建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)研究

王海成

摘 要：這些年來(lái)，國(guó)家和有關(guān)部門已經(jīng)深切了解到節(jié)能問(wèn)題的主要性與緊迫性，建筑節(jié)能工作已經(jīng)全面開展并持續(xù)深化，建筑節(jié)能技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)規(guī)范也在持續(xù)地完善。為了提高資源運(yùn)用效率，電能資源節(jié)約使用，在建筑建設(shè)過(guò)程中要采用電氣和照明節(jié)能設(shè)備，提高電能運(yùn)用率，降低建筑用電量。在設(shè)計(jì)照明設(shè)備時(shí)，要盡量減少線路上的電能耗費(fèi)量，提高系統(tǒng)功率，開發(fā)照明設(shè)備中的節(jié)能空間。為此，要特別重視建筑設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)中要對(duì)照明節(jié)能設(shè)備的利用。

關(guān)鍵詞：節(jié)能；建筑電氣；設(shè)計(jì)

引言

根據(jù)能源界近三十年研究得出結(jié)論，普遍認(rèn)為建筑節(jié)能是各種節(jié)能途徑中潛力最大，最為直接有效的方式。尤其是大型公共建筑，其用電量為現(xiàn)在住宅用電量的10倍（不含采暖），大型公共建筑中空調(diào)用電約占50～60%，照明用電約為25～35%，其余為辦公電器及電梯等用電。隨著國(guó)家能源緊缺問(wèn)題進(jìn)一步突出，節(jié)約能源，降低能耗工作成為建筑行業(yè)一個(gè)重要議題。在建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者應(yīng)該對(duì)建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)有正確的認(rèn)識(shí)和理解，采取切實(shí)有效的措施.

1建筑電氣概述

近年來(lái)，我國(guó)能源消耗逐漸增加，各類能源浪費(fèi)問(wèn)題都比較嚴(yán)重。隨著城市化進(jìn)程的加快，住宅小區(qū)和公共建筑的數(shù)量逐漸增多，電氣系統(tǒng)成為建筑施工過(guò)程中的重要組成部分。但是從設(shè)計(jì)、施工單位及相關(guān)部門對(duì)建筑電氣節(jié)能認(rèn)知不足，導(dǎo)致電氣節(jié)能設(shè)計(jì)仍然存在諸多問(wèn)題，面臨著資源消耗和浪費(fèi)。

2建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)原則

首先，適用性原則。建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)要確保為人們提供基本能源，并促進(jìn)建筑設(shè)備的良好運(yùn)行。其次，經(jīng)濟(jì)性原則。結(jié)合建筑工程實(shí)際情況，進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，將其投資降到最低，從根本上提升電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的性價(jià)比。最后，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合建筑物的實(shí)際情況和功能，以及能源消耗的地方性特征，選擇適當(dāng)?shù)墓?jié)能措施，以確保將建筑電氣設(shè)備日常應(yīng)用過(guò)程中的能耗降到最低。

3.供配電系統(tǒng)的節(jié)能分析

供配電系統(tǒng)的節(jié)能主要是在滿足電能的使用前提下，通過(guò)減少供配電設(shè)備本身的能耗來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。為了達(dá)到這一目的，除了使用節(jié)能設(shè)備之外，還有就是要考慮整個(gè)配電系統(tǒng)的合理性，以采取行之有效的方法來(lái)減少設(shè)備能耗。供配電系統(tǒng)損耗主要是由線路損耗和變壓器損耗兩方面構(gòu)成的，而依照損耗的變化情況，又可以細(xì)分為固定損耗和可變損耗兩種。固定損耗主要是線路上的電器介質(zhì)損耗和變壓器的鐵損，損耗大小跟整個(gè)系統(tǒng)的頻率和電壓相關(guān)，并且只要接通電源，固定損耗就會(huì)一直存在。所以降低固定損耗的方法就是選擇合適的節(jié)能設(shè)備。可變損耗又可以稱為銅損，是電流通過(guò)變壓器和導(dǎo)體的時(shí)候所產(chǎn)生的損耗，它的大小與線路的阻抗有關(guān)。因此想要降低可變損耗，主要是通過(guò)降低線路阻抗來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。

4.供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施

4.1合理配置系統(tǒng)變壓器的容量和臺(tái)數(shù)

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)變壓器的容量和臺(tái)數(shù)的合理配置，主要是通過(guò)負(fù)荷計(jì)算實(shí)現(xiàn)的，它是整個(gè)供配電系統(tǒng)中用來(lái)確定變壓器的容量和臺(tái)數(shù)的主要依據(jù)。根據(jù)我國(guó)的用電水平和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，各類建筑類別的變壓器的容量和臺(tái)數(shù)應(yīng)該按照《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施—節(jié)能專篇》中的規(guī)定指標(biāo)進(jìn)行。變壓器裝配指標(biāo)如表1所示。

4.2減少低壓線路長(zhǎng)度

減少低壓線路長(zhǎng)度，能夠降低系統(tǒng)的線路損耗。而要實(shí)現(xiàn)這一目的，首要的就是要將變壓器設(shè)置在負(fù)荷中心，并盡量采用高壓線路。在一些民用建筑選擇供電中心時(shí)，設(shè)計(jì)者往往只從減少設(shè)備房的面積、管理方便或者是減少投資等方面進(jìn)行考慮，這樣造成的結(jié)果就是供電中心的變壓器容量大、臺(tái)數(shù)多，不僅造成管理困難，而且也形成了能源浪費(fèi)。

