我國(guó)一直處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)期,各行各業(yè)都需要能源供應(yīng)的支持,而建筑能耗過(guò)高直接影響著建筑行業(yè)以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在當(dāng)前能源短缺和環(huán)境污染的情況下,仍有一些政府和相關(guān)管理部門、設(shè)計(jì)單位以及開(kāi)發(fā)商未給予建筑電氣節(jié)能足夠的重視,只顧局部利益,未考慮全局,使得公眾節(jié)能意識(shí)薄弱,建筑電氣節(jié)能技術(shù)難以推廣普及。因此,加強(qiáng)建筑電氣節(jié)能可以收到很好的節(jié)能效果、環(huán)境效果以及社會(huì)效果。

1我國(guó)建筑電氣節(jié)能存在的技術(shù)問(wèn)題

目前,供電線路迂回鋪設(shè),變壓器位置遠(yuǎn)離負(fù)荷中心,同時(shí)由于在負(fù)荷計(jì)算時(shí)缺乏用電數(shù)據(jù),導(dǎo)致變壓器容量選擇過(guò)大,變壓器負(fù)荷不均,造成“大馬拉小車”的情況;不合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型及運(yùn)行方式導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)效率過(guò)低,使得冷機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期在偏離高效點(diǎn)的狀態(tài)下工作;風(fēng)機(jī)和水泵設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制僅有手動(dòng)控制,導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng),消耗大量電能,在選擇電制冷機(jī)組的臺(tái)數(shù)時(shí)未考慮節(jié)能;電梯未設(shè)置節(jié)電感應(yīng)或群控等節(jié)能控制模式;建筑照明光源選擇、燈具選擇、鎮(zhèn)流器選擇及照明方式設(shè)計(jì)不合理,盲目提高照度,照明控制方式不當(dāng),未增加光控設(shè)備,導(dǎo)致部分照明設(shè)施白白浪費(fèi)大量電能等。

2實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能的途徑

2.1電源節(jié)能

在電網(wǎng)投入運(yùn)行后,電能在傳輸過(guò)程中由于需要經(jīng)過(guò)各種電壓等級(jí)的線路以及多次的升壓與降壓過(guò)程,會(huì)在線路和變壓器中產(chǎn)生形式為發(fā)熱而無(wú)法利用的能量損耗,這些損耗一般占系統(tǒng)有功功率的15%-20%。線路損耗與電網(wǎng)輸入量的百分率(線損率)反映了電網(wǎng)輸送和分配電能的效率,而我國(guó)的線損率比一些發(fā)達(dá)國(guó)家要高。據(jù)統(tǒng)計(jì),若線損率能夠降低1-2個(gè)百分點(diǎn),就可節(jié)電90.9-181.8億kWh。由此可以看出,降低線路損耗和變壓器損耗是實(shí)現(xiàn)電源節(jié)能的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。(1)降低線路損耗的途徑有以下幾種:選用電阻率較小的材質(zhì)做導(dǎo)線,并增大導(dǎo)線截面,降低線路電阻;優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu),鋪設(shè)供電線路時(shí)應(yīng)盡量走直線,使線路最短,避免迂回供電,選擇最經(jīng)濟(jì)最合理的供電線路;對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行升壓改造,簡(jiǎn)化變電層次和電壓等級(jí),在線路絕緣水平允許的情況下,將原有線路進(jìn)行升壓,可降低可變損耗,節(jié)省大量資金;變壓器的放置應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的變化而變化,越接近負(fù)荷中心,供電距離越短,線路損耗就越少;選用正確的電動(dòng)機(jī)和變壓器等設(shè)備容量,并安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器,減少無(wú)功線路損耗,提高功率因數(shù)。(2)降低變壓器損耗的途徑有以下幾種:選擇合理的變壓器,如油浸變壓器或干式變壓器,減少鐵損和銅損,也可以選用調(diào)容變壓器,根據(jù)負(fù)荷的變化調(diào)整變壓器容量,避免過(guò)載或負(fù)載率低,使變壓器的實(shí)際負(fù)荷接近設(shè)計(jì)的最佳負(fù)荷;從材料和生產(chǎn)工藝方面著手,改造現(xiàn)有的高能耗變壓器;通過(guò)削峰填谷的方式調(diào)整負(fù)荷,合理安排不同用戶的用電時(shí)間,減少空載損耗,提高變壓器的負(fù)荷率;采用變壓器損耗最小的運(yùn)行方式,同一變電站的多臺(tái)變壓器需并聯(lián)運(yùn)行,可以合理分配負(fù)荷,安全持續(xù)使用。

