建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用探討

廖建成

【摘要】隨著我國(guó)建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，建筑作為高耗能行業(yè)，尤其是建筑電氣設(shè)備，在運(yùn)行過程中需要消耗大量能源。因此，作為電氣設(shè)計(jì)師，應(yīng)本著節(jié)能環(huán)保理念，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行充分利用新能源和新技術(shù)，降低電氣能源消耗量。

【關(guān)鍵詞】建筑工程;節(jié)能技術(shù);工程設(shè)計(jì)

前言

當(dāng)前，建筑電氣設(shè)計(jì)都以節(jié)能環(huán)保、以人為本的根本目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在節(jié)能技術(shù)的發(fā)展過程中，各種技術(shù)層出不窮，一般來講有較為現(xiàn)代化的節(jié)能技術(shù)也已經(jīng)日趨成熟，在一些重要的領(lǐng)域已經(jīng)得到了有效運(yùn)用，如變頻空調(diào)、LED 節(jié)能燈、光伏發(fā)電等新設(shè)備的應(yīng)用更是節(jié)約了一定的電能。雖然建筑行業(yè)對(duì)節(jié)能減排非常重視，但在實(shí)際設(shè)計(jì)階段為了追求更高的利潤(rùn)以及更低的材料預(yù)算，設(shè)計(jì)師往往在完成相同的冷熱負(fù)荷的條件下選擇最便宜的設(shè)備，而這些設(shè)備往往不具有節(jié)能功效，導(dǎo)致后期運(yùn)營(yíng)導(dǎo)致的能過大，違背了節(jié)能減排的目標(biāo)。

一、建筑電氣節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)的原則

建筑電氣節(jié)能技術(shù)在不損壞建筑設(shè)計(jì)的整體性的前提下進(jìn)行節(jié)能，而不是通過破壞建筑的根本設(shè)施需求來達(dá)到節(jié)能的目的。電氣設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：①考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)能技術(shù)不應(yīng)只體現(xiàn)節(jié)能兩個(gè)字上，當(dāng)前有許多節(jié)能技術(shù)需要耗費(fèi)巨大的資金，對(duì)于能源與經(jīng)濟(jì)的平衡沒有具備穩(wěn)定效應(yīng)。應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，選用與實(shí)際相符的節(jié)能設(shè)備及技術(shù)，確保在節(jié)能與經(jīng)濟(jì)效益上達(dá)到平衡;②滿足建筑物的功能。與一些普通的居民用建筑樓房相比，在大型的建筑場(chǎng)所如醫(yī)院、酒店、餐飲娛樂等地的建筑工程中，節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)顯得更為重要。一般這些場(chǎng)所為了滿足自身功能，在電氣上會(huì)有較為規(guī)范的需求，保證舒適度與照明情況。因此，對(duì)于該類建筑場(chǎng)所的節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)，不應(yīng)以控制為主，避免影響場(chǎng)所的原有功能;③節(jié)省無效消耗的能量。真正的節(jié)能是建立在減少無效消耗的能源之上，從根源上減少能源的浪費(fèi)，因此在建筑工程的設(shè)計(jì)中，需要對(duì)產(chǎn)生無效消耗的能源進(jìn)行提取。如一些能源的消耗是與建筑物功能無關(guān)的，可以對(duì)能源進(jìn)行節(jié)能處理，具體的節(jié)能措施可根據(jù)建筑物功能與節(jié)能手段相配合進(jìn)行。再者，變壓器上的功率損耗、電能傳輸線路上的有功損耗，這些損耗的產(chǎn)生實(shí)際上都是無用的能量損耗，是應(yīng)該在節(jié)能技術(shù)的使用上得到減少的。

二、建筑電氣工程設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用分析

將節(jié)能技術(shù)運(yùn)用于建筑電氣工程設(shè)計(jì)中需要有正確的途徑，在滿足節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)的根本原則上，還需要根據(jù)建筑工程的設(shè)計(jì)情況進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的合理運(yùn)用。

