基于節(jié)能降耗的建筑電氣設(shè)計(jì)分析

浦春鈺　陳佳麗

【摘要】今天，我國(guó)的能源消耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的兩倍多，自21世紀(jì)初以來(lái)，我們的城市化速度加快，城市人口顯著增加，城市規(guī)模擴(kuò)大，許多高樓建筑物的供電和分配系統(tǒng)已成為高層建筑需求的重要項(xiàng)目之一。本文從節(jié)能和降低能耗的角度分析了建筑的電氣設(shè)計(jì)，以供參考。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能降耗;建筑電氣;設(shè)計(jì)分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.141

一般而言，建筑的電力和配電系統(tǒng)可分為照明系統(tǒng)和節(jié)能系統(tǒng)兩類(lèi)，這兩類(lèi)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)節(jié)能和減少能源消耗方面也起著關(guān)鍵作用。為了更好地降低建筑物的能源消耗指標(biāo)，國(guó)家逐步采用了更高的建筑物節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，建筑物節(jié)能的空間和潛力仍然很大。因此，有必要對(duì)高層建筑的節(jié)能情況進(jìn)行有針對(duì)性的分析，以大幅降低目前建筑物的能耗水平。

1、建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能降耗措施的意義

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是在電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中嚴(yán)格應(yīng)用建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能功能，并且降低建筑的能耗。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和日益工業(yè)化，能源危機(jī)已成為當(dāng)今制約社會(huì)發(fā)展的主要問(wèn)題。同時(shí)，中國(guó)是一個(gè)能源短缺國(guó)家，石油和天然氣嚴(yán)重依賴進(jìn)口。減少實(shí)際生產(chǎn)中的能源消耗是所有行業(yè)面臨的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。在建筑部門(mén)，許多研究表明，建筑能源消耗是社會(huì)能源消耗的一個(gè)重要組成部分，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，它在社會(huì)能源消耗中所占的份額往往會(huì)增加。不完整的統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，我國(guó)電力設(shè)備的增長(zhǎng)速度超過(guò)了我國(guó)發(fā)電設(shè)備的增長(zhǎng)速度，這無(wú)疑對(duì)我國(guó)的能源供應(yīng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，對(duì)于社會(huì)長(zhǎng)久發(fā)展來(lái)說(shuō)，至關(guān)重要的是研究降低建筑能耗或減緩建筑增長(zhǎng)的措施。

2、建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能降耗的措施

2.1優(yōu)化照明設(shè)計(jì)

在建筑工程中，通常認(rèn)為照明設(shè)備的使用往往分布廣泛，面積大，是建筑工程能耗的主要部分，能耗比例高。在這方面，有關(guān)人員主要依靠對(duì)照明系統(tǒng)的合理分析，合理選擇光源，科學(xué)控制照明參數(shù)。在本報(bào)告所述期間，將特別加強(qiáng)利用日光，以更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減少能源消耗的目標(biāo)。一般認(rèn)為，建筑電氣照明設(shè)計(jì)中的節(jié)能和節(jié)能控制主要基于滿足建筑的基本照明需求和基本功能，以盡量減少照明和電力系統(tǒng)的電力損失。但是，質(zhì)量往往較差，總體照明效率較低。與此同時(shí)，其電力損失明顯高于其他線路，無(wú)法達(dá)到建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)的節(jié)能減排要求。因此，在這一問(wèn)題的基礎(chǔ)上，企業(yè)和有關(guān)人員盡可能按照國(guó)家照明標(biāo)準(zhǔn)選擇更有效和更好的照明光源，如熒光燈、節(jié)能燈泡。其中，光纖質(zhì)量明顯較高，能耗較低，成本較低，操作方便。

2.2優(yōu)化變壓器

變壓器的損耗通常分為兩大類(lèi)：銅損和鐵損。因此，當(dāng)企業(yè)和相關(guān)人員設(shè)計(jì)低能耗變壓器時(shí)，如果只考慮銅損或綜合特性的全面分析，就很難實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，這也是建筑電氣設(shè)計(jì)中重要考慮因素?？蛰d損耗也可理解為鐵損，即功率傳輸損耗，可分為渦旋損耗和變壓器鐵芯泄漏。損失程度受變壓器外部條件及其自身結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響更大。在選擇變壓器時(shí)，企業(yè)和有關(guān)人員必要時(shí)可以考慮油浸式變壓器和干式變壓器等節(jié)能變壓器。

