浅析楼宇建筑电气节能设计与研究

文/熊俊 南京环宇建筑设计院 江苏南京 210000

1、前言

随着楼宇工程的不断壮大，节能成为了该工程永恒的主题。因此，明确楼宇建筑电气节能设计的要点和关键环节，进而有针对性的采取一定措施，对确保楼宇建筑在电气节能方面的发展具有重要的意义。

2、楼宇建筑电气节能现状

各种节能技术措施和节能装备被广泛引入到建筑电气系统设计、施工、后期运行维护管理等环节中，并取得了良好的节能效果，但由于我国在建筑电气系统节能方面研究起步较晚，在具体节能设计方案和实施方案等制定过程中，普遍存在套用、借用等问题，没有根据楼宇建筑工程的时间情况，进行全面系统的节能规划设计和实施方案研究，从而导致实际节能设计方案与楼宇建筑实际运行间匹配性能较差，大大降低了电气系统节能方案各功能特性的发挥，没有达到预期的节能降耗效果。

3、建筑电气节能设计措施

3.1 照明系统的电力节能考虑

对于电能的消耗和不必要的浪费，很多都是发生在照明系统中，我国全部的发电量超过百分之十都是消耗在了建筑的照明工程，所以在照明电气设计方面，有着非常大的节能空间，能够在保证照明的况下，更多的节约电力能源的消耗，主要的措施就是以下的这些：采用更为高效的节能照明产品，提高灯具的使用率;对于以往的白炽灯，由于对电能的消耗过大，不建议再使用;可以使用能耗低、光源强度高的照明设备取而代之，就能够有效的提高照明的效率，大量的节约建筑的电力消耗;建筑的照明电气节能设计中，也必须要考虑自然光的使用，提高自然光的照明作用效果.

3.2 建筑电气设备节能设计

(1)空调系统节能。在建筑物内部所使用的用电设备基本上分为电动机、电热用具以及照明灯具等。目前，在建筑工程中，交流电动机的应用非常频繁，因此，具有较大的节能潜力。在建筑中，空调系统是用电大户，尤其是大型建筑物内部的中央空调系统。随着建筑在最近几年的发展，中央空调节能控制的潜能逐渐被挖掘了出来，比如：冷却水系统和冷冻水的控制优化; 冰蓄冷系统的优化控制;变风量系统等控制技术，都可以将电力能源的消耗大幅度地降低。

(2)动力设备系统节能。电动机作为动力源，从民用建筑设备到家用电器之中，所使用的范围非常之大，同时，其所需要的电量也非常多。将电动机电能的损耗降低，就可以通过电动机效率以及功率因数的提高来实现，对于轻载电动机，可以通过降压运行的方式，将启动消耗减少;根据负载的实际情况对于电动机的无功功率，还可以进行就地的补偿，这样也可以将运行的效率提升;根据负荷变化调节设备，还可以使用调速电机，也可以利用控制方法改进等等，通过这样的措施，就可以将动力设备系统本身的节能效果大大提升。

4、配电系统节能设计

4.1 配电变压器的合理选择

在供配电系统当中，配电变压器作为建筑当中主要的分配设备和电能转换设备，其本身就属于能源消耗较大的设备。所以，做好变压器型号与容量的合理选择，就可以将配电变压器电能转换效率提高，将运行能耗降低。在电气节能设计当中，还应该考虑到实际的负荷需求，对于变压器容量还需要高于最佳负荷率来加以确定，一般来说，负荷率的设置一般在70%左右是最为合理的。此外，在选择配电变压器中，还应该选择负载损耗较小、空载损耗较小的节能型设备。

4.2 无功补偿策略的合理选择

合理地选择配电系统的无功补偿策略，还可以满足系统线损降低、配电系统功率因数提高以及满足节能降耗的目的。在民用建筑供电系统当中，单相负荷包含了办公、家用以及照明等电器设备;三相负荷主要包含了风机、水泵、电梯等设备。就实际的设计统计数据表明，对于大型公共建筑当中使用中央空调，其中大约有40%～60%属于单相负荷;对于采用分体空调公共建筑物或者是居民住宅，其单相负荷占据了80%～90%。在建筑当中，对于低压配电系统的无功补偿主要是在变电所内部进行集中式的补偿，通过单相分补以及三相共补等方式，将供配电系统功率因数提高。相比而言，单相分补的投资较大，一般来说，比三相共补要高出20%～30%左右。

5、电气设备的选择

5.1 照明光源的选择

根据光源的光效、色温、显色指数、寿命和价格选择高效节能型光源。现在通常使用的T5、T8荧光灯管比以往的普通荧光灯管在单位功率上的光通量要大很多，这能够有效的节能。在室外环境设计中，水底灯、埋地灯、台阶灯等均使用（LED)光源。对于气体放电灯等功率因数较低的光源，进行就地补偿，补偿后的功率因数不小于0.8。

5.2 灯具镇流器的选择

自镇流荧光灯配电子镇流器，直管型荧光灯配电子镇流器或节能型电感镇流器，高压钠灯、金属卤化物灯配节能型电感镇流器；在大电压偏差的场所，宜配恒功率镇流器；功率小者可配电子镇流器。

6、照明控制方式的设计

6.1 充分利用天然光，并根据天然光的照度变化，决定电气照明点亮的范围。根据照明使用的特点，采取分区控制或适当增加照明开关点。如：一般办公室和教室的灯具布置是按照平行于窗户方向布置和控制灯具的，而书库则是按照与书柜的水平方向布置并控制灯具的。

6.2 公共走道灯具及应急照明灯均可采用声光控开关。

对于一般的综合楼，走道照明均采用节能自熄开关，并对电梯厅和楼梯间的灯具采取了应急时能强制点亮的控制措施。

6.3 校区的室外环境电气设计，根据不同的时间和不同的气氛，设置了多种灯光场景，如：平时、节假日、重大节日等，开启灯具的数量是不同的。平时则按后半夜和前半夜两个时段开灯，每天进入后半夜时可关掉景观照明，仅维持主要功能照明即可。

6.4 对于大型的停车场、办公楼、会议室和观众厅等场所还可以通过设置楼宇自动控制系统对灯具进行控制，从而达到节能的目的。

结语：

电气节能的设计无论是在供配电系统还是在用电设备和材料的选择上，都有着很大的节能潜力。为实现节能的目的，对于我们电气设计人员来说就需要更加深刻的了解供、配电系统的设计原理，使整个系统能够工作在经济运行状态。同时，还要及时熟悉各种新型节能电气产品及控制系统，在设计中尽量采用节能产品。这样才能从根本上达到建筑电气节能的目的。