浅析建筑电气自动化中节能技术的应用

蒋磊

摘要：以建筑电气节能的必要性为切入点，对建筑电气自动化在进行节能设计时需符合的原则加以概括，并在此基础上对其实现节能化的方法给出相应的建议，以期创造出能耗低、性能高的现代化智能建筑。

关键词：建筑电气；自动化节能；技术应用

中图分类号：F407文献标识码： A

随着人口基数的扩大及乡镇居民向城市的流动，城市的建设规模在不断扩展，开发设计出满足居民高质量生活需求的建筑便成为各房地产企业竞争的目标之一，因而建筑自动化便成为建筑工程师关注的焦点。所谓建筑自动化，即利用现代建筑、计算机、通讯和控制的先进技术手段，将信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统集成为整体最优化的组合，通过楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS)为现代人提供一种安全、高效、舒适、节能、环保、健康的建筑环境。由于我国在建筑自动化的电气节能实施属于刚起步阶段，理论基础及实践技术支持等仍不够成熟，在进行开发和设计实施过程中仍有很多问题需加以克服，因而造成建筑物的整体智能化仍未得以充分地体现，且在能源消耗方面比较严重，建筑的整体使用性能不容乐观。

一、电气自动化及节能设计介绍

随着时代的发展，电气自动化节能科学成为一门新兴科学，电气自动化节能设计技术作为一种新兴技术迅速得到推广应用。电气自动化节能设计技术作为电气信息领域的一门新兴学科，电气自动化节能设计技术之所以重要，是因为它不仅影响着工业的生产，还与和工业生产及人们的生活紧密联系。在工业生产中，它能够的改善生产条件，大大的提高生产效率，有效降低生产成本，给企业带来巨大的经济效益与社会效益。然而，当今社会对工业生产的要求更高，不仅要求很高的生产效率，还要求节能环保；为达到这个要求，在我国兴起了一场绿色革命；在电力系统中，电气自动化节能设计技术就是推动这场革命的助推器，其有着蕴藏着巨大经济效益与社会效益。

二、电气系统中的节能技术

（一）将电能在线路中传输的消耗降到最低

电能使用电缆作为传输工具，电缆作为一种电阻，在传输的过程中会有电能消耗掉，而电线中的电流却没有变化。要使得电线中电能在传输的过程中尽量的少损耗，就应该将改变电线的电阻，尽量使电线的电阻降到最低。导线的电阻与与导线的长度有关，线路越长线路的电阻就越大。那么如何来有效降低线路的电阻，将电能的消耗降到最低？可以采用以下几种措施：在电缆的选择上应该选择那些电阻率较小的材质的电缆；优化线路的布局，线路尽量采用最短线路，如能够直线布局最好；在有条件的情况下，供电源与用电源尽量缩到最短；尽量选用横截面较大的导线，导线的横截面与导线电阻成反比，采用较大横截面的导线，将能够有效的降低线路电阻，降低电能在传输中的损耗。

（二）科学选用变压器

变压器也是损耗电能一个因素，因此要科学设计选择变压器；改如何科学选用变压器？需要做好以下几点：选用功率消耗较低的变压器，可采购节能型的变压器；为了维持三项电的电流平衡，采取单向自动补偿设备。其能够使电压器的不平衡负荷降低，有效降低变压器的电能损耗。

（三）无功补偿

在配电设备中，无功功率所占有的容量相当大。这就导致了线路在传输电能过程中损耗变大，也将使电网中电压变低，影响用户的使用。无功率补偿所占容量过大，加大了电网的运行负担，使电力公司蒙受一定的经济损失。功率因数偏低，是无功功率对对用户的直观体现。如果功率因数小于0.9，则用户需要缴纳罚金，这将损害用户经济利益，与此同时，也不利于电力公司长远的经济利益。因此解决此问题需要科学合理选用无功补偿设备，至少是功率因素在1以上，才能维持电压网电压的稳定，保证用户稳定使用电能，实现企业的社会效益与经济效益双佳。

（四）有源滤波器

在为了规避电气设备误动作的发生，应将谐波进行消除。有源滤波器的使用，是最有效的方法。电气设备发生误动作有很多影响因素，其中最为关键的是电气设备的数量大大增多；当电气设备数量增多时，其导致的谐波也是成倍的增长，然而由于电力线路阻抗谐波与基波电压在同一层面上重复，使得电网中的电压发生异变，进一步加大了电气设备的误动作发生的可能性；因此，需要采用有源滤波器，来防止电气设备误动作发生。总而言之，有源滤波器具有反应速度快、动态性能良好的特点，其功率运用范围较为宽广，可以达到一种较为理想的效果来进行无功补偿。一般状况下，谐波可以通过有源滤波器过滤，如此就可以防止电气设备的不规范操作，提升电气设备的运作效率，从而实现真正的节能减排。

