在建筑电气设计中的节能技术措施

沈江华 顾传杰

杭州国美建筑设计研究院有限公司 310000

摘要：节能降耗一直是基于科学发展观的策略，坚持可持续发展，因此，电气节能如今已是节能建筑的重点课题之一。电气节能技术在建筑工程中的合理利用将大大降低建筑物的能耗？在阐述电气节能设计应遵循的原则的基础上，从不同角度提出了建筑电气技术在节能上的合理应用

关键词：建筑电气；设计；节能

随着我国经济的持续快速增长，作为二次能源的电能供需矛盾日益突出。在积极倡导节能减排、发展低碳经济的今天，如何把节能措施贯穿于整个电气设计过程则显得尤为重要。建筑节能在建筑行业势在必行。这些都要求建筑电气工程师发挥才智，既要满足建筑功能要求，给居民提供舒适、方便的生活空间，还要尽可能的做到减少建筑耗能。

1.建筑电气节能设计的原则

电气节能应充分考虑到建筑物本身的功能，不能为了节能而牺牲建筑功能为代价，同时也不能盲目增加投资、为节能而节能。建筑电气设计应满足建筑的功能需求，保证建筑的各项功能稳定连续运行，给居民的日常生活带来方便、快捷。因此，电气节能应遵循以下原则：

实际性：就是要根据建筑物本身的作用出发，在满足设计建筑物的功能条件下，充分考虑到建筑电气节能的设计。

适用性：就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供必要的条件，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。

经济性：不能为了节能而节能，要充分考虑到现实的经济状况，根据现实的经济条件，尽可能达到建筑电气节能的目的，不能盲目过高地增加投资，增加运营成本而节能。应该充分考虑到节能的经济效益，尽可能地在较短的时间内收回投资成本。

节能性：节能的着眼点应是减少能量的无谓消耗。因此，先找出与发挥建筑物功能无关的能量消耗，再考虑应该采取的有效节能措施。

2.建筑电气设计中的建筑节能

2.1变、配电设备的节能设计

2.1.1变压器的选择

变压器应选用节能型变压器，高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进工艺制造使硅钢片的磁场方向接近一致，可以减少铁心的涡流损耗；良好的接缝密合，可减少漏磁损耗。与老产品比，节能型变压器空载损失和短路损失降低，10kV系列分别降低41.5%和13.93%。平均每千伏安年节电9kW？h。节能型变压器，因其具有损耗低、质量轻、效率高、抗冲击、节能显著等优点，而在近年得到了广泛的应用。

变压器的容量选择。理论上计算变压器负载率为50%时，变压器的有功耗能能耗最小。但此时变压器的无功能耗增加，因此要考虑综合经济效益后进行选择。工程中变压器的容量选择在考虑初投资和运行费后，一般变压器的负载率取容量的80%。

2.1.2配电线路损耗

减少线路损耗，首先掌握一个大前提：不管是配电房或者配电箱尽量考虑建筑中供电线路长且多，由于电阻的存在，当电流通过时就会产生功率损耗，其计算公式是：式中：ΔΡ—三相输电线路的功率损耗；I—线电流；R—线路相电阻。对于供电线选定的条件下，“R”值不变。可见电流越大，电路损失越大。线路的电阻R=ρL/S，电阻与电阻率ρ、导线长度L成正比，与导线截面S成反比。要减少电阻损耗应从以下几个方面考虑：

选用电阻率ρ较小的导线，如铜芯导線较佳，铝线次之。减少导线长度，在设计中线路应尽量走直线少走弯路，另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心，以减少供电半径。增大导线截面积，对于较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的前提下，在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用，可以由以后的运行费用抵消。

