浅谈民建筑中的电气节能措施

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浅谈民建筑中的电气节能措施
[摘 要] 本文就供电系统及线路设计、提高功率因数,照明节能、电动机节
能几个方面探讨建筑电气设计节能技术和措施。采用先进节能节能技术,精心设
计达到电气节能最大化的目标。

[关键词] 照明光源 电动机节能 供电系统节能 变压器节能 功率因数
随着经济的快速发展,国家对能源的需求越来越大,各类能源供不应求,煤
电油价格一路上涨;而另一方面,能源的浪费却越来越紧张。我国的建筑能耗是
发达国家平均建筑能耗的 3 ~ 4 倍,每年建筑能耗约占全社会能源总消耗量的
30% 左右而且仍有持续上涨的趋势。作为二次能源的“电能”供需矛盾近年来越
来越突出,节能问题一直是我国国民经济发展的长远战略方针,节能减耗已经成
为国家的一项重要国策。因此节约二次能源-电能成为建筑电气设计的焦点。作
为建筑电气工程设计人员,就优化供配电系统及线路设计,提高系统功率因数、
照明节能,选用节能电动机设备等方面与设计同仁共同探讨。

一、供配电系统节能设计
合理选择供配电系统,变压器,提高电源质量,减少传输线路上的电能损耗
对实现供配电系统的经济运行,达到节能的目的有重要意义。设计应从下面几个
方面考虑。

1、供配电系统应尽量简单可靠。同一电压等级供 电系统变配电级数不宜多
于两级,尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。合理选择供电电压。同等情况
下,电压越高,损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220/380V,但
一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了达到节能目的,经方案比较可以选
择 10( 6)kV的制冷设备。

2、变电所应靠近负荷中心,低压配电室应靠近电气竖井,合理分布供电网
络,使低压供电半径控制在 250m以内,供电线路的电压损失满足规范的允许值,
减少线路电压损失,提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。

3、应根据负荷情况,综合考虑投资和年运行费用,合理选择变压器容量、台
数。变压器负载率宜为 75%~ 85%。优化变压器的经济运行方式,其接线
应能适应负荷变化。按经济运行原则灵活投切变压器.使变压器在最佳状态下运
行,从而减少损耗。当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷的情况
下,尽可能减少变压器的台数,选用大容量的变压器从而减少损耗。

4、尽量选用高效低耗的节能型变压器,更换或改造高能耗的变压器。近年
来逐渐推广的S10,S11型节能型变压器比S9型变压器更为节能,S11型卷铁芯
变压器在技术性能上有4个较大进步:①空载电流平均下降60%~80%;②空
载损耗平均下降20%~35%;③总重量平均下降8%~10%;④噪声只有40~
50dB。
5、合理选择线路路径,降低线路损耗。由于线路上存在电阻,有电流流过
时,就会产生有功功率损耗。在一个工程中,线路左右上下纵横交错,小工程线
路全长不下几千米,大工程更是不计其数,所以线路上的总有功损耗是相当可观
的,减少线路上的能耗必须引起重视。线路上的电流是不能改变的,要减少线路
损耗,只有减小线路电阻,因此应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳,但
又要贯彻节约用铜的原则。其次要减小导线长度。首先,线路尽可能走直线,少
走弯路,以减少导线长度;其次,低压线路应不走或少走回头线,以减少来回线
路上的电能损失;变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离,;在高层建筑中,
低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生
支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向
前送,尽可能减少回头输送电能的支线。

6、合理提高供配电系统的功率因素。在用电设备选型及调速控制方案一定
的情况下,若 自然功率因素达不到接入电网要求时,应进行无功功率的补偿。
提高功率因素可以减少线路及变压器损耗。容量大且运行平稳的负荷采用就地补
偿的方式;容量较小或断续的负荷宜采用变压器低压侧集中补偿方式。当补偿电
容器所在线路谐波较严重时,低压电容器宜串联适当参数的电抗器。

二、照明节能设计
因建筑照明量大而面广, 故照明节能的潜力很大。在满足《建筑照明设计
标准》(GB50034-2004)所对应的照度标准、照度均匀度、统一眩光值、光色、
照明功率密度等相关标准值得综合要求,在提高整个照明系统效率,保证照明质
量的前提下,节约照明用电。照明节能设计应从下列几方面入手。

