摘 要：節(jié)能問題一直是我國發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，建設(shè)節(jié)約型社會是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，不僅關(guān)系到黨和國家、政府制定的各項(xiàng)法律、法規(guī)等，還需要我們社會的每一個(gè)成員切實(shí)行動起來。建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)潛力很大，這就要求廣大電氣設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中應(yīng)精心考慮。

關(guān)鍵詞：建筑電氣;節(jié)能

引言

人口增長、工業(yè)發(fā)展、生活水平提高，一系列的因素促使能源消耗在急劇增加。因此，各行各業(yè)為應(yīng)對可能迫在眉睫的能源危機(jī)提出了節(jié)能的要求，而節(jié)約二次能源——電能，也成為民用建筑電氣設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)。

一、 線路損耗節(jié)能

1.城市電網(wǎng)可通過合理的電網(wǎng)規(guī)劃來降低線損。上海電網(wǎng)在構(gòu)筑滿足，N-1準(zhǔn)則的配電網(wǎng)絡(luò)，重點(diǎn)地區(qū)配電網(wǎng)滿足檢修狀態(tài)下N-1準(zhǔn)則的前提下，綜合考慮近、遠(yuǎn)期地區(qū)負(fù)荷密度、節(jié)能降損和區(qū)外電源的受電通道等情況，從各個(gè)電壓等級協(xié)調(diào)發(fā)展的角度，因地制宜地建設(shè)高壓配電網(wǎng)，大力發(fā)展110kV網(wǎng)架及110kV直降10kV供電。

2.減少供配電線路損耗線損是供配電線路經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要指標(biāo),由于配電線路有電阻,有電流通過時(shí)就會產(chǎn)生功率損耗,其公式為:ΔΡ=3I2R·10-3式中:ΔΡ為三相輸電線路的功率損耗(KW);I為線電流(A);R為線路相電阻(Ω)。其中“R”線路電阻在通過電流不變時(shí),線路長度越長則電阻值越大。在具體工程中,線路上電流一般是不變的,那么要減少線損,只能盡量減少線路電阻。而線路的電阻R=ρL/S,即與導(dǎo)線電阻率ρ、導(dǎo)線長度L成正比,與導(dǎo)線截面S成反比。

要減少電阻值應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮:

1)盡量選用電阻率ρ較小的導(dǎo)線,如銅芯導(dǎo)線較佳,鋁線次之。

2)盡可能減少導(dǎo)線長度,在設(shè)計(jì)中線路應(yīng)盡量走直線少走彎路,另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應(yīng)盡可能地靠近負(fù)荷中心

,以減少供電半徑。

3)增大導(dǎo)線截面積,對于較長的線路,在滿足載流量,熱穩(wěn)定,保護(hù)配合及電壓降要求的前提下,在選定線截面時(shí)加大一級線截面。這樣增加的線路費(fèi)用,由于節(jié)約能耗而減少了年運(yùn)行費(fèi)用,綜合考慮節(jié)能經(jīng)濟(jì)時(shí)還是合算的。

3.大量無功電流在電網(wǎng)中會導(dǎo)致線路損耗增大，變壓器利用率降低，用戶電壓跌落。無功補(bǔ)償是利用技術(shù)措施降低線路損耗的重要措施之一，在有功功率合理分配的同時(shí)，做到無功功率的合理分布。無功優(yōu)化的目的是通過調(diào)整無功潮流的分布降低網(wǎng)絡(luò)的有功功率損耗，并保持最好的電壓水平。

二、建筑電氣中變壓器的節(jié)能

建筑設(shè)計(jì)電氣節(jié)能首先要考慮的是配電系統(tǒng)選用的電氣產(chǎn)品必須是節(jié)能型，針對變壓器損耗大的問題，在此結(jié)合民用建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)闡釋配電變壓器的節(jié)能措施。變壓器節(jié)能的實(shí)質(zhì)就是降低其損耗、提高其運(yùn)行效率，具體有以下幾項(xiàng)措施：

