建筑電氣的節能設計

土木建筑學(xué)術(shù)文庫第14卷2010年建筑電氣的節能設計萬(wàn)娟于留輝(鄭州大學(xué)綜合設計研究院)摘要節約能源日漸成為我們每個(gè)人的責任和義務(wù).筆者就建筑電氣設計中常見(jiàn)的問(wèn)題，談一下幾個(gè)有關(guān)建筑電氣設計節能的辦法。關(guān)鍵詞用電指標照明節能效率因素隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高,建筑物的能耗需求量逐步提高，據統計,我國單位建筑面積能耗相當于發(fā)達國家的2~3倍，而我國又是一個(gè)能源消耗大國， 人均資源和能源相對貧乏,不到世界人均水平的一伴,建筑物能耗的浪費問(wèn)題日益突出。因此，在以后的建筑電氣設計中,要本著(zhù)滿(mǎn)足建筑物的功能、考慮實(shí)際經(jīng)濟效益、節省無(wú)謂消耗能量的原則來(lái)實(shí)現節能的目標。筆者列舉幾個(gè)方面淺談一下建筑電氣設計 節能的辦法:1恰當選定用電指標民用建筑的用電指標，尤其是負荷計算中需要系數的大小，- 直是一個(gè)意見(jiàn)很不一 致,沒(méi)有完全解決好的問(wèn)題，主要是因為民用建筑的情況非常繁雜,不同的地區,不同的單位，不同的設備,不同的使用情況，不同的工程規模,不同的建設標準等,使1m2建筑面積的用電量有較大的差異,很難給出一個(gè)大家均可使用的標準。作為建筑電氣設計者, - -般本著(zhù)寧大勿小的原則，使已建成的許多工程的變壓器容量選擇偏大，多數在很低的負荷率下運行，從而造成了很大的浪費。因此筆者認為,在建筑工程的方案或初步設計階段,按用電指標估算出所需要的變壓器總容量,根據總容量、負荷分布、負荷性質(zhì)及供電半徑的要求，確定變電所的位置、數量及變壓器的臺數和每臺變壓器的容量。變電所宜分散布置,靠近大容量負荷設備,使變壓器盡量深人負荷中心，使低壓線(xiàn)路盡量短。在施工圖設計時(shí)需要進(jìn)行較詳細的負荷計算,盡量使三相負荷平衡，減少變壓器的有功功率損耗。變壓器應選用節能型的，以減少鐵芯的渦流損耗和漏磁損耗，同時(shí)要將變壓器的負載率提高到75% -85%，減少變壓器的線(xiàn)損,還應選用大容量的變壓器,盡可能減少變壓器的臺數,使變壓器經(jīng)濟運行。2照明節能據統計，照明用電量占我國用電總量10%左右，建筑照明在其中又占有相當大的比例，因此,照明節能也一直是電氣設計中備受關(guān)注的焦點(diǎn)。在建筑電氣設計中,筆者認為應從以下幾個(gè)方面來(lái)實(shí)現照明節能。(1)采用和推廣高效節能的光源。高效電光源是照明節能的首要因素,設計中應根據場(chǎng)所特點(diǎn)及使用條件,全面推廣和選用多種類(lèi)型的高效光源。如細中國煤化工燈、冷反射單端照明鹵鎢燈、混光燈、LED燈等。此外,還應重視發(fā)展和YHCNMHG套的電器附件,特別是先進(jìn)和節能的鎮流器等產(chǎn)品，雖然目前高效照明燈管及配套的電子鎮流器價(jià)格還是比較高,但從長(cháng)遠看，-般2~3年節約的電能就能收回成本。因此合理地使用高效節能電光源,既能完善照400建筑電氣的節能設計明性能，又能達到節能目的,對實(shí)施綠色照明具有重要的意義。(2 )采用有利于節能的照明控制方式。照明控制是照明設計中-個(gè)重要的內容,是照明設計基礎理論的一-部分， 與燈具光源- -樣是照明節能實(shí)施中不可缺少的。主要體現在以下兩個(gè)方面:①能營(yíng)造良好的光環(huán)境。通過(guò)控制光環(huán)境來(lái)劃分空間，同-空間中可創(chuàng )造出不同的環(huán)境氛圍,體現了照明環(huán)境的舒適性。