論現(xiàn)代建筑的電氣設計及節(jié)能措施

杭浩然

【摘 ?要】建筑電氣設計中，節(jié)能技術使用的前景非常廣闊，實際應用意義也很強。在建筑電氣建設不斷向自動化、信息化發(fā)展的過程中，加強對節(jié)能技術的研究，有利于擴大建筑電氣的業(yè)務范圍，降低消耗成本，能夠實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益上的雙贏，對于構建資源節(jié)約型社會，促進經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。

【關鍵詞】節(jié)能設計;節(jié)能原則;技術探討;方法

前言

住宅建筑電氣節(jié)能設計能夠有效降低住宅建筑的能源消耗，提高能源利用率，實現(xiàn)住宅建筑電氣系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。因此在住宅建筑電氣設計中，設計人員應該根據(jù)住宅建筑的實際情況以及當?shù)氐墓╇娗闆r，應精心考慮，反復比較，拿出一套在符合各種技術指標，滿足功能需求的前提下，進而實現(xiàn)住宅建筑的能耗，真正實現(xiàn)節(jié)能的目標。

1 建筑電氣節(jié)能設計原則

1.1 滿足建筑物的功能

在建筑電氣節(jié)能設計中首先要考慮建筑物的功能，只有在滿足建筑功能要求的基礎之上才能進行節(jié)能設計，不能僅僅為了追求建筑電氣節(jié)能而破壞建筑物的功能。

1.2 經(jīng)濟效益原則

在建筑電氣節(jié)能設計中還必須要遵循經(jīng)濟效益原則，在電氣節(jié)能設計之前必須要進行經(jīng)濟性分析，選用先進的、經(jīng)濟合理的技術和方案，不能為了過度追求建筑電氣的節(jié)能而造成過高的消耗投資，形成“偽節(jié)能”效果。

1.3 盡可能減少無謂的能量消耗

建筑電氣節(jié)能設計的出發(fā)點就是減少無謂的能量消耗，因此必須要根據(jù)實際情況來設計建筑電氣系統(tǒng)，例如在設計中應該根據(jù)照明的照度、色溫、顯色指數(shù)來選擇合適的節(jié)能燈具。同時還應該積極利用一些自然光源來代替人工照明，這樣可以有效降低建筑電氣的耗能。

2 建筑電氣中的節(jié)能技術探討

2.1 變壓器節(jié)能設計

變壓器的節(jié)能設計既要滿足其技術運行條件，又要保證運行中的安全可靠性，在考慮其運行條件和運行需求的前提下，將成本和能耗控制到最低。因此，在設計中應該盡量選用以低能耗材質為主的高效節(jié)能變壓器，在考慮臺數(shù)、容量等數(shù)據(jù)時，要注意保持變壓器的負荷率在最佳數(shù)值狀態(tài)70%一85%左右。當變壓器容量和負荷率根據(jù)建筑電氣設計需求保持在平穩(wěn)狀態(tài)時，可以盡量減少其臺數(shù)，考慮使用大容量的變壓器，這樣以來，損耗能夠大大降低，提升能源利用率，也減少能耗帶來的經(jīng)濟損失。季節(jié)性負荷較大或沖擊性負荷嚴重影響電能質量時，設專用變壓器，以適應由于季節(jié)性造成的負荷變化時能夠靈活投切變壓器，實現(xiàn)經(jīng)濟運行，減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。比如空調負荷較大時可以使用單獨的變壓器作為空調變壓器，這樣空調的季節(jié)性使用特征就能夠充分發(fā)揮，也利于減少能耗，提升使用效益。

2.2 配電系統(tǒng)節(jié)能設計

配電系統(tǒng)的節(jié)能設計是建筑電氣設計中的重要環(huán)節(jié)。配線系統(tǒng)的設計要根據(jù)建筑布局、系統(tǒng)分配要求、用電設備分布等情況來規(guī)劃，考慮供電半徑，減少電能損耗，合理設置機房及豎井，尤其是變配電所及供配電設備應盡量靠近負荷中心，縮短配電半徑，減少線路中的損耗情況，同時還要多方兼顧電源進出線的走線情況。配電系統(tǒng)節(jié)能設計配電系統(tǒng)應從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質、用電容量、工程特點、系統(tǒng)規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃以及當?shù)毓╇姉l件，選擇合理供電電壓和供電方式，合理設計配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)經(jīng)濟合理，簡單明確，減少電能損失，并便于維護和管理。

