刍议建筑电气节能

　　摘 要：节能问题一直是我国发展国民经济的一项长远战略方针，建设节约型社会是一项系统工程，不仅关系到党和国家、政府制定的各项法律、法规等，还需要我们社会的每一个成员切实行动起来。建筑电气的节能设计潜力很大，这就要求广大电气设计人员在设计中应精心考虑。

　　关键词：建筑电气,节能

　　引言

　　人口增长、工业发展、生活水平提高，一系列的因素促使能源消耗在急剧增加。因此，各行各业为应对可能迫在眉睫的能源危机提出了节能的要求，而节约二次能源——电能，也成为民用建筑电气设计的焦点。

　　一、 线路损耗节能

　　1.城市电网可通过合理的电网规划来降低线损。上海电网在构筑满足，N-1准则的配电网络，重点地区配电网满足检修状态下N-1准则的前提下，综合考虑近、远期地区负荷密度、节能降损和区外电源的受电通道等情况，从各个电压等级协调发展的角度，因地制宜地建设高压配电网，大力发展110kV网架及110kV直降10kV供电。

　　2.减少供配电线路损耗线损是供配电线路经济运行的重要指标,由于配电线路有电阻,有电流通过时就会产生功率损耗,其公式为:ΔΡ=3I2R·10-3式中:ΔΡ为三相输电线路的功率损耗(KW);I为线电流(A);R为线路相电阻(Ω)。其中“R”线路电阻在通过电流不变时,线路长度越长则电阻值越大。在具体工程中,线路上电流一般是不变的,那么要减少线损,只能尽量减少线路电阻。而线路的电阻R=ρL/S,即与导线电阻率ρ、导线长度L成正比,与导线截面S成反比。

　　要减少电阻值应从以下几个方面考虑:

　　1)尽量选用电阻率ρ较小的导线,如铜芯导线较佳,铝线次之。

　　2)尽可能减少导线长度,在设计中线路应尽量走直线少走弯路,另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心

　　,以减少供电半径。

　　3)增大导线截面积,对于较长的线路,在满足载流量,热稳定,保护配合及电压降要求的前提下,在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用,由于节约能耗而减少了年运行费用,综合考虑节能经济时还是合算的。

　　3.大量无功电流在电网中会导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压跌落。无功补偿是利用技术措施降低线路损耗的重要措施之一，在有功功率合理分配的同时，做到无功功率的合理分布。无功优化的目的是通过调整无功潮流的分布降低网络的有功功率损耗，并保持最好的电压水平。

　　二、建筑电气中变压器的节能

　　建筑设计电气节能首先要考虑的是配电系统选用的电气产品必须是节能型，针对变压器损耗大的问题，在此结合民用建筑设计的特点阐释配电变压器的节能措施。变压器节能的实质就是降低其损耗、提高其运行效率，具体有以下几项措施：

　　1)变压器降耗改造。变压器数量多、容量大，总损耗不容忽视。因此降低变压器损耗是势在必行的节能措施。若采用非晶合金铁芯变压器，具有低噪音、低损耗等特点，其空载损耗仅为常规产品的五分之一，且全密封免维护，运行费用极低。选用节能型变压器，更换或改造高能耗的变压器。新建或改建工程应选用SL7、S9、SC(B)9、SGB10及SGB11-R等型号的节能型变压器。与传统产品相比，SL7无励磁调压变压器，10kV系列的空载损失和短路损失分别降低41.5%和13.9%;S9系列变压器与SL7系列变压器相比，其空载损失和短路损失又分别降低5.9%和23.3%。SGB11-R系列卷铁心干式变压器比SC(B)9系列变压器空载损耗降低40%，空载电流降低70%～85%;比SGB10系列变压器空载损耗降低24%，负载损耗降低11.7%。S11系统是目前推广应用的低损耗变压器，空载损耗较S9系列低75%左右，其负载损耗与S9系列变压器相等。因此，应在输配电项目建设环节中推广使用低损耗变压器。

　　2)变压器经济运行。变压器经济运行指在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，使变压器电能损失最低。变压器经济运行无需投资，只要加强供、用电科学管理，即可达到节电和提高功率因数的目的。每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失，无功功率的空载消耗和额定负载消耗。变压器的容量、电压等级、铁芯材质不同，故上述参数各不相同。因此变压器经济运行就是选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器运行。

　　选择变压器的参数和优化变压器运行方式可以从分析变压器有功功率损失和损失率的负载特性入手。

　　3)加强运行管理，实现变压器的经济运行。在符合变化的情况下，使其超出经济运行范围，因此要及时投入或切除部分变压器，以防止变压器轻载或空载运行。对长期轻载的变压器，必要时应按实际负荷更换小容量变压器，以实现变压器节能的目的。

　　三、照明节能

　　1)充分利用自然光,根据自然光的照度变化,分组分片控制灯具开停。设计时适当增加照明开关点,即每个开关控制灯的数量不要过多,以便管理和有利节能。室外照明系统,最好采用光电控制器代替照明开关,以利节电。在插座面板上设置翘板开关控制,当用电设备不使用时,可方便切断插座电源,消除设备空载损耗,达到节电的目的。

　　2)有效控制单位面积灯具安装功率。按照照明设计规范的视觉要求、照度标准、照明功率密度等,在满足照明质量的前提下,一般房间及公共场所应优先采用紧凑型荧光灯及高效发光的荧光灯,体育馆场及厂房的室外照明等一般照明宜采用金属卤化物灯、高压钠灯等高效气体放电光源。

