建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)剖析

蔡俊祥

摘要：隨著建筑行業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)能源的消耗量也在急劇增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑綜合耗能達(dá)到社會(huì)能源消費(fèi)的30%，在建筑耗能中，供暖、照明、和動(dòng)力分列前三項(xiàng)。其中，照明能耗約占建筑能耗的35%。所以要做好建筑電氣的節(jié)能，應(yīng)著重從工程設(shè)計(jì)入手，采用各種措施節(jié)約用電，提高建筑工程設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。本文在此分別從供配電、照明和動(dòng)力設(shè)備等幾個(gè)具體的方面對(duì)建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)做了詳細(xì)的研究。

關(guān)鍵詞：建筑電氣；節(jié)能；重要性

一、建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提高，同時(shí)對(duì)能源的需求量也不斷的增加，在能源日益緊張的情況下，我國(guó)的能源實(shí)際利用率較低，同時(shí)環(huán)境污染也在不斷的加劇，同時(shí)在能源的消耗中，建筑消耗占有較大的比例，且呈逐年上升的趨勢(shì)。因此建筑節(jié)能成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著建筑領(lǐng)域?qū)﹄娏π枨蟮牟粩嘣黾?，在建筑?jié)能中，電氣節(jié)能所占的比例較大，近幾年來，由于建筑用電出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面，全面相當(dāng)多的地方都曾出現(xiàn)過拉閘限電的情況，因此，抓好建筑電氣節(jié)能已成為刻不容緩的重要事情。

隨著國(guó)家提倡的創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)的要求，在此形勢(shì)下，節(jié)能減排問題已成為當(dāng)前非常重要和緊迫性的問題，國(guó)家在這方面相繼出臺(tái)了一系列的政策方針，把建設(shè)“資源節(jié)約型”社會(huì)作為當(dāng)前的總體目標(biāo)，由于電力能源的覆蓋面較大，能源消耗量較多，因此合理的利用電力能源已成為當(dāng)前的重要課題。

二、供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

1、合理選擇和使用變壓器

變壓器的有功損耗按計(jì)算公式為，AP=Po+B2PK.式中：AP―變壓器的有功損耗（KW），Po―變壓器的空載損耗（KW）由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成，其值與鐵芯材料及制造工藝有關(guān)，與負(fù)荷大小無關(guān)，PK―變壓器的短路損耗（KW）是變壓器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗又稱變壓器線損.多稱為銅損，它與流過繞組電流的平方成正比，B―變壓器的負(fù)載率即變壓器實(shí)際功率與額定功率的比值。由上式可得：選擇節(jié)能型的變壓器主要依據(jù)以下指標(biāo)：（1）空載損耗低的變壓器，可采用S9，SL9，SC8型的；（2）繞組阻值小，可以采用銅芯變壓器；（3）負(fù)載率設(shè)定合理.從理論上來說，B=50%時(shí)。變壓器的能耗最小，由于P0值是固定的，因此此時(shí)減少的是PK值，大量的實(shí)踐證明，80%的負(fù)載率是最經(jīng)濟(jì)的節(jié)能。

2、降低線路的功能損耗

當(dāng)電網(wǎng)輸送電能時(shí)。在電網(wǎng)中就產(chǎn)生有功損耗，單一線路有功損耗計(jì)算公式為：AP=12R，式中，△P―損失功率，R―導(dǎo)線電阻。線路上的電流是不能改變的，因此，要想減少線路的功能損耗，只有想辦法減少導(dǎo)線的電阻。電阻計(jì)算公式為：R=p×US，式中，P為電導(dǎo)率，L為導(dǎo)線長(zhǎng)度，S為導(dǎo)線截面積。從上述公式中，我們不難得出，要在建筑電氣設(shè)計(jì)中，減少線路的功能損耗要做到以下幾點(diǎn)：首先，選擇電導(dǎo)率小的導(dǎo)線.銅線是比較好的選擇。其次，在設(shè)計(jì)中，盡量減少導(dǎo)線的長(zhǎng)度，盡可能使用直線，盡量少用或者不用回頭線，因此要盡可能把配電箱放置負(fù)荷中心。最后，增大導(dǎo)線截面。可按照正常需求的截面，加大一級(jí)導(dǎo)線截面，既能減少功能損耗，又能延長(zhǎng)使用壽命，并且還能提高用電的安全性。

