王睿韜

【摘 要】建筑物對能源的消耗巨大，在節(jié)能降耗的基本國策下，建筑物的能耗已成為人們關(guān)注的熱點，因此，在建筑電氣的節(jié)能設(shè)計上要遵循我國節(jié)能降耗的基礎(chǔ)方針下，努力尋求節(jié)能的具體措施，在滿足建筑物基本功能的前提下，通過采取合理的措施，提高對能源的利用率，達(dá)到真正的節(jié)能減排的成效。

【關(guān)鍵詞】 建筑；電氣設(shè)計；節(jié)能技術(shù)；能耗檢測；太陽能發(fā)電

前言

據(jù)資料顯示，我國的建筑能耗占社會總能耗的30%左右，建筑消耗占有較大的比例，且呈逐年上升的趨勢。因此建筑節(jié)能成為人們關(guān)注的焦點。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，建筑領(lǐng)域?qū)﹄娏π枨蟮牟粩嘣黾?，在建筑?jié)能中，電氣節(jié)能所占的比例較大，近幾年來，由于建筑用電出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面，相當(dāng)多的地方都曾出現(xiàn)過拉閘限電的情況，因此，抓好建筑電氣節(jié)能已成為刻不容緩的重要事情。

一、建筑電氣節(jié)能設(shè)計應(yīng)遵循的原則

首先，在進(jìn)行建筑工程電氣設(shè)計時，既不能以犧牲建筑功能，損害使用需求為代價，也不能盲目增加投資，為節(jié)能而節(jié)能，首先考慮的是適用性，也就是能夠為建筑電氣設(shè)備的運行提供必需的動力，建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好的人工環(huán)境提供必要的能源；能夠滿足用電設(shè)備對于負(fù)荷容量、電能質(zhì)量與供電可靠性的要求能夠保證建筑電氣設(shè)備對于控制方式的要求，從而使電氣設(shè)備的使用功能得到充分的發(fā)揮。

其次考慮的是安全性，電氣線路應(yīng)有足夠的絕緣距離、絕緣強(qiáng)度、負(fù)荷能力、熱穩(wěn)定與動穩(wěn)定裕度，確保供電、配電與用電設(shè)備的安全運行；有可靠的防雷裝置，防雷擊技術(shù)措施；特殊功能要求的場合下還應(yīng)有防靜電、防浪涌的技術(shù)措施，按建筑物的重要性與火災(zāi)潛在的危險程度設(shè)置相應(yīng)必要的技術(shù)措施。

最后在滿足民用建筑電氣工程的適用性和安全性的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，優(yōu)化供配電設(shè)計，促進(jìn)電能合理利用。另外，提高設(shè)備運行效率，減少電能的直接或間接損耗，在滿足建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下，盡可能減少建設(shè)投資，最大限度的減少電能與各種能源的消耗。做到選用節(jié)能設(shè)備、均衡負(fù)荷、補(bǔ)償無功、減少線路損耗、降低運行與維護(hù)費用，提高能源的綜合利用率。還有，合理調(diào)整負(fù)荷，選取合理的設(shè)計系數(shù)，提高負(fù)荷率和設(shè)備利用率設(shè)計時盡可能合理調(diào)整負(fù)荷，選取合理的設(shè)計系數(shù)，在特殊用電的情況下選擇合理的節(jié)能措施，提高負(fù)荷率和設(shè)備利用率，達(dá)到節(jié)約電能的目的。

二、建筑電氣設(shè)計節(jié)能技術(shù)

1、供配電系統(tǒng)節(jié)能

（1）合理選擇變壓器

變壓器的容量大小與能耗之間存在十分重要的聯(lián)系，容量過小，很容易造成超負(fù)荷運行，導(dǎo)致過載損耗增加；如果容量過大，而又不能被充分利用，則會使空載損耗增加，基于此點原因，在選擇變壓器時應(yīng)盡量根據(jù)實際情況來確定變壓器的容量，從而確保變壓器在運行過程中始終保持最佳工作狀態(tài)，一般情況下，變壓器的負(fù)荷率應(yīng)盡可能大于30%，最佳工作范圍需在70%左右。此外，還應(yīng)盡量選擇節(jié)能型的變壓器（SCB11型），接線時可根據(jù)用電特點采用較為靈活的方式進(jìn)行接線，對季節(jié)性、沖擊性及其他特殊設(shè)備可專設(shè)變壓器。

