探讨建筑电气节能技术
摘要：建筑电气节能技术的应用，是实现绿色建筑施工基础。由此，文章首先分析了建筑电气节能技术遵循原则；其次，探讨了楼宇建筑电气系统节能技术方案。最后，针对前述技术方案，提出了建筑电气节能的若干措施。
在社会能源需求紧张的情况下，建筑项目需要实现节能，实现能源的可持续应用。建筑电气能耗占整个建筑能耗的绝大部分，建筑电气节能技术研究对整个楼宇建筑节能研究具有非常重要的意义。由于建筑电气节能所涉及到的内容较多，本文探讨建筑电气节能技术，这些技术的实际应用将有效的推动节能型社会的发展。
一、楼宇建筑电气系统节能技术遵循原则
1. 适用原则
首先要满足建筑物机电系统正常需求、营造良好环境能源要求的基础上，根据设备电力负荷容量、电能综合质量、以及供电可靠性等方面，来优化建筑供配电系统，使得建筑电气系统中电能充分合理的利用。
2. 优化节能性原则
充分考虑建筑内部的电气负荷类型、容量、以及用电等级等因素，并采取相应技术措施减少或消除与功能无关的电能消耗。通过控制系统优化降低电气设备自身电能浪费；通过综合布线优化方式建设供配电线路上的电能消耗；通过变频调速提高电机拖动系统综合运行效率等，这些是建筑电气系统节能主要切入点。
二、楼宇建筑电气系统节能技术方案
1. 建筑能耗系统计量与管理
对建筑物整体和局部实时能耗数据的采集、监视，从而实现能效管理水平的提升。通过对建筑电气系统进行实施数据采集，可提高能耗可视化水平和可追溯能力，同时进行能好信息指标化，进行分项能耗精细化监控，将实际能耗与能源管理目标进行实时比较和追踪，改进和提高管理水平，降低能耗。
2. 配电变压器节能技术方案
变压器损耗主要组成是空载损耗、负载损耗、介质损耗和杂散损耗等。变压器空载损耗主要是铁芯损耗，空载损耗与铁芯的磁通密度、材料性能、芯片厚度、加工工艺等有关。选用非晶合金干式变压器（SHB15 型）与普通干式变压器相比，负载损耗水平一致，但是空载损耗将有明显的下降。
当配电变压器运行中其过电压达到额定电压值5%时，内部铁损量将会增加到 15%；而其过电压水平达到额定电压值的10%时，其内部铁损量则会增高到额定时的50%以上，且变压器内部空载电流值也会大幅度增加，增大了供配电系统中的无功损耗总量。因此，选用新型节能配电变压器对提高建筑电气系统电能使用效率具有非常大的工程实际意义。自动调压器是一种可以自动跟踪供配电系统中输入电压值的变化值而通过内部电压的自动调节，保证电压输出范围稳定。自动调压器实际就是一个恒定输出的三相自耦变压器，它可以在供配电系统电压波动处于20%范围内，从而有效提高供配电系统的电能质量水平，保证建筑电气系统高效率稳定的运行，从而节能降耗。
3. 谐波治理
电力网中广泛存在无功补偿的电容器，他们与系统的感性负荷（电力电子设
备等）组合，在一定的频率下，可能存在串联或并联的谐振条件，产生高次谐波，增加了电力系统的无功损耗。当系统中谐波量足够大时，就会造成危险的过电压或过电流，合理设计供配电系统，治理谐波，改善电能质量，设计时将非线性负荷放置于配电系统的上游部位，如果谐波源含有量高，且功率较大，宜从变压器出线侧采用专线供电，供电系统中如果有 UPS、EPS 电源，电源接地形式为 TN 系统，中性线应接地，以抑制由谐波引起的中性线电位升高。当配电系统中具有相对集中的大容量非线性负荷，宜选用无源滤波装置、有源滤波装置或有源无源相结合的滤波装置。所以，配电系统的合理设计、用电设备的正确选型(尤其谐波指标的确定)对于提高电能使用效率至关重要。
4. 供配电线路节能技术方案
根据建筑物内部机电设备负荷容量及分布、供电距离、机电设备特性等因素，应进行科学合理布线。首先按照温升、载流量、经济电流密度、机械强度、电压损失等原则选取电线电缆导体截面，而且需要按热稳定校核其最小截面。当线路较长时，一般超过低压电路最经济的供电半径，一般是 200 米左右，就会造成电压损失较大，
供配电线路应减少输电线路长度
变配电所的低压配电室应尽量靠近建筑物强电竖井部位，以缩短馈电线路的供电距离，达到节能降耗的目的。
如果向供电点较远且无功功率需求较大的电气设备供电时，应采用就地无功补偿措施以减少线路上相应无功传输损耗，保证线路输电电能综合质量水平，有效减少输电线路上的电能损耗。
5. 照明系统节能技术方案
(1) 合理选择高效经济光源：对于安装高度较低的场所应选用荧光灯；对于灯具安装高度较高的照明场所宜选用金卤灯，也可选用高效能的中显色高压钠灯；如果是安装于对显色性要求非常高的场所，也可选用陶瓷金卤灯；对于高层楼宇建筑中一些安装高度十分高，且后期运行维护不太容易的选用综合使用寿命长,光效高的用高频无极荧光灯。
(2) 采用高效率节能灯具：一般不宜选用效率低于 70%的灯具。合理选用布置非对称光分布灯具，由于此类灯具具有减弱工作区反射眩光的优点；选用变质速度较慢的外壳材料灯具，如玻璃灯罩、搪瓷反射罩等外壳保护的灯具，可以有效减少光能衰减率，达到节能降耗的目的。
6. 水泵系统的节能技术方案
水泵是高层楼宇建筑中给排水系统的重要动力源，它在工作时用特性工作曲线描述各参量数据间关系很直观，对于像高层楼宇供排水系统而言，其水泵具有功率较大、流量大、工作扬程要求不高、水泵台数多等特点，因此，采用变频调速控制后，当水泵转速 n 有小幅度降低变化时，其轴功率将会发生一个较大的幅度变化，所带来的节能效果十分明显。
同理，高层楼宇中风机也通常采用变频调速控制技术来调节风机工况点，使
其达到节能降耗的效果，主要采用工频电源向变频器切换、变频器向工频电源切
换的双向切换控制。
三、结语：
本文在适用性和优化节能性原则的前提下，对楼宇建筑电气系统中能耗系统计量、配电变压器、谐波治理、供配电线路、照明系统、水泵系统等进行了节能技术方案的探讨，对楼宇建筑电气键能常采用的技术措施作了分析和研究。在充分满足建筑功能需要的前提下，降低能耗，提高资源利用率，对建筑电气节能设计提供了实施技术方案，对楼宇电气节能有一定的借鉴意义。
参考文献：
[1]《公共建筑节能设计标准》
[2]《我国居住建筑节能的若干问题》——谭蔚
[3]《建筑电气节能技术及设计指南》——李炳华，宋镇江