關于建筑電氣節(jié)能設計措施的探討

張寧六

摘要：一直以來，建筑電氣耗能在整個建筑耗能中都占據(jù)著較大比率，加之降能減排成為了衡量建筑施工重要因素之一，因此探究建筑電氣的節(jié)能設計與管理措施成為重要課題之一。也只有應用合理的節(jié)能設計與管理措施，才能夠有效緩解能源供應和社會經(jīng)濟發(fā)展矛盾。本文以深圳市廣安工業(yè)區(qū)建筑為例，探究在建筑電氣施工中的節(jié)能設計措施，為相關人士提供參考依據(jù)。

關鍵詞：措施；節(jié)能管理；建筑電氣

中圖分類號：TU85 文獻標識碼：B 文章編號：1674-3954（2013）21-0288-02

1 前言

綠色環(huán)保、節(jié)約能源是我國的基礎國策之一，也是電氣設計管理者必須遵守的一個技術規(guī)范。研究專家對工業(yè)建筑耗能探究發(fā)現(xiàn)，空調(diào)用電占據(jù)了建筑用電大約10%，動力設備用電占用電大約70%，而給排水等各種設施占據(jù)了15%。從中可以看出，電氣設備耗能比較巨大，電氣節(jié)能決不能為能源過高的消耗投資，增加運行成本費用，應從三方面重點進行：①滿足建筑物的使用功能；②考慮投資成本和經(jīng)濟效益；③消除無謂消耗的能量，做好建筑電氣節(jié)能具備現(xiàn)實意義。

工業(yè)廠區(qū)的配電系統(tǒng)存在著低壓供電輔設大，用電設備分散，節(jié)假日與用電高峰期相差懸殊，動力用電量大等特點，如何在滿足使用動能的前提下，使工業(yè)區(qū)使用更加經(jīng)濟合理，節(jié)約能源是擺在設計和管理者面前的問題，本文從工程實例，對工業(yè)區(qū)的電氣節(jié)能進行分析探討。

2 工程實例

廣安工業(yè)廠區(qū)位于深圳市龍華占地面積13738.9m²，總建筑面積28710m²，其中廠房23242.03m²，由二棟六層廠房組成，一棟七層宿舍、建筑面積5467.97m²，而該廠區(qū)地開發(fā)條件比較復雜，場地三面有較大的地勢落差，因該工程施工量比較大，因此需要采取合理設計建筑電氣節(jié)能管理措施。

3 結合實例設計建筑電氣節(jié)能措施

對于建筑電氣節(jié)能措施涉及到各個方面，并不是單一因素，本文結合該工程實例對節(jié)能計劃措施進行闡述。

3.1 選擇供電方案

（1）選擇電源；在選擇電源上必須要從傳輸效率、供電能力以及熱穩(wěn)定性等各個方面進行綜合考慮，本案例中選用了10kV電壓等級進行供電。這種電壓機相對于低電壓而言具有較大優(yōu)勢就是降低了線損，同時也便于外部中壓環(huán)網(wǎng)供電的實現(xiàn)，有利于提升用戶端的電壓質(zhì)量。因此，10kV電壓級供電屬于兼顧現(xiàn)在與未來之優(yōu)化選擇。

確保供電基本上都要依靠外部的供電網(wǎng)絡來確保，大中城市中基本上都使用中壓環(huán)網(wǎng)供電，通過這種供電方式確保供電的經(jīng)濟性、可靠性及短時間內(nèi)對城市舊電網(wǎng)的改造。伴隨著計算機設備及信息高速推進，給電能質(zhì)量與可靠性提出較高要求，因此應用雙線雙環(huán)網(wǎng)供電是發(fā)展所需。但是目前應用雙線環(huán)網(wǎng)供電條件下，其內(nèi)部網(wǎng)絡依然應用單母線分段帶母聯(lián)開關互投配電方式，這種方式具備可靠性高、切換方便、經(jīng)濟及故障影響范圍較小等各種優(yōu)勢，還便于整定繼電保護，將這套系統(tǒng)應用到安全性能完備雙路電源的自動互投裝置中，就會體現(xiàn)出供電性能的優(yōu)越性。所以為了實現(xiàn)電氣節(jié)能，本工程案例就供電電源上選用了雙回路供電，雙回路是從附近變電站各個母線段引出，鋪設線路上應用了直埋電纜方式，其供電電壓的等級選用10kV。

