關(guān)于建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的研究

1、規(guī)劃設(shè)計(jì)213關(guān)于建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的研究張敬濤（吉林省白城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院，吉林，白城，137000）【摘要】我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家中的能源消費(fèi)大國(guó)，能源供需矛盾非常突出，建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本文通過(guò)建筑電氣中的供配電系統(tǒng)，線路損耗，變壓器，功率因數(shù)等，進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)研究，并且列舉照明燈作為具體應(yīng)用來(lái)進(jìn)行闡述?！娟P(guān)鍵詞】建筑電氣；既能設(shè)計(jì)；照明設(shè)備；研究我國(guó)，作為發(fā)展中國(guó)家的佼佼者，是一個(gè)能源消費(fèi)大國(guó)?？墒悄茉磪s相對(duì)的比較短缺，而

2、且能源浪費(fèi)也較為嚴(yán)重。作為二次能源的電能，它的供需矛盾在最近，越來(lái)越受國(guó)人關(guān)注。它已經(jīng)深深的影響了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在民用建筑中，電能消費(fèi)已經(jīng)占到50%以上，所以如何把節(jié)能措施貫穿于整個(gè)建筑電氣設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)過(guò)程，就變成一個(gè)極為關(guān)鍵的問(wèn)題。節(jié)約電能霎時(shí)間，成為每位電氣設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)真考慮的問(wèn)題。1建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的研究1.1供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)根據(jù)它的負(fù)荷容量，供電距離以及分布等因素，我們可以合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，使得系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)單可靠并且

3、操作方便可行。變配電應(yīng)盡量靠近負(fù)荷的中心位置，用以鎖定配電半徑并且減少線路損耗。合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，用以適應(yīng)由于季節(jié)或天氣緣故造成的負(fù)荷變化時(shí)，是否能靈活使用變壓器，并為此實(shí)現(xiàn)減少經(jīng)費(fèi)而輕載運(yùn)行所造成的不必要電能損耗。1.2減少線路的損耗由于配電線路有了電阻，有電流通過(guò)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的功率損耗，它的公式為：△P=3I2R103，在公式中的：△P——三相輸電線路的功率損耗，kW：I——線電流，A：R——線路相電阻。其中的“R”線路

4、電阻在通過(guò)電流不變時(shí)，線路的長(zhǎng)度越是長(zhǎng)，則電阻就越大。如果一個(gè)工程由于線路上下縱橫交錯(cuò)，一般的工程線路總長(zhǎng)度不下萬(wàn)米，大工程更是不計(jì)其數(shù)，可能造成的電能損耗是相當(dāng)可觀的。所以減少線路能耗必須引起設(shè)計(jì)人員的足夠多的重視。而在具體工程中，線路上電流一般是不變的，那么要減少損耗，只能盡量減少線路電阻。而線路的電阻，通過(guò)公式可看出，即與導(dǎo)線電阻率p，導(dǎo)線長(zhǎng)度L成正比，與導(dǎo)線截面S成反比。那么減少電阻我們可以從以下來(lái)考慮：首先盡量選用電阻率p較小

5、的導(dǎo)線，如銅芯導(dǎo)線為最佳，鋁線作為第二候選。其次，盡可能減少導(dǎo)線長(zhǎng)度，在設(shè)計(jì)中線路應(yīng)盡量走直線，少走彎路，另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應(yīng)盡可能的靠近負(fù)荷的中心，用以減少供電半徑。最后是增大導(dǎo)線截面積，對(duì)于較長(zhǎng)的導(dǎo)線，在滿足載流量，熱穩(wěn)定以及電壓降低和保護(hù)配合的前提要求下，在選定線截面時(shí)最好用加大一級(jí)的線截面。這樣一來(lái)，雖增加了線路費(fèi)用，但由于節(jié)約能耗而減少了宗的運(yùn)行費(fèi)用，綜合考慮后，如此做，節(jié)能經(jīng)濟(jì)上來(lái)算，還是比較劃算

