建筑電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究

姚俊

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)的建筑行業(yè)迅猛發(fā)展，能源損耗量不斷增加，而建筑電氣是其主要的消耗來(lái)源。應(yīng)采取必要的節(jié)能方案降低不必要的電力和其它能源的浪費(fèi)。設(shè)計(jì)施工中應(yīng)充分考慮選擇高效率的節(jié)能設(shè)備，按照節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，達(dá)到電氣節(jié)能最大化的目標(biāo)。本文在此從建筑電氣的節(jié)能思路出發(fā)，對(duì)如何實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能提出了幾個(gè)重要的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：建筑電氣；節(jié)能技術(shù)；節(jié)能設(shè)備

1 前言

當(dāng)前，建筑電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用已形成了一系列規(guī)范化的體系。在保證建筑物功能、考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益以及節(jié)約無(wú)謂能源消耗前提下，通過(guò)合理配置電氣設(shè)備，選擇節(jié)能的電氣原件、提高設(shè)備利用效率勢(shì)在必行。

2 建筑電氣節(jié)能概述

建筑電氣節(jié)能是在充分滿(mǎn)足、完善建筑物功能要求的前提下，減少能源消耗，提高能源利用率。節(jié)能的途徑之一是合理配置建筑設(shè)備，并對(duì)其進(jìn)行有效、科學(xué)的控制和管理。節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)應(yīng)科學(xué)遵循良好實(shí)踐原則，基于建筑工程功能，降低電氣能源消耗、提升應(yīng)用能源效率水平。應(yīng)確保建筑工程照明系統(tǒng)的相關(guān)指數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，滿(mǎn)足內(nèi)部運(yùn)輸通道的橫向與縱向暢通。同時(shí)應(yīng)符合使用舒適的空調(diào)溫度標(biāo)準(zhǔn)與新風(fēng)量要求。另外還應(yīng)符合一些特殊工藝標(biāo)準(zhǔn)，例如建筑工程中用于娛樂(lè)的場(chǎng)地場(chǎng)所設(shè)置電氣設(shè)施的耗電、公共區(qū)域的照明與電力用電等應(yīng)確保適宜、合理、符合區(qū)域功能需求。

3 建筑電氣節(jié)能的重要思路

既要根據(jù)用電負(fù)荷的等級(jí)， 保證在各種運(yùn)行方式下提高供電的電能質(zhì)量與可靠性， 又要優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)， 使電能得到合理利用。比如變電所應(yīng)盡可能靠近負(fù)荷中心， 低壓配電間應(yīng)靠近電氣豎井， 供電網(wǎng)絡(luò)要合理分布， 使供電線(xiàn)路的電壓損失滿(mǎn)足規(guī)范允許值， 從而提高供電網(wǎng)絡(luò)的供電質(zhì)量和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。在充分比較中合理選用節(jié)能設(shè)備和材料， 比如選用節(jié)能效果好的新型變壓器以降低其空載損耗， 還應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況， 合理選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器， 適當(dāng)預(yù)留余量， 使其工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。另外，還要考慮采取各種措施減少或者消除本不該消耗的能量，常見(jiàn)的有傳輸線(xiàn)路上的損耗， 照明上的損耗， 因設(shè)備運(yùn)行控制不合理造成的損耗等等。比如應(yīng)選用電導(dǎo)率大的材質(zhì)， 并盡可能減少導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度， 在滿(mǎn)足載流量等條件下增大線(xiàn)纜截面等， 從而減少傳輸線(xiàn)路上的損耗。

4 實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能的幾個(gè)技術(shù)措施

4.1 對(duì)供配電系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇合理的配電方案

對(duì)空調(diào)等季節(jié)性負(fù)荷單獨(dú)設(shè)置變壓器；將不同季節(jié)或時(shí)間段使用的負(fù)荷由同一臺(tái)變壓器負(fù)擔(dān)，可降低變壓器的容量；利用某些季節(jié)性負(fù)荷的線(xiàn)路，共用干線(xiàn)以減少線(xiàn)路和電阻，使同樣大的干線(xiàn)截面?zhèn)鬏斴^小的電流，從而減小線(xiàn)路損耗；對(duì)變壓器容量和數(shù)量的配合應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算、比較；考慮變壓器初投資，對(duì)變壓器選擇適當(dāng)?shù)呢?fù)載率，根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，可在75%～85% 之間進(jìn)行選擇。

4.2 選擇合理的變壓器類(lèi)型

變換電壓是變壓器的主要作用，而其在升壓降壓的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的功率損耗，且這些損耗只限于變壓器本身。直接點(diǎn)說(shuō)，變壓器的電氣節(jié)能的關(guān)鍵就在于其無(wú)功功率損耗的降低，運(yùn)行效率的提高。S（B）H15-M系列產(chǎn)品節(jié)能型變壓器是筆者較為推薦的變壓器選擇，非晶合金鐵芯變壓器是新型環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品，鐵芯采用非晶合金帶材卷繞而成，空載損耗比現(xiàn)行S11型配電變壓器降低75%以上，節(jié)能效果十份顯著。基于建筑工程設(shè)計(jì)的基本要求來(lái)說(shuō)，這點(diǎn)是電氣節(jié)能最基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和選擇。

4.3 全面提升負(fù)荷水平及功率因數(shù)

變壓器工作運(yùn)行效率水平同其負(fù)荷以及損耗狀況密切相關(guān)，同時(shí)功率因數(shù)也對(duì)其產(chǎn)生作用影響。降低無(wú)功功率水平，便會(huì)提升功率因數(shù)，進(jìn)行同一標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷功率的傳輸供應(yīng)需要的負(fù)荷電流以及功率便會(huì)降低。為此可選擇總體線(xiàn)路截面積以及容量相對(duì)較小的變壓器，降低投資成本耗費(fèi)。對(duì)建筑電氣供配電系統(tǒng)現(xiàn)有設(shè)備來(lái)講，促進(jìn)功率因數(shù)的提升，其線(xiàn)路截面以及變壓器容量便會(huì)有所富余，因此可適應(yīng)性增設(shè)用電設(shè)備，進(jìn)而令整體配電體系的直接供電能效顯著提升。

