淺談建筑電氣設計節(jié)能

劉麗

摘要：節(jié)能降耗是國家的基本政策之一，建筑電氣節(jié)能也是非常重要。筆者認為建筑電氣設計在充分滿足、完善建筑物功能要求的前提下，可以從變壓器、供配電系統(tǒng)、動力設備、電氣照明幾個方面進行節(jié)能設計。

關鍵詞：建筑電氣設計;節(jié)能降耗;供配電。

現(xiàn)在我國能源的消耗在急劇增加，能源危機已成為當今社會最受矚目的熱點問題之一，在建筑電氣設計過程中，是否采取必要的節(jié)能措施已經(jīng)成為電氣設計成敗的關鍵。因此，電氣節(jié)能措施貫穿建筑工程電氣設計始終，通過采取必要的電氣節(jié)能措施可以使建筑物電氣設計不斷優(yōu)化，減能降耗，以實現(xiàn)建筑物的整體節(jié)能。

1? 變壓器的選擇：

1.1? 選用S11、S13型以上，無氧銅或非晶體合金等節(jié)能環(huán)保型變壓器，能夠增強變壓器抗腐蝕性，減小電阻，從而達到節(jié)能降耗目的。變壓器的節(jié)能就是降低其損耗、提高其運行效率，變壓器的有功功率損耗可用下式計算：[ΔPT=ΔP0+ΔPk（ScSr）2]

變壓器的有功損耗中，一部分是有變壓器鐵耗、磁滯損耗和渦流損耗等構成的空載有功損耗;另一部分是變壓器繞組電阻通過電流時產(chǎn)生的銅耗，也稱負載有功損耗。

節(jié)能變壓器可使空載損耗降低40%、短路損耗降低15%、空載電流降低10%，經(jīng)濟效益顯著，節(jié)約能源。

另外，一種新型的非晶體合金鐵心變壓器它采用非晶合金帶材替代傳統(tǒng)硅鋼片鐵芯，可使變壓器的空載損耗降低60%～80%。它還提高了功率因數(shù)，降低了電網(wǎng)線損，改善了電網(wǎng)的供電質量。

1.2? 變壓器容量及臺數(shù)的選擇

為減小變壓器損耗，當需要選用多臺變壓器時，在合理分配負荷的情況下，盡可能減少變壓器的臺數(shù)，選用大容量的變壓器，這是因為變壓器臺數(shù)越多其總損耗載大，所以在滿足設置多臺變壓器的要求下，應盡量減少變壓器的臺數(shù)。

1.3? 系統(tǒng)運行管理的節(jié)能措施

通過抑制電力諧波達到節(jié)能效果。民用建筑，尤其是現(xiàn)代智能建筑中，存在的大量3次諧波污染，不僅會嚴重影響電能質量，還將增加功率損耗，造成電能的浪費。抑制諧波的措施主要有以下幾點。

1.3.1? 改善配電系統(tǒng)。選用 D.Yn11接線組別的三相配電變壓器，為且長期工作負載率不宜大于75%;盡可能保持三相電壓平衡;對諧波源負荷采用專用回路供電，減少諧波對其他負荷的影響，也有助于集中抑制和消除諧波。

1.3.2? 降低諧波源的諧波含量。在諧波源設備選型上，盡量選用諧波含量少的設備，最大限度地避免諧波的產(chǎn)生。

1.3.3? 在諧波源處安裝濾波器，吸收諧波電流。

1.3.4? 防止并聯(lián)電容器組對諧波的放大。當并聯(lián)電容器組附近有諧波源，諧波電流超過規(guī)定允許值時，應在回路中設置串聯(lián)電抗器，或將電容器組的某些支路改為濾波器，還可以采取限定電容器組的投入容量，避免電容器對諧波的放大。

2? 供配電系統(tǒng)的節(jié)能設計：

2.1? 變電所位置選擇應靠近負荷中心

低壓配電間應靠近電氣豎井，合理分布供電網(wǎng)絡，使低壓供電半徑控制在200m以內，供電線路的電壓損失已滿足規(guī)范的允許值，減少線路電壓損失，提高供電網(wǎng)絡的供電質量及網(wǎng)絡運行的經(jīng)濟效益。

2.2? 合理選擇電纜、導線截面

在滿足允許載流量、運行電壓損失等各種技術指標前提下，應按經(jīng)濟電流密度合理選擇導線截面，并應從降低電能損耗、減少投資和節(jié)約有色金屬等方面綜合衡量。

