工業(yè)廠房建筑電氣設計及其節(jié)能措施研究

易玉玲

摘要：現(xiàn)代工業(yè)廠房建筑要求舒適、安全、節(jié)能、高效。工業(yè)廠房建筑電氣的發(fā)展也隨著時代的進步不斷發(fā)展。作為二次能源的電能，如何降低損耗、高效利用，如何將節(jié)能技術合理運用到工程項目當中，已成為工業(yè)廠房建筑電氣設計的焦點。工業(yè)廠房不同于一般民用建筑，其具有主要是以工藝生產(chǎn)設備及動力設備為主要用電負荷，有別于民用建筑以空調負荷為主的特點，筆者總結了這些年來工業(yè)廠房建筑電氣設計工作經(jīng)驗，從以下幾個方面對工業(yè)廠房電氣節(jié)能提出一些具體的措施。

關鍵詞：工業(yè)廠房;電氣設計;節(jié)能

引言：工廠電氣的節(jié)能潛力很大，應在設計中精心考慮。同時在選用節(jié)能的新設備上，應具體了解其原理、性能、效果，從技術、經(jīng)濟上進行比較后，再選定節(jié)能設備，以達到真正節(jié)能的目的。為此，在接下來的文章中，將圍繞工業(yè)廠房建筑電氣設計及其節(jié)能措施方面進行詳細分析，希望能夠給相關人士提供重要的參考價值。

1.工業(yè)廠房建筑電氣節(jié)能設計的原則

工業(yè)廠房建筑電氣節(jié)能應堅持以下三個原則：第一，應滿足建筑物的使用功能，即滿足照明的照度、色溫、顯色指數(shù)，滿足空調的舒適性溫度及新風量，也就是舒適衛(wèi)生;滿足廠區(qū)的運輸?shù)缆窌惩o阻;滿足特殊工藝要求，如電子廠房或太陽能廠房的一些電氣設備的用電，廠房的工藝照明及電力用電等。第二，節(jié)能應考慮實際經(jīng)濟效益，不能因為節(jié)能而過高的消耗投資，增加運行費用。而是應該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內(nèi)用節(jié)能減少的運行費用進行回收。第三，節(jié)能的著眼點，應是節(jié)省無為損耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是發(fā)揮建筑物的功能無關的，再考慮采取相應的措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損，如量大面廣的照明容量，采用先進技術成果使其能量降低。因此，節(jié)能措施也應該貫徹實施。

2.工業(yè)廠房建筑電氣設計中基本的節(jié)能措施

2.1提高變壓器的效能

首先，選擇高效節(jié)能變壓器、提高資源利用率。配電用變壓器是配電系統(tǒng)常用的主要電源設備，又是其自身消耗一定電源的設備，通電運行后長期在電網(wǎng)上運行，一般只有在檢修時才退出電網(wǎng)，選擇不當，其本身耗電量的累計值將很大，因此要選擇空載、負載損耗相對小的節(jié)能變壓器。例如：S7系列與S9相比，鐵損高出11%，銅損高出28%，新型非晶合金變壓器比S9還要節(jié)能，10K非晶合金變壓器比S9的空載損耗低75%～80%。變壓器一般使用壽命長達幾十年，用高效節(jié)能型變壓器替代高損耗電變壓器，不但可以提高能源轉換效率，而且在壽命期節(jié)電效果相當可觀。同時還能帶來少建電廠的良好的環(huán)保效果，少向大氣排放溫室氣體，減少對環(huán)境的直接污染。另外，合理地計算，選擇變壓器的容量。變壓器額定容量應能滿足全部用電負荷的需要，但不應使變壓器長期處于過負載狀態(tài)下運行，理論上，變壓器的經(jīng)常性負載應為變壓器額定容量的60%，這時運行效率最高。變壓器“大馬拉小車”不僅使變壓器的容量沒有充分利用，而且降低了變壓器的運行效率（增加了損耗），這對變壓器的運行和投資來說都是一種浪費。因此，變壓器容量不能按照變壓器的最佳負荷率來選擇，而應略高于變壓器的最佳負荷率，一般設75%～85%較為合理。

2.2工業(yè)工廠照明節(jié)能設計

工業(yè)廠房是根據(jù)工藝生產(chǎn)產(chǎn)品不同而定的生產(chǎn)重要地，由于有些廠房其結構高大、燈具懸掛高、照明空間大等諸多特點決定了其照明的基本要求。由于識別對象的特殊性，所以照明方式要合理，照明質量要高，包括顯色指數(shù)和光效，照明分布要均勻合理。目前，照明設計節(jié)能評價指標采用照明功率密度（LPD）來衡量，實際計算的照明功率密度值應符合GB50034-2004《建筑照明設計標準》目標值的要求。照明節(jié)能設計應主要包括以下幾個方面。第一，節(jié)能光源的選用。照明光源的選用應符合國家現(xiàn)行相關標準的規(guī)定。應根據(jù)不同的使用場合選用合適的照明光源，所選用的照明光源應具有盡可能高的光效，以達到照明節(jié)能的效果。各種節(jié)能光源的光效及主要技術指標見下圖表。

