對建筑電氣設(shè)計中節(jié)能問題的研究分析

尹春銘　范正陽　汪元初

摘要：電力系統(tǒng)是關(guān)系到整個自動化系統(tǒng)安全和人類生存環(huán)境質(zhì)量的重要組成部分。同時，大量科學(xué)研究表明，建筑能耗主要依賴于電能，因此，在設(shè)計電氣設(shè)施時，應(yīng)注意降低建筑能耗，這對降低建筑總能耗很重要。因此，本文從建筑電氣設(shè)計的角度，分析了建筑電氣設(shè)備設(shè)計中的節(jié)能措施，并對其進行了系統(tǒng)的分析和總結(jié)

關(guān)鍵詞：建筑電氣設(shè)計;變壓器;節(jié)能

1基于節(jié)能視角的建筑電氣設(shè)計方式

1.1建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

1.1.1供電電壓設(shè)計

在功率因子為一定的情形下，電源控制系統(tǒng)的壓力和電流成反比，壓力越高，其電流也越小，而電纜截面面積就會相應(yīng)減小，實現(xiàn)了節(jié)省電纜成本、降低電力消耗的目的。所以，應(yīng)該在用電控制系統(tǒng)的節(jié)電系統(tǒng)設(shè)計中合理設(shè)定壓力級別。

1.1.2變壓器節(jié)能設(shè)計

變壓器消耗占用電網(wǎng)能源的比例較高，其中，又以空載消耗和負(fù)載損耗為主要消耗形態(tài)，故在建筑節(jié)能方案設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)引入變壓器節(jié)電技術(shù)，具體內(nèi)容包括：

（1）減少空載損失。空載損耗一般由磁滯損耗和渦流損失所形成，其損失程度與交流變壓器鐵芯磁通密度、晶片厚薄、材質(zhì)特性因素直接相關(guān)。在交流變壓器的節(jié)能工程設(shè)計中，應(yīng)選用較高牌號的電工鋼帶減少空載損耗。

（2）減少流量損失。負(fù)荷損失是由銅損引起的，與其比例成正比，同時，大負(fù)荷也是造成雜散損失和渦流損失的重要因素。所以，在交流變壓器的節(jié)能設(shè)計中，應(yīng)正確地進行負(fù)荷的正確計算，盡量選擇高效的交流變壓器來降低負(fù)載損失。

（3）確定變壓器臺數(shù)和容量。根據(jù)年運營經(jīng)費控制目標(biāo)選用合理的變壓器容量，以增加變壓器運營的經(jīng)濟性。并設(shè)有獨立的變壓器進行空調(diào)采暖、冷藏等季節(jié)性電源運用，當(dāng)不需要電源時會停運變壓器。

1.2建筑照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

1.2.1合理選擇光源

在綜合考量使用燈光的壽命、光效、顏色、光源、節(jié)能措施等各種因素的情況下，應(yīng)該盡可能使用LED燈具解決照明需要。LED燈和三基色直管日光燈、金屬鹵化物燈等常規(guī)燈光比較，具有節(jié)能效果好、壽命長等優(yōu)點。

1.2.2鎮(zhèn)流器的選擇

鎮(zhèn)流器自身也會耗費部分功率，從而直接影響燈具效率。在燈具系統(tǒng)的節(jié)能工程設(shè)計中，在綜合考慮燈光品質(zhì)、燈具效率、照明功率等各種因素的具體情況下，應(yīng)該盡可能地選用電子鎮(zhèn)流器。電子鎮(zhèn)流器相較電感鎮(zhèn)流器來說，具有效率較高、能與燈管整合配置、減少頻閃現(xiàn)象等優(yōu)點。

2建筑電氣設(shè)計中節(jié)能降耗的技術(shù)措施

2.1配電變壓器的節(jié)能降耗技術(shù)措施

配電變壓器節(jié)能對策，一般從配電變壓器運營的無功功率消耗、有功功率消耗、綜合運營輸出功率消耗三方面入手。其中，有功功耗主要集中在有功電能上，有功功耗主要是提高配電變壓器的功率因數(shù)，而在總運行的總功率損耗中，既要兼顧有功、有功又要降低電網(wǎng)損耗。因此，在配電變壓器的節(jié)能設(shè)計中，應(yīng)充分考慮無功、有功、電價等因素的影響。目前中國大多數(shù)的建筑物都是由幾個交流變壓器組成，所以交流變壓器的耗電量也包括了它的有功和無功。當(dāng)多個變壓器裝置運行方式發(fā)生變化時，不論獨立工作或者并列，都應(yīng)經(jīng)濟地分擔(dān)變壓器設(shè)備的總負(fù)荷，使無功功率損失、有功功率損耗都降到最低點。

在做好配電變壓器方案設(shè)計、優(yōu)化供配電系統(tǒng)工程設(shè)計布線之時，應(yīng)當(dāng)著重關(guān)注交流變壓器與三相負(fù)荷供電系統(tǒng)不均衡問題。不均衡的三相負(fù)荷配電變壓器很極易引起三相壓差增大，出現(xiàn)負(fù)序電流、也極易生成磁路的不均衡，從而引起電流漏磁通過進而出現(xiàn)雜散損失，同時引起的交流變壓器部分單相繞組生成過大負(fù)荷輸出電壓，也會引起交流變壓器損失的增加。電力變壓器的布置，宜以建筑靠近負(fù)荷中心部位為設(shè)計基準(zhǔn)。尤其面對布置有大容量單相設(shè)備的建筑，宜工程設(shè)計與供配電體系或大型高壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供連通的專門的單相變壓器，并做好消諧、勞而無功的補償設(shè)計。

大量的研究表明，在電力系統(tǒng)中，當(dāng)電力系統(tǒng)中的最高電流值與工作電流的比率由20%降低到10%時，變壓器內(nèi)部的總鐵損耗將由15%增加到50%，同時，變壓器內(nèi)部的空載電流值和勞而無功損耗也會顯著增加。因此，有必要對電源變壓器進行優(yōu)化和優(yōu)化。

2.2供配電線路節(jié)能降耗技術(shù)措施

2.3照明系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)措施

照明燈具的選擇是實現(xiàn)照明系統(tǒng)節(jié)能的重要途徑。實際設(shè)計應(yīng)考慮工程性能、經(jīng)濟效益、特殊照明條件等因素，用戶對照明的要求主要集中在低照度區(qū)域的亮度、啟動時間、安裝方便、顏色好、發(fā)光效率高、工作環(huán)境可靠等方面，安全可靠，使用壽命長，價格相對較高，室內(nèi)和辦公場所的裝修要求。在多功能辦公樓等場所，無特殊照明系統(tǒng)、光通量利用率高、光輸出高、成本高的低空安裝應(yīng)選用壽命長、顏色高的T5、T8燈具，裝修設(shè)備要求高，燈具安裝要求高，首選金屬鹵素?zé)艉透邏衡c電池;當(dāng)需要更高顏色時，應(yīng)選擇陶瓷鹵素?zé)簟?/p>

結(jié)束語

建筑與電力能源是中國社會能耗的極其重要部分，已給國家能源供給造成了嚴(yán)重威脅。在對建筑物電器進行工程設(shè)計時，加強對已有節(jié)電降耗科技措施的運用，并主動收集市民反饋建議，進一步研究發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的問題、研究最新的節(jié)電舉措，盡最大力量地減少能源消耗，真正做到節(jié)電降耗，助力中國市場經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展是電氣設(shè)計人員應(yīng)盡的工作。

參考文獻

[1]梁良.對建筑電氣設(shè)計中變壓器節(jié)能問題的分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2021（20）：36-37+54.