試論建筑電氣節能應用

李強+李浩峰

摘 要：節能降耗一直基于科學發展觀的策略，堅持可持續發展，因此，電氣節能已經是如今節能建筑的重點課題之一。闡述了我國建筑電氣節能狀況，分析了存在的相關問題，基于節能應用措施，提出了建筑電氣節能策略。

關鍵詞：建筑；電氣節能；應用；策略

黨的十六大、十七大提倡加大力度建設節約型社會，建筑行業相關部門也接連出臺了不少關于節約能源的系列政策和文件。節約能源已成為每位公民的責任和義務。目前國家針對建筑設計的節能審查已屬于強制審查環節，建筑物特別是公共建筑的能耗控制尤其引人關注。

節能已成為我國經濟和社會發展的一項長遠戰略方針，是保障國家經濟安全、改善環境、增強企業競爭力，實施可持續發展戰略的重要措施。

一、我國建筑電氣節能概述

早在2005年7月初國務院發出《關于做好建設節約型社會近期重點工作》的通知，特別指出“要堅持資源開發與節約并重，把節約放在首位的方針”。在經濟發展中，電氣用電是一個耗能大戶。很多相關的文章都曾顯示過，其每年要消耗總發電量的10%以上，如果大量使用節能的照明產品和有效的措施，節電5%，則每年可節約照明用電60億kWh，為國家節省投資約30億元，并可延緩溫室效應，減輕對生態環境的破壞，經濟和社會效益非常可觀。因此，在設計文件中，電氣節能措施以專篇的形式陳述，從建筑物規劃的初期就以節能的思想為指導，在技術根源處為實現電氣節能提供理論依據及可行性。建筑電氣節能的原則是：在充分滿足、完善建筑物功能要求的前提下，減少能源消耗，提高能源利用率。節能的途徑之一是合理配置建筑設備，并對其進行有效、科學的控制和管理。

建筑電氣節能應堅持以下三個原則：1）滿足建筑物的功能；2）考慮實際經濟效益，不能因為節能而過高地消耗投資，增加運行費用，而是應該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收；3）節省無謂消耗的能量。同時在選用節能的新設備上，應具體了解其原理、性能、效果。從技術上、經濟上進行比較后，再選定節能設備，才能真正達到節能的目的。

如今建筑電氣節能的應用已經在我國取得了一定的成效，但是往往在節能措施上存在相關問題。1）盲目節能；通常為了達到節能效果，而刻意地控制電氣，從而導致滿足不了建筑物的功能。而這樣的情況在我國出現不在少數，通常一方面是設計原因，而主要的方面是人為因素。2）經濟因素考慮不周；由于建筑物的電氣節能措施，必須采取相關先進的設計技術方案，然而這些必然會增加部分成本。通常這樣的原因主要是未采取合理的節能方案，導致額外的附加成本。

二、建筑電氣節能策略

1.高效光源、高效燈具和節能控制措施。對于住宅公共部分節能控制措施即是指采用節能自熄開關。由于住宅公共部分是無人值守的，所以燈具在人來時點亮，人去時熄滅是很重要的。對于高層住宅電梯前室，由于其對于保證人員疏散的重要意義，所以此處只能采用翹板開關，但對于住宅大部分公共樓梯間，節能自熄開關的采用可作為一條重要節能措施。高效光源顧名思義具有高光效，顯色好等優點。試驗證明，白熾燈只有10%的電能轉變為可見光，90%的電能轉變為熱輻射，而這種熱輻射性又往往帶來火災隱患。細管徑熒光燈、緊湊型熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈和節能燈均為高效光源，應積極推廣應用，盡量減少白熾燈的使用量。好的光源有了，如何使這種好光源發揮其功效能，這就要求燈具的效率要高。燈具的效率為燈具出射光通量與光源總光通量的比值，其值越高，照明的效率也就越高。

