建筑電氣設(shè)計原則與節(jié)能方式研究

王雪芹

（身份證號碼：620103197606132641）

在現(xiàn)代社會不斷發(fā)展下，人們生活質(zhì)量逐漸提升，并在節(jié)能減排的國家政策下，各個行業(yè)紛紛以節(jié)能減排為指導(dǎo)進(jìn)行行業(yè)變革和創(chuàng)新，受到各行各業(yè)的關(guān)注。近幾年，地方主管部門發(fā)布一系列節(jié)能文件和政策，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，建筑能耗是整個社會能耗的30%，并隨著建筑行業(yè)的發(fā)展而逐年上升，其中電能消耗問題較為明顯。這就對建筑電氣設(shè)計提出新的要求，由于建筑電氣設(shè)計較為復(fù)雜，技術(shù)要求高，設(shè)計人員必須加大對建筑電氣節(jié)能設(shè)計的重視，樹立節(jié)能環(huán)保意識，自覺將節(jié)能理念引導(dǎo)到建筑電氣設(shè)計中，減少電能消耗，落實節(jié)能減排理念，進(jìn)而提高建筑項目的綜合效益。在這樣的環(huán)境背景下，探究建筑電氣設(shè)計原則與節(jié)能方式具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 建筑電氣設(shè)計原則

在建筑電氣設(shè)計的過程中，要綜合考慮電氣系統(tǒng)實用性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性等因素，引入先進(jìn)電氣技術(shù)，不斷提高用能設(shè)備與工藝能量的綜合利用價值，進(jìn)而促進(jìn)電能效益的最大化。

1.1 實用性原則

在建筑電氣設(shè)計中，要遵循實用性原則，在保證建筑照明功能的基礎(chǔ)上，明確人們的日常使用要求，依托于住戶工作需求和生活需求，確定建筑照明系統(tǒng)的顯色指數(shù)、照度以及色溫，滿足用戶居住中的舒適度要求，提高建筑物運輸通道的通暢性。

1.2 經(jīng)濟(jì)性原則

在建筑電氣設(shè)計中，要遵循經(jīng)濟(jì)性原則，針對大能耗設(shè)備或是投資項目，要慎重選擇，盡量控制設(shè)備運行中的費用支出，以免造成不必要的資源浪。同時，設(shè)計人員要加強(qiáng)對舊技術(shù)或是舊設(shè)備的利用，通過適當(dāng)?shù)母脑旌蛢?yōu)化，保證使用效能，在短時間內(nèi)，借助節(jié)能措施來控制投資數(shù)額，進(jìn)而達(dá)到最大收益的獲取目標(biāo)。

1.3 先進(jìn)性原則

在建筑電氣設(shè)計中，要遵循先進(jìn)性原則，無論是設(shè)計階段還是施工階段，都要引入節(jié)能技術(shù)，在此過程中，要制定有效的節(jié)能措施，將節(jié)能重點0落在不必要的能源損耗上面，找出能耗源，通過分析和研究，制定針對性節(jié)能方案，節(jié)約能源的消耗和浪費，達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。一般而言，電能傳輸線路中的有功損耗和變壓器功率損耗都是非必要能耗，設(shè)計人員可以重點進(jìn)行優(yōu)化，控制能源消耗量。

1.4 節(jié)能環(huán)保原則

在制定建筑電氣節(jié)能設(shè)計方案時，設(shè)計人員要遵循環(huán)保節(jié)能原則，對各個設(shè)計方案進(jìn)行審核和分析，加強(qiáng)設(shè)計方案的參數(shù)計算，選擇可行高效的設(shè)計方案，優(yōu)化電氣設(shè)備控制方式，在控制投資量的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)建筑電氣設(shè)計的最大節(jié)能效果，進(jìn)而滿足電氣設(shè)計要求。

2 建筑電氣設(shè)計的節(jié)能方式

2.1 控制變壓器功率消耗

在變壓器實際運行中，其有功功率消耗為△Pt=Po+Pkβ2，其中ΔPt為變壓器有功功率損耗，Po為變壓器空載損耗，Pk為變壓器有載損耗，β為變壓器負(fù)載率。Po包含渦流損耗和漏磁損耗，其大小由硅鋼片性能或是鐵芯性能所決定，在建筑電氣設(shè)計的工程中，設(shè)計人員要合理選擇變壓器，主要以節(jié)能型變壓器為主，包括S11-R油浸式變壓器、SL11-R干式變壓器等，這些節(jié)能型變壓器均以優(yōu)質(zhì)冷軋取向硅鋼片為主，通過取向處理方式，提高硅鋼片的磁性，進(jìn)而控制鐵芯渦流損耗。Pk是變壓器有載損耗，也是功率傳輸中產(chǎn)生的損耗，主要由變壓器繞組電阻及其電流大小所決定，也就是負(fù)載率的平方正比。對此，在建筑電氣設(shè)計中，設(shè)計人員要選擇小阻值繞組，以銅芯變壓器為主，選取負(fù)載率為50%下的負(fù)載，則變壓器功率損耗達(dá)到最小，不僅可以達(dá)到節(jié)能的效果，還有利于建筑建設(shè)成本的控制，實現(xiàn)建筑項目綜合效益的最大化。實際上，將負(fù)載率設(shè)計為50%只能減少變壓器線損，為了在此基礎(chǔ)上減少變壓器鐵損，在節(jié)能設(shè)計中，設(shè)計人員要對初裝費、低壓柜以及土建投資等投資項目進(jìn)行綜合考慮，在變壓器運行中預(yù)留適宜容量，將變壓器負(fù)載率控制在70～80%范圍內(nèi)，使得變壓器超過20年使用壽命后更新新設(shè)備，達(dá)到節(jié)能的效果。

