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建筑配电及照明节能的技术措施中国航空工业规划设计研究院任元会2009.1.15提纲建筑电气节能的内容供配电系统的节能自动化系统与节能实施绿色照明节约能源，保护环境，是我国的重大国策，也是全球共同关注的问题煤、油等不可再生能源，地球大气环境恶化2005年“节能中长期专项规划”所列十项重点工程包括：电机系统节能工程建筑节能工程绿色照明工程“十一五”期间住宅和公共建筑严格要求节能50%的标准，加大既有建筑的综合节能改造“绿色建筑”的探索《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要》2006“公共建筑节能设计标准”(GB50189-2005)建筑电气节能的特点应在保证用电安全、为使用提供最佳的服务条件应运用科技手段、采用高效设备和器材注重健康、环保能够有效的降低运行成本是绿色建筑的最重要部分之一涉及的领域供配电系统楼宇自动化系统照明提纲建筑电气节能的内容供配电系统的节能自动化系统与节能实施绿色照明建筑供配电系统的三大要素：安全、可靠性、节约用电安全用电避免发生人身触电的防护防止引发电气火灾供电的可靠性：不应发生突然断电避免导致对人身安全的威胁避免导致设备损坏避免导致运营的混乱节约用电用最少的电满足使用需求使用者满意节能措施1：合理设置变电所位置目标：变压器尽可能靠近负荷中心，缩短低压（220/380V）配电线路长度，降低线路损耗。在送电功率(P)不变条件下，线路电流(I)与电压(U)成反比，见式(1):低压380V为中压10kV的线路电流的26.3倍，而线路的电功率损耗又与电流的平方成正比，见式(2):则用380V送电为10kV的功率损耗的690倍因此，使10kV线路深入、靠近负荷中心(如制冷机、泵等)，对大型建筑可降低年损耗约几万千瓦时。节能措施2：提高线路功率因数一般建筑的用电设备的功率因数较低，如：冷冻机、水泵、送排风机等，功率因数约为0.5-0.65，电梯约为0.4-0.5，照明用气体放电灯约为0.5-0.6。功率因数低的后果供电部门不允许，要求不低于0.9将使线路电流加大，从而大大增加线路损耗同理，电流加大，将增加变压器损耗，降低变压器利用率提高功率因数的措施合理选择电动机类型和容量（见后述）选用低谐波、高功率因数的放电灯镇流器（见后述）对负荷变化大的风机、泵等设备的电动机设置变频调速设置一定容量的补偿电容装置设置适当的滤波装置，治理谐波节能措施3：变压器选用与节能一座大中型建筑，变压器容量可达5000-10000kVA，年用电总量达几百万至千多万千瓦时，变压器年损耗达几万至十几万千瓦时。如选用变压器得当，可产生降低变损20%-30%的潜力。措施采用新型节能变压器合理确定变压器的容量：使变压器负载率不低于0.3,也不应高于0.85，最好在0.5-0.7提高变压器的功率因数，降低谐波含量采取上述措施的经济原则选用变压器增加的费用，应经过全寿命期技术经济比较(TOC法，计入利息和通胀率，以及考虑能源价格增长率)无论是新建或是节能改造，一般能在2-5年内回收增加的成本为宜节能措施4：适当加大配电线路导体截面，降低线路损耗电线、电缆截面选取原则通常是按技术因素（发热、电压损失等）确定按经济性原则，还应考虑按“经济电流”来确定截面。