摘要：電氣設(shè)計(jì)是建筑工程重要的內(nèi)容之一，而電氣節(jié)能設(shè)計(jì)不僅有利于節(jié)約能源，也可緩解我國(guó)能源資源供應(yīng)。本文發(fā)表在《制造自動(dòng)化》，是電子工程師職稱(chēng)論文范例，文章探討了建筑電氣設(shè)計(jì)原則，并針對(duì)照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和探索,提出了幾種在工程設(shè)計(jì)中行之有效又切實(shí)可行的節(jié)能措施。

　　關(guān)鍵詞：建筑電氣設(shè)計(jì);節(jié)能措施;電氣照明

　　Abstract: Electrical design is one of important content of architectural engineering, and electrical energy saving design not only can save energy, but also can alleviate natural resources of our country energy supply. This paper discusses the construction principles of electrical design, and according to the lighting energy saving design in the system are analyzed and explored in engineering design, and puts forward several effective and feasible measures of energy saving.

　　Key words: building electrical design; energy saving measures; electrical lighting

　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU2

　　1 建筑電氣設(shè)計(jì)的原則

　　1.1滿足建筑物的使用功能。建筑電氣設(shè)計(jì)的原則應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)：一是照明的照度、色溫、顯色指數(shù);二是滿足舒適性空調(diào)的溫度及新風(fēng)量;三是滿足上下、左右的運(yùn)輸通道暢通無(wú)阻;四是滿足特殊工藝要求，如娛樂(lè)場(chǎng)所的一些電氣設(shè)施的用電，展廳的工藝照明及電力用電等。

　　1.2考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)效益, 衡量投資與收益的關(guān)系。如果過(guò)分強(qiáng)調(diào)節(jié)能, 為購(gòu)買(mǎi)節(jié)能設(shè)備花費(fèi)大量資金, 那么, 用戶(hù)就很難在短期內(nèi)回收成本, 無(wú)法獲得收益, 這是有悖于節(jié)能設(shè)計(jì)初衷的。為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生, 在設(shè)計(jì)期間, 我們應(yīng)對(duì)各設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行反復(fù)比對(duì)。

　　1.3建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)。建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)提倡綠色照明。綠色照明并不只是照明節(jié)能, 而是在有益于提高人們生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)效率和生活質(zhì)量, 保護(hù)身心健康的基礎(chǔ)上,在保證民用建筑照明功能, 即照度、色溫、顯色指數(shù)等照明質(zhì)量指標(biāo)的前提下, 盡可能節(jié)約無(wú)謂消耗的能源。不能因?yàn)楣?jié)能而過(guò)高地增加投資, 而是應(yīng)該讓增加的部分投資, 能在較短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少下來(lái)的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。

　　2建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中的節(jié)能

　　建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，每一步的設(shè)計(jì)計(jì)算左右著能源的消耗，精確的計(jì)算，合理的配電，就能有效地節(jié)約能源：

　　2.1 利用系數(shù)法(必須求出該計(jì)算范圍內(nèi)用電設(shè)備有效臺(tái)數(shù)及最大系數(shù)，是早期的二項(xiàng)式系數(shù)法和“ABC”算法的歸納算法)。

　　2.2單位面積功率法和單位指標(biāo)法(常用于方案階段)。在供配電系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中，計(jì)算三相系統(tǒng)用電負(fù)荷時(shí)，單相負(fù)荷必須換算成三相等效負(fù)荷，計(jì)算按式Pdx=3Pex，其中Pdx為三相等效負(fù)荷，Pex為單相負(fù)荷。在三相不對(duì)稱(chēng)狀態(tài)下，只有單相負(fù)荷時(shí)，單相用電設(shè)備要均衡分配到三相上，用負(fù)荷最大的一相作為計(jì)算的單相負(fù)荷。如當(dāng)L1相負(fù)荷為30kW，L2相為27kW，L3相為29kW時(shí)，三相容量應(yīng)為90kW。故在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要盡量平衡三相負(fù)荷，以降低負(fù)荷的三相總?cè)萘俊Ｍ瑫r(shí)，根據(jù)各種用電設(shè)備的實(shí)際用電情況準(zhǔn)確計(jì)算出用電負(fù)荷。負(fù)荷計(jì)算高了，浪費(fèi)有色金屬，負(fù)荷計(jì)算低了，加速電氣元件的絕緣老化，增大電能損耗。準(zhǔn)確計(jì)算用電負(fù)荷是能源節(jié)約的基礎(chǔ)。

