電氣節(jié)能及照明節(jié)能設(shè)計在建筑行業(yè)的應(yīng)用

郭瑩

【摘 要】能源是人類生活中最重要的資源，是關(guān)于我們現(xiàn)實和未來生存發(fā)展的最基本、最核心的動力問題。目前，我國正處于國民經(jīng)濟快速發(fā)展時期，中國經(jīng)濟高速增長的必要支撐條件之一是能源需求的巨幅增長，這對于我們這個能源資源人均擁有量大大低于世界平均水平的國家來說是一個不可承受之重。所以我們有權(quán)利也有責(zé)任在設(shè)計工作中認(rèn)真考慮節(jié)能問題，并把節(jié)約電能放在首位。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣工程；電氣節(jié)能設(shè)計；照明節(jié)能設(shè)計

近年來，國家及相關(guān)部門已經(jīng)深切認(rèn)識到節(jié)能問題的重要性和緊迫性，建筑節(jié)能工作已經(jīng)全面展開并不斷深化，建筑節(jié)能技術(shù)不斷進(jìn)步，建筑節(jié)能的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)也在不斷的完善。而且隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，公眾節(jié)能的意識不斷增強，節(jié)能的理念也越來越為更多的人所接受。

建筑節(jié)能實際上是一項十分艱巨而復(fù)雜的工作，它甚至比某些建筑智能化系統(tǒng)的應(yīng)用更為困難。因此，要想在建筑節(jié)能方面有所收獲的話就要對其進(jìn)行系統(tǒng)、全面和綜合的分析、研究、實踐。在此，筆者將就建筑電氣節(jié)能技術(shù)的原則及措施加以簡要論述。

1.建筑電氣節(jié)能的設(shè)計原則

1.1適用性原則

所謂的適用性原則就是在滿足為建筑物內(nèi)的良好的人工環(huán)境提供必要的能源，為建筑設(shè)備提供必須的動力，為用電設(shè)施提供可靠的負(fù)荷容量等條件的情況下，優(yōu)化供配電設(shè)計，從而促進(jìn)電能的合理化運用。也就是說不能因為節(jié)能而影響建筑物的整體功能。要保證建筑物照明的照度、色度及顯色指數(shù)；要滿足建筑物舒適衛(wèi)生的良好環(huán)境；滿足各處運輸通道的暢通無阻等等。

1.2節(jié)約性原則

所謂的節(jié)約性原則就是指在電氣節(jié)能設(shè)計中要充分考慮到實際的經(jīng)濟效益，不能因為節(jié)能而過高的消耗投資，增加運行費用。而是要科學(xué)合理的選用節(jié)能設(shè)備和材料，爭取實現(xiàn)用較低的投資得到最大的經(jīng)濟效益。使因節(jié)能而增加的投資可以在最短的時間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運行費用收回。

1.3節(jié)能性原則

所謂節(jié)能性原則就是要節(jié)省無謂消耗的能量。首先要找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物的功能無關(guān)的，在考慮采取什么措施節(jié)約能源。如著眼于電氣設(shè)備自身的電能消耗、變壓器的功能損耗、傳輸線上的電能損耗等方面，節(jié)能設(shè)計應(yīng)該把握“滿足功能、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進(jìn)的原則”。

2.建筑電氣節(jié)能設(shè)計

2.1供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

根據(jù)負(fù)荷容量，供電距離及分布，用電設(shè)備特點等因素合理設(shè)計供配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)盡量簡單，可靠，操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短配電半徑減少線路損耗。合理選擇變壓器的型號、容量和臺數(shù)，以適應(yīng)由于季節(jié)性和工作時間造成的負(fù)荷變化時能夠靈活投切變壓器，實現(xiàn)經(jīng)濟運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。

當(dāng)線路上有電流流過時，由于線路上電阻的存在，勢必會產(chǎn)生有功功率的損耗。因此，線路傳輸上的損耗是電能利用率低的一個重要原因。要想減少此類損耗主要著眼于四個方面。第一、選用電導(dǎo)率較小的材料做導(dǎo)線。通常選用銅芯線纜，但考慮到要節(jié)約用銅，也可以改為采用新型的銅鋁復(fù)合材料線纜。第二、減少配線的長度。因此在布線時盡量使線路走直線，低壓線路要不走或者少走回頭線，變壓器要盡量接近負(fù)荷中心，減少供電距離，且低壓配電的供電半徑不要超過規(guī)定。第三、增大導(dǎo)線截面。對于比較長的線路在滿足載流量、動熱穩(wěn)定、保護配合、電壓損失等條件下，可根據(jù)情況加大一級線纜的截面。第四、合理調(diào)劑季節(jié)性負(fù)荷。也就是要使供電線路得到充分的利用。如將空調(diào)風(fēng)機、風(fēng)機盤管與一般照明、電開水器等計費相同的負(fù)荷集中。

