建筑電氣設計中的節(jié)能方法

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯建筑電氣設計中的節(jié)能方法 建筑電氣設計節(jié)能應堅持以下三個原則： （）滿意建筑物的功能滿意照明的照度、色溫、顯色指數(shù)；滿意舒適性空調的溫度及新風量，也就是舒適衛(wèi)生；滿意上下、左右的運輸通道暢通無阻；滿意特別工藝要求，如消遣場所一些電氣設施的用電、展廳的工藝照明及電力用電等。 （）考慮實際經濟效益 節(jié)能應考慮國情及經濟效益，不能由于節(jié)能而過高地消耗投資，增加運行費用。而是應當讓增加的投資在幾年或較短的時間內用節(jié)能效益進行回收。 （）節(jié)約無謂消耗的能量 節(jié)能的著眼點應是節(jié)約無謂的能量。首先找出哪些地方的能量消耗與發(fā)揮建筑物功能無關，再考慮實行什么措施節(jié)能。如變壓器

2、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，要采納先進技術使其能耗降低。因此，節(jié)能措施也應貫徹有用、經濟合理、技術先進的原則。 變壓器的節(jié)能 變壓器的損耗及效率 有功損耗包括鐵損和銅損，鐵損又稱空載損失，其值與鐵芯材質等因素有關，與負荷大小無關，且基本不變；銅損與負荷電流平方成正比，變壓器的有功損耗可用下式計算： 無功損耗由兩部分組成，一部分是由勵磁電流即空載電流造成的損耗0，它與鐵芯有關而與負荷無關，可用下式計算： 另一部分無功損耗是指一、二次繞組的漏磁電抗損耗，其大小與負載電流的平方成正比，此損耗又稱變壓器無功漏磁損耗，用下式計算： 變壓器綜合功率損耗是

3、指變壓器的有功損耗、無功損耗折算成有功損耗的兩者之和，可用下式計算： 無功功率損耗，引起連接系統(tǒng)有功損耗下降的千瓦值變壓器的效率是變壓器二次側輸出功率與電源側輸入功率之比的百分數(shù)，可按下式計算： 變壓器的效率與變壓器的負荷和損耗有關，也與負荷功率因數(shù)有關。負載率為時效率都比較高，為時效率最高；當負載肯定時，功率因數(shù)越高變壓器效率也越高。 變壓器的節(jié)能措施 變壓器節(jié)能的實質就是降低其損耗，提高其運行效率，可詳細實行以下措施： （）合理選擇變壓器的容量和臺數(shù)。選擇變壓器容量和臺數(shù)時，應依據(jù)負荷狀況綜合考慮投資和年運行費用，對負荷進行合理安排，選取容量與電力負荷相適應的變壓器，使其工作在高效區(qū)。當負

4、荷率低于時，應調整或更換；當負荷率超過，且通過計算不利于經濟運行時，可放大一級容量選擇變壓器。 （）選用節(jié)能型變壓器，更換或改造高能耗變壓器。新建或擴建工程應選用、等。企業(yè)為了節(jié)約投資，也可對原有的高能耗變壓器如、進行技術改造，但改造后應達到國家對配電變壓器能耗標準的要求即空載損耗降低；空載電流降低；短路損耗達到標準；阻抗電壓為。 （）加強運行管理，實現(xiàn)變壓器經濟運行。在企業(yè)負荷變化的狀況下，如投運變壓器的臺數(shù)和容量不變，其負荷率和運行效率都將發(fā)生變化，使其超出經濟的運行范圍，因此，要準時投入或切除部分變壓器，防止變壓器輕載或空載運行。對長期輕載（負荷率小于）的變壓器，必要時按實際負荷更換小容

5、量變壓器。 供配電系統(tǒng)的節(jié)能 供配電系統(tǒng)線損率 從公司電網(wǎng)到企業(yè)的電能，經一次或二次降壓后，經高、低壓線路送到各車間、各部門的用電設備，就構成企業(yè)供配電系統(tǒng)。電能在變壓輸送過程中造成損耗，這部分損耗稱線變損或簡稱電損，在評價企業(yè)合理用電技術導則/中規(guī)定，線損率要求為：一次變壓不得超過；二次變壓不得超過；三次變壓不得超過。 供配電系統(tǒng)節(jié)能的主要環(huán)節(jié) （）合理設計供配電系統(tǒng) 依據(jù)負荷容量、供電距離及分布、用電設備的特點等因素，合理設計供配電系統(tǒng)和選擇供電電壓，供配電系統(tǒng)應盡量簡潔牢靠，同一電壓供電系統(tǒng)變配電級數(shù)不宜超過兩級。變電所應盡量靠近負荷中心，以縮短供電半徑，削減線路損失，企業(yè)內部變電所之間