即适当加大截面，以降低损耗采取上述措施的经济原则用TOC法比较，证明运行中节省的电费能合理补偿增加的投资新建工程，应在2-4年内回收增加的投资为宜节能措施5：电动机应用与节能电动机是耗电量最大的设备之一，其节电潜力大电动机节能的技术措施应选择或配套高效、超高效电动机，按照《中小型异步电动机的能效限定值和能效等级》（GB18613-2006）要求选择提高电动机负载率，要求达到0.8-0.9以上，不要“大马拉小车”，可以提高效率和功率因数对负载变化比较大的，可采用变频调速（不宜用风门、阀门调节），可以不同程度提高效率和功率因数电动机节能的难点电动机多半由被拖动的机械（如风机、泵）所配套带来，往往达不到上述要求，建设方、设计院、承包方都未予注意。因此必须提出配套电动机节能要求。电动机节能举例如新型YX2型电动机，比Y型、Y2型提高效率2-3个百分点，损耗降低20%-30%，增加15%-30%投资，可在1-2年回收。04,0008,00012,00016,000Y电机－效率：89.3%YX2电机－效率：92.0%电机价格能耗费用人民币3000小时/年,全负荷,0.5元/度10%贴现率节能措施6：谐波治理与节能谐波来源主要来自电视机、计算机、UPS、整流器、变频调速、放电灯的电子镇流器等谐波的危害波形的畸变，造成对电网的污染，对微电子设备的干扰降低了线路的功率因数增加了线路电流，加大了变压器及线路的损耗导致线路中性线（N）电流加大，是引起电气火灾的不可忽视的因素治理措施选择低谐波的设备、器材（如电子镇流器）设置滤波装置提纲建筑节能的内容供配电系统的节能自动化系统与节能实施绿色照明自动化系统主要内容建筑自动化系统（BAS）电力监控管理系统照明控制调节系统通信与信息系统消防和安防监控系统系统集成自动化系统的作用节约能源，降低成本提高管理水平，节省人力，从系统中的数据，总结经验，指导机电系统运营提高机电系统运行安全性和可靠性为使用者营造更安全、方便、舒适的工作和生活环境自动化系统的节能分析-BASBAS：主要是对空调、冷冻、给排水的监控，这个系统是耗能大户，节能潜力大控制送冷水（热水）温度调节新风比例利用自然风合理设定公共场所温度提高控制温度精度提高能源利用效率是人力难以达到的自动化系统的节能分析-电力监控管理系统电力监控管理系统提高供电安全性、可靠性提高电能质量合理投切变压器的运行提高和调节功率因数，降低无功损耗监视和治理谐波合理节能自动化系统的节能分析-照明控制调节系统照明控制调节系统：节能，并延长光源使用寿命对楼梯间、走廊、电梯厅、大堂、夜景照明、定时开关或减半亮灯对公共场所、通道等按天然光状况开关灯对走廊按后半夜调光或按人动静调光或开关灯对报告厅、多功能厅、娱乐场所作多场景设置调光和开关灯自动化系统的节能分析客房或办公控制系统功能：主要是空调及灯光控制、调节节能：-客人离房自动延时断电（不包括空调）-入夜客人进房时，自动开启1-2个灯-客房空调控制按无人入住、有人入住在使用、有人入住未使用三种工况，分别设定温度调节范围，保证客人舒适居住环境，也有利于节能办公室则按工作、午休和下班后分别调节和开关282726252423222120191817未入住入住，客人不在入住，使用中夏季工况冬季工况oC提纲建筑电气节能的内容供配电系统的节能自动化系统与节能实施绿色照明绿色照明绿色照明(GreenLights)的宗旨：有利于人们工作、生活需要的良好光环境，有利于人的身心健康的条件下，达到节约能源、保护环境的目的。照明是除空调外的又一用电大户；长期来酒店等建筑使用的照明光源落后，仍有不少能效很低的白炽灯，所以，节电潜力很大。实施绿色照明，对节约用电，为使用者提供一个好的照明条件，降低运行成本，都有明显效益。