浅议建筑电气设计中的建筑节能

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：随着人民生活水平的不断提高，人们对于生活品质的追求也在随之加深，都市人们在不断追逐了物质生活的飞涨之后，猛的意识到了绿色环保生活在现代社会的重要性，开始追求返璞归真的青山绿水式的清新健康的生活环境，要达到这样的生活品质，不是一朝一夕，更不仅依靠的是一人一己之力，节能减排，控制并一步一步的减少对环境的破坏，才是一个可行的方法。
　　关键词：节能；设计；功率；供配电系统
　　中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
　　1 供配电方面的节能设计
　　1） 供配电系统。在设计中设计员应充分考虑负供电距离及负荷分布、荷容量、用电设备的特点等因素的合理设计具体符合特定条件的供配电系统，要求上，要尽量简单易行，方便工作人员日后的维护和操作。小型变电站和变配电所的位置应要尽量靠近负荷中心，以便缩短配电半径从而减少线路的损耗。更重要的是合理的选择变压器的台数和容量，以便灵活变压器，一般控制在两台左右为最好。
　　2） 变压器。变压器的有功损耗按下式计算可换算下列公式：
　　ΔP=P0+β2Pk
　　式中：β—变压器的负载率；ΔP—变压器的有功损耗（kW）；Pk—变压器的短路损耗（kW）；P0 变压器的空载损耗（jW）。
　　（1）公式中的 P0 代表变压器的空载损耗也就是铁损，它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。（2）上述公式中的P代表的是变压器额定负载传输的损耗，也就是变压器线损，它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，并与负荷率的平方成正比。变压器的破损率控制在四分之一为最佳，最高不宜超过五分之一。（3）在选择变压器的容量和台数时，应综合考虑全年的各种运行费用和成本，因为增加或减少一台机器并不代表简单的叠加或减少，其费用的结构是复杂的。
　　3）减少线路损耗。电流通过时产生功率损耗的公式表示为：
　　ΔP=3I2R•10-3
　　式中：ΔP—三相输电线路的功率损耗（kW）；I—线电流（A）；R—线路相电阻（Ω）。
　　其中“R”线路电阻在通过电流不变时，线路长度就与电阻的值成正比。这种情况在实际操作中随处可见，各种线路交叉纵横，杂乱无章，造成了很多不必要的浪费，看似不起眼的损耗，其累计起来的用电量不可小觑，如果可以减少甚至避免这一项支出，可以为一项工程节
　　省一比客观的开支，尤其是大型工程。线长度L成正比，与导线截面S成反比。要减少电阻值应从以下几个方面入手：（1）选用电阻率 ρ 较小的导线，铜芯要比铝线更合适。（2）尽可能减少导线长度，两点之间线段最短，尽量设计“一笔画”线路图，避免重复路线，每段重复路线都会导致一倍的浪费。另外，重申上文的变电所和小变电站应尽可能地靠近负荷中心，以减少供电半径的措施。（3）在满足电压降要求的前提下，选定导线截面时尽量加大一级。因为这样节省出来的费用较浪费线路的费用要大，所以才去这项措施的目的在于节省二者之差。
　　2 用电设备方面
　　1） 照明的节能。照明节能设计的底线在于不影响正常的日常生活，不影响居民的起居，在保证这一条件下，尽量的节约成本，采用一些技术上的技巧和创意设计来降低能耗，总结为一句话就是最大限度的利用光能，从以下几点比较好切入：
　　（1）充分利用自然光，自然光能是目前为止最大的潜在能源，人们已经越来越意识到这一点了，所以最佳节能方案非此莫属，在设计中设计人员多余建筑设计方面的人员沟通，怎么样能在建筑中最大限度的采用纯天然无污染，无损耗的自然光能资源。（2）建筑照明设计要严格执行国家有关部门的相关标准，既不能随便降低，也不能为了营造某种环境刻意提高，因为标准的存在上限和下限，要严格遵循标准，一般情况下居室和卧室采用紧凑型荧光灯即可，足够满足居民在此期间的各种照明用途，白炽灯则无论从节能还是环保角度都为下下选。（3）推广使用各种用电附件，辅以灯具，发挥最大能效，消耗最低能源，常用的有电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等。4）改进灯具控制方式，从控制灯具的使用上--即灯具开关上控制能耗，也不失为一种有效的方法。根据具体的照明特点和各个房间的需要，进行分组控制，避免长明灯。床头灯具可采用调光开关，高级客房和酒店客房采用节电钥匙开关，公共设施和场所的照明，例如公园路灯和走廊的灯具设置，需要采用高效节能的灯具。
　　2） 供配电系统的功率因数。大多数用电设备的工作原理是电磁感应原理，如配电变压器
　　、电动机等都是依照电磁感应原理进行作业和发挥功能的，其他一些特殊的电气仪器暂时不做考虑。所以，如此情况下，为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，在功率三角形中，有功功率P 与视在功率 S 的比值，称为功率因数 cosφ，其计算公式为：cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1 / 2在电网的运行中，所以，通过上述公式可知，我们将无功功率讲到最小甚至排除，将因数无限趋近于1，就可以最大限度的节能减耗。
　　功率因数和前二者节能的不同之处在于使用减少线路无功功率的损耗的方法来达到节能目的。前面提到的输电线路损耗ΔP中包含了线路传输有功功率时而引起的线损和线路传输无功功率时引起的线损。有功功率是指为了给建筑物供电以及在使用电能的过程中所必须消耗掉的功率，是无法摒除的，它的降低方法不在此章阐述范围内，可以参考前二章，而此过程中的无功电流和功率则是我们减低能耗的工作目标和对象，设计师在设计时应充分考虑降低无功功率的成分，因为每一次传输都会造成能源的浪费，具体操作方法：
　　（1）减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。由上文的公式可以推断出，理论上的做法最合理的就是优化和最大化因数比，尽可能的零化无功功率。（2）用静电电容器进行无功补偿，这是在无法采用上述做法的前提下的选择，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。
　　3）电动机节能设计。减少电动机损耗的最有效的途径就是提高它的工作效率，从而减少它的使用时间和次数，也只有这种做法才能行得通，因为电动机不同于其他设备，功率太低反而影响效率，弄巧成拙。在工程设计中应选用高效率的电动机，因为一般情况下工人在执行时是无法选择电动机的，所以对于节能也只能实际操作在运行过程中。
　　尽量减少轻载和空转，使每一次旋转都利用起来，每一次启动都发挥最大功用，切实可行的办法是采用变频调速控制电动机使其在负载率变化时自动调节转速使得与负载变化相适应以提高电动机轻载时的效率从而达到节约电能的目的。
　　结语
　　为了应对全球的“资源荒”，我国身为资源大国和资源使用大国，更应该身体力行，从方方面面入手展开节能减排的长期活动，使节能的观念深入人心，渗透在人们的每日言行中，才能从根本上解决问题，身为建设工作者，在工作中，应该着手钻研建筑物电气设计中的各个关节中关于节能的部分，发挥创造和创新思维，大胆尝试，努力验证，为我们更加高效低耗的绿色环保的生活而努力工作。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-4796089.htm