民用建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)探討

程青

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西太原　030012)

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民用建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)探討

程青

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西太原030012)

摘要:論述了民用建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性，從供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、配電線路等方面，探討了民用建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的措施，為建筑業(yè)節(jié)能降耗工作的開展奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:供配電系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，配電線路，節(jié)能設(shè)計(jì)

0　引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，能源短缺問題已經(jīng)越來越突出，在我國(guó)的“十一五”發(fā)展綱要中，就把“節(jié)能減排”作為一個(gè)主要的約束性指標(biāo)進(jìn)行實(shí)施。除了工業(yè)方面的節(jié)能減排工作以外，民用建筑作為建設(shè)工程領(lǐng)域的重要組成部分，它的節(jié)能工作與每個(gè)人息息相關(guān)。在民用建筑的節(jié)能工作中，除了提倡使用清潔能源之外，最主要的還是在建筑的設(shè)計(jì)階段和施工階段，進(jìn)行規(guī)范的節(jié)能設(shè)施的建設(shè)。這其中最主要的就是建筑的電氣系統(tǒng)，它的節(jié)能設(shè)計(jì)和建設(shè)，對(duì)整個(gè)建筑的節(jié)能工作起到了決定性的作用。

1　供配電系統(tǒng)的節(jié)能分析

供配電系統(tǒng)的節(jié)能主要是在滿足電能的使用前提下，通過減少供配電設(shè)備本身的能耗來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。為了達(dá)到這一目的，除了使用節(jié)能設(shè)備之外，還有就是要考慮整個(gè)配電系統(tǒng)的合理性，以采取行之有效的方法來減少設(shè)備能耗。

供配電系統(tǒng)損耗主要是由線路損耗和變壓器損耗兩方面構(gòu)成的，而依照損耗的變化情況，又可以細(xì)分為固定損耗和可變損耗兩種。固定損耗主要是線路上的電器介質(zhì)損耗和變壓器的鐵損，損耗大小跟整個(gè)系統(tǒng)的頻率和電壓相關(guān)，并且只要接通電源，固定損耗就會(huì)一直存在。所以降低固定損耗的方法就是選擇合適的節(jié)能設(shè)備。可變損耗又可以稱為銅損，是電流通過變壓器和導(dǎo)體的時(shí)候所產(chǎn)生的損耗，它的大小與線路的阻抗有關(guān)。因此想要降低可變損耗，主要是通過降低線路阻抗來實(shí)現(xiàn)這一目的。

2　供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施

2．1合理配置系統(tǒng)變壓器的容量和臺(tái)數(shù)

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)變壓器的容量和臺(tái)數(shù)的合理配置，主要是通過負(fù)荷計(jì)算實(shí)現(xiàn)的，它是整個(gè)供配電系統(tǒng)中用來確定變壓器的容量和臺(tái)數(shù)的主要依據(jù)。根據(jù)我國(guó)的用電水平和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，各類建筑類別的變壓器的容量和臺(tái)數(shù)應(yīng)該按照《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施—節(jié)能專篇》中的規(guī)定指標(biāo)進(jìn)行。變壓器裝配指標(biāo)如表1所示。

2．2減少低壓線路長(zhǎng)度

減少低壓線路長(zhǎng)度，能夠降低系統(tǒng)的線路損耗。而要實(shí)現(xiàn)這一目的，首要的就是要將變壓器設(shè)置在負(fù)荷中心，并盡量采用高壓線路。在一些民用建筑選擇供電中心時(shí)，設(shè)計(jì)者往往只從減少設(shè)備房的面積、管理方便或者是減少投資等方面進(jìn)行考慮，這樣造成的結(jié)果就是供電中心的變壓器容量大、臺(tái)數(shù)多，不僅造成管理困難，而且也形成了能源浪費(fèi)。

表1　變壓器裝配指標(biāo)

3　照明系統(tǒng)的節(jié)能措施

照明系統(tǒng)是民用建筑工程中不可或缺的一部分，因此，實(shí)現(xiàn)民用建筑工程照明系統(tǒng)的有效節(jié)能是建筑節(jié)能工作中的決定性因素之一，而實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的節(jié)能工作，主要可以從以下幾個(gè)方面入手。

