摘要：民用住宅建筑不論是供電系統(tǒng)或用電設(shè)備均蘊(yùn)含著巨大的節(jié)能潛力，其建筑的用電負(fù)荷應(yīng)在變配電系統(tǒng)中進(jìn)行合理的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，在新技術(shù)的運(yùn)用與科學(xué)管理加以協(xié)調(diào)。

　　關(guān)鍵詞：民用建筑 電氣節(jié)能 節(jié)能設(shè)計(jì)

　　Abstract: The construction of residential buildings whether the power supply system or electrical equipment contains has a huge energy saving potential, its construction of the electricity load in power distribution systems planning and design, the use of new technologies and scientific management should be coordinated.

　　Key words: civil; electrical energy; energy saving design

　　中圖分類號：TU24 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

　　一 現(xiàn)階段我國電氣節(jié)能概況

　　建筑電氣節(jié)能是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)，影響因子復(fù)雜的工程。依據(jù)相關(guān)的調(diào)查，每年要消耗總發(fā)電量的10%以上，如果大量使用節(jié)能的照明產(chǎn)品和有效的節(jié)約措施，每天節(jié)電5%，則每年可節(jié)約照明用電60億kWh。節(jié)約電氣能源的同時(shí)，既保護(hù)了經(jīng)濟(jì)效益，又解決了環(huán)境問題，符合我國節(jié)約型社會和小康社會的發(fā)展要求。如今建筑電氣節(jié)能的應(yīng)用已經(jīng)在我國取得了一定的成效，但是往往在節(jié)能措施上存在著不足。如盲目節(jié)能，通常為了達(dá)到節(jié)能效果，而刻意地控制用電量，從而導(dǎo)致滿足不了建筑物的功能，或者采用增加成本的方案，節(jié)能目的偏差，只是表明形勢上的節(jié)能，節(jié)約無謂消耗的能量，導(dǎo)致從實(shí)質(zhì)上來說，并不是長效的節(jié)能機(jī)制。

　　二 減少線路的能量損耗

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

　　ΔP=3Ic2R×10-3(kW) 式中：Ic—相電流(A) ;R—線路電阻(Ω)。在工程中由于線路往往較長且縱橫交錯(cuò)，線路的總有功損耗可能會很大。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=ρ×L/S，其中ρ為線路電阻電導(dǎo)率ρ，L為線路的長度，S為線路的截面。因此，減少線路的損耗應(yīng)從以下幾方面入手。

　　首先，應(yīng)盡量選用電導(dǎo)率ρ較小的材質(zhì)做導(dǎo)線，如銅芯導(dǎo)線較佳，鋁線次之。盡可能減少導(dǎo)線長度，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，以減少來回線路上的電能損失。變電所應(yīng)盡可能地靠近負(fù)荷中心，以減少供電半徑。再次，增大導(dǎo)線截面積， 對于較長的線路，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)加大一級導(dǎo)線截面。一般而言，導(dǎo)線截面小于70mm或者線路長度超過100m的回路增大一級導(dǎo)線截面是比較經(jīng)濟(jì)科學(xué)的。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，從而達(dá)到節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的目的。

　　其次，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少無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：ΔP=3Ic2R×10-3= (P2R/UL2+Q2R/UL2)×10-3(kW) 式中：UL—線電壓(V);P—有功功率(kW);Q—無功功率(kW)。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，如電動機(jī)、變壓器、線路、氣體放電燈中的整流器都具有電感，會產(chǎn)生滯后的無功功率，需要從系統(tǒng)中引入超前的無功功率相抵消。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)生了功率損耗，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)生的是滯后的無功，可采用電容器補(bǔ)償，因而電容器產(chǎn)生的是超前的無功，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功功率，可以提高功率因數(shù)，同時(shí)也減少了無功的需求量。③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功傳輸，提高了用戶處的功率因數(shù)，而無功仍由變壓器低壓母線經(jīng)傳輸線路輸送到各用戶點(diǎn)，低壓線路上的無功傳輸并未減少，那么無功補(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的電動機(jī)端都要安裝30μf靜電電容器。在我國《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ16- 2008)中第 3. 6. 3 條及《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50052- 2009) 第 6. 0. 4條規(guī)定：“容量較大，負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè)備的無功功率宜單獨(dú)就地補(bǔ)償”。就是基于上述原因。因此，對容量超過10kW的風(fēng)機(jī)、水泵等電動機(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20m時(shí)，最好也采用就地補(bǔ)償。

