民用建筑电气节能设计技术研究

■林 武 ■福建西海岸建筑设计院，福建 福州 350000

在社会飞速发展的今天，人们的节能环保意识在不断的增强;而建筑行业在能源消耗中，占据着较大的比例，因此，就需要深入贯彻节能降耗理念;根据相关统计研究表明，在总能耗中，有百分之三十左右都与建筑有关;电能作为二次能源，主要是精练了一次能源，如今主要采用的是煤、水力和石油等，没有较高的转化率，相较于其他能源，比较的贵重。

1 动力系统节能技术

1.1 选择节能型电动机

在科学技术飞速发展的今天，逐渐出现了节能型电动机，相较于标准电机，这种节能型电动机可以对电动机本身的功率损耗有效降低，电动机的输出功率得到显著提升，经过实践研究表明，具有十分显著地节能效果;在一般情况下，可以提升4%左右的效率，节约15%以上的电能。

1.2 选择适当的电动机功率

调查研究发现，电动机的效率往往不小于0.8，如果能够合理选择，电动机和拖动负载的运行效率可以得到显著提升，因此，电动机运行尽量保持在满载状态，避免长期处于轻载或者空载等状态下;因为在低负荷运行过程中，没有较高的功率因数和效率，就会消耗掉大量的能源。

1.3 选择正确的起动方式

在使用过程中，部分电动机设备启动比较的频繁，那么就需要结合具体情况，对启动方式合理选择，以便促使电力资源得到节约;如今经常会直接启动，这种启动方式有着较大的电流，可以达到7倍左右的额定电流，电力资源无法得到节约;因此，我们规定，可以直接启动那些较小容量的电机，其他电机需要降压启动，促使启动电流得到降低，电力资源得到了节约。

1.4 选择合理的控制系统

如今设备被建筑设备监控系统所管理，那么本设备的启动和运行就可以由程序来控制，同时，为了促使节能的效果得到实现，还需要对系统负载进行有效的控制，对于其余动力系统，则可以对风管上或者水管上等末端的执行器进行调节，对设备有效的启动，它的控制和启动，通常利用可编程控制器来实现。

2 照明系统节能技术

2.1 合理选用灯具

要对灯具合理选用，提升使用效率，实现节能的效果;如果没有较高的效率，那么就很容易浪费能源。在我国相关的规范中，已经对室内外灯具效率做出了明确的规定，分别需要控制在50%和70%以上。调查研究发现，直接型灯具在一系列灯具中，具有最高的效率，而具有最低效率的灯具则是带格栅式和带保护罩式，因此，如果其他方面都没有问题，就可以将直接型灯具应用过来，同时，结合具体的使用场合，将控光合理和有着较高光通量维持率的灯具给应用过来，提升光利用系数，节约能源。

2.2 照明设计合理

要结合具体情况，科学设计照明，在照度标准值选取方面，需要将工作面的分布情况给充分纳入靠拢范围。要对照度标准三个等级的照度值科学分析，依据视觉作业的特点，来对照明方式合理选择，并且对依据建筑物结构形式，尽量将自然光给应用过来，在室内装修中，白色和浅色尽量使用，这样光的反射系数就会得到增大，更加高效的利用光能。

2.3 优化照明控制

为了更好的节约电力资源，就需要对照明控制进行优化，在对手动或者自动进行选择时，需要将自然光的照度变化给充分利用起来，对电气照明点亮范围进行合理确定;同时，结合具体情况，对灯光分区控制，并且对照明开关点适当的增加;如果建筑物有着较大的开窗面积和较浅的进深，在白天的事后，尽量将自然光应用过来;如果有着较深的进深和较大的面积，那么就需要分组分片平行布置采光窗。对于室外的公共场所，则可以将集中控制遥控管理或者自动控光装置给应用过来。

2.4 加强日常照明维护

在日常的使用过程中，需要科学的清洁和维护灯具和光源，如果有严重的积尘问题出现于灯具和光源中，就会在较大程度上降低照度，浪费掉大量的电能资源。

3 供配电系统节能技术

3.1 合理布置电源点，减少线路上的能量损耗

电力在导线上传输会产生损耗，有功功率损耗主要以热的形式散发于空气中，而无功功率损耗主要供给导线周围的交变电磁场。民用建筑低压配电线路由于输电线间距较短，线路电阻值比电抗值要大得多，故一般可忽略电抗的作用，通常线路损耗可认为就是有功功率损耗△PWL(kW)，仅与线路电阻R(Ω)和输送电流I(A)有关，也即与线路电流I、电阻R、电导G和线路长度L成正比，而与导线截面S成反比。

对于某一特定的配电线路来说，因线路上的传输电流无法改变，故要减少线路损耗，就要缩短线路来减小损耗，电源点应靠近负荷中心，线路应尽可能走直线，尽可能减少迂回。

3.2 重视变压器的选型，减少其能量损耗

电力变压器是供配电系统的核心设备，其自身损耗占线损的60%以上，因此减少其损耗就能达到节能的目的。目前使用的变压器还存在着一些问题，如高能耗变压器使用量较大，变压器未达到经济运行的要求，都会严重影响变压器损耗的降低效果。

变压器的损耗主要是电铁损和铜损，为了减少变压器的损耗，应选用优质材料和先进生产工艺制造的低损耗、高效率的节能型变压器，从而大幅降低铁损和铜损值。以10kV∕1250kVA变压器为例，S9系列低损耗节能型的铁损和铜损比S7系列分别降低8%和25%。

变压器的容量受负荷大小、负荷特点、变压器台数和接线方式等诸多因素影响，确定其容量时应力求使变压器的实际负荷接近设计负荷，同时从经济运行角度即最小损耗的运行方式来确定其容量。通过计算可知，变压器运行负荷率在75%时为最佳经济运行点，此时为变压器效率最高点。选用时应根据具体条件而定，总的要求是选择技术特性好的产品，即在相同负载条件下损耗较小的为优。

3.3 提高系统的功率因数，合理进行无功补偿

功率因数是表征供配电系统电能利用程度及电气设备使用状况的一个具有代表性的主要指标，常用cosφ表示，即:

式中:φ为功率因数角;P为有功功率(kW);S为视在功率(kVA);Q为无功功率(Kvar)。国家规定的标准为cosφ≥0.9。有功功率是满足建筑物功能所必须的，因此是不可变的，如该值低则需要的无功功率就越大，此部分无功功率若不能及时消除，就会在配电网中大量流动而占用有功功率，增加电能损耗，因而提高功率因数可以达到节能的目的。

4 结束语

综上所述，民用建筑电气节能潜力巨大，节能总原则是消除供用电过程中不必要的电能损耗和提高电能的利用率。目前民用建筑电气节能技术尚未深入研究并形成体系，本文亦仅从民用建筑电气节能的技术层面进行初步探讨，望能引起重视。

［1］《民用建筑电气设计规范》JGJ 16－2008.

［2］《建筑照明设计标准》GB 50034－2004.