摘要：我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，大中型住宅社區(qū)、樓宇層出不窮。在建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能方面的措施運(yùn)用能為節(jié)約能源起很大作用，民用建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施雖然是一個(gè)小的環(huán)節(jié)，可它又是設(shè)計(jì)中不能忽略的重要環(huán)節(jié)。本文提出了一些建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施，供同行參考。

　　關(guān)鍵詞： 建筑電氣;節(jié)能; 措施; 功率損耗

　　Abstract: the rapid economic development in our country, large and medium-sized residential community, building are endless. In the construction of electrical design of energy conservation in energy saving measures apply can play a large role, civil building electrical energy saving measures in the design of though is a small link, but it is design can't ignore important segment. This paper puts forward some construction of electrical energy saving measures in the design of, refers for the colleague.

　　Keywords: electrical building; Energy saving; The measure; Power loss

　　中圖分類號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　1 建筑電氣節(jié)能的措施

　　1.1 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，以縮短供電半徑從而減少線路損耗。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。

　　1.1.1減少變壓器的有功功率損耗

　　變壓器有功損耗的公式：

　　△Pb=Po+Pkβ2

　　式中：△Pb ——變壓器有功損耗(kW) ;

　　Po——變壓器的空載損耗( K W) ;

　　Pk ——變壓器的有載損耗( k W) ;

　　β——變壓器的負(fù)載率。

　　( 1 ) Po為空載損耗又稱鐵損，它是由鐵芯的渦流損耗及漏磁損耗組成的固定不變的部分， 它的大小隨著硅鋼片的性能及鐵芯的制造工藝而定。所以在建筑電氣設(shè)計(jì)中，應(yīng)優(yōu)先選擇節(jié)能型的變壓器， 如S11一R 、SL11一R及SGB11一R等油浸式變壓器及干式變壓器， 它們都是采用優(yōu)質(zhì)冷軋取向硅鋼片，由于”取向”處理，使硅鋼片的磁疇方接近一致，以減少鐵芯的渦流損耗;45°全斜接縫結(jié)構(gòu)，使接逢密合性好，以減少漏磁損耗。

　　( 2 ) Pk是功率傳輸?shù)膿p耗，即變壓器的線損，決定于變壓器繞組的電阻及流過(guò)繞組的電流的大小即與負(fù)載率β的平方成正比。因此應(yīng)選用阻值較小的繞組，可采用銅芯變壓器。當(dāng)β=50%時(shí)，變壓器的理論能耗最小，但事實(shí)上，50%的負(fù)載率僅減少了變壓器的線損，并沒有減少變壓器的鐵損，因此，此時(shí)變壓器并非最節(jié)能綜合考慮初裝費(fèi)、土建投資各項(xiàng)運(yùn)行費(fèi)用和變壓器使用壽命，變壓器的負(fù)載率75—85%之間比較合適。

　　( 3 ) 當(dāng)容量較大而需要選多臺(tái)變壓器時(shí)，在合理分配負(fù)荷的前提下，應(yīng)盡可能減少變壓器的臺(tái)數(shù)，選用大容量的變壓器，以減少變壓器的損耗。

　　1.1.2 減少線路的能量損耗

　　由于線路上存在電阻，有電流流過(guò)時(shí)，就會(huì)產(chǎn) 生有功功率損耗。

　　有功功率損耗△P=3Iφ2R×10-3 (kW)

　　式中：Iφ——相電流( A)

　　R ——線路電阻(Ω)

　　在工程中，由于線路往往較長(zhǎng)且縱橫交錯(cuò)，線路的總有功損耗可能會(huì)很大。減少線路的能耗必須引起設(shè)計(jì)者足夠的重視。

　　線路的電流是不能改變的，要減少線路損耗，只有減少線路電阻。線路電阻R=p#FormatImgID_0#L/S，其中，p為線路電阻電導(dǎo)率p，L為線路的長(zhǎng)度，S為線路的截面。因此，減少線路的損耗應(yīng)從以下幾方面人手。

