溫夫云 卓愛(ài)鋒

（五華縣建筑設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 五華 514400）

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(jī)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(jì)的焦點(diǎn)。建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的原則應(yīng)考慮以下三個(gè)原則。

1.1 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(wú)阻；滿足非凡工藝要求，如娛樂(lè)場(chǎng)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。

1.2 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(guò)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(lái)的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。

1.3 節(jié)省無(wú)謂消耗的能量。節(jié)能的著眼點(diǎn)，應(yīng)是節(jié)省無(wú)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(wú)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(wú)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。

2 變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)

2.1 只作為變壓器的空載損耗又稱(chēng)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(wú)關(guān)，所以在選用變壓器時(shí)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。

2.2 只是變玨器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗又稱(chēng)變壓器線損，它取決于變壓器繞組的電阻及流過(guò)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。13²；Pf用微分求它極值時(shí)，是在p=50%時(shí)每千瓦的負(fù)荷，此時(shí)變壓器的能耗最小，但在腳O%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%一85%之間。

2.3 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)。

在變壓器選擇中，能把握好上述三點(diǎn)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(guò)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生功率損耗，其公式為：

AP=3l²；R'10-³；其中“尺”線路電阻在通過(guò)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(wàn)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-30／.／S，即與導(dǎo)線電阻率P、導(dǎo)線長(zhǎng)度￡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。

3.1 在負(fù)荷較大的二類(lèi)、一類(lèi)建筑中采用銅導(dǎo)線，在三類(lèi)或負(fù)荷量較小的建筑中采用鋁芯導(dǎo)線。 (蠆>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。

3.2 變壓器盡量接近負(fù)荷中心，以減少供電距離。當(dāng)建筑物每層平面在10000m2左右時(shí)，至少要設(shè)2個(gè)變配電所，以減少干線的長(zhǎng)度。

3.3 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。

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(wú)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(dòng)機(jī)、變壓器、線路、氣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，需要從系統(tǒng)中引入超前的無(wú)功相抵消，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。

4.1 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，可采用功率因數(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；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 0.85-0.95，這就可減少系統(tǒng)高、低壓線路傳輸?shù)某盁o(wú)功功率。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?yàn)殡娙萜鳟a(chǎn)生的是超前的無(wú)功，兩者可以相互抵消，即O=∞-QC，因此無(wú)功補(bǔ)償，可以提高功率因數(shù)，因而也減小了無(wú)功的需求量。

4.2 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?yàn)殡娙萜鳟a(chǎn)生的是超前的無(wú)功，兩者可以相互抵消，即p=p正一OC，因此無(wú)功補(bǔ)償，可以提高功率因數(shù)，因而也減小了無(wú)功的需求量。容量較大，負(fù)荷平穩(wěn)又長(zhǎng)期使用的用電設(shè)備的無(wú)功負(fù)荷宜單獨(dú)就地補(bǔ)償。

5 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(jué)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。

5.1 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(mén)窗開(kāi)大，采用透光率較好的玻璃門(mén)窗，以達(dá)到充分利用自然光的目的。在設(shè)計(jì)中電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)多與建筑專(zhuān)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。

5.2 照明設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了各種場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺(jué)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，一般房間(場(chǎng)所)應(yīng)優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈(如T5、鴨管)及緊湊型熒光燈，高大車(chē)間、廠房及體育館場(chǎng)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。

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(chǎng)所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無(wú)功補(bǔ)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。

改進(jìn)燈具控制方式，采用各種節(jié)能型開(kāi)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(kāi)關(guān)點(diǎn)。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開(kāi)關(guān)，高級(jí)客房采用節(jié)電鑰匙開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)。

建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)潛力很大。廣大電氣設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中應(yīng)認(rèn)真考慮，反復(fù)比較設(shè)計(jì)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(shí)可行的節(jié)能措施，從而達(dá)到真正節(jié)約電能的目的。

[1]任元會(huì).工業(yè)與民用配電謝伺珊嗍北京：中國(guó)電力出版社，2005.