建筑電氣的節(jié)能設(shè)計研討

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建筑工程中的照明設(shè)備使用面積大、分布廣泛是建筑能耗的主要組成部分。有關(guān)資料顯示，照明設(shè)備在建筑工程的能耗比重達(dá)到0．15～0．25之間，因此，我們應(yīng)當(dāng)充分考慮建筑照明在技術(shù)方面的改進(jìn)，在照明光源上的選擇，在對照明設(shè)備的控制方法的選用，對自然光在建筑中的使用等方面。對照明部分的節(jié)能設(shè)計能夠減少大量不必要的電能損耗。在滿足照明部分對作業(yè)的視覺需求和建筑功能的前提下，盡可能地減少電能在照明系統(tǒng)輸電線導(dǎo)線上的損耗和不必要的光源浪費。采用符合相關(guān)技術(shù)要求的照度標(biāo)準(zhǔn)，減少不必要的光源浪費。使用優(yōu)質(zhì)高效節(jié)能的光源，傳統(tǒng)的白熾燈光質(zhì)差、發(fā)光效率低、電能損耗大，已經(jīng)逐漸被社會淘汰;而LED節(jié)能燈、熒光燈以其光質(zhì)高、電能損耗小、經(jīng)濟(jì)節(jié)能等優(yōu)點已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑照明系統(tǒng)?？茖W(xué)合理地選擇照明線路，供電方式和輸電線路導(dǎo)線截面積都是影響照明線路電能損耗的主要因素。經(jīng)過實際檢驗和科學(xué)論證，在照明線路中選用三相四線式供電可以使得輸電線路的損耗最小。在建筑照明系統(tǒng)中大量使用三相四線制供電方式可以大大降低輸電線路的損耗。自然光是最經(jīng)濟(jì)環(huán)保的光源，所以在建筑照明部分中應(yīng)當(dāng)充分考慮自然光的利用率。通過各種科學(xué)合理的建筑設(shè)計，將自然光更多更好地引進(jìn)建筑中，可以有效地減少照明系統(tǒng)中電能的消耗?？梢栽诮ㄖ写罅渴褂猛腹庑暂^好的玻璃;也可以使用光電傳感器控制建筑中的電能消耗型光源，在光線達(dá)到正常視力需求的情況下自動切斷照明輸電線路，使用自然光為建筑提供照明。在建筑裝修中也可以使用光反射高的材料進(jìn)行裝修，提高整體建筑內(nèi)的照度。對人員流動較少的走廊和其他室內(nèi)場所可以采用聲控開關(guān)、光線感應(yīng)開關(guān)，進(jìn)而降低不必要的電能光源浪費。

對供配電系統(tǒng)及線路科學(xué)合理地設(shè)計是建筑電氣節(jié)能設(shè)計必不可少的環(huán)節(jié)。在實際情況中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑設(shè)備的類型和設(shè)備對電能的要求合理分析研究，選擇簡單可靠易操作的供配電系統(tǒng)。建筑用電設(shè)備的負(fù)荷容量、用電設(shè)備自身特點對電能品質(zhì)的要求都是要考慮的因素，應(yīng)根據(jù)實際建筑工程用電的實際需求選擇合適的變壓器是電氣節(jié)能設(shè)計的保障。瞬流抑制專用快速開關(guān)元件組合是建筑電氣節(jié)能的多種手段之一，經(jīng)實踐和科學(xué)理論證明，這種手段可以有效地濾除輸電線路中產(chǎn)生的瞬流浪涌，確保末端設(shè)備無損無影響地運行，最終達(dá)到降低建筑用電設(shè)備的電能損耗，提高相關(guān)設(shè)備的運行效率，減少維護(hù)中的經(jīng)濟(jì)投入和延長設(shè)備使用周期。這種電氣節(jié)能手段不僅可以達(dá)到節(jié)約電能的目的，還能同時做到保護(hù)建筑電氣設(shè)備正常高效經(jīng)濟(jì)地運行。

變壓器的損耗包括有功損耗和無功損耗，在變壓器的節(jié)能設(shè)計上只考慮有功損耗，空載損耗與負(fù)載損耗是有功損耗的兩個主要組成部分?？蛰d損耗又稱為鐵損即功率傳輸?shù)膿p耗，主要包括變壓器鐵芯漏磁和渦流損耗，它們的大小取決于變壓器自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)，與外部條件無關(guān)，可以看作不變量。因此在變壓器的選型上應(yīng)選擇干式變壓器或者油侵變壓器等節(jié)能型變壓器。負(fù)載損耗與變壓器的負(fù)荷率有關(guān)，經(jīng)驗證當(dāng)負(fù)荷率為0．5時變壓器的能耗最小，但是在考慮經(jīng)濟(jì)條件的情況下負(fù)荷率控制在0．75～0．85間是最為合適的選擇。在實際變壓器的選型中變壓器的容量應(yīng)根據(jù)具體情況而定，變壓器容量過低不能滿足用電設(shè)備的正常需求，如果容量過高會引起鐵損增加，因此，合理科學(xué)地選用變壓器的容量和臺數(shù)是變壓器節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵。

