建筑电气节能分析

田宏昊

【摘要】近年来，我国经济建设越来越快，对能源的需求也不断再增加，能源危机迫在睫眉。国家大力建设节约型社会，节能减排已成为国内经济发展的又一重要目标。而建筑电气节能也是建筑发展的重中之中。本文作者结合工作经验从建筑电气节能的原则说起，具体分析了节能设计方案，以期交流参考。

【关键词】建筑电气；节能设计；管理节能；分析

随着建筑业的快速发展，建筑節能在建筑电气设计中发挥着重要作用。电气节能是建筑电气节能设计的重要内容，国家针对建筑的节能采取了强制审查。建筑节能可以从设计工程源头抓起，采用先进的设计技术，使用高效的节能设备，优化完善节能策略，提高建筑节能设计的经济性和实用性。伴随着城市规模的扩大，出现越来越多的新建筑群落。作为现代建设技术核心的建筑电气技术，正面临着全新的机遇和挑战。若要有序、安全、简便的对现代城市进行管理，一定要采用信息化的手段，才能实现对建筑群与建筑设备的综合管理，如建筑物中的消防、安防、防灾等电子设备及应急供电设备，必须全天候自动工作，只有应用智能化的电气系统，才能使建筑居住和办公有效、可靠地运转。智能化和数字化的建筑电气技术一旦安装使用，各种节能控制与优化管理就会立即实现，它可以为建筑群区域的日常事务管理带来保障。因此，近年来，建筑电气技术开始变成人们关注的焦点，电气节能设计的地位和作用也显得越来越重要。

1、节能设计

1.1 建筑供配电系统节能

建筑供配电系统节能包含尽可能地减少在输送、转换、运行过程中的损耗及系统使用中的节能，就建筑供配电系统节能而言，主要包括建筑供配电系统节能设计、变压器节能和系统运行管理节能。

1.2 建筑供配电系统节能设计

根据用电负荷容量及其分布、用电设备特点及负荷等级，合理设计供配电系统，使系统在最佳状态下运行，实现供配电系统的经济节能运行。设计应从下面几个方面考虑。

（1）供配电系统应尽量简单可靠，同一电压等级供电系统变配电级数不宜多于2级，尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。

（2）合理选择供电电压。同等情况下，电压越高，损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220/380V，但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了达到节能目的，经方案比较，可以选择10（6）kV的制冷设备。

（3）变电所应靠近负荷中心，低压配电间应靠近电气竖井，合理分布供电网络，使低压供电半径控制在200m以内，供电线路的电压损失已满足规范的允许值，减少线路电压损失，提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。

（4）在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内。

（5）合理选择电缆、导线截面。在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标前提下，应按经济电流密度合理选择导线截面，并应从降低电能损耗、减少投资和节约有色金属等方面综合衡量。此外，对于环形供电方式，为降低线路的电阻值，将开式网运行改为闭式网运行，同样可明显降低线路损耗。

1.3 变压器节能

变压器节能的实质就是降低其损耗、提高其运行效率。变压器运行中的铁损、杂散损耗是固有的，而铜损是随负载率的平方而变化。为降低能耗，除了从自身材质、结构等方面着手外，还应重视变压器运行中的降损，综合初装费，变压器、高低压柜、土建投资及运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的余量，故变压器节能措施主要为：

（1）合理选择变压器容量和台数，选择容量与电力负荷相适应的变压器，对负荷进行合理分配，使其工作在高效低耗区内。

（2）选用节能型变压器，节能变压器具有损耗低、重量轻、噪音低、效率高、抗冲击、节能显著等优点，设计时应首选高效低损的节能变压器。如油浸式变压器已出现了比S9系列更节能的S10，S11系列。S11型变压器与S9型变压器相比，空载损耗平均降低30%，空载电流平均下降70%。新型干式变压器SC9系列以及非晶合金变压器等产品，也都显示了低损耗的节能潜力。

2、把好施工质量关

好的施工质量不仅能确保实现设计意图，提高设备效率，减少故障率和延长设备使用寿命，本身也是一种节能。施工阶段包括施工准备过程和施工作业技术活动过程，其任务是按照质量策划的要求，制定工程项目内控标准，实施目标管理、过程监控、阶段考核、持续改进的方法，严格按图纸施工。正确合理地配备施工生产要素，把特定的劳动对象转化成符合质量标准的建设工程产品。主要从施工组织、施工工艺、成品保护方面着手，确保接线正确，电气接头牢固可靠。

3、把好运行、使用、维护管理关

节能措施有：

（1）用电峰谷调节实现节能，合理用电是节约能源的重要内涵之一，电是不可储存的，充分发挥电力资源的综合效益，利用电力系统的低谷电能，实行避峰用电，也是一种间接的节能降耗办法。

（2）通过抑制电力谐波达到节能效果。民用建筑，尤其是现代智能建筑中，存在的大量3次谐波污染，不仅会严重影响电能质量，还将增加功率损耗，造成电能的浪费。抑制谐波的措施主要有以下几点：

①改善配电系统。选用D.Yn11接线组别的三相配电变压器，为3次谐波电流提供环流通路；加强对末端负荷三相电流的监控，偏差超过规定允许值时及时调整，尽可能保持三相电流、电压平衡；对谐波源负荷采用专用回路供电，减少谐波对其他负荷的影响，也有助于集中抑制和消除谐波。

②降低谐波源的谐波含量。在谐波源设备选型上，尽量选用谐波含量少的设备，最大限度地避免谐波的产生。

③在谐波源处安装滤波器，吸收谐波电流。

④防止并联电容器组对谐波的放大。当并联电容器组附近有谐波源，谐波电流超过规定允许值时，应在回路中设置串联电抗器，或将电容器组的某些支路改为滤波器，还可以采取限定电容器组的投入容量，避免电容器对谐波的放大。

（3）加强运行管理，实行变压器经济运行。电力用户内部变电所之间宜设置联络控制，在负荷变化情况下，及时投入或切除部分变压器，防止变压器轻载和空载运行，从而减少损耗。

（4）加强日常照明维护管理 停车场、候车大厅等公共场所照明应纳入BA控制，有意识引导客流，分区控制，根据需要动态开启和关闭灯光，加强管理，以达到节能目的。加强对灯具与光源的清洁与维护工作，因为灯具与光源严重积尘后，会使照度明显降低，导致电能浪费。对一些光衰达30%的灯管要及时更换。

结束语

建筑电气节能过程，贯穿于项目的决策、设计、施工、投产、使用等整个周期。作为专业电气人员，应该从设计、施工、使用过程中精心考虑，严谨地进行方案比较，从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合考虑，进行寿命周期投资与运营成本测算，选用寿命周期成本最低的方案，避免陷入“节能不节钱”的怪圈。选择合理的供配电方案，采用先进技术，选用高效设备，实施电网的经济运行技术，在节约能源、促进科学技术进步的同时，又保护了环境，取得社会效益及经济效益的双赢，保证我们高速的经济发展势头，实行社会的可持续发展。

参考文献：

[1]徐文龙.电气节能措施与途径[M].北京：中国建筑出版社，2006.

[2]王彤，宋薇.高层建筑电气设计要点分析[J].规划设计，2011.