三、建筑自动化电气节能技术的优化策略

（一）供配电系统的节能优化策略研究。

在进行建筑自动化的节能优化方案制定时，需总体把握建筑中用电设施的功率大小、负荷容量及其布局分配等信息，在此基础上，选择合适的供配电节能设备，在确保用电设备在正常工作前提下最大化地降低能耗损失。

由于变压器的电能损耗是供配电系统中的主要损耗形式，故可先从变压器入手实现节能优化。首先应依据变压器所带负载情况，在成本可控的范围内，将负载加以合理分配，并选择与驱动负载能力相符合的变压器，从而充分利用变压器，减少能耗损失;此外，应将处于同一个变电站的变压器实行并联工作的方式，并根据所带负载随时调整其投放使用的数量。

另外，还可从减少电路线路上的电能损耗方式实现建筑自动化电气节能优化。根据相关数据统计，线路上的电能损耗约占输入电能的4%，其中造成其电能损耗的原因主要是建筑物中所选用的供电方式以及线路本身的导线截面。在进行节能优化时，可选择电阻率值相对较低的导线，如铜、铝材料的导线，在符合经济节约的前提下，在负载用电量较多的一、二类建筑物中以铜导线为主，而在负载量相对小的三类建筑物中则使用铝导线;另外，在布局线路时，尽量缩短导线的长度，并避免弯路线路。

（二）对建筑物内照明系统的节能优化策略。

建筑用电中照明占据绝大多数用电量，因而可从照明系统优化方面实现电气节能。在建筑照明中，照明设施所消耗的电量与其所使用的照明方式、照明时间、设备功耗、建筑总面积、照明设施使用数量以及发光效率等直接相关，因而对照明系统的优化可从如下几个方面加以考虑:首先是照明设备的选择，应优先考虑高效节能型光源设备，尤其是发光效率高、功耗低、耐用时间长的光源;其次在光源所需配件上，如镇流器、触发器等元器件上，应首选功耗低、性能好的设备;另外，应合理分配照明时间，利用光线、声音等感应控制方式控制照明回路的开关，避免不必要的照明浪费;最后在建筑物的设计上，应充分使用自然光，并选择透光性强的玻璃或门窗，在照明系统的电路设计上也应以三相四线方式为主，从而实现最大化地节能供电。

（三）关于建筑物用电梯、通风建设、空调以及供水系统的电气节能优化策略。

在建筑电气中，电梯、通风、空调及供水系统的用电量也是不容忽视的。针对建筑物中的运行电梯，应合理选取其型号及与之功率相匹配的电机驱动，并尽量考虑小机房的设计安装;在通风建设方面，应切实考虑到电能资源需求量的不同，同时兼顾到风机等使用设备的参数要求，选择合适的且性价比高的设备;然后关于空调系统的节能优化，因考虑到空调耗电量大、功率高等特点，在选择空调时，应首选节能环保型的水源热泵式空调，相比于传统的空调，其运行效率高、污染小。在空调的使用上，应合理设定其工作模式，避免电能的过度损耗;最后在供水系统的设计上，应优先选择无负压作用的供水设备，其不仅可实现节能环保，而且对水质也有一定的净化效果。

（四）可再生资源的开发利用。

由于现阶段使用的电能属于不可再生资源，其使用是有限的，因而开发利用如太阳能、风能、热能等新型可再生资源便尤为必要。在建筑节能方面，可考虑使用这些新型可再生资源，从而减少对功率高、耗能大的设备的使用，并摆脱对电能的完全依赖;另外，在设计装修建筑自动化电气时，可选择新型材料的装饰物，并使用新型环保节约型墙体材料，进而在实现装饰整个建筑的同时也减少了电能的功耗，提高其节能效果。

结束语

进入新世纪以来，节能经济己在我国广泛普及，我国的节能经济战略已全面推广，并为企业节能经济的开展制定了更优惠的政策，我国政府对节能经济的研发提供了积极的扶持。我国正不断地提高企业在节能领域的自主创新能力，使得各种先进的节能技术不断被研发出来。因此，我国电力自动化企业应当抓住机遇，迎接挑战，强化节能意识，积极研发电气自动化技术与产品，推动我国节能经济的快速发展。

参考文献

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