试析民用建筑电气中的主要节能措施
摘要：本文简述了民用建筑的能源浪费表现 ，重点阐述了电气设计中主要节能措施。
关键词：民用建筑,电气,节能措施
随着我国国家经济的高速增长，电力供应也越来越紧张，每年的用电高峰，供电缺口都在增大，而且我国发电所使用的主要能源是不可再生的煤，不仅对环境污染同时也不够节约能源。所以，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源---电源。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，因此，建筑节能的关键在于电气节能。
一、民用建筑的能源浪费表现
1、不合理的设计导致空调能耗高
不合理的建筑设计与建筑通风导致空调冷量过高。 在能耗较高的一些办公楼和综合商厦等建筑中发现， 由各种方式 (如开窗通风、 机械排风等)造成的室内外通风换气形成的冷负荷，有时可占总的冷负荷的50%以上。
2、不合理的系统及运行方式等原因造成空调能耗高
不合理的系统和设备选型以及运行方式，导致空调系统效率过低。不合理的运行制度导致空调能耗高， 不合理的运行制度导致空调系统运行时间过长。下班后系统继续运行，或部分设备持续运行，消耗大量电力。
3、其它设备存在着能耗高的现象
采暖、通风、给水、排水等设备都存在设备选型和运行方式的不合理从而导致能耗高的情况。照明系统存在着能耗高的现象，照明光源、控制方式选择的不合理导致照明系统能耗高;照明系统存在着盲目的提高照度标准的情况。
4、照明系统存在着能耗高的现象
照明光源、 控制方式选择的不合理导致照明系统能耗高; 照明系统存在着盲目的提高照度标准的情况。
二、建筑电气设计中主要节能措施
在建筑电气设计中,既要注意节能,又不能降低标准和忽视安全,而应在保证安全可靠的前提下采取合理措施提高资源的使用率,以达到节能的目的。
1、合理的进行电负荷计算
用电负荷计算方法宜按下列原则选取:在方案设计阶段可采用单位指标法,在初步设计阶段及施工图设计阶段,宜采用需要系数法,对于住宅建设,在设计的各个阶段均可采用单位指标法和单位面积法。
2、合理的设置变配电所
变配电所的位置应尽可能靠近负荷中心,以缩短配电半径,减少线路损耗。
(1)根据总用电量决定系统的供电电压等级,用电单位总用电量在250kw及以上或变压器容量在160kVA及以上时,宜以10(6)kV供电,以下可用低压供电。
(2)合理选择变压器,使其处在经济运行状态。 变压器处于经济运行状态时,电力系统的有功损耗为最小。 一般变压器的经济负荷系数为0.5～0.7,对于负荷系数长期偏低的变压器,应该考虑换用较小容量的变压器,如果运行条件许可,两台(或两台以上)并列运行的变压器,可考虑在负荷低时切除一台,或者采用在负荷变化自动调整运行台数的装置,对双电源供电系统,宜用两路电源同时工作的方案,以减少线路损耗。
(3)力求配电系统的三相平衡。 采用三相四线制供电方式,由于用户较为分散,线路较长,如果三相负荷不平衡,将直接增加电能在线路的损耗:当三相负荷平衡时线损最小;当一相负荷重,两相负荷轻的情况下线损增量较小。当一相负荷重,一相负荷轻,而第三相的负荷为平均负荷的情况下线损增量较大;当一相负荷轻,两相负荷重的情况下线损增量最大。 当三相负荷不平衡时,不论何种负荷分配情况,电流不平衡度越大,线损增量也越大。为此对三相四线制低压系统来说,保持三相平衡是降损节能的一项有效措施,对于输送距离比较远的配电线路来说,效果尤为显著。 对发电机、 变压器而言,当三相负荷不平衡时,如控制最大相电流为额定值,则其余两相就不能满载,因而设备利用率下降,反之如要维持额定容量,将会造成负荷较大的一相过负荷,而且还会出现磁路不平衡致使波形畸变,设备附加损耗增加等。
(4)加大无功补偿力度,增加系统的有效输出。 无功补偿可以改善电压质量,提高功率因数,是电网采用的节能措施之一。配电网中常用的无功补偿方式为:在系统的部分变、 配电所中,在各个用户中安装无功补偿装置;在高低压配电线路中分散安装并联电容机组;在配电变压器低压侧和车间配电屏间安装并联电容器以及在单台电动机附近安装并联电容器,进行集中或分散的就地补偿。 当配电系统中的自然功率因数达不到电网规定时,必须进行补偿(国家规定值:高压用户0.95,低压用户0.90)。
(5)尽可能改善变配电设备的运行条件。 由于变压器、 电缆、 开关等设备工作时会产生大量热量,如不及时排出,将造成配电设备降容、 加速老化等,故在自然通风达不到要求时,应采用机械通风或用空调设备进行降温。
3、合理选择电线电缆的线径
在选择电线电缆的线径时要做到既要满足载流量和电压降的要求,又要留有适当余量,以备后期增加负荷使用,同时可以降低阻抗,减少线损。
4、选用节能型设备
(1)选择低损耗的节能型变压器,如“9” 、“10” 、“11” 型等系列油浸变压器和“9” 、“10” 型等系列干式变压器,其中有叠铁心、 卷铁心和非晶合金铁心等。 此类型的变压器比普通变压器的自身损耗降低达10%以上。
(2)选择高效电机。如Y2系列。 由于电机的选择通常都是按极端运行环境考虑, 而实际运行时多是处于轻载状态,因而造成资源利用率底下。 通过选用高效电机,配以变频技术和计算机模糊控制理论等技术,可以大大降低电机的电能损耗。
(3)照明设计中的光源选择。 选择光源应从运行能耗、 使用寿命、 发光效率及价格等多种因素进行综合考虑。 ①根据不同的场合,优先选用细直管荧光灯(T8、 T5),紧凑型荧光灯(H型、 U型、 螺旋型)、金属卤化物灯、 高压钠灯及发光二极管LED等。 ②所配灯具的效率应不低于国家有关规定。敞开式为75%,格栅或透光罩为55%～65%。③选择符合国家标准的电子镇流器或节能型电感镇流器。
5、 运用楼宇自动化系统
楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的信息进行分析、 归类、处理、 判断,采用最优化的控制手段,对各系统设备进行集中监控和管理,使各子系统设备始终处于有条不紊、 协同一致和高效、有序的状态下运行,在创造出一个高效、 舒适、 安全的工作环境中,降低各系统造价,尽量节省能耗和日常管理的各项费用,保证系统充分运行。
6、利用太阳能等清洁能源
国家 《电力法》 规定,鼓励各企业只用清洁能源及可再生能源,如风能、水能、太阳能等,其中利用光伏效应把太阳能直接转化成电能的光伏发电技术是民用建筑中应用较多的节能措施。 太阳能光伏发电系统目前主要应用于太阳能热水、太阳能锅炉、 太阳能照明(太阳能路灯、 庭院灯、 草坪灯等)。随着太阳能光伏发电技术的不断发展完善和日趋成熟,该系统将得到更为广泛的领域。
总之，随着经济高速发展，如何节约能源是保证可持续发展的必要条件，民用建筑节能特别电气节能也是非常重要组成部分。 在民用建筑工程中，要合理计算民用建筑的用电负荷，达到节材、节能的目的，合理设置计量装置，合理选择电线、 电缆截面和照明控制方式，要在民用建筑中推广节能灯具和高效电器，同时提倡各种行为节能措施，使建筑能耗降低。
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