民用建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)探討

張 謙

山西四建集團(tuán)有限公司（030006）

當(dāng)今社會(huì)，雖然經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科技日益進(jìn)步，但是也伴隨著各種能源短缺、環(huán)境污染等問題，其中能源浪費(fèi)尤其值得關(guān)注，因?yàn)槠湟呀?jīng)嚴(yán)重阻礙了我國的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)當(dāng)前資料的統(tǒng)計(jì)顯示，我國民用建筑電氣照明系統(tǒng)的能源消耗是發(fā)達(dá)國家的4倍，其綜合耗能也達(dá)到了社會(huì)能源消耗的總量的1/3。因此，關(guān)于民用建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)探索是大勢(shì)所趨、民心所向。

1 民用建筑電氣照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

1.1 適用性

為了滿足消費(fèi)者的要求，民用建筑電氣照明系統(tǒng)要有良好的適用性。在符合用電設(shè)施負(fù)荷容量的基礎(chǔ)上，根據(jù)消費(fèi)者需求，要優(yōu)化供配電方法，有效促進(jìn)電能的合理配置。與此同時(shí)，也要做到在節(jié)能的同時(shí)保證照明系統(tǒng)的整體運(yùn)行。從設(shè)計(jì)模式來看，民用建筑電氣照明系統(tǒng)既要保證照明的明暗交替、顏色切換，又要盡可能多地滿足消費(fèi)者的需求。

1.2 經(jīng)濟(jì)性

在實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展的背景下，當(dāng)前的民用建筑電氣照明系統(tǒng)應(yīng)該經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，因?yàn)檫@樣才能保證節(jié)約資源，降低能耗，構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)。發(fā)展民用建筑電氣照明系統(tǒng)，不能僅僅考慮節(jié)約能源而忽略投資成本問題，否則就會(huì)得不償失。應(yīng)當(dāng)選擇合適的節(jié)能材料，用最少的投資獲得最大的利潤。另外，在節(jié)能技術(shù)探索過程中，由于節(jié)能設(shè)計(jì)增加的額外費(fèi)用，可以通過后期的降耗來收回成本[1]。

1.3 節(jié)能性

在節(jié)能技術(shù)探索過程中，先找出哪些能量消耗是與民用建筑電氣照明系統(tǒng)無關(guān)，然后在此基礎(chǔ)上改進(jìn)技術(shù)?？梢圆捎孟冗M(jìn)的調(diào)光技術(shù)降低能耗，在滿足消費(fèi)者需求、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)可持續(xù)全面發(fā)展。

1.4 先進(jìn)性

要確保民用建筑電氣照明系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)性,可以通過提高技術(shù)，購買先進(jìn)的設(shè)備，來提高資源的利用效率，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。在保證民用建筑電氣照明系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，不斷更新設(shè)備，在保證技術(shù)的同時(shí)減少電能的損耗。

1.5 關(guān)鍵性

民用建筑電氣照明系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，有其自身需要遵循的標(biāo)準(zhǔn)以及原則，根據(jù)民用建筑的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、功能以及消費(fèi)者需求，盡可能避免無意義的能耗。其中最關(guān)鍵的步驟就是找出關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只要關(guān)鍵環(huán)節(jié)做好了，做其他環(huán)節(jié)也就相對(duì)容易些。

2 民用建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)

2.1 動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能

2.1.1 優(yōu)先選擇節(jié)能電動(dòng)機(jī)

在科技迅猛發(fā)展的今天，節(jié)能型電動(dòng)機(jī)逐漸替代非節(jié)能型電動(dòng)機(jī)。與非節(jié)能型電動(dòng)機(jī)相比較，節(jié)能型電動(dòng)機(jī)能夠有效降低電動(dòng)機(jī)本身的消耗。試驗(yàn)研究證明，使用節(jié)能型電動(dòng)機(jī)能夠使得輸出功率大幅提升，增加資源的利用率[2]。

