淺談建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)

1、淺談建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)    關(guān)鍵詞 建筑電氣;節(jié)能設(shè)計(jì);方法隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化加速發(fā)展,建筑業(yè)也迅速興起,導(dǎo)致建筑能耗迅猛遞增,二次能源電能在整個(gè)建筑能耗當(dāng)中占有比例非常高,因此建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)尤為重要。電氣節(jié)能設(shè)計(jì)既不能以犧牲建筑功能,損害使用需求為代價(jià),也不能盲目增加投資,為節(jié)能而節(jié)能,電氣節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則: 1)適用性 既滿足在建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好人工環(huán)境提供必要的能源,又為建筑設(shè)備運(yùn)行提供必需的動(dòng)力,按照用電設(shè)備對(duì)于負(fù)荷容量、電能質(zhì)量的供電可靠性等方面的要求,來(lái)優(yōu)化供配電設(shè)計(jì),促進(jìn)電能的合理利用。 2)實(shí)際性 要充分考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益,合理選用節(jié)

2、能設(shè)備及材料,使由節(jié)能設(shè)備及材料導(dǎo)致節(jié)能增加的投資在較短的時(shí)間內(nèi),通過(guò)節(jié)能減少下來(lái)的運(yùn)行費(fèi)用回收。 3)節(jié)能性 應(yīng)考慮采取實(shí)際措施減少或消除與發(fā)揮建筑功能無(wú)關(guān)的消耗,比如電氣設(shè)備自身的電能消耗,傳輸線路上的電能損耗等。 下面就建筑電氣設(shè)計(jì)中的幾種節(jié)能措施談?wù)勔恍┛捶ā?1 供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì) 根據(jù)負(fù)荷容量、供電距離及分布、以及用電設(shè)備特點(diǎn)等因素合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng),做到系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)單可靠,操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心,以縮短配電半經(jīng)減少線路損耗。合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù),以適應(yīng)由于季節(jié)性造成的負(fù)荷變化時(shí)能夠靈活投切變壓器,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行減少由于輕載運(yùn)行造成的不必要電能損耗。 2 變壓器的

3、節(jié)能設(shè)計(jì) 首先在選擇變壓器時(shí)應(yīng)選用阻值較小的繞組,如銅芯變壓器,變壓器最經(jīng)濟(jì)節(jié)能運(yùn)行的負(fù)荷率一般在75%85%,因此在變壓器設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量采用低能耗及銅線材的新型高效節(jié)能變壓器,選擇其臺(tái)數(shù)和容量時(shí),盡可能使變壓器負(fù)荷率設(shè)計(jì)在75%85%,同時(shí)在滿足容量及負(fù)荷率的情況下,應(yīng)盡量減少變壓器的臺(tái)數(shù),選擇大容量變壓器,以減少變壓器損耗。另外,在空調(diào)負(fù)荷較大時(shí)可采用單獨(dú)一臺(tái)變壓器作專用空調(diào)變壓器,在空調(diào)不使用的季節(jié)時(shí)可停運(yùn),以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 3 減少線路損耗 由于配電線路有電阻,有電流通過(guò)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生功率損耗,其公式為: =3I2R·10-3 式中:-三相輸電線路的功率損耗(KW);I-線電

4、流(A);R-線路相電阻() 其中“R”線路電阻在通過(guò)電流不變時(shí),線路長(zhǎng)度越長(zhǎng)則電阻值越大。如果在一個(gè)工程中由于線路上下縱橫交錯(cuò),一般工程線路總的不下萬(wàn)米,大工程更是不計(jì)其數(shù),造成電能損耗是相當(dāng)可觀的,所以減少線路能耗必須引起設(shè)計(jì)人員的足夠重視。在具體工程中,線路上電流一般是不變的,那么要減少線損,只能盡量減少線路電阻。而線路的電阻R=L/S,即與導(dǎo)線電阻率、導(dǎo)線長(zhǎng)度L成正比,與導(dǎo)線截面S成反比。要減少電阻值應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮: 1)盡量選用電阻率較小的導(dǎo)線,如銅芯導(dǎo)線較佳,鋁線次之; 2)盡可能減少導(dǎo)線長(zhǎng)度,在設(shè)計(jì)中線路應(yīng)盡量走直線少走彎路,另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應(yīng)

5、盡可能地靠近負(fù)荷中心,以減少供電半徑; 3)增大導(dǎo)線截面積,對(duì)于較長(zhǎng)的線路,在滿足載流量,熱穩(wěn)定,保護(hù)配合及電壓降要求的前提下,在選定線截面時(shí)加大一級(jí)線截面。這樣增加的線路費(fèi)用,由于節(jié)約能耗而減少了年運(yùn)行費(fèi)用,綜合考慮節(jié)能經(jīng)濟(jì)時(shí)還是合算的。 4 提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù) 功率因數(shù)提高了可以減少線路無(wú)功功率的損耗,從而達(dá)到節(jié)能目的。前面提到的輸電線路損耗P中包含了線路傳輸有功功率時(shí)引起的線損和線路傳輸無(wú)功功率時(shí)引起的線損。傳輸有功功率是為了滿足建筑物功能所必須的,是不變的。而在供配電系統(tǒng)中的某些用電設(shè)備如電動(dòng)機(jī)、變壓器、燈具的鎮(zhèn)流器以及很多家用電器等都具有電感性,會(huì)產(chǎn)生滯后的無(wú)功電流,它要從系統(tǒng)

