建筑电气节能技术

浅析建筑电气节能技术

摘要：本文分析了建筑节能现状，然后探讨了建筑电气节能的原则，最后提出了建筑电气节能综合技术方案，具有较强的实用性和操作性，供借鉴参考。

关键词：建筑；电气节能；原则；方案

中图分类号：f407.6 文献标识码：a 文章编号：

1.建筑节能现状

随着经济的快速发展，我国对能源的需求量越来越大，各类能源供不应求，能源的浪费却较为普遍。特别是近几十年来兴建了一大批规模庞大的各类大型、特大型公共建筑以及住宅小区，其中的不少建筑都没有把建筑节能放在应有的重要位置，特别是没有把电气节能放在应有的重要位置，长此以往，将会造成新的、巨大的能源浪费。

从建筑耗能来看，据有关方面统计，建筑能耗目前占我国一次能源消耗总量的27.8%，我国的建筑能耗是世界上同纬度国家的3倍左右。我国目前城镇既有居住建筑存量约85亿m2，城镇既有公共建筑存量约45亿m2 ，其中大型公共建筑约5亿m2。住宅耗能一般在10°～30°/ m2年；公共建筑耗电量达到了100°～300°电/年，是住宅用电量的10～15倍；尽管公共建筑面积比住宅要少，但其耗电量却占到了主要的份额。在民用建筑的公共建筑中，电能的消耗大致上是：空调用电占到建筑用电的40%～50%，水泵等设备用电占10%～15%，照明用电占15%～25%，其他设备用电占10%～15%

左右，建筑电气节能迫在眉睫。

2.建筑电气节能原则

由于人口的增加，工业的发展，生活水平的提高，能源的消耗也就急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源——电能，也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气节能应坚持以下三个原则。

2.1满足建筑物的功能

即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。

2.2考虑实际经济效益

节能应按国情考虑实际经济效益，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。

2.3节省无谓消耗的能量

节能的着眼点，应是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，又如量大面积的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。

因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。

3.建筑电气节能综合技术方案

基于建筑电气节能原则，下面论述几种常用有效的建筑节能方案。

3.1建筑能耗监测和管理系统

能耗监测和管理系统是建筑节能工作的关键一步，通过智能化将建筑内所有监测设备进行集成，实现综合管理来达到信息共享，实现间接节能。主要应用是通过智能化的监控系统对建筑内各子建筑、各楼层的各种能耗设备以及所有能源消耗监控点自动获取能耗数据，对能源分配和消耗进行监测，以便实时掌握建筑总体能源消耗状况，并且能监控各个运营环节的能耗异常情况。

根据对建筑物设备运行状况的统计数据，优化各种智能系统的数学模型，科学地动态调整设备运行，使建筑内的各种设备在合理、优化的方式下运行。根据行业分析数据，每年可以节能8%以上。

3.2降低建筑电气系统的线损

线损产生的原因是在电力系统中，电能是通过消耗一次能源由发电机转化产生，通过电网输送到千家万户的，在这个过程中，从发电机到电网中的线路、变压器、无功设备、调相及调压设备、绝缘介质、测量、计量设备、保护装置等输送和变换元件要消耗电能，此外，还有一些不明损失如窃电、漏电、表计误差、抄表影响等也将引起线损率的波动。针对以上产生线损率的原因并结合多年来线损管理的经验，降低线损应从技术和管理两方面入手，首先要对线损的构成进行仔细的分析，根据线损产生的具体原因有针对性地制定降损措施，有效地降低线损率。

发热是线损造成的最突出问题。发热的过程就是把电能转化为热能的过程，造成了电能的损失；发热使导体温度升高，促使绝缘材料加速老化，寿命缩短，绝缘程度降低，出现热击穿，引发建筑配电系统事故。

另外，配电系统的线损造成能源的大量浪费，配电系统的线损没有转化为有用的能量而白白浪费，而且还要通过如通风、冷却等方式对热量进行散发，也需要电能。一般建筑配电网的线损率约为6%，严重者可达到10%甚至更高。这不仅意味着电能的损失，更表现在一次能源的大量浪费以及对环境造成更多的污染。下面将从3个方面来探讨如何降低建筑配电系统的线损。

3.2.1合理使用变压器

电力变压器应当选用10型及以上、非晶合金等节能环保、低损耗和低噪声的变压器。变压器的长期工作负载率不宜大于0.85，在选择变压器容量和台数时，应灵活根据负荷变化情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，以实现其经济运行，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。此外，降低变压器的环境温度、平衡三相负荷、合理选择变压器接线方式、季节性造成的负荷变化时灵活投切变压器等也是降低能耗的有效途径。

3.2.2重视和合理进行无功补偿

建筑配电系统如果无功电源不足，会使配电系统功率因数和电压质量下降，致使电气设备容量得不到充分利用，导致电流的增大

和视在功率的增加，供配电设备及线路损耗增加，变压器及线路的电压降增大，使供电网电压产生波动。

无功功率补偿的作用就是要尽量减少无功功率对电网的影响，其作用主要有：

（1）提高建筑配电系统及负载的功率因数，降低线路及用电设备的容量和负荷，减少功率消耗；

（2）稳定电网的电压，提高供电质量，增加系统的稳定性；

（3）平衡三相负荷，减少无功功率对电网的冲击。对建筑配电网的电容器进行无功补偿，通常采取集中、分散、就地结合的方式。电容器自动投切的方式可按母线电压的高低、无功功率的方向、功率因数的大小、负载电流的大小、昼夜时间进行划分，具体选择要根据负荷用电特征来确定。

3.2.3谐波抑制及降损节能

在建筑中除了常见的荧光灯、电梯、变频水泵等非线性用电设备外，还存在大量的用电设备，给建筑配电系统的各个环节带来严重的谐波问题。谐波使电能的利用效率降低，使建筑中的各种电器设备因电流中高频成分的增加所产生的涡流损耗增加，从而引起设备过热，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。同时，谐波还会引发配电系统局部谐振，使谐波含量放大，造成补偿电容等设备的烧毁。谐波还会引起自动装置误动作，使电能计量出现混乱，对各种设备产生扰动。因此，消除谐波不但能提高设备使用寿命，同时也可减少电能损耗。