趙青娟

0 引言

近年來隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，能源供求矛盾和環(huán)境污染已經(jīng)成為制約國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要因素，作為二次能源的電能，如何降低損耗、高效利用，把節(jié)能技術(shù)合理的應(yīng)用到工程實(shí)踐中便成為建筑電氣設(shè)計(jì)人員義不容辭的責(zé)任。

1 概述

我國是能源短缺的國家，但能源浪費(fèi)卻很嚴(yán)重。無論是供配電系統(tǒng)或用電設(shè)備，都存在著節(jié)能的巨大潛力。節(jié)能工作的重點(diǎn)是:建立和健全節(jié)能管理機(jī)制，正確設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，改革高耗能工藝，選用節(jié)能產(chǎn)品，更換改造低效設(shè)備，通過科學(xué)管理和合理組織生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)供配電及用電設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2 建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能措施

2.1 產(chǎn)品的選擇

工程設(shè)計(jì)中，在對電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)采用國家認(rèn)證機(jī)構(gòu)確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，并優(yōu)先選擇高效、節(jié)能、環(huán)保的電氣產(chǎn)品和設(shè)備，絕不采用國家明令禁止的、淘汰的和高耗能產(chǎn)品。

2.2 變壓器的選擇

變壓器的損耗包括有功功率損耗和無功功率損耗兩部分。變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)中主要考慮的是減少其有功損耗，提高運(yùn)行的效率。變壓器的有功損耗包括空載損耗和負(fù)載損耗，變壓器的空載損耗又稱為鐵損，它是由鐵芯的渦流損耗和漏磁損耗組成，其值與鐵芯的材質(zhì)等有關(guān)，而與負(fù)荷大小無關(guān)，是基本不變的;而銅損與負(fù)荷電流平方成正比，負(fù)載電流為額定值時(shí)的銅損又稱短路損失。

降低空載損耗和負(fù)載損耗的途徑有:

1)采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片，改進(jìn)鐵芯結(jié)構(gòu)，降低空載損耗。

2)改進(jìn)絕緣結(jié)構(gòu)，適當(dāng)減小電流密度，降低負(fù)載損耗。因此，在變壓器設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選用S9-S11或SC9-SC11等低損耗節(jié)能變壓器。近年來，非晶合金鐵芯變壓器由于其噪聲小、低損耗的特點(diǎn)在市場上得到了很好的使用，它的空載損耗只有傳統(tǒng)鋼材鐵芯變壓器的1/10。

2.3 供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施

供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理，在保證供電可靠性和供電質(zhì)量滿足規(guī)范的前提下，力求做到節(jié)省有色金屬消耗、減少電能的損耗。具體節(jié)能措施為:根據(jù)工程性質(zhì)、規(guī)模、負(fù)荷容量、防火分區(qū)及業(yè)主要求等因素綜合考慮，合理選擇變電所、配電小間的位置，配電小間的設(shè)置一般以800 m2～1 000 m2左右設(shè)一個(gè)為宜，末端配電箱的供電半徑宜為30 m～50 m，同時(shí)配電線路敷設(shè)時(shí)盡可能走直線，少走彎路，不走或少走回頭路，避免出現(xiàn)“支線沿著干線倒送電”的現(xiàn)象，以減少來回線路的電能損失。

2.4 無功功率的合理補(bǔ)償

無功補(bǔ)償時(shí)首先應(yīng)減少用電設(shè)備的無功消耗，提高自然功率因數(shù)，具體措施:

1)正確選擇變壓器的容量和臺數(shù)，以便可以切除季節(jié)性負(fù)荷專用的變壓器。

2)熒光燈、氣體放電燈燈具功率因數(shù)小于0.9時(shí)應(yīng)做單燈電容補(bǔ)償。

3)減少供配電線路的感抗，采用正確的電線、電纜的敷設(shè)方式及采用同心結(jié)構(gòu)的電纜等措施。

4)正確選擇電動機(jī)的容量。

當(dāng)采用提高自然功率因數(shù)的措施后，仍達(dá)不到供電部門及節(jié)能要求時(shí)，在變、配電室內(nèi)集中進(jìn)行電容補(bǔ)償，對容量較大、負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè)備宜單獨(dú)就地補(bǔ)償。