　　3 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的主要措施

　　3.1 供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

　　建筑物的供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)確保有合理的方案、系統(tǒng)設(shè)備以及供電路線的能源消耗信息。

　　(1)對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算后合理對(duì)其分配，應(yīng)當(dāng)選擇變壓器的負(fù)載率最佳，以保證能夠降低電壓器的容量、延長(zhǎng)變壓器的使用壽命;

　　(2)運(yùn)用集中式以及分散式的方案進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，使得低壓側(cè)功率的因數(shù)有一定的提高，保持在0.9 以上，從而保證變壓器的損耗以及配電線路的損耗降到最低點(diǎn);

　　(3)對(duì)配電的位置進(jìn)行明確，保證配電間和配電柜和負(fù)荷中心相近，從而使得電壓損耗以及電能損耗減少;

　　(4)對(duì)非線性的用電設(shè)備進(jìn)行控制，使其所產(chǎn)生的高次諧波合理化;

　　(5)峰谷調(diào)節(jié)能量控制措施的使用。在用電高峰期和低峰期進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)控制，保證減少電氣能源的浪費(fèi)等

　　3.2 電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)

　　減少電動(dòng)機(jī)能損耗的主要途徑是提高電動(dòng)機(jī)的工作效率和功率因數(shù)。在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)選用高效率的電動(dòng)機(jī)，但是在具體工程中電動(dòng)機(jī)通常都是水暖及建筑等專(zhuān)業(yè)設(shè)備所配套的，由設(shè)備制造商統(tǒng)一供應(yīng)的，所以節(jié)能措施只能貫徹在運(yùn)行過(guò)程中。除了就地電容器補(bǔ)償以減少線路損耗外主要是減少電動(dòng)機(jī)輕載和空載運(yùn)行，因?yàn)樵谳p載運(yùn)行下電動(dòng)機(jī)效率是極低的，切實(shí)可行的辦法是采用變頻調(diào)速控制電動(dòng)機(jī)使其在負(fù)載率變化時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速使得與負(fù)載變化相適應(yīng)以提高電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)的效率從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。

　　3.3 減少線路損耗

　　由于配電線路有電阻，有電流通過(guò)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生功率損耗，在通過(guò)電流不變時(shí)，線路長(zhǎng)度越長(zhǎng)則電阻值越大。在一個(gè)工程中，線路上下縱橫交錯(cuò)，一般工程線路總的不下萬(wàn)米，大工程更是不計(jì)其數(shù)，因而電能損耗是相當(dāng)可觀的。所以，減少線路能耗必須要引起設(shè)計(jì)人員的足夠重視。在具體工程中，線路上電流一般不變，如果要減少線損，我們只能盡量減少線路電阻。線路的電阻R=ρL/S，它與導(dǎo)線電阻率ρ、導(dǎo)線長(zhǎng)度L成正比，與導(dǎo)線截面S成反比。要減少電阻值，我們應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：

　　(1) 盡量選用電阻率ρ較小的導(dǎo)線，如銅芯導(dǎo)線，鋁芯線次之。

　　(2)導(dǎo)線長(zhǎng)度盡可能短，在設(shè)計(jì)中線路應(yīng)盡量走直線少走彎路。另外，在低壓配電中線路盡可能不走或少走回頭路。變電所應(yīng)盡可能地靠近負(fù)荷中心，以減少供電半徑。

