建筑電氣工程節約問題及解決

吳軍

（福建省晉一建筑工程有限公司）

建筑電氣工程節約問題及解決

吳軍

（福建省晉一建筑工程有限公司）

目前，我國的建筑行業發展迅速，建筑電氣作為該行業重要環節，在不斷發展中存在著諸多不合理因素。很多建筑電氣在設計上通常在滿足人們的需求的同時忽略了節能技術，消耗過多電能，提高了建筑成本。合理的電氣設計會提高建筑的使用價值。本文從電氣節能的角度分析建筑工程的設計和問題的解決，為建筑設計行業提供參考和建議。

建筑電氣；電氣工程；節能技術

引言

隨著科技快速進步，電器也逐漸增多，使電氣設計更為復雜化，人們對電氣設計的要求也越來越高。對于建筑物的功能不同，電能在建筑總能耗中所占的的比例也不同，一般都在60～ 90%之間，多數民用建筑的電氣能耗會在八成左右。所以在目前經濟形勢下，如何發展電氣節能性是建筑電氣設計人員必須要解決的問題。

1　弱電部分設計

建筑智能化是目前建筑行業的趨勢，其關鍵部分就是弱點系統，同時弱電設備的投資也越來越多。所以，對弱電系統進行節約性投資和設計，會使電氣系統的智能化水平得到提升。在弱電系統里，樓宇自控系統由設計院控制和設計，閥門、變送器、控制器、傳感器等的控制器電源和控制線，全都會由承包商對其進行設計。我們主要是對兩方面進行設計：①綜合布線系統；②消防聯動系統和火災自動報警系統這兩個部分。

1.1綜合布線系統

綜合布線系統是一種開放式的網絡平臺，融合了數字信號、語言信號的配線，并將其綜合于一套標準配線系統中，融合所有信息功能，包括個人數據庫、財務管理、電視會議、電子郵件，并可以實現資源共享。為了降低布線系統的成本，主要是減少信息點的數量，因此在進行設計之時，關鍵是要按照實際情況對信息點進行合理設置，做出有必要的刪減，實現成本最小化。

1.2消防聯動系統和火災自動報警系統

消防聯動系統和火災自動報警系統的主要運行器件為模塊和探測器，對線路的分析后，合理的減少模塊和探測器的數量可以會降低消防聯動系統以及火災自動報警系統的成本。

1.3建筑節能智能化

建筑節能智能化是弱點部分重要的環節，需要建立一套功能性、適用性強的系統。針對建筑智能化系統運行存在的一些問題，我們要做好以下幾方面的工作：

（1）在了解建筑設備的運行參數和節能運行方式的基礎上，建立相應完整的節能運行數學模型和準確的控制算法，編寫控制程序。

（2）建立一個開放性的軟件平臺，方便各子系統的集成和不斷優化完善。

（3）設計的系統要具有很強的兼容性，有利于各子系統的數據和資料的共享，使用準確的控制算法，實現對建筑設備的節能運行智能控制。

（4）建筑智能化系統的軟、硬件相統一，保障系統的優化運行。

2　強電部分設計

強電部分節能設計主要包括供配電系統及電器產品的節能技術和照明系統的節能設計。在此部分設計時，需要按照安全、靈活、可靠的原則來進行。考慮經濟性設計時，可以根據建筑工程的特點設計出相應的方案，但都有一個必要前提就是可靠性。有些情況下經濟性和可靠性產生沖突，比如配電網的設計，正常情況變配電所都是以放射狀的形式供電，這樣設備變多，成本變大，另一方面如果過于考慮經濟性而簡化接線，減少設備，則可能會出現停電或設備損壞等一系列問題，造成更大的經濟損失。因此，在處理經濟性和可靠性的時候，一定要以可靠性為首，再考慮經濟性。

2.1供配電系統及電器產品的節能技術

2.1.1選擇合理供配電方案

建筑電源的供應受總體占地面積、地理環境、性能及特質，使用強度等因素影響。我們需要認識到負荷容量和用電特點，合理選擇好供配電方案，對減少供配電工程投資，實現節約用電有很大的幫助。供配電方案一般要遵循以下原則：

（1）首先供配電系統設計要應盡量簡單，做到同一電壓供電，變配電級數少于兩級。

（2）變配電所盡量靠近負荷中心，可以縮短配電網絡半徑，減少線路的損耗。在多電源分段供電系統中，由于電源變壓器或負荷端設備的投切是系統自動的，無需人為干預，可以降低管理成本，所以盡量在各分段母線或配電房之間設置聯絡線，隨著負荷的變動，自動適時地投切變壓器，用來匹配供電負荷和供配系統的變壓器容量，降低變壓器輕載情況下的電能損耗。

（3）合理選擇變壓器的容量和臺數。選擇的依據是根據負荷情況，考慮投資和年運行費用。當變壓器工作在高效區時，可以降低電損耗，所以選擇的電力變壓器的容量一定要和電力負荷相適應。另一方面電能的損耗也與負荷的性質和干撓因素所決定的運行功率因素有關，故另一有效方法就是確保負荷匹配合理，使變壓器在較高功率因數條件下運行（如圖1）。

