建筑配電及照明節(jié)能的技術(shù)措施

1、建筑配電及照明節(jié)能的技術(shù)措施中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 任元會(huì)任元會(huì) 2009.1.15提綱建筑電氣節(jié)能的內(nèi)容建筑電氣節(jié)能的內(nèi)容供配電系統(tǒng)的節(jié)能自動(dòng)化系統(tǒng)與節(jié)能實(shí)施綠色照明節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，是我國(guó)的重大國(guó)策，也是全球共節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，是我國(guó)的重大國(guó)策，也是全球共同關(guān)注的問題同關(guān)注的問題煤、油等不可再生能源，地球大氣環(huán)境惡化煤、油等不可再生能源，地球大氣環(huán)境惡化2005年年“節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃”所列十項(xiàng)重點(diǎn)工程包括：所列十項(xiàng)重點(diǎn)工程包括：n電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程n建筑節(jié)能工程n綠色照明工程“十一五十一五”期間住宅和公共建筑嚴(yán)格要求節(jié)能期間住宅和公共建筑

2、嚴(yán)格要求節(jié)能50%的標(biāo)準(zhǔn)，加的標(biāo)準(zhǔn)，加大既有建筑的綜合節(jié)能改造大既有建筑的綜合節(jié)能改造“綠色建筑綠色建筑”的探索的探索n“十一五”城市綠色照明工程規(guī)劃綱要2006n“公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)” (GB50189-2005)建筑電氣節(jié)能的特點(diǎn)建筑電氣節(jié)能的特點(diǎn)應(yīng)在保證用電安全、為使用提供最佳的服務(wù)條件應(yīng)在保證用電安全、為使用提供最佳的服務(wù)條件應(yīng)運(yùn)用科技手段、采用高效設(shè)備和器材應(yīng)運(yùn)用科技手段、采用高效設(shè)備和器材注重健康、環(huán)保注重健康、環(huán)保能夠有效的降低運(yùn)行成本能夠有效的降低運(yùn)行成本是綠色建筑的最重要部分之一是綠色建筑的最重要部分之一涉及的領(lǐng)域涉及的領(lǐng)域n供配電系統(tǒng)n樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)n照明提綱建筑電氣節(jié)能

3、的內(nèi)容供配電系統(tǒng)的節(jié)能供配電系統(tǒng)的節(jié)能自動(dòng)化系統(tǒng)與節(jié)能實(shí)施綠色照明建筑供配電系統(tǒng)的三大要素：安全、可靠性、節(jié)約用電建筑供配電系統(tǒng)的三大要素：安全、可靠性、節(jié)約用電安全用電安全用電n避免發(fā)生人身觸電的防護(hù)n防止引發(fā)電氣火災(zāi)供電的可靠性：不應(yīng)發(fā)生突然斷電供電的可靠性：不應(yīng)發(fā)生突然斷電n避免導(dǎo)致對(duì)人身安全的威脅n避免導(dǎo)致設(shè)備損壞n避免導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)的混亂節(jié)約用電節(jié)約用電n用最少的電滿足使用需求n使用者滿意節(jié)能措施節(jié)能措施1：合理設(shè)置變電所位置：合理設(shè)置變電所位置目標(biāo)：變壓器盡可能靠近負(fù)荷中心，縮短低壓（220/380V）配電線路長(zhǎng)度，降低線路損耗。在送電功率(P)不變條件下，線路電流(I)與電壓(U)成反

4、比，見式(1):低壓380V為中壓10kV的線路電流的26.3倍，而線路的電功率損耗又與電流的平方成正比，見式(2):則用380V送電為10kV的功率損耗的690倍因此，使10kV線路深入、靠近負(fù)荷中心(如制冷機(jī)、泵等)，對(duì)大型建筑可降低年損耗約幾萬千瓦時(shí)。) 1 (cos3UIP)2(32RIP 節(jié)能措施節(jié)能措施2：提高線路功率因數(shù)：提高線路功率因數(shù)一般建筑的用電設(shè)備的功率因數(shù)較低，如：冷凍機(jī)、水泵、送排一般建筑的用電設(shè)備的功率因數(shù)較低，如：冷凍機(jī)、水泵、送排風(fēng)機(jī)等，功率因數(shù)約為風(fēng)機(jī)等，功率因數(shù)約為0.5-0.65，電梯約為，電梯約為0.4-0.5，照明用氣，照明用氣體放電燈約為體放電燈約為

