建筑電氣設(shè)計中的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用分析

彭波

摘要：建筑行業(yè)和人們的生產(chǎn)活動和生活實際息息相關(guān)，由于現(xiàn)代人們對于建筑的使用功能有了更多的關(guān)注。通過對建筑電氣的節(jié)能化設(shè)計，可以大大提升資源的利用效率，減少其對周圍環(huán)境的不利影響，本文就對當(dāng)前建筑的電氣節(jié)能設(shè)計進行了分析。

關(guān)鍵詞：建筑；電氣設(shè)計；節(jié)能

中圖分類號：TU85 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）11—145—02

引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，民用建筑的電力能耗問題日益突出。如何節(jié)能降耗，成為民用建筑電氣設(shè)計的焦點。在具體的電氣節(jié)能設(shè)計工作中，一方面需要保證整個系統(tǒng)設(shè)計的安全性和穩(wěn)定性，另一方面還要盡可能的把造成成本控制在最低，減少能源的浪費。

1電氣節(jié)能設(shè)計綜述

1.1建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容

建筑電氣的節(jié)能設(shè)計是以科學(xué)為依據(jù)，節(jié)能為前提的將建筑設(shè)計進而優(yōu)化的措施。將節(jié)能的注意事項進行研究和分析，不斷進行改革，將能源的消耗不斷降低，使節(jié)能技術(shù)不斷提升。因此，在對電氣進行節(jié)能設(shè)計時，就需要對它的各個環(huán)節(jié)進行具體分析，掌握各個環(huán)節(jié)節(jié)能設(shè)計的主要特點。一般來說，它的節(jié)能設(shè)計主要有以下幾方面：

（1）配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計（包括：詳細(xì)負(fù)荷統(tǒng)計計算、無功動態(tài)補償策略和諧波綜合治理方案設(shè)計以及變配電設(shè)備優(yōu)化節(jié)能選型設(shè)計等）；

（2）照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計（包括：照明系統(tǒng)設(shè)計、照明燈具匹配節(jié)能設(shè)計以及照明控制系統(tǒng)設(shè)計等）；

（3）電氣設(shè)備節(jié)能設(shè)計（包括：空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)和電梯等電機拖動系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計；

（4）新能源綜合利用節(jié)能設(shè)計（包括：太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水源熱泵、熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)等節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計）。

1.2節(jié)能設(shè)計遵循的原則

建筑的電氣節(jié)能設(shè)計最終的目的還是為建筑自身功能有效性發(fā)揮所服務(wù)的，在設(shè)計時就需要考慮到建筑的功能發(fā)揮，對能源消耗進行有效控制，提高能源的利用率，對電氣功能進行科學(xué)合理的控制和管理，不能對建筑自身功能的有效性發(fā)揮造成太大影響和干擾。此外.在進行設(shè)計的過程中，還要遵循實用性、經(jīng)濟性和合理性原則，對工程投資的有效利用進行重點考慮和分析，對節(jié)能設(shè)計進行合理利用，盡可能的避免因為節(jié)能設(shè)計而造成的整體建筑設(shè)計失衡，進而導(dǎo)致整體投資成本的增加?？偟膩碚f，就是要在節(jié)能設(shè)計中，盡可能的提高資源的利用率，減少資源的浪費.采取先進的科學(xué)化設(shè)備，確保其性能發(fā)揮不會和建筑自身功能有較大沖突，使電氣節(jié)能設(shè)計落實到位。

2電氣節(jié)能設(shè)計的具體措施分析

2.1供配電系統(tǒng)方面

在建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)置中，供電配電系統(tǒng)的分布是重要內(nèi)容之一，它是建筑使用功能有效發(fā)揮的保障。在進行建筑電氣優(yōu)化設(shè)計時，通常應(yīng)結(jié)合建筑規(guī)模、結(jié)構(gòu)等實際情況，充分考慮建筑內(nèi)部電力負(fù)荷類型和容量，并按照電力負(fù)荷曲線數(shù)據(jù)，通過詳細(xì)的分析計算決定配電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案，使建筑供配電系統(tǒng)中負(fù)荷曲線盡量趨于平坦，減少閑置電氣設(shè)備數(shù)量和閑置容量，使電能功率在整個建筑電氣系統(tǒng)中能夠得到最大限度的轉(zhuǎn)換利用，減少電能資源浪費。

