我國(guó)建筑電氣節(jié)能存在的技術(shù)問(wèn)題及節(jié)能途徑研究

顧小偉

（運(yùn)城建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)六所 山西 運(yùn)城 044000）

0 引言

我國(guó)一直處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)期，各行各業(yè)都需要能源供應(yīng)的支持，而建筑能耗過(guò)高直接影響著建筑行業(yè)以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在當(dāng)前能源短缺和環(huán)境污染的情況下，仍有一些政府和相關(guān)管理部門(mén)、設(shè)計(jì)單位以及開(kāi)發(fā)商未給予建筑電氣節(jié)能足夠的重視，只顧局部利益，未考慮全局，使得公眾節(jié)能意識(shí)薄弱，建筑電氣節(jié)能技術(shù)難以推廣普及。因此，加強(qiáng)建筑電氣節(jié)能可以收到很好的節(jié)能效果、環(huán)境效果以及社會(huì)效果。

1 我國(guó)建筑電氣節(jié)能存在的技術(shù)問(wèn)題

目前，供電線(xiàn)路迂回鋪設(shè)，變壓器位置遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，同時(shí)由于在負(fù)荷計(jì)算時(shí)缺乏用電數(shù)據(jù)，導(dǎo)致變壓器容量選擇過(guò)大，變壓器負(fù)荷不均，造成“大馬拉小車(chē)”的情況；不合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型及運(yùn)行方式導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)效率過(guò)低，使得冷機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期在偏離高效點(diǎn)的狀態(tài)下工作；風(fēng)機(jī)和水泵設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制僅有手動(dòng)控制，導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，消耗大量電能，在選擇電制冷機(jī)組的臺(tái)數(shù)時(shí)未考慮節(jié)能；電梯未設(shè)置節(jié)電感應(yīng)或群控等節(jié)能控制模式；建筑照明光源選擇、燈具選擇、鎮(zhèn)流器選擇及照明方式設(shè)計(jì)不合理，盲目提高照度，照明控制方式不當(dāng)，未增加光控設(shè)備，導(dǎo)致部分照明設(shè)施白白浪費(fèi)大量電能等。

2 實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能的途徑

2.1 電源節(jié)能

在電網(wǎng)投入運(yùn)行后，電能在傳輸過(guò)程中由于需要經(jīng)過(guò)各種電壓等級(jí)的線(xiàn)路以及多次的升壓與降壓過(guò)程，會(huì)在線(xiàn)路和變壓器中產(chǎn)生形式為發(fā)熱而無(wú)法利用的能量損耗，這些損耗一般占系統(tǒng)有功功率的15%-20%。線(xiàn)路損耗與電網(wǎng)輸入量的百分率（線(xiàn)損率）反映了電網(wǎng)輸送和分配電能的效率，而我國(guó)的線(xiàn)損率比一些發(fā)達(dá)國(guó)家要高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，若線(xiàn)損率能夠降低1-2個(gè)百分點(diǎn)，就可節(jié)電90.9-181.8億kWh。由此可以看出，降低線(xiàn)路損耗和變壓器損耗是實(shí)現(xiàn)電源節(jié)能的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。

（1）降低線(xiàn)路損耗的途徑有以下幾種：選用電阻率較小的材質(zhì)做導(dǎo)線(xiàn)，并增大導(dǎo)線(xiàn)截面，降低線(xiàn)路電阻；優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)供電線(xiàn)路時(shí)應(yīng)盡量走直線(xiàn)，使線(xiàn)路最短，避免迂回供電，選擇最經(jīng)濟(jì)最合理的供電線(xiàn)路；對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行升壓改造，簡(jiǎn)化變電層次和電壓等級(jí)，在線(xiàn)路絕緣水平允許的情況下，將原有線(xiàn)路進(jìn)行升壓，可降低可變損耗，節(jié)省大量資金；變壓器的放置應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的變化而變化，越接近負(fù)荷中心，供電距離越短，線(xiàn)路損耗就越少；選用正確的電動(dòng)機(jī)和變壓器等設(shè)備容量，并安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器，減少無(wú)功線(xiàn)路損耗，提高功率因數(shù)。

（2）降低變壓器損耗的途徑有以下幾種：選擇合理的變壓器，如油浸變壓器或干式變壓器，減少鐵損和銅損，也可以選用調(diào)容變壓器，根據(jù)負(fù)荷的變化調(diào)整變壓器容量，避免過(guò)載或負(fù)載率低，使變壓器的實(shí)際負(fù)荷接近設(shè)計(jì)的最佳負(fù)荷；從材料和生產(chǎn)工藝方面著手，改造現(xiàn)有的高能耗變壓器；通過(guò)削峰填谷的方式調(diào)整負(fù)荷，合理安排不同用戶(hù)的用電時(shí)間，減少空載損耗，提高變壓器的負(fù)荷率；采用變壓器損耗最小的運(yùn)行方式，同一變電站的多臺(tái)變壓器需并聯(lián)運(yùn)行，可以合理分配負(fù)荷，安全持續(xù)使用。

