建筑电气设计中的节能措施解析

宁喜阳

摘要：建筑节能可以从设计工程源头抓起，采用先进的设计技术，使用高效的节能设备，优化完善节能策略，提高建筑节能设计的经济性和实用性，本文主要研究建筑电气设计中的相关节能措施。

关键词：电气设计；节能

1、引言

建筑电气设计作为建筑设计的重要组成部分，其节能设计在建筑节能中起着重要的作用，设计潜力很大。在设计中精心考虑，进行方案比较，在不影响人们的工作、学习、生活环境的前提下，应用先进的设计技术，进行科学合理的节能。在减少我国总耗电量的同时，也避免了不必要的浪费，实现了节能减排的环保策略。由此可见，建筑电气节能设计给社会经济和人民生活带来双赢。

2、建筑电气设计节能重要性

在我国国民经济高速发展的今天，对能源的需求也不断增加，能源危机迫在眉睫。我国大部分电网的电力是由火力发电厂提供的，火力发电需要消耗大量的煤，煤是不可再生资源且燃煤过程中产生大量的碳氧化物和硫氧化物污染大气环境。近年来由于电网供电能力不足，全国大部分地区采取了不同程度的拉闸限电的措施。国家大力建设节约型社会，节能减排已成为社会经济发展的又一重要目标。随着建筑业的快速发展，建筑节能在建筑电气设计中发挥着重要作用。

节能需满足建筑物的功能。首先要保证建筑物用电安全性、人们生活的舒适性和工作效率。所以应满足照明的照度、色温、显色指数； 满足舒适性空调的温度及新风量，满足上下、左右的运输通道畅通无阻； ，满足特殊工艺要求，如体育场馆、酒店、餐饮娱乐场所一些必需的电气设施用电，展厅、多功能厅等的工艺照明及电力用电等。

节能需满足建筑物的实际经济效益。节能应考虑国情，计及实际经济效益，不能因为追求节能而过高地消耗投资，增加运行费用，电气工程师在设计时应该通过比较分析，合理选用节能设备及材料，使增加的节能方面的投资，能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

节能需减少无谓的能量消耗。设计时首先找出哪些方面的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如传输电能线路上的有功损耗，变压器的功率损耗、电能传输线路上的有功损耗，都是无用的能量损耗； 又如量大面广的照明容量，宜采用先进的调光技术、控制技术使其能耗降低

节能需满足环境保护的先进性原则。以提高能源利用率和综合效益为主要途径，根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定设计方案。通过正确的计算，合理选择电气设备及其控制方式，尽量在不增加或少增加投资的前提下取得较显著的节电效果。

3、建筑电气设计节能措施

3.1供配电过程中节能

在实际设计时，可以根据供电系统的负荷容量大小，供电距离的远近以及用电设备状态等因素，合理设计和选择供配电系统，尽量使供电系统操作简单，性能可靠。设计时，应将变配电所设在离用电中心近的地方，进而降低在电能传输过程中线路上的损耗；应根据现实的需要，合理地选择变压器的台数以及每台的容量，以便在不同的季节能灵活的投切变压器，降低由于轻载造成的电能损耗。

3.2 合理设计变压器节能

变压器的铁芯涡流损耗及漏磁损构成了变压器的空载损耗，它的损耗大小与制造铁芯的材料以及方法有关，但与电路中的负荷大小无关，在设计中，可考虑使用节能型的变压器，如变压器在额定负载条件下所产生的损耗，也称之为变压器的线损，它与所用变压器的绕组电阻以及通过的电流大小密切相关，该项值与负荷率的平方成正比，所以在设计中应尽量选用电阻值小的绕组；在选择所用变压器的台数以及容量时，应综合考虑线路中的负荷情况，以及每年运行时需要的费用，通过对负荷进行合理的规划、分配，选择与电路负荷相当的变压器，进而降低电能的损耗。

3.3 降低线路上的电能损耗

在配电线中，由于有电流通过，就不可避免的造成电能的损耗，为了减少此项电能的损失，可采取以下办法：1）使用电阻率低的导线。电阻率最低的材料是银线，其次是铜线，但银线造价太高，所以在线路上尽量使用铜线，铝线有时也是不错的选择；2）减小导线长度。在建筑电气设计中，要尽量避免导线走弯路，以便减少电路中导线的长度，配电所设计的距离最好离用电中心最近，以便降低导线的长度；3）增大导线横截面。在建筑电气设计中，对于不可避免的使用较长的导线情况，可以在满足载流量以及保护配合等要求时，尽量选用横截面相对较大的导线。这样做虽然在最初安装过程中增加了线路导线的支出，但这么做可以减少线路中电能的损失，从长远意义上讲，还是相对经济的做法。

3.4 适当提高功率因数

在供配电系统中，应尽量提高功率因数，这么做可以减少线路中由于无功功率造成的电能损耗，进而达到节能的目的。在电力输送过程中有功功率要以满足建筑物使用为前提，这项是不可以更改的，但是，供电系统中的像发电机这样的用电设备，在使用中由于具有电感性，会引起滞后的无功电流，这在电力输送过程中就造成了线路中的功率损耗，但是，在设计时可以采取以下方法予以降低：1）提高用电设备的功率因数。在进行建筑物电气设计时，应尽量选择功率因数相对较高的用电设备，对于电感性的用电设备，可以考虑选用具有补偿电容器的用电设备；2）可以考虑使用静电电容器。在线路中使用静电电容器来实现无功补偿，电容器就会超前产生无功电流来抵消此部分的无功电流，在提高功率因素的同时又降低了整体无功电流。

3.5 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及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，从而最大限度地利用光能，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人员配合，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、厂房及体育场馆的室外照明一般宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。

（3） 广泛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光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流器，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。根据照明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；高级客房则采用节电钥匙开关；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。

结束语

建筑电气节能是一个系统工程，逐渐向着自动化、节能化、信息化和智能化方向发展。建筑电气节能设计的措施还有很多，如提高电网功率因数、采用智能化系统、采用新型节能机电产品等。电气设计专业人员应高度重视节能设计理念，从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合分析，全面掌握并运用有效的节能措施，拿出一套既符合各种技术指标又能够满足功能需求，行之有效而又切实可行的节能措施，从而真正实现“节电能、降电耗”的目的。

参考文献

[1] 张强，李玉兰.民用建筑电气设计的节能措施探讨[J].建筑设计管理，2010，（2）：16-19.

[2] 刘丙江.线损管理与节约用电[M].北京 ：水利水电出版社 ，2005.