淺談高層民用建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能

桑娜

（新疆有色冶金設(shè)計(jì)研究院）

摘 要： 社會(huì)在進(jìn)步，時(shí)代在發(fā)展，那些古老的歲月早已散失在時(shí)光的洪流中不見(jiàn)蹤跡，然而新興事物正在以迅雷不及掩耳之勢(shì)野蠻地生長(zhǎng)著。在新時(shí)代的城市化建筑進(jìn)程中，著重于可持續(xù)發(fā)展發(fā)展觀的當(dāng)代建筑師們，一直在不停的尋找著更加安全，經(jīng)濟(jì)，實(shí)用，美觀的電氣設(shè)計(jì)，以滿足人們節(jié)約資源，節(jié)約能源的要求。因此，如何能夠更好的完成這一目標(biāo)，建筑師們可謂是嘔心瀝血，絞盡腦汁。本文就是通過(guò)對(duì)電氣設(shè)計(jì)的研究，提供一些行之有效的建議，希望能夠?qū)ξ覈?guó)以后的民用建筑電氣設(shè)計(jì)有所幫助。

關(guān)鍵詞： 照明節(jié)能；建筑電氣；電氣設(shè)計(jì)

前言：我國(guó)是世界能源生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，隨著科技技術(shù)的提高，對(duì)能源的要求也在不斷的變化。能源相對(duì)短缺，然而能源浪費(fèi)卻非常嚴(yán)重。作為二次能源的電能供需矛盾近年來(lái)越來(lái)越突出，能源的缺乏已嚴(yán)重制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。節(jié)能問(wèn)題一直是我國(guó)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，那么節(jié)約電能就成為每位電氣設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)真考慮的問(wèn)題。下面就建筑電氣設(shè)計(jì)中的幾種節(jié)能措施談?wù)勔恍┛捶ā?/p>

1. 供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

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(jiǎn)單可靠，操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短配電半經(jīng)減少線路損耗。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. 變壓器的選擇

2.1 減少漏磁損耗

Ρo作為變壓器的空載損耗又稱鐵損，它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成，其值與鐵芯材料及制造工藝有關(guān)，與負(fù)荷大小無(wú)關(guān)，所以在選用變壓器時(shí)最好選擇節(jié)能型變壓器如S9，SL9，SC8等。它們采用優(yōu)質(zhì)冷軋取向矽鋼片，由于“取向”處理，使矽鋼片的磁疇方向接近一致，減少鐵芯渦流損耗，45度全斜度接縫結(jié)構(gòu)使接縫密合性好，減少了漏磁損耗。

2.2 阻值的選取

Ρκ是變壓器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗又稱變壓器線損，它取決于變壓器繞組的電阻及流過(guò)繞組電流的大小，并與負(fù)荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時(shí)應(yīng)選用阻值較小的繞組，如銅芯變壓器。β2；Ρκ用微分求它極值時(shí)，是在β=50%時(shí)每千瓦的負(fù)荷，此時(shí)變壓器的能耗最小，但在β=50%負(fù)載率時(shí)僅減少變壓器的線損，并未減少變壓器的鐵損，因此也不是最節(jié)能的。綜合初裝費(fèi)，變壓器、高低壓柜、土建投資及運(yùn)行費(fèi)用，又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔?，變壓器最?jīng)濟(jì)節(jié)能運(yùn)行的負(fù)載率一般在75%--85%之間。

2.3 合理分配

在選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，綜合考慮投資和年運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)負(fù)荷合理分配，選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，使其工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。

3. 降低線路損耗

3.1 降低電能損耗

由于配電線路有電阻，有電流通過(guò)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生功率損耗，其中“R”線路電阻在通過(guò)電流不變時(shí)，線路長(zhǎng)度越長(zhǎng)則電阻值越大。如果在一個(gè)工程中由于線路上下縱橫交錯(cuò)，一般工程線路總的不下萬(wàn)米，大工程更是不計(jì)其數(shù)，造成電能損耗是相當(dāng)可觀的，所以減少線路能耗必須引起設(shè)計(jì)人員的足夠重視。在具體工程中，線路上電流一般是不變的，那么要減少線損，只能盡量減少線路電阻。

3.1.1 減少電阻率

盡量選用電阻率ρ較小的導(dǎo)線，如銅芯導(dǎo)線較佳，鋁線次之。

3.1.2 減少半徑

盡可能減少導(dǎo)線長(zhǎng)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。

3.1.3 增大橫截面積

增大導(dǎo)線截面積，對(duì)于較長(zhǎng)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。這樣增加的線路費(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. 電動(dòng)機(jī)的節(jié)能

4.1 采用高效率電動(dòng)機(jī)

從電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析，可采取各種切實(shí)可行的措施，減少電動(dòng)機(jī)的各部分損耗、提高電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)。采取各種減少損耗的措施后，高效電動(dòng)機(jī)的總損耗要比普通標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)減少20%～30%，其效率也可提高3%～6%。另外，普通高效電動(dòng)機(jī)的價(jià)格比一般電動(dòng)機(jī)高20%～30%，設(shè)計(jì)時(shí)要全面考慮資金回收期，計(jì)算出投資回報(bào)率。

