论建筑工程中建筑电气节能措施论文
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论建筑工程中建筑电气节能措施论文1
能源资源紧缺是我国也是当今世界各国面临的一个严重问题。我国单位GDP能耗是美国的3倍多，日本的6倍多，合理节约能源和有效提高能源利用效率将是我国经济能否持续发展的重要因素。在我国，由于建筑能耗约占全国总能耗的26.7%，位居能耗首位，因此建筑节能刻不容缓。而电气能耗是建筑能耗的主要组成部分，建筑节能的关键在于电气节能，因此，在建筑电气工程设计、施工、运行阶段采取相应的技术方法和预防和控制技术措施，保证建筑电气在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下，减少能源消耗，提高能源利用率。
一、我国建筑节能现状分析
目前，我国拥有世界第三大能源系统，一次能源总产量仅次于美国和俄罗斯。建筑节能是贯彻国家可持续发展战略的重要组成部分，也是我国经济工作中的战略重点之一。但我国的人口众多，人均拥有量很低，建筑节能工作起步较晚，能源效率低下，未来建筑能源需求量很大，建筑节能工作任重而道远。很多学者将我国节能工作与发达国家的节能工作进行比较后认为，虽然我国能耗总量呈下降趋势，但是建筑能耗将持续上升，占社会总能耗的比例也将增长，而且消费的主要是不可再生资源。节约能源、降低能源消耗、提高能源效率关乎中国经济的前途，也关乎全球的经济发展。
二、建筑电气节能
建筑电气节能工作应该遵循以下原则：
1.适用性。
应满足建筑物的使用功能，即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适卫生；满足上下左右的运输通道通畅无阻；满足特殊工艺要求，如游乐场所的一些游乐设施的设备用电，展厅的艺术照明及动力用电等。为建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源，为建筑设备运行提供必需的动力，按照用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性等方面的要求，来优化供配电设计，促进电能合理利用。
2.实际性。
节能应按国情充分考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。合理选用节能设备及材料，使节能增加的投资能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。
3.节能性。
节能的着眼点，应是节省无谓损耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物的功能无关的，再考虑采取相应的措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路的功率损耗都是无用的能量损耗；又如量大面广的照明容量，可采用先进技术成果使其能耗降低。
三、建筑电气能耗
在建筑电气系统中，涉及的电气设备主要有铜母线、测量仪表、电气元件(断路器、电流互感器、电压互感器等)、电力变压器、电力电缆、配电箱柜(照明配电箱、动力配电箱柜、控制箱等)、用电设备(风机、水泵、灯具等)、应急电源(发电机、蓄电池组等)等。在上述电气设备的功率损耗是来自于导体的电阻和磁性材料中的损耗，并且主要发生在电动机、灯具等电气设备、电力变压器和所有敷设的电力电缆之中，因此我们主要分析电力变压器、电力电缆、电动机、灯具(气体放电灯等)的能耗情况。
1.电力变压器能效分析。
电力变压器的损耗主要分为三个方面：空载损耗(铁损nl)、负载损耗(铜损ll)和杂散损耗。一种评价变压器能源效率比较全面的方法是总拥有费用法。所谓总拥有费用(toc)，就是变压器的初始投资和其在使用期内的损耗费用之和。总拥有费用法是通过比较具有不同效率水平和不同价格的变压器的总拥有费用，按照总拥有费用最低来选择变压器的效率水平的。无论对于电力企业还是非电力企业用户，都能通过此方法比较变压器的总拥有费用，从而达到节约资金的目的。
