建筑電氣供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計研究獲獎科研報告

建筑電氣供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計研究獲獎科研報告摘要：隨著當(dāng)前人們生活水平的提高，電能消耗也越來越高，節(jié)能減排早已經(jīng)成為各行各業(yè)急需解決的關(guān)鍵問題，而建筑的電氣節(jié)能手段，也是當(dāng)前建筑行業(yè)備受關(guān)注的一部分。

關(guān)鍵詞：建筑電氣供配;配電系統(tǒng);電氣節(jié)能

隨著現(xiàn)在住宅建筑技術(shù)的不斷提升，相應(yīng)的電氣供配系統(tǒng)也得到了良好發(fā)展，而建筑的電氣供配電系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，也明顯提升了人們的生活舒適程度，但這種基于電氣供配電系統(tǒng)提升的美好生活，就給建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計帶來了壓力和挑戰(zhàn)。

一、建筑電氣節(jié)能設(shè)計的必要性和原則

1、建筑電氣節(jié)能設(shè)計的必要性分析

有關(guān)于建筑電氣節(jié)能，除了需要響應(yīng)國家政策，適應(yīng)社會需求外，這種電氣節(jié)能設(shè)計也是從建筑節(jié)能的應(yīng)用現(xiàn)狀，和節(jié)能設(shè)計未來發(fā)展的趨勢決定的。

1.1當(dāng)前應(yīng)用現(xiàn)狀

就當(dāng)前的各種建筑電氣系統(tǒng)應(yīng)用過程看，無論是建筑物應(yīng)用過程中自身消耗的大量能源（圖1），還是建筑中各類系統(tǒng)在運行過程中產(chǎn)生的多余的能源消耗，數(shù)字都是無法忽視的，這也是當(dāng)前電氣系統(tǒng)在實際應(yīng)用中遭遇的應(yīng)用壓力。只有重視建筑電氣供配電系統(tǒng)節(jié)能減耗的問題，才能有效的適應(yīng)當(dāng)前社會越來越突出的節(jié)能減耗問題。

1.2未來發(fā)展趨勢

住宅建筑電氣系統(tǒng)的未來發(fā)展，勢必會因為科學(xué)技術(shù)的提升而提升。在未來，各種電氣設(shè)備必然花樣繁多，層出不窮，相應(yīng)的建筑電氣供配電系統(tǒng)的復(fù)雜性也必然會大幅度提升，更不用說因為電氣供配電系統(tǒng)在實際運用中造成的重復(fù)使用而多余浪費能源的現(xiàn)象。因此有關(guān)于節(jié)能減耗的要求也會越來越多，只有現(xiàn)在開始不斷提升電氣供配電系統(tǒng)的節(jié)能效果，才能適應(yīng)電氣行業(yè)在未來的發(fā)展。

2、關(guān)于建筑電氣供配的節(jié)能設(shè)計原則

2.1經(jīng)濟(jì)性

對于建筑電氣供配電系統(tǒng)的設(shè)計工作而言，第一點就需要充分考慮經(jīng)濟(jì)因素。一方面是考慮建筑電氣供配電系統(tǒng)落實的經(jīng)濟(jì)情況，另外一方面還要重點考慮建筑電氣供配電系統(tǒng)在后續(xù)應(yīng)用中，能否表現(xiàn)出理想的經(jīng)濟(jì)效果，避免因為節(jié)能目的損害到建筑住戶的個人利益，也只有保障小區(qū)住戶能夠得到較好的用電體驗和效果，才能為電氣供配企業(yè)創(chuàng)造更高的利益價值。

2.2舒適性

建筑電氣供配電系統(tǒng)的設(shè)計主要還是為人所用，提升系統(tǒng)應(yīng)用區(qū)域居民的生活質(zhì)量和生活水平，基于這種生活上的舒適需求，在進(jìn)行建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，不但需要嚴(yán)格的細(xì)節(jié)控制和節(jié)能把關(guān)，還要根據(jù)實際情況做出相應(yīng)的節(jié)能調(diào)整。

二、建筑電氣節(jié)能設(shè)計的要點分析

1、供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計要點

供配電系統(tǒng)是建筑設(shè)計中非常重要的組成部分，設(shè)計過程中不但要綜合現(xiàn)場條件，還要針對建筑的具體使用功能，考慮到建筑用電設(shè)備的詳細(xì)情況。只有仔細(xì)的測算重要設(shè)備的用電負(fù)荷，才能精確的進(jìn)行設(shè)計研究，保證各項供配電設(shè)施在達(dá)到節(jié)能減耗標(biāo)準(zhǔn)的同時，還不影響建筑用電的使用體驗。而電壓在電力的節(jié)能減耗中非常重要。只要通過合理的選擇電壓，就能有效降低建筑電能損耗。同時，電氣供配電系統(tǒng)在實際的設(shè)計過程中，還需要對零散的電力部件進(jìn)行集成，通過合理的布線讓線路短且直，有效降低能源的損失。

