建筑電氣節(jié)能的主要技術(shù)措施探究

劉 靜

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030013)

在當(dāng)今時(shí)代，采取節(jié)能減排的措施，是對我國經(jīng)濟(jì)以及社會發(fā)展的一種創(chuàng)新和有效途徑，隨著全球資源的緊缺越來越嚴(yán)峻，環(huán)境承載力越來越受到限制，需要追隨時(shí)代的潮流，順應(yīng)其發(fā)展的規(guī)律，采取相關(guān)的措施來對用電進(jìn)行限制，優(yōu)化電氣的能耗設(shè)計(jì)，以最大程度降低電能的消耗，促進(jìn)社會、生態(tài)以及人的可持續(xù)發(fā)展。

1 從優(yōu)化建筑中燈光的選擇進(jìn)行節(jié)能

隨著科技的進(jìn)步，燈具方面的節(jié)能主要體現(xiàn)在能源的高效率運(yùn)用上。高壓鈉燈和金鹵燈在光效、顯色指數(shù)以及色溫的優(yōu)越條件下已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的高壓汞燈。高壓鈉燈具有110 lm/W的光效，色溫為200開，顯色指數(shù)為30;金鹵燈的光效稍低，其色溫為500開，顯色指數(shù)為65。并且鈉燈具有較強(qiáng)的透霧性，所以在相同功率條件下，相比于高壓鈉燈，金鹵燈光自身具備的能量會低出40%;在相同的照度要求下，高壓鈉燈就比金鹵燈優(yōu)越很多了，所以在道路照明設(shè)計(jì)中首選鈉燈。在選用光源的時(shí)候，根據(jù)電光源使用的壽命、調(diào)光的性能以及點(diǎn)燃的特征、顯色指數(shù)多種因素進(jìn)行綜合選擇，合理選擇高效、節(jié)能的光源，這樣有利于光源的最優(yōu)利用。在城市以及農(nóng)村的一些照明設(shè)施上，需要根據(jù)實(shí)際需求，采用新型節(jié)能光源和設(shè)備，如采用金鹵燈以及電子節(jié)能燈、高壓鈉燈等。在挑選節(jié)能燈具的時(shí)候，需要盡量選擇高效率的燈具，這樣才能達(dá)到最佳的節(jié)能效果。在我國規(guī)范中表明，室內(nèi)的燈具效率應(yīng)在50%或者70%以上。在不同類型的燈具當(dāng)中，效率最高的燈具是直接型的燈具，而效率最低的燈具則是帶有保護(hù)罩或者是帶有格柵的，所以應(yīng)該盡量選擇直接型的。在其他設(shè)計(jì)用途中，盡量使用控光合理，具有較高光利用系數(shù)以及光通量的電氣設(shè)備，例如空調(diào)照明聯(lián)合的燈具，這樣也能節(jié)約出能量。

2 從降低建筑中變壓器的損耗進(jìn)行節(jié)能

在選擇變壓器的時(shí)候，應(yīng)該盡量選擇跟負(fù)荷中心比較靠近的，這樣能夠大大縮短供電的距離，如果建筑物每一層的面積在10 000 m2，則變配電所的數(shù)目至少是兩個(gè)，這樣能降低干線總長。對于一些較高的建筑物，在設(shè)計(jì)低壓的配電室時(shí)，應(yīng)該盡量在豎井的地方設(shè)置，這樣能夠防止出現(xiàn)電能從支線向干線倒送的情況發(fā)生。根據(jù)能量守恒定律，在電壓的轉(zhuǎn)變過程由于自身材料，鐵和銅能量的消耗從而產(chǎn)生了各種能量耗損，鐵的損耗主要體現(xiàn)在漏磁以及渦流耗損上;銅損主要體現(xiàn)在變壓器繞組中電阻的大小以及在這些繞組運(yùn)行時(shí)，其遍布的電流量。因此，在選擇的時(shí)候，應(yīng)該選擇具有節(jié)能效果的變壓器，這樣可以最大程度降低鐵損。而為了降低銅損，應(yīng)該選用具有較小阻值繞組。我們需要選擇內(nèi)部設(shè)計(jì)較先進(jìn)的變壓器，有利于減少在變壓過程的耗損，同時(shí)也需要選擇容量適當(dāng)?shù)淖儔浩鳎@樣能減少能源的浪費(fèi)。從放電光源的啟動設(shè)備選擇上來說，熒光燈的電感鎮(zhèn)流器所消耗的功率是額定功率的20%，而氣體的放電燈相應(yīng)的鎮(zhèn)流器則為額定功率的15%左右，因此，跟電感鎮(zhèn)流器比較，電子鎮(zhèn)流器具有的節(jié)能效應(yīng)更高，同時(shí)，電子鎮(zhèn)流器在功率消耗上也大大降低，具有顯著的節(jié)能效果。所以在選擇氣體放電光源的啟動設(shè)備的時(shí)候，一般可以考慮這種鎮(zhèn)流器。