　　(3) 增大導(dǎo)線截面積，對(duì)于較長(zhǎng)的線路，在滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護(hù)配合及電壓降要求的前提下，在選定線截面時(shí)我們加大一級(jí)線截面。這樣做雖然增加了線路費(fèi)用，但能耗節(jié)約也減少了年運(yùn)行費(fèi)用，因而經(jīng)濟(jì)效益還是合算的。

　　3.4 照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

　　公共建筑照明系統(tǒng)的能耗也非常大, 約占建筑總能耗的15%~ 30%, 系統(tǒng)節(jié)能不容忽視。

　　照明標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為( GB50034- 2004) 建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),提高了照度水平和照明質(zhì)量, 推動(dòng)了照明領(lǐng)域的科技進(jìn)步,標(biāo)準(zhǔn)將照明功率密度值的規(guī)定作為強(qiáng)制性條文, 從而把節(jié)能放到了重要位置。

　　(1)科學(xué)的選擇光源及燈具

　　在光源和燈具的選擇上，“高效”應(yīng)該作為首要考察因素，這是節(jié)約能源的第一步。原因是，光源發(fā)光效率和燈具的利用率高的情況下，照明燈在電量相同的情況下會(huì)發(fā)出更多的光通量( Lm) ，其可行性完全仰仗于良好的燈具。

　　(2)科學(xué)選擇光源用電附件

　　選擇了科學(xué)合理的燈具，接下來(lái)的任務(wù)是為其配置相應(yīng)的科學(xué)的用電附件，否則燈具的作用就不能完全或者優(yōu)良的得以發(fā)揮。居住類(lèi)場(chǎng)所蝙蝠翼式燈具控光性能合理都要依靠相應(yīng)的配件才能發(fā)揮作用。如光燈本身功率因數(shù)較低，所以必須配置鎮(zhèn)流器，首先，日光燈需搭配電子鎮(zhèn)流器，而非電感鎮(zhèn)流器; 選用具體電子鎮(zhèn)流器時(shí)，應(yīng)注意選擇節(jié)能型它比傳統(tǒng)用電量低近四成，屬于安全可靠，物美價(jià)廉，性?xún)r(jià)比高的一類(lèi)。

　　(3) 合理改進(jìn)燈具的控制方式

　　公共場(chǎng)所的照明，通常采用集中控制，并按其使用率和天然采光狀況進(jìn)行分區(qū)、分組的控制，這樣方能靈活地調(diào)節(jié)用電量，避免不必要的浪費(fèi)和“一刀切”。好處在于不影響居民起居的情況下，能人為或自動(dòng)節(jié)省一部分照明用電。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　電氣節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程， 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)充分考慮如何在滿足建筑物的功能的前提下盡量減少設(shè)備使用時(shí)間以及提高設(shè)備使用效率。無(wú)論是供配電系統(tǒng)、變壓器系統(tǒng)、照明系統(tǒng)或者其他用電設(shè)備，都有著節(jié)能的巨大潛力 應(yīng)在設(shè)計(jì)中精心考慮各種可行的技術(shù)措施。同時(shí)，在選用節(jié)能的新設(shè)備時(shí)，應(yīng)具體了解其原理、性能、效果，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行比較后，再合理選定節(jié)能設(shè)備，以真正達(dá)到有效節(jié)能的目的。

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　　電子職稱(chēng)論文發(fā)表期刊：《制造業(yè)自動(dòng)化》雜志是自動(dòng)化行業(yè)綜合性技術(shù)刊物，主要刊載制造業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域所取得的新技術(shù)、新成果、新產(chǎn)品、新方法以及自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用成果、科技動(dòng)態(tài)與信息等，及時(shí)地介紹國(guó)內(nèi)外最新制造技術(shù)、機(jī)電產(chǎn)品信息及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。于1979年創(chuàng)刊，是制造業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域具有廣泛影響力的刊物，是機(jī)械行業(yè)優(yōu)秀期刊。本刊國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行，月刊，大16開(kāi)本，每月25日出版。郵發(fā)代號(hào)：2-324。廣告經(jīng)營(yíng)許可證號(hào)：京西工商廣字0/93號(hào)。