2.电力电缆能效分析。
传统的设计方法按载流量选择导线截面时只计算初始投资，导线的截面选择过小，将增加电能的损耗；选择的过大，则增加初始投资。从理论上讲，增加电缆截面可将损耗减小到很小，但电缆所增加的费用几乎抵消了为追求好的配电效率而产生的节约。因此，设计人员以电缆温升、热效应及电压降的校验为选择条件来确定电缆截面，不一定是最合理的。利用总拥有费用法来确定导体电流密度的目的，就是在已知负荷的情况下，选择最佳的导线截面；或是在已选定导体截面的情况下，确定经济的负荷范围，以寻求投资的最优方案，取得最理想的经济效益。导线的经济电流密度正是这种优化设计的内容之一。
3.电动机能效分析。
在建筑领域的电气设计中，大量的中小型电动机被广泛应用。电动机在总用电量中占的比重也很大，其产生的能耗也是相当可观的。因此，在建筑电气设计中，设计师必须充分考虑影响电动机效率的因素，包括与负荷无关的损耗(常量)，随负荷增加的损耗(变量)及设计环节所增加的损耗的情况，分析高效电动机的节能效果以及不同的电动机系统对能耗的影响情况，才能够选择高效电机从而搭建合理的电机系统。
4.灯具能效分析。
国内外有现行的建筑照明节能标准作为设计依据，在设计建筑电气中设计师必须执行合理、适当的建筑照明节能标准，分析气体放电类光源的各类镇流器的能耗情况，同时分析比较实际工程实例中各类镇流器的能耗，尽量选用新型的智能照明节电器。
四、建筑电气节能措施
电力生产具有同时性和集中性两大特点，决定了能耗将在该建筑物电气系统从变电、传输到用电设备的各个环节发生。其中同时性即电力生产的输送、分配、转换是同时进行的，无法进行大量的储存；集中性即电力生产是高度集中的部门，调度和检修必须是统一的。
建筑供配电系统作为电力系统的最终用户端，通常由电源系统、变配电设备、传输线路、配电设备、用电设备等组成。建筑电气节能水平可通过采取有效的措施加以提高，节能措施还应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
1.优化设计。设计人员针对每项电气分项工程，都有较详细的电气负荷计算书和采取相应的节能措施。在确定设计方案时，按照“以人为本”的设计思路，深入现场，通过与业主进行有效沟通，了解工程的具体情况；根据负荷特点、建筑使用功能要求、建筑物的结构特征和周围环境特点等多方面因素的综合考虑，进行全面的技术分析比较，力求最佳的设计方案。还要掌握各种节能新技术，并在设计中适当采用可获得巨大的经济效益和社会效益。政府有关职能部门也应加强对建筑电气设计项目的审核管理，可以委托相关技术部门如学会等对设计图纸文件进行严格审查。
合理选择变压器的容量和台数，以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。在设计中还应尽量减少三相不平衡度。在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功电流，它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的功率损耗。因此，合理设计供配电系统在电气节能中起着非常重要的作用。
2.对建筑电气系统运行加以强化管理。加强对建筑电气系统运行的管理，同样可达到节能的效果。主要管理措施有：
(1)设备管理：电气节能在很大程度上取决于设备的运行状况。
如果使各种设备安全、有效、稳定地运行，出现故障能快速排除，则可以节约能量。
(2)控制管理：开发并利用功能强大、界面友好的控制软件也是保证电气系统节能运行的有效措施。
(3)人员技术培训管理：加强对电工的培训，提高管理人员素质，以保证电气设备的正常运行和设备的使用效率，才能在电气节能中有所作为。
(4)选用先进的节能设备、器具。