2.3? 合理地提高供配電系統(tǒng)的功率因素

若系統(tǒng)自然功率因素達不到接入電網(wǎng)要求時，應進行無功補償，提高功率因素，減少能量損耗。具體方法下面二種。

2.3.1? 減少用電設備無功損耗，提高用電設備的功率因數(shù)。在設計中，盡可能采用功率因數(shù)高的用電設備。

2.3.2? 并聯(lián)電容器進行無功補償，提高功率因數(shù)。

2.4? 供配電系統(tǒng)形式。

供配電系統(tǒng)應盡量簡單可靠，同一電壓等級供電系統(tǒng)變配電級數(shù)不宜多于2級，盡量減少變電級數(shù)過多產(chǎn)生的電能損耗。

3? 動力設備的節(jié)能

動力設備通常是高層住宅和公共建筑等綜合型建筑物中。一般動力設備節(jié)能主要是水泵和風機，它約占整個建筑耗電的30%的容量。因此對風機和水泵采取節(jié)能措施是十分必要的。

3.1? 變頻調速節(jié)能

由公式可知，當轉速減小電動機功率是以3次方的速率下降，因此變頻調速的節(jié)能效果顯著。

3.2? 變頻自帶軟啟動節(jié)能

在電機全壓啟動時，由于電機的啟機力矩需要，要從電網(wǎng)吸收7倍的電機額定電流，而大的啟動電流即浪費電力，對電網(wǎng)的電壓波動損害也很大，增加了線損和變損。采用軟啟動后，啟動電流可采用電機額定電流，減少了啟動電流對電網(wǎng)的沖擊，節(jié)約了電費，也減少了啟動慣性對設備的大慣量的轉速沖擊，延長了設備的使用壽命。

3.3? 輕載電動機采取降壓運行

對經(jīng)常處于輕載運行的電動機，應采用星--三角降壓啟動裝置。對于經(jīng)常輕載（負載率小于40%）的生產(chǎn)機械，也可采用具有啟動功能的輕載節(jié)電器，以達到“輕載降壓運行節(jié)電”的目的。

3.4? 采用高效率電動機

采取各種切實可行的措施，減少電動機的各部分損耗（主要為負載損耗及空載損耗）、提高電動機的效率和功率因數(shù)。采用高效率電機（Y、Y2系列）減少的耗電量與普通標準電動機相比，其總損耗減少20%一30%，效率可以提高3%一6%。

4? 電氣照明的節(jié)能：

4.1? 優(yōu)選啟動設備

選用高功率因數(shù)的啟動設備，一般選用電子鎮(zhèn)流器與電感鎮(zhèn)流器相比較，具有啟動電壓低、噪聲小、溫升低、重量輕、無頻閃等優(yōu)點，比電感鎮(zhèn)流器節(jié)電10%以上。在大面積使用氣體放電燈的場所，宜裝設補償電容器，補償后功率因數(shù)不應低于0.9。

4.2? 采用合理的控制方式

充分利用天然光，有條件時可采用道光管，設置智能照明控制系統(tǒng)時，在有自然采光的區(qū)域，宜設置隨室外自然光的變化自動控制或調節(jié)人工照明照度的裝置。

大面積房間照明可采用分組分區(qū)控制;公共區(qū)域內燈具設置照明聲控、光控、定時、感應等自控裝置;公共場所、室外照明，可采用集中控制遙控管理的方式或采用自動控光裝置，如對體育館、影劇院、候機廳等公共場所，可按需要采取調光或降低照度的控制措施。

4.3? 使用新型光源

民用建筑中發(fā)光二極管（LED）被稱為“綠色光源”，工作場所宜選用T5熒光燈;隨著LED的迅速發(fā)展，發(fā)光光纖得以廣泛應用，與LED光源結合，發(fā)光光纖現(xiàn)已在建筑物立面裝飾、室內裝飾及水下裝飾廣泛使用;室外路燈照明選用太陽能燈具。

5? 結語

綜上所述，在建筑電氣節(jié)能設計過程中除采取以上幾個方面的措施和方法外，還應貫徹實用可靠、經(jīng)濟合理、技術先進的原則，并做好以下幾點：首先要考慮實際經(jīng)濟效益，不能因為節(jié)能而過高地消耗投資，增加運行費用，而是應該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內用節(jié)能減少下來的運行費用進行回收。