②可節能。使用者需要時(shí)才開(kāi)啟照明，盡可能減少不必要的開(kāi)燈時(shí)間、數量和過(guò)高的照度，以有利于照明的節能。作為設計人員,我們應當對有利于節能的照明控制方式給予應有的重視，充分認識到它的重要性?？茖W(xué)合理地利用太陽(yáng)能照明技術(shù)與產(chǎn)品。太陽(yáng)能是無(wú)處不有、取之不盡、用之不竭的清潔能源。太陽(yáng)能照明技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用，可節省資源，減少廢氣排放，減少對地球資源的使用和破壞，保護地球環(huán)境?？茖W(xué)合理地利用太陽(yáng)能照明在節能、環(huán)保方面具有重大的意義。此外，太陽(yáng)能照明技術(shù)通常利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統,將入射的太陽(yáng)輻射能直接轉換為電能，提供給照明負荷。充分合理地利用綠色新能源已日漸成為我們設計工作中探索、使用的新趨勢。3提高系統的功率因數(1 )提高系統的自然功率因數。提高電機的負載率η選用極對數少的異步電機,采用變頻調速,使水泵、風(fēng)機等電機在輕載時(shí)的功率因數提高,提高變壓器的負載率,通常在負載率大于0.7 時(shí),變壓器一次測的功率因數最高。(2)采用電容器就地補償。目前，民用建筑設計中，絕大部分采用變壓器低壓側集中補償,這種做法僅減少了區域變電站至用戶(hù)處的高壓線(xiàn)路上的無(wú)功傳輸，因此減少了這部分線(xiàn)路的電壓損失及電能損耗。而對用戶(hù)，無(wú)功仍由變壓器低壓母線(xiàn)傳輸線(xiàn)中輸送到各用電點(diǎn),低壓線(xiàn)路上的無(wú)功傳輸并沒(méi)有減少,那么此時(shí)也就達不到節能的目的了。所以無(wú)功補償裝置應就地安裝,實(shí)行就地補償,這樣才能使線(xiàn)路上的無(wú)功傳輸減少達到節能的目的。4提高電動(dòng)機在運行中的效率一般來(lái)說(shuō), 水曖專(zhuān)業(yè)在選擇電機時(shí)都是按最不利環(huán)境來(lái)考慮，而設備正常工作時(shí)的負載往往比設計值要小許多,在大多數時(shí)間里水泵和風(fēng)機都在輕載運行，造成了整個(gè)系統能源利用效率低，浪費現象嚴重。同時(shí)，由于電機長(cháng)期處于高速運轉狀態(tài)，機械磨損大,維護費用高，使用壽命相應縮短。如果采用新型的智能化節電設備,運用計算機模糊控制理論和變頻技術(shù)，通過(guò)對空調負荷的狀態(tài)跟蹤，適時(shí)調節空調水系統流量和冷卻塔風(fēng)機的風(fēng)量,使其隨負荷的變化而同步變化，可以最大限度地節約電能消耗,而所增加投資也可以在短時(shí)間內收回。對于生活水泵,采用變頻調整,同樣可以提高電動(dòng)機在輕載時(shí)的效率,在節省投資及運行費用上都有利。5結語(yǔ)以上為筆者在近期的實(shí)踐中遇見(jiàn)并總結出的幾點(diǎn)心得，在民用建筑工程中,應把電氣能源消耗指標作為全面技術(shù)經(jīng)濟分析的重要組成部分，以提高能源利用率和綜合效益為主要途徑。要合理計算民用建筑的用電負荷，達到節材、節能的目的，合理設置計量裝置,合理選擇電線(xiàn)、電纜截面和照明控制方式，要在民用建筑中推廣節能燈具和高效電器，以及新的節能型生活熱水制備方式，同時(shí)提倡各種行為節能措施，使建筑能耗降低，以實(shí)現節能的中國煤化工YHCNMHG