浅谈现代建筑电气节能的应用

温从森

摘 要：建筑节能是21世纪建筑的发展趋势，推进建筑节能是贯彻国家可持续发展战略的重大举措，是牵涉到国家全局，影响深远的大事情。目前我国建筑能源的浪费很严重，无论是空调系统、照明系统、用电设备，都存在巨大的节能潜力，而电气能耗是建筑能耗的主要组成部分，所以建筑节能的关键在于电气节能。文章分析了现代建筑节能的发展趋势，从配电系统、空调系统、照明系统、用电设备等方面讨论了节能措施的应用。

关键词：现代建筑；电气节能；配电系统；空調；照明

中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）24-0048-02

能源在人类的生存和发展中意义重大。我国人口众多、能源资源相对不足，近几年能源资源过度消耗和由此造成的环境污染，己经成为制约我国经济健康持续发展的重大问题。建筑能耗是社会能耗的三架马车之一，建筑业推进了社会进步和经济效益的不断提升，同时我们必须看到它的缺陷，即作为粗放式发展的普遍特征：高投入、高排放、高消耗、低效率、低产出、不循环或者不好循环为代价。

1 现代建筑节能的发展趋势

电能作为人类最重要的二次能源之一，是建筑中最主要的能源。在建筑中，不论是照明插座系统，还是其他动力类用电设备等，都需要使用电能才可以工作。为了提高节能水平，对不同类型的能源进行电气能耗分析，对不同类型的用电设备进行能耗分析，具有重要的意义，见表1。

民用建筑电气工程的节能设计是指在保证安全用电的基础上，在充分满足建筑物功能要求的前提下，采取有效措施，对变压器、空调、电动机、照明、电梯等耗能系统进行实时监视和优化管理，提高设备利用率和管理水平，并对其进行有效，科学的控制与管理，提高对电能的有效利用率，降低项目投资成本和运行成本，进而达到缓解资源紧张以及减少环境污染的目的。

2 现代建筑电气节能设计的原则

一般而言，建筑电气节能设计是为了满足具有使用功能，并且能够有效的控制能源消耗，将能源的利用效率提升，进而对建筑电气功能进行有效、合理以及科学的管理，从而将能源的浪费降低。对节能设计阶段的能源消耗和能源的使用特点的综合分析，而不是个别提高能源效率的措施或技术的实施。另外，在电气节能设计的实现过程中，也不能刻意控制电气，这样会对建筑物本身的使用功能产生一定的影响。在建筑电气节能设计当中，应该将先进、合理、经济与实用作为其主要的原则，着重考虑到工程投资的利用效率，并且还应该做好节能应用的合理设计，避免因为节能设计，导致整体的建筑设计投资成本增加。在建筑电气节能的设计之上，还应该尽可能避免能量上的浪费，能够合理的选择科学、先进的设备，并且能够分析相关设备的原理、性能、效果等诸多方而，并且做好相应的经济分析，才能够避免节能设计过于表面化、形式化。对节能设计阶段的能源消耗和能源的使用特点的综合分析，而不是个别提高能源效率或技术的实施。

3 供配电系统的节能措施

优质的电能才能促进用电系统和设备工作的可靠性和能源利用效率的提高，进而促进建筑的节能，因此在电能的供应和配电系统中节能措施的应用是建筑电气节能的保证。

3.1 提高电能质量

电压暂降，暂升和短时中断，谐波产生的电压波形畸变是在现代电网系统中最突出的问题。解决这些问题需要减小供电电压的波动和偏差，可以通过减小负荷峰谷差值；分层分区的就地无功功率平衡，三相平衡，减小电压波动，谐波治理；改进电网的结构，缩小供电的半径。

3.2 提高功率因数

功率因数是供配电系统的一项重要技术经济指标，功率因数小会引起对应较大的电网线路输送损耗。配电中的感性负荷，如变压器，电动机，洗衣机，冰箱等，不仅要从电网中吸收有功功率用于做功，而且还要吸收无功功率建立磁场，保障运行。功率因数越大，说明总视在功率中有功成分越大，电源的利用效率就越高。可以提高用电设备的自然功率因数，或者通过人工补偿措施，比如采用无功补偿装置。