　　( 1 ) 應(yīng)選用電導(dǎo)率p較小的材質(zhì)做導(dǎo)線，優(yōu)先選擇銅芯導(dǎo)線。

　　( 2 ) 盡量減少導(dǎo)線長(zhǎng)度。首先變壓器應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，以減少供電距離;其次，線路盡可能走直線，少走彎路，以減少導(dǎo)線長(zhǎng)度;第三，低壓線路應(yīng)盡量不走或少走回頭線路，以減少來(lái)回線路上的電能損失。

　　( 3 ) 增大導(dǎo)線截面。首先對(duì)于比較長(zhǎng)的線路除滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護(hù)的配合及電壓損失所選定的截面外，再適當(dāng)加大一級(jí)導(dǎo)線截面。一般而言導(dǎo)線截面小70㎜2或者線路長(zhǎng)度超過(guò)100m的回路增大一級(jí)導(dǎo)線截面是比較經(jīng)濟(jì)科學(xué)的。

　　1.1.3 提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少無(wú)功功率在線路的傳輸，以達(dá)到節(jié)能的目的

　　線路損耗的公式展開后如下列計(jì)算式：

　　△P=3Iφ2R×10-3=(P2R/UL2+Q2R/UL2)×10-3(KW)

　　式中：UL——線電壓( V) ;

　　P——有功功率( k w) ;

　　Q ——無(wú)功功率( k w) 。

　　公式中，前項(xiàng)P2R/UL2 。為線路上傳輸有功功率而引起的功率損耗，后項(xiàng)Q2R/UL2。為線路上傳輸無(wú)功而引起的功率損耗。有功功率是滿足建筑物功能所必須的，因此是不可變的。電氣系統(tǒng)的用電設(shè)備如電動(dòng)機(jī)、變壓器、線路、體放電燈中的整流器都具有電感，會(huì)產(chǎn)生滯后的無(wú)功功率，需要從系統(tǒng)中引入超前的無(wú)功功率相抵消。這樣超前的無(wú)功功率就從系統(tǒng)經(jīng)高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備，在線路上就產(chǎn)生了功率損耗，這部分損耗是可以想辦法改變的，其措施有以下幾種。

　　(1) 提高設(shè)備的自然功率因數(shù)，以減少對(duì)超前無(wú)功的需求。

　　在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)優(yōu)先考慮采用功率因數(shù)較高的同步電動(dòng)機(jī);熒光燈可采用高次諧波系數(shù)低于15%的電子鎮(zhèn)流器。

　　(2) 由于感抗產(chǎn)生的是滯后的無(wú)功，可采用電容器補(bǔ)償，因而電容器產(chǎn)生的是超前的無(wú)功， 兩者可以相互抵消，即Q=QLQC，因此采用電感鎮(zhèn)流器的氣體放電燈，安裝電容器，這就可減少系統(tǒng)經(jīng)高低壓線路傳輸?shù)某盁o(wú)功功率，可以提高功率因數(shù)，同時(shí)也減少了無(wú)功的需求量。

　　(3) 無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)就地安裝，減少線路上的無(wú)功傳輸損耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

　　當(dāng)前民用建筑電氣設(shè)計(jì)中，絕大部分采用變壓器低壓側(cè)或高壓側(cè)集中補(bǔ)償，這種做法僅減少了區(qū) 域變電站至用戶處的高壓線路的無(wú)功傳輸，提高了用戶處的功率因數(shù)而無(wú)功仍由變壓器低壓母線經(jīng)傳輸線路輸送到各用戶點(diǎn)，低壓線路上的無(wú)功傳輸并未減少，那么無(wú)功補(bǔ)償也就達(dá)不到節(jié)能的目的。因此，日本東京電力公司的法規(guī)規(guī)定，容量達(dá)0.75kW的電動(dòng)機(jī)端都要安裝30μf靜電電容器。

