關(guān)于建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能探討

王偉

摘要：能源問題已成為全球共同關(guān)注的問題，能源短缺成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。建筑中的節(jié)能設(shè)計(jì)已得到充分重視，做到合理使用能源、提高能源利用效率，為能源的節(jié)約提供了保障。建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)已成為電氣設(shè)計(jì)的重中之重，逐漸向著自動(dòng)化、節(jié)能化、信息化和智能化方向發(fā)展。電氣設(shè)計(jì)專業(yè)人員應(yīng)高度重視節(jié)能設(shè)計(jì)理念，全面掌握并運(yùn)用有效的節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：建筑電氣；節(jié)能設(shè)計(jì)

1、前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長和人們收入的增加，建筑智能化、自動(dòng)化使建筑用電量猛增。城鎮(zhèn)一體化建設(shè)的加速，我國的建筑面積以每年十幾億平方米的速度遞增。在積極倡導(dǎo)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的今天，如何把節(jié)能措施貫穿于整個(gè)電氣設(shè)計(jì)過程則顯得尤為重要。相關(guān)部門也相繼出臺(tái)了關(guān)于節(jié)約能源的相關(guān)政策文件，鼓勵(lì)人們?cè)谶M(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)過程中節(jié)約能源。在全民動(dòng)員的情況下，更需要我們?cè)O(shè)計(jì)人員發(fā)揮才智，既要滿足建筑功能要求，給居民提供舒適、方便的生活空間，還要盡可能的做到減少建筑耗能。

2、我國建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

建筑電氣節(jié)能已經(jīng)逐漸引起業(yè)內(nèi)人員的重視，目前已經(jīng)有部分建設(shè)單位將建筑電氣節(jié)能的可能性及其將會(huì)產(chǎn)生的長遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)利益列入了項(xiàng)目前期策劃立項(xiàng)的考慮范圍。對(duì)近幾年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，我們可以發(fā)現(xiàn)，我國的建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)還處于起步階段，還存在著許多急需解決的問題。

（1）建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)缺乏統(tǒng)一的規(guī)范性文件和參考文獻(xiàn)。這就導(dǎo)致許多建筑電氣的設(shè)計(jì)質(zhì)量良莠不齊。所以建議相關(guān)部門組織專門的機(jī)構(gòu)，對(duì)市場(chǎng)上建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行整合，編寫相關(guān)的規(guī)章制度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑電氣節(jié)能更好的控制和管理。

（2）照明備選用不合理，建筑物室內(nèi)、立面照明及庭院照明等未考慮開關(guān)控制方式，這都造成照明節(jié)能難以達(dá)到節(jié)能指標(biāo)，造成了不必要的能源損失。

（3）當(dāng)前很多施工單位在施工時(shí)使用的仍是不符合國家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的淘汰產(chǎn)品，增加了消耗的能源及費(fèi)用。這就需要監(jiān)察部門對(duì)市面上淘汰的節(jié)能產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格地監(jiān)督和排查，以保證我國建筑電氣節(jié)能設(shè)備的市場(chǎng)能夠規(guī)范運(yùn)行。

3、建筑電氣設(shè)計(jì)的具體節(jié)能措施

3.1供配電系統(tǒng)節(jié)能

（1）合理選擇變壓器

變壓器的容量大小與能耗之間存在十分重要的聯(lián)系，容量過小，很容易造成超負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致過載損耗增加；如果容量過大，而又不能被充分利用，則會(huì)使空載損耗增加，基于此點(diǎn)原因，在選擇變壓器時(shí)應(yīng)盡量根據(jù)實(shí)際情況來確定變壓器的容量，從而確保變壓器在運(yùn)行過程中始終保持最佳工作狀態(tài)，一般情況下，變壓器的負(fù)荷率應(yīng)盡可能大于 30%，最佳工作范圍需在70%左右。此外，還應(yīng)盡量選擇節(jié)能型的變壓器，接線時(shí)可根據(jù)用電特點(diǎn)采用較為靈活的方式進(jìn)行接線。

（2）減少線路損耗

①減少導(dǎo)線長度。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，配電箱、低壓柜的出線回路應(yīng)盡可能為直線，并且不走或少走回頭線；變電所最好建在負(fù)荷中心附近，這樣可以減少接線長度；低壓線路的供電半徑可按照用電負(fù)荷密集區(qū)而定，大負(fù)荷密集地區(qū)半徑應(yīng)盡量控制在100m 以內(nèi)，中、小負(fù)荷密集區(qū)應(yīng)分別控制在 150m 和 250m 以內(nèi)。這樣做能夠節(jié)省敷設(shè)電纜的長度，使供電距離最短。從而達(dá)到減少線損的目的。②增大導(dǎo)線的截面積。對(duì)于較長的線路，可以適當(dāng)加大一級(jí)線纜的截面積，雖然這樣會(huì)增加線路的費(fèi)用，但是卻可以減少年運(yùn)行費(fèi)用，增加的費(fèi)用估計(jì)大約可在 2 年左右內(nèi)收回。③對(duì)于高層建筑而言，變電室應(yīng)盡量靠近電氣豎井，以此來減少主線纜的長度，同時(shí)電氣豎井應(yīng)盡可能設(shè)在建筑的中部位置或兩端，這樣可以減少水平線纜的敷設(shè)長度。④將負(fù)荷歸類。除了對(duì)計(jì)費(fèi)有特殊要求的負(fù)荷以及消防負(fù)荷以外，其余普通負(fù)荷可采用一條主電纜供電，這樣不僅方便消防電源切非操作，同時(shí)還可以在非空調(diào)季節(jié)使用同樣大的線路截面?zhèn)鬏斴^小的電流，使線路的損耗大幅度減少。

