淺談住宅建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用

吳華忠

摘要：建筑電氣節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程， 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， 它是在滿足建筑物的功能的前提下通過減少設(shè)備使用時(shí)間或提高設(shè)備使用效率的方法降低能耗。本文對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能途徑和措施進(jìn)行了簡(jiǎn)述，供大家參考。

關(guān)鍵詞：住宅 節(jié)能 設(shè)計(jì) 措施

前言：能源與環(huán)境問題是當(dāng)今世界所面臨的重要課題。現(xiàn)階段，我國(guó)處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展騰飛階段， 對(duì)能源消耗很大， 是個(gè)能耗大國(guó)。我們的國(guó)土面積很大， 大約有建筑面積五百多億平方米，能源消耗比世界平均水平高出1—2倍，浪費(fèi)現(xiàn)象卻相當(dāng)嚴(yán)重，長(zhǎng)期以往，這將嚴(yán)重制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，因此，降低建筑電氣節(jié)的能源消耗是大勢(shì)所趨。所以，電氣工程師應(yīng)該按照“滿足建筑物的功能、考慮實(shí)際經(jīng)際效益、節(jié)省無(wú)謂消耗的能量”這三個(gè)原則來(lái)設(shè)計(jì)。針對(duì)現(xiàn)代住宅建筑探討了建筑電氣的相關(guān)節(jié)能措施。

一、建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能途徑

1、照明節(jié)能設(shè)計(jì)

照明節(jié)能設(shè)計(jì)就是在保證不降低照明質(zhì)量的要求下，盡量減少照明電路中能量的損失，從而達(dá)到能量利用的最大化。照明節(jié)能設(shè)計(jì)的措施通常一般有以下幾種：

1.1 照明方式選擇：應(yīng)當(dāng)充分利用自然光，這是節(jié)省照明能耗的重要方式之一，即在設(shè)計(jì)中電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)盡量考慮到自然光與人工照明的充分結(jié)合，從而從很大程度上節(jié)省了照明電能；

1.2 選擇合理的光源：其最基本的原則就是應(yīng)根據(jù)不同的場(chǎng)所選擇不同的光源。

（1）一般的房間應(yīng)當(dāng)選用熒光燈。自鎮(zhèn)流緊湊型熒光燈取代白熾燈（40～10oW） ，節(jié)能率為30%～75%。

（2）顯色性要求較高的場(chǎng)所應(yīng)當(dāng)采用稀土節(jié)能熒光燈，三基色熒光燈，小功率高顯色型鈉燈等光源。用細(xì)管徑直管形三基色T8和T5熒光燈代替T12熒光燈.節(jié)能率為25% 一35%。

（3）室外場(chǎng)所的照明則應(yīng)當(dāng)選用高壓鈉燈等使用時(shí)間較長(zhǎng)的氣體光源；用金屬鹵化物燈或高壓鈉燈代替熒光高壓汞燈，節(jié)能率為37.5%。

1.3 選擇恰當(dāng)?shù)恼彰鞣绞交蜓b置也是一種可行的節(jié)電能的方法。根據(jù)照明使用的要求分別采用各種節(jié)能型開關(guān)，如病房、臥房可采用詞光開關(guān)；室外場(chǎng)所和公共場(chǎng)所得照明則可采用光電、聲控開關(guān)；走道、走廊等場(chǎng)所可采用節(jié)能聲控開關(guān)。

2、變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)

2.1 變壓器的損耗主要分為兩部分：a.與負(fù)載無(wú)關(guān)的空載損失。b.與負(fù)載成平方比的負(fù)載損失。變壓器有載時(shí)，除了固定鐵損外，還存在由于電流通過一次、二次線圈的電阻損耗，即銅耗P在不同負(fù)載條件下，變壓器的總損耗為與P之和。

2.2變壓器的效率。變壓器的效率為輸出功率1）2與輸入功率P之比，變壓器的最高效率點(diǎn)是由變壓器固有結(jié)構(gòu)的特性、空載損耗PO、短路損耗P決定的。從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度考慮，對(duì)于季節(jié)性變化較大的負(fù)荷，宜裝設(shè)兩臺(tái)變壓器，當(dāng)負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間較低時(shí)可停用1臺(tái)，以保持經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3、動(dòng)力設(shè)備系統(tǒng)的節(jié)能

作為動(dòng)力源的電動(dòng)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。降低電動(dòng)機(jī)電能損耗的主要途徑，是提高電動(dòng)機(jī)的工作效率和功率因數(shù)。在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特性考慮選擇更為節(jié)電的電動(dòng)機(jī)，其關(guān)鍵在于明確負(fù)荷是連續(xù)的還是斷續(xù)的。若為連續(xù)負(fù)荷，要了解電動(dòng)機(jī)的輸出功率是否與各種負(fù)荷相匹配，如果是風(fēng)機(jī)和泵等平方遞減負(fù)荷特性，在輕載時(shí)打開風(fēng)門和閥門，采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)行可以節(jié)約電能。斷續(xù)負(fù)荷時(shí)，如果輕負(fù)荷時(shí)不能停止電動(dòng)機(jī)的工作，則應(yīng)考慮采用調(diào)速裝置，即在額定負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)采用常用電源，使電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行；而需要低速運(yùn)行時(shí)，考慮采用逆變器變頻裝置或其他方式調(diào)速。

