淺析民用建筑電氣設計中的節能措施

朱棽 曲璠巍

摘 要：本文通過從民用建筑電氣設計的角度對節能的重要性展開討論，并且提出了幾種在民用建筑電氣設計中切實可行而又十分有效的節能措施。

關鍵詞：民用建筑電氣；節能；節能燈；功率損耗

我國盡管是一個能源消耗大國，能源需求十分緊缺，但在這種情況下能源浪費的現象仍然十分嚴重。近年來電能作為二次能源的供需矛盾表現的越來越突出，能源緊缺已經嚴重的制約我國經濟的發展。一直以來節能問題就是我國國民經濟發展的一項長遠方針，如何節約電能自然的就成為了每個建筑電氣設計人員需要認真考慮的難題。本文就民用建筑電氣設計中所采用的幾項節能措施來進行探討。

一、供配電系統的節能設計

依據負荷容量、供電的距離和分布以及用電設備的特點等因素來合理的設計供配電系統，盡量做到系統的簡單可靠，操作使用方便。變配電所應該盡可能的接近負荷中心，從而縮短配電的半徑進而減少產生線路的損耗。合理的選擇變壓器的臺數以及容量，進而能夠適應因為季節性導致負荷變化，可以實現靈活的投切變壓器，最終達到經濟運行而且減少因輕載運行帶來不必要電能損耗的目標。

二、變壓器的節能設計

降低變壓器的有功損耗，變壓器的有功損耗按照下面公式計算：

△P=P0 +β2Pk

上式中 △P—變壓器的有功損耗（KW）

P0—變壓器的空載損耗（KW）

β2—變壓器的負載率

pk —變壓器的短路損耗（KW）

1.P0作為變壓器的空載損耗又被稱作鐵損，它主要由漏磁損耗與鐵芯渦流損耗而組成，它的值和鐵芯的制造工藝以及材質有關，但與負荷的大小沒有關系，因此我們在選擇使用變壓器的時候最好挑選使用節能型變壓器比如SL9、S9、 SC8等等。它們使用優質冷軋進行取向矽鋼片，實施“取向”處理，能夠使矽鋼片的磁疇方向趨向一致，從而降低了鐵芯渦流的損耗，45度全斜度的接縫結構使得接縫的密合性更好，進而降低了漏磁的損耗。

2.P0是變壓器負載傳輸的損耗也被稱作變壓器線損，它不僅取決于經過繞組的電流大小，而且還受變壓器繞組的電阻大小的影響，而且還和負荷率的平方成正比。所以在選擇使用變壓器時要選擇那些阻值比較小的繞組，比如銅芯變壓器。β2Pk用微分可以求出它的極值，在β=50%每千瓦的負荷時，這時的變壓器能耗值最小，但是在β=50%負載率時只降低了變壓器的線損，并沒有降低變壓器的鐵損，所以也不算是最節能的。綜合初裝費，高低壓柜、變壓器、土建運行以及投資費用，又會導致變壓器在使用期內預留合適的余量，變壓器最節能經濟的運行負載率通常都在75%～85%之間。

3.在選擇使用變壓器臺數以及容量時，必須要依據負荷情況，來綜合考慮年運行以及投資的費用，合理分配負荷，選取電力負荷與容量相適應的變壓器，從而將工作保持在高效低耗的區間內。

三、高供配電系統的功率因數

功率因數的提高能夠降低線路無功功率的損耗，進而實現節能的目的。上述所提到的輸電線路損耗AP中不僅包括線路傳輸無功功率時產生的線損，而且還包括線路傳輸有功功率時所產生的線損。傳輸有功功率主要是為滿足建筑物功能。通常在供配電系統中的一些用電設備比如變壓器、電動機、燈具鎮流器和很多的家用電器都存在電感性，會導致形成滯后的無功電流，它要在系統中要經過高低壓的線路后傳輸到用電設備的末端，在無形之中提高了線路的功率損耗。但是這一部分損耗的是能夠避免的，具體方法主要有以下兩點：

1.降低使用的用電設備所產生的無功損耗，增強使用用電設備的功率因數。在進行設計時應盡量使用功率因數較高的用電設備比如同步電動機，電感性用電設備可以選擇使用有補償的電容器用電設備等。

2.用靜電電容器來進行無功補償。電容器能夠產生超前的無功電流用來抵消用電設備的滯后無功電流最終實現提高功率因數的同時又降低了整體的無功電流。在具體的工程設計當中有高低壓柜集中補償法以及采用分散就地補償方法等，可以依據具體情況進行具體分析。

四、電動機節能設計

降低電動機損耗的主要途徑是提高電動機的功率因數以及工作效率。在工程設計過程中要選擇使用高效率的電動機，但是在具體的工程施工中電動機往往都是建筑及水暖等專業設備所配套的，由設備制造商進行統一的供應，因此節能措施只能夠貫徹在運行的過程之中。除了就地電容器補償降低線路損耗外最主要的就是降低空載運行以及電動機輕載，這是由于在輕載運行狀態下電動機的效率是極低的，切實可行的辦法是通過采用變頻調速來控制電動機從而使其在負載率變化時能夠自動的調節轉速，從而提高電動機輕載時的效率實現節約電能的目標。

五、照明的節能設計

照明的節能設計要求是指在確保不降低照明質量、不降低作業面的視覺標準的前提之下，力求降低照明系統中的光能損失，進而最大限度的利用好光能，往往采用的節能措施有下面幾種：

1.充分的利用自然光。這是進行照明節能設計的一個重要途徑，在進行設計時電氣設計人員要更多的加強和建筑專業的配合，做到合理利用自然光從而使其跟室內的人工照明有效的結合起來，最終大大的節約人工照明電能。

2.照明設計標準規定了各種場所的視覺要求、照度標準以及照明功率密度等等。照度標準不能夠隨意的降低，也不能隨便的提高，必須要有效地控制單位面積燈具的安裝功率，在充分滿足照明質量的前提之下，通常房間應該采用高效發光的緊湊型熒光燈以及熒光燈，高大廠房、車間以及體育館場的室外照明等通常采用金屬鹵化物燈和高壓鈉燈等高效的氣體放電光源。

3.推廣使用性能優、低能耗的光源用電附件，比如節能型電感鎮流器、電子鎮流器、電子變壓器以及電子觸發器等，民用建筑內的熒光燈適合選擇使用帶有無功補償的燈具，緊湊型熒光燈應該優先選擇使用電子鎮流器，氣體放電燈則適宜使用電子觸發器。

六、結語

民用建筑電氣的經濟節能設計有著很大的潛力，相關的電氣設計人員在進行設計時要充分仔細的考慮，反復的比較設計方案，從而拿出一套在滿足功能需求的前提之下，能夠符合各種技術指標，切實可行而又行之有效的節能措施，最終實現節約電能的目標。

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