（3）提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

系統(tǒng)中的用電設(shè)備，如電動(dòng)機(jī)、變壓器、線路、氣體放電燈中的整流器都具有電感，會(huì)產(chǎn)生滯后的無功，需要從系統(tǒng)中引入超前的無功相抵消，這樣超前的無功功率就從系統(tǒng)經(jīng)高、低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備，在線路上就產(chǎn)生了有功損耗，而這部分損耗是可以想辦法改變的，其措施有以下幾種。

①提高設(shè)備的自然功率因數(shù)，以減少對(duì)超前無功的需求，可采用功率因數(shù)較高的同步電動(dòng)機(jī)；熒光燈可采用高次諧波系數(shù)低于15% 的電子鎮(zhèn)流器；采用電感鎮(zhèn)流器的氣體放電燈，單燈安裝電容器等，都可使自然功率因數(shù)提高到0.85-0.95，這就可減少系統(tǒng)高、低壓線路傳輸?shù)某盁o功功率。

②若自然功率因素達(dá)不到要求，應(yīng)進(jìn)行無功功率的補(bǔ)償。方案是：對(duì)供電點(diǎn)較遠(yuǎn)且無功功率較大的設(shè)備采用就地補(bǔ)償，在用電設(shè)備集中的地方采用成組補(bǔ)償，民用建筑內(nèi)其他的無功功率則主要在變電所內(nèi)集中補(bǔ)償，并多采用自動(dòng)無功功率補(bǔ)償加固定補(bǔ)償方式。

3.2建筑電氣照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

照明系統(tǒng)是建筑電氣中一大核心系統(tǒng)，同時(shí)也是一個(gè)大電能消耗單元，電氣照明設(shè)施電能消耗與很多因素有關(guān)，具體函數(shù)表達(dá)為：

式（1）中：P電氣照明設(shè)備總耗電量；T 為電氣照明設(shè)備總共使用時(shí)間； 為配套電氣照明設(shè)備的損耗； 為電氣照明配套線路與開關(guān)設(shè)備總損耗； 為電氣照明設(shè)備電能轉(zhuǎn)換為可見光過程中的能量消耗。

又由于：

式（2）中：F 為光通量；N 為照明設(shè)備的發(fā)光效率。而在建筑物室內(nèi)光通量F 又可以表示為：

式（3）中：E 為房間最小照度標(biāo)準(zhǔn)；K 為減光補(bǔ)償系統(tǒng)；S 為照明設(shè)備所安裝的房間面積；Z 為照明器的數(shù)量；P 為光通量的綜合利用系數(shù)。

3.3建筑電氣電梯拖拽系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

樓宇電梯群控系統(tǒng)是現(xiàn)代智能樓宇中必不可少的重要系統(tǒng)之一，也是樓宇建筑物業(yè)管理水平提高的一個(gè)必備條件，它的好壞直接決定著整個(gè)單元建筑群中的客流運(yùn)輸效率和電梯系統(tǒng)能耗大小?；赑LC 與觸摸屏相結(jié)合的樓宇電梯群智能監(jiān)控系統(tǒng)充分結(jié)合PLC、變頻器、以及觸摸屏等先進(jìn)電氣元件的變頻調(diào)速節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，并利用GT Designer2 設(shè)計(jì)軟件，合理的設(shè)計(jì)出基于GT1595 觸摸屏的人性化互通界面，大大簡化傳統(tǒng)的控制盤柜復(fù)雜的二次接線，極大的減少了運(yùn)行操作人員的工作量，使運(yùn)行人員能夠及時(shí)了解各電梯的運(yùn)行工況，并可以通過主界面對(duì)電梯的某些參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，防止事故的發(fā)生。利用PLC、變頻器、觸摸屏等控制元件相結(jié)合組成的樓宇電梯群控制系統(tǒng)，具有開發(fā)周期短、設(shè)備簡單清晰、運(yùn)行安全可靠性、管理維護(hù)方便、節(jié)能降耗等優(yōu)點(diǎn)，特別適合高層樓宇建筑電梯群智能控制系統(tǒng)的節(jié)能降耗高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用。

4、結(jié)束語

本文在分析了智能建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀后，認(rèn)識(shí)到智能樓宇建筑建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能的必要性。建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)具有相當(dāng)巨大的潛力，設(shè)計(jì)人員應(yīng)精心考慮設(shè)計(jì)方案，選擇高效節(jié)能的電氣設(shè)備，應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，根據(jù)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在為人們提供舒適、安全的生活和工作環(huán)境的同時(shí)，又能行之有效地節(jié)約能源。

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