民用建筑電氣節能技術初探

【摘 要】近年來，隨經濟的飛速發展，能源問題被提到越來越重要的地位。節能關系到技術進步和緩解能需矛盾，是支持經濟迅速發展的重要一環。因此，降低民用建筑電氣能源的消耗是大勢所趨。電氣節能技術在民用建筑工程中的合理利用將大大降低建筑結構的能耗。

【關鍵詞】民用建筑；電氣；節能技術

一、民用建筑電氣節能設計應堅持的原則

（1）合理性。應滿足民用建筑物的使用功能，如滿足照明的照度、色溫、顯色指數；滿足特殊工藝要求。（2）節能性。節能措施應從實際經濟效益的角度出發，不能因為節能而不切合實際的進行經濟投資，并增加運行費用。而應該讓部分增加的投資，能在幾年甚至更短的時間內從通過使用節能技術而使之減少的運行費用中回收。（3）實際性。節能技術的著眼點，應是節省無為損耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發揮民用建筑物的功能無關的，再考慮采取相應的措施節能。如量大面廣的照明容量，采用先進技術成果使其能耗降低。因此，節能技術也應該貫徹實用、經濟合理、技術先進的原則。

二、民用建筑電氣節能的方法

1．照明部分的節能。（1）充分利用天然光源。照明節能工程中的一個較為主要的內容是如何充分利用天然光源。隨著人們對能源和環境保護的日益關注，建筑物中如何充分利用天然光源來節約照明用電已引起廣泛重視。天然光源是取之不盡、用之不竭的能源。在照明節能的實施工程中，應當充分加以利用，制定建筑物的采光標準，確定采光方式，將采光和照明有機地結合起來。（2）選擇合理的光源。選擇合理的光源，最基本的原則就是應根據不同的場所選擇不同的光源。例如一般的房間應當選用熒光燈；但是在顯色性要求較高的場所應當采用稀土節能熒光燈、三基色熒光燈、小功率高顯色型鈉燈等光源；室外場所的照明則應當選用高壓鈉燈等使用時問較長的氣體光源。白色發光二級管被認為是21世紀最有價值的新光源，其能耗僅為自熾燈的l/8，熒光燈的l/2，壽命長達lO萬個小時，同時還可實現無汞化，回收容易，應用白色的發光二極管對于環境保護和節約能源具有重要意義。（3）選擇恰當的照明方式或裝置。選擇恰當的照明方式或裝置也是一種可行的節電能的方法。根據照明使用的要求分別采用各種節能型開關，如病房、臥房可采用調光開關；室外場所和公共場所得照明則可采用光電、聲控開關；走道、走廊等場所可采用節能聲控開關；使用者需要時才開啟照明。

2．降低線路的能量損耗。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。其公式如下：△P=3I2R×10-3（kW），式中：I—相電流（A）；R—線路電阻。在一個工程中，線路較長且左右縱橫交錯，所以線路的總有功損耗是相當可觀的，減少線路的能耗必須引起設計者足夠的重視。線路的電流是不能改變的，要減少線路損耗，只有減少線路電阻。線路電阻R=p×L/S，即與線路電阻電導P成正比，與線路的長度L成正比，與線路的截面s成反比。因此，減少線路的能量損耗應從以下幾方面入手：一是應選用電導率P較小的材質做導線，銅芯最佳。二是減少導線長度。線路盡可能走直線，少走彎路，以減少導線長度；低壓線路應盡量不走或少走回頭線路，以減少來回線路上的電能損失；變壓器應盡量靠近負荷中心，以減少供電距離過遠帶來的電能損耗。三是增大導線截面。在選擇電纜截面時，按發熱條件選出后，再人為加大一級，從技術角度看，增大電纜截面后，線路壓降減小，從而提高了供電質量，而且截面積增大也為系統進一步增容創造了有利的條件。但是，當負荷電流較小（IIS<5A）時，通過計算可以發現：沒有必要再增大截面，因為負荷電流較小，所以產生的線路損耗也較小，增大截面而多投資的部分，需要5年以上才能回收，故此時只需要按發熱條件選擇即可。在電氣設計中，貫徹執行上述三條措施可以減少線路的損耗，達到線路節能的目的。