6、的。1.3變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按以下的公式來(lái)計(jì)算：△P=P0B2Pk。在這當(dāng)中，△P是變壓器的有功損耗，kw：P0則是變壓器的短路損耗，kW：B就是變壓器的負(fù)載率。P0作為變壓器的空載損耗又被稱為鐵損。它是由鐵芯渦流損耗以及漏磁損率組成，它的值大小與鐵芯材料或者制造工藝有關(guān)，與所謂的負(fù)荷大小物管，所以在選用變壓器的時(shí)候最好能選用節(jié)能器型號(hào)的變壓器，如S9，SL9，SC8等等。他們采用的是優(yōu)質(zhì)的矽鋼片，由

7、于采用“取向”的處理，矽鋼片在磁疇方向上接近一致，減少了鐵芯渦流損耗，同時(shí)，接縫高潮的結(jié)構(gòu)密合性能好，減少了漏磁的損耗。而Pk則是變壓器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗。也可以成為變壓器線損，它取決于變壓器的繞組電阻以及流過(guò)繞組電流的大小，并且與負(fù)荷率平方成正比。因此，在選擇變壓器的時(shí)候，我們要選用阻值比較小的繞組，如銅芯變壓器。而在用微分求極值時(shí)，減少變壓器的線損，算不上最節(jié)能的。綜合初裝費(fèi)用，變壓器和高低壓柜，基建投資以及運(yùn)行費(fèi)用，又要使得變壓器

8、在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔?，變壓器最?jīng)濟(jì)節(jié)能運(yùn)行的負(fù)載率一般都在75%85%之間。在選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)的時(shí)候，我們應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，綜合考慮投資和年運(yùn)行的費(fèi)用，對(duì)其做出合理分配，選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，使得其在工作上處于高效低耗的區(qū)域內(nèi)。1.4提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)功率因數(shù)提高了，就可以有效的減少線路無(wú)功功率的損耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。在前面所提到的輸電線路損耗中，包含了線路傳輸有功功率的時(shí)候，所以其的線損或者線路傳輸公共功率

9、而引起的線損。傳輸有功功率是為了滿足建筑物功能所必須有的，是不可改變的。而在供配電系統(tǒng)中，有某些用電設(shè)備，如變壓器，燈具的鎮(zhèn)流器或者其他的一些家用電器等等，都具有電感性，他們會(huì)產(chǎn)生滯后的無(wú)功電流，它要從系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備的末端，無(wú)形中它又增加了線路的功率損耗。然而這部分的損耗是可以避免的，具體的方法有：首先，減少用電設(shè)備的無(wú)功損耗，提高用電設(shè)備的功率因素。在設(shè)計(jì)中我們盡可能采用功率因數(shù)較高的用電設(shè)備，如同步電動(dòng)機(jī)等，電

10、感性用電設(shè)備可以選用有補(bǔ)償?shù)碾娙萜鞯挠秒娫O(shè)備等等。其次，用靜電電容器進(jìn)行一系列的無(wú)功補(bǔ)償，電容器可以產(chǎn)生超前的無(wú)功電流，并且能抵消用電設(shè)備的滯后無(wú)功電流，從而達(dá)到提高功率因數(shù)并且在同時(shí)又能減少整體無(wú)功電流。在具體的實(shí)施工程設(shè)計(jì)中，我們可以選擇采用分散就地的補(bǔ)償和高低壓柜集中補(bǔ)償?shù)确绞?，從而有效提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)。2建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用照明節(jié)能設(shè)計(jì)，在保證不見(jiàn)底作業(yè)面是視覺(jué)要求以及不見(jiàn)底照明質(zhì)量的前提下，力求減少照明系統(tǒng)中光能

11、的損耗，并最大限度利用光能。在此中，我們通?？梢圆扇∫韵碌墓?jié)能措施：2.1照明設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了在各種場(chǎng)所里的照度標(biāo)準(zhǔn)，視覺(jué)要求，以及照明功率密度等。照度控制是不可隨意降低的，也不能隨意提高，要有效的控制單位面積燈具安裝功率，在滿足了照明質(zhì)量的前提下，一般的房間應(yīng)采用高效發(fā)光的熒光燈（如T5，T8管）或緊湊型的熒光燈，高大的車間，體育場(chǎng)所，廠房等的室外照明一般應(yīng)采用高壓鈉燈或者金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。2.2極力推廣使用低能耗性能優(yōu)越

