傾強(qiáng)

（陜西師范大學(xué)后勤第一集團(tuán)，陜西西安，710062）

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現(xiàn)代建筑供配電節(jié)能降耗合理設(shè)計的探討

傾強(qiáng)

（陜西師范大學(xué)后勤第一集團(tuán)，陜西西安，710062）

摘要：在我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中，節(jié)能降耗、保護(hù)資源、堅持走可持續(xù)健康發(fā)展的道路是關(guān)鍵所在。對于用電、用能的設(shè)計人員，節(jié)約電能、合理使用電能是設(shè)計中必須認(rèn)真分析、研究的重要問題。在建筑電能設(shè)計中，如何有效地節(jié)能是非常值得認(rèn)真規(guī)劃的工作?；诖?，文章從建筑供配電的結(jié)構(gòu)設(shè)計入手，系統(tǒng)分析、闡述節(jié)能的幾個核心點，總結(jié)現(xiàn)代建筑供配電設(shè)計的相關(guān)舉措。為實際工作提供有意義的借鑒。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代建筑；供配電；節(jié)能設(shè)計

引言

現(xiàn)代建筑節(jié)能問題涉及到多個專業(yè)和廣泛的工作基礎(chǔ)，其中包括建筑新能源的設(shè)計、建筑電氣節(jié)能設(shè)計、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及建筑外墻設(shè)計等。這其中建筑電氣節(jié)能設(shè)計是潛力最大的技能[1]。建筑配電領(lǐng)域內(nèi)節(jié)能設(shè)計如果能夠發(fā)揮合理，需要有效確保用電設(shè)備正常發(fā)揮及充分利用其電能資源，進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。針對此，結(jié)合實踐工作經(jīng)驗，本文將重點探究供配電能的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)電能節(jié)能降耗目的。

1　現(xiàn)代建筑物供配電節(jié)能原則

1.1功能

每一類建筑物都有具體的實用性功能，不同的建筑物具有不同的功能，對于建筑物而言，一般是辦公、娛樂、休閑場所。基于建筑物功能而言，舒適性及其重要，如：合理照明、適宜溫度、利用采光等都是需要全面考慮的[2-3]。

1.2經(jīng)濟(jì)效益

任何建筑物都具有一定的逐利性，建筑物也不例外。因而，建筑物的電氣設(shè)計中，需要控制成本，這也就說明不能因節(jié)能而毫無節(jié)制的耗費投資。所以，追求節(jié)能的同時應(yīng)當(dāng)控制好成本，此外，還可以建設(shè)節(jié)能運行費用的回收，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。

1.3能源耗損

電氣設(shè)計中，明確各種能力的自然耗損及浪費耗損，首先找出哪部分的耗損與建筑物功能發(fā)揮沒有關(guān)系，并在該基礎(chǔ)上考慮采取哪些相應(yīng)地措施能夠進(jìn)行有效地節(jié)能。變壓器功率耗損和傳輸電能線路上的無功損耗都是無用的能力損耗，并且對于面積大、量大的照明容量，則需要用現(xiàn)今的技術(shù)成果降低耗損。

2　供配電方面

2.1供配電的節(jié)能設(shè)計

2.2輸電線路節(jié)能耗損的方法

2.2.1縮小變壓器的有功損耗

△Ph＝P0+β2Pk（變壓器的有功耗損），在這一公式中，△Ph為變壓器的有功損耗；P0為變壓器的空載損耗；β為變壓器的負(fù)載率；Pk是變壓器的有載耗損。

變壓器的空載損耗又可能成為鐵損，P0的大小不由鐵心制作工藝規(guī)定，變壓器一般選用的是SL9、SCB等形狀的變壓器及干式的變壓器，采用優(yōu)質(zhì)冷軋取向的鋼片。矽鋼片的磁疇方向接近一致，可以減少鐵心的耗損，其中這一工程中選用的是節(jié)能變壓器。

2.2.2Pk變壓器的有載耗損

指功率在傳輸過程中的耗損，可以稱之為變壓器的線損，變壓器繞組的電阻及流經(jīng)繞組的電阻，與負(fù)載率β的平方成正比?；诖耍軌蜻x擇可阻值比較小的繞組，如果采用銅心變壓器，可用微積分求β2Pk極值。當(dāng)β＝50％時，此時，變壓器的負(fù)載率耗損是最小的，因而，上世紀(jì)的建筑物的變壓器的負(fù)載率一般在50％，但在具體的建筑物運行過程中，仍舊有一半變壓器沒有被投入運行，截止至今，該做法一直被延續(xù)，但這一做法僅是考慮到了節(jié)能而沒有考慮到相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)價值。

