建筑電氣節(jié)能技術(shù)探析

劉恒巧

【摘要】目前我們國家在倡導(dǎo)建設(shè)集約型社會(huì)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)走低碳環(huán)保路線，建筑能耗占社會(huì)總能耗比重較大，本文嘗試從建筑電氣節(jié)能措施以及電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用方面探討，分析如何降低建筑物能耗。

【關(guān)鍵詞】建筑節(jié)能；電氣；技術(shù)措施

目前我們國家存在一定程度的能源緊張，化石能源如石油、煤炭等能源有限性及污染程度較高，為了經(jīng)濟(jì)建設(shè)有更高水平的發(fā)展，一方面需要逐漸減少化石能源使用，增加清潔能源的使用，如太陽能，風(fēng)能，核能等；另外一方面需要從節(jié)約能源方面入手，提高能源利用效率。建筑能耗占社會(huì)總能耗比重較大，因此能稍微降低一個(gè)小小比例對(duì)提高整個(gè)社會(huì)能源使用效率意義也是巨大。本文從建筑電氣技術(shù)這個(gè)小角度入手，探討建筑電氣節(jié)能。

一、照明系統(tǒng)的節(jié)能措施

照明系統(tǒng)作為建筑物整體一大組成部分，為建筑物使用提高照明，因?yàn)槠浞植紡V，數(shù)量大，能耗消耗，如果能將照明系統(tǒng)能耗降低對(duì)降低整個(gè)建筑物能耗有積極意義。降低照明系統(tǒng)的節(jié)能措施有如下幾項(xiàng)。

1、充分利用自然光源。自然光源由于具有取之不盡用之不竭，光線柔和舒適等特點(diǎn)，以及人們對(duì)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的關(guān)注，建筑物中如何充分的利用自然光源來實(shí)現(xiàn)照明越來越受到重視。因此室內(nèi)照明設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)充分考慮并利用自然光源，制定建筑物的采光標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化采光方式，將建筑物采光，室內(nèi)照明有機(jī)地結(jié)合起來，白天室內(nèi)引入太陽光，使建筑物有充足穩(wěn)定的光照，滿足工作生活需要，達(dá)到盡可能地利用自然光源，進(jìn)行節(jié)約照明能耗目的，這對(duì)于降低建筑能耗也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前應(yīng)用的方法主要有：①導(dǎo)光管法，②采光擱板，④棱鏡窗。

2、選擇合適高效的燈具光。從經(jīng)濟(jì)、適用和節(jié)約能源角度出發(fā)選擇燈具，選擇高效節(jié)能燈具；例如以前使用廣泛的白熾燈，白熾燈只有 10%的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽猓?0%的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊彷椛洌瘦^低，造成較大的能源浪費(fèi)，因此需盡量減少此類燈具的使用。細(xì)管徑熒光燈、金屬鹵化物燈和以及近年發(fā)展較快的LED節(jié)能燈均為高效光源，發(fā)光效果高，使用壽命長，應(yīng)積極選用。對(duì)于熒光燈，應(yīng)首先選用電子整流器，減少使用傳統(tǒng)電感線圈整流器，減少無功以及線圈發(fā)熱損壞。其次，應(yīng)根據(jù)不同使用部位選擇相應(yīng)的燈具，以達(dá)到物盡其用，進(jìn)行節(jié)約電能。例如：在一些燈具安裝高度較低的地方，應(yīng)該選擇熒光燈；在燈具安裝高度較高的場(chǎng)合，適合選擇金鹵燈或中顯色高壓鈉燈；在一些不同時(shí)段照度要求有不同要求的場(chǎng)合，可以在燈具中設(shè)置功率大小不同兩個(gè)光源，照度要求較高時(shí)，使用大功率光源，照度要求較低時(shí)則可以使用小功率光源，已達(dá)到節(jié)約能源要求。最后，應(yīng)從適用及節(jié)約能源角度，對(duì)建筑物不同場(chǎng)合進(jìn)行照度計(jì)算，合理的選擇燈具的功率，數(shù)量以及空間上的布置，在滿足使用及美觀舒適等要求下，從根本上降低照明能耗。

