有关建筑电气节能的主要技术措施分析

高军 GAO Jun

（北京中咨海外咨询有限公司，北京 100048）

摘要： 在节约型社会构建的大背景下，建筑电气安装行业也在节能技术上下功夫，从材料选择到安装技术以及配套系统、高科技应用等，对建筑电气节能技术的发展起到了很大的推动作用。本文从建筑电气节能技术的要求入手，从电气节能设备、电气节能系统、其他技术和新能源技术几个方面对电气节能主要技术进行了分析探讨，并请方家指正。

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关键词 ： 建筑；电气节能；原则；节能技术措施

中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）24-0088-02

作者简介：高军（1963-），男，河北邢台人，电气工程师，研究方向为建筑电气节能、电气方案优化等。

0 引言

随着社会的发展，科技的进步，我国建筑电气节能技术从无到有，发展到国际主流水平。建筑电气节能不仅成为集约型社会的重要构成，更是考量建筑综合水平的重要指标。本文就建筑中电气节能技术的节能设备、节能系统、设计和新能源利用几个方面进行了详细分析探讨。

1 建筑电气节能技术的要求

1.1 适用要求

在进行建筑电气施工过程前，需要对建筑内的电气系统和供电体系进行科学合理的规划与设计，以保证建筑内的机电系统可以安全、稳定、有效地运行。在这个过程中，尤其需要有高质量的供电系统作为基础，并结合建筑施工要求和目标对机电系统进行优化处理，以节约电能，发展环保、可持续电气系统，适用社会市场需求。

1.2 实际要求

在进行建筑电气施工过程中，不仅要以科学、合理的技术理论为支撑，还要以建筑的功能特点为出发点，结合具体的实际要求，对应用节电技术的机电系统从社会和经济角度进行综合分析和考量，选择最优方案。通俗来说，即为了有效节约电能而投入的设备和技术成本可以从所节约的能源消耗中得到补偿。

1.3 优化要求

在进行建筑电气施工过程中，要综合考虑影响建筑机电设备使用功能的各个因素，即建筑常用电量、电气额定功率、电气最高负荷等。并通过对各个节能措施的利弊进行综合比较，选择最优策略。在确定最优节能方案后，可以结合建筑的具体功能和特点对节电方案进行优化处理。比如，可以通过设置自动化温感系统，当温度超过一定限制时电气系统停止工作；更改普通楼道照明灯泡为LED灯等。具体来说，可以通过优化机电设备控制系统的方式来减少不必要的电能消耗，像声控和光控的有机结合方式；可以通过优化机电设备的电线布局和走向来实现减少电能损耗，有效节约电能的作用。例如：现在建筑设计中楼梯间均采用用声光控开关，公共卫生间采用红外感应开关等。在这一过程中要尤其注意的是，节能环保需要保证机电设备的基本功能不受影响，即满足人们的使用需求，切不可因为过度节电而有损机电设备的使用效用。

2 电气节能设备的应用

2.1 变压器

目前常见的节能油浸变压器以SCB10、SGB10和非晶合金干式变压器为多，按照其密闭程度又可以分为完全密闭型变压器和非密闭型变压器，这两种变压器的耗电水平比较类似。市面上常见的干式变压器以环氧树脂浇注型为多。所有类型的电压器中均配有电阻，这种阻抗必然会造成电能的损失和浪费。所以在进行建筑电气施工过程中，为了有效减少这部分电能损耗，可以减少变压器的空载负荷得以实现。在现实施工过程中，以优化机电变压器为主要节电措施的方法主要是有效控制变压器电阻耗电。同时，要尽可能选择环形电线网络，对于同一线路中的若干变压器可以进行分开管理和调配，其中某一变压器出现问题时不能影响其他机电设备的正常运转。但这种节约电能消耗的措施也有其弊端，即会提高原始投资成本。另外，要注意的是，电能消耗多少会受到季节因素的影响，所以可以对季节变化负荷单独设置变压器，尽可能减少串联电路的使用，以并联电路来代替。但是在实际应用过程中，并联电路的应用也有其条件，同样具有局限性，即并联电路仅适合电压负荷稳定的电路环境，否则会因为需要添加过多的控制开关而增加变压器的维护与管理成本。而且要注意的是根据不同的建筑电压需求选择合适的变压器容量，以提高节能效果。在实际中，一般情况下建筑内都设有不止一个变压器，这时候就要根据具体的电压和阻抗来确定科学的变压器数量，以有效减少电能消耗。当需要大容量变压器时，可以通过对电能负荷进行合理规划而降低电能消耗。

2.2 节能灯具

在建筑工程中使用节能光源是实现建筑节能的有效措施。照明应该推广如T5系列荧光管和紧凑型荧光灯等高效长寿高显色性光源，逐步淘汰T12荧光管、白炽灯等低效光源。目前被广泛使用的LED灯具有节能、高效的特点，即构造简单、瓦数低、亮度高、光线柔和不伤眼等，在各类建筑中都可以看见其身影，例如：在国家政协礼堂改造中就采用了大量的LED灯管，另外目前建筑外立面泛光照明一般均采用各种形式的LED灯，是城市变得更加绚丽多彩。根据建筑需求和特点选择合适的灯具及功率瓦数，并满足《照明设计标准》照度和功率密度值要求，起到节约电能的作用。

