建筑电气节能措施及应用
【摘要】在建筑耗能中，电气耗能占很大比例，加强建筑节能设计，减少建筑电气耗能，对于降低建筑能耗，缓解能源供应紧张局面，具有重要意义。在本文中，笔者介绍了建筑节能设计的原则、电气节能的内容与主要措施，包括供配电系统节能、电梯节能、空调系统节能和电气照明节能等。
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【关键词】建筑耗能;电气节能;措施;原则
当前，我国经济社会发展能源供应形势非常紧张，资源浪费严重，且能耗量大，成为制约我国经济社会发展的瓶颈之一。为了缓解能源供应紧张局面，全社会应打响资源节约保卫战。由于建筑耗能占社会总耗能比重大，加强建筑节能设计，尤其是电气节能设计，通过优化建筑电气节能，降低建筑能耗，为节约型社会建设做贡献。
一、建筑电气节能原则
当前，新型城镇化进程不断加快，我国的建筑面积以每年十几亿平方米的速度递增。在建筑电气能耗中，空调系统耗能占比约为40%～60%，给排水系统与电梯耗能占比约为10%15%，照明用电耗能约为15%，而供配电系统占比约为3%[1]。由此可知，建筑电气耗能的“大户”为空调系统、照明系统和给排水系统。在建筑节能设计时，应采取有效的措施，降低空调系统、照明系统和给排水系统电气耗能。
在建筑节能设计中，建筑电气节能是重要的内容之一，在进行采取节能措施时，需遵循以下几点原则：一是满足建筑物基本能源需求。在确保建筑物电气设备正常工作的情况下，根据用电设备的负荷容量、供电可靠性和电能质量等，优化建筑电气配电设计，改善电能综合利用状况;二是同步考虑经济效益与节能减排原则[2]。在设计建筑节能减排时，需遵循经济性原则，合理选择用电设备与材料，在短时间内，可将节能减排的费用回收起来，实现经济利益的最大化;三是尽量减少能源浪费的原则。在建筑节能设计时，注重减少建筑物能耗，比如合理确定变压器功率，传输电能线路有功损耗等。
二、建筑电气节能内容与措施
（一）空调系统
在建筑电气能耗中，空调系统耗能占比约为40%～60%，节能设计应从建筑设备监控系统、主机房模糊控制系统和蓄冰空调等方面入手：
（1）主机房模糊控制系统。通过采集系统数据，并利用现代模糊控制技术，严格控制主机房冷冻水系统水泵、主机组和冷却水系统水泵，实现对空调冷媒流量负荷变化的动态调价，优化空调系统的运行状态，降低系统能耗。主机房模糊控制系统适用于主机房设备，由于节能效果明显，值得在系统中应用推广。
（2）蓄冰空调技术。空调系统设计采用蓄冰空调技术的作用包括两个方面，一是减少用户电费，二是电移峰填谷。在建筑空调系统中推广冰蓄冷空调技术，对于优化资源配置、开发低谷用电和转移高峰电力等均有重要的意义，与国家的能源*策相符合。
（3）建筑设备监控系统。建筑设备监控系统中主要是用于制冷主机、冷却泵、冷却设备、新风机组、风机盘管和组合式空调机组的监控。监控系统的应用，可为用户提供一个舒适的室内环境，保持室内适宜的温度和湿度，优化机组运行，节约能源资源[3]。建筑设备监控系统在智能化建筑中应用广泛，节能可达20%～30%。但由于系统涉及自动控制技术、空调技术等，需配合现场二次变成、后期维护技术等，投入费用较大，且系统运行与开通率并不理想，限制了系统的推广使用。
（二）电气照明系统节能措施
（1）在建筑电气赵明光系统设计时，应根据《建筑照明设计规范》（GB ）的规定和要求，确保照明功率密度与照度的标准要求。同时，选择高效广元，这直接关系到电能消耗量。当前，荧光灯的光效率为35、50in/W，节能为75%～83%;金属卤化物灯的光效率为66.7～102.8in/W，功率为175～1000W，节能效果可达80～86%，高压钠灯的光效率为54.9～117.1in/W，功率为35～1000W，节能效果可达75%～87%。
