關(guān)于建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)措施的探討

張寧六

摘要：一直以來(lái)，建筑電氣耗能在整個(gè)建筑耗能中都占據(jù)著較大比率，加之降能減排成為了衡量建筑施工重要因素之一，因此探究建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)與管理措施成為重要課題之一。也只有應(yīng)用合理的節(jié)能設(shè)計(jì)與管理措施，才能夠有效緩解能源供應(yīng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展矛盾。本文以深圳市廣安工業(yè)區(qū)建筑為例，探究在建筑電氣施工中的節(jié)能設(shè)計(jì)措施，為相關(guān)人士提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：措施；節(jié)能管理；建筑電氣

中圖分類號(hào)：TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1674-3954（2013）21-0288-02

1 前言

綠色環(huán)保、節(jié)約能源是我國(guó)的基礎(chǔ)國(guó)策之一，也是電氣設(shè)計(jì)管理者必須遵守的一個(gè)技術(shù)規(guī)范。研究專家對(duì)工業(yè)建筑耗能探究發(fā)現(xiàn)，空調(diào)用電占據(jù)了建筑用電大約10%，動(dòng)力設(shè)備用電占用電大約70%，而給排水等各種設(shè)施占據(jù)了15%。從中可以看出，電氣設(shè)備耗能比較巨大，電氣節(jié)能決不能為能源過(guò)高的消耗投資，增加運(yùn)行成本費(fèi)用，應(yīng)從三方面重點(diǎn)進(jìn)行：①滿足建筑物的使用功能；②考慮投資成本和經(jīng)濟(jì)效益；③消除無(wú)謂消耗的能量，做好建筑電氣節(jié)能具備現(xiàn)實(shí)意義。

工業(yè)廠區(qū)的配電系統(tǒng)存在著低壓供電輔設(shè)大，用電設(shè)備分散，節(jié)假日與用電高峰期相差懸殊，動(dòng)力用電量大等特點(diǎn)，如何在滿足使用動(dòng)能的前提下，使工業(yè)區(qū)使用更加經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)約能源是擺在設(shè)計(jì)和管理者面前的問(wèn)題，本文從工程實(shí)例，對(duì)工業(yè)區(qū)的電氣節(jié)能進(jìn)行分析探討。

2 工程實(shí)例

廣安工業(yè)廠區(qū)位于深圳市龍華占地面積13738.9m²，總建筑面積28710m²，其中廠房23242.03m²，由二棟六層廠房組成，一棟七層宿舍、建筑面積5467.97m²，而該廠區(qū)地開(kāi)發(fā)條件比較復(fù)雜，場(chǎng)地三面有較大的地勢(shì)落差，因該工程施工量比較大，因此需要采取合理設(shè)計(jì)建筑電氣節(jié)能管理措施。

3 結(jié)合實(shí)例設(shè)計(jì)建筑電氣節(jié)能措施

對(duì)于建筑電氣節(jié)能措施涉及到各個(gè)方面，并不是單一因素，本文結(jié)合該工程實(shí)例對(duì)節(jié)能計(jì)劃措施進(jìn)行闡述。

3.1 選擇供電方案

（1）選擇電源；在選擇電源上必須要從傳輸效率、供電能力以及熱穩(wěn)定性等各個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮，本案例中選用了10kV電壓等級(jí)進(jìn)行供電。這種電壓機(jī)相對(duì)于低電壓而言具有較大優(yōu)勢(shì)就是降低了線損，同時(shí)也便于外部中壓環(huán)網(wǎng)供電的實(shí)現(xiàn)，有利于提升用戶端的電壓質(zhì)量。因此，10kV電壓級(jí)供電屬于兼顧現(xiàn)在與未來(lái)之優(yōu)化選擇。

確保供電基本上都要依靠外部的供電網(wǎng)絡(luò)來(lái)確保，大中城市中基本上都使用中壓環(huán)網(wǎng)供電，通過(guò)這種供電方式確保供電的經(jīng)濟(jì)性、可靠性及短時(shí)間內(nèi)對(duì)城市舊電網(wǎng)的改造。伴隨著計(jì)算機(jī)設(shè)備及信息高速推進(jìn)，給電能質(zhì)量與可靠性提出較高要求，因此應(yīng)用雙線雙環(huán)網(wǎng)供電是發(fā)展所需。但是目前應(yīng)用雙線環(huán)網(wǎng)供電條件下，其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)依然應(yīng)用單母線分段帶母聯(lián)開(kāi)關(guān)互投配電方式，這種方式具備可靠性高、切換方便、經(jīng)濟(jì)及故障影響范圍較小等各種優(yōu)勢(shì)，還便于整定繼電保護(hù)，將這套系統(tǒng)應(yīng)用到安全性能完備雙路電源的自動(dòng)互投裝置中，就會(huì)體現(xiàn)出供電性能的優(yōu)越性。所以為了實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能，本工程案例就供電電源上選用了雙回路供電，雙回路是從附近變電站各個(gè)母線段引出，鋪設(shè)線路上應(yīng)用了直埋電纜方式，其供電電壓的等級(jí)選用10kV。