（2）減少線路損耗。

a減少導(dǎo)線長度。在進(jìn)行設(shè)計時，配電箱、低壓柜的出線回路應(yīng)盡可能為直線，并且不走或少走回頭線；變電所最好建在負(fù)荷中心附近，這樣可以減少接線長度；低壓線路的供電半徑可按照用電負(fù)荷密集區(qū)而定，大負(fù)荷密集地區(qū)半徑應(yīng)盡量控制在100m以內(nèi)、中、小負(fù)荷密集區(qū)應(yīng)分別控制在150m和250m以內(nèi)。這樣做能夠節(jié)省敷設(shè)電纜的長度，使供電距離最短。從而達(dá)到減少線損的目的。

b增大導(dǎo)線的截面積。對于較長的線路，可以適當(dāng)加大一級線纜的截面積，雖然這樣會增加線路的費用，但是卻可以減少年運行費用，增加的費用估計大約可在2年左右內(nèi)收回。

c對于高層建筑而言，變電室應(yīng)盡量靠近電氣豎井，以此來減少主線纜的長度，同時電氣豎井應(yīng)盡可能設(shè)在建筑的中部位置或兩端，這樣可以減少水平線纜的敷設(shè)長度。

d將負(fù)荷歸類。除了對計費有特殊要求的負(fù)荷以及消防負(fù)荷以外，其余普通負(fù)荷可采用一條主電纜供電，這樣不僅方便消防電源切非操作，同時還可以在非空調(diào)季節(jié)使用同樣大的線路截面?zhèn)鬏斴^小的電流，使線路的損耗大幅度減少。

（3）無功補(bǔ)償

供配電系統(tǒng)中有很大一部分用電設(shè)備為電感性負(fù)荷，如變壓器、電動機(jī)等，它們在運行時會產(chǎn)生無功電流，這部分電流流經(jīng)高低壓傳輸線路會使線路發(fā)生功率損耗。因此，在設(shè)計供配電系統(tǒng)時，可以考慮采用電容柜對系統(tǒng)進(jìn)行就地補(bǔ)償或集中補(bǔ)償，以此來減少無功電流，使功率因數(shù)有所提高。

通常情況下，功率因數(shù)由0.7提升到0.9，線路損耗約可減少40%左右。功率因數(shù)的大小需符合電力部門的要求，若無具體要求時，建議低壓用戶的功率因數(shù)可在0.85以上，高壓可在0.9以上?？梢?，無功補(bǔ)償不僅能夠改善電能的質(zhì)量，提高供電能力，而且還可以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

（4）諧波抑制

諧波電流對供配電系統(tǒng)產(chǎn)生的危害表現(xiàn)為諧波使電動機(jī)發(fā)熱效率下降4%～6%，使線路損耗增加1.5～2.5倍，使變壓器局部嚴(yán)重過熱，造成銅損和鐵損增加2～2.5倍。諧波還會導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動裝置的誤動作并會使電氣儀表的計量產(chǎn)生2%～20%誤差?？梢姡C波電流的存在不僅增加了供配電系統(tǒng)的電能損耗，而且對供配電線路和設(shè)備安全工作產(chǎn)生危害。為了抑制諧波，通常設(shè)計時，在變壓器低壓側(cè)或用電設(shè)備處單獨設(shè)置有源濾波器、無源濾波器，也可將有源濾波器和無源濾波器混合使用或采用節(jié)電裝置。通過以上措施有效地濾除中性線和相線的諧波電流，不僅凈化了電路，降低了能耗，而且提高了供電質(zhì)量，提高了設(shè)備使用壽命。

