建筑电气节能技术探析

刘恒巧

【摘要】目前我们国家在倡导建设集约型社会，经济建设走低碳环保路线，建筑能耗占社会总能耗比重较大，本文尝试从建筑电气节能措施以及电气节能技术应用方面探讨，分析如何降低建筑物能耗。

【关键词】建筑节能；电气；技术措施

目前我们国家存在一定程度的能源紧张，化石能源如石油、煤炭等能源有限性及污染程度较高，为了经济建设有更高水平的发展，一方面需要逐渐减少化石能源使用，增加清洁能源的使用，如太阳能，风能，核能等；另外一方面需要从节约能源方面入手，提高能源利用效率。建筑能耗占社会总能耗比重较大，因此能稍微降低一个小小比例对提高整个社会能源使用效率意义也是巨大。本文从建筑电气技术这个小角度入手，探讨建筑电气节能。

一、照明系统的节能措施

照明系统作为建筑物整体一大组成部分，为建筑物使用提高照明，因为其分布广，数量大，能耗消耗，如果能将照明系统能耗降低对降低整个建筑物能耗有积极意义。降低照明系统的节能措施有如下几项。

1、充分利用自然光源。自然光源由于具有取之不尽用之不竭，光线柔和舒适等特点，以及人们对节约能源和环境保护的关注，建筑物中如何充分的利用自然光源来实现照明越来越受到重视。因此室内照明设计中，应当充分考虑并利用自然光源，制定建筑物的采光标准，优化采光方式，将建筑物采光，室内照明有机地结合起来，白天室内引入太阳光，使建筑物有充足稳定的光照，满足工作生活需要，达到尽可能地利用自然光源，进行节约照明能耗目的，这对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义。目前应用的方法主要有：①导光管法，②采光搁板，④棱镜窗。

2、选择合适高效的灯具光。从经济、适用和节约能源角度出发选择灯具，选择高效节能灯具；例如以前使用广泛的白炽灯，白炽灯只有 10%的电能转变为可见光，90%的电能转变为热辐射，效率较低，造成较大的能源浪费，因此需尽量减少此类灯具的使用。细管径荧光灯、金属卤化物灯和以及近年发展较快的LED节能灯均为高效光源，发光效果高，使用寿命长，应积极选用。对于荧光灯，应首先选用电子整流器，减少使用传统电感线圈整流器，减少无功以及线圈发热损坏。其次，应根据不同使用部位选择相应的灯具，以达到物尽其用，进行节约电能。例如：在一些灯具安装高度较低的地方，应该选择荧光灯；在灯具安装高度较高的场合，适合选择金卤灯或中显色高压钠灯；在一些不同时段照度要求有不同要求的场合，可以在灯具中设置功率大小不同两个光源，照度要求较高时，使用大功率光源，照度要求较低时则可以使用小功率光源，已达到节约能源要求。最后，应从适用及节约能源角度，对建筑物不同场合进行照度计算，合理的选择灯具的功率，数量以及空间上的布置，在满足使用及美观舒适等要求下，从根本上降低照明能耗。

3、选择合适的照明控制方式。从照明控制方式入手，对灯具开关进行合理控制，对不使用时进行关闭可以有效节约能源；例如对大型建筑物公共照明，选择先进的控制中心集中控制方法进行控制，智能地根据室内的照度调节点亮灯具的数量，调节灯具的亮度等，进行智能集中管理，达到合理使用，节约能源；又如对走道，电梯前室等部位灯具采用自熄灭控制，做到照度不足时，有人走近能点亮，人离开时灯具自动熄灭，简单实用能有效避免电能浪费。

二、合理的供配电系统及线路设计

根据负荷容量及分布、供电距离，用电设备特点等因素，供配电系统应尽量简单可靠，配电级数不宜超过三级。由于一般工程的干线、支線等线路总长度较长，线路上用于发热的有功损耗巨大，造成能源浪费并且也不利于线路的安全运行，因此应着重考虑降低线路上的的损耗，总的说来有如下三种途径；

1、选用铜芯电线电缆。通过线路上损耗功率可知，减小损耗功率一个途径就是减小线路的电阻，当线路长度一定时，只能通过考虑选择电阻率较小材质的电线电缆，常用材料金属中，金和银的电阻较小，铜次之，铝再次之，但金和银造价高昂，不能采用，所以应尽量采用铜芯电线电缆，以达到节约能；