2.2動(dòng)力節(jié)能

在當(dāng)今社會(huì)中,電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用十分普遍,耗電量極大,電動(dòng)機(jī)負(fù)荷占總發(fā)電量的60%-70%,其中交流電動(dòng)機(jī)占電動(dòng)機(jī)總發(fā)電量的85%。因此,動(dòng)力節(jié)能是建筑電氣節(jié)能的重中之重,具有很大的潛力。動(dòng)力節(jié)能應(yīng)遵循全面改進(jìn)電動(dòng)機(jī)及相關(guān)機(jī)械設(shè)備、優(yōu)化設(shè)備系統(tǒng)的原則,其主要節(jié)能措施如下:(1)抓住節(jié)能要點(diǎn),根據(jù)使用場(chǎng)合的不同選擇最經(jīng)濟(jì)最合理的電動(dòng)機(jī),通過(guò)改進(jìn)控制等方式提高電動(dòng)機(jī)的有效使用率。(2)提高現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率,根據(jù)銅損和鐵損的不同特點(diǎn)采取對(duì)應(yīng)措施減少電動(dòng)機(jī)損耗。在節(jié)電的同時(shí)還可以保護(hù)電動(dòng)機(jī),延長(zhǎng)其壽命。此外,還可以選擇低噪聲節(jié)電型電動(dòng)機(jī)。(3)將具有高效率驅(qū)動(dòng)性能及良好控制特性的變頻器應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵、電梯和空調(diào)等設(shè)備中,可以實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速,不僅能節(jié)約大量電能,而且可提高設(shè)備的控制水平和質(zhì)量。

2.3照明節(jié)能

照明在各類建筑中是一項(xiàng)基本的系統(tǒng)工程,近些年來(lái)綠色照明被人們普遍提倡。所謂綠色照明是對(duì)天然光源利用、光源選擇、燈具控制、照明方式以及照明維護(hù)管理等方面的綜合考慮,主要目的是為了提高照明系統(tǒng)的總效率。在保證照明數(shù)量和質(zhì)量以及注重營(yíng)造健康舒適環(huán)境的前提下,大力節(jié)約照明用電。照明節(jié)能的主要措施如下:(1)充分利用天然光源,將室內(nèi)采光和照明有機(jī)結(jié)合起來(lái)。(2)選擇高光效光源,盡量減少使用白熾燈,優(yōu)先選用熒光燈,積極推廣高效的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。(3)根據(jù)使用場(chǎng)合的不同,選擇光通量維持率好與控光合理的高效率節(jié)能燈具。(4)合理選擇氣體放電燈的啟動(dòng)設(shè)備,采用低功耗節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。(5)根據(jù)照度標(biāo)準(zhǔn)的不同,結(jié)合一般照明、重點(diǎn)照明、裝飾照明與混合照明,合理安排照明方式。(6)根據(jù)照度的變化,優(yōu)選照明控制方式,可采用自動(dòng)控光、分區(qū)控光、遠(yuǎn)程集中控光等方式。(7)燈具在使用的過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)保養(yǎng),使用時(shí)間越長(zhǎng),光能損耗越多,同時(shí)附著在燈具上的灰塵等也會(huì)引起較大光損,縮短燈具壽命,所以應(yīng)做好照明維護(hù)管理工作。

2.4建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

除了上述三種建筑電氣節(jié)能途徑外,建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)則提供了一種更為科學(xué)有效的方法。建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)始于上世紀(jì)70年代的能源危機(jī),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展,尤其伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)日趨完善,它可以全面地對(duì)建筑物中各類設(shè)備進(jìn)行控制,在滿足建筑功能的前提下,最大限度地節(jié)能。(1)供配電監(jiān)控系統(tǒng)。供配電監(jiān)控系統(tǒng)基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),由計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)和控制設(shè)備組成。通信網(wǎng)絡(luò)將計(jì)算機(jī)、控制設(shè)備和供配電系統(tǒng)中帶有通信接口的開(kāi)關(guān)連接起來(lái),可檢測(cè)電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)以及設(shè)備是否運(yùn)行良好等,最終由工作人員在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作和管理,確保了供配電系統(tǒng)的節(jié)能和安全運(yùn)行。(2)照明監(jiān)控系統(tǒng)。在一些大型公共建筑中,盡管照明產(chǎn)生的耗電量極大,但是為了滿足建筑功能,不能片面地為了節(jié)能而減少照明,而應(yīng)該采取科學(xué)的節(jié)能方法,照明監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)就很好地解決了這一問(wèn)題。照明監(jiān)控系統(tǒng)將不同時(shí)間和不同地點(diǎn)的照度轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的預(yù)設(shè)參數(shù)并存儲(chǔ)在EPROM中,通過(guò)設(shè)定值和實(shí)際值的比較,控制照明,達(dá)到節(jié)能的目的。照明監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用不但可以節(jié)約大量電能,還可以延長(zhǎng)燈具壽命,節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用,同時(shí),不同的照明控制方式還能增強(qiáng)建筑的視覺(jué)效果。