淺談建筑工程中建筑電氣節(jié)能措施

摘要能源問題是當今世界各國普遍重視的問題，被公認為人類面臨四大生存問題之一。隨著各國工業(yè)化進程的發(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，能源危機的總趨勢不可避免。而在能源消耗中，作為人類活動基本場所的建筑，其使用過程中所消耗的能量，在社會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)濟的方法之一，也是建筑業(yè)發(fā)展必須重視的根本問題。

關(guān)鍵詞建筑工程電氣節(jié)能措施

能源資源緊缺是我國也是當今世界各國面臨的一個嚴重問題。我國單位GDP能耗是美國的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經(jīng)濟能否持續(xù)發(fā)展的重要因素。在我國，由于建筑能耗約占全國總能耗的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、施工、運行階段采取相應(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、我國建筑節(jié)能現(xiàn)狀分析

目前，我國擁有世界第三大能源系統(tǒng)，一次能源總產(chǎn)量僅次于美國和俄羅斯。建筑節(jié)能是貫徹國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，也是我國經(jīng)濟工作中的戰(zhàn)略重點之一。但我國的人口眾多，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。很多學(xué)者將我國節(jié)能工作與發(fā)達國家的節(jié)能工作進行比較后認為，雖然我國能耗總量呈下降趨勢，但是建筑能耗將持續(xù)上升，占社會總能耗的比例也將增長，而且消費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)乎中國經(jīng)濟的前途，也關(guān)乎全球的經(jīng)濟發(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；滿足上下左右的運輸通道通暢無阻；滿足特殊工藝要求，如游樂場所的一些游樂設(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)備運行提供必需的動力，按照用電設(shè)備對于負荷容量、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，促進電能合理利用。

2.實際性。節(jié)能應(yīng)按國情充分考慮實際經(jīng)濟效益，不能因為節(jié)能而過高地消耗投資，增加運行費用。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間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運行費用收回。

3.節(jié)能性。節(jié)能的著眼點，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、測量儀表、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、動力配電箱柜、控制箱等）、用電設(shè)備（風機、水泵、燈具等）、應(yīng)急電源（發(fā)電機、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)生在電動機、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、電動機、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方面：空載損耗（鐵損nl）、負載損耗（銅損ll）和雜散損耗。一種評價變壓器能源效率比較全面的方法是總擁有費用法。所謂總擁有費用（toc），就是變壓器的初始投資和其在使用期內(nèi)的損耗費用之和?？倱碛匈M用法是通過比較具有不同效率水平和不同價格的變壓器的總擁有費用，按照總擁有費用最低來選擇變壓器的效率水平的。無論對于電力企業(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用，從而達到節(jié)約資金的目的。

2.電力電纜能效分析。傳統(tǒng)的設(shè)計方法按載流量選擇導(dǎo)線截面時只計算初始投資，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)計人員以電纜溫升、熱效應(yīng)及電壓降的校驗為選擇條件來確定電纜截面，不一定是最合理的。利用總擁有費用法來確定導(dǎo)體電流密度的目的，就是在已知負荷的情況下，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)濟的負荷范圍，以尋求投資的最優(yōu)方案，取得最理想的經(jīng)濟效益。導(dǎo)線的經(jīng)濟電流密度正是這種優(yōu)化設(shè)計的內(nèi)容之一。

3.電動機能效分析。在建筑領(lǐng)域的電氣設(shè)計中，大量的中小型電動機被廣泛應(yīng)用。電動機在總用電量中占的比重也很大，其產(chǎn)生的能耗也是相當可觀的。因此，在建筑電氣設(shè)計中，設(shè)計師必須充分考慮影響電動機效率的因素，包括與負荷無關(guān)的損耗（常量），隨負荷增加的損耗（變量）及設(shè)計環(huán)節(jié)所增加的損耗的情況，分析高效電動機的節(jié)能效果以及不同的電動機系統(tǒng)對能耗的影響情況，才能夠選擇高效電機從而搭建合理的電機系統(tǒng)。

4.燈具能效分析。國內(nèi)外有現(xiàn)行的建筑照明節(jié)能標準作為設(shè)計依據(jù)，在設(shè)計建筑電氣中設(shè)計師必須執(zhí)行合理、適當?shù)慕ㄖ彰鞴?jié)能標準，分析氣體放電類光源的各類鎮(zhèn)流器的能耗情況，同時分析比較實際工程實例中各類鎮(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)具有同時性和集中性兩大特點，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)備的各個環(huán)節(jié)發(fā)生。其中同時性即電力生產(chǎn)的輸送、分配、轉(zhuǎn)換是同時進行的，無法進行大量的儲存；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)貫徹實用、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進的原則。

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

合理選擇變壓器的容量和臺數(shù)，以適應(yīng)由于季節(jié)性造成的負荷變化時能夠靈活投切變壓器，實現(xiàn)經(jīng)濟運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。在設(shè)計中還應(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)備如電動機、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)計供配電系統(tǒng)在電氣節(jié)能中起著非常重要的作用。

2.對建筑電氣系統(tǒng)運行加以強化管理。加強對建筑電氣系統(tǒng)運行的管理，同樣可達到節(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)備的運行狀況。如果使各種設(shè)備安全、有效、穩(wěn)定地運行，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)并利用功能強大、界面友好的控制軟件也是保證電氣系統(tǒng)節(jié)能運行的有效措施。（3）人員技術(shù)培訓(xùn)管理：加強對電工的培訓(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)能型電動機。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、改進照明控制。目前熒光類高效節(jié)能燈已廣泛普及，國外普遍看好的發(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。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)計將有重大突破。

五、結(jié)束語

能源問題是當今世界各國普遍重視的問題，被公認為人類面臨四大生存問題之一。隨著各國工業(yè)化進程的發(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，能源危機的總趨勢不可避免。而在能源消耗中，作為人類活動基本場所的建筑，其使用過程中所消耗的能量，在社會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、施工、運行中，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)計和運行管理方案，就完全可以有效地提高能源利用率，實現(xiàn)了節(jié)能目標。