淺析建筑工程中建筑電氣能耗

高峰 戚成志

濟(jì)南四建集團(tuán)

1 我國(guó)建筑節(jié)能現(xiàn)狀分析

建筑節(jié)能是貫徹國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)工作中的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。我國(guó)的人口眾多，人均擁有量很低，建筑節(jié)能工作起步較晚，能源效率低下，未來(lái)建筑能源需求量很大，建筑節(jié)能工作任重而道遠(yuǎn)。很多學(xué)者將我國(guó)節(jié)能工作與發(fā)達(dá)國(guó)家的節(jié)能工作進(jìn)行比較后認(rèn)為，雖然我國(guó)能耗總量呈下降趨勢(shì)，但是建筑能耗將持續(xù)上升，占社會(huì)總能耗的比例也將增長(zhǎng)，而且消費(fèi)的主要是不可再生資源。

2 建筑電氣節(jié)能特點(diǎn)

2.1 建筑電氣節(jié)能原則

建筑電氣節(jié)能是建筑節(jié)能的重要內(nèi)容，它既不能以犧牲建筑功能、損害使用需求為代價(jià)，也不能盲目增加投資、為節(jié)能而節(jié)能。因此，建筑電氣節(jié)能工作應(yīng)該遵循以下原則：

(1)適用性。應(yīng)滿足建筑物的使用功能，即滿足照明的照度、色溫、顯色指數(shù)；滿足舒適衛(wèi)生；滿足上下左右的運(yùn)輸通道通暢無(wú)阻；滿足特殊工藝要求，如游樂(lè)場(chǎng)所的一些游樂(lè)設(shè)施的設(shè)備用電，展廳的藝術(shù)照明及動(dòng)力用電等。為建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好人工環(huán)境提供必要的能源，為建筑設(shè)備運(yùn)行提供必需的動(dòng)力，按照用電設(shè)備對(duì)于負(fù)荷容量、電能質(zhì)量與供電可靠性等方面的要求，來(lái)優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)，促進(jìn)電能合理利用。

(2)實(shí)際性。節(jié)能應(yīng)按國(guó)情充分考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，不能因?yàn)楣?jié)能而過(guò)高地消耗投資，增加運(yùn)行費(fèi)用。合理選用節(jié)能設(shè)備及材料，使節(jié)能增加的投資能在較短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少下來(lái)的運(yùn)行費(fèi)用收回。

(3)節(jié)能性。節(jié)能的著眼點(diǎn)，應(yīng)是節(jié)省無(wú)謂損耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物的功能無(wú)關(guān)的，再考慮采取相應(yīng)的措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路的功率損耗都是無(wú)用的能量損耗；又如量大面廣的照明容量，可采用先進(jìn)技術(shù)成果使其能耗降低。

2.2 建筑電氣能耗分析

(1)建筑電氣系統(tǒng)能耗點(diǎn)分析

在建筑電氣系統(tǒng)中，涉及的電氣設(shè)備主要有銅母線、測(cè)量?jī)x表、電氣元件(斷路器、電流互感器、電壓互感器等)、電力變壓器、電力電纜、配電箱柜(照明配電箱、動(dòng)力配電箱柜、控制箱等)、用電設(shè)備(風(fēng)機(jī)、水泵、燈具等)、應(yīng)急電源(發(fā)電機(jī)、蓄電池組等)等。在上述電氣設(shè)備的功率損耗是來(lái)自于導(dǎo)體的電阻和磁性材料中的損耗，并且主要發(fā)生在電動(dòng)機(jī)、燈具等電氣設(shè)備、電力變壓器和所有敷設(shè)的電力電纜之中，因此我們主要分析電力變壓器、電力電纜、電動(dòng)機(jī)、燈具(氣體放電燈等)的能耗情況。

(2)電力變壓器能效分析

電力變壓器的損耗主要分為三個(gè)方面：空載損耗(鐵損nl)、負(fù)載損耗(銅損ll)和雜散損耗。一種評(píng)價(jià)變壓器能源效率比較全面的方法是總擁有費(fèi)用法。

所謂總擁有費(fèi)用(toc)，就是變壓器的初始投資和其在使用期內(nèi)的損耗費(fèi)用之和?？倱碛匈M(fèi)用法是通過(guò)比較具有不同效率水平和不同價(jià)格的變壓器的總擁有費(fèi)用，按照總擁有費(fèi)用最低來(lái)選擇變壓器的效率水平的。

無(wú)論對(duì)于電力企業(yè)還是非電力企業(yè)用戶，都能通過(guò)此方法比較變壓器的總擁有費(fèi)用，從而達(dá)到節(jié)約資金的目的。

(3)電力電纜能效分析

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法按載流量選擇導(dǎo)線截面時(shí)只計(jì)算初始投資，導(dǎo)線的截面選擇過(guò)小，將增加電能的損耗；選擇的過(guò)大，則增加初始投資。從理論上講，增加電纜截面可將損耗減小到很小，但電纜所增加的費(fèi)用幾乎抵消了為追求好的配電效率而產(chǎn)生的節(jié)約。因此，設(shè)計(jì)人員以電纜溫升、熱效應(yīng)及電壓降的校驗(yàn)為選擇條件來(lái)確定電纜截面，不一定是最合理的。利用總擁有費(fèi)用法來(lái)確定導(dǎo)體電流密度的目的，就是在已知負(fù)荷的情況下，選擇最佳的導(dǎo)線截面；或是在已選定導(dǎo)體截面的情況下，確定經(jīng)濟(jì)的負(fù)荷范圍，以尋求投資的最優(yōu)方案，取得最理想的經(jīng)濟(jì)效益。導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)電流密度正是這種優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容之一。

(4)電動(dòng)機(jī)能效分析

在建筑領(lǐng)域的電氣設(shè)計(jì)中，大量的中小型電動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用。電動(dòng)機(jī)在總用電量中占的比重也很大，其產(chǎn)生的能耗也是相當(dāng)可觀的。因此，在建筑電氣設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師必須充分考慮影響電動(dòng)機(jī)效率的因素，包括與負(fù)荷無(wú)關(guān)的損耗(常量)，隨負(fù)荷增加的損耗(變量)及設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)所增加的損耗的情況，分析高效電動(dòng)機(jī)的節(jié)能效果以及不同的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)對(duì)能耗的影響情況，才能夠選擇高效電機(jī)從而搭建合理的電機(jī)系統(tǒng)。

(5)燈具能效分析

國(guó)內(nèi)外有現(xiàn)行的建筑照明節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)，在設(shè)計(jì)建筑電氣中設(shè)計(jì)師必須執(zhí)行合理、適當(dāng)?shù)慕ㄖ彰鞴?jié)能標(biāo)準(zhǔn),分析氣體放電類光源的各類鎮(zhèn)流器的能耗情況，同時(shí)分析比較實(shí)際工程實(shí)例中各類鎮(zhèn)流器的能耗，盡量選用新型的智能照明節(jié)電器。

3 小結(jié)

分析結(jié)果表明，在建筑電氣工程中，能耗主要發(fā)生在電動(dòng)機(jī)、燈具等電氣設(shè)備、電力變壓器和所有敷設(shè)的電力電纜之中，只要在建筑電氣設(shè)計(jì)工作中遵循適用性、實(shí)際性、節(jié)能性的基本原則，就可以有效地提高能源利用率，控制建筑電氣能耗。