【摘 要】 近幾十年來(lái)，隨著節(jié)能減排需求進(jìn)一步深入，降低能源消耗越來(lái)越成為企業(yè)降低成本的著力點(diǎn)，采取必要的節(jié)能方案降低不必要的電力和其它能源的浪費(fèi)正在成為建筑電氣設(shè)計(jì)行業(yè)的研究重點(diǎn)。目前，國(guó)際上已經(jīng)形成了一系列建筑電氣相關(guān)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。因此，研究在保證建筑功能完備的前提下，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置電氣設(shè)備，使用低功耗的電氣元件、提高設(shè)備運(yùn)行效率、利用率等方式是提高建筑電氣節(jié)能效率是最佳途徑。本文從建筑電氣中的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、方法途徑，以及變壓器容量、臺(tái)數(shù)的選擇、供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電機(jī)選擇與使用以及照明設(shè)備的選擇與控制方式，論述了電氣設(shè)計(jì)中的幾種有效的節(jié)能措施。

【關(guān)鍵詞】 節(jié)能減排，建筑，電氣

1.引言

當(dāng)前，我國(guó)在建筑行業(yè)的能源消耗在社會(huì)總能耗的比例高達(dá)46.7%，各種建筑物使用中的能耗占到了社會(huì)總能耗的27.7%。以經(jīng)濟(jì)大省山東為例，預(yù)計(jì)到2020年，如果全省范圍內(nèi)的城鎮(zhèn)建筑全部達(dá)到國(guó)標(biāo)規(guī)定的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，那么每年可節(jié)約至少3000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，等效于每年可減少電力投資1000億元，并減少空氣污染物排放量1530萬(wàn)噸。節(jié)約電能，提高電能使用效率已然成為民用建筑電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題。建筑電氣節(jié)能應(yīng)堅(jiān)持三個(gè)原則（1）滿足建筑物的基本功能要求，（2）對(duì)實(shí)際經(jīng)濟(jì)效率的考率，（3）節(jié)約無(wú)謂的能量消耗。

2.建筑電氣節(jié)能理論

2.1 建筑節(jié)能技術(shù)的定義

上世紀(jì)七十年代能源危機(jī)在全世界范圍內(nèi)蔓延，觸發(fā)了人們開始對(duì)建筑節(jié)能技術(shù)的進(jìn)行探究，這也導(dǎo)致各個(gè)行業(yè)的人士對(duì)建筑節(jié)能具體實(shí)施技術(shù)展開了深入的研究。所謂的建筑節(jié)能技術(shù)，定義如下：是指在充分保障建筑物功能最低要求的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)建筑物的所有子系統(tǒng)（包括冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)、照明等）的電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)化管理，提高設(shè)備的使用效率，使設(shè)備維持最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)，減少不必要的浪費(fèi)和開銷，從而達(dá)到有效地節(jié)能的目標(biāo)。

2.2 建筑能耗的主體

統(tǒng)計(jì)資料表明，建筑能耗占據(jù)社會(huì)總能耗的比重高達(dá)27%，成為節(jié)能減排的最具潛力的行業(yè)。通過(guò)對(duì)建筑能耗的分析發(fā)現(xiàn)，能耗的主體包括以下幾個(gè)方面：

A.建筑中電力電纜的能耗

由于電纜內(nèi)部本身存在電阻的緣故，在傳輸過(guò)程中，電能會(huì)以熱能的形式浪費(fèi)掉一部分，而浪費(fèi)的電能的功率是同電力傳輸?shù)倪h(yuǎn)近、電纜的批次型號(hào)、電纜的長(zhǎng)度、品牌、尺寸粗細(xì)等參數(shù)相關(guān)，基于此，在多方面總體考慮線纜的成本、需求和效率的基礎(chǔ)上，選擇建筑使用的電纜，可有效降低建筑能耗。

B.建筑中照明部分的能耗

相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，照明所消耗的電能占到了總的電能消耗的比例高達(dá)六分之一，因此提高照明系統(tǒng)的效率，無(wú)疑可以較大幅度降低照明能耗，從而節(jié)約大量的電能。對(duì)建筑照明節(jié)能進(jìn)行設(shè)計(jì)的基本原則就是，必須在保證照明質(zhì)量的要求下，充分利用可再生能源（如自然光、太陽(yáng)能、風(fēng)能等）降低建筑物內(nèi)照明對(duì)能源的耗費(fèi)。

C.建筑中電力變壓器能耗

根據(jù)建筑的規(guī)模和功能區(qū)分，建筑設(shè)計(jì)時(shí)需要選擇不同類型、規(guī)格、數(shù)量的變壓器，統(tǒng)計(jì)資料顯示，在發(fā)變電系統(tǒng)中，變壓器的浪費(fèi)可占到總發(fā)電量的十分之一，除此以外，變壓器消耗的電能占到建筑電能總耗費(fèi)的接近一半。所以，研究并制造出可以節(jié)能的變壓器，提高變壓器運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，可以在降低建筑電氣能耗中發(fā)揮極為重要的作用。

3.建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

電氣節(jié)能設(shè)計(jì)不能以犧牲建筑功耗損害使用需求為代價(jià)，更不能盲目增加投資來(lái)為了節(jié)能而節(jié)能，電氣中的節(jié)能措施必須遵循以下原則：

A.適用性就是滿足建筑物內(nèi)部創(chuàng)造適宜的人工環(huán)境提供必需的能源，為建筑設(shè)備供給需要的動(dòng)力，依據(jù)供電設(shè)備對(duì)于負(fù)荷容量與供電可靠性等諸多方面的要求，來(lái)對(duì)配電設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，提高電能使用效率。

