關于建筑電氣節能的主要功能探討
摘 要：隨著我國經濟的飛速發展，能源問題被提到越來越重要的地位。建筑的供配電系統的節能降耗問題則更顯得重要。而電氣建筑部分的能源消耗更是明顯，因此，降低建筑電氣的能源消耗是大勢所趨。本文根據建筑電氣的節能設計要求，從照明節能、供配電系統節能、變壓器的節能、電動機的節能，合理選擇建筑電氣節能幾方面進行了比較詳細的闡述。
關鍵詞：
1.節能應堅持三個原則
1.1滿足建筑物的功能即滿足照明的照度、色溫、顯色指數;滿足舒適性空調的溫度及新風量，也就是舒適衛生;滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻;滿足特殊工藝要求，如娛樂場所的一些電氣設施的用電，展廳的工藝照明及電力用電等。
1.2考慮實際經濟效益節能應按國情考慮實際經濟效益，不能因為節能而過高地消耗投資，增加運行費用。而是應該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收。
1.3節省無謂消耗的能量節能的著眼點，應是節省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發揮建筑物功能無關的，再考慮采取什么措施節能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進技術使其能耗降低。因此，節能措施也應貫徹實用、經濟合理、技術先進的原則。
2.照明節能
照明系統的節能設計照明系統的能耗主要與照明器的數量、功耗、使用時間、配套照明設備密切相關，照明節能所應遵循的原則是，照度、色溫、顯色指數等照明質量指標的前提下，盡可能節約照明用電，在節約能源的同時，不降低照明的質量，從方法上來說，主要有如下幾點：
2.1減少照明器的使用時間減少照明器的使用時間，不僅直接減少了照明功耗，同時也降低了照明器及其配套設施的損耗。因此，減少照明器的使用時間對于照明系統的節能就尤為重要。為此，在設計的時候，就要充分考慮運用天然光源作為照明光源，通過 “采光窗.采光井、光導纖維”“光導管”等各種采光、集光和導光裝備，將天然光引入室內，從而降低照明器的使用時間。同時，對于建筑物的公共場所，如走廊、樓梯間、衛生間等地方，由于不是人們生產生活的主要場所，沒必要始終照明，對此可以采用智能裝置，控制照明器的使用，從而達到節能的目的。
2.2減少照明器及配套設施的額定功耗減少照明器及配套設施的額定功耗也直接降低了照明功耗，為此要確定合理的照明方式，根據場所的不同的功能要求，選擇一般照明、局部照明或混合照明。在光源的選擇上，要盡可能選擇光效高，壽命長的光源，同時，光源配合合適的燈具才能發揮其最大的作用，如果選擇了不恰當的燈具，就會導致光源的效率大大降低，能夠使得單位面積能量損失最高達35%左右，如果為光源選擇了恰當的燈具，則光源能夠充分發揮效率，能夠使得單位面積耗電量明顯下降，從而達到節能環保的目的。在燈具的具體選用上，應根據室內占空比RcR來確定選用寬或中窄光束的照明燈具，具體如表1所示
2.3采用高效光源。白熾燈過去用得最廣泛，因為它便宜，安裝維護簡單，它致命的弱點是發光率太低，因此目前常被各種發光率高，光色好，顯色性能優異的新光源取代。低壓鈉燈和高壓鈉燈的發光率最高，但由于色溫低，光色偏暖，顯色指數在4 0～60之問，顏色失真度大，只能在路燈或廣場照明用，其中顯色指數在 6O的高顯色性鈉燈可與汞燈組成混合燈，用于工廠及體育館照明，這也是量大面廣的照明部分;發光率很高的金屬鹵化物燈，三基色熒光燈及稀土金屬熒光燈，由于色溫范圍廣，自3 200K~4000K，光色選擇性好，顯色指數又高，可達8 0～9 5，顏色失真度小，尤其金屬鹵化物燈對人的皮膚顯色性特別好，因此除用作商場、展廳的照明外，還廣泛用在車站的候車室、碼頭的候船室、航空港的候機樓以及舞臺的燈光照明等;一般熒光燈及稀土金屬熒光燈可用在寫字樓、住宅的照明;熒光高壓汞燈、自整流高壓汞燈、鈉燈及三者組合的混光燈常用于生產廠房的照明。盡量不用或少用白熾燈，只有在局部藝術照明或防止高頻光譜照射的古董字畫照明中才使用，雖然它光色好，顯色指數最高，但達不到節能的目的。
