淺談民用建筑電氣設計中的節能

李鋒

摘要:我國經濟快速增長,各項建設取得巨大成就,但也付出了巨大的資源和環境被破壞的代價。節能減排已成為我國的基本國策,任何行業都必須節能減排。建筑電氣關系國計民生,對于節能減排應當高度重視。在設計中,我們應該讓用電器節能、讓輸電線節能、讓變壓器節能,還需要設計一些人性化的節能巧思。

關鍵詞:建筑電氣設計節能

中圖分類號:TU85 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0035-01

我國經濟快速增長,各項建設取得巨大成就,但也付出了巨大的資源和環境被破壞的代價,長此以往,資源支撐不住,環境容納不下,社會承受不起,經濟發展難以為繼。因此節能減排已成為我國的基本國策,任何行業都必須節能減排。建筑電氣關系國計民生,對于節能減排應當高度重視,下面我淺談一下如何在建筑電氣設計中體現節能減排。

1 用電器的節能

不同的用電器有著不同的用途和特點,節能要依據不同電器的用途和特點。

1.1 照明的節能

對于照明,我們既要考慮節能,也要考慮亮度,所以我們盡可能選擇發光效率高的照明燈。白熾燈以前應用最為廣泛,它安裝維護簡單,但是發光率太低,應盡量避免使用。照明用的白熾燈已經很少見,但因為其價格便宜,很多裝飾用燈在偷偷地使用白熾燈。

照明還需要考慮照度、色溫、顯色指數,還要考慮安全因素和使用壽命等等;滿足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;滿足特殊工藝要求,如娛樂場所的一些電氣設施的用電,展廳的工藝照明及電力用電等。

1.2 自動扶梯的節能

自動扶梯按運行頻率分為有等速運轉和變頻式(無人時幾乎停頓)。到底是哪一種更節能,要依據使用自動扶梯的人數來確定。如果,從早到晚人來人往,則用等速運轉的自動扶梯比較合算,但如果是很少的人需要使用自動扶梯,則用變頻式自動扶梯更為節能。若每天人數寥寥無幾,可考慮只是用垂直升降的電梯更為合理。

1.3 液晶屏幕的節能

與CRT顯示器相比,液晶屏更為節能,在大廳、電梯中,盡量使用液晶顯示屏,而不是CRT顯示屏,這樣既節約了空間,又節省了能量。

1.4 減少待機的節能

很多用電器在不用時,處于待機狀態,待機狀態下,用電器還是要消耗一部分能量的,設計時,要設立電源總開關,在必要時切斷總電源,使用電器關機。

2 輸電電路的節能

導線的電阻率很小,但是很長的導線,電阻就不能忽視,有電流流過時,就會產生有功功率損耗,這里的功率損耗主要是熱功率的損耗。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從以下幾方面入手。

應選用電導率較小的材質做導線。銅芯、鋁芯的導線最佳,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。

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,當建筑物每層平面在10000m2左右時,至少要設兩個變配電所,以減少干線的長度;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。

增大導線截面。首先,對于比較長的線路,除滿足載流量、熱穩定、保護的配合及電壓損失所選定的截面,再加大一級導線截面。其次,利用某些季節性負荷的線路,這些用戶不用時,可提供給常期用戶作供電線路使用,以減少線路和電阻。例如,將空調風機、風機盤管與照明、電開水等計費相同的負荷,集中在一起,采用同一干線供電,既可便于用一個火警命令切除非消防用電,又可在春秋兩季空調不用時,使同樣大的干線截面傳輸較小的電流,從而減小了線路損耗,這就相當于充分利用了季節負荷的線路。

3 變壓器的節能

變壓器的損耗主要表現在銅損、鐵損、磁損三個方面。

(1)銅損:實際變壓器的原、副線圈都是用絕緣銅導線繞制的,雖然銅的電阻率很小,但銅導線還是有一定的電阻,因此,當變壓器工作時,線圈中就會有熱量產生導致能量損耗,這種損耗叫銅損。

(2)鐵損:變壓器工作時,原、副線圈中有交變電流通過,在鐵芯中產生交變磁通量,鐵芯中就會因電磁感應產生渦流,使鐵芯發熱而導致能量損耗,這種在鐵芯中損失的能量叫鐵損。

(3)磁損:變壓器工作時,原、副線圈產生的交變磁通量絕大多數通過鐵芯,但也有很少一部分磁通量從線圈匝與匝之間漏掉,即有漏磁。這就使得通過原副線圈的磁通量并不相等,這漏掉的磁通量會在周圍空間形成電磁波而損失一部分能量,這種損耗叫磁損。

對于大容量變壓器來說,因線圈的附加損耗與導線的線規關系很大。因此為降低線圈的附加損耗,目前比較多的采用自粘換位導線,同以往的單根導線及組合導線相比,它有很多優點:

a.因換位導線是由多股小截面的導線經過編織而成,且換位節距為線寬的16-22倍,換位極為充分,因而在線圈的繞制過程中不需要進行換位,從而減少了環流耗。同時縮短了繞線工時,提高了線圈的可靠性。

b.由于使用的單股導線線規較小且相互絕緣,可使縱向及幅向漏磁通產生的渦流損耗減小,經計算,其渦流損耗約為多根并聯導線的渦流損耗的30%。

c.由于單根導線絕緣較薄,而統包絕緣可按具體絕緣要求,這樣可以使導體的填充系數得到改善,并能縮小線圈尺寸,同時還有利于散熱。

d.在采用的自粘性換位導線,單股線表面涂有特制的環氧樹脂,線圈經恒壓干燥后,牢固的粘合在一起,形成一剛體,其抗彎、抗拉等機械強度自然大大增強,提高了導線的紐矩,增強了線圈抗短路能力。

4 人性化設計的節能

節能要考慮在建筑中生活的人的體驗,我們不能因為節能讓人體驗不好,這樣就違背了為人民服務的原則。一些公共的區域,我們可以安裝聲光控開光,讓開光自動節能,而不用人為去控制。

在一些適當的位置,我們可以設計一些太陽能熱水器,太陽能發電機,風能發電機等,太陽能、風能都是清潔能源,不會造成環境污染。使用清潔能源是構建和諧社會,節能減排所倡導的。

在一些公用的充電、電器、照明等位置,要設置一些節能的標志,讓人看到這些標志后能自覺地節約能源。

人性化的節能,體現了人類的一種巧思,需要我們不斷地去改進、摸索、實踐。

總之,在任何一個方面,我們在設計時都應該考慮到節能減排的理念,考慮的子孫后代的可持續發展,相信我們的努力一定能讓我們居住的地球變成更好的家園。