试论建筑电气节能

　　【摘要】：电气节能作为建筑节能的重要组成部分，对于建筑节能具有非常重要的意义，本文以下内容根据笔者多年的实践经验，对建筑电气节能进行了简要的论述，仅供参考。
　　【关键词】：建筑电气；节能；供配电系统
　　
　　1、前言
　　改革开放以来，随着经济的不断发展和人民生活水平的提高，我国的能源消耗越来越大，低碳节能成为社会发展的趋势，建筑耗能在我国能耗中占有很大的比重，降低建筑能耗对我国经济的可持续发展具有非常重要的意义。在建筑能耗中，空调、电动机、冰箱、电视、电梯等电气设备占有很大的比重，对其进行研究和探讨可以有效的降低建筑能耗。建筑电气能耗是指在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下，合理配置建筑设备，并对其进行有效、科学的控制与管理，以尽量减少能源消耗，提高能源利用率，而不是简化建筑物的功能要求，降低其功能标准。本文以下内容根据笔者多年的实践经验，对建筑电气节能进行了简要的论述，仅供参考。
　　2、我国建筑电气节能概述
　　早在2005年国务院发出《关于做好建设节约型社会近期重点工作》的通知，特别指出“要坚持资源开发与节约并重，把节约放在首位的方针”。在经济发展中，电气用电是一个耗能大户。很多相关的文章都曾显示过，其每年要消耗总发电量的10％以上，如果大量使用节能的照明产品和有效的措施，节电5％，则每年可节约照明用电60亿kWh，为国家节省投资约30亿元，并可延缓温室效应，减轻对生态环境的破坏，经济和社会效益非常可观。因此，在设计文件中，电气节能措施以专篇的形式陈述，从建筑物规划的初期就以节能的思想为指导，在技术根源处为实现电气节能提供理论依据及可行性。建筑电气节能的原则是：在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下，减少能源消耗，提高能源利用率。节能的途径之一是合理配置建筑设备，并对其进行有效、科学的控制和管理。
　　建筑电气节能应坚持以下原则：第一，考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。第二，节省无谓消耗的能量。同时在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果。从技术上、经济上进行比较后，再选定节能设备，才能真正达到节能的目的。第三，满足建筑物的功能，也就是说不能仅仅为了建筑节能而简化建筑的功能，影响到了人们的日常生活和生活的舒适感。
　　尽管我国在建筑电气节能的应用已经在我国取得了一定的成效，但是扔存在如下几个方面的问题：第一，节能目的偏差；节能的目的是为了可持续发展，而相对部分的节能建筑，只是表明形势上的节能，节约无谓消耗的能量，导致从实质上来说，不是正规节能。第二，盲目节能;通常为了达到节能效果，而刻意地控制电气，从而导致满足不了建筑物的功能。而这样的情况在我国出现不在少数，通常一方面是设计原因，而主要的方面是人为因素。第三，经济因素考虑不周；由于建筑物的电气节能措施，必须采取相关先进的设计技术方案，然而这些必然会增加部分成本。通常这样的原因主要是未采取合理的节能方案，导致额外的附加成本。
　　3、建筑电气节能应采取的措施
　　根据笔者多年的实践经验，认为建筑电气节能应从如下几个方面着手采取措施：第一，对建筑电气系统的优化设计，设计单位应要求设计人员设计的每项电气分项工程，都有较详细的电气负荷计算书和采取了哪些节能措施。另外，系统在确定设计方案时，要按照“以人为本”的设计思路，做任何项目设计之前，都要深入现场，与业主进行有效沟通，结合工程的具体情况，根据负荷特点、建筑使用功能要求、建筑物的结构特征和周围环境特点等多方面综合考虑，经过全面技术分析比较后确定出最佳的设计方案。要及时掌握各种节能新技术的原理，在设计中适当采用以获得巨大的经济效益和社会效益。第二，合理选择变压器的规格、型号，为了节约电能，减少电路电能损耗，可以考虑适当降低变压器的负载率，但是这样势必造成工程初始投资提高。配电变压器低压侧输出电网，宜尽可能形成环形网络，以便能随负荷变化而采取及时切换，或决定投入运行的变压器台数，且又不影响各环节所需电力供应。非晶态合金应用于电力变压器的铁芯，具有特殊的磁特性，它与普通材料相比，同容量时可降低75%-80%的损耗。第三，选择电线，线路尽可能走直线，少走弯路以减少导线长度。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。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10000平方米左右时，至少要设2两个变配电所，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。第四，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，应加大一级导线截面，一般而言，导线截面小于70平方厘米，线路长度超过100米的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。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。第五，电动机节能的途径，减少电动机电能损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。选择电动机类型时，必须正确掌握负荷特性，弄清楚负荷是连续的还是断续的。如果即使轻负荷时也不能停止电动机的工作，则应考虑采用交流变频调速装置。而水泵在运行过程根据需求情况水流量是变化的。水泵的工作特性是流量与转速成正比，扬程与转速平方成正比，轴功率与转速立方成正比。当流量减少一半时采用调速的方法将电动机的转速降低一半，则这时电动机的轴功率只是额定功率的1/8，对于需要变流量运行的水泵采用调速技术可大幅度的降低能耗。软起动器设备是按起动时间逐步调节晶闸管的导通角，以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此起动平稳，起动完毕，则全压投入运行。软起动器也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制晶闸管导通角，以达到转速随负载的变化而变化。第六，提高功率因数，在民用建筑中，为减少无功功率流动引起的损耗，应改变电容器集中安装的做法，对容量超过10kw的风机、水泵、传送带等，电动机端设置就地补偿装置。对空调主机及冷冻泵等，常在其附近设专用变配电所，可以集中补偿。但若供电距高超过20m时，也最好采用就地补偿。正确设计和选用变流装置，对直流设备的供电和励磁，应采用硅整流或晶闸管整流装置，取代变流机组、汞弧整流器等直流电源设备。条件允许时，采用功率因数较高的等容量同步电动机代替异步电动机，在经济合算的前提下，也可采用异步电机同步化运行。第七，合理选择节能光源，众所周知，合理选择节能灯具是建筑照明实现节能的重要措施，荧光灯是应用广泛，用量最大的气体放电光源，它具有结构简单、光效高、发光柔和、寿命长、无频闪和无电磁辐射等优良性能，把它应用到建筑物照明中会取得良好的照明和节电效果。第八，对建筑电气系统运行加以强化管理，加强对建筑电气系统运行的管理，同样可达到节能的效果。电气节能在很大程度上取决于设备的运行状况。如果使各种设备安全、有效、稳定地运行，出现故障能快速排除，则可以节约能量。开发并利用功能强大、界面友好的控制软件也是保证电气系统节能运行的有效措施。
　　4、结尾
　　建筑电气节能对于建筑节能甚至我国经济的可持续发展均具有非常重要的意义，作为一名技术人员，应该在实践中不断学习，并注重借鉴国内外先进的经验，不断提高自身的专业素养和综合素质，为降低建筑电气能耗做出应有的贡献。
　　【参考文献】
　　[1]《21世纪建筑电气设计手册》朱林根等，中国建筑工业出版社
　　[2]《变压器的设计与经济运行》付家才等，中国矿业出版社
　　[3]《建筑工程电气节能》李宏毅等，中国电力出版社
　　[4]《建筑电气节能技术及设计》李炳华等，中国建筑工业出版社

《试论建筑电气节能》

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