對現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能設(shè)計的探討

摘 要:本文就從照明節(jié)能、動力節(jié)能、供電系統(tǒng)節(jié)能三個方面探討建筑電氣節(jié)能技術(shù)和措施供大家參考，以期同行在類似及其他類別工程設(shè)計中采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，達(dá)到電氣節(jié)能最大化的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞:照明光源智能照明電動機(jī)節(jié)能供電系統(tǒng)節(jié)能變壓器節(jié)能功率因數(shù)

中圖分類號:TU11文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)02(c)-0027-01

1 照明系統(tǒng)節(jié)能

照明節(jié)電具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，在“九五”期間，我國就啟動了“綠色照明工程”，2004年國家頒發(fā)的《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，將常用場所的照明功率密度限值作為強(qiáng)制性條文執(zhí)行，旨在使照明達(dá)到高效、節(jié)能、舒適、有益環(huán)境和堤提高工作效率。照明節(jié)能設(shè)計主要可從以下幾個方面著手:

1.1 節(jié)能照明光源的選用

熒光燈主要使用于層高4.5m以下的房間，如辦公、商店、教室、圖書館、公共場所等。

熒光燈應(yīng)以直管熒光燈為主，直管熒光燈應(yīng)選用細(xì)管徑型(d<26mm)，有條件時應(yīng)選用直管稀土十三基色細(xì)管熒光燈，以達(dá)到光效高、壽命長、顯色性好的要求。一般室內(nèi)空間高度大于4.5m且對顯色性有一定要求時，宜采用金屬鹵化物燈.如體育場館、高大工業(yè)廠房、商業(yè)場所等.因其高顯色性、長壽命、光效高的特點(diǎn)使其替代了熒光高壓汞燈。高壓鈉燈的發(fā)光特性與燈內(nèi)的鈉蒸氣壓有關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)高壓鈉燈光效高，顯色性較差，適用于顯色性無要求的場所;對顯色性要求較高

的場所，選用顯色性改進(jìn)型高壓鈉燈，高壓鈉燈可進(jìn)行調(diào)光，光輸出可以調(diào)至正常值一半，系統(tǒng)的功耗減少到正常值的65%。

1.2 根據(jù)照明部位的燈光布置形式和環(huán)境條件

選擇合適的照明控制方式房間有多列燈具時，按與側(cè)窗平行控制;生產(chǎn)場所按車間、工段、工序分組控制;電化教室、會議室、報告廳等場所，按靠近或遠(yuǎn)離講臺分組控制。建筑科技的飛速發(fā)展，讓燈具的控制方式更加個性化、人性化、智能化，例如，人體感應(yīng)或動靜感應(yīng)開關(guān)，智能化面板開關(guān)等新的控制方式逐步進(jìn)入到我們的身邊。

1.3 智能照明控制系統(tǒng)

采用智能照明控制系統(tǒng)的主要目的是節(jié)約能源，智能照明控制系統(tǒng)借助各種不同的“預(yù)設(shè)置”控制方式和控制元件，對不同時間不同環(huán)境的光照度進(jìn)行精確設(shè)置和合理管理，根據(jù)不同切合、不同的人流量，進(jìn)行時間段、工作模式的細(xì)分，關(guān)掉不必要的照明，在需要時自動開啟，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。這種自動調(diào)節(jié)照度的方式，充分利用室外的自然光，只有當(dāng)必需時才把燈點(diǎn)亮或點(diǎn)到要求的亮度，利用最少的能源保證所要求的照度水平，節(jié)通過對照明燈的工作狀態(tài)科學(xué)的管理和控制節(jié)電效果十分明顯，一般可達(dá)30%以上。

1.4 積極推廣使用新型光源

發(fā)光二極管(LED)被稱為“綠色光源”，白光LED理論發(fā)光光效可達(dá)2001m/W，目前實(shí)驗(yàn)室里已經(jīng)達(dá)到1001m/W，501m/W的產(chǎn)品已進(jìn)入市場，其較同等亮度的白熾燈耗電減少約80%，節(jié)能潛力巨大;隨著LED的迅速發(fā)展，發(fā)光光纖得以廣泛應(yīng)用，與LED光源結(jié)合，發(fā)光光纖現(xiàn)已在建筑物立面裝飾、室內(nèi)裝飾及水下裝飾廣泛使用;室外照明可選用太陽能燈具。

2 電動機(jī)節(jié)能設(shè)計

電動機(jī)在工程中的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛，其用電量亦占總用電量的大部分，在設(shè)計時選用優(yōu)質(zhì)高效的電動機(jī)是重要的節(jié)能措施。

2.1 選用高效率電動機(jī)

