段 新 生

(山西 太原 030000)

建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)措施解析

段 新 生

(山西 太原 030000)

在提倡建筑設(shè)計(jì)節(jié)能環(huán)保的背景下，分析了照明系統(tǒng)與供配電系統(tǒng)裝置等建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)措施，并對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電工作原理及應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了研究，以提升建筑電氣的節(jié)能效果。

建筑，電氣，節(jié)能，設(shè)計(jì)

1 概述

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑數(shù)量的逐漸增多，這使得建筑的功能不斷變多。電氣系統(tǒng)作為建筑運(yùn)行必不可少的系統(tǒng)之一，隨著建筑的層次越來越高，智能化程度不斷提升，建筑的電能耗用量也在逐漸增多，從而導(dǎo)致電力資源逐漸匱乏。另外正是由于電能的大量使用，導(dǎo)致溫室氣體的排放量不斷提升，已經(jīng)嚴(yán)重影響到了自然環(huán)境。所以一定要將節(jié)能設(shè)計(jì)措施應(yīng)用到建筑電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，在保證人們正常生活、建筑正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，降低電力系統(tǒng)的耗電量，從而使生態(tài)環(huán)境得到更好的保護(hù)。

2 將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中

1)對(duì)照明節(jié)能有所影響的常見因素。

根據(jù)相關(guān)資料可以得知，式(1)代表照明裝置的電能損耗ΔW：

ΔW=ΔW1+ΔW2

(1)

其中，ΔW1為線路電阻中所出現(xiàn)的損耗；ΔW2為鎮(zhèn)流器中所出現(xiàn)的損耗。

(2)

其中，Φ為選擇好燈具形式后，根據(jù)理論計(jì)算而得出的達(dá)到照度標(biāo)準(zhǔn)而使用的總光通量；ρ為鎮(zhèn)流器所引起的功率消耗以及燈具功率之間的比例；η為光源的光效；t為照明裝置的工作時(shí)間；U為單相系統(tǒng)裝置的電壓有效值；R為照明配電線路所帶的電阻；cosφ為燈具的功率因數(shù)。

由此可得，在開展建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，需做好光源選擇工作，同時(shí)使用節(jié)能措施控制照明開關(guān)。

2)選擇使用高效光源。

我國(guó)相關(guān)規(guī)定中已經(jīng)明確了各不同場(chǎng)所區(qū)域的照明功率密度大小、照度標(biāo)準(zhǔn)以及視覺要求等等，就此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)選用照明系統(tǒng)時(shí)，需基于相關(guān)規(guī)定要求，對(duì)單位面積區(qū)域的燈具安裝功率進(jìn)行科學(xué)控制。另外光源效率直接的反映到電力消耗上，所以需在照明質(zhì)量得以滿足的基礎(chǔ)上，普通建筑盡可能的選取緊湊型熒光燈或者是發(fā)光效率相對(duì)較高的熒光燈，其他特殊建筑如體育場(chǎng)館、高大車間或者是廠房的標(biāo)高，可選擇使用效率相關(guān)較高的氣體放電光源，比如說金屬鹵化物燈或者是高壓鈉燈等等。

3)科學(xué)選擇控制方式。

太陽(yáng)光的光照強(qiáng)度是隨著時(shí)間而變化的，所以電氣照明區(qū)域需基于天然光的發(fā)展變化制定。就此需提升開關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)量，提升照明開關(guān)點(diǎn)，并將照明范圍劃分為各個(gè)分區(qū)，通過地點(diǎn)的需求以及時(shí)間的不同對(duì)光照亮度進(jìn)行控制，從而改變業(yè)主的全開習(xí)慣，達(dá)到節(jié)能的目的；其次還需選用更為節(jié)能的開關(guān)，比如說在走廊、樓梯間以及衛(wèi)生間等區(qū)域設(shè)計(jì)使用延時(shí)開關(guān)，在旅館客房等區(qū)域安裝使用具有節(jié)能效果的總開關(guān)等等。圖1為延時(shí)開關(guān)的示意圖。

3 通過節(jié)能設(shè)計(jì)，提升供配電系統(tǒng)裝置的節(jié)能性

對(duì)建筑供配電系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)，除了能夠增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行效率之外，還可以降低其運(yùn)行能源消耗，大大節(jié)省建筑的投資、運(yùn)營(yíng)成本。在設(shè)計(jì)建筑的配電系統(tǒng)時(shí)，需綜合考慮建筑的用電設(shè)備特點(diǎn)、負(fù)荷容量以及供電距離與其分布情況，從而提升系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性，降低系統(tǒng)操作難度，大大提升系統(tǒng)的效率。

其次還需選擇有效、科學(xué)的變壓器。變壓器可以說是電力系統(tǒng)運(yùn)行的核心裝置，所以需對(duì)變壓器著重設(shè)計(jì)。在選擇變壓器時(shí)，需以建筑所需要的實(shí)際用電負(fù)荷為基礎(chǔ)，科學(xué)確定變壓器的容量與具體數(shù)量，從而通過有效設(shè)計(jì)時(shí)變壓器設(shè)備的負(fù)荷率減少至70%～80%，從而使變壓器的容量滿足電力負(fù)荷需求；另外，還需考慮到變壓器自身的耗損量，選擇使用低損耗的變壓器。一般來說，變壓器損耗主要是由銅損以及鐵損這兩部分構(gòu)成，其中鐵損一般可劃分為磁滯損耗以及渦流損耗，而鐵芯制造技術(shù)以及硅鋼片的性能直接影響到鐵損的程度，所以為了降低鐵損，需考慮使用由高導(dǎo)磁硅鋼片構(gòu)成的變壓器，或者是以改良鐵芯疊片手段的變壓器等節(jié)能性變壓器。而銅損一般會(huì)受到電流大小以及繞組電阻的影響，因此，為了降低銅損需選擇使用繞組電阻相對(duì)來說比較小的電力變壓器。

