建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)及照明節(jié)能設(shè)計(jì)探究

張雁

邯鄲鋼鐵集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司 河北邯鄲 056003

1 電氣照明概述

1.1 電光源

結(jié)合能量轉(zhuǎn)換原理，光能主要是通過(guò)其他形式的能量轉(zhuǎn)換形成的，同時(shí)使用這項(xiàng)原理的裝置達(dá)到的照明效果的設(shè)備成為光源。在此其中，光源通常是將電能轉(zhuǎn)化為光能的形式，使其能夠滿足人們的照明需求，這種光源被叫作電光源。由于科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電光源的種類也在不斷增加，建筑照明的需求不能獲得良好滿足，同時(shí)在安全性、應(yīng)用壽命等方面都具有極大提升，這對(duì)節(jié)能環(huán)保事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。為此，針對(duì)電光源進(jìn)行研究，尋找更好的節(jié)能電氣光源，可以有效地促進(jìn)建筑電氣照明節(jié)能技術(shù)的進(jìn)程[1]。

1.2 燈具

燈具的主要功能是保護(hù)和固定所有的電光源元件和電源連接的線路附件，并且燈具還擁有透光、分布光源和改變光源分布的功能，為此，開(kāi)展有關(guān)燈具選擇與燈具特點(diǎn)的研究同樣極其重要。

1.3 電力光源綜合能效評(píng)價(jià)方式

從能耗層面來(lái)說(shuō)，電力光源對(duì)光效和使用壽命具有更嚴(yán)格的要求。高光效可以提高電光源的能量轉(zhuǎn)換效率，這主要是因?yàn)榘l(fā)光效率行程的影響，而發(fā)光效率和電光源的能量轉(zhuǎn)換作用形成正比。但是光效越高，通常使用壽命越短，在應(yīng)用時(shí)必須不斷更換，才能確保照明需求獲得滿足。為此，在對(duì)電光源進(jìn)行綜合能效評(píng)價(jià)的過(guò)程中，不但要提高光效，并且還應(yīng)該考慮電光源的使用壽命，才能有效提高電光源的節(jié)能降耗效果。

2 電氣節(jié)能化設(shè)計(jì)

2.1 注重變壓器的合理選擇

在現(xiàn)代建筑中，變壓器是十分重要的電氣基礎(chǔ)設(shè)備。所以，設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展電氣節(jié)能化設(shè)計(jì)的實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)注重變壓器合理化選擇這一方面的工作內(nèi)容。在電路當(dāng)中，變壓器屬于基本組成元件，作用較大，可以說(shuō)，選擇變壓器這一方面工作對(duì)系統(tǒng)照明整體質(zhì)量可以產(chǎn)生直接影響。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，為了將節(jié)能方面的要求凸顯出來(lái)，應(yīng)當(dāng)先對(duì)變壓器實(shí)際運(yùn)動(dòng)方式予以充分了解，確保在實(shí)際工作當(dāng)中盡量減少由于型號(hào)方面問(wèn)題所致電能損耗情況出現(xiàn)的問(wèn)題。變壓器損耗電能原因，通常與電路內(nèi)部存在著沖擊性的負(fù)荷有著密切關(guān)系，極易導(dǎo)致電能損耗較大。那么，為達(dá)到良好節(jié)能效果，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)該變壓器時(shí)，就應(yīng)當(dāng)確保它處于電路內(nèi)部能夠?qū)崿F(xiàn)自由投切操作，為電路系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行提供保障，不但可保證照明質(zhì)量，還可達(dá)到良好節(jié)能效果。如某工廠生產(chǎn)線在不生產(chǎn)情況下，日常光照又不可斷，就需要充分考慮其內(nèi)部電路負(fù)載方面問(wèn)題，可設(shè)專用的變壓器，以滿足實(shí)際光照需求，也可防止電能浪費(fèi)情況出現(xiàn)，以提高變壓器實(shí)際利用率，解決空載高損耗方面問(wèn)題。為確保變壓器的損耗能夠降低，若容量相對(duì)較大，變壓器應(yīng)設(shè)多個(gè)，并且合理分配，將變壓器實(shí)際數(shù)量減少，選定較大容量的變壓器[2]。

