有關(guān)建筑電氣節(jié)能的主要技術(shù)措施分析

1、有關(guān)建筑電氣節(jié)能的主要技術(shù)措施分析咼軍 GAO Jun（北京中咨海外咨詢有限公司，北京100048）摘要：在節(jié)約型社會(huì)構(gòu)建的大背景下，建筑電氣安裝行業(yè)也在節(jié)能技術(shù)上下功夫，從材料選擇到安裝技術(shù)以及配套系統(tǒng)、 高科技應(yīng)用等，對(duì)建筑電氣節(jié)能 技術(shù)的發(fā)展起到了很大的推動(dòng)作用。本文從建筑電氣節(jié)能技術(shù)的要求入手，從電 氣節(jié)能設(shè)備、電氣節(jié)能系統(tǒng)、其他技術(shù)和新能源技術(shù)幾個(gè)方面對(duì)電氣節(jié)能主要技 術(shù)進(jìn)行了分析探討，并請(qǐng)方家指正。關(guān)鍵詞：建筑；電氣節(jié)能；原則；節(jié)能技術(shù)措施中圖分類號(hào)：TU855文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311 （ 2015）24-0088-02作者簡(jiǎn)介：高軍（1963-），男，河北邢臺(tái)人

2、，電氣工程師，研究方向?yàn)榻ㄖ姎夤?jié)能、電氣方案優(yōu)化等。0引言隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，我國(guó)建筑電氣節(jié)能技術(shù)從無(wú)到有，發(fā)展到國(guó) 際主流水平。建筑電氣節(jié)能不僅成為集約型社會(huì)的重要構(gòu)成，更是考量建筑綜合 水平的重要指標(biāo)。本文就建筑中電氣節(jié)能技術(shù)的節(jié)能設(shè)備、節(jié)能系統(tǒng)、設(shè)計(jì)和新 能源利用幾個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)分析探討。1建筑電氣節(jié)能技術(shù)的要求1.1適用要求在進(jìn)行建筑電氣施工過(guò)程前，需要對(duì)建筑內(nèi)的電氣系統(tǒng)和供電體系進(jìn)行科學(xué) 合理的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，以保證建筑內(nèi)的機(jī)電系統(tǒng)可以安全、穩(wěn)定、有效地運(yùn)行。在 這個(gè)過(guò)程中，尤其需要有高質(zhì)量的供電系統(tǒng)作為基礎(chǔ)， 并結(jié)合建筑施工要求和目 標(biāo)對(duì)機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化處理，以節(jié)約電能，發(fā)

3、展環(huán)保、可持續(xù)電氣系統(tǒng)，適用社 會(huì)市場(chǎng)需求。1.2實(shí)際要求在進(jìn)行建筑電氣施工過(guò)程中，不僅要以科學(xué)、合理的技術(shù)理論為支撐，還要 以建筑的功能特點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合具體的實(shí)際要求，對(duì)應(yīng)用節(jié)電技術(shù)的機(jī)電系統(tǒng) 從社會(huì)和經(jīng)濟(jì)角度進(jìn)行綜合分析和考量， 選擇最優(yōu)方案。通俗來(lái)說(shuō)，即為了有效 節(jié)約電能而投入的設(shè)備和技術(shù)成本可以從所節(jié)約的能源消耗中得到補(bǔ)償。1.3優(yōu)化要求在進(jìn)行建筑電氣施工過(guò)程中，要綜合考慮影響建筑機(jī)電設(shè)備使用功能的各個(gè) 因素，即建筑常用電量、電氣額定功率、電氣最高負(fù)荷等。并通過(guò)對(duì)各個(gè)節(jié)能措 施的利弊進(jìn)行綜合比較，選擇最優(yōu)策略。在確定最優(yōu)節(jié)能方案后，可以結(jié)合建筑 的具體功能和特點(diǎn)對(duì)節(jié)電方案進(jìn)行優(yōu)化處理

4、。比如，可以通過(guò)設(shè)置自動(dòng)化溫感系統(tǒng)，當(dāng)溫度超過(guò)一定限制時(shí)電氣系統(tǒng)停止工作；更改普通樓道照明燈泡為L(zhǎng)ED燈等。具體來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)優(yōu)化機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)的方式來(lái)減少不必要的電能消 耗，像聲控和光控的有機(jī)結(jié)合方式；可以通過(guò)優(yōu)化機(jī)電設(shè)備的電線布局和走向來(lái) 實(shí)現(xiàn)減少電能損耗，有效節(jié)約電能的作用。例如：現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)中樓梯間均采用 用聲光控開(kāi)關(guān)，公共衛(wèi)生間采用紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)等。在這一過(guò)程中要尤其注意的是， 節(jié)能環(huán)保需要保證機(jī)電設(shè)備的基本功能不受影響， 即滿足人們的使用需求，切不 可因?yàn)檫^(guò)度節(jié)電而有損機(jī)電設(shè)備的使用效用2電氣節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用2.1變壓器目前常見(jiàn)的節(jié)能油浸變壓器以 SCB10、SGB10和非晶合金干式

