基于節能視角的供配電系統設計

楊帆

摘要：隨著人們對能源認識，節能已經成為了建筑供配電系統設計的重點。本文在結合了前人研究結果的基礎之上結合了本人的工作經驗從輸送環節的技能設計，耗電環節的節能設計以及清潔能源的利用方面提出自己的見解。希望為今后建筑節能供配電系統提供一定的理論支持。

關鍵詞：建筑；供配電；節能

一、輸送環節的節能設計

供配電系統由于屬于電業局統一配送環節，筆者所屬單位不具備獨立供配電能力與要求。同時，獨立的供電系統由于成本較高不符合節約成本的要求。因此與宏觀建筑供配電系統的需別在于無法利用傳統的提壓手段對電能損耗做進一步處理，退而選擇合理的供電設備與建筑內的傳輸途徑來達到減少電能的無效損耗的目的。

此外，對于大樓的用電保障方面，輸送環節也起到了決定性作用。在電力的輸送方面主要存在高保險性、高安全性、高效性、節能性等諸多要求。縱觀目前的輸送手法主要有兩種連接方式。

如圖1與圖2的兩種連接方式是目前在保障建筑合理供電的前提下所被廣泛使用的連接方式。連接方式的特點是由專線對建筑進行供電并結合穩壓設備與后備供電系統而構成的。其中圖2系統為獨立發電機組提供專有線路。從節能的角度出發，第二種的連接方式采用公用線路的模式進行，具有明顯的優勢。一方面是由于雙線路的供電設計保障了建筑內的供電安全，另一方面是備用電源與主電源之間的自由零差別的轉換，保障了清潔能源的平緩接入。為后續清潔能源的架設與利用提供了輸線基礎。

二、耗電環節的節能設計

建筑的常駐耗能環節主要存在與照明系統、空調系統、設備待機系統等三個方面。

2.1 照明系統的節能設計

根據國際節能減排的總體目標規劃，在耗電環節采用清潔能源對不可再生資源的替代以及利用自然條件與合理的電力使用方式對大樓照明體系的能耗進行有效的降低是建筑照明系統節能設計的總體規劃與原則。具體的實施方案分為兩個部分，一部分為合理的利用自然光源對建筑內部進行采光，進而降低正常環境下的電力消耗。在建筑的設計過程中注意對自然光源的采集，并在建筑內部的天窗設計設計基于光敏理論的調節系統。充分利用白天的自然光源，并在采光較好的室外設計太陽能采集板，在白天的自然光源下用作建筑內的電能補償，完成太陽能的轉移工作。另一方面，在建筑內采用合理的照明方式進而避免不必要的光能損耗。具體做法如下：

（1）采用光敏與聲控開關進行光能補償調節，根據我國室內光強要求的規定，室內的合理辦公光源照度為500Lux，走廊等活動光源照度為200Lux。在光敏開關的配合下，當照度達到室內光照要求時變停止對照明設備的供電。在指標低于照度要求時恢復供電。

（2）對于洗手間、樓梯等人流量較小并且不需要長時間提供照明的地點采用定時開關或者聲敏開關等方式做到人來燈亮，人走等熄等方式來降低照明設備的使用時間，進而達到合理供電的目的。

2.2 通風、空調系統

空調與通風體系采用太陽能調節體系與單通性玻璃體系作為室內溫度的基本調節手段，降低了由于空調系統而造成的能耗。具體實施如下：

一方面，太陽能發電以及太陽能制冷技術較為成熟。在上個實際九十年代我國已經有了成型的太陽能制冷設備。設備的主體以溴化銀的見光分解吸收大量熱量為主要原理對室內進行降溫。而太陽能發電技術出現的更早。目前已經可以進行工業化生產，為可行性提供了技術保障。

另一方面，太陽能制冷技術安裝以及原料成本較低。有研究表明安裝24小時供電空調系統220V當量的太陽能電池板所需要的面積為120平方米，成本造假為30萬元。完全符合建筑節能的要求。

玻璃建筑節能技術在可行方面具有較高的可實現性。主要表現在玻璃建筑節能技術在技術以及科學成果方面完全可行。普通玻璃的熱傳導是不具備指向性與方向性的。但是，在普通玻璃的基礎上加入反射鍍膜可以限制光反射的方向進而使得玻璃變成單透性的特殊傳熱體。同時針對大樓玻璃幕墻的施工建設理論與實踐也相對完善。在實際的操作過程中采用陽面單透性玻璃的安裝能夠有效的調節建筑內的溫度。具體表現為在需要提高溫度時采用內向反光的玻璃，使得外部的陽光所攜帶的熱能進入建筑而室內的熱量通過反射無法散逸，進而達到了提高室內溫度的目的。反之，則僅需要將玻璃反轉，這在建筑設計上并不算是難題。而使得外向反光的玻璃，能夠達到降低室內溫度的目的。

2.3 設備待機系統

將大樓的供電系統進行區域劃分，對于需要二十四小時通宵供電的區域進行集體劃分，設計獨立的供電系統，而對于不需要二十四小時全程供電的區域可以采用集約化管理模式，按照使用實踐進行供電處理，而對于非供電施加則可以選擇拉閘的方式來降低區域內的待機設備造成的能源浪費。

有研究表明在電氣待機的過程中所產生了不小的能耗，此部分能耗主要用來進行設備的發熱與發光。不僅對能源造成了一定程度的浪費，還對于設備有不小的損傷。以電腦顯示器的待機電功率為例5W，全大樓折合擁有1000太電腦，則晚9點到早8點總計11小時，浪費電能55度。因此，對于全樓采用拉閘斷電的方式來降低設備待機所造成的能源浪費是可行并有效的。但是，在執行的同時需要對特殊供電體系進行獨立的供電，比如大樓的通風系統、消防系統、安保系統等等。

三、清潔能源的合理利用

在大樓內部不斷完善清潔能源的開發與利用進而完成大樓節能的供電體系的構建。比如前文提到的太陽能與單通道玻璃系統的室內空氣調節系統之外，還可以利用大樓的高空資源對建筑的側面墻體采用太陽能鋪設的建設，或者在大樓頂部安裝風能發電裝置或者綠色植物裝置等，一方面能夠補貼由于節能而造成的大樓能源的缺失。另一方面是通過清潔能源的利用提升建筑的品味。

四、總結

本文分別從輸送環節的節能設計、耗電環節的節能設計、清潔能源的合理利用等三個環節討論了基于節能視角的建筑供配電系統的設計，希望為今后的施工與設計過程中提供理論基礎與實踐指導。

參考文獻

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