淺談建筑電氣工程的多種節(jié)能設(shè)計措施
楊瑜
摘要：節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，是我國長期的重大方針。當(dāng)前，黨中央提出了建設(shè)“資源節(jié)約型”社會的目標(biāo)，大力推廣“節(jié)能省地”型建筑，在“十一五”規(guī)劃綱要中，首次將建筑節(jié)能工程列入國家十大節(jié)能工程。本文介紹了當(dāng)前節(jié)能現(xiàn)狀和設(shè)計基本原則，分別從供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、動力設(shè)備系統(tǒng)闡述了具體的電氣節(jié)能措施，供大家參考。
關(guān)鍵詞：節(jié)能 照明 動力設(shè)備

1 現(xiàn)狀與節(jié)能設(shè)計基本原則
我國是個能源消費大國，能源相對短缺，然而能源浪費卻相應(yīng)嚴(yán)重，作為二次能源的電能供需矛盾近年來越來越突出，能源的短缺已嚴(yán)重制約著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。由于人口的增加，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的發(fā)展, 建筑業(yè)的迅速興起,導(dǎo)致能源消耗劇增，能源危機(jī)迫在眉睫。而根據(jù)建筑物的功能不同, 電能在建筑總能耗中占有的比例在60%～90%之間,多數(shù)民用建筑,其電氣能耗在80%左右,因此,在新形勢下,在建筑電氣中如何達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的, 就是每一個建筑電氣專業(yè)人員在從事設(shè)計之時所必須首先要解決的問題。

2 供配電系統(tǒng)的節(jié)能
2.1 減少變壓器的功率損耗
供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計主要目的在于減少變壓器以及線路上的電能損耗。對于變壓器來說,減少變壓器上的電能損耗,首先是要選擇空載損耗低、節(jié)能型的變壓器,可以選用S9,SL9,SC8型油浸變壓器或干式變壓器, 這些變壓器采用優(yōu)質(zhì)冷軋取向硅鋼片,鋼片的磁疇方向一致加上45°全斜接縫結(jié)構(gòu), 能夠有效減少鐵芯的渦流損耗以及漏磁損耗。
其次是變壓器的選擇，選用繞組阻值小的變壓器, 繞組阻值大, 則電流損耗也大, 在這方面要盡可能選用銅芯變壓器, 因為金屬銅的電阻小,這樣當(dāng)電流通過時,電流損耗也就比較小。據(jù)估計，目前在電網(wǎng)上運行的10 kV 和35 kV 級變壓器容量約有10億KVA以上。由于使用量大，運行時間長，變壓器在選擇和使用上存在著巨大的節(jié)能潛力，特別是量大面廣的10 KV 和35KV級變壓器。選擇高效節(jié)能產(chǎn)品，不但對節(jié)約能源具有重要意義，同時還可以大大降低變壓器的運營成本，是改善經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。因此，選擇變壓器時，應(yīng)選用低損耗節(jié)能型變壓器。對于高層建筑、地下建筑、化工等單位及對消防要求較高場所，宜采用低損耗節(jié)能型干式電力變壓器(SG10、SG11、SC6 等系列)。對電網(wǎng)電壓波動較大，為改善電能質(zhì)量，采用有載調(diào)壓電力變壓器。在變壓器設(shè)計中，降低變壓器的環(huán)境溫度、平衡三相負(fù)荷、合理選擇變壓器接線方式等也是節(jié)約能源的有效途徑。

2.2 降低線路的損耗
當(dāng)電網(wǎng)輸送電能時，在網(wǎng)絡(luò)中就產(chǎn)生功率損耗，其與線路參數(shù)和負(fù)荷大小密切相關(guān)。提高電網(wǎng)的功率因數(shù)、減少電網(wǎng)的無功功率及導(dǎo)線中的電阻等均能降低電網(wǎng)中的線損。具體途徑如下：
(1)合理選擇線路路徑。為減小導(dǎo)線長度，線路盡可能走直線，不走或少走回頭線；
(2)合理確定電氣功能用房的位置。變壓器盡量接近負(fù)荷中心，以減少供電半徑；在高層建筑中，低壓配電室應(yīng)靠近豎井，且低壓配電室與豎井位置的布局上應(yīng)使線路都分向前送，盡可能減少回頭輸送電能的支線；
(3)增大導(dǎo)線截面，利用季節(jié)性負(fù)荷線路。按滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護(hù)的配合及電壓損失所選定的截面，再加大一級導(dǎo)線截面；將某些季節(jié)性負(fù)荷的線路，用作常年使用的供電線路，以減少線路和電阻。例如，將空調(diào)風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管與照明、電開水器等計費相同的負(fù)荷，集中在一起，采用同一干線供電，可在春秋兩季空調(diào)不用時，使同樣大的干線截面?zhèn)鬏斴^小的電流，從而減小了線路損耗。