5、變壓器為多， 按照其密閉程度又可以分為完全密閉型變壓器和非密閉型變壓器，這兩種變壓器的耗電水平比較類似。市面上常見(jiàn)的干式變壓器以環(huán)氧樹(shù)脂澆注型為多。所有類 型的電壓器中均配有電阻，這種阻抗必然會(huì)造成電能的損失和浪費(fèi)。 所以在進(jìn)行 建筑電氣施工過(guò)程中，為了有效減少這部分電能損耗，可以減少變壓器的空載負(fù) 荷得以實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)實(shí)施工過(guò)程中，以優(yōu)化機(jī)電變壓器為主要節(jié)電措施的方法主要 是有效控制變壓器電阻耗電。同時(shí)，要盡可能選擇環(huán)形電線網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于同一線路 中的若干變壓器可以進(jìn)行分開(kāi)管理和調(diào)配，其中某一變壓器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)不能影響 其他機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但這種節(jié)約電能消耗的措施也有其弊端， 即會(huì)提高原 始投資成

6、本。另外，要注意的是，電能消耗多少會(huì)受到季節(jié)因素的影響，所以可 以對(duì)季節(jié)變化負(fù)荷單獨(dú)設(shè)置變壓器，盡可能減少串聯(lián)電路的使用，以并聯(lián)電路來(lái) 代替。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，并聯(lián)電路的應(yīng)用也有其條件，同樣具有局限性， 即并聯(lián)電路僅適合電壓負(fù)荷穩(wěn)定的電路環(huán)境，否則會(huì)因?yàn)樾枰砑舆^(guò)多的控制開(kāi) 關(guān)而增加變壓器的維護(hù)與管理成本。而且要注意的是根據(jù)不同的建筑電壓需求選 擇合適的變壓器容量，以提高節(jié)能效果。在實(shí)際中，一般情況下建筑內(nèi)都設(shè)有不 止一個(gè)變壓器，這時(shí)候就要根據(jù)具體的電壓和阻抗來(lái)確定科學(xué)的變壓器數(shù)量，以有效減少電能消耗。當(dāng)需要大容量變壓器時(shí)，可以通過(guò)對(duì)電能負(fù)荷進(jìn)行合理規(guī)劃 而降低電能消耗。2.2節(jié)能燈具在建

7、筑工程中使用節(jié)能光源是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的有效措施。照明應(yīng)該推廣如T5系列熒光管和緊湊型熒光燈等高效長(zhǎng)壽高顯色性光源，逐步淘汰T12熒光管、白熾燈等低效光源。目前被廣泛使用的 LED燈具有節(jié)能、高效的特點(diǎn)，即構(gòu)造 簡(jiǎn)單、瓦數(shù)低、亮度高、光線柔和不傷眼等，在各類建筑中都可以看見(jiàn)其身影， 例如：在國(guó)家政協(xié)禮堂改造中就采用了大量的LED燈管，另外目前建筑外立面泛光照明一般均采用各種形式的 LED燈，是城市變得更加絢麗多彩。根據(jù)建筑 需求和特點(diǎn)選擇合適的燈具及功率瓦數(shù)，并滿足照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)照度和功率密 度值要求，起到節(jié)約電能的作用。3電氣節(jié)能系統(tǒng)的應(yīng)用3.1燈光智能控制系統(tǒng)燈光智能控制系統(tǒng)的核心技術(shù)是電磁和電

8、子感應(yīng)系統(tǒng)，即以公共照明統(tǒng)一智 能為平臺(tái)，對(duì)供電設(shè)備的工作與否進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管， 當(dāng)照明條件被觸發(fā)，自動(dòng)啟動(dòng) 照明設(shè)備。通過(guò)對(duì)線路中的電流負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)一化處理來(lái)提高燈光功率，降低電能損耗，優(yōu)化燈光智能控制系統(tǒng)。例如：在國(guó)家政協(xié)禮堂地下車庫(kù)改造中就采用了 單管LED燈智能控制，平時(shí)亮度為20%，根據(jù)人、車感應(yīng)自動(dòng)啟動(dòng)下一步所到 位置的燈具，即滿足了車庫(kù)照明要求還均有很大的節(jié)能效果。3.2 BAS系統(tǒng)BAS系統(tǒng)又稱為建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)， 其核心部分就是建筑設(shè)備的自動(dòng)化監(jiān) 控系統(tǒng)，整個(gè)建筑的機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行情況均由其進(jìn)行管理和控制。例如BAS中空調(diào)自控系統(tǒng)采用TRAV工作原理，TRAV是自動(dòng)化風(fēng)量控制系統(tǒng)，

