建筑电气节能

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摘 要：建筑电气的节能尤为重要.节能措施应该贯彻实用、经济合理、技术先进的原则.本文着重从建筑电气设计、施工、使用等几方面,对建筑电气节能设计进行探讨.

关 键 词：建筑电气；节能设计；管理节能；分析

1把好设计关.从源头抓起,设计是实现节能的第一关

1.1建筑供配电系统节能

建筑供配电系统节能包含尽可能地减少在输送、转换、运行过程中的损耗及系统使用中的节能,就建筑供配电系统节能而言,主要包括建筑供配电系统节能设计、变压器节能和系统运行管理节能.

1.2建筑供配电系统节能设计

根据用电负荷容量及其分布、用电设备特点及负荷等级,合理设计供配电系统,使系统在最佳状态下运行,实现供配电系统的经济节能运行.设计应从下面几个方面考虑.

(1)供配电系统应尽量简单可靠,同一电压等级供电系统变配电级数不宜多于2级,尽量减少变电级数过多产生的电能损耗.

(2)合理选择供电电压.同等情况下,电压越高,损耗越小.民用建筑用电设备电压等级大部分为220／380V,但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了达到节能目的,经方案比较,可以选择10(6)kV的制冷设备.

(3)变电所应靠近负荷中心,低压配电间应靠近电气竖井,合理分布供电网络,使低压供电半径控制在200m以内,供电线路的电压损失已满足规范的允许值,减少线路电压损失,提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益.

(4)在选择变压器容量和台数时,应根据负荷情况,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,使其工作在高效低耗区内.

(5)合理选择电缆、导线截面.在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标前提下,应按经济电流密度合理选择导线截面,并应从降低电能损耗、减少投资和节约有色金属等方面综合衡量.此外,对于环形供电方式,为降低线路的电阻值,将开式网运行改为闭式网运行,同样可明显降低线路损耗.

(6)合理地提高供配电系统的功率因素.若系统自然功率因素达不到接人电网要求时,应进行无功补偿,提高功率因素,减少能量损耗.具体方法有：

①减少用电设备无功损耗,提高用电设备的功率因数.在设计中,尽可能采用功率因数高的用电设备.

②用静电电容器进行无功补偿,提高功率因数.

1.3变压器节能

变压器节能的实质就是降低其损耗、提高其运行效率.变压器运行中的铁损、杂散损耗是固有的,而铜损是随负载率的平方而变化.为降低能耗,除了从自身材质、结构等方面着手外,还应重视变压器运行中的降损,综合初装费,变压器、高低压柜、土建投资及运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的余量,故变压器节能措施主要为：

(1)合理选择变压器容量和台数,选择容量与电力负荷相适应的变压器,对负荷进行合理分配,使其工作在高效低耗区内.

(2)选用节能型变压器,节能变压器具有损耗低、重量轻、噪音低、效率高、抗冲击、节能显著等优点,设计时应首选高效低损的节能变压器.如油浸式变压器已出现了比S9系列更节能的S10,S11系列.S11型变压器与S9型变压器相比,空载损耗平均降低30％,空载电流平均下降70％.新型干式变压器SC9系列以及非晶合金变压器等产品,也都显示了低损耗的节能潜力.

1.4建筑动力系统节能

由于建筑动力用电设备通常容量较大,故其消耗的电能亦较大.据统计,约占整个建筑耗电的40％～60％,如此大容量的动力用电设备,无疑使我们在节电方面大有所为.动力系统节电应在满足工艺要求的前提下,尽可能减少电动机电能损耗,提高电能的有效利用率.其节电技术如下.

1.4.1采用高效率节能型电动机采取各种切实可行的措施,减少电动机的各部分损耗(主要为负载损耗及空载损耗)、提高电动机的效率和功率因数.采用高效率电机(Y,Y2系列)减少的耗电量与普通标准电动机相比,其总损耗减少20％～30％,效率可提高3％～6％.

1.4.2根据负荷特性合理地选择电动机首先,要了解负荷的特性,然后,根据电机的工作环境及负载特点,选用合适的电动机,提高电动机及其拖动负载的运行效率,减小损耗.

1.4.3选择正确的起动方式对于需频繁起动的电动机设备,正确选择起动方式,将直接影响节电效果.如直接起动方式,建议除特别小容量(<0.75kW)的电动机外,应尽量不予采用；减压起动则有利于节电,故适用于容量较大的电动机.近年来,在民用建筑中采用变频器起动的越来越多,因其原理是根据负载变化自行调节电动机转速使两者相适应,从而提高电动机运行效率来达到节电目的.

1.4.4轻载电动机采取降压运行对经常处于轻负荷运行的电动机,应采用三角一星切换装置,以达到“轻载降压运行节电”的目的.

1.4.5根据负载情况对电动机采取就地补偿对距供电点较远的大、中容量连续运行工作制的电动机,应采取电动机的无功功率就地补偿装置.

1.4.6选择合理的控制系统.提高运转效率对于纳人建筑设备监控系统管理的动力设备,可根据系统设计需要,由程序控制其起动和运行,同时,还可通过控制系统的负载来达到节能目的.

