現代建筑電氣節能技術研究

【摘 要】近年來，隨著節能減排，降低能耗等觀念的不斷推廣和深入，采取節能技術減少不必要的電力和能源浪費成為現代建筑電氣設計的新趨勢。目前，建筑電氣節能技術的應用已形成了一系列規范化的體系。因此，研究在不降低建筑功能標準的前提下，通過合理配置電氣設備，選擇節能的電氣原件、提高設備利用效率等方式是提高現代建筑電氣節能效率是很有必要的。

【關鍵詞】建筑；電氣設計；節能措施

0.引言

近年來，隨著節能減排，降低能耗等觀念的不斷推廣和深入，采取節能技術減少不必要的電力和能源浪費成為現代建筑電氣設計的新趨勢。目前，建筑電氣節能技術的應用已形成了一系列規范化的體系。因此，研究在不降低建筑功能標準的前提下，通過合理配置電氣設備，選擇節能的電氣原件、提高設備利用效率等方式是提高現代建筑電氣節能效率是很有必要的。

1.現代建筑電氣節能相關理論

1.1現代建筑節能技術基本概念

建筑節能技術起源于20世紀70年代，主要原因是能源危機在世界范圍內的蔓延，導致建筑節能技術研究在全世界全面展開，而通過節能設計和降低建筑自身能耗達到節能效果也被逐漸被認同和確信。現代建筑節能技術就是在充分滿足、完善建筑物功能要求的前提下，通過對建筑物的冷熱源系統、空調系統、送排風系統、供配電系統、給排水系統、電梯、照明等機電設備進行實時監視和優化管理，提高設備利用率和管理水平，使設備始終處于最佳運行狀態，減少不必要的浪費，從而達到有效節約電能的目的。

1.2現代建筑能耗的主要來源

調查及統計資料顯示，現代建筑能耗占據全社會能耗的27%，成為節能減排的新重點。通過分析建筑能源的消耗發現，能耗主要產生在如下幾個方面：

1.2.1現代建筑中的電力變壓器能耗

根據建筑的規模和功能不同，現代建筑中都需要選擇不同類型、規格、數量的變壓器，統計顯示，發變電系統中，變壓器電能損耗占總發電量的10%，同時，變壓器的損耗占建筑電能線損的50%，變壓器的損耗主要包括有功功率損耗、無功功率損耗、綜合功率消耗三種類型。因此，研究節能型變壓器，提高變壓器的運行效率和經濟性，對降低建筑物電氣能耗是十分重要的。

1.2.2現代建筑中電力電纜的能耗

由于電線內部電阻的緣故，電力在傳輸過程中會以熱的形勢消耗一部分，這部分能耗與電纜的長度、電力的傳輸距離、線纜的型號、品牌、導體截面等直接相關，因此，在綜合考慮線纜的造價成本、施工成本與節能效率的前提下，可有效減低建筑能耗。

1.2.3現代建筑中照明部分的節能

資料統計顯示，我國電力消耗中的1/6是被照明消耗的，提高照明系統的能效水平無疑將較大幅度降低照明能耗。建筑照明節能的原則就是在保證照明質量的情況下，通過照明節能設計，充分利用自然光、太陽能等一系列手段，減少建筑照明中的能量消耗。

2.現代建筑電氣節能措施

2.1對建筑電氣系統的優化設計

在建筑電氣系統設計時，要根據各項電氣系統的區別進行電氣負荷計算和電氣節能設計。在設計前，設計人員要深入現場，詳細了解建筑自然環境、日照、光照條件等因素，加強與業主的溝通，仔細了解業主對建筑照明的要求，本著以人文本的原則，綜合建筑物功能、結構、環境等方面的因素，選擇最佳的技術和最優的技術方案，同時，設計人員要加強學習和溝通，及時掌握最新的節能技術，并將其應用到電氣節能設計當中。對電氣設計成果要引入第三方的檢查和審核機構，對圖紙的科學和合理性進行審核，提高圖紙的設計質量水平。

