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        淺談建筑電氣節(jié)能

        2013-08-26 06:09:06王升波張式磊
        關鍵詞:供配電系統(tǒng)節(jié)能措施電氣設備

        王升波 張式磊

        【摘 要】近年來由于國民經(jīng)濟高速發(fā)展,對電力需求快速增長由于發(fā)電裝機容量和電網(wǎng)供電能力不足,全國大部分地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的拉閘限電現(xiàn)象,因此節(jié)約電能具有現(xiàn)實的緊迫性。本文從辦公建筑電氣節(jié)能入手列舉出簡單而行之有效的節(jié)能設計方法。

        【關鍵詞】節(jié)能措施;供配電系統(tǒng);電氣設備;電氣照明

        0.前言

        隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,對能源的需求也不斷增加。在此背景下,黨中央、國務院提出建立節(jié)約型社會,在全社會大力提倡節(jié)約能源。目前建筑電氣設計中普遍存在能源浪費和設計不合理情況,使得我國單位面積的建筑能耗是發(fā)達國家的2倍-3倍,由此可見,建筑電氣節(jié)能空間充裕,而從我國“節(jié)約能源”的國策方針上考慮,建筑的電氣節(jié)能設計已經(jīng)刻不容緩。

        1.辦公建筑電氣節(jié)能的必要性

        能源相對缺乏的國情說明我國存在能耗矛盾這一現(xiàn)象,電能的供求矛盾日益激化已經(jīng)嚴重影響到我國經(jīng)濟發(fā)展,當前針對能源的首要目標是節(jié)能,其次才是開發(fā)環(huán)保的新能源。顯然,建筑電氣節(jié)能有助于緩解這一矛盾,大范圍的節(jié)能對于推動國民經(jīng)濟發(fā)展起到積極作用。此外,建筑電氣節(jié)能體現(xiàn)了節(jié)能技術(shù)的進步和成熟,同時也是降低建筑使用成本的有效方法。增強設計者和使用者的電氣節(jié)能意識,重視環(huán)境保護和節(jié)能減排是建筑設計中面臨的新的挑戰(zhàn)。

        2.建筑電氣節(jié)能的設計原則

        節(jié)省無關消耗,在與建筑物功能無關的方面節(jié)省是節(jié)能的著眼點,在節(jié)能設計中最大限度地節(jié)省無關消耗(如大的照明容量、傳輸線路損耗等)是節(jié)能的第一步。設計中要本著技術(shù)先進的思想,大力推廣低能耗、無污染新技術(shù)的使用。作者認為電氣設計中應圍繞以下幾點進行:

        2.1供配電系統(tǒng)節(jié)能設計

        供配電系統(tǒng)的節(jié)能設計要求盡可能地減少在電能變壓、傳輸、使用過程中的損耗及使用中的節(jié)能。

        (1)根據(jù)辦公建筑的供電距離、負荷容量以及辦公建筑中用電設備的特點等因素設計合理、簡單、安全可靠的供配電系統(tǒng)。

        (2)變壓器的節(jié)能設計。首先在選用變壓器時,盡量選擇節(jié)能型變壓器(SCB10、S9、SC8等),它們采用45度全斜度接縫結(jié)構(gòu),有效防止漏磁損耗;材料選擇冷軋取向矽鋼片,減少了渦流損耗。再者要選擇合適的變壓器臺數(shù)和容量,根據(jù)季節(jié)靈活地投切變壓器,既不能使變壓器輕載運行,也不能使變壓器過載運行。綜合考慮運行費用和投資比,合理分配負荷,綜合多方面因素并結(jié)合實際工程經(jīng)驗,同時考慮變壓器在使用期內(nèi)預留適當?shù)脑A?,變壓器最?jīng)濟節(jié)能運行的負載率一般在60%~80%之間。

        (3)通過采用電力綜合監(jiān)控系統(tǒng),對負荷進行合理分配,使變壓器工作在高效低耗區(qū)。設計采用電力節(jié)能監(jiān)控控制系統(tǒng),通過測量各出線回路的電壓、電流、功率因數(shù)等實時參數(shù),合理分配電能負荷,并通過合理調(diào)整電動機啟動順序,避免大容量電機同時啟動等措施,實現(xiàn)節(jié)能降耗。

        (4)當線路接通,輸送電能之時,電能損耗就開始產(chǎn)生。線路上的損耗與線路阻抗參數(shù)和負載負荷大小相關。提高電網(wǎng)的功率因數(shù),減少電網(wǎng)的無功功率及降低導線中的電阻等,均能切實可行的降低電網(wǎng)中的線損。具體途徑通過選擇最短的供電線路,盡量選電阻率(ρ)較小的導線;通過合理確定電氣功能用房的位置,變壓器、大容量設備盡量接近負荷中心,這樣縮短了配電半徑,同時大大減少了傳輸線路的損耗。

        2.2電氣設備節(jié)能設計

        (1)通過設計建筑物設備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS),統(tǒng)一管理調(diào)度空調(diào)、電梯、風機等設備的合理運行,在保證安全、舒適和滿足必要的建筑使用要求的前提下,減少電力浪費消耗。