從表中可以看出，按發(fā)光效率的數(shù)據(jù)比較，高強度氣體放電燈最高。在工廠照明中，廠房空間多數(shù)大于5m，且對顯色性有一定要求時，應優(yōu)先選擇金屬鹵化物燈;當一種光源不能滿足色溫或顯色性要求時，可采用兩種光源，混光光源能充分發(fā)揮強氣體放電燈優(yōu)點，達到節(jié)約能耗、提高照度、改善光色的照明效果。 現(xiàn)在大規(guī)模開始推廣應用的LED燈具也是今后的一個節(jié)能的發(fā)展方向，LED燈具已有工礦燈，路燈，投光燈，T8燈管等各種品種。其優(yōu)點有：1、節(jié)能，白光LED的能耗僅為白熾燈的1/10，節(jié)能燈的1/4;2、長壽命;3、可以工作在高速狀態(tài).節(jié)能燈如果頻繁的啟動或關斷燈絲就會發(fā)黑很快的壞掉。LED燈具自身還是有一些不太理想的地方：1、光效仍然不高，現(xiàn)今之LED節(jié)能光效普遍在60-70lm/W。2、需要相對應的散熱器，在LED芯片本身發(fā)熱量沒有大的改善情況下，需要在散熱器的結構，熱管技術的應用上，進一步的發(fā)展。3、價格還相對偏高，LED單體價格，鋁制散熱器，高效恒流電源，高透光率柔和燈罩，四者成本集體推高LED成本。4、顯色指數(shù)不高，大部分LED節(jié)能燈顯色指數(shù)沒有過80，相比節(jié)能燈，還有差距。5、遠距離光衰比較快;眩光感比較強。LED作為新興的下一代光源，隨著技術進步，應用更加廣泛，還是大有發(fā)展前途的。目前在已設計的太陽能電池車間已有業(yè)主開始試用LED節(jié)能燈，節(jié)能效果還是比較明顯的。第二，節(jié)能型鎮(zhèn)流器的選用。推廣使用低損耗、性能優(yōu)的光源電子附件，高壓鈉燈、金屬鹵化物燈應配用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器;因氣體放電光源功率因數(shù)低，應采用單燈電容補償?shù)姆绞絒1]，將功率因數(shù)提高到0.9以上。第三，合理的供電方式和線路選擇。合理的供電方式和線路選擇也是節(jié)能的一大措施。照明線路的損耗約占輸入電能的4%左右，影響線路損耗的主要因素是供電方式和導線截面。大多數(shù)照明電壓為220伏，采用的供電方式包括單相二線制、兩相二線制和三相四線制接線方式，不同的供電方式其線損也不一樣。設單相二線制損耗為100%。第四，合理的節(jié)能照明設計。在廠房照明設計中，應根據(jù)使用場所的使用功能，而不能一味追求燈具的均勻布置。應根據(jù)工藝設備布置及了解工藝操作人員的工作面，采用一般照明和局部照明的混合照明方式。既要滿足一般照明的最基本照度要求，又要滿足有特殊要求的場所，多設置局部照明，既能夠節(jié)省電能，又能夠達到較高的照度要求，也避免了因亮度分布不均勻而影響視覺的弊端。另一方面，充分利用自然光，正確選擇自然采光。在廠房的建筑中，應盡可能增大采光窗面積，使光從不同的角度射入廠房。與此同時，充分利用室內(nèi)受光面的反射性，能有效地提高光的利用率，如白色墻面的反射系數(shù)可達到70%～80%，能起到很好的節(jié)能作用。

結論：

簡而言之，節(jié)能設計是當前工業(yè)廠房建筑電氣設計重要的發(fā)展方向，文章主要針對工業(yè)廠房建筑電氣設計及其節(jié)能措施方面進行了分析，希望能夠給相關人士提供重要的參考價值[2]。

參考文獻：

[1]雷永昌.工業(yè)廠房電氣節(jié)能設計探析[J].城市建設理論研究（電子版），2017，（10）.

[2]霍軍軍.基于環(huán)保角度探討工業(yè)廠房的電氣節(jié)能設計[J].江西建材，2018，（4）：39-39，41.