高慧珍
山西省工业设备安装集团有限公司 山西太原 030000
摘要：建筑中电气节能环保技术的应用不仅可以直接减少各种能源直接浪费情况，减少民用建筑的用电总量，而且也可以从根本上使民用建筑周围环境的整体质量得到改善。通过对相关节能环保技术的合理应用，可以保证电气设计的合理性，最大程度减少对生态环境造成的污染，提高居民生活的整体质量。本文根据笔者工作实践，对建筑电气设计中的节能措施进行了分析和探讨。
关键词：建筑；电气；设计；节能
1 建筑电气设计中节能降耗措施的意义
建筑电气节能降耗设计的主要内容是电气设计期间采用多种技术措施严格落实建筑电气节能标准,在实现建筑电气各项使用功能的同时实现最大限度减少建筑电气能耗。随着国民经济的快速发展,工业化水平逐步提升,能源危机已成为当今限制社会发展的关键问题。同时,我国又是一个能源紧缺的国家,石油、天然气等大量依靠进口。在实际生产生活中,如何最大程度降低能耗是摆在各行各业面前的一个重大突出难题。在建筑领域,大量研究表明,建筑电气能耗是社会能耗极为重要的组成部分,并随着经济的发展,其在社会能耗中的占比还呈现出上升趋势。开展电气节能降耗措施研究,降低建筑电气能耗或减缓其增长速度对社会具有极为重要的意义。
2 建筑电气设计中节能降耗的技术措施
2.1 配电变压器节能降耗技术措施
配电变压器节能技术措施主要从变压器运行的无功功率损耗、有功功率损耗、综合运行功率损耗三个方面着手。其中,有功功率损耗主要针对有功电量,有功功率损耗主要考虑提高变压器运行功率因数,综合运行功率损耗应兼顾有功电量与有功功率损耗或降低供配电系统网损。因此,在优化配电变压器节能方式时应当兼顾无功功率与有功功率配电系统网损。现今,大量建筑是由数台变压器分列供电,变压器损耗的总和包含变压器无功功率与有功功率。针对多台变压器运行模式进行优化时,无论是单独运行还是并列,均需经济分配变压器总负载,将无功功率损耗、有功功率损耗均降至最低。
在进行配电变压器设计、优化供配电系统布线时,应着重注意变压器三相负荷配电不平衡问题。不平衡的三相负荷配电变压器易形成三相压差过大产生负序电压、易造成磁路不平衡,引发漏磁通进而产生杂散损耗,同时引起的变压器部分相绕组形成过大负荷电流也会造成变压器损耗增大。变压器的布设应以靠近负荷中心位置为基准。针对布设有大容量单相电气设备的高层建筑应设计与供配电系统高压网络直接相连的专用的单相变压器,并进行消谐、无功补偿设计。
大量研究表明,配电变压器的额定电压值与运行过电压水平之比由20减少至10时,配电变压器内部铁损量将会由15%增加到50%以上,与此同时,变压器内部空载电流值、无功损耗总量将显著增加。因此,优选新型节能配电变压器十分必要。
为了确保供配电系统设计的合理性，要对输电线路在实际应用期间最大电压的承受能力进行合理分析，而电压越高，输电线路能够输送电量也就越大。由此可见，如果电压相同，输电距离越长，输电容量越小。因为输电期间会消耗掉一定电能，因此，在设计供配电系统时，要通过合理的方式对负荷承载总量、输电距离各项内容进行适当把控，而且要做好相应配置，进而将变电系统控制在一个良好的负荷状态下，在条件允许情况下，尽量缩小供电半径。通过上述方式设计，一方面能够保证输电的稳定性，另一方面也可以最大程度降低输电线路在输电期间的电能损耗，进而达到节能环保的目的。
设计人员要从建筑电气节能的整体情况出发，设计线路，在具体设计时，要对各项影响因素进行充分考虑，同时，为了降低损耗，要科学选择供电线路，确保最终设计的供电线路可以满足应用需求。从实际情况来看，配电线中的电流会出现一定损耗，假设输电线路的电阻率是一个固定值，输电期间不会发生变化，随着线路的增长，电阻值会不断增大，这将会导致线路消耗的电量不断增多。
