民用建筑电气节能技术

【摘 要】近年来,随经济的飞速发展,能源问题被提到越来越重要的地位.节能关系到技术进步和缓解能需矛盾,是支持经济迅速发展的重要一环.因此,降低民用建筑电气能源的消耗是大势所趋.电气节能技术在民用建筑工程中的合理利用将大大降低建筑结构的能耗.

【关 键 词】民用建筑；电气；节能技术

一、民用建筑电气节能设计应坚持的原则

（1）合理性.应满足民用建筑物的使用功能,如满足照明的照度、色温、显色指数；满足特殊工艺要求.（2）节能性.节能措施应从实际经济效益的角度出发,不能因为节能而不切合实际的进行经济投资,并增加运行费用.而应该让部分增加的投资,能在几年甚至更短的时间内从通过使用节能技术而使之减少的运行费用中回收.（3）实际性.节能技术的着眼点,应是节省无为损耗的能量.首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥民用建筑物的功能无关的,再考虑采取相应的措施节能.如量大面广的照明容量,采用先进技术成果使其能耗降低.因此,节能技术也应该贯彻实用、经济合理、技术先进的原则.

二、民用建筑电气节能的方法

1．照明部分的节能.（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.（2）选择合理的光源.选择合理的光源,最基本的原则就是应根据不同的场所选择不同的光源.例如一般的房间应当选用荧光灯；但是在显色性要求较高的场所应当采用稀土节能荧光灯、三基色荧光灯、小功率高显色型钠灯等光源；室外场所的照明则应当选用高压钠灯等使用时问较长的气体光源.白色发光二级管被认为是21世纪最有价值的新光源,其能耗仅为自炽灯的l/8,荧光灯的l/2,寿命长达lO万个小时,同时还可实现无汞化,回收容易,应用白色的发光二极管对于环境保护和节约能源具有重要意义.（3）选择恰当的照明方式或装置.选择恰当的照明方式或装置也是一种可行的节电能的方法.根据照明使用的要求分别采用各种节能型开关,如病房、卧房可采用调光开关；室外场所和公共场所得照明则可采用光电、声控开关；走道、走廊等场所可采用节能声控开关；使用者需要时才开启照明.

2．降低线路的能量损耗.由于线路上存在电阻,有电流流过时,就会产生有功功率损耗.其公式如下：△P等于3I2R×10-3（kW）,式中：I—相电流（A）；R—线路电阻.在一个工程中,线路较长且左右纵横交错,所以线路的总有功损耗是相当可观的,减少线路的能耗必须引起设计者足够的重视.线路的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减少线路电阻.线路电阻R等于p×L/S,即与线路电阻电导P成正比,与线路的长度L成正比,与线路的截面s成反比.因此,减少线路的能量损耗应从以下几方面入手：一是应选用电导率P较小的材质做导线,铜芯最佳.二是减少导线长度.线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度；低压线路应尽量不走或少走回头线路,以减少来回线路上的电能损失；变压器应尽量靠近负荷中心,以减少供电距离过远带来的电能损耗.三是增大导线截面.在选择电缆截面时,按发热条件选出后,再人为加大一级,从技术角度看,增大电缆截面后,线路压降减小,从而提高了供电质量,而且截面积增大也为系统进一步增容创造了有利的条件.但是,当负荷电流较小（IIS<5A）时,通过计算可以发现：没有必要再增大截面,因为负荷电流较小,所以产生的线路损耗也较小,增大截面而多投资的部分,需要5年以上才能回收,故此时只需要按发热条件选择即可.在电气设计中,贯彻执行上述三条措施可以减少线路的损耗,达到线路节能的目的.

3．减少变压器的有功功率损耗.变压器有功损耗的公式：△Pb等于Po+Pkβ2,式中：△Pb—变压器有功损耗（kW）；Po—变压器的空载损耗（kW）；Pk—变压器的有载损耗（kw）；β—变压器的负载率.（1）Po为空载损耗又称铁损,它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成的固定不变的部分,它的大小随着硅钢片的性能及铁芯的制造工艺而定.所以设计中,应优先选择节能型的变压器,如S11-R、SLI1-R及SGB11-R等油浸式变压器及干式变压器,它们都是采用优质冷轧取向硅钢片,由于“取向”处理,使硅钢片的磁畴方接近一致,以减少铁芯的涡流损耗；45°全斜接缝结构,使接缝密合性好,以减少漏磁损耗.（2）Pk是功率传输的损耗,即变压器的线损,决定于变压器绕组的电阻及流过绕组的电流的大小,即与负载率B的平方成正比.因此应选用阻值较小的绕组,可采用铜芯变压器.从Pkβ2用微分求的极值,是在β等于50％处每千瓦的负载,变压器的能耗最小,因此在80年代初中期,设计人员设计大型民用建筑,变压器的负载率绝大部分在50％左右,在实际使用中有一半变压器没有投入运行,这种做法有的设计人员一直沿袭至今.但这仅是为了节能,而没有考虑经济价值.（3）为减少变压器的损耗,当容量较大而需要选多台变压器时,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.在变压器的选择中,只要掌握上述原则,既节约了能源,又满足了经济合理的原则.

4．电动机在运行过程中的节能.建筑电气设计中,电动机与暖通、给排水、建筑等工种的设备是配套的,由设备制造厂家统一供应,因此其节能措施只能贯彻在整个运行过程中,除了上述就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外,还应减少电机轻载和空载运行,因为这种情况下,电机的效率是很低的,消耗的电能并不与负载的下降成正比.采用变频调速装置,使其在负载下降时,采用变频的方式,使得调节转速与负载的变化相适应,提高电机在空载时的效率,达到节能的目的.当然这种变频调速装置的稍稍偏高,但从长远运行可节约费用来看还是值得推广的.

5．采用节能产品.购写和使用达到或者超出国家节能标准的空调、冰箱、照明器具、风机、水泵等节能产品.例如变频空调,变频空调是根据房间空调负荷的变化对制冷机流量进行调节来实现节能目的的技术.目前,我国房间空调器的季节能效比为2.5～3左右,而变频空调器和户式空调的季节能效比可达到4～4.5；比如节能冰箱,他的关键技术是冰箱的保温隔热技术和制冷系统的节能技术.目前,节能冰箱的日耗电量已经降到了0.5度以下,比常规冰箱下降了2倍以上.

另外,一些其他节能方法：（1）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；（2）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；（3）建筑电气新技术的应用.新一代建筑电气技术正在试图采用各种先进的控制方式对传统建筑电气设备进行有效的控制.所有这些措施都可以达到节能的目的,有效地降低建筑电气的能耗.

目前,节能减排已经成为了一项基本国策,尤其是在绿色建筑的设计理念的倡导下,电气节能更成为了建筑节能的一个非常关键的因素.因此,民用建筑的电气设计必需在符合设计规范的前提,针对性地采用节能措施,合理取舍,才能保证节能效果的经济合理,实现真正意义上的节能.