建筑电气设计中节能措施的探讨

谢子立

摘要：虽然我国的能源总量很多，但我国亦是个能源消耗大国，尤其是对于有些不可回收的资源，我们更应该节约。由于现在建筑业的快速发展，在建筑中安装电气亦是浪费资源的一种渠道。本文针对目前建筑电气节能中存在的问题进行分析，提出了用电系统的安全节能措施,并对配电设备技术方案进行优选。

关键词：建筑工程；电气设计；节能措施

中图分类号：TU198文献标识码： A

一、电气节能设计应遵循的原则

电气节能的内容，在很多现行的设计规范中都有所体现。建筑电气设计在满足建筑的本身功能，保证建筑的各项功能稳定连续运行的同时，更要严格遵守相关的设计规范。既不能为了节能而盲目加大投资，也不能为了一味的节能而牺牲的建筑物的部分功能。因此，电气节能设计应遵循以下原则：

社会责任感

我们每个人在社会上做的每一件事，就无形的对社会承担了一份社会责任，工程设计亦是如此。设计者所设计出的每一项工程，自工程施工建设开始，设计者就开始对它承担起终身的社会责任。建筑节能是贯彻国家节约能源法和可持续发展战略的大事，设计者应承担起国家发展战略和后代人生存条件的社会责任感。

实际性

就是要根据建筑物本身的使用功能，充分考虑实际经济效益，设计者不能单单纯为了节能增加额外的建设费用，必须保证增加的建设资金可以在规定的时间内通过电能的节省加以弥补。故合理选择节能措施十分重要。

适用性

就是基于满足在在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源，为建筑设备运行提供必需的动力，按照用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性等方面的要求，来优化供配电设计，促进电能合理利用。

节能性

就是通过合理的设计及运行方案减少不必要的能源损耗。在民用建筑电气设计中，应采用成熟、有效的节能措施，降低电能消耗。

二、变压器节能措施

变压器所消耗的电能很大，据统计，变压器自身所消耗电能约占全国所有发电量的5% 。所以，如何降低变压器本身能耗成为建筑电气节能中关注的焦点之一。

通过降低变压器负载率可以节约变压器的用电损耗，但会造成工程投资提高，所以变压器的节能措施实质就是降低有功功率损耗提高其运行效率。变压器的有功功率损耗分为两部分，即空载损耗( 简称铁损) 和负载损耗( 简称铜损) 。

有功功率损耗为:

△Ph=Pa+Pkβ2

三、照明系统节能措施

（一）充分利用自然光。自然光是一种绿色能源，在我们的生活中取之不尽用之不竭，充分利用好这种能源，可以很好的减少照明用电，从而达到了节能的目的。利用自然光的方法有导光管法，棱镜多次反射法、光电效应法等。

（二）合理选择照明灯具。要实现照明节能，就要选择高效的照明光源。灯具效率高，单位面积的耗电量就会下降。在选择灯具时，尽量不使用白炽灯，使用提供高效光源、照明器反射面的反射比较高的灯具。灯具的选择还和照明场所的高度有关，如果照明场所需要将灯具悬挂较高，则需选用金属卤化物灯，悬挂较低的场所可选用高效节能荧光。

（三）合理选择控制方式。对于不同的场所选择不同的控制方式。每个照明开关所控制的灯具数量不宜过多。在照明面积大的场所，采取分区域控制灯具，并适当增加开关数量，以便在阳光充足或照明质量要求不高的情况下，并且在不影响正常活动的前提下关闭一部分灯具，达到节约用电的目的。

四、电力电缆节能措施

由于电力电缆的损耗占输入电能4%左右，影响其损耗的原因主要有供电方式和各导线的截面积，所以，在电气设计中应充分考虑负荷用电性质，负荷容量以及供电距离等众多因素。由于电缆上存在电阻，所以当有电流通过时会产生功率损耗，因此在工程中应减少导线长度， 线路铺设时应尽量走直线避免弯路及回头路，以减少导线长度。变压器供电中心应尽量靠近工程负荷中心，低压线路供电半径应小于150m为宜，并且在合理情况下线路越短越好。建筑物每层大于1万m2时宜考虑设置两个变电所，另外低压配电室应尽量靠近电气竖井，不要产生倒送电的情况.单相用电设备应均匀接在三相供电系统以降低电网中三相不平衡度，供电网络的电压损失率应尽量小于2% 。对于线路较长的在满足载流量、导热性、保护配合及电压损失所选定的截面的情况下，宜适当加大导线截面，但也应考虑加大导线截面所增加的造价成本，所以应在技术性与经济性两个方面进行合理比较，以确定其导线截面大小。

