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摘要：“節能降耗”是國家的 基本國策之一，隨著科技的迅速發展，節能技術、節能設備也將不斷提高和發展。分析電氣專業在設計中的節能措施，主要包括：供配電系統的節能 措施，電氣照明的節能措施等。...

淺析建筑電氣設計中的節能措施

金  楊

(云南省設計院  云南昆明  650032)

    “節能降耗”是國家的基本國策之 一，隨著科技的迅速發展，節能技術、節能設備也將不斷提高和發展。建設資源節約型、環境友好型社會眾所皆知，節能的概念更是深入人心，  《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》在能效目標上明確提出：要確保到2010年，單位國內生產總值能源消耗降低20％。節能應函蓋建筑、結構、設備和使用等方方面面。在此僅粗淺分析電氣專業在設計中的節能措施。

1.供配電系統的節能措施

    負荷計算是供配電系統的設計依據，計算準確與否，對合理選擇設備，安全可靠與經濟運行，均起決定性作用。但是，如何進行準確的計算，這跟一個設計人員的工作經驗及生活經驗有關，書本上的計算公式是確定的，就拿Pj=Kd*Pe來說吧，其中Kd的確定就需要在參考規范中的取值范圍的基礎上，由設計人員的工作經驗確定。根據負荷計算容量，供電距離及分布，用電設備特點等因素合理設計供配電系統，做到系統盡量簡單可靠，操作方便。變配電所應盡量靠近負荷中心，以縮短配電半經減少線路損耗。合理選擇變壓器容量和臺數，力求使變壓器的實際負荷接近設計的最佳負荷，并應適應由于季節性造成的負荷變化時能夠靈活投切變壓器，實現經濟運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。

    1.1變壓器的節能設計

    減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按下式計算：

    △P=Po+Kt×β2×PK    式中：

    △P一變壓器的有功損耗（KW）

    P0一變壓器的空載損耗（KW）

    PK一變壓器的短路損耗（KW）

    β一變壓器的平均負載系數

    Kt一負載波動損耗系數

    1)P0作為變壓器的空載損耗又稱鐵損，它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成，其值與鐵芯材料及制造工藝有關，與負荷大小無關，所以在選用變壓器時最好選擇低損耗、低噪聲的變壓器，如Sl0等。它們采用優質冷軋取向矽鋼片，由于“取向”處理．使矽鋼片的磁滯方向接近一致，減少鐵芯渦流損耗，45度全斜度接縫結構使接縫密合性好，減少了漏磁損耗。

    2)PK是變壓器額定負載傳輸的損耗又稱變壓器線損．它取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小，并與負荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時應選用阻值較小的繞組，如銅芯變壓器。Kt*β2*PK 用微分求它極值時，為13=50％時，變壓器的線損最小，但在13=50％負載率時僅減少變壓器的線損，并未減少變壓器的鐵損，因此也不是最節能的。在1．333(P0／Pk)*Se～0．75Se時變壓器效率最高，運行最經濟。綜合初裝費，變壓器、高低壓柜、土建投資及運行費用，又要使變壓器在使用期內預留適當的余量，變壓器最經濟節能運行的負載率一般在70％一85％之間。

    3）在選擇變壓器容量和臺數時，應根據負荷情況，綜合考慮投資和年運行費用，并根據負載曲線的變化．對負荷合理分配．選取容量與電力負荷相適應的變壓器，使其工作在高效低耗區內。

    1.2減少線路損耗

    由于配電線路有電阻，有電流流過時就會產生功率損耗。要減少線損，就要盡量減少線路電阻。而線路的電阻R=pL／S，即與導線電阻率p、導線長度L成正比，與導線截面S成反比。要減少電阻值應從以下幾個方面考慮：

    1)盡量選用電阻率P較小的導線，如銅芯導線較佳，鋁線次之。

    2)盡可能減少導線長度，在設計中線路應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。變電所應盡可能地靠近負荷中心，以減小供電半徑。

    3)增大導線截面積，對于較長的線路，在滿足載流量，熱穩定，保護配合及電壓降要求的前提下．在選定線截面時宜加大一級截面。這樣增加的線路費用，可由節省能耗而減少的年運行費用補回。

    1.3采用無功補償設備，提高功率因數

    功率因數提高了可以減少線路功率的損耗，從而達到節能目的。在供配電系統中的某些用電設備如電動機、變壓器、燈具的鎮流器以及很多家用電器等都具有電感性．會產生滯后的無功電流，使線路電流增加．增加了線路的功率損耗。然而這部分損耗是可以避免的，有其具體方法。