（2）電壓配電系統(tǒng)；本案例中低壓配電系統(tǒng)主要選用了放射式為主，其他的形式作為輔助，從溝內(nèi)將聚氯乙烯電纜鋪設至各個高低壓用電點。而單體建筑中采用了樹干式與輻射式有機結合供電系統(tǒng)，而變電所到建筑單體主干線都使用了沿地溝鋪設電纜或者直接埋地，當然也可以應用穿管埋地鋪設。建筑單體中配電箱間都采用穿鋼管鋪設。

（3）消防及各種二級負荷供電；所有的消防以及應急與誘導照明所用電都依照二級用電的負荷供電，確保了用電可靠性，而這些用電設備都使用了雙電源末端切換莫斯進行供電，從兩個不同的變電所低壓母線引出電源。

（4）通過類比確定小區(qū)內(nèi)裝機容量；案例中的各棟廠房和宿舍都已經(jīng)確定了使用功能，同時也明確了單位工程建筑面積，設備用電容量及宿舍的住宿人數(shù)，因此為了確保電氣節(jié)能就用類比法確定裝機容量。在設計前筆者就做了調(diào)查研究，先后征求了使用廠房和各車間人員的電用量采集，初步對廠房宿舍等建筑運行負荷，最低運行負荷及最高運行負荷等各種技術數(shù)據(jù)，并登記好。對該案例工程原電氣工程的施工圖紙設計裝機容量進行比較，最終將裝機容量確定為2000kVA。工程總用電負荷設計為2000kVA，依據(jù)變配電室供電線路、供電質(zhì)量、供電負荷等各種技術要求，該工業(yè)區(qū)擬建一處10kV的總開關站，因要考慮節(jié)能，變壓器都選用了S11系列產(chǎn)品。

（5）優(yōu)化變壓器運行方式；對變壓器運行方式進行優(yōu)化就是要合理分配負荷，同時還要合理選擇容量和電力負荷，讓變壓器盡可能在高效低耗區(qū)工作。同時也要考慮到非線性用電設備的控制要產(chǎn)生高次諧波，減小了高次諧波值，降低了電動機、變壓器及線路等各種損耗，降低變壓器運行環(huán)境溫度，讓三相負荷平衡，要選擇合適的變壓器型號。

3.2 電動機節(jié)能設計措施

建筑中所用電動機大都是設備配套所提供，選型以及招標上都要選擇高效節(jié)能產(chǎn)品，用于實現(xiàn)電氣節(jié)能目的。

（1）水泵系統(tǒng)；水泵大體上氛圍渦流式、離心式及軸流式，工作時所用特性曲線的描述參量問關系比較直觀，水泵流量Q和電機軸功率P間存在一定關系，和風機相同，使用變頻調(diào)速，只要略微改變了轉速，那么軸功率就發(fā)生較大變化。在一般情況下，水泵工作時揚程越小，轉速和軸功率關系就比較靠近P=Dn3，就越為體現(xiàn)出節(jié)電效果。特別是水泵的功率比較大流量大，必然在揚程要求較低場合具備優(yōu)越的節(jié)能。一旦轉速n降低了小幅度，軸功率P且產(chǎn)生一個大幅度降低。而多臺泵所構成組合具有較好控制效果。變頻恒壓供水所用控制方式比較多，例如單臺變頻器對單臺水泵控制，或單臺控制多臺。單臺控制單臺常常使用在水量一般，供水要求可靠性低、供水壓力穩(wěn)定及有單獨供水系統(tǒng)建筑物中。其控制電路如圖1所示。