首先，选用节能型变压器、节能型电动机。其次，照明用电为建筑物用电量的20%~40%，降低照明用电尤为重要，其主要途径包括：发展高效光源、采用高效灯具、改进照明控制。目前荧光类高效节能灯已广泛普及，国外普遍看好的发展方向是led光源，比目前的节能灯效率更高，发光光谱可在大范围选择，使用寿命可大大延长。尽管目前led的成本、效率都无法与荧光类节能灯相比，但在最近10~20年内预计将有重大突破。
五、结束语
能源问题是当今世界各国普遍重视的问题，被公认为人类面临四大生存问题之一。随着各国工业化进程的发展，地球上可供人类利用的石油、煤炭、天然气等燃料资源日渐枯竭，能源危机的总趋势不可避免。而在能源消耗中，作为人类活动基本场所的建筑，其使用过程中所消耗的能量，在社会总能耗中占有很大的比例。因此，就节约能源而言，建筑节能无疑是节约能源最有效、最经济的方法之一，也是建筑业发展必须重视的根本问题。通过分析结果表明，在建筑电气工程的设计、施工、运行中，如果采取一些有效的技术方法和技术措施，提出完整的建筑电气节能设计和运行管理方案，就完全可以有效地提高能源利用率，实现了节能目标。
论建筑工程中建筑电气节能措施论文2
随着我国经济的持续发展，能源短缺问题已经越来越突出，在我国的“十一五”发展纲要中，就把“节能减排”作为一个主要的约束性指标进行实施。除了工业方面的节能减排工作以外，民用建筑作为建设工程领域的重要组成部分，它的节能工作与每个人息息相关。在民用建筑的节能工作中，除了提倡使用清洁能源之外，最主要的还是在建筑的设计阶段和施工阶段，进行规范的节能设施的建设。这其中最主要的就是建筑的电气系统，它的节能设计和建设，对整个建筑的节能工作起到了决定性的作用。
1供配电系统的节能分析
供配电系统的节能主要是在满足电能的使用前提下，通过减少供配电设备本身的能耗来实现节能。为了达到这一目的，除了使用节能设备之外，还有就是要考虑整个配电系统的合理性，以采取行之有效的方法来减少设备能耗。供配电系统损耗主要是由线路损耗和变压器损耗两方面构成的，而依照损耗的变化情况，又可以细分为固定损耗和可变损耗两种。固定损耗主要是线路上的电器介质损耗和变压器的铁损，损耗大小跟整个系统的频率和电压相关，并且只要接通电源，固定损耗就会一直存在。所以降低固定损耗的方法就是选择合适的节能设备。可变损耗又可以称为铜损，是电流通过变压器和导体的时候所产生的损耗，它的大小与线路的'阻抗有关。因此想要降低可变损耗，主要是通过降低线路阻抗来实现这一目的。
2供配电系统的节能措施
2．1合理配置系统变压器的容量和台数
实现系统变压器的容量和台数的合理配置，主要是通过负荷计算实现的，它是整个供配电系统中用来确定变压器的容量和台数的主要依据。根据我国的用电水平和相关标准，各类建筑类别的变压器的容量和台数应该按照《全国民用建筑工程设计技术措施—节能专篇》中的规定指标进行。变压器装配指标如表1所示。
2．2减少低压线路长度
减少低压线路长度，能够降低系统的线路损耗。而要实现这一目的，首要的就是要将变压器设置在负荷中心，并尽量采用高压线路。在一些民用建筑选择供电中心时，设计者往往只从减少设备房的面积、管理方便或者是减少投资等方面进行考虑，这样造成的结果就是供电中心的变压器容量大、台数多，不仅造成管理困难，而且也形成了能源浪费。
3照明系统的节能措施
照明系统是民用建筑工程中不可或缺的一部分，因此，实现民用建筑工程照明系统的有效节能是建筑节能工作中的决定性因素之一，而实现照明系统的节能工作，主要可以从以下几个方面入手。
3．1采用合理的照明灯具
选用高效的节能灯具是实现照明系统节能的手段之一，因为节能灯具的发光效率更高，可以实现电能的利用最大化，下面就对比白炽灯、节能灯和LED灯的功率大小和成本，以此来说明节能灯具选择的重要性。在不同的建筑场所中，灯具的选择也应该合理。比如在商业类的建筑中，为了实现有效节能，在一些楼层不高的场所中，应该使用直管型荧光灯;而在一些楼层较高的场所中，可以选择高压钠灯或者是大功率的细管径荧光灯。在居住类的建筑中，应该采用紧凑型荧光灯，不仅节能而且光通量是普通白炽灯的5倍，并且LED灯也开始逐渐由室外装饰照明发展为家用照明，所以还可以使用更加节能的LED灯。而在一些公共场所中，应该选择更加耐用的日光灯或者是荧光灯。除此之外，一些户外场所需要发光率更高的灯具，所以高压钠灯是很好的选择。