3.供配電系統節能
供配電系統的節能設計供配電系統的節能設計主要目的在于減少變壓器以及線路上的電能損耗。對干變壓器來說，減少變壓器上的電能損耗，首先是要選擇空載損耗低、節能型的變壓器，可以選用S9，SL9，SC8型油浸變壓器或干式變壓器，這些變壓器采用優質冷軋取向硅鋼片，鋼片的磁疇方向一致加上45。全斜接縫結構，能夠有效減少鐵芯的渦流損耗以及漏磁損耗。其次是選用繞組阻值小的變壓器，繞組阻值大，則電流損耗也大，在這方面要盡可能選用銅芯變壓器，因為金屬銅的電阻小，這樣當電流通過時，電流損耗也就比較小。
對于線路來說，減少線路上的功耗主要是降低線路的電阻。導線電阻=電阻率 ×導線長度/導線截面積。根據這種關系，減少線路的損耗首先要選擇電阻率小的導線，電阻率越小，其導電性能越高，電能就越少通過轉化為熱能而損耗，在這方面，銅芯是首選。其次要減少導線的長度，為此要合理選擇線路路徑，使得線路盡可能以直線為主，同時要合理確定電氣功能用房的位置，變壓器盡可能接近負荷中心的位置，以盡可能減少供電半徑，當建筑物單層面積達1O000m，至少要設2個配電中心，以減少供電半徑。再次，對于比較長的供電線路，可以選擇加大一級導線截面的方式以減少電阻，從而降低線路上的電能損耗。
4.變壓器的節能
4.1變壓器的選擇
(1)變壓器應選用節能型變壓器,高導磁的優質冷軋晶粒取向硅鋼片和先進工藝制造使硅鋼片的磁場方向接近一致,可以鐵心的渦流損耗;良好的接縫密合,可減少漏磁損耗。與老產品比,節能型變壓器空載損失和短路損失降低,10kV系列分別降低41.5%和13.93%。平均每千伏安年節電9kW?h。節能型變壓器,因其具有損耗低、質量輕、效率高、抗沖擊、節能顯著等優點,而在近年得到了廣泛的應用。
(2)變壓器的容量選擇。理論上計算變壓器負載率為50%時,變壓器的有功耗能能耗最小。但此時變壓器的無功能耗增加,因此要考慮綜合經濟效益后進行選擇。工程中變壓器的容量選擇在考慮初投資和運行費后,一般變壓器的負載率取容量的80%。
4.2減少變壓器的有功損耗
(1)只
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節能型變壓器如SBCl0、SCl0等。它們采用優質冷軋取向矽鋼片，由于“取向”處理，使矽鋼片的磁疇方向接近一致，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)只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。13²;Pf用微分求它極值時，是在p=50%時每千瓦的負荷，此時變壓器的能耗最小，但在腳O%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。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75%一85%之間。
5.電動機的節能
減少電動機損耗的主要途徑是提高電動機的工作效率和功率因數。但是在具體工程中電動機通常都是水暖及建筑等專業設備所配套的,因此電氣設計節能措施主要在運行過程中。除了就地電容器補償減少線路損耗外,還應減少電動機低效率的輕載和空載運行。主要的措施是采用變頻調速控制電動機使其適應負載的變化,以提高電動機輕載時的效率從而達到節約電能的目的。如對于空調系統的循環泵采用變頻控制后空調系統的運行費可節約30～40%。
結語
建筑電氣的節能還有很多,建筑電氣節能潛力很大,廣大電氣設計人員在設計中應精心考慮,反復比較設計方案,滿足功能需求的前提下,行之有效而又切實可行的節能設計與措施,從而達到真正質量的目的。
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