摘要：闡述建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)約能源的思想和原理，從變壓器節(jié)能、照明節(jié)能、以及如何減少線路上的能量損耗、提高系統(tǒng)的功率因數(shù)等幾個(gè)方面，論述建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能原則和方法，以期實(shí)現(xiàn)建筑物的整體節(jié)能。
　　關(guān)鍵詞：建筑電氣；節(jié)能；設(shè)計(jì)
　　我國是能源消費(fèi)大國，能源相對(duì)短缺，單位建筑面積能耗相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家的2-3倍，由此可見節(jié)能工作潛力巨大。建筑的節(jié)能降耗已成為全社會(huì)公民的共識(shí)，在建筑工程電氣安裝中注意節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用對(duì)建筑節(jié)能具有重要的意義。因此，要做到資源開發(fā)與節(jié)約并舉，就要把節(jié)約能源，提高資源的利用率放在首位，具體在建筑電氣設(shè)計(jì)中就要將節(jié)約能源的思想貫徹始終。以下從幾個(gè)方面探討建筑電氣節(jié)能之道。
　　1照明設(shè)計(jì)重視節(jié)能環(huán)保
　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國照明用電量已占總用電量的10%~12%。按照我國提出的"中國綠色照明工程"規(guī)劃，照明節(jié)電已成為建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能的重要方面。照明節(jié)能，是在保證照度標(biāo)準(zhǔn)和照明質(zhì)量的前提下，力求減少照明系統(tǒng)中的能量損失，最有效地利用電能。
　　1）選擇控制開關(guān)以充分利用自然光。自然光是免費(fèi)的光源。合理地選擇照明方式。在滿足照度標(biāo)準(zhǔn)的條件下，為節(jié)約電能，應(yīng)選用一般照明、局部照明和混合照明相結(jié)合的照明方式。
　　2）合理地選擇照度值。選擇照度是照明設(shè)計(jì)需要考慮的重要問題。照度太低，會(huì)損害工作人員的視力，影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。不合理的高照度則會(huì)浪費(fèi)電力。選擇照度必須與所進(jìn)行的視覺工作相適應(yīng)。照明設(shè)計(jì)應(yīng)按國家頒布的照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來選擇照度，合理的照度值和優(yōu)良的照明質(zhì)量形成的光環(huán)境可以提高工作效率和改善人們的心情，因此，要綜合考慮照明系統(tǒng)的總效率。
　　3）選用優(yōu)質(zhì)的電光源。適當(dāng)降低燈具工作電壓是延長燈具壽命的有效途徑。設(shè)計(jì)之前首先要了解各類電光源的特點(diǎn)，合理進(jìn)行光源選擇。采用新型高效節(jié)能光源。高效光源是照明節(jié)能的首要因素必須重視推廣應(yīng)用高效光源。根據(jù)應(yīng)用場所條件不同.至少有三類高效光源應(yīng)予推廣使用。第一類是以高壓納燈、金屬鹵化物燈為代表的高強(qiáng)度氣體放電燈(HID）適用于高大工業(yè)廠房、體育場館、道路、廣場、戶外作業(yè)場所等。辦公、商業(yè)樓照明的老式燈具應(yīng)改造成帶電子鎮(zhèn)流器和細(xì)管徑燈管的節(jié)能型熒光燈，節(jié)電15％以上，還能延長燈管的使用壽命約60％，光效高達(dá)50％，消除了頻閃效應(yīng)和噪聲。合理配光，采用節(jié)能要求的控制方法，盡量利用天然光束減少照明，實(shí)現(xiàn)時(shí)間、地點(diǎn)、天氣變化、工作和生活需要靈活地調(diào)節(jié)照度水平。
　　照明設(shè)計(jì)時(shí)按下列原則選擇鎮(zhèn)流器：自鎮(zhèn)流熒光燈應(yīng)配用電子鎮(zhèn)流器。直管熒光燈應(yīng)配用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。高壓鈉燈、金屬鹵化物燈應(yīng)配用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器；在電壓偏差較大的場所，宜配用恒功率鎮(zhèn)流器；功率較小者可配用電子鎮(zhèn)流器。采用的鎮(zhèn)流器應(yīng)符合該產(chǎn)品的國家能效標(biāo)準(zhǔn)。熒光燈和其它氣體是目前應(yīng)用最普遍的節(jié)能燈具，規(guī)范對(duì)設(shè)計(jì)燈具的效率作了明確規(guī)定，同時(shí)對(duì)整流器的選擇也做了嚴(yán)格要求。
　　2變壓器的節(jié)能
　　在電力系統(tǒng)中，為了使電能傳輸范圍及數(shù)量提高，變壓器得到廣泛應(yīng)用。然而，發(fā)電、輸電、配電及用電各環(huán)節(jié)構(gòu)成的電力系統(tǒng)一般需要3～5次的變壓過程，造成電力系統(tǒng)中總的變壓器容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出發(fā)電機(jī)的總?cè)萘�，從而產(chǎn)生了嚴(yán)重的損耗。變壓器的節(jié)能就是降低其損耗、提高其運(yùn)行效率，變壓器的有功功率損耗可用下式計(jì)算：
　　△p=P0+Pkβ2（1）
　　式中：△p--變壓器有功損耗，kW；
　　P0--變壓器的空載損耗，kW；
　　Pk--變壓器的短路損耗，kW；
　　β--變壓器的負(fù)載率，%。