提高電動機(jī)的效率和功率因素，是減少電動機(jī)的電能損耗的主要途徑。與普通電動機(jī)相比，高效電動機(jī)的效率要高3%～6%，平均功率因數(shù)高7%～9%，總損耗減少20%～30%，因而具有較好的節(jié)電效果。所以在設(shè)計和技術(shù)改造中，應(yīng)選用Y\\YZ\\YZR等新系列高效率要高3%～6%，平均功率因數(shù)高7%～9%，總損耗減少20%～30%，因而具有較好的節(jié)電效果。所以在設(shè)計和技術(shù)改造中，應(yīng)選用Y\\YZ\\YZR等新系列高效率電動機(jī)，以節(jié)省電能。一般符合下列條件時可選用高效電機(jī):(1)每年連續(xù)運(yùn)行時間在3000h以上。(2)電機(jī)運(yùn)行時無頻繁啟停(最好是輕載啟動，如風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載)。(3)單機(jī)容量較大。

2.2 選用交流變頻調(diào)速裝置

推廣交流電機(jī)調(diào)速變電技術(shù)，是當(dāng)前我國節(jié)約電能的措施之一。采用變頻調(diào)速裝置，使電機(jī)在負(fù)載下降時，自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，從而與負(fù)載的變化相適應(yīng)，即提高了電機(jī)在輕載時的功率，達(dá)到節(jié)能的且目的。目前，用普通晶閘管\\GTR(大功率晶體管)\\GTO(門極可關(guān)斷開關(guān))\\IGBT(絕緣門雙極晶體管)等電力電子器件組成的靜止變頻器對異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速已廣泛應(yīng)用。

2.3 選用軟啟動器設(shè)備

比變頻器價格便宜的另一種節(jié)能措施是采用軟啟動器。軟啟動器設(shè)備是按啟動時間逐步調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角，以控制電壓的變化。由于電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)，因此啟動平穩(wěn)，啟動完畢，則全壓投入運(yùn)行。軟啟動器也可采用測速反饋、電壓負(fù)反饋或電流正反饋，利用反饋信息控制可控硅導(dǎo)通角，以達(dá)到轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化而變化。軟啟動器通常用在電機(jī)容量較大、又需要頻繁啟動的水泵設(shè)備中，以及附近用電設(shè)備對電壓的穩(wěn)定要求較高的場合。

3 變壓器的節(jié)能設(shè)計

減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按下式計算:

ΔP＝PO＋β2PK

式中ΔP為變壓器的有功損耗(KW);PO為變壓器的空載損耗(KW);PX為變壓器的短路損耗(KW);β為變壓器的負(fù)載率。

作為變壓器的空載損耗又稱鐵損，它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成，其值與鐵芯材料及制造工藝有關(guān)，與負(fù)荷大小無關(guān)，所以在選用變壓器時最好選擇節(jié)能型變壓器如S9、SL9、SC8等。它們采用優(yōu)質(zhì)冷軋取向矽鋼片，由于“取向”處理，使矽鋼片的磁疇方向接近一致，減少鐵芯渦流損耗，45度全斜度接縫結(jié)構(gòu)使接縫密合性好，減少了漏磁損耗。

PK是變壓器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗又稱變壓器線損，它取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小，并與負(fù)荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時應(yīng)選用阻值較小的繞組，如銅芯變壓器。β2PK用微分求它極值時，是在β＝50％時每千瓦的負(fù)荷，此時變壓器的能耗最小，但在β＝50％負(fù)載率時僅減少變壓器的線損，并未減少變壓器的鐵損，因此也不是最節(jié)能的。綜合初裝費(fèi)，變壓器、高低壓柜、土建投資及運(yùn)行費(fèi)用，又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔浚儔浩髯罱?jīng)濟(jì)節(jié)能運(yùn)行的負(fù)載率一般在75％～85％之間。

在選擇變壓器容量和臺數(shù)時，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，綜合考慮投資和年運(yùn)行費(fèi)用，對負(fù)荷合理分配，選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，使其工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。

4 結(jié)語

建筑電氣的節(jié)能設(shè)計發(fā)展?jié)摿艽蟆Ｈ魪默F(xiàn)在開始實(shí)施國家所要求的節(jié)能措施，據(jù)有關(guān)方面估算，到2020年所節(jié)約的能源將是十分可觀的，相當(dāng)于4～5個長江三峽電站的發(fā)電量，也就是相當(dāng)于國家每年可減少電力建設(shè)方面的大量投資。因此，建筑電氣設(shè)計工程技術(shù)人員應(yīng)在滿足功能需求的前提下拿出一套符合各種技術(shù)指標(biāo)、行之有效而又切實(shí)可行的節(jié)能措施。