2.2 控制線路能源損耗

受線路電阻影響，當(dāng)電流通過時會形成必要的有功功率損耗，損耗量為（kW），其中，Iφ表示相電流，R 表示線路電阻。在長度為500m的電纜上，需要傳輸60kW的電能，COSφ為0.8，則有功損耗量代入公式為Iφ=113.95A。在建筑工程中，線路長而相互交錯，在電能傳輸中會造成很大的損耗。對此，在建筑電氣設(shè)計中，設(shè)計人員要加大線路能耗的重視，線路電流無法改變，設(shè)計人員可以改變其他因素：①在導(dǎo)線選擇中，盡量選擇小電導(dǎo)率材質(zhì)，大多以銅芯為主；②減少導(dǎo)線長度，盡量設(shè)計直線導(dǎo)線，避免彎路，以控制導(dǎo)線長度，低壓線路要減少回頭線路設(shè)計，避免來回線路中不必要的電能損耗，將變壓器貼近負(fù)荷中心，控制供電距離；③增加導(dǎo)線截面，針對長度較長的線路，在保證載流量、電壓損失截面以及熱穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，增加導(dǎo)線截面，節(jié)約能耗的同時，減少每年運行費用，進(jìn)而達(dá)到線路節(jié)能的目標(biāo)。

2.3 照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

照明系統(tǒng)用電量較大，是建筑電氣節(jié)能設(shè)計的重點內(nèi)容，并從以下幾方面入手：

（1）高光效光源的應(yīng)用。傳統(tǒng)建筑建設(shè)中，多使用白熾燈，這主要是因為白熾燈具有低成本、便于維護(hù)安裝的優(yōu)勢，但在實際應(yīng)用中，白熾燈發(fā)光率較低，并在近幾年發(fā)展中，逐漸被新光源取替。一般而言，低壓鈉燈和高壓鈉燈光通量高，但光源色溫低，顯色指數(shù)為40～60，可以應(yīng)用在道路廣場等公共場所照明中；發(fā)光率很高的金屬鹵化物燈、三基色熒光燈及稀土金屬熒光燈，由于色溫范圍廣，光色選擇性好，因此除用作商場、展廳的照明外，還廣泛應(yīng)用在車站的候車室、碼頭的候船室、航空港的候機(jī)樓以及作為舞臺的燈光照明等；一般熒光燈及稀土金屬熒光燈用作寫字樓、住宅的照明。

（2）自然光的應(yīng)用。為了達(dá)到節(jié)能效果，設(shè)計人員要盡可能多的利用自然采光，設(shè)計透光性能強(qiáng)的玻璃和門窗，加強(qiáng)對自然光的利用，設(shè)計燈光調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以根據(jù)周邊環(huán)境和亮度，設(shè)置光敏裝置，自動調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)明亮程度，以提高照明系統(tǒng)節(jié)能效益。

（3）電壓調(diào)光的應(yīng)用。針對長期較為頻繁開停的照明系統(tǒng)，設(shè)計人員可以根據(jù)人流量進(jìn)行照明系統(tǒng)亮度的調(diào)節(jié)和控制，在資金投入可允許的范圍內(nèi)，選擇電壓調(diào)光的方式，通過對電壓的控制來調(diào)整明亮度，進(jìn)而提高節(jié)能效果。

2.4 電動機(jī)節(jié)能設(shè)計

在建筑電氣設(shè)計中，電動機(jī)和給排水系統(tǒng)、工種設(shè)備以及暖通系統(tǒng)緊緊相連，均由設(shè)備制造廠進(jìn)行統(tǒng)一供應(yīng)，而針對電動機(jī)節(jié)能設(shè)計，要將節(jié)能措施應(yīng)用到電動機(jī)實際運行中，不僅要對電容器進(jìn)行補(bǔ)償，降低線路運輸無功造成的有功損耗，還要盡量避免電動機(jī)的空載運行情況，安裝變頻裝置，提高調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和負(fù)載變化的適應(yīng)性，進(jìn)而有效提高電動機(jī)空載運行中的運行效率，達(dá)到節(jié)能的效果。

3 結(jié)束語

綜上所述，在建筑電氣設(shè)計的過程中，為了達(dá)到節(jié)能目標(biāo)，要求設(shè)計人員要根據(jù)工程特點和建設(shè)要求，遵循實用性原則、經(jīng)濟(jì)性原則、先進(jìn)性原則以及節(jié)能環(huán)保原則，優(yōu)化電氣節(jié)能設(shè)計，進(jìn)而達(dá)到最佳的節(jié)能效果。