建筑电气节能：条条大路通罗马
发布日期:2014-10-31 12:31
满足建筑物的功能，提高建筑物的舒适度……近年来，人们对建筑电气设计的要求已经远远不局限于此。随着节能减排工作在建设系统的开展，节电早已经成为电气设计中一项重要的内容，而实现节电的方式也越来越多样化。日前，江苏华海建筑设计有限公司副院长杨伟杰在接受记者采访时就表示，在建筑电气设计中实现节能的手段有很多，比如通过设置合理的供配电系统，选用高效供用电设备，提高系统的功率因数，抑制谐波等等措施，都可以有效降低能耗，提高能源的使用效率。
提高运行效率实现供配电系统节能
供配电系统担负着电力供应、分配、传输的职责，因此供配电设备和线路的损耗不容忽视。杨伟杰建议，可以根据负荷容量、负荷性质、供电距离及分布、用电设备特点等因素合理选择供电电压和设计供配电系统。
对于变压器而言，实现其节能主要依靠降低损耗、提高运行效率。因此，要合理选择变压器的容量和台数，其容量应与电力负荷相适应，一般而言，变压器的负载率在75%%～85%%较为适宜，季节性负荷适合采用单独变压器供电。为了减少线路损耗，对于比较分散的负荷，应该遵循“小容量，多布点，深人负荷中心”的原则。另外在设计中应注意选择节能型变压器，据介绍，近年来得到广泛推广使用的511系列油浸变压器、新型干式变压器以及非晶合金变压器等产品节能效果都比较理想。
对于配电线路而言，节能则主要体现在减小线路的电阻上。毕竟，城市电网供电的电源电压已经确定，线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只能减小线路电阻，比如通过采用电导率较小的铜芯、铝芯做导体，或者缩短导线长度，如对于环形供电方式可将开环运行改为闭环运行，或增大导线截面等，都可以有效减小线路电阻。
合理选择配置实现用电设备节能
建筑物内的用电设备基本上分为照明灯具、电热用具及各类电动机。电动机尤其是交流电动机的应用非常频繁，节能潜力较大。
杨伟杰介绍说，采用高效率电机的耗电量与普通标准电动机相比，其总损耗可减少20%～30%，效率可以提高3%～6%。因此，应根据负荷特性合理地选择高效率电动机，避免“大马拉小车”的现象出现。对于经常处于轻负荷运行的电动机，采用三角一星切换装置，可以达到良好的节电效果。
大型公共建筑大多设有中央空调系统，众所周知，空调系统是建筑中的用电大户。近年来，随着智能建筑的发展，中央空调系统的节能控制越发重要而且更为可行。杨伟杰介绍了三种控制途径：一是进行温湿度控制。采用楼宇自控系统可以根据室外温湿度和季节变化的情况，改变室内温度的设定。空调系统温度控制精度越高，节能效果也越明显。二是进行新风量控制。新风量取得过多将大幅增加耗能量，所以最为合理的方式是自动调节新风量。三是设定机电设备最佳启动和停止控制。通过对空调设备的最佳启/停时间的计算和控制，可以缩短空调启／停时间，达到节能的目的；同时在预冷、预热时，关闭室外新风风阀，不仅可以减少设备容量，而且可以减少获取新风而带来冷却或加热的能量消耗。
照明用电量占我国用电总量10%%左右，建筑照明在其中又占有相当大的比例，因此，照明节能也一直是电气行业内备受关注的焦点。如何在设计中体现照明节能，杨伟杰建议，首要的就是采用高效光源和高效节能灯具，比如使用细管径荧光灯和紧凑型荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯、冷反射单端照明卤化物、混光灯以及LED、发光光纤、太阳能灯具等新型光源。此外，要注意选择合理的照明方式和控制方式，对照度要求较高的场所可以采用混合照明，尽量少用一般照明，适当采用分区照明方式；对于高大空间则适合采用一般照明与重点照明相结合的方式。实行一般照明的分区控制可以适当增加照明开关点；采用各种类型的节电开关；在一定的时间和地点控制照度；对于能利用自然光部分的照明采用成组分片的自动控制开停方式等等。
重视谐波抑制
现代建筑尤其是智能建筑中存在着大量的三次谐波污染，其不仅会严重影响电能质量，还将增加功率损耗，造成电能的浪费。杨伟杰表示，抑制谐波的措施有多种途径。比如可以改善配电系统，选用DYnll接线组别的三相配电变压器，为三次谐波电流提供环流通路；尽可能保持三相电压平衡；加大中性线的截面；对产生高次谐波电流的负荷设置专用供电回路，可以避免谐波对其他负荷的影响，也有助于集中抑制和消除谐波。另外在谐波源设备选型上，尽量选用谐波含量少的设备，还可以在谐波源处安装谐波滤波器、隔离变压器或有源谐波调节器，最大限度地避免谐波的产生。
此外，杨伟杰尤其强调，大型公共建筑尤其是智能建筑可以充分利用变配电综合监控及楼宇自控技术，建立起能源管理系统，实现能耗跟踪、节能的远程及就地控制。当然，节能也应根据具体情况考虑实际经济效益，不能单纯为了实现节能而过高地增加初始投入和运行费用。杨伟杰建议，在大型建筑的电气节能设计中可以进行节能效益评估，确保节能效果和经济效益。