　　3)使用低能耗性能优的光源用电附件,如节能型电感镇流器、电子镇流器、电子变压器以及电子触发器等,公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具,紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器,气体放电灯宜采用电子触发器。

　　四、中央空调系统的节能

　　一般来讲，中央空调系统主要由三个部分组成：制冷主机、循环水泵和风机盘管等末端设备。据有关资料，对于综合性豪华型酒店，中央空调系统的耗电量约占其总耗电量的40%，水泵目前的平均能耗占整个空调系统能耗的20%以上。采用变频调速技术进行循环水泵节能改造，已经得到越来越广泛地应用，节能效果也得到了越来越多的共识。然而，在分析和计算机节能效果时往往存在片面性。

　　系统集成上常用的节能计算做法，分三个不同负荷时段，并按下式计算：

　　水泵的节点量=(改造前水泵实际运动平均功率-改造水泵的平均功率)×使用时间

　　待搞糟完成投入运行后，按以上计算方法在三至五年内收回全部成本。以上节能技术改造，看似用户受益很大。但是制冷机组、循环水泵、风机盘管以及冷却塔等设备是一个完整的中央空调系统的组成部分，而系统是动态的并且本身也在消耗能源。空调型照明装置是照明空调一体化的建筑照明装置，它除了具有灯具的一般功能外，还设计有抽风间隙和排气管道。虽然不同空调型照明装置之间在结构方面有一定的差异，但其基本的工作原理是相似的。

　　一是由电光源辐射的热量，可通过照明装置自身的排气间隙和配套的抽风管道，由抽风机的动力作用排出室外。

　　二是利用热空气的热动力作用使热空气自然上浮，在热力和动力的共同作用下排出室外，从而达到降低室内环境湿度，减小空调设备的投入，节约资金和电力能源消耗的目的。

　　由于光源辐射热大量聚集在照明装置所在的顶棚下部空间，故其温度调节效率比较高。空调照明装置在工作中，虽然光源会不断辐射热量，但是装置能把光源辐射的热量通过间隙和管道排出室外，这样光源向顶棚空间和室内辐射扩散的热量会不断减少，因而可以有效地把室内环境温度降低并稳定控制在一定的范围内。使用建筑空调照明技术可取得良好的节能效果。光源在工作过程中辐射的热量越多，则室内环境温度越高。如果不采用空调照明技术，欲排除普通照明方式下增加的热量就只能依靠增加空调设备予以解决。建筑的空调照明技术将照明与建筑有机地结合起来，因而是一种建筑化得照明技术。良好的装饰照明效果也是它的重要特色之一。由于照明装置嵌入顶棚内部，不仅能少占室内空间，而且可产生扩大室内空间视觉效果。由于使用性能良好的荧光灯，其照明环境具有光色优良、照度均匀及光效高等特点。

　　在普通光照方式下，一些照度标准高，照明负荷大的厂房车间、影剧院及演播厅等工业民用建筑的顶棚空间将聚集大量的辐射热。而空调型灯具具有良好的空气调节能力，实际应用中能有效节约空调设备的投入，节约电力能源消耗量，创造一个良好的生活工作环境，不失为一种绿色照明新技术。空调型照明装置与传统同类照明装置相比，具有照明、空调和装饰三重作用，虽然其造价和安装费用等一次性投资相对略高，但在照明工程设计施工时，可根据工程状况从照明、空调、节能、环境保护及居住者健康等因素综合考虑其性能价格比。

　　随着国家对建筑节能和室内环境质量的重视，加上空调型照明装置的性能价格比的不断提高，在条件许可的情况下，在照明设计选型时，应予以重视并推广应用。施工安装方面，空调型照明装置与普通嵌入式荧光灯发光带基本相同。当采用厂家提供的定性产品时，只需根据产品说明书和图样进行组装。值得注意的是，在选购和施工安装时，应注意所选装置与吊顶及室内装饰环境之间，在色彩、外观造型及体型尺寸等方面的协调和统一，以充分发挥装置的综合优势和性能。

　　四、利用新能源节能

　　在我国，新能源与可再生能源是指除常规能源和大型水力发电之外的风能、太阳能、小水电、海洋能、地热能、氢能和生物质能等。可再生能源的开发利用是实现“节能、降耗、环保、增效”的重要手段。根据我国能源发展的有关规划，我国将大力发展风电，适当发展太阳能光伏发电和分布式供能系统。

　　风能和太阳能等可再生能源大规模开发利用时，必须解决可再生能源发电的并网以及可再生能源电源与电网之间的影响问题。

　　一方面，电网公司除了要优先收购风电外，还应承担电网建设和传递电力的义务，需要大量的资金投入，因此政府的政策支持十分重要;

　　另一方面，由于风电和太阳能电源的功率间歇性和随机性特点，大规模接入地区电网后，将对地区电网的结构设计、运行调度方式、无功补偿措施以及电能质量造成越来越明显的影响，电网公司必须采取妥善的技术和管理措施。

　　五、结语

　　电气节能是建筑节能中不可忽略的重要组成部分,为了实现我国可持续发展战略,建筑节能势在必行。我国应结合实际情况,综合利用各种节能技术措施,选择经济合理的节能方案,充分研究相关政策的制定和配套,形成新的机制和运作模式,制定出可操作性强、便于实施和审核检查的一整套科学体系,使之更好地指导和规范建筑节能,推动建筑节能的健康发展。

　　参考文献

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文章名称： 刍议建筑电气节能

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