2.3 降低線路損耗

電力傳輸中的線路損耗是造成能源浪費的主要方式之一。當電流從線路中通過時，就會產(chǎn)生功率損耗，這種損耗與線路材質參數(shù)和負荷密切相關。線路損耗的降低可以通過多種方式來解決，比如提升電網(wǎng)的功率因數(shù)，選擇更好的材質、減少線路中的電阻、減少電網(wǎng)的無功功率等都能降低損耗。一般來說，常用的方法主要有以下幾種：①選擇合適的線路路徑。減少線路跨越長度是減少損耗的最直接手段之一，這需要對建筑電氣的線路設計有很充分的認識，對于走線情況極為熟悉，如此才能設計出合理的線路，同時還不影響后續(xù)的操作。②增大線路截面，利用季節(jié)協(xié)調線路負荷。導線截面可以在滿足載流量、熱穩(wěn)定及保護需求的前提下，再加大一級，這樣能夠有效降低線路損耗。季節(jié)性供電線路一般是空調使用線路或者供暖使用線路，可以對這些線路進行改造，將其作為日常使用電路，在春秋兩季不供暖不使用空調時，這樣就能減少線路和電阻。

2.4 提升功率因數(shù)

提升系統(tǒng)功率因數(shù)是降低線路損耗的一種有效手段。系統(tǒng)中用電設備的有功損耗可以從兩個方面進行處理解決：①提升設備自然功率因數(shù)，減少超前無功的需求。這條措施主要是通過采用功率因數(shù)較高的等容量同步電動機來取代原本的異步電動機，或者只要經(jīng)濟效益劃算，兩種電動機同步化運行也是一種有效手段。②安裝無功補償裝置。想要減少線路上的無功傳輸，可以使用就地補償，在民用建筑中，很多容量大且平穩(wěn)的負荷所采用的就是這種方式，用以達到節(jié)能降耗的目的。至于容量較小或斷續(xù)負載使用變壓器低壓側進行集中補償。在使用補償裝置時，要注意避免發(fā)生過補償現(xiàn)象，否則反而會導致節(jié)能效果降低，造成另外一種能源浪費。

2.5應急電源的設計

在超高層建筑中設計應急電源就是為了滿足消防的需求，保障建筑計算機等用電設備的安全，避免突發(fā)故障而引發(fā)的停電、斷電所帶來的損失。首先，應保證應急電源的“及時性”，當原始供電線路出現(xiàn)問題時，應急電源能立即開始輸電，保證正常用電。其次，在電力系統(tǒng)恢復運行后，應急電源能自動停止輸電，防止二次故障。某企業(yè)在電氣設計中將應急電源的工作進行了合理配置，將UPS、EPS的應急電源和發(fā)電機相配合，在故障開始時，將UPS、EPS作為臨時應急電源使用，等到柴油發(fā)電機能夠穩(wěn)定運行時，在使用發(fā)電機電源，大大增強了應急電源的可靠性及穩(wěn)定性。

結語

節(jié)能工作關系到技術進步和緩解能需矛盾，是支持國民經(jīng)濟迅速發(fā)展的重要一環(huán)。社會、經(jīng)濟的發(fā)展加劇了能源需求與供應之間的矛盾，能源使用中的嚴重浪費現(xiàn)象已經(jīng)引起了廣泛關注。建筑電氣設計在未來的節(jié)能建筑設計中具有非常重要的地位，在設計中依據(jù)建造需求，除了滿足實際應用需要之外，還要創(chuàng)新思路，綜合設計性能、效果，在技術上、經(jīng)濟上實現(xiàn)高效節(jié)約、節(jié)能，多利用節(jié)能設備，以達到構建節(jié)約型社會的目的。

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