建筑电气设备用能控制研究

屈铎 张家栋 杨艳 陈旭 吕尚卿

摘要：建筑工程中存在诸多类型的电气设备，比如制冷、通信、弱电、高低压电气等，电气设备直接影响着居民的日常生活工作，各种电气系统对安装技术的要求存在一定差别，工作人员在安装电气设备过程中，需要明确相关安装内容，严格遵守安装工艺流程，确保各个电气设备能够充分发挥出其价值。智能建筑规模不断扩增，极大提升了工程项目的管理质量。首先只有确保电气设备节能及质量监控稳定运行，才能真正提升建筑项目的经济效益。其次保证建筑供电设备的正常运行，也同样对建筑物的运行安全有着重要影响。基于此，本篇文章对建筑电气设备用能控制进行研究，以供参考。

关键词：建筑电气设备；用能控制；策略

引言

电气设备是建筑物必须具备的设施，作为建筑项目的重要组成部分，能够满足人们的需求，建筑物的电气设备不仅仅是提供电量需要，而且能够提升建筑的风格。科技进步、经济发展以后，人们对生活舒适性的要求提高，电力设备的使用效果必须满足人们对生活舒适性的要求。设计好电气方案，能够使人们获得良好的生活体验，使用电气设备会消耗能量，如果不能够体现节能的要求，时间长了会造成资源消耗增多，甚至出现浪费的情况，因此在对建筑物的电气设备进行设计时，要应用好节能理念。

1建筑能耗来源

建材生产阶段能耗主要指钢铁、铝材、水泥及其他建材生产、加工时产生的能耗，约占建筑总能耗的48%。建筑施工阶段能耗主要指建筑建设过程中水、电、媒、油、气等能源的消耗，约占建筑总能耗的5%。建筑运行阶段能耗主要指建筑各用能系统、用能设备运行期间产生的能耗，约占建筑总能耗的47%。

2电气设备

（1）变压器。变压器运行时，会因磁滞及涡流现象，产生空载损耗，其大小取决于变压器的制造工艺，故变压器采购时，应选用低损耗、低噪声的节能型变压器，在有效控制其损耗的同时，也能减少对环境的污染。（2）电动机。我国电动机耗电量占全国总耗电量的比例超过一半。国内中小型电动机的平均效率为87%，落后于国际先进水平的92%。电动机有功损耗可按式（1）计算：

W₀=P₀×t=P₂× ×t（1）

式中：W0-电动机电能损耗，J；P0-电动机有功损耗，kW；P2-电动机输出功率，kW；η-电动机效率；t-电动机运行时间，s。一台效率为0.87，输出功率10kW的三相异步电动机，持续运行1h，产生的能耗为5.4kJ，约1.5度电；当电动机效率提升1个百分点时，持续运行1h，可节约0.5kJ能耗，约0.14度电。民用建筑内的空调器、风机、水泵、电梯扶梯等采用的均是中小型电动机，尤其是大型民用建筑，采用的电动机数量多，当采用高效率、节能型电动机时，对于节能的效果显而易见。另外，根据设备负荷特性配置合适的电动机，负荷变化较大时可采取变频、调速等控制方式，使设备的运行工况保持在高效区，同时减少电动机的空载运行时间，也是电动机节能的重要措施之一。

3建筑电气设备用能控制研究

3.1多专业的技术协调

随着现代建筑整体功能的不断提高，机电系统也变得日益复杂，成为一项需要综合协调、精密组织的工作。由于各专业自成系统，具有较强的相对独立性，设计、施工过程专业之间很难有效地沟通。目前，传统的二维设计图纸缺乏直观的实物视觉效果。施工过程机电分包施工单位较多，缺乏多专业统一协调的有效技术方法，各专业之间的综合协调难度较大，设备管线碰撞冲突及布局不合理等问题往往在施工过程中才逐渐显现出来，造成不必要的返工及材料浪费，对施工进度也造成一定影响。因此，建筑工程机电设备管线优化布置、多专业统一协调等方面可以应用三维深化施工技术，建立地下三层制冷机房、标准层客房、综合管廊等机电系统复杂部位的三维模型，通过对模型的动态分析、调整及优化，完成机电设备管线布局的深化设计，解决平面图纸抽象、复杂、预见性低的问题，加强施工过程的预控能力，实现施工全过程的可视化管理与多专业统一协调，有效指导施工。

3.2电气设备功率损耗量计算

为实现对电气设备的节能性设计，首先需要明确电气设备在运行过程中产生的功率损耗量，其计算公式见式（1）。△P=P+β2P’（1）式中：△P——电气设备有功功率损耗量；P——空载状态下的电气设备功率损耗量；β——在t时间内电气设备的平均负载系数；P’——电气设备负载损耗。式（1）中β的计算公式见式（2）。

β= = ）式中：S——某段时间内电气设备的视在功率；S’——某段时间内电气设备的平均视在功率；A——电气设备有功电能；A’——电气设备无功电能。同时，在计算过程中还需要考虑电气设备的有功功率经济当量和无功功率经济当量，并将其直接计入电气设备的功率损耗量当中。不同类型的电气设备安装方式不同，相应的经济当量也不同。由发电厂母线直配的电气设备经济当量通常在0.02～0.04，二次变压电气设备为0.04～0.08，三次变压电气设备为0.07～0.12。根据公式（1）、（2）及不同电气设备的经济当量，对电气设备在运行过程中产生的功率损耗量进行计算，以为后续节能型设计提供数据依据。

3.3电气设备布设

以某建筑为例，针对该建筑现有照明设备布设情况，以提高节能性为目的，对其进行优化。该建筑内部现有白炽灯和节能灯数量明显多于LED灯，并且LED灯仅在特殊功能当中使用。该建筑中照明设备的使用位置主要包括大厅、走廊、会议室、客房和外景等。针对该建筑整体特点和照明需要，在大部分日光灯照明区域内，选用LED灯替代，并设置其功率与原来的日光灯相同。选用TBS562-2650型号嵌入式LED灯，配备T6三基色直管荧光灯，将其光通量设置为2250lm，并选用电子镇流器设备，其自身功率为4.5W，功率因素大于0.9。完成对照明设备的更换后，最大照度可以达到365.24lx，最小照度为75.23lx，平均照度为271.22lx，能够充分满足该建筑对照明设备提出的各项要求。在对建筑照明装具进行设计时，必须根据照明的实际需求和房屋的数量，合理地确定光源的种类，灯具的安装高度与实际需求要符合，高压钠灯可以选用，颜色比较好，适应性比较突出，如果没有特殊的需求，可以保持较长的使用时间，成本节约效果显著。在安装的时候，有一些安装难度较大的设备，可以使用高频无极荧光灯，这种灯更稳定更可靠，维修概率很低，能够使装修成本显著降低，另外安装灯具的时候，不同的高度要选择不同的光源，比如紧凑型荧光灯、直管型荧光灯具有较大的使用价值，高低不同的位置应该搭配使用，能够有效提高能量的利用率，增加使用时间，效果也比较好，性价比很高，特殊情况下，这种类型荧光灯能够同时达到节能和环保的作用，但是这种光源的使用时间不长，效率低下，因此无法普遍得到应用。

结束语

综上所述，论文提出的关于建筑电气设备用能的分析来看，主要影响因素包括电能质量监控节能、调整智能照明系统的负载率、多专业的技术协调，通过实证分析验证了观点的可靠性。

参考文献

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