建筑电气节能技术应用措施探讨

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【摘 要】我国是能源短缺的国家，近年来，随着经济的高速发展，能源的消耗和需求日益增加,用电量也迅猛增长，如何合理地利用能源，降低能耗，积极开展和推进建筑电气节能具有十分重要的意义。

【关键词】建筑能耗；建筑节能；电气技术

1.我国建筑的电能损耗特点

在建筑能耗方面，空调占了大部分，其次是照明、给排水系统、电梯和配电系统损耗，但这些方面的节能都与电气有关。这些都要求建筑电气设计工程师发挥才智，既要满足建筑功能要求给居民提供舒适、方便的生活空间，还要尽可能的做到减少建筑耗能。

2.建筑电气节能的主要内容及措施

2.1 空调系统的节能

空调系统的能耗占建筑能耗的40-60%，而且目前空间设备的选型普遍偏大，节能空间较

2.1.1建筑设备监控系统(BA)

建筑设备监控系统(BA)主要是对建筑物的空调设备，包括冷热源(制冷主机、锅炉)、水泵(冷冻泵、冷却泵、热水泵、补水泵)、冷却设备(冷却塔)、末端设备(新风机组、组合式空调机组、风机盘管)的监控。从节能角度而言，在保证环境舒适、保证一定的室内温度和湿度的前提下，尽可能减少机组的运行，以节约能源。建筑设备监控系统(BA)在大多数智能建筑中使用，经过了十多年的经验积累，逐渐成熟，理论上其节能效果可达20-30% 。但由于这种系统涉及空调技术和自动控制技术，需要很好的配合和现场二次编程、后期维护技术要求高、成本高等因素，系统的开通率和运行尚未理想，有待完善。

2.1.2主机房模糊控制系统

此技术主要是通过全面的参数采集，运用现代模糊控制技术，对主机房的主机组、冷冻水系统的水泵和冷却水系统的水泵进行控制，实现空调冷媒流量跟随负荷的变化而动态调节，确保整个空调系统保持高效协调运行，降低能耗。这种系统的特点是只集中于主机房的设备，容易实现，节能效果显著，逐步得到推广。

2.1.3蓄冰空调技术

冰蓄冷空调是指在夜间用电低谷时段，开启制冷主机，将建筑物所需空调冷量制备好，并以冰的形式储存起来。在白天用电高峰时段，关闭制冷主机，进行融冰供冷，达到同样降温的效果。采用该技术的意义在于，为用户降低电费的同时，达到电网移峰填谷的目的。

2.2电梯的节能

2.2.1合理选择电梯

按建筑物性质、建筑物面积、层数、高度、人流量等综合因数选择适当电梯，避免电梯载重量过大、速度过高。

2.2.2提高电梯运输效率

①选择恰当的控制系统，对两部并列的电梯选用并联控制，对相邻三部以上的电梯使用群控控制，选用变频变压调速(VVVF)，高层建筑电梯合理分区(高、低区或单、双层)均可以提高电梯的运输效率。

②利用电梯交通计算(流量分析)，合理确定电梯的台数、速度、载重及分区。对一个大型建筑物多台电梯系统而言，主要看两个指标：乘客候梯时间(电梯运行间隔)和电梯输送能力(五分钟输送能力)。

2.2.3选用节能电梯

节能电梯一般指利用永磁同步电机作为曳引机的电梯。传统的电梯曳引起由交(直)流电动机、曳引轮、制动器、减速机构等组成。近年来，随着永磁同步电机的生产技术日渐成熟，永磁同步电机有取代传统交流异步电机的趋势。永磁同步电机在低速时仍有较大的转矩，可以无须一套减速机构而直接驱动曳引轮，实现无齿曳引，减少了相应的机械损耗。同时，永磁同步电机加速时，电流较少，功率因数高，使能耗降低。同样规格的电梯，采用永磁同步电机的功率较小，可节能20-30%.还有一种节能电梯利用电梯下降的动能转化为电能，回馈电网，理论上可节能40-50%。