　　三 照明用電的節(jié)能設(shè)計(jì)

　　照明用電量大且面積廣，照明的節(jié)能潛力很大。照明節(jié)能設(shè)計(jì)中，除了滿足照度、光色、顯色指數(shù)外，不能單靠減少燈具數(shù)量或降低功率，要充分利用自然采光，改善環(huán)境的反射條件，推廣應(yīng)用新光源和改進(jìn)照明燈具的控制方式，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

　　在燈具懸掛較高的場所的一般照明，宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈，除特殊情況外，不應(yīng)采用管形鹵鎢燈及大功率普通白熾燈。在燈具懸掛較低的場所的一般照明，宜采用熒光燈，除特殊功能建筑物(如博展館、影劇院、高級飯店等場所)外，不應(yīng)采用普通白熾燈。

　　照明器的控制，應(yīng)根據(jù)各房間使用的不同特點(diǎn)和要求區(qū)別對待。面積較小的房間宜采用一燈一控或二燈一控的方式;面積較大的房間采用多燈一控的方式，但每個(gè)開關(guān)控制的燈數(shù)不宜太多，也應(yīng)考慮適當(dāng)數(shù)量的單控?zé)簟＝ㄖ?nèi)的樓梯間、走廊等公共通道，照明器宜采用定時(shí)開關(guān)控制。在遠(yuǎn)離側(cè)窗的天然采光不足的區(qū)域內(nèi)的電氣照明，宜采用光電控制的自動調(diào)光裝置以隨天然光的變化而自動地調(diào)節(jié)電器照明的強(qiáng)弱，保證室內(nèi)照明的穩(wěn)定。室外照明宜采用光電自動開關(guān)或光電定時(shí)開關(guān)控制。

　　四 電動機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)

　　減少電動機(jī)損耗的主要途徑是提高電動機(jī)的工作效率和功率因數(shù)。在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)選用高效率的電動機(jī)，但是在具體工程中電動機(jī)通常都是水暖及建筑等專業(yè)設(shè)備所配套的，由設(shè)備制造商統(tǒng)一供應(yīng)的，所以節(jié)能措施只能貫徹在運(yùn)行過程中。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機(jī)輕載和空載運(yùn)行，因?yàn)樵谳p載運(yùn)行下電動機(jī)效率是極低的，切實(shí)可行的辦法是采用變頻調(diào)速控制電動機(jī)使其在負(fù)載率變化時(shí)自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速使得與負(fù)載變化相適應(yīng)以提高電動機(jī)輕載時(shí)的效率從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。

　　五 建筑節(jié)能的注意事項(xiàng)

　　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)輸通道通暢無阻;滿足特殊工藝要求，如游樂場所的一些游樂設(shè)施的設(shè)備用電、展廳的藝術(shù)照明及動力用電等。

　　節(jié)能應(yīng)按國情考慮實(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。

　　節(jié)能的著眼點(diǎn)，應(yīng)首先節(jié)省無為損耗的能量，盡量減少那些與發(fā)揮建筑物的功能無關(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。

　　結(jié)束語：節(jié)能是關(guān)系國計(jì)民生的社會問題，建筑電氣節(jié)能問題始終貫穿于建筑發(fā)展進(jìn)程之中。我們應(yīng)時(shí)刻保持節(jié)能意識，堅(jiān)守住每一個(gè)環(huán)節(jié)的節(jié)能工作。民用住宅建筑不論是供電系統(tǒng)或用電設(shè)備均蘊(yùn)含著巨大的節(jié)能潛力，其建筑的用電負(fù)荷應(yīng)在變配電系統(tǒng)中進(jìn)行合理的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，在新技術(shù)的運(yùn)用與科學(xué)管理加以協(xié)調(diào)。