2、尽量减少线路长度L。已知供电线路的电阻R与线路的长度成正比，因此在选定线路材料的前提下，应尽量减小线路的长度，以达到减少能耗目的；具体措施如优化变配电所的位置，使它尽量靠近负荷中心，对地下室的桥架数量，大小规格，走向进行合理的优化，对照明配管上下及水平走向进行合理优化，避免电线电缆敷设时出现不合理的拐弯浪费，达到缩短线路供电距离，减少线路损失。

3、增大电线电缆截面积。已知供电线路的电阻R与线路的截面积成反比，因此在确定线路的材质和长度前提下，应尽量增大线路的截面积；由于增大电线电缆的截面积涉及到增加工程造价，因此增大线路截面积的同时需要考虑的因素较多，需综合考虑，线路载流量，动热稳定，线路压降，以后使用容量增长等因素，确定一个最佳经济载流密度，确定线路截面积，达到节省能耗同时还节省工程总投资（工程建设投资及以后使用运营费用）

4、对无功较大电机设备进行就地补偿。对一些无功需求较大的电机设备，如泵房电机，进行远距离供电时，可以采用就地电容器补偿无功，减少线路上无功传输损耗。

5、施工时应严格按照规范要求进行施工。管内穿线、电线电缆在敷设是时应按规范要求控制施工过程，保证施工工艺达到要求。1、尽量减小电线电缆自身涡流产生的损耗。比如，应避免电线电缆在敷设时产生打圈、缠绕；在桥架内电缆的弯曲预留只需要满足伸缩及沉降余量，不应太多；电缆在支架上排列距离应满足电缆施工规范的要求，交流单芯电缆或分相后单芯电缆宜成品字型绑扎或一字型排列，且避免交叉、缠绕形成闭合磁路。2、严格控制电线电缆接头及终端头的制作质量。因为电线电缆终端头制作连接质量不达标就会造成接触不良，增加局部接触电阻，从而造成发热增大，进而增大电能损耗；此外所有照明及插座回路电线接头均应搪锡，确保接触良好，减少发热损耗。在供配电系统设计及施工，积极采取上述5个方面技术措施，可以有效减少线路上电能损耗，实现线路节能目的。

三、变压器的节能措施

变压器在整个建筑物中起着变换电能的作用，承担着建筑物内所有负荷的供电，自身通过的电压，电流，功率均较大，而其因为自身构造原因，有大量的线圈绕组，铁芯等，因此有较多的电能用于变压器自身的发热损耗，因此采取适当措施减少变压器损耗对整个建筑节能具有较大现实意义。而减少变压器损耗即变压器的有功损耗。变压器的有功损耗可以近似按下式计算：= + 式中为变压器的有功损耗；为变压器的空载损耗；为变压器负载率；为变压器的短路损耗。1、作为变压器的空载损耗又称铁损，它是由漏磁损耗和铁芯涡流损耗组成，大小只与制造工艺以及铁芯材料有关，与负荷无关，因此应尽量选用节能型变压器如S9，SL9，SC8等。这类型变压器铁芯主要由优质冷轧取向矽钢片组成，由于“取向”处理的因素，矽钢片的磁畴方向接近一致，减少铁芯涡流损耗，而45度全斜度接缝结构使接缝密合性好，从中又减少了漏磁损耗。2、是变压器额定负载下传输损耗又称变压器线损，主要由变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，以及负荷率平方所确定。因此在选择变压器时 应选用线圈阻值较小的绕组，例如铜芯变压器。3、综合考虑，初装费、变压器、高低压柜、土建投资、后续运行维护费用，以及建筑物以后发展需预留适当的余量等因素，合理选择变压器容量和台数，并根据负荷情况，合理分配每台变压器的负荷，使其负载率在最经济节能的区间即工作在高效低耗区内。

结束语

综上所述，建筑能耗占社会总能耗比重高，目前已经大约达到社会总能耗25%，对于建设资源节约型社会，降低建筑能耗有巨大现实意义。因此，必须以降低建筑能源损耗为原则，从小处入手，提高节能环保意识，大力发展节能新技术新方法，在建筑的设计、施工、运行使用中都注意到降低能耗，不断的推进建筑节能，降低整个社会能耗，走低碳环保路线，让人与自然和谐相处，恢复蓝天白云。

参考文献

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