耿烈范

摘 要：根據(jù)我國(guó)能源部門的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年的全國(guó)能源總消耗量其中有25%是有建筑行業(yè)消耗的。建筑過程中的能源消耗主要是以電氣耗能為主，因此只有在建筑過程中強(qiáng)化電氣能源節(jié)約技術(shù)，才能夠從根本上減少建筑耗能。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計(jì)；節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用

1 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性

時(shí)下，我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的同時(shí)，帶動(dòng)了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)為主的三大產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步拓展，發(fā)展前景良好。但值得注意的是，經(jīng)濟(jì)的快速運(yùn)轉(zhuǎn)必然造成大量的能源消耗，如在傳統(tǒng)的建筑領(lǐng)域的能源消耗隨著建筑市場(chǎng)的拓寬而逐年增加，也對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了一定的污染。在造成不可再生能源浪費(fèi)的同時(shí)，不利于廣大人民群眾的身體健康，因此加強(qiáng)建筑領(lǐng)域環(huán)保建設(shè)，著重強(qiáng)化建筑電氣節(jié)能勢(shì)在必行。當(dāng)前社會(huì)需求的可持續(xù)發(fā)展建筑模式是指不僅滿足住戶對(duì)于住房環(huán)境的要求，同時(shí)要兼顧建筑的節(jié)能環(huán)保，在建筑過程中采用科學(xué)合理的電力能源節(jié)約技術(shù)，節(jié)約能源的同時(shí)，最大限度降低對(duì)于環(huán)境的污染。電氣設(shè)備作為日常的工程建筑過程中不可或缺的重要工具，保障了建筑工作的合理穩(wěn)步進(jìn)行?？茖W(xué)合理的電氣設(shè)計(jì)技術(shù)是節(jié)約建筑能源、降低能源浪費(fèi)的主要手段，其技術(shù)水平的高低直接關(guān)乎到整體建筑的合理運(yùn)行。反之，在建筑過程中如不注重節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)，則造成環(huán)境污染的同時(shí)，降低了建筑整體的實(shí)用性。

2 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

在進(jìn)行建筑工程中的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)過程中要遵循以下原則：

2.1 滿足建筑物的功能

即滿足照明的照度、色溫、顯色指數(shù)；滿足舒適性空調(diào)的溫度及新風(fēng)量，也就是舒適衛(wèi)生；滿足上下、左右的運(yùn)輸通道暢通無阻；滿足特殊工藝要求。

2.2 考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益

節(jié)能應(yīng)按國(guó)情考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，不能因?yàn)楣?jié)能而過高地消耗投資，增加運(yùn)行費(fèi)用。而是應(yīng)該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。

2.3 節(jié)省無謂消耗的能量

節(jié)能的著眼點(diǎn)，應(yīng)是節(jié)省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無關(guān)的，再考慮采取什么措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗等都是無用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進(jìn)技術(shù)使其能耗降低。因此，節(jié)能措施也應(yīng)貫徹實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的原則。

3 建筑電氣節(jié)能的途徑

根據(jù)實(shí)際建筑節(jié)能設(shè)計(jì)過程中存在的種種問題，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)化的應(yīng)對(duì)措施，保障節(jié)能設(shè)計(jì)的最優(yōu)化，具體建筑電氣節(jié)能途徑如下。

3.1 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，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。

3.2 變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)

減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按下式計(jì)算：

ΔΡ=Ρo+β2Ρκ

式中：ΔΡ-變壓器的有功損耗（kW） Ρo-變壓器的空載損耗（kW）

Ρκ-變壓器的短路損耗（kW） β-變壓器的負(fù)載率

（1）Ρo作為變壓器的空載損耗又稱鐵損，它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成，其值與鐵芯材料及制造工藝有關(guān)，與負(fù)荷大小無關(guān)，所以在選用變壓器時(shí)最好選擇節(jié)能型變壓器如S9，SL9，SC8等。它們采用優(yōu)質(zhì)冷軋取向矽鋼片，由于“取向”處理，使矽鋼片的磁疇方向接近一致，減少鐵芯渦流損耗，45度全斜度接縫結(jié)構(gòu)使接縫密合性好，減少了漏磁損耗。

（2）Ρκ是變壓器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗又稱變壓器線損，它取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小，并與負(fù)荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時(shí)應(yīng)選用阻值較小的繞組，如銅芯變壓器。β2Ρκ用微分求它極值時(shí)，是在β=50%時(shí)每千瓦的負(fù)荷，此時(shí)變壓器的能耗最小，但在β=50%負(fù)載率時(shí)僅減少變壓器的線損，并未減少變壓器的鐵損，因此也不是最節(jié)能的。綜合初裝費(fèi)，變壓器、高低壓柜、土建投資及運(yùn)行費(fèi)用，又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔?，變壓器最?jīng)濟(jì)節(jié)能運(yùn)行的負(fù)載率一般在75%～85%之間。

（3）在選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，綜合考慮投資和年運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)負(fù)荷合理分配，選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，使其工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。

3.3 減少線路損耗

由于配電線路有電阻，有電流通過時(shí)就會(huì)產(chǎn)生功率損耗，其公式為：

ΔΡ=3I2R·10-3

式中：ΔΡ--三相輸電線路的功率損耗（kW） I-線電流（A） R-線路相電阻（Ω）

其中“R”線路電阻在通過電流不變時(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=ρL/S，即與導(dǎo)線電阻率ρ、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ρ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)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。

3.4 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：

（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）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。（3）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)。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)。

4 結(jié)論

根據(jù)時(shí)下的可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)要求，逐步完善建筑行業(yè)的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)，加大節(jié)能環(huán)保技術(shù)研究的人力、財(cái)力、物力的投資力度，加強(qiáng)對(duì)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的重視程度。建立健全相關(guān)管理制度，減少建筑能源的浪費(fèi)。加強(qiáng)具體工程建筑過程中能源使用的管控力度，培養(yǎng)節(jié)能環(huán)保的節(jié)約意識(shí)。能源設(shè)備在設(shè)計(jì)過程中，采取科學(xué)合理的分布，從根源上減少能源的浪費(fèi)。合理利用可再生能源，如太陽能、風(fēng)能等新型能源，在一定程度上替代傳統(tǒng)不可再生能源的使用，減少能源浪費(fèi)的同時(shí)，減輕了對(duì)于生態(tài)環(huán)境的污染?；谝陨洗胧?，開展具體的節(jié)能設(shè)計(jì)工作，以保障我國(guó)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最終目的。

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