公共建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能措施探討

丁偉峰

【摘要】我國是一個(gè)電力短缺的國家，節(jié)電是當(dāng)前的一項(xiàng)重要技術(shù)政策，節(jié)電又是一種能源開發(fā)，對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。本文結(jié)合電氣專業(yè)節(jié)能措施的要求，對(duì)以下幾點(diǎn)做簡(jiǎn)要探討。

【關(guān)鍵詞】電氣設(shè)計(jì)；節(jié)能措施；用電負(fù)荷；照明節(jié)能；減少能耗

1、用電負(fù)荷計(jì)算

用電負(fù)荷的合理計(jì)算能有效的降低電纜的用量，降低能源消耗。對(duì)于民用建筑來講，常利用需用系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算，合理的選擇需用系數(shù)，降低工程的用電負(fù)荷量，從而降低電纜的使用量，達(dá)到節(jié)能目的。

2、變壓器的節(jié)電

變壓器是電氣配電中的一個(gè)重要設(shè)備，主要從以下幾點(diǎn)做節(jié)電分析：

1）變壓器的損耗

變壓器的損耗主要有空載損耗和負(fù)載損耗兩大部分，由于上述兩項(xiàng)在變壓器出廠時(shí)已經(jīng)固定，我們無法對(duì)其更改，只有在選擇變壓器的時(shí)候盡量選擇低損耗節(jié)能型變壓器。

2）變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有三種情況，如果以節(jié)約電量為主，則按照有功功率考慮，如果以提高功率因數(shù)為主，則按無功功率考慮，如果對(duì)兩者均無特殊要求，則按綜合功率考慮。

變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間一般在75%～85%之間，選擇變壓器的容量及臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷，負(fù)荷性質(zhì)等條件進(jìn)行選擇，對(duì)負(fù)載率很低（正常使用時(shí)低于30%），而且損失率又很高，應(yīng)予以調(diào)整或更換，盡量保證變壓器運(yùn)行在比較經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行區(qū)間內(nèi)。對(duì)于超過85%負(fù)載率的變壓器，證明不利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的變壓器，可放大一級(jí)容量來選擇變壓器，以降低其負(fù)載率和損失率。

對(duì)于采用多臺(tái)變壓器的配電設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，有切換每臺(tái)變壓器的可能性，通過調(diào)整使參數(shù)好的變壓器在運(yùn)行狀態(tài)，讓參數(shù)差的在備用狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

對(duì)于較大的季節(jié)性負(fù)荷，應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的變壓器，或者把其中不能停電的負(fù)荷集中到某一臺(tái)變壓器上，停用不運(yùn)行的變壓器以利節(jié)電。

不允許變壓器空載運(yùn)行。

需要考慮大型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響，選擇合適的變壓器容量以利于電動(dòng)機(jī)的正常啟動(dòng)。

3、照明節(jié)能設(shè)計(jì)

公共建筑照明節(jié)能主要有以下三種途徑：一是充分利用自然采光，以降低白天時(shí)人工照明對(duì)能源的消耗；二是合理選用光源、燈具及附件；三是采用智能化的照明控制系統(tǒng)來提高能源的利用率、降低能耗總量。

首先，充分利用自然采光。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，使公共建筑物內(nèi)獲得穩(wěn)定的光照條件。

其次，合理選用光源、燈具及附件。其一，選擇高效、節(jié)能、環(huán)保的光源。選擇照明光源時(shí)，應(yīng)盡量減少白熾燈的使用量，一般情況下室外照明不應(yīng)采用白熾燈。當(dāng)懸掛高度大于4.5m時(shí)，宜采用高壓鈉燈和金屬鹵化物燈，多用于高大廠房、商場(chǎng)及體育館照明及室外照明等；當(dāng)懸掛高度在4.5m以下時(shí)，宜采用熒光燈，應(yīng)選T8熒光燈和緊湊型熒光燈，有條件時(shí)，應(yīng)采用T5熒光燈，多用于公共建筑、住宅、寫字樓等。LED照明燈適用于多種場(chǎng)合的動(dòng)態(tài)照明、室外照明、景觀照明等。一般照明場(chǎng)所不宜采用熒光高壓汞燈，不應(yīng)采用自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈，盡可能推廣使用高光效、長(zhǎng)壽命的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。其二，選用配光合理、效率高的燈具。在滿足眩光限制的條件下，應(yīng)優(yōu)先選用開啟式直接照明燈具，盡量少用帶漫射透光罩的包合式燈具和裝有格柵的燈具樣式，一般室內(nèi)的燈具效率不低于70%，并要求燈具的反射罩具有較高的反射比；選用光利用系數(shù)高的燈具；選用高光通量維持率的燈具；盡可能選擇不帶光學(xué)附件的燈具；采用空調(diào)和照明一體化的燈具，同時(shí)應(yīng)考慮燈具的布置、燈具與公共建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的距離以及燈具的距離比是否科學(xué)合理。其三，節(jié)能鎮(zhèn)流器的選用。應(yīng)盡可能采用節(jié)能型電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，以達(dá)到節(jié)能的目的。

