來抓。

基于電力能源的普及面最廣和覆蓋率最大的特點(diǎn)，合理有效的減少電力能源消耗，提高電力能源利用率已成為國家關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來，在國家努力創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)的新形勢(shì)下，政府及相關(guān)部門已深刻認(rèn)識(shí)到節(jié)能減排問題的重要性和緊迫性，并在該方面提出了一系列政策方針，即把建設(shè)“資源節(jié)約型”社會(huì)為總體目標(biāo)，以“節(jié)能省地型”建筑為發(fā)展核心。最近國家提出的八大節(jié)能降耗的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)中，電力能源系統(tǒng)行業(yè)無疑是重中之重，尤其在“十二五”規(guī)劃綱要中，將建筑節(jié)能工程列入國家十大節(jié)能工程，由此可見建筑節(jié)能的重要意義，建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)、研究及應(yīng)用勢(shì)在必行。

二、我國建筑電氣現(xiàn)狀及耗能高因素

1.我國建筑電氣耗能的發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國的建筑能耗占社會(huì)全部能耗的30%，中國現(xiàn)在有超過400億平方米的高能耗住宅。而全國每年新建房屋近20億平方米，超過所有發(fā)達(dá)國家新增建設(shè)的總和，而這其中95%都是高能耗住宅。原國家建設(shè)部早在2005年完成的一項(xiàng)調(diào)查表明，在被調(diào)查的17個(gè)省市中，北方地區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)為90%，實(shí)際施工只占所有建筑面積的50%，中部地區(qū)是19%，南部地區(qū)只有11%多一點(diǎn)。多年來，我國開展了一定規(guī)模的建筑節(jié)能工作，主要采取了先新建后改造的策略，但到目前為止，建筑節(jié)能工作仍處于起步階段，房屋建筑中普遍存在著維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性和氣密性差，供暖、制冷空調(diào)系統(tǒng)效率低下等問題。主要表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：（1）高能耗建筑比例大，我國每年新建房屋中，99%以上是高能耗建筑；既有建筑中僅4%采取了節(jié)能措施，單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達(dá)國家新建建筑的3倍以上。（2）建筑節(jié)能狀況落后，發(fā)達(dá)國家早在20世紀(jì)70年代就開始致力于研究和推行建筑節(jié)能技術(shù)，而我國卻未予以重視。

我國建筑電氣耗能高的主要影響因素

不合理的設(shè)計(jì)導(dǎo)致空調(diào)能耗高。不合理的建筑設(shè)計(jì)與建筑通風(fēng)導(dǎo)致空調(diào)冷量過高。在能耗較高的一些辦公樓和綜合商廈等建筑中發(fā)現(xiàn)，由各種方式（如開窗通風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)等）造成的室內(nèi)外通風(fēng)換氣形成的冷負(fù)荷，有時(shí)可占總的冷負(fù)荷的50%以上。因此，在滿足室內(nèi)空氣質(zhì)量的前提下在炎熱季盡可能減少各種原因造成的室內(nèi)外通風(fēng)換氣，也可以有效減少空調(diào)耗冷量。

不合理的系統(tǒng)和設(shè)備選型以及運(yùn)行方式，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)效率過低。例如，由于涉及不合理和缺少有效的調(diào)節(jié)手段，使冷機(jī)未能及時(shí)關(guān)閉水回路，使得相連接的循環(huán)水泵只能多臺(tái)運(yùn)行，水泵的能耗增加一倍，承擔(dān)能量輸送功能的風(fēng)機(jī)水泵由于設(shè)計(jì)偏大，實(shí)際上長期小溫差運(yùn)行，使風(fēng)機(jī)水泵能耗高于正常狀況一倍或更多。

加強(qiáng)建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能有效措施

1.照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）照明光源的選擇

光源是能量轉(zhuǎn)換成光的器件，是實(shí)施照明節(jié)能的核心。對(duì)設(shè)計(jì)者來說，為實(shí)現(xiàn)以上限值，必須選用高效節(jié)能光源和適合的燈具。設(shè)計(jì)時(shí)光源選用主要原則是應(yīng)選高效節(jié)能光源。照明光源選擇還應(yīng)考慮以下幾個(gè)要素：光效、色溫、顯色指數(shù)、光源壽命和價(jià)格。