2.2 動(dòng)力節(jié)能

在當(dāng)今社會(huì)中，電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用十分普遍，耗電量極大，電動(dòng)機(jī)負(fù)荷占總發(fā)電量的60%-70%，其中交流電動(dòng)機(jī)占電動(dòng)機(jī)總發(fā)電量的85%。因此，動(dòng)力節(jié)能是建筑電氣節(jié)能的重中之重，具有很大的潛力。動(dòng)力節(jié)能應(yīng)遵循全面改進(jìn)電動(dòng)機(jī)及相關(guān)機(jī)械設(shè)備、優(yōu)化設(shè)備系統(tǒng)的原則，其主要節(jié)能措施如下：

（1）抓住節(jié)能要點(diǎn)，根據(jù)使用場(chǎng)合的不同選擇最經(jīng)濟(jì)最合理的電動(dòng)機(jī)，通過(guò)改進(jìn)控制等方式提高電動(dòng)機(jī)的有效使用率。

（2）提高現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率，根據(jù)銅損和鐵損的不同特點(diǎn)采取對(duì)應(yīng)措施減少電動(dòng)機(jī)損耗。在節(jié)電的同時(shí)還可以保護(hù)電動(dòng)機(jī)，延長(zhǎng)其壽命。此外，還可以選擇低噪聲節(jié)電型電動(dòng)機(jī)。

（3）將具有高效率驅(qū)動(dòng)性能及良好控制特性的變頻器應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵、電梯和空調(diào)等設(shè)備中，可以實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速，不僅能節(jié)約大量電能，而且可提高設(shè)備的控制水平和質(zhì)量。

2.3 照明節(jié)能

照明在各類(lèi)建筑中是一項(xiàng)基本的系統(tǒng)工程，近些年來(lái)綠色照明被人們普遍提倡。所謂綠色照明是對(duì)天然光源利用、光源選擇、燈具控制、照明方式以及照明維護(hù)管理等方面的綜合考慮，主要目的是為了提高照明系統(tǒng)的總效率。在保證照明數(shù)量和質(zhì)量以及注重營(yíng)造健康舒適環(huán)境的前提下，大力節(jié)約照明用電。照明節(jié)能的主要措施如下：

（1）充分利用天然光源，將室內(nèi)采光和照明有機(jī)結(jié)合起來(lái)。

（2）選擇高光效光源，盡量減少使用白熾燈，優(yōu)先選用熒光燈，積極推廣高效的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。

（3）根據(jù)使用場(chǎng)合的不同，選擇光通量維持率好與控光合理的高效率節(jié)能燈具。

（4）合理選擇氣體放電燈的啟動(dòng)設(shè)備，采用低功耗節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。

（5）根據(jù)照度標(biāo)準(zhǔn)的不同，結(jié)合一般照明、重點(diǎn)照明、裝飾照明與混合照明，合理安排照明方式。

（6）根據(jù)照度的變化，優(yōu)選照明控制方式，可采用自動(dòng)控光、分區(qū)控光、遠(yuǎn)程集中控光等方式。

（7）燈具在使用的過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)保養(yǎng)，使用時(shí)間越長(zhǎng)，光能損耗越多，同時(shí)附著在燈具上的灰塵等也會(huì)引起較大光損，縮短燈具壽命，所以應(yīng)做好照明維護(hù)管理工作。

2.4 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

除了上述三種建筑電氣節(jié)能途徑外，建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)則提供了一種更為科學(xué)有效的方法。建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)始于上世紀(jì)70年代的能源危機(jī)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，尤其伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)日趨完善，它可以全面地對(duì)建筑物中各類(lèi)設(shè)備進(jìn)行控制，在滿(mǎn)足建筑功能的前提下，最大限度地節(jié)能。

（1）供配電監(jiān)控系統(tǒng)。供配電監(jiān)控系統(tǒng)基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，由計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)和控制設(shè)備組成。通信網(wǎng)絡(luò)將計(jì)算機(jī)、控制設(shè)備和供配電系統(tǒng)中帶有通信接口的開(kāi)關(guān)連接起來(lái)，可檢測(cè)電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)以及設(shè)備是否運(yùn)行良好等，最終由工作人員在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作和管理，確保了供配電系統(tǒng)的節(jié)能和安全運(yùn)行。

（2）照明監(jiān)控系統(tǒng)。在一些大型公共建筑中，盡管照明產(chǎn)生的耗電量極大，但是為了滿(mǎn)足建筑功能，不能片面地為了節(jié)能而減少照明，而應(yīng)該采取科學(xué)的節(jié)能方法，照明監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)就很好地解決了這一問(wèn)題。照明監(jiān)控系統(tǒng)將不同時(shí)間和不同地點(diǎn)的照度轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的預(yù)設(shè)參數(shù)并存儲(chǔ)在EPROM中，通過(guò)設(shè)定值和實(shí)際值的比較，控制照明，達(dá)到節(jié)能的目的。照明監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用不但可以節(jié)約大量電能，還可以延長(zhǎng)燈具壽命，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)，不同的照明控制方式還能增強(qiáng)建筑的視覺(jué)效果。

［1］王黎麗.建筑節(jié)能的現(xiàn)狀及發(fā)展述略[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2008（3）.

［2］文桂萍.建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)的探討[J].四川建筑科學(xué)研究，2007,33（6）.