3 照明節(jié)能設(shè)計
3.1充分利用自然光
充分利用自然光，減少照明器的使用時間，不僅直接減少了照明功耗, 同時也降低了照明器及其配套設(shè)施的損耗。因此,減少照明器的使用時間對于照明系統(tǒng)的節(jié)能就尤為重要。為此,在設(shè)計的時候,就要充分考慮運用天然光源作為照明光源, 通過“ 采光窗”“ 采光井”“光導(dǎo)纖維”“光導(dǎo)管”等各種采光、集光和導(dǎo)光裝備,將天然光引入室內(nèi),從而降低照明器的使用時間。同時,對于建筑物的公共場所,如走廊、樓梯間、衛(wèi)生間等地方,由于不是人們生產(chǎn)生活的主要場所, 沒必要始終照明,對此可以采用智能裝置,控制照明器的使用, 從而達(dá)到節(jié)能的目的。
3.2選擇合理的照明方式。
減少照明器及配套設(shè)施的額定功耗也直接降低了照明功耗,為此要確定合理的照明方式,根據(jù)場所的不同的功能要求,選擇一般照明、局部照明或混合照明。在光源的選擇上,要盡可能選擇光效高,壽命長的光源,同時,光源配合合適的燈具才能發(fā)揮其最大的作用,如果選擇了不恰當(dāng)?shù)臒艟?就會導(dǎo)致光源的效率大大降低,能夠使得單位面積能量損失最高達(dá)35%左右,如果為光源選擇了恰當(dāng)?shù)臒艟?則光源能夠充分發(fā)揮效率,能夠使得單位面積耗電量明顯下降,從而 達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。在燈具的具體選用上,應(yīng)根據(jù)室內(nèi)占空比RCR來確定選用寬或中窄光束的照明燈具。在滿足照明質(zhì)量的前提下，一般房間(場所)應(yīng)優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈(如T5、T8 管)及緊湊型熒光燈，室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源；
3.3采用合理的控制方式。
充分利用天然光的照度變化，決定電氣照明點亮的范圍，實行一般照明的分區(qū)控制和適當(dāng)增加照明開關(guān)點，改變?nèi)�開習(xí)慣，在給定的時間和地點控制照明提供的照度，可有效地節(jié)能；采用各種類型的節(jié)電開關(guān)，如在旅館客房采用節(jié)電鑰匙開關(guān)，臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開關(guān)；對居住建筑有天然采光的樓梯間、走道燈（應(yīng)急照明除外)采用節(jié)能自熄開關(guān)等；公共場所、室外照明，可采用集中控制遙控管理的方式或采用自動控光裝置。

4 動力設(shè)備系統(tǒng)的節(jié)能
作為動力源的電動機(jī)，從家用電器到民用建筑內(nèi)部以及各行各業(yè)中均用得比較普遍，其耗電量極大。減少電動機(jī)電能損耗的主要途徑是提高電動機(jī)的效率和功率因數(shù)，主要可以從
以下幾個方面著手：
4.1 采用高效率電動機(jī)。采取各種切實可行的措施，減少電動機(jī)的個部分損耗(主要為空載損耗及負(fù)載損耗)、提高電動機(jī)的效率和功率因數(shù)。
4.2 根據(jù)負(fù)荷特性合理地選擇電動機(jī)。首先要了解負(fù)荷的特性，然后根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境及負(fù)載特點選用合適的電動機(jī)，避免“大馬拉小車”的現(xiàn)象出現(xiàn)，以提高電動機(jī)運行的效率和功率因數(shù)。
4.3 輕載電動機(jī)采取降壓運行，對經(jīng)常處于輕負(fù)荷運行的電動機(jī)，應(yīng)采用三角-星切換裝置。當(dāng)負(fù)荷系數(shù)低于013時，將三角形接法的電動機(jī)改為星形接法，可以達(dá)到良好的節(jié)電效果。對于經(jīng)常輕載(負(fù)載率小于014)的生產(chǎn)機(jī)械，也可采用具有啟動功能的輕載節(jié)電器，以達(dá)到“輕載降壓運行節(jié)點”的目的。
4.4 根據(jù)負(fù)載情況對電動機(jī)采取就地補(bǔ)償。對距離供電點較遠(yuǎn)的大、中容量連續(xù)運行工作機(jī)制的電動機(jī)，應(yīng)采取電動機(jī)的無功功率就地補(bǔ)償裝置。單對單臺電動機(jī)補(bǔ)償容量不宜過大，以免產(chǎn)生自勵磁過電壓。

5 結(jié)束語
建筑電氣節(jié)能是一項系統(tǒng)工程, 節(jié)能潛力很大，貫穿于項目的決策、設(shè)計、施工、投產(chǎn)、使用等的整個周期。它所考慮的不僅僅是純粹的節(jié)約, 而是不降低建筑功能的節(jié)約,選擇合理的設(shè)計方案，可有效地減小電能損耗，提高建筑系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性，對提高電能的利用率、節(jié)約電能、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)節(jié)約型社會具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：
【1】龔國棟，《淺談建筑電氣設(shè)計的節(jié)能》[J].浙江建筑,2007
【2】李宏毅, 金磊，《建筑工程電氣節(jié)能》[M].中國電力出版社,2004.

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