5、0.5-0.6。功率因數(shù)低的后果功率因數(shù)低的后果n供電部門不允許，要求不低于0.9n將使線路電流加大，從而大大增加線路損耗n同理，電流加大，將增加變壓器損耗，降低變壓器利用率提高功率因數(shù)的措施提高功率因數(shù)的措施n合理選擇電動(dòng)機(jī)類型和容量（見后述）n選用低諧波、高功率因數(shù)的放電燈鎮(zhèn)流器（見后述）n對(duì)負(fù)荷變化大的風(fēng)機(jī)、泵等設(shè)備的電動(dòng)機(jī)設(shè)置變頻調(diào)速n設(shè)置一定容量的補(bǔ)償電容裝置n設(shè)置適當(dāng)?shù)臑V波裝置，治理諧波cos節(jié)能措施節(jié)能措施3：變壓器選用與節(jié)能：變壓器選用與節(jié)能一座大中型建筑，變壓器容量可達(dá)一座大中型建筑，變壓器容量可達(dá)5000-10000kVA，年用電總，年用電總量達(dá)幾百萬至千多萬千瓦時(shí)，變壓器

6、年損耗達(dá)幾萬至十幾萬千瓦量達(dá)幾百萬至千多萬千瓦時(shí)，變壓器年損耗達(dá)幾萬至十幾萬千瓦時(shí)。如選用變壓器得當(dāng)，可產(chǎn)生降低變損時(shí)。如選用變壓器得當(dāng)，可產(chǎn)生降低變損20%-30%的潛力。的潛力。措施措施n采用新型節(jié)能變壓器n合理確定變壓器的容量：使變壓器負(fù)載率不低于0.3,也不應(yīng)高于0.85，最好在0.5-0.7n提高變壓器的功率因數(shù)，降低諧波含量采取上述措施的經(jīng)濟(jì)原則采取上述措施的經(jīng)濟(jì)原則n選用變壓器增加的費(fèi)用，應(yīng)經(jīng)過全壽命期技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較(TOC法，計(jì)入利息和通脹率，以及考慮能源價(jià)格增長(zhǎng)率)n無論是新建或是節(jié)能改造，一般能在2-5年內(nèi)回收增加的成本為宜節(jié)能措施節(jié)能措施4：適當(dāng)加大配電線路導(dǎo)體截面，降低線

7、路損耗：適當(dāng)加大配電線路導(dǎo)體截面，降低線路損耗電線、電纜截面選取原則電線、電纜截面選取原則n通常是按技術(shù)因素（發(fā)熱、電壓損失等）確定n按經(jīng)濟(jì)性原則，還應(yīng)考慮按 “經(jīng)濟(jì)電流”來確定截面。即適當(dāng)加大截面，以降低損耗采取上述措施的經(jīng)濟(jì)原則采取上述措施的經(jīng)濟(jì)原則n用TOC法比較，證明運(yùn)行中節(jié)省的電費(fèi)能合理補(bǔ)償增加的投資n新建工程，應(yīng)在2-4年內(nèi)回收增加的投資為宜 節(jié)能措施節(jié)能措施5：電動(dòng)機(jī)應(yīng)用與節(jié)能：電動(dòng)機(jī)應(yīng)用與節(jié)能電動(dòng)機(jī)是耗電量最大的設(shè)備之一，其節(jié)電潛力大電動(dòng)機(jī)是耗電量最大的設(shè)備之一，其節(jié)電潛力大電動(dòng)機(jī)節(jié)能的技術(shù)措施電動(dòng)機(jī)節(jié)能的技術(shù)措施n應(yīng)選擇或配套高效、超高效電動(dòng)機(jī)，按照中小型異步電動(dòng)機(jī)的能效限定