二、住宅建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)措施

1、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

利用智能控制技術(shù)進(jìn)行節(jié)能主要體現(xiàn)在對(duì)空調(diào)和給排水專業(yè)建筑設(shè)備的監(jiān)控。對(duì)照明設(shè)計(jì)及控制方面建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的功能包括：實(shí)現(xiàn)受控機(jī)組和設(shè)備的啟、?？刂坪捅匾倪B鎖操作，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采集系統(tǒng)的主要參數(shù)，如溫度、濕度、壓力、流量、監(jiān)測(cè)變配電系統(tǒng)的主要開關(guān)狀態(tài)、電源電壓、電流和功率因數(shù)等。按預(yù)定的控制程序?qū)ο到y(tǒng)的被控參數(shù)進(jìn)行最佳自動(dòng)調(diào)節(jié)，使其運(yùn)行在相關(guān)專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工藝所要求的設(shè)定范圍。實(shí)現(xiàn)機(jī)組的臺(tái)數(shù)控制和優(yōu)化運(yùn)行。提供的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)記錄等均可以圖形化界面顯示建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)容按系統(tǒng)和設(shè)備的功能可分成以下子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控：制冷系統(tǒng)、熱源和熱交換系統(tǒng)、空詞系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、公共照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)。如在長(zhǎng)春滑冰場(chǎng)館巾制冷機(jī)組、空調(diào)的工作狀態(tài)的監(jiān)控，采用一整套完善的控制技術(shù)，可以根據(jù)不同的環(huán)境狀況及使用要求，自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行臺(tái)數(shù)及參數(shù)，降低能耗，同時(shí)保證冰面質(zhì)量。

2、提高能源的利用效率

在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)首先考慮選用高效節(jié)能的產(chǎn)品，以期降低系統(tǒng)自身的能耗。供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)：根據(jù)負(fù)荷容量，供電距離及分布，用電設(shè)備特點(diǎn)等因素合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)單可靠，操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短配電半徑減少線路損耗。合理選擇變壓器的容.量和臺(tái)數(shù)，以適應(yīng)由于季節(jié)性造成的負(fù)荷變化時(shí)能夠靈活投切變壓器，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行減少由于輕載運(yùn)行造成的不必要電能損耗。提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少無(wú)功在線路上傳輸，以達(dá)到節(jié)能的目的。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(wú)功，需要從系統(tǒng)中引入超前的無(wú)功相抵消，這樣超前的無(wú)功功率就從系統(tǒng)經(jīng)高、低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備，存線路上就產(chǎn)生了有功損耗。這部分損耗足可以想辦法改變的，其措施有以下兩種。第一，提高設(shè)備的自然功率數(shù)，以減少對(duì)超前無(wú)功的需求。第二，安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置。民用建筑中，容量大且負(fù)荷平穩(wěn)的負(fù)荷實(shí)行就地補(bǔ)償，這樣才能使線路上的無(wú)功傳輸減少，達(dá)到節(jié)能的目的。

3、采用新能源

為了達(dá)到節(jié)能節(jié)水和節(jié)電，空調(diào)和給排水專業(yè)的工程技術(shù)人員均在考慮如何采用新技術(shù)，在滿足建筑功能和專業(yè)工藝要求的前提下達(dá)到節(jié)能、節(jié)水和節(jié)電的效果。在對(duì)這些新技術(shù)的供電和控制過程中，需要工程技術(shù)人員對(duì)這些技術(shù)的工藝有深刻的理解，才能做到符合工藝技術(shù)的要求。如：大陽(yáng)能光伏發(fā)系統(tǒng)

3.1 太陽(yáng)能屬于可再生能源，其優(yōu)點(diǎn)是減少污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境。獨(dú)立運(yùn)行太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池板、控制器、蓄電池和逆變器組成，若并網(wǎng)運(yùn)行，則無(wú)需蓄電池組。

3.2 系統(tǒng)應(yīng)用。我國(guó)年均太陽(yáng)能輻射量為5000WJ，年均日照時(shí)間為2200h，資源相當(dāng)豐富。每平方米太陽(yáng)能電池板的發(fā)電量按IOOW/h計(jì)算，則年發(fā)電量為200kW以上。目前，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)所主要包括：（1）建筑物部分用電設(shè)備；（2）環(huán)境照明，如庭院燈、草坪燈等；（3）道路照明、體育場(chǎng)照明等。

3.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的主要因素。

（1）用電負(fù)荷的性質(zhì)、大小及每天工作的時(shí)間；（2）系統(tǒng)輸出的電壓等級(jí)；（3）陰雨于氣時(shí)系統(tǒng)連續(xù)工作時(shí)間：（4）建筑物所在區(qū)域的太陽(yáng)能輻射量和日照時(shí)間；（5）太陽(yáng)能電池板的安裝位置和抗風(fēng)荷載的措施。

三、結(jié)束語(yǔ)：

總之，建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)發(fā)展?jié)摿艽?，建筑電氣設(shè)計(jì)工程技術(shù)人員應(yīng)在工程設(shè)計(jì)中精心考慮，采用各種措施節(jié)約電能，同時(shí)應(yīng)滿足科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性的要求。在選用節(jié)能的新設(shè)備時(shí)，應(yīng)全面地了解其原理、性能、效果。從技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行比較，再選定節(jié)能設(shè)備，已達(dá)到真正的節(jié)能目的。

參考文獻(xiàn)：

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【2】王國(guó)峰 建筑樓宇中的電氣節(jié)能綜合措施研究[J]建筑技術(shù)，2010.2（3）