浅析建筑施工中电气设计的节能措施

　　摘要：本文从建筑电气设计节能的原则的入手，分别从供配电系统及变压器的节能设计、降低线路损耗、照明节能设计三个方面分析了建筑施工中电气设计的节能措施。
　　关键词：建筑；电气设计；节能措施
　　前言：在现代住宅和商用写字楼等建筑物的电气设计中，除了满足建筑功能及安全这些基本需要外，节能设计已摆在十分突出的位置，日益成为电气设计师不断探索和研究的重要课题。通过采取电气节能措施可以使建筑物电气设计不断优化，减能降耗，以实现建筑物的整体节能。
　　1.建筑电气设计节能的原则
　　1.1满足建筑物的功能
　　要满足照明的照度、色温、显色指数；满足空调的舒适性温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。
　　1.2考虑实际经济效益
　　节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
　　1.3节省无谓消耗的能量
　　节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么节能措施。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。
　　2.建筑施工中电气设计的节能措施
　　2.1供配电系统及变压器的节能设计
　　我们每进行一项新的工程建设施工前，必须考虑到用电的节能，根据负荷，距离及分布，各种用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统供电简单可靠，操作方便。根据工程建设供电要求，变压器二次低压侧供电系统采用TN-S(三相五线制)。变配电所应尽量靠近负荷中心，减少线路损耗。合理选择变压器的容量和台数，要根据负荷变化自动灵活投切变压器，实现经济运行减少轻载运行造成的不必要电能损耗。变压器的节能设计：要减少变压器的有功损耗。变压器的有功损耗按下式计算：ΔΡ=Ρo+β&sup2；Ρκ，式中ΔΡ--变压器的有功损耗(KW)Ρo-变压器的空载损耗(KW)Ρκ-变压器的短路损耗(KW)β-变压器的负载率。
　　2.1.1Ρo作为变压器的空载损耗又称铁损，它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成，其值与铁芯材料及制造工艺有关，与负荷大小无关，所以在选用变压器时最好选择节能型变压器如S9，SL9，SC8等。它们采用优质冷轧取向矽钢片，由于“取向”处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，减少铁芯涡流损耗，45度全斜度接缝结构使接缝密合性好，减少了漏磁损耗。
　　2.1.2Ρκ是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损，它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，并与负荷率平方成正比。因此在选择变压器时应选用阻值较小的绕组，如铜芯变压器。β&sup2；Ρκ用微分求它极值时，是在β=50%时每千瓦的负荷，此时变压器的能耗最小，但在β=50%负载率时仅减少变压器的线损，并未减少变压器的铁损，因此也不是最节能的。综合初装费，变压器、高低压柜、土建投资及运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的余量，变压器最经济节能运行的负载率一般在75%--85%之间。
　　2.1.3在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内。
　　2.2降低线路损耗
　　当电网输送电能时，在网络中就产生功率损耗，其与线路参数和负荷大小密切相关。提高电网的功率因数、减少电网的无功功率及导线中的电阻等均能降低电网中的线损。具体途径如下：
　　2.2.1合理选择线路路径：为减小导线长度，线路尽可能走直线，不走或少走回头线。
　　2.2.2合理确定电气功能用房的位置：变压器尽量接近负荷中心，以减少供电半径；在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，且低压配电室与竖井位置的布局上应使线路部分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。
　　2.2.3增大导线截面：按满足载流量热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面；
　　2.2.4提高系统的功率因数。提高系统的功率因数，减少无功在线路上传输，以达到节能的目的。系统中的用电设备，如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功相抵消，这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备，在线路上就产生了有功损耗。这部分损耗是可以想办法改变的，其措施有以下两种。第一，提高设备的自然功率因数，以减少对超前无功的需求。可采用功率因数较高的同步电动机；荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器；采用电感镇流器的气体放电灯，单灯安装电容器等，都可使自然功率因数提高到0.85~0.95，这就可减少系统高、低压线路传输的超前无功功率。由于感抗产生的是滞后的无功，可采用电容器补偿，因为电容器产生的是超前的无功，两者可以相互抵消，因此无功补偿可以提高功率因数，从而也减小了无功的需求量。第二，安装无功补偿装置。民用建筑中，容量大且负荷平稳的负荷实行就地补偿，这样才能使线路上的无功传输减少，达到节能的目的。而容量较小或断续负载宜采用变压器低压侧集中补偿。
　　2.3照明节能设计
　　我国照明用电量约占总发电量的10%左右，而建筑照明用电占建筑耗电的20%～30%，且现有照明装置以低效照明为主，节电潜力巨大。实施照明节能，一是选择高效光源。光源的效率与电力消耗最为密切，常用各类光源中高压钠灯的光效为最高，而荧光灯和金属卤化物灯次之，高压汞灯不高，白炽灯为最低。按不同的工作场所，选择相适应的高效光源，可以降低电能消耗，节约能源。在设计中，应严格控制使用白炽灯，尽量减少高压汞灯的使用量，推广使用细管径荧光灯和紧凑型荧光灯，大力推广高效、寿命长的高压钠灯和金属卤化物灯。二是充分利用天然光源建筑物尽量利用自然采光，靠近室外部分的建筑面积，应将门窗开大，采用透光率较好的玻璃门窗，以达到充分利用自然光的目的。三是充分利用间接光源。采用提高室内反射面的反射光量来提高照度，可以利用墙面、顶棚、地面的反射来增加照度，如设置全反射的镜面，采用反射系数高的墙面装饰材料，使用这些反射面成为间接光源，提高电能的利用率。四是采用合理的控制方式。对于手动控制，可适当增加照明开关点，以达到分区控制灯光的目的，同时可采用各种类型的节电开关，如调光开关、定时开关、节电控制器等。自动控制包括红外遥控开关、光电照明控制、中央控制系统及智能照明控制系统等方式，可结合具体的工程实际，选用以节约用电。
　　结束语：总之，节能已经成为现在各个行业领域关注的重要话题，住宅作为人类生活中的重要场所，在其建设与使用过程中，不可避免地需要消耗大量的能源和资源，并且随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，住宅能耗占我国能源总消费量的比例逐年上升。所以我们同行业人士必须重视建筑电气节能问题，不断的研究探讨，总结经验，为能源问题做出应有的贡献。
　　参考文献：
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