淺談建筑工程中建筑電氣節(jié)能措施

王　葦

（新疆恒達(dá)建設(shè)工程有限責(zé)任公司新疆精河833300）

淺談建筑工程中建筑電氣節(jié)能措施

王葦

（新疆恒達(dá)建設(shè)工程有限責(zé)任公司新疆精河833300）

能源問題是當(dāng)今世界各國(guó)普遍重視的問題，被公認(rèn)為人類面臨四大生存問題之一。隨著各國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，地球上可供人類利用的石油、煤炭、天然氣等燃料資源日漸枯竭，能源危機(jī)的總趨勢(shì)不可避免。而在能源消耗中，作為人類活動(dòng)基本場(chǎng)所的建筑，其使用過程中所消耗的能量，在社會(huì)總能耗中占有很大的比例。因此，就節(jié)約能源而言，建筑節(jié)能無疑是節(jié)約能源最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法之一，也是建筑業(yè)發(fā)展必須重視的根本問題。

建筑工程 電氣節(jié)能 措施

能源資源緊缺是我國(guó)也是當(dāng)今世界各國(guó)面臨的一個(gè)嚴(yán)重問題。我國(guó)單位GDP能耗是美國(guó)的3倍多，日本的6倍多，合理節(jié)約能源和有效提高能源利用效率將是我國(guó)經(jīng)濟(jì)能否持續(xù)發(fā)展的重要因素。在我國(guó)，由于建筑能耗約占全國(guó)總能耗的26.7％，位居能耗首位，因此建筑節(jié)能刻不容緩。而電氣能耗是建筑能耗的主要組成部分，建筑節(jié)能的關(guān)鍵在于電氣節(jié)能，因此，在建筑電氣工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行階段采取相應(yīng)的技術(shù)方法和預(yù)防和控制技術(shù)措施，保證建筑電氣在充分滿足、完善建筑物功能要求的前提下，減少能源消耗，提高能源利用率。

一、我國(guó)建筑節(jié)能現(xiàn)狀分析

目前，我國(guó)擁有世界第三大能源系統(tǒng)，一次能源總產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)和俄羅斯。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。但我國(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。節(jié)約能源、降低能源消耗、提高能源效率關(guān)乎中國(guó)經(jīng)濟(jì)的前途，也關(guān)乎全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

二、建筑電氣節(jié)能

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)輸通道通暢無阻；滿足特殊工藝要求，如游樂場(chǎng)所的一些游樂設(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。

三、建筑電氣能耗

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。

1.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)用最低來選擇變壓器的效率水平的。無論對(duì)于電力企業(yè)還是非電力企業(yè)用戶，都能通過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。

2.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)線的截面選擇過小，將增加電能的損耗；選擇的過大，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)為選擇條件來確定電纜截面，不一定是最合理的。利用總擁有費(fèi)用法來確定導(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。

3.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)。

4.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。

四、建筑電氣節(jié)能措施

電力生產(chǎn)具有同時(shí)性和集中性兩大特點(diǎn)，決定了能耗將在該建筑物電氣系統(tǒng)從變電、傳輸?shù)接秒娫O(shè)備的各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生。其中同時(shí)性即電力生產(chǎn)的輸送、分配、轉(zhuǎn)換是同時(shí)進(jìn)行的，無法進(jìn)行大量的儲(chǔ)存；集中性即電力生產(chǎn)是高度集中的部門，調(diào)度和檢修必須是統(tǒng)一的。

建筑供配電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的最終用戶端，通常由電源系統(tǒng)、變配電設(shè)備、傳輸線路、配電設(shè)備、用電設(shè)備等組成。建筑電氣節(jié)能水平可通過采取有效的措施加以提高，節(jié)能措施還應(yīng)貫徹實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的原則。