2、智能建筑電氣供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施

當(dāng)前的建筑類型中，智能建筑類型的電氣子項目非常多，必須全面考慮建筑各個電氣供配子項目的合理性，例如空調(diào)系統(tǒng)，可以采用先進(jìn)的水源熱泵空調(diào)。水源熱泵本身就具良好的節(jié)能優(yōu)勢，利用地下水或地下土壤的溫度形成持久的恒定溫度，比傳統(tǒng)中央空調(diào)的效能更高，也更容易達(dá)到節(jié)能環(huán)保、無污染、零排放的標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，供水系統(tǒng)也可以選擇沒有負(fù)壓的供水設(shè)備，不但能保證當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)安全，還能從一定程度凈化水質(zhì)。還有，關(guān)于智能建筑的公共照明系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)選用綠色的節(jié)能燈具，開關(guān)方式采用聲光控制，不但能減少電能的浪費，還能合理的利用好自然光，從一定程度上保證了環(huán)境的舒適感。

三、建筑電氣供配電系統(tǒng)節(jié)能管理設(shè)計

1、建筑電氣供配電系統(tǒng)節(jié)能的細(xì)節(jié)

建筑電氣供配電系統(tǒng)是能源消耗的中心組成部分，因此在進(jìn)行建筑電氣設(shè)計的時候，設(shè)計人員必須要結(jié)合設(shè)備的性能和設(shè)備特點，根據(jù)設(shè)備用電可負(fù)荷的等級、設(shè)備用電所需容量等進(jìn)行合理性的選型和設(shè)計，既要讓電氣設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)，又能最高程度的減少電能消耗。

2、變配電房的位置選擇

變配電房的位置應(yīng)處于所有用電設(shè)備的中心，這樣不但能夠減少輸電電纜的長度，還能有效降低配電線路的損耗，達(dá)到要求的經(jīng)濟(jì)性目的。

3、控制配電技術(shù)

要對建筑電氣供配電系統(tǒng)的配電技術(shù)進(jìn)行合理的控制，例如與用戶相同高壓側(cè)配電的級數(shù)不高于兩級，低壓側(cè)配電的級數(shù)控制不高于三級，這樣一方面保障了供電的可靠性，也能保證用電的安全性。

4、變壓器的節(jié)能設(shè)計

變壓器的有功損耗與變壓器空載損耗都和變壓器的負(fù)荷率有關(guān)，所以在選擇變壓器型號的同時，還要綜合考慮一下變壓器的有功損耗因數(shù)。雖然這些情況影響并不大，但從各個細(xì)節(jié)進(jìn)行的節(jié)能考慮，會讓整體的節(jié)能效果更加明顯。

四、供配電線路的優(yōu)化設(shè)計要點

1、合理的選擇供配電導(dǎo)線

在進(jìn)行建筑電氣供配電系統(tǒng)的實際應(yīng)用時，應(yīng)該結(jié)合建筑的實際用電情況，以技術(shù)專業(yè)性、經(jīng)濟(jì)適用性等標(biāo)準(zhǔn)來選擇電導(dǎo)率較小的新型材質(zhì)節(jié)能型導(dǎo)線。而在實際應(yīng)用工程的優(yōu)化節(jié)能設(shè)計過程中，銅芯電纜的電能傳輸效率會比其它材質(zhì)的更為優(yōu)越，但銅芯電纜的成本高，因此，在進(jìn)行供配電線路布線設(shè)計過程中，要合理的選擇銅、鋁等材質(zhì)的導(dǎo)線。例如負(fù)荷容量較大的一類、二類負(fù)荷，優(yōu)先選擇銅導(dǎo)線;而三類或負(fù)荷容量偏小的其它電力負(fù)荷，就選擇鋁導(dǎo)線，以此來降低經(jīng)濟(jì)要求，提高整個建筑電氣供配電系統(tǒng)的方案設(shè)計技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性能。

2、對配電變壓器的科學(xué)選擇

此外，從設(shè)備損耗、投資費用等方面進(jìn)行考慮，為了確保設(shè)計的配電變壓器在使用期間能承受一定的擴(kuò)充，就需要前期余出多余的容量。舉個例子：變壓器一般的負(fù)載率應(yīng)該在75%～85%是最優(yōu)的狀態(tài)。這就需要設(shè)計人員在配電變壓器的設(shè)計過程中，對經(jīng)濟(jì)調(diào)度方案進(jìn)行優(yōu)化和升級，并且要結(jié)合負(fù)荷電容量的特性，合理分配用電負(fù)荷，計算配電變壓器的容量和臺數(shù)，才能科學(xué)的調(diào)控設(shè)計方案，讓配電變壓器能夠長時間的運行，進(jìn)行高效的工作。在降低變壓器運行總損耗的同時，也能降低供配電網(wǎng)絡(luò)的電能損耗，達(dá)到建筑電氣供配電系統(tǒng)的最佳節(jié)能效果。

3、建立相關(guān)的后臺能耗監(jiān)測系統(tǒng)

除了科學(xué)的設(shè)計建筑電氣供配電系統(tǒng)，還需要設(shè)計建筑的能耗監(jiān)測系統(tǒng)。通過檢測建筑能耗的，統(tǒng)計相應(yīng)的能耗數(shù)據(jù)，隨時分析能耗問題，才能對各個區(qū)域、各個設(shè)備的能耗情況進(jìn)行隨時把控，這對優(yōu)化資源的利用程度、減少管理人員配置都有著非常重要的作用。此外，關(guān)于能耗監(jiān)測系統(tǒng)的建立可以使用弱電控制。電流分為強(qiáng)電和弱電，弱電的特點是電壓低、電流小、功率小、頻率高，對資源要