2、電動機(jī)在運行過程中的節(jié)能

在建筑電氣中的電動機(jī)都是與暖通、給排水等工種的設(shè)備配套的，由設(shè)備制造廠商統(tǒng)一供應(yīng)的。因此，其節(jié)能措施只能貫徹在運行過程中，除了用就地補(bǔ)償電容器以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗外，還應(yīng)減少電機(jī)輕載和空載運行。因為，在這種情況下，電機(jī)的效率是很低的，消耗的電能并不與負(fù)載的下降成正比。采用變頻調(diào)速器，使其在負(fù)載下降時，采用變頻的方式，自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使其與負(fù)載的變化相適應(yīng)。采用這種方式，可提高電機(jī)在輕載時的效率，達(dá)到節(jié)能的目的。但這種設(shè)備的價格偏高，所以在使用中有一定的限制。此外，還有一種節(jié)能方式，就是使用軟起動器。軟起動器是按起動時間逐步調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角，以控制電壓的變化。由于電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)，因此起動平穩(wěn)，起動完畢，則全壓投入運行。此設(shè)備也可采用測速反饋、電壓負(fù)反饋或電流正反饋，利用反饋信息控制可控硅導(dǎo)通角，已達(dá)到速度隨負(fù)載的變化而變化。

3、照明節(jié)能

照明以清潔、明快為原則進(jìn)行設(shè)計，同時考慮節(jié)能因素，避免能源浪費，以滿足使用的要求，室內(nèi)外照明選用發(fā)光效率高、顯色性好、使用壽命長、色溫。照明光源采用三基色T8高效節(jié)能熒光燈，顯色指數(shù)Ra>80；并選擇電子鎮(zhèn)流器，熒光燈單燈功率因數(shù)不小于0.9。建筑物盡量利用自然采光，靠近室外部分的建筑面積，應(yīng)將門窗開大，采用透光率較好的玻璃門窗，以達(dá)到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的這部分的照明，可采用按照度標(biāo)準(zhǔn)檢測現(xiàn)場照度，進(jìn)行燈光自動調(diào)節(jié)。有條件時可采用智能照明控制系統(tǒng)對電氣照明進(jìn)行調(diào)光控制。4、計量與管理

對于大型公共建筑，應(yīng)設(shè)置建筑設(shè)備節(jié)能控制與管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用集配電、控制、節(jié)能、能耗計量及分析、安全報警、現(xiàn)場總線通訊為一體的智能化成套設(shè)備。對建筑的新風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)組、冷熱源系統(tǒng)等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行高效的監(jiān)控和管理。系統(tǒng)采用分項能耗計量、分析、節(jié)能控制策略及現(xiàn)場總線技術(shù)，使建筑機(jī)電設(shè)備運行能耗顯著降低。

5、可再生能源利用

當(dāng)經(jīng)濟(jì)分析合理時，可采用冷熱電聯(lián)供、太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等低碳能源技術(shù)，以利節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境。對于上海地區(qū)來說，若在水平面上安裝太陽能電池板，平均每平方米每日可產(chǎn)生3度左右的電力。

結(jié)束語

綜上所述，對我國的節(jié)能環(huán)保措施要嚴(yán)格執(zhí)行，設(shè)計科學(xué)合理、切實可行的設(shè)計方案，并運用高科技的現(xiàn)代化設(shè)備進(jìn)行建筑電氣的安裝，對建筑行業(yè)中的電氣設(shè)備進(jìn)行合理優(yōu)化配置，最大限度的降低電力能耗，提高電力能源利用率，以促進(jìn)國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的順利實施。

參考文獻(xiàn)：

[1]董勇，李婷女.建筑電氣設(shè)計中的節(jié)能技術(shù)措施[J].江西建材.2014（05）

[2]朱燁侃，董軍.高層建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容及節(jié)能原則[J].電源技術(shù)應(yīng)用.2014（02）

[3]武若可.公共建筑工程設(shè)計中電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].機(jī)電信息.2013（12）

[4]汪武，申雷.淺談建筑工程電氣節(jié)能設(shè)計[J].內(nèi)蒙古石油化工.2013（04）

[5]全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施——節(jié)能專篇（電氣）[M].中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院.2007

[6]公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB50189-2005[S].

[7]上海市公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)DGJ08-107-2012[S].