民用建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能與環(huán)保探究

左雙杰

【摘 要】建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該更多地考慮到電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能性，必須要減少無謂的電力能源消耗，必須要提高整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，同時(shí)更多的利用新能源，更多地利用可再生能源，來減少建筑電氣能源消耗，不斷提高改進(jìn)電氣設(shè)備的節(jié)能性能，讓未來的建筑真正的實(shí)現(xiàn)節(jié)能，真正的是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】民用；建筑；電氣；設(shè)計(jì)

節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為我國的基本國策，兩者之間有著密不可分的關(guān)系。

1民用建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

1.1 滿足建筑自身功能需要的原則

對整棟建筑物而言，首先要考慮的是建筑的功能性，例如，住戶居住的舒適指數(shù)，住戶用電是否安全，建筑的能耗效率是否高等。因此，電氣設(shè)計(jì)必需考慮建筑的照明需要滿足人們的需求，每一項(xiàng)的指標(biāo)都要符合相關(guān)規(guī)范；保證建筑內(nèi)部空間的溫度和風(fēng)量要合適，使住戶感到舒適；整棟大樓內(nèi)部的行走路徑要進(jìn)行合理的優(yōu)化，保持樓道的通暢，避免留下安全隱患。

1.2 滿足建筑實(shí)際設(shè)計(jì)構(gòu)造的經(jīng)濟(jì)效益原則

在研究建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)方案時(shí)，重點(diǎn)有兩個，一個是不能超出自身的經(jīng)濟(jì)條件范圍，另外一個是要充分滿足工程的功能需求。實(shí)施建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，以實(shí)際運(yùn)作時(shí)經(jīng)濟(jì)效益的最大化為首要目標(biāo)。設(shè)計(jì)方案不能不顧及建筑成本只一味地提高節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致工程建設(shè)成本的增加。

1.3 減少無效益的能源耗損原則

在對建筑電氣工程進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，第一步要做的是，充分了解建筑內(nèi)部不同部位的耗電情況，做到心中有數(shù)，從而更能輕松的找到建筑內(nèi)部不同耗電設(shè)備的功能，將一些多余的耗電設(shè)備取消，或者進(jìn)行節(jié)能改造。

1.4 滿足環(huán)境保護(hù)的先進(jìn)性原則

綠色節(jié)能設(shè)計(jì)的主要目的是降低能耗，提高能源利用的綜合效益。設(shè)計(jì)節(jié)能方案的基本原則是：采用較為先進(jìn)的技術(shù)，要具有較高的可靠性，且成本不可太高，能提高能源的利用率并且能保護(hù)環(huán)境。要借助于一系列合理的計(jì)算，選擇最合適的電氣設(shè)備，采用最方便的控制方法，在追求比較好的節(jié)電效果的同時(shí)，盡可能不增加投資的成本。當(dāng)代建筑工程的能耗電器中，空調(diào)占據(jù)第一位，緊隨其后的是建筑內(nèi)部的照明系統(tǒng)。相關(guān)資料顯示，建筑照明系統(tǒng)的耗電大概占據(jù)建筑總能耗的25%?，F(xiàn)代化的辦公樓、旅館、飯店以及展覽廳等建筑的日常運(yùn)行需要大量燈光照明來維持，并對更高質(zhì)量的照明也有要求，于是建筑照明系統(tǒng)的能耗越來越大。現(xiàn)代的建筑照明設(shè)計(jì)除了要滿足工作的需要之外，還得打造出絢麗的視覺效果，這就需要設(shè)計(jì)師們盡可能地將現(xiàn)代先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)運(yùn)用到建筑照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，以降低照明系統(tǒng)的能耗。

2 民用建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的策略研究

2.1合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)

電器節(jié)能的首要步驟就是要考慮供配電系統(tǒng)中的無謂能源消耗，減少這些無謂能源的消耗就能夠起到節(jié)能的作用。在能夠滿足使用要求的情況下，整個供配電系統(tǒng)的必須要盡可能的精簡，做到設(shè)備電力在輸配過程中的無謂損耗；減少輸配電設(shè)備的同一等級的設(shè)備配置數(shù)量，輸配電設(shè)備的等級要盡可能精簡；通過不同輸配電系統(tǒng)的有效減負(fù)，來實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約；對于變壓器的選用也要盡可能的節(jié)能，變壓器的同時(shí)工作臺數(shù)，可以根據(jù)實(shí)際的情況來調(diào)節(jié)，在電力負(fù)荷不是很大的時(shí)候，可以自動的減少同時(shí)工作的變壓器設(shè)備臺數(shù)，減少調(diào)不必要的電力設(shè)備電能損耗。

2.2合理選擇無功補(bǔ)償及補(bǔ)償方式

設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中一部分是有用功，一部分是無用功。電網(wǎng)中的電力負(fù)荷比如電動機(jī)、變壓器等大部分都有感性負(fù)荷，在運(yùn)行過程中需要向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無功功率。特別是現(xiàn)在電氣設(shè)備越來越多，能耗越來越大的情況下，無用功過多就惡化了供電質(zhì)量。減少感性負(fù)荷供應(yīng)，裝設(shè)動態(tài)無功補(bǔ)償和適當(dāng)?shù)臑V波裝置，能夠在一定程度上制約無用功，減少系統(tǒng)損耗，提高電能質(zhì)量，改善電壓質(zhì)量，增加變壓器容量，達(dá)到節(jié)省電費(fèi)的效果通過在配電系統(tǒng)中設(shè)置無功補(bǔ)償裝置，提高了配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，可顯著的減少無功電流所造成的電能損耗。有條件的建筑物，可采用就地式無功補(bǔ)償和集中式無功補(bǔ)償相配合的綜合補(bǔ)償方式；對安裝容量超過10kW的電機(jī)類用電設(shè)備，可在電機(jī)控制柜處就地設(shè)置無功補(bǔ)償裝置。對于其他設(shè)備的無功功率，在變電所低壓側(cè)進(jìn)行集中補(bǔ)償。需要注意的是，對于變負(fù)載的設(shè)備，其電動機(jī)端電壓隨負(fù)載而變化，會造成就地?zé)o功補(bǔ)償裝置內(nèi)的電容器出現(xiàn)無功涌流，嚴(yán)重的情況會導(dǎo)致電機(jī)由于涌流過電壓而燒毀。因此對于此類設(shè)備不應(yīng)采取就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)姆绞健?/p>