3．1采用合理的照明燈具

選用高效的節(jié)能燈具是實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)節(jié)能的手段之一，因?yàn)楣?jié)能燈具的發(fā)光效率更高，可以實(shí)現(xiàn)電能的利用最大化，下面就對(duì)比白熾燈、節(jié)能燈和LED燈的功率大小和成本，以此來說明節(jié)能燈具選擇的重要性。

相同功率下不同燈具的參數(shù)對(duì)比見表2。

表2　相同功率下不同燈具參數(shù)對(duì)比表

不同燈具成本比較見表3。

表3　不同燈具成本對(duì)比表

從表2，表3可以看出，更加高效的燈具使用，不僅能夠有效節(jié)能，而且還能減少經(jīng)濟(jì)投入。

在不同的建筑場(chǎng)所中，燈具的選擇也應(yīng)該合理。

比如在商業(yè)類的建筑中，為了實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能，在一些樓層不高的場(chǎng)所中，應(yīng)該使用直管型熒光燈;而在一些樓層較高的場(chǎng)所中，可以選擇高壓鈉燈或者是大功率的細(xì)管徑熒光燈。

在居住類的建筑中，應(yīng)該采用緊湊型熒光燈，不僅節(jié)能而

而在一些公共場(chǎng)所中，應(yīng)該選擇更加耐用的日光燈或者是熒光燈。除此之外，一些戶外場(chǎng)所需要發(fā)光率更高的燈具，所以高壓鈉燈是很好的選擇。

3．2更加科學(xué)的燈具控制方式

根據(jù)不同的建筑場(chǎng)所，燈具的控制方式也應(yīng)該不同，但是總的原則是科學(xué)合理，避免造成能源浪費(fèi)。在走廊、樓梯間等公共場(chǎng)所的照明，應(yīng)該采用集中控制，或者是按照建筑的自然采光和不同季節(jié)，來進(jìn)行合理的分區(qū)和控制。在較大的公共場(chǎng)所中，也應(yīng)該采取集中控制的方式，方便人員管理。而像酒店賓館的客房電源就應(yīng)該設(shè)置成節(jié)能控制型的總開關(guān)，以保證旅客離開后客房能夠自動(dòng)切斷電源，避免了電能浪費(fèi)。

3．3使用智能燈光節(jié)電器

智能燈光節(jié)電器主要是利用微電子技術(shù)對(duì)照明系統(tǒng)的電能質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化處理，它是在不影響照明設(shè)備正常使用的前提下，輸出一個(gè)最優(yōu)照明度，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電和延長(zhǎng)照明設(shè)備的使用壽命的目的。根據(jù)我國(guó)變配線路長(zhǎng)，距離遠(yuǎn)的現(xiàn)狀，為了減少輸電線路中的損耗，供電部門的初始供電電壓都高于額定電壓，這樣才能保證供電線路末端能夠達(dá)到額定電壓，但是過高的電壓不僅會(huì)縮短設(shè)備的使用壽命，而且還會(huì)產(chǎn)生額外的電費(fèi)開支，因此使用智能燈光節(jié)電器就非常有必要。

熒光燈的壽命、照度與電壓的關(guān)系見表4。

表4　熒光燈壽命、照度、電壓參數(shù)表

4　配電線路的節(jié)能設(shè)計(jì)

在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，配電線路一般推薦高導(dǎo)電率的導(dǎo)體，也就是銅芯電線比鋁芯電線更好。因?yàn)殇X芯電纜的電阻率比銅芯電纜約高1．68倍，因此銅芯電線比鋁芯電線允許通過的最大電流高30%左右。并且由于銅芯電線的電阻率低，在同截面流過相同電流的情況下，銅芯電纜的電壓較小。因此，同樣的輸電距離，能保證更高的電壓質(zhì)量;或者說，在允許的電壓條件下，銅芯電線的輸送電能能達(dá)到更遠(yuǎn)的距離，也就是供電的覆蓋面積更大，有利于供電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，減少供電點(diǎn)的設(shè)置數(shù)量，達(dá)到節(jié)約資源的目的。而在配電線路的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡量走直線，以減少配電線路的長(zhǎng)度，提高功率因數(shù)。這樣的設(shè)計(jì)不僅能夠降低線路損耗，而且還能提高供電質(zhì)量。另外在電線界面的選擇上也適宜按經(jīng)濟(jì)電流來進(jìn)行，這種方法能夠減少配電線路中的電能損耗，延長(zhǎng)電線的使用壽命，達(dá)到節(jié)能目的。