1)變壓器降耗改造。變壓器數(shù)量多、容量大，總損耗不容忽視。因此降低變壓器損耗是勢在必行的節(jié)能措施。若采用非晶合金鐵芯變壓器，具有低噪音、低損耗等特點(diǎn)，其空載損耗僅為常規(guī)產(chǎn)品的五分之一，且全密封免維護(hù)，運(yùn)行費(fèi)用極低。選用節(jié)能型變壓器，更換或改造高能耗的變壓器。新建或改建工程應(yīng)選用SL7、S9、SC(B)9、SGB10及SGB11-R等型號的節(jié)能型變壓器。與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，SL7無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器，10kV系列的空載損失和短路損失分別降低41.5%和13.9%;S9系列變壓器與SL7系列變壓器相比，其空載損失和短路損失又分別降低5.9%和23.3%。SGB11-R系列卷鐵心干式變壓器比SC(B)9系列變壓器空載損耗降低40%，空載電流降低70%～85%;比SGB10系列變壓器空載損耗降低24%，負(fù)載損耗降低11.7%。S11系統(tǒng)是目前推廣應(yīng)用的低損耗變壓器，空載損耗較S9系列低75%左右，其負(fù)載損耗與S9系列變壓器相等。因此，應(yīng)在輸配電項(xiàng)目建設(shè)環(huán)節(jié)中推廣使用低損耗變壓器。

2)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指在傳輸電量相同的條件下，通過擇優(yōu)選取最佳運(yùn)行方式和調(diào)整負(fù)載，使變壓器電能損失最低。變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行無需投資，只要加強(qiáng)供、用電科學(xué)管理，即可達(dá)到節(jié)電和提高功率因數(shù)的目的。每臺變壓器都存在有功功率的空載損失和短路損失，無功功率的空載消耗和額定負(fù)載消耗。變壓器的容量、電壓等級、鐵芯材質(zhì)不同，故上述參數(shù)各不相同。因此變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行就是選擇參數(shù)好的變壓器和最佳組合參數(shù)的變壓器運(yùn)行。

選擇變壓器的參數(shù)和優(yōu)化變壓器運(yùn)行方式可以從分析變壓器有功功率損失和損失率的負(fù)載特性入手。

3)加強(qiáng)運(yùn)行管理，實(shí)現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在符合變化的情況下，使其超出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍，因此要及時(shí)投入或切除部分變壓器，以防止變壓器輕載或空載運(yùn)行。對長期輕載的變壓器，必要時(shí)應(yīng)按實(shí)際負(fù)荷更換小容量變壓器，以實(shí)現(xiàn)變壓器節(jié)能的目的。

三、照明節(jié)能

1)充分利用自然光,根據(jù)自然光的照度變化,分組分片控制燈具開停。設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)增加照明開關(guān)點(diǎn),即每個(gè)開關(guān)控制燈的數(shù)量不要過多,以便管理和有利節(jié)能。室外照明系統(tǒng),最好采用光電控制器代替照明開關(guān),以利節(jié)電。在插座面板上設(shè)置翹板開關(guān)控制,當(dāng)用電設(shè)備不使用時(shí),可方便切斷插座電源,消除設(shè)備空載損耗,達(dá)到節(jié)電的目的。

2)有效控制單位面積燈具安裝功率。按照照明設(shè)計(jì)規(guī)范的視覺要求、照度標(biāo)準(zhǔn)、照明功率密度等,在滿足照明質(zhì)量的前提下,一般房間及公共場所應(yīng)優(yōu)先采用緊湊型熒光燈及高效發(fā)光的熒光燈,體育館場及廠房的室外照明等一般照明宜采用金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等高效氣體放電光源。

