摘要：社會進(jìn)步的同時給建筑電氣節(jié)能帶來了更高的要求，建筑節(jié)能可以從多個角度同時進(jìn)行。在電氣設(shè)計階段就考慮好環(huán)保節(jié)能對建筑節(jié)能有重要的意義，本文就建筑電氣設(shè)計階段的供電系統(tǒng)節(jié)能、照明節(jié)能和動力節(jié)能做了詳細(xì)的闡述，對于建筑電氣節(jié)能設(shè)計有很好的指導(dǎo)意義。

　　關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；電氣設(shè)計；節(jié)能設(shè)計；

　　Abstract: the development of the society and electric energy conservation for building to bring higher requirements, building energy saving from multiple perspectives simultaneously. In the electrical design stage consider good environmental protection and energy saving of building energy have important sense, this paper building electrical design phase of the power supply system energy saving, energy saving and energy saving lighting power this paper expounds in detail, for building electrical energy saving design good guidance significance.

　　Keywords: building energy efficiency; Electrical design; Energy saving design;

　　0 引言

　　我國是一個能源大國，但同時也是一個能耗大國。隨著社會的快速發(fā)展，能源的消耗日益加劇，節(jié)約能源已經(jīng)成為國家長期堅持的一項政策。電能是我國能源消耗中的重中之重，做好建筑電氣設(shè)計階段的環(huán)保節(jié)能對于減少建筑行業(yè)的能耗，促進(jìn)能源的可持續(xù)發(fā)展有極其重要的意義。

　　1 供電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

　　1.1 變壓器的選擇

　　變壓器的損耗包括有功功率損耗和無功功率損耗兩部分。變壓器節(jié)能設(shè)計中主要考慮的是減少其有功損耗，提高運(yùn)行的效率。變壓器的有功損耗是空載損耗和負(fù)載損耗之和。其中空載損耗為一個常數(shù)，負(fù)載損耗與電流的平方成正比，變壓器的有功損耗可表示為：

　　P=P0+PL

　　式中P--變壓器總損耗功率；

　　P0--變壓器空載損耗功率；

　　PL--變壓器負(fù)載損耗功率；

　　其中

　　PL=I2R

　　式中R--變壓器繞組等值電阻。

　　降低空載損耗和負(fù)載損耗的途徑有：采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片，改進(jìn)鐵芯結(jié)構(gòu)，降低空載損耗或者改進(jìn)絕緣結(jié)構(gòu)，適當(dāng)減小電流密度，降低負(fù)載損耗。

　　1.2 提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

　　提高功率因數(shù)可減少線路損耗，減少變壓器銅損，有利于節(jié)能降耗，減少線路及變壓器的電壓損失和增加發(fā)配電設(shè)備的供電能力。在設(shè)計時，采用功率因數(shù)高的電氣設(shè)備如同步電機(jī)等，感性設(shè)備可以選擇有補(bǔ)償電容器的設(shè)備。電容器可產(chǎn)生超前無功電流抵消用電設(shè)備的滯后無功電流從而達(dá)到提高功率因數(shù)同時又減少整體無功電流的作用。對配電變壓器進(jìn)行無功補(bǔ)償可提高功率因數(shù)，補(bǔ)償后功率因數(shù)可大于0. 95。

　　1.3 提高配電壓降，減少線路損耗

　　在主線路上盡量采取高壓輸電，線路在鋪設(shè)時盡量少走彎路，以走直線為主。如有降壓變壓器設(shè)備，應(yīng)將設(shè)備放置在所有負(fù)載的中心位置，以降低低壓線路的長度。導(dǎo)線的電阻公式為：

　　R=ρL/S

　　式中：ρ--電阻的電阻率；

　　L--電阻的長度；

　　S--電阻的橫截面積

　　所以在導(dǎo)線的選擇上，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)條件允許下選擇截面積相對大的導(dǎo)線，選用如銅芯導(dǎo)線以降低電阻率。這樣導(dǎo)線電阻降低，有利于減少電能消耗。

　　2 照明節(jié)能設(shè)計

　　2.1 利用自然光

　　對于有地下層或地下室的建筑，可以考慮在白天時利用自然光。可以用光纖維通過全反射將地面以上的自然光引入地下房間，達(dá)到照明或者輔助照明的作用。也可以在白天利用太陽能板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，加以儲藏，待晚間或白天照明不佳時將儲存的電能用于照明，或者將電能并入電網(wǎng)后用于照明。

