民用建筑电气设计中的节能与环保探究

左双杰

【摘 要】建筑設计应该更多地考虑到电气设计的节能性，必须要减少无谓的电力能源消耗，必须要提高整个电力系统的运行效率，同时更多的利用新能源，更多地利用可再生能源，来减少建筑电气能源消耗，不断提高改进电气设备的节能性能，让未来的建筑真正的实现节能，真正的是实现可持续发展的目标。

【关键词】民用；建筑；电气；设计

节约资源和保护环境已经成为我国的基本国策，两者之间有着密不可分的关系。

1民用建筑电气节能设计的原则

1.1 满足建筑自身功能需要的原则

对整栋建筑物而言，首先要考虑的是建筑的功能性，例如，住户居住的舒适指数，住户用电是否安全，建筑的能耗效率是否高等。因此，电气设计必需考虑建筑的照明需要满足人们的需求，每一项的指标都要符合相关规范；保证建筑内部空间的温度和风量要合适，使住户感到舒适；整栋大楼内部的行走路径要进行合理的优化，保持楼道的通畅，避免留下安全隐患。

1.2 满足建筑实际设计构造的经济效益原则

在研究建筑的节能设计方案时，重点有两个，一个是不能超出自身的经济条件范围，另外一个是要充分满足工程的功能需求。实施建筑节能设计时，以实际运作时经济效益的最大化为首要目标。设计方案不能不顾及建筑成本只一味地提高节能标准，导致工程建设成本的增加。

1.3 减少无效益的能源耗损原则

在对建筑电气工程进行节能设计时，第一步要做的是，充分了解建筑内部不同部位的耗电情况，做到心中有数，从而更能轻松的找到建筑内部不同耗电设备的功能，将一些多余的耗电设备取消，或者进行节能改造。

1.4 满足环境保护的先进性原则

绿色节能设计的主要目的是降低能耗，提高能源利用的综合效益。设计节能方案的基本原则是：采用较为先进的技术，要具有较高的可靠性，且成本不可太高，能提高能源的利用率并且能保护环境。要借助于一系列合理的计算，选择最合适的电气设备，采用最方便的控制方法，在追求比较好的节电效果的同时，尽可能不增加投资的成本。当代建筑工程的能耗电器中，空调占据第一位，紧随其后的是建筑内部的照明系统。相关资料显示，建筑照明系统的耗电大概占据建筑总能耗的25%。现代化的办公楼、旅馆、饭店以及展览厅等建筑的日常运行需要大量灯光照明来维持，并对更高质量的照明也有要求，于是建筑照明系统的能耗越来越大。现代的建筑照明设计除了要满足工作的需要之外，还得打造出绚丽的视觉效果，这就需要设计师们尽可能地将现代先进的节能技术运用到建筑照明系统的设计当中，以降低照明系统的能耗。

2 民用建筑电气节能设计的策略研究

2.1合理设计供配电系统

电器节能的首要步骤就是要考虑供配电系统中的无谓能源消耗，减少这些无谓能源的消耗就能够起到节能的作用。在能够满足使用要求的情况下，整个供配电系统的必须要尽可能的精简，做到设备电力在输配过程中的无谓损耗；减少输配电设备的同一等级的设备配置数量，输配电设备的等级要尽可能精简；通过不同输配电系统的有效减负，来实现能源节约；对于变压器的选用也要尽可能的节能，变压器的同时工作台数，可以根据实际的情况来调节，在电力负荷不是很大的时候，可以自动的减少同时工作的变压器设备台数，减少调不必要的电力设备电能损耗。

2.2合理选择无功补偿及补偿方式

设备在运转的过程中一部分是有用功，一部分是无用功。电网中的电力负荷比如电动机、变压器等大部分都有感性负荷，在运行过程中需要向这些设备提供相应的无功功率。特别是现在电气设备越来越多，能耗越来越大的情况下，无用功过多就恶化了供电质量。减少感性负荷供应，装设动态无功补偿和适当的滤波装置，能够在一定程度上制约无用功，减少系统损耗，提高电能质量，改善电压质量，增加变压器容量，达到节省电费的效果通过在配电系统中设置无功补偿装置，提高了配电系统的功率因数，可显著的减少无功电流所造成的电能损耗。有条件的建筑物，可采用就地式无功补偿和集中式无功补偿相配合的综合补偿方式；对安装容量超过10kW的电机类用电设备，可在电机控制柜处就地设置无功补偿装置。对于其他设备的无功功率，在变电所低压侧进行集中补偿。需要注意的是，对于变负载的设备，其电动机端电压随负载而变化，会造成就地无功补偿装置内的电容器出现无功涌流，严重的情况会导致电机由于涌流过电压而烧毁。因此对于此类设备不应采取就地无功补偿的方式。