2.5 照明節(jié)能

我國照明用電約占社會總用電量的12%，采用高效照明產(chǎn)品代替低效照明產(chǎn)品可節(jié)電60%～80%，所以照明節(jié)電潛力巨大可想而知。照明節(jié)能不是不用能，提倡照明節(jié)能不是說降低視覺要求和降低照明質(zhì)量，照明節(jié)能基本原則是保證不降低照明場所的視覺要求，力求減少照明系統(tǒng)中的能耗，最有效的利用電能，在工程設(shè)計(jì)中以照明功率密度(LPD)值作為照明節(jié)能指標(biāo)，力求合理提高照度而降低用電量。

1)合理選擇和確定照度標(biāo)準(zhǔn)值。

GB 50034-2004建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各類場所的照度標(biāo)準(zhǔn)值，實(shí)際設(shè)計(jì)中執(zhí)行的照度值可能提高或降低一級。在一般情況下設(shè)計(jì)照度值與照度標(biāo)準(zhǔn)值相比較，可有±10%的誤差，使照度標(biāo)準(zhǔn)值的選擇具有一定的靈活性。對于規(guī)范條文規(guī)定的房間或場所，在選定的相關(guān)參數(shù)條件下，須達(dá)到規(guī)定的照度值并確保LPD值不超標(biāo)，該比值的量綱是Lm/W，表示投入的光通量相對于輸入功率的比值，可作為照明設(shè)計(jì)參考的能效指標(biāo)，規(guī)范條文規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)值與對應(yīng)的照明功率密度值之比作為能效指標(biāo)下限。

2)應(yīng)用高光效照明光源。

照明光源的節(jié)電指標(biāo)是發(fā)光效率，它是指每瓦所產(chǎn)生流明數(shù)的大小，數(shù)值越大表示發(fā)光效率越高，越節(jié)省電能，表1是常用光源光效參數(shù)的比較。表1中表明熒光燈的發(fā)光效率比白熾燈高得多。

表1 常用光源光效參數(shù)比較表

使用直管熒光燈的場所，應(yīng)選用細(xì)管徑(即T8或T5型)、稀土三基色直管熒光燈，不應(yīng)使用鹵磷酸鈣熒光粉制的熒光燈，這樣提高光效、顯色指數(shù)，而且使用壽命更長，節(jié)能效果好。在辦公、教室、商場和工業(yè)廠房一般功能性照明場所，使用直管熒光燈滿足照度均勻度要求條件下，應(yīng)選用功率較大的燈具(T8不小于36 W，T5不小于28 W)，可提高能效約30%～40%。旅館客房、會議室應(yīng)用直管熒光燈或緊湊型熒光燈，應(yīng)盡量不用或少用白熾燈，緊湊型熒光燈具有光效較高、壽命長、顯色性較好，用它取代白熾燈可節(jié)約電能，其他場所應(yīng)嚴(yán)格限制白熾燈的應(yīng)用。

積極推廣應(yīng)用高光效、長壽命的金屬鹵化物燈和高壓鈉燈。商場營業(yè)廳、展覽廳、候機(jī)廳等中等高度(如燈具安裝高度4 m～6 m左右)的公共建筑顯色要求高的宜采用較小功率的陶瓷金鹵燈，其光效更高;大件倉庫、鍛工車間、煉鐵車間顯色性要求不高的場所以及道路照明，應(yīng)采用光效更高的高壓鈉燈;高大的工業(yè)廠房采用金屬鹵化物燈。

對設(shè)計(jì)選用的燈具(直管熒光燈、單端熒光燈、自鎮(zhèn)流熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等光源)應(yīng)選擇其光效符合“節(jié)能評價(jià)值”的產(chǎn)品，以滿足節(jié)能的要求。

