建筑电气节能技术应用措施探析

摘　要： 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。本文从建筑电气节能技术的原则入手,分析了建筑电气节能技术存在的问题以及节能技术应用应采取的措施进行分析。

关键词：建筑电气； 节能技术； 存在问题； 应用措施
1.建筑电气节能技术的原则
　　为了适应我国目前的经济发展状况，我国的建筑电气工程在应用电气节能技术时应注意按照国家有关文件的规范来执行，其应用原则内容如下：第一个原则是在应用建筑电气节能技术确保节约能源的同时，也应该注重考虑建筑物本身的功能实用性，并要求所应用的电气节能技术满足建筑本身的功能需求。第二个原则是在应用建筑电气节能技术确保节约能源的同时，应该对建筑电气工程及其电气节能技术的成本给予重视和关注。建筑电气节能应遵循的一般原则建筑电气节能应遵循的一般原则有三个:一是满足建筑物的基本功能的实用性原则;二是充分考虑经济效益的经济合理原则;三是尽量减少能量的消耗的技术先进原则。
2.建筑电气节能技术存在的问题
　　2.1 TT系统配电线路接地故障保护
　　众所周知，室外照明灯具安装在室外，需要承受种种因素的影响，如风吹、日晒、雨淋等，很容易使灯具受机械损伤导致绝缘下降从而为事故的发生埋下隐患。它暴露于公共场所，又无等电位联结，增大了电击死亡的危险性。当采用TT系统供电时，由于所有灯具的金属外壳都是通过线互相连通的，当某个灯具发生接地故障时，其故障电压沿线传至其它灯具上，在户外无等电位联结而导致电击危险。许多设计者在设计时往往不进行灵敏度校验，低压断路器在线路发生接地故障时拒绝动作时有发生，为了提高低压断路器的灵敏度系数，所以室外照明线路在采用TT配电系统的基础上，尚应为电源线路装设漏电保护器作接地故障保护。
　　2.2负荷计算问
　　JGJ/T 16-92《民用建筑电气设计规范》，(以下简称《民规》)3.4.2.3条规定用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时，宜采用二项式法进行负荷计算， 一般用于支干线和配电屏箱的负荷计算。
　　2.3用电设备接地
　　《民规》14.1.3条：用电设备的接地一般可区分为保护性接地和功能性接地。保护性接地又可分为接地和接零两种型式。许多设计者在作功能性接地设计时，往往忽略接地线截面问题。例如成列配电柜PE母排接地线截面不应小于其PE母排截面。
　　2.4漏电开关极数选择
　　漏电开关极数选定应遵循下列原则：第一、单相220V电源供电的电气设备应选用二极二线式或单极二线式漏电保护器;第二、三相三线式380V电源供电的电气设备，应选用三极式漏电保护器;第三、三相四线式380V电源供电的电气设备，或单相设备与三相设备共用的电路，应选用三极四线式、四级四线式漏电保护器。
　　2.5住宅插座选
　　GB 50368-2005《住宅建筑规范》第8.5.5条：住宅套内的电源插座与照明， 应分路配电。安装在1.8m及以下的插座均应采用安全型插座。许多设计者在居室设计时都采用了安全型插座，但设在厨房的插座当高度为108m及以下时却采用了普通防溅型插座，此现象应引起注意。
　　2.6设计和系统不合理
　　不合理的设计和系统导致能耗高变配电及采暖、通风、给水、排水等设备都存在设备选型和运行方式的不合理导致设备效率过低，能耗增加。不合理的系统运行方式，导致系统效率过低。照明光源、控制方式选择的不合理导致照明系统能耗高，照明系统中盲目的提高照度标准，灯具或光源过多使能耗增加。
　　2.7运行制度(控制方式)不合理
　　不合理的运行制度导致系统运行时间过长，下班后系统继续运行，或部分设备持续运行，消耗大量电能。此外，由于极少部分建筑在夜间要继续使用，导致整个系统24小时连续运行，也造成巨大浪费。
3.建筑电气节能技术应用措施
　　3.1高效光源、高效灯具和节能控制措施
　　对于住宅公共部分节能控制措施即是指采用节能自熄开关。由于住宅公共部分是无人值守的，所以灯具在人来时点亮，人去时熄灭是很重要的。对于高层住宅电梯前室，由于其对于保证人员疏散的重要意义，所以此处只能采用翘板开关，但对于住宅大部分公共楼梯间，节能自熄开关的采用可作为一条重要节能措施。高效光源顾名思义具有高光效，显色好等优点。试验证明，白炽灯只有10％的电能转变为可见光，90％的电能转变为热辐射，而这种热辐射性又往往带来火灾隐患。细管径荧光灯、紧凑型荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯和节能灯均为高效光源，应积极推广应用，尽量减少白炽灯的使用量。好的光源有了，如何使这种好光源发挥其功效能，这就要求灯具的效率要高。灯具的效率为灯具出射光通量与光源总光通量的比值，其值越高，照明的效率也就越高。灯具反射面设计科学，这样才能使好的光源物尽其用。高效光源、高效灯具不仅适用于住宅公共部分照明，在民用建筑中也可大量采用。
