建筑电气节能应用前景广阔 国家提倡建设节约

在国家大力提倡建设节约型社会之时，建筑行业相关部门接连出台了不少关于节约能源的政策和文件。节约能源已成为每位公民的责任和义务。目前，国家针对建筑设计的节能审查已属于强制审查环节，建筑物特别是公共建筑的能耗控制尤其引人关注。
节能已成为我国经济和社会发展的长远战略，是保障国家经济安全、改善环境、增强企业竞争力、实施可持续发展的重要措施和途径。
建筑电气节能现状不容乐观事实上，早在2005年7月初国务院发出《关于做好建设节约型社会近期重点工作》的通知，就特别指出“要坚持资源开发与节约并重，把节约放在首位”的方针。在经济发展中，建筑电气是耗能大户。许多文献都曾显示，建筑电气每年要消耗总发电量的10%以上。例如，如果大量使用节能的照明产品并采取有效措施，以节电5%计算，则每年可节约照明用电60亿千瓦时，为国家节省约30亿元，并可减缓温室效应，减轻对生态环境的破坏，经济和社会效益非常可观。因此，在设计文件中，电气节能措施应以专篇的形式陈述，从建筑物规划的初期就以节能的思想为指导，在技术根源处为实现电气节能提供理论依据。
建筑电气节能的原则是：在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下，减少能源消耗，提高能源利用率。节能的途径之一是合理配置建筑设备，并对其进行有效、科学的控制和管理。此外，建筑电气节能还应充分考虑实际经济效益，不能因为节能而过高追加投资，增加运行费用，而是应该让增加的部分投资在几年或较短时间内回收；节省无谓消耗的能量，在选用节能的新设备方面，应具体了解其原理、性能、效果等，从技术、经济等方面进行认真比较后再作出结论。
如今，建筑电气节能的应用已经在我国取得一定成效，但是往往在节能措施方面存在相关问题。首先是盲目节能，通常为了达到节能效果而刻意控制电气，从而导致满足不了建筑物的功能。这样的情况在我国出现不在少数，通常有设计原因，更主要的则是人为因素。其次，经济因素考虑不周，由于建筑物电气节能措施必须采取更为先进的技术方案，但部分不合理的方案会造成成本额外增加。最后是节能目的偏差。节能的目的是为了可持续发展，而部分所谓的节能建筑只是在形式上表明节能，但从实质上来说并非正规的节能案例，甚至更加耗能。
建筑电气节能策略需贯彻第一，注重高效光源和高效灯具的节能控制措施。对于住宅公共部分，节能控制措施即采用节能自熄开关。由于住宅公共部分大多无人值守，所以灯具在人来时点亮、人去时熄灭非常重要。对于高层住宅电梯前室，由于其对于保证人员疏散具有重要意义，所以此处只能采用翘板开关。但对于住宅大部分公共楼梯间，节能自熄开关的采用可作为重要的节能措施。
高效光源顾名思义具有高光效、显色好等优点。试验证明，白炽灯只有10%的电能转变为可见光，90%的电能转变为热辐射，而这种热辐射性又往往会带来火灾隐患。细管径荧光灯、紧凑型荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯和节能灯均为高效光源，应积极推广应用，尽量减少白炽灯的使用量。好光源有了，如何使这种好光源发挥功效，这就要求灯具的效率要高。灯具的效率为灯具出射光通量与光源总光通量之比，比值越高，效率越高。灯具反射面设计科学，才能使好的光源物尽其用。高效光源、高效灯具不仅适用于住宅公共部分照明，在民用建筑中也可大量采用。
第二，注重供配电系统节能措施。应采取提高系统的运行电压和功率因数、减少无功功率及导线中的电阻、降低供配电系统线路损耗等措施，其节能途径主要有：一是根据负荷容量、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并选择供电电压，供配电系统应尽量简单可靠。同一电压供电系统变配电级数不宜多于两级。二是变电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径，减少线路损耗。电力用户内部变电所之间宜敷设联络线，根据负荷情况切除部分变压器，从而减少损耗。三是降低线路电阻，线路截面选择要与国际接轨，推广应用“电力电缆截面的经济最佳化”方案，按经济电流密度法合理选择导线截面，以减少损耗。此外，对于环形供电方式，为降低线路的电阻值，将开式网运行改为闭式网运行，同样可明显降低线路损耗。四是传输上可以采用提高电压等级的方法，通过计算可知，当电压提高10%，耗损可降低17.4%。因此，提高电压传输是降低线损的有效途径。五是提高功率因数，减少电能损耗。线损与电力用户功率因数的2次方成反比，故提高功率因数也是降损的有效措施。这方面可从合理选用电气设备容量及装设并联补偿电容器两方面着手。
第三，注重太阳能节能措施。目前，住宅热水系统虽然已有不少设计采用了太阳能设备，但笔者认为应该在大型住宅小区以及公共建筑的室外照明系统设计采用太阳能蓄电的照明设备。目前，这类产品以太阳能LED灯具为主，其产品工作原理是：白天太阳光照射到太阳能组件上，使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压，把光能转换为电能，再传送给智能控制器，经过智能控制器的过充保护，将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存；到了夜晚，太阳能组件因接收不到光能，其输出的直流电压降到接近为零时，智能控制器自动开启控制装置，向LED提供电能，促使LED发光源发出足够的亮度用于照明；到天亮时，太阳能组件又接收到光能产生的电压，智能控制器再次自动转换到充电模式工作。随着太阳能蓄电照明设备产业的迅速发展，这种产品的制造成本将会越来越低，相信在不久的将来，太阳能蓄电照明设备会在室外照明领域得到普及应用。
第四，注重变压器节能措施。变压器损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分，要正确选择变压器的负载率，以便合理选择变压器容量。变压器的经济运行在节能的同时，还能降低运行费用，取得经济效益。铁损对变压器来说虽为常数，但可通过合理选型与运行，达到节能的目的。变压器铜损是变量，合理地确定最佳运行参数，保持变压器在正常条件下达到最大效率值，也可达到经济运行的目的。
建筑电气节能应该始在设计上体现，终在实践中应用。只有采取合理的设计方案，应用合理的节能器具并优化节能措施，才能真正实现建筑电气节能的可持续发展。
周盛仓