建筑电气节能及照明节能设计研究

建筑电气节能及照明节能设计研究

陈智福

身份证号码： 51102319691010****

摘要：电气与照明系统是建筑工程的主要构成部分，发挥着提供稳定工作电源与营造舒适人工照明环境的重要作用。但在行业发展期间，存在着电气照明系统能耗过大的问题，这也是建筑行业可持续发展期间面临的全新难题与挑战。本文主要分析建筑电气节能及照明节能设计研究。

关键词：建筑电气；照明系统；节能设计

引言

为促进我国建筑业的可持续发展，充分体现节能减排战略思想，建筑企业与从业人员需要对建筑节能设计开展深入研究，全面掌握建筑电气工程与照明系统的节能设计方法，树立清晰的设计思路，根据工程实际情况来制定科学、合理的建筑节能设计方案。

1、建筑电气节能设计

伴随人们生活理念的不断更新，节能、环保、资源循环利用等理念越发深入人心。在建筑领域，人们不再满足于基础的居住和使用需求，而开始更多地关注建筑的性能、材料、电气设计等要素和环节。可见，建筑电气节能设计已经成为现代建筑设计不可缺少的部分。建筑电气节能设计，即在施工人员的建筑工程施工操作中，通过有意识地渗透环保思维，使电气系统的运行具有环保属性。由于电气系统本身需要通过消耗资源与电能来维持运行，所以，一旦其起到了节能的效果，则能够从资源利用、电能消耗的相关数据变化上反映出环保价值。可以说，随着电气节能设计的日趋成熟，其将成为驱动我国社会经济可持续发展的重要环节。当然，我国建筑领域的电气节能设计方面，现仍处在前期摸索阶段，虽然有了一定的发展、创新，但是尚有较大的进步空间。因此，人们仅仅是树立节能意识、环保理念还不够，还必须在建筑电气设计中践行节能原则，注意对“绿色”技术的应用。就节能意识下的电气设计而言，应遵循的原则有：其一，绿色环保设计原则。该原则也是我国城市化建设的一个相对明确的方向，能够突出可持续的环保价值理念，带动建筑施工加入更多的绿色、节能元素。遵循该原则时，施工人员需要在条件具备时优先选择污染轻、耗能低的高性价比建筑材料，并且重视材料应用对使用者的后续影响，关注材料和人的关系。其二，建筑使用功能全面实现原则。节能设计与实现建筑使用功能，二者是表与里、末与本的关系。施工人员不能求表忘里，也不能舍本逐末，必须在保证建筑使用价值的基础上，同时提供给人卫生、舒适的体验。当然，随着建设理念的不断升级，节能、绿色等设计要求的迫切性、规范性都会提升，这就要求施工人员在建筑使用功能的实现和电气节能设计之间找到平衡，更好地兼顾二者的关系。

2、建筑电气节能技术要点分析

2.1供配电系统节能

为了全面落实供配电系统节能，相关部门在开展民用建筑照明设计的具体过程中，要全面落实以下几方面工作：（1）在开展供配电系统设计的过程中，应将简单可靠作为一项基本原则，并尽可能将同一电压等级的配电级数高压控制在两级或者两级以下，同一电压等级的配电级数低压应尽可能控制在三级或者三级以下，同时其三级负荷应尽可能控制在四级或者四级以下。（2）在三相电源分相单独供电的过程中，其三相电的电流会出现一定程度的不平衡状态，这种不平衡状态会导致出现中线电位升高、电网失调以及变压器本体耗损增加等不良现象，这些不良现象不仅进一步加剧了三相电电流的不平衡状态，并且还明显增加了其实际损耗。针对这种情况，设计人员应对三项配电干线的各项负荷进行平衡分配，同时，其最小相负荷应在三相负荷平均值的85%以上，其最大相负荷应在在三相负荷平均值的115%以下。（3）工作人员在连接建筑组合灯具的具体实践中，其光源数应在60个以下，回路电流应在25A以下，连接高强度气体放电灯的单相分支回路的电流应在30A以下，同时，每个照明单相分支回路的电流应在16A以下，其所连接的光源数应在25个以下。（4）提高计量装置设计的合理性。相关部门应在民营建筑的首层设置单元总配电箱，并在单元总配电箱的内层设置总计量表，在层配电箱中设置分户表，然后应用树干式配电的方式设置总配电箱到层配电箱，应用放射性配电的方式设置层配电箱至各户分户箱。分户计量表应全部集中在民用建筑的中间某层或者首层的电表间内，然后以放射式配电的方式通过配电支线进入户内。