當(dāng)然，除了以上的一些節(jié)能措施之外，民用建筑的配電線路設(shè)計(jì)還應(yīng)該遵循以下原則:

1)要充分滿足建筑物的功能要求，即不同建筑場(chǎng)所的顯色指數(shù)、照度和色溫要求;滿足醫(yī)療建筑、體育場(chǎng)館、餐飲娛樂場(chǎng)所和酒店的電氣設(shè)備的用電需求;

2)要充分考慮實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益，不能因?yàn)橐?jié)能降耗，就不考慮必要的投資消耗。所以節(jié)能也要進(jìn)行有效的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估，經(jīng)過合理的比較分析，科學(xué)的選擇節(jié)能設(shè)備，這樣才能達(dá)到真正的節(jié)能目的;

3)減少無謂的能量消耗，這是節(jié)能的關(guān)鍵。

5　其他設(shè)備的節(jié)能措施

在民用建筑供電中，空調(diào)用電占了很大的一部分，因此設(shè)計(jì)出更加節(jié)能環(huán)保的空調(diào)系統(tǒng)也非常重要。一般來說，假如民用建筑采用的是中央空調(diào)系統(tǒng)，那么就可以采用自控管理系統(tǒng)來進(jìn)行控制，從而達(dá)到節(jié)能的目的;如果采用的是分體式空調(diào)，那么應(yīng)該設(shè)計(jì)一個(gè)專用開關(guān)，來控制它的用電插座回路，減少空調(diào)的待機(jī)損耗，從而達(dá)到節(jié)能目的。除了空調(diào)以外，在民用建筑中，冰箱、電視等等常用的家用電器也可以使用插座回路來減少其待機(jī)損耗。

另外，在不少的公共建筑中風(fēng)機(jī)和水泵設(shè)備的使用范圍也是比較廣泛的，并且據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)顯示，風(fēng)機(jī)和水泵的節(jié)流損失費(fèi)占到了整個(gè)維修成本的7%，所以對(duì)于這類設(shè)備也應(yīng)該進(jìn)行節(jié)能降耗。

6　結(jié)語

節(jié)能降耗是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要目標(biāo)之一，作為能耗大戶，民用建筑也應(yīng)該進(jìn)行節(jié)能降耗工作，而電氣節(jié)能就是主要的措施之一。據(jù)估算，到2020年所節(jié)約的建筑電氣能源可以媲美4座～5座三峽發(fā)電站的發(fā)電量，因此這筆資源是非常可觀的?，F(xiàn)在，國(guó)家正在大力發(fā)展節(jié)能設(shè)計(jì)，所以建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展?jié)摿艽螅@也為所有的建筑電氣工程人員提供了機(jī)遇。

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中圖分類號(hào):TU201．5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-6825(2016)17-0204-02

收稿日期:2016-04-09

作者簡(jiǎn)介:程青(1981-)，女，工程師且光通量是普通白熾燈的5倍，并且LED燈也開始逐漸由室外裝飾照明發(fā)展為家用照明，所以還可以使用更加節(jié)能的LED燈。

On electronic energy-saving design in civil buildings

Cheng Qing
(Shanxi First Construction Group Co．，Ltd，Taiyuan 030012，China)

Abstract:The paper indicates the importance of the electronic energy-saving design of civil buildings，and explores the measures for the energydesign of the civil buildings from the power-supply and distribution system，lighting system，and distributing lines，so as to lay the foundation for the energy-saving and consumption reduction of architecture．

Key words:power-supply and distribution system，lighting system，distribution line，energy-saving design