關(guān)于建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能的探討

（廣東鴻宇建筑與工程設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司，廣東 東莞 523000）

關(guān)于建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能的探討

程國(guó)平

（廣東鴻宇建筑與工程設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司，廣東 東莞 523000）

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定的階段，國(guó)家越來(lái)越重視環(huán)保、節(jié)能減排問(wèn)題，現(xiàn)在不再唯GDP論成敗?！肮?jié)能減排”列入了我國(guó)“十一五”規(guī)劃綱要。建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)是建立和諧社會(huì)的必然選擇。電能作為日常生活、生產(chǎn)中的重要能源，節(jié)約空間巨大。

；環(huán)保；節(jié)能；變電所

本人作為一名建筑電氣設(shè)計(jì)師，在工作崗位中，也要響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召，作一點(diǎn)自己的貢獻(xiàn)。為此根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)歷，對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能方面作一點(diǎn)總結(jié)，跟各位電氣設(shè)計(jì)同行交流。

一、變電所的設(shè)計(jì)中的節(jié)能

1 變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心、變電所供電半徑。有人覺(jué)得把變電所半徑放大一些，可以減少變電所的數(shù)量，好像更省一點(diǎn)。而實(shí)際變電所數(shù)量減少但設(shè)備基本不會(huì)減少（計(jì)算負(fù)荷是一定的，變壓器和低壓屏總數(shù)不變，只是高壓進(jìn)出線柜略有減少），但會(huì)增加低壓電纜的長(zhǎng)度，造價(jià)增加，電纜壓降會(huì)增加，損耗增加，運(yùn)行費(fèi)用相應(yīng)也增加。

2 變電所布置應(yīng)盡量緊湊，在滿足規(guī)范的情況下，少占建筑面積，特別是占車(chē)位等有效面積。這就能為業(yè)主節(jié)省土建成本。

3 負(fù)荷計(jì)算應(yīng)盡量合理準(zhǔn)確，適當(dāng)留有裕量；如果計(jì)算小了，電纜設(shè)備發(fā)熱，不安全也不舒適，線路壓降增大，損耗增大。運(yùn)行費(fèi)增大。如果計(jì)算大了，設(shè)備和電纜投資都將增大，變壓器負(fù)載系數(shù)低，變壓器損耗也增大，固定投資和運(yùn)行費(fèi)用都增大了。

4 變電所設(shè)備應(yīng)盡量布置合理，高壓配電房、變壓器房、低壓配電房、發(fā)電機(jī)房的高低壓電纜、母線布置應(yīng)順序布置，減少交叉，合理減小電纜及母線的長(zhǎng)度能既減少損耗（運(yùn)行費(fèi)用）又能減少固定投資費(fèi)用。

5 功率補(bǔ)償。為了減少因無(wú)功功率的傳輸引起線路的有功損耗，宜在變配電房設(shè)電容器租集中補(bǔ)償，并根據(jù)負(fù)荷容量的波動(dòng)自動(dòng)投切。末端設(shè)備也盡量選用功率因數(shù)較高的產(chǎn)品，容量較大的設(shè)備可以考慮單獨(dú)就地補(bǔ)償，以減少線路損耗。

二、變壓器節(jié)能

變壓器的損耗包括有功損耗（銅損）和無(wú)功損耗（鐵損），當(dāng)兩者相等時(shí)，變壓器的損失率達(dá)到最低，由此計(jì)算出的有功經(jīng)濟(jì)負(fù)載系數(shù)約為0.5～0.6，在設(shè)計(jì)工作中，考慮到我們的計(jì)算負(fù)荷是按需要負(fù)荷（即半小時(shí)最大負(fù)荷）來(lái)計(jì)算，放在一天24小時(shí)里，可能只有少部分時(shí)間變壓器的負(fù)載系數(shù)在0.5～0.6，大部分時(shí)間是低于這個(gè)值的。直接用來(lái)計(jì)算變壓器容量就太保守了，損失率較大。負(fù)載系數(shù)取0.7～0.8就比較就既節(jié)能利用率也較高。

