1、1建筑电气设计中的节能措施综述摘 要：在建筑领域，实现节能降耗已成为我国可持续发展战略中不可忽视的一环。在建筑工程设计中执行节能标准，采用节能型的技术、材料和产品，以此来减少建筑工程在施工中的材料耗费和浪费问题，同时在建筑工程施工中，在保证建筑物使用功能和舒适度的前提下，多采用新能源和可再生能源。 关键词：电气设计；节能 中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号： 1 我国目前建筑电气能耗现状 随着我国社会经济的快速发展，能源问题日益突出，我国的能源现状呈现出能源总量不足，能源利用率低，节能技术落后，各种措施不充分，不完善造成能源浪费较大，因此在工作中能源问题已成为不容忽视的重大问题
2、指标。在高能耗的建筑领域中实行建筑节能已是刻不容缓；建筑节能已成为建筑工程的主要趋势。我国作为一个发展中国家，又是一个建筑大国和人口大国，从改革开放之后，国家城市建设高度发展，每年各个城市新建房屋面积都在飞速扩大，超过了所有的发达国家建筑面积总和。在建筑工程领域的施工过程中，对各种建筑材料的使用也在日益的提高和增加，为环境问题带来了严重的影响。建筑电气节能是指在建筑材料生产、房屋的规划、设计、建筑改造及使用过程中，对电气的生产、使用和传输进行技术开发和改善，减少电气能源的损耗。多年2以来，我国政府、各企业单位及个人节能意识薄弱，忽视了优选节能设施日常的节电教育。而电气人员一直按照前人的经验来选
3、照明、动力和电源等设备，从而造成能源使用的严重浪费。近几年，许多城市随着季节性的变化出现托闸限电的现象，甚至断电断气，严重阻碍了国民经济的发展和人民生活水平的提高。 2 建筑电气能耗的经济技术分析 在建筑工程中，根据单位工程建筑规模的大小差异和使用功能的不同，要用到规格、型号、数量不同的变压器。变压器是从输电到配电、用电不可缺少的电气设备。因其数量多、容量大，故在广义电力系统中，变压器总的电能损耗约占发电量的 10%左右。对全国来说，这意味着全年变压器总的电能损耗为 1000 多亿/千瓦时，这相当于一个较大电力系统的发电量。变压器损耗约占电力系统线损的 50%左右，在农电系统中变压器损耗约占农
4、电网中损耗的 60%70%。因此，开展变压器经济运行，采用新型节能型变压器，降低变压器损耗，是实现建筑电气系统经济运行的重要环节，也是节约电能的重要手段。 3 建筑电气节能措施 设计单位应要求设计人员设计的每项电气分项工程，都有较详细的电气负荷计算书和采取了哪些节能措施。另外，系统在确定设计方案时，要按照“以人为本”的设计思路，做任何项目设计之前，都要深入现场，与业主进行有效沟通，结合工程的具体情况，根据负荷特点、建筑使用3功能要求、建筑物的结构特征和周围环境特点等多方面综合考虑，经过全面技术分析比较后确定出最佳的设计方案。要及时掌握各种节能新技术的原理，在设计中适当采用以获得巨大的经济效益和
5、社会效益。政府有关职能部门应加强对建筑电气设计项目的审核管理，可以委托相关技术部门对设计图纸文件进行严格审查，对未达到国家有关节能标准的设计应严禁施工建设。电气节能是不能够在工作中以牺牲建筑物功能、损害建筑实用价值为代价来盲目的追求电气节能、降耗要求，也不能够盲目的增加投资为节能而节能。因此一般在建筑工程中，要确保电气的适用性、节能性和实际性要求。 3.1 空调节能系统。空调系统的耗能占电气总耗能的一半左右，所以空调系统的节能设计对民用建筑电气节能设计有着非常重要的作用。在民用建筑设计时，要尽量将建筑结构设计的宽敞并且避免过多的凹凸。从建筑外形结构来说，要尽可能的采用外表较小的圆形或者是方形的
6、建筑。同时还要严格的控制门窗的数量，在满足室内照明的前提下，尽量减小窗户的面积，从而减少空调的制冷负荷。在减少建筑物外表面面积和以及窗墙比的前提下，要采用合适的建筑材料来降低维护结构的传热性能，能够进一步的降低空调的耗能。另外设置合理的室内参数对于空调系统的节能也是非常重要的。 3.2 在建筑电气设备的节能。建筑物内的用电设备基本上分为照明灯具、电热用具及各类电动机。 3.2.1 选择节能的照明灯具。照明用电量占我国用电总量 10左右，建筑照明在其中又占有相当大的比例。所以，要选择高效节能的灯具，4比如使用细管径荧光灯和紧凑型荧光高压钠灯、金属卤化物灯、混光灯以及 LED、发光光纸太阳能灯具等
7、新型光源，尽量少用一般照明。目前，我国照明所消耗的电能约占电力总消耗量的 1/6。提高照明系统的效率水平无疑将较大幅度降低照明能耗，有效缓解电力供应紧张的局面。国家建设部对照明节能设计的要求就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，利用电能、太阳能等能源，力求最大限度地减少照明系统中的能耗损失建筑照明量大而面广，故照明节能的潜力很大。照度、色温、显色指数等相关技术参数是照明节能中应重点考虑的因素。1）照明方案的选择。2）照明光源的选择。3）照度控制方法。4）灯具控制方案的确定。 3.2.2 合理使用变压器。选择节能型的变压器，以减少铁芯的涡流损耗和漏磁损耗。选择节能型变压器主要依
8、据有：可采用 S9，SL9，SC8 型变压器，降低空载损耗；采用铜芯变压器，缩小绕组阻值；从理论上来说，D=50时，变压器的能耗最小，由于 Po 值是固定的，因此此时减少的是 PK 值，实践证明，80的负载率最经济节能。 3.2.3 其他设备选择。对于变流装置，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，对空载率大干 50的电动机和电焊机，对大中型连续运行的胶带运输系统，可采用超载自停控制装量；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，以减少能耗。荧光灯可采用高次谐波系数低于 15的电子镇流器。采用电感镇流器的气体放电灯，单灯安装电容
