關(guān)于建筑電氣設(shè)計中的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用探討

文/湯曉芳 浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院 浙江杭州 310012

1、節(jié)能技術(shù)在我國建筑電氣中的應(yīng)用現(xiàn)狀

因為中國情況的特殊性，我國的電力事業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比起步的相當(dāng)晚，所以在節(jié)電技術(shù)這方面還欠缺了很多，但即使如此，我國的節(jié)電事業(yè)也存在一定的特點。首先，我國制定了大量的法律法規(guī)來限制電量的使用，并且進(jìn)行了大量的宣傳來樹立公民的節(jié)電意識，同時，我國在近些年來，也投入了大量的人力物力財力來開設(shè)研究項目、劃出獨(dú)立的資金進(jìn)行電氣節(jié)能技術(shù)的研究。除此之外，電氣節(jié)能也被確立為我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，是我國進(jìn)行經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的重要方向之一。

2、常見建筑電氣設(shè)計中的節(jié)能技術(shù)

2.1 清潔能源技術(shù)

清潔能源技術(shù)始于德國，20世紀(jì)70年代，德國科學(xué)家在慕尼黑的基地進(jìn)行了建筑節(jié)能設(shè)計的廣泛嘗試，系統(tǒng)提出并論證了清潔能源技術(shù)的價值和運(yùn)用方式。如太陽能技術(shù)，該技術(shù)是指應(yīng)用光電轉(zhuǎn)化設(shè)備對電能進(jìn)行存儲，用于建筑內(nèi)電能的日常需求。此外，我國廣東地區(qū)的閉路水循環(huán)空調(diào)、美國各地廣泛運(yùn)用的地道風(fēng)空調(diào)，也有助于通過降低建筑常規(guī)能耗的方式實現(xiàn)節(jié)能。

2.2 照明節(jié)能技術(shù)

照明節(jié)能技術(shù)體現(xiàn)在兩個層面，一是做好建筑內(nèi)照明需求的分析，合理進(jìn)行電氣參數(shù)設(shè)計、設(shè)備選取；二是采用現(xiàn)代音控技術(shù)（也稱聲控技術(shù)），使設(shè)備的在非作業(yè)狀態(tài)下處于關(guān)閉狀態(tài)，實現(xiàn)電能的節(jié)約。在此前學(xué)者的研究中，照明能耗約占民用建筑電能消耗的 9%～14%、占商用建筑的 22%～26%，在推行上述技術(shù)后，均可實現(xiàn)能耗降低，民用建筑下降約3.4%，商用建筑下降約2.1%。

2.3 補(bǔ)償技術(shù)

補(bǔ)償技術(shù)此前主要用于平衡電壓，確保建筑的供電質(zhì)量，現(xiàn)代補(bǔ)償技術(shù)在此基礎(chǔ)上擁有了節(jié)能功效，該功效主要體現(xiàn)在有功補(bǔ)償方面。如此前建筑作業(yè)過程中，各類用電器的工作態(tài)勢存在動態(tài)變化，供電部門無法獲知建筑用電的精準(zhǔn)信息，傳輸?shù)碾娔芸赡艹^實際需求，導(dǎo)致電能浪費(fèi)。有功補(bǔ)償機(jī)制是指對多余電能、太陽能轉(zhuǎn)化的電能等進(jìn)行存儲，供電部門傳輸?shù)碾娔芸勺们樯僖?，在建筑用電增加的情況下，啟動補(bǔ)充設(shè)備保證足量供電，避免電能過量傳輸造成的浪費(fèi)。