3 從建筑中電氣線路設(shè)計(jì)的優(yōu)化來進(jìn)行節(jié)能

根據(jù)焦耳定律Q=I^2×Rt，在照明電路中只要有電流通過，就必定會產(chǎn)生一定的耗損，并且在用電期功率恒定的情況下，電壓U不變，電流也是一定的，所以要從電阻R上進(jìn)行改良，首先，可以采用電阻值相對來說比較小的銅材料，這樣從源頭上降低了阻值;其次，減少導(dǎo)線的總長度，盡可能選擇直線型的線路，這樣有利于導(dǎo)線長度的減少，同時(shí)，線路要直，最大程度減少回頭線，以降低由于來回線而產(chǎn)生的電能的損耗;最后，從導(dǎo)線的截面設(shè)置上進(jìn)行優(yōu)化。對于線路較長的，在滿足熱穩(wěn)定、流量以及電壓損耗等的基本截面設(shè)計(jì)上，可以增加更高一級的導(dǎo)線截面，這樣大大降低了能耗，通常來說，如果導(dǎo)線的截面在70 mm2以下，并且線路總長在100 m以上的，設(shè)置多一級的導(dǎo)線截面是比較科學(xué)的。

4 從建筑電氣功率的優(yōu)化來進(jìn)行節(jié)能

在建筑照明系統(tǒng)中的大部分用電器中安裝的一些零部件是電感元件或熱感元件，在工作的過程中會產(chǎn)生很多無用功率，白白浪費(fèi)了能源，我們可以采用提高設(shè)備功率因素的方法來降低其耗損，例如可以采用電子鎮(zhèn)流器、補(bǔ)償電容器、集中電容補(bǔ)償器等對用電產(chǎn)品進(jìn)行協(xié)助補(bǔ)償，有利于進(jìn)一步減少損耗。同時(shí)，需要合理選擇電動機(jī)的功率，從電動機(jī)的運(yùn)行上來省能源，根據(jù)需要選擇合理荷載的運(yùn)行效率，減少能源的耗損和浪費(fèi)，最大程度防止空載、輕載現(xiàn)象的出現(xiàn)。在控制系統(tǒng)中可以采用智能的控制方法，例如，可以根據(jù)實(shí)際需求，由程序來對啟動及運(yùn)行等進(jìn)行控制，并隨時(shí)調(diào)整負(fù)載，也可以通過對水管、風(fēng)管等末端執(zhí)行器的調(diào)整，來控制其他的動力系統(tǒng)。還能利用可編程的控制器，來進(jìn)行控制。

5 加強(qiáng)對太陽能的利用

太陽能是無處不在的清潔能源。太陽能技術(shù)利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)將入射的太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能，提供給用電負(fù)荷。太陽能技術(shù)的開發(fā)利用可節(jié)省資源，減少廢氣排放，減少對地球資源的使用和破壞，保護(hù)地球環(huán)境。科學(xué)合理地利用太陽能在節(jié)能、環(huán)保等方面具有重大的意義。太陽能屬于可再生能源，其優(yōu)點(diǎn)是減少污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

6 在設(shè)計(jì)中考慮人性化因素

首先，采用智能照明系統(tǒng)監(jiān)視和控制整個(gè)建筑的燈光、遮陽，同時(shí)可以看到各區(qū)域、各房間的實(shí)際溫度，并通過調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)各房間的溫度，通過定時(shí)則可對定時(shí)上下班場所的燈光、空調(diào)、窗簾等進(jìn)行定時(shí)控制。所有這些措施都可以達(dá)到節(jié)能的目的，從而有效地降低建筑電氣能耗。其次，從人機(jī)學(xué)的角度分析，選取最適合的照度標(biāo)準(zhǔn)，從不同工作面的照度標(biāo)準(zhǔn)中選擇不同的照度值，并且根據(jù)個(gè)人的作業(yè)活動范圍以及視覺上的舒適性為準(zhǔn)，選擇最佳照明方式;最后，需要從建筑物的形狀以及結(jié)構(gòu)方面入手，加強(qiáng)對自然光的充分利用，采用色調(diào)合理的裝修，例如白色等可以提高光反射系數(shù)，從而達(dá)到對自然光利用率的提高。節(jié)能設(shè)計(jì)還體現(xiàn)在很多地方，例如，在阿爾派思路住宅設(shè)計(jì)中，在選擇采光管的時(shí)候，其采用了內(nèi)部具有鏡面材料的采光管，這樣可以對自然光進(jìn)行反射，同時(shí)將其引入到綠色智能建筑室內(nèi)。又如，可以加強(qiáng)光導(dǎo)照明系統(tǒng)的應(yīng)用，該材料是一種新型照明材料，其采用能夠?qū)崿F(xiàn)對自然光線采集的采光罩，來重新分配自然光線，而導(dǎo)光管由于特殊制作，能夠利用其系統(tǒng)下設(shè)置的漫射設(shè)備，根據(jù)實(shí)際需要，均勻地分配自然光線，從而創(chuàng)造出獨(dú)特的照明效果。該系統(tǒng)和以往的照明設(shè)備比較，能真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能效應(yīng)，是一種綠色環(huán)保的照明途徑。

7 結(jié)語

本文對建筑中的各種電氣節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了研究，主要從燈具選擇、變壓器的控制、線路設(shè)計(jì)以及功率選擇等幾個(gè)方面進(jìn)行闡述，也從太陽能利用和人性化設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面展開論述，為新時(shí)期我國建筑電氣的節(jié)能技術(shù)提供依據(jù)。

［1］付繼銘.建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施［J］.福建建設(shè)科技，2005(27):29-50.

［2］GB 50034-2004，建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］朱 琪.“低碳”與室內(nèi)居住空間的調(diào)和關(guān)系——道德設(shè)計(jì)與審美設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)的空間［J］.大眾文藝，2010(11):21-22.