綠色建筑電氣設(shè)計(jì)與節(jié)能環(huán)保

高文婷

榆林市恒泰建筑設(shè)計(jì)有限公司

綠色建筑電氣設(shè)計(jì)與節(jié)能環(huán)保

高文婷

榆林市恒泰建筑設(shè)計(jì)有限公司

近幾年來，隨著能源的過度消耗，節(jié)能減排、能源節(jié)約成為各行各業(yè)廣泛重視的問題。在建筑設(shè)計(jì)中，綠色建筑成為新時(shí)期建筑的走向形式。綠色建筑的設(shè)計(jì)要符合節(jié)能減排的目的，其電氣設(shè)計(jì)同樣要符合綠色環(huán)保的基本要求。本文對綠色建筑的電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行簡單分析，研究和探討了綠色建筑中通過電氣設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約的方法。

綠色建筑；電氣設(shè)計(jì)；節(jié)能環(huán)保

綠色建筑是為人們提供健康、安全、舒適的環(huán)境，同時(shí)在建筑全生命周期中實(shí)現(xiàn)高效率充分利用資源的最大化及最小化的影響環(huán)境的建筑物，這個(gè)理論包括了綠色建筑的幾個(gè)重要要素，其中每個(gè)方面都和建筑電氣設(shè)計(jì)密切相關(guān)，現(xiàn)代建筑電氣技術(shù)綜合應(yīng)用了建筑電氣的設(shè)備制造、工程設(shè)計(jì)、實(shí)施及電工、電子、信息技術(shù)與控制形成了一條成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，本文就將對綠色建筑電氣設(shè)計(jì)與節(jié)能環(huán)保進(jìn)行分析與探討。

1.綠色建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的原則

電氣節(jié)能設(shè)計(jì)既不能以犧牲建筑功能、損害使用需求為代價(jià)，也不能盲目增加投資、為節(jié)能而節(jié)能。因此，電氣節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：

（1）適用性。就是基于滿足在建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好人工環(huán)境提供必要的能源，為建筑設(shè)備運(yùn)行提供必需的動(dòng)力，按照用電設(shè)備對于負(fù)荷容量、電能質(zhì)量與供電可靠性等方面的要求，來優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)，促進(jìn)電能合理利用。

（2）實(shí)際性。要充分考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，合理選用節(jié)能設(shè)備及材料，使節(jié)能增加的投資能在較短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運(yùn)行費(fèi)用收回。

（3）節(jié)能性。應(yīng)考慮采取措施減少或消除與發(fā)揮建筑物功能無關(guān)的消耗，比如電氣設(shè)備自身的電能消耗，傳輸線路上的電能消耗等等，這應(yīng)該是節(jié)能的著眼點(diǎn)。

2.供配電節(jié)能設(shè)計(jì)

2.1科學(xué)選擇變壓器

變壓器是電壓變換設(shè)備，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，特別是10kV和35kV電壓等級(jí)的變壓器，在電力系統(tǒng)和配電系統(tǒng)中使用普遍，數(shù)量較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在電網(wǎng)上運(yùn)行的10kV和35kV級(jí)變壓器約有10 億kVA以上。由于使用量大，運(yùn)行時(shí)間長，變壓器的選擇和使用存在著巨大的節(jié)能潛力，特別是量大面廣的10kV和35kV級(jí)變壓器。選擇高效節(jié)能產(chǎn)品，不但對節(jié)約能源具有重要意義，同時(shí)還可以大大降低變壓器的運(yùn)營成本，是用電企業(yè)改善經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。在供配電設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇高效節(jié)能變壓器，從而有效減少電力運(yùn)行費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2合理選擇電動(dòng)機(jī)

在供配電設(shè)計(jì)中，電動(dòng)機(jī)的選擇經(jīng)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷運(yùn)行不低于額定容量的40%，變壓器負(fù)荷率宜在75―85%，不低于60%。減少電動(dòng)機(jī)能量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)。異步電動(dòng)機(jī)在空載或輕載運(yùn)行時(shí)，功率因數(shù)很低，空載時(shí)功率因數(shù)低于0.4，輕載時(shí)約為0.6左右；負(fù)荷在70%以上至滿載時(shí)功率因數(shù)較高，約為0.85左右。所以，設(shè)計(jì)時(shí)如能正確的選擇電動(dòng)機(jī)的容量，使之盡可能地滿負(fù)荷運(yùn)行，將會(huì)大大提高自然功率因數(shù)。特別是當(dāng)電動(dòng)機(jī)處在空載運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，或者是選用的為異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)會(huì)非常低，例如：在空載時(shí)，功率因數(shù)在0.2―0.3范圍內(nèi)：而當(dāng)處在滿載情況時(shí)，功率因數(shù)則較高，可達(dá)到0.85―0.89范圍。因此，在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，對于異步電動(dòng)機(jī)的容量要合理進(jìn)行選擇，要求容量不能選擇過大，使之能夠達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行即可。