在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免選擇單臺(tái)變壓器，選兩臺(tái)或以上變壓器，可以在用電低谷時(shí)關(guān)停一臺(tái)或幾臺(tái)，而且供電可靠性也可以提高。或者選擇單臺(tái)調(diào)容變壓器也能實(shí)現(xiàn)一樣的節(jié)能效果。

變壓器類型的選擇對(duì)節(jié)能也有重要的意義。應(yīng)優(yōu)先選用低能耗的變壓器，比如可以選用新S9系列、S11卷鐵芯系列低損耗變壓器。

三、開(kāi)關(guān)及電纜設(shè)計(jì)

負(fù)荷計(jì)算應(yīng)準(zhǔn)確，根據(jù)計(jì)算電流選開(kāi)關(guān)時(shí)不要留過(guò)大的裕量。有的設(shè)計(jì)人員在上一級(jí)電箱的出線開(kāi)關(guān)比下級(jí)電箱的進(jìn)線開(kāi)關(guān)大一級(jí)，相應(yīng)電纜截面就增大。這種情況如果上級(jí)開(kāi)關(guān)用斷路器，下級(jí)開(kāi)關(guān)用負(fù)荷開(kāi)關(guān)，整定電流取同一級(jí)，就可以不用加大電纜，節(jié)省固定投資費(fèi)用。

四、電機(jī)節(jié)能

1 選用高效電機(jī)。風(fēng)機(jī)水泵均選擇國(guó)家公布推薦的節(jié)能產(chǎn)品，不用淘汰的高能耗、落后的產(chǎn)品。

2 電機(jī)的控制。（1）選用雙速風(fēng)機(jī)、水泵，可以在不同工況下運(yùn)行，節(jié)省電能。（2）合理選擇調(diào)速方式。常見(jiàn)的交流調(diào)速方式有調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速、變級(jí)調(diào)速、變頻調(diào)速。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速的技術(shù)越來(lái)也成熟，成本已慢慢降低，這種高效調(diào)速技術(shù)運(yùn)用越來(lái)越廣泛。（3）控制方式的運(yùn)用。聽(tīng)一個(gè)業(yè)主講了這樣一個(gè)例子，有個(gè)項(xiàng)目的地下室電房送排風(fēng)系統(tǒng)，按規(guī)范通風(fēng)專業(yè)設(shè)計(jì)了消防和平時(shí)兼用的送排風(fēng)機(jī)各一臺(tái)，功率分別為3kW、4kW。但是甲方反映電房溫度很高但基本都不開(kāi)這套風(fēng)機(jī)，原因是運(yùn)行費(fèi)用太高。如果全開(kāi)每月開(kāi)銷(xiāo)要約4500元（7×24×0.9×30）。這樣開(kāi)風(fēng)機(jī)太耗電，不開(kāi)又電房溫度又太高。后來(lái)甲方要求設(shè)計(jì)在各房間往走道或車(chē)庫(kù)的外墻上各加了臺(tái)小功率軸流風(fēng)機(jī)和防火閥，總功率一千多瓦。這樣電費(fèi)降了很多，但夏天用電高峰時(shí)，電房溫度依然偏高。而且熱量轉(zhuǎn)到走道和車(chē)庫(kù)也影響了車(chē)庫(kù)的環(huán)境。其實(shí)設(shè)計(jì)時(shí)只需在原來(lái)的送排風(fēng)系統(tǒng)控制箱中加上溫控器，在電房中設(shè)置溫度傳感器，溫度超過(guò)規(guī)定值時(shí)風(fēng)機(jī)開(kāi)啟，溫度降到一定值時(shí)關(guān)閉。這樣在基本不增加成本的情況下解決了能耗高的問(wèn)題，而且能滿足用電高峰時(shí)的溫度要求。

五、照明節(jié)能

1 照明方式。照明方式分為一般照明、分區(qū)一般照明、局部照明和混合照明。應(yīng)根據(jù)不同的場(chǎng)合選擇不同的照明方式。比如有的場(chǎng)所其工作面對(duì)照度很大但密度很小，只通過(guò)一般照明來(lái)滿足其照度要求，會(huì)固定投入很大，且耗能太大，如果用混合照明就能既滿足局部照度要求，又經(jīng)濟(jì)節(jié)能。