3、選擇合適的照明控制方式。從照明控制方式入手，對(duì)燈具開關(guān)進(jìn)行合理控制，對(duì)不使用時(shí)進(jìn)行關(guān)閉可以有效節(jié)約能源；例如對(duì)大型建筑物公共照明，選擇先進(jìn)的控制中心集中控制方法進(jìn)行控制，智能地根據(jù)室內(nèi)的照度調(diào)節(jié)點(diǎn)亮燈具的數(shù)量，調(diào)節(jié)燈具的亮度等，進(jìn)行智能集中管理，達(dá)到合理使用，節(jié)約能源；又如對(duì)走道，電梯前室等部位燈具采用自熄滅控制，做到照度不足時(shí)，有人走近能點(diǎn)亮，人離開時(shí)燈具自動(dòng)熄滅，簡單實(shí)用能有效避免電能浪費(fèi)。

二、合理的供配電系統(tǒng)及線路設(shè)計(jì)

根據(jù)負(fù)荷容量及分布、供電距離，用電設(shè)備特點(diǎn)等因素，供配電系統(tǒng)應(yīng)盡量簡單可靠，配電級(jí)數(shù)不宜超過三級(jí)。由于一般工程的干線、支線等線路總長度較長，線路上用于發(fā)熱的有功損耗巨大，造成能源浪費(fèi)并且也不利于線路的安全運(yùn)行，因此應(yīng)著重考慮降低線路上的的損耗，總的說來有如下三種途徑；

1、選用銅芯電線電纜。通過線路上損耗功率可知，減小損耗功率一個(gè)途徑就是減小線路的電阻，當(dāng)線路長度一定時(shí)，只能通過考慮選擇電阻率較小材質(zhì)的電線電纜，常用材料金屬中，金和銀的電阻較小，銅次之，鋁再次之，但金和銀造價(jià)高昂，不能采用，所以應(yīng)盡量采用銅芯電線電纜，以達(dá)到節(jié)約能；

2、盡量減少線路長度L。已知供電線路的電阻R與線路的長度成正比，因此在選定線路材料的前提下，應(yīng)盡量減小線路的長度，以達(dá)到減少能耗目的；具體措施如優(yōu)化變配電所的位置，使它盡量靠近負(fù)荷中心，對(duì)地下室的橋架數(shù)量，大小規(guī)格，走向進(jìn)行合理的優(yōu)化，對(duì)照明配管上下及水平走向進(jìn)行合理優(yōu)化，避免電線電纜敷設(shè)時(shí)出現(xiàn)不合理的拐彎浪費(fèi)，達(dá)到縮短線路供電距離，減少線路損失。

3、增大電線電纜截面積。已知供電線路的電阻R與線路的截面積成反比，因此在確定線路的材質(zhì)和長度前提下，應(yīng)盡量增大線路的截面積；由于增大電線電纜的截面積涉及到增加工程造價(jià)，因此增大線路截面積的同時(shí)需要考慮的因素較多，需綜合考慮，線路載流量，動(dòng)熱穩(wěn)定，線路壓降，以后使用容量增長等因素，確定一個(gè)最佳經(jīng)濟(jì)載流密度，確定線路截面積，達(dá)到節(jié)省能耗同時(shí)還節(jié)省工程總投資（工程建設(shè)投資及以后使用運(yùn)營費(fèi)用）

4、對(duì)無功較大電機(jī)設(shè)備進(jìn)行就地補(bǔ)償。對(duì)一些無功需求較大的電機(jī)設(shè)備，如泵房電機(jī)，進(jìn)行遠(yuǎn)距離供電時(shí)，可以采用就地電容器補(bǔ)償無功，減少線路上無功傳輸損耗。

