论现代建筑的电气设计及节能措施

杭浩然

【摘  要】建筑电气设计中，节能技术使用的前景非常广阔，实际应用意义也很强。在建筑电气建设不断向自动化、信息化发展的过程中，加强对节能技术的研究，有利于扩大建筑电气的业务范围，降低消耗成本，能够实现经济效益和社会效益上的双赢，对于构建资源节约型社会，促进经济发展具有重要意义。

【关键词】节能设计;节能原则;技术探讨;方法

前言

住宅建筑电气节能设计能够有效降低住宅建筑的能源消耗，提高能源利用率，实现住宅建筑电气系统的经济运行。因此在住宅建筑电气设计中，设计人员应该根据住宅建筑的实际情况以及当地的供电情况，应精心考虑，反复比较，拿出一套在符合各种技术指标，满足功能需求的前提下，进而实现住宅建筑的能耗，真正实现节能的目标。

1 建筑电气节能设计原则

1.1 满足建筑物的功能

在建筑电气节能设计中首先要考虑建筑物的功能，只有在满足建筑功能要求的基础之上才能进行节能设计，不能仅仅为了追求建筑电气节能而破坏建筑物的功能。

1.2 经济效益原则

在建筑电气节能设计中还必须要遵循经济效益原则，在电气节能设计之前必须要进行经济性分析，选用先进的、经济合理的技术和方案，不能为了过度追求建筑电气的节能而造成过高的消耗投资，形成“伪节能”效果。

1.3 尽可能减少无谓的能量消耗

建筑电气节能设计的出发点就是减少无谓的能量消耗，因此必须要根据实际情况来设计建筑电气系统，例如在设计中应该根据照明的照度、色温、显色指数来选择合适的节能灯具。同时还应该积极利用一些自然光源來代替人工照明，这样可以有效降低建筑电气的耗能。

2 建筑电气中的节能技术探讨

2.1 变压器节能设计

变压器的节能设计既要满足其技术运行条件，又要保证运行中的安全可靠性，在考虑其运行条件和运行需求的前提下，将成本和能耗控制到最低。因此，在设计中应该尽量选用以低能耗材质为主的高效节能变压器，在考虑台数、容量等数据时，要注意保持变压器的负荷率在最佳数值状态70%一85%左右。当变压器容量和负荷率根据建筑电气设计需求保持在平稳状态时，可以尽量减少其台数，考虑使用大容量的变压器，这样以来，损耗能够大大降低，提升能源利用率，也减少能耗带来的经济损失。季节性负荷较大或冲击性负荷严重影响电能质量时，设专用变压器，以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。比如空调负荷较大时可以使用单独的变压器作为空调变压器，这样空调的季节性使用特征就能够充分发挥，也利于减少能耗，提升使用效益。

2.2 配电系统节能设计

配电系统的节能设计是建筑电气设计中的重要环节。配线系统的设计要根据建筑布局、系统分配要求、用电设备分布等情况来规划，考虑供电半径，减少电能损耗，合理设置机房及竖井，尤其是变配电所及供配电设备应尽量靠近负荷中心，缩短配电半径，减少线路中的损耗情况，同时还要多方兼顾电源进出线的走线情况。配电系统节能设计配电系统应从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点、系统规模和发展规划以及当地供电条件，选择合理供电电压和供电方式，合理设计配电系统，做到系统经济合理，简单明确，减少电能损失，并便于维护和管理。

2.3 降低线路损耗

电力传输中的线路损耗是造成能源浪费的主要方式之一。当电流从线路中通过时，就会产生功率损耗，这种损耗与线路材质参数和负荷密切相关。线路损耗的降低可以通过多种方式来解决，比如提升电网的功率因数，选择更好的材质、减少线路中的电阻、减少电网的无功功率等都能降低损耗。一般来说，常用的方法主要有以下几种：①选择合适的线路路径。减少线路跨越长度是减少损耗的最直接手段之一，这需要对建筑电气的线路设计有很充分的认识，对于走线情况极为熟悉，如此才能设计出合理的线路，同时还不影响后续的操作。②增大线路截面，利用季节协调线路负荷。导线截面可以在满足载流量、热稳定及保护需求的前提下，再加大一级，这样能够有效降低线路损耗。季节性供电线路一般是空调使用线路或者供暖使用线路，可以对这些线路进行改造，将其作为日常使用电路，在春秋两季不供暖不使用空调时，这样就能减少线路和电阻。

2.4 提升功率因数

提升系统功率因数是降低线路损耗的一种有效手段。系统中用电设备的有功损耗可以从两个方面进行处理解决：①提升设备自然功率因数，减少超前无功的需求。这条措施主要是通过采用功率因数较高的等容量同步电动机来取代原本的异步电动机，或者只要经济效益划算，两种电动机同步化运行也是一种有效手段。②安装无功补偿装置。想要减少线路上的无功传输，可以使用就地补偿，在民用建筑中，很多容量大且平稳的负荷所采用的就是这种方式，用以达到节能降耗的目的。至于容量较小或断续负载使用变压器低压侧进行集中补偿。在使用补偿装置时，要注意避免发生过补偿现象，否则反而会导致节能效果降低，造成另外一种能源浪费。

2.5应急电源的设计

在超高层建筑中设计应急电源就是为了满足消防的需求，保障建筑计算机等用电设备的安全，避免突发故障而引发的停电、断电所带来的损失。首先，应保证应急电源的“及时性”，当原始供电线路出现问题时，应急电源能立即开始输电，保证正常用电。其次，在电力系统恢复运行后，应急电源能自动停止输电，防止二次故障。某企业在电气设计中将应急电源的工作进行了合理配置，将UPS、EPS的应急电源和发电机相配合，在故障开始时，将UPS、EPS作为临时应急电源使用，等到柴油发电机能够稳定运行时，在使用发电机电源，大大增强了应急电源的可靠性及稳定性。

结语

节能工作关系到技术进步和缓解能需矛盾，是支持国民经济迅速发展的重要一环。社会、经济的发展加剧了能源需求与供应之间的矛盾，能源使用中的严重浪费现象已经引起了广泛关注。建筑电气设计在未来的节能建筑设计中具有非常重要的地位，在设计中依据建造需求，除了满足实际应用需要之外，还要创新思路，综合设计性能、效果，在技术上、经济上实现高效节约、节能，多利用节能设备，以达到构建节约型社会的目的。

参考文献：

[1]中国建筑设计研究院机电院.智能建筑电气技术（精选）[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2]中国建筑设计研究院机电院.智能建筑电气技术（精选）[M].北京：中国电力出版社，2005.

[3]马松玲.建筑电气工程施工技术与质量控制[M].北京：机械工业出版社，2009.

[4]郭新路.住宅建筑电气节能设计浅析[J].城市建设理论研究（电子版），2012年22期

[5]张新.蔡红.住宅建筑电气节能设计方法及措施[J].住宅科技，2010年12期

[6]徐禹田.浅谈高层建筑火灾自动报警系统[J].黑龙江科技信息，2009（20）

[7]隋学成，杜贵君.对建筑消防电气设计中若干问题的探讨[J].黑龙江科技信息，2009（11）

（作者身份证号码：32068219920515113X）