浅谈建筑电气设计节能措施

浅谈建筑电气设计节能措施

莫景华

随着能源问题的日益突出，我国在建筑电气节能设计正面临着新的严峻挑战。节能环保，打造低碳社会已成为全社会的共识，是我国政府在社会发展中提出和建设可持续发展社会主义的基础前提，更是改变能源紧张和环境污染的主要手段和基础依据，为促进经济和社会可持续发展奠定了坚实的依据。随着城市化进度的日益提高，大量建筑物不断的涌现而出，各种新型材料成为高层建筑工程施工的重点形式和探究重点，据国家建筑协会统计显示，目前我国建筑能耗已成为社会发展中的主要耗能形式，更是随着时间的推移不断的增长。建筑电力能耗问题尤为突出，如何确保电气节能设计在节能减排中发挥重要作用将成为设计人员面临的一个重要课题和考验。

1.建筑电气设计的特点

当前社会是一个电气化时代，各种电气设备的广泛应用，对用电量的需求越发紧张。在建筑工程中，从电气设计角度出发进行节能设计已成为当前建筑工程施工的重点环节和关键措施，针对施工中各个阶段进行合理有效的控制是保证建筑工程合理有效进行的关键性基础。建筑电气的特点在利用和分析的过程中主要表现在以下几个方面：一是设备用电负荷需要精确计算。负荷计算问题是当前建筑工程中各种电气资源利用安全的主要保障形式，更是设备安全可靠运行的关键性因素。二是需要进行高低压供配电系统的设计。提高和确保电力资源应用的合理可靠性，并且使其能够合理的进行施工并应用。三是终端照明设计。照明设计是建筑工程中的重点环节，更是人们生活中不容忽视的关键。

2．合理选择变压器经济节能

由于对节能的强调和电能费用的上涨迫使用户必须考虑到由变压器损耗所引起的费用，所以变压器的选择必须以经济节能为前提。变压器的节能措施就是减少变压器的有功功率损耗，我们在设计初期选择节能型变压器以减少变压器的空载损耗。选择数量、容量与电力负荷相适应的变压器使其工作在高效低耗区内。在已知负荷大小的情况下不可简单的通过变压器的负荷率大小的常规设计方法来确定所需变压器容量大小。应综合考查系统内负荷的大小再根据最佳经济运行条件来确定所需容量的大小。

（1）合理选择变压器容量和台数，选择容量与电力负荷相适应的变压器，对负荷进行合理分配，使其工作在高效低耗区内。

(2)选用节能型变压器，节能变压器具有损耗低、重量轻、噪音低、效率高、抗冲击、节能显著等优点，设计时应首选高效低损的节能变压器。如油浸式变压器已出现了比S9系列更节能的Sl0，S11系列。S11型变压器与S9型变压器相比，空载损耗平均降低30%，空载电流平均下降70%。新型干式变压器SC9系列以及非晶合金变压器等产品，也都显示了低损耗的节能潜力。

(3)加强运行管理，实行变压器经济运行。电力用户内部变电所之间宜设置联络控制，在负荷变化情况下，及时投入或切除部分变压器，防止变压器轻载和空载运行，从而减少损耗。

3．减少线路上的能量损耗

（1）在一个工程中线路左右上下纵横交错，小工程线路全长不下万米，大工程更是不计其数，所以线路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路上的能耗必须引起重视。由于线路上存在电阻有电流流过时就会产生有功功率损耗。设计过程中应从以下几方面人手：①应选用电导率较小的材质做导线，铜芯电线为首选铝芯电线次之。②在设计中线路敷设走向尽量走直线减小导线长度同时尽量做到配电中心靠近负荷中心减少低压配电的供电半径。③对于较长的供电回路在综合考虑节能与经济的前提下适当增大导线截面。

(2)系统运行管理的节能措施

①用电峰谷调节实现节能，合理用电是节约能源的重要内涵之一，电是不可储存的，充分发挥电力资源的综合效益，利用电力系统的低谷电能，实行避峰用电，也是一种间接的节能降耗办法。②通过抑制电力谐波达到节能效果。民用建筑，尤其是现代智能建筑中，存在的大量3次谐波污染，不仅会严重影响电能质量，还将增加功率损耗，造成电能的浪费。

4．提高功率因素

功率因数提高了可以减少线路无功功率的损耗，从而达到节能目的。前面提到的输电线路损耗ΔP中包含了线路传输有功功率时而引起的线损和线路传输无功功率时引起的线损。传输有功功率是为了满足建筑物功能所必须的，是不变的。而在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功电流，它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的功率损耗。然而这部分损耗是可以避免的，具体方法有：

1）减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备（如配有电容补偿的荧光灯）等。2）用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。

5.照明的节能设计

照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度的利用光能，通常的节能措施有以下几种：

1)充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了人工照明电能。2)照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等等。照度标准是不可随意降低的，也不宜随便提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，一般房间(场所)应优先采用高效发光的荧光灯(如T5、T8管)及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及体育馆场的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。3)推广使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇器，气体放电灯宜采用电子触发器。4)改进灯具控制方式，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。

总结：建筑电气节能是一项利国利民、造福全人类的系统工作。随着生产的发展、人们生活水平的日益提高，整个社会对电的需求量也将大幅提升，为避免出现更多的“拉闸限电”，有效缓和电力供需矛盾，挖掘建筑电气节能的潜力将成为国际流行趋势。对设计人员而言，要合理确定供电方式、选用高效节能设备以及采用新技术及新材料等。在提供舒适、健康、安全的居住、工作和生活空间的同时，又能有效地节约能源。

参考文献：

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[2]田小鹏.浅谈民用建筑电气设计的节能措施[J].低碳世界,2015(36):134-135.

[3]吴永林.浅谈建筑电气设计中的节能措施[J].科技创新与应用,2015(10):254.

[4]黄剑新.浅谈建筑电气设计的节能措施[J].中国高新技术企业,2013(14):76-77+57.