8、值和能效等級(jí)（GB18613-2006）要求選擇n提高電動(dòng)機(jī)負(fù)載率，要求達(dá)到0.8-0.9以上，不要“大馬拉小車”，可以提高效率和功率因數(shù)n對(duì)負(fù)載變化比較大的，可采用變頻調(diào)速（不宜用風(fēng)門、閥門調(diào)節(jié)），可以不同程度提高效率和功率因數(shù)電動(dòng)機(jī)節(jié)能的難點(diǎn)電動(dòng)機(jī)節(jié)能的難點(diǎn)n電動(dòng)機(jī)多半由被拖動(dòng)的機(jī)械（如風(fēng)機(jī)、泵）所配套帶來，往往達(dá)不到上述要求，建設(shè)方、設(shè)計(jì)院、承包方都未予注意。因此必須提出配套電動(dòng)機(jī)節(jié)能要求。電動(dòng)機(jī)節(jié)能舉例電動(dòng)機(jī)節(jié)能舉例如新型YX2型電動(dòng)機(jī)，比Y型、Y2型提高效率2-3個(gè)百分點(diǎn)，損耗降低20%-30%，增加15%-30%投資，可在1-2年回收。04,0008,00012,00016,000

9、Y電機(jī)效率：89.3%YX2電機(jī)效率：92.0%電機(jī)價(jià)格能耗費(fèi)用人民幣人民幣3000小時(shí)/年,全負(fù)荷, 0.5元/度10% 貼現(xiàn)率節(jié)能措施節(jié)能措施6：諧波治理與節(jié)能：諧波治理與節(jié)能諧波來源諧波來源n主要來自電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、UPS、整流器、變頻調(diào)速、放電燈的電子鎮(zhèn)流器等諧波的危害諧波的危害n波形的畸變，造成對(duì)電網(wǎng)的污染，對(duì)微電子設(shè)備的干擾n降低了線路的功率因數(shù)n增加了線路電流，加大了變壓器及線路的損耗n導(dǎo)致線路中性線（N）電流加大，是引起電氣火災(zāi)的不可忽視的因素治理措施治理措施n選擇低諧波的設(shè)備、器材（如電子鎮(zhèn)流器）n設(shè)置濾波裝置提綱建筑節(jié)能的內(nèi)容供配電系統(tǒng)的節(jié)能自動(dòng)化系統(tǒng)與節(jié)能自動(dòng)化系統(tǒng)與節(jié)能

10、實(shí)施綠色照明自動(dòng)化系統(tǒng)主要內(nèi)容自動(dòng)化系統(tǒng)主要內(nèi)容建筑自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）電力監(jiān)控管理系統(tǒng)照明控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)通信與信息系統(tǒng)消防和安防監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)集成自動(dòng)化系統(tǒng)的作用自動(dòng)化系統(tǒng)的作用節(jié)約能源，降低成本提高管理水平，節(jié)省人力，從系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)提高機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行安全性和可靠性為使用者營(yíng)造更安全、方便、舒適的工作和生活環(huán)境自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能分析自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能分析 - BASBAS：主要是對(duì)空調(diào)、冷凍、給排水的監(jiān)控，這個(gè)系統(tǒng)是耗能大：主要是對(duì)空調(diào)、冷凍、給排水的監(jiān)控，這個(gè)系統(tǒng)是耗能大戶，節(jié)能潛力大戶，節(jié)能潛力大n控制送冷水（熱水）溫度n調(diào)節(jié)新風(fēng)比例n利用自然風(fēng)n合理設(shè)定公共場(chǎng)所溫度n

11、提高控制溫度精度n提高能源利用效率n是人力難以達(dá)到的自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能分析自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能分析 - 電力監(jiān)控管理系統(tǒng)電力監(jiān)控管理系統(tǒng)電力監(jiān)控管理系統(tǒng)電力監(jiān)控管理系統(tǒng)n提高供電安全性、可靠性n提高電能質(zhì)量n合理投切變壓器的運(yùn)行n提高和調(diào)節(jié)功率因數(shù)，降低無功損耗n監(jiān)視和治理諧波n合理節(jié)能自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能分析自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能分析 - 照明控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)照明控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)照明控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)：節(jié)能，并延長(zhǎng)光源使用壽命照明控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)：節(jié)能，并延長(zhǎng)光源使用壽命n對(duì)樓梯間、走廊、電梯廳、大堂、夜景照明、定時(shí)開關(guān)或減半亮燈n對(duì)公共場(chǎng)所、通道等按天然光狀況開關(guān)燈n對(duì)走廊按后半夜調(diào)光或按人動(dòng)靜調(diào)光或開關(guān)燈n對(duì)報(bào)告廳、多功

