淺議從建筑電氣節能看節能減排

： 論文關(guān)鍵詞：節能 變壓器 照明 中央空調 風(fēng)機 水泵

論文摘要：本文主要介紹建筑電氣的節能，從配電系統（包括變壓器、輸電線(xiàn)路）、照明系統、中央空調系統、通風(fēng)系統及給水系統的節能，來(lái)探討建筑物可實(shí)施節能減排的措施。

一、序言

隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟的逐年快速增長(cháng)，對能源的需求量越來(lái)越大，能源的過(guò)度消耗會(huì )對我們生存的環(huán)境造成破壞，影響氣候的變化。如何降低能源的消耗已成為各行各業(yè)面臨的首要問(wèn)題，“節能減排”也是我國“十二五”期間的一項重要工作。對于我們工作和生活的建筑物來(lái)說(shuō)，能源的消耗主要是電能，因而降低建筑物對電能的消耗，對“節能減排”工作具有重要意義。

二、建筑電氣節能的幾個(gè)方面

1、配電系統的節能

1.1變壓器的節能

變壓器是配電系統的重要部分，在我國供電系統中電網(wǎng)損耗占供電容量7.7%，其中變壓器損耗占60%左右，因此降低變壓器的供電損耗，在節能降耗方面具有重要的意義，降低變壓器的損耗包括以下幾個(gè)方面：

1）降低變壓器自身的損耗

變壓器自身的損耗主要有兩部分，即固定損耗與可變損耗。固定損耗就是空載損耗（即鐵損和激磁功率損耗，簡(jiǎn)稱(chēng)鐵損），它只與變壓器的容量以及電壓的高低有關(guān)，而與負載的大小無(wú)關(guān)。變壓器的可變損耗就是短路損耗（即繞組中的損耗，簡(jiǎn)稱(chēng)銅損），銅損包括有功部分和無(wú)功部分，有功部分是變壓器原、副繞組的電阻通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的損耗，它和電流的平方成正比。從這兩方面損耗可以看出，降低變壓器的損耗就是要降低變壓器的鐵損和銅損，降低鐵損可以選擇使用優(yōu)質(zhì)硅鋼片，設計先進(jìn)的鐵心結構減小磁阻；降低銅損可以使用無(wú)氧銅和電工鋁導線(xiàn)，增大繞組的電導率。

2）合理選擇變壓器的容量

在我國民用建筑的設計中，變壓器的容量一般都是按用電高峰負載來(lái)選擇，變壓器本身?yè)p耗隨容量的增大而增加。在我國南方，夏季用電量較大，主要是空調用電，在北方，冬季用電量較大，主要是取暖用電，用電高峰過(guò)后，變壓器處于輕載和空載狀態(tài)，造成很大的浪費。所以筆者建議在民用配電系統設計時(shí)可以考慮用兩臺小容量變壓器代替一臺大容量變壓器，當用電負荷小于臨界負荷（單臺變壓器的最大負荷）時(shí)用一臺變壓器供電，負荷大于臨界負荷時(shí)切換到兩臺變壓器供電，這樣既可以有效的保證變壓器的利用效率，又可以降低電能在變壓器上的損耗。

1.2輸電線(xiàn)路的節能

1）合理選用導線(xiàn)

電能在線(xiàn)路上的損耗和電流的平方及導線(xiàn)的電阻成正比，線(xiàn)路的電流取決于用電設備的容量，在電壓等級不變的情況下很難改變，所以要降低線(xiàn)路損耗就要減小導線(xiàn)的電阻。目前配電系統中選用的導線(xiàn)多為銅線(xiàn)和鋁線(xiàn)，由于銅的電導率比鋁高，所以除一些特殊線(xiàn)路（如架空高壓線(xiàn)路考慮到化學(xué)性質(zhì)和重量等因素）選用鋁錢(qián)外，配電系統中應盡量選用銅線(xiàn)。線(xiàn)徑的截面一般要根據負荷的容量和配電線(xiàn)路長(cháng)度綜合選擇，但一般線(xiàn)徑的截面最好比負荷容量所需的最小截面大一到二級，因為增大導線(xiàn)截面所增加的費用會(huì )通過(guò)線(xiàn)損的減小而彌補回來(lái)。

2）電纜的選擇

目前民用建筑中一般有兩種低壓電纜，以VV開(kāi)頭的聚氯乙烯絕緣及護套電力電纜，以YJV開(kāi)頭的交聯(lián)聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜，兩種電纜的絕緣層不同，但查電纜的載流表可以看出，同樣截面的YJV電纜比VV電纜載流量高15~20%，所以在設計中要盡量選用YJV型號的電纜。YJV電纜成本比VV電纜高些，電纜截面減小表面上看來(lái)投資成本并沒(méi)有減少，但生產(chǎn)電纜環(huán)節中銅的消耗量減少了，這樣在銅的冶煉過(guò)種中就降低了能量的損耗并減少了環(huán)境污染，同樣有節能降耗的作用。 2、照明系統的節能

我國照明用電約占全社會(huì )用電量的12%，減少照明用電量，對降低電能損耗同樣意義重大。降低照明用電量并不是要降低照明質(zhì)量，而是通過(guò)合理選用光源，合理布置線(xiàn)路等方面來(lái)降低對電能損耗。

