论建筑电气设计中的节能

华志杰

【摘 要】建筑电气设计中，节能技术使用的前景非常广阔，实际应用意义也很强。在建筑电气建设不断向自动化、信息化发展的过程中，加强对节能技术的研究，有利于扩大建筑电气的业务范围，降低消耗成本，能够实现经济效益和社会效益上的双赢，对于构建资源节约型社会，促进经济发展具有重要意义。

【关键词】建筑电气；设计；节能措施；原则

引言

在建筑电气的设计进程中，建筑电气的根本是要做到建筑必须的各项功能和安全需求的实现，随着人们对节约能源、保护环境和降本增效等问题的关注，建筑电气节能设计也日益被重视，并且成为建筑电气设计的主要内容。节能作为国民经济的一项长远战略方针，怎样实现“节电能、降能耗”的目标，是每位电气设计人员需要认真考虑的问题。

一、电气工程设计在电气节能方面应贯彻的个原则

1、必须保证建筑物使用功能的有效发挥

实现建筑电气节能，是为了在保证建筑物功能不改变的前提下，更大程度的实现电力资源的节约。只有保证建筑物本身使用功能的实现，做好建筑电气节能设计才有存在的价值，否则，一切都将无从谈起。

2、设计时对经济效益进行充分考虑

在建筑电气节能设计时，要对经济利益进行充分而全面的考虑，不能为了单纯的节约电能，而增加投资成本，这样会起到相反的作用。在设计过程中，要规范设计过程，并设计出多种图纸进行仔细的分析比较，选择一种做最经济最安全的设计方案，争取在安全性得以保障的前提下以最小的投资达到最大的利益，设计完成之后应该再仔细审核。不仅要实现节能的目的，还要实现经济利益。

3、减少不有必要的能源消耗

在设计建筑电气节能时，要有效地减少不必要的能源消耗。应当采取有效地措施尽量的减少一些与发挥功能无关的消耗。例如：对于电气设备自身的电能消耗、传输电路上的电能消耗等应当草去有效的措施有效的较少。在电气设备的选择方面，一般可以按照需要和实际情况进行选择，比如对于电梯而言，可以使用高层电梯和底层电梯综合运用，以此来提高使用效率，有效地降低能源消耗。

二、建筑电气设计的节能措施

1、合理设计供配电

（1）选取科学的供电电压级别

通常输电线路上承载的电压量越高，实际可以输送的总容量就越大，同样的输送距离相对地就越长了。所以，在电压相同时，如果要输送长距离的话，那么其输送的总容量就要小，相反，想要输送总容量较大的话，则要求输送的距离必须短点。最好按照负荷承载的总容量、输送供电的距离跟相关设备，科学设计实用的供配电系统，合理选取供电电压级别。变电所最好建在负荷中心附近，达到缩短供电整个半径的目的，在一定程度上减少了线路上所消耗的能量。

（2）正确选取供电线路

如果导线电缆整个截面的选择得过大，即使在一定程度上能够节能，可其整体的投资却过大；如果选择过小的话，就有可能不能正常运作，让使用寿命变短，更有甚者还会威胁生命。设计线路最好要依照“减少线路整体损耗”这一目的来选择。因为电流在流通于配电线路上时，一般会损耗一定功率，如果将线路电阻R值设定为固定不变的话，那么线路越长，其电阻值就越大。所以，最好选用那些电阻率相对较小的导线，比如铜芯导线。另外，还可选择季节性负荷的特殊线路，作为长时间供电使用线路。

2、合理选择变压器变

压器作为配电系统的基本设备，其损耗大约占总耗量的6%，主要分为铁耗和铜耗，铁耗又称为空载损耗，与负荷大小无关，仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关，只要外加的电压和频率不变，铁损就不变。故一般来说，变压器应尽量考虑选择损耗较小的节能型变压器，该种变压器在制造铁芯的硅钢片、铁芯的制造工艺上都有较大的改进，从而减小了变压器的空载损耗。而铜耗则与负荷的大小有关，是变压器一、二次绕组中的电阻产生的有功损耗，与变压器的负载率平方成正比。变压器的容量要选择正确，尽量在工程设计中保证变压器在75%～85%的利用率情况下运转，在节能的前提下，要综合考虑初装费、变压器的投资及各项运行费用。另外，为减少变压器的损耗，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷、充分考虑经济技术指标的情况下，应尽量减少变压器台数。