2.1.1變配電所與箱式變電站在建筑中的位置

安置變配電所或箱式變電站時應(yīng)當(dāng)盡量靠近負(fù)荷中心的中心位置，這樣無論從節(jié)約成本上講（電纜），還是縮短供電半徑上講，都是合理且科學(xué)的。

2.1.2變壓器容量及數(shù)量

在電氣節(jié)能設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)實際負(fù)荷需求，按照略高于變壓器最佳負(fù)荷率來確定變壓器容量，通常應(yīng)設(shè)置負(fù)荷率在70%左右較為經(jīng)濟合理，為減少變壓器的損耗，當(dāng)容量大而需要選用多臺變壓器時，在合理分配負(fù)荷、充分考慮經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)的情況下，應(yīng)盡量減少變壓器臺數(shù)。另外，配電變壓器選型時，應(yīng)優(yōu)選空載、負(fù)載損耗相對較小的節(jié)能性配電變壓器。

2.1.3提高供配電系統(tǒng)的功率因素

對于功率因數(shù)的不斷提升，能夠保證線路中的無功功率不斷降低。采用無功補償?shù)募夹g(shù)手段，將分散就地補償?shù)妊a償技術(shù)進行有效利用，可將消耗的功率能夠快速進行補償。建筑中低壓配電系統(tǒng)的無功補償方式主要是在變電所內(nèi)進行集中補償，采用三相共補和單相分補等無功補償措施來提高供配電系統(tǒng)功率因數(shù)。同時可采用電抗器及諧波保護器等諧波預(yù)防及治理措施，減少配電線路和變配電設(shè)備中電能損耗，并提高供電質(zhì)量。

2.2線路損耗的有效性控制

當(dāng)電能傳輸時，由于線路上存在電阻電抗，電流通過時，就會產(chǎn)生電能損耗，而該損耗又與線路的長度和負(fù)載的大小相關(guān)聯(lián)。在配電線路中，電阻是重要構(gòu)成部件，只要有電流經(jīng)過其就會產(chǎn)生功率損耗，具體的損耗量大小可以由以下公式得到：

AP=3I²R·10^-3

A P代表的是三相輸電線路的實際功率損耗量；I代表的是線路電流值：R代表的是線路的相電阻值。通過這一公式的表述，可以明確電阻損耗是可以通過計算獲得的，這樣可以保證其節(jié)能設(shè)計更具有針對性。那么要保證電阻值始終處于最小就需要做好以下幾方面工作：

首先，對于導(dǎo)線的選擇要以電阻率最小的為主，并確保導(dǎo)線的輸電傳輸質(zhì)量，例如常見的銅芯導(dǎo)線。

其次，導(dǎo)線的長度使用也要盡可能的減少，在設(shè)計中線路要盡可能的以直線形式分布，在低壓配電中也要不走回線。此外，在變電所中，也要盡可能的使其和負(fù)荷中心相靠近，這樣可以使供電半徑減少。

第三.擴大導(dǎo)線的截面面積，如果導(dǎo)線的線路長度較長的話，就需要在確保載流量、熱穩(wěn)定以及保護配合等的基礎(chǔ)上，要選擇截面面積最大的導(dǎo)線，這樣所增加的線路費用，會因為能源的節(jié)約而減少年運行的造價成本。