3)推廣應(yīng)用高效節(jié)能鎮(zhèn)流器:熒光燈應(yīng)選用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能電感鎮(zhèn)流器，符合使用要求時(shí)，可選用兩個(gè)或幾個(gè)燈管共用的鎮(zhèn)流器;金屬鹵化物燈、高壓鈉燈應(yīng)選用節(jié)能電感鎮(zhèn)流器，根據(jù)產(chǎn)品的發(fā)展，逐步應(yīng)用電子鎮(zhèn)流器。鎮(zhèn)流器的功耗占燈功率的百分比見表2。

4)選用高效的燈具:燈具發(fā)出的總光通量占燈具內(nèi)光源發(fā)出的光通量的百分比為燈具的效率，它說明了燈具對光源光通的利用程度。影響燈具效率的主要因素有:反射器和保護(hù)罩的材料。目前這些材料很多，一般地對反射器而言經(jīng)鍍鋁處理的反射鏡其反射率達(dá)80%以上，保護(hù)罩以透明玻璃的透過率為最高，其次為棱鏡塑料。因此，在燈具選型時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用高效的節(jié)能燈具，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)階段的節(jié)能。

表2 鎮(zhèn)流器的功耗占燈功率的百分比 %

5)照明控制:光源的選擇可以達(dá)到照明節(jié)能，照明控制是關(guān)系運(yùn)行中節(jié)能的重要因素。

公共建筑和工業(yè)建筑的公共場所，宜采用集中控制，為了節(jié)能，宜按建筑使用條件和天然光狀況分區(qū)、分組控制;體育館、影劇院、候機(jī)廳、報(bào)告廳等公共場所應(yīng)采用集中控制，并按需要采取調(diào)光或降低照度的控制措施。每個(gè)照明開關(guān)所控?zé)魯?shù)不宜太多。每個(gè)房間的燈開關(guān)數(shù)不宜小于2個(gè)。

房間或場所裝設(shè)兩列或多列燈具時(shí)，所控?zé)袅信c側(cè)窗平行;生產(chǎn)場所按車間、工段或工序分組;電化教室、會議廳、多功能廳等場所按靠近或遠(yuǎn)離講臺分組。

6)合理利用自然光節(jié)能降耗:充分利用天然光，把照明和天然采光相結(jié)合。建筑物的照明設(shè)計(jì)應(yīng)充分利用自然光節(jié)能降耗。在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量利用自然光，白天少開燈。室內(nèi)墻壁以潔白干凈為準(zhǔn)，可提高光的反射率，增加亮度。

7)嚴(yán)格執(zhí)行照明功率密度(LPD)限值:照明設(shè)計(jì)中應(yīng)按選用的光源、燈具及布置計(jì)算照度，在符合GB 50034-2004建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)值后，再驗(yàn)算實(shí)際的LPD值，以不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的LPD限值為合格，低于LPD限值更為節(jié)能。不能用規(guī)定的LPD限值作為單位面積功率去計(jì)算照度。

3 結(jié)語

節(jié)能降耗是國家的基本國策，我們在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)大力推廣和實(shí)施國家的節(jié)能方針，精心考慮各種可行技術(shù)措施，合理配置各種電氣設(shè)備，并對其進(jìn)行有效、科學(xué)的控制和管理，減少能源消耗，提高能源利用率，為國家節(jié)能方針貢獻(xiàn)一份自己的力量。這些必須通過工程技術(shù)人員的精心設(shè)計(jì)，才會將美好的愿望變成現(xiàn)實(shí)。

［1］ JGT 16-2008，民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］ GB 50034-2004，建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］ 北京照明學(xué)會.照明設(shè)計(jì)手冊［M］.第2版.北京:中國電力出版社，2006.

［4］ 中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊［M］.第3版.北京:中國電力出版社，2006.

［5］ 建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)發(fā)展司.全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施節(jié)能專篇——電氣［M］.北京:中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院，2007.