浅谈民用建筑电气设计中的节能

李锋

摘要:我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价。节能减排已成为我国的基本国策,任何行业都必须节能减排。建筑电气关系国计民生,对于节能减排应当高度重视。在设计中,我们应该让用电器节能、让输电线节能、让变压器节能,还需要设计一些人性化的节能巧思。

关键词:建筑电气设计节能

中图分类号:TU85 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(c)-0035-01

我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价,长此以往,资源支撑不住,环境容纳不下,社会承受不起,经济发展难以为继。因此节能减排已成为我国的基本国策,任何行业都必须节能减排。建筑电气关系国计民生,对于节能减排应当高度重视,下面我浅谈一下如何在建筑电气设计中体现节能减排。

1 用电器的节能

不同的用电器有着不同的用途和特点,节能要依据不同电器的用途和特点。

1.1 照明的节能

对于照明,我们既要考虑节能,也要考虑亮度,所以我们尽可能选择发光效率高的照明灯。白炽灯以前应用最为广泛,它安装维护简单,但是发光率太低,应尽量避免使用。照明用的白炽灯已经很少见,但因为其价格便宜,很多装饰用灯在偷偷地使用白炽灯。

照明还需要考虑照度、色温、显色指数,还要考虑安全因素和使用寿命等等;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。

1.2 自动扶梯的节能

自动扶梯按运行频率分为有等速运转和变频式(无人时几乎停顿)。到底是哪一种更节能,要依据使用自动扶梯的人数来确定。如果,从早到晚人来人往,则用等速运转的自动扶梯比较合算,但如果是很少的人需要使用自动扶梯,则用变频式自动扶梯更为节能。若每天人数寥寥无几,可考虑只是用垂直升降的电梯更为合理。

1.3 液晶屏幕的节能

与CRT显示器相比,液晶屏更为节能,在大厅、电梯中,尽量使用液晶显示屏,而不是CRT显示屏,这样既节约了空间,又节省了能量。

1.4 减少待机的节能

很多用电器在不用时,处于待机状态,待机状态下,用电器还是要消耗一部分能量的,设计时,要设立电源总开关,在必要时切断总电源,使用电器关机。

2 输电电路的节能

导线的电阻率很小,但是很长的导线,电阻就不能忽视,有电流流过时,就会产生有功功率损耗,这里的功率损耗主要是热功率的损耗。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万米,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设计重视。

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。线路电阻R＝P×L／s,即线路电阻与电导P成正比,与线路截面S成反比,与线路长度L成正比,因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。

应选用电导率较小的材质做导线。铜芯、铝芯的导线最佳,但又要贯彻节约用铜的原则。因此,在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线,在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。

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;第三,变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离,当建筑物每层平面在10000m2左右时,至少要设两个变配电所,以减少干线的长度;第四,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。

增大导线截面。首先,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,再加大一级导线截面。其次,利用某些季节性负荷的线路,这些用户不用时,可提供给常期用户作供电线路使用,以减少线路和电阻。例如,将空调风机、风机盘管与照明、电开水等计费相同的负荷,集中在一起,采用同一干线供电,既可便于用一个火警命令切除非消防用电,又可在春秋两季空调不用时,使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减小了线路损耗,这就相当于充分利用了季节负荷的线路。

3 变压器的节能

变压器的损耗主要表现在铜损、铁损、磁损三个方面。

(1)铜损:实际变压器的原、副线圈都是用绝缘铜导线绕制的,虽然铜的电阻率很小,但铜导线还是有一定的电阻,因此,当变压器工作时,线圈中就会有热量产生导致能量损耗,这种损耗叫铜损。

(2)铁损:变压器工作时,原、副线圈中有交变电流通过,在铁芯中产生交变磁通量,铁芯中就会因电磁感应产生涡流,使铁芯发热而导致能量损耗,这种在铁芯中损失的能量叫铁损。

(3)磁损:变压器工作时,原、副线圈产生的交变磁通量绝大多数通过铁芯,但也有很少一部分磁通量从线圈匝与匝之间漏掉,即有漏磁。这就使得通过原副线圈的磁通量并不相等,这漏掉的磁通量会在周围空间形成电磁波而损失一部分能量,这种损耗叫磁损。

对于大容量变压器来说,因线圈的附加损耗与导线的线规关系很大。因此为降低线圈的附加损耗,目前比较多的采用自粘换位导线,同以往的单根导线及组合导线相比,它有很多优点:

a.因换位导线是由多股小截面的导线经过编织而成,且换位节距为线宽的16-22倍,换位极为充分,因而在线圈的绕制过程中不需要进行换位,从而减少了环流耗。同时缩短了绕线工时,提高了线圈的可靠性。

b.由于使用的单股导线线规较小且相互绝缘,可使纵向及幅向漏磁通产生的涡流损耗减小,经计算,其涡流损耗约为多根并联导线的涡流损耗的30%。

c.由于单根导线绝缘较薄,而统包绝缘可按具体绝缘要求,这样可以使导体的填充系数得到改善,并能缩小线圈尺寸,同时还有利于散热。

d.在采用的自粘性换位导线,单股线表面涂有特制的环氧树脂,线圈经恒压干燥后,牢固的粘合在一起,形成一刚体,其抗弯、抗拉等机械强度自然大大增强,提高了导线的纽矩,增强了线圈抗短路能力。

4 人性化设计的节能

节能要考虑在建筑中生活的人的体验,我们不能因为节能让人体验不好,这样就违背了为人民服务的原则。一些公共的区域,我们可以安装声光控开光,让开光自动节能,而不用人为去控制。

在一些适当的位置,我们可以设计一些太阳能热水器,太阳能发电机,风能发电机等,太阳能、风能都是清洁能源,不会造成环境污染。使用清洁能源是构建和谐社会,节能减排所倡导的。

在一些公用的充电、电器、照明等位置,要设置一些节能的标志,让人看到这些标志后能自觉地节约能源。

人性化的节能,体现了人类的一种巧思,需要我们不断地去改进、摸索、实践。

总之,在任何一个方面,我们在设计时都应该考虑到节能减排的理念,考虑的子孙后代的可持续发展,相信我们的努力一定能让我们居住的地球变成更好的家园。