3、照明节能设计

（1）充分利用自然光

充分利用自然光源是照明节能工程中的一个重要内容。白天尽可能利用天然光源，使建筑物內获得稳定的光照条件。采用透光性能较好的玻璃门窗。凡是可以利用自然光的这部分照明，可以采用灯光调节装置，根据照度进行灯光自动调节，达到节能的目的。

（2）合理选择高效节能电光源

照明光源应选择发光效率高、显色性好、使用寿命长、启动可靠方便快捷、性能价格比高的高效光源。低压钠灯和高压钠灯的发光效率高，但由于色温低，颜色偏暖，显色指数在40～60之间，颜色失真度大，只能用在路灯或广场照明。显色指数在60的高显色性钠灯可与汞灯组成混光照明灯，用于工厂或体育馆的照明。发光效率很高的金属卤化物灯，三基色荧光灯及稀土金属荧光灯，由于色温范围广，3200K～4000K，光色选择性好，显色指数又高，可达80～95，颜色失真度小，尤其金属卤化物灯对人的皮肤显色性特别好。

（3）选用高效性能的电气附件

荧光灯用电感镇流器一般功率为灯管额定功率的20%，高强度气体放电灯（HD）的镇流器功率为额定功率的15%～16%。而电子镇流器与电感镇流器相比较。具有启动电压低、噪声小、温升低、重量轻、无频闪等优点。比电感镇流器节电10%以上，其本身功耗也比电感镇流器降低50%～75%，综合电输入功率降低18%～23%，节电效果显著。在大面积使用气体放电灯的场所，宜装设补偿电容器。

（4）合理选择照明方式和线路

在满足标准度的条件下，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。照明线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。大多数照明电压为220V，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线三种方式供电。三相四线式供电比其它供电方式线路损耗小得多。因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。

（5）合理选择照明电路控制方式

通过光线感应可根据环境光自动控制灯光回路的开闭。当环境光变亮时，可自动关闭部分灯光，通过人体感应可自动控制灯光的开关及空调的启停，可做到有人开灯、开空调，无人关灯、关空调。当有人将窗户打开时，可自动将空调关闭，通过光线感应，在夏天太阳光线强烈时，可自动将遮阳卷帘放下，防止室内温度温升过高。实践证明，住宅楼梯间灯采用了以上开关后，更换灯泡的周期大大延长，而且灯泡容量受开关的控制也不会过大，杜绝了以往楼梯间使用大容量灯泡昼夜长明的浪费现象，从而最大限度地达到了节能目的。

三、采用新技术，新产品，合理开发和利用新能源

为了更有效的达到节能、节水和节电，同时在满足建筑功能和专业工艺要求的前提下达到节能、节水和节电的效果，空调和给排水专业的工程技术人员均在考虑如何采用新技术。在对这些新技术的供电和控制过程中，需要工程技术人员对这些技术的工艺有深刻的理解，才能做到符合工艺技术的要求。而伴随着变频设備、技术的完善和价格的日趋降低的情况下，变频器已在给水系统中得到了广泛使用。目前在给水系统中锅炉房的能耗相对较大，如何有效的利用新技术、新产品来解决给水系统中锅炉运行的节能问题，是一个难可回避的实际问题。经过与工艺专业沟通以及深入实际的调查，我们设计中采用变频器控制给水泵的工作状态，取得了较好的效果。采用变频调速器，当负载下降时，通过变频的方式，自动调节转速，使其与负载的变化相适应。采用这种方式，可提高电动机在轻载时的效率，达到节能的目的。建筑照明采光新技术--天然光技术。天然光是取之不尽，用之不竭的能源。近年来国内外建筑采光工作者提出了不少利用天然光的采光方法和设想，归纳起来主要有两类：直接利用法和间接利用法。直接利用法中的导光管法：就是用导光管将太阳集光器收集的光线传送到室内需要采光的地方。如中国建筑科学院已通过鉴定的无窗厂房和地下建筑天然采光研究成果就是用此法进行天然采光。间接利用法中的光电效应法：根据光电效应把太阳光直接变成电能供照明使用，太阳能电池就属于这类换能器件。目前常用的硅太阳能电池，它的换能效率可达13%～20%。这种电池在航标灯，道路照明，尤其是在无电的边远地区、高山、沙漠和偏僻农村使用，优点十分突出。

总结：

建筑电气设计在未来的节能建筑设计中具有非常重要的地位，在设计中依据建造需求，除了满足实际应用需要之外，还要创新思路，综合设计性能、效果，在技术上、经济上实现高效节约、节能，多利用节能设备，以达到构建节约型社会的目的。

参考文献：

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[3]周贤杰.徐益文.建筑电气设计的节能思路[J].科技资讯.2010（04）.