建筑電氣節能技術措施淺析

陳灼生

（福建省龍巖市）

建筑電氣節能技術措施淺析

陳灼生

（福建省龍巖市）

任何一個國家的發展都離不開能源這一物質基礎，目前能源的缺乏已經嚴重制約經濟發展的可持續性，能源危機是當前最急需解決的問題。燃料電池、甲醇、生物能、太陽能、潮汐能和風能等是嶄新的能源方式，但在現代人生產、生活中絕大多數最終以電氣化形式來體現中，所以電氣化的節能尤其重要，在建筑工程的電氣設計、施工以及使用過程中，運用高效、合理、可行的電氣節能技術，并在使用過程中采取預防、控制電氣能耗的管理措施，為提高整體建筑節能添磚加瓦。

建筑工程；電氣節能技術；應用

在建筑工程中，電氣節能技術的應用能夠顯著提升整個建筑工程的質量，降低生產過程中的資源浪費，提升資源利用率。筆者將結合自身多年實踐工作經驗，并通過本文，針對建筑電氣節能技術實踐體會進行闡述。

1　建筑電氣節能技術的現狀

伴隨全球范圍內經濟的快速發展，我國社會經濟也取得了舉世矚目的成績，隨之國內各行業、領域對能源的需求量不斷攀升，特別是建筑電氣能源的耗能量最為顯著。面對這一現狀，應當更加注重建筑電氣的能源消耗，持續提升并改進建筑電氣技術，應用全新能源技術，降低能源的實際消耗數量，不斷完善節能設備以及施工安裝技術，從根本上解決建筑電氣節能問題，最終實現可持續發展。

2　建筑電氣節能技術的運用

2.1照明節能技術的運用

建筑物照明量大而且面廣，照明節能潛力大，在滿足照度、色溫、顯色指數等相關技術要求的前提下，選用高效光源、高效燈具，提高能源利用率。現階段在發光二極管基礎上，新型節能照明控制技術在自適應控制技術和高壓半導體技術方面（如LED）有了良好的應用。

燈具的照明節能結合《民用建筑電氣設計規范》應側重如下幾點：

（l）依據視覺要求采用高效光源，并考慮初期投資與長效運行的綜合經濟效益。

（2）燈具宜按選用直射光通比例高、控光性能合理的類型。

（3）燈具附件采用功率損耗低，性能穩定的類型。

（4）保證照明質量前提下，控制照明密度值，接配光燈具射出的光通量應最大限度地落實到工作面上，即有較高的利用系數，并且室內的飾面采用高反射率的飾面材料。

2.2供配電線路節能及其相關系統的應用

在建筑工程中，電力電纜的作用是使電能能夠最有效地從電源點輸送到用電點。由于存在電阻的原因，電纜會以熱的形式消耗掉一些功率，在給定的工程中，電纜導體材質是選定的，傳輸距離也隨用電設備而確定為固定的數值，導線截面的則是設計過程中影響電能損耗的一個主要因素。沿電纜的全部損耗是：

W=I2RNPL/1000（kW）

式中：NP-載體導體芯數；L-電纜傳輸距離（m），電能通常以千瓦小時來度量，若每個月有T小時產生損耗，那么電能損耗總計為：W2=I2RNpLT/1000（kWh/月），設每度電的費用是P元，因此能量損耗的費用是：Cj=I2RNpLTP/1000（元/月）。

在實際工程設計中，設計人員對電纜溫升、熱效應及電壓降的校驗基本能滿足上述規定的要求，如消防要求，還會設計耐火型，無鹵低煙阻燃型（該系列型號教昂貴）還通常考慮發展，從而放大一至兩級的余量來確定電纜截面。選定的截面相對于能源損耗是否為最合理比較少考慮。這樣就存在增大電纜截面和投資組合的問題，將損耗減小了，電纜多支出費用增大了，要計算電纜壽命與投資分配的問題，就是在知道設備負荷的情況下，選擇較佳的導線截面，或己選定導線截面的情況下，確定電纜購買費用經濟的負荷范圍，計算出較佳的方案，從而得到最合適的經濟效益。如現行《電力工程電纜設計規范》（GB50217-94）中，對于電力電纜纜芯截面選擇提出了如下要求：如較長距離的大電流回路或35kV以上高壓電纜，當符合上述條件時宜選擇經濟截面，可按“年費用支出最小”原則。