3．減少變壓器的有功功率損耗。變壓器有功損耗的公式：△Pb=Po+Pkβ2，式中：△Pb—變壓器有功損耗（kW）；Po—變壓器的空載損耗（kW）；Pk—變壓器的有載損耗（kw）；β—變壓器的負載率。（1）Po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的固定不變的部分，它的大小隨著硅鋼片的性能及鐵芯的制造工藝而定。所以設計中，應優先選擇節能型的變壓器，如S11-R、SLI1-R及SGB11-R等油浸式變壓器及干式變壓器，它們都是采用優質冷軋取向硅鋼片，由于“取向”處理，使硅鋼片的磁疇方接近一致，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。（2）Pk是功率傳輸的損耗，即變壓器的線損，決定于變壓器繞組的電阻及流過繞組的電流的大小，即與負載率B的平方成正比。因此應選用阻值較小的繞組，可采用銅芯變壓器。從Pkβ2用微分求的極值，是在β=50％處每千瓦的負載，變壓器的能耗最小，因此在80年代初中期，設計人員設計大型民用建筑，變壓器的負載率絕大部分在50％左右，在實際使用中有一半變壓器沒有投入運行，這種做法有的設計人員一直沿襲至今。但這僅是為了節能，而沒有考慮經濟價值。（3）為減少變壓器的損耗，當容量較大而需要選多臺變壓器時，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。在變壓器的選擇中，只要掌握上述原則，既節約了能源，又滿足了經濟合理的原則。

4．電動機在運行過程中的節能。建筑電氣設計中，電動機與暖通、給排水、建筑等工種的設備是配套的，由設備制造廠家統一供應，因此其節能措施只能貫徹在整個運行過程中，除了上述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，因為這種情況下，電機的效率是很低的，消耗的電能并不與負載的下降成正比。采用變頻調速裝置，使其在負載下降時，采用變頻的方式，使得調節轉速與負載的變化相適應，提高電機在空載時的效率，達到節能的目的。當然這種變頻調速裝置的價格稍稍偏高，但從長遠運行可節約費用來看還是值得推廣的。

5．采用節能產品。購買和使用達到或者超出國家節能標準的空調、冰箱、照明器具、風機、水泵等節能產品。例如變頻空調，變頻空調是根據房間空調負荷的變化對制冷機流量進行調節來實現節能目的的技術。目前，我國房間空調器的季節能效比為2.5～3左右，而變頻空調器和戶式空調的季節能效比可達到4～4.5；比如節能冰箱，他的關鍵技術是冰箱的保溫隔熱技術和制冷系統的節能技術。目前，節能冰箱的日耗電量已經降到了0.5度以下，比常規冰箱下降了2倍以上。

另外，一些其他節能方法：（1）提高系統的功率因數。一是變壓器無功功率損耗很多，應考慮在一次側裝設靜電電容器進行無功補償；二是目前的建筑設計絕大部分采用二次集中補償；（2）減少照明系統光能損失。其一，要電氣設計要與建筑設計配合。其二，要合理選擇照明器具；（3）建筑電氣新技術的應用。新一代建筑電氣技術正在試圖采用各種先進的控制方式對傳統建筑電氣設備進行有效的控制。所有這些措施都可以達到節能的目的，有效地降低建筑電氣的能耗。

目前，節能減排已經成為了一項基本國策，尤其是在綠色建筑的設計理念的倡導下，電氣節能更成為了建筑節能的一個非常關鍵的因素。因此，民用建筑的電氣設計必需在符合設計規范的前提，針對性地采用節能措施，合理取舍，才能保證節能效果的經濟合理，實現真正意義上的節能。

參 考 文 獻

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