建筑电气节能技术

摘 要：近年来,党、国务院高度重视能源的节约问题,接连出台关于节约能源的系列政策、文件,节约能源已成为每位公民的责任和义务.笔者仅对建筑电气设计中出现的一些常见问题问题,谈谈电气设计的节能一些措施.

关 键 词：建筑电气；节能；TT系统；控制系统

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、建筑电气设计常见的问题

1.TT系统配电线路接地故障保护问题

众所周知,室外照明灯具安装在室外,需要承受种种因素的影响,如风吹、日晒、雨淋等,很容易使灯具受机械损伤和绝缘下降而导致事故发生,它暴露于公共场所,又无等电位联结,增大了电击死亡的危险性.当采用一系统供电时,由于所有灯具的金属外壳都是通过线互相连通的,当某个灯具发生接地故障时,其故障电压沿线传至其它灯具上,在户外无等电位联结而导致电击危险.故室外照明常采用专门设置接地极,引出单独的线接灯具的金属外壳,以避免由线引来别处的故障电压.许多设计者在设计时往往不进行灵敏度校验,低压断路器在线路发生接地故障时拒绝动作时有发生,为了提高低压断路器的灵敏度系数,所以室外照明线路在采用TT配电系统的基础上,尚应为电源线路装设漏电保护器作接地故障保护.

2.负荷计算问题

JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》,（以下简称《民规》）3.4.2.3条规定用电设备台数较少,各台设备容量相差悬殊时,宜采用二项式法进行负荷计算,一般用于支干线和配电屏箱的负荷计算.

3.用电设备接地问题

《民规》14.1.3条：用电设备的接地一般可区分为保护性接地和功能性接地.保护性接地又可分为接地和接零两种型式.许多设计者在作功能性接地设计时,往往忽略接地线截面问题.例如成列配电柜PE母排接地线截面不应小于其PE母排截面.

4.漏电开关极数选择问题

漏电开关极数选定应遵循下列原则：第一、单相220V电源供电的电气设备应选用二极二线式或单极二线式漏电保护器；第二、三相三线式380V电源供电的电气设备,应选用三极式漏电保护器；第三、三相四线式380V电源供电的电气设备,或单相设备与三相设备共用的电路,应选用三极四线式、四级四线式漏电保护器.

5.住宅插座选择问题

GB50368-2005《住宅建筑规范》第8.5.5条：住宅套内的电源插座与照明,应分路配电.安装在1.8m及以下的插座均应采用安全型插座.许多设计者在居室设计时都采用了安全型插座,但设在厨房的插座当高度为108m及以下时却采用了普通防溅型插座,此现象应引起注意.

二、电气节能的方法

1.充分利用天然光源

照明节能工程中的一个较为主要的内容是如何充分利用天然光源.随着人们对能源和环境保护的日益关注,建筑物中如何充分利用天然光源来节约照明用电已引起广泛重视.天然光源是取之不尽、用之不竭的能源.在照明节能的实施工程中,应当充分加以利用,制定建筑物的采光标准,确定采光方式,将采光和照明有机地结合起来.白天尽可能地利用天然光源,使建筑物内获得稳定的光照条件.同时,室内引入阳光,既能大大节约照明能耗,亦有助于提高室内温度,对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义.目前应用的方法主要有：（1）导光管法.（2）采光搁板.（3）反射高窗.（4）棱镜窗.

2.高效的照明控制系统设计.

照明控制是照明设计中一个重要的内容,是照明设计基础理论的一部分,与灯具、光源一样是照明节能实施中不可缺少的.主要体现在以下两个方面：（1）能营造良好的光环境.通过控制光环境来划分空间,同一空间中可创造出不同的环境氛围,体现了照明环境的舒适性.（2）可节能.使用者需要时才开启照明,尽可能减少不必要的开灯时间、数量和过高的照度,以有利于照明的节能.虽然我国现有的照明设计标准几乎没有照明控制的具体内容,对照明控制也没有给予应有的重视,但工程设计人员应当充分认识到它的重要性.

3.科学合理地利用太阳能照明技术与产品

其一、太阳能是无处不有、取之不尽、用之不竭的清洁能源.太阳能照明技术的开发利用,可节省资源,减少废气排放,减少对地球资源的使用和破坏,保护地球环境.科学合理地利用太阳能照明在节能、环保方面具有重大的意义.其二、太阳能照明技术通常利用太阳能光伏发电系统,将入射的太阳辐射能直接转换为电能,提供给照（下转第98页）（上接第96页）明负荷.

4.建筑电气设备的节能

（1）空调系统.其主要内容包括：①冷冻水与冷却水系统的优化控制；②冰蓄冷系统的优化控制,现行的冰蓄冷控制技术还很不成熟,冰蓄冷控制策略仍需作深入研究,尤其是在蓄冰装置优先方式下的融冰策略的研究,对于提高冰蓄冷系统的能源利用效率,促进冰蓄冷技术的商业化应用具有决定性的意义；③热交换系统温差与流量的优化控制；④变风量系统等控制技术.（2）给排水系统的优化控制.（3）电动机.包括电动机的正确选型、调速方法、基于负载检测的台数控制.（4）电梯.包括电梯的合理选型（如速度、载重量、调速方式等）、停层计划及群控策略.（5）电动门窗.包括门窗的节能控制、遮阳系统的自动控制等.

5.能源的综合利用

（1）太阳能光伏电源系统.《措施》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.（2）冰蓄冷系统.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.其一,要电气设计要与建筑设计配合.其二,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.

三、结语

我国加入WTO后,我国在建筑电气节能设计领域中面临着新的挑战,因为国外的设计公司在设计过程中十分重视环保和节能,如果我们在设计过程中不重视节能,就有可能被淘汰出局.而节电节能工作牵涉的面又十分广泛,从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失.对于设计者而言,就是要合理的选用设备（变压器,电动机,电缆,照明光源等）,合理确定供电电压等级以及采用新材料,新技术等.建筑电气节能设计潜力很大,应精心考虑设计方案,选择高效节能设备,应用先进的设计技术,按照节能标准合理设计.在为人类提供健康、舒适、安全的居住、工作和生活空间的同时,又能行之有效地节约能源,这是每一个设计人员必须思考的问题.