12、的光源用電附件，如電子鎮(zhèn)流器，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，電子觸發(fā)器或者電子變壓器等，在公共建筑場(chǎng)所用的熒光燈，則選用帶有無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)臒艟?，緊湊型熒光燈則優(yōu)先采用電子鎮(zhèn)流器，氣體放電燈則需要用電子觸發(fā)器。2.3采用各種節(jié)能型開(kāi)關(guān)以及裝置，改進(jìn)燈具控制方式都是一種行之有效的節(jié)能節(jié)電的方法。根據(jù)照明使用的特點(diǎn)，我們可以采取分區(qū)控制燈光，或者適當(dāng)增加照明開(kāi)關(guān)點(diǎn)。臥房，病房，客房等照明燈我們都可以采用調(diào)光的開(kāi)關(guān)，而作為高級(jí)的客房可以采用節(jié)電鑰匙開(kāi)關(guān)。公

13、共場(chǎng)所的照明可以采用程序控制或者聲控開(kāi)關(guān)等，而走道樓梯等公共場(chǎng)所，由于人員經(jīng)過(guò)時(shí)間短暫且不定時(shí)，我們可以采用節(jié)能自動(dòng)熄滅的系統(tǒng)開(kāi)關(guān)?？偟膩?lái)說(shuō)，建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)前景非常廣闊，作為廣大的電氣設(shè)計(jì)工人員中的一員，我們需要在設(shè)計(jì)中用心考慮，反復(fù)對(duì)比校對(duì)設(shè)計(jì)方案，在滿足條件的前提下拿出一份高效節(jié)能，既能不降低人們生活質(zhì)量與生活需求，提供人們健康舒適安全的生活空間，也能進(jìn)行切實(shí)可行的節(jié)能措施，能夠真正的在建筑電氣設(shè)計(jì)中，達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)的要求，并且行

14、之有效的節(jié)約電能，節(jié)約能源。參考文獻(xiàn)：[1]楊彤.現(xiàn)代電氣節(jié)能設(shè)計(jì)[J].電氣應(yīng)用，2005，（02）[2]李宏毅.建筑工程電氣節(jié)能[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005[3]羅建華.建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施.[J].建筑與設(shè)計(jì).2007，（03）[4]陳芳.淺談建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)[J].建筑科學(xué).2007，（01）[5]韓運(yùn)學(xué)，于天明，候艷玲.淺談建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施[J].墻體與設(shè)計(jì).2007，（09）萬(wàn)方數(shù)據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)213關(guān)于建

15、筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的研究張敬濤（吉林省白城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院，吉林，白城，137000）【摘要】我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家中的能源消費(fèi)大國(guó)，能源供需矛盾非常突出，建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本文通過(guò)建筑電氣中的供配電系統(tǒng)，線路損耗，變壓器，功率因數(shù)等，進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)研究，并且列舉照明燈作為具體應(yīng)用來(lái)進(jìn)行闡述。【關(guān)鍵詞】建筑電氣；既能設(shè)計(jì)；照明設(shè)備；研究我國(guó)，作為發(fā)展中國(guó)家的佼佼者，是一個(gè)能源消費(fèi)大國(guó)?？墒悄茉磪s相對(duì)的比較短缺，而且能源浪費(fèi)也較為嚴(yán)重

16、。作為二次能源的電能，它的供需矛盾在最近，越來(lái)越受國(guó)人關(guān)注。它已經(jīng)深深的影響了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在民用建筑中，電能消費(fèi)已經(jīng)占到50%以上，所以如何把節(jié)能措施貫穿于整個(gè)建筑電氣設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)過(guò)程，就變成一個(gè)極為關(guān)鍵的問(wèn)題。節(jié)約電能霎時(shí)間，成為每位電氣設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)真考慮的問(wèn)題。1建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的研究1.1供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)根據(jù)它的負(fù)荷容量，供電距離以及分布等因素，我們可以合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，使得系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)單可靠并且操作方便可行。變配電

