關(guān)于電氣節(jié)能在民用建筑工程中的運用

樊管民

(山西運城 044001)

0 引言

作為世界上最大的能源生產(chǎn)國，中國已經(jīng)形成了傳統(tǒng)化石能源、新能源和可再生能源全面發(fā)展的能源供應(yīng)體系，居民生活的用能條件極大改善。同時，中國作為世界上最大的發(fā)展中國家，已成為能源消費和溫室氣體排放第一大國。能源消費、經(jīng)濟增長與碳排放的協(xié)調(diào)發(fā)展問題已成為我國建設(shè)資源節(jié)約型社會的重要問題之一。節(jié)能技術(shù)已成為一門新興的綜合性工程學科，成為現(xiàn)代科學領(lǐng)域的一個重要組成部分。

1 照明節(jié)能措施

在堅持節(jié)能原則的前提下，照明設(shè)計應(yīng)該從照明均勻度、照明標準、照明功率密度等方面綜合考慮建筑房間對照明的需求，根據(jù)不同場合選擇相應(yīng)的照明方式，可從以下幾方面進行改進。

1.1 采用高效光源

在照明設(shè)備中，光效率以高壓鈉燈為首，金屬鹵化物、熒光燈稍差，接著是高壓汞燈，最次的是白熾燈。在選擇時，對于辦公室、教室、會議室及儀表、電子等生產(chǎn)車間宜采用那些高光效而又耗電量小的各種熒光燈;一般照明場所不宜使用高壓汞燈;普通白熾燈盡量不用;優(yōu)先使用金屬鹵化物燈和高壓鈉燈。積極推廣新型節(jié)能光源。設(shè)計人員應(yīng)盡可能采用如LED燈、電磁感應(yīng)燈等新型節(jié)能光源。

1.2 采用高效燈具

在滿足眩光和配光要求的前提下，各種燈具相應(yīng)的效率最低值如表1所示。按照不同的使用場所，選擇合理控光、光利用系數(shù)好、光通量維持率高的燈具。

表1 燈具相應(yīng)的效率最低值 %

1.3 采用節(jié)能型鎮(zhèn)流器

傳統(tǒng)型電感鎮(zhèn)流器的優(yōu)點是可靠性高、價格低和壽命長，缺點是重量大、體積大和自身功耗大，為燈功率的20%～25%。電子鎮(zhèn)流器與電感鎮(zhèn)流器相比，具有重量小、噪聲小、溫升低、啟動電壓低等優(yōu)點，節(jié)能大于10%，本身的功耗比傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器降低50%～75%，具有明顯的節(jié)能功效。

1.4 采用合理的照明方式

根據(jù)國家規(guī)定的公共、居住和工業(yè)建筑的一般照度標準值，合理選擇相應(yīng)的照度值與控制方案，嚴格選取高中低三檔中每檔的照度值，嚴格控制照明功率密度。充分利用天然采光，例如日間充分利用自然光照明，通過反射鏡采光、光導(dǎo)纖維等方式擴大照明范圍，擴大天窗的面積，利用天井的空間采光。在天然光的亮度不能滿足生活需要時，可安裝亮度可調(diào)的照明系統(tǒng)，以充分利用自然光并滿足照明需求。

1.5 采用合理的照明控制方案

選擇合理的照明控制方式，優(yōu)先使用聲控、光控和時控等新興的照明控制技術(shù)。依據(jù)自然光的亮度變化，設(shè)定合理的電氣照明方案;室內(nèi)大廳如酒店的電梯大堂、門廳和客房層走廊等場所，可通過集中控制的方式管理;積極采用各種節(jié)電開關(guān)和控光管理措施，如光電自動控制器、電子控制門鎖節(jié)電器以及自動控光裝置;低壓配電系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)便于按經(jīng)濟核算單位裝表計量。

2 供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施

2.1 降低變壓器損耗

變壓器的主要作用就是變換電壓，但它在升降電壓和傳遞電功率的過程中自身要產(chǎn)生功率的損耗。因此，針對變壓器的節(jié)能措施是指降低變壓器的有功功率損耗。

