探析建筑電氣節(jié)能技術應用

謝林

[論文摘要]： 目前全世界都存在能源短缺，而我國又是一個能源消耗大國，每年要從國外進口大量的石油和天然氣等，我國人均資源和能源相對貧乏，不到世界人均水平的一半，而我國能源利用率又低，大約為30%（日本的能源利用率可達到57%）。隨著社會不斷的發(fā)展，科學技術也隨著更新。根據(jù)建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀探討了主要建筑電氣的節(jié)能措施。從照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、降低線路損耗、軟啟節(jié)能、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)等幾方面展開論述，分析建筑電氣節(jié)能設計要點。以提高建筑電氣節(jié)能效率，實現(xiàn)節(jié)能設計目標。

[論文關鍵詞]：建筑電氣；節(jié)能；電氣節(jié)能

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源問題被提到越來越重要的地位。建筑的供配電系統(tǒng)的節(jié)能降耗問題與新能源的開發(fā)則更顯得重要。我國大約有建筑面積五百多億平方米， 能源消耗比世界平均水平高出1-2倍， 而電氣建筑部分的能源消耗更是明顯，因此，降低建筑電氣節(jié)的能源消耗是大勢所趨。而新能源的發(fā)展可以解決能源危機、通貨膨脹、環(huán)境問題等許多社會問題，幫助構建社會主義和諧社會。新能源的快速發(fā)展中，與其配套的各項管理與技術內容不可或缺。

1 現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀

在經(jīng)濟發(fā)展中，建筑電氣是耗能大戶。許多文獻都曾顯示，建筑電氣每年要消耗總發(fā)電量的10%以上。人們日益增長的物質文化需求與精神需求同時對建筑電氣節(jié)能工作質量提出了更高的要求。科學技術發(fā)展下各類高能耗產(chǎn)品數(shù)量不斷增多，整個建筑住宅領域內電氣消耗量逐年成發(fā)展趨勢，并占據(jù)著整個能量資源消耗環(huán)節(jié)最關鍵部分；我國在相關法律法規(guī)制度上的健全與完善。使得建筑電氣節(jié)能做到了有法可依，設計原則與設計規(guī)律應用在建筑節(jié)能環(huán)節(jié)，勢必會為整項工作帶來巨大的推動作用。

2 現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能的主要措施

2.1 照明節(jié)能

（1）充分利用自然光，電氣設計者應多與建筑專業(yè)配合，做到充分有效的利用自然采光使之與室內人工照明有機地結合，有條件的利用各種導光和反光裝置將天然光引入室內進行照明，以減少屯量的消耗。

（2）嚴格遵循《建筑照明設計標準》，在標準中規(guī)定了各種場所的照度標準、視覺要求、照明功率密度等，照度標準是不可隨意降低或提高，要有效控制單位面積燈具安裝功率。

（3）照明設計可采用高效的光源，一般場所應優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈（如T5、T8管）、緊湊型熒光燈及LED光源，高大車間、廠房及體育館場等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。

（4）推廣使用低能耗、性能優(yōu)的光源用電附件，如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等，公共建筑場所內的熒光燈宜選用帶有無功補償?shù)臒艟撸o湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器，氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器，燈具功率因數(shù)不小于0.90。

（5）改進燈具控制方式，通過采用各種節(jié)能型開關或裝置進行節(jié)電。根據(jù)照明使用特點采取分區(qū)控制燈具或適當增加照明開關點。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調光開關，公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關，在樓梯、過道、廁所等處可裝上自動控制開關，并應盡量選擇小容量的燈泡。

2.2 供配電系統(tǒng)節(jié)能

（1）減少變壓器的能量損耗，變壓器作為配電系統(tǒng)的基本設備，其損耗大約占總耗量的6%，主要分為鐵耗（又稱為空載損耗）和銅耗，鐵耗與負荷大小無關，是與鐵芯的制作材料和制造工藝有關，而銅耗與負荷的大小有關，對用電負荷精準計算后合理的進行分配，選擇變壓器的運行參數(shù)與臺數(shù)，應使變壓器的負載率最佳，以保證能夠降低電壓器的容量、延長變壓器使用壽命。