2.3電動機節能舉措

在建筑工程中將電能轉化為機械能的電動機應用普遍，耗電極大，據統計，電動機負荷約占總用電量的60～70%，而交流電動機占電機總用電量的85%應用十分頻繁，其節能非常關鍵，同時有較大的潛力。感應電動機具有結構簡單、質量輕、效率高、價格便宜及易于維護、保養等特點。

減少電動機電能損耗的主要途徑是提高電動機的工作效率和功率因數。在建筑工程中應選用高效率的電動機。首先正確合理地選擇電動機的功率是很重要的，掌握負荷特性，了解末端輸出是連續還是斷續，因為如果電動機的功率選得很小，電動機將過載運行，使溫度超過允許值，會縮短電動機的使用壽命甚至燒壞電動機；如果選得過大，雖然能保證設備正常工作，但由于電動機不在滿載下運行，其用電效率和功率因數較低，電動機的容量得不到充分利用，造成電力浪費。此外，設備投資大，運行費用高，很不經濟。考慮負荷是不斷變化性質的，則應考慮采用交流變頻調速裝置，如變頻供水，變頻空調，變頻電梯都是比較好的應用。在民用建筑中，動力負荷主要是風機和水泵電動機類，普通的水泵電動機的容量是根據可能出現的最大負荷來選擇的。而水泵在運行過程根據需求情況水流量是變化的。水泵的工作特性是流量與轉速成正比，揚程與轉速平方成正比，軸功率與轉速立方成正比。變流量運行的水泵如小區變頻供水采用調速技術可大幅度的降低能耗。變頻器調速是一種高效能的調速方式，有些建設單位圖節省初始投資不太采用，但結果卻是運行費用高昂，再次改造，得不償失。

2.4變壓器的節能舉措

變壓器的有功功率損耗如下式表示：

式中：ΔPb-變壓器的有功損耗；β-變壓器的負載率；Po-空載損耗又稱鐵損，它由鐵心的渦流損耗及漏磁損耗組成，其值與硅鋼片的性能及鐵心制造工藝有關，一次繞組外施電壓值和頻率值恒定的條件下是固定不變的，即所謂的變壓器成型后鐵損不變，它與負荷大小無關。按經濟容量選擇：變壓器的負載率為0.5～0.6的變壓器鐵損與銅損接近相等時效率最高，此時的變壓器容量可稱為經濟容量，可按經濟容量選擇變壓器；Pk-稱變壓器線損，它取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小。即所謂的變壓器銅損與負載率β的平方成正比。

當負載為電動機時變壓器的容量選擇：結合考慮電動機的效率和功率因數，電動機銘牌上所標的功率為電動機輸出的有功功率。一般可按異步電動機銘牌功率綜合的1.2倍選擇變壓的容量。

當綜合性負載時變壓器的容量選擇：如果負載是照明及電動機等綜合電氣設備，則要考慮用電設備的同時利用率，可根據實際可能出現的高峰負荷總功率的1.25倍選擇變壓器的容量。還要考慮到變壓器承受啟動電流的沖擊。單臺全壓啟動電動機的功率，不宜超過變壓器容量的30%，并確保同范圍的使用配電用戶末端電壓不低于75%。

