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商业建筑电气节能设计的方法及措施探讨

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：祖志成

[导读] 摘要：随着我国市场的不断发展与进步，社会对能源的需求量也在不断增大，能源方面往往都是供不应求，与此同时，还有许多能源浪费现象。

        （中国中元国际工程有限公司北京市 100089）
        摘要：随着我国市场的不断发展与进步，社会对能源的需求量也在不断增大，能源方面往往都是供不应求，与此同时，还有许多能源浪费现象。我国商业建筑的能源消耗较高，并且我国建筑能源的消耗每年都能占到社会能源总量的30%，在建筑行业不断发展的情况下，这个比例还在不断扩大。
        关键词：商业建筑；电气节能；措施探讨
        引言
        在国家科学发展观指引下，建筑行业节能发展目标成为建筑改革的重中之重。建筑机电工程是建筑中的重要组成，也是节能设计的关键。建筑机电工程是建筑体系能源消耗的主要运行结构，将机电工程节能降耗在设计中进行有效落实，能够更好地实现建筑整体节能目标。建筑设计人员应当在机电工程设计中控制各个环节，提高机电工程的能耗节约能力。
        一、利用变压器节能
        商业建筑通常指的是供人们从事各类经营活动的建筑物，包括出租或者买卖的公寓和商住楼、宾馆、饭店、办公楼等。现如今配电变压器大范围应用于商业建筑中，但是因为对配电器的认知不足，经常出现错误的类型匹配使其长期处于一种低效率的运行状态，进而增加了很多的电压损耗。变压器的节能措施就是降低其电力损耗、增加运行效率。新型的S11（S13）型的变压器比S9的配电器空载下损耗降低接近一半，是一种国家推荐的节能产品，价格比同类型的节能产品较低。对于一些干式变压器来说，能够采用SC11和以上的节能产品。除此之外，非晶合金变压器是现如今最为节能的一种变压器，比硅片变压器的损耗降低70%以上，并且因为大量的商业建筑负载率极低，为此推荐运用非晶合金变压器。商业建筑所使用的电器具有明显的季节性特点，冬季和夏季的空调占据总负荷的一半左右，而在春秋季节，基本只有照明等一些细小的用电负荷，并且负载率较低，白天和夜晚的差距较大，为此商业建筑的用电负荷决定了各个变压器需要联合运行，提高经济价值，进而做到节能减排。在配电装置的方案的设计环节，可以把大容量的单台变压器改成容量较小的多台变压器，让其拥有更加灵活的运行方式。
        二、电气工程自动化信息技术问题
        （一）缺乏自动化功能
        在我国工业生产过程中，自动化信息技术发挥着关键作用，不仅能够提升生产效率，还能够提升经济效益。但结合当前实际发展情况分析，缺乏自动化功能，导致在生产时，自动化设备只能完成一两项任务，并由不同功能设备分工进行，却不能仅依靠一台设备完成。且与其他设备之间存在着信息不交流的问题，没有实现信息技术自动化传递，这在一定程度上影响到自动化系统的发展。
        （二）能耗大
        在电气自动化技术进行研发时，由于此技术缺乏统一的研发标准，导致在发展此技术时，仅满足企业发展要求，这就造成自动化技术发展的局限性，且以获取利益为基础，却忽略了节能设计，这就导致其影响到技术的发展，并落后于发达国家。除此以外，管理人员未对节能发展引起重视，只考虑经济效益，为了减少成本，在节能技术研究方面，不愿意投入过多资金。
        （三）落后的信息化建设
        电气工程发展过程中，向着智能化与系统化方向发展。但是，各企业在实际发展过程中，缺乏统一设计标准，导致不同的企业设计标准不同，进而造成企业不能适应不同的网络构架，进而影响到自动化建设，并导致自动化设备独立的现状，却无法形成统一的整体。站在使用主体分析，其需求存在着一定的差异，如果企业不能提供一整套设备，使用主体则要在不同的厂家进行采购。导致在使用设备时，不同的厂家，制造标准也不同，设备与设备接口无法实现匹配，这就阻碍了设备间的信息交流，进而影响到信息化建设。

