建筑電氣節(jié)能設(shè)計的宏觀措施探討

鄧海霞

摘要：我國能源供需矛盾日益突出，如何節(jié)約能源和高效利用能源已成為能源應(yīng)用領(lǐng)域一個亟待解決的課題。尤其對于建筑行業(yè)而言，建筑電氣節(jié)能勢在必行，良好的建筑電氣節(jié)能設(shè)計可以降低建筑電力系統(tǒng)負荷，緩解社會能源矛盾，還可以保護環(huán)境，節(jié)約資源，促進建筑設(shè)計走向節(jié)能化、綠色化和科技化。本文筆者結(jié)合自身工作實踐，對建筑電氣節(jié)能設(shè)計的宏觀措施作了簡要探討。

關(guān)鍵詞：建筑電氣；節(jié)能設(shè)計；措施

中圖分類號：TU201.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）14-205-02

引言

我國能源供需矛盾日益突出，如何節(jié)約能源和高效利用能源已成為能源應(yīng)用領(lǐng)域一個亟待解決的課題。尤其對于建筑行業(yè)而言，近年來，隨著我國城市化進程的加快，城市建筑也在不斷發(fā)展，建筑能耗整體也呈現(xiàn)出持續(xù)上升的態(tài)勢，相關(guān)數(shù)據(jù)和研究表明，目前我國的建筑行業(yè)能耗占到全國能源總消耗的三分之一左右，建筑能耗仍在飛速增長，而建筑能耗中，建筑電氣的能耗又相對較高，建筑舒適性和建筑能耗的矛盾也越來越突出，建筑電氣節(jié)能的設(shè)計顯得更加重要，建筑電氣節(jié)能也勢在必行，良好的建筑電氣節(jié)能設(shè)計可以降低建筑電力系統(tǒng)負荷，緩解社會能源矛盾，還可以保護環(huán)境，節(jié)約資源，促進建筑設(shè)計走向節(jié)能化、綠色化和科技化。

1電力系統(tǒng)的線路節(jié)能

電力系統(tǒng)中的線路損耗問題是整個電力系統(tǒng)中較為突出的問題所在，其根本原因在于設(shè)計者不能夠根據(jù)現(xiàn)場的實際情況來設(shè)計和規(guī)劃布局。電力系統(tǒng)中的線路節(jié)能需要設(shè)計者實事求是的選取最佳的電力線路，既不能過長又不能過短，要符合現(xiàn)實的需要，此外還要進行各個線路段的監(jiān)控和管理，以便能夠及時的掌握到線路的損耗問題。第一要縮短供電線路的距離。供電損耗與供電線路的長度成正比，線路越長就意味著更大的供電損耗，供電電源應(yīng)盡可能設(shè)在負荷中心、電纜布線盡可能以直線為主，低壓線路的布置，盡可能避免布置回頭線，通過縮短供電距離降低線損，從而達到節(jié)能目的。此外，在高層建筑中，低壓配電室可以靠近豎井進行布置，并由其為每個豎井提供干線，避免直線沿干線倒送的情況發(fā)生。第二，可以增大導(dǎo)線截面。在建筑工程實踐中，不可避免地會出現(xiàn)較長的供電線路，對于此類線路，可以通過增大導(dǎo)線截面的方法降低線損。在進行布設(shè)時，可在符合熱穩(wěn)定、載流量要求截面的基礎(chǔ)上，加大一級導(dǎo)線截面。

2供配電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

供配電系統(tǒng)的設(shè)計要綜合考慮系統(tǒng)的負荷容量，供電距離及分布，用電設(shè)備特點等因素，力求做到系統(tǒng)的簡單可靠，便于操作。變配電所的位置應(yīng)盡量靠近負荷中心，這樣可以縮短輸配電的半徑，從根本上降低線路的損耗。作為高低壓的交換器，電力系統(tǒng)中的變壓器在整個線路中起到的是調(diào)節(jié)的作用，變壓器的配置要充分考慮到季節(jié)性以及工作時間上的負荷變化，能夠進行靈活的變壓器投切，從而合理設(shè)置變壓器的型號、數(shù)量和容量，達到經(jīng)濟運行的目的，切實降低電能損耗。此外電氣節(jié)能設(shè)計者可以考慮設(shè)計和選取一些能夠具有較強的抗壓性、耐損性和負荷能力較強的以及轉(zhuǎn)換能力較強的變壓器，以便能夠?qū)⒆儔浩髟谑褂弥械哪茉聪慕档偷阶畹偷某潭?，這樣就能夠較好的實現(xiàn)電力系統(tǒng)的節(jié)能，一定程度上減少能源的消耗。目前建筑電氣市場上涌現(xiàn)出來了大量節(jié)能型的變壓器，并滿足了相關(guān)的質(zhì)量標準，節(jié)能型變壓器的總能耗損失與普通型變壓器相比能降低25%左右，可想而知，節(jié)能型變壓器在建筑電氣工程中廣泛應(yīng)用的話其節(jié)能效果是毋庸置疑的。