2 照度設(shè)計(jì)合理。照明規(guī)范中要求各類場(chǎng)所和房間的維持平均照度不低于其規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)值。有的工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中，就認(rèn)為只要不低于規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)值就行，就把照度設(shè)計(jì)比標(biāo)準(zhǔn)值高很多。特別是有些豪華場(chǎng)所，業(yè)主也片面要求加大照度。這樣既不節(jié)能視覺(jué)也不舒適。有些場(chǎng)所在規(guī)范中沒(méi)有列出，可以選擇規(guī)范中列出相類似的就可以滿足要求，一般設(shè)計(jì)不超出規(guī)范規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值的10%。

3 光源的選擇。應(yīng)選擇光源效率高、顯色性好、使用壽命長(zhǎng)的燈具。比如稀土三基色熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈、LED燈等都是節(jié)能型高效光源。盡量避免選擇白熾燈等低效光源。

4 燈具電器附件的選擇。鎮(zhèn)流器應(yīng)選擇節(jié)能電感型或電子鎮(zhèn)流器。不應(yīng)選擇功耗大的電感鎮(zhèn)流器。氣體放電燈配有容量較大電感鎮(zhèn)流器時(shí)，需增加電容器補(bǔ)償，以滿足設(shè)計(jì)的功率因數(shù)要求。

5 燈具回路的布置及控制方式。每個(gè)回路燈具的數(shù)量不光是滿足規(guī)范要求。應(yīng)根據(jù)不同場(chǎng)所、不同功能分開(kāi)。大面積房間或場(chǎng)所燈具布置，相鄰的燈具宜分布不同回路，可以做到均勻的開(kāi)1/2或1/3燈具。比如靠外窗的燈具宜選擇獨(dú)立的回路，在室外光線滿足的情況下關(guān)閉。樓梯間、前室等公共場(chǎng)所可以選擇紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)或聲光控開(kāi)關(guān)控制。路燈景觀燈回路宜設(shè)置時(shí)間控制并設(shè)置平時(shí)模式和節(jié)假日模式，以達(dá)到節(jié)省電能的目的。

6 對(duì)太陽(yáng)能豐富的區(qū)域，可以在適當(dāng)?shù)膮^(qū)域設(shè)置光伏太陽(yáng)能電池板，供應(yīng)部分建筑內(nèi)的公共區(qū)域照明。

7 光導(dǎo)照明，可以完全不用電源和電纜，將室外陽(yáng)光通過(guò)反射、折射的光學(xué)原理引入室內(nèi)，替代部分傳統(tǒng)燈具。

六、配電設(shè)計(jì)中計(jì)量表的設(shè)置

一般住宅、商業(yè)供電部門(mén)都要求一戶一表。在一些公共用電方面，比如住宅小區(qū)的公共用電，很多情況下是設(shè)置獨(dú)立的變壓器，只設(shè)置了總計(jì)量，供電部門(mén)按總計(jì)量表收總電費(fèi)。從物業(yè)公司管理的角度來(lái)講，需要設(shè)置的更細(xì)致一些，比如各棟公共照明、電梯、風(fēng)機(jī)、水泵等。設(shè)置這些計(jì)量表的目的在于物業(yè)管理公司統(tǒng)計(jì)各棟各設(shè)備耗電情況，作為采用節(jié)能管理措施的參考，以提高管理水平。

七、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

對(duì)于大體量、超高層、綜合體建筑，內(nèi)部有大量的電氣設(shè)備。這些設(shè)備數(shù)量多，成百上千，分散在各個(gè)角落。如果靠人工分散管理工作量難以想象。建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)采集、計(jì)量各設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析處理，并自動(dòng)控制、監(jiān)視、測(cè)量。通過(guò)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，管理軟件具備自學(xué)習(xí)功能?？梢约皶r(shí)掌握各電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和能量變化情況，能大量節(jié)省人力、物力和能源。

結(jié)語(yǔ)

以上為本人在建筑電氣節(jié)能方面的幾點(diǎn)總結(jié)，以供各位同仁交流和指正。

[1] GB 50034-2013，建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 任元會(huì).注冊(cè)電氣工程師執(zhí)業(yè)資格考試專業(yè)考試復(fù)習(xí)指導(dǎo)書(shū)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007.

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