6、中經(jīng)過(guò)高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端,無(wú)形中又增加了線路的功率損耗。這部分損耗是可以避免的,具體方法有: 1)減少用電設(shè)備無(wú)功損耗,提高用電設(shè)備的功率因數(shù)。在設(shè)計(jì)中盡可能采用功率因數(shù)高的用電設(shè)備如同步電動(dòng)機(jī)等,電感性用電設(shè)備可選用有補(bǔ)償電容器的用電設(shè)備(如配有電容補(bǔ)償?shù)臒晒鉄?等。 2)用靜電電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償,電容器可產(chǎn)生超前無(wú)功電流抵消用電設(shè)備的滯后無(wú)功電流從而達(dá)到提高功率因數(shù)同時(shí)又減少整體無(wú)功電流。在具體工程設(shè)計(jì)中有采用分散就地補(bǔ)償和高低壓柜集中補(bǔ)償?shù)确绞?可根據(jù)具體情況具體分析。 5 電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì) 減少電動(dòng)機(jī)能損耗的主要途徑是提高電動(dòng)機(jī)的工作效率和功率因數(shù)。在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)選用高效率的電

7、動(dòng)機(jī),但是在具體工程中電動(dòng)機(jī)通常都是水暖及建筑等專業(yè)設(shè)備所配套的,由設(shè)備制造商統(tǒng)一供應(yīng)的,所以節(jié)能措施只能貫徹在運(yùn)行過(guò)程中。除了就地電容器補(bǔ)償以減少線路損耗外,主要是減少電動(dòng)機(jī)輕載和空載運(yùn)行,因?yàn)樵谳p載運(yùn)行下電動(dòng)機(jī)效率是極低的,切實(shí)可行的辦法是采用變頻調(diào)速控制電動(dòng)機(jī)使其在負(fù)載率變化時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速使得與負(fù)載變化相適應(yīng)以提高電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)的效率從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。 6 照明的節(jié)能設(shè)計(jì) 照明節(jié)能設(shè)計(jì)就是在保證不降低作業(yè)面視覺(jué)要求、不降低照明質(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,通常的節(jié)能措施有以下幾種:     

8、60;  1)充分利用自然光,這是照明節(jié)能的重要途徑之一,在設(shè)計(jì)中電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)多與建筑專業(yè)配合,做到充分合理地利用自然光使之與室內(nèi)人工照明有機(jī)地結(jié)合,從而大大節(jié)約了人工照明電能。 2)照明設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了各種場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺(jué)要求、照明功率密度等等。照度標(biāo)準(zhǔn)是不可隨意降低的,也不應(yīng)隨便提高,要有效地控制單位面積燈具安裝功率,在滿足照明質(zhì)量的前提下,一般房間(場(chǎng)所)應(yīng)優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈(如T5、T8管)及緊湊型熒光燈,高大車間、廠房及體育館場(chǎng)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。 3)推廣使用低能耗性能優(yōu)的光源用電附件,如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能

9、型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等,公共建筑場(chǎng)所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無(wú)功補(bǔ)償?shù)臒艟?緊湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器,氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器。 4)改進(jìn)燈具控制方式,采用各種節(jié)能型開關(guān)或裝置也是一種行之有效的節(jié)電方法。根據(jù)照明使用特點(diǎn)可采取分區(qū)控制燈光或適當(dāng)增加照明開關(guān)點(diǎn)。比如臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開關(guān),高級(jí)客房采用節(jié)電鑰匙開關(guān),公共場(chǎng)所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關(guān),走道、樓梯等人員短暫停留的公共場(chǎng)所可采用節(jié)能自熄開關(guān)。 7 計(jì)量及運(yùn)行管理的節(jié)能 1)建議變電所低壓配電出線回路均設(shè)電能相關(guān)參數(shù)的顯示裝置,對(duì)所有干線的主要出線回路包括冷熱源、生活水泵等均設(shè)置計(jì)量裝

10、置。各樓層建議按物管要求或按樓層、按系統(tǒng)設(shè)置計(jì)量裝置,方便內(nèi)部考核計(jì)費(fèi)或管理。 2)建議變電所采用智能化電能管理系統(tǒng),對(duì)全部的電力運(yùn)行情況進(jìn)行全方位、全過(guò)程的實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的監(jiān)視、分析、達(dá)到節(jié)能管理目的。 3)建議選擇合適的建筑設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng),對(duì)建筑設(shè)備、電氣照明及其他用電設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制、實(shí)時(shí)檢測(cè),以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化運(yùn)行,達(dá)到集中管理、程序控制和節(jié)約能源的目的。 電氣節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程,建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)充分考慮如何在滿足建筑物功能的前提下盡量減少設(shè)備使用時(shí)間以及提高設(shè)備使用效率,這是節(jié)能設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn),明確了這個(gè)出發(fā)點(diǎn),我們才能因地制宜地設(shè)計(jì)合適的節(jié)能方案。同時(shí)建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)潛力很大,廣大電氣設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中應(yīng)精心考慮,反復(fù)比較設(shè)計(jì)方案,拿出一套符合各種技術(shù)指標(biāo),滿足功能需求的前提下,行之有效而又切實(shí)可行的節(jié)能措施,從而達(dá)到真正節(jié)約電能的目的。 參考文獻(xiàn) 1GB50189-2005.公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)M.