五、电动机的节能措施

在建筑电气中动力系统的能耗也是主要能耗之一，而动力系统中主要是电动机消耗电力，因此降低电动机的电能损耗应从电动机的自身进行考虑。对电动机的选择时应该注意其的负荷特性，弄清所带负荷是连续的还是断续的。如果为连续负荷要了解电动机的输出功率是否与各种负荷相匹配，如果是风机和泵等平方递减负荷特性，在轻载时打开风门和阀门，采用调速电动机在低速运行可以节约电能。如果是断续负荷时，要了解轻负荷时能否停止电动机的运行或运行中能否把多余的能量释放出来。如果即使轻负荷时也不能停止电动机的工作，则应考虑采用交流变频调速装置。在民用建筑中动力负荷主要是风机和水泵类电机，所以对风机和水泵采取节能措施具有很好的实用意义。水泵的工作特点是其流量与转速成正比，扬程与转速平方成正比，轴功率与转速立方成正比，当流量减少一半时采用调速方法将电动机转速降低一半，则此时电动机的轴功率只是额定功率1/8,对于需要变流量运行的水泵采用调速技术可大幅度降低能耗F 目前，变频调速是一种高效能调速方式，可以在保持正常转差率下运转，实现无级调速。同时，可以在低速运行时使电动机输出最大转矩不变，起到节能降耗目的。相对于初期投资而言，采用软起动器是另一种节能措施，软起动器是按起动时间逐步调节晶闸管的导通角以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此起动平稳，起动完毕后则全压投入运行。软起动器也可采用测速反馈&电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制晶闸管导通角以达到转速随负载的变化而变化。软起动器通常用在电动机容量较大&又需要频繁起动的水泵设备中及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。

六、谐波治理措施

谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。例如计算机系统，开关电源，电子荧光整流器等导致配电系统的电压、电流发生畸变，产生谐波。恶劣的谐波环境将会对智能建筑中用电设备和系统造成巨大的危害。 在实际工作中，由于谐波具有多发性、随机性和不可重复性，导致智能建筑中的各种电气设备性能下降、无法工作的现象时有发生，因此，为保证现代智能建筑中各种不同类型设备和计算机及精密电子装置正常、可靠、高效地运行，必须要采取相应措施，确保用电设备的使用寿命。

谐波治理的主要措施有：①采用有源滤波，无源滤波装置；②加装交流滤波装置；③加装动态无功补偿装置；④改善三相不平衡度；⑤改变谐波源的接线方式和工作方式。

七、供配电系统的节能措施

变电所的位置应深入或接近负荷中心，且接近电源侧，亦要进出线方便，减少供电距离，以缩短供电半径，减少线路损耗。

导线应选用电导率相对较小的材料做导线。工程设计中通常选用铜芯线缆，按经济电流密度法合理选择导线截面，以减少损耗。在实际施工布线时，应尽量使线路走直线或最短距离，低压线路还要不走或者少走回头线。

合理提高供配电系统的功率因数，减小电能损耗。我们知道在供配电系统中，一些用电设备会产生滞后的无功电流，增加了系统中的无功功率。为了降低无功功率，减小损耗，通常采用以下办法：在设计中合理正确的选择电动机、变压器等设备来提高设备的自然功率因数，当自然功率因数偏低时，应采用电容器就地补偿，就地补偿方式为集中补偿，单独补偿，高压电容补偿和低压电容补偿。一般住宅小区采用的补偿方式就是变电所低压侧集中补偿。

供配电系统设计采用的设备，应符合国家或行业的产品技术标准，并应优先选用技术先进、经济适用和节能的成套设备和定型产品，不得采用淘汰产品。

总而言之，电气的节能在我国的节能领域是很重要的一个部分，由于我国现在资源的日渐匮乏，所以建筑业的节能是势在必行的。在为人类提供健康、舒适、安全的居住、工作和生活空间的同时，又能行之有效地节约能源，这是每一个设计人员必须思考的问题。

参考文献

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