2.2合理選擇建筑用變壓器

為降低變壓器的有功功率損耗，提高變壓器運行效率，降低變壓器的總體能耗，必須綜合考慮變壓器的型號、規格、數量等參數以及工程前期投資的成本，科學合理的選擇變壓器，以降低建筑的整體能耗。首先，在配電側應采用環形供電網絡，在運行側應采用并聯的方式應對建筑用電荷載的季節性的變換；其次，在晝夜用電變化大建筑中，變壓器應非晶態合金得鐵芯，該類型同容量變壓器可降低80%的電力損耗；第三，應根據負載選擇變壓器的負載率保持較高，在實際應用中發現，變壓器負載率在75%-85%為時，其投入和產出比價格，既能有效的節能，同時也保證變壓器的投入不會浪費；最后，盡量選用大容量的變壓器，使變壓器在運行時的負載率盡可能接近最佳負載率是提高變壓器的技術經濟效益和搞好變壓器節能的根本性措施。

2.3合理選擇電線和電纜

供電方式和線纜截面積是影響建筑內部線纜電力消耗的兩大直接因素，實驗表明，4%的輸入電能在線纜環節被消耗，在電能通過線纜傳輸過程中，會產生有功功率和無功功率的損耗，因此，除了選用電阻率較小的銅芯導線做線纜外，還要從以下幾個方面降低電線和電纜的電能損耗：首先是要減小建筑總線纜的使用長度，線路設計盡量點到點，走直線，同時避免線路走回頭線。變壓器的設計安放位置應盡量位于建筑的中心，使得從變壓器到各個負載的距離均最短，高層建筑的低壓配電間應盡量位于豎井附近，保證配電間到干線的距離最短，不會出現回頭線；其次需要增大導線的截面積。在綜合計算經濟效益和節能效率的情況下，設計選用的長線路當增加一級截面所增加的線纜成本可通過增加后建筑解決在三年內平衡時，可將滿足載流量、熱穩定、保護的配合及電壓損失所選定的截面再加大一級。

2.4建筑用電動機節能的途徑

建筑用的電動機主要是風機、水泵等為建筑提供整體通風和高層輸水的電動設備，根據建筑的功能不同，該部分設備的耗能比也有很大的區別。資料顯示，高層星級酒店水泵的耗電量占總耗電量的30%左右。因此，降低該部分的能耗也是很有必要的。首先在電動機的選擇是要高效率的電動機，以提高電動機的工作效率和功率因數；其次，要根據荷載的負荷特性，使得電動機的運行于電動機的負荷特性相匹配，保證電動機的工作效率；第三選用軟起動器的電動機設備，軟啟動器在電動機啟動過程中啟動平穩，啟動后可保證設備全壓投入運行，可有效降低能耗，提高電能的轉化效率和設備的使用效率。

2.5提高功率因數

在建筑電氣設計中，對于容量超過10kw的大型設備和供電距高在20m的情況下，應采用就地補償方式，選用就地補償裝置以減少無功功率流動引起的損耗。對直流設備的供電和勵磁，應采用硅整流或晶閘，空載率大于50%的電氣設備，應安裝空載斷電裝置，降低不必要的電能損耗，對連續運行的大型電氣設備，應安裝空載自停控制裝置，大型非連續運轉電氣設備，宜采用電動調節風量、流量的自動控制方式，以節省電能。

2.6合理選擇節能光源

節能光源的選擇是最直接也最明顯也最方便的建筑節能措施，資料統計顯示，熒光燈的發光效率是白熾燈的4-5倍，壽命是白熾燈的7-8倍，而且具有結構簡單、光效高、發光柔和、壽命長、無頻閃和無電磁輻射等優良性能，在現代建筑中得到廣泛的應用，對提高建筑的節能效率起到重要的作用。同時高壓汞燈、高壓鈉燈、高顯鈉燈、金屬鹵化物燈等高強氣體燈近年來也在建筑中得到了廣泛的應用和普及，對減低建筑物能耗，提高電能利用效率起到了重要的作用。

3.結論

節能減排，減低能耗是現代建筑設計的必然選擇，是提高建筑物的整體設計水平，降低建筑物運行維護成本的必要途徑。本文通過分析建筑節能的基本概念和能耗因素，提出了建筑電氣節能的具體措施和手段，其結果對指導現代建筑電氣節能設計重要指導意義。

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