黃茂祥

【摘要】本文以建筑電氣設(shè)計(jì)為研究視角，針對電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)展開分析討論，集中探討了變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)、線路導(dǎo)線節(jié)能設(shè)計(jì)和照明設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)的方法。

【關(guān)鍵詞】建筑工程;電氣設(shè)計(jì);節(jié)能技術(shù)

為達(dá)到建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)，設(shè)計(jì)者需要把握建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原則，積極引入新技術(shù)、應(yīng)用新材料，降低電氣系統(tǒng)運(yùn)行能耗。

1、變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)

1.1 變壓器容量科學(xué)選擇

現(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，變壓器容量的科學(xué)選擇是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通常情況下，變壓器容量低于實(shí)際需求且運(yùn)行中出現(xiàn)超載現(xiàn)象時(shí)，電能的損耗會明顯增多，容易導(dǎo)致電氣系統(tǒng)長時(shí)間處于超荷載的運(yùn)行狀態(tài)，最終變壓器容量會出現(xiàn)安全隱患。反之，如果建筑工程變壓器容量選型超出實(shí)際需求，就會增加供電系統(tǒng)空載損耗概率，影響變壓器的整體運(yùn)行效率?；诖耍儔浩魅萘窟x型中，需要系統(tǒng)了解工程項(xiàng)目的符合需要，科學(xué)確定變壓器容量，通常需要將負(fù)荷率控制在30%-80%。

1.2 節(jié)能型變壓器的應(yīng)用

隨著電氣技術(shù)的提升，節(jié)能型變壓器不斷增多，主要包括箱式變壓設(shè)備、干式變壓設(shè)備、單相配電的D10型號變壓設(shè)備、以及S11型號變壓設(shè)備等。S11型變壓器是受到普遍關(guān)注的節(jié)能型變壓設(shè)備，在實(shí)踐應(yīng)用中可以極大程度的減少空載損耗，通常可以減少10%-25%，并且其在運(yùn)行中生成的空載電流與疊片鐵芯型變壓器相比可以降低50%以上。另外，S11型節(jié)能變壓器在運(yùn)行中生成的噪音污染極低，具備節(jié)能性的基礎(chǔ)上也符合環(huán)保要求。D10型節(jié)能變壓器也是建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用的對象，該設(shè)備選擇柱上式密封結(jié)構(gòu)，可以將其布設(shè)在負(fù)荷的中心附近，運(yùn)行維護(hù)十分簡單。D10節(jié)能變壓器的負(fù)載損耗以及空載損耗都小于相同容量的三項(xiàng)變壓設(shè)備，制作中對于材料的消耗量較小，造價(jià)低于同容量變壓器20%-30%左右。而SBH15型變壓器是目前節(jié)能型變壓設(shè)備的佼佼者，其屬非晶合金變壓設(shè)備，空載損耗僅為20%-30%左右，與S11型變壓器設(shè)備相比明顯降低，節(jié)能系數(shù)更高。但是SBH15型變壓器的價(jià)格相對較高?？偠灾瑸檫M(jìn)一步提高建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)水平，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合工程實(shí)際情況做好變壓器選型工作。

2、配電線路導(dǎo)線合理選擇

2.1 科學(xué)選擇導(dǎo)線材質(zhì)與規(guī)格

在開展建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，導(dǎo)線材質(zhì)與規(guī)格也是需要設(shè)計(jì)者集中思考的問題，設(shè)計(jì)師需要利用公式計(jì)算出配電線路的能耗：

?P=3I2R×10-3

上述公式中?P表示輸電線路運(yùn)行中生成的損耗，單位為KW;I表示電流值，單位為A;R表示電阻值，單位為Ω。電阻R與導(dǎo)線的長度、電阻率之間呈正相關(guān)，與導(dǎo)線的截面積呈負(fù)相關(guān)，公式為：

上公式中L表示導(dǎo)線的長度，S表示導(dǎo)線截面面積，ρ表示電阻率?，F(xiàn)代建筑電氣系統(tǒng)中選擇導(dǎo)線材質(zhì)基本以銅芯和鋁芯為主。兩種導(dǎo)線相比較來看，雖然鋁制導(dǎo)線的價(jià)格相對較低，但是其具備的導(dǎo)電性能以及安全性能等遠(yuǎn)不及銅質(zhì)導(dǎo)線，所以在具備經(jīng)濟(jì)條件的時(shí)候，設(shè)計(jì)師需要選擇銅質(zhì)導(dǎo)線，以提高通電率，達(dá)到降低能耗的目的。

