关于电气节能技术合理应用的探讨
摘要：电气节能技术在建筑工程中的合理利用将大大降低建筑的能耗。遵循电气节能设计的原则，重点从照明节能、变压器的选择，供配电系统及线路设计、提高系统功率因数等多个方面，论述了建筑电气节能技术该如何应用，以达到有效节能的目的。
关键词：电气节能；合理应用
人口增长、工业发展、生活水平提高，一系列的因素促使能源消耗在急剧增加。目前，我国建筑能耗约占全社会总能耗的27%左右。而节约二次能源——电能，如何降低损耗、高效利用，如何将节能技术合理应用到工程项目当中，已成为建筑电气设计的焦点。
一、电气节能设计应遵循的原则
电气节能设计既不能以牺牲建筑功能、损害使用需求为代价，也不能盲目增加投资、为节能而节能。因此，电气节能设计应遵循以下原则：
（一）适用性。就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源，为建筑设备运行提供必需的动力，按照用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性等方面的要求，来优化供配电设计，促进电能合理利用。
（二）实际性。节能应考虑国情以及实际经济效益，不能因为追求节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是应该通过比较分析，合理选用节能设备及材料，使增加节能方面的投资，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。
（三）节能性。应考虑采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗，比如变压器的功率损耗、电能传输线路上的有功损耗，都是无用的能量损耗；又如量大面广的照明容量，宜采用先进的调光技术、控制技术使其能耗降低。
总之，节能设计应把握“满足功能、经济合理、技术先进”的原则。具体说来，可重点从以下多个方面采取节能措施，将节能技术合理应用到实际工程中。
二、电气节能技术的合理利用
（一）照明节能
据统计，我国年照明用电量占总发电量的10％左右，而且以低效照明为主，节能潜力很大。在满足照度、色温、显色指数等相关技术参数要求的前提下，照明节能设计应从下列几方面着手：
1．采用符合要求的照度标准。各类建筑按照《建筑照明设计标准》要求选择合理的照度标准。照度太低，会损害工作人员的视力，影响产品质量和生产效率。不合理的高照度则会浪费电力。
2．合理选择照明方式。在满足照度的条件下，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。例如工厂高大的机械加工车间，只用一般照明的方式，用很多灯也很难达到精细视觉作业所要求的照度值，如果每个车床上安装一个局部照明光源，用电很少就可以达到很高的照度。
3．使用高效光源。采用T5、T8细管径直管形荧光灯、紧凑型荧光节能灯、金属卤化物灯及高压钠灯等。
还有一种新光源LED——发光二极管，在国外使用非常普遍。相比传统的照明产品，它具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。
4．充分利用太阳光。合理设计照明开关，充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色的墙面的反射系数可达70％～80%，同样能起到节电的作用。
5．有效的照明控制系统。照明控制系统设计应考虑照明的分区效果、与天然采光的配合、照明场景变换等，根据需要关闭部分灯具或降低相应位置的照度来达到节能目的。
新一代建筑电气技术正在试图采用各种先进的控制方式对传统建筑电气设备进行有效的控制。C-BUS智能照明系统，就是这样一种真正的智能照明管理系统。通过光线感应可根据环境光自动控制灯光回路的开闭，当环境光变亮时，可自动关闭部分灯光；通过人体感应可自动控制灯光的开关及空调的启停，可做到有人开灯、开空调，无人关灯、关空调；当有人将窗户打开时，可自动将空调关闭；通过光线感应，在夏天太阳光线强烈时，可自动将遮阳卷帘放下，防止室内温度温升过高，从而最大限度地节能。
6．合理选择照明线路照明线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。照明系统应尽可能采用三相四线制供电。
（二）变压器的节能
变压器节能的实质就是降低其损耗、提高其运行效率。
1．合理选择变压器容量和台数。若变压器选择容量过大,长期低于经济运行的负荷率,会造成有功损耗的上升,因为其铁损并没有减少。相反,容量过大,铁损增大。为减小变压器损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷的情况下,尽可能减少变压器的台数,选用大容量的变压器。例如需装机容量为2000kVA,可选二台1000kVA,不选四台500kVA。
2．选用节能型变压器。变压器铁损是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成,是固定不变的部分,它的大小取决于矽钢片的性能及铁芯制造工艺。所以变压器应选用节能型的,如SL7、SLZ7、S9等节能变压器。
（三）供配电系统及线路设计
根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单可靠，操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心位置，可以节省线材，降低电能损耗，提高电压质量。合理选择变压器的容量和台数，以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。
低压线路上的电流是不能改变的,要减少线路的损耗,只有减少线路电阻。线路电阻R=ρL/S,即与线路电阻电导率ρ成正比,与线路截面积S成反比,与线路的长度成正比。因此,减少线路的损耗应从以下几方面考虑：
1.应选用电阻率ρ较小的材质作导线,如铜芯导线较佳，铝线次之；
2.减小导线的长度,首先线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;其次低压线路应不走或少走回头路,以减少来回线路上的电能损失;第三,变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离；
3.适当增大导线的截面,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压降要求所选定的截面外,可适当再加大一级导线的截面,这样可以延长导线的使用寿命,减少线路的损耗,减少火灾危险,而且提高了供电质量,并为负荷的发展留有余地。
（四）提高系统的功率因数
1.限制电动机和电焊机的空载运转。设计中对空载率大于50%的电动机和电焊机，可安装空载断电装置；对大、中型连续运行的胶带运输系统，可采用空载自停控制装置；对大型非连续运转的异步笼型风机、泵类电动机，宜采用电动调节风量、流量的自动控制方式，以节省电能。
2.条件允许时，采用功率因数较高的等容量同步电动机代替异步电动机，在经济合算的前提下，也可采用异步电机同步化运行。
三、小结
总之，建筑电气的节能潜力很大，设计应充分考虑选择高效率的节能设备，应用先进的设计技术，按照节能标准进行设计，为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动空间，从而达到真正节约电能的目的。
参考文献：
[1]建筑照明设计标准
[2]天津市公共建筑节能设计标准