淺談建筑電氣的節(jié)能措施

【摘 要】本文將從電力變壓器、電氣線路損耗、電力拖動(dòng)設(shè)備以及照明系統(tǒng)等幾方面來(lái)分析建筑電氣節(jié)能的主要技術(shù)措施及相關(guān)問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣；節(jié)能；技術(shù)措施

近年來(lái)由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，對(duì)電能需求快速增長(zhǎng)，以及電網(wǎng)供電能力不足，導(dǎo)致全國(guó)大部分地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的拉閘限電現(xiàn)象。所以，國(guó)家及相關(guān)部門已經(jīng)深切意識(shí)到電氣節(jié)能問(wèn)題的重要性和緊迫性 ，如何有效的減少能源消耗，提高能源利用率，越來(lái)越成為我們重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

建筑電氣的節(jié)能，一般是在政策引導(dǎo)下，以節(jié)能技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程、建筑的施工過(guò)程和建筑使用等三個(gè)方面的節(jié)能目標(biāo)。在這些過(guò)程中，普遍推廣和應(yīng)用節(jié)能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

１．電氣節(jié)能原則

電氣節(jié)能是建筑節(jié)能的重要組成部分，節(jié)能措施也應(yīng)貫徹實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的原則。

1.1滿足建筑物的功能:即基于滿足在建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好人工環(huán)境提供必要的能源，為建筑設(shè)備運(yùn)行提供必需的動(dòng)力，按照用電設(shè)備對(duì)于負(fù)荷容量、電能質(zhì)量與供電可靠性等方面的要求，來(lái)優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)，促進(jìn)電能合理利用。

1.2考慮實(shí)際效益:節(jié)能應(yīng)按國(guó)情考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)比較分析，合理選用節(jié)能設(shè)備及材料，使增加的節(jié)能方面的投資，能在幾年或較短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少下來(lái)的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。

1.3節(jié)省無(wú)謂消耗的能量:考慮采取措施減少或消除與發(fā)揮建筑物功能無(wú)關(guān)的消耗如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗等等，宜采用先進(jìn)的調(diào)光技術(shù)、控制技術(shù)使其能耗降低。

2.建筑電氣節(jié)能技術(shù)措施

2.1變壓器的節(jié)能措施即減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按下式計(jì)算:ΔΡ=Ρo+β2Pκ式中ΔΡ為變壓器的有功損耗(KW);Ρo為變壓器的空載損耗(KW);Ρκ為變壓器的短路損耗(KW);β為變壓器的負(fù)載率。(1)Po作為變壓器的空載損耗又稱鐵損，它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成，其值與鐵芯材料及制造工藝有關(guān)，與負(fù)荷大小無(wú)關(guān)，所以在選用變壓器時(shí)最好選擇節(jié)能型變壓器如S9，SL9，SC8等。它們采用優(yōu)質(zhì)冷軋取向矽鋼片，由于“取向”處理，使矽鋼片的磁疇方向接近一致，減少鐵芯渦流好，減少了漏磁損耗。(2)Pκ是變壓器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗又稱變壓器線損，它取決于變壓器繞組的電阻及流過(guò)繞組電流的大小，并與負(fù)荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時(shí)應(yīng)選用阻值較小的繞組，如銅芯變壓器。βPκ用微分求它極值時(shí)，是在β=50%時(shí)每千瓦的負(fù)荷，此時(shí)變壓器的能耗最小，但在β=50%負(fù)載率時(shí)僅減少變壓器的線損，并未減少變壓器的鐵損，因此也不是最節(jié)能的。綜合初裝費(fèi)，變壓器、高低壓柜、土建投資及運(yùn)行費(fèi)用，又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔浚儔浩髯罱?jīng)濟(jì)節(jié)能運(yùn)行的負(fù)載率一般在75%～85%之間。(3)在選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，綜合考慮投資和年運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)負(fù)荷合理分配，選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，使其工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。