    1)提高用電設備的功率因數，采用功率因數高的設備或采取就地補償的方式。在設計中盡可能采用功率因數高的用電沒備如同步電動機等，電感性用電設備可選用有補償電容器的用電設備（如配有電容補償的熒光燈)等。

    2)用靜電電容器進行無功補償，電容器可產生超前無功電流抵消用電設備的滯后無功電流從而達到提高功率因數同時又減少整體無功電流。在具體工程設計中有采用分散就地補償和高低壓柜集中補償等方式，可根據具體情況決定。

    1.4諧波治理

    諧波產生的干擾不可忽視，諧波電流和諧波電壓的出現，對公用電網是一種污染，它使用電設備所處的環境惡化，給周罔的通信系統和公用電網以外的設備帶來危害。諧波的存在會使變壓器或電動機的能耗增加．即造成銅損、鐵損和漏磁損增加，使發電機的銅損、鐵損增加；諧波電流使輸電線路的附加損耗增加．同時由于輸電線路阻抗頻率特性，線路電阻隨頻率的升高而增加，造成電纜產生“集膚效應”現象，這些對于節能都是很不利的，所以必須加強對諧波的管理。電網及用電設備對諧波均有相應的限制要求，并應采取相應的諧波治理方法。

2.電氣照明的節能措施

    照明節能設計就是在保證不降低作業面視覺要求、不降低照明質量的前提下，力求減少照明系統中光能損失，從而最大限度的利用電能、太陽能。照明裝置必須在不浪費能源的條件下符合對特定室內作業或活動的照明要求，即在建立優質高效的照明環境基礎上，去實施節約能源。通常的節能措施有以下幾種：

    1)充分利用自然光，這是照明節能的重要途徑之一。自然光可以通過人工照明加以補充，人工照明既可以補充自然光的不足，還可以制造完全有別于自然光效果的氣氛從而大大節約人工照明電能。

    2)選用高光效、長壽命光源，有利于環境保護，并獲得長期運行的經濟效益。照明設計規范規定了各種場所的照度標準、視覺要求、照明功率密度等等。照度標準是不可隨意降低，也不宜隨便提高的，要有效地控制單位面積燈具安裝功率。根據照明質量要求合理選擇光源，一般房間（場所）應優先采用高光效的熒光燈（如T5、T8管)及緊湊型熒光燈，高大車間、廠房、體育館場及道路、廣場、戶外作業場所等的照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源．白熾燈和鹵鎢燈用于對顏色、照明質量以及調光性能有高度要求的情況。并且在滿足眩光限制和配光要求的條件下，應選用光通衰減少，光通量保持率高的燈具。

    3)推廣使用低能耗性能優的電器附件，如電子鎮流器、節能型電感鎮流器等。公共建筑場所內的熒光燈宜選用帶有無功補償的燈具，緊湊型熒光燈優先選用電子鎮流器，高壓鈉燈、金屬鹵化物燈應采用節能型電感鎮流器或電子鎮流器。電子鎮流器具有高功率因數、無頻閃、無噪聲、啟動快速可靠等特點。

    4)改進燈具控制方式，采用各種節能型開關、智能照明控制器等，不但能營造良好的光環境，還利于節約能源。根據照明使用特點可采取分區控制燈光或適當增加照明開關點。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調光開關，高級客房采用節電鑰匙開關，公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關，走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可采用節能自熄開關，酒店大堂、餐廳等需要有幾種燈光場景要求的場所均可采用智能照明控制系統自動控制管理，以達到最佳的照明效果。

    5)照明燈具應定期維護清理，并宜按照光源的壽命或點亮時間，定期更換光源。加強維護管理，以發揮照明設施的效能。

    6)對宿舍區，住宅等照明用電量采取單獨計量．即設置電度表．以減少電能的浪費。

    建筑電氣的節能設計潛力很大，設計人員在設計中應精心考慮，做到精心設計。電氣行業是個發展迅速的行業，設計人員在平時不但要總結經驗，還要積極學習節能新技術，使用節能新材料，考慮合適的照明方式、設備、控制系統和利用可用的自然光，謹慎地選擇照明系統、使用自動或人工開關或調光器等，通過科學、合理的設計，在符合各種技術指標，滿足功能需求的前提下，采用切實可行的節能措施，既能達到需求的效果．又能達到真正節約電能的目的。

參考文獻：

[1]GB50034．建筑照明設計標準．2004

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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