建筑工程中輸電線路分布廣泛走線復(fù)雜，有效地減少線路上的電能損耗是建筑電氣節(jié)能設(shè)計中不可缺少的重要部分。影響導(dǎo)線電能損耗的是導(dǎo)線自身的電阻，導(dǎo)線電阻與導(dǎo)線長度和電阻率成正比，與導(dǎo)線截面積成反比。因為經(jīng)濟(jì)成本的因素限制導(dǎo)線的截面積不可能做的很大，在現(xiàn)實中主要依據(jù)線路所要求的機械強度、線路發(fā)熱條件、電壓損失來計算選擇導(dǎo)線截面積。采用科學(xué)合理的電路設(shè)計有效地減少建筑工程中輸電線路的長度;選用銅芯導(dǎo)線等電阻率較小的金屬材質(zhì)作輸電線路的導(dǎo)線，都可以很好地降低線路導(dǎo)線自身總電阻，減少電能在線路中的損耗。此外，還可以限制連接在電網(wǎng)中的電動機和電焊機的空載運轉(zhuǎn)，正確選用設(shè)計變流裝置，采用功率因數(shù)比較高的相同容量的同步電機取換異步電機來提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，也可以較好地降低線路上的電能損耗?？傊瑧?yīng)當(dāng)依據(jù)現(xiàn)實條件科學(xué)合理地選擇、結(jié)合不同的方法減少線路上的電能損耗。

近年來，建筑行業(yè)的日益快速發(fā)展，建筑設(shè)備上的能源損耗問題越來越嚴(yán)重，傳統(tǒng)的電氣節(jié)能技術(shù)已經(jīng)不能滿足要求，新的現(xiàn)代化電氣節(jié)能設(shè)備隨著新技術(shù)的發(fā)展而逐漸成熟并廣泛應(yīng)用于建筑電氣節(jié)能設(shè)計上。建筑電氣新技術(shù)是采用相關(guān)的先進(jìn)控制方式對傳統(tǒng)電氣設(shè)備進(jìn)行有效控制從而達(dá)到節(jié)能的目的。智能化、自動化建筑是在自動感知各種建筑電氣設(shè)備的實時數(shù)據(jù)并在滿足建筑自身需求的前提下，以最小的資源和代價實現(xiàn)最大的需求。通過計算機可在中心控制室遠(yuǎn)程監(jiān)控建筑中的各個電氣設(shè)備的運行情況，并根據(jù)匯總的實時數(shù)據(jù)采用模糊處理、專家分析法等專業(yè)數(shù)學(xué)工具分析運算，最終實現(xiàn)自動或手動地遠(yuǎn)程控制電氣設(shè)備的運行。社會的發(fā)展與技術(shù)的變革使得資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會成為時展的主題。在實踐中創(chuàng)新發(fā)展新的建筑電氣節(jié)能技術(shù)，要求我們用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)方法，減少建筑電氣部分的能源損耗。在建筑電氣節(jié)能技術(shù)上創(chuàng)新發(fā)展的同時，還應(yīng)當(dāng)發(fā)展相關(guān)的建筑電氣設(shè)備，電氣設(shè)備的發(fā)展是解決電氣節(jié)能的根本手段。只有充分把新技術(shù)同時應(yīng)用到電氣設(shè)備和電氣節(jié)能技術(shù)上，才能真正實現(xiàn)最大的建筑電氣節(jié)能的效果。

建筑電氣節(jié)能設(shè)計成為現(xiàn)代建筑工程發(fā)展的主題之一。目前建筑上的電氣節(jié)能空間還很大，在建筑電氣設(shè)備的選用上，在了解其基本原理、性質(zhì)、特點和相關(guān)技術(shù)指標(biāo)后依據(jù)具體經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)進(jìn)行充分的比較研究，選用新技術(shù)下的節(jié)能電氣設(shè)備;在建筑電氣節(jié)能設(shè)計上，應(yīng)當(dāng)在了解建筑工程整體功能要求的前提下，科學(xué)合理地選用新的設(shè)計理念和控制方法，提高電氣設(shè)備的使用效率，減少電氣設(shè)備的電能損耗。（本文作者：劉靜 單位：山西省建筑設(shè)計研究院）