我国建筑电气节能存在的技术问题及节能途径研究

王明智 张甲尘

摘要：有效的节能是人类生存与可持续发展的重要保障。节能降耗是我国的基本国策，由于建筑物的能源的潲耗量巨大，所以，电气节能意义重大。本文阐述了建筑电气节能的基本原则，分析了建筑电气节能存在的技术问题，探讨了建筑电气的节能途径。

关键词：建筑；电气；节能；技术问题；节能途径

中图分类号：F407.6文献标识码：A 文章编号：

随着建筑业的迅速发展，其消耗的能源也在迅速增长，而建筑中消耗的能源大部分都是以电能的方式消耗的，因此在能源日益短缺的今天，关于建筑电气的节能问题显得尤为重要。

一、建筑电气节能的基本原则

随着人口的增加，工业的发展，生活水平的提高，能源的消耗急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，建筑电气节能应当考虑经济、环境以及社会等因素，运用先进的技术实现能源的最大化，提高用能设备以及工艺能量的利用效率，建筑电气节能应坚持以下三个原则:

1、 实用原则

满足照明的照度、色温、显色指数; 满足舒适性空调温度及新风量，也就是舒适卫生; 满足上下、左右的运输通道畅通无阻; 满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力电等等。

2、考虑实际经济效益

节能应按国翻情考虑实际经济效益，不能因为节能而进高地消耗投资。使得运行费用加大，建筑电气节能设计应当从技术老化的部分入收，让增加部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

3、建筑电气技术先进的原则

建筑电气应当在设计和施工阶段对无谓的能源消耗进行节省。节能的着眼点，应当先找出无谓的能源消耗的地方，然后进行分析、探讨，最后再考虑采用适合的节能措施。比如变压愿器的有功损耗以及传输电能线路的有功损耗均是无谓的能源消耗，可设计方案进行优化。因此，节能措施也应遵循使用、经济合理、技术先进的原则。

二、 建筑电气节能存在的技术问题

目前，供电线路迂回铺设，变压器位置远离负荷中心，同时由于在负荷计算时缺乏用电数据，导致变压器容量选择过大，变压器负荷不均，造成“大马拉小车”的情况；不合理的系统设计和设备选型及运行方式导致空调系统效率过低，使得冷机、水泵、风机长期在偏离高效点的状态下工作；风机和水泵设备的开关控制仅有手动控制，导致运行时间过长，消耗大量电能，在选择电制冷机组的台数时未考虑节能；电梯未设置节电感应或群控等节能控制模式； 建筑照明光源选择、灯具选择、镇流器选择及照明方式设计不合理，盲目提高照度，照明控制方式不当，未增加光控设备，导致部分照明设施白白浪费大量电能等。

三、建筑电气的节能途径

1． 减少变压器的能量损耗。首先根据负荷情况，综合考虑投资和设备运行费用，对负荷进行合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效区内。变压器效率与变压器负荷和损耗有关，也与负荷的功率因数有关，选用节能型变压器，更换或改造高能耗的变压器。据统计选用节能型变压器与无励磁调压变压器相比，1OkV 系列其空载损耗和短路损耗分别降低41%和l3%。同一变电站的变压器尽量并联运行，根据负荷的变化调整并联运行的变压器的台数。在负荷变化的情况下，如投运变压器台数和数量不变，其负荷率和运行效率都将发生变化，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，以防止变压器轻载和空载运行。对长期轻载( 负荷率在3O%以下) 的变压器，必要时应按实际负荷更换小容量变压器，以实现节能的目的。另外，还需考虑控制各类非线性用电设备所产生的高次谐波，降低高次谐波值，降低变压器的运行环境温度，平衡三相负荷，合理选择变压器的接线方式等因素。

2、 减少线路上的能量损耗。据统计，线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响线路损耗的主要是供电方式和导线截面积。因此在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标的前提下，根据建筑的规模、用电负荷性质及容量，使电气位置合理的靠近用电负荷中心，应按经济电流密度合理选择电缆及导线的截面，从降低电能损耗、减少投资等方面综合进行选择。具体措施有: （1）尽量选用电阻率P 较小的导线，如铜芯线和铝线。但又要贯彻节约用铜的原则，在负荷较大的一类、二类建筑中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。（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，从而达到节能、经济的目的。另外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、提高供配电系统的功率因数。系统中的用电设备，如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功相抵消，这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备，在线路上就产生了有功损耗，具体措施如下:

（1）减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备，如同步电动机，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备，如配有电容补偿的荧光灯。（2）用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流，从而达到提高功率因数，同时又减少整体无功电流。

4、照明部分的节能

灯具光强空间分布曲线宜采用空间、平面相对等照度曲线。灯具分类宜按光通量分布、光束角、防护等级划分。灯具的能效应采用灯具的光输出比作为评价标准。灯具配光种类的选择宜遵循以下原则：宜根据不同场所选用不同种类灯具的配光形式；直接配光灯具射出的光通量应最大限度地落到工作面上，即有较高的利用系数。灯具的控制方式可分为手动控制与自动控制两种。对于手动控制，一是适当增加照明开关点以达到分区控制灯光的目的；二是可采用各种类型的节能开关，如调光开关、定时开关、节点控制器等，都有显著的节能效果。而自动控制则包括红外遥控开关、光电照明控制、中央控制系统及智能照明控制等方式，可结合具体的工程实际选用。

5、电动机在运行过程中的节能

在建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备配套的，由设备制造厂商统一供应。因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中，除了上述用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外，还应减少电机轻载和空载运行。因为，在这种情况下，电机的效率是很低的，消耗的电能并不与负载的下降成正比。采用变频调速器，使其在负载下降时，采用变频的方式，自动调节转速，使其与负载的变化相适应。采用这种方式，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。但是，这种设备的价格仍偏高，因此在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软起动器，软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角，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。此设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到速度随负载的变化而变化。它可用在电动机容量较大，又需要频繁起动的设备，以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从起动到运行，其电流变化不超过三倍，可保证电网电压的波动在所要求的范围内。但它是采用可控硅调压，正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上，不会返回电网。因此，它要求散热、通风措施完善。其价格比变频器便宜，在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中可以应用。

总之，建筑电气处处都存在节能，只有精心设计，以人为本，便于操作和管理，才能达到最佳的节能效果和取得最佳的经济效益。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，从现在做起，节约每一度电，每一份能源。

参考文献：

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