9、器等，都可使自然功率因数提高，这就减少系统高、低压线路传输的超5前无功功率。 3.3 降低电气的损耗。采用用变频调速器，调节水泵流量，当流量变小时，水泵转速降低时，其电动机的所需功率按转速的三次方下降，从而减少电机轻载和空载运行。 3.4 合理选择电线和电缆。1）减小导线长度。第一，线路尽可能走直线，少走弯路以减少导线长度；第二，低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失；第三，变压器尽量接近负荷中心，以减少供电距离，当建筑物每层平面在 10000m2 左右时，至少要设两个变配电所，以减少干线的长度；第四，在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不
10、至于产生支线沿着干线倒送的现象。2）增大导线截面。首先，对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面，所增加的费用为 M，由于节约能耗而减少的年运行费用为 m，则 M/m 为回收年限，若回收年限为几个月或一、二年，则应加大一级导线截面。一般而言，导线截面小于 70/cm2，线路长度超过 100m 的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。其次，利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给常期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻。 3.5 电动机节能的途径。减少电动机电能损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。在建筑工程中应选用高效率的
11、电动机。选择电动机类型时，必须正确掌握负荷特性，弄清楚负荷是连续的还是断续的。若为连续负荷，要了解电动机的输出功率是否与各种负荷相匹配，6如果是风机和泵等平方递减负荷特性，在轻载时打开风门和阀门，采用调速电动机在低速运行，可以节约电能。断续负荷时，要了解轻负荷时能否停止电动机的运行，或运行中能否把多余的能量释放出来。如果即使轻负荷时也不能停止电动机的工作，则应考虑采用交流变频调速装置。在民用建筑中，动力负荷主要是风机和水泵电动机类，有资料显示星级酒店中水泵的能耗占总能耗的 30%，所以对风机和水泵采取节能措施是十分必要的，而一般水泵电动机的容量是根据可能出现的最大负荷来选择的。而水泵在运行过程
12、根据需求情况水流量是变化的。水泵的工作特性是流量与转速成正比，扬程与转速平方成正比，轴功率与转速立方成正比。当流量减少一半时采用调速的方法将电动机的转速降低一半，则这时电动机的轴功率只是额定功率的 1/8，对于需要变流量运行的水泵采用调速技术可大幅度的降低能耗。目前变频调速是一种高效能的调速方式，可以在保持正常转差率下运转实现无级调速，可以在低速运行时使电动机输出最大转矩不变，起到了节能降耗的目的。选用软起动器设备。比变频器价格便宜的另一种节能措施是采用软起动器。软起动器设备是按起动时间逐步调节晶闸管的导通角，以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此起动平稳，起动完毕，则全压投入运行。软起动
13、器也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制晶闸管导通角，以达到转速随负载的变化而变化。软起动器通常用在电动机容量较大、又需要频繁起动的水泵设备中，以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。 3.6 提高功率因数。在民用建筑中，为减少无功功率流动引起的损7耗，应改变电容器集中安装的做法，对容量超过 10kW 的风机、水泵、传送带等，电动机端设置就地补偿装置。对空调主机及冷冻泵等，常在其附近设专用变配电所，可以集中补偿。但若供电距高超过 20m 时，也最好采用就地补偿。 3.7 电动机设备的节能措施。有效的降低电动机的电能损耗的主要途径就是提高电动机的工作效率，或者是减少电动机
14、的使用频率。在建筑结构中，主要的动力设备就是电梯.水泵以及风机等以电动机拖动的电气设备，其产生的费用占总电费的 1/3 左右，所以应该积极的采用节能型电动机，比如高效电动机要比普通电动机节能 3%左右，但还要根据建筑的结构特点，合理的选择电动机的荷载和容量。另外电动机在启动和制动的过程中所消耗的能量很大，所以应该尽量的减少电动机启动和制动的次数。同时高层住宅还应该合理的选择电梯的速度，对于多台电梯处在一个出入口的，应该采用并联控制功能，这样不仅能够减少电梯运行的次数，同时还能够减少单台电梯的平均行程，有效的节约电能。将多台电梯分区运行也是减少电梯耗能的有效方法。 结语 目前，我国能源利用效率与
15、世界先进水平相比，还存在很大的差距，但是这些差距也说明我国在节能上存在巨大潜力，建筑电气节能也是其中重要组成部分。以上主要对建筑电气节能措施进行论述，积极响应国家节能减排的号召，实现可持续发展。建筑电气节能是指在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下，合理配置建筑设备，并对其进行有效、8科学的控制与管理，以尽量减少能源消耗，提高能源利用率，而不是简化建筑物的功能要求，降低其功能标准。因此遵循此原则，建筑电气节能可从变压器的选择、供配电系统及线路设计、系统功率因数提高、照明节能、电动机节能、节电型低压电器的选用等多个方面来采取措施。 参考文献 1詹新.建筑电气节能设计之探讨J.衡水学院报，2008，10（1）：91-93. 2 狄全熙，吕岩.建筑电气节能设计的研究J.内蒙古石油化工，2008（6）：89-91.