（2）減少用電設備無功損耗，提高用電設備的功率因數(shù)。在設計中盡可能采用功率因數(shù)高的用電設備如同步電動機等，電感性用電設備可選用有補償電容器的用電設備（如配有電容補償?shù)臒晒鉄舻龋Ｊ褂渺o電電容器進行無功補償，電容器可產(chǎn)生超前無功電流抵消用電設備的滯后無功電流從而達到提高功率因數(shù)同時又減少整體無功電流。

（3）對配電位置進行合理設計，變配電所應靠近負荷中心，以縮短配電半徑減少線路損耗。

（4）對非線性用電設備進行控制，降低設備所產(chǎn)生的高次諧波值，降低變壓器的運行環(huán)境溫度，平衡三相負荷，合理選擇變壓器的接線方式。

（5）峰谷調節(jié)能量的控制，在用電高低峰期進行有效的調節(jié)控制，靈活控制，以達到節(jié)省電氣能源。

2.3 降低線路損耗

當電能傳輸時，線路的損耗約占輸入電能的4%左右，影響線路損耗的主要是供電方式、負載的大小、導線長度和截面積等相關。因此在滿足允許載流量、運行電壓損失等各種技術指標的前提下，盡量提高系統(tǒng)的功率系數(shù)、減少導線電阻，從而降低其損耗。主要措施有：

（1）線路路徑的選擇要合理，盡可能減小導線長度，合理確定電氣用房所在位置，變配電間應盡可能地靠近負荷中以減少供電半徑。

（2）合理選擇導線截面積，對于較長線路，在滿足載心、流量、熱穩(wěn)定、保護配合和電壓降要求的情況下，可使導線的截面積加大1～2級。

（3）盡量選用電阻率較小的銅導線。

2.4 軟啟節(jié)能

電機硬啟動對電網(wǎng)造成嚴重的沖擊，而且對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板和閥門損害極大，對設備和管路的使用壽命極為不利。當用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設備和閥門的使用壽命，節(jié)省了設備的維護費用。從理論上講，變頻器可以用在所有帶有電動機的機械設備中，電動機在啟動時，電流會比額定高5-6倍，不但會影響電機的使用壽命而且消耗較多的電量。設計時在電機選型上會目有一定的余量，電機的速度是固定不變，但在實際使用過程中，有時要以較低或較高的速度運行，因此進行變頻改造是非常必要的。變頻器可實現(xiàn)電機軟啟動、補償功率因素、通過改變設備輸入電壓頻率達到節(jié)能調速的目的，而且能給設備提供過流、過壓、過載等保護功能。

2.5 充分利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽能是環(huán)保的可再生能源，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池板、控制器和蓄電池和逆變器組合而成。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要應用于建筑物的部分用電設備上，如：環(huán)境照明（庭院燈和草坪燈等）、道路照明和體育場照明等。在系統(tǒng)的節(jié)能設計中，應考慮下列主要因素：用電負荷的性質、用電量和每天所需的工作時間；系統(tǒng)輸出時電壓的等級設計：陰雨及霧霾天氣時，保證系統(tǒng)能夠處于連續(xù)工作的狀態(tài)：建筑物所處位置的日照時間和太陽能輻射量等。

3 結語

我國加入WTO 后，我國在建筑電氣節(jié)能設計領域中面臨著新的挑戰(zhàn)，因為國外的設計公司在設計過程中十分重視環(huán)保和節(jié)能，如果我們在設計過程中不重視節(jié)能，就有可能被淘汰出局。而節(jié)電節(jié)能工作牽涉的面又十分廣泛，從發(fā)電廠開始到線路末端的用戶都應該高效地使用電能以減少損失。對于設計者而言，就是要合理的選用設備（變壓器，電動機，電纜，照明光源等），合理確定供電電壓等級以及采用新材料，新技術等。建筑電氣節(jié)能設計潛力很大， 應精心考慮設計方案， 選擇高效節(jié)能設備， 應用先進的設計技術， 按照節(jié)能標準合理設計。

參考文獻

[1] 陳眾勵， 趙濟安， 等. 建筑電氣節(jié)能技術綜述[J]. 樓宇自動化，2007.4.

[2] 朱英. 建筑電氣節(jié)能設計方法[J]. 科技信息化，2007.2.

[3] 任元會. 提高認識實施標準推進建筑照明節(jié)電[J]. 建筑電氣，2005.3.