基于节能视角的供配电系统设计

杨帆

摘要：随着人们对能源认识，节能已经成为了建筑供配电系统设计的重点。本文在结合了前人研究结果的基础之上结合了本人的工作经验从输送环节的技能设计，耗电环节的节能设计以及清洁能源的利用方面提出自己的见解。希望为今后建筑节能供配电系统提供一定的理论支持。

关键词：建筑；供配电；节能

一、输送环节的节能设计

供配电系统由于属于电业局统一配送环节，笔者所属单位不具备独立供配电能力与要求。同时，独立的供电系统由于成本较高不符合节约成本的要求。因此与宏观建筑供配电系统的需别在于无法利用传统的提压手段对电能损耗做进一步处理，退而选择合理的供电设备与建筑内的传输途径来达到减少电能的无效损耗的目的。

此外，对于大楼的用电保障方面，输送环节也起到了决定性作用。在电力的输送方面主要存在高保险性、高安全性、高效性、节能性等诸多要求。纵观目前的输送手法主要有两种连接方式。

如图1与图2的两种连接方式是目前在保障建筑合理供电的前提下所被广泛使用的连接方式。连接方式的特点是由专线对建筑进行供电并结合稳压设备与后备供电系统而构成的。其中图2系统为独立发电机组提供专有线路。从节能的角度出发，第二种的连接方式采用公用线路的模式进行，具有明显的优势。一方面是由于双线路的供电设计保障了建筑内的供电安全，另一方面是备用电源与主电源之间的自由零差别的转换，保障了清洁能源的平缓接入。为后续清洁能源的架设与利用提供了输线基础。

二、耗电環节的节能设计

建筑的常驻耗能环节主要存在与照明系统、空调系统、设备待机系统等三个方面。

2.1 照明系统的节能设计

根据国际节能减排的总体目标规划，在耗电环节采用清洁能源对不可再生资源的替代以及利用自然条件与合理的电力使用方式对大楼照明体系的能耗进行有效的降低是建筑照明系统节能设计的总体规划与原则。具体的实施方案分为两个部分，一部分为合理的利用自然光源对建筑内部进行采光，进而降低正常环境下的电力消耗。在建筑的设计过程中注意对自然光源的采集，并在建筑内部的天窗设计设计基于光敏理论的调节系统。充分利用白天的自然光源，并在采光较好的室外设计太阳能采集板，在白天的自然光源下用作建筑内的电能补偿，完成太阳能的转移工作。另一方面，在建筑内采用合理的照明方式进而避免不必要的光能损耗。具体做法如下：

（1）采用光敏与声控开关进行光能补偿调节，根据我国室内光强要求的规定，室内的合理办公光源照度为500Lux，走廊等活动光源照度为200Lux。在光敏开关的配合下，当照度达到室内光照要求时变停止对照明设备的供电。在指标低于照度要求时恢复供电。

（2）对于洗手间、楼梯等人流量较小并且不需要长时间提供照明的地点采用定时开关或者声敏开关等方式做到人来灯亮，人走等熄等方式来降低照明设备的使用时间，进而达到合理供电的目的。

2.2 通风、空调系统

空调与通风体系采用太阳能调节体系与单通性玻璃体系作为室内温度的基本调节手段，降低了由于空调系统而造成的能耗。具体实施如下：

一方面，太阳能发电以及太阳能制冷技术较为成熟。在上个实际九十年代我国已经有了成型的太阳能制冷设备。设备的主体以溴化银的见光分解吸收大量热量为主要原理对室内进行降温。而太阳能发电技术出现的更早。目前已经可以进行工业化生产，为可行性提供了技术保障。

另一方面，太阳能制冷技术安装以及原料成本较低。有研究表明安装24小时供电空调系统220V当量的太阳能电池板所需要的面积为120平方米，成本造假为30万元。完全符合建筑节能的要求。

玻璃建筑节能技术在可行方面具有较高的可实现性。主要表现在玻璃建筑节能技术在技术以及科学成果方面完全可行。普通玻璃的热传导是不具备指向性与方向性的。但是，在普通玻璃的基础上加入反射镀膜可以限制光反射的方向进而使得玻璃变成单透性的特殊传热体。同时针对大楼玻璃幕墙的施工建设理论与实践也相对完善。在实际的操作过程中采用阳面单透性玻璃的安装能够有效的调节建筑内的温度。具体表现为在需要提高温度时采用内向反光的玻璃，使得外部的阳光所携带的热能进入建筑而室内的热量通过反射无法散逸，进而达到了提高室内温度的目的。反之，则仅需要将玻璃反转，这在建筑设计上并不算是难题。而使得外向反光的玻璃，能够达到降低室内温度的目的。

2.3 设备待机系统

将大楼的供电系统进行区域划分，对于需要二十四小时通宵供电的区域进行集体划分，设计独立的供电系统，而对于不需要二十四小时全程供电的区域可以采用集约化管理模式，按照使用实践进行供电处理，而对于非供电施加则可以选择拉闸的方式来降低区域内的待机设备造成的能源浪费。

有研究表明在电气待机的过程中所产生了不小的能耗，此部分能耗主要用来进行设备的发热与发光。不仅对能源造成了一定程度的浪费，还对于设备有不小的损伤。以电脑显示器的待机电功率为例5W，全大楼折合拥有1000太电脑，则晚9点到早8点总计11小时，浪费电能55度。因此，对于全楼采用拉闸断电的方式来降低设备待机所造成的能源浪费是可行并有效的。但是，在执行的同时需要对特殊供电体系进行独立的供电，比如大楼的通风系统、消防系统、安保系统等等。

三、清洁能源的合理利用

在大楼内部不断完善清洁能源的开发与利用进而完成大楼节能的供电体系的构建。比如前文提到的太阳能与单通道玻璃系统的室内空气调节系统之外，还可以利用大楼的高空资源对建筑的侧面墙体采用太阳能铺设的建设，或者在大楼顶部安装风能发电装置或者绿色植物装置等，一方面能够补贴由于节能而造成的大楼能源的缺失。另一方面是通过清洁能源的利用提升建筑的品味。

四、总结

本文分别从输送环节的节能设计、耗电环节的节能设计、清洁能源的合理利用等三个环节讨论了基于节能视角的建筑供配电系统的设计，希望为今后的施工与设计过程中提供理论基础与实践指导。

参考文献

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