9、一般通過(guò)裝 備可控的送風(fēng)機(jī)來(lái)有效控制風(fēng)量?；跇菍臃植冀Y(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)展示等角度出發(fā)，智 能樓宇空調(diào)自控系統(tǒng)可以選擇安裝在大廈中的員工樓層，系統(tǒng)通過(guò)感應(yīng)溫濕度的 變化進(jìn)行恒溫自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)管理人員通過(guò)后臺(tái)管理系統(tǒng)及手機(jī)即可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行 控制，操作方便，通過(guò)空調(diào)自控系統(tǒng)，展示智能樓宇建設(shè)中高舒適低耗能的特性， 目前國(guó)內(nèi)五星級(jí)酒店及高檔寫字樓基本都采用這套系統(tǒng)，節(jié)能效果很明顯。3.3能耗計(jì)量系統(tǒng)不單是應(yīng)用安裝節(jié)能燈具、電機(jī)變頻、節(jié)水衛(wèi)浴等設(shè)備節(jié)能手段，更需要有 一套完善的建筑能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)來(lái)管理能源，量化能耗數(shù)據(jù)、掌握能耗動(dòng)態(tài)信 息、找出節(jié)能降耗著手點(diǎn)、對(duì)比節(jié)能效果差異、建立一套完整的能源管理節(jié)能措 施

10、，加強(qiáng)能源管理水平，提高管理工作效率；利用能耗量化考核指標(biāo)及能源按量 收費(fèi)等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)杠桿效應(yīng)，促進(jìn)用戶的技能意識(shí)，達(dá)到整體節(jié)能的目的，例如： 北京北站改造后就完成一套能源計(jì)量檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)車站實(shí)現(xiàn)能源消耗控制， 對(duì)節(jié)能效果還是有很好的促進(jìn)作用。4其他技術(shù)的應(yīng)用4.1電纜與電線的選擇任何電纜與電線在工作過(guò)程中，都會(huì)有不同程度的電能損耗。其電阻大小與 電纜和電線的橫截面積有關(guān)?，F(xiàn)實(shí)中常用的做法如下：第一，科學(xué)設(shè)置電纜與電 線的長(zhǎng)度，盡可能減小電阻損耗；第二，對(duì)于大功率用電器，要考慮適當(dāng)增大電 纜截面，以便降低電壓降和線路損耗，盡可能減少電能損耗，在節(jié)能同時(shí)益于環(huán) 保，有利于經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)整體效益

11、的實(shí)現(xiàn)。4.2無(wú)功補(bǔ)償無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁褪强梢蕴岣呓ㄖ╇娤到y(tǒng)中的電能利用率，即通過(guò)降 低變壓器和電纜、電線等電流傳送設(shè)備中的電阻來(lái)降低電能消耗， 提高供電技術(shù) 水平。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)用電器功率因數(shù)低時(shí)，電網(wǎng)中得感性負(fù)載的無(wú)功功率得不到 就地補(bǔ)償時(shí)，就必須和電源交換無(wú)功能量，在交換過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生感性無(wú)功電流, 所以造成輸電線路的電流增大，增加線損。反之如果感性無(wú)功得到了就地補(bǔ)償， 那么就小輸電線路的電流，減少線損，就實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。根據(jù)建筑設(shè)計(jì)需求和使用 功能選擇合理的補(bǔ)充設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)提高供電能力，減少電能損耗的目的。反之， 如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)電壓波動(dòng)，諧波增大等諸多因素。4.3抑制

12、諧波技術(shù)諧波的抑制方法有很多，常用的方法有增加換流裝置的脈動(dòng)數(shù)、加裝交流濾 波裝置、改善三相不平衡度、在用戶進(jìn)線處，加裝串聯(lián)電抗器、采用有源濾波器 /無(wú)源濾波器等新型濾波措施。諧波抑制措施的選擇要根據(jù)濾波達(dá)標(biāo)的水平、 效 果、經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)成熟度等綜合比較后確定，從而抑制高次諧波造成的系統(tǒng)發(fā)熱 和損耗，實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)的節(jié)能。5新能源的應(yīng)用5.1太陽(yáng)能光伏太陽(yáng)能光伏發(fā)電是利用光伏科技將免費(fèi)的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。目前，我國(guó)太 陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)成熟，許多城市通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電為建筑提供用電， 同時(shí)通過(guò)儲(chǔ) 能系統(tǒng)將電能反哺給國(guó)家電網(wǎng)，取得額外收益。目前太陽(yáng)能應(yīng)用在路燈、庭院燈、 草坪燈中實(shí)例很多，節(jié)能效果也較明顯。另外，對(duì)太陽(yáng)能的利用除了光伏發(fā)電， 還有太陽(yáng)能制冷、太陽(yáng)能干燥等應(yīng)用。5.2地表淺層地?zé)豳Y源地表淺層地?zé)豳Y源是近年來(lái)清潔、可再生能源的重要利用形式。地?zé)豳Y源是 表層土壤、地下水等蘊(yùn)藏的低溫位熱能。建筑通過(guò)地源熱泵，可將地?zé)徂D(zhuǎn)化為電 能，供建筑使用。這種無(wú)限的資源為建筑電氣節(jié)能提供了可靠的能源保證，例如15%北京當(dāng)代MOMA 樓盤采用目前亞洲最大的地源熱泵系統(tǒng)，運(yùn)行節(jié)約成本以上6 結(jié)語(yǔ)綜上所述，隨著社會(huì)的發(fā)展和市