試析節(jié)能原則在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要：現(xiàn)今，能源短缺已成為全球性的問題，節(jié)能降耗這個(gè)理念越來越深入人心，今年，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層建筑相繼崛地而起，導(dǎo)致電能能源消耗劇增，因此，在建筑電氣設(shè)計(jì)中貫徹節(jié)能原則是勢(shì)在必行的。

關(guān)鍵詞：能源；節(jié)能原則；建筑電氣設(shè)計(jì)；應(yīng)用

隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)能源的需求量越來越大，一直以來，人類都隨意地從大自然中榨取各種能源，時(shí)至今日，全球能源都面臨著短缺的問題，環(huán)境污染已經(jīng)令大自然嚴(yán)重失衡了，人類吃到了自己種下的惡果。但是在經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的今天，我們不可能完全不消耗能源，所以我們可以做到的只有盡量的節(jié)能降耗。我國(guó)面積大、人口眾多，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，自然是個(gè)能源消耗大國(guó)， 但相對(duì)的我們并不是一個(gè)能源大國(guó)。隨著人口城市化進(jìn)程的發(fā)展，越來越多的高層建筑崛地而起，導(dǎo)致建筑物的電能能源消耗劇增，也使建筑物的總耗電量在城市的總耗電量中所占的份額越來越大。實(shí)驗(yàn)證明，電氣節(jié)能是建筑物節(jié)能的有效辦法。因此，如何在建筑物中利用電氣設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能已經(jīng)成為現(xiàn)今一個(gè)急需解決的問題。本文分析建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的原則，對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)中如何有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗提出一些解決辦法。

一、建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

在進(jìn)行建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，既不能以犧牲建筑功能為代價(jià)，又不能胡亂在電氣節(jié)能設(shè)計(jì)上投資，這樣做的話就是盲目的為節(jié)能而節(jié)能了。建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)要滿足的原則有下列三個(gè)：

（一）以滿足建筑物的基本使用功能為前提

滿足建筑物的基本使用功能，簡(jiǎn)單來說就是能夠給建筑物中必要的電氣設(shè)備的運(yùn)行提供足夠的動(dòng)力，能夠提供給人們明亮舒適的工作和休息環(huán)境，滿足人們的基本需要。滿足這一點(diǎn)是實(shí)行建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的首要前提。

（二）以平衡經(jīng)濟(jì)效益為原則

電氣節(jié)能設(shè)計(jì)原本就是為了節(jié)省資源的，如果在得出合理的節(jié)能設(shè)計(jì)方案之前就盲目投入大量資金到節(jié)能工作上，造成公司收支失衡，這樣就得不償失了。我們應(yīng)該以平衡經(jīng)濟(jì)效益為原則，按照得出的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)方案實(shí)行，把一小部分資金投入進(jìn)去，如果收到明顯效果后，再把節(jié)能省下的資金繼續(xù)投入到電氣節(jié)能中，從而既能實(shí)現(xiàn)節(jié)能又能保持公司的收支平衡。

（三）以省去不需要的能量損耗為原則

不需要的能量損耗，就是指沒有實(shí)際作用，但一直在消耗著的能量損耗。而電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)對(duì)象就是這無意義的能量損耗。在確定省去某些能量損耗前，應(yīng)該先分清建筑內(nèi)什么是有用和無用的能耗，然后無用的可以省去，有用的則通過合理的電氣設(shè)計(jì)將其能耗盡量降低。

二、節(jié)能原則在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

1、選擇合適的供電電壓等級(jí)

輸電線路的電壓量與輸送的總?cè)萘亢途€路輸電的距離成正比。我們?cè)跒榻ㄖ妮旊娋€路選取供電電壓時(shí)，應(yīng)該根據(jù)輸電線路輸送的總?cè)萘?、線路輸電的距離與相關(guān)設(shè)備的實(shí)際情況等，通過進(jìn)行綜合全面的思考，選擇合適的供電電壓等級(jí)。避免因?yàn)檫x擇不合適的供電電壓造成不必要的能源消耗。

2、設(shè)計(jì)最短的供電線路

節(jié)省線路上的能耗主要是通過降低線路總電阻來實(shí)現(xiàn)的，電流在線路上流動(dòng)時(shí)肯定會(huì)消耗一定的能源，而線路電阻=電阻率×線路總長(zhǎng)度/線路橫截面積，但如果依靠選擇橫截面大的線路來降低電阻的話，不但投資巨大，而且收到的成效并不理想。因此，我們可以利用縮短供電線路的方法來達(dá)到目的，簡(jiǎn)單來說就是設(shè)計(jì)供電線路時(shí)應(yīng)該以多走直線、少走彎路為原則，因?yàn)橹本€距離是最短的。另外，還可以選取電阻率較小例如銅芯之類的導(dǎo)線作為節(jié)能的輔助。

3、選擇空載損耗低、節(jié)能型的變壓器

變壓器的功率損耗公式：△Po=Po+Pkβ2，△Po指變壓器的空載損耗，一般由變壓器鐵芯的渦流和漏磁損耗組成，Pk指變壓器的有載損耗，β指變壓器的負(fù)載率。而Po只會(huì)隨著鐵芯的硅鋼片的性能和鐵芯的制造水平而改變的。因此我們?cè)谶x擇變壓器時(shí)，首選是一些空載損耗低、節(jié)能型的變壓器，常見的有S9，SL9，SC8油浸型和干式等節(jié)能型的變壓器。除此之外，還可以選擇繞組阻值較小的變壓器， 例如銅芯變壓器等， 因?yàn)檫@類變壓器電阻較小，因此對(duì)電流損耗也相對(duì)小。