2.1合理選用光源

住宅照明設計中要盡可能多選用高效和長(cháng)壽命的節能光源，節能光源的發(fā)光效率高，消耗同樣的電能會(huì )發(fā)出更多的光通量。產(chǎn)生相同的光通量，消耗的電能從多到少依次是白熾燈、普通日光燈、節能燈、LED燈，所以在建筑設計中最優(yōu)先選擇的光源是節能燈和LED燈。有統計表明，在我國如果把在用的白熾燈全部替換為節能燈，年可節電480億千瓦時(shí)，相當于減少二氧化碳排放4800萬(wàn)噸。所以逐步淘汰白熾燈，不僅有利于加快推動(dòng)我國照明電器行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)照明電器行業(yè)結構升級優(yōu)化，而且也將為實(shí)現“十二五”節能減排目標做出重要貢獻。

2.2改善照明燈具的控制方式

照明燈具的控制方式要根據建筑的類(lèi)別、使用的不同特點(diǎn)和要求區別對待，做到既方便使用，又節約電能。照明線(xiàn)路的設計應遵循以下幾方面原則：①面積較小的居住、辦公用房或類(lèi)似的房間，宜采用一燈一控或二燈一控的方式，在經(jīng)濟條件允許時(shí)可采用變光開(kāi)關(guān)。②面積較大的房間宜采用多燈一控的方式，當整個(gè)房間有均勻照度要求時(shí)，可采用隔一控一的方式。③居住、辦公建筑內的樓梯間、走廊等公共通道，照明器宜采用節能開(kāi)關(guān)控制（如聲光延時(shí)開(kāi)關(guān)、光電自動(dòng)控制器、節電控制器等）。

3、中央空調、風(fēng)機、水泵的節能

民用建筑特別是公共建筑中，中央空調、各類(lèi)風(fēng)機、水泵的用電占著(zhù)重要的比例，對電能的消耗具大，如能降低這類(lèi)設備的用電量，將會(huì )節約大量的電能。

3.1中央空調系統的節能

中央空調在整個(gè)建筑能耗中所占的比例最大，在節能方面有著(zhù)巨大的潛力。在中央空調節能方面，提倡選用新型的節能環(huán)?？照{，主要有地溫空調和燃氣空調兩種。地溫空調使用水源熱泵，利用地下淺層地熱資源，是一種既可供熱又可制冷的有效節能空調系統。地溫空調具有耗電省、制冷效果好、無(wú)化學(xué)污染和廢氣排放、不浪費水資源等優(yōu)點(diǎn)。燃氣空調是利用天然氣的空調系統，燃氣空調與電力空調相比具有功能全、設備利用率高、綜合投資省、運行費用省等優(yōu)勢，更為重要的是：大量使用燃氣空調不僅有利于改善供電緊張狀況，而且對于提高電力負載率，改善電力峰谷平衡率有十分可觀(guān)的效果。

3.2風(fēng)機、水泵的節能

目前多數風(fēng)機還是采用落后的調節擋風(fēng)板或閥門(mén)開(kāi)啟度的方式來(lái)調節氣體的流量、壓力和溫度等，這實(shí)際上是通過(guò)人為增加阻力的方式，并以浪費電能和金錢(qián)為代價(jià)來(lái)滿(mǎn)足工藝和工況對氣體流量調節的要求。這種落后的調節方式，不僅浪費了寶貴的能源，而且調節精度差，很難滿(mǎn)足控制系統的要求。水泵對電能的消耗主要是電機，目前水泵多采用三相異步電動(dòng)機，異步電動(dòng)機存在啟動(dòng)電流大、機械沖擊、電氣保護特性差等缺點(diǎn)。不僅影響設備使用壽命，而且當負載出現機械故障時(shí)不能瞬間動(dòng)作保護設備，時(shí)常出現水泵損壞同時(shí)電機也被燒毀的現象。

解決上述問(wèn)題最好的辦法就是改變風(fēng)機和水泵的運行速度，目前最好調整技術(shù)就是變頻調速技術(shù)。變頻調速技術(shù)的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系： n =60 f（1-s）／p，（式中n、f、s、p分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數），通過(guò)改變電動(dòng)機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。變頻節能系統（裝置）在各類(lèi)調速系統中使用時(shí)，其節能效果對于單臺設備可做到20-55%，在風(fēng)機、水泵這類(lèi)設備的一般應用的節能效果平均也可做到20-50%，節能效果相當可觀(guān)。

三、結束語(yǔ)

能源是社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平不斷提高的重要物質(zhì)保障，能源的緊張將嚴重阻礙人們未來(lái)的正常生活、社會(huì )進(jìn)步和經(jīng)濟的可持續發(fā)展。面臨全世界能源短缺時(shí)代的即將到來(lái)，你我又能做些什么呢？希望各行各業(yè)的人們可以行動(dòng)起來(lái)，從自我的本職工作做起，為了我們的生存環(huán)境，為了子孫后代，投入到“節能減排”的實(shí)際行動(dòng)中來(lái)。

參考文獻:

[1]《電氣照明技術(shù)》 王曉東 機械工業(yè)出版社，2004

[2] 百度文庫