3)使用低能耗性能優(yōu)的光源用電附件,如節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子鎮(zhèn)流器、電子變壓器以及電子觸發(fā)器等,公共建筑場所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無功補(bǔ)償?shù)臒艟?緊湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器,氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器。

四、中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能

一般來講，中央空調(diào)系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成：制冷主機(jī)、循環(huán)水泵和風(fēng)機(jī)盤管等末端設(shè)備。據(jù)有關(guān)資料，對于綜合性豪華型酒店，中央空調(diào)系統(tǒng)的耗電量約占其總耗電量的40%，水泵目前的平均能耗占整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)能耗的20%以上。采用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行循環(huán)水泵節(jié)能改造，已經(jīng)得到越來越廣泛地應(yīng)用，節(jié)能效果也得到了越來越多的共識。然而，在分析和計(jì)算機(jī)節(jié)能效果時(shí)往往存在片面性。

系統(tǒng)集成上常用的節(jié)能計(jì)算做法，分三個(gè)不同負(fù)荷時(shí)段，并按下式計(jì)算：

水泵的節(jié)點(diǎn)量=(改造前水泵實(shí)際運(yùn)動平均功率-改造水泵的平均功率)×使用時(shí)間

待搞糟完成投入運(yùn)行后，按以上計(jì)算方法在三至五年內(nèi)收回全部成本。以上節(jié)能技術(shù)改造，看似用戶受益很大。但是制冷機(jī)組、循環(huán)水泵、風(fēng)機(jī)盤管以及冷卻塔等設(shè)備是一個(gè)完整的中央空調(diào)系統(tǒng)的組成部分，而系統(tǒng)是動態(tài)的并且本身也在消耗能源�？照{(diào)型照明裝置是照明空調(diào)一體化的建筑照明裝置，它除了具有燈具的一般功能外，還設(shè)計(jì)有抽風(fēng)間隙和排氣管道。雖然不同空調(diào)型照明裝置之間在結(jié)構(gòu)方面有一定的差異，但其基本的工作原理是相似的。

一是由電光源輻射的熱量，可通過照明裝置自身的排氣間隙和配套的抽風(fēng)管道，由抽風(fēng)機(jī)的動力作用排出室外。

二是利用熱空氣的熱動力作用使熱空氣自然上浮，在熱力和動力的共同作用下排出室外，從而達(dá)到降低室內(nèi)環(huán)境濕度，減小空調(diào)設(shè)備的投入，節(jié)約資金和電力能源消耗的目的。

由于光源輻射熱大量聚集在照明裝置所在的頂棚下部空間，故其溫度調(diào)節(jié)效率比較高。空調(diào)照明裝置在工作中，雖然光源會不斷輻射熱量，但是裝置能把光源輻射的熱量通過間隙和管道排出室外，這樣光源向頂棚空間和室內(nèi)輻射擴(kuò)散的熱量會不斷減少，因而可以有效地把室內(nèi)環(huán)境溫度降低并穩(wěn)定控制在一定的范圍內(nèi)。使用建筑空調(diào)照明技術(shù)可取得良好的節(jié)能效果。光源在工作過程中輻射的熱量越多，則室內(nèi)環(huán)境溫度越高。如果不采用空調(diào)照明技術(shù)，欲排除普通照明方式下增加的熱量就只能依靠增加空調(diào)設(shè)備予以解決。建筑的空調(diào)照明技術(shù)將照明與建筑有機(jī)地結(jié)合起來，因而是一種建筑化得照明技術(shù)。良好的裝飾照明效果也是它的重要特色之一。由于照明裝置嵌入頂棚內(nèi)部，不僅能少占室內(nèi)空間，而且可產(chǎn)生擴(kuò)大室內(nèi)空間視覺效果。由于使用性能良好的熒光燈，其照明環(huán)境具有光色優(yōu)良、照度均勻及光效高等特點(diǎn)。