5、施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行施工。管內(nèi)穿線、電線電纜在敷設(shè)是時(shí)應(yīng)按規(guī)范要求控制施工過程，保證施工工藝達(dá)到要求。1、盡量減小電線電纜自身渦流產(chǎn)生的損耗。比如，應(yīng)避免電線電纜在敷設(shè)時(shí)產(chǎn)生打圈、纏繞；在橋架內(nèi)電纜的彎曲預(yù)留只需要滿足伸縮及沉降余量，不應(yīng)太多；電纜在支架上排列距離應(yīng)滿足電纜施工規(guī)范的要求，交流單芯電纜或分相后單芯電纜宜成品字型綁扎或一字型排列，且避免交叉、纏繞形成閉合磁路。2、嚴(yán)格控制電線電纜接頭及終端頭的制作質(zhì)量。因?yàn)殡娋€電纜終端頭制作連接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)就會(huì)造成接觸不良，增加局部接觸電阻，從而造成發(fā)熱增大，進(jìn)而增大電能損耗；此外所有照明及插座回路電線接頭均應(yīng)搪錫，確保接觸良好，減少發(fā)熱損耗。在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工，積極采取上述5個(gè)方面技術(shù)措施，可以有效減少線路上電能損耗，實(shí)現(xiàn)線路節(jié)能目的。

三、變壓器的節(jié)能措施

變壓器在整個(gè)建筑物中起著變換電能的作用，承擔(dān)著建筑物內(nèi)所有負(fù)荷的供電，自身通過的電壓，電流，功率均較大，而其因?yàn)樽陨順?gòu)造原因，有大量的線圈繞組，鐵芯等，因此有較多的電能用于變壓器自身的發(fā)熱損耗，因此采取適當(dāng)措施減少變壓器損耗對(duì)整個(gè)建筑節(jié)能具有較大現(xiàn)實(shí)意義。而減少變壓器損耗即變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗可以近似按下式計(jì)算：= + 式中為變壓器的有功損耗；為變壓器的空載損耗；為變壓器負(fù)載率；為變壓器的短路損耗。1、作為變壓器的空載損耗又稱鐵損，它是由漏磁損耗和鐵芯渦流損耗組成，大小只與制造工藝以及鐵芯材料有關(guān)，與負(fù)荷無關(guān)，因此應(yīng)盡量選用節(jié)能型變壓器如S9，SL9，SC8等。這類型變壓器鐵芯主要由優(yōu)質(zhì)冷軋取向矽鋼片組成，由于“取向”處理的因素，矽鋼片的磁疇方向接近一致，減少鐵芯渦流損耗，而45度全斜度接縫結(jié)構(gòu)使接縫密合性好，從中又減少了漏磁損耗。2、是變壓器額定負(fù)載下傳輸損耗又稱變壓器線損，主要由變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小，以及負(fù)荷率平方所確定。因此在選擇變壓器時(shí) 應(yīng)選用線圈阻值較小的繞組，例如銅芯變壓器。3、綜合考慮，初裝費(fèi)、變壓器、高低壓柜、土建投資、后續(xù)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，以及建筑物以后發(fā)展需預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔康纫蛩兀侠磉x擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)，并根據(jù)負(fù)荷情況，合理分配每臺(tái)變壓器的負(fù)荷，使其負(fù)載率在最經(jīng)濟(jì)節(jié)能的區(qū)間即工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。

結(jié)束語

綜上所述，建筑能耗占社會(huì)總能耗比重高，目前已經(jīng)大約達(dá)到社會(huì)總能耗25%，對(duì)于建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)，降低建筑能耗有巨大現(xiàn)實(shí)意義。因此，必須以降低建筑能源損耗為原則，從小處入手，提高節(jié)能環(huán)保意識(shí)，大力發(fā)展節(jié)能新技術(shù)新方法，在建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行使用中都注意到降低能耗，不斷的推進(jìn)建筑節(jié)能，降低整個(gè)社會(huì)能耗，走低碳環(huán)保路線，讓人與自然和諧相處，恢復(fù)藍(lán)天白云。

參考文獻(xiàn)

[1]郭健.住宅建筑水電工程安裝節(jié)能措施探析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（21）

[2]陳眾勵(lì)，趙濟(jì)安，邵民杰.建筑電氣節(jié)能技術(shù)綜述[J].低壓電器，2007.

[3]張鵬飛.談住宅建筑節(jié)能的幾項(xiàng)技術(shù)措施[J].住宅科技，2010（9）.