吳永鑫 徐子浩
摘要：在建筑行業(yè)，節(jié)電是建筑電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，作為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，如何“節(jié)電能、降能耗”，節(jié)約電能是每位電氣設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)真考慮的問(wèn)題。本文筆者就結(jié)合自己的實(shí)踐，對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施及相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單探討。
關(guān)鍵詞：建筑，電氣設(shè)計(jì)，節(jié)能措施
中圖分類號(hào)： TU201.5
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
Abstract: in the construction industry, power saving is the main content of the construction of electrical design, development of the national economy as a long-term strategic policy, and how to "saving electricity can, reduction of energy consumption", managing electric energy is each electrical design officers must carefully consider the question. In this paper the author combine their own practice, the architecture electrical energy saving measures in the design of and related problems are also discussed.
Keywords: building, electrical design, energy saving measures
前言
隨著人口的增加，工業(yè)的發(fā)展，人民生活水平的提高，對(duì)能源的消耗也急劇增加，全球性的能源危機(jī)已經(jīng)迫在眉睫。最近幾年國(guó)家提倡加大力度建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，相關(guān)行業(yè)主管部門也接連出臺(tái)了不少關(guān)于節(jié)約能源的系列政策和文件。這更需要我們?cè)O(shè)計(jì)人員和建設(shè)投資方善于綜合考慮建設(shè)費(fèi)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)，注重運(yùn)用經(jīng)濟(jì)分析和評(píng)估方法，做好建筑電氣的節(jié)能，應(yīng)著重從工程設(shè)計(jì)這個(gè)源頭抓起，優(yōu)化節(jié)能策略，提高建筑工程設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。一、電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
1、設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控電腦系統(tǒng)
設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控電腦系統(tǒng)，能使所有設(shè)備在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，迅速發(fā)現(xiàn)故障，達(dá)到減少人力、節(jié)約能源、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的�，F(xiàn)代化高層建筑的設(shè)備管理電腦，可以對(duì)整座大樓的空調(diào)、供熱、供排水、變配電、照明、電梯、消防、閉路電視、通信、防盜、巡更等進(jìn)行全面監(jiān)控
2、變電所位置的確定
現(xiàn)代高層建筑的用電量相當(dāng)大，在確定變電所位置時(shí)，應(yīng)盡可能使高壓深人負(fù)荷中心，這對(duì)節(jié)約電能，提高供電質(zhì)量都有重要意義。
3、電氣照明設(shè)計(jì)
電氣照明設(shè)計(jì)，包括光源選擇、照度計(jì)算、燈具造型，燈具布置，眩光控制和調(diào)光控制和照明配電線路敷設(shè)等。照明設(shè)計(jì)與建筑
裝飾有著非常密切的關(guān)系，應(yīng)該相互配合，在使用功能及藝術(shù)意境方面求得統(tǒng)一。選用高光效電光源，可以取得節(jié)能的明顯效果。
4、防雷與接地
現(xiàn)代高層建筑的防雷設(shè)計(jì)，除采用避雷針和避雷帶的傳統(tǒng)做法外，近年還出現(xiàn)有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術(shù)雖然在工程上得到不少實(shí)際應(yīng)用，但在理論上一直是有爭(zhēng)議的。現(xiàn)代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻，與樓板的連接是十分可靠的，關(guān)鍵是做好金屬管線的接地。
現(xiàn)代高層建筑的防雷接地、電氣設(shè)備現(xiàn)代高層建筑的防雷接地、電氣設(shè)備的保護(hù)接地和工作接地，都是合在一起的，組成混合接地系統(tǒng)。接地電阻按最小的要求而定，通常是在4歐以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)作接地板。盡管基礎(chǔ)鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求，仍需要裝設(shè)水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎(chǔ)連接成接地網(wǎng)，這對(duì)均衡電位，提高安全性都有好處。
