有关建筑电气节能技术的发展与应用

许雪春

【摘 要】现如今节能问题已被建筑设计工作者提上议程，而电气节能属于建筑节能过程中非常重要的组成部分，电气设计人员在对其设计时，必须综合考虑其适用性、安全性、经济性以及可靠性等多方面的因素，然后凭借合理设计和科学的运行方案来降低能源损耗。电气系统属于民用建筑中重要的功能系统，其节能设计关系到建筑使用过程中电子资源的节约情况。所谓民用建筑的电气工程节能设计通常指在确保安全用电的前提下，采取有效的措施将电能的利用率提高，进而满足节约能耗的要求。

【关键词】建筑电气；节能技术；发展与应用

0.前言

如何根据工程项目自身特点，精心设计、精心考量，慎重筛选，采用切实可行的节能措施，把节能问题贯穿于建筑工程的整个过程中，真正落实节能理念，促进资源节约型环境友好型社会，努力更好的建设社会主义和谐社会，实现国民经济的又好又快发展，是值得我们一直探索的问题。首先来分析中国建筑电气节能的现状。

1.中国建筑电气节能的现状

中国的能源利用率比较低，与欧美中国差距很大，比如中国单位建筑面积能耗相当于欧美发达中国的2倍～3倍，而欧美发达中国的节能型建筑比例已达40%，因此提高能源的利用率已成为当前中国需要解决的迫在眉睫的问题。中国也对此高度重视，将建筑节能工程列为“十大重点节能工程”之一。现如今有些地方拉闸限电的措施屡见不鲜，结果却事与愿违，甚至影响了百姓的日常生活，得不偿失。假设在建筑电气领域大量使用节能照明产品，那每年可节省大量电能，也对生态环境大有裨益。

2.建筑电气节能设计的理念

传统电气一般而言包括供电和照明两个方面，随着现代建筑的发展，按照电压的高低又可划分为强电和弱电两方面内容，其中，强电包括供电、照明以及防雷，弱电包括电视、电话、空调、消防以及整体自控系统等内容。具体到电气设计方面则主要包括供电系统设计，照明设计、防雷消防设计、信息系统设计四方面的内容。

电气节能设计理念则是在电气设计的同时，坚持在满足建筑物的功能的前提下，考虑实际楼宇建筑的整体经济利益和环保效果，通过合理的电力负荷计算，电气设备的选择，绿色照明技术的推广等，节省无谓消耗的能量。在设计中切实贯彻经济实用、科学合理、技术先进的原则，从而实现现代建筑的高效、节能、安全。

3.建筑电气节能设计所要遵循的原则

建筑电气节能设计应坚持三个原则：a） 满足建筑物的功能，即满足照明的亮度、色温、显色指数；舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；b）考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收；c）节省无谓消耗的能量，首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗。因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。

4.建筑电气节能技术的应用

4.1新型照明系统的节能措施

照明光源的选择也很重要。要优先选用有电子镇流器的荧光灯、电子控制的节能灯、发光二极管（LED）以及太阳能节能灯具等，建筑采光照明新技术的应用可以既有利于智能系统实时控制，又有利于节约能源[3]。

发光二级管（LED灯）的发现是照明史上一次巨大突破，它秉承着更小更亮更节能的理念，渐渐渗透到日常照明中。基于此发明的新型节能照明控制IC技术很好地实现了自适应控制技术和高电压半导体结隔离技术，作为新型照明技术的派生也已经得到广泛的利用。

在生命科技异军突起以后，照明技术与纳米技术融合，科学家研究表明通过纳米技术可以诱导植物发光从而实现绿色照明，这个发现将节省布线和能源，带来巨大的变革。

4.2供配电系统及线路节能设计

根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单可靠，操作方便 变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径减少线路损耗 合理选择变压器的容量和台数，以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器， 实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。

配电系统节电有多种途径，一种为采用高科技的瞬流抑制专用快速开关元件的组合，有效过滤电网电路中的瞬流浪涌，保护末端设备不受其影响或损坏；减少由此引起的用电设备能耗的增加，提高设备的运行效率，降低运行成本和设备维护费用，延长设备的使用寿命，具有节电和保护设备的双重功效，另一种为分相智能无功补偿。

4.3电动机节能措施

运行过程中，就地补偿电容器可以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗。在电梯设备中安装高效率的电动机，提高电动机的工作效率和功率因数降低电动机能损耗。减少电动机空载和轻载运行，采用变频调速控制电动机使其在负载率变化时自动调节转速使得与负载变化相适应以提高电动机轻载时的效率从而达到节约电能的目的。

4.4变压器的节能措施

变压器在工作中产生的损耗包括：a）与负载无关的空载损失。在变压器空载作业的情况下，线路中的电流会变得很小，会造成一定的铁损。铁损包括磁滞损失与涡流损耗两项损耗，他们近似的损耗值与一次线路中的电压值的平方成正比。在保证运行一次电压不变的情况下，可以有效控制铁损造成的电能损失；b）与负载成平方比的负载损失。电流通过1次、2次线圈时会产生相应的电阻损耗，即铜耗。变压器在不同的负载条件下产生的损耗为Pcu与Pfe之和。因此我们可以得到下面的公式：△P=P0+β2PK来表示变压器的功率损耗，其中△P表示变压器的有功损耗；P0表示为变压器的空载损耗；PK表示短路损耗；β表示负载率。

5.建筑节能的注意事项

在充分满足、完善建筑物的使用功能的前提下，尽量减少能源消耗，提高能源利用率，但不以简化功能和降低功能要求为代价。即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适卫生；满足上下左右的运输通道通畅无阻；满足特殊工艺要求，如游乐场所的一些游乐设施的设备用电，展厅的艺术照明及动力用电等[4]。

节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为强调节能而过高地消耗投资， 增加运行费用。而应该是让该部分增加的投资，能在几年甚至更短的时间内用节能减少的运行费用进行回收。

6.结语

环保节能已经成为全球各行各业都在探讨的问题，而建筑电气的节能设计与人们的日常生活密切相关，因而电气设计人员在实际设计过程中要精心考虑，不断的衡量和判断、总结，在确保建筑安全性、可靠性以及经济性等技术指标可以满足施工需要的基础上，电气设计人员还需充分考虑其它各种因素，并能把节能技术充分应用到建筑电气的节能设计里面，进而提高照明的效率，降低能源消耗，为我国经济可持续发展以及节约型社会创造有利的条件。 [科]

【参考文献】

[1]邱慧萍，仇洋.浅谈建筑电气设计中的节能措施[J].经营管理者，2011（02）.

[2]王亮.基于建设方的商业地产建筑电气设计与管理研究[D].北京建筑工程学院，2012.

[3]安立强.奥运公园地下商业建筑电气设计及可靠性分析[D].天津大学，2011.

[4]丁大为.建筑电气工程自动化设计及实现分析[J].河南科技，2013（06）.