智能樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)綜合應(yīng)用措施探討

中圖分類號：TU85 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-925X(2011)07-0069-01

摘要：在分析了樓宇建筑建設(shè)趨勢和建筑節(jié)能現(xiàn)狀后，認(rèn)識到建筑電氣節(jié)能研究的重要性。結(jié)合自我實際工作經(jīng)驗，從暖通空調(diào)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、以及照明系統(tǒng)等方面研究了建筑電氣系統(tǒng)常用的節(jié)能降耗技術(shù)手段，以期構(gòu)筑完善的建筑電氣節(jié)能方案，提高建筑電氣電能綜合利用效率，達到節(jié)能降耗的目的。

關(guān)鍵詞：智能樓宇建筑 建筑節(jié)能 電氣節(jié)能技術(shù)

我國城市建設(shè)步伐的不斷加快，其對能源需求總量也在不斷增加，加上全球能源資源緊張和節(jié)能環(huán)保工程的不斷推進，建筑節(jié)能已成為許多政府緩解能源危機的重要舉措。由于受建設(shè)技術(shù)水平和建設(shè)理念的制約，我國建筑能耗普遍較高，其綜合能耗大約占全社會能源消耗總量的30％左右，且隨居民生活水平的不斷提高，該值還呈持續(xù)增長趨勢。據(jù)大量統(tǒng)計文獻資料表明，我國已建項目的總建筑面積高達400億m2，且正以每年10幾億m2的速度速度遞增。據(jù)一些專家統(tǒng)計分析預(yù)測，到2020 年全國將新增建筑面積高達200億m2，也就是說建筑能耗占全社會能源消耗總量的比例將會更高。在國外一些先進發(fā)達國家，其節(jié)能型建筑已占所有建筑面積的40％以上，有些國家甚至超過了60%，而作為人口眾多、資源短缺的發(fā)展中國家，建筑能耗正急劇增加，建筑節(jié)能已成為制約我國建筑行業(yè)發(fā)展的重要瓶頸。建筑電氣系統(tǒng)能耗作為建筑能耗后期運行中主要主要組成部分，如何結(jié)合新技術(shù)、新手段提高電能綜合利用效率，降低建筑電氣系統(tǒng)能耗就成為建筑電氣工作人員研究的一個重要課題，具有非常重要的意義[1]。

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

暖通空調(diào)系統(tǒng)是智能建筑中營造夏涼凍暖舒適環(huán)境的重要系統(tǒng)，同時其運行產(chǎn)生的能耗也是建筑電氣系統(tǒng)能耗主要組成部分，約占整個建筑能耗60%左右。智能樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能降耗潛力非常大，其中優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計方案和后期運行管理策略是暖通空調(diào)系統(tǒng)電氣節(jié)能的前提，同時系統(tǒng)自動化控制綜合調(diào)節(jié)性能則是暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能降耗成敗的關(guān)鍵。目前，智能樓宇暖通空調(diào)系統(tǒng)自動化系統(tǒng)控制模塊基本包括在智能建筑樓宇自動化系統(tǒng)中，即廣泛采用的BAS或BA系統(tǒng)。BA樓宇自動化控制系統(tǒng)是智能樓宇建筑自動化水平主要體現(xiàn)，同時也是建筑電氣節(jié)能調(diào)節(jié)控制的主要途徑。智能樓宇建筑采用樓宇自動化調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，大約可以達到15%～30%左右的節(jié)能效果，從而大大降低了建筑電氣綜合能耗。智能建筑樓宇自動化控制系統(tǒng)中，對于暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能應(yīng)從優(yōu)化系統(tǒng)調(diào)節(jié)運行方案和提高暖通空調(diào)系統(tǒng)綜合自動化水平基礎(chǔ)進行，從而使整個系統(tǒng)各機電設(shè)備均處于最優(yōu)運行工況，達到節(jié)能降耗的目的。從整體技術(shù)來講，智能樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)電氣節(jié)能自動調(diào)節(jié)控制應(yīng)考慮機電設(shè)備啟停優(yōu)化控制、水泵風(fēng)機的變風(fēng)量、變流量調(diào)節(jié)、系統(tǒng)冬夏季部分負(fù)荷間水泵分條件動態(tài)控制、與冰蓄能節(jié)能空調(diào)形成低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)等技術(shù)手段[2]。

2 供配電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

一般樓宇建筑供配電網(wǎng)的線損率都在5%以上，有的甚至超過10 %。這不僅意味著樓宇建筑供配電系統(tǒng)在運行過程中會造成大量電能損失，同時還大大降低了整個樓宇建筑供電電能綜合質(zhì)量水平，對智能樓宇建筑環(huán)境形成更多污染。因此，采取相關(guān)技術(shù)降低供配電系統(tǒng)線損是建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能研究的一個重要內(nèi)容。

