摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展，我們的用電量也在不斷加大，國家電能也越來越緊張，為了貫徹國家對電能節(jié)約的號召，同時保護(hù)環(huán)境，當(dāng)前，黨中央提出了建設(shè)“資源節(jié)約型”社會的目標(biāo)，大力推廣“節(jié)能省地”型建筑，在“十一五”規(guī)劃綱要中，首次將建筑節(jié)能工程列入國家十大節(jié)能工程。建筑電氣能耗在建筑能耗中占有相當(dāng)大的比例，因此，建筑電氣的節(jié)能設(shè)計就顯得尤為重要。有必要對建筑電氣節(jié)能設(shè)計進(jìn)行研究。本文從多個方面探討了建筑電氣節(jié)能設(shè)計的措施。
關(guān)鍵詞：建筑；電氣；設(shè)計；節(jié)能
1?? 建筑電氣的現(xiàn)狀和節(jié)能設(shè)計基本原則
由于我過人口眾多，能源相對短缺，同時能源浪費也相應(yīng)很嚴(yán)重，作為二次能源的電能供需矛盾近年來越來越突出，能源的短缺已嚴(yán)重制約著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
節(jié)約電能，也就成為民用建筑電氣設(shè)計的焦點。本人認(rèn)為，建筑電氣設(shè)計節(jié)能的原則建筑電氣節(jié)能應(yīng)堅持以下三個原則：
1.1滿足建筑物的功能
即滿足照明的照度、色溫、顯色指數(shù)；滿足舒適性空調(diào)的溫度及
新風(fēng)量，也就是舒適衛(wèi)生；滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻；滿足特殊工藝要求，如娛樂場所的一些電氣設(shè)施的用電，展廳的工藝照明及電力用電等。
1.2考慮實際經(jīng)濟(jì)效益
節(jié)能應(yīng)按國情考慮實際經(jīng)濟(jì)效益，不能因為節(jié)能而過高地消耗
投資，增加運行費用。而是應(yīng)該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運行費用進(jìn)行回收。
1.3節(jié)省無謂消耗的能量
節(jié)能的著眼點，應(yīng)是節(jié)省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的
能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無關(guān)的，再考慮采取什么措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進(jìn)技術(shù)使其能耗降低。因此，節(jié)能措施也應(yīng)貫徹實用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的原則。
2?? 建筑電氣節(jié)能措施
2.1照明系統(tǒng)的節(jié)能
照明節(jié)能設(shè)計，就是在保證視覺要求和照明質(zhì)量的前提下，力求減少照明系統(tǒng)中光能的損失，從而最大限度的利用光能，有以下幾種節(jié)能途徑:
2.1.1選用高效光源
照明設(shè)計規(guī)范規(guī)定了各種場所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺要求、照明功率密度等。照度標(biāo)準(zhǔn)不可隨意更改，這就需要有效地控制單位面積燈具安裝功率。光源的效率與電力消耗最為密切，在滿足照明質(zhì)量的前提下，一般場所應(yīng)優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈及緊湊型熒光燈，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。
2.1.2選用高效性能的電氣附件
熒光燈用電感鎮(zhèn)流器一般功率為燈管額定功率的20%，高強(qiáng)度氣體放電燈（HD）的鎮(zhèn)流器功率為額定功率的15%～16%。而電子鎮(zhèn)流器與電感鎮(zhèn)流器相比較。具有啟動電壓低、噪聲小、溫升低、重量輕、無頻閃等優(yōu)點。比電感鎮(zhèn)流器節(jié)電10%以上，其本身功耗也比電感鎮(zhèn)流器降低50%～75%，綜合電輸入功率降低18%～23%，節(jié)電效果顯著。在大面積使用氣體放電燈的場所，宜裝設(shè)補(bǔ)償電容器，補(bǔ)償后功率因數(shù)不應(yīng)低于0.9。
