浅谈某建筑电气节能设计

1、浅谈某建筑电气节能设计    摘要：文章结合工程实际就电气节能设计应遵循的原则，从减少变压器的功率损耗、减少线路能量损耗、提高系统的功率因数、谐波处理、照明部分节能等方面，论述了建筑电气节能的途径。  关键词：变压器的功率损耗线路能量损耗功率因数谐波处理照明节能 中图分类号：TU2 文献标识码： A 文章编号： 我国是个能源消费大国，能源相对短缺，然而能源浪费却相当严重。作为二次能源的电能供需矛盾近年来越来越突出，能源的缺乏已严重制约着国民经济的发展。节能问题一直是我国发展国民经济的一项长远战略方针，那么节约电能就成为每位电气设计人员必须认真考

2、虑的问题。下面就江苏某农村商业银行金融大厦工程电气设计中的几种节能措施谈谈一些看法。 本工程概况为：总建筑面积37646.1平方米，其中地上总建筑面积34525平方米， 地下建筑面积3121.1平方米。本工程为一类高层综合楼， 地下汽车库为III类汽车库。耐火等级为一级。建筑主体高度94.95m ，建筑层数:地上22层，地下1层。地下室人防工程为核六级，平战结合。 本工程建筑电气节能遵循以下4个原则: 应满足建筑物的功能，保证安全性、舒适性和提高工作效率。 要满足经济性，应考虑投资和运行费用的回收。 要考虑技术先进性原则。 要考虑节约能源和保护环境要求。 本工程建筑电气节能的途径 1、减少变压

3、器的功率损耗，合理选择变压器负载率。 变压器有功损耗的公式: Pb=Po+ Pkß2 式中: P b 变压器有功损耗(kW);Po 变压器的空载损耗(kW);Pk 变压器的有载损耗(kW); ß 变压器的负载率。 P o 为空载损耗又称铁损,它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成的固定不变的部分, 它的大小随着硅钢片的性能及铁芯的制造工艺而定。P k 是功率传输的损耗, 即变压器的线损, 决定于变压器绕组的电阻及流过绕组的电流的大小,即与负载率ß 的平方成正比。因此应选用阻值较小的绕组, 可采用铜芯变压器。从P k ß 2 用微分求的极值, 是在ß

4、= 5 0 % 处每千瓦的负载,变压器的能耗最小。事实上, 5 0 % 的负载率仅减少了变压器的线损, 并没有减少变压器的铁损, 因此, 不能说是最节能的措施。考虑初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用, 又要使变压器在运行期间预留适当的容量, 变压器的负载率应在7 5 %85% 之间比较合适。 由上述可见，选择新型节能变压器和合理选择变压器的负载率对节能意义非常重大。另外，变压器台数的选择应根据负荷特点和经济运行进行选择，当有大量二级及以上负荷、季节性负荷变化较大及集中负荷较大时，宜装设两台及以上变压器。在本工程中，重要的计算机系统和安防系统供电为一级负荷中特别重要负荷；银行营业厅

5、及门厅照明、安全照明、消防类水泵、消防电梯、防排烟风机、防火卷帘、客梯、生活水泵、排污泵、应急照明等为一级负荷；普通照明动力及空调用电为三级负荷。经过合理计算，最终确定选择三台干式SCB11型变压器，其中一台1205KVA为空调专用；另两台1000KVA为照明动力供电，互为备用，满足一台故障时，另一台能负担所有二级及以上负荷的要求。 减少线路能量损耗。 在满足允许载流量、电压损失、短路电流热稳定等技术指标前提下，应按经济电流密度合理校验、选择导线截面，从而达到降低电能损耗、减少投资和节约有色金属的目的。 为减少线路能量损耗，在线路电流一定的条件下，减少导线长度或增大导线截面是减少线路损耗的两条

6、措施。第一，线路尽可能走直线少走弯路，不走回头线；第二，变压器接近负荷中心，减少低压供电长度。本工程中，在地下一层设置变配电所，变配电所低压配电房靠近建筑电气竖井。第三，对于比较长的线路，除了满足载流量，保护配合及电压损失所选定的截面外，宜增加导线截面来换取较低的线路损耗。经对增加投资的费用与回收年限计算和比较，本工程导线截面小于70mm ²或者线路超过100米回路增大一级导线截面。 3、提高系统的功率因数 在实际用电过程中，提高负载的功率因数是最有效地提高电力资源利用率的方式。提高功率因数意味着： 1) 提高用电质量，改善设备运行条件，可保证设备在正常条件下工作。 2) 可节约电能

7、，降低生产成本，减少企业的电费开支。 3) 能提高企业用电设备的利用率，充分发挥企业的设备潜力。 4) 可减少线路的功率损失，提高电网输电效率。 目前，提高功率因数主要采用装设并联电容器的方法。在低压侧采用二次侧集中补偿，这种做法减少用户处的功率因数，减少了变电所至用户处的无功传输，但对建筑而言经过低压配电系统至各用电点的无功传输没有减少，因此，在实际中多还采用就地功率因数补偿，在照明设计中选择电子镇流器或节能型电感镇流器。在本工程中，采用低压集中自动补偿方式，在变配电所低压侧设功率因数自动补偿装置，要求补偿后的变压器侧功率因数在0.95以上。 4、谐波处理 随着大量非线性负载的广泛使用，产生

8、的大量谐波电流注入电网中，使电压波形产生畸变。本工程采用了很多UPS、EPS等电子设备，有大量的谐波产生。本工程主要采用以下谐波治理措施：配电系统的接地形式采用TN-S制；配电变压器绕组采用D，yn11型接线；设计中将非线性负荷放置在配电系统的上游，谐波较严重且功率较大的设备从变压器出线侧起采用专线供电；三相UPS、EPS电源输出端中性线接地；功率因数补偿电容器组串联消谐电抗器等措施抑制谐波，提高电能质量。 5、照明部分节能 照明节能设计应是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求最大限度地减少照明系统中的光能损失，最大限度地采取措施利用好电能、太阳能。照明节能通过选择合理的照

9、度标准，选用合适的光源及高效节能灯具，采取合理的灯具安装方式及照明配电系统，并根据建筑的使用条件和天然采光状况采取合理有效的照明控制装置来实施。照明设计时，应满足建筑照明设计标准GB50034-2004所对应的照度标准、照明均匀度、统一眩光值、光色、照明功率密度值（LPD）、能效指标等相关标准值的综合要求。 在不同的使用场合，在满足照明质量的前提下，尽可能选择高光效的光源。为充分利用光源发出的光通量，在灯具选用时应注意选用配光合理、效率高、利用系数高的灯具，优先选用开启式直接照明灯具，并选择电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器以提高功率因数。 采用合理的照明控制方式是实现舒适照明的

10、有效手段，也是节能的有效措施。建筑中有天然采光的楼梯间、走道的照明，除应急照明外，宜采用节能自熄开关。每个照明开关所控光源不宜太多。 本工程为办公建筑，办公房间灯具以荧光灯为主，光源选用光效高、寿命长、显色性好的三基色细管T5荧光灯，配电子镇流器；走道、楼梯间、门厅等公共场所采用紧凑型荧光灯；疏散指示灯和安全出口灯采用发光二级管LED。 三、结束语 通过对本工程的设计发现，电气节能已成为电气设计中非常重要的部分。在建筑电气设计中应充分考虑高效率的节能设备，应用先进的设计技术，按照节能标准进行设计，为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动空间，同时在建筑的生命周期中实现高效的利用能源，最低限度的影响环境，使之成为生态的、可持续发展的绿色建筑。 参考