（一）變壓器的選擇

通過變壓器節(jié)能是從建筑材料上進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的方式。降低變壓器有功功率的損耗，能夠提高變壓器的運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)能的目的。一般而言，變壓器有功功率的損耗體現(xiàn)在空載損耗上，由變壓器的鐵心產(chǎn)生渦流損耗與漏磁損耗而造成，所以在新型變壓器的制造上，需要選取高導(dǎo)磁的優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片來制造，這種制造方式能夠較有效地以磁場(chǎng)方向的處理減少渦流損耗，也能夠通過接縫處理減少漏磁損耗。以這種方式制造的變壓器可以稱為高效低耗變壓器，其在建筑工程設(shè)計(jì)中十分重要，市場(chǎng)上新產(chǎn)生的節(jié)能型變壓器機(jī)油損耗低、效率高、節(jié)能顯著等優(yōu)點(diǎn)，將這種變壓器運(yùn)用于建筑工程中在短期內(nèi)便能得到很好的投資回報(bào)率。另外，在后期的建筑工程設(shè)計(jì)中可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于變壓器的使用數(shù)量應(yīng)有一定的規(guī)范，避免由于輕載運(yùn)行而增大損耗。最后，在工程設(shè)計(jì)中于多個(gè)變壓器之間應(yīng)設(shè)置聯(lián)絡(luò)線，使后續(xù)運(yùn)行可以根據(jù)負(fù)荷情況進(jìn)行變壓器的切除，減少無效損耗。

（二）電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)

電動(dòng)機(jī)的工作效率與功率是影響電動(dòng)機(jī)電能損耗的主要因素，為了達(dá)到節(jié)能的效果，在建筑工程設(shè)計(jì)中，需要選用高效率的電動(dòng)機(jī)。對(duì)于電動(dòng)機(jī)類型的選擇，需要以其負(fù)荷特性為標(biāo)準(zhǔn)，在負(fù)荷特性的要求上選擇更適宜的節(jié)能電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性分為連續(xù)與斷續(xù)兩種，若電動(dòng)機(jī)是連續(xù)負(fù)荷，則在選擇上需要對(duì)其輸出功率進(jìn)行檢查，判斷輸出功率與負(fù)荷的適宜程度。若電動(dòng)機(jī)是斷續(xù)負(fù)荷，則需要了解在輕負(fù)荷狀態(tài)下其能否將多余的能量釋放，減少能量的不必要損耗。另外，在電動(dòng)機(jī)的選擇上，除了需要考慮電動(dòng)機(jī)原有的負(fù)荷特性，還需要考慮能否通過其他輔助裝置減少能源的損耗。例如在輕負(fù)荷時(shí)不能停止的電動(dòng)機(jī)，可以采用交流變頻調(diào)速裝置，減少能量損耗。

（三）照明節(jié)能設(shè)計(jì)

當(dāng)前的建筑工程對(duì)于照明設(shè)計(jì)存在一種弊端，認(rèn)為照明條件越好整體建筑設(shè)計(jì)便越好，這實(shí)際上是對(duì)能源的一種無效損耗，因?yàn)榻ㄖ彰鞅旧砹看竺鎻V，故而在建筑照明技術(shù)中更應(yīng)該看到節(jié)能的潛力。在一般的建筑工程設(shè)計(jì)中，當(dāng)能夠滿足建筑照度、顯色指數(shù)、色溫等照明技術(shù)要求后，應(yīng)著手考慮相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)。而一般情況下，對(duì)于建筑節(jié)能系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)而言，光源情況、照明方案是照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的重要途徑。