變壓器并列運行的節能措施：

當變壓器滿足下述三個條件時可采用并聯運行：各臺變壓器的電壓比（變比）應相同；各臺變壓器的阻抗電壓應相等；各臺變壓器的接線組別應相同。

并聯運行的意義：當其中一臺變壓器發生故障時，并列運行的其它變壓器可繼續運行，確保了重要用戶的用電；或當變壓器需要檢修時可以先并聯上備用變壓器，再將要檢修的變壓器停電檢修，既能保證變壓器的計劃檢修，又能保證不中斷供電，提高供電的可靠性。又由于用電負荷季節性很強，在負荷輕的季節可以將部分變壓器退出運行，這樣既可以減少變壓器的空載損耗，提高效率，又可以減少無功勵磁電流，改善電網的功率因數，提高系統的經濟性。

2.5建筑電氣中新技術的運用

未能夠更加妥善的處理傳統技術在實際實際生活當中的浪費問題，全新電氣技術正積極嘗試應用多種先進控制方法，針對相對傳統的電氣設備實施有效控制。此外，也可利用計算機等有關系統對整個建筑燈光實施有效性控制。同時，也可以看到各個房間及區域的溫度，還能夠設置溫度的上下限。通過定時方式的運用，能夠針對建筑當中燈光實現定時。對諸多細小問題樹立起節能意識也能夠達到節能的效果，最終減少建筑電氣的實際能耗量。

3　建筑電氣節能技術的發展趨勢

3.1傳統建筑電氣技術應用的若干問題

傳統建筑電氣技術在當前建筑體系內依然有較為廣泛的應用，而且有關產品的品種也十分的豐富。從部分產品上來看，技術發展相對成熟的建筑電氣技術在應用方面較為獨立，特別是那些末端電氣產品缺少互相連接。伴隨電氣產品功能的日益繁瑣，人們對于辦公及生活環境提出了越來越高的要求。所以，傳統電氣技術在實際應用過程中存在一系列的問題，一般體現在：建筑電氣有關技術的非節電性，以及應用的不安全性和復雜性，這些因素都使得管理工作的工作效率大幅度降低。

3.2建筑電氣節能技術的發展

3.2.1風力發電技術

對于風力發電運行方式而言，它具有自身獨立運行的方式，它能夠和其它發電方式進行結合使用，也能夠在風力較強的地點安裝諸多風力發電機，而且發電機可以并入到常規電網當中來使用。伴隨建筑電氣節能技術的不斷發展，我國風力發電中的電機制造已經開始從小功率向著大功率進行發展，以更好的滿足人們對于建筑功能的需要。

3.2.2太陽光伏發電技術

在國外，早已經有一些國家實現了無能量住宅型理念，此種建筑住宅主要是使用太陽能來作為建筑住宅的屋頂，以此提供建筑住宅的所有性能。運用太陽光伏發電技術，將其安裝在屋頂上方，在陽光相對充足的時候，太陽光伏電能夠充分適應家庭住宅當中的全部供電要求，并且還能夠把余下的電量全部返回至電網當中，在用電不足時依然可以繼續使用。從當前來看，由于太陽光伏的電池價格相對較高，我國的該項技術剛起步，慢慢的將得到較大的應用。

4　結束語

綜上所述，建筑電氣節能是國民經濟建設中節能應用中的重要一環，電氣節能技術使用也將廣泛地開展，電氣技術的日新月異進步將幫助我們尋找到更為合理的節能方式，加上行政管理、日常管理手段和良好的用電行為習慣，將輔助我們減少資源損耗，對控制能源危機是有益的。

[1]趙喜庫.綜述工民建施工節能的現實意義及具體措施[J].中國新技術新產品，2012（04）：161.

[2]關則雄.淺析房屋建筑節能中存在的問題及節能施工技術的應用[J].城市建設理論研究，2012，26（31）：95～96.

[3]中國建筑科學研究院.《建筑照明設計標準》（GB50034-2004）[S].北京：中國建筑工業出版社，2004.

[4]于澤勇.建筑電氣節能問題研究.山東大學，2009.

[5]雷乃清.節能技術在建筑業的發展和應用[A].土木建筑學術文庫（第8卷）[C].2007.

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