2.2减少线路上的能耗损失技术要点

在建筑行业中，电源导线是不可或缺的一部分，在导线选取方面应当保持科学性，将更先进的导电技术运用到建筑设计中来。首先，科学证明，铜芯在导线材料中具有电阻率低、导电性良好的特点，在导线材料方面可以选取铜芯导线让电能利用率提高。其次，在先取导线长度方面的研究表明，导线长度越长线路的耗电量越大，导线长度越短，导电性越好，线路损耗越低，电能利用率越高。导线在建筑的空间运用上，可以选择直线设计理念，让导线在线路最短的基础上实现全面性供电，把回头线出现的可能性降到最低，减轻导线中的回路操作对能源的浪费。

3、建筑照明节能设计方法

3.1改善室内自然采光条件

常规建筑照明节能设计方法通常以控制系统运行负荷、减少灯具开启数量、安装节能灯具设备为思路，其目的在于减少照明系统运行能耗，这一方法存在局限性。为取得额外节能效果，设计人员应从改善室内自然采光条件角度着手，采取调整建筑朝向与布局结构、增加外墙开窗面积与调整窗墙比、使用高透光性门窗材料、减少封闭式隔断构件数量等设计措施，充分利用自然光源，在缩短建筑照明系统运行时长的同时，满足业主的实际使用需求，提高室内环境光亮度。

3.2照明控制设计

在建筑照明控制设计环节，可采取照明分区控制、定时控制、智能启停控制三项方法，根据实际照明需求来提供照明效果。（1）照明分区控制方法。将照明系统拆分为应急照明、走廊楼梯照明、室内照明、功能性照明四部分，分别设定各部分的光照强度、开启时间等参数指标要求。例如，在白昼期间与室内自然采光条件较佳时完全关闭室内照明系统，在出现主电网电路切断与建筑火灾等突发情况时启动应急照明系统，根据使用需求在特定时间段或全天候开启障碍景观等功能性照明系统，根据人嘴发出的控制信号声来自动启动走廊楼梯照明系统中的声控灯具。（2）定时控制方法。根据业主使用需求，预先在建筑照明系统中导入控制方案，在到达特定时间段后，由系统自动启动或关闭各区域的照明设备，可以额外采取手动方式来开启、关闭照明灯具。（3）智能启停控制方法。为解决自动控制系统的控制精度低、区域控制时间无法调整、无法判断实时照明需求的问题，在照明系统中安装若干传感器与PLC装置，通过总线将输入、输出、系统单元接入计算机系统中加以集中管理，由传感器采集现场监测信号，将信号进行预处理后上传至PLC装置，由装置执行数据扫描、运算分析、指令输出等操作，根据实际照明需求来调整控制方案内容，包括各区域照明灯具启闭数量、开启时间段、照明负荷、室内环境光照亮度等。

结束语

综上所述，节能降耗的理念逐渐为广大人民群众所接受，在未来的绿色建筑中，其应用将更加广泛，建筑电气系统设计将越来越趋近于科学性、环保性。因此，在我国未来的绿色建筑施工中，可用的节能设计方案会逐渐增多，而相应的节能技术的支持力度也会加大。

参考文献：

1. 袁红.基于傅里叶变换的居民建筑电气谐波检测仿真[J].计算机仿真,2019,36(10):112-115.

2. 孙垚,蔡彬峰,郑国平,等.隧道照明灯具安装方式及参数节能影响研究[J].地下空间与工程学报,2020,16(S1):389-395,402.

3. 陈炎,王锡淮,肖健梅.基于粒子群优化的电气自动节能控制器设计[J].现代电子技术,2018,41(2):68-70,74.

4. 张铖.照明节能技术在建筑电气工程中的应用[J].光源与照明,2021(3):16-17.

[5]熊贤科.建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术分析探讨［J］.建筑工程技术与设计，2019（34）：2961.