探討建筑電氣節能技術(shù)
摘要：建筑電氣節能技術(shù)的應用，是實(shí)現綠色建筑施工基礎。由此，文章首先分析了建筑電氣節能技術(shù)遵循原則；其次，探討了樓宇建筑電氣系統節能技術(shù)方案。最后，針對前述技術(shù)方案，提出了建筑電氣節能的若干措施。
在社會(huì )能源需求緊張的情況下，建筑項目需要實(shí)現節能，實(shí)現能源的可持續應用。建筑電氣能耗占整個(gè)建筑能耗的絕大部分，建筑電氣節能技術(shù)研究對整個(gè)樓宇建筑節能研究具有非常重要的意義。由于建筑電氣節能所涉及到的內容較多，本文探討建筑電氣節能技術(shù)，這些技術(shù)的實(shí)際應用將有效的推動(dòng)節能型社會(huì )的發(fā)展。
一、樓宇建筑電氣系統節能技術(shù)遵循原則
1. 適用原則
首先要滿(mǎn)足建筑物機電系統正常需求、營(yíng)造良好環(huán)境能源要求的基礎上，根據設備電力負荷容量、電能綜合質(zhì)量、以及供電可靠性等方面，來(lái)優(yōu)化建筑供配電系統，使得建筑電氣系統中電能充分合理的利用。
2. 優(yōu)化節能性原則
充分考慮建筑內部的電氣負荷類(lèi)型、容量、以及用電等級等因素，并采取相應技術(shù)措施減少或消除與功能無(wú)關(guān)的電能消耗。通過(guò)控制系統優(yōu)化降低電氣設備自身電能浪費；通過(guò)綜合布線(xiàn)優(yōu)化方式建設供配電線(xiàn)路上的電能消耗；通過(guò)變頻調速提高電機拖動(dòng)系統綜合運行效率等，這些是建筑電氣系統節能主要切入點(diǎn)。
二、樓宇建筑電氣系統節能技術(shù)方案
1. 建筑能耗系統計量與管理
對建筑物整體和局部實(shí)時(shí)能耗數據的采集、監視，從而實(shí)現能效管理水平的提升。通過(guò)對建筑電氣系統進(jìn)行實(shí)施數據采集，可提高能耗可視化水平和可追溯能力，同時(shí)進(jìn)行能好信息指標化，進(jìn)行分項能耗精細化監控，將實(shí)際能耗與能源管理目標進(jìn)行實(shí)時(shí)比較和追蹤，改進(jìn)和提高管理水平，降低能耗。
2. 配電變壓器節能技術(shù)方案
變壓器損耗主要組成是空載損耗、負載損耗、介質(zhì)損耗和雜散損耗等。變壓器空載損耗主要是鐵芯損耗，空載損耗與鐵芯的磁通密度、材料性能、芯片厚度、加工工藝等有關(guān)。選用非晶合金干式變壓器（SHB15 型）與普通干式變壓器相比，負載損耗水平一致，但是空載損耗將有明顯的下降。
當配電變壓器運行中其過(guò)電壓達到額定電壓值5%時(shí)，內部鐵損量將會(huì )增加到 15%；而其過(guò)電壓水平達到額定電壓值的10%時(shí)，其內部鐵損量則會(huì )增高到額定時(shí)的50%以上，且變壓器內部空載電流值也會(huì )大幅度增加，增大了供配電系統中的無(wú)功損耗總量。因此，選用新型節能配電變壓器對提高建筑電氣系統電能使用效率具有非常大的工程實(shí)際意義。自動(dòng)調壓器是一種可以自動(dòng)跟蹤供配電系統中輸入電壓值的變化值而通過(guò)內部電壓的自動(dòng)調節，保證電壓輸出范圍穩定。自動(dòng)調壓器實(shí)際就是一個(gè)恒定輸出的三相自耦變壓器，它可以在供配電系統電壓波動(dòng)處于20%范圍內，從而有效提高供配電系統的電能質(zhì)量水平，保證建筑電氣系統高效率穩定的運行，從而節能降耗。
3. 諧波治理
電力網(wǎng)中廣泛存在無(wú)功補償的電容器，他們與系統的感性負荷（電力電子設
