建筑電氣節能設計的探討

倪東曉

（重慶市渝坪建筑有限責任公司，重慶 400030）

1 建筑電氣設計節能的原則

建筑電氣設計節能的原則建筑電氣節能應堅持三個原則。一是滿足建筑物的功能，即滿足照明的亮度、色溫、顯色指數；舒適性空調的溫度及新風量，也就是舒適衛生；滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻。二是考慮實際經濟效益。不能因為節能而過高地消耗投資，增加運行費用，而是應該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收。三是節省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發揮建筑物功能無關的，再考慮采取什么措施節能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗。因此，節能措施也應貫徹實用、經濟合理、技術先進的原則。

2 建筑電氣節能設計的措施

2.1 變壓器節能設計

變壓器的有功功率損耗如以下以式:

△Pb＝Po＋Pkβ2

Pb為變壓器有功損耗；Po為變壓器的空載損耗；Pk為變壓器的有載損耗；β為變壓器的負載率。

Po部分為空載損耗又稱鐵損，它是由鐵芯的渦流損耗及漏磁損耗組成，是固定不變的部分，大小隨矽鋼片的性能及鐵芯制造工藝而定。所以，變壓器應選用節能型的，如S9、SL9及SC8等型油浸變壓器或干式變壓器，它們都是采用優質冷軋取向矽鋼片，使矽鋼片的磁疇方向接近一致，以減少鐵芯的渦流損耗；45°全斜接縫結構，使接縫密合性好，以減少漏磁損耗。

為減小變壓器損耗，當容量大而需要選用多臺變壓器時，在合理分配負荷的情況下，盡可能減少變壓器的臺數，選用大容量的變壓器。

2.2 線路節能設計

由于線路上存在電阻，有電流流過時，就會產生有功功率損耗。公式如下:

△P＝ 3IΦ2R×10-3

其中Φ為相電流；R為線路電阻。

在一個工程中，線路左右上下縱橫交錯，小工程線路全長不下萬米，大工程更是不計其數，所以線路上的總有功損耗是相當可觀的，減少線路上的能耗必須引起設計重視。線路上的電流是不能改變的，要減少線路損耗，只有減小線路電阻。線路電阻R＝P×L/s，即線路電阻與電導P成正比，與線路截面S成反比，與線路長度L成正比，因此減少線路的損耗應該：第一，應選用電導率較小的材質做導線。銅芯最佳，但又要貫徹節約用銅的原則。因此，在負荷較大的二類、一類建筑中采用銅導線，在三類或負荷量較小的建筑中采用鋁芯導線。第二，減小導線長度。首先，線路盡可能走直線，少走彎路，以減少導線長度；其次，低壓線路應不走或少走回頭線，以減少來回線路上的電能損失；第三，變壓器盡量接近負荷中心，以減少供電距離；第四，在高層建筑中，低壓配電室應靠近豎井，而且由低壓配電室提供給每個豎井的干線，不至于產生支線沿著干線倒送的現象。亦即低壓配電室與豎井位置的布局上應使線路都分向前送，盡可能減少回頭輸送電能的支線。在設計中，認真落實以上措施，就可減少線路上的能量損耗，達到了線路節能的目的。

2.3 電動機運行的節能設計

在建筑電氣中的電動機都是與暖通、水道、建筑等工種的設備配套的，由設備制造廠商統一供應的。其節能措施只能貫徹在運行過程中，除了上述的用就地補償電容器以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗外，還應減少電機輕載和空載運行。采用變頻調速器，使其在負載下降時，采用變頻的方式，自動調節轉速，使其與負載的變化相適應。采用這種方式，可提高電機在輕載時的效率，達到節能的目的。但是，這種設備的價格仍偏高，在應用中受到一定的限制。另一種節能方式是采用軟起動器，軟起動器設備是按起動時間逐步調節可控硅的導通角，以控制電壓的變化。由于電壓可連續調節，因此起動平穩，起動完畢，則全壓投入運行。此設備也可采用測速反饋、電壓負反饋或電流正反饋，利用反饋信息控制可控硅導通角，以達到速度隨負載的變化而變化。它可用在電動機容量較大，又需要頻繁起動的設備，以及附近用電設備對電壓的穩定要求較高的場合。因為它從起動到運行，其電流變化不超過三倍，可保證電網電壓的波動在所要求的范圍內。但它是采用可控硅調壓，正弦波未導通部分的電能全部消耗在可控硅上，不會返回電網。因此，它要求散熱、通風措施完善。其價格比變頻器便宜，在水泵系統中的大容量電動機的控制設備中可以應用。

3 照明的節能設計

3.1 充分利用自然光

在照明的節能設計中，應充分利用自然光，使之與室內人工照明有機結合；室外景觀燈具可使用太陽能燈具；對能利用自然光的燈具或可變照度的照明，采用成組分片的自動控制開停方式等節能措施，可獲得照明節能的效果。

3.2 采用高效節能光源

在滿足照明質量的前提下，應選用細管徑直管熒光燈、緊湊型熒光燈。對燈具懸掛位置較高的場所的一般照明，宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈或鎮流高壓熒光汞燈，其綜合費用低、視覺質量高，同時也節約能源。除特殊情況外，不宜采用管形鹵鎢燈及大功率普通白熾燈，燈具懸掛位置較低的場所照明宜采用熒光燈。

3.3 改進燈具控制方式

根據照明的使用特點，可采取分區控制燈光或適當增加照明開關點，采用各種節能型開關或裝置。臥房、病房、客房等的床頭燈可采用調光開關，高級客房采用節電鑰匙開關，公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關，走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可采用節能自熄開關。

3.4 優先選用低能耗、性能優的光源用電附件

如電子鎮流器、節能型電感鎮流器、電子觸發器以及電子變壓器等。公共建筑的熒光燈宜選用帶有無功功率補償的燈具，緊湊型熒光燈具應選用電子鎮流器，氣體放電燈宜采用電子觸發器等。

4 結語

作為能耗大戶的建筑耗能已成為危及社會可持續發展的一個重大問題，建筑節能更是當前一項極為緊迫的任務。作為專業電氣設計人員，應該高度重視建筑電氣節能問題，在整個設計過程中精心考慮，從安全性、可靠性、經濟性及節能性等方面進行綜合分析，不斷的研究探討、總結經驗，為建筑節能做出應有的貢獻。

[1]朱林根.21世紀建筑電氣設計手冊 [M].北京:中國建筑工業出版社，2001.