1.優(yōu)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員針對(duì)每項(xiàng)電氣分項(xiàng)工程，都有較詳細(xì)的電氣負(fù)荷計(jì)算書和采取相應(yīng)的節(jié)能措施。在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)，按照“以人為本”的設(shè)計(jì)思路，深入現(xiàn)場(chǎng)，通過與業(yè)主進(jìn)行有效溝通，了解工程的具體情況；根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)、建筑使用功能要求、建筑物的結(jié)構(gòu)特征和周圍環(huán)境特點(diǎn)等多方面因素的綜合考慮，進(jìn)行全面的技術(shù)分析比較，力求最佳的設(shè)計(jì)方案。還要掌握各種節(jié)能新技術(shù)，并在設(shè)計(jì)中適當(dāng)采用可獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。政府有關(guān)職能部門也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)項(xiàng)目的審核管理，可以委托相關(guān)技術(shù)部門如學(xué)會(huì)等對(duì)設(shè)計(jì)圖紙文件進(jìn)行嚴(yán)格審查。

合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，以適應(yīng)由于季節(jié)性造成的負(fù)荷變化時(shí)能夠靈活投切變壓器，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行減少由于輕載運(yùn)行造成的不必要電能損耗。在設(shè)計(jì)中還應(yīng)盡量減少三相不平衡度。在供配電系統(tǒng)中的某些用電設(shè)備如電動(dòng)機(jī)、變壓器、燈具的鎮(zhèn)流器以及很多家用電器等都具有電感性，會(huì)產(chǎn)生滯后的無功電流，它要從系統(tǒng)中經(jīng)過高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端，無形中又增加了線路的功率損耗。因此，合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)在電氣節(jié)能中起著非常重要的作用。

2.對(duì)建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行加以強(qiáng)化管理。加強(qiáng)對(duì)建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行的管理，同樣可達(dá)到節(jié)能的效果。主要管理措施有：（1）設(shè)備管理：電氣節(jié)能在很大程度上取決于設(shè)備的運(yùn)行狀況。如果使各種設(shè)備安全、有效、穩(wěn)定地運(yùn)行，出現(xiàn)故障能快速排除，則可以節(jié)約能量。（2）控制管理：開發(fā)并利用功能強(qiáng)大、界面友好的控制軟件也是保證電氣系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行的有效措施。（3）人員技術(shù)培訓(xùn)管理：加強(qiáng)對(duì)電工的培訓(xùn)，提高管理人員素質(zhì)，以保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和設(shè)備的使用效率，才能在電氣節(jié)能中有所作為。（4）選用先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備、器具。首先，選用節(jié)能型變壓器、節(jié)能型電動(dòng)機(jī)。其次，照明用電為建筑物用電量的20％～40％，降低照明用電尤為重要，其主要途徑包括：發(fā)展高效光源、采用高效燈具、改進(jìn)照明控制。目前熒光類高效節(jié)能燈已廣泛普及，國(guó)外普遍看好的發(fā)展方向是led光源，比目前的節(jié)能燈效率更高，發(fā)光光譜可在大范圍選擇，使用壽命可大大延長(zhǎng)。盡管目前l(fā)ed的成本、效率都無法與熒光類節(jié)能燈相比，但在最近10～20年內(nèi)預(yù)計(jì)將有重大突破。

五、結(jié)束語

能源問題是當(dāng)今世界各國(guó)普遍重視的問題，被公認(rèn)為人類面臨四大生存問題之一。隨著各國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，地球上可供人類利用的石油、煤炭、天然氣等燃料資源日漸枯竭，能源危機(jī)的總趨勢(shì)不可避免。而在能源消耗中，作為人類活動(dòng)基本場(chǎng)所的建筑，其使用過程中所消耗的能量，在社會(huì)總能耗中占有很大的比例。因此，就節(jié)約能源而言，建筑節(jié)能無疑是節(jié)約能源最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法之一，也是建筑業(yè)發(fā)展必須重視的根本問題。通過分析結(jié)果表明，在建筑電氣工程的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行中，如果采取一些有效的技術(shù)方法和技術(shù)措施，提出完整的建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理方案，就完全可以有效地提高能源利用率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能目標(biāo)。