淺談建筑電氣節(jié)能

王升波 張式磊

【摘 要】近年來由于國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，對電力需求快速增長由于發(fā)電裝機(jī)容量和電網(wǎng)供電能力不足，全國大部分地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的拉閘限電現(xiàn)象，因此節(jié)約電能具有現(xiàn)實的緊迫性。本文從辦公建筑電氣節(jié)能入手列舉出簡單而行之有效的節(jié)能設(shè)計方法。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能措施；供配電系統(tǒng)；電氣設(shè)備；電氣照明

0.前言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對能源的需求也不斷增加。在此背景下，黨中央、國務(wù)院提出建立節(jié)約型社會，在全社會大力提倡節(jié)約能源。目前建筑電氣設(shè)計中普遍存在能源浪費和設(shè)計不合理情況，使得我國單位面積的建筑能耗是發(fā)達(dá)國家的2倍-3倍，由此可見，建筑電氣節(jié)能空間充裕，而從我國“節(jié)約能源”的國策方針上考慮，建筑的電氣節(jié)能設(shè)計已經(jīng)刻不容緩。

1.辦公建筑電氣節(jié)能的必要性

能源相對缺乏的國情說明我國存在能耗矛盾這一現(xiàn)象，電能的供求矛盾日益激化已經(jīng)嚴(yán)重影響到我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，當(dāng)前針對能源的首要目標(biāo)是節(jié)能，其次才是開發(fā)環(huán)保的新能源。顯然，建筑電氣節(jié)能有助于緩解這一矛盾，大范圍的節(jié)能對于推動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到積極作用。此外，建筑電氣節(jié)能體現(xiàn)了節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步和成熟，同時也是降低建筑使用成本的有效方法。增強(qiáng)設(shè)計者和使用者的電氣節(jié)能意識，重視環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排是建筑設(shè)計中面臨的新的挑戰(zhàn)。

2.建筑電氣節(jié)能的設(shè)計原則

節(jié)省無關(guān)消耗，在與建筑物功能無關(guān)的方面節(jié)省是節(jié)能的著眼點，在節(jié)能設(shè)計中最大限度地節(jié)省無關(guān)消耗（如大的照明容量、傳輸線路損耗等）是節(jié)能的第一步。設(shè)計中要本著技術(shù)先進(jìn)的思想，大力推廣低能耗、無污染新技術(shù)的使用。作者認(rèn)為電氣設(shè)計中應(yīng)圍繞以下幾點進(jìn)行：

2.1供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計要求盡可能地減少在電能變壓、傳輸、使用過程中的損耗及使用中的節(jié)能。

（1）根據(jù)辦公建筑的供電距離、負(fù)荷容量以及辦公建筑中用電設(shè)備的特點等因素設(shè)計合理、簡單、安全可靠的供配電系統(tǒng)。

（2）變壓器的節(jié)能設(shè)計。首先在選用變壓器時，盡量選擇節(jié)能型變壓器（SCB10、S9、SC8等），它們采用45度全斜度接縫結(jié)構(gòu)，有效防止漏磁損耗；材料選擇冷軋取向矽鋼片，減少了渦流損耗。再者要選擇合適的變壓器臺數(shù)和容量，根據(jù)季節(jié)靈活地投切變壓器，既不能使變壓器輕載運行，也不能使變壓器過載運行。綜合考慮運行費用和投資比，合理分配負(fù)荷，綜合多方面因素并結(jié)合實際工程經(jīng)驗，同時考慮變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)脑Ａ?，變壓器最?jīng)濟(jì)節(jié)能運行的負(fù)載率一般在60%～80%之間。

（3）通過采用電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)，對負(fù)荷進(jìn)行合理分配，使變壓器工作在高效低耗區(qū)。設(shè)計采用電力節(jié)能監(jiān)控控制系統(tǒng)，通過測量各出線回路的電壓、電流、功率因數(shù)等實時參數(shù)，合理分配電能負(fù)荷，并通過合理調(diào)整電動機(jī)啟動順序，避免大容量電機(jī)同時啟動等措施，實現(xiàn)節(jié)能降耗。

（4）當(dāng)線路接通，輸送電能之時，電能損耗就開始產(chǎn)生。線路上的損耗與線路阻抗參數(shù)和負(fù)載負(fù)荷大小相關(guān)。提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，減少電網(wǎng)的無功功率及降低導(dǎo)線中的電阻等，均能切實可行的降低電網(wǎng)中的線損。具體途徑通過選擇最短的供電線路，盡量選電阻率（ρ）較小的導(dǎo)線；通過合理確定電氣功能用房的位置，變壓器、大容量設(shè)備盡量接近負(fù)荷中心，這樣縮短了配電半徑，同時大大減少了傳輸線路的損耗。

2.2電氣設(shè)備節(jié)能設(shè)計

（1）通過設(shè)計建筑物設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS），統(tǒng)一管理調(diào)度空調(diào)、電梯、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的合理運行，在保證安全、舒適和滿足必要的建筑使用要求的前提下，減少電力浪費消耗。