　　2.2 使用節(jié)能燈

　　我國照明總用量占社會全部用電量的12%，采用高效的節(jié)能燈代替一般的照明燈可以有效節(jié)電約60%-70%，其節(jié)能潛力巨大。

　　2.3 照明的分時分區(qū)自動控制

　　電氣設(shè)計人員在考慮建筑的照明時可以加入分時分區(qū)控制系統(tǒng)，即系統(tǒng)可以適應(yīng)不同時節(jié)的白天時間段，自動打開或關(guān)閉照明燈。可以通過傳感器隨時感知環(huán)境亮度，特殊天氣亮度不佳時打開照明燈。照明自適應(yīng)環(huán)境，可以有效節(jié)約10-15%的電能。

　　3 動力節(jié)能

　　3.1 空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化節(jié)能

　　采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是建筑設(shè)備中最主要的組成部分。采暖空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，除了一般要求的加強(qiáng)設(shè)備的能源利用效率外，主要需要做到的是根據(jù)室內(nèi)實(shí)際工況和人員活動狀況，設(shè)置合理的采暖空調(diào)分區(qū)。系統(tǒng)通過對空調(diào)設(shè)備的最佳啟停時間的計算和控制，可以在保證環(huán)境舒適的前提下，縮短不必要的空調(diào)啟停寬容時間，達(dá)到節(jié)能的目的。采用優(yōu)化節(jié)能方法，可有效節(jié)能20%，節(jié)能效益顯著

　　3.2 地源熱泵節(jié)能

　　地源熱泵以地下地?zé)豳Y源為建筑提供能量，通過消耗少量高品位能源（如電能），將地下不可直接利用的低品位熱能變成可直接利用的高品位熱能。冬季熱泵把大地中的熱量升高溫度后對建筑供熱，同時使大地中的溫度降低，即儲存了冷量，供夏季使用。夏季熱泵把建筑內(nèi)熱量傳給大地供冬天使用。該能量僅僅是被"搬運(yùn)"而不是轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)使用的制冷劑比常規(guī)空調(diào)裝置減少25%充灌量，屬自含式系統(tǒng)，密封性好。因而其效率高、成本低、節(jié)能效果好。如圖3-1為地源熱泵的工作原理圖。

　　圖3-1地源熱泵的工作原理圖

　　3.3 變頻調(diào)速節(jié)能

　　電動機(jī)作為一種動力源，在電氣設(shè)備中使用廣泛。據(jù)統(tǒng)計，電動機(jī)占用電總量的60%-70%，電動機(jī)節(jié)能設(shè)計對于環(huán)保節(jié)能有關(guān)鍵的意義。以水泵為例，根據(jù)風(fēng)機(jī)的比例定律，對于風(fēng)機(jī)和泵，流體流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，即

　　q / qe= n / ne

　　功率與轉(zhuǎn)速二次方成正比，即

　　H / He= ( n / ne)2

　　功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，即

　　p / pe= ( n / ne)3

　　式中，q、n、H 和 p 分別表示流量、轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程和功率。

　　當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時，電動機(jī)的功率將以其三次方的速率下降，因此變頻調(diào)速的節(jié)電效果顯著。如果流量由100%降低到70%，則轉(zhuǎn)速相應(yīng)降到70%，壓力降到49%，而電動機(jī)的功率降到34. 3%，即節(jié)約電能65. 7%，節(jié)能效果顯著。

　　4 結(jié)語

　　建筑電氣節(jié)能設(shè)計是一個沒有最好只有更好的過程，做好建筑節(jié)能對于能源的可持續(xù)發(fā)展有重要的意義。建筑電氣節(jié)能又是一個復(fù)雜的過程，在建筑生命周期的各個階段都伴隨能源的消耗，所以作為一個電氣設(shè)計者，更有義務(wù)在設(shè)計階段就將節(jié)能概念引入設(shè)計理念之中。建筑電氣節(jié)能設(shè)計可以從多個方面入手，綜合運(yùn)用多種電氣節(jié)能手段，可以達(dá)到更好的效果。

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