12、能廳、娛樂場(chǎng)所作多場(chǎng)景設(shè)置調(diào)光和開關(guān)燈自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能分析自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能分析 客房或辦公控制系統(tǒng)客房或辦公控制系統(tǒng)n功能：主要是空調(diào)及燈光控制、調(diào)節(jié)n節(jié)能：- 客人離房自動(dòng)延時(shí)斷電（不包括空調(diào)）- 入夜客人進(jìn)房時(shí)，自動(dòng)開啟1-2個(gè)燈-客房空調(diào)控制按無人入住、有人入住在使用、有人入住未使用三種工況，分別設(shè)定溫度調(diào)節(jié)范圍，保證客人舒適居住環(huán)境，也有利于節(jié)能n辦公室則按工作、 午休和下班后分別 調(diào)節(jié)和開關(guān)282726252423222120191817未入住入住，客人不在 入住，使用中夏季工況冬季工況 oC提綱建筑電氣節(jié)能的內(nèi)容供配電系統(tǒng)的節(jié)能自動(dòng)化系統(tǒng)與節(jié)能實(shí)施綠色照明實(shí)施綠色照明綠色照明綠色照

13、明綠色照明(Green Lights)的宗旨：有利于人們工作、生活需要的良好光環(huán)境，有利于人的身心健康的條件下，達(dá)到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的目的。照明是除空調(diào)外的又一用電大戶；長(zhǎng)期來酒店等建筑使用的照明光源落后，仍有不少能效很低的白熾燈，所以，節(jié)電潛力很大。實(shí)施綠色照明，對(duì)節(jié)約用電，為使用者提供一個(gè)好的照明條件，降低運(yùn)行成本，都有明顯效益。節(jié)能措施節(jié)能措施1：應(yīng)用優(yōu)質(zhì)高效光源：應(yīng)用優(yōu)質(zhì)高效光源常用光源的性能及適用場(chǎng)所常用光源的性能及適用場(chǎng)所光源名稱發(fā)光效能(lm/W)顯色指數(shù)（Ra）使用壽命（h） 使用場(chǎng)所白熾燈8 12991000嚴(yán)格限制鹵素?zé)?2 16992000商店小型貴重商品的重點(diǎn)照明直管

14、熒光燈（鹵磷酸鈣熒光粉）60 8057 728000不再應(yīng)用直管熒光燈（三基色熒光粉） 70 10083 8512000辦公室、鏡燈、走廊、餐廳、會(huì)議室緊湊型熒光燈（三基色熒光粉）45 6580 856000大堂、電梯廳、客房、走廊、多功能廳石英金屬鹵化物燈60 9060 656000 8000高空間、夜景照明陶瓷金屬鹵化物燈70 10080 8512000中庭、大堂、商店高壓鈉燈90 13023 2516000道路照明發(fā)光二極管(LED)*40 6060 8030000 50000夜景照明、標(biāo)志燈、廣告牌、夜燈* LED主要應(yīng)用在有色彩、有動(dòng)感、調(diào)光要求的場(chǎng)所，LED發(fā)展很快各場(chǎng)所選用光源的

15、要求各場(chǎng)所選用光源的要求-1嚴(yán)格限制低效白熾燈應(yīng)用，是全球之必然趨勢(shì)限制鹵素?zé)舻膽?yīng)用，只用于小型貴商品如首飾、水晶制品等的重點(diǎn)照明建筑的主要光源是熒光燈，較高的場(chǎng)所，如大堂、中庭、演出廳等宜使用陶瓷金屬鹵化物燈各場(chǎng)所選用光源的要求各場(chǎng)所選用光源的要求-2熒光燈的選用要求熒光燈的選用要求n辦公室、機(jī)房、控制室、商店、餐廳、客房及衛(wèi)生間的鏡燈等宜用直管燈，裝飾要求高的場(chǎng)所可用緊湊型熒光燈(下稱 CFL)n應(yīng)選用細(xì)管徑燈：直管燈應(yīng)選T8(直徑26mm)或T5(16mm)型n應(yīng)選用三基色熒光粉制作的三基色熒光燈，不再用鹵磷酸鈣熒光粉燈管n辦公室、機(jī)房、控制室、餐廳、暗槽內(nèi)燈，應(yīng)選用4呎長(zhǎng)燈管(T8-3