2、動(dòng)力節(jié)能

2.1采用高效率電動(dòng)機(jī)

采取各種切實(shí)可行的措施，減少電動(dòng)機(jī)的各部分損耗（主要為負(fù)載損耗及空載損耗）、提高電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)。采用高效率電機(jī)（Y、Y2系列）減少的耗電量與普通標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)相比，其總損耗減少20%～30%，效率可以提高3%～6%。

2.2根據(jù)負(fù)荷特性合理地選擇電動(dòng)機(jī)

首先要了解負(fù)荷的特性，然后根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境及負(fù)載特點(diǎn)選用合適的電動(dòng)機(jī)，避免“大馬拉小車”，以提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的效率和功率因數(shù)。

2.3根據(jù)負(fù)載情況對(duì)電動(dòng)機(jī)采取就地補(bǔ)償

對(duì)距供電點(diǎn)較遠(yuǎn)的大、中容量連續(xù)運(yùn)行工作制的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采取電動(dòng)機(jī)的無功功率就地補(bǔ)償裝置。但對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償容量不宜過大，以免產(chǎn)生自勵(lì)磁過電壓。

2.4改進(jìn)控制方式，提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率

對(duì)需要根據(jù)負(fù)荷變化調(diào)節(jié)的設(shè)備采用調(diào)速電機(jī)。許多水泵、風(fēng)機(jī)的流（風(fēng)）量不是要求恒定的，從理論上講，泵類、風(fēng)機(jī)的流（風(fēng)）量與轉(zhuǎn)速成比例，而功率與流量的3次方成比例，故按照工藝流（風(fēng)）量的要求，實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制，當(dāng)流（風(fēng)）量減少時(shí)，所需功率近似按流（風(fēng)）量的3次方大幅度下降，是節(jié)電的有效方法。交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速分變極調(diào)速、變頻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速三種形式，節(jié)能效果以變頻器最為明顯。在水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、電梯等機(jī)械上應(yīng)用變頻器不但可以節(jié)約大量電能，還可提高控制質(zhì)量及產(chǎn)品數(shù)量，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的重要手段。

三、照明節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑照明節(jié)能應(yīng)該根據(jù)建筑物的性質(zhì)、用途和所要求的照明質(zhì)量來確定，在滿足顯色性和啟動(dòng)時(shí)間的基礎(chǔ)上，選擇使用壽命長(zhǎng)、性價(jià)比高的光源設(shè)備。在燈具安裝較低的地方首先選用熒光定，一般情況下選用直管熒光燈，并采用規(guī)格較細(xì)的燈管；燈具安裝較高的場(chǎng)所首選金鹵燈，在顯色性較高的場(chǎng)所最適宜選用陶瓷金鹵燈，對(duì)顯色性要求一般的場(chǎng)所可以選用高壓鈉燈；家庭普通照明最好選用白熾燈；在有條件的地方選用LED光源，它具有壽命長(zhǎng)、耗能低、污染小的特點(diǎn)，將是未來最理想的照明設(shè)備，據(jù)調(diào)查顯示：如果全國(guó)采用LED光源設(shè)備將為我國(guó)節(jié)約相當(dāng)于三峽發(fā)電量的電能。

另外燈具的效率對(duì)節(jié)能也有很大影響，燈具的效率過低，會(huì)使能量的損失高達(dá)40%，燈具的效率高會(huì)降低運(yùn)行費(fèi)用。所以，在選擇燈具時(shí)其效率是不可忽視的方面，應(yīng)該采用利用系數(shù)高、效率高的燈具；合理設(shè)計(jì)燈具的配光也可以提高燈具的效率；在設(shè)計(jì)中選用科學(xué)的光源用電配件也可以提高燈具的使用效率。