2.1.3提高系统功率因数

提高系统功率因数，减少无功功率在线路上的传输。由于目前大部分建筑工程中，均采用变压器低压侧集中补偿，这种做法只能减少变电站至用户侧的高压线路的无功传输，提高了用户处的功率因数。但对用户而言，变压器低压母线至各建筑用电点的无功传输并没减少。因此，想真正的达到节能目的，必须做到就地补偿；当然，就地补偿还需要考虑不同设备及功率等因数，此处就不详述了！

2.2建筑物照明部分的节能设计

建筑物的照明量比例大且面积较广，所以照明节能是电气节能当中的重要部分。照明部分的节能设计应满足照度、色温和显色指数等基本要求，同时，基本不使用白炽灯和电感灯具。在建筑物的照明节能设计过程中，我们可从下列几点入手：

2.2.1严格依照建筑物的照度标准。各类建筑物都应当依照《建筑照明设计标准》当中的要求进行合理设计与施工，相比照度要求较高的场合可采用混合照明方式，突出其重要部分，减少其他地方的浪费；例如，我们在进行一些娱乐休闲场所的设计时，需要结合现场环境，在规范的大前提下，进行合理的灯光设计。

2.2.2建筑物当中的照明设计应该采用高效的光源，一般采用T5或LED灯具，相同功率的T5管配电子镇流器（采用电子镇流器灯具的功率因数会提高）比T8管省电30%。而LED灯具比T5灯管又节能约50%，因此在设计中首选LED灯具，其次是T5灯管，视不同环境而定。至于白炽灯和电感灯由于其对电能的消耗巨大，还会导致二氧化碳、二氧化硫等温室气体过度排放，因此不建议设计使用。

2.2.3合理应用照明周边环境及自然光。建筑物的照明环境在装修上，应当注重浅色、光泽的墙面，应用光的反射原理，增强室内的照明，减少电气的消耗等。同时，对自然光的合理应用，不但节能环保，并且更加实现了经济效果与利益的最大化。

2.2.4照明灯具的合理科学控制。不同区域、不同功能区间，我们必须分区合理控制。例如，办公室我们可以按工作点分开控制，上下班时间可以通过时间继电器进行分时控制；同理，地下车库等大面积区域一样，车道可以增加照度，车位可以适当减少，同时也要实行分时控制（如上、下半夜，交叉控制等）；对于公共区域楼梯间等，需要采用节能开关，只有充分考虑建筑物的使用功能，才能更好的把握节能设计尺度。

2.3充分应用太阳能光伏发电系统

太阳能是可再生的能源，具有污染少、环保的长处。太阳能光伏发电系统是由太阳能电池板、控制器和蓄电池和逆变器组合而成的。我国拥有丰富的太阳能资源，对其充实应用可年发电量为200 k W左右，相比我国严峻的能源难题可起到一定的缓解作用。太阳能光伏发系统的应用场主要在建筑物的部分用电设备上、环境照明（庭院灯和草坪灯等）和道路的照明和体育场照明等。在系统的节能设计上，应当考虑下列几个主要原因：

2.3.1用电负荷的性质和用电的大小和每天所需的工作时间；

2.3.2系统输出时电压的等级设计；

2.3.3阴雨天气时，包管系统可以连续保持工作状态的设计；

2.3.4建筑物所处位置的日照时间和太阳能辐射量等。

3.结语

建筑电气节能应该始在设计上体现，终在实践中应用，只有采取合理的设计方案，应用合理的节能器具以及优化节能措施，才能实现建筑电气节能的可持续发展。同时，国家应该对节能设计提供良好的环境，鼓励及适当引导业主和行业设计师，从大局出发，着眼于未来！我们广大电气设计人员在设计中应精心考虑，反复比较设计方案，为人们提供健康？舒适？安全的居住？工作和活动空间！

参考文献：

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[2] 江亿.中国建筑能耗远低于发达国家（第一部分）.

[3] 李蔚.在建筑电气设计中的节能技术措施.电气应用.2007，2（10）：12-15.

[4] 中国计划出版社.《民用建筑电气设计规范》.JGJ/T16-1992.