2.2 電線電纜的合理選擇

在建筑電氣工程中，電線電纜是不可或缺的重要組成部分。所以，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電路照明該系統(tǒng)期間，務(wù)必要注重電線電纜的合理化選擇。電能傳輸期間，電線電纜通常會(huì)因電阻因素，導(dǎo)致電纜有較大損耗情況，經(jīng)調(diào)查研究后可發(fā)現(xiàn)，該電路系統(tǒng)內(nèi)部功耗狀況及線路電纜實(shí)際場(chǎng)地之間存在密切聯(lián)系。對(duì)此，設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)電路系統(tǒng)期間，可從電線電纜這一方面著手，注重合理化選擇，促使電力內(nèi)部無(wú)用電能損耗能夠得以有效降低。設(shè)計(jì)者選擇電纜期間，務(wù)必要結(jié)合建筑物整體結(jié)構(gòu)，合理安排好線路；線路安置設(shè)計(jì)期間，應(yīng)當(dāng)防止系統(tǒng)內(nèi)部有彎曲或者纏繞等各種問(wèn)題狀況出現(xiàn)，這主要是由于電線電纜若從直變彎后，線路電能消耗會(huì)大幅度提升，需充分考慮配電箱具體位置。設(shè)計(jì)者需全面考慮到施工相關(guān)因素，進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，將供電線路實(shí)際長(zhǎng)度縮短，避免電能影響到電路。線路具體設(shè)計(jì)期間，可選定建筑物內(nèi)部通風(fēng)較為良好位置安置線路，促使溫度對(duì)于線路的影響能夠得以有效降低。

2.3 重視電動(dòng)機(jī)的節(jié)能優(yōu)化

在建筑物內(nèi)部，電動(dòng)機(jī)發(fā)揮著十分重要的作用。所以，在電氣節(jié)能化設(shè)計(jì)當(dāng)中，電動(dòng)機(jī)應(yīng)當(dāng)屬于主要設(shè)備。電動(dòng)機(jī)的合理化選用，對(duì)于建筑內(nèi)部電氣節(jié)能化整體設(shè)計(jì)效果可起到積極作用。針對(duì)小功率燈具，應(yīng)當(dāng)著重研究該電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行效果。那么，對(duì)于民用類建筑，風(fēng)機(jī)與水泵式電動(dòng)機(jī)，屬于整體系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中核心動(dòng)力負(fù)荷，節(jié)能潛力及空間相對(duì)較大。水泵式電動(dòng)鋸，應(yīng)當(dāng)結(jié)合運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)最大的負(fù)荷，進(jìn)行配置容量選擇，保障水泵運(yùn)行特性為轉(zhuǎn)速、流量成正比，軸功率及轉(zhuǎn)速的立方呈正比、轉(zhuǎn)速與揚(yáng)程的平方呈正比。流量在減少一半后，需要以調(diào)速法將電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速降至一半，而此時(shí)電動(dòng)機(jī)軸功率為額定功率1/8，針對(duì)所需變流量的運(yùn)行水泵，應(yīng)當(dāng)借助調(diào)速處理技術(shù)，將能耗降低。變頻調(diào)速，屬于現(xiàn)階段高效能調(diào)速措施之一，能夠在維持正常的轉(zhuǎn)差率情況下，達(dá)到無(wú)級(jí)調(diào)速運(yùn)行效果。而在低速運(yùn)行期間，電動(dòng)機(jī)所輸出的最大轉(zhuǎn)矩恒定不變，可達(dá)到良好節(jié)能降耗設(shè)計(jì)效果。同時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)施節(jié)能優(yōu)化，也可從軟起動(dòng)裝置的選用方面著手。軟起動(dòng)裝置基本特點(diǎn)：針對(duì)晶閘管的導(dǎo)通角條件，其主要是依據(jù)起動(dòng)的實(shí)現(xiàn)實(shí)施有效調(diào)節(jié)，屬于電壓調(diào)控最佳手段，可保證線路平穩(wěn)啟動(dòng)，為后期運(yùn)行安全提供保障[3]。其中的軟起動(dòng)裝置，具備測(cè)速反饋的功能，可對(duì)反饋信息數(shù)據(jù)執(zhí)行相應(yīng)的控制操作，在負(fù)載變化的條件下合理調(diào)整轉(zhuǎn)速，這在電壓較高穩(wěn)定性要求場(chǎng)合當(dāng)中，節(jié)能效果較為顯著。