2.2.3盡可能減少變壓器臺數(shù)

對于那些經(jīng)常遲到的人來說，他們一方面總是讓別人等待自己，另一方面自己卻討厭等待，而我就是其中之一。因此，我決定率先來到位于意大利和斯洛文尼亞兩國接壤之處的帕爾馬諾瓦（Palmanova）。在這里，我用這段難得的獨處時光為這輛邁凱倫720S進(jìn)行了一次徹底的清洗。

依據(jù)建筑物實際情況，在對負(fù)荷進(jìn)行合理分配后，在條件允許的情況下選擇容量大的變壓器，例如：在需要2000KVA時，首選的應(yīng)該是1000KVA的變壓器兩臺，而不是四臺的500KVA,主要原因在于變壓器的臺數(shù)越少，越能夠節(jié)能。

2.3.4輸電線路能量耗損

線路上有電阻，當(dāng)有電流通過時，會產(chǎn)生能量耗損。經(jīng)過研究得出，線路上功能損耗率較大，建筑物的設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)重視線路耗損問題。具體而言，建設(shè)輸電線路的耗損需要選擇導(dǎo)率小的材質(zhì)作為導(dǎo)線、電纜，其中首選銅芯，因而在負(fù)荷大的建筑中選用銅導(dǎo)線。

截面降壓時的過程中，應(yīng)當(dāng)考慮線損、降壓、供電距離問題，建筑物電氣設(shè)計中鋪設(shè)的線路應(yīng)當(dāng)避免彎曲，盡可能采取直線，此外，減少導(dǎo)線的長度。而且對于低壓線路而言，應(yīng)當(dāng)避免走回頭路線，盡可能的減少回頭路線上電能的耗損。變壓器需要縮小供電距離，因此它必須去接近負(fù)荷中心。另外，依據(jù)建筑物的面積配置相應(yīng)的配電所，這樣以來就能夠有效地縮短干線的長度。對于高層建筑物而言，配電室應(yīng)當(dāng)靠近豎井，還需要為豎井提供相應(yīng)地干線，但是不應(yīng)該產(chǎn)生干線的倒送，此外，低壓配電室和豎井需要減少回頭豎線的支線，現(xiàn)如今，建筑物的設(shè)計中，一般采用高低壓變壓器進(jìn)行集中補償，這一做法既可以減少變電站的無功傳輸，此外，還能夠較為有效地提高相應(yīng)地功率因數(shù)。對于用戶而言，無功變壓器母線可經(jīng)過輸電線路傳送的用戶點，當(dāng)?shù)蛪壕€路沒有減少無功傳輸時，無功補償也有效地達(dá)到了節(jié)能目的。

3　用電設(shè)備節(jié)能

3.1照明的節(jié)能設(shè)計

現(xiàn)代建筑物中，在確保不降低作業(yè)面的視覺要求下，進(jìn)行照明的節(jié)能設(shè)計。此外，不降低照明質(zhì)量的前提下，減少照明系統(tǒng)中光能的損失，從而在最大程度上利用光能。具體而言，建筑物照明節(jié)能設(shè)計中，首先必須充分地利用自然光，具體的設(shè)計中電氣人員需要與建筑專業(yè)相互配合，將自然光與室內(nèi)照明充分的結(jié)合，可以說，這在一定程度上節(jié)約了電能。照明設(shè)計中規(guī)范確定了各種場所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺要求、照明功率等等。電能的照度標(biāo)準(zhǔn)不能夠隨意降低，也不易隨意提高，需要在充分控制單位面積燈具的安裝功率后，在有效地滿足照明質(zhì)量的前提下，一般場所首先采取高效發(fā)光的熒光燈及緊湊型的熒光燈。此外，建筑物如果是廠房、體育場等大空間的室內(nèi)照明，可采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈，包括電子變壓器和電子觸電器等。另外，在公共場所中，熒光燈適用于選擇無功補償?shù)臒艟撸o湊型的熒光燈采用電子鎮(zhèn)流器等等。此外，可對燈具的控制方式進(jìn)行改進(jìn)，運用節(jié)能開關(guān)和裝置形式行之有效的節(jié)電方法。利用照明使用的特點和有效區(qū)分控制燈光。臥室、客房的燈采用調(diào)光開關(guān)，公共場所及室外照明燈采用光電、聲控開關(guān)，可以說，這些都在一定程度上起到節(jié)電作用。