最后，還應(yīng)減少線路損耗，提升電能輸送率。在電網(wǎng)輸送的電能過程中，會(huì)產(chǎn)生一定的功率損耗，該功率損耗主要受到負(fù)荷大小以及線路參數(shù)的影響。所以為了減少電網(wǎng)中的線損，可通過降低電網(wǎng)導(dǎo)線電阻，增強(qiáng)其功率因數(shù)，縮小其無(wú)功功率等方式，以下為具體的措施辦法：科學(xué)制定線路路徑。一般為了縮短導(dǎo)線長(zhǎng)度，在布設(shè)線路時(shí)，應(yīng)盡量將其布設(shè)為直線，減少?gòu)澢€路以及回頭線的比例；其次變壓器需與負(fù)荷中心位置盡可能的接近，從而降低供電半徑，使電氣功能用房布設(shè)的位置盡可能的合理；在對(duì)高層建筑內(nèi)的配電室位置進(jìn)行設(shè)置時(shí)，要求豎井以及低壓配電室位置盡可能的接近，另外從布局角度上來看，豎井以及低壓配電室的布設(shè)位置需均能夠讓線路向前送進(jìn)，從而降低支線以及回頭線的出現(xiàn)比例；提升導(dǎo)線截面，通過季節(jié)對(duì)電能的實(shí)際需求確定負(fù)荷線路。在確定導(dǎo)線截面時(shí)，除了要考慮到電壓損失之外，還應(yīng)當(dāng)考慮到線路的熱穩(wěn)定性以及載流量，科學(xué)確定導(dǎo)線截面，為了確保線路能夠正常使用，還適當(dāng)提升導(dǎo)線截面面積。另外由于夏季空調(diào)、電扇的大量使用，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)季節(jié)性負(fù)荷，為了避免線路出現(xiàn)問題，需將這部分線路設(shè)計(jì)為專門的供電線路。比如說把各計(jì)費(fèi)一致的負(fù)荷，像是電開水器、空調(diào)風(fēng)機(jī)以及風(fēng)機(jī)盤管等，集中起來統(tǒng)一供電，另外在空調(diào)使用頻率較小的季節(jié)，可以使用截面大小一致的線路輸送相對(duì)來說較小的電流，達(dá)到降低線路損耗的目的。

4 科學(xué)使用太陽(yáng)能技術(shù)

太陽(yáng)能技術(shù)除了能夠供暖之外，還可以發(fā)電。太陽(yáng)能屬于可再生的能源，對(duì)環(huán)境幾乎沒有污染，設(shè)計(jì)人員可通過在建筑屋頂安裝太陽(yáng)能電站或者是太陽(yáng)能電池板等手段，建立太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，從而為建筑的可靠運(yùn)行提供保障。太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)是現(xiàn)階段比較常見的太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，該系統(tǒng)主要是由電池組件、控制器以及逆變器等部件構(gòu)成。其中電池組件的主要作用是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能,并將電能輸送至蓄電池內(nèi)儲(chǔ)存或者是作為直流負(fù)荷供建筑使用；控制器主要是對(duì)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制；逆變器能夠把直流電轉(zhuǎn)化為交流電。太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的工作原理見圖2。

5 結(jié)語(yǔ)

為了提升建筑項(xiàng)目電氣系統(tǒng)裝置的節(jié)能效果，設(shè)計(jì)人員在開展電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作時(shí)，除了要考慮到設(shè)計(jì)質(zhì)量之外，更重要的是分析電氣系統(tǒng)裝置在實(shí)際使用之后的應(yīng)用效果，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)對(duì)比，嚴(yán)謹(jǐn)選用。另外除了要分析電氣系統(tǒng)裝置的節(jié)能效果，同時(shí)也需要分析其經(jīng)濟(jì)性、安全性以及可靠性，選用高效系統(tǒng)設(shè)備，科學(xué)制定供配電方案，在提升其環(huán)保節(jié)能性的同時(shí)，取得更多的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。

[1] 楊小琴.淺析超高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)[J].低壓電器,2009(22):56-60.

[2] 林毅宏.智能樓宇建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀及節(jié)能設(shè)計(jì)研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表,2011(3):135-136.

[3] 楊靜寒.建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)與降耗措施淺析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013(15):229-230.

[4] 童 凌.高職院校建筑能耗分析與電氣節(jié)能設(shè)計(jì)措施探討[J].四川建筑,2012(3):272-274.

Analysis on building electricity energy-saving design measures

Duan Xinsheng

(Taiyuan030000,China)

Under the background of broadcasting building design energy-saving and environment protection, the apper analyzes building electricity energy-saving design measures including lighting system and power supply and distribution system device and so on, and studies solar energy power generation working principles and application technologies, with a view to improve building electricity energy-saving effect.

building, electricity, energy-saving, design

1009-6825(2015)28-0183-02

2015-07-29

段新生(1983- )，男，工程師，身份證號(hào)：14272619830407393X

TU201.5

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