試論電氣設(shè)計(jì)如何貫徹節(jié)能減排

任巍

摘要：本文根據(jù)節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)要求以及電氣設(shè)備運(yùn)行的特點(diǎn)，從空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，供電系統(tǒng)照明設(shè)計(jì)，照明節(jié)能設(shè)計(jì)，采用新能源等幾方面進(jìn)行了論述，提出了建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計(jì);節(jié)能減排;措施

1.感應(yīng)設(shè)備節(jié)能

在現(xiàn)代建筑物里，有大量的感應(yīng)性質(zhì)的用電設(shè)備，像變壓器、氣體放電燈，這些用電設(shè)備內(nèi)部的整流器都是有電感的，在使用過程中會(huì)產(chǎn)生滯后的無功功率，這就需要從用電系統(tǒng)中引入一些無功功率來抵消，在節(jié)能設(shè)計(jì)上可以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，進(jìn)而降低因無功功率而造成的電能損耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

1.1?供配電過程中節(jié)能

在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)供電系統(tǒng)的負(fù)荷容量大小，供電距離的遠(yuǎn)近以及用電設(shè)備狀態(tài)等因素，合理設(shè)計(jì)和選擇供配電系統(tǒng)，盡量使供電系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，性能可靠。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將變配電所設(shè)在離用電中心近的地方，進(jìn)而降低在電能傳輸過程中線路上的損耗;應(yīng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)的需要，合理地選擇變壓器的臺(tái)數(shù)以及每臺(tái)的容量，以便在不同的季節(jié)能靈活的投切變壓器，降低由于輕載造成的電能損耗。

1.3?降低線路上的電能損耗

在配電線中，由于有電流通過，就不可避免的造成電能的損耗，為了減少此項(xiàng)電能的損失，可采取以下辦法：①使用電阻率低的導(dǎo)線。電阻率最低的材料是銀線，其次是銅線，但銀線造價(jià)太高，所以在線路上盡量使用銅線，鋁線有時(shí)也是不錯(cuò)的選擇;②減小導(dǎo)線長(zhǎng)度。在建筑電氣設(shè)計(jì)中，要盡量避免導(dǎo)線走彎路，以便減少電路中導(dǎo)線的長(zhǎng)度，配電所設(shè)計(jì)的距離最好離用電中心最近，以便降低導(dǎo)線的長(zhǎng)度;③增大導(dǎo)線橫截面。在建筑電氣設(shè)計(jì)中，對(duì)于不可避免的使用較長(zhǎng)的導(dǎo)線情況，可以在滿足載流量以及保護(hù)配合等要求時(shí)，盡量選用橫截面相對(duì)較大的導(dǎo)線。這樣做雖然在最初安裝過程中增加了線路導(dǎo)線的支出，但這么做可以減少線路中電能的損失，從長(zhǎng)遠(yuǎn)意義上講，還是相對(duì)經(jīng)濟(jì)的做法。

1.4?適當(dāng)提高功率因數(shù)

在供配電系統(tǒng)中，應(yīng)盡量提高功率因數(shù)，這么做可以減少線路中由于無功功率造成的電能損耗，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。在電力輸送過程中有功功率要以滿足建筑物使用為前提，這項(xiàng)是不可以更改的，但是，供電系統(tǒng)中的像發(fā)電機(jī)這樣的用電設(shè)備，在使用中由于具有電感性，會(huì)引起滯后的無功電流，這在電力輸送過程中就造成了線路中的功率損耗，但是，在設(shè)計(jì)時(shí)可以采取以下方法予以降低：①提高用電設(shè)備的功率因數(shù)。②可以考慮使用靜電電容器。

2.暖通空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制

目前，暖通空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制基本上采用建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱BAS或BA系統(tǒng)。BA系統(tǒng)是智能建筑的特征之一，也是建筑節(jié)能的有效途徑之一，節(jié)能效率達(dá)10%-30%。

系統(tǒng)接口節(jié)能設(shè)計(jì)：BA系統(tǒng)工程師應(yīng)與暖通空調(diào)系統(tǒng)、強(qiáng)電系統(tǒng)工程師密切配合，以優(yōu)化系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)。主要包括：檢測(cè)參數(shù)與傳感器的選擇;風(fēng)、水、蒸汽閥門管徑的計(jì)算;電動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)閥的流量特性選擇;電力與照明配電柜㈤的一次、二次接線原理圖設(shè)計(jì);與獨(dú)立運(yùn)行控制系統(tǒng)的通信接口設(shè)計(jì)。