4.2 根據(jù)負(fù)荷特性選擇電動(dòng)機(jī)

對(duì)原有設(shè)備使用的電動(dòng)機(jī)，要進(jìn)行必要的測(cè)試與計(jì)算，結(jié)合它們的工作環(huán)境及負(fù)載特點(diǎn)，選用適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)取代“大馬拉小車”的電動(dòng)機(jī)，提高其運(yùn)行的效率和功率因數(shù)。

4.3 適當(dāng)降壓運(yùn)行

對(duì)經(jīng)常處于輕負(fù)荷運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采用三角星型切換裝置，將三角形接法的電動(dòng)機(jī)改為星形接法，可以達(dá)到良好的節(jié)電效果。

4.4 就地?zé)o功補(bǔ)償

對(duì)輸電線路較長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)應(yīng)進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償。此舉對(duì)改變電動(dòng)機(jī)及線路的低功率因數(shù)運(yùn)行狀態(tài)、減少線路損失、提高變壓器負(fù)載率有著明顯的效果。

4.5 靈活應(yīng)用變頻調(diào)速

必須根據(jù)工藝特性，全面掌控負(fù)荷變化動(dòng)態(tài)，科學(xué)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。機(jī)械類設(shè)備并配帶交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速分為四種形式：變極、變頻、變轉(zhuǎn)差率、液力耦合。這些設(shè)備中，風(fēng)機(jī)和水泵實(shí)施調(diào)速節(jié)能的效果較好，并且尤其以采用變頻調(diào)速為最佳的節(jié)能調(diào)速方案，其節(jié)電效果最明顯。

5. 智能照明節(jié)能控制

5.1 充分利用自然光

充分利用自然光，這是照明節(jié)能的重要途徑之一，在設(shè)計(jì)中電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)多與建筑專業(yè)配合，做到充分合理地利用自然光使之與室內(nèi)人工照明有機(jī)地結(jié)合，從而大大節(jié)約了人工照明電能。

5.2 有效控制照度標(biāo)準(zhǔn)

照明設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了各種場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺(jué)要求、照明功率密度等。照度標(biāo)準(zhǔn)是不可隨意降低的，也不宜隨便提高，要有效地控制單位面積燈具安裝功率，在滿足照明質(zhì)量的前提下，一般房間（場(chǎng)所）應(yīng)優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈（如T5、T8管）、緊湊型熒光燈及LED光源，高大車間、廠房及體育館場(chǎng)的室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。

5.3 采用低耗能電器

推廣使用低能耗性能優(yōu)的光源用電附件，如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等，公共建筑場(chǎng)所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無(wú)功補(bǔ)償?shù)臒艟?，緊湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器，氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器，燈具功率因數(shù)不小于0.90。

5.4 改進(jìn)燈具控制方式

改進(jìn)燈具控制方式，采用各種節(jié)能型開關(guān)或裝置也是一種行之有效的節(jié)電方法。根據(jù)照明使用特點(diǎn)可采取分區(qū)控制燈光或適當(dāng)增加照明開關(guān)點(diǎn)。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開關(guān)，高級(jí)客房采用節(jié)電鑰匙開關(guān)，公共場(chǎng)所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關(guān)，走道、樓梯等人員短暫停留的公共場(chǎng)所可采用節(jié)能自熄開關(guān)。

5.5 多方面控制系統(tǒng)

對(duì)建筑物內(nèi)外部環(huán)境的照明進(jìn)行自動(dòng)或現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)等多種方式的控制，以實(shí)現(xiàn)集中管理、節(jié)約能源、優(yōu)化照明環(huán)境的控制系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)環(huán)境和立面照明進(jìn)行光通量及光照范圍的控制，減少光污染。室內(nèi)對(duì)照明采用設(shè)有控制裝置的晝光照明系統(tǒng)，將晝光照明系統(tǒng)與人工照明系統(tǒng)相結(jié)合，在盡量節(jié)省照明能耗的同時(shí)維持所需的工作照明和環(huán)境照明。

結(jié)束語(yǔ)

民用建筑的節(jié)能潛力很大，應(yīng)在設(shè)計(jì)中精心考慮。但是在選用節(jié)能的新設(shè)備上，應(yīng)具體了解其原理、性能、效果，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行比較后，再選定節(jié)能設(shè)備，以達(dá)到真正節(jié)能的目的。總之，要將高層建筑電氣設(shè)計(jì)做好并非易事，對(duì)年輕人來(lái)講，培養(yǎng)起對(duì)設(shè)計(jì)的感情，熱愛(ài)這個(gè)行業(yè)是很重要的。需要一步一個(gè)腳印的，踏踏實(shí)實(shí)的去做工程，平時(shí)多留意，多觀察，多思考工程上的問(wèn)題，才能為日后成為真正意義上的電氣設(shè)計(jì)師打下牢固的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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