二、建筑電氣節(jié)能的原則
1、滿足建筑物的功能
即滿足照明的亮度，色溫、顯色指數(shù)；舒適性空調(diào)的溫度及新風(fēng)量，也就是舒適衛(wèi)生；滿足上下、左右的運(yùn)輸通道暢通無(wú)阻。
2、節(jié)能必須考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，不能因?yàn)楣?jié)能而過(guò)高地消耗投資，增加運(yùn)行費(fèi)用。而是應(yīng)該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少下來(lái)的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。
3、節(jié)能應(yīng)是節(jié)省不必要消耗的能量
首先找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無(wú)關(guān)的，再考慮采取什么措施節(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(wú)用的能量損耗。因此，節(jié)能措施也應(yīng)貫徹實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的原則。
建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施
在供配電系統(tǒng)中的用電設(shè)備如電動(dòng)機(jī)、變壓器燈具的鎮(zhèn)流器以及很多家用電器等都具有電感性，會(huì)產(chǎn)生滯后的無(wú)功電流，并從系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端，無(wú)形中又增加了線路的功率損耗�？梢圆扇∫韵麓胧﹣�(lái)降低這部分損耗：在設(shè)計(jì)中盡可能采用功率因數(shù)高的用電設(shè)備，如同步電動(dòng)機(jī)等；電感性用電設(shè)備可選用有補(bǔ)償電容器的用電設(shè)備，如配有電容補(bǔ)償?shù)臒晒鉄舻�；用靜電電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。電容器產(chǎn)生的超前無(wú)功電流，可以抵消用電設(shè)備的滯后無(wú)功電流，從而達(dá)到提高功率因數(shù)，同時(shí)又減少整體無(wú)功電流的目的。
對(duì)于供電線路，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮減少線路損耗： 盡量選用電阻率較小的導(dǎo)線； 設(shè)計(jì)線路盡量走直線，在低壓配電中盡可能不走回頭路，變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心，以減小供電半徑； 增大導(dǎo)線截面積，對(duì)于較長(zhǎng)的線路，在滿足載流量、熱穩(wěn)定 、保護(hù)配合及電壓降等要求的前提下，在選定線截面時(shí)加大 1級(jí)，雖然增加了線路費(fèi)用，但由于節(jié)約能耗而減少了年運(yùn)行費(fèi)用；在輸送功率不變的情況下，由于電能損耗與電流強(qiáng)度的平方成正比，與運(yùn)行電壓的平方成反比，在額定電壓允許波動(dòng)的幅度內(nèi)，適當(dāng)提高運(yùn)行電壓可顯著降低線路的電能損失。
1、供配電系統(tǒng)的節(jié)能
供配電系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著電力供應(yīng)、分配、傳輸?shù)穆氊?zé)，供配電設(shè)備和線路的損耗也不容忽視。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷容量、負(fù)荷性質(zhì)、供電距離及分布、用電設(shè)備特點(diǎn)等因素，合理選擇供電電壓和設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)。變壓器節(jié)能是供配電系統(tǒng)節(jié)能的重要方面，其節(jié)能的實(shí)質(zhì)就是降低其損耗、提高其運(yùn)行效率。變壓器節(jié)能措施主要有以下幾點(diǎn)：
(1)合理選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)
選擇容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行合理分配，使其工作在高效區(qū)內(nèi)(變壓器的負(fù)載率應(yīng)在75％——85％為宜)；為減小變壓器損耗，對(duì)季節(jié)性負(fù)荷，宜采用單獨(dú)變壓器供電；而為了減少線路損耗，對(duì)比較分散的負(fù)荷，則要遵循“小容量，多布點(diǎn)，深入負(fù)荷中心”的原則。
(2)變電所內(nèi)變壓器宜為偶數(shù)，每?jī)膳_(tái)設(shè)置低壓聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)；小區(qū)箱變宜成對(duì)設(shè)置，變壓器之間敷設(shè)低壓聯(lián)絡(luò)線。因此，可以根據(jù)負(fù)荷情況，及時(shí)投入或切除
部分變壓器，防止變壓器輕載和空載運(yùn)行，減少損耗。
(3)選用節(jié)能型變壓器。近年來(lái)逐漸推廣的S1l系列油浸變壓器比S9、S10系列更為節(jié)能，S11型卷鐵芯變壓器與S9型變壓器相比，空載損耗平均降低30％，空載電流平均下降70％。新型干式變壓器SC9、SCl0、SC11系列以及非晶合金變壓器等產(chǎn)品也都顯示了低損耗的節(jié)能潛力。
變壓器的聯(lián)結(jié)組別也很重要，在TN及，TT系統(tǒng)中，宜選用Dynl1接線組別的三相變壓器。因?yàn)镈ynl1接線方式的變壓器對(duì)中性線電流沒(méi)有限制，可達(dá)變壓器低壓側(cè)之線(相)電流，能充分利用變壓器的容量，尤其適用以單相負(fù)荷為主而三相不平衡的負(fù)荷。