（4）選用節能型變壓器或者更換和改造高耗能的變壓器。節能型變壓器基本是無勵磁調壓變壓器，和傳統的變壓器相比較，經過運行試驗和檢測，新型節能變壓器的空載損耗和短路損耗都大大降低。因此在選擇變壓器的環節上也可以降低運行成本。

（5）合理選擇電力電纜。電力電纜的選擇不僅聯系到工程的投資也關系到整個輸電系統的損耗。根據電纜線路的有功電能損耗公式可以知道，總的損耗等于三相線路的有功功率損耗乘以最大負荷年損耗小時數。而三相線路的有功功率損耗主要取決于線路的阻抗，也就是電纜導體的材質、橫截面和絕緣形式。所以，應該選擇材質電阻率低，導電性能好的電線電纜作為供電電纜，減少線路的有功損耗。

圖1

2.1.2提升系統功率因數

功率因數是供配電系統的重要參數，提升供配電系統的功率因數首先可降低輸電線路電流，從而降低有功損耗；其次，可以減少運行變壓器的銅芯損耗來降低有功損耗；最后，可以優化發電設備的輸電條件，提升發電效率。

提升供配電系統的功率因數的主要是通過無功補償的方法，首先，提高系統的自然功率因數，可以通過減少用電設備的無功損耗來實現。比如不使用非線性負載設備，避免三相不平衡方式帶負載運行，可以采用在用戶端串聯電抗器或加裝濾波器的方法來過濾負載高次諧波的干擾；另一種無功補償的方法就是采用靜電電容器，在三相負載平衡的運行方式下，提高功率因數可根據系統功率因數與理想值偏差范圍，計算并配置合適的補償電容容量，在三相負荷不平衡運行方式下，可采用“△/Y三相共補與單相分別補償相結合”的無功補償方法。

2.1.3減少低壓柜的回路

通常在設計電氣線路之前，會要先確定負荷的位置和負荷類型，我們可以通過把同一區域中性質相同的負荷用低壓母線所饋出的一回路進行供電，這樣做可以減少低壓柜出現的回路，從而減少低壓柜的臺數供應，設備的成本就降低了。但是，這種方法也存在不足之處，即在出線端發生故障，或者在對回路進行檢修時可能會導致部分斷電。不過此種狀況很少出現，所以，這也是一種可以降低電氣設備成本的方法。

圖2

2.2照明系統的節能

近期國家大力推廣節能照明電源和節能運行方式，并且對照明節能提出了一系列量化的要求，給予標準的參數，我們在施工設計過程中，務必進行參考。

2.2.1照明控制方式的選擇

照明系統的控制方式是照明節能的基本，實現好對照明光源的合理控制，可以減少光照的浪費，符合節能運行方式的政策。要實現對照明光源的有效控制，要注意以下幾點：

（1）燈具控制開關控制的光源控制在2～10個之間；（2）控制開關設置在利于操作的位置，方便開斷不必要的光源；（3）對娛樂場所的光源可以采用聲、光控制或全夜、半夜控制；（4）對公共樓梯、大堂燈等光源，可以采用定時控制和光感控制；（5）對公共展廳、停車場、建筑泛光照明等可以采用建筑設備綜合監控系統統一控制；

（6）對演播廳、音樂水境照明等場所，可以采用智能照明控制系統控制。

2.2.2節能照明設備的選擇

選擇照明設備時要考慮到光源的光效、色溫、顯色指數、及價格，綜合這些因素選擇高效的節能型光源。目前，國家大力推廣LED燈光源，LED燈具有節能、無噪音、電壓范圍寬、保護眼睛、使用壽命長等優點，盡量采用LED光源燈具，可以很好的實現建筑電氣工程的節能。另外鎮流器的選擇也很重要，通常不同的熒光燈對應不同的鎮流器。

2.3建筑其他機電設備綜合節能

建筑電氣施工中會同時使用多種多樣的機電設備，所有的機電設備都存在著電能損耗。所以，所有機電設備的節能問題也是建筑電氣節能所要考慮的。那么，首先就是要做好建筑機電設備的運行管理和控制。務必要提供合理的運行環境，對于許多電氣設備，溫度是重要的指標，降低工作環境的溫度有利于設備的散熱，可以提高效率和延長壽命；還需要嚴格的規章管理制度，通過監督來提高工作人員的節能意識；最后一定要有科學的控制方法，通過改變設備的工作方式，盡可能的降低電氣損耗。

3　結束語

總之，建筑電氣工程節約的問題主要可以從弱電部分和強電部分來考慮，弱點是關鍵，強電是核心。作為一個比較復雜和統一的系統，做好節能的工作，要求我們有一個全面合理的設計體系，采用科學先進的技術，使用新型節能的電氣設備，加上嚴格的監督管理制度。在我們不斷努力和不斷研究的過程中，一定能夠實現建筑節能的目標，促進建筑行業更好的發展。

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TU85

A

1673-0038（2015）30-0181-02

2015-7-5

吳軍（1980-），工程師，本科，主要從事水電設計工作。