17、應(yīng)盡量靠近負(fù)荷的中心位置，用以鎖定配電半徑并且減少線路損耗。合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，用以適應(yīng)由于季節(jié)或天氣緣故造成的負(fù)荷變化時(shí)，是否能靈活使用變壓器，并為此實(shí)現(xiàn)減少經(jīng)費(fèi)而輕載運(yùn)行所造成的不必要電能損耗。1.2減少線路的損耗由于配電線路有了電阻，有電流通過(guò)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的功率損耗，它的公式為：△P=3I2R103，在公式中的：△P——三相輸電線路的功率損耗，kW：I——線電流，A：R——線路相電阻。其中的“R”線路電阻在通過(guò)電流不變時(shí)

18、，線路的長(zhǎng)度越是長(zhǎng)，則電阻就越大。如果一個(gè)工程由于線路上下縱橫交錯(cuò)，一般的工程線路總長(zhǎng)度不下萬(wàn)米，大工程更是不計(jì)其數(shù)，可能造成的電能損耗是相當(dāng)可觀的。所以減少線路能耗必須引起設(shè)計(jì)人員的足夠多的重視。而在具體工程中，線路上電流一般是不變的，那么要減少損耗，只能盡量減少線路電阻。而線路的電阻，通過(guò)公式可看出，即與導(dǎo)線電阻率p，導(dǎo)線長(zhǎng)度L成正比，與導(dǎo)線截面S成反比。那么減少電阻我們可以從以下來(lái)考慮：首先盡量選用電阻率p較小的導(dǎo)線，如銅芯導(dǎo)線為

19、最佳，鋁線作為第二候選。其次，盡可能減少導(dǎo)線長(zhǎng)度，在設(shè)計(jì)中線路應(yīng)盡量走直線，少走彎路，另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應(yīng)盡可能的靠近負(fù)荷的中心，用以減少供電半徑。最后是增大導(dǎo)線截面積，對(duì)于較長(zhǎng)的導(dǎo)線，在滿足載流量，熱穩(wěn)定以及電壓降低和保護(hù)配合的前提要求下，在選定線截面時(shí)最好用加大一級(jí)的線截面。這樣一來(lái)，雖增加了線路費(fèi)用，但由于節(jié)約能耗而減少了宗的運(yùn)行費(fèi)用，綜合考慮后，如此做，節(jié)能經(jīng)濟(jì)上來(lái)算，還是比較劃算的。1.3變壓器的節(jié)

20、能設(shè)計(jì)減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按以下的公式來(lái)計(jì)算：△P=P0B2Pk。在這當(dāng)中，△P是變壓器的有功損耗，kw：P0則是變壓器的短路損耗，kW：B就是變壓器的負(fù)載率。P0作為變壓器的空載損耗又被稱為鐵損。它是由鐵芯渦流損耗以及漏磁損率組成，它的值大小與鐵芯材料或者制造工藝有關(guān)，與所謂的負(fù)荷大小物管，所以在選用變壓器的時(shí)候最好能選用節(jié)能器型號(hào)的變壓器，如S9，SL9，SC8等等。他們采用的是優(yōu)質(zhì)的矽鋼片，由于采用“取向”的處理

21、，矽鋼片在磁疇方向上接近一致，減少了鐵芯渦流損耗，同時(shí)，接縫高潮的結(jié)構(gòu)密合性能好，減少了漏磁的損耗。而Pk則是變壓器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗。也可以成為變壓器線損，它取決于變壓器的繞組電阻以及流過(guò)繞組電流的大小，并且與負(fù)荷率平方成正比。因此，在選擇變壓器的時(shí)候，我們要選用阻值比較小的繞組，如銅芯變壓器。而在用微分求極值時(shí)，減少變壓器的線損，算不上最節(jié)能的。綜合初裝費(fèi)用，變壓器和高低壓柜，基建投資以及運(yùn)行費(fèi)用，又要使得變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)?/p>

22、余量，變壓器最經(jīng)濟(jì)節(jié)能運(yùn)行的負(fù)載率一般都在75%85%之間。在選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)的時(shí)候，我們應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，綜合考慮投資和年運(yùn)行的費(fèi)用，對(duì)其做出合理分配，選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，使得其在工作上處于高效低耗的區(qū)域內(nèi)。1.4提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)功率因數(shù)提高了，就可以有效的減少線路無(wú)功功率的損耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。在前面所提到的輸電線路損耗中，包含了線路傳輸有功功率的時(shí)候，所以其的線損或者線路傳輸公共功率而引起的線損。傳輸有