2.3合理选择导线的经济截面

长期以来在对电力电缆选择时，通常电缆的截面会根据发热载流量、短路电流和电压来选择，以满足安全为基础，然后确保截面的最小化，这样可以实现节约。但这样进行设计的结果往往导致电能损耗费用增加，进而导致运行成本的增加。所以对于电缆截面的选择，还需要考虑到经济载流量，确保选择的导线截面具有较好的合量性，降低线路的损耗，确保在电缆的生命周期内实现总费用的最小化，按电缆的经济载流量（经济电流密度）合理选择导线的经济截面，减少线路损耗，并使得电缆在寿命周期内总费用最低。而且经济截面要大于发热截面，这就确保了电缆运行上的安全性，减少了安全隐患的发生。同时在选择导线时，还要对电阻率进行充分的考虑，以选择尽量小的电阻率为宜，设计中避免导线长度过长，使负荷中心与变电所能够尽可能的靠近，以实现供电距离最短，从而实现节能的目的。

2.4提高供配电系统的功率因数

为了达到节能的目的，常常用提高功率因数的方式（因为可以降低线路无功功率的损耗）来实现。因为输电线路损耗AP中包含了线路传输有功功率时容易引起的线损和线路传输无功功率时引起的线路损耗。对于有功功率是能够维持建筑物内正常运转的必要条件，是恒量的，无法改变的。但是在整个供电系统中一些用电设备本身具有电性，诸如电动机、变压器之类，它们会产生无功电流，无功电流会经过高低压线路向设备的末端传输，这势必会增加线路损耗，增加整个电能系统的用电负担。事实上这种损耗完全可以避免，可以利用以下几种方法：降低用电设备的无功损耗。功率因数高的用电设备可以有效地降低用电设备的无功损耗。基于此，同步电动机类型的设备功率因数高，在设计中可以适当采用，有补偿电容器的用电设备可以被选择为电感性用电设备。以静电电容器进行无功补偿。实践证明，利用电容器可以产生超前无功电流，这种电流可以与用电设备所产生的无功电流两者相互抵消，这样不但降低了无功电流，还提高了功率因数。

2.5选择及合理使用光源

照明节能是绿色照明的核心内容，而光源则是照明节能的首要因素节能光源种类很多，如高压钠灯、金属卤化物灯、半导体发光二极管（LED）、直管稀土三基色细管荧光灯（T8、T5）、紧凑型荧光灯等。随着高效节能的照明产品的大力推广，现在紧凑型荧光灯以色温高、显色性好、光线柔和，又加上体积小、照度大、功率因数高等特点，已被广泛地应用到人们的日常生活中。然而，荧光灯中的汞却会对环境造成严重污染。据分析，一只节能灯灯管平均含有0.5mg的汞（只有少数名牌产品可以做到0.25mg左右），而1mg的汞浸入地下就会造成大约360t水的污染。值得庆幸的是，这一污染现象已经引起国家有关部门的高度重视。据悉，国家环保总局组织编制了《“十一五”国家环境保护标准规划》，其中包括：气体放电灯加工工业污染物排放标准；废气体放电灯回收利用污染控制技术规范。相信在不久的将来，我国会建立起完善的气体放电灯生产、使用及回收制度，并教育市民合理使用、放置节能灯，使人们能够自觉使用满足绿色照明要求的照明电器产品和将废旧照明电器投入到分类的废旧物指定地点，减少对环境的污染和破坏。

3结语

建筑行业中电气节能设计趋向智能化，信息化、自动化和透明化是发展的主流方向。除了上述方法，还有很多方法可以用在建筑电气的节能上，例如，选用新型的节能设备，安装智能化的控制系统，增大电网的功率系数等。电气设计师要对建筑电气节能有深入的了解，综合把握建筑电气的节能性、经济性、安全性和可靠性，采取各种有效的节能手段，来减低建筑电气的能耗，达到节能的目的。

参考文献：

[1]才越.关于建筑电气施工中节能设计措施的探讨[J].价值工程.2011（03）：44.

[2]陈晓林，王胜利.对建筑电气设计中的安全及节能问题的探讨[J].中小企业管理与科技（下旬刊）.2011（01）：57.