因此，要在对实际情况进行详细分析基础上，选择电阻率小的导线，进而从源头上，减少电气系统在运行过程中损耗。
2.2 供配电线路节能降耗技术措施
建筑电气系统供配电线路设计应在综合考虑机电设备负荷容量、机电设备特性、机电设备空间分布、供电距离等因素的基础上进行科学布线。布线的基本原则:整个供配电系统做到清晰、简单,配电级数宜小于三级,并应加强研究供电线路节能技术措施,这是因为支干线路错综复杂且总长度普遍在万米级别,线路电能损耗不容小视。相关人员应当在导线类型选型、减少输电线路长度、增大线缆截面、采取就地无功补偿措施四个方面加强方案优选。
(1)优选导线类型。优选导线类型的依据是选用的导线型材具有较小的电导率且经济合理。大量研究表明,铜芯电缆较铝芯电缆具有电导率更小、输电效率更佳、成本偏高的特点。设计供配电线路时,应兼顾铜芯电缆的高效性和铝芯电缆的经济实惠,例如,在负荷量较大的线路采用铜芯电缆,在负荷量较小的线路采用铝芯电缆。(2)优化输电线路长度。在进行变配电所的选址时以其尽可能与负荷中心更近、低压配电室尽可能与建筑强电竖井更近为原则,因为这样可以有效缩短馈电线路距离,进而降低线路电能损耗。(3)增大线缆截面。在对难以靠近馈电系统的部分机电设备进行导线类型优选时,应在综合考虑线路载流量、电压降、热稳定、保护需要等基本功能的基础上,根据工程实际情况适当增大线缆截面以达到降低线路损耗的目的。(4)采取就地无功补偿措施。在对无功功率需求较大、距离配电所较远的电气设备线路设计时,可进行就地无功补偿设计,从而在保障电气设备运行稳定的基础上有效降低无功传输损耗,实现节能降耗。
2.3 照明系统节能降耗技术措施
合理搭配照明系统是照明系统节能降耗的重要手段。具体设计措施如下:(1)建筑照明应综合考虑经济型、艺术性、适用性等原则的基础上进行设计,尽可能地避免出现过多考虑艺术追求而造成建筑照明系统经济适用性能的大幅降低的设计。(2)针对空调房间的建筑照明设计应优选照明-空调组合型节能系统。(3)对建筑物进行照明系统分区,例如划分一般照明区、混合照明区等,并分别布线。(4)在对高照度、多光色有特殊要求的客厅、商业设施进行照明设计时,优选通过两种及以上光源组合的方式设计照明混光系统。
合理选择光源是实现照明系统节能降耗的重要方式之一。实际工程设计时,灯具光源类型的选择需综合考虑工程特点、经济性、使用的照明场所、使用者对照明的视觉要求等因素而定,重点考虑照明区域显色性、满足启动时间要求、安装维护简单方便、显色性好、发光效率高、运行可靠安全、使用寿命长、性价比较高等原则。例如,书房、会议室等对装饰性要求较低、没有特殊照明系统、灯具安装高度较低的场所优先选择使用寿命长、显色性高、光通维持效率水平高、光效性能高、性价比大的T5、T8细管荧光灯。多功能厅、办公营业厅等对装饰性要求较高、灯具安装高度较高的场所优先选择金属卤化物灯、高压钠灯,如果在显色性要求上有特别要求的场所优先选择陶瓷金属卤化物灯。酒店大厅、特殊娱乐场所等安装与维护均较为不易的场所优先选择综合光效高、使用寿命长的高频无极荧光灯。
3 结束语
建筑电气能耗是社会能耗的重要组成部分,已对我国能源供给构成重大威胁。在对建筑电气进行设计时,加强已有节能降耗技术措施的应用,并不断探索发现供电系统中存在的问题、研发新的节能措施,尽最大努力降低能源消耗,实现节能降耗,助力我国经济可持续发展是电气设计人员应尽的职责。
参考文献
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