（2）電壓配電系統(tǒng)；本案例中低壓配電系統(tǒng)主要選用了放射式為主，其他的形式作為輔助，從溝內(nèi)將聚氯乙烯電纜鋪設(shè)至各個(gè)高低壓用電點(diǎn)。而單體建筑中采用了樹(shù)干式與輻射式有機(jī)結(jié)合供電系統(tǒng)，而變電所到建筑單體主干線都使用了沿地溝鋪設(shè)電纜或者直接埋地，當(dāng)然也可以應(yīng)用穿管埋地鋪設(shè)。建筑單體中配電箱間都采用穿鋼管鋪設(shè)。

（3）消防及各種二級(jí)負(fù)荷供電；所有的消防以及應(yīng)急與誘導(dǎo)照明所用電都依照二級(jí)用電的負(fù)荷供電，確保了用電可靠性，而這些用電設(shè)備都使用了雙電源末端切換莫斯進(jìn)行供電，從兩個(gè)不同的變電所低壓母線引出電源。

（4）通過(guò)類比確定小區(qū)內(nèi)裝機(jī)容量；案例中的各棟廠房和宿舍都已經(jīng)確定了使用功能，同時(shí)也明確了單位工程建筑面積，設(shè)備用電容量及宿舍的住宿人數(shù)，因此為了確保電氣節(jié)能就用類比法確定裝機(jī)容量。在設(shè)計(jì)前筆者就做了調(diào)查研究，先后征求了使用廠房和各車間人員的電用量采集，初步對(duì)廠房宿舍等建筑運(yùn)行負(fù)荷，最低運(yùn)行負(fù)荷及最高運(yùn)行負(fù)荷等各種技術(shù)數(shù)據(jù)，并登記好。對(duì)該案例工程原電氣工程的施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)裝機(jī)容量進(jìn)行比較，最終將裝機(jī)容量確定為2000kVA。工程總用電負(fù)荷設(shè)計(jì)為2000kVA，依據(jù)變配電室供電線路、供電質(zhì)量、供電負(fù)荷等各種技術(shù)要求，該工業(yè)區(qū)擬建一處10kV的總開(kāi)關(guān)站，因要考慮節(jié)能，變壓器都選用了S11系列產(chǎn)品。

（5）優(yōu)化變壓器運(yùn)行方式；對(duì)變壓器運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化就是要合理分配負(fù)荷，同時(shí)還要合理選擇容量和電力負(fù)荷，讓變壓器盡可能在高效低耗區(qū)工作。同時(shí)也要考慮到非線性用電設(shè)備的控制要產(chǎn)生高次諧波，減小了高次諧波值，降低了電動(dòng)機(jī)、變壓器及線路等各種損耗，降低變壓器運(yùn)行環(huán)境溫度，讓三相負(fù)荷平衡，要選擇合適的變壓器型號(hào)。

3.2 電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)措施

建筑中所用電動(dòng)機(jī)大都是設(shè)備配套所提供，選型以及招標(biāo)上都要選擇高效節(jié)能產(chǎn)品，用于實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能目的。

（1）水泵系統(tǒng)；水泵大體上氛圍渦流式、離心式及軸流式，工作時(shí)所用特性曲線的描述參量問(wèn)關(guān)系比較直觀，水泵流量Q和電機(jī)軸功率P間存在一定關(guān)系，和風(fēng)機(jī)相同，使用變頻調(diào)速，只要略微改變了轉(zhuǎn)速，那么軸功率就發(fā)生較大變化。在一般情況下，水泵工作時(shí)揚(yáng)程越小，轉(zhuǎn)速和軸功率關(guān)系就比較靠近P=Dn3，就越為體現(xiàn)出節(jié)電效果。特別是水泵的功率比較大流量大，必然在揚(yáng)程要求較低場(chǎng)合具備優(yōu)越的節(jié)能。一旦轉(zhuǎn)速n降低了小幅度，軸功率P且產(chǎn)生一個(gè)大幅度降低。而多臺(tái)泵所構(gòu)成組合具有較好控制效果。變頻恒壓供水所用控制方式比較多，例如單臺(tái)變頻器對(duì)單臺(tái)水泵控制，或單臺(tái)控制多臺(tái)。單臺(tái)控制單臺(tái)常常使用在水量一般，供水要求可靠性低、供水壓力穩(wěn)定及有單獨(dú)供水系統(tǒng)建筑物中。其控制電路如圖1所示。