2.3 供配电系统的节能

2.3.1正确的负荷计算

供电设计中，负荷计算是确定建筑物容量选择设备的基础，也是节电的基础，负荷计算偏大，必须导致设备选型过大而浪费资源及耗电。目前的负荷计算常用单位指标法和需要系数法。单位指标法是按不同建筑物提出的单位面积变压器容量装置指标，适用在方案设计及初步设计时估算负荷用。需要系数法引自工业企业的负荷计算，现在民用建筑中套用，在施工图设计阶段中用作负荷计算用，作为选择变压器和导线的依据。

2.3.2合理选择变压器负荷率

变压器每天24小时运行，本身有一定损耗，包括两部分，产生于铁芯的铁损和初次级绕组的铜损。制造厂设计时，负载为50～60%范围内，变压器处于经济运行区，即运行最经济，这是降低变压器损耗的一种方法。

2.3.3选用低损耗变压器

目前普遍使用的干式变压器系列已发展至11型。按变压器行业的规定，每一个新的系列均比前一个系列节能。例如新型低损耗干式变压器SCB11型与SCB10型相比，空载损耗平均低10%，负荷损耗平均低10%。

在TN和TT系统接在型式的低压系统中，应选用D.Yn11接线的变压器。这类变压器的优点是三相电流不平衡时，变压器仍可得到充分的利用，也有利于抑制三次谐波，有利于节能。

2.3.4灵活选择变压器容量、台数和供电方式

变压器的单台容量一般不超过2000KVA为宜。对于南方地区，只制冷、只在夏天使用，有明显的季节性。办公大楼空调设备只在上班时使用，此类设备宜使用专用变压器，按季节性或时间性停用。其供电方式应灵活、在变压器间设低压联络开关，可以在一定季节或晚上停用部分变压器，以节约能源。对体育场馆，非比赛用电时可停用部分变压器，用部分变压器供整个或几个场馆用电。

2.3.5合理选用电缆导线截面

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的前提下，应按经济电流密度合理选择电缆及导线的截面，从而降低电能损耗。

2.3.6改善电力品质

随着电子产品的增多和可控硅调光、变频调速设备的使用，网络中的高次谐波成分增加，使变压器发热增大，中性线电流增大，电耗增大。因此，对建筑物的电气设备应认真分析其产生谐波的可能性和数量。治理谐波的方法就是在电网中装设谐波滤波器。谐波滤波器分无源滤波器和有源滤波器两种。无源滤波器是由电容器和电抗器串联而成，结构简单，且价格较低，用得较多。当网络的非线性负载及谐波较稳定时，应选用无源滤波器装置。当网络的非线性负载变化较大，谐波不稳定，且无源滤波器不能有效工作时才选用有源滤波器。目前对用电设备产生的谐波值很难作出准确的计算，只能凭工程经验估算，运行后再作相应调调整。

2.3.7应急电源的选择

目前使用的应急电源有柴油发电机组、UPS不间断电源、EPS应急电源、蓄电池组等。每一种应急电源各有特点，可以适用于不同的场合。从容量考虑，发电机适合大容量的设备(如消防水泵、电梯)，可靠性高，但自起动时间较长、一般要求15秒以内起动并带全负荷。UPS容量较小，但切换时间短，一般为2~10毫秒，特别适用于容量较小、要求切时间短的设备，如计算机房、音响设备。EPS容量比UPS大、但切换时间稍长，在250毫秒以内，适用于照明及动力负荷。从节能角度考虑、UPS和EPS都利用蓄电池作基本电源，需要对蓄电池充电、消耗电能。因此，从节能考虑，宜使用柴油发电机组作应急电源。

3.结语

节能已成为现今各个行业领域关注的重要话题，而建筑电气节能设计的空间还很大，因此，在这过程中扮演重要角色的电气设计人员，应在设计中精心考虑，反复衡量，除了在安全性、可靠性、经济性等各种技术指标满足功能要求的前提下，同时，电气设计人员还要综合考虑各种因素，将节能技术用到建筑电气设计中，精心思考，反复斟酌，从而真正达到提高效率，节约能源，为经济的可持续发展和节约型的社会做出应有的贡献。

【参考文献】

［１］孙萍.建筑电气与智能化专业本科实践教学改革探讨[J].吉林省经济管理干部学院学报[J],2010,(02):109-112.

［２］樊洪明,全贞花,赵耀华,李炎锋.建筑环境与设备工程特色专业建设与实践[J].高等建筑教育[J],2010,(04):42-45.