3.2提高供配電的功率

照明系統(tǒng)中，提高功率因數(shù)能夠減少線路無功率的損耗，進(jìn)而達(dá)到相應(yīng)地節(jié)能目的。其中在功率耗損中△P中線路傳輸?shù)墓β室鸷膿p，傳輸有功功率主要是為了滿足建筑物的用電功能。針對此，在供配電系統(tǒng)中，電動機(jī)、變壓器、燈具的用電設(shè)備中，具有一定的電感性，它不可避免地產(chǎn)生滯后性的無功電流。如果從系統(tǒng)中經(jīng)過高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端，它能夠在無形之中增加線路的功率耗損。用電設(shè)備的無功耗損的減少，可有效地提高設(shè)備的功率因數(shù)，此外，采用功率因數(shù)的提高，使得用電設(shè)備與電動機(jī)類似，它可選用補償?shù)碾娙萜饔秒娫O(shè)備，用靜電的電容器進(jìn)行無功的補償，使得電容器能夠一定程度上產(chǎn)生超前無功電流，它能夠用來抵消用電設(shè)備的滯后無功電流，從而在能夠有效地提高功率因數(shù)。具體的工程設(shè)計中，利用分散性的就地補償和高壓補償方式，需要對具體的情況進(jìn)行具體細(xì)致分析。

4　結(jié)束語

上世紀(jì)七十年代中，最早出現(xiàn)了建筑設(shè)備信息化監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)展至今，該系統(tǒng)已經(jīng)趨于完善。當(dāng)前，已經(jīng)能夠極為全面地控制建筑物中各類電器設(shè)備，在建筑物功能的條件滿足下，可自動化、最大限度的實現(xiàn)節(jié)能。在供配電的監(jiān)控系統(tǒng)中，主要以現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)，由控制設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)及計算機(jī)構(gòu)成，它將控制設(shè)備、計算機(jī)及供配電系統(tǒng)中帶有的通信接口的開關(guān)進(jìn)行有效連接，進(jìn)而進(jìn)行有效監(jiān)測。最后，部分相關(guān)人員通過對計算機(jī)實施操作和管理，采用配電系統(tǒng)的安全節(jié)能和運行。

總之，利用照明監(jiān)控系統(tǒng)，減少不必要的盲目照明。發(fā)揮建筑物的功能，挖掘出有用的科學(xué)地管理措施。照明監(jiān)控系統(tǒng)中可將地點、時間不同的照明度轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式的預(yù)設(shè)參數(shù)，需要儲存在EPRPM。在設(shè)計中，通過比較實際值和設(shè)定值，控制照明亮度，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能目的。節(jié)能是利國利民的好事。在節(jié)能設(shè)計工作中，想方設(shè)法的做好節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計是最佳方法。

參考文獻(xiàn)

[1]邱慧萍;仇洋.淺談建筑電氣設(shè)計中的節(jié)能措施[J].經(jīng)濟(jì)管理者,2011(2).

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[4]張優(yōu).基于節(jié)能理念的某高層住宅小區(qū)的供配電設(shè)計[J].山西建筑,2014(26).

傾強(qiáng)(1981-)，本科，助理工程師，學(xué)士學(xué)位，畢業(yè)于西安工程大學(xué)，任職于陜西師范大學(xué)后勤第一集團(tuán)雁塔校區(qū)動力服務(wù)中心主任。研究方向：后勤水電暖設(shè)施設(shè)計與管理，自動化控制，后勤信息化，智能建筑。

E-mail:11920048@qq.com

Energy Saving Design Analysis of Modern Buildings

Qiang Qing
(Logistics group first of Shanxi Normal University,Shanxi,Xian,710062,China)

Abstract:In the development of our national economy,a long-term strategic policy is the problem of energy conservation.For this,it is an important issue for the design of electric power to save electricity.How effectively saving energy in the design of building electrical energy becomes an important issue that is worth exploring.Based on this,this article from the angle of building power supply and distribution of the design point of view,this paper expounds several key points of energy saving,through multiple angles,summed up the relevant measures of modern architecture for power distribution design.

Key words:Modern architecture;Power supply and distribution;Energy saving design

作者簡介：

DOI:工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 URL:http//www.china-iti.com10.14103/j.issn.2095-8412.2016.01.010

中圖分類號：TU201.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-8412(2016)01-644-04