　　因此，對(duì)容量超過(guò)10kW的風(fēng)機(jī)、泵等電動(dòng)機(jī)端設(shè)置就地補(bǔ)償裝置，空調(diào)主機(jī)及冷凍泵、冷卻泵等在其附近設(shè)專用變配電所，可以集中補(bǔ)償。若供電距離超過(guò)20m時(shí)，最好也采用就地補(bǔ)償。

　　1.2 照明節(jié)能設(shè)計(jì)

　　由于照明用電量大，涉獵面廣，照明的節(jié)能潛力很大，主要應(yīng)從下列幾方面著手。

　　(1) 適度控制照明功率密度。

　　《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034—2004規(guī)定了各種場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺要求、照明功率密度等。照明設(shè)計(jì)在滿足功能要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)適度控制照明功率密度，而不宜片面追求過(guò)高的照明標(biāo)準(zhǔn)。

　　(2) 采用高光效光源。表1列出了各種光源每瓦的光通量(Lm)。從表中可以看到低壓鈉燈、高壓鈉燈的光通量最高，但由于這兩種光源色溫低，光色偏暖，顯色指數(shù)40—60之間，顏色失真度大，只適用于道路和廣場(chǎng)照明，顯色指數(shù)60的高顯色性鈉燈可與汞燈組成混光燈，用于工廠及體育場(chǎng)館照明發(fā)光率很高的金屬鹵化物燈、三基色熒光燈及稀土金屬熒光燈，由于色溫范圍廣(3200～400OK)，光色選擇性好，因此除用作商場(chǎng)、展廳的照明外，還廣泛應(yīng)用在車站的候車室、碼頭的候船室、航空港的候機(jī)樓以及作為舞臺(tái)的燈光照明等;一般熒光燈及稀土金屬熒光燈用作寫字樓、住宅的照明;熒光高壓汞燈、自鎮(zhèn)流高壓汞燈、鈉燈及三者相互組合的混光燈常用作生產(chǎn)廠房的照明。盡量不用或少用白熾燈。

　　1.3 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)選用高效率的電動(dòng)機(jī)。因此節(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。

　　2 建筑節(jié)能的注意事項(xiàng)

　　(1) 在充分滿足、完善建筑物的使用功能的前提下，盡量減少能源消耗，提高能源利用率， 但不以簡(jiǎn)化功能和降低功能要求為代價(jià)。即滿足照明的照度、色溫、顯色指數(shù);滿足舒適衛(wèi)生;滿足上下左右的運(yùn)輸通道通暢無(wú)阻;滿足特殊工藝要求，如游樂場(chǎng)所的一些游樂設(shè)施的設(shè)備用電，展廳的藝術(shù)照明及動(dòng)力用電等。

　　(2) 節(jié)能應(yīng)按國(guó)情考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，不能因?yàn)閺?qiáng)調(diào)節(jié)能而過(guò)高地消耗投資，增加運(yùn)行費(fèi)用。而應(yīng)該是讓該部分增加的投資，能在幾年甚至更短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。

　　(3) 節(jié)能的著眼點(diǎn)，應(yīng)首先節(jié)省無(wú)為損耗的能量，盡量減少那些與發(fā)揮建筑物的功能無(wú)關(guān)的能量消耗，再考慮采取相應(yīng)的措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路的有功損耗都是無(wú)用的能量損耗;又如量大面廣的照明容量，采用先進(jìn)技術(shù)成果使其能耗降低。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　隨著全球化能源危機(jī)形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，節(jié)能已經(jīng)成為建筑電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)相當(dāng)重要的原則，為了能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能，進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，必須根據(jù)電氣設(shè)計(jì)的原則采取有效的節(jié)能措施，當(dāng)然，更重要的是我們每個(gè)人都應(yīng)當(dāng)具有強(qiáng)烈的節(jié)能意識(shí)，并將其具體到生活的各個(gè)方面，這樣才是最有效的節(jié)能手段。

　　參考文獻(xiàn)

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