（2）通過門禁、智能控制系統(tǒng)對門窗的節(jié)能控制，實現(xiàn)門的開關(guān)與室內(nèi)照明、空調(diào)的節(jié)能聯(lián)動控制，減少空調(diào)制冷或制熱損失；在自然光充足時關(guān)閉部分或全部燈光照明，夏天放下或改變遮陽板窗簾角度遮擋陽光，減少日光對室內(nèi)的熱輻射降低空調(diào)冷制負(fù)荷。

3.電氣照明節(jié)能設(shè)計和方法

在工程設(shè)計中做好電氣照明設(shè)計方案的優(yōu)化，正確選用節(jié)能設(shè)備和器材，對照明設(shè)備采用節(jié)能控制方式，從而達(dá)到電氣照明工程的節(jié)能目標(biāo)。照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計是指在滿足視覺要求、保證照明效果和照明質(zhì)量的前提下，盡量減少照明的光能和熱能損失。其中包括：天然光源及新能源的利用、照明器材的選擇、照明的合理控制、優(yōu)化照明方案等方面。

3.1天然光源的引入

天然光源的引入是最有效的節(jié)能措施，并且確實做到了“零污染”的目標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計，尤其是在大型辦公建筑中，白天照明能耗占總照明能耗的比例已經(jīng)超過了50%，因此，在條件允許的情況下，利用各種反光和導(dǎo)光裝置將日光引到辦公室內(nèi)代替燈管照明，不僅能節(jié)約能源，而且在日光下工作不易疲勞。這方面已經(jīng)加以利用的一個案例是多層辦公樓中采用“光導(dǎo)采光系統(tǒng)”，這種系統(tǒng)是由漫射區(qū)域、采光區(qū)域和光導(dǎo)管構(gòu)成，白天采日光以供照明，在日光不能滿足照明要求時，輔以人工照明設(shè)備，使得天然光和人工照明構(gòu)成相互協(xié)調(diào)的良好的照明環(huán)境。此外，利用天然光進(jìn)行照明還有采光擱板、反射高窗、棱鏡窗等措施。

3.2選用高效光源合理選用高效節(jié)能型光源，因白熾燈的發(fā)光效率低，不能滿足節(jié)能要求，故辦公樓照明不宜采用白熾燈

一般在辦公室、會議室及高度較低的房間可以普遍使用直管型熒光燈，允許的話，采用管徑不大于26毫米的細(xì)管徑燈管，更大程度地達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的要求，對個別對照明有特殊要求的房間，可以使用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等照明設(shè)備。近年來，興起了另一種光源（綠色光源），即LED光源，LED燈具有光效高、低能耗、環(huán)保、無輻射等優(yōu)點，一個6W的LED燈的照明效果相當(dāng)于一個60W的傳統(tǒng)燈泡。可見，LED光源具有巨大的潛力，在辦公樓照明系統(tǒng)中會得到廣泛的應(yīng)用。

3.3配備高性能電氣附件鎮(zhèn)流器是熒光燈等電子鎮(zhèn)流器不可缺少的附件，在辦公樓的照明系統(tǒng)中，應(yīng)配備電子鎮(zhèn)流器

電子鎮(zhèn)流器具有啟動電壓低、無頻閃、噪聲小等優(yōu)點，其本身功耗比電感鎮(zhèn)流器降低了50%～70%，能節(jié)電10%左右，節(jié)電效果顯著。在氣體放電燈比較集中的辦公區(qū)域，還應(yīng)安裝補(bǔ)償電容器。

3.4優(yōu)化照明控制方式

首先，要改變傳統(tǒng)的燈具照度全開的方式，增加照明開關(guān)點，充分利用天然光的照度范圍和強(qiáng)度變化，實行照明分區(qū)控制策略。對于樓梯間和走道，可以安裝聲控開關(guān)或是節(jié)能自熄開關(guān)。其次，積極培養(yǎng)員工的節(jié)電意識，在非公共區(qū)域，做到人走燈熄。為各種燈具安裝節(jié)能型的開關(guān)裝置。

3.5優(yōu)化照明方案

結(jié)合不同辦公區(qū)域的不同用途和天然光的照度，盡量少用一般照明，嘗試采用合理的混光照明，非均勻照明措施，注意把握高、中、低檔的照度值。

4.結(jié)束語

目前的高層辦公建筑電氣設(shè)計中，因為供配電系統(tǒng)設(shè)計不合理、設(shè)備選型控制不節(jié)能和電氣照明設(shè)計、使用過程中不節(jié)能而造成的電能浪費現(xiàn)象非常普遍，電氣節(jié)能設(shè)計可挖掘的潛力很大，廣大電氣設(shè)計人員應(yīng)在設(shè)計階段就精心考慮各種可行的電氣節(jié)能技術(shù)措施并付諸實施。同時也需要具體了解新的節(jié)能設(shè)備產(chǎn)品的運行原理、使用性能、節(jié)能效果，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行多方比較，再合理選定節(jié)能設(shè)備和節(jié)能控制方案，以真正達(dá)到有效節(jié)能的目的。

【參考文獻(xiàn)】

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