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浅探建筑电气节能技术的合理应用

摘要:近年来， 党中央、国务院高度重视能源的节约问题，接连出台关于节约能源的系列政策、文件， 节约能源已成为每位公民的责任和义务。 电气节能技术在建筑工程中的合理利用将大大降低建筑结构的能耗｡在阐述电气节能设计应遵循的原则的基础上,从不同角度提出了建筑电气技术在节能上的合理应用｡

关键词:建筑电气;节能;应用

目前全世界都存在能源短缺，而我国又是一个能源消耗大国，每年要从国外进口大量的石油和天然气等，我国人均资源和能源相对贫乏，不到世界人均水平的一半，而我国能源利用率又低，大约为30%（日本的能源利用率可达到57%）。我国单位建筑面积能耗相当于发达国家的2--3倍，由此可见节能工作潜力很大。节能工作又关系到技术进步和缓解能需矛盾，是支持国民经济迅速发展的重要一环。

　　1 电气节能设计应遵循的原则

　　电气节能设计既不能以牺牲建筑功能､损害使用需求为代价,也不能盲目增加投资､为节能而节能｡因此,电气节能设计应遵循以下原则: 
　　(1)适用性｡就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源,为建筑设备运行提供必需的动力,按照用电设备对于负荷容量､电能质量与供电可靠性等方面的要求, 来优化供配电设计,促进电能合理利用｡
　　(2)实际性｡要充分考虑实际经济效益,合理选用节能设备及材料,使节能增加的投资能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用收回｡
　　(3)节能性｡应考虑采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗,比如电气设备自身的电能消耗,传输线路上的电能消耗等等｡这应该是节能的着眼点｡

　　2 电气节能设计技术的合理利用

　　2.1 照明部分的节能
　　因建筑照明量大而面广,故照明节能的潜力很大｡在满足照度､色温､显色指数等相关技术参数要求的前提下,照明节能设计应从下列几方面着手:
　　(1)采用符合要求的照度标准｡各类建筑按照《建筑照明设计标准》要求选择合理的照度标准｡同时对要求照度较高的场所尽量采用混合照明方式,突出重点部分｡
　　(2)使用高效光源｡采用T5､T8直管荧光灯,小功率陶瓷金属卤化物灯等｡
　　(3)选用合理的照明灯具｡选用效率高,易清扫和换灯的照明灯具｡
　　(4)充分利用太阳光｡照明节能工程中的一个较为主要的内容是如何充分利用天然光源。随着人们对能源和环境保护的日益关注，建筑物中如何充分利用天然光源来节约照明用电已引起广泛重视。天然光源是取之不尽、用之不竭的能源。在照明节能的实施工程中，应当充分加以利用，制定建筑物的采光标准，确定采光方式，将采光和照明有机地结合起来。白天尽可能地利用天然光源，使建筑物内获得稳定的光照条件。同时，室内引入阳光，既能大大节约照明能耗，亦有助于提高室内温度，对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义。 通过外窗利用天然光;适用部位采用太阳能灯;利用太阳光采光技术｡
　　(5)考虑照明环境｡照明环境装修多考虑浅色､光泽的表面,可增加光反射,无论天然光还是人工照明光,均可提高照度｡

2.2 合理设计供配电系统及线路
　　根据负荷容量,供电距离及分布,用电设备特点等因素合理设计供配电系统,做到系统尽量简单可靠,操作方便｡变配电所应尽量靠近负荷中心,以缩短配电半径减少线路损耗｡合理选择变压器的容量和台数,以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器, 实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗｡
　　配电系统节电有多种途径,一种为采用高科技的瞬流抑制专用快速开关元件的组合,有效过滤电网电路中的瞬流浪涌,保护末端设备不受其影响或损坏;减少由此引起的用电设备能耗的增加,提高设备的运行效率,降低运行成本和设备维护费用,延长设备的使用寿命,具有节电和保护设备的双重功效,另一种为分相智能无功补偿｡