2.1.3選擇合理的照明方式
自然采光是綠色環(huán)保的照明方式，也是照明節(jié)能的重要途徑之一，在設(shè)計中電氣設(shè)計人員應(yīng)與建筑設(shè)計人員密切配，綜合考慮利用自然光和室內(nèi)照明的有機(jī)結(jié)合，選擇合理的照度標(biāo)準(zhǔn)值，把握好照明標(biāo)準(zhǔn)的高、中、低三檔的照度值，盡量少用一般照明，可考慮非均勻照明、混光照明以及其他靈活的照明系統(tǒng)，使燈光物盡其用，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
2.1.4采用合理的控制方式
充分利用天然光的照度變化，決定電氣照明點亮的范圍，實行一般照明的分區(qū)控制和適當(dāng)增加照明開關(guān)點，改變?nèi)_習(xí)慣，在特定的時間和地點控制照明提供的照度，可有效地節(jié)能；采用各種類型的節(jié)電開關(guān)，如在旅館客房設(shè)置節(jié)能控制型總開關(guān)，對居住建筑有天然采光的樓梯間、走道燈（應(yīng)急照明除外)采用節(jié)能自熄開關(guān)等；公共場所、室外照明，可采用集中控制遙控管理的方式或采用自動控光裝置。
2.1.5積極推廣使用新型光源
發(fā)光二極管(LED)被稱為“綠色光源”，白光LED理論發(fā)光光效可達(dá)200lm/w，目前實驗室里已經(jīng)達(dá)到100lm/w；50lm/w的產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入市場，較同等亮度的白熾等耗電量減少約80%，節(jié)電潛力巨大；隨著LED的迅速發(fā)展，發(fā)光光纖得以廣泛應(yīng)用，與LED光源結(jié)合，發(fā)光光纖現(xiàn)在已經(jīng)在建筑物立面裝飾、室內(nèi)裝飾及水下裝飾中廣泛應(yīng)用；室外照明可選用太陽能燈具。
2.2動力設(shè)備系統(tǒng)的節(jié)能
作為動力源的電動機(jī)，從家用電器到民用建筑內(nèi)部以及各行各業(yè)中均用得比較普遍，其耗電量極大。減少電動機(jī)電能損耗的主要途徑是提高電動機(jī)的效率和功率因數(shù)，主要可以從以下幾個方面著手：
2.2.1采用高效率電動機(jī)
采取各種切實可行的措施，減少電動機(jī)的部分損耗(主要為空載損耗及負(fù)載損耗)、提高電動機(jī)的效率和功率因數(shù)。
2.2.2根據(jù)負(fù)荷特性合理地選擇電動機(jī)。首先要了解負(fù)荷的特性，然后根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境及負(fù)載特點選用合適的電動機(jī)，避免“大馬拉小車”的現(xiàn)象出現(xiàn)，以提高電動機(jī)運行的效率和功率因數(shù)。
2.2.3輕載電動機(jī)采取降壓運行，對經(jīng)常處于輕負(fù)荷運行的電動機(jī)，應(yīng)采用三角-星切換裝置。當(dāng)負(fù)荷系數(shù)低于0.3時，將三角形接法的電動機(jī)改為星形接法，可以達(dá)到良好的節(jié)電效果。對于經(jīng)常輕載(負(fù)載率小于0.4)的生產(chǎn)機(jī)械，也可采用具有啟動功能的輕載節(jié)電器，以達(dá)到“輕載降壓運行節(jié)電”的目的。
2.2.4根據(jù)負(fù)載情況對電動機(jī)采取就地補(bǔ)償
對距離供電點較遠(yuǎn)的大、中容量連續(xù)運行工作機(jī)制的電動機(jī)，應(yīng)采取電動機(jī)的無功功率就地補(bǔ)償裝置。單臺對單臺電動機(jī)補(bǔ)償容量不宜過大，以免產(chǎn)生自勵磁過電壓。
2.2.5改進(jìn)控制方式，提高運行效率
對需要根據(jù)負(fù)荷變化調(diào)節(jié)的設(shè)備采用調(diào)速電機(jī)，是節(jié)電的有效方法。交流電動機(jī)調(diào)速分為變極調(diào)速、變頻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速三種方式，節(jié)電效果以變頻調(diào)速最為明顯。在水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、電梯等機(jī)械上應(yīng)用變頻器不但可以節(jié)約大量電能,還可以提高控制質(zhì)量及產(chǎn)品數(shù)量，是實現(xiàn)機(jī)電一體化的重要手段。
