浅谈建筑电气节能设计原则及技术措施-电力论文发表

浅谈建筑电气节能设计原则及技术措施
张远
摘要：本文通过介绍建筑电气节能设计的适用性、节约性、节能型三原则，详细阐述了建筑电气设计中的线路损耗、变压器的选择、照明节能、电动机节能等4项技术措施。
Abstract：This assay instruct the three principles of electrical energy saving design, applicability, economy and energy-saving features. The paper focuses on four technical measures in the design of building electrical energy: the line losses, transformer option, lighting energy saving and electromotor energy saving.
关键字：电气节能设计原则节能措施
Key words：electrical energy saving principles of design measures of energy saving

随着经济的快速发展，我国对能源的需求越来越大，各类能源都处于供不应求的状态，但是能源的浪费又是一个很普遍、很严重的问题。特别是有一大批大型、特大型公共建筑和规模日益扩大的住宅小区在兴建的过程中没能把节能放在应有的重要位置上，造成了能源的巨大浪费。长此以往，我国将面临更为严峻的能源危机。
其实，近年来，国家及相关部门已经深切认识到节能问题的重要性和紧迫性，建筑节能工作已经全面展开并不断深化，建筑节能技术不断进步，建筑节能的设计标准也在不断的完善。而且随着社会的发展和进步，公众节能的意识不断增强，节能的理念也越来越为更多的人所接受。
建筑节能实际上是一项十分艰巨而复杂的工作，它甚至比某些建筑智能化系统的应用更为困难。因此，要想在建筑节能方面有所收获的话就要对其进行系统、全面和综合的分析、研究、实践。在此，笔者将就建筑电气节能技术的原则及措施加以简要论述。
1、建筑电气节能的设计原则
1.1适用性原则
所谓的适用性原则就是在满足为建筑物内的良好的人工环境提供必要的能源，为建筑设备提供必须的动力，为用电设施提供可靠的负荷容量等条件的情况下，优化供配电设计，从而促进电能的合理化运用。也就是说不能因为节能而影响建筑物的整体功能。要保证建筑物照明的照度、色度及显色指数；要满足建筑物舒适卫生的良好环境；满足各处运输通道的畅通无阻等等。
1.2节约性原则
所谓的节约性原则就是指在电气节能设计中要充分考虑到实际的经济效益，不能因为节能而过高的消耗投资，增加运行费用。而是要科学合理的选用节能设备和材料，争取实现用较低的投资得到最大的经济效益。使因节能而增加的投资可以在最短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。
1.3节能性原则
所谓节能性原则就是要节省无谓消耗的能量。首先要找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物的功能无关的，在考虑采取什么措施节约能源。如着眼于电气设备自身的电能消耗、变压器的功能损耗、传输线上的电能损耗等方面。
总之，笔者认为节能设计应该把握“满足功能、经济合理、技术先进的原则”。
2、建筑电气的节能技术措施
建筑电气节能技术包括的内容比较多，以下就几个方面简略阐述其节能措施。
2.1供配电系统的节能措施
当线路上有电流流过时，由于线路上电阻的存在，势必会产生有功功率的损耗。因此，线路传输上的损耗是电能利用率低的一个重要原因。要想减少此类损耗主要着眼于四个方面。第一、选用电导率较小的材料做导线。通常选用铜芯线缆，但考虑到要节约用铜，也可以改为采用新型的铜铝复合材料线缆。第二、减少配线的长度。因此在布线时尽量使线路走直线，低压线路要不走或者少走回头线，变压器要尽量接近负荷中心，减少供电距离，且低压配电的供电半径不要超过规定。第三、增大导线截面。对于比较长的线路在满足载流量、动热稳定、保护配合、电压损失等条件下，可根据情况加大一级线缆的截面。第四、合理调剂季节性负荷。也就是要使供电线路得到充分的利用。如将空调风机、风机盘管与一般照明、电开水器等计费相同的负荷集中。
2.2变压器的节能措施
变压器的主要作用是变换电压，但它在升降电压和传递电功率的过程中自身要产生功率的损耗。所以，变压器节能的实质就是降低有功功率的损耗，提高运行效率。因此，变压器的选择就显得尤为重要了。在选择变压器的容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配。笔者认为应该选用S（C）9、S（C）10等新型节能变压器，因为它们都是选用高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进工艺制造的新系列节能变压器，可以显著降低变压器的损耗。
2.3照明节能的措施
首先，要充分利用好自然光线，这是照明节能的重要途径之一，在设计中电气设计人员应与建筑设计人员密切配合，做到充分合理的利用自然光，使之与室内人工照明有机的结合。另外，在照明设计时，要尽量增加照明灯的开关点，减少每个开关所控制的灯的数量，这样便于人们的管理，有利于节约电能。至于室外的照明系统，宜采用光电感应器或定时器等来替代传统开关，以此来节约电能。
其次，控制单位面积电气照明的安装功率。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，应优先选用高光效节能型灯具。例如，一般房间（场所）应优先采用高光效荧光灯（T5，T8等）及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及体育场馆的室内照明一般采用金属卤化物灯，室外照明一般采用高压钠灯。
最后，要使用低能耗、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等。
2.4电动机在运行过程中的节能措施
在建筑电气中的电动机都是与暖通、给排水等工种的设备配套的，由设备制造厂商统一供应的。因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中，除了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。但这种设备的价格偏高，所以在使用中有一定的限制。此外，还有一种节能方式，就是使用软起动器。软起动器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，已达到速度随负载的变化而变化。因此，它要求散热、通风措施完善。它的价格也要比变频器便宜，在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中可以应用。
3、总结
近年来，为了解决能源浪费问题，新一代建筑电气技术正在试图采用各种先进的控制方式对传统建筑电气设备进行有效的控制。可以说建筑电气的节能在技术方面还是有很大的上升空间和发展潜力的。另外要特别注意的是在选用节能新设备时，应具体了解其原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较后，再合理选定节能设备，以达到有效节能的目的。
而且笔者认为建筑电气的节能问题应该得到国家更多的重视。如进一步完善建筑节能的相关标准，规范建筑节能的设计、施工、验收、使用、维护等各个环节，规范行业管理，制定可操作性强、便于实施和审核检查的一整套科学体系等，从而推动建筑节能沿着平稳有序的轨道健康发展。