对我国建筑电气节能措施的探讨

张二强 安小震

摘要：目前，在我国能源消耗总量是美国的3倍多，日本的6倍多，因此，在建筑工程中合理节约能源和有效提高能源利用效率将是我国经济能否持续发展的重要因素。构建建筑电气节能措施，是当前首要的任务。所采取的节能措施必须保证建筑电气在充分满足、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。本文对当前建筑电气能耗的现状以及发展所采取的措施进行了研究分析。

关键词：电气节能；建筑能耗；现状；节能措施

中图分类号：TE08文献标识码： A

目前，我国拥有世界第三大能源系统，一次能源总产量仅次于美国和俄罗斯。但因我国的人口众多，人均拥有量很低，能源效率低下，未来建筑能源需求量很大。节约能源、降低能源消耗、提高能源效率关乎中国经济的前途，也关乎全球的经济发展。

一、我国建筑能耗现状分析

在我国，电气能耗是建筑能耗的主要组成部分.因此，在建筑电气工程设计、施工、运行阶段采取相应的技术方法和预防和控制技术措施，保证建筑电气在充分满足、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。

在建筑电气系统中，能量损耗主要发生在电动机、灯具等电气设备、电力变压器和所有敷设的电力电缆之中。

电力变压器的损耗主要分为三个方面：空载损耗(铁损nl)、负载损耗(铜损ll)和杂散损耗。通过有效的方法保证变压器的总拥有费用最底，从而达到节约资金的目的。

电力电缆截面应以确定导线的经济电流密度为根本，就是在已知负荷的情况下，选择最佳的导线截面;或是在已选定导体截面的情况下，确定经济的负荷范围，以寻求投资的最优方案，取得最理想的经济效益。

电动机在总用电量中占的比重也很大，其产生的能耗也是相当可观的。分析高效电动机的节能效果以及不同的电动机系统对能耗的影响情况，选择高效电机，搭建合理的电机系统是关键。

灯具照明应尽量选用新型的智能照明节电器，包括选择高效的光源及附件(镇流器等);。我国执行“绿色照明工程”的目的是为了在照明工程中最大程度地节约能源。

二、建筑电气节能工作需要遵循：

(1)适用性。即优化供配电设计，按需合理供应。

(2)实际性。即合理选用节能设备及材料，使建造成本和运营成本合理回收。

(3)节能性。即节省无谓损耗的能量，采取先进技术成果和相应的措施节能使能耗降低。

三、建筑电气节能措施几点建议

在建筑物电气系统从变电、传输到用电设备的各个环节发生能耗，其具有同时性和集中性两大特点。

(一）优化设计。设计人员针对每项电气分项工程，都有较详细的电气负荷计算书和采取相应的节能措施。在确定设计方案时，按照“以人为本”的设计思路，深入现场，通过与业主进行有效沟通，了解工程的具体情况；根据负荷特点、建筑使用功能要求、建筑物的结构特征和周围环境特点等多方面因素的综合考虑，进行全面的技术分析比较，力求最佳的设计方案。还要掌握各种节能新技术，并在设计中适当采用可获得巨大的经济效益和社会效益。政府有关职能部门也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如学会等对设计图纸文件进行严格审查。 合理选择变压器的容量和台数，以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。在设计中还应尽量减少三相不平衡度。在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功电流，它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的功率损耗。因此，合理设计供配电系统在电气节能中起着非常重要的作用。

（二）对建筑电气系统运行加以强化管理 加强对建筑电气系统运行的管理，同样可达到节能的效果。主要管理措施有： 设备管理：电气节能在很大程度上取决于设备的运行状况。如果使各种设备安全、有效、稳定地运行，出现故障能快速排除，则可以节约能量。 控制管理：开发并利用功能强大、界面友好的控制软件也是保证电气系统节能运行的有效措施。 人员技术培训管理：加强对电工的培训，提高管理人员素质，以保证电气设备的正常运行和设备的使用效率，才能在电气节能中有所作为。

（三）选用先进的节能设备、器具 首先，选用节能型变压器、节能型电动机。其次，照明用电为建筑物用电量的20％-40％，降低照明用电尤为重要，其主要途径包括：发展高效光源、采用高效灯具、改进照明控制。目前荧光类高效节能灯已广泛普及，国外普遍看好的发展方向是led光源，比目前的节能灯效率更高，发光光谱可在大范围选择，使用寿命可大大延长。尽管目前led的成本、效率都无法与荧光类节能灯相比，但在最近10-20年内预计将有重大突破

3.1变压器的改造

推广使用低耗损变压器。在整个电网当中．为了适用不同用户对电力的需求，必须要用电压器将电压分级输入．大量的变压器的使用，必然造成总功率的损耗。因此将变压器的损耗降到最低是实现供电系统的节能措施之一。采用非晶合金铁芯的变压器。噪音低、损耗低，空载损耗是常规变压器的20％，而且维护简单，运行费用低，因此推广适用低耗损变压器可是有效降低总功损耗。

变压器参数优化。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，是降低变压器电能损失的有效途径之一。在变压器运行过程中，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。每台变压器其容量、电压等级、铁芯材质不同，所以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的参数各不相同。因此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。选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器运行，可以降低能耗损失，达到节能目的。

3.2优化电网配置

在电网中通常会有大量无功电流，这直接导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压不稳定。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。无功补偿优化是通过凋整电网中无功电流的分布，从而达到降低网络的有功功率损耗，并使电压水平保持最好的目的。随着计算机技术的不断发展，在高压无功补偿技术方面，开发出的新型低压和高压无功动态补偿装置，已经研制成功并应用到大中小型变电所。新型动态补偿装置，计算机系统控制，实现了无接点化．不产生谐波，无合闸同流；同时有效减小电压闪变和防止系统振荡。并可分相补偿．从而达到减少电网能量消耗，提高供电质量的效果。

3.3降低线路损耗

当电能传输时，在电路网络中就产生功率损耗，一般来说，其与线路的长度和负载的大小相关联。因此，应当尽量提高系统的功率因数、减少导线的电阻，从而降低其损耗。其措施主要有以下几种：①线路路径的选择要合理。为减小导线长度，线路尽可能不走弯路，尽量走直线：②合理选择导线截面积：导线的截面积大小的确定应根据电流指标与经济条件来确定。对于线路较长的电路，在满足电流以及电压降要求的情况下，可使导线的截面积加大1～2级：③合理确定电气用房所在的位置。其遵守的基本原理就是尽量减小供电路径。

3.4空调系统的节能

公共建筑暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的50％以上，系统节能潜力巨大。具体应遵循一下原则：机电设备启停优化控制；变风量、变流量系统最优控制：冬夏季部分负荷时水泵分设控制：与冰蓄冷相结合的低温送风系统控制：参数设定节能控制，包括温度标准设定、焓值控制、利用室内C02浓度控制新风量等。

四、结束语

建筑电气的节能设计无论是供电系统或用电设备，都存在着巨大潜力。为实现“节电能、降电耗”的目的，在建筑电气设计中应正确设计供配电系统，选用节能型电气产品等，设计行之有效而又切实可行的节能措施，实现供配电系统及用电设备的经济运行，从而达到真正节约电能的目的。