2.1 變壓器節(jié)能技術(shù)。

合理選擇配電變壓器型號和容量是樓宇建筑配電變壓器節(jié)能經(jīng)濟運行管理的前提，也是供配電系統(tǒng)供電電能綜合質(zhì)量水平的重要保證。配電變壓器在運行中，一般情況下其負(fù)荷率在45%～75%時，變壓器運行在經(jīng)濟工況區(qū)，且當(dāng)變壓器負(fù)荷率在50%～60%時，變壓器電能轉(zhuǎn)換效率將最高。變壓器型號不符合、容量選型過小，會引起整個樓宇供配電系統(tǒng)長期處于過負(fù)荷運行工況，造成系統(tǒng)過載損耗增加；變壓器容量選型過大，變壓器負(fù)載率會大大降低，會使其偏離最優(yōu)運行工況，空載損耗會大大增加。因此，在進行智能樓宇建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)對樓宇建筑電力負(fù)荷進行充分統(tǒng)計，并進行詳細(xì)分析確定配電變壓器型號和容量，以確保配電變壓器運行在最優(yōu)工況條件下，降低變壓器系統(tǒng)能耗。智能樓宇建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)包括選擇節(jié)能型變壓器、設(shè)計靈活可靠的接線模式、配置根據(jù)負(fù)荷自動調(diào)節(jié)控制裝置等，另外，盡量平衡配電變壓器三相負(fù)荷是建筑電氣系統(tǒng)運行過程中降低變壓器運行能耗的重要節(jié)能技術(shù)手段[3]。

2.2 配置無功補償節(jié)能裝置。

配電變壓器負(fù)載一定時，其功率因數(shù)越高供配電系統(tǒng)電能利用效率也會越高。而在樓宇建筑供配電系統(tǒng)在實際運行過程中，由于受到諧波、負(fù)荷波動等因素的影響，其功率因素不能滿足系統(tǒng)最優(yōu)運行工況需求，因此，采取相應(yīng)的無功補償裝置，提高供配電系統(tǒng)的功率因素和電壓水平，不僅可以提高供電電能綜合質(zhì)量水平，同時還可以降低供配電系統(tǒng)線損，使整個智能樓宇建筑中各機電設(shè)備系統(tǒng)安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟的高效運行，達到節(jié)能降耗的目的。

3 照明系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

目前大部分已建建筑和新建建筑依然大量選用傳統(tǒng)的發(fā)光效率低、電能綜合利用效率低的光源(如T8熒光燈、白熾燈、石英燈等低效燈源)，不僅大大降低了智能樓宇燈光照明系統(tǒng)的舒適性、可靠性，同時此類燈具在使用中會造成大量的電能資源浪費，大大增加了建筑電氣系統(tǒng)能耗。使用高效節(jié)能發(fā)光光源代替?zhèn)鹘y(tǒng)低效高耗能光源，在提高照明燈具照度、顯色度改善整個智能樓宇建筑照明系統(tǒng)舒適性、穩(wěn)定性的前提下，有效提高了燈具電能綜合利用效率，降低了照明系統(tǒng)能耗，達到節(jié)能降耗的目的，既提高了樓宇建筑照明系統(tǒng)綜合工作效率，又為人們營造了一個溫馨舒適的工作學(xué)習(xí)和起居環(huán)境。據(jù)一些統(tǒng)計分析資料表明，用T5(高效節(jié)能熒光燈和電子鎮(zhèn)流器)代替?zhèn)鹘y(tǒng)T8(普通熒光燈和電感鎮(zhèn)流器)，其所帶來的節(jié)電效益在20%以上，同時可以提高燈具10%以上的照度，而且照明燈具顯色指數(shù)會由原來的70提高到了85，且采用電子整流裝置可以有效消除燈具使用過程中的頻閃。T5節(jié)能熒光燈的綜合使用壽命是T8熒光燈普通2倍以上，從而大大提高了樓宇建筑照明系統(tǒng)使用可靠性和經(jīng)濟性。

除了上述幾種電氣節(jié)能技術(shù)外，在智能樓宇建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計和后期運行管理過程中，還應(yīng)采取電梯拖拽系統(tǒng)變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)、電梯耗能回饋節(jié)能技術(shù)、智能照明節(jié)能控制技術(shù)等先進建筑電氣節(jié)能技術(shù)，提高智能樓宇建筑電氣系統(tǒng)電能綜合利用效率，降低系統(tǒng)能耗，達到節(jié)能降耗的目的。

參考文獻

[1] 建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GB50034-2004).北京:中國建筑工業(yè)出版社，2004

[2] 徐云，劉付平等.節(jié)能照明系統(tǒng)工程設(shè)計[M].北京:中國電力出版社，2009

[3] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ16-2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范[S]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008