從圖1中可以看出來，水泵電機主要是變頻器提供電源，依據(jù)調(diào)節(jié)用水量的輸出功率，進而調(diào)節(jié)水泵轉速，不但滿足了用水量，還節(jié)約能耗。一旦將3km斷開就接通了2km，那么就轉化成工頻供電，確保了水泵正常運轉。為了實現(xiàn)節(jié)能，本工程就在某個系部建立了給水泵站，而系部室外的消防給水以及三層之下生活用水均由市政直接給水。水泵房中的給水系統(tǒng)劃分成自動噴淋給水系統(tǒng)、室內(nèi)消防給水系統(tǒng)及生活用水給水系統(tǒng)。

3.3 建筑電氣照明的節(jié)能設計

（1）計算照明光源的標準；在建筑中電氣照明分為了正常照明、值班照明以及應急照明，而應急照明燈以及疏散指示燈基本上都一個用自帶的鎳鉻電池供電，應急照明時間不能夠低于30min，而燈具要設置玻璃或者其他不燃燒的材料制成的保護罩，值班照明也屬于應急照明中一部分。

（2）選擇照明方案；選用項目照度上要依據(jù)相關標準作為基礎，同時也要以國外高標準作為參考。依照國家的節(jié)能要求，除了具備特殊裝飾要求，對于照明光源上都選用低耗、高效節(jié)能型的日光燈與高效的金屬鹵化物燈。

對于工業(yè)區(qū)廠房而言，主要是以熒光燈作為主體，對于廠房前室、宿舍大堂、圍墻、廠房外墻屋頂?shù)雀鱾€地方可以適當加上一些裝飾性的燈飾，進而達到美觀大方、環(huán)境舒適的目的。

室外照明：道路兩側要設置一些太陽能路燈實現(xiàn)照明，而室外其它建筑物及屋頂設置一些投光燈。光源上選用一些顯色性高混合照明或者選用熒光燈。而建筑照明節(jié)能上主要包含了鎮(zhèn)流電器、光源潛力及傳感監(jiān)控器潛力運行管理潛力以及燈具潛力等等。要降低照明的電耗，就應當提升照明率及使用一些高效燈具，降低開燈時間，確保適當照度，盡可能應用局部照明等，才能實現(xiàn)電氣節(jié)能。

（3）選擇合適控制方式：①增強燈具的光通維持率，在施工中要考慮燈具漫射面、反射面、保護罩及格柵材料與表面，例如涂上二氧化硅保護膜，而反射器應用真空鍍鋁技術。事實上在燈具反射面應用蒸鍍銀反射面，將常用產(chǎn)品燈具效率從59%提升到了72%。②選用節(jié)能光源啟動設備；選用CD2系統(tǒng)的電子鎮(zhèn)流器實現(xiàn)環(huán)境保護，這種鎮(zhèn)流器和同類型的電子鎮(zhèn)流器比較具備功率因數(shù)高、流明系數(shù)高、電流諧波低等各種優(yōu)勢，具備較好節(jié)能效益。

4 結束語

總之，建筑電氣節(jié)能的設計潛力較大，必須要精心考慮各種設計方案，盡可能選用高效節(jié)能設備，使用先進設計技術，依照節(jié)能標準設計出合理措施。只有這樣才能夠給人們提供一個舒適、健康及安全的工作、居住與生活空間，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約能源的目的。

參考文獻

[1]楊彤，現(xiàn)代電氣節(jié)能設計[J]，電氣應用，2009（10）

[2]李宏毅，金晶，編著，建筑工程電氣節(jié)能[M]，北京：中國電力出版社，2007

[3]羅建華，建筑電氣設計中的節(jié)能措施[J]，建筑與設計，2010（16）

[4]陳芳，淺談建筑電氣節(jié)能設計[J]，建筑科學，2008（03）