节能措施1：应用优质高效光源常用光源的性能及适用场所光源名称发光效能(lm/W)显色指数（Ra）使用寿命（h）使用场所白炽灯8–12991000严格限制卤素灯12–16992000商店小型贵重商品的重点照明直管荧光灯（卤磷酸钙荧光粉）60–8057–728000不再应用直管荧光灯（三基色荧光粉）70–10083–8512000办公室、镜灯、走廊、餐厅、会议室紧凑型荧光灯（三基色荧光粉）45–6580–856000大堂、电梯厅、客房、走廊、多功能厅石英金属卤化物灯60–9060–656000–8000高空间、夜景照明陶瓷金属卤化物灯70–10080–8512000中庭、大堂、商店高压钠灯90–13023–2516000道路照明发光二极管(LED)*40–6060–8030000–50000夜景照明、标志灯、广告牌、夜灯*LED主要应用在有色彩、有动感、调光要求的场所，LED发展很快各场所选用光源的要求-1严格限制低效白炽灯应用，是全球之必然趋势限制卤素灯的应用，只用于小型贵商品如首饰、水晶制品等的重点照明建筑的主要光源是荧光灯，较高的场所，如大堂、中庭、演出厅等宜使用陶瓷金属卤化物灯各场所选用光源的要求-2荧光灯的选用要求办公室、机房、控制室、商店、餐厅、客房及卫生间的镜灯等宜用直管灯，装饰要求高的场所可用紧凑型荧光灯(下称CFL)应选用细管径灯：直管灯应选T8(直径26mm)或T5(16mm)型应选用三基色荧光粉制作的三基色荧光灯，不再用卤磷酸钙荧光粉灯管办公室、机房、控制室、餐厅、暗槽内灯，应选用4呎长灯管(T8-36W、T5-28W)，不用2呎长小灯管多数场所荧光灯的色表不应选冷色(相关色温Tcp5300K)，而应选暖色(2700K-3300K)或中间色(3300K-5300K)各场所选用光源的要求-3光源的选用要求办公室、教室、客房及卫生间化妆镜上、窗帘灯，用三基色直管荧光灯台灯、落地灯、进门廊灯、卫生间顶灯，用CFL床头灯不调光的用CFL；要求调光的可用CFL配调光电子镇流器，将来可用LED灯夜灯可用LED；衣柜灯可用LED各场所选用光源的要求-4关于LED光源近年来发展最快、前途最广的一种新型光源，具有安全、长寿命、颜色丰富、耐震动、耐气候、可调光等优点，光效也在不断提高，但目前用于室内照明还有不少问题待解决应用意见：-适应于建筑装饰、轮廓灯、园林美化、喷水池灯、广告牌、标志牌等需要彩色光、调光、动感光的场所-可用于客房调光床头灯、夜灯、走廊及电梯厅墙壁灯等，但要求用高显色(Ra80)、低色温(3300K)或中色温(4000K左右)节能措施2：镇流器应用于节能镇流器关系到照明质量、电路谐波和自身损耗，值得重视。荧光灯应采用以下两种镇流器，其特点是：节能电感式：可靠、寿命长、谐波小电子式：能效更高、频闪小、噪音低、重量轻、可调光选用电子镇流器的技术要求选用优质、可靠性高的产品，招标或采购时，应提出质保期不少于5年或3年控制谐波含量：特别是灯功率=25W者，国家标准规定的谐波限值很宽，如在同一建筑中大量使用，必将导致谐波污染，和线路中性线(N)电流过大的严重后果，选用时，应提出更高的谐波限值。建议：要求3次谐波不大于20%，总谐波不大于25%节能措施3：灯具应用与节能工厂、办公室、教室等场所，主要按配光、控制眩光、能效等条件选择灯具酒店等的照明灯具，常常被视为装饰品，但不能忘记它更是一个照明器件，关系安全、节能、照明效果等多种因素建议选用灯具的原则应坚持安全、节能、适用、经济、美观五个因素综合考虑，装饰公司承包照明只注意美观是不妥的不同使用要求的建筑区别对待建筑节能，是形势之必然，降低成本之需要建筑节能，潜力巨大，但难度不小必须突破传统习惯，提高节能意识建设方、设计师和承包者共同努力节能主管部门强化管理、监督，是实施节能的重要保证