2、配電線路的節(jié)能
由于線路上存在電阻，有電流流過(guò)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生有功功率損耗。對(duì)電網(wǎng)來(lái)講，可以采用提高電壓等級(jí)的方法降低電流，但是對(duì)于一般單體建筑，由城市電網(wǎng)供電的電源電壓已經(jīng)確定，線路上的電流是不能改變的，要減少線路損耗，只有減小線路電阻。
選用電導(dǎo)率較小的材質(zhì)做導(dǎo)線
以銅芯最佳，鋁芯次之。在
改革開(kāi)放初期，由于銅價(jià)較高，國(guó)家貫徹節(jié)約用銅，以鋁代銅的原則。進(jìn)入21世紀(jì)以后，國(guó)家從節(jié)能、環(huán)保的角度出發(fā)，開(kāi)始提倡采用銅質(zhì)導(dǎo)體。
(2)減小導(dǎo)線長(zhǎng)度
首先，變配電室應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短供電半徑，減少線路損耗；其次，線路盡可能走直線，少走彎路和回頭路，減少導(dǎo)線長(zhǎng)度；第三，對(duì)于環(huán)形供電方式，為降低線路的電阻值，宜將開(kāi)環(huán)運(yùn)行改為閉環(huán)運(yùn)行，可明顯降低線路損耗。
(3)增大導(dǎo)線截面
首先，應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度法合理選擇導(dǎo)線截面，以減少損耗；其次，對(duì)于比較長(zhǎng)的線路，除滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護(hù)的配合及電壓損失等要求外，宜加大一級(jí)導(dǎo)線截面；第三，除消防等重要負(fù)荷或大容量負(fù)荷外，應(yīng)優(yōu)先采用母干線分支方式配電。當(dāng)某些負(fù)荷不用時(shí)，使用同樣大的干線截面?zhèn)鬏斴^小的電流，能減小線路損耗。
3、照明系統(tǒng)的節(jié)能
照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，一方面照度、色溫、顯色指數(shù)要達(dá)標(biāo)，另一方面又要達(dá)到節(jié)能的目的。由于電氣照明設(shè)備的耗電量與照明設(shè)備用電使用時(shí)間、照明設(shè)備的損耗、房間面積、照明器數(shù)量等因素成正比關(guān)系，與照明電氣的發(fā)光效率成反比關(guān)系。因此，照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)可從以下方面來(lái)考慮。
（1）減少設(shè)備使用時(shí)間
在設(shè)計(jì)的時(shí)候，樓梯間、走廊這樣的公共場(chǎng)所可采用自動(dòng)控制的方式，做到人來(lái)燈亮，人走燈滅�？紤]到線路損耗，對(duì)于面積小的房間可采用一燈一控或二燈一控；面積較大的房間采用多燈一控的方式。同時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分利用天然光。建筑物靠近室外的部分，在建筑物結(jié)構(gòu)允許的情況下，門窗盡可能開(kāi)的大些，門窗的玻璃采用選用透光率高的，以充分利用自然光的。非靠近室外的部分，可
用導(dǎo)光管、反射高窗或棱鏡窗將光線引入需要陽(yáng)光的地方。以最大限度地減少照明設(shè)備的使用時(shí)間。
（2）提高光源的利用效率
首先要改善環(huán)境的反射條件，即建筑物內(nèi)的墻壁、天頂、地面以及家具的表面盡量光滑、色彩盡量選用淺色。當(dāng)然考慮到健康因素，屋頂和墻面的光反射系數(shù)宜在55％一60％之間，地面宜為15％一35％。其次用高效光源，首選發(fā)光率高的光源，如節(jié)能燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、電磁感應(yīng)燈等，這些光源節(jié)能效果及光效都非常顯著，因此能夠在照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)達(dá)到節(jié)能的目的。
（3）控制照明器的數(shù)量
在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮建筑類型及功能的實(shí)際需要，按照我國(guó)照度標(biāo)準(zhǔn)確定最合適的照度，并且要結(jié)合房間面積確定照明器數(shù)量及布置。在這方面，我們可以利用先進(jìn)的照明設(shè)計(jì)軟件，精確的計(jì)算，以確定燈具的最為合理的布置，在滿足舒適的前提下，最大限度減少照明器的使用。
結(jié)束語(yǔ)
無(wú)論是供配電系統(tǒng)、變壓器系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)或者其他用電設(shè)備，都有著節(jié)能的巨大潛力，為實(shí)現(xiàn)“節(jié)電能、降電耗”的目的，建筑電氣技術(shù)工作者應(yīng)建立和健全節(jié)能理念，通過(guò)科學(xué)的管理，精心的考慮，反復(fù)的比較方案，拿出一套既符合各種技術(shù)指標(biāo)又能夠滿足功能需求，行之有效而又切實(shí)可行的節(jié)能措施，從而達(dá)到真正節(jié)約電能的目的。
多種，但萬(wàn)變不離其宗，總的原則仍然是既節(jié)約能源又滿足建筑物功能的需要。
參考文獻(xiàn)
【1】李霞．淺談建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)【J】．《浙江建筑》，2006，7
【2】顧增林．智能建筑的節(jié)能及經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估【J】．《電氣與智能建筑》2005，5
【3】丁志國(guó)．關(guān)于建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能措施的探討【J】．《科技信息》2007，19
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