3．2更加科学的灯具控制方式
根据不同的建筑场所，灯具的控制方式也应该不同，但是总的原则是科学合理，避免造成能源浪费。在走廊、楼梯间等公共场所的照明，应该采用集中控制，或者是按照建筑的自然采光和不同季节，来进行合理的分区和控制。在较大的公共场所中，也应该采取集中控制的方式，方便人员管理。而像酒店宾馆的客房电源就应该设置成节能控制型的总开关，以保证旅客离开后客房能够自动切断电源，避免了电能浪费。
3．3使用智能灯光节电器
智能灯光节电器主要是利用微电子技术对照明系统的电能质量进行优化处理，它是在不影响照明设备正常使用的前提下，输出一个最优照明度，以实现节约用电和延长照明设备的使用寿命的目的。根据我国变配线路长，距离远的现状，为了减少输电线路中的损耗，供电部门的初始供电电压都高于额定电压，这样才能保证供电线路末端能够达到额定电压，但是过高的电压不仅会缩短设备的使用寿命，而且还会产生额外的电费开支，因此使用智能灯光节电器就非常有必要。
4配电线路的节能设计
在经济条件允许的情况下，配电线路一般推荐高导电率的导体，也就是铜芯电线比铝芯电线更好。因为铝芯电缆的电阻率比铜芯电缆约高1．68倍，因此铜芯电线比铝芯电线允许通过的最大电流高30%左右。并且由于铜芯电线的电阻率低，在同截面流过相同电流的情况下，铜芯电缆的电压较小。因此，同样的输电距离，能保证更高的电压质量;或者说，在允许的电压条件下，铜芯电线的输送电能能达到更远的距离，也就是供电的覆盖面积更大，有利于供电网络的规划，减少供电点的设置数量，达到节约资源的目的。而在配电线路的设计中，应该尽量走直线，以减少配电线路的长度，提高功率因数。这样的设计不仅能够降低线路损耗，而且还能提高供电质量。另外在电线界面的选择上也适宜按经济电流来进行，这种方法能够减少配电线路中的电能损耗，延长电线的使用寿命，达到节能目的。当然，除了以上的一些节能措施之外，民用建筑的配电线路设计还应该遵循以下原则:1)要充分满足建筑物的功能要求，即不同建筑场所的显色指数、照度和色温要求;满足医疗建筑、体育场馆、餐饮娱乐场所和酒店的电气设备的用电需求;2)要充分考虑实际的经济效益，不能因为要节能降耗，就不考虑必要的投资消耗。所以节能也要进行有效的经济效益评估，经过合理的比较分析，科学的选择节能设备，这样才能达到真正的节能目的;3)减少无谓的能量消耗，这是节能的关键。
5其他设备的节能措施
在民用建筑供电中，空调用电占了很大的一部分，因此设计出更加节能环保的空调系统也非常重要。一般来说，假如民用建筑采用的是中央空调系统，那么就可以采用自控管理系统来进行控制，从而达到节能的目的;如果采用的是分体式空调，那么应该设计一个专用开关，来控制它的用电插座回路，减少空调的待机损耗，从而达到节能目的。除了空调以外，在民用建筑中，冰箱、电视等等常用的家用电器也可以使用插座回路来减少其待机损耗。另外，在不少的公共建筑中风机和水泵设备的使用范围也是比较广泛的，并且据有关的数据显示，风机和水泵的节流损失费占到了整个维修成本的7%，所以对于这类设备也应该进行节能降耗。
6结语
节能降耗是经济可持续发展战略的重要目标之一，作为能耗大户，民用建筑也应该进行节能降耗工作，而电气节能就是主要的措施之一。据估算，到所节约的建筑电气能源可以媲美4座～5座三峡发电站的发电量，因此这笔资源是非常可观的。现在，国家正在大力发展节能设计，所以建筑电气节能设计的发展潜力很大，这也为所有的建筑电气工程人员提供了机遇。
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