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建筑電氣節能應用前景廣闊

2012.06.12

在國家大力提倡建設節約型社會之時,建筑行業相關部門接連出臺了不少關于節約能源的政策和文件。節約能源已成為每位公民的責任和義務。目前,國家針對建筑設計的節能審查已屬于強制審查環節,建筑物特別是公共建筑的能耗控制尤其引人關注。節能已成為我國經濟和社會發展的長遠戰略,是保障國家經濟安全、改善環境、增強企業競爭力、實施可持續發展的重要措施和途徑。

  建筑電氣節能現狀不容樂觀

  事實上,早在2005年7月初國務院發出《關于做好建設節約型社會近期重點工作》的通知,就特別指出“要堅持資源開發與節約并重,把節約放在首位”的方針。在經濟發展中,建筑電氣是耗能大戶。許多文獻都曾顯示,建筑電氣每年要消耗總發電量的10%以上。例如,如果大量使用節能的照明產品并采取有效措施,以節電5%計算,則每年可節約照明用電60億千瓦時,為國家節省約30億元,并可減緩溫室效應,減輕對生態環境的破壞,經濟和社會效益非??捎^。因此,在設計文件中,電氣節能措施應以專篇的形式陳述,從建筑物規劃的初期就以節能的思想為指導,在技術根源處為實現電氣節能提供理論依據。
  建筑電氣節能的原則是:在充分滿足、完善建筑物功能要求的前提下,減少能源消耗,提高能源利用率。節能的途徑之一是合理配置建筑設備,并對其進行有效、科學的控制和管理。此外,建筑電氣節能還應充分考慮實際經濟效益,不能因為節能而過高追加投資,增加運行費用,而是應該讓增加的部分投資在幾年或較短時間內回收;節省無謂消耗的能量,在選用節能的新設備方面,應具體了解其原理、性能、效果等,從技術、經濟等方面進行認真比較后再作出結論。
  如今,建筑電氣節能的應用已經在我國取得一定成效,但是往往在節能措施方面存在相關問題。首先是盲目節能,通常為了達到節能效果而刻意控制電氣,從而導致滿足不了建筑物的功能。這樣的情況在我國出現不在少數,通常有設計原因,更主要的則是人為因素。其次,經濟因素考慮不周,由于建筑物電氣節能措施必須采取更為先進的技術方案,但部分不合理的方案會造成成本額外增加。最后是節能目的偏差。節能的目的是為了可持續發展,而部分所謂的節能建筑只是在形式上表明節能,但從實質上來說并非正規的節能案例,甚至更加耗能。

  建筑電氣節能策略需貫徹

  第一,注重高效光源和高效燈具的節能控制措施。對于住宅公共部分,節能控制措施即采用節能自熄開關。由于住宅公共部分大多無人值守,所以燈具在人來時點亮、人去時熄滅非常重要。對于高層住宅電梯前室,由于其對于保證人員疏散具有重要意義,所以此處只能采用翹板開關。但對于住宅大部分公共樓梯間,節能自熄開關的采用可作為重要的節能措施。
  高效光源顧名思義具有高光效、顯色好等優點。試驗證明,白熾燈只有10%的電能轉變為可見光,90%的電能轉變為熱輻射,而這種熱輻射性又往往會帶來火災隱患。細管徑熒光燈、緊湊型熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈和節能燈均為高效光源,應積極推廣應用,盡量減少白熾燈的使用量。好光源有了,如何使這種好光源發揮功效,這就要求燈具的效率要高。燈具的效率為燈具出射光通量與光源總光通量之比,比值越高,效率越高。燈具反射面設計科學,才能使好的光源物盡其用。高效光源、高效燈具不僅適用于住宅公共部分照明,在民用建筑中也可大量采用。
  第二,注重供配電系統節能措施。應采取提高系統的運行電壓和功率因數、減少無功功率及導線中的電阻、降低供配電系統線路損耗等措施,其節能途徑主要有:一是根據負荷容量、供電距離及分布、用電設備特點等因素,合理設計供配電系統并選擇供電電壓,供配電系統應盡量簡單可靠。同一電壓供電系統變配電級數不宜多于兩級。二是變電所應盡量靠近負荷中心,以縮短配電半徑,減少線路損耗。電力用戶內部變電所之間宜敷設聯絡線,根據負荷情況切除部分變壓器,從而減少損耗。三是降低線路電阻,線路截面選擇要與國際接軌,推廣應用“電力電纜截面的經濟最佳化”方案,按經濟電流密度法合理選擇導線截面,以減少損耗。此外,對于環形供電方式,為降低線路的電阻值,將開式網運行改為閉式網運行,同樣可明顯降低線路損耗。四是傳輸上可以采用提高電壓等級的方法,通過計算可知,當電壓提高10%,耗損可降低17.4%。因此,提高電壓傳輸是降低線損的有效途徑。五是提高功率因數,減少電能損耗。線損與電力用戶功率因數的2次方成反比,故提高功率因數也是降損的有效措施。這方面可從合理選用電氣設備容量及裝設并聯補償電容器兩方面著手。
  第三,注重太陽能節能措施。目前,住宅熱水系統雖然已有不少設計采用了太陽能設備,但筆者認為應該在大型住宅小區以及公共建筑的室外照明系統設計采用太陽能蓄電的照明設備。目前,這類產品以太陽能LED燈具為主,其產品工作原理是:白天太陽光照射到太陽能組件上,使太陽能電池組件產生一定幅度的直流電壓,把光能轉換為電能,再傳送給智能控制器,經過智能控制器的過充保護,將太陽能組件傳來的電能輸送給蓄電池進行儲存;到了夜晚,太陽能組件因接收不到光能,其輸出的直流電壓降到接近為零時,智能控制器自動開啟控制裝置,向LED提供電能,促使LED發光源發出足夠的亮度用于照明;到天亮時,太陽能組件又接收到光能產生的電壓,智能控制器再次自動轉換到充電模式工作。隨著太陽能蓄電照明設備產業的迅速發展,這種產品的制造成本將會越來越低,相信在不久的將來,太陽能蓄電照明設備會在室外照明領域得到普及應用。
  第四,注重變壓器節能措施。變壓器損耗包括有功功率損耗和無功功率損耗兩部分,要正確選擇變壓器的負載率,以便合理選擇變壓器容量。變壓器的經濟運行在節能的同時,還能降低運行費用,取得經濟效益。鐵損對變壓器來說雖為常數,但可通過合理選型與運行,達到節能的目的。變壓器銅損是變量,合理地確定最佳運行參數,保持變壓器在正常條件下達到最大效率值,也可達到經濟運行的目的。
  建筑電氣節能應該始在設計上體現,終在實踐中應用。只有采取合理的設計方案,應用合理的節能器具并優化節能措施,才能真正實現建筑電氣節能的可持續發展。
(來源:《中國建設報》名門地產通訊員 黃婉馨摘編)

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