建筑电气节能优化设计研究

摘　要：本文主要对建筑电气节能优化设计方法进行了探讨。

关键词：建筑电气；节能；优化设计
一、供配电系统的节能
供配电系统的节能主要通过减少线路损耗.提高功率因数.平衡三相负荷.抑制谐波等措施实现。根据用户的建筑性质.负荷等级.用电容量.工程特点.系统规模，合理设计供配电系统，使系统在最佳状态下运行?
1.根据用电负荷的容量及分布，将变配电所设计在靠近负荷中心的位置，以缩短供电半径，降低线路损耗，减少电压损失，满足供电质量的要求。供电干线半径应控制在200m
，当供电容量超过500kW(计算容量)，供电距离超过250m时，宜考虑增设变电所。
2.供配电系统应尽量简单可靠，同一用户，高压配电级数不宜多于两级，变压器二次侧至用电设备见得低压配电级数不宜超过三级，尽量减少变电级数过多产生的电能损耗?由两路电源进线供电的系统，宜采用两路电源同时运行的方式，以减少正常运行时的线路损耗?
3.合理选择供电电压?同等情况下，电压越高，损耗越小。城镇的高压配电电压优先采用10kV，特殊情况下，可采用6kV，低压配电电压应采用220V/380V。当用电设备功率在250kW及以上或需用变压器在160kVA及以上者，宜采用10kV供电。对于大型公用建筑的冷水机组，条件许可时，应尽量采用10kV(或6kV)冷水机组，以利节能?
4.减少线路能量损耗，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考虑?
5.合理选择变压器?电力变压器应选用S11型及以上非晶合金等节能环保.低损耗和低噪声的变压器?注重提高设备运行的负荷率，尽可能使变压器处在经济运行状态?部分对供电质量要求高的工程项目采用有载调压变压器?在选择变压器容量和台数时，应根据负荷变化情况，综合考虑投资和年运行费用，选取容量与电力负荷相匹配的变压器?
6.降低电动机电能损耗，提高电动机效率。根据负荷特性选择合理高效的电动机，提高电动机工作效率和功率因数。功率较大的电动机壳采用变频调速器(消防设备除外)，减少电机轻载和空载运行。采用软起动器，使电机启动平稳，减少对电网电压的冲击。
7.合理提高供配电系统中的功率因数。正确合理的选择电动机.变压器的容量及照明灯具的镇流器，降低线路感抗，采用正确的电线?电缆敷设方式，提高用电单位的自然功率因数?若自然功率因数达不到接入电网要求时，应进行无功功率补偿，提高功率因数，减少能耗?
8.谐波治理?配电系统的合理设计.用电设备的正确选型对于提高电能使用效率至关重要?选用Dyn11变压器，设置滤波或隔离滤波装置?合理选择中性线截面等措施抑制谐波，提高电能质量?
二、动力系统的节能措施
在建筑中，家电和电力设备的使用都离不开电动机，它的能耗相当大，提高它的工作效率可以有效地减少电动机的能耗。具体可以采用以下几种方法：
1.根据电动机的负荷大小合理地选择电动机的型号，这就要求对电动机的负荷需求事先进行评估。
2.尽可能地使用高效率的电动机，以减少电动机的空载消耗和负载消耗，提高电动机的工作效率。
3.对电动机的控制方式加以改进，提高其运行效率。另外，还要注意发动机的质量，保证电能消耗的计算的准确性。
三、照明系统的节能措施
照明系统节能的关键就是在不降低照明质量的情况下，力求减小照明系统中损耗的光能。可以考虑使用以下几种方法：
1.充分利用自然光。自然光是绿色环保的清洁能源，在设计中要充分加以利用，比如增加靠近室外部分的门窗尺寸等，保证建筑物在白天利用自然光可获得稳定的照明条件。这样一来，可以很大程度的节约照明能耗，也利于提高室内的温度，进一步降低建筑的能耗。
　　2.根据建筑的各个部分照明的需求，合理选用照明灯具，采用各种节能开关。
　　3.尝试性地使用太阳能技术及相关产品。太阳能技术的开发利用，可节约资源.保护生态环境，在节能减耗方面具有重大的意义。
四、暖通空调控制系统的优化设计
公共建筑暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的 50%以上，系统节能潜力巨大。目前，暖通空调系统的自动控制基本上采用建筑设备自动化系统。BA 系统是智能建筑的特征之一，也是建筑节能的有效途径之一。
系统简介。BA系统是通过中央计算机系统的网络，将分布在各监控现场的区域智能分站连接起来，集中完成分散的操作和综合监控。系统中各子系统或设备应采用相同的通信接口，使用公开的通信协议，使系统具备集成和互操作能力。
2.节能控制优化设计。BA系统控制方案的优化应将节约能耗和提高控制水平放在首位，对系统的结构和参数进行最佳匹配，使整体效能最佳。从整体上讲，暖通空调系统的自动控制应考虑下列策略：(1)机电设备启停优化控制；(2)变风量.变流量系统最优控制；(3)冬夏季部分负荷时水泵分设控制；(4)与冰蓄冷相结合的低温送风系统控制；(5)参数设定节能控制，包括温度标准设定.焓值控制.利用室内CO2浓度控制新风量等。
3.用户管理系统。用户管理系统主要用于以下几个方面：（1）高压监测功能。监视10kV 高压配电柜进线.出线和母联断路器的开关状态及故障报警；（2）低压监测功能。实时检测回路的电流.电压.有功功率.无功功率.功率因数.频率.有功电能.无功电能等电参数；（3）设备维修功能。根据历史记录.实际运行状况和检修条件，为设备检修提供建议；（4）预警记录功能。设定各电量参数的上下限值，在事故发生前提前报警，并根据不同类型的报警信号发出不同声音；（5）节能增效功能。通过调整尖峰谷平用电时间，优化电费成本；均衡负载，优化能耗分配。
五、建筑设备自动化管理控制系统的应用
随着计算机网络.信息通信.自动化控制.显示及计算机软件等技术的发展，建筑设备的自动化管理控制系统的性能日趋优异，逐渐成为建筑控制能源损耗的有效手段。通过建筑设备自动化管理控制系统的应用，可以对建筑物内部的采暖通风.给排水和热水供应等系统的运行进行能效管理，确保各个设备系统安全稳定的运行，在正常发挥建筑物功能的情况下最大限度地降低能源消耗。我国智能建筑设计时经常将整个项目交由集成商负责，而他们并不了解智能建筑设计程序和全过程，没有太多的经验和专业知识，设计的东西经常不 符合建筑要求，有些甚至有很大危险。这样的运行环境下，电气自动化这一安全性要求极高的项目在智能建筑中的应用定会受到严重阻碍。
六.结论
对于电气设计人员而言，在工程设计中要不断总结经验，深入调查研究，把握成熟的新技术.新设备信息，逐步加以推广应用。既要采用高科技的.联动控制的节能技术，也应重视行之有效的传统的.分立的节能方案；既重视大范围.大容量的节能大户，也不应忽视局部.点滴的节能功效。将电气节能技术充分运用到建筑电气设计中，真正达到提高效率，节约能源的目的。
参考文献：
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