變壓器的有功損耗包含兩部分，如下式所示:

其中，Pl為變壓器的有功功率損耗;Po為變壓器的空載損耗;Pk為變壓器的負載損耗;β為變壓器負載率。

Po是變壓器的空載損耗，即鐵損，主要由漏磁損耗和鐵芯渦流損耗兩部分構(gòu)成。鐵損與負荷率無關(guān)，而由制作工藝和材料決定。在選用變壓器時，應(yīng)盡量選取節(jié)能型變壓器，如SCB10，SL11-R及SC8等，采用冷軋取向鋼片，可以大大減小鐵芯渦流損耗。

Pk是變壓器的負載損耗，即銅損，與變壓器負荷率β的平方成正比，由P=I2R可知損耗值與繞組電阻及電流大小有關(guān)。在選擇變壓器時要選擇線路阻值較小的，如銅芯變壓器。綜合考慮鐵損、銅損、變壓器、初裝費及各項費用，變壓器最節(jié)能負載率一般在75%～85%之內(nèi)。

根據(jù)電網(wǎng)負荷情況，合理選擇變壓器容量及并聯(lián)運行的變壓器臺數(shù)。在負荷系數(shù)長期偏低的情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇小容量的變壓器，若選擇的變壓器容量過大，進而負荷系數(shù)過低，在運行時間稍長時，有功功率損耗就會明顯上升。在容量大且需選擇多臺變壓器的情況下，盡可能選用大容量的變壓器以減少變壓器臺數(shù)。

2.2 降低線路的電能損耗

在民用建筑中，電力線路錯綜復(fù)雜，線路上的有功功率損耗是不容忽視的，減少線路電能損耗是電氣節(jié)能不可忽視的一方面。在一般情況下，線路的電流可視為不變，因此，減少線損的措施中最有效的就是減小線路電阻。由線路電阻公式可知，減少線損應(yīng)從導(dǎo)線的材料、長度及橫截面積去考慮。

可選用電導(dǎo)率較小的材料做道芯，銅芯最佳。考慮到節(jié)約用銅，可適當選用新型的銅鋁復(fù)合母線。

合理選擇線路路徑，減少導(dǎo)線長度。改進電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，線路盡可能走直線，少走彎路。選擇環(huán)網(wǎng)串聯(lián)電容等，以強制實現(xiàn)有功和無功功率的經(jīng)濟分布。配電室或配電箱應(yīng)位于負荷中心，以減少配電導(dǎo)線的長度，進而降低線損。

合理增大導(dǎo)線截面積。對于較長線路，在滿足熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定、載流量、繼電保護配合及電壓損失等要求的前提下，可增加一級導(dǎo)線截面積，以延長導(dǎo)線使用壽命，降低電網(wǎng)中的線損。

2.3 提高系統(tǒng)功率因數(shù)

提高系統(tǒng)的功率因數(shù)可有效減少線路及變壓器的無功損耗。無功損耗主要是由系統(tǒng)中的用電負荷，如異步電動機、變壓器、電抗器等電感性負載引起的。以下幾種措施可有效提高功率因數(shù)，進而降低無功損耗:

1)采用功率因數(shù)高的用電設(shè)備，減少對感性無功的需求。

2)采用電容器補償，降低無功損耗。

3)合理選擇變壓器及異步電動機的容量，提高負載率，可以有效地減少無功損耗。

4)針對不同的情況，合理地選擇無功補償方案。對無功功率較大且供電點較遠的設(shè)備采用就地補償;在用電設(shè)備相對集中的建筑中采用成組補償。

3 結(jié)語

建筑工程中的電氣節(jié)能設(shè)計的相關(guān)技術(shù)還不夠發(fā)達，有很大的發(fā)展空間。在發(fā)展過程中，對于新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用是尤其重要的。在選用新型節(jié)能設(shè)備時，應(yīng)保證其可操作性與科學性，以真正實現(xiàn)合理用能。

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