2.2 結(jié)合實(shí)際選擇導(dǎo)線

選擇導(dǎo)線材質(zhì)與規(guī)格的過程中需要結(jié)合建筑項(xiàng)目的實(shí)際情況。例如，針對建筑工程照明系統(tǒng)輸配電線路展開設(shè)計(jì)工作的過程中，為達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo)，必須采取行之有效措施降低電能損耗，這就要求設(shè)計(jì)者結(jié)合電壓允許范圍科學(xué)選擇導(dǎo)線的截面;同時(shí)要依據(jù)導(dǎo)線自身的機(jī)械強(qiáng)度、發(fā)熱性能等因素做好精準(zhǔn)驗(yàn)算。通常情況下來講，在選擇四線三相輸配電系統(tǒng)的時(shí)候，配電線路當(dāng)中的最大三相不平衡電流以及單相負(fù)荷最大值必須控制在零線截留量的允許范圍內(nèi)，同時(shí)要在接零保護(hù)技術(shù)的支持下完成各項(xiàng)安裝工作。但是，在單相線路中，由于流經(jīng)零線和相線的電流是相同的，所以設(shè)計(jì)中相線的截面積應(yīng)該與零線截面積保持一致。在針對距離較長的輸配電線路展開設(shè)計(jì)的過程中，為進(jìn)一步提高導(dǎo)線的通電率，設(shè)計(jì)人員需要適當(dāng)增加導(dǎo)線截面積，導(dǎo)線界面的選擇中需要參考電壓降的限定值，以達(dá)到預(yù)期節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)。實(shí)踐中，雖然將導(dǎo)線截面積增加會導(dǎo)致電氣線路的敷設(shè)成本增加，但是建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行中將會極大程度的減少能耗，提高通電率，進(jìn)而會減少運(yùn)行成本。另外，設(shè)計(jì)人員也可以通過提高電壓等級方法去減少線路損耗，實(shí)踐表明在電壓增加10%的情況下，可以減少17.4%的傳輸損耗，亦可達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

3、照明設(shè)備的科學(xué)選擇

建筑工程中照明系統(tǒng)是用電量極大的環(huán)節(jié)，所以科學(xué)合理的選擇照明設(shè)備可以降低建筑電氣系統(tǒng)能耗，達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)。設(shè)計(jì)人員在選擇照明設(shè)備的時(shí)候，需要充分考慮到各類燈具的效率因素，盡可能去選擇低壓熒光燈、透明罩燈以及敞開式等類型的照明設(shè)備，并且燈具的效率盡量控制在60%以上，切實(shí)保證照明設(shè)備滿足用戶實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，減少對電能的損耗。現(xiàn)階段，新型LED燈具以其較大的功率和極好的照明效果受到廣泛親睞，可以極大程度滿足建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)需要。例如，在設(shè)計(jì)面積較大的工業(yè)用地、體育館等照明系統(tǒng)的時(shí)候，設(shè)計(jì)者可以結(jié)合使用需求和節(jié)能目標(biāo)去選擇鹵化燈或者高壓鈉燈等，滿足建筑對照明光效的需要，并節(jié)約電能消耗;而在設(shè)計(jì)辦公室、學(xué)校等建筑項(xiàng)目的照明系統(tǒng)時(shí)，因?yàn)檫@些建筑的高度通常在4.5以內(nèi)，所以可以直接應(yīng)用直管熒光燈等照明設(shè)備。如市場上比較受歡迎的T5型燈管，其不僅具備極好的光效，同時(shí)使用耐久性極強(qiáng)，與傳統(tǒng)燈管相比可以提高10%的節(jié)能效果。而在現(xiàn)代民用住宅、餐飲場所等建筑項(xiàng)目的電氣設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合場所的實(shí)際需要，盡量選擇節(jié)能效果更好的照明設(shè)備，如緊湊式的熒光燈等照明設(shè)備，雖然熒光燈的建設(shè)成本相對較高，但是其在后期使用中的運(yùn)行效果比較明顯，并且使用耐久性比較強(qiáng)，利于降低能耗，降低運(yùn)行成本。

結(jié)語：

綜上所述，現(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)需要遵循節(jié)能性與經(jīng)濟(jì)性兩項(xiàng)基本原則，同時(shí)要確保電氣系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和運(yùn)維便利。設(shè)計(jì)者在開展電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，需要深入分析建筑項(xiàng)目的實(shí)際情況以及用戶的使用需求，積極引進(jìn)新技術(shù)、新材料，提高電氣設(shè)備、輸配電線路等環(huán)節(jié)的節(jié)能水平，降低電氣系統(tǒng)的整體運(yùn)行損耗。

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