5照明系統(tǒng)的節(jié)能措施

照明系統(tǒng)是民用建筑工程中不可或缺的一部分，因此，實(shí)現(xiàn)民用建筑工程照明系統(tǒng)的有效節(jié)能是建筑節(jié)能工作中的決定性因素之一，而實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的節(jié)能工作，主要可以從以下幾個(gè)方面入手。

5.1采用合理的照明燈具

選用高效的節(jié)能燈具是實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)節(jié)能的手段之一，因?yàn)楣?jié)能燈具的發(fā)光效率更高，可以實(shí)現(xiàn)電能的利用最大化，下面就對(duì)比白熾燈、節(jié)能燈和LED燈的功率大小和成本，以此來(lái)說(shuō)明節(jié)能燈具選擇的重要性。在不同的建筑場(chǎng)所中，燈具的選擇也應(yīng)該合理。比如在商業(yè)類的建筑中，為了實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能，在一些樓層不高的場(chǎng)所中，應(yīng)該使用直管型熒光燈；而在一些樓層較高的場(chǎng)所中，可以選擇高壓鈉燈或者是大功率的細(xì)管徑熒光燈。在居住類的建筑中，應(yīng)該采用緊湊型熒光燈，不僅節(jié)能而且光通量是普通白熾燈的5倍，并且LED燈也開始逐漸由室外裝飾照明發(fā)展為家用照明，所以還可以使用更加節(jié)能的LED燈。而在一些公共場(chǎng)所中，應(yīng)該選擇更加耐用的日光燈或者是熒光燈。除此之外，一些戶外場(chǎng)所需要發(fā)光率更高的燈具，所以高壓鈉燈是很好的選擇。

5.2更加科學(xué)的燈具控制方式

根據(jù)不同的建筑場(chǎng)所，燈具的控制方式也應(yīng)該不同，但是總的原則是科學(xué)合理，避免造成能源浪費(fèi)。在走廊、樓梯間等公共場(chǎng)所的照明，應(yīng)該采用集中控制，或者是按照建筑的自然采光和不同季節(jié)，來(lái)進(jìn)行合理的分區(qū)和控制。在較大的公共場(chǎng)所中，也應(yīng)該采取集中控制的方式，方便人員管理。而像酒店賓館的客房電源就應(yīng)該設(shè)置成節(jié)能控制型的總開關(guān)，以保證旅客離開后客房能夠自動(dòng)切斷電源，避免了電能浪費(fèi)。

5.3使用智能燈光節(jié)電器

智能燈光節(jié)電器主要是利用微電子技術(shù)對(duì)照明系統(tǒng)的電能質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化處理，它是在不影響照明設(shè)備正常使用的前提下，輸出一個(gè)最優(yōu)照明度，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電和延長(zhǎng)照明設(shè)備的使用壽命的目的。根據(jù)我國(guó)變配線路長(zhǎng)，距離遠(yuǎn)的現(xiàn)狀，為了減少輸電線路中的損耗，供電部門的初始供電電壓都高于額定電壓，這樣才能保證供電線路末端能夠達(dá)到額定電壓，但是過(guò)高的電壓不僅會(huì)縮短設(shè)備的使用壽命，而且還會(huì)產(chǎn)生額外的電費(fèi)開支，因此使用智能燈光節(jié)電器就非常有必要。

6配電線路的節(jié)能設(shè)計(jì)

在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，配電線路一般推薦高導(dǎo)電率的導(dǎo)體，也就是銅芯電線比鋁芯電線更好。由于銅芯電線的電阻率低，在同截面流過(guò)相同電流的情況下，銅芯電纜的電壓較小。因此，同樣的輸電距離，能保證更高的電壓質(zhì)量；或者說(shuō)，在允許的電壓條件下，銅芯電線的輸送電能能達(dá)到更遠(yuǎn)的距離，也就是供電的覆蓋面積更大，有利于供電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，減少供電點(diǎn)的設(shè)置數(shù)量，達(dá)到節(jié)約資源的目的。而在配電線路的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡量走直線，以減少配電線路的長(zhǎng)度，提高功率因數(shù)。民用建筑的配電線路設(shè)計(jì)還應(yīng)該遵循以下原則：1）要充分滿足建筑物的功能要求，即不同建筑場(chǎng)所的顯色指數(shù)、照度和色溫要求；滿足醫(yī)療建筑、體育場(chǎng)館、餐飲娛樂(lè)場(chǎng)所和酒店的電氣設(shè)備的用電需求；2）要充分考慮實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益，不能因?yàn)橐?jié)能降耗，就不考慮必要的投資消耗。所以節(jié)能也要進(jìn)行有效的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估，經(jīng)過(guò)合理的比較分析，科學(xué)的選擇節(jié)能設(shè)備，這樣才能達(dá)到真正的節(jié)能目的；3）減少無(wú)謂的能量消耗，這是節(jié)能的關(guān)鍵。

7結(jié)語(yǔ)

節(jié)能降耗是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要目標(biāo)之一，作為能耗大戶，民用建筑也應(yīng)該進(jìn)行節(jié)能降耗工作，而電氣節(jié)能就是主要的措施之一。據(jù)估算，到2020年所節(jié)約的建筑電氣能源可以媲美4座～5座三峽發(fā)電站的發(fā)電量，因此這筆資源是非?？捎^的?，F(xiàn)在，國(guó)家正在大力發(fā)展節(jié)能設(shè)計(jì)，所以建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展?jié)摿艽螅@也為所有的建筑電氣工程人員提供了機(jī)遇。

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