1.5电气照明节能

据估计,我国照明用电量约占总发电量的10％左右,而建筑照明用电,占建筑耗电的20％～30％,且现有照明装置以低效照明为主,节电潜力巨大.照明节能设计主要可从以下几个方面着手.

1.5.1选择合理的照度标准和照明方式作为照明节能的一个重要环节,照明设计应根据工作面的分布情况选取合理的照度标准值,正确考虑照度标准的高、中、低3档的照度值；根据视觉作业特点,选择合适的照明式,尽量少用一般照明,可考虑非均匀照明、混光照明以及其他灵活的照明系统,如设置照度梯度,使灯光物尽其用,达到节能的目的.

1.5.2照明的艺术效果与节能相结合目前,有些照明设计一唯偏向于艺术效果,追求场面宏大,在灯具的选用和布局上不太注重用电和节约电能问题.所以,必须摒弃一些奢华的设计思路,在灯具的艺术造型和布局型式选择上能充分考虑节能的因素,以客观实际需求为前提,最大限度地考虑节能的前提下精心设计达到一定的艺术效果.

1.5.3灯具选型尽量采用节能灯,选用LED灯或配电子镇流器的T5荧光灯,淘汰传统的白炽灯.

2把好施工质量关

好的施工质量不仅能确保实现设计意图,提高设备效率,减少故障率和延长设备使用寿命,本身也是一种节能.施工阶段包括施工准备过程和施工作业技术活动过程,其任务是按照质量策划的要求,制定工程项目内控标准,实施目标管理、过程监控、阶段考核、持续改进的方法,严格按图纸施工.正确合理地配备施工生产要素,把特定的劳动对象转化成符合质量标准的建设工程产品.主要从施工组织、施工工艺、成品保护方面着手,确保接线正确,电气接头牢固可靠.铜接头接触面平整,接触良好；电气触头清洁无尘,涂上导电膏可减少接触电阻.导线平顺而不扭曲变形,电缆排放有序,电缆井、沟、桥架要有足够的空间,避免电缆太挤或弯曲半径过小而发热.

3把好运行、使用、维护管理关

节能措施有：

(1)用电峰谷调节实现节能,合理用电是节约能源的重要内涵之一,电是不可储存的,充分发挥电力资源的综合效益,利用电力系统的低谷电能,实行避峰用电,也是一种间接的节能降耗办法.

(2)通过抑制电力谐波达到节能效果.民用建筑,尤其是现代智能建筑中,存在的大量3次谐波污染,不仅会严重影响电能质量,还将增加功率损耗,造成电能的浪费.抑制谐波的措施主要有以下几点:

①改善配电系统.选用D.Yn11接线组别的三相配电变压器,为3次谐波电流提供环流通路；加强对末端负荷三相电流的监控,偏差超过规定允许值时及时调整,尽可能保持三相电流、电压平衡；对谐波源负荷采用专用回路供电,减少谐波对其他负荷的影响,也有助于集中抑制和消除谐波.

②降低谐波源的谐波含量.在谐波源设备选型上,尽量选用谐波含量少的设备,最大限度地避免谐波的产生.

③在谐波源处安装滤波器,吸收谐波电流.

④防止并联电容器组对谐波的放大.当并联电容器组附近有谐波源,谐波电流超过规定允许值时,应在回路中设置串联电抗器,或将电容器组的某些支路改为滤波器,还可以采取限定电容器组的投入容量,避免电容器对谐波的放大.

(3)加强运行管理,实行变压器经济运行.电力用户内部变电所之间宜设置联络控制,在负荷变化情况下,及时投入或切除部分变压器,防止变压器轻载和空载运行,从而减少损耗.

（4）加强日常照明维护管理停车场、候车大厅等公共场所照明应纳入BA控制,有意识引导客流,分区控制,根据需要动态开启和关闭灯光,加强管理,以达到节能目的.加强对灯具与光源的清洁与维护工作,因为灯具与光源严重积尘后,会使照度明显降低,导致电能浪费.对一些光衰达30%的灯管要及时更换.

（5）尽量采用自然采光、通风,有条件的住宅要尽量采用太阳能热水器,减少电能消耗,同时加强人的节能意识教育.

4结束语

建筑电气领域节约用电蕴含着巨大的潜力,同时,节能具有重大意义,它不仅能有效地缓和电力供需矛盾,保证国民经济持续、高速、健康的发展,而且经济效益显著,是一种经济的电力开发形式.建筑电气节能过程,贯穿于项目的决策、设计、施工、投产、使用等整个周期.作为专业电气人员,应该从设计、施工、使用过程中精心考虑,严谨地进行方案比较,从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合考虑,进行寿命周期投资与运营成本测算,选用寿命周期成本最低的方案,避免陷入“节能不节钱”的怪圈.选择合理的供配电方案,采用先进技术,选用高效设备,实施电网的经济运行技术,在节约能源、促进科学技术进步的同时,又保护了环境,取得社会效益及经济效益的双赢,保证我们高速的经济发展势头,实行社会的可持续发展.