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        三、电气自动化信息技术及其节能设计策略
        （一）配电系统设计
        在节能设计过程中，要对配电系统设计进行完善。并结合自动化实际，对系统进行有效的完善，以实现配电系统与自动化的协调，进而提升运行效率。在运行过程中，做好调控与管理工作，使其更具系统性。自动化实际进行运行过程中，确保电力供应。配电系统作为自动化的关键组成部分，在运行中发挥着重要作用，所以，要实现节能，就要选择适合的配电系统，选择稳定性高的导线，以确保自动化运行，进而减少电能消耗。
        （二）建筑供配电系统节能设计方案
        首先，从供电电压设计角度而言，若功率为定值则建筑供配电系统电压和电流存在反比例关系，电压在较高情况下产生的电流较小，导致电缆截面相应降低，可节约电缆成本、减少电网损耗[4]，由此实现建筑节能目标。由此可知，确定合理的供电系统电压等级是节约建筑电能的基本要求。其次，选择恰当的变配电所位置。变电与配电所的是建筑电气节能设计的关键性决策，影响电能分配合理程度。变配电所安排在建筑负荷中心较为合理，使变配电所最终负荷的配电半径变小，减少配电线路的使用从而节约电能资源。再次，变压器节能技术的合理选择。变压器是建筑电网中电能消耗占比较大的设备，使用合理的变压器节能技术有助于减少建筑整体电能的损耗，减少空载损耗和负载损耗，主要实现路径如下：（1）降低空载与负载损耗的方式。在变压器节能技术需要选用高性能电工钢带降低空载损耗、精确计算合理负荷选择高效能的变压器降低负载损耗。（2）变压器台数和容量确定。变压器的容量选取除了节能因素以外，还要基于每年变压器成本控制确定合理的容量大小，优化经济效益；对于空调采暖制冷设备科使用单独的变压器，在设备停用阶段即可暂停使用相应的变压器，节约电能。最后，增加功率因数。建筑电气设备的有功功率和功率因数存在较大关联，当有功功率为定值时，增加功率因数即可减小视在功率与输入电流两个指标，优化供电系统运行效率、节约建筑电能消耗。
        （三）提升自动化使用效率
        电气系统自动化应用过程中，会消耗较多能量，所以需提升系统的使用效率，减少能耗。此外，降低能耗还能够达到无功率补偿，提升电能传输，降低设备损耗。还能够在节能设计过程中，充分考虑负荷值，并结合实际，对其数值合理进行调配，结合电气自动化系统，科学对负荷数值进行选择，以提升系统的自动化效率，进而达到节能要求。
        （四）变压器设备的选择
        节能设计可从变压器设备的选择出发。在不影响系统运行的基础上，尽可能使变压器设备得到最大化应用。在实际进行选择的时候，要对自身运行优缺点进行综合考虑，尽可能选择具有节能功能的变压器，对废旧设备及时进行更换，进而提升系统的节能。除此以外，变压器与其他设备是否匹配也是一项关键内容，为了避免设备不出现卡顿，就要确保其与其他设备的匹配性，以提升运行的一致性。
        结束语
        综上所述，现如今在商业建筑中还存在一定的用电浪费行为，严重影响了节能减排工作的顺利开展。相关单位要积极主动地寻找新技术，强化商业建筑的用电节约意识，切实提高资源的利用率。可以利用变压器开展节能工作，然后以绿色照明的方式节约资源，减少无功损耗量，进而做好用电节约工作。
        参考文献
        [1]宋延魁.住宅建筑电气节能设计方法及措施[J].住宅与房地产,2017(36):99.
        [2]韦峻泷.高层建筑电气节能设计方法及措施[J].建材与装饰,2016(16):104-105.
        [3]覃莲花.高层建筑电气节能设计方法及措施[J].低碳世界,2013(20):69-70.
        [4]宋岩峰,秦军峰,刘勇,李卿.现代大型高层建筑电气节能设计方法及措施[J].现代建筑电气,2013,4(07):50-52.
        [5]张新,蔡红.住宅建筑电气节能设计方法及措施[J].住宅科技,2010,30(12):9-11.