2.1.2 選擇合適的電動(dòng)機(jī)功率

電動(dòng)機(jī)的效率一般都大于0.8。如果能夠選擇合適的電動(dòng)機(jī)功率，電動(dòng)機(jī)發(fā)電和負(fù)載拖動(dòng)的效率就會(huì)大大提升，因此要求電動(dòng)機(jī)盡量保持滿載運(yùn)行，而不是空載或者輕載運(yùn)行，因?yàn)樵诘洼d或者空載的狀態(tài)下運(yùn)行同樣會(huì)消耗一樣的能耗，這樣就造成了資源的浪費(fèi)。綜上所述，應(yīng)該根據(jù)承載運(yùn)行的量來選擇適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)功率。

2.1.3 選擇合理的啟動(dòng)模式

由于民用建筑電氣照明系統(tǒng)在使用過程中，部分設(shè)備的啟動(dòng)比較頻繁，因此就需要結(jié)合具體的情況，選擇合適的啟動(dòng)模式，促使資源的有效利用。目前經(jīng)常使用的模式是直接啟動(dòng)，這種啟動(dòng)模式的問題就是每次啟動(dòng)都需要達(dá)到8倍左右的額定電流，會(huì)造成電力資源的極大浪費(fèi)。所以，對(duì)于小容量的電機(jī)可以直接啟動(dòng)，對(duì)于大容量的電機(jī)則需要降壓處理后再啟動(dòng)，這樣做就使啟動(dòng)電流得到了有效降低，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能效果。

2.1.4 選擇合適的控制系統(tǒng)

如今對(duì)民用建筑電氣照明系統(tǒng)的控制已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，設(shè)備的啟動(dòng)和運(yùn)行都可以使用固定程序來操作，因此為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能就可以利用編程控制器來控制。同時(shí)，為了達(dá)到更好的節(jié)能效果，設(shè)備啟動(dòng)和運(yùn)行還需要控制系統(tǒng)的負(fù)載量，而對(duì)于其余的動(dòng)力系統(tǒng)則需要對(duì)風(fēng)管上的執(zhí)行器來進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.2 照明系統(tǒng)的節(jié)能

2.2.1 選擇合適的燈具

實(shí)現(xiàn)對(duì)民用建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能效果，設(shè)計(jì)人員需要考慮的到就是節(jié)能環(huán)保，如何選擇燈具、選什么燈具可以達(dá)到節(jié)能的要求，降低電能的使用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。如果選擇的燈具不合適就會(huì)造成資源的浪費(fèi)。根據(jù)國家對(duì)室內(nèi)燈具作出的明確規(guī)定，燈具效率應(yīng)該控制在50%~70%。研究表明，如果使用帶保護(hù)罩的燈具消耗的功率會(huì)大于不帶燈罩的燈具?；诖耍魶]有其他方面的特殊要求，最簡便的方法就是把帶保護(hù)罩的燈具換成直接型燈具。但還應(yīng)結(jié)合具體的使用場景，應(yīng)用具有較高通光保持量的燈具，以此提升光利用系數(shù)，節(jié)約能源[3]。

2.2.2 照明設(shè)計(jì)科學(xué)合理

要按照實(shí)際情況，照明設(shè)計(jì)應(yīng)科學(xué)合理，尤其是在照度標(biāo)準(zhǔn)值的選取上，需要將工作面的分布情況充分考慮進(jìn)去。首先，要對(duì)照度標(biāo)準(zhǔn)的等級(jí)進(jìn)行科學(xué)地分析，根據(jù)視覺特點(diǎn)，來選擇適合的照明方式。其次，設(shè)計(jì)人員還可以根據(jù)建筑實(shí)際結(jié)構(gòu)盡量使用自然光，在室內(nèi)裝修的時(shí)候以白色為主，這樣陽光照射到墻上就可以提高光能的利用率。