在普通光照方式下，一些照度標(biāo)準(zhǔn)高，照明負(fù)荷大的廠房車間、影劇院及演播廳等工業(yè)民用建筑的頂棚空間將聚集大量的輻射熱。而空調(diào)型燈具具有良好的空氣調(diào)節(jié)能力，實(shí)際應(yīng)用中能有效節(jié)約空調(diào)設(shè)備的投入，節(jié)約電力能源消耗量，創(chuàng)造一個(gè)良好的生活工作環(huán)境，不失為一種綠色照明新技術(shù)�？照{(diào)型照明裝置與傳統(tǒng)同類照明裝置相比，具有照明、空調(diào)和裝飾三重作用，雖然其造價(jià)和安裝費(fèi)用等一次性投資相對略高，但在照明工程設(shè)計(jì)施工時(shí)，可根據(jù)工程狀況從照明、空調(diào)、節(jié)能、環(huán)境保護(hù)及居住者健康等因素綜合考慮其性能價(jià)格比。

隨著國家對建筑節(jié)能和室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的重視，加上空調(diào)型照明裝置的性能價(jià)格比的不斷提高，在條件許可的情況下，在照明設(shè)計(jì)選型時(shí)，應(yīng)予以重視并推廣應(yīng)用。施工安裝方面，空調(diào)型照明裝置與普通嵌入式熒光燈發(fā)光帶基本相同。當(dāng)采用廠家提供的定性產(chǎn)品時(shí)，只需根據(jù)產(chǎn)品說明書和圖樣進(jìn)行組裝。值得注意的是，在選購和施工安裝時(shí)，應(yīng)注意所選裝置與吊頂及室內(nèi)裝飾環(huán)境之間，在色彩、外觀造型及體型尺寸等方面的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，以充分發(fā)揮裝置的綜合優(yōu)勢和性能。

四、利用新能源節(jié)能

在我國，新能源與可再生能源是指除常規(guī)能源和大型水力發(fā)電之外的風(fēng)能、太陽能、小水電、海洋能、地?zé)崮�、氫能和生物質(zhì)能等�？稍偕�能源的開發(fā)利用是實(shí)現(xiàn)“節(jié)能、降耗、環(huán)保、增效”的重要手段。根據(jù)我國能源發(fā)展的有關(guān)規(guī)劃，我國將大力發(fā)展風(fēng)電，適當(dāng)發(fā)展太陽能光伏發(fā)電和分布式供能系統(tǒng)。

風(fēng)能和太陽能等可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用時(shí)，必須解決可再生能源發(fā)電的并網(wǎng)以及可再生能源電源與電網(wǎng)之間的影響問題。

一方面，電網(wǎng)公司除了要優(yōu)先收購風(fēng)電外，還應(yīng)承擔(dān)電網(wǎng)建設(shè)和傳遞電力的義務(wù)，需要大量的資金投入，因此政府的政策支持十分重要;

另一方面，由于風(fēng)電和太陽能電源的功率間歇性和隨機(jī)性特點(diǎn)，大規(guī)模接入地區(qū)電網(wǎng)后，將對地區(qū)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)行調(diào)度方式、無功補(bǔ)償措施以及電能質(zhì)量造成越來越明顯的影響，電網(wǎng)公司必須采取妥善的技術(shù)和管理措施。

五、結(jié)語

電氣節(jié)能是建筑節(jié)能中不可忽略的重要組成部分,為了實(shí)現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,建筑節(jié)能勢在必行。我國應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況,綜合利用各種節(jié)能技術(shù)措施,選擇經(jīng)濟(jì)合理的節(jié)能方案,充分研究相關(guān)政策的制定和配套,形成新的機(jī)制和運(yùn)作模式,制定出可操作性強(qiáng)、便于實(shí)施和審核檢查的一整套科學(xué)體系,使之更好地指導(dǎo)和規(guī)范建筑節(jié)能,推動建筑節(jié)能的健康發(fā)展。

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