23、功功率是為了滿足建筑物功能所必須有的，是不可改變的。而在供配電系統(tǒng)中，有某些用電設(shè)備，如變壓器，燈具的鎮(zhèn)流器或者其他的一些家用電器等等，都具有電感性，他們會(huì)產(chǎn)生滯后的無(wú)功電流，它要從系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備的末端，無(wú)形中它又增加了線路的功率損耗。然而這部分的損耗是可以避免的，具體的方法有：首先，減少用電設(shè)備的無(wú)功損耗，提高用電設(shè)備的功率因素。在設(shè)計(jì)中我們盡可能采用功率因數(shù)較高的用電設(shè)備，如同步電動(dòng)機(jī)等，電感性用電設(shè)備可以選用

24、有補(bǔ)償?shù)碾娙萜鞯挠秒娫O(shè)備等等。其次，用靜電電容器進(jìn)行一系列的無(wú)功補(bǔ)償，電容器可以產(chǎn)生超前的無(wú)功電流，并且能抵消用電設(shè)備的滯后無(wú)功電流，從而達(dá)到提高功率因數(shù)并且在同時(shí)又能減少整體無(wú)功電流。在具體的實(shí)施工程設(shè)計(jì)中，我們可以選擇采用分散就地的補(bǔ)償和高低壓柜集中補(bǔ)償?shù)确绞?，從而有效提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)。2建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用照明節(jié)能設(shè)計(jì)，在保證不見(jiàn)底作業(yè)面是視覺(jué)要求以及不見(jiàn)底照明質(zhì)量的前提下，力求減少照明系統(tǒng)中光能的損耗，并最大限度利

25、用光能。在此中，我們通?？梢圆扇∫韵碌墓?jié)能措施：2.1照明設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了在各種場(chǎng)所里的照度標(biāo)準(zhǔn)，視覺(jué)要求，以及照明功率密度等。照度控制是不可隨意降低的，也不能隨意提高，要有效的控制單位面積燈具安裝功率，在滿足了照明質(zhì)量的前提下，一般的房間應(yīng)采用高效發(fā)光的熒光燈（如T5，T8管）或緊湊型的熒光燈，高大的車間，體育場(chǎng)所，廠房等的室外照明一般應(yīng)采用高壓鈉燈或者金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。2.2極力推廣使用低能耗性能優(yōu)越的光源用電附件，如電

26、子鎮(zhèn)流器，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，電子觸發(fā)器或者電子變壓器等，在公共建筑場(chǎng)所用的熒光燈，則選用帶有無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)臒艟?，緊湊型熒光燈則優(yōu)先采用電子鎮(zhèn)流器，氣體放電燈則需要用電子觸發(fā)器。2.3采用各種節(jié)能型開(kāi)關(guān)以及裝置，改進(jìn)燈具控制方式都是一種行之有效的節(jié)能節(jié)電的方法。根據(jù)照明使用的特點(diǎn)，我們可以采取分區(qū)控制燈光，或者適當(dāng)增加照明開(kāi)關(guān)點(diǎn)。臥房，病房，客房等照明燈我們都可以采用調(diào)光的開(kāi)關(guān)，而作為高級(jí)的客房可以采用節(jié)電鑰匙開(kāi)關(guān)。公共場(chǎng)所的照明可以采用

27、程序控制或者聲控開(kāi)關(guān)等，而走道樓梯等公共場(chǎng)所，由于人員經(jīng)過(guò)時(shí)間短暫且不定時(shí)，我們可以采用節(jié)能自動(dòng)熄滅的系統(tǒng)開(kāi)關(guān)。總的來(lái)說(shuō)，建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)前景非常廣闊，作為廣大的電氣設(shè)計(jì)工人員中的一員，我們需要在設(shè)計(jì)中用心考慮，反復(fù)對(duì)比校對(duì)設(shè)計(jì)方案，在滿足條件的前提下拿出一份高效節(jié)能，既能不降低人們生活質(zhì)量與生活需求，提供人們健康舒適安全的生活空間，也能進(jìn)行切實(shí)可行的節(jié)能措施，能夠真正的在建筑電氣設(shè)計(jì)中，達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)的要求，并且行之有效的節(jié)約電能，節(jié)