　　2.3 提高系统的功率因数
　　(1)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｡(2)限制电动机和电焊机的空载运转｡设计中对空载率大于50%的电动机和电焊机, 可安装空载断电装置;对大､中型连续运行的胶带运输系统,可采用空载自停控制装置;对大型非连续运转的异步笼型风机､泵类电动机,宜采用电动调节风量､流量的自动控制方式, 以节省电能｡(3)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｡（4）、提高系统的功率因数。一是变压器无功功率损耗很多， 应考虑在一次侧装设静电电容器进行无功补偿；二是目前的建筑设计绝大部分采用二次集中补偿。

2.4. 建筑电气设备的节能
(1) 空调系统。其主要内容包括: ①冷冻水与冷却水系统的优化控制； ②冰蓄冷系统的优化控制，现行的冰蓄冷控制技术还很不成熟，冰蓄冷控制策略仍需作深入研究，尤其是在蓄冰装置优先方式下的融冰策略的研究，对于提高冰蓄冷系统的能源利用效率，促进冰蓄冷技术的商业化应用具有决定性的意义； ③热交换系统温差与流量的优化控制； ④变风量系统等控制技术。(2) 给排水系统的优化控制。(3) 电动机。包括电动机的正确选型、调速方法、基于负载检测的台数控制。(4) 电梯。包括电梯的合理选型(如速度、载重量、调速方式等) 、停层计划及群控策略。(5) 电动门窗。包括门窗的节能控制、遮阳系统的自动控制等。

　　2.5 建筑电气新技术的应用
　　为解决传统节能技术能源浪费大的问题,新一代建筑电气技术正在试图采用各种先进的控制方式对传统建筑电气设备进行有效的控制｡
　　另外,通过中控电脑则可监视和控制整个建筑的灯光､遮阳及空调设备,同时可以看到各区域､各房间的实际温度,并可设定各房间可调节温度的上下限;通过定时则可对定时上下班场所的灯光!空调､窗帘等进行定时控制｡所有这些措施都可以达到节能的目的,有效地降低建筑电气的能耗｡

2.6. 其他方法
节能方法还有：（1）、减少变压器的功率损耗，合理选择变压器的负载率。（2）、减少线路能量损耗。在一个工程中，线路纵横交错，使用的导线及电缆不计其数， 所以在线路上消耗的有功功率相当大， 必须减少线路能耗。（3）、减少照明系统光能损失。其一，要电气设计要与建筑设计配合。其二，要合理选择照明器具。最后是合理选择照明的配光曲线以提高照明利用系数。
　　民用建筑的节能潜力很大,建筑电气设计应充分考虑选择高效率的节能设备,应用先进的设计技术,按照节能标准进行设计,为人们提供健康､舒适､安全的居住､工作和活动空间｡

三、结语

　　我国加入WTO 后，我国在建筑电气节能设计领域中面临着新的挑战，因为国外的设计公司在设计过程中十分重视环保和节能，如果我们在设计过程中不重视节能，就有可能被淘汰出局。而节电节能工作牵涉的面又十分广泛，从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言，就是要合理的选用设备（变压器，电动机，电缆，照明光源等），合理确定供电电压等级以及采用新材料，新技术等。建筑电气节能设计潜力很大， 应精心考虑设计方案， 选择高效节能设备， 应用先进的设计技术， 按照节能标准合理设计。在为人类提供健康、舒适、安全的居住、工作和生活空间的同时， 又能行之有效地节约能源， 这是每一个建筑电气从业人员必须思考的问题。

　　参考文献
　　[1] 陈众励, 赵济安, 等. 建筑电气节能技术综述[J]. 楼宇自动化，2007.4.
　　[2] 朱英. 建筑电气节能设计方法[J]. 科技信息化，2007.2.
[3] 任元会. 提高认识实施标准推进建筑照明节电[J]. 建筑电气，2005.3.
[4] 民用建筑电气设计规范（JGJT 16-2008）. 北京：中国建筑工业出版,2009
[5]. 《民用建筑电气设计手册》湖南省建筑电气设计情报网组织编写组戴瑜兴主编
[6] 《低压配电设计规范》（GB50054-95）

张大军
2010年6月8日