建筑电气节能设计的宏观措施探讨

邓海霞

摘要：我国能源供需矛盾日益突出，如何节约能源和高效利用能源已成为能源应用领域一个亟待解决的课题。尤其对于建筑行业而言，建筑电气节能势在必行，良好的建筑电气节能设计可以降低建筑电力系统负荷，缓解社会能源矛盾，还可以保护环境，节约资源，促进建筑设计走向节能化、绿色化和科技化。本文笔者结合自身工作实践，对建筑电气节能设计的宏观措施作了简要探讨。

关键词：建筑电气；节能设计；措施

中图分类号：TU201.5 文献标识码：A 文章编号：1674-3024（2016）14-205-02

引言

我国能源供需矛盾日益突出，如何节约能源和高效利用能源已成为能源应用领域一个亟待解决的课题。尤其对于建筑行业而言，近年来，随着我国城市化进程的加快，城市建筑也在不断发展，建筑能耗整体也呈现出持续上升的态势，相关数据和研究表明，目前我国的建筑行业能耗占到全国能源总消耗的三分之一左右，建筑能耗仍在飞速增长，而建筑能耗中，建筑电气的能耗又相对较高，建筑舒适性和建筑能耗的矛盾也越来越突出，建筑电气节能的设计显得更加重要，建筑电气节能也势在必行，良好的建筑电气节能设计可以降低建筑电力系统负荷，缓解社会能源矛盾，还可以保护环境，节约资源，促进建筑设计走向节能化、绿色化和科技化。

1电力系统的线路节能

电力系统中的线路损耗问题是整个电力系统中较为突出的问题所在，其根本原因在于设计者不能够根据现场的实际情况来设计和规划布局。电力系统中的线路节能需要设计者实事求是的选取最佳的电力线路，既不能过长又不能过短，要符合现实的需要，此外还要进行各个线路段的监控和管理，以便能够及时的掌握到线路的损耗问题。第一要缩短供电线路的距离。供电损耗与供电线路的长度成正比，线路越长就意味着更大的供电损耗，供电电源应尽可能设在负荷中心、电缆布线尽可能以直线为主，低压线路的布置，尽可能避免布置回头线，通过缩短供电距离降低线损，从而达到节能目的。此外，在高层建筑中，低压配电室可以靠近竖井进行布置，并由其为每个竖井提供干线，避免直线沿干线倒送的情况发生。第二，可以增大导线截面。在建筑工程实践中，不可避免地会出现较长的供电线路，对于此类线路，可以通过增大导线截面的方法降低线损。在进行布设时，可在符合热稳定、载流量要求截面的基础上，加大一级导线截面。

2供配电系统的优化设计

供配电系统的设计要综合考虑系统的负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素，力求做到系统的简单可靠，便于操作。变配电所的位置应尽量靠近负荷中心，这样可以缩短输配电的半径，从根本上降低线路的损耗。作为高低压的交换器，电力系统中的变压器在整个线路中起到的是调节的作用，变压器的配置要充分考虑到季节性以及工作时间上的负荷变化，能够进行灵活的变压器投切，从而合理设置变压器的型号、数量和容量，达到经济运行的目的，切实降低电能损耗。此外电气节能设计者可以考虑设计和选取一些能够具有较强的抗压性、耐损性和负荷能力较强的以及转换能力较强的变压器，以便能够将变压器在使用中的能源消耗降低到最低的程度，这样就能够较好的实现电力系统的节能，一定程度上减少能源的消耗。目前建筑电气市场上涌现出来了大量节能型的变压器，并满足了相关的质量标准，节能型变压器的总能耗损失与普通型变压器相比能降低25%左右，可想而知，节能型变压器在建筑电气工程中广泛应用的话其节能效果是毋庸置疑的。

配电系统节电有多种途径，比如常见的有分相智能无功补偿，另外还有采用高科技的瞬流抑制专用快速开关元件的组合，可以对电网电路中的瞬流浪涌作高效的保护，保证末端设备不至受其影响和损坏，降低由此引起的用电设备能耗，提高电气设备的运行效率，它也具备节约电能和保护设备的双重功能，可以降低整个配电系统的运行维护成本，并延长设备的使用寿命。

3提高供配电系统的功率因数

功率因数提高了，可以减少线路无功功率的损耗，从而达到节能目的。传输有用功率是为了满足建筑物功能所必需的，是不变的。而在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功电流，它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的功率损耗。然而这部分损耗是可以避免的。比如可以通过以下的方法：减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备，如同步电动机等，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备（如配有电容补偿的荧光灯）等。用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流，抵消用电设备的滞后无功电流，从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流的目的。在电气工程设计的实践中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。

4电机、空调、电梯等的节能设计

对于电机而言，其电能损耗通常较高，住宅建筑的电气节能设计中需要对其内部的电动机进行有效的节能设计，通过选取合格的电动机，保障设备最佳工况，合理调整输出和负荷之间的协调性，实现电动机的节能。

对于空调系统而言，冷水机组能耗较高，设计中要注意对冷水机组的启停时间进行合理设置，当空调系统处于间歇式运行状态时，可按照建筑围护结构的热工特性及室外温度变化、房间使用功能需要确定预热预冷时间。此外要注意对空调冷凝器和蒸发器定期进行清洗，加强运行管理，降低能耗。

对于电梯而言，由于无齿轮永磁同步电梯采用了高磁通密度的永磁材料，整个传动过程几乎没有能耗产生，与带齿轮的曳引机相比，节能效果明显，与传统的涡轮式电梯相比，节能甚至可达50%左右，可作为电梯选型的首选。电梯运行要加大运行管理力度，平衡电梯使用时间，尽可能减少电梯的运行次数，在人流密度降低时，缩减电梯使用台数，还应采取群控方式管理电梯，提高电梯的使用效率，达到降低能耗的目的。

5照明系统的节能设计

照明节能设计就是在不影响住宅建筑物照明需要的条件下，尽可能地将所用到的能源消耗控制在一定的范围内，在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度地利用光能，通常的节能措施有以下几种：一是充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一，电气设计人员应积极与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，将太阳光和人造光进行协调统一，从而大大节约人工照明电能。二是合理选择照明灯具，照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等。照度标准是不可随意降低的，也不宜随便提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，一般房间（场所）可优先采用高效发光的荧光灯（如T5、T8管）、紧凑型荧光灯及LED光源，高大车间、厂房及体育场馆的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。推广使用低能耗、性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器，灯具功率因数不小于0.90。三是改进灯具控制方式，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。