3、照明節(jié)能設(shè)計(jì)

a.可適當(dāng)降低燈具工作電壓或采用節(jié)能燈，來延長燈具使用壽命和節(jié)約電力資源。具體設(shè)計(jì)策略：首先設(shè)計(jì)前要了解各類電光源的特點(diǎn)，合理進(jìn)行光源選擇；然后做好計(jì)算工作，有照度計(jì)算、三相平衡計(jì)算、燈具配光曲線選擇等，根據(jù)不同的場合選擇不同的燈具，設(shè)計(jì)者要多考慮技術(shù)規(guī)格方面的因素，如燈具效率、照度值、功率消耗等，在滿足照明需求的同時(shí)還應(yīng)盡量保持美觀性，使照明系統(tǒng)與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)

b.照明設(shè)計(jì)要想做到生態(tài)節(jié)能環(huán)保，可以采用智能照明控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間自動(dòng)地在各種工作狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就以高檔建筑辦公樓的大廳、會(huì)議室等場所來說，可以根據(jù)一天的不同時(shí)間、不同用途精心地進(jìn)行燈光的場景預(yù)設(shè)置，而且利用智能系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)光，倘若遇照度設(shè)計(jì)偏高，但系統(tǒng)還是會(huì)按照預(yù)先設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)亮度使辦公室在使用期內(nèi)保持恒定照度，而不受燈具效率降低和墻面反射系數(shù)衰減的影響。

4、電機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)

在綠色建筑電氣設(shè)計(jì)中，對于電機(jī)的設(shè)計(jì)，由于電機(jī)是感性負(fù)載，電機(jī)能夠帶來滯后的無功率的電流，通過高壓和低壓線路輸送到電氣設(shè)備的端尾，進(jìn)而會(huì)加大整個(gè)輸送過程中和變壓器功率的消耗等，我們對于電機(jī)的設(shè)計(jì)上，需要增強(qiáng)供電配電網(wǎng)絡(luò)的功率，進(jìn)而使得在系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行就地的補(bǔ)償，我們也可以在供電配電的網(wǎng)絡(luò)中加入電容器柜進(jìn)而采取集中無功補(bǔ)償?shù)姆椒?，我們都了解，電機(jī)的主要的運(yùn)行特征是，通過負(fù)載波動(dòng)的大小，進(jìn)而影響運(yùn)行中的效率，也就是說，電機(jī)的效率越高，其功率因數(shù)也是越高的。在電機(jī)穩(wěn)定的運(yùn)行中，在電機(jī)轉(zhuǎn)載時(shí)，它的效率會(huì)有所減低的，因而會(huì)浪費(fèi)比較多的電能。在進(jìn)行空載運(yùn)行中，電機(jī)的實(shí)際的功率因數(shù)一般會(huì)降到0.3以下，因此，對于節(jié)能的設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的方面就是采取合理的電機(jī)容量，從而最大可能的避免電機(jī)空載以及輕載的情況。進(jìn)一步的提高電機(jī)的效率，因?yàn)殡姍C(jī)全壓啟動(dòng)的電流是額定的電流的7倍左右，其對電網(wǎng)刺激是非常強(qiáng)烈的，如果能夠在使用中使變頻調(diào)速，那么，在低頻啟動(dòng)電機(jī)的時(shí)候啟動(dòng)電流就可以降低很多，就會(huì)減少很多的損耗。

5、地下空間采光優(yōu)化

在設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合室外設(shè)計(jì)，充分利用自然光，某大樓采用了兩個(gè)采光通風(fēng)井，通往地下一層和地下二層，采光效果良好，并能同時(shí)夠?qū)崿F(xiàn)通風(fēng)換氣的功能，在其他部位采用了光導(dǎo)管的形式試下地下自然采光，共采用六個(gè)光導(dǎo)管，光導(dǎo)管的位置和間距均經(jīng)合理性論證，能夠有效改善地下采光功能采光通風(fēng)井和光導(dǎo)管位置。

綜上所述，在實(shí)施綠色建筑設(shè)計(jì)過程中，電氣設(shè)計(jì)的健康、綠色、節(jié)能是切實(shí)貫徹綠色建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的重要方面，是實(shí)現(xiàn)綠色建筑的重要保證，因此，我們應(yīng)該注重電氣節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，通過建筑物將“綠色”理念傳播之千家萬戶。

［1］鐘鳴.淺析民用建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施［J］.技術(shù)研發(fā)，2011（18）.

［2］（美）查爾斯·G·伍德.綠色建筑設(shè)計(jì)方法與實(shí)例［M］.中國電力出版社，2005，9.