（2）选择高功率因素启动设备。HID电感镇流器功率通常为灯管额定功率的15%～16%，荧光灯电感镇流器功率为灯管额定功率的20%。其中，与电感镇流器相比，电子镇流器能耗可降低50%～75%，可节能10%以上，具有质量情、温度低和噪声小等优点，适用于大面积场所用电，装设补偿后功率≥0.90的补偿电容器[14]。
（3）照明方式的合理选择。在照明系统设计时，应合理确定照度标准器，并照明要求高的场所，采用混合照明方式;对于高达空间的照明，通常采用重点照明与一般照明相结合的方式;对于空调设施场所，通常采用空调回风口与照明灯具相结合方式。合理选择照明方式，不但可改善照明设备性能状态，而且可降低电气能耗，一举双得。
（4）自然光的充分利用。在进行建筑电气设计时，应充分与结构设计结合起来，通过优化建筑结构设计，充分利用自然光。比如大面积建筑物顶部，可增设田庄，采集太阳光用于增加室内空间的光亮度，也可利用导光管、光导纤维及棱镜组反射等技术进行采光。在光照控制方式上，应尽量减少开关控制光源的数量，并采用分区控制方式，严格控制照明的时间，以此来进行节能。对于走廊、楼道灯管，可采用声控灯。
（5）新型光源的推广利用。LED的发光光效可达200lm/W，被称为“绿色光源”，具有巨大的节能潜力，与常规白炽灯相比，节能约为80%，在室内外、夜景景观照明时，均可采用LED灯与冷光源灯。
（三）建筑给排水系统节能措施
给排水系统由电动机提供动力，降低电动机耗能是建筑给排水系统节能的有效途径之一。节能措施包括以下几个方面：一是选用高效率的电动机，比如Y、Y2系列电动机，与普通电动机相比，能耗可降低20%～30%;二是按照负荷特定，合理选择电动机型号，并综合考虑电机工作环境和负荷，防止出现“大马拉小车”的状况;三是确保轻载电动机降压运行，可采用三角一星切换装置，降低电动机能耗;四是优化电机控制方式，提高电机的运转效率[5]。
（四）电梯节能措施
建筑电梯节能措施包括：一是根据建筑物的面积、功能性质、高度、人流量和层数等，合理选择电梯类型;二是提高电梯的运输效率，而实现这一目标，需合理选择电梯控制系统，通过计算电梯流量，合理确定电梯台数、载重和速度等。电梯设计是否合理与节能效果可由电梯运输能力与电梯运行间隔两个指标反映;三是尽量选用节能型电梯，选择利用永磁同步电机的曳引机电梯，由于采用了无需减速机构可直接驱动的曳引机，可减少机械能耗，可节约能耗20%～30%。
另外，在建筑节能设计中，还应优化供配电系统节能：一是减少配电线路损耗：按照负荷容量、供电距离和用电设备特点，优化设计供电系统与选择供电电压，做到简单可靠，且同一电压供电系统变、配电级数≤2级;变电所尽量靠近负荷中心，减少供电半径;对较长的固定线路，可在选定导线截面积时，加大一级导线截面;二是提高供配电系统功率因数：优化工艺流程，改善电气设备运行状态，将变压器负荷率控制在75%～85%之间;如自然功率因素不符合规范，应采取人工补偿方式。
结语
建筑电气设备耗能是建筑物耗能的重要组成部分，为了降低建筑物总耗能，应优化电梯系统设计、空调系统设计、建筑给排水系统设计和照明设计，尽量利用新技术、新材料，加大对可再生能源的利用，降低建筑电气能耗，为打造节能型建筑作出贡献。
参考文献
[1]张平森.建筑电气节能的技术措施及其在工程设计中的合理应用[J].才智，2012，01：26.
[2]邱延林.关于建筑电气节能措施及应用的思考[J].福建建材，2012，06：+97.
[3]聂英君.浅谈建筑工程中建筑电气节能措施[J].黑龙江科技信息，2012，25：293.
[4]张东月，马跃.实现建筑电气节能的措施研究[J].门窗，2015，01：.
[5]高培松.浅谈建筑工程中建筑电气节能措施[J].科技致富向导，2013，24：414+424.
