建筑电气节能设计

惠士伟

（葫芦岛市建筑设计院有限责任公司 125000）

1 引言

改革开发以来，大量人口涌入城市，极大的推动了我国城市化发展的进程。随着城市化进程的逐渐推进，大型建筑的大量出现，促进了建筑业的繁荣，也带来了能源大量消耗的问题。电能的消耗是建筑能源消耗的主要组成部分，因此，建筑电气节能问题已经是能源消耗中不可忽视的主要问题，尤其在当今提倡绿色节能理念的主旋律指引下，这一问题更加的突出。本文围绕着建筑电气节能设计的各个方面进行研究分析，并提出节能措施。

2 建筑电气节能设计原则

为了有效的实施建筑电气节能设计，需要遵循以下的设计原则：

（1）将电气节能设计应用到实际建筑物中，建筑物的功能参数不能有影响，更不能降低相关指标。因为建筑物的根本作用是满足人们的特定需求，或者给人们提供舒适、安全的工作或者生活环境。

（2）采用的节能措施要因地制宜，根据不同的建筑物的用途和使用环境，采用不同的节能设计，不能拘泥于成规。不然会出现在甲建筑物上适用的节能设计在乙建筑物上并不能起到预期的目标，可能还会带来负面的影响。

3 建筑电气节能设计中普遍存在的问题

由于我国在建筑电气节能方面的研究起步较晚，没有先进的理论基础支持，导致建筑电气节能设计中存在着许多问题，总结起来主要有以下问题：

（1）建筑设计人员不重视节能设计。由于当前多数的建筑工程的设计周期很短，且设计的效果和设计人员的绩效没有挂钩，导致大多设计人员只重视设计数量，不重视质量，对节能设计更是不予重视。

（2）照明控制方式以及光源的选择不合理。在设计中不能根据外部天气环境和气候等原因合理的控制建筑物的照明系统，导致大量照明用电损耗；同时在照明光源的选用上没有注意绿色环保的要求。

4 建筑电气节能措施

4.1 提高节能设计意识

提高节能设计意识主要采用两种方式：①加强对建筑设计人员的教育和宣传，使其养成节能设计的意识。在建筑设计中将电气节能设计作为一个重要的设计因素进行考虑，选用合适的方案和措施，降低建筑物电气能耗。②还要强化对设计单位和设计个人的考核，将设计的建筑电气节能效果和其经济利益相挂钩，一当发现，电气能源消耗超标，不符合国家要求的情况，对设计单位和设计人进行经济处罚。

4.2 优化建筑电气系统节能设计

4.2.1 变压器的节能设计

变压器是电力系统组成中重要的电气设备，在建筑电气系统中，变压器的电能损耗约占总损耗的10%。变压器的节能，主要从两个方面考虑：

（1）选用低损耗变压器

在高层建筑、地下建筑等有极高消防安全要求的地方，适合采用干式电力变压器，如SC6、SG10、SG11等。这类变压器的空载损耗低，一般采用冷轧取向硅钢片，能极大减少铁芯中的涡流损耗和漏磁损耗。

（2）提高变压器的运行效率

变压器的有功损耗计算公式如下：

ΔP=P0+β2PK

其中，P0为空载损耗，β为负载率，PK为负载损耗。

所以为了降低变压器的有功损耗，就要从降低变压器的空载损耗、选择合适的负载率和负载损耗着手。

变压器的空载损耗是一个常量，与选择的变压器类型有关，所以要选择节能型变压器，其P0值小。

变压器的负载损耗和其内部绕线的电阻的大小成正比例关系，阻值较小的绕线，负载损耗越小，因此可选择采用铜芯绕线等电阻值较小的导线制作的变压器来降低负载损耗。

4.2.2 电动机的节能设计

（1）选用高效电动机

一般情况下，同为三相异步电动机，其中的YX系列和Y系列相比，YX系列的电动机的运行效率更高，综合节能能达到13%之多。在选择的过程中，还要根据实际的建筑内部情况，选择与工作环境相适应的电动机，如合适的冷却方式等。

（2）减少电动机损耗

电动机的损耗主要由恒定损耗和负载损耗组成。可以通过提高电动机的运行效率以及改善功率因数的方式降低损耗。提高运行效率主要是要减少其空载率以及提高负载时的效率，常规的方式是利用变频器，来改变不同负载下的运行速度，以减少轻载时的损耗。改善功率因数的方式为增加补偿电容器以减小线路上的损耗。

4.3 提高建筑照明节能

建筑照明使用量大，用途广，在多数的建筑设计中还存在着大量问题，所以改善建筑照明的节能潜力巨大。

4.3.1 选用节能，高效光源

光源在选择过程中要以绿色、节能为主要目标，要结合光源的发光效率、寿命和成本等方面，综合考虑，选择合适的光源。

光源发光的高效性是选择的主要指标，是指其将单位电能转化为光能的比值，也可以理解为光源的总光通量与消耗的总电能的比值。若光源的发光效率越高，则说明其光能转化能力强，照明性越好。

4.3.2 优化光源控制

光源的控制方式也是影响其使用效率和功耗的重要原因。结合实际使用，主要的控制手段有：

（1）定时控制。对于地下车库部分以及应急照明设备，可以通过定时控制器控制开启和关闭时间，减少电能损耗。

（2）感应控制。在走道内、楼梯、电梯等场所，利用传感器感应技术，在有人的时候打开电源开关，无人时自动关闭。

（3）亮度自动调节。在办公区域，要求的亮度在一个适宜的范围内，可以通过对环境亮度的采集，来调节光源的亮度，达到区域亮度基本不变的目的，尤其在白天太阳光强烈的时候，可以将照明亮度降低或者关闭。

5 结论

本文在研究建筑电气节能设计的原则、存在的问题的基础上提出了提高节能意识；对建筑物内的电气系统，如电动机，变压器，照明等，进行优化设计和监控，以提高用电效率，减少电能损耗，对建筑电气节能设计提供相关参考。

[1]魏庆芃，王 鑫，肖 贺，杨 秀．中国公共建筑能耗现状和特点[J]．建设科技，2009（08）：38～43.

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