6、宜敷設聯(lián)絡線，依據(jù)負荷狀況，可切除部分變壓器，削減損耗。依據(jù)負荷狀況合理選擇變壓器的容量、臺數(shù)，其接線應能適應負荷變化，按經濟運行原則敏捷投切變壓器。對分期投產的企業(yè)，宜采納多臺變壓器方案，避開因輕載運行增大損耗。按經濟電流密度合理選擇導線截面，一般按年綜合運行費用最小的原則確定單位面積經濟電流密度。 （）提高功率因數(shù)削減電能損耗 提高功率因數(shù)可削減線路損耗。假設輸電線路每相導線的電阻為（），則三相線路的功率損耗可按以下公式計算： 由式（）可知，在有功功率肯定的狀況下，值越小，功率損耗就越大。反之，將值提高后，值就會相應減小。 提高變壓器二次側的功率因數(shù)，可使總的負荷電流削減，從而削減變壓器的

7、銅損。提高了功率因數(shù)，就削減了無功電流，且相應削減了線路及變壓器的電流，從而削減了電壓降。另外，在基建時提高功率因數(shù)，可削減電源線路的截面及變壓器的容量，節(jié)省設備投資。 （）提高功率因數(shù)的措施 削減供用電設備的無功消耗，提高企業(yè)自然功率因數(shù)；用靜電電容器進行無功補償：按全國供用電規(guī)章規(guī)定，高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負荷調整電壓裝置的電力用戶，在當?shù)毓╇娋忠?guī)定的電網(wǎng)高峰負荷時功率因數(shù)應大于或等于。 電動機的節(jié)能 削減電動機的電能損耗的主要途徑是提高電動機的效率和功率因數(shù)。電動機的節(jié)電方法如下： （）采納高效率電動機。實行各種切實可行的措施，削減電動機的各部分損耗、提高電動機的效率和功率因

8、數(shù)。削減損耗的措施如下圖所示。 實行各種削減損耗的措施后，高效電動機的總損耗比一般標準電動機削減，電動機的效率可比一般的標準型提高。另外，系列新型電機與以前的或系列電機相比，平均效率要高，空載電流削減，平均功率因數(shù)高，具有較好的節(jié)能效果。因此，在設計和技改當中，應選用、等新系列電動機以節(jié)約電能。一般高效電機的價格比一般電機高，采納時要考慮資金回收期，即需在短期內靠節(jié)電費用收回多花的費用。符合下列條件時可選用一般高效電機：負載率在以上；每年連續(xù)運行時間在h以上；電機運行時無頻繁啟、制動；單機容量較大。 （）依據(jù)負荷特性合理地選擇電動機。對舊有設備使用的電機，要進行必要的測試與計算，結合電機的工作

9、環(huán)境及負載特點，選用適當?shù)碾姍C取代“大馬拉小車”的電機，提高電機運行的效率和功率因數(shù)。當電機的負載率大于時，可不用更換；小于時，不經計算就可更換；在之間時，則需經過計算再確定。 （）輕載電動機實行降壓運行，對常常處于輕負荷運行的電動機，應采納三角星型切換裝置，將三角形接法的電動機改為星形接法，可以達到良好的節(jié)電效果。電動機的星形接法和三角形接法的效率比/與負荷系數(shù)的關系見下表。 由上表可知，只有在負荷系數(shù)低于以后，將電動機的三角形接法改為星形接法才能使電動機的效率明顯提高。當負荷系數(shù)為時，星形接法和三角形接法的效率基本相等，無節(jié)電效果；當負荷系數(shù)大于時，電動機星形接法的效率反而低于三角形接法。

