節能技術在現代建筑電氣工程的應用

劉文山

摘要：本文主要對電氣工程的能耗進行了分析，探討節能設計原則，進而研究節能技術的發展及應用，對現代建筑的發展具有積極的指導意義。

關鍵詞：節能技術；現代建筑；電氣工程

1 現代建筑電氣工程能耗分析

據相關數據統計，2016年我國每萬美元的單位GDP的能耗值在3.7噸標準煤。就現階段我國國民經濟發展的狀況來說，雖然能源消耗呈下降趨勢降，但與其他國家相比其中存在的問題還比較突出，具體的能耗比較如表1所示。

由此可見，節能技術的發展與應用尤為重要。在現代建筑的電氣工程中，為了更好地提升節能效果，必須明確其中存在的能耗問題，進而有針對性地進行電氣工程節能設計。現代建筑電氣工程中，在能耗方面存在的問題如下。

1）電力電纜方面，這是現代建筑中較為突出的能耗問題，電力能源的輸送需要依靠電力電纜來實現，但是導線中存在的電阻會導致電力資源的損耗，此類損耗的計算公式如下：

另外，現代建筑逐漸向著功能多樣化以及高層化的方向發展，建設施工的環境也發生了一定的變化。為了滿足某項使用工程而采用一些長距離電纜，在此類電纜項目中的能耗問題更大，電力資源在傳輸的過程中，在外界環境的作用下轉換成為一部分熱能，導致電力資源的浪費，在一定程度上增加了能源資源的消耗。

2）變壓器方面，變壓器在現代建筑電氣工程中發揮著重要的作用。若電壓器的負載發生變化，其有功損耗率也會隨之變化，但是變壓器在運行的過程中，負載波動相對較大，會出現能源資源的損耗現象，無功功率損耗失變壓器能耗中的主要構成部分。廣義的電力系統中，這種能源消耗在總發電量中占據的比例達到了10%。變壓器選擇的型號及參數選擇不當，運行效率低下，也會加劇在運行過程中的能耗。

3）照明系統是現代建筑電氣工程能耗中極為重要的構成部分，據相關研究表明，在整體能耗中占據的比例在1/6左右。照明系統在現代建筑電氣工程中是不可或缺的重要組成部分，不僅具有照明量大的特點，覆蓋范圍也相對較廣，因此在照明系統中具有很大的節能潛力，在保證照明系統滿足工程需求的前提下，可盡量選擇高效燈具，減少在照明系統中產生的能耗，最終實現節能的目的。

2 現代建筑電氣工程節能設計原則

1）節能性原則。將節能技術應用在現代建筑電氣工程中，可更好地實現節能效果，提高能源資源的使用效率，必須要根據相關的行業規范，遵循節能性的原則，這是電氣工程節能技術應用的最基本原則。所選擇的技術必須以實現能源資源節約為最終目標，減少電氣工程中不必要的資源浪費。

2）適用性原則。保證現代建筑電氣工程的各項功能正常的發揮是節能技術應用的前提。在進行節能設計時，不能為了追求節能效果，影響電氣設備的正常運行。應充分考慮電氣工程的具體特點，針對其中存在能耗的環節加以控制和分析，在滿足人們生活需求的基礎上選擇相應的節能方式。以照明系統為例，應先分析建筑工程對于照明的需求而適當降低能耗，防止出現過度降低能耗的問題，影響照明系統的正常運行。

3）可行性原則。隨著科學技術的不斷發展，應用在電氣工程中的節能技術也逐漸增多，在進行節能技術選擇時應結合實際情況，確保在工程中具有可操作性，能夠高效地應用在安裝施工的過程中，且保證后期的正常運行。避免出現所選擇的節能技術無法適應電氣工程的實際情況，導致節能效果較差。

4）經濟性原則。在現代建筑電氣工程中運用節能技術，不僅要實現節能減排的目的，還要考慮相關的經濟效益。在工程節能設計時，如果在節能方面消耗大量的資金，不僅會影響建筑工程的施工質量，還會增加后期的運行及維護成本。在具體操作過程中，以經濟性原則為指導，選擇與工程實際情況相符合的節能設備及相關技術，降低設備運行維護成本，科學合理的調整設備參數，促使電氣工程節能向良性循環方向發展。

3 現代建筑電氣工程節能技術研究

1）供配電系統節能技術。在變壓器設備中存在的阻抗消耗了大量的能源資源，降低有功損耗以及無功補償設置的科學性是主要的手段。其中有功損耗的計算公式為：

式中空載損耗又稱之為鐵損，與變壓器一次繞組外施電壓有著密切的關系，因此所選擇的變壓器中的繞組應盡量保證阻值較小。近年來也出現了一系列新興的節能變壓器，在抗沖擊以及節能方面的效果十分顯著。因此需要根據建筑工程的供電需求，盡量選取節能型的變壓器設備，提高電力運輸傳送的效率，最終實現建筑節能目的。此外在供配電系統中，無功補償也是影響節能效果的一項重要因素，對于無功補償的優化能夠提升電氣工程中的最終節能效果，盡量降低配電系統中存在的無功電流，使功率因素得到有效提升。

2）電動機節能技術。提高電動機的工作效率及功率因數是實現電氣工程節能的有效途徑。所選擇的電動機應與電氣工程中的設備向匹配，保證整個電力系統能夠正常運行。在進行電動機設備選擇時，應了解其負荷特性，掌握電動機運行過程中的實際轉矩與轉速。盡量選擇高效率的電動機，相關研究數據表明，高效電動機的平均功率較較普通電動機高7%～9%，能源總消耗的減少量在20%～30%。軟啟動器設備的應用能夠有效的控制電壓變化，它對于節晶閘管導通角的調節主要是根據啟動時間，因此起動時較為平穩。空載和負載時電機的能源損耗是檢驗運行效果的重要指標，需要根據工程的實際情況不斷進行優化，保證最終節能目標的實現。

3）電力電纜節能技術。電力電纜節能方面主要從導線截面積以及導線長度兩點。其一，在導線分布時盡量沿直線，減少導線長度，盡量在負荷中心附近設置變壓器，縮短電力運輸距離，將電力能源運輸過程中產生的損耗降至最低。其二，控制導線截面積，尤其是對于電纜線較長的項目，在保證線路的負荷能力滿足電氣工程要求的前提下，可適當增大導線截面積，進而有效地降低線路中的電阻。

4 結論

綜上所述，隨著國民經濟發展程度不斷提高，現代建筑的規模和數量都在不斷增加，在能源資源消耗方面存在的問題也日益突出，迫切需要加強節能技術的發展與應用。電力電纜、變壓器、照明系統等是電氣工程中能源消耗的問題較為突出的部分，必須根據建筑工程的具體情況有針對性的選取節能技術，盡量降低在電力資源運輸中的消耗，提高能源資源的使用效率，推動現代建筑事業的發展。

參考文獻：

[1]邵民杰.綠色環保與節能控制技術在現代建筑電氣領域中的應用[J].現代建筑電氣，2012（4）：5-8.endprint