3 建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)措施

3.1 確定設(shè)計(jì)方案

在建筑電氣照明方案的設(shè)計(jì)和選擇中，應(yīng)該充分考慮建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際狀況，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行細(xì)致分析，以保證照明效果，達(dá)到節(jié)能的目的。總的來(lái)說(shuō)，在開(kāi)展電氣照明設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不斷需要對(duì)照明設(shè)備的表現(xiàn)形式引起重視，還應(yīng)該對(duì)其節(jié)能性進(jìn)行思考。比如：在設(shè)計(jì)有空調(diào)的房間時(shí)，電氣照明設(shè)計(jì)應(yīng)該對(duì)空調(diào)擺放的位置進(jìn)行充分考慮，防止兩者在運(yùn)行過(guò)程中相互影響。同時(shí)，在分區(qū)布置上，應(yīng)使用電氣混合照明的方法，利用各種顏色實(shí)施分區(qū)，對(duì)于一部分分辨率要求較高的空間，需要整合利用工作，適當(dāng)提高照明系數(shù)。

3.2 規(guī)范照明標(biāo)準(zhǔn)

電力照明會(huì)直接影響照明效果。在建筑電氣照明節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)活動(dòng)中，設(shè)計(jì)師必須根據(jù)室內(nèi)環(huán)境的實(shí)際掌控選擇相應(yīng)的照明方法，并注意照明設(shè)備的合理投資，以減少照明所需求的能耗。目前，許多建設(shè)項(xiàng)目在建筑的最初階段，建筑照明的亮度要求很高，然而在建筑進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，亮度需求反而降低了，這樣會(huì)造成很多照明設(shè)備閑置，引起資源浪費(fèi)。在此基礎(chǔ)上，在開(kāi)展建筑電氣照明設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)節(jié)能減排性能進(jìn)行充分考慮，使用高低配置的照明設(shè)備計(jì)劃，結(jié)合實(shí)際需要，啟動(dòng)高、低能耗模式，不但可以滿足實(shí)際的照明需求，并且還能有效節(jié)約能耗。

3.3 完善光源配置

首先應(yīng)該最大程度使用天然光源。在建筑照明中，有兩種使用自然光的方法：①經(jīng)過(guò)和土木工程的合作，完善建筑門(mén)窗設(shè)計(jì)，將自然光源引進(jìn)室內(nèi)照明，如：普通天窗照明、側(cè)窗照明等；②利用有關(guān)的控制體系，把自然光源通過(guò)反射和折射后，傳送到需求照明的地方，例如：鏡面反射、光纖導(dǎo)光等采光。其次，光源應(yīng)合理配置。建筑工程具有結(jié)構(gòu)多樣化特點(diǎn)，空間分布也具有一定不同，進(jìn)行電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該保證光源合理配置，并且對(duì)其顏色、亮度、大小等進(jìn)行充分考慮，并且應(yīng)該考慮到使用的環(huán)境溫度、電壓波動(dòng)、空調(diào)狀況、投資運(yùn)行費(fèi)用等各項(xiàng)因素。

3.4 采用智能控制

目前，科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，使得智能控制系統(tǒng)在建筑電氣照明系統(tǒng)中獲得了有效使用。它不但可以保證照明設(shè)備的有序工作，并且還能讓照明燈具長(zhǎng)期呈現(xiàn)出最佳照明功率，提高設(shè)備使用質(zhì)量，確保光照均勻分布，產(chǎn)生良好的節(jié)能效果?？偟膩?lái)說(shuō)，在建筑工程照明以及混合電路中，智能照明控制系統(tǒng)具有較好的適應(yīng)性，可以面對(duì)復(fù)雜的網(wǎng)格環(huán)境，確保照明系統(tǒng)工作的穩(wěn)定開(kāi)展。在復(fù)雜負(fù)荷下必須連續(xù)運(yùn)行時(shí)，使用智能照明控制系統(tǒng)還可以延伸電氣照明設(shè)備的應(yīng)用壽命，以此來(lái)減少日常維護(hù)成本。與常規(guī)控制系統(tǒng)相比較，智能控制系統(tǒng)在日常監(jiān)控和管理方面有著極為顯著的特征，可以達(dá)到對(duì)全部電氣照明設(shè)備的有效監(jiān)督和控制，調(diào)節(jié)照明強(qiáng)度和時(shí)間，減少能源耗費(fèi)，減少員工的工作量。并且，在智能控制系統(tǒng)中，還設(shè)有亮度傳感器，可以感應(yīng)照明設(shè)備的光強(qiáng)并進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高設(shè)備的節(jié)能效果[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

從總體上來(lái)說(shuō)，建筑照明整體設(shè)計(jì)屬于系統(tǒng)性的一項(xiàng)工作，在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，需要設(shè)計(jì)者嚴(yán)格遵守相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，并著重考慮到燈具、光源、照度相關(guān)因素，以確定好最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，充分考慮到廣大使用者的實(shí)際需求，保證整個(gè)設(shè)計(jì)的品質(zhì)及效果。