3、建筑電氣設(shè)計中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用方法

3.1 太陽能應(yīng)用

太陽能應(yīng)用的基本原理為光電轉(zhuǎn)化，其主要工作設(shè)備為光伏發(fā)電設(shè)備，利用太陽電池板、控制器和逆變器構(gòu)成總體設(shè)備，借助半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)化效應(yīng)進(jìn)行電能的轉(zhuǎn)化。太陽能電池板在光照條件下，可將電子吸收，使其成為光電子、形成電流。在電氣設(shè)計中，利用太陽能實現(xiàn)節(jié)能，需要重視半導(dǎo)體材料的選取，一般單晶硅的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率為 17.5%，多晶硅的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率為 16%，砷化鎵的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率為 23%，但價格較高，無法普及。以單晶硅應(yīng)用為例，某建筑為多層建筑，電氣設(shè)計采用常規(guī)模式，為保證節(jié)能效果，額外應(yīng)用太陽能設(shè)備。建筑占地面積 369.3m2，處于北緯 41 °40′，東經(jīng)117 °20′，太陽照射的入射角相對較小，應(yīng)用單晶硅設(shè)備的面積應(yīng)在 20～25m2 左右，與地面水平角為 30 °～33 °左右。因發(fā)電總量有限，無需單獨(dú)設(shè)置大容量蓄電池，完成光電轉(zhuǎn)化后的電能直接存儲于小容量設(shè)備中。上午電池板傾角為 30 °，中午為33 °，下午為30 °，非陰雨天氣持續(xù)工作 10h 的情況下，可產(chǎn)生電能 11～15kWh，滿足40L 水加熱的需求，減少建筑用于冷水加熱的能耗 12～18kWh。

3.2 動力設(shè)計中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

無論是在家用電器還是現(xiàn)代建筑中動力電動機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，但其在運(yùn)行過程中的所消耗的電量非常大，據(jù)相關(guān)人士的調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，電動機(jī)的負(fù)荷大約能占到所有發(fā)電量的65%左右，而在整個電機(jī)中交流點估計能夠占據(jù)總電量的 85%左右，所以在其中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)十分關(guān)鍵。主要可以從以下幾方面開始展開：第一使用效率較高的電動機(jī)。使用效率較高的電動機(jī)例如Y 系列或者是Y2 系列，能夠有效的降低實際耗電量，而且將其與其他電動機(jī)相互對比，能夠減少總消耗量的25%左右，實際效率能夠提升5%左右。而且在其中使用相應(yīng)的節(jié)能措施，還能夠有效的降低內(nèi)冬季內(nèi)部的損耗狀態(tài)，例如負(fù)載與空載的實際損耗，從而有效的提升電動機(jī)的實際效率與功率。第二依據(jù)負(fù)荷特性挑選電動機(jī)。在挑選電動機(jī)的時候一定要充分的考慮到負(fù)荷特性、特點與工作環(huán)境，從而選取最為適合的電動機(jī)，以免出現(xiàn)大材小用的現(xiàn)象。第三按照負(fù)載的實際狀況展開就地補(bǔ)償。對于供電地點較遠(yuǎn)且容量較大的電動機(jī)，可以針對電動機(jī)采用無功率的就地補(bǔ)償裝置，但是對于單獨(dú)的電動機(jī)補(bǔ)償裝置的實際容量不能太大，從而避免會在電動機(jī)運(yùn)行的過程中出現(xiàn)自勵磁的過電壓現(xiàn)象。

3.3 供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

為了可以更好的實現(xiàn)供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計，就需要采用可以提高系統(tǒng)運(yùn)行電壓的因素以及降低無用功率與導(dǎo)線中的電阻等方式，同時還需要降低供配電系統(tǒng)線路出現(xiàn)損耗的情況，一般情況下供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計可以通過以下幾個方面來實現(xiàn)：第一個方面是根據(jù)負(fù)荷容量、供電距離、分布以及用電設(shè)備的特點等方面，設(shè)計出相對而言更加合理的供配電系統(tǒng)以及選擇的供電電壓，同時供配電系統(tǒng)需要盡可能的簡單，而且相同電壓的供電系統(tǒng)最高變配電級數(shù)不可以超過兩級；第二個方面是在設(shè)計變電所的過程中，需要盡可能的將其靠近負(fù)荷中心，同時需要所見配電的半徑距離、降低線路的損耗，而且還需要盡量縮短相應(yīng)的用電客戶內(nèi)部變電所之間的宜敷設(shè)聯(lián)絡(luò)線，并根據(jù)實際負(fù)荷情況切除部分變壓器。

結(jié)語：

綜上所訴，由于我國在建筑方面的能源消耗量過于龐大，所以在現(xiàn)代建筑設(shè)計電氣的過程中，一定要充分的了解到節(jié)能技術(shù)，不僅能夠緩解電力供需之間所產(chǎn)生的矛盾，也能夠?qū)ι鐣c市民的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到一定的保障作用，而且屬于一種經(jīng)濟(jì)收益較為明顯的電力開發(fā)方式。因此，在針對現(xiàn)代建筑的電氣展開設(shè)計時，一定要采用最為合理、有效的節(jié)能技術(shù)，還可以在確保廣大市民的生活不受到影響的同時使城市生態(tài)環(huán)境不再受到破壞。