建筑電氣節能的主要技術措施探究

劉 靜

(山西省建筑設計研究院，山西太原 030013)

在當今時代，采取節能減排的措施，是對我國經濟以及社會發展的一種創新和有效途徑，隨著全球資源的緊缺越來越嚴峻，環境承載力越來越受到限制，需要追隨時代的潮流，順應其發展的規律，采取相關的措施來對用電進行限制，優化電氣的能耗設計，以最大程度降低電能的消耗，促進社會、生態以及人的可持續發展。

1 從優化建筑中燈光的選擇進行節能

隨著科技的進步，燈具方面的節能主要體現在能源的高效率運用上。高壓鈉燈和金鹵燈在光效、顯色指數以及色溫的優越條件下已經取代了傳統的高壓汞燈。高壓鈉燈具有110 lm/W的光效，色溫為200開，顯色指數為30;金鹵燈的光效稍低，其色溫為500開，顯色指數為65。并且鈉燈具有較強的透霧性，所以在相同功率條件下，相比于高壓鈉燈，金鹵燈光自身具備的能量會低出40%;在相同的照度要求下，高壓鈉燈就比金鹵燈優越很多了，所以在道路照明設計中首選鈉燈。在選用光源的時候，根據電光源使用的壽命、調光的性能以及點燃的特征、顯色指數多種因素進行綜合選擇，合理選擇高效、節能的光源，這樣有利于光源的最優利用。在城市以及農村的一些照明設施上，需要根據實際需求，采用新型節能光源和設備，如采用金鹵燈以及電子節能燈、高壓鈉燈等。在挑選節能燈具的時候，需要盡量選擇高效率的燈具，這樣才能達到最佳的節能效果。在我國規范中表明，室內的燈具效率應在50%或者70%以上。在不同類型的燈具當中，效率最高的燈具是直接型的燈具，而效率最低的燈具則是帶有保護罩或者是帶有格柵的，所以應該盡量選擇直接型的。在其他設計用途中，盡量使用控光合理，具有較高光利用系數以及光通量的電氣設備，例如空調照明聯合的燈具，這樣也能節約出能量。

2 從降低建筑中變壓器的損耗進行節能

在選擇變壓器的時候，應該盡量選擇跟負荷中心比較靠近的，這樣能夠大大縮短供電的距離，如果建筑物每一層的面積在10 000 m2，則變配電所的數目至少是兩個，這樣能降低干線總長。對于一些較高的建筑物，在設計低壓的配電室時，應該盡量在豎井的地方設置，這樣能夠防止出現電能從支線向干線倒送的情況發生。根據能量守恒定律，在電壓的轉變過程由于自身材料，鐵和銅能量的消耗從而產生了各種能量耗損，鐵的損耗主要體現在漏磁以及渦流耗損上;銅損主要體現在變壓器繞組中電阻的大小以及在這些繞組運行時，其遍布的電流量。因此，在選擇的時候，應該選擇具有節能效果的變壓器，這樣可以最大程度降低鐵損。而為了降低銅損，應該選用具有較小阻值繞組。我們需要選擇內部設計較先進的變壓器，有利于減少在變壓過程的耗損，同時也需要選擇容量適當的變壓器，這樣能減少能源的浪費。從放電光源的啟動設備選擇上來說，熒光燈的電感鎮流器所消耗的功率是額定功率的20%，而氣體的放電燈相應的鎮流器則為額定功率的15%左右，因此，跟電感鎮流器比較，電子鎮流器具有的節能效應更高，同時，電子鎮流器在功率消耗上也大大降低，具有顯著的節能效果。所以在選擇氣體放電光源的啟動設備的時候，一般可以考慮這種鎮流器。