從圖1中可以看出來(lái)，水泵電機(jī)主要是變頻器提供電源，依據(jù)調(diào)節(jié)用水量的輸出功率，進(jìn)而調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，不但滿足了用水量，還節(jié)約能耗。一旦將3km斷開(kāi)就接通了2km，那么就轉(zhuǎn)化成工頻供電，確保了水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能，本工程就在某個(gè)系部建立了給水泵站，而系部室外的消防給水以及三層之下生活用水均由市政直接給水。水泵房中的給水系統(tǒng)劃分成自動(dòng)噴淋給水系統(tǒng)、室內(nèi)消防給水系統(tǒng)及生活用水給水系統(tǒng)。

3.3 建筑電氣照明的節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）計(jì)算照明光源的標(biāo)準(zhǔn)；在建筑中電氣照明分為了正常照明、值班照明以及應(yīng)急照明，而應(yīng)急照明燈以及疏散指示燈基本上都一個(gè)用自帶的鎳鉻電池供電，應(yīng)急照明時(shí)間不能夠低于30min，而燈具要設(shè)置玻璃或者其他不燃燒的材料制成的保護(hù)罩，值班照明也屬于應(yīng)急照明中一部分。

（2）選擇照明方案；選用項(xiàng)目照度上要依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)，同時(shí)也要以國(guó)外高標(biāo)準(zhǔn)作為參考。依照國(guó)家的節(jié)能要求，除了具備特殊裝飾要求，對(duì)于照明光源上都選用低耗、高效節(jié)能型的日光燈與高效的金屬鹵化物燈。

對(duì)于工業(yè)區(qū)廠房而言，主要是以熒光燈作為主體，對(duì)于廠房前室、宿舍大堂、圍墻、廠房外墻屋頂?shù)雀鱾€(gè)地方可以適當(dāng)加上一些裝飾性的燈飾，進(jìn)而達(dá)到美觀大方、環(huán)境舒適的目的。

室外照明：道路兩側(cè)要設(shè)置一些太陽(yáng)能路燈實(shí)現(xiàn)照明，而室外其它建筑物及屋頂設(shè)置一些投光燈。光源上選用一些顯色性高混合照明或者選用熒光燈。而建筑照明節(jié)能上主要包含了鎮(zhèn)流電器、光源潛力及傳感監(jiān)控器潛力運(yùn)行管理潛力以及燈具潛力等等。要降低照明的電耗，就應(yīng)當(dāng)提升照明率及使用一些高效燈具，降低開(kāi)燈時(shí)間，確保適當(dāng)照度，盡可能應(yīng)用局部照明等，才能實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能。

（3）選擇合適控制方式：①增強(qiáng)燈具的光通維持率，在施工中要考慮燈具漫射面、反射面、保護(hù)罩及格柵材料與表面，例如涂上二氧化硅保護(hù)膜，而反射器應(yīng)用真空鍍鋁技術(shù)。事實(shí)上在燈具反射面應(yīng)用蒸鍍銀反射面，將常用產(chǎn)品燈具效率從59%提升到了72%。②選用節(jié)能光源啟動(dòng)設(shè)備；選用CD2系統(tǒng)的電子鎮(zhèn)流器實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)，這種鎮(zhèn)流器和同類型的電子鎮(zhèn)流器比較具備功率因數(shù)高、流明系數(shù)高、電流諧波低等各種優(yōu)勢(shì)，具備較好節(jié)能效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，建筑電氣節(jié)能的設(shè)計(jì)潛力較大，必須要精心考慮各種設(shè)計(jì)方案，盡可能選用高效節(jié)能設(shè)備，使用先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)，依照節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)出合理措施。只有這樣才能夠給人們提供一個(gè)舒適、健康及安全的工作、居住與生活空間，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約能源的目的。

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