2.供配電系統節能措施。應采取提高系統的運行電壓和功率因數，減少無功功率及導線中的電阻，降低供配電系統線路損耗等措施。節能途徑主要有：（1）根據負荷容量、供電距離及分布、用電設備特點等因素，合理設計供配電系統和選擇供電電壓，供配電系統應盡量簡單可靠，同一電壓供電系統變配電級數不宜多于兩級。（2）變電所應盡量靠近負荷中心，以縮短配電半徑，減少線路損耗，電力用戶內部變電所之間宜敷設聯絡線，根據負荷情況，可切除部分變壓器，從而減少損耗。（3）降低線路電阻，線路截面選擇要與國際接軌，推廣應用 “電力電纜截面的經濟最佳化”，按經濟電流密度法合理選擇導線截面，以減少損耗。此外，對于環形供電方式，為降低線路的電阻值，將開式網運行改為閉式網運行，同樣可明顯降低線路損耗。（4）傳輸上可以采用提高電壓等級的方法。通過計算可知，當電壓提高10%耗損可降低17.4%，因此，提高電壓傳輸，是降低線損的有效途徑。（5）提高功率因數減少電能損耗。線損與電力用戶的功率因數的2次方成反比，故提高功率因數也是降損的有效措施。提高功率因數，可從合理選用電氣設備容量及裝設并聯補償電容器兩方面著手。

3.太陽能節能措施。目前住宅熱水系統雖然已不少設計采用了太陽能設備，但本人認為在大型住宅小區以及公共建筑的室外照明系統應該可以設計采用太陽能蓄電的照明設備。目前這類產品以太陽能LED燈具為主，其產品的工作原理是：白天太陽光照射到太陽能組件上，使太陽能電池組件產生一定幅度的直流電壓，把光能轉換為電能，再傳送給智能控制器，經過智能控制器的過充保護，將太陽能組件傳來的電能輸送給蓄電池進行儲存；到了夜晚太陽能組件因接收不到光能，其輸出的直流電壓降到接近為零時，智能控制器自動開啟控制裝置，向LED提供電能，促使LED發光源發出足夠的亮度用于照明；到天亮時，太陽能組件又接收到光能產生電壓時，智能控制器又自動轉換到充電模式工作。隨著太陽能蓄電的照明設備的產業發展，這種產品的制造成本將會越來越低，相信在不久的將來太陽能蓄電的照明設備應該會在室外照明領域得到普及應用。

4.變壓器節能措施。變壓器損耗包括有功功率損耗和無功功率損耗兩部分。變壓器有功功率損耗可用下式計算：p2=p0+β2pk 式中：p2——變壓器有功功率損耗（kw）； P0——變壓器空載損耗（kw）； Pk——變壓器短路損耗（kw）； β——變壓器負載率（%）。

一般，在50%～60%時，變壓器效率最高。在設計中，要正確選擇變壓器的負載率，以便合理選擇變壓器容量。變壓器的經濟運行在節能的同時，還能降低運行費用（包括設備折舊、正常維護和能耗），取得經濟效益。鐵損對變壓器來說雖為常數，但可通過合理選型與運行而達到節能的目的；變壓器銅損是變化的，合理地確定最佳運行，保持變壓器在正常條件下，選擇最大效率點，可達到經濟運行的目的。故變壓器節能措施主要為：1）合理選擇變壓器容量和臺數，選擇容量與電力負荷相適應的變壓器，對負荷進行合理分配，使其工作在高效區內。對車間停產后仍不能停電的負荷，宜設置專用變壓器，大型廠房及非三班制車間宜設置照明專用變壓器。2）選用節能型變壓器，更換或改造高能耗變壓器。近年來逐漸推廣的S10、S11系列油浸變壓器比s9系列更為節能。S11型卷鐵芯變壓器與s9型變壓器相比：空載損耗平均降低30%，空載電流平均下降70%。新型干式變壓器SC9系列以及非晶合金變壓器等產品也都顯示了低損耗的節能潛力。

三、結語

建筑電氣節能應該始在設計上體現，終在實踐中應用，只有采取合理的設計方案，應用合理的節能器具以及優化節能措施，才能實現建筑電氣節能的可持續發展。

參考文獻：

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