建筑工程电气节能化设计的经济性分析

 　　从经济性角度分别对变压器节能、电缆以及导线节能、电梯节能、空调节能、配电系统节能进行分析，进而实现节约能源、降低损耗的目的。通过实例研究，选择最优配电变压器和最优照明方案，以实现电气节能化设计。

　　《智能建筑电气技术》2007年创刊，主要介绍电气、智能建筑的设计、施工、设备安装、调试、系统集成、网络技术等，报道内容既有理论研究的传播、又有实践经验的交流，包括电气、智能建筑行业的新技术、新设计、新工艺、新设备、新规范、新标准，以及国内外建筑电气及智能建筑技术方面相关动态。

　　1 引 言

　　建筑工程电气节能化设计的要求是确保建筑内部光照强度和色温符合照明质量的基本规定，并在此基础上尽可能的降低能源消耗，提高能源利用率。分析建筑工程电气节能设计的经济效益，应综合考虑建筑物供配电系统的节能、电气照明的节能、建筑设备的电气节能等，使投资者在短期内就能够通过节约能源的方式得到收益。因此对建筑工程电气节能化设计经济性分析是势在必行的。

　　随着对建筑工程电气节能化设计经济性分析，政府及相关管理部门已经高度重视对能耗问题的改善，但是仍然存在几个问题，具体表现在：(1)变压器容量过大;(2)空调系统运行效率降低;(3)电梯运行能耗增加;(4)照明系统能耗较高。在对建筑工程电气节能化进行设计的时候，应该充分考虑到建筑工程的基本需求，并从原理和性能上进行分析，确保建筑工程能够实现节能设计。

　　2 建筑工程电气的节能化设计经济性分析

　　根据我国国情，将节能降耗政策融入到建筑工程电气设计过程当中，充分考虑和布局，使电气设计得更加优化，更加科学。

　　2.1 变压器节能设计

　　在建筑工程中配电设备能源消耗较大，其原因是配电设备中的变压器存在一定的阻抗，导致了电能的大量消耗，从经济学角度分析建筑工程电气中的变压器节能，可以采取如下措施：

　　(1)降低功率损耗。配电设备中的变压器有用功的功率损耗可以表示为：

　　W=W0+W1α2 (1)

　　式(1)中：W为变压器有用功的损耗功率;W0为变压器的铁损功率;W1为变压器的线损功率;α为负载率。变压器的铁损功率W0产生的原因是变压器在运行的时候，铁芯内部产生涡流，涡流经过铁芯时，会使铁芯内部产生热能，而这种热能是消耗能量的，该值的大小与负荷无关;变压器线损功率W1与负载率α的平方成正比例关系，变压器线损功率W1值的大小取决于变压器线路电阻和电流，为了降低变压器有用功的功率损耗，可以选择相对较小的电阻。

　　(2)提高负载率。采用微分法对W1α2 求值的时候，如果α=50%，变压器的负载消耗功率能够达到最小值，理论上可将负载率维持在50%左右，保持最低的消耗功率，但是在实际生活中，这种负载率却大大增加了建筑工程前期的资金投入，经济性欠佳。因此，为了使变压器能够达到最佳节能效果，又不增加资金投入，将变压器的负载率可以提升到70%～80%左右。

　　(3)大容量变压器的选择。在当地供电条件允许的情况下，负荷分配合理，选择大容量的变压器能够减少变压器的使用数量，由此既能达到节能的目的，又能减少资金的投入，符合经济性节能的需求。

　　2.2 电缆以及导线节能设计

　　(1)缩短供电距离

　　供电线路越长，损耗功率就越大，为了降低线路带来的功能损耗，应该缩短供电距离。在与电源中心距离较近的位置设置负荷中心，使电缆线以直线的形式传输电流，同时，尽可能的布置回头线，可以减少电能的损耗。此外，在对高层工程的建筑中，应该使用可以靠近竖井的位置布置低压配电室，从而避免电流倒送的情况发生。

　　(2)扩大导线截面

　　在建筑工程的电器节能设计中，难免会出现长线路，针对此线路可以扩大导线截面的面积来降低线路的损耗，在热稳定和载流量一定的前提下，增加一级导线的截面面积。

　　2.3 电梯节能设计

　　对电梯的节能分析，可以从带齿轮消耗能量与资金投入这两方面进行分析。在工程建设中，可以采用无齿轮的永磁同步电梯来取代有齿轮的电梯，不但可以减小能量的消耗，还能降低前期资金的投入。与传统的涡轮电梯相比，其节能效果可提高25%～35%左右。为了降低在运行过程中电梯的能耗问题，可以加大对电梯的管理力度，尽量减小电梯的运行次数，并且平衡使用的时间，尤其是在休息的时间，更应该控制电梯的运行次数，通过提高电梯的使用效率，达到降低能耗的目的。

　　2.4 空调节能设计

　　空调系统在运行的时候，冷水机组耗能比较高，为了达到空调节能的目的，应该对冷水机组的开启与停止的时间进行设置。当空调系统处于不工作状态的时候，应该按照围护结构的热工性能以及室外的变化温度对使用时间进行预设置，尤其是在开启预冷与预热的开关之后，定期对冷凝器与蒸发器进行清洗，从而提升冷水机组的节能效果，延长使用寿命。

　　2.5 配电系统节能设计

　　在建筑工程电气节能化设计过程中，配电系统的位置要尽量与负荷中心接近，使用铠装聚氯乙烯的电缆作为内敷设，放射式作为低压配电系统中电流的传送形式，并与各个用电场所相连接。配电所是属于单体式的建筑，因此需要使用辐射式的传输形式与供电系统相连接，而变电所则与单体式建筑的电缆以直埋方式进行连接，该系统设计的越简单，节能效果就越好。

　　3 实例分析

　　选取某建筑工程的节能设计实例从经济性角度展开分析，该工程的占地总面积大约为6.5万平方米，其中包括了大厦、办公室、配电所等，对该项目进行设计的时候，应该充分考虑电气节能的问题。

　　3.1 经济性选取配电变压器

　　进行初始设计的时候，确定的装机整体容量为16000kVA，根据国家现行的设计规范，全面考虑装机容量与运行负荷间的差异。在进行具体核算的过程中，可以采用类比法对原电气工程进行查阅，并通过对比与计算，修正装机容量为5000kVA。根据配电室的相关

　　4 结 语

　　在建筑工程设计中，能源消耗问题一直是人们关注的问题，电气节能化设计不仅是建筑工程未来的发展目标，也是世界性的发展趋势。针对目前建筑工程能源消耗的情况以及在实际运行环节中出现效率低下、能源损耗严重等问题，从经济性角度出发，对系统进行优化，加强质量安全管理，完善技术，从整体上实现电气节能环保和经济的最大化。

　　总之，建筑工程电气节能设计是一项比较复杂的工作，该设计的好坏直接关系节能的效果。为了实现节能的目标，应该与实际情况相结合，选择最合理的方案对建筑工程电气进行设计，只有这样才能大大降低能源的损耗，也才能从真正意义上实现绿色建筑的目的。

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《建筑工程电气节能化设计的经济性分析》

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