3.3 变压器的经济运行

根据供电系统的供电情况和各类用户用电规律，合理地安排用户的用电时间，鼓励低谷用电，压低高峰用电，可以大大节约变压器电能损耗，同时也可以节约线路和整个电网的损耗，达到节约电能的目的。还可以采用新的节能技术，减少变压器的铁损和线损。

4 照明系统的节能措施

照明系统的能耗是建筑能耗的重要组成成分，我国在照明系统中消费的电能占到了全国总发电量的10%左右。因此提高照明系统的节能水平将大幅度减少电能的消耗，建筑照明需求大，需要推广节能设计促进建筑的节能。

4.1 采用智能照明系统

采用合适的智能照明系统，充分利用天然的能源，提高照明的质量，节约电能。智能照明控制系统根据每个区域的功能，每天根据环境和时间通过不同方式实现自动调节照明，或者提前做好照度设置，由系统或分控制器通过调光模块，调光器自动调节。对白炽灯、荧光灯等多种光源进行调光控制，降低了荧光灯谐波含量，提高了功率因数，降低了低压无功损耗。

4.2 合理配光，有机组合

在实际照明工程中将局部照明与一般照明即主体照明有机地按照明需求合理配置，对同一照明场所按不同季节、不同日子、不同时段照明需求实施不同照明照度。在建筑物内对同一功能间不同区域实现分区域合理配光。

4.3 选择高效光源、附件

光源是电能转化为光能的器件，是照明用电的核心，也是照明节能的根本。在满足光照环境需求的前提下着重考虑光源的发光效率与光源寿命。应从发光效率、显色性、寿命和投资等方面综合考虑。自镇流荧光灯应配用电子镇流器，可提高灯管光效和降低镇流器的自身功耗，有利于节能；直管形荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器；高压钠灯、金属卤化物灯应配用节能型电感镇流器。

5 建筑暖通空调系统的节能措施

暖通系统是伴随建筑整个生命过程中必不可缺的一个组成部分，暖通系统的节能设计是在建筑工程施工中至关重要的环节，合理的节能设计不但能为建筑节省一大笔费用，还能减少资源浪费和环境污染。

5.1 改进建筑围护结构的保温性

在暖通空调系统运行中所消耗的能量中有一部分是来自建筑物维护结构的损耗，因此，我们可以利用提高建筑维护结构的保温性能来减少暖通空调系统的耗能，从而达到节能的目标。在实际暖通空调设计中，要根据实际工程的情况，融入节能的观念和设计技能，提高建筑物维护结构的保温性能，减少暖通空调系统的耗能。

5.2 空调系统自动化运行和变频控制

暖通空调接口处引入弱电传感器，对风速、温度、管径等一系列的参数进行检测，采用智能化的接口控制系统实时对接口进行控制，采用变频技术将其额定功率的变化控制在科学的范围内，空调系统本身就不会由于额定功率的改变而形成全负荷运转的状态，起到节能的作用，并且设计独立通信控制口分季节分时段的对暖通空调进行调节，使得通过简单的控制实现对变风量以及变流量系统进行最优的控制和对机电设备实施启停，节约能源。

6 结 语

建筑物的电气系统，首先要满足电能的需求，减小供电电压的偏差，通过改变用户的用电方式等措施，达到节能目的。照明系统量大而广，光源及其附件的选择都应该在满足照度要求的同时以经济为前提，针对不同类型的建筑选择不同的智能照明控制系统，达到节能的目的。空调系统采用自动化控制和变频技术提高运行效率，增强建筑的保温，减少能耗。借助在建筑设计及运行中的各种节能措施，可以减少不必要的能源损耗，达到建筑节能的目的。

参考文献：

[1] 李小燕.浅谈高层建筑暖通空调控制系统设计[J].科技创新导报，2012，（11）.

[2] 金奕.建筑电气节能措施[J].现代建筑电气，2010，（2）.

[3] 窦超，李鹏飞.建筑电气供配电[J].中外企业家，2013，（7）.