2.2變壓器的節(jié)能設(shè)計

2.2.1變壓器的損耗主要分為兩部分

a.與負(fù)載無關(guān)的空載損失。b與負(fù)載成平方比的負(fù)載損失。變壓器有載時，除了固定鐵損外，還存在由于電流通過一次、二次線圈的電阻損耗，即銅耗P在不同負(fù)載條件下，變壓器的總損耗為與P之和。

2.2.2變壓器的效率

變壓器的效率為輸出功率P2與輸入功率P之比，變壓器的最高效率點是由變壓器固有結(jié)構(gòu)的特性、空載損耗P0、短路損耗P決定的。從經(jīng)濟運行的角度考慮，對于季節(jié)性變化較大的負(fù)荷，宜裝設(shè)兩臺變壓器，當(dāng)負(fù)荷長時間較低時可停用1臺，以保持經(jīng)濟運行。

2.3電動機節(jié)能設(shè)計

降低電動機電能損耗的主要途徑，是提高電動機的工作效率和功率因數(shù)。在工程設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特性考慮選擇更為節(jié)電的電動機，其關(guān)鍵在于明確負(fù)荷是連續(xù)的還是斷續(xù)的。若為連續(xù)負(fù)荷，要了解電動機的輸出功率是否與各種負(fù)荷相匹配，如果是風(fēng)機和泵等平方遞減負(fù)荷特性，在輕載時打開風(fēng)門和閥門，采用調(diào)速電動機在低速運行可以節(jié)約電能。斷續(xù)負(fù)荷時，如果輕負(fù)荷時不能停止電動機的工作，則應(yīng)考慮采用調(diào)速裝置，即在額定負(fù)荷下運行時采用常用電源，使電動機在額定轉(zhuǎn)速下運行；而需要低速運行時，考慮采用逆變器變頻裝置或其他方式調(diào)速。

3.電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

3.1充分利用天然光源

照明節(jié)能工程中的一個較為主要的內(nèi)容是如何充分利用天然光源。隨著人們對能源和環(huán)境保護的日益關(guān)注，建筑物中如何充分利用天然光源來節(jié)約照明用電已引起廣泛重視。天然光源是取之不盡、用之不竭的能源。在照明節(jié)能的實施工程中，應(yīng)當(dāng)充分加以利用，制定建筑物的采光標(biāo)準(zhǔn)，確定采光方式，將采光方式，將采光和照明有機地結(jié)合起來。白天盡可能地利用天然光源，使建筑物內(nèi)獲得穩(wěn)定的光照條件。同時，室內(nèi)引入陽光，既能大大節(jié)約照明能耗，亦有助于提高室內(nèi)溫度，對于降低建筑能耗也具有重要的現(xiàn)實意義。

3.2采用高效節(jié)能光源

在滿足照明質(zhì)量的前提下，應(yīng)選用細(xì)管徑直管熒光燈、緊湊型熒光燈。對燈具懸掛位置較高的場所的一般照明，宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈或鎮(zhèn)流高壓熒光汞燈，其綜合費用低、視覺質(zhì)量高，同時也節(jié)約能源。除特殊情況外，不宜采用管形鹵鎢燈及大功率普通白熾燈，燈具懸掛位置較低的場所照明宜采用熒光燈。

3.3根據(jù)照明部位的燈光布置形式和環(huán)境條件

選擇合適的照明控制方式房間有多列燈具時，按與側(cè)窗平行控制；生產(chǎn)場所按車間、工段、工序分組控制；電化教室、會議室、報告廳等場所，按靠近或遠(yuǎn)離講臺分組控制。建筑科技的飛速發(fā)展，讓燈具的控制方式更加個性化、人性化、智能化，例如，人體感應(yīng)或動靜感應(yīng)開關(guān)，智能化面板開關(guān)等新的控制方式逐步進(jìn)入到我們的身邊。

4.結(jié)束語

近年來，為了解決能源浪費問題，新一代建筑電氣技術(shù)正在試圖采用各種先進(jìn)的控制方式對傳統(tǒng)建筑電氣設(shè)備進(jìn)行有效的控制。可以說建筑電氣的節(jié)能在技術(shù)方面還是有很大的上升空間和發(fā)展?jié)摿Φ摹?[科]

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