備等）組合，在一定的頻率下，可能存在串聯(lián)或并聯(lián)的諧振條件，產(chǎn)生高次諧波，增加了電力系統的無(wú)功損耗。當系統中諧波量足夠大時(shí)，就會(huì )造成危險的過(guò)電壓或過(guò)電流，合理設計供配電系統，治理諧波，改善電能質(zhì)量，設計時(shí)將非線(xiàn)性負荷放置于配電系統的上游部位，如果諧波源含有量高，且功率較大，宜從變壓器出線(xiàn)側采用專(zhuān)線(xiàn)供電，供電系統中如果有 UPS、EPS 電源，電源接地形式為 TN 系統，中性線(xiàn)應接地，以抑制由諧波引起的中性線(xiàn)電位升高。當配電系統中具有相對集中的大容量非線(xiàn)性負荷，宜選用無(wú)源濾波裝置、有源濾波裝置或有源無(wú)源相結合的濾波裝置。所以，配電系統的合理設計、用電設備的正確選型(尤其諧波指標的確定)對于提高電能使用效率至關(guān)重要。
4. 供配電線(xiàn)路節能技術(shù)方案
根據建筑物內部機電設備負荷容量及分布、供電距離、機電設備特性等因素，應進(jìn)行科學(xué)合理布線(xiàn)。首先按照溫升、載流量、經(jīng)濟電流密度、機械強度、電壓損失等原則選取電線(xiàn)電纜導體截面，而且需要按熱穩定校核其最小截面。當線(xiàn)路較長(cháng)時(shí)，一般超過(guò)低壓電路最經(jīng)濟的供電半徑，一般是 200 米左右，就會(huì )造成電壓損失較大，
供配電線(xiàn)路應減少輸電線(xiàn)路長(cháng)度
變配電所的低壓配電室應盡量靠近建筑物強電豎井部位，以縮短饋電線(xiàn)路的供電距離，達到節能降耗的目的。
如果向供電點(diǎn)較遠且無(wú)功功率需求較大的電氣設備供電時(shí)，應采用就地無(wú)功補償措施以減少線(xiàn)路上相應無(wú)功傳輸損耗，保證線(xiàn)路輸電電能綜合質(zhì)量水平，有效減少輸電線(xiàn)路上的電能損耗。
5. 照明系統節能技術(shù)方案
(1) 合理選擇高效經(jīng)濟光源：對于安裝高度較低的場(chǎng)所應選用熒光燈；對于燈具安裝高度較高的照明場(chǎng)所宜選用金鹵燈，也可選用高效能的中顯色高壓鈉燈；如果是安裝于對顯色性要求非常高的場(chǎng)所，也可選用陶瓷金鹵燈；對于高層樓宇建筑中一些安裝高度十分高，且后期運行維護不太容易的選用綜合使用壽命長(cháng),光效高的用高頻無(wú)極熒光燈。
(2) 采用高效率節能燈具：一般不宜選用效率低于 70%的燈具。合理選用布置非對稱(chēng)光分布燈具，由于此類(lèi)燈具具有減弱工作區反射眩光的優(yōu)點(diǎn)；選用變質(zhì)速度較慢的外殼材料燈具，如玻璃燈罩、搪瓷反射罩等外殼保護的燈具，可以有效減少光能衰減率，達到節能降耗的目的。
6. 水泵系統的節能技術(shù)方案
水泵是高層樓宇建筑中給排水系統的重要動(dòng)力源，它在工作時(shí)用特性工作曲線(xiàn)描述各參量數據間關(guān)系很直觀(guān)，對于像高層樓宇供排水系統而言，其水泵具有功率較大、流量大、工作揚程要求不高、水泵臺數多等特點(diǎn)，因此，采用變頻調速控制后，當水泵轉速 n 有小幅度降低變化時(shí)，其軸功率將會(huì )發(fā)生一個(gè)較大的幅度變化，所帶來(lái)的節能效果十分明顯。
同理，高層樓宇中風(fēng)機也通常采用變頻調速控制技術(shù)來(lái)調節風(fēng)機工況點(diǎn)，使
其達到節能降耗的效果，主要采用工頻電源向變頻器切換、變頻器向工頻電源切
換的雙向切換控制。
三、結語(yǔ)：
本文在適用性和優(yōu)化節能性原則的前提下，對樓宇建筑電氣系統中能耗系統計量、配電變壓器、諧波治理、供配電線(xiàn)路、照明系統、水泵系統等進(jìn)行了節能技術(shù)方案的探討，對樓宇建筑電氣鍵能常采用的技術(shù)措施作了分析和研究。在充分滿(mǎn)足建筑功能需要的前提下，降低能耗，提高資源利用率，對建筑電氣節能設計提供了實(shí)施技術(shù)方案，對樓宇電氣節能有一定的借鑒意義。
參考文獻：
[1]《公共建筑節能設計標準》
[2]《我國居住建筑節能的若干問(wèn)題》——譚蔚
[3]《建筑電氣節能技術(shù)及設計指南》——李炳華，宋鎮江