3 從建筑中電氣線路設計的優化來進行節能

根據焦耳定律Q=I^2×Rt，在照明電路中只要有電流通過，就必定會產生一定的耗損，并且在用電期功率恒定的情況下，電壓U不變，電流也是一定的，所以要從電阻R上進行改良，首先，可以采用電阻值相對來說比較小的銅材料，這樣從源頭上降低了阻值;其次，減少導線的總長度，盡可能選擇直線型的線路，這樣有利于導線長度的減少，同時，線路要直，最大程度減少回頭線，以降低由于來回線而產生的電能的損耗;最后，從導線的截面設置上進行優化。對于線路較長的，在滿足熱穩定、流量以及電壓損耗等的基本截面設計上，可以增加更高一級的導線截面，這樣大大降低了能耗，通常來說，如果導線的截面在70 mm2以下，并且線路總長在100 m以上的，設置多一級的導線截面是比較科學的。

4 從建筑電氣功率的優化來進行節能

在建筑照明系統中的大部分用電器中安裝的一些零部件是電感元件或熱感元件，在工作的過程中會產生很多無用功率，白白浪費了能源，我們可以采用提高設備功率因素的方法來降低其耗損，例如可以采用電子鎮流器、補償電容器、集中電容補償器等對用電產品進行協助補償，有利于進一步減少損耗。同時，需要合理選擇電動機的功率，從電動機的運行上來省能源，根據需要選擇合理荷載的運行效率，減少能源的耗損和浪費，最大程度防止空載、輕載現象的出現。在控制系統中可以采用智能的控制方法，例如，可以根據實際需求，由程序來對啟動及運行等進行控制，并隨時調整負載，也可以通過對水管、風管等末端執行器的調整，來控制其他的動力系統。還能利用可編程的控制器，來進行控制。

5 加強對太陽能的利用

太陽能是無處不在的清潔能源。太陽能技術利用太陽能光伏發電系統將入射的太陽輻射能直接轉換為電能，提供給用電負荷。太陽能技術的開發利用可節省資源，減少廢氣排放，減少對地球資源的使用和破壞，保護地球環境。科學合理地利用太陽能在節能、環保等方面具有重大的意義。太陽能屬于可再生能源，其優點是減少污染、保護生態環境。

6 在設計中考慮人性化因素

首先，采用智能照明系統監視和控制整個建筑的燈光、遮陽，同時可以看到各區域、各房間的實際溫度，并通過調節空調系統調節各房間的溫度，通過定時則可對定時上下班場所的燈光、空調、窗簾等進行定時控制。所有這些措施都可以達到節能的目的，從而有效地降低建筑電氣能耗。其次，從人機學的角度分析，選取最適合的照度標準，從不同工作面的照度標準中選擇不同的照度值，并且根據個人的作業活動范圍以及視覺上的舒適性為準，選擇最佳照明方式;最后，需要從建筑物的形狀以及結構方面入手，加強對自然光的充分利用，采用色調合理的裝修，例如白色等可以提高光反射系數，從而達到對自然光利用率的提高。節能設計還體現在很多地方，例如，在阿爾派思路住宅設計中，在選擇采光管的時候，其采用了內部具有鏡面材料的采光管，這樣可以對自然光進行反射，同時將其引入到綠色智能建筑室內。又如，可以加強光導照明系統的應用，該材料是一種新型照明材料，其采用能夠實現對自然光線采集的采光罩，來重新分配自然光線，而導光管由于特殊制作，能夠利用其系統下設置的漫射設備，根據實際需要，均勻地分配自然光線，從而創造出獨特的照明效果。該系統和以往的照明設備比較，能真正實現節能效應，是一種綠色環保的照明途徑。

7 結語

本文對建筑中的各種電氣節能技術進行了研究，主要從燈具選擇、變壓器的控制、線路設計以及功率選擇等幾個方面進行闡述，也從太陽能利用和人性化設計等幾個方面展開論述，為新時期我國建筑電氣的節能技術提供依據。

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［3］朱 琪.“低碳”與室內居住空間的調和關系——道德設計與審美設計相協調的空間［J］.大眾文藝，2010(11):21-22.