现代建筑中电器工程节能原则及优化策略分析

[摘 要]降低能量消耗、节能减排已成为人们的一种自觉意识，也成为了当今建筑设计中必须考虑的首要问题，是社会发展的一种必然趋势。在现代建筑电气工程设计中要充分利用节能技术，选择节能设备，运用先进的设计理念，并结合节能标准进行设计施工，以提高现代建筑电气工程的设计水平，提升电气设备的运行效率，在降低能耗的同时为人们提供舒适、健康、安全的生活和工作条件。

[关键词]现代建筑；电器工程节能；原则；优化策略

中图分类号：TU-87 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0298-01

一、现代建筑电气工程中节能技术的概念

在 20世纪70年代，由于世界范围内出现了能源危机，引发了人们对节能技术的研究，建筑节能技术倍受关注。人们通过科学的研究节能设计方案，逐步降低建筑本身对能源的消耗，从而有效实现节能效果。现代建筑电气工程中的节能技术，就是在不降低建筑物电气工程性能的情况下，通过对建筑物的供配电系统、变压器、电动机设备、照明设备等进行优化管理和实时监控，以提高对设备的管理水平和利用效率，有效减少设备产生的不必要浪费，使设备保持在良好的状态下运行，以达到对电能有效节约的目的。

二、现代建筑电气工程中存在的各种能耗

据有关统计数据显示，我国现代建筑电气工程中的能耗达到了全社会能耗的四分之一，成为了目前节能减排工作的新重点。在现代建筑电气工程中的能耗主要表现为以下几个方面：（1）现代建筑电气工程中电缆的能耗。在电线内部由于电阻的作用，在传输电力的过程中，电能会转化为一部分的热能而产生一定的消耗。这部分能量消耗的多少与电力传输的距离、电缆的型号、长度、品牌、导体的截面等有着非常密切的关系，所以，要在充分考虑电缆成本、施工成本与节能目标的情况下，有效的降低和减少不必要的建筑能耗。（2）现代建筑电气工程中变压器的能耗。在现代建筑中，通常都是根据建筑功能和规模的不同来选择变压器，变压器的规格、类型和数量决定了变压器电能损耗的多少。据统计，变压器所损耗的电能占发变电系统发电总量的10%。与此同时，建筑电能的线损中近一半的损耗都是由变压器的损耗造成的。所以，研发节能变压器，降低变压器的电能损耗，提高运行的效率，对于有效降低建筑物电气能量消耗意义重大。（3）代建筑电气工程中照明的能耗。在我国的电力能源消耗中，照明消耗约占六分之一，因此，降低照明系统的能量消耗以实施节约用电具有非常重要的现实意义。在现代建筑电气工程中进行照明节能就是要在不影响照明质量的前提下，采取节能照明设计，通过利用太阳能、自然光等一些现代能源替代传统电能消耗，以有效减少照明在现代建筑中的能量消耗。

三、建筑电气工程设计节能应遵循的原则

1、优化供电设计，促进电能合理利用

在进行民用建筑工程电气设计时，既不能以牺牲建筑功能，损害使用需求为代价，也不能盲目增加投资，为节能而节能，首先考虑的是适用性，也就是能够为建筑电气设备的运行提供必需的动力，建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源、能够满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求、能够保证建筑电气设备对于控制方式的要求，从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。 其次考虑的是安全性，电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定裕度，确保供电、配电与用电设备的安全运行、有可靠的防雷装置，防雷击技术措施、特殊功能要求的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施，按建筑物的重要性与火灾潜在的危险程度设置相应必要的技术措施。

2、提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗

在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各种能源的消耗。 做到选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高能源的综合利用率。合理调整负荷，选取合理的设计系数，提高负荷率和设备利用率设计时尽可能合理调整负荷，选取合理的设计系数，在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率，达到节约电能的目的。

四、建筑电气工程设计节能策略

改革开放以来，我国社会经济高速增长，能源的消耗量也在急剧增加，能源危机迫在眉睫。我国的能源问题尤为突出：能源总量不足、能源利用率低、节能技术落后而且措施落实不充分。我国建筑业的飞速发展，也是能源需求增长的主要原因之一。按照科学发展观的全面协调可持续发展的基本要求，节约二次能源――电能，也就成为建筑电气设计、施工中的重点。笔者认为在民用建筑中可以从以下几点的应用来贯彻节能措施，同时满足科学性、经济性的要求。

1、合理计算用电负荷

用电负荷计算方法选择得当，会达到节材、节能的目的，若选择不当，会带来不必要的投资和能源浪费。用电负荷计算方法宜按下列原则选取：在方案设计阶段可采用单位指标法，在初步设计阶段及施工图设计阶段，宜采用需要系数法，对于住宅建设，在设计的各个阶段均可采用单位指标法和单位面积法。

2、选择先进节能的变压器

随着市场经济的发展和科技的不断进步，新材料新工艺的广泛应用，新的低损耗配电变压器先后开发成功。现在我国应用的较多的主要有油浸式变压器，干式变压器，箱式变压器等。应根据负荷情况合理选择变压器容量、台数。民用建筑应按经济运行原则灵活选用变压器数量及投切方式，对于负荷系数长期偏低的变压器，应该考虑换用较小容量的变压器，若变压器选择容量过大，长期低于经济运行的负荷率，会造成有功损耗的上升，因为其铁损并没有减少，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下，尽可能减少变压器的台数，选用大容量的变压器。

3、采用合适的无功补偿装置，提高系统的功率因素

目前，民用建筑设计中，绝大部分采用变压器低压侧集中补偿，这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输，提高了用户处的功率因数，可以不受或少受供电局局的罚款。而对用户，无功仍由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点，低压线路上的无功传输并没有减少，那么无功补偿也就达不到节能的目的。在民用建筑中应改变电容器集中安装的做法，对容量超过10KW的风机、水泵、传送带等电动机端设置就地补偿装置，空调主机及冷冻泵等常在其附近设专用变配电所，可以集中补偿，但若供电距离超过20M时也最好采用就地补偿。这样才能使线路上的无功传输减少，达到节能目的

3、电缆的选择

这里所指的能源并不应该单纯指电能，而是自然界中存在的各种可再生和不可再生的能源的总称，因此金属的使用也纳入了本文的讨论范围内。在建筑电气材料中用量最大的应该是电缆和电线了，合理的计算负荷，科学的选择电缆和电线，也是节省能源的主要方面。电缆截面选择的方法主要有两种；按照持续允许电流选择和按经济电流密度选择。当年最大负荷使用小时数相同的情况下，按后者选择的电缆通常比按前者选择的电缆截面大，这样不利于节约金属的使用量。因此参照样本上电缆载流量的值。按照经济电流选择电缆截面的大小更能节约金属使用量。

4、照明节能

据统计，我国照明用电量已占总用量的12%。按照我国提出的“中国绿色照明工程”，照明节电已成为节能的重要方面。2004年12月1日国家正式实施《建筑照明设计标准》，该标准不仅有“照明节能”，同时整个标准都贯穿了绿色照明的宗旨和理念。该标准要求了设计着运用科学合理的设计方法，正确选用优质和高效的照明器材，以及合理的配电系统，控制方式获得更好的节能效果。