2.3供配電系統(tǒng)的節(jié)能
供配電系統(tǒng)的節(jié)能包含盡可能地減少在輸送、轉(zhuǎn)換、運行過程中的損耗及使用中的節(jié)能。
2.3.1減少變壓器的功率損耗
變壓器的有功功率損耗按下式表示:ΔP=P0+β2PK式中:ΔP為變壓器有功損耗（kW）；P0為變壓器的空載損耗（kW）；PK為變壓器的有載損耗（kW）；β為變壓器的負(fù)載率。
①降低空載損耗。P0作為變壓器的空載損耗，又稱為鐵損，他是由鐵心的渦流損耗及漏磁損耗組成，其值與鐵芯材料和鐵芯制造工藝等有關(guān)，而與負(fù)荷大小無關(guān)，所以變壓器應(yīng)選用節(jié)能型的油浸變壓器或干式變壓器，它們均采用優(yōu)質(zhì)冷軋取向硅鋼片，由于“取向”處理時硅鋼片的磁疇方向接近一致，以減少鐵芯的渦流損耗，45°全斜接縫結(jié)構(gòu)使接縫密合性好以減少漏磁損耗。
②降低負(fù)載損耗。PK為變壓器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗又稱為變壓器線損，其值取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小，因此需要考慮選用阻值較小的繞組，如選用銅芯變壓器等。
③選擇適宜的負(fù)載率。根據(jù)公式β=S/Sn，Sn為變壓器額定容量，S為變壓器運行中的實際容量，β2PK用微分求其極值時，是在β=50%時每千瓦的負(fù)荷，此時變壓器的能耗最小，但在β=50%負(fù)載率時僅減少變壓器的線損，并未減少變壓器的鐵損，因此也不是最節(jié)能的。綜合多方面因素,同時考慮變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔?，變壓器最?jīng)濟(jì)節(jié)能運行的負(fù)載率一般在75%～85%之間。
④優(yōu)化變壓器的運行方式。對負(fù)荷進(jìn)行合理分配，選擇容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，使其工作在高效低耗區(qū)，同一變電站的變壓器盡量并聯(lián)運行，根據(jù)負(fù)荷的變化調(diào)整并聯(lián)運行的變壓器的臺數(shù)。另外，還需考慮控制各類非線性用電設(shè)備所產(chǎn)生的高次諧波，降低高次諧波值，減少變壓器、電動機(jī)、線路等的損耗，降低變壓器的運行環(huán)境溫度，平衡三相負(fù)荷，合理選擇變壓器的接線方式等因素。
2.3.2降低線路損耗。當(dāng)電網(wǎng)輸送電能時，在網(wǎng)絡(luò)中就產(chǎn)生功率損耗，其與線路參數(shù)和負(fù)荷大小密切相關(guān)。提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，減少電網(wǎng)的無功功率及導(dǎo)線中的電阻等,均能降低電網(wǎng)中的線損。具體途徑如下:①合理選擇線路路徑；②合理確定電氣功能用房的位置，變壓器盡量接近負(fù)荷中心，以減少供電半徑；③增大導(dǎo)線截面，充分
利用季節(jié)性負(fù)荷線路；④提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，提高設(shè)備的自然功率
因數(shù),以減少對超前無功的需求，安裝無功補(bǔ)償裝置，容量大且平穩(wěn)的負(fù)荷實行就地補(bǔ)償方式，容量較小或斷續(xù)的負(fù)荷宜采用變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償方式。
3?? 結(jié)束語
在對建筑電氣進(jìn)行設(shè)計的過程中，要充分考慮各種可行的技術(shù)措施，同時，在選用節(jié)能的新設(shè)備時，應(yīng)具體了解其原理、性能、效果，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行比較后，再合理選定節(jié)能設(shè)備，以真正達(dá)到有效節(jié)能的目的。
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