B.實(shí)際性也要充分考慮經(jīng)濟(jì)效益因素，合理地選擇節(jié)能設(shè)備材料，使節(jié)能增加的投入在最短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能降低的運(yùn)行費(fèi)用收回。

C.節(jié)能需考慮采取措施減少與建筑物功耗不相關(guān)的消耗，比如電氣設(shè)備自身的耗能，傳輸線路上的電能損失等，這些都是節(jié)能的入手點(diǎn)

變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)

制造廠設(shè)計(jì)的變壓器一般的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)荷率在百分之四十到六十，在變壓器設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量使用低能耗的新型高能效變壓器，確定其臺(tái)數(shù)和容量時(shí)，盡可能使變壓器負(fù)荷率在百分之四十到六十。同時(shí)在保證容量和負(fù)荷率的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量減少變壓器的數(shù)量，選擇大容量的變壓器，從而減少變壓器損耗。另外，在空調(diào)的負(fù)荷較大的情況下，可使用單獨(dú)一臺(tái)變壓器作專用空調(diào)變壓器，在空調(diào)關(guān)閉時(shí)停止變壓器工作，以達(dá)到節(jié)能的目的。

3.建筑電氣節(jié)能措施

3.1 對(duì)電氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)建筑電氣系統(tǒng)的時(shí)候，必須根據(jù)各種電氣系統(tǒng)的差異計(jì)算電氣的負(fù)荷，并給出節(jié)能設(shè)計(jì)方案。在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，需要深入現(xiàn)場(chǎng)，了解建筑物的光照強(qiáng)度、周邊環(huán)境等因素，加強(qiáng)同業(yè)主的交流和溝通，認(rèn)認(rèn)真真地了解業(yè)主的照明需求，堅(jiān)持以人為本，結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)、功能、環(huán)境等因素，利用最佳的技術(shù)和設(shè)計(jì)最優(yōu)的方案，與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)，與時(shí)俱進(jìn)，才能夠及時(shí)掌握最前沿的節(jié)能新技術(shù)。除此以外，電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的最終成果還應(yīng)該引入第三方的評(píng)估機(jī)構(gòu)，對(duì)圖紙的科學(xué)合理性也要進(jìn)行充分的審核和考核，提高施工圖紙的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3.2 合理選擇電線及電纜

影響建筑物內(nèi)部線纜對(duì)電能消耗的兩大因素是線纜橫截面積和供電的方式，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，多達(dá)4%的輸入電能是在電纜環(huán)節(jié)被消耗掉的。會(huì)產(chǎn)生有功、無(wú)功功率的消耗，這是在電能通過(guò)線纜傳輸?shù)倪^(guò)程中無(wú)法避免的，因此，除了選擇銅導(dǎo)線做電纜外，還應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面降低電線及電纜的損耗：首先減少線纜的總長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)路線盡量從點(diǎn)到點(diǎn)，用直線的形式，盡可能避免形成回頭線。在建筑物的中心安放變壓器，使得從變壓器到所有負(fù)載的距離之和到最短，從而降低總的電纜損耗，在高層建筑物的豎井旁邊設(shè)計(jì)低壓配電間，保證低壓配電間到干線的距離始終最短，還能夠避免回頭線；其次就是使用直徑大的導(dǎo)線可以降低電阻消耗。在經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效率之間進(jìn)行折中，選擇經(jīng)濟(jì)效益佳的電纜。

3.3 建筑用電動(dòng)機(jī)的節(jié)能

建筑物需要使用風(fēng)機(jī)通風(fēng)，水泵往高層輸水，這都離不開建筑用的電動(dòng)機(jī)，不同類型的建筑內(nèi)部，這部分電動(dòng)機(jī)能耗比是不相同的。有資料顯示，在超高層酒店里面，水泵的耗電量在總能耗的比重達(dá)30%之多。這也是建筑電氣節(jié)能的潛力部分。首先是選取效率較高的電動(dòng)機(jī)，從而提高電動(dòng)機(jī)的功效；其次，必須要根據(jù)負(fù)荷的不同特性，使得電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率同電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性完美匹配，有效地提高電動(dòng)機(jī)的效率；第三選用具備自優(yōu)化功能的電動(dòng)機(jī)，平穩(wěn)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，然后保證設(shè)備處于全壓運(yùn)行，可有效提高電能轉(zhuǎn)化率和機(jī)械能使用效率。

3.4 合理選擇節(jié)能光源

最為明顯，也是最為直接的建筑節(jié)能措施就是選擇節(jié)能的光源，統(tǒng)計(jì)資源表明，白熾燈的發(fā)光效率僅為熒光燈的四分之一，白熾燈壽命僅是熒光燈的七分之一，除此以外熒光燈還具有白熾燈不具備的諸多優(yōu)點(diǎn)（如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、光纖柔和、壽命長(zhǎng)、無(wú)頻閃和無(wú)輻射），熒光燈在建筑中得到廣泛應(yīng)用，熒光燈對(duì)于提高建筑物的節(jié)能效率起著至關(guān)重要的作用。

4.結(jié)束語(yǔ)

總之，建筑電氣處處都可以進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，只有靜心設(shè)計(jì)，以人為本，便于實(shí)施和管理，才能取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)。提高建筑物電氣設(shè)備的運(yùn)行效率，降低電能消耗，是未來(lái)建筑電氣設(shè)計(jì)的大勢(shì)所趨，也符合當(dāng)前世界綠色，可持續(xù)發(fā)展的國(guó)際準(zhǔn)則，也是降低建筑物設(shè)計(jì)，建筑，使用成本的有效途徑，可以說(shuō)是功在當(dāng)代，利在千秋。

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