從整體上講，暖通空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制應(yīng)考慮下列策略：機(jī)電設(shè)備啟停優(yōu)化控制;變風(fēng)量、變流量系統(tǒng)最優(yōu)控制;冬夏季部分負(fù)荷時(shí)水泵分設(shè)控制;與冰蓄冷相結(jié)合的低溫送風(fēng)系統(tǒng)控制;參數(shù)設(shè)定節(jié)能控制，包括溫度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定、焓值控制、利用室內(nèi)C02濃度控制新風(fēng)量等。

3.照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)與光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用

照明系統(tǒng)的能耗非常大，約占建筑總能耗的15%～30%。在住宅設(shè)計(jì)中，應(yīng)采用如下系統(tǒng)設(shè)計(jì)節(jié)能措施：采用獨(dú)立運(yùn)行的二線制控制系統(tǒng)，如奇勝C—Bus2、松下全2線式控制系統(tǒng)等，這一系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，場(chǎng)景預(yù)設(shè)與亮度調(diào)節(jié)靈活，尤其適用于控制點(diǎn)多且功能要求較高場(chǎng)所;采用BA系統(tǒng)，將照明系統(tǒng)作為BA系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這一系統(tǒng)適用于大空間場(chǎng)所的集中控制;熒光燈功率因數(shù)應(yīng)補(bǔ)償至0.9以上，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)所特點(diǎn)選用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器或電子鎮(zhèn)流器;照明負(fù)荷為單相負(fù)荷，要盡可能平衡分接相序;利用采光板的晝光照明設(shè)計(jì);應(yīng)用聲光結(jié)合控制裝置及賓館客房用節(jié)電裝置。

太陽能屬于可再生能源，其優(yōu)點(diǎn)是減少污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境。目前，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)所主要包括：建筑物部分用電設(shè)備;環(huán)境照明，如庭院燈、草坪燈等;道路照明、體育場(chǎng)照明等。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的主要因素：用電負(fù)荷的性質(zhì)、大小及每天工作的時(shí)間;系統(tǒng)輸出的電壓等級(jí);陰雨于氣時(shí)系統(tǒng)連續(xù)工作時(shí)間;建筑物所在區(qū)域的太陽能輻射量和日照時(shí)間;太陽能電池板的安裝位置和抗風(fēng)荷載的措施。

4.供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)與合理選擇變壓器

優(yōu)化用電負(fù)荷計(jì)算與負(fù)荷分配，選擇最佳變壓器負(fù)載率，從而降低變壓器容量，減少變壓器損耗;采用集中或分散方式進(jìn)行無功補(bǔ)償，提高低壓側(cè)功率因數(shù)，使其大于0.9，減少變壓器損耗及配電線路損耗;合理確定配電點(diǎn)位置，配電間或配電柜應(yīng)靠近負(fù)荷中心，從而減少電壓損失與電能損耗;控制各類非線性用電設(shè)備所產(chǎn)生的高次諧波。降低高次諧波值，減少變壓器、電動(dòng)機(jī)、線路等的電能損耗;采用峰谷調(diào)節(jié)能量控制。變壓器作為配電系統(tǒng)的基本設(shè)備，其損耗大約占總耗量的6%，主要分為鐵耗和銅耗，鐵耗又稱為空載損耗，與負(fù)荷大小無關(guān)，僅與鐵芯的制作材料和制造工藝有關(guān)，故一般來說，最好選擇節(jié)能型變壓器。銅耗與負(fù)荷的大小有關(guān)，故在選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間性變化，相應(yīng)的選擇變壓器的運(yùn)行參數(shù)與臺(tái)數(shù)，盡量減少不必要的損耗。

節(jié)能的著眼點(diǎn)，應(yīng)是節(jié)省無為損耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物的功能無關(guān)的，再考慮采取相應(yīng)的措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路的有功損耗都是無用的能量損耗。節(jié)能措施還應(yīng)該貫徹實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的原則。建筑節(jié)能涉及多專業(yè)技術(shù)及其融合，如建筑設(shè)計(jì)、建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)系統(tǒng)、熱水和照明等多方面問題。電氣設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能內(nèi)容之一，目前有關(guān)建筑節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)，包括強(qiáng)制性條文規(guī)定已經(jīng)相繼公布，但節(jié)能設(shè)計(jì)的理念淡薄，有效措施掌握不夠，設(shè)計(jì)中節(jié)能措施應(yīng)用較少。

參考文獻(xiàn)：

[1]?馬利輝.淺談建筑電氣設(shè)計(jì)安裝過程中常見的問題與預(yù)防[J].黑龍江科技信息.2011（07）