合理的照明方式直接關(guān)系到電能消耗的量。照明方式在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)建筑物的用途差別對(duì)待。例如，大型商場(chǎng)在選擇照明方式時(shí)，應(yīng)該采用一般照明和局部重點(diǎn)照明相結(jié)合，在人員比較少的地方采用一般照明，在物品和人員比較多的地方采用重點(diǎn)照明；地下車庫適宜采用車行道和車位分區(qū)控制照明；道路的照明方式要選擇夜間和深夜照明方式相結(jié)合，在初夜的時(shí)候照明的亮度應(yīng)該強(qiáng)一些，在深夜時(shí)照明強(qiáng)度應(yīng)該弱一些；在大型的商場(chǎng)和超市應(yīng)該選用節(jié)能照明智能控制設(shè)備。

充分利用太陽光，設(shè)計(jì)照明開關(guān)時(shí)候要本著科學(xué)合理的原則，充分利用自然光。自然光的選擇不僅能使人能夠盡快適應(yīng)環(huán)境而且有利于健康，使人感到舒適。提高自然光的利用率可以采取以下措施：使室內(nèi)受光面的反身性增強(qiáng)；屋內(nèi)墻壁的顏色以白色為主，因?yàn)榘咨珘γ娴姆瓷湎禂?shù)可達(dá)70%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他顏色的反光系數(shù)。

四、空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

1、減少空調(diào)的冷熱負(fù)荷

空調(diào)的冷熱負(fù)荷主要與建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，即墻體、窗戶以及門扇有關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)控制墻體的傳熱系數(shù)，采用合適的結(jié)構(gòu)和材料降低墻體的傳熱性能。與此同時(shí)，人體感覺舒適的室內(nèi)溫度13℃～23℃，空氣相對(duì)濕度20%～80%，在滿足人體舒適的前提下合理確定室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)，以減少空調(diào)的冷熱負(fù)荷。

2、合理選用空調(diào)的制冷機(jī)組

在空調(diào)機(jī)組中，制冷制熱機(jī)組是主要的能耗設(shè)備，其能耗占整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的55%～65%，因此選擇合適的制冷制熱機(jī)組對(duì)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能來說就尤為重要。

3、降低水系統(tǒng)的電能損耗

空調(diào)的冷凍水泵、冷卻水泵耗電量可占到空調(diào)總能耗的15%～20%。因此，也必須重視空調(diào)水系統(tǒng)的節(jié)能。在實(shí)際的運(yùn)行中，空調(diào)制冷和制熱機(jī)組主要處于部分負(fù)荷下運(yùn)行，因此，水系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)鍵便是隨著負(fù)荷的變化而改變流量，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，宜采用變頻調(diào)速變流量方法以減少水泵的運(yùn)行能耗，最大限度節(jié)約電能損耗。

4、降低風(fēng)系統(tǒng)的電能損耗

空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，也可以節(jié)約空調(diào)用電量。這首先需要從建筑設(shè)計(jì)的總體來考慮，即建筑物的布局及室內(nèi)設(shè)計(jì)要盡量通風(fēng)。設(shè)計(jì)的時(shí)候要充分考慮門窗、進(jìn)風(fēng)口以及建筑平面在新風(fēng)引進(jìn)中的作用并加以充分利用，以盡量減少空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)的使用。

五、結(jié)語

總之，無論是供電系統(tǒng)或用電設(shè)備，建筑電氣節(jié)能的潛力巨大。合理計(jì)算建筑的用電負(fù)荷，正確設(shè)計(jì)變配電系統(tǒng)，推廣節(jié)能型用電設(shè)備，運(yùn)用新技術(shù)，再配以科學(xué)的管理，是實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能降耗的有效措施。