（2）照明燈具及其附屬裝置的選擇

燈具的主要功能是將光源所發(fā)出的光通進(jìn)行再分配， 選擇燈具時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用直射光通比例高，控光性能合理的高效燈具。在實(shí)際的應(yīng)用中，還應(yīng)注意燈具的配光曲線，這是我們進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)的依據(jù)之一，以便對(duì)確切的照度值等做到心中無數(shù)，采用合理的燈具配光可提高光的利用率，達(dá)到節(jié)能的效果。

（3）照明控制

1）對(duì)于大型公用建筑， 如：劇場(chǎng)、體育館、會(huì)議室、公園采用智能照明控制系統(tǒng)。節(jié)省電能， 有效地統(tǒng)一管理。節(jié)能效果明顯。2）對(duì)于一般的小型建筑，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意采用：每個(gè)照明開關(guān)所控?zé)舻臄?shù)量不要過多；公共走道、樓梯燈（應(yīng)急燈除外）， 采用聲光控節(jié)電開關(guān)；室外照明控制最好用光電控制器替代照明開關(guān)等等。房間有多列燈時(shí)宜分組控制， 所控?zé)袅信c側(cè)窗平行。

2 供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）供配電系統(tǒng)

根據(jù)負(fù)荷容量，供電距離及分布，用電設(shè)備特點(diǎn)等因素合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)盡量簡單可靠，操作方便。合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，以適應(yīng)由于季節(jié)性造成的負(fù)荷變化時(shí)能夠靈活投切變壓器， 實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行減少由于輕載運(yùn)行造成的不必要電能損耗。

（2）變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)

1）變壓器運(yùn)行中的鐵損、雜散損耗是固有的，而銅損是隨負(fù)載率的平方而變化，為降低能耗，除了從自身材質(zhì)、結(jié)構(gòu)等方面著手外，還應(yīng)重視變壓器運(yùn)行中的降損。變壓器銅損是變化的，合理地確定最佳運(yùn)行，保持變壓器在正常條件下，選擇最大效率點(diǎn)（油浸變壓器負(fù)載率為75% ，干式變壓器載率為60%左右） ，可達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。2） 選用節(jié)能型變壓器，更換或改造高能耗變壓器。s10、s11系列油浸變壓器比s9系列更為節(jié)能，s11型卷鐵芯變壓器與s9型變壓器相比：空載損耗平均降低30% ，空載電流平均下降70%。新型干式變壓器sc9系列以及非晶合金變壓器等產(chǎn)品也都顯示了低損耗的節(jié)能潛力。

（3）減少線路損耗

1）盡量選用電阻率較小的導(dǎo)線，如銅芯導(dǎo)線較佳，鋁線次之。2）盡可能減少導(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。3）增大導(dǎo)線截面積，對(duì)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(jí)線截面。雖然增加線路費(fèi)用，由于節(jié)約能耗而減少了年運(yùn)行費(fèi)用，綜合考慮節(jié)能經(jīng)濟(jì)時(shí)還是合算的。

（4）提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

1）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)臒晒鉄舻取?）用靜電電容器進(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.動(dòng)力節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）變頻調(diào)速器的應(yīng)用

在建筑電氣中的電動(dòng)機(jī)都是與暖通、給排水、建筑等工種的設(shè)備配套的，由設(shè)備制造廠商統(tǒng)一供應(yīng)的。因此，其節(jié)能措施只能貫徹在運(yùn)行過程中，減少電機(jī)輕載和空載運(yùn)行。因?yàn)椋谶@種情況下，電機(jī)的效率是很低的， 消耗的電能并不與負(fù)載的下降成正比。

（2）高效率電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用

采用高效率電動(dòng)機(jī)。采取各種切實(shí)可行的措施，減少電動(dòng)機(jī)的各部分損耗（主要為負(fù)載損耗及空載損耗）、提高電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)。采用高效率電機(jī)減少的耗電量與普通標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)相比，其總損耗減少20% ～30% ，效率可以提高3%～6%。

【參考文獻(xiàn)】

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