　　合理選用配電變壓器的容量和臺(tái)數(shù)。變壓器在運(yùn)行中由于建立主磁通而要消耗一定數(shù)量的無功功率。如果變壓器的容量比實(shí)際負(fù)荷大得多，則將使變壓器經(jīng)常處在低負(fù)荷的狀況下運(yùn)行，這樣變壓器本身將消耗多余的無功功率。因此在選擇變壓器的容量時(shí)，一般考慮負(fù)荷率在75～80%最合適，這時(shí)，變壓器的效率也最佳。所以，合理選擇配電變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，使負(fù)荷率增高，從而提高功率因數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)變壓器應(yīng)選用節(jié)能型的，如目前新S9型低能耗配電變壓器具有產(chǎn)品質(zhì)量可靠、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在配電網(wǎng)建設(shè)改造過程中還會(huì)被繼續(xù)采用；還有SL9及SC8等油浸變壓器或干式變壓器。
　　3充分利用太陽能
　　3.1太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用
　　太陽能光伏技術(shù)是利用太陽電池將太陽光能轉(zhuǎn)化為電能，通過控制器，白天由蓄電池將太陽電池產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存起來，夜間再釋放出來，提供照明以及其它需要。其中逆變電源系統(tǒng)，可以將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊。設(shè)備便宜到足以給獨(dú)立住宅供電或在能量需求高峰期使用。在發(fā)展中國家，許多遠(yuǎn)離電網(wǎng)的村落也廣泛地運(yùn)用光電能。在發(fā)達(dá)國家，許多個(gè)人、社區(qū)和國家都運(yùn)用光電能，來致力于解決全球變暖、可持續(xù)性發(fā)展和能源獨(dú)立自主。
　　3.2太陽能熱利用技術(shù)
　　平板集熱器：平板集熱器是較早應(yīng)用的一種太陽能集熱器，在經(jīng)歷了很長的發(fā)展歷程后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、材料選擇及組裝技術(shù)均達(dá)到了很成熟的水平，如今仍是發(fā)達(dá)國家太陽能熱利用產(chǎn)品中占絕對(duì)主導(dǎo)地位的集熱器形式。平板集熱器一般由透明蓋板、吸熱體、保溫層以及外殼四部分組成，透明蓋板的作用和要求是：第一，要求有較高的太陽透過率，通常希望大于75%；第一，減少吸熱體本身的紅外向外輻射和對(duì)流造成的熱損失；第二，防止灰塵和雨水侵入集熱器，以免吸熱體涂層和保溫材料性能的下降，從而延長其使用壽命。故安裝時(shí)要確保蓋板的密封。
　　4減少配電線路的損耗
　　線路的電流是不能改變的，要減少線路損耗，只有減少線路電阻。線路電阻R=ρ×L/S，其中，ρ為線路電阻電導(dǎo)率ρ，L為線路的長度，S為線路的截面。因此，降低電力網(wǎng)的線損，不外乎兩種途經(jīng)，即減小流過元件中的電流和減小元件的電阻。而在向用電設(shè)備供電時(shí)，在供電的負(fù)荷一定的情況下，要實(shí)現(xiàn)以上兩種目的，有下面兩種途經(jīng)：(1)要減小元件的電阻，所采取的途經(jīng)是：對(duì)于線路：加大導(dǎo)線的截面；對(duì)于變壓器及計(jì)量設(shè)備，采用新型、節(jié)能型設(shè)備。(2)要減小流過元件中的電流，所采取的途經(jīng)是：當(dāng)供電的負(fù)荷一定時(shí)，提高供電的電壓和提高負(fù)載的功率因數(shù)。提高供電電壓的做法是，將高電壓引入負(fù)荷中心，避免較低電壓等級(jí)的線路長距離供電；提高負(fù)載的功率因數(shù)的做法是，減少線路中流過的無功電流，對(duì)電網(wǎng)中大量存在的感性無功負(fù)荷就地以容性無功負(fù)荷平衡掉，要做到這一點(diǎn)，在配電網(wǎng)中，最經(jīng)濟(jì)、最有效、最易做到的是在各級(jí)電壓的用電設(shè)備旁并聯(lián)電容器實(shí)現(xiàn)功率的經(jīng)濟(jì)分布。
　　5采用合適的無功補(bǔ)償裝置，提高功率因素
　　目前，民用建筑設(shè)計(jì)中，絕大部分采用變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償，這種做法僅減少了區(qū)域變電站至用戶處的高壓線路上的無功傳輸，提高了用戶處的功率因數(shù)，可以不受或少受供電局局的罰款。而對(duì)用戶，無功仍由變壓器低壓母線經(jīng)傳輸線路輸送到各用戶點(diǎn)，低壓線路上的無功傳輸并沒有減少，那么無功補(bǔ)償也就達(dá)不到節(jié)能的目的。在民用建筑中應(yīng)改變電容器集中安裝的做法，對(duì)容量超過10KW的風(fēng)機(jī)、水泵、傳送帶等電動(dòng)機(jī)端設(shè)置就地補(bǔ)償裝置，空調(diào)主機(jī)及冷凍泵等常在其附近設(shè)專用變配電所，可以集中補(bǔ)償，但若供電距離超過20m時(shí)也最好采用就地補(bǔ)償。這樣才能使線路上的無功傳輸減少，達(dá)到節(jié)能目的。
　　總之，建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能措施還有很多，對(duì)于建筑設(shè)計(jì)者而言，就是要合理的選用設(shè)備（變壓器，電動(dòng)機(jī)，電纜，照明光源等），合理確定供電電壓等級(jí)以及采用新材料，新技術(shù)等。對(duì)于建筑使用者而言，就是要合理使用電氣設(shè)備，爭取使我國建筑能耗下降。
　　參考文獻(xiàn)：
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