范恩宏

摘要：在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，對(duì)能源的需求也是越來(lái)越高。然而能源、資源的緊缺也是現(xiàn)在各國(guó)面臨的重要問(wèn)題。能源的安全是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及社會(huì)進(jìn)步的必要保障。如何利用電能降低能源，提高經(jīng)濟(jì)效益，這對(duì)促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義。本文主要對(duì)建筑工程電氣節(jié)能進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析概述。

關(guān)鍵詞：建筑電氣；節(jié)能原則；節(jié)能措施

前 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入，在進(jìn)一步推動(dòng)國(guó)內(nèi)各個(gè)行業(yè)發(fā)展的同時(shí)，有效提高、改善了社會(huì)百姓的收入水平、生活質(zhì)量，使得人們?cè)桨l(fā)關(guān)注現(xiàn)代建筑功能性、環(huán)保性、安全性以及節(jié)能性。對(duì)此，雖然各建設(shè)企業(yè)給予了足夠的重視，更多的應(yīng)用了新的設(shè)計(jì)理念、生產(chǎn)技術(shù)、建設(shè)材料，但由于電氣節(jié)能設(shè)計(jì)有著較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性、技術(shù)性、復(fù)雜性，受在崗人員的意識(shí)、素質(zhì)以及能力影響，實(shí)際的節(jié)能設(shè)計(jì)往往缺乏一定的可行性與有效性，難以實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目與參建企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文針對(duì)現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能問(wèn)題，從多個(gè)角度出發(fā)，逐一探討、闡述具體的節(jié)能措施。

一 建筑電氣節(jié)能的重要性

我國(guó)社會(huì)主義可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中極重要一環(huán)便是能源的節(jié)約再利用及為保持“持續(xù)”發(fā)展所必須重視的低碳的生活方式和經(jīng)濟(jì)模式。隨著城鎮(zhèn)化水平的提高，建筑能耗的比例將逐年提高。建筑電氣節(jié)能是各種節(jié)能途徑中最有潛力，節(jié)能效果最明顯的方式之一，也是緩解我國(guó)能源緊張、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有效措施之一。只有采取較好的建筑電氣節(jié)能措施，才能實(shí)現(xiàn)降低建筑能耗的終極目標(biāo)。

二、建筑電氣節(jié)能原則

1、建筑電氣節(jié)能原則

（1）適用性。應(yīng)滿(mǎn)足建筑物的使用功能，即滿(mǎn)足照明的照度、色溫、顯色指數(shù)；滿(mǎn)足舒適衛(wèi)生；滿(mǎn)足上下左右的運(yùn)輸通道通暢無(wú)阻；滿(mǎn)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。

（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。首先要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。

三、建筑電氣能耗分析

在建筑電氣系統(tǒng)中，能量損耗主要發(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。

1、電力變壓器的損耗主要分為三個(gè)方面：空載損耗、負(fù)載能耗、和雜散損耗。通過(guò)有效的方法保證變壓器的總擁有費(fèi)用最低，從而達(dá)到節(jié)約資金的目的。

2、電力電纜截面應(yīng)以確定導(dǎo)線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)電流密度為根本，就是在已知負(fù)荷的情況下，選擇最佳的導(dǎo)線(xiàn)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。

3、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(guān)的。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，選擇高效電機(jī)，搭建合理的電機(jī)系統(tǒng)是關(guān)鍵。

4、燈具照明應(yīng)盡量選用新型的智能照明節(jié)電器，包括選擇高效的光源及附件（鎮(zhèn)流器等）。我國(guó)執(zhí)行“綠色照明工程”的目的是為了照明工程中最大程度地節(jié)約能源。

四、建筑電氣節(jié)能的主要內(nèi)容及有效途徑

1、空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能

空調(diào)系統(tǒng)的能耗占建筑能耗的40-60%，而且目前空間設(shè)備的選型普遍偏大，節(jié)能空間較大。

（1）建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BA）

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BA）主要是對(duì)建筑物的空調(diào)設(shè)備，包括冷熱源（制冷主機(jī)、鍋爐）、水泵（冷凍泵、冷卻泵、熱水泵、補(bǔ)水泵）、冷卻設(shè)備（冷卻塔）、末端設(shè)備（新風(fēng)機(jī)組、組合式空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤(pán)管）的監(jiān)控。從節(jié)能角度而言，在保證環(huán)境舒適、保證一定的室內(nèi)溫度和濕度的前提下，盡可能減少機(jī)組的運(yùn)行，以節(jié)約能源。建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BA）在大多數(shù)智能建筑中使用，經(jīng)過(guò)了十多年的經(jīng)驗(yàn)積累，逐漸成熟，理論上其節(jié)能效果可達(dá)20-30%。但由于這種系統(tǒng)涉及空調(diào)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，需要很好的配合和現(xiàn)場(chǎng)二次編程，同時(shí)由于后期維護(hù)技術(shù)要求高、成本高等因素，系統(tǒng)的開(kāi)通率和運(yùn)行尚未理想，有待完善。

（2）主機(jī)房模糊控制系統(tǒng)