2.2.3 優(yōu)化照明控制

為了使民用建筑電氣照明系統(tǒng)節(jié)能，還需要優(yōu)化照明控制。在選擇手動(dòng)或者自動(dòng)時(shí)，需要充分考慮如何把自然光充分利用起來，還要合理確定電氣照明范圍。要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)燈光分區(qū)控制，并且適當(dāng)增加照明開關(guān)。如果有較大的開窗面積，在白天就盡量使用自然光，也可以選擇采光窗的方式。對(duì)于室外的路燈等，則可以利用自然光的強(qiáng)弱來加以控制。

2.2.4 維護(hù)日常照明

民用建筑電氣照明設(shè)備在使用的過程中會(huì)出現(xiàn)不同程度的損耗。如大量的灰塵會(huì)降低照明的亮度，浪費(fèi)大量的電力資源，因此需要經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行清潔與保養(yǎng)。

2.3 供配電系統(tǒng)的節(jié)能

2.3.1 合理布置電源點(diǎn)，減少線路損耗

電能在導(dǎo)線傳遞過程中會(huì)有大量的損耗，損耗以熱的形式散發(fā)在空氣中。民用建筑由于使用的是低配線路，電線間的距離較短，其線路的電阻要比電抗大得多，因此可以對(duì)電抗忽略不計(jì)。通常在計(jì)算過程中，把線路損耗認(rèn)為是有功率損耗。對(duì)于某種特定的配電線路，想要減少在線路上的能源消耗，要簡短線路，減少電源和燈具之間的距離，盡量讓線路走直線，減少迂回[4]。

2.3.2 選擇合適的變壓器，減少能量的損耗

變壓器是電氣照明系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其自身的損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了線路的損耗，因此，可以選擇合適的變壓器來降低電能的損耗。當(dāng)下較普遍的變壓器還存在著諸多問題，如對(duì)于高耗能的變壓器使用量還比較大，而變壓器未達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)降低變壓器的損耗。變壓器的損耗主要來自電線的鐵損和銅損，因此，為了降低對(duì)變壓器的損耗，應(yīng)該選用優(yōu)質(zhì)的材料，運(yùn)用先進(jìn)工藝制造技術(shù)生產(chǎn)出低能耗、高效率的變壓器，從而大幅度降低鐵損耗和銅損耗。變壓器還受負(fù)荷的大小、接線的方式以及變壓器數(shù)量等因素的影響，在確定變壓器容量時(shí)應(yīng)盡可能使變壓器實(shí)際負(fù)荷水平接近設(shè)計(jì)負(fù)荷水平。還要考慮經(jīng)濟(jì)成本運(yùn)行，即用最小損耗的運(yùn)行方式來確定其容量，或者在相同負(fù)載的情況下優(yōu)先選擇最小損耗方式。

2.3.3 合理進(jìn)行無功補(bǔ)償

有功功率是滿足建筑物功能必須的條件，是不可更改的，因此要想提高損耗電氣照明系統(tǒng)的效率就需要控制無功補(bǔ)償，因?yàn)闊o功補(bǔ)償不能及時(shí)消除，就會(huì)在線路傳遞過程中占用有功功率從而增加了電能的損耗。

3 結(jié)語

在民用建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)上要把握設(shè)計(jì)的原則，在動(dòng)力系統(tǒng)方面選擇節(jié)能電動(dòng)機(jī)、合適的電動(dòng)機(jī)功率以及合理的啟動(dòng)模式；在照明系統(tǒng)方面，選擇合適的控制系統(tǒng)、燈具以及合理的照明設(shè)計(jì)；在配供電系統(tǒng)方面，通過合理布置電源點(diǎn)降低能源消耗，選擇合適的變壓器以及合理進(jìn)行無功補(bǔ)償。通過這些節(jié)能技術(shù)的探索來達(dá)到節(jié)約資源，提高資源利用率的目的。