浅谈建筑电气设计中的节能技术
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【摘要】目前全世界都存在能源短缺的现象，而我国是能源消耗大国，加上我国经济的高速发展，人民生活水平的不断提高，能源消耗也急剧增加，能源危机迫在眉睫。中央政府提倡建设“能源节约型”社会，因房地产市场的蓬勃发展，建筑物能耗控制尤其引人关注。我们需要针对建筑物的实际情况择优选择相应的技术措施，提高对电能的利用效率，降低能耗，提高经济效益。
【关键词】建筑电气设计；节能；技术；措施
在建筑电气设计环节中，采取相应有效的节能措施可以在很大程度上减少能量损耗。充分考虑节能因素，采用先进的设计技术，并尽量使用效率较高的节能设备，依照合理的节能标准为人们提供绿色健康舒适的居所与空间。
1 电气节能技术的设计原则
进行电气节能技术设计时要求对建筑功能和使用需求的损害降到最低,不可以盲目投资, 单纯为了节能而节能,需要进行多方面的考量,因此在进行电气节能设计时必须遵守以下的原则。
1.1 适用
进行电气节能设计时应当以创造建筑内部良好的人工环境所需的能源为基础,提供建筑设备运行所需的能量,严格按照用电设备的符合容量、可靠的供电性以及电能的质量等多方面需求进行配电设计,保证电能的合理利用。
1.2 节能
在电气节能的设计中要通过合理的措施来减少、消除和建筑物发挥无关的能耗,例如变压器功率耗损和电能传输线路中产生的有功耗损,这些都是可以消除的；对于量大面广电气设计, 可以通过使用控制技术来降低能耗。
1.3 投资成本
在电器节能的设计过程中要考虑到我国目前的国情和实际的经济效益,应当进行充分的比较、分析,合理的选择节能材料和设备,使用于电气节能的投资能够在几年或者是较短的周期内收回投资成本, 不可以过度追求节能消耗过高的投资,增加不必要的运行费用。在进行电气节能设计时，必须以“保证功能、预算合理、先进技术”的原则。
2 建筑电气节能的措施分析
建筑电气节能措施主要有：合理的供配电系统、提高系统功率因数等。
2.1合理的供配电系统
根据用电负荷容量及其分布、用电设备的特点及负荷等级，合理设计供配电系统，使系统在最佳状态下运行，使其在运行中的损耗降至最低，实现供配电系统的经济运行，达到节能的目的。
2.1.1 节能型变压器具有损耗低、重量轻、噪音低、效率高、抗冲击、节能显著等优点，能获得相当大的能源节约和减少温室气体排放。如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%，变压器噪音平均下降7~10dB。因此，采用节能型变压器存在着巨大的节能潜力。
2.1.2 变配电室位置应尽可能深入或接近负荷中心，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，减少线路成本及电压损失，提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。
2.1.3 根据负荷情况合理选择变压器容量、台数，变压器负载率宜为0.7~0.85，其接线应能适应在负荷变化时按经济运行原则灵活切换变压器，使变压器在最佳状态下运行。力求配电系统三相平衡，对照明负荷、分体空调、热水器、插座等单项负荷的配电不仅在图面上配平，而是要从实际使用情况来判断运行时是否真正能达到三相平衡。
2.1.4 合理选择供电线路的截面，在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标前提下尽量减少线路阻抗，降低电能损耗。计算时应同时考虑敷设方式、环境条件、计算电流等因素。
2.2建筑电气设备选择及运行中的节能
将能耗大的用电设备改为节能设备。由于建筑电气中的电动机都是与暖通、给排水、建筑等工种的设备配套的，因此建筑运行设备中主要考虑电动机选择及其运行中的节能。由于电动机额定功率因数一般都不超过0.8，故会产生无功损耗，这不但使用电损耗加大，还会导致电源电压降低。解决的办法是增加新型功率因数补偿电容器，采用无功补偿的办法降低电能损耗。运行中尽可能减少电机轻载和空载运行，采用变频的方式，自动调节转速，使其与负载变化相适应，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。在设备控制中应采用建筑电气设备自动化系统（BAS或BA系统），节能效率可达10%~30%，减少无谓能耗。
2.3提高系统功率因数
提高系统的功率因数，减少无功在线路上传输，以达到节能的目的。首先应提高设备的自然功率因数，以减少对超前无功的需求；其次采用电容器补偿以提高功率因数。一般采用在变压器低压侧集中补偿的办法，对容量较大、负荷平稳且经常使用的用电设备，无功负荷宜单独就地补偿。用户终端就地补偿可使线路损率减少20%，同时减少电压降，改善电源质量。
3 电气节能技术的合理应用
3.1变压器
变压器的节能是通过降低损耗来提高运行的效率。合理的选择变压器的台数和容量。如果选择的变压器容量过大,会以低于经济运行的负荷率长期运行, 由于铁损并未减少, 使有功损耗上升; 反之, 容量过大的情况下铁损增大。只有进行合理分配负荷,减少变压器的使用台数,尽量使用大容量变压器,方可达到减小损耗的目的。比如需要的装机容量是3000kVA,应当选用台1000kVA,不选用六台500kVA。使用节能变压器。铁损是固定不变的,由漏磁耗损和铁芯涡流损所组成, 钢片的性能和铁芯的制造工艺直接对铁损产生影响。在选用变压器时应当以能型为首选,例如S9、SL7等节能型变压器。
3.2 供电系统和电路的设计
设供电系统时需要考虑负荷容量、用电设备的特点、供电的距离和分布等多方面因素,尽量使系统安全简单,便于操作。变配电所应当靠近负荷中心,除了能够节省线材,更能降低电能的损耗,保证电压的质量。选择合理台数和容量的变压器能够满足由于季节性所造成的负荷变化时能够灵活投切变压器,实现经济运行减少由于轻载运行所造成的电能损耗。由于低压线路中的电流无法改变,只能通过减少线路电阻的方式来减少线路损耗。在减少线路耗损时可以考虑一下几方面：选用电阻率小的材质为导线,例如铜芯导线、铝线。缩短导线长度,应当在布置线路时以直线为主, 缩短距离, 减少导线的长度; 其次,低压线路少走或者尽量不走回头路, 减少来回线路中所产生的损失;变压器应当尽量靠近负荷中心,减少供电的距离。适当的加大导线截面,如果线路较长, 除了要满足热稳定、载流量和保护的配合以及电压降要求所选定的截面之外,可以适当加大导线截面,能够减少损耗,有效延长导线使用的寿命,减少了发生火灾的危险,增强供电质量, 留有负荷的发展余地。
3.3 提高功率因数
防止电焊机和电动机在空载的情况下运转。在设计中对于空载率在50%以上的电焊机和电动机应当安装空载断电的装置；对大中型的胶带运输系统，应当使用空载自停的控制装置；大型非连续运转异步笼型风机和泵类电动机,可以使用电动调节流量和风量的控制方式, 以此达到节能的目的。在条件允许的情况下，使用功率因数高的等容量同步电动机来代替异步电动机，如果经济情况允许，可以考虑使用异步电机同步运行。
4结语
建筑电气工程的节能存在巨大的发展潜力，此项工程的发展不仅可以缓解电力供应的不足，确保经济的健康有序发展，又能使环境得到保护。所以我们应该重视建筑电气节能工程的可持续发展。
参考文献：
[1]戴瑜兴等.民用建筑电气设计数据手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.9.
[2]杨 彤.现代建筑电气节能设计 [J].电气应用，2006.
[3]张 军.关于建筑电气节能设计措施的探讨 [J].中国科技信息，2007.
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