3 电气节能系统的应用

3.1 灯光智能控制系统

灯光智能控制系统的核心技术是电磁和电子感应系统，即以公共照明统一智能为平台，对供电设备的工作与否进行实时监管，当照明条件被触发，自动启动照明设备。通过对线路中的电流负荷进行统一化处理来提高灯光功率，降低电能损耗，优化灯光智能控制系统。例如：在国家政协礼堂地下车库改造中就采用了单管LED灯智能控制，平时亮度为20%，根据人、车感应自动启动下一步所到位置的灯具，即满足了车库照明要求还均有很大的节能效果。

3.2 BAS系统

BAS系统又称为建筑设备自动化系统，其核心部分就是建筑设备的自动化监控系统，整个建筑的机电设备的运行情况均由其进行管理和控制。例如BAS中空调自控系统采用TRAV工作原理，TRAV是自动化风量控制系统，一般通过装备可控的送风机来有效控制风量。基于楼层分布结构、业务展示等角度出发，智能楼宇空调自控系统可以选择安装在大厦中的员工楼层，系统通过感应温湿度的变化进行恒温自动调节，同时管理人员通过后台管理系统及手机即可对系统进行控制，操作方便，通过空调自控系统，展示智能楼宇建设中高舒适低耗能的特性，目前国内五星级酒店及高档写字楼基本都采用这套系统，节能效果很明显。

3.3 能耗计量系统

不单是应用安装节能灯具、电机变频、节水卫浴等设备节能手段，更需要有一套完善的建筑能耗分项计量系统来管理能源，量化能耗数据、掌握能耗动态信息、找出节能降耗着手点、对比节能效果差异、建立一套完整的能源管理节能措施，加强能源管理水平，提高管理工作效率；利用能耗量化考核指标及能源按量收费等经济指标杠杆效应，促进用户的技能意识，达到整体节能的目的，例如：北京北站改造后就完成一套能源计量检测系统，对整个车站实现能源消耗控制，对节能效果还是有很好的促进作用。

4 其他技术的应用

4.1 电缆与电线的选择

任何电缆与电线在工作过程中，都会有不同程度的电能损耗。其电阻大小与电缆和电线的横截面积有关。现实中常用的做法如下：第一，科学设置电缆与电线的长度，尽可能减小电阻损耗；第二，对于大功率用电器，要考虑适当增大电缆截面，以便降低电压降和线路损耗，尽可能减少电能损耗，在节能同时益于环保，有利于经济效益和社会整体效益的实现。

4.2 无功补偿

无功补偿的主要作用就是可以提高建筑供电系统中的电能利用率，即通过降低变压器和电缆、电线等电流传送设备中的电阻来降低电能消耗，提高供电技术水平。具体来说，当用电器功率因数低时，电网中得感性负载的无功功率得不到就地补偿时，就必须和电源交换无功能量，在交换过程中，会产生感性无功电流，所以造成输电线路的电流增大，增加线损。反之如果感性无功得到了就地补偿，那么就小输电线路的电流，减少线损，就实现了节能。根据建筑设计需求和使用功能选择合理的补充设备，以实现提高供电能力，减少电能损耗的目的。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统电压波动，谐波增大等诸多因素。

4.3 抑制谐波技术

谐波的抑制方法有很多，常用的方法有增加换流装置的脉动数、加装交流滤波装置、改善三相不平衡度、在用户进线处，加装串联电抗器、采用有源滤波器／无源滤波器等新型滤波措施。谐波抑制措施的选择要根据滤波达标的水平、效果、经济性和技术成熟度等综合比较后确定，从而抑制高次谐波造成的系统发热和损耗，实现电气系统的节能。

5 新能源的应用

5.1 太阳能光伏

太阳能光伏发电是利用光伏科技将免费的太阳能转化为电能。目前，我国太阳能光伏发电技术成熟，许多城市通过太阳能发电为建筑提供用电，同时通过储能系统将电能反哺给国家电网，取得额外收益。目前太阳能应用在路灯、庭院灯、草坪灯中实例很多，节能效果也较明显。另外，对太阳能的利用除了光伏发电，还有太阳能制冷、太阳能干燥等应用。

5.2 地表浅层地热资源

地表浅层地热资源是近年来清洁、可再生能源的重要利用形式。地热资源是表层土壤、地下水等蕴藏的低温位热能。建筑通过地源热泵，可将地热转化为电能，供建筑使用。这种无限的资源为建筑电气节能提供了可靠的能源保证，例如北京当代MOMA楼盘采用目前亚洲最大的地源热泵系统，运行节约成本15%以上。

6 结语

综上所述，随着社会的发展和市场竞争越来越激烈，对有限资源的利用和依赖度越来越高，稀缺资源的有效利用得到了人们的普遍关注。随着人们节能意识的提高，如何提升节能技术的效果和水平已成为促进经济发展的有效手段。

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参考文献：

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[2]陈新平.浅析建筑电气节能设计技术[J].中国新技术新产品，2012，18.

[3]张建平.居住供暖建筑能耗分析及节能措施[J].石化技术，2012，02.