2.2減少供配電線路損耗線損是供配電線路經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要指標(biāo)，由于配電線路有電阻，有電流通過(guò)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生功率損耗，其公式為:ΔΡ=3I2R·10-3式中:ΔΡ為三相輸電線路的功率損耗(KW);I為線電流(A);R為線路相電阻(Ω)。其中“R”線路電阻在通過(guò)電流不變時(shí)，線路長(zhǎng)度越長(zhǎng)則電阻值越大。在具體工程中，線路上電流一般是不變的，那么要減少線損，只能盡量減少線路電阻。而線路的電阻R=ρL/S，即與導(dǎo)線電阻率ρ、導(dǎo)線長(zhǎng)度L成正比，與導(dǎo)線截面S成反比。要減少電阻值應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮:(1)盡量選用電阻率ρ較小的導(dǎo)線，如銅芯導(dǎo)線較佳，鋁線次之。(2)盡可能減少導(dǎo)線長(zhǎng)度，在設(shè)計(jì)中線路應(yīng)盡量走直線少走彎路，另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應(yīng)盡可能地靠近負(fù)荷中心，以減少供電半徑。(3)增大導(dǎo)線截面積，對(duì)于較長(zhǎng)的線路，在滿足載流量，熱穩(wěn)定，保護(hù)配合及電壓降要求的前提下，在選定線截面時(shí)加大一級(jí)線截面。這樣增加的線路費(fèi)用，由于節(jié)約能耗而減少了年運(yùn)行費(fèi)用，綜合考慮節(jié)能經(jīng)濟(jì)時(shí)還是合算的。

2.3照明的節(jié)能措施：(1)充分利用自然光，根據(jù)自然光的照度變化，分組分片控制燈具開(kāi)停。設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)增加照明開(kāi)關(guān)點(diǎn)，即每個(gè)開(kāi)關(guān)控制燈的數(shù)量不要過(guò)多，以便管理和有利節(jié)能。室外照明系統(tǒng)，最好采用光電控制器代替照明開(kāi)關(guān)，以利節(jié)電。(2)有效控制單位面積燈具安裝功率。按照照明設(shè)計(jì)規(guī)范的視覺(jué)要求、照度標(biāo)準(zhǔn)、照明功率密度等，在滿足照明質(zhì)量的前提下，一般房間及公共場(chǎng)所應(yīng)優(yōu)先采用緊湊型熒光燈及高效發(fā)光的熒光燈，體育館場(chǎng)及廠房的室外照明等一般照明宜采用金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等高效氣體放電光源。(3)使用低能耗性能優(yōu)的光源用電附件，如節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子鎮(zhèn)流器、電子變壓器以及電子觸發(fā)器等，公共建筑場(chǎng)所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無(wú)功補(bǔ)償?shù)臒艟撸o湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器，氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器。

2.4電動(dòng)機(jī)的節(jié)能措施：在建筑電氣中的電動(dòng)機(jī)一般是與暖通、水道等工種的設(shè)備相配套的；因此，其節(jié)能措施只能貫徹在運(yùn)行過(guò)程中。除了用就地補(bǔ)償電容器以減少線路由于輸送超前無(wú)功而引起的有功損耗外，還應(yīng)減少電機(jī)輕載和空載運(yùn)行。采用這種方式，可提高電機(jī)在輕載時(shí)的效率，達(dá)到節(jié)能的目的。另外，其它節(jié)電途徑還有按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行選擇合適的電機(jī)容量，減少輕載和空載運(yùn)行時(shí)間，保證電機(jī)的電源電壓基本正常等措施。

3.建筑電氣新技術(shù)的應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)節(jié)能技術(shù)所不能解決的能源浪費(fèi)問(wèn)題

新一代建筑電氣技術(shù)正在采用各種先進(jìn)的控制方式對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行有效的控制。如通過(guò)中控電腦則可監(jiān)視和控制整個(gè)建筑的燈光、空調(diào)設(shè)備，同時(shí)可以通過(guò)監(jiān)視各區(qū)域的實(shí)際溫度和亮度對(duì)空調(diào)、燈光等進(jìn)行定時(shí)控制。有效地降低建筑電氣的能耗。

4.結(jié)語(yǔ)

電氣節(jié)能是節(jié)能中不可忽略的重要組成部分，為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，電氣節(jié)能勢(shì)在必行。我國(guó)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，綜合利用各種節(jié)能技術(shù)措施，選擇經(jīng)濟(jì)合理的節(jié)能方案，使之更好地指導(dǎo)和規(guī)范電氣節(jié)能，推動(dòng)建筑電氣節(jié)能的健康發(fā)展。 [科]