2.3合理選擇導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面

長期以來在對電力電纜選擇時(shí)，通常電纜的截面會根據(jù)發(fā)熱載流量、短路電流和電壓來選擇，以滿足安全為基礎(chǔ)，然后確保截面的最小化，這樣可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約。但這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)的結(jié)果往往導(dǎo)致電能損耗費(fèi)用增加，進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)行成本的增加。所以對于電纜截面的選擇，還需要考慮到經(jīng)濟(jì)載流量，確保選擇的導(dǎo)線截面具有較好的合量性，降低線路的損耗，確保在電纜的生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)總費(fèi)用的最小化，按電纜的經(jīng)濟(jì)載流量（經(jīng)濟(jì)電流密度）合理選擇導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面，減少線路損耗，并使得電纜在壽命周期內(nèi)總費(fèi)用最低。而且經(jīng)濟(jì)截面要大于發(fā)熱截面，這就確保了電纜運(yùn)行上的安全性，減少了安全隱患的發(fā)生。同時(shí)在選擇導(dǎo)線時(shí)，還要對電阻率進(jìn)行充分的考慮，以選擇盡量小的電阻率為宜，設(shè)計(jì)中避免導(dǎo)線長度過長，使負(fù)荷中心與變電所能夠盡可能的靠近，以實(shí)現(xiàn)供電距離最短，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

2.4提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

為了達(dá)到節(jié)能的目的，常常用提高功率因數(shù)的方式（因?yàn)榭梢越档途€路無功功率的損耗）來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)檩旊娋€路損耗AP中包含了線路傳輸有功功率時(shí)容易引起的線損和線路傳輸無功功率時(shí)引起的線路損耗。對于有功功率是能夠維持建筑物內(nèi)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件，是恒量的，無法改變的。但是在整個供電系統(tǒng)中一些用電設(shè)備本身具有電性，諸如電動機(jī)、變壓器之類，它們會產(chǎn)生無功電流，無功電流會經(jīng)過高低壓線路向設(shè)備的末端傳輸，這勢必會增加線路損耗，增加整個電能系統(tǒng)的用電負(fù)擔(dān)。事實(shí)上這種損耗完全可以避免，可以利用以下幾種方法：降低用電設(shè)備的無功損耗。功率因數(shù)高的用電設(shè)備可以有效地降低用電設(shè)備的無功損耗?；诖耍诫妱訖C(jī)類型的設(shè)備功率因數(shù)高，在設(shè)計(jì)中可以適當(dāng)采用，有補(bǔ)償電容器的用電設(shè)備可以被選擇為電感性用電設(shè)備。以靜電電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償。實(shí)踐證明，利用電容器可以產(chǎn)生超前無功電流，這種電流可以與用電設(shè)備所產(chǎn)生的無功電流兩者相互抵消，這樣不但降低了無功電流，還提高了功率因數(shù)。

2.5選擇及合理使用光源

照明節(jié)能是綠色照明的核心內(nèi)容，而光源則是照明節(jié)能的首要因素節(jié)能光源種類很多，如高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）、直管稀土三基色細(xì)管熒光燈（T8、T5）、緊湊型熒光燈等。隨著高效節(jié)能的照明產(chǎn)品的大力推廣，現(xiàn)在緊湊型熒光燈以色溫高、顯色性好、光線柔和，又加上體積小、照度大、功率因數(shù)高等特點(diǎn)，已被廣泛地應(yīng)用到人們的日常生活中。然而，熒光燈中的汞卻會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。據(jù)分析，一只節(jié)能燈燈管平均含有0.5mg的汞（只有少數(shù)名牌產(chǎn)品可以做到0.25mg左右），而1mg的汞浸入地下就會造成大約360t水的污染。值得慶幸的是，這一污染現(xiàn)象已經(jīng)引起國家有關(guān)部門的高度重視。據(jù)悉，國家環(huán)保總局組織編制了《“十一五”國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃》，其中包括：氣體放電燈加工工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；廢氣體放電燈回收利用污染控制技術(shù)規(guī)范。相信在不久的將來，我國會建立起完善的氣體放電燈生產(chǎn)、使用及回收制度，并教育市民合理使用、放置節(jié)能燈，使人們能夠自覺使用滿足綠色照明要求的照明電器產(chǎn)品和將廢舊照明電器投入到分類的廢舊物指定地點(diǎn)，減少對環(huán)境的污染和破壞。

3結(jié)語

建筑行業(yè)中電氣節(jié)能設(shè)計(jì)趨向智能化，信息化、自動化和透明化是發(fā)展的主流方向。除了上述方法，還有很多方法可以用在建筑電氣的節(jié)能上，例如，選用新型的節(jié)能設(shè)備，安裝智能化的控制系統(tǒng)，增大電網(wǎng)的功率系數(shù)等。電氣設(shè)計(jì)師要對建筑電氣節(jié)能有深入的了解，綜合把握建筑電氣的節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和可靠性，采取各種有效的節(jié)能手段，來減低建筑電氣的能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

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