2.3電機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)措施

（1）合理選擇電機(jī)類(lèi)型。要提高發(fā)動(dòng)機(jī)的能耗，必須提高發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率比例。因此，首先要確定發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配能力。根據(jù)節(jié)能基本原則，應(yīng)選擇具有所需能力的高效電機(jī)。對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子應(yīng)優(yōu)先使用鼠籠類(lèi)型。（2）無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)。當(dāng)電機(jī)電感指示器過(guò)大時(shí)，可能會(huì)影響輸入電壓的電壓穩(wěn)定性，輸入電壓的變化可能會(huì)對(duì)電機(jī)產(chǎn)生反作用，從而影響電機(jī)的工作效率。因此，可利用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)提高輸電網(wǎng)功率因數(shù)值，可通過(guò)添加并聯(lián)濾波設(shè)備或電容器加以改進(jìn)。

2.4供配電線路節(jié)能降耗技術(shù)措施

（1）選取配線類(lèi)型。首選導(dǎo)線類(lèi)型基于選定的導(dǎo)線配置文件，該配置文件具有低電導(dǎo)率和合理成本。許多研究表明，銅芯電纜的電導(dǎo)率較低，傳輸效率較高，成本較高。電源和配電線路的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到銅芯電纜的效率和鋁芯電纜的成本效益，例如在高負(fù)荷和低負(fù)荷線路中合理選取材料適合的電纜。（2）優(yōu)化輸電線路長(zhǎng)度。變配電所位置的選擇是基于這樣一個(gè)事實(shí)：盡可能靠近負(fù)荷中心，低壓配電室盡可能靠近施工動(dòng)力井，因?yàn)檫@樣可以有效地減少輸電線路的距離，從而減少線纜的電能損失。（3）適當(dāng)增加導(dǎo)線截面。對(duì)于難以接近供電系統(tǒng)的某些電氣設(shè)備，在優(yōu)先選用導(dǎo)線類(lèi)型時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況相應(yīng)地增加導(dǎo)線截面，同時(shí)考慮到基本功能，如允許的電路電流、電壓降、熱穩(wěn)定性等。（4）在現(xiàn)場(chǎng)采取相應(yīng)的補(bǔ)償措施。在設(shè)計(jì)無(wú)功功率要求較高、距配電裝置較遠(yuǎn)的電氣設(shè)備線路時(shí)，可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)，有效降低無(wú)功功率損失，并在保證設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)能耗的降低。

3、關(guān)于未來(lái)電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)的展望

（1）在今后設(shè)計(jì)和改造建筑物中的電氣節(jié)能做法時(shí)，必須強(qiáng)調(diào)新技術(shù)、新材料、大規(guī)模推廣新能源和優(yōu)化利用太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源;此外，必須充分考慮建筑結(jié)構(gòu)墻的隔熱性能，以便通過(guò)加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的防水性來(lái)降低能耗。（2）在選擇和應(yīng)用建筑物各種電氣部件時(shí)，應(yīng)盡可能選用綠色低碳材料，以減少部件制造和使用過(guò)程中對(duì)外部環(huán)境的污染。太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮芎蜕镔|(zhì)能等新能源技術(shù)的出現(xiàn)，進(jìn)一步減少了建筑能源應(yīng)用的能源消耗，同時(shí)保護(hù)了環(huán)境，創(chuàng)造了良性循環(huán)，提高了經(jīng)濟(jì)效益。鑒于目前的發(fā)展?fàn)顩r，國(guó)家可以制定和不斷改進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以進(jìn)一步促進(jìn)建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，可通過(guò)優(yōu)化照明設(shè)計(jì)、配電系統(tǒng)、線路以及變壓器等一系列措施來(lái)達(dá)到節(jié)能目的。從多個(gè)角度出發(fā)，針對(duì)我國(guó)目前建筑電氣設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，分析問(wèn)題成因，找尋解決方法，制定更為科學(xué)、合理的方案策略，從而不斷提高工作效率和質(zhì)量。

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