10、電動機由三角形改為星形接法后，其極限容許負載大致為銘牌容量的。因此，在采納三角形改星形接法作為節(jié)電方法時，肯定要考慮到改接后的電動機的容量是否能滿意負載的要求。一般認為，由三角形改星形接法轉換點在之間。對不同型號的電動機，其轉換點不肯定相同，應當進行分析計算才能確定。依據(jù)閱歷，當小于時，將三角形改為星形接法往往可以節(jié)電。 （）依據(jù)負載狀況對電動機實行無功就地補償。對距供電點較遠的大容量電動機應對電動機進行就地無功補償。電動機無功功率就地補償，對轉變遠距離送電的電動機低功率因數(shù)運行狀態(tài)、削減線路損失、提高變壓器負載率有著明顯的效果。有數(shù)據(jù)表明，每千乏補償電容每年可節(jié)電，是一項值得推廣的措施。對單

11、臺電動機補償容量不宜過大，以防產生自勵磁過電壓，應保證電動機在額定電壓下斷電時電容器的放電電流不大于銘牌上的空載電流。 （）需要依據(jù)負荷變化調整的設備應采納調速電機。溝通電動機的調速分為三種形式：變極、變頻和變轉差率調速。在全部電動機中，風機和水泵調速節(jié)能的效果最明顯。 照明設備的節(jié)電 實施節(jié)能照明的要點 從理論上講，照明用電量（）可用公式表示： 因此，假如要降低照明電耗，必需設法增大公式中的分母值，即提高照明率、使用高效光源、提高燈具的修理率；或者削減分子值，即削減開燈時間、保持適當?shù)恼斩群捅M量采納局部照明等。但是，照明節(jié)能的原則是在保證足夠的照光明度和質量的前提下節(jié)省電能，不允許實行降低建

12、筑照明設計標準中的推舉照度來實現(xiàn)節(jié)能。 在設計建筑物照明時應留意以下幾點： （）光源和燈具的選擇 在考慮照明時，肯定要依據(jù)照明目的來選擇合適的光源和燈具。 （）照度和年齡 在辨認文字時，年齡越大需要的照度也越高。在確定照度時，除考慮目的和用途之外，還必需考慮使用人的年齡。 （）熒光燈的光通量與環(huán)境溫度的關系 熒光燈的使用環(huán)境溫度通常設計在，在這個溫度下工作，熒光燈可以獲得最高的效率。所以在使用時，應留意盡量符合這個溫度。 （）照明設備減光的緣由 假如設備的修理工作跟不上，不僅給工作和平安帶來不利，而且還會造成電能鋪張。本應獲得的光通量沒能得到，實際上就是鋪張能量。因此，把修理工作作為節(jié)能措施的

13、重要一環(huán)是特別必要的。燈射出的光通量的減退，燈具變臟帶來的光通量減退，天棚和墻壁造成的減光是三個主要緣由。 建筑照明節(jié)能相關技術措施 4.2.1采納高效長壽命光源 光源是節(jié)能的首要因素，而光源和節(jié)能又取決于發(fā)光效率，高效光源主要指氣體放電燈。低壓氣體放電燈以熒光燈為代表，高壓氣體放電燈主要為高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。近年來，進一步提高光源的性能和技術參數(shù)呈現(xiàn)以下趨勢： （）提高發(fā)光效率 將來，估計氣體放電燈的光效將普遍超過/，燈還會更高，白熾光源將通過多種技術革新進一步提高光效。 （）提高顯色性能 多數(shù)光源的顯色指數(shù)將超過，熒光燈將普遍使用三基色熒光粉。 （）提高使用壽命 氣體放電燈的壽命將超過

14、，將會有多種更長壽命的新光源消失。各種光源的主要技術性能如下：在第一類場所，即高大工業(yè)廠房、戶外場地，主要推廣金屬鹵化物燈和高壓鈉燈，前者以其較優(yōu)的色溫柔顯色指數(shù)獲得了更多應用；而后者則以更高光效和更長壽命受到客戶的歡迎，尤其是在戶外（道路、廣場等）占有肯定優(yōu)勢，而在戶內，則由于其顯色指數(shù)太低，應用受到很大限制，但顯色改進型高壓納燈由于大大提高了顯色指數(shù)而獲得廣泛應用。 在其次類場所，即較低矮的室內場所，如辦公樓、教室、圖書館、商場，以及高度在以下的生產場所（如儀表、電子、紡織、卷煙生產廠房等），應樂觀推廣使用直管熒光燈，目前主要趨勢是使用燈管（直徑）取代燈管（直徑）。無論是光效和壽命，燈管都

