建筑电气节能策略分析

建筑电气节能策略分析
摘要：随着建筑业的迅速发展其消耗的能源也在迅速增长，而建筑中消耗的能源大部分都是以电能的方式消耗的，因此在能源日益短缺的今天关于建筑电气的节能问题显得尤为重要。

电网企业输电、配电、供电、用电等领域开展节能降耗活动，将对顺利实现节能降耗指标产生重要作用。

本文着重从建筑电气中的变压器节能、高效光源和灯具的节能、供配电系统的合理设计以及能源综合利用这四个方面进行了分析。

关键词：能源；建筑电气；节能；变压器；高效光源
目前全世界都存在能源短缺，而我国又是一个能源消耗大国，每年要从国外进口大量的石油和天然气等，我国人均资源和能源相对贫乏，不到世界人均水平的一半，而我国能源利用率又低，大约为30%（日本的能源利用率可达到57%）。

我国单位建筑面积能耗相当于发达国家的2--3倍，由此可见节能工作潜力很大。

节能工作又关系到技术进步和缓解能需矛盾，是支持国民经济迅速发展的重要一环。

一、建筑电气中的变压器节能
建筑设计电气节能首先要考虑到配电系统选用的必须是节能型的电气产品，针对变压器损耗大的问题，结合民用建筑设计的特点阐释配电变压器的节能措施。

变压器节能的实质就是降低其损耗、提高其运行效率。

1.1 合理选择变压器的容量和台数。

选择变压器的容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷进行合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高校区内。

变压器效率与变压器负荷和损耗有关，也与负荷的功效因数有关。

一般情况下负荷率在30%～75%时，是经济运行区，负荷率在50% ～60%时，变压器效率最高。

负载一定时，功率因素越高越变压器效率亦越高。

1.2 选用节能型变压器。

更换或改造高能耗的变压器。

新建或改建工程应选用sl7、s9、sc（b）9、sgb10及sgb11-r等型号的节能型变压器。

与传统产品相比，sl7无励磁调压变压器，10kv系列的空载损失和短路损失分别降低41.5%和13.9%；s9系列变压器与sl7系列变压器相比，其空载损失和短路损失又分别降低5.9%和23.3%。

sgb11-r系列卷铁心干式变压器比sc（b）9系列变压器空载损耗降低40%，空载电流降低70%～85%；比sgb10系列变压器空载损耗降低24%，负载损耗降低11.7%。

1.3 加强运行管理，实现变压器的经济运行。

在符合变化的情况下，使其超出经济运行范围，因此要及时投入或切除部分变压器，以防止变压器轻载或空载运行。

对长期轻载的变压器，必要时应按实际负荷更换小容量变压器，以实现变压器节能的目的。

二、高效光源、高效灯具和节能控制措施
对于住宅公共部分节能控制措施即是指采用节能自熄开关。

由于
住宅公共部分是无人值守的，所以灯具在人来时点亮，人去时熄灭是很重要的。

对于高层住宅电梯前室，由于其对于保证人员疏散的重要意义，所以此处只能采用翘板开关，但对于住宅大部分公共楼梯间，节能自熄开关的采用可作为一条重要节能措施。

高效光源顾名思义具有高光效，显色好等优点。

试验证明，白炽灯只有10%的电能转变为可见光，90%的电能转变为热辐射，而这种热辐射性又往往带来火灾隐患。

细管径荧光灯、紧凑型荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯和节能灯均为高效光源，应积极推广应用，尽量减少白炽灯的使用量。

好的光源有了，如何使这种好光源发挥其功效能，这就要求灯具的效率要高。

灯具的效率为灯具出射光通量与光源总光通量的比值，其值越高，照明的效率也就越高。

灯具反射面设计科学，这样才能使好的光源物尽其用。

高效光源、高效灯具不仅适用于住宅公共部分照明，在民用建筑中也可大量采用。

2.1 金属卤化物灯
金属卤化物灯是在高压汞灯基础上添加各种金属卤化物制成的
第三代光源。

照明采用钪钠型金属卤化物灯，金卤灯具有发光效率高、显色性能好、寿命长等特点，是一种接近日光色的节能新光源，显色性相对较高，更适宜于对照明质量、照度水平有较高要求的场所，如体育馆、比赛场地等。

2.2 气体放电灯
气体放电灯具有负的伏安特性，所以必须串联镇流器工作，通常的电感镇流器功耗大，可达到灯本身消耗功率的10%以上，且功率
因数为50%左右。

通常情况为在每支灯上并联电容进行补偿使功率因素提高到85%以上。

2.3 led光源
led光源就是发光二极管（led）为发光体的光源，其低能耗，能量转化效率非常高，理论上可以达到白炽灯的10%的能耗，led相比荧光灯也可以达到50%的节能效果。

节能效果显著，这对能源紧张的中国来说，无疑具有十分重要的意义。

而寿命长，光色纯正，防潮、抗震动等优点使得led光源具有很大的优势。

由于典型的led 的光谱范围都比较窄，因此，led可以随意进行多样化搭配组合，提别适用于装饰灯方面；而led 使用低压电源，供电电压在 6-24v 之间，而其外部多采用环氧树脂来保护，所以密封性能和抗冲击的性能都很好，不容易损坏，这使之成为优良的水下照明光源。

三、合理设计供配电系统
根据负荷容量、供电距离及用电设备分布特点等因素，合理设计供配电系统和选择供电电压。

供配电系统应尽量简单可靠。

同一电压供电系统变配电级数不宜多于两级。

合理选择供电电压。

根据负荷情况合理选择变压器容量、台数，其接线应能适应负荷变化时，按经济运行原则灵活投切变压器。

同等情况下，电压越高，损耗越小。

民用建筑用电设备电压等级大部分为220/380 v，但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了达到节能目的，可以选择10（6）kv的制冷设备。

变电所应靠近负荷中心，低压配电间应靠近电气竖井，合理分布
供电网络，使低压供电半径控制在100 m以内，供电线路的电压损失满足规范的允许值，减少线路电压损失，提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。

配电设计时尽量使三相负荷达到平衡，最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115%，最小相负荷不小于平均值的85%。

可采用移相平衡法或容抗平衡法来改善系统的平衡，以减少因不平衡带来的最大相的多余损耗。

四、建筑电气中能源的综合利用
建筑电气中规定了太阳能光伏电源系统的适用环境、系统设计方法、电池技术要求、逆变器的技术指标、控制系统技术要求等技术原则，提出了冰蓄冷系统的常用控制策略及系统配置。

另外，一些其他节能方法还可以利用：（1）减少变压器的功率损耗，合理选择变压器的负载率。

（2）减少线路能量损耗。

在一个工程中，线路纵横交错，使用的导线及电缆不计其数，所以在线路上消耗的有功功率相当大，必须减少线路能耗。

（3）提高系统的功率因数。

一是变压器无功功率损耗很多，应考虑在一次侧装设静电电容器进行无功补偿；二是目前的建筑设计绝大部分采用二次集中补偿。

（4）减少照明系统光能损失。

首先，要电气设计要与建筑设计配合。

其次，要合理选择照明器具。

最后是合理选择照明的配光曲线以提高照明利用系数。

参考文献：
[1] 赵源，王珂，建筑节能技术措施的分析[j].山西建筑，2005.
[2] 龚国栋，《浅谈建筑电气设计的节能》[j].浙江建筑，2007.
[3] 全国民用建筑工程设计技术措施——电气节能专篇[m]，北京，中国计划出版社，2007。