4.4 提高照明節(jié)能

（1）充分利用自然光。照明的最佳光源是陽(yáng)光。太陽(yáng)光是免費(fèi)的，不需電力，也不造成污染。在寫(xiě)字樓里，如果在設(shè)計(jì)時(shí)能在大樓內(nèi)部引入自然光線(xiàn)，員工會(huì)情緒更好，效率更高。在醫(yī)院里，住在靠近窗戶(hù)附近的病人康復(fù)得更快。現(xiàn)在有些窗戶(hù)可以對(duì)光譜進(jìn)行選擇，引入日光的同時(shí)還可保持舒適。有一些創(chuàng)新的技術(shù)如側(cè)窗、天窗、光柵板和光線(xiàn)管道等，可將日光引入大樓內(nèi)部。在燈具布置時(shí)，將所控?zé)袅信c側(cè)窗平行，跟據(jù)日照強(qiáng)弱來(lái)進(jìn)行燈具控制也是照明節(jié)能的有效手段。

（2）合理選擇光源和燈具。室內(nèi)外照明不應(yīng)采用普通照明白熾燈，不應(yīng)采用自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈。一般室內(nèi)場(chǎng)所照明，優(yōu)先采用細(xì)管熒光燈、緊湊型熒光燈或小功率金屬鹵化物燈等高效光源。熒光燈具有光效高，壽命長(zhǎng)，顯色性好，一致性好；光線(xiàn)柔和，長(zhǎng)時(shí)間使用眼睛不會(huì)疲勞，有效提高工作效率等優(yōu)點(diǎn)。直管熒光燈適用于高度較低的房間，如辦公室、教室、會(huì)議室及儀表、電子等生產(chǎn)場(chǎng)所。緊湊型熒光燈（包括“H”型、“U”型、“D”型、環(huán)形等）適用于家庭住宅、旅館、餐廳、門(mén)廳、走廊等場(chǎng)所。

（3）改進(jìn)燈具控制方式。采用各種節(jié)能型開(kāi)關(guān)或裝置也是一種行之有效的節(jié)電方法。根據(jù)照明使用特點(diǎn)可采取分區(qū)控制燈光或適當(dāng)增加照明開(kāi)關(guān)點(diǎn)。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開(kāi)關(guān)，高級(jí)客房采用節(jié)電鑰匙開(kāi)關(guān)，公共場(chǎng)所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開(kāi)關(guān)，走道、樓梯等人員短暫停留的公共場(chǎng)所可采用節(jié)能自熄開(kāi)關(guān)。

4.5 選用智能化節(jié)能控制裝置

對(duì)中央空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)置智能化變頻調(diào)速節(jié)能控制裝置，可最大限度地提高整個(gè)空調(diào)水系統(tǒng)的運(yùn)行效率，收到良好的節(jié)能效果。這種智能化節(jié)能控制技術(shù)的控制算法，采用了“模糊控制技術(shù)”或“模糊控制與改進(jìn)的PID復(fù)合控制技術(shù)”取代傳統(tǒng)的PID控制技術(shù)，克服了傳統(tǒng)的PID控制不適應(yīng)中央空調(diào)系統(tǒng)大滯后、多參量、強(qiáng)藕合的問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)空調(diào)水系統(tǒng)安全、高效的運(yùn)行。此外，在充分滿(mǎn)足空調(diào)末端制冷（熱）量需求的前提下，技術(shù)人員通過(guò)對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)的自動(dòng)尋優(yōu)控制，可使空調(diào)主機(jī)的節(jié)能率達(dá)到30%，為用戶(hù)實(shí)現(xiàn)較顯著的節(jié)能收益。

4.6 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)應(yīng)用

太陽(yáng)能是綠色環(huán)保型能源，太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)供電是利用光伏效應(yīng)將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化成電能的供電模式，其工作原理是白天以太陽(yáng)光作為能源，利用太陽(yáng)電池給蓄電池充電，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲(chǔ)存在蓄電池中，晚間使用時(shí)以蓄電池作為電源給節(jié)能設(shè)備提供電能。在建筑電氣設(shè)計(jì)中要充分考慮太陽(yáng)能的利用，可以從熱水、鍋爐及照明上著手設(shè)計(jì)。隨著太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍將越來(lái)越廣。

4.7 采用建筑設(shè)備自動(dòng)化管理控制系統(tǒng)

自動(dòng)控制、監(jiān)視和測(cè)量是自動(dòng)化管理控制系統(tǒng)的三大要素。通過(guò)應(yīng)用信息通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化控制等智能化技術(shù)，對(duì)建筑物內(nèi)采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、給排水及熱水供應(yīng)系統(tǒng)、照明和其他各類(lèi)用電設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)施能效管理，確保各類(lèi)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠，從而達(dá)到提高能效、降低能耗的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上，建筑電氣節(jié)能工作是一項(xiàng)龐大且復(fù)雜的系統(tǒng)工程，強(qiáng)化建筑電氣節(jié)能可以收到很好的節(jié)能效果、環(huán)境效果和社會(huì)效果。實(shí)踐中要采取合理的設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用合理的節(jié)能器具，應(yīng)用有效可行的節(jié)能技術(shù)，強(qiáng)化建筑電氣節(jié)能的管理工作，才能提高建筑的能源使用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果，打造綠色節(jié)能建筑。

參考文獻(xiàn)：

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