15、大大優(yōu)于燈管，若用取代燈管則可以節(jié)電以上，用帶電子鎮(zhèn)流器的燈管代替帶鐵芯鎮(zhèn)流器的燈管可節(jié)電左右。與可以完全互換，只是要求啟輝器質量更好一些。此外，由于燈管的直徑變小，體積削減近一半，熒光粉等有害物質的消耗量也大幅削減，有利于環(huán)保。 目前，我國正在樂觀推廣用燈管取代燈管。歐美地區(qū)的主要國家已經研制出管徑為的熒光燈，我國于年也勝利研制出了燈管。燈管以更細的管徑，比管削減以上的體積，削減了以上的熒光粉材料，因而大大降低了環(huán)境污染，獲得更好的環(huán)保效益。 在第三類場所，如家庭住宅、旅館、餐廳、門廳、走廊等，以緊湊型熒光燈（包括“”型、“”型、“”型，環(huán)形等）為主，替代白熾燈。緊湊型熒光燈的功率有、等，色

16、溫為，能適應不同光色的要求。在既要節(jié)能又要提高照明水平的狀況下，使用緊湊型熒光燈雖然初投資略高于白熾燈，但節(jié)電效果顯著，節(jié)能費用足以補償初期投入。如以個的緊湊型熒光燈與個的白熾燈相比，光通量可增加/，假如以壽命為計算，可節(jié)電，況且緊湊型熒光燈的壽命還遠遠高于白熾燈。 4.2.2采納高效節(jié)能的照明燈具 燈具是除光源外的其次要素，而且是不簡單為人們所重視的因素。燈具的主要功能是合理安排光源輻射的光通量，滿意環(huán)境和作業(yè)的配光要求，并且不產生眩光和嚴峻的光幕反射。在選擇燈具時，除考慮環(huán)境光分布和限制眩目的要求外，還應考慮燈具的效率。對于高光效燈具的基本要求如下： （）提高燈具效率?，F(xiàn)在市場上有些燈具效

17、率僅為，光源發(fā)出的光能大部分被汲取，能量利用率比較低。要提高效率，一方面要有科學的設計構思和先進的設計手段，運用計算機幫助設計來計算燈具的反射面和其它部分；另一方面要從反射罩材料、漫射罩和愛護罩的材料等方面加以優(yōu)化。 （）提高燈具的光通維持率，要從燈具的反射面、漫射面、愛護罩、格柵等材料和表面處理上下功夫，使表面不易積塵、腐蝕且簡單清掃，實行有效的防塵措施。有防塵、防水、密封要求的燈具，應經過試驗達到規(guī)定的防護等級（等級）。 （）供應配光合理、品種齊全的燈具，應當用多種配光的燈具，以適應不同體形的空間，不同使用要求（照度、勻稱度、眩光限制等）的場所的需要。 （）供應與新型高效光源配套、系列較完

18、整的燈具?，F(xiàn)在有一些燈具是借用類似光源的燈具，或者幾種光源、幾種尺寸的燈泡共用燈具。要達到高效率、高質量，應當根據(jù)光源的特性、尺寸特地設計配套的燈具，形成較完整的系列，以供使用。 有了高效的燈具，還必需正確應用。由于燈具效率高，解決了把光源的光通量最大限度發(fā)散出燈具以外的問題，為了讓光更多地照耀到視覺需要的工作面上，還必需提高光通的利用系數(shù)。利用系數(shù)取決于燈具效率，燈具配光與房間體形的適應狀況，還與室內屋表面（墻、頂棚、地面、設備、家具等）材料的反射比有關。 選用燈具時還要處理好能量效率與裝飾性的關系。當前在民用建筑和一部分工業(yè)建筑中，照明設計有一種偏向，強調了燈具的裝飾性能，而忽視了燈具效率和光的利用系數(shù)，造成過大的能源消耗，而且得不到良好的照明效果。這些應當從審查照明設計資格，制定各類場所照明能量標準等方面去解決。 4.2.3采納高效節(jié)能的照明電器附件 絕大多數(shù)節(jié)能光源都是氣體放電燈，它們需要鎮(zhèn)流器才能工作。一般電感式鎮(zhèn)流器功耗大、光閃耀嚴峻。目前已勝利開發(fā)的節(jié)能鎮(zhèn)流器節(jié)能型電感式鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器，都比原電感鎮(zhèn)流器的功耗減小一半以上。如直管熒光燈的電感鎮(zhèn)流器自身功耗約為燈管功率的，有的低質量產品甚至達到了，而國外有一些低功耗鎮(zhèn)流器可達。提