建筑电气节能技术应用研究

姚俊

摘 要：近年来，我国的建筑行业迅猛发展，能源损耗量不断增加，而建筑电气是其主要的消耗来源。应采取必要的节能方案降低不必要的电力和其它能源的浪费。设计施工中应充分考虑选择高效率的节能设备，按照节能标准进行设计，采用先进的节能技术，达到电气节能最大化的目标。本文在此从建筑电气的节能思路出发，对如何实现建筑电气节能提出了几个重要的技术措施。

关键词：建筑电气；节能技术；节能设备

1 前言

当前，建筑电气节能技术的应用已形成了一系列规范化的体系。在保证建筑物功能、考虑实际经济效益以及节约无谓能源消耗前提下，通过合理配置电气设备，选择节能的电气原件、提高设备利用效率势在必行。

2 建筑电气节能概述

建筑电气节能是在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下，减少能源消耗，提高能源利用率。节能的途径之一是合理配置建筑设备，并对其进行有效、科学的控制和管理。节能目标的实现应科学遵循良好实践原则，基于建筑工程功能，降低电气能源消耗、提升应用能源效率水平。应确保建筑工程照明系统的相关指数符合标准要求，满足内部运输通道的横向与纵向畅通。同时应符合使用舒适的空调温度标准与新风量要求。另外还应符合一些特殊工艺标准，例如建筑工程中用于娱乐的场地场所设置电气设施的耗电、公共区域的照明与电力用电等应确保适宜、合理、符合区域功能需求。

3 建筑电气节能的重要思路

既要根据用电负荷的等级， 保证在各种运行方式下提高供电的电能质量与可靠性， 又要优化供配电设计， 使电能得到合理利用。比如变电所应尽可能靠近负荷中心， 低压配电间应靠近电气竖井， 供电网络要合理分布， 使供电线路的电压损失满足规范允许值， 从而提高供电网络的供电质量和运行的经济效益。在充分比较中合理选用节能设备和材料， 比如选用节能效果好的新型变压器以降低其空载损耗， 还应根据负荷情况， 合理选取容量与电力负荷相适应的变压器， 适当预留余量， 使其工作在高效低耗区内。另外，还要考虑采取各种措施减少或者消除本不该消耗的能量，常见的有传输线路上的损耗， 照明上的损耗， 因设备运行控制不合理造成的损耗等等。比如应选用电导率大的材质， 并尽可能减少导线长度， 在满足载流量等条件下增大线缆截面等， 从而减少传输线路上的损耗。

4 实现建筑电气节能的几个技术措施

4.1 对供配电系统的构成进行技术经济分析，选择合理的配电方案

对空调等季节性负荷单独设置变压器；将不同季节或时间段使用的负荷由同一台变压器负担，可降低变压器的容量；利用某些季节性负荷的线路，共用干线以减少线路和电阻，使同样大的干线截面传输较小的电流，从而减小线路损耗；对变压器容量和数量的配合应进行相应的计算、比较；考虑变压器初投资，对变压器选择适当的负载率，根据笔者的经验，可在75%～85% 之间进行选择。

4.2 选择合理的变压器类型

变换电压是变压器的主要作用，而其在升压降压的过程中会产生大量的功率损耗，且这些损耗只限于变压器本身。直接点说，变压器的电气节能的关键就在于其无功功率损耗的降低，运行效率的提高。S（B）H15-M系列产品节能型变压器是笔者较为推荐的变压器选择，非晶合金铁芯变压器是新型环保节能产品，铁芯采用非晶合金带材卷绕而成，空载损耗比现行S11型配电变压器降低75%以上，节能效果十份显著。基于建筑工程设计的基本要求来说，这点是电气节能最基础的设计和选择。

4.3 全面提升负荷水平及功率因数

变压器工作运行效率水平同其负荷以及损耗状况密切相关，同时功率因数也对其产生作用影响。降低无功功率水平，便会提升功率因数，进行同一标准负荷功率的传输供应需要的负荷电流以及功率便会降低。为此可选择总体线路截面积以及容量相对较小的变压器，降低投资成本耗费。对建筑电气供配电系统现有设备来讲，促进功率因数的提升，其线路截面以及变压器容量便会有所富余，因此可适应性增设用电设备，进而令整体配电体系的直接供电能效显著提升。

4.4 提高照明节能

（1）充分利用自然光。照明的最佳光源是阳光。太阳光是免费的，不需电力，也不造成污染。在写字楼里，如果在设计时能在大楼内部引入自然光线，员工会情绪更好，效率更高。在医院里，住在靠近窗户附近的病人康复得更快。现在有些窗户可以对光谱进行选择，引入日光的同时还可保持舒适。有一些创新的技术如侧窗、天窗、光栅板和光线管道等，可将日光引入大楼内部。在灯具布置时，将所控灯列与侧窗平行，跟据日照强弱来进行灯具控制也是照明节能的有效手段。

（2）合理选择光源和灯具。室内外照明不应采用普通照明白炽灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯。一般室内场所照明，优先采用细管荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率金属卤化物灯等高效光源。荧光灯具有光效高，寿命长，显色性好，一致性好；光线柔和，长时间使用眼睛不会疲劳，有效提高工作效率等优点。直管荧光灯适用于高度较低的房间，如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产场所。紧凑型荧光灯（包括“H”型、“U”型、“D”型、环形等）适用于家庭住宅、旅馆、餐厅、门厅、走廊等场所。

（3）改进灯具控制方式。采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。

4.5 选用智能化节能控制装置

对中央空调水系统设置智能化变频调速节能控制装置，可最大限度地提高整个空调水系统的运行效率，收到良好的节能效果。这种智能化节能控制技术的控制算法，采用了“模糊控制技术”或“模糊控制与改进的PID复合控制技术”取代传统的PID控制技术，克服了传统的PID控制不适应中央空调系统大滞后、多参量、强藕合的问题，能够实现空调水系统安全、高效的运行。此外，在充分满足空调末端制冷（热）量需求的前提下，技术人员通过对空调水系统的自动寻优控制，可使空调主机的节能率达到30%，为用户实现较显著的节能收益。

4.6 太阳能光伏系统应用

太阳能是绿色环保型能源，太阳能光伏系统供电是利用光伏效应将太阳光能直接转化成电能的供电模式，其工作原理是白天以太阳光作为能源，利用太阳电池给蓄电池充电，把太阳能转换为化学能储存在蓄电池中，晚间使用时以蓄电池作为电源给节能设备提供电能。在建筑电气设计中要充分考虑太阳能的利用，可以从热水、锅炉及照明上着手设计。随着太阳能光伏产业的发展，其应用范围将越来越广。

4.7 采用建筑设备自动化管理控制系统

自动控制、监视和测量是自动化管理控制系统的三大要素。通过应用信息通信、计算机网络、自动化控制等智能化技术，对建筑物内采暖、通风和空气调节系统、给排水及热水供应系统、照明和其他各类用电设备系统的运行實施能效管理，确保各类设备系统运行稳定、安全可靠，从而达到提高能效、降低能耗的目的。

5 结语

综上，建筑电气节能工作是一项庞大且复杂的系统工程，强化建筑电气节能可以收到很好的节能效果、环境效果和社会效果。实践中要采取合理的设计方案，应用合理的节能器具，应用有效可行的节能技术，强化建筑电气节能的管理工作，才能提高建筑的能源使用效率，实现节能减排的效果，打造绿色节能建筑。

参考文献：

[1] 陈彪.节能技术在建筑电气中的应用[J].建筑科学，2008.

[2] 夏荣彪.建筑电气节能技术[J].今日科苑，2011（6）：30～31.