最后，采用智能化的照明控制系統(tǒng)。采用智能化的照明控制系統(tǒng)，可以提高照明質(zhì)量，減少不必要的開燈時(shí)間、數(shù)量和過高的照度，有利于照明的節(jié)能；同時(shí)可以延長(zhǎng)燈具和電器附件的使用壽命，提高照明系統(tǒng)的可靠性；可以通過系統(tǒng)控制不同工作場(chǎng)合的照明模式，實(shí)現(xiàn)照明場(chǎng)景的多樣化，以滿足人們對(duì)照明舒適度和情趣的多種要求。

4、減少線路電能損耗

應(yīng)選用電導(dǎo)率較小的材質(zhì)做導(dǎo)線，其中銅芯最佳。減小導(dǎo)線長(zhǎng)度，增大導(dǎo)線截面。對(duì)于比較長(zhǎng)的線路，除滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護(hù)的配合及電壓損失所選定的截面，應(yīng)再加大一級(jí)導(dǎo)線截面。

5、提高系統(tǒng)功率因數(shù)

提高設(shè)備的自然功率因數(shù)。供配電設(shè)計(jì)中應(yīng)通過正確選擇電動(dòng)機(jī)、變壓器的容量以及照明燈具啟動(dòng)器，降低線路感抗，提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)。應(yīng)優(yōu)先考慮采用功率因數(shù)較高的同步發(fā)電機(jī)，熒光燈可采用高次諧波系數(shù)低于15%的電子鎮(zhèn)流器等。

補(bǔ)償電容法提高功率因數(shù)。當(dāng)自然功率因數(shù)偏低，達(dá)不到電網(wǎng)合理運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)采用并聯(lián)電力電容器作為無功補(bǔ)償裝置。無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)適當(dāng)靠近無功源，低壓用電設(shè)備產(chǎn)生的無功功率宜由低壓側(cè)的電容器來補(bǔ)償，高壓用電設(shè)備產(chǎn)生的無功功率應(yīng)由高壓側(cè)的電容器來補(bǔ)償。用電設(shè)備集中的地方采用成組補(bǔ)償，公共建筑內(nèi)的其他無功功率主要在變電所二次側(cè)集中補(bǔ)償，并多采用自動(dòng)無功功率補(bǔ)償加固定補(bǔ)償方式。對(duì)供電點(diǎn)較遠(yuǎn)、容量較大，負(fù)荷平穩(wěn)、經(jīng)常使用的設(shè)備多采用就地補(bǔ)償?？照{(diào)主機(jī)及冷凍泵等常在其附近設(shè)專用變電所，可以集中補(bǔ)償，但若供電距離過長(zhǎng)時(shí)，最好采用就地補(bǔ)償。當(dāng)配電系統(tǒng)中諧波電流較嚴(yán)重時(shí)，無功補(bǔ)償容量的計(jì)算應(yīng)考慮諧波的影響。

6、電氣設(shè)備節(jié)能控制

公共建筑內(nèi)能源機(jī)電設(shè)備的能耗占公共建筑能耗的絕大部分。隨著公共建筑智能化的發(fā)展，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）的廣泛應(yīng)用，采用節(jié)能控制，綜合應(yīng)用信息通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化控制等智能化技術(shù)對(duì)公共建筑內(nèi)能源機(jī)電設(shè)備實(shí)施集中監(jiān)控和能效管理，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化控制和管理，達(dá)到提高能效、降低能耗的節(jié)能目標(biāo)。

其中，空調(diào)系統(tǒng)是公共建筑物中的耗能大戶，其用電量約占整個(gè)公共建筑用電量的50%，因此中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制顯得尤為重要，其主要內(nèi)容包括：熱交換系統(tǒng)溫差與流量的優(yōu)化控制；定風(fēng)量全空氣系統(tǒng)的空調(diào)機(jī)組的優(yōu)化控制；變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化控制；冷凍水與冷卻水系統(tǒng)的優(yōu)化控制；冰蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制；水蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制，等等。

7、結(jié)語

綜上所述，公共建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)潛力很大，對(duì)于電氣設(shè)計(jì)者而言，應(yīng)全面認(rèn)真地考慮電氣設(shè)計(jì)方案，選擇高效、節(jié)能、環(huán)保的設(shè)備，應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，按節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)合理設(shè)計(jì)。在為人們提供健康、舒適、安全的居住環(huán)境和生活空間的同時(shí)，又能行之有效地節(jié)約能源

參考文獻(xiàn)：

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