关于建筑电气节能的主要功能探讨
摘 要：随着我国经济的飞速发展，能源问题被提到越来越重要的地位。建筑的供配电系统的节能降耗问题则更显得重要。而电气建筑部分的能源消耗更是明显，因此，降低建筑电气的能源消耗是大势所趋。本文根据建筑电气的节能设计要求，从照明节能、供配电系统节能、变压器的节能、电动机的节能，合理选择建筑电气节能几方面进行了比较详细的阐述。
关键词：
1.节能应坚持三个原则
1.1满足建筑物的功能即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。
1.2考虑实际经济效益节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
1.3节省无谓消耗的能量节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
2.照明节能
照明系统的节能设计照明系统的能耗主要与照明器的数量、功耗、使用时间、配套照明设备密切相关，照明节能所应遵循的原则是，照度、色温、显色指数等照明质量指标的前提下，尽可能节约照明用电，在节约能源的同时，不降低照明的质量，从方法上来说，主要有如下几点：
2.1减少照明器的使用时间减少照明器的使用时间，不仅直接减少了照明功耗，同时也降低了照明器及其配套设施的损耗。因此，减少照明器的使用时间对于照明系统的节能就尤为重要。为此，在设计的时候，就要充分考虑运用天然光源作为照明光源，通过 “采光窗.采光井、光导纤维”“光导管”等各种采光、集光和导光装备，将天然光引入室内，从而降低照明器的使用时间。同时，对于建筑物的公共场所，如走廊、楼梯间、卫生间等地方，由于不是人们生产生活的主要场所，没必要始终照明，对此可以采用智能装置，控制照明器的使用，从而达到节能的目的。
2.2减少照明器及配套设施的额定功耗减少照明器及配套设施的额定功耗也直接降低了照明功耗，为此要确定合理的照明方式，根据场所的不同的功能要求，选择一般照明、局部照明或混合照明。在光源的选择上，要尽可能选择光效高，寿命长的光源，同时，光源配合合适的灯具才能发挥其最大的作用，如果选择了不恰当的灯具，就会导致光源的效率大大降低，能够使得单位面积能量损失最高达35%左右，如果为光源选择了恰当的灯具，则光源能够充分发挥效率，能够使得单位面积耗电量明显下降，从而达到节能环保的目的。在灯具的具体选用上，应根据室内占空比RcR来确定选用宽或中窄光束的照明灯具，具体如表1所示
2.3采用高效光源。白炽灯过去用得最广泛，因为它便宜，安装维护简单，它致命的弱点是发光率太低，因此目前常被各种发光率高，光色好，显色性能优异的新光源取代。低压钠灯和高压钠灯的发光率最高，但由于色温低，光色偏暖，显色指数在4 0～60之问，颜色失真度大，只能在路灯或广场照明用，其中显色指数在 6O的高显色性钠灯可与汞灯组成混合灯，用于工厂及体育馆照明，这也是量大面广的照明部分;发光率很高的金属卤化物灯，三基色荧光灯及稀土金属荧光灯，由于色温范围广，自3 200K~4000K，光色选择性好，显色指数又高，可达8 0～9 5，颜色失真度小，尤其金属卤化物灯对人的皮肤显色性特别好，因此除用作商场、展厅的照明外，还广泛用在车站的候车室、码头的候船室、航空港的候机楼以及舞台的灯光照明等;一般荧光灯及稀土金属荧光灯可用在写字楼、住宅的照明;荧光高压汞灯、自整流高压汞灯、钠灯及三者组合的混光灯常用于生产厂房的照明。尽量不用或少用白炽灯，只有在局部艺术照明或防止高频光谱照射的古董字画照明中才使用，虽然它光色好，显色指数最高，但达不到节能的目的。
3.供配电系统节能
供配电系统的节能设计供配电系统的节能设计主要目的在于减少变压器以及线路上的电能损耗。对干变压器来说，减少变压器上的电能损耗，首先是要选择空载损耗低、节能型的变压器，可以选用S9，SL9，SC8型油浸变压器或干式变压器，这些变压器采用优质冷轧取向硅钢片，钢片的磁畴方向一致加上45。全斜接缝结构，能够有效减少铁芯的涡流损耗以及漏磁损耗。其次是选用绕组阻值小的变压器，绕组阻值大，则电流损耗也大，在这方面要尽可能选用铜芯变压器，因为金属铜的电阻小，这样当电流通过时，电流损耗也就比较小。
对于线路来说，减少线路上的功耗主要是降低线路的电阻。导线电阻=电阻率 ×导线长度/导线截面积。根据这种关系，减少线路的损耗首先要选择电阻率小的导线，电阻率越小，其导电性能越高，电能就越少通过转化为热能而损耗，在这方面，铜芯是首选。其次要减少导线的长度，为此要合理选择线路路径，使得线路尽可能以直线为主，同时要合理确定电气功能用房的位置，变压器尽可能接近负荷中心的位置，以尽可能减少供电半径，当建筑物单层面积达1O000m，至少要设2个配电中心，以减少供电半径。再次，对于比较长的供电线路，可以选择加大一级导线截面的方式以减少电阻，从而降低线路上的电能损耗。
4.变压器的节能
4.1变压器的选择
(1)变压器应选用节能型变压器,高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进工艺制造使硅钢片的磁场方向接近一致,可以铁心的涡流损耗;良好的接缝密合,可减少漏磁损耗。与老产品比,节能型变压器空载损失和短路损失降低,10kV系列分别降低41.5%和13.93%。平均每千伏安年节电9kW?h。节能型变压器,因其具有损耗低、质量轻、效率高、抗冲击、节能显著等优点,而在近年得到了广泛的应用。
(2)变压器的容量选择。理论上计算变压器负载率为50%时,变压器的有功耗能能耗最小。但此时变压器的无功能耗增加,因此要考虑综合经济效益后进行选择。工程中变压器的容量选择在考虑初投资和运行费后,一般变压器的负载率取容量的80%。
4.2减少变压器的有功损耗
(1)只
作为变压器的空载损耗又称铁损，它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成，其值与铁芯材料及制造工艺有关，与负荷大小无关，所以在选用变压器时最好选择节能型变压器如SBCl0、SCl0等。它们采用优质冷轧取向矽钢片，由于“取向”处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，减少铁芯涡流损耗。45度全斜度接缝结构使接缝密合性好，减少了漏磁损耗。
(2)只是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损，它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，并与负荷率平方成正比。因此在选择变压器时应选用阻值较小的绕组，如铜芯变压器。13²;Pf用微分求它极值时，是在p=50%时每千瓦的负荷，此时变压器的能耗最小，但在脚O%负载率时仅减少变压器的线损。并未减少变压器的铁损，因此也不是最节能的。综合初装费、变压器、高低压柜、土建投资及运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的余量，变压器最经济节能运行的负载率一般在75%一85%之间。
5.电动机的节能
减少电动机损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。但是在具体工程中电动机通常都是水暖及建筑等专业设备所配套的,因此电气设计节能措施主要在运行过程中。除了就地电容器补偿减少线路损耗外,还应减少电动机低效率的轻载和空载运行。主要的措施是采用变频调速控制电动机使其适应负载的变化,以提高电动机轻载时的效率从而达到节约电能的目的。如对于空调系统的循环泵采用变频控制后空调系统的运行费可节约30～40%。
结语
建筑电气的节能还有很多,建筑电气节能潜力很大,广大电气设计人员在设计中应精心考虑,反复比较设计方案,满足功能需求的前提下,行之有效而又切实可行的节能设计与措施,从而达到真正质量的目的。
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