配電系統(tǒng)節(jié)電有多種途徑，比如常見的有分相智能無功補償，另外還有采用高科技的瞬流抑制專用快速開關(guān)元件的組合，可以對電網(wǎng)電路中的瞬流浪涌作高效的保護，保證末端設(shè)備不至受其影響和損壞，降低由此引起的用電設(shè)備能耗，提高電氣設(shè)備的運行效率，它也具備節(jié)約電能和保護設(shè)備的雙重功能，可以降低整個配電系統(tǒng)的運行維護成本，并延長設(shè)備的使用壽命。

3提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

功率因數(shù)提高了，可以減少線路無功功率的損耗，從而達到節(jié)能目的。傳輸有用功率是為了滿足建筑物功能所必需的，是不變的。而在供配電系統(tǒng)中的某些用電設(shè)備如電動機、變壓器、燈具的鎮(zhèn)流器以及很多家用電器等都具有電感性，會產(chǎn)生滯后的無功電流，它要從系統(tǒng)中經(jīng)過高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端，無形中又增加了線路的功率損耗。然而這部分損耗是可以避免的。比如可以通過以下的方法：減少用電設(shè)備無功損耗，提高用電設(shè)備的功率因數(shù)。在設(shè)計中盡可能采用功率因數(shù)高的用電設(shè)備，如同步電動機等，電感性用電設(shè)備可選用有補償電容器的用電設(shè)備（如配有電容補償?shù)臒晒鉄簦┑?。用靜電電容器進行無功補償，電容器可產(chǎn)生超前無功電流，抵消用電設(shè)備的滯后無功電流，從而達到提高功率因數(shù)同時又減少整體無功電流的目的。在電氣工程設(shè)計的實踐中有采用分散就地補償和高低壓柜集中補償?shù)确绞?，可根?jù)具體情況具體分析。

4電機、空調(diào)、電梯等的節(jié)能設(shè)計

對于電機而言，其電能損耗通常較高，住宅建筑的電氣節(jié)能設(shè)計中需要對其內(nèi)部的電動機進行有效的節(jié)能設(shè)計，通過選取合格的電動機，保障設(shè)備最佳工況，合理調(diào)整輸出和負荷之間的協(xié)調(diào)性，實現(xiàn)電動機的節(jié)能。

對于空調(diào)系統(tǒng)而言，冷水機組能耗較高，設(shè)計中要注意對冷水機組的啟停時間進行合理設(shè)置，當空調(diào)系統(tǒng)處于間歇式運行狀態(tài)時，可按照建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工特性及室外溫度變化、房間使用功能需要確定預(yù)熱預(yù)冷時間。此外要注意對空調(diào)冷凝器和蒸發(fā)器定期進行清洗，加強運行管理，降低能耗。

對于電梯而言，由于無齒輪永磁同步電梯采用了高磁通密度的永磁材料，整個傳動過程幾乎沒有能耗產(chǎn)生，與帶齒輪的曳引機相比，節(jié)能效果明顯，與傳統(tǒng)的渦輪式電梯相比，節(jié)能甚至可達50%左右，可作為電梯選型的首選。電梯運行要加大運行管理力度，平衡電梯使用時間，盡可能減少電梯的運行次數(shù)，在人流密度降低時，縮減電梯使用臺數(shù)，還應(yīng)采取群控方式管理電梯，提高電梯的使用效率，達到降低能耗的目的。

5照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

照明節(jié)能設(shè)計就是在不影響住宅建筑物照明需要的條件下，盡可能地將所用到的能源消耗控制在一定的范圍內(nèi)，在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下，力求減少照明系統(tǒng)中光能的損失，從而最大限度地利用光能，通常的節(jié)能措施有以下幾種：一是充分利用自然光，這是照明節(jié)能的重要途徑之一，電氣設(shè)計人員應(yīng)積極與建筑專業(yè)配合，做到充分合理地利用自然光使之與室內(nèi)人工照明有機地結(jié)合，將太陽光和人造光進行協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而大大節(jié)約人工照明電能。二是合理選擇照明燈具，照明設(shè)計規(guī)范規(guī)定了各種場所的照度標準、視覺要求、照明功率密度等。照度標準是不可隨意降低的，也不宜隨便提高，要有效地控制單位面積燈具安裝功率，在滿足照明質(zhì)量的前提下，一般房間（場所）可優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈（如T5、T8管）、緊湊型熒光燈及LED光源，高大車間、廠房及體育場館的室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。推廣使用低能耗、性能優(yōu)的光源用電附件，如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等，公共建筑場所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無功補償?shù)臒艟?，緊湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器，氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器，燈具功率因數(shù)不小于0.90。三是改進燈具控制方式，采用各種節(jié)能型開關(guān)或裝置也是一種行之有效的節(jié)電方法。根據(jù)照明使用特點可采取分區(qū)控制燈光或適當增加照明開關(guān)點。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開關(guān)，高級客房采用節(jié)電鑰匙開關(guān)，公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關(guān)，走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可采用節(jié)能自熄開關(guān)。