        (2)通過門禁、智能控制系統(tǒng)對門窗的節(jié)能控制,實現(xiàn)門的開關與室內(nèi)照明、空調(diào)的節(jié)能聯(lián)動控制,減少空調(diào)制冷或制熱損失;在自然光充足時關閉部分或全部燈光照明,夏天放下或改變遮陽板窗簾角度遮擋陽光,減少日光對室內(nèi)的熱輻射降低空調(diào)冷制負荷。

        3.電氣照明節(jié)能設計和方法

        在工程設計中做好電氣照明設計方案的優(yōu)化,正確選用節(jié)能設備和器材,對照明設備采用節(jié)能控制方式,從而達到電氣照明工程的節(jié)能目標。照明系統(tǒng)的節(jié)能設計是指在滿足視覺要求、保證照明效果和照明質(zhì)量的前提下,盡量減少照明的光能和熱能損失。其中包括:天然光源及新能源的利用、照明器材的選擇、照明的合理控制、優(yōu)化照明方案等方面。

        3.1天然光源的引入

        天然光源的引入是最有效的節(jié)能措施,并且確實做到了“零污染”的目標。據(jù)統(tǒng)計,尤其是在大型辦公建筑中,白天照明能耗占總照明能耗的比例已經(jīng)超過了50%,因此,在條件允許的情況下,利用各種反光和導光裝置將日光引到辦公室內(nèi)代替燈管照明,不僅能節(jié)約能源,而且在日光下工作不易疲勞。這方面已經(jīng)加以利用的一個案例是多層辦公樓中采用“光導采光系統(tǒng)”,這種系統(tǒng)是由漫射區(qū)域、采光區(qū)域和光導管構(gòu)成,白天采日光以供照明,在日光不能滿足照明要求時,輔以人工照明設備,使得天然光和人工照明構(gòu)成相互協(xié)調(diào)的良好的照明環(huán)境。此外,利用天然光進行照明還有采光擱板、反射高窗、棱鏡窗等措施。

        3.2選用高效光源合理選用高效節(jié)能型光源,因白熾燈的發(fā)光效率低,不能滿足節(jié)能要求,故辦公樓照明不宜采用白熾燈

        一般在辦公室、會議室及高度較低的房間可以普遍使用直管型熒光燈,允許的話,采用管徑不大于26毫米的細管徑燈管,更大程度地達到節(jié)能和環(huán)保的要求,對個別對照明有特殊要求的房間,可以使用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等照明設備。近年來,興起了另一種光源(綠色光源),即LED光源,LED燈具有光效高、低能耗、環(huán)保、無輻射等優(yōu)點,一個6W的LED燈的照明效果相當于一個60W的傳統(tǒng)燈泡??梢?,LED光源具有巨大的潛力,在辦公樓照明系統(tǒng)中會得到廣泛的應用。

        3.3配備高性能電氣附件鎮(zhèn)流器是熒光燈等電子鎮(zhèn)流器不可缺少的附件,在辦公樓的照明系統(tǒng)中,應配備電子鎮(zhèn)流器

        電子鎮(zhèn)流器具有啟動電壓低、無頻閃、噪聲小等優(yōu)點,其本身功耗比電感鎮(zhèn)流器降低了50%~70%,能節(jié)電10%左右,節(jié)電效果顯著。在氣體放電燈比較集中的辦公區(qū)域,還應安裝補償電容器。

        3.4優(yōu)化照明控制方式

        首先,要改變傳統(tǒng)的燈具照度全開的方式,增加照明開關點,充分利用天然光的照度范圍和強度變化,實行照明分區(qū)控制策略。對于樓梯間和走道,可以安裝聲控開關或是節(jié)能自熄開關。其次,積極培養(yǎng)員工的節(jié)電意識,在非公共區(qū)域,做到人走燈熄。為各種燈具安裝節(jié)能型的開關裝置。

        3.5優(yōu)化照明方案

        結(jié)合不同辦公區(qū)域的不同用途和天然光的照度,盡量少用一般照明,嘗試采用合理的混光照明,非均勻照明措施,注意把握高、中、低檔的照度值。

        4.結(jié)束語

        目前的高層辦公建筑電氣設計中,因為供配電系統(tǒng)設計不合理、設備選型控制不節(jié)能和電氣照明設計、使用過程中不節(jié)能而造成的電能浪費現(xiàn)象非常普遍,電氣節(jié)能設計可挖掘的潛力很大,廣大電氣設計人員應在設計階段就精心考慮各種可行的電氣節(jié)能技術(shù)措施并付諸實施。同時也需要具體了解新的節(jié)能設備產(chǎn)品的運行原理、使用性能、節(jié)能效果,從技術(shù)、經(jīng)濟上進行多方比較,再合理選定節(jié)能設備和節(jié)能控制方案,以真正達到有效節(jié)能的目的。

        【參考文獻】

        [1]國家標準.《建筑照明設計標準》GB50034-2004[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004.

        [2]謝社初.淺議建筑工程電氣節(jié)能的主要方式[J].低壓電器,2008,(24):12-15.

        [3]全國民用建筑工程設計技術(shù)措施(電氣),2009.

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