16、6W、T5-28W)，不用2呎長(zhǎng)小燈管n多數(shù)場(chǎng)所熒光燈的色表不應(yīng)選冷色(相關(guān)色溫Tcp5300K)，而應(yīng)選暖色(2700K-3300K)或中間色(3300K-5300K)各場(chǎng)所選用光源的要求各場(chǎng)所選用光源的要求-3光源的選用要求光源的選用要求n辦公室、教室、客房及衛(wèi)生間化妝鏡上、窗簾燈，用三基色直管熒光燈n臺(tái)燈、落地?zé)?、進(jìn)門廊燈、衛(wèi)生間頂燈，用CFLn床頭燈不調(diào)光的用CFL；要求調(diào)光的可用CFL配調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，將來可用LED燈n夜燈可用LED；衣柜燈可用LED各場(chǎng)所選用光源的要求各場(chǎng)所選用光源的要求-4關(guān)于關(guān)于LED光源光源n近年來發(fā)展最快、前途最廣的一種新型光源，具有安全、長(zhǎng)壽命、近年來發(fā)

17、展最快、前途最廣的一種新型光源，具有安全、長(zhǎng)壽命、顏色豐富、耐震動(dòng)、耐氣候、可調(diào)光等優(yōu)點(diǎn)，光效也在不斷提高，顏色豐富、耐震動(dòng)、耐氣候、可調(diào)光等優(yōu)點(diǎn)，光效也在不斷提高，但目前用于室內(nèi)照明還有不少問題待解決但目前用于室內(nèi)照明還有不少問題待解決n應(yīng)用意見：應(yīng)用意見：-適應(yīng)于建筑裝飾、輪廓燈、園林美化、噴水池?zé)?、廣告牌、標(biāo)志牌等需要彩色光、調(diào)光、動(dòng)感光的場(chǎng)所-可用于客房調(diào)光床頭燈、夜燈、走廊及電梯廳墻壁燈等，但要求用高顯色(Ra80)、低色溫(3300K)或中色溫(4000K左右)節(jié)能措施節(jié)能措施2：鎮(zhèn)流器應(yīng)用于節(jié)能：鎮(zhèn)流器應(yīng)用于節(jié)能鎮(zhèn)流器關(guān)系到照明質(zhì)量、電路諧波和自身?yè)p耗，值得重視。鎮(zhèn)流器關(guān)系到照明

18、質(zhì)量、電路諧波和自身?yè)p耗，值得重視。熒光燈應(yīng)采用以下兩種鎮(zhèn)流器，其特點(diǎn)是：熒光燈應(yīng)采用以下兩種鎮(zhèn)流器，其特點(diǎn)是：n節(jié)能電感式：可靠、壽命長(zhǎng)、諧波小n電子式：能效更高、頻閃小、噪音低、重量輕、可調(diào)光選用電子鎮(zhèn)流器的技術(shù)要求選用電子鎮(zhèn)流器的技術(shù)要求n選用優(yōu)質(zhì)、可靠性高的產(chǎn)品，招標(biāo)或采購(gòu)時(shí)，應(yīng)提出質(zhì)保期不少于5年或3年n控制諧波含量：特別是燈功率=25W者，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的諧波限值很寬，如在同一建筑中大量使用，必將導(dǎo)致諧波污染，和線路中性線(N)電流過大的嚴(yán)重后果，選用時(shí)，應(yīng)提出更高的諧波限值。建議：要求3次諧波不大于20%，總諧波不大于25%節(jié)能措施節(jié)能措施3：燈具應(yīng)用與節(jié)能：燈具應(yīng)用與節(jié)能工廠、辦公室、教室等場(chǎng)所，主要按配光、控制眩光、能效等條工廠、辦公室、教室等場(chǎng)所，主要按配光、控制眩光、能效等條件選擇燈具件選擇燈具酒店等的照明燈具，常常被視為裝飾品，但不能忘記它更是一個(gè)酒店等的照明燈具，常常被視為裝飾品，但不能忘記它更是一個(gè)照明器件，關(guān)系