（二）空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

空調(diào)系統(tǒng)是建筑電氣能耗大戶，約占總能耗的30%～50%左右，所以空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)是建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的重中之重。要減少空調(diào)系統(tǒng)的能耗，主要是通過建筑結(jié)構(gòu)的方法實(shí)現(xiàn)。在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，建筑的外形盡量設(shè)計(jì)成圓形或者方形，這樣就可以有效地減少外表與太陽光的接觸面，同時(shí)在保證室內(nèi)有充足的陽光的條件下，要盡可能減小窗戶面積， 從而減低建筑的制冷負(fù)荷。另外，在建筑外墻選料上也可以選用一些特殊材料來降低墻壁的傳熱性， 減少外界的熱量傳導(dǎo)到室內(nèi)，從而增加空調(diào)系統(tǒng)的制冷負(fù)荷。當(dāng)然，我們可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)高空調(diào)的溫度來降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

（三）在建筑電氣設(shè)計(jì)過程中對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)

在建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)和暖通、管道等是連為一體，配套使用的，并且是由提供商一致提供的設(shè)備，因此要開展節(jié)能措施，只能是在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的時(shí)候進(jìn)行，這是節(jié)能降耗的可行方法，但是同時(shí)也需要盡量將電動(dòng)機(jī)空載以及輕載頻率降低。還應(yīng)該選擇合適的變頻調(diào)速器，這樣有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，從而能提高電動(dòng)機(jī)對(duì)負(fù)載變化的適應(yīng)能力。這種方法的應(yīng)用，有利于將電動(dòng)機(jī)輕載效率提高，從而達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目標(biāo)，但是其具有很大的缺陷，主要是價(jià)格比較高，因此在投入使用往往會(huì)受限于資金困難而無法推廣，因而，一般可以選擇軟啟動(dòng)器，其主要是依據(jù)時(shí)間變化來實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的調(diào)控，從而達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)，并使得電動(dòng)機(jī)能夠在全壓的情況下運(yùn)行。該設(shè)備的一個(gè)主要特點(diǎn)就是，它可以通過對(duì)測(cè)速、電壓負(fù)和電流正的反饋，并利用反饋信息對(duì)硅導(dǎo)通角進(jìn)行進(jìn)行控制，最終達(dá)到速度因負(fù)載變化而變化的效果。設(shè)備從啟動(dòng)到運(yùn)行的過程，電流的變化一般在3倍左右，這樣可以確保電壓波動(dòng)的最大值在允許范圍內(nèi)。另外，該設(shè)備的電壓調(diào)控是采用可控硅進(jìn)行的，因此，設(shè)備的對(duì)于散熱和通風(fēng)設(shè)施方面的要求較高。但是，設(shè)備的價(jià)格比變頻器要低一點(diǎn)，因?yàn)檫@樣的特點(diǎn)，該設(shè)備廣泛應(yīng)用到水泵系統(tǒng)中的大容量電動(dòng)控制設(shè)備當(dāng)中。

（四）建筑電氣照明的節(jié)能設(shè)計(jì)

1.自然光的應(yīng)用

基于環(huán)保節(jié)能的照明設(shè)計(jì)，應(yīng)該借助自然光且結(jié)合室內(nèi)照明進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，選擇太陽能燈具作為室外景光，可以借助自然光或能夠調(diào)節(jié)照度的燈具以分片分區(qū)自動(dòng)化控制的開停方式進(jìn)行設(shè)置，起到一定的節(jié)能降耗作用，這樣所獲得的照明節(jié)能效用也是非常突出的。

2.節(jié)能光源的選用

確保照明質(zhì)量的條件下，對(duì)徑直、管細(xì)、緊湊型熒光燈管進(jìn)行選擇，如果懸掛位置的要求較高，但照明要求一般的情況下可以對(duì)高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、鎮(zhèn)流高壓熒光汞燈進(jìn)行選用，而這些燈具費(fèi)用較低、視覺質(zhì)量較高，同樣具有節(jié)約能源的作用。

3. 改進(jìn)燈具的控制方式

與照明的特點(diǎn)相結(jié)合，依據(jù)分區(qū)控制對(duì)照明的開關(guān)點(diǎn)進(jìn)行增減，同時(shí)選取節(jié)能型裝置、開關(guān)?？头?、病房、臥室選用可調(diào)光開關(guān)，高級(jí)客房可選取節(jié)電鑰匙開關(guān)，公共照明、室外照明均采用聲控、光電控制開關(guān)，而過道、樓梯則可選用節(jié)能自動(dòng)熄滅開關(guān)。

結(jié)束語

總而言之，建筑電氣設(shè)計(jì)中環(huán)保節(jié)能的實(shí)踐是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在能源緊張的狀況下必須進(jìn)一步加快對(duì)環(huán)保性、節(jié)能性、適用性建筑設(shè)施進(jìn)行設(shè)置，且從各方面進(jìn)行考慮，促使這項(xiàng)工程的順利完成，以確保環(huán)保節(jié)能在建筑電氣設(shè)計(jì)中的充分實(shí)踐與應(yīng)用。建筑電氣節(jié)能所要考慮的不僅僅有節(jié)能損耗， 而是要在改變建筑功能的前提上， 通過提高設(shè)備使用效率和減少設(shè)備使用時(shí)間來實(shí)現(xiàn)節(jié)能損耗， 為了使我們更好地在建筑電氣設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)節(jié)能損耗，我們應(yīng)該在實(shí)際生活中鍥而不舍地積累經(jīng)驗(yàn)，然后研究出更有效的建筑電氣設(shè)計(jì)方法。

參考文獻(xiàn)：

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