2.3照明系統(tǒng)方面

在實際設(shè)計工作中，對于照明系統(tǒng)的設(shè)計主要包含有兩部分，即數(shù)量化設(shè)計和質(zhì)量化設(shè)計，兩者中數(shù)量化是基礎(chǔ)，按照建筑功能和活動要求來確定照明的等級和標(biāo)準(zhǔn)，并進行數(shù)據(jù)化的處理計算，同時在此基礎(chǔ)上還需要進行質(zhì)量化設(shè)計，把人們的居住感受作為依據(jù)，考慮到人的視覺和使用人群、使用用途以及建筑自身的風(fēng)格特征，以最多的收集到周圍環(huán)境等的多種因素，從而保證最后設(shè)計的科學(xué)性和合理性。照明節(jié)能設(shè)計的措施通常有以下幾種：（1）正確選擇照度標(biāo)準(zhǔn)值：在照明設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮工作、生產(chǎn)、學(xué)習(xí)和生活對視覺的要求，以及建筑等級和功能的不同合理確定照度；（2）合理選擇照明方式：應(yīng)當(dāng)充分利用自然采光，這是節(jié)省照明能耗的重要方式之一，即在設(shè)計中電氣設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)盡量考慮到自然光與人工照明的充分結(jié)合，從而在很大程度上節(jié)省了照明電能；盡量采用一般照明和局部照明相結(jié)合的方式，貫徹該高則高該低則低的原則，以在滿足使用和質(zhì)量的前提下節(jié)約能源；（3）科學(xué)選擇優(yōu)質(zhì)的電光源：其最基本的原則就是應(yīng)根據(jù)不同的場所選擇不同的光源。例如一般的房間應(yīng)當(dāng)選用熒光燈。但是在條件許可或顯色性要求較高的場所應(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；室外場所的照明則應(yīng)當(dāng)選用高壓鈉燈等使用時間較長的氣體光源；（4）合理選擇高效照明燈具：其原則是根據(jù)不同場所選用效率高、控光合理、光利用系數(shù)高、盡量不帶附件的照明燈具；（5）要為燈具配裝電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。常規(guī)電感鎮(zhèn)流器耗電量大約在燈具功率的25%以上，且其功率因數(shù)僅為0.4～0.5。電子鎮(zhèn)流器和節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，不僅耗電量低（大約占燈具功率的10%），而且其功率因數(shù)高達(dá)0.9以上，有利用降低照明燈具線路的線損。（6）較為節(jié)能的燈具控制方式主要包括采用觸摸延時開關(guān)、聲控、時控紅外、光控和智能控制等。不同的場所，應(yīng)選擇相對應(yīng)的控制方式。如道路照明，宜采用光控和時控結(jié)合的控制方式；住宅的樓梯間、走道的照明，宜采用紅外、聲控或觸摸延時開關(guān)等自熄開關(guān)控制：公共建筑的大開間場所的照明，宜采用智能照明控制系統(tǒng)集中控制。

2.4暖通空調(diào)

對于暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計，是提高建筑整體能耗控制水平，降低系統(tǒng)整體消耗的重要措施，民用建筑的空調(diào)型式有中央空調(diào)系統(tǒng)、分體式空調(diào)系統(tǒng)等。為了達(dá)到節(jié)能的目的，中央空調(diào)系統(tǒng)可以采用樓宇自控BA系統(tǒng)進行管理和控制，對于住宅空調(diào)來說，因為空調(diào)的插座安裝得比較高，無法切除電源，因此，平時都是通過遙控器來關(guān)機，操作很不方便。為了徹底的解決這一個問題，可以為空調(diào)設(shè)置一個獨立的開關(guān)進行控制，當(dāng)用遙控器關(guān)機時也能夠順手把空調(diào)的電源關(guān)掉。而對于單位辦公大樓等的分體空調(diào)，電氣設(shè)計有時往往與照明共用一個配電箱，這樣一來要想關(guān)掉空調(diào)電源，必然要大樓管理人員到各層配電箱處關(guān)掉空調(diào)電源回路，工作量很大，也很麻煩，因而往往造成空調(diào)處于待機狀態(tài)，甚至連春、秋、冬季也處于待機狀態(tài)，造成電能的大量浪費，而且還是一個火災(zāi)隱患。解決這一問題，空調(diào)用電可設(shè)置專用配電控制箱進行供電，其遠(yuǎn)程控制可設(shè)置在建筑物的值班室內(nèi)，以便管理和控制。

3總結(jié)

總之，在建筑電氣設(shè)計中，電氣設(shè)計人員應(yīng)全面的考慮，精心的設(shè)計，還要綜合各種因素，將節(jié)能技術(shù)良好的運用到建筑電氣設(shè)計中。只有這樣，才能真正的實現(xiàn)建筑電氣節(jié)能，才能為提高社會與經(jīng)濟效益做出貢獻。為建筑行業(yè)實現(xiàn)生態(tài)、綠色環(huán)保、低成本可持續(xù)建筑發(fā)展，提供重要的節(jié)能減排技術(shù)支撐。