1概述

　　由于人口的增加，工業(yè)的發(fā)展，人民生活水平的提高，能源的消耗也就急劇增加，能源危機迫在眉睫。因此，各行各業(yè)提出了節(jié)能的要求，節(jié)約二次能源——電能，也就成為民用建筑電氣設(shè)計的焦點。建筑電氣設(shè)計節(jié)能的原則應(yīng)考慮以下三個原則。

　　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、左右的運輸通道暢通無阻;滿足非凡工藝要求，如娛樂場所的一些電氣設(shè)施的用電，展廳的工藝照明及電力用電等。

　　②考慮實際經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)能應(yīng)按國情考慮實際經(jīng)濟(jì)效益。

　　不能因為節(jié)能而過高地消耗投資，增加運行費用，而是應(yīng)該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運行費用進(jìn)行回收。

　　③節(jié)省無謂消耗的能量。節(jié)能的著眼點，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)貫徹實用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的原則。

　　2變壓器的節(jié)能設(shè)計

　　減少變壓器的有功損耗，變壓器的有功損耗按下式計算：

　　ΔP=P0+β2PK(1)

　　式中:ΔP—變壓器的有功損耗(KW);

　　P0—變壓器的空載損耗(KW);

　　PK—變壓器的短路損耗(KW);

　　β—變壓器的負(fù)載率

　　①只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最好選擇節(jié)能型變壓器如SBCl0、SCl0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只是變壓器額定負(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應(yīng)選用阻值較小的繞組，如銅芯變壓器。

　　選擇適宜的負(fù)載率。β=S/Sn,Sn為變壓器額定容量,S為變壓器運行中的實際容量,由于變壓器運行中,外界負(fù)荷經(jīng)常變化,所以應(yīng)采取一段時間內(nèi)的平均負(fù)荷率。從理論上用微分求極值,在β=50%時每千瓦的負(fù)荷,此時變壓器的能耗最小,但在β=50%負(fù)載率時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。但考慮到變壓器初裝費、高低壓柜、土建投資及各項運行費用,又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)娜萘?變壓器最經(jīng)濟(jì)的節(jié)能運行負(fù)載率一般在75%~85%之間。

　　③在選擇變壓器容量和臺數(shù)時，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，綜合考慮投資和年運行費用，對負(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)。

　　在變壓器選擇中，能把握好上述三點原則，既滿足節(jié)約能源，又經(jīng)濟(jì)合理的原則。

　　3減少線路損耗

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

　　ΔP=3I2R•103 (2)

　　式中:ΔP——三相輸電線路的功率損耗(kW);

　　I——線電流(A);

　　R——線路相電阻(Ω)

　　其中線路電阻在通過電流不變時,線路長度越長則電阻值越大。如果在一個工程中由于線路上下縱橫交錯，一般工程線路總的不下萬米.大工程更是不計其數(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)線長度L成正比,與導(dǎo)線截面S成反比。因此減少線路的損耗應(yīng)從以下幾方面人手。

　　(1) 合理選擇線路路徑。為減少導(dǎo)線長度,線路盡可能走直線,不走或少走回頭路。

　　(2) 合理確定電氣功能用房的位置。變壓器盡量接近負(fù)荷中心,以減少供電半徑;在高層建筑中,低壓配電室應(yīng)靠近豎井,且低壓配電室與豎井位置的布局上應(yīng)使線路都分向前送,盡可能減少回頭輸送電能的支線。

　　(3) 增大導(dǎo)線截面,利用季節(jié)性負(fù)荷線路。按滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護(hù)的配合及電壓損失所選定的截面,再加大一級導(dǎo)線截面;將某些季節(jié)性負(fù)荷的線路,用作常年使用的供電線路,以減少線路和電阻。

　　4提高供配電系統(tǒng)的功率

　　因數(shù)提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少無功在線路上傳輸，以達(dá)到節(jié)能的目的。傳輸有功功率是為了滿足建筑物功能所必須的，是不變的。系統(tǒng)中的用電設(shè)備，如電動機、變壓器、線路、氣體放電燈中的整流器都具有電感，會產(chǎn)生滯后的無功，需要從系統(tǒng)中引入超前的無功相抵消，這樣超前的無功功率就從系統(tǒng)經(jīng)高、低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備，在線路上就產(chǎn)生了有功損耗，而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)，以減少對超前無功的需求，可采用功率因數(shù)較高的同步電動機;熒光燈可采用高次諧波系數(shù)低于15%的電子鎮(zhèn)流器;采用電感鎮(zhèn)流器的氣體放電燈，單燈安裝電容器等，都可使自然功率因數(shù)提高到0.85一0.95，這就可減少系統(tǒng)高、低壓線路傳輸?shù)某盁o功功率。由于感抗產(chǎn)生的是滯后的無功，可采用電容器補償，因為電容器產(chǎn)生的是超前的無功，兩者可以相互抵消，即cosφ≥0.9因此無功補償，可以提高功率因數(shù)，因而也減小了無功的需求量。容量較大，負(fù)荷平穩(wěn)又長期使用的用電設(shè)備的無功負(fù)荷宜單獨就地補償。

　　5照明的節(jié)能設(shè)計

　　照明節(jié)能設(shè)計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。在設(shè)計中電氣設(shè)計人員應(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)人工照明有機地結(jié)合。從而大大節(jié)約了人工照明電能。

　　②照明設(shè)計規(guī)范規(guī)定了各種場所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺要求、照明功率密度等等。照度標(biāo)準(zhǔn)是不可隨意降低的，也不宜隨便提高，要有效地控制單位面積燈具安裝功率，在滿足照明質(zhì)量的前提下，一般場所應(yīng)優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈及緊湊型熒光燈，高大車間、廠房及體育場館的室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。

　　③采用高效光源和使用低能耗性能優(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，公共建筑場所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無功補償?shù)臒艟撸o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。

　　④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)照明使用特點可采取分區(qū)控制燈光或適當(dāng)增加照明開關(guān)點。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開關(guān)，高級客房采用節(jié)電鑰匙開關(guān)，公共場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所可采用節(jié)能自熄開關(guān)。

　　結(jié)束語

　　建筑電氣的節(jié)能設(shè)計潛力很大。廣大電氣設(shè)計人員在設(shè)計中應(yīng)認(rèn)真考慮，反復(fù)比較設(shè)計方案，拿出一套符合各種技術(shù)指標(biāo)，滿足功能需求的前提下，行之有效而又切實可行的節(jié)能措施，從而達(dá)到真正節(jié)約電能的目的。

　　參考文獻(xiàn)

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