1、光源的选择
按工作场所的条件,选用不同种类的高效光源,可降低 电能消耗,节约能
源。一 般室内场所照明,比如办公室,教室、图书馆、商店、等公共场所,优
先采用T8荧光灯,紧凑型节能灯或小功率高压钠灯等高效光源,推荐采用T5
细管、u型管节能荧光灯。在显色性要求较高的场所宜选用三基色荧光灯、稀土
节能荧光灯、小功率高显色型钠灯等高效光源。高大房间和室外场所的一般照明,
道路照明,宜采用金属卤化物灯、高压钠灯等高效长寿命气体放电光源。安装高
度高且不易维护的场所,如高大厅堂等,宜选用高频无极荧光灯。其重要特点是
使用寿命长(达 5~6万小时)。同时,光效高(60701m/W)。显色性好(Ra达 80),
起点快捷、可靠。目前被称为绿色环保的LED半导体照明技术,广泛用于建筑
夜景照明,城市亮化工程。尤其是在2010上海世博会展区那美仑美幻,流光溢
彩的夜景照明,给人们舒适的光环境和美的感受,让建筑与环境更加和谐,赋予
建筑生命的活力,体现了城市让生活更美好得一面。随着LED照明技术的深入
研究,这种被称为21世纪的节能光源将会在我们的生活、工作场所应用的更广
泛。
2、灯具镇流器的选择
主要选用:自镇流荧光灯应配电子镇流器;直管形荧光灯应配电子镇流器或
节能型电感镇流器;高压钠灯、金属卤化物灯应配节能型电感镇流器;在电压偏
差较大的场所,宜配恒功率镇流器;功率较小者可配电子镇流器。

3、合理的照明方式
照明方式可分为一般照明、分区照明、混合照明。一般情况下,应充分利用
自然光,自然光是绿色环保的照明方式,也是照明节能的重要途径之一,在设计
中电气设计人员应充分考虑自然光和室内照明的有机结合,避免片面追求形式和
不适当选取照度标准以及照明方式,坚持在不降低照明质量的前提下,有效控制
单位面积的安装功率,优先采用分区照明方式。从而达到节能目的。

4、合理照明控制方式
照明控制方式应注意一下几点:(1)对于小开间房间,每个灯具开关控制的
光源数量不宜太多。灯具控制开关控制的光源数量不宜少于2个(单灯具除外)。
应根据灯具布置方式和环境条件宜按分组控制,所控灯列与外窗平行。(2)住宅
楼梯间、走道照明采用节能自熄开关,,以免出现常明灯,有利于节电。应急照
明应有应急时强制点亮措施;对公共建筑如学校、办公、宾馆、商场的走道,楼
梯间,门厅等公共场所的照明可采用集中控制,按建筑使用条件和天然采光情况
采取分区分组控制,即利于节电,又便于管理;宾馆、酒店的客房应采用节能钥
匙开关;医院的病房走道夜间照明应采用能关掉部分灯具和降低照度的控制方
式,达到节电目的。(3)环境复杂,照明环境要求的高的建筑物,宜采用智能照
明控制系统。如高档酒店,体育场馆,影剧院的场景照明。

三、电动机节能设计
1、选用高效率电动机。提高电动机的效率和功率因数,是减少电动电能损
耗的主要途径,与与普通电动机相比,风措施完善。 高效电动机的效率要高
3%~6%,平均功率因数 高7%~9%,总损耗减少20%~30%,因而具较好的
节电效果。所以在设计和技术改造中,设计时应极选用选用Y、YZ和YZR等新
系列高效率电动机,另一方面,高效电动机价格比普通电动机要高20%~30%,
故采用时要考虑资金回收期,能在短期内靠节电费用收回多付的设备费用。一般
符合下列条件时可选用高效电动机:1)负载率在0.6以上。2)每年连续运行时
间在3000h以上。3)电动机运行时无频繁起、制动 (最好是轻载起动,如风机、
水泵类负载)。