1.選用高效光源

建筑設(shè)計(jì)中對(duì)于光源的選擇一般應(yīng)考慮建筑功能，按照建筑場(chǎng)所的功能不同而選擇不同類型的高效光源能夠有效地降低無效能源的消耗。具體要求有以下幾點(diǎn)：在一般的室內(nèi)場(chǎng)所如居民住房中可以采用熒光燈或者功率較小的高壓鈉燈，這種類型的光源既能夠有效減少能源的損耗，也能夠滿足建設(shè)照明設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求。而白熾燈的選用一般應(yīng)使用于開合頻繁或有特殊需求的場(chǎng)所。再者例如在室外場(chǎng)所與高度較高的室內(nèi)場(chǎng)所，可以選擇采用強(qiáng)氣體放電燈等進(jìn)行照明，需要注意的是，氣體放電燈的使用需要配合電容器，補(bǔ)償無功損耗。通過光源的選擇達(dá)到照明節(jié)能的設(shè)計(jì)是所有建筑工程設(shè)計(jì)中都會(huì)使用到的方式，也需要進(jìn)行更深一步的研究，配合更多場(chǎng)所設(shè)計(jì)不同類型的高效光源。

2.選用合理的照明方案

光源的選擇應(yīng)配合照明方案，才能達(dá)到更好的節(jié)能效果，在照明方案的設(shè)計(jì)中，應(yīng)采用光通利用系數(shù)較高的布燈方案，分區(qū)照明。例如在有集中空調(diào)且照明容量較大的場(chǎng)所中需要采用燈具與空調(diào)回風(fēng)口結(jié)合的方式進(jìn)行布燈設(shè)計(jì)。在對(duì)光源強(qiáng)度與光色要求較高的場(chǎng)所中可以采用混光的方式進(jìn)行照明。照明方案的設(shè)計(jì)與室內(nèi)整體設(shè)計(jì)可以進(jìn)行有效的結(jié)合，但為了能夠有效利用光能，可以在室內(nèi)設(shè)計(jì)中采用高反射率的淺色飾面材料，增加光的反射，提高光能的使用效率。總的來說，光能可以結(jié)合照明方案、布燈方案、整體設(shè)計(jì)、技術(shù)手段等方式進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)，只要滿足使用時(shí)不影響建筑整體功能，就能夠達(dá)到一定的節(jié)能效果。

（四）供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

供配電系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)能夠有效地降低能源的損失，在建筑工程設(shè)計(jì)中根據(jù)負(fù)荷容量、供電距離、用電設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，能夠在整個(gè)系統(tǒng)中達(dá)到較好的節(jié)能效果。一般變配電所應(yīng)該要盡量靠近負(fù)荷中心，這樣可以達(dá)到縮短配電半徑，減少線路損耗的目的，有效節(jié)約能源。另外，在供配電系統(tǒng)中對(duì)一些用電設(shè)備的合理選擇也能夠減少能源的損耗。例如在電動(dòng)機(jī)、變壓器、燈具等具有電感性的用電設(shè)備的選擇上，對(duì)會(huì)產(chǎn)生無功電流、增加線路功率損耗的設(shè)備不選擇，從設(shè)備上減少配線系統(tǒng)整體能源的損耗。最后，還可以通過減少供用電設(shè)備無功消耗的方式提高自然功率因素、靜電容器無功補(bǔ)償?shù)确绞絹頊p少能源的消耗?？偟膩碚f，在配電系統(tǒng)中可以使用很多不同的方式達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)的目的，但需要與建筑本身的特點(diǎn)相結(jié)合，不應(yīng)影響建筑功能。

三、結(jié)束語(yǔ)

節(jié)能技術(shù)運(yùn)用于建筑工程中是十分值得關(guān)注的事項(xiàng)，當(dāng)前建筑業(yè)的能源消耗巨大，節(jié)能技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)中的合理運(yùn)用包括對(duì)變壓器、電動(dòng)機(jī)、照明系統(tǒng)、配電系統(tǒng)的選擇。通過節(jié)能技術(shù)的使用能夠有效地減輕建筑工程的能源消耗，為我國(guó)建筑行業(yè)的節(jié)能事業(yè)貢獻(xiàn)力量。

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