此技術(shù)主要是通過(guò)全面的參數(shù)采集，運(yùn)用現(xiàn)代模糊控制技術(shù)，對(duì)主機(jī)房的主機(jī)組、冷凍水系統(tǒng)的水泵和冷卻水系統(tǒng)的水泵進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)空調(diào)冷媒流量跟隨負(fù)荷的變化而動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，確保整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)保持高效協(xié)調(diào)運(yùn)行，降低能耗。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是只集中于主機(jī)房的設(shè)備，容易實(shí)現(xiàn)，節(jié)能效果顯著，逐步得到推廣。

（3）蓄冰空調(diào)技術(shù)

冰蓄冷空調(diào)是指在夜間用電低谷時(shí)段，開(kāi)啟制冷主機(jī)，將建筑物所需空調(diào)冷量制備好，并以冰的形式儲(chǔ)存起來(lái)。在白天用電高峰時(shí)段，關(guān)閉制冷主機(jī)，進(jìn)行融冰供冷，達(dá)到同樣降溫的效果。采用該技術(shù)的意義在于，為用戶(hù)降低電費(fèi)的同時(shí)，達(dá)到電網(wǎng)移峰填谷的目的。

2、電梯的節(jié)能

（1）合理選擇電梯

按建筑物性質(zhì)、面積、層數(shù)、高度、人流量等綜合因數(shù)選擇適當(dāng)電梯，避免電梯載重量過(guò)大、速度過(guò)高。

（2）提高電梯運(yùn)輸效率

①選擇恰當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)，對(duì)兩部并列的電梯選用并聯(lián)控制，對(duì)相鄰三部以上的電梯使用群控控制，選用變頻變壓調(diào)速（VVVF），高層建筑電梯合理分區(qū)（高、低區(qū)或單、雙層）均可以提高電梯的運(yùn)輸效率。

②利用電梯交通計(jì)算（流量分析），合理確定電梯的臺(tái)數(shù)、速度、載重及分區(qū)。對(duì)一個(gè)大型建筑物多臺(tái)電梯系統(tǒng)而言，主要看兩個(gè)指標(biāo)：乘客候梯時(shí)間（電梯運(yùn)行間隔）和電梯輸送能力（五分鐘輸送能力）。

（3）選用節(jié)能電梯

節(jié)能電梯一般指利用永磁同步電機(jī)作為曳引機(jī)的電梯。傳統(tǒng)的電梯曳引起由交（直）流電動(dòng)機(jī)、曳引輪、制動(dòng)器、減速機(jī)構(gòu)等組成。近年來(lái)，隨著永磁同步電機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)日漸成熟，永磁同步電機(jī)有取代傳統(tǒng)交流異步電機(jī)的趨勢(shì)。永磁同步電機(jī)在低速時(shí)仍有較大的轉(zhuǎn)矩，可以無(wú)須一套減速機(jī)構(gòu)而直接驅(qū)動(dòng)曳引輪，實(shí)現(xiàn)無(wú)齒曳引，減少了相應(yīng)的機(jī)械損耗。

（4）電梯能源再生系統(tǒng)

將運(yùn)動(dòng)中負(fù)載上的機(jī)械能通過(guò)能量回饋器變成電能（再生成能）并送回給交流電網(wǎng)，供附近其它用電設(shè)備使用，使電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)在單位時(shí)間消耗電網(wǎng)電能下降。能源再生技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“節(jié)”能到“造”能的轉(zhuǎn)變，將電梯的能耗降低20%～60%。

3、供配電系統(tǒng)的節(jié)能

（1）正確的負(fù)荷計(jì)算

供電設(shè)計(jì)中，負(fù)荷計(jì)算是確定建筑物容量選擇設(shè)備的基礎(chǔ)，也是節(jié)電的基礎(chǔ)，負(fù)荷計(jì)算偏大，必須導(dǎo)致設(shè)備選型過(guò)大而浪費(fèi)資源及耗電。目前的負(fù)荷計(jì)算常用單位指標(biāo)法和需要系數(shù)法。單位指標(biāo)法是按不同建筑物提出的單位面積變壓器容量裝置指標(biāo)，適用在方案設(shè)計(jì)及初步設(shè)計(jì)時(shí)估算負(fù)荷用。需要系數(shù)法引自工業(yè)企業(yè)的負(fù)荷計(jì)算，現(xiàn)在民用建筑中套用，在施工圖設(shè)計(jì)階段中用作負(fù)荷計(jì)算用，作為選擇變壓器和導(dǎo)線(xiàn)的依據(jù)。

（2）合理選擇變壓器負(fù)荷率

變壓器每天24 小時(shí)運(yùn)行，本身有一定損耗，包括兩部分，產(chǎn)生于鐵芯的鐵損和繞組的銅損。制造廠(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，負(fù)載為50～60%范圍內(nèi)，變壓器處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，即運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)，這是降低變壓器損耗的一種方法。

結(jié)束語(yǔ)：

建筑電氣的節(jié)能潛力很大，它不僅能有效地緩和電力供需矛盾，保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定和健康的發(fā)展，而且經(jīng)濟(jì)效益顯著。建筑電氣節(jié)能過(guò)程，貫穿于項(xiàng)目的決策、設(shè)計(jì)、施工、使用等整個(gè)生命周期。在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)從安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性及節(jié)能性等方面進(jìn)行綜合考慮。但是在選用節(jié)能的新設(shè)備上，應(yīng)具體了解其原理、性能、效果，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行比較后，再選定節(jié)能設(shè)備，以達(dá)到真正節(jié)能的目的。

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