　　3.2供配电系统节能措施
　　应采取提高系统的运行电压和功率因数，减少无功功率及导线中的电阻，降低供配电系统线路损耗等措施。节能途径主要有：(1)根据负荷容量、供电距离及分布、用电设备特点等因素，合理设计供配电系统和选择供电电压，供配电系统应尽量简单可靠，同一电压供电系统变配电级数不宜多于两级。(2)变电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径，减少线路损耗，电力用户内部变电所之间宜敷设联络线，根据负荷情况，可切除部分变压器，从而减少损耗。(3)降低线路电阻，线路截面选择要与国际接轨，推广应用 “电力电缆截面的经济最佳化”，按经济电流密度法合理选择导线截面，以减少损耗。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。(4)传输上可以采用提高电压等级的方法。通过计算可知，当电压提高10％耗损可降低17．4％，因此，提高电压传输，是降低线损的有效途径。(5)提高功率因数减少电能损耗。线损与电力用户的功率因数的2次方成反比，故提高功率因数也是降损的有效措施。提高功率因数，可从合理选用电气设备容量及装设并联补偿电容器两方面着手。
　　3.3太阳能节能措施
　　目前住宅热水系统虽然已不少设计采用了太阳能设备，但本人认为在大型住宅小区以及公共建筑的室外照明系统应该可 以设计采用太阳能蓄电的照明设备。目前这类产品以太阳能LED灯具为主，其产品的工作原理是：白天太阳光照射到太阳能组件上，使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压，把光能转换为电能，再传送给智能控制器，经过智能控制器的过充保护，将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存；到了夜晚太阳能组件因接收不到光能，其输出的直流电压降到接近为零时，智能控制器自动开启控制装置，向LED提供电能，促使LED发光源发出足够的亮度用于照明；到天亮时，太阳能组件又接收到光能产生电压时，智能控制器又自动转换到充电模式工作。随着太阳能蓄电的照明设备的产业发展，这种产品的制造成本将会越来越低，相信在不久的将来太阳能蓄电的照明设备应该会在室外照明领域得到普及应用。
　　3.4变压器节能措施
　　变压器损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分。变压器有功功率损耗可用下式计算：p2=p0+β2pk
　　式中:p2——变压器有功功率损耗(kw)；
　　 P0——变压器空载损耗(kw)；
　　 Pk——变压器短路损耗(kw)；
　　β——变压器负载率(％)。
　　一般，在50％～60％时，变压器效率最高。在设计中，要正确选择变压器的负载率，以便合理选择变压器容量。变压器的经济运行在节能的同时，还能降低运行费用(包括设备折旧、正常维护和能耗)，取得经济效益。铁损对变压器来说虽为常数，但可通过合理选型与运行而达到节能的目的；变压器铜损是变化的，合理地确定最佳运行，保持变压器在正常条件下，选择最大效率点，可达到经济运行的目的。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，使其工作在高效区内。对车间停产后仍不能停电的负荷，宜设置专用变压器，大型厂房及非三班制车间宜设置照明专用变压器。2)选用节能型变压器，更换或改造高能耗变压器。近年来逐渐推广的S10、S11系列油浸变压器比s9系列更为节能。S11型卷铁芯变压器与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。
4.结语
　　目前，全球各个国家都面临着能源资源紧张的问题，“节能减排”成为全世界各个国家热议的话题。我国虽然幅员辽阔，自然资源丰富，但由于我国人口数量多，人均占有率低，科学技术生产力仍处于发展阶段，所以能源紧缺也是我国现阶段乃至未来急迫解决的问题之一。从节能减排的角度出发，我国现阶段发展建筑电气工程时应注意对先进节能技术的引入，并坚持可持续的贯彻实施。