建筑电气设计中的节能技术措施

李磊

（国电南瑞科技股份有限公司，江苏南京 210000）

建筑节能实施期间，电气设计是重要环节，因此设计人员需要结合实际情况，按照建筑节能标准开展节能设计工作，确保电气设计节能技术应用的可靠性与合理性。这些年建筑行业的快速发展，也让资源紧缺问题日益严峻，对行业的健康发展造成极大影响，因此需要在电气设计中，强化节能设计，确保电气设计符合行业需求。

1 建筑电气节能设计的基本原则

1.1 满足建筑物的使用功能

建筑行业的发展需要关注很多问题，电气设计是重点之一，节能设计是实现可持续发展的关键，在确保设计满足节能目标的同时，也不能妨碍建筑的正常使用，例如照明系统需要注意色温、照明的照度等内容，确保能满足正常的使用需求。同时如果建筑物有特殊的使用功能，一定要在满足功能的基础上进行电气节能设计。

1.2 经济成本

建筑电气设计期间需要考虑的一个重要因素就是成本，在有效的投入内发挥最大价值，降低资金消耗，并且电气节能设计在未来有可靠的经济效益预期，才能降低建筑工程的整体费用。

1.3 节省无谓消耗的能量

在电气设计过程中，需要注意无谓消耗的能量，是节能的重点工作，比如大面广的照明容量等需要注意的问题，这些内容都是设计者关注的重点，做好这些内容的节能设计，才能确保节能设计的可靠性。

2 电气节能设计中的问题

电气设计是建筑工程中的重要环节，虽然在电气设计期间，设计者开始注重节能设计，际节能设计在实际运用中，有与各种情况的存在，使问题较多。①电气设计不合理。由于电气设计不合理，节能效果大打折扣，导致节能效果不佳。比如在建筑外围护结构进行设计期间，由于选择大容量的设备，从而造成能源的浪费；②建筑电气设计会受到电气设备类型不断增加的影响，造成节能设计的难度增加，不仅如此也会对电气设备的管理造成极大影响；③用变频技术在电气设备中的应用比较常见，但是也带来谐波分量。但是在照明系统中，由于选择存在不合理性，使能源的消耗增加。

3 建筑电气设计的节能方案

建筑电气设计期间，如何做好节能设计不仅是设计中关注的焦点，也是整个行业及社会关注的重点。所以能在具体的电气节能设计中，需要让设计符合要求，满足建筑行业的发展。节能技术的合理应用需要注意很多细节，下面就对节能技术措施进行介绍：

3.1 合理进行负荷计算

在电气设计工作中负荷计算是基础，当负荷计算不符合实际情况时，就无法选择合适的设备，也会在后期配电系统在运行期间出现各种问题。在建筑工程电气设计中，只有保证负荷计算的精准性与可靠性，才能有效控制成本，降低运行费用。针对不同的建筑用电，在负荷指标商业存在一定差异，比如居民用地与公共设施用地用电的负荷指标就不同，分别为100～400kW/ha、300～1200kW/ha、100～400kW/ha[1]。

不同建筑物的用电指标也会有所不同，就以公寓、旅馆、办公三张建筑类别为例，对用电指标进行介绍，其中公寓的用电指标为 30～50W/m2、40～70W/m2、30～70W/m2。值得注意的是，空调在运行期间，电动压缩机制冷的数值是用电指标的上限值，如果选择的是直燃机，空调冷水机组的用电指标选择电动压缩制冷，这时用电指标需要结合实际情况降低25～35VA/m2。

3.2 暖通空调系统的自动控制

暖通空调是整个建筑中能耗消耗占比较大的部分，也是电气节能设计的重点环节，但是需要在节能设计期间，注意系统的自动化控制，确保节能设计的效果。BA 系统是暖通空调系统采用的自动化系统，也是建筑智能化、自动化的重要标志。在暖通空调系统的自动控制中，需要做好下面几项工作：

①系统接口设计。在对系统接口设计进行优化期间，需要合理选择传感器，确保检测参数的可靠性，对水、风等阀门管径进行精准计算，同时也要合理设计原理图，比如二次接线原理图；②节能控制优化设计。在优化设计BA 系统时需要实现控制的可靠性与合理性，在设计期间需要对机电设备的启动、低温送风系统控制等进行优化[2]。

3.3 降低变压器损耗

变压器也是节能设计的重点，一般情况下在设计时可以选择非晶合金铁芯变压器，这类变压器的噪声不高，而且能耗较低，与常规变压器进行对比，会发现产生的空载损耗更低，而且在维护期间费用更低。设计者也要关注很多问题，尤其是要针对实际情况，选择节能效果好的变压器[3]。比如在建筑工程中，可以现在SGB11-R 这类型具有良好节能效果的变压器。由于SGB11-R 型号的变压器在实际应用中，空载电流与负载损耗等都比常规的变压器下降很多。变压器在实际应用中，运行效率最高、损耗最小时，负载率一般维持在40%～70%。

3.4 电气照明的节能设计

在建筑的正常使用中电气照明是十分重要的组成部分，也是能耗较大的部分，所以需要在建筑节能设计期间，电气照明在设计期间，节能是重点。尤其是智能技术的发展与应用，也让控制系统更加的智能，并且控制效果与节能效果更佳。总线型式的标准局域网络是智能照明控制系统的型式。智能照明控制系统的组成部分为系统、输入与输出单元组成。微处理器和存储单元是全部器件的关键部位，控制器件的连接是通过五类数据通信线完成的。每个单元器件都有自己唯一的地址，功能设定是在软件的应用下完成的。

智能照明节能控制系统在实际应用中，具有多种优势，所以在电气节能设计中经常被设计者使用，具体的优势体现为：①光照度是否需要照明等都可以针对不同的区域进行控制，所以在时钟管理器的运用下能对照明系统进行科学管理。比如在休息室，楼道等不同的功能区域，可以对照明系统进行切换，满足不同的功能需求；②照度可以自动调节，并且可以对自然光进行合理利用，在满足照明需求的基础上，有效降低能源消耗；③灯具的使用寿命延长，在智能控制下，通过软启动和软关断技术的应用，能防止电流对灯丝的热冲击，减少灯具出现损坏的概率[4]。

3.5 供配电系统的节能设计

供配电系统的节能设计也是建筑电气设计的关键，在设计期间，需要注意的地方较多，也有很多细节需要合理控制，具体需要做好下面几项工作：

（1）系统设置简单。建筑电气节能设计的终极目标是节能，所以要想得到节能效果最大化，就要在供配电系统设计期间，简化设计，让设计简单可靠，比如供配电系统要控制在两级以内，这样就能对电能损耗进行控制。

（2）合理选择供电电压。通过供电电压的合理确定，对损耗的控制十分重要，一般情况下在其他条件一样时，电压与损耗呈反比。民用建筑的用电设备电压在设计时，需要控制在220/380V，如果民用建筑是大型项目，为确保节能效果，制冷设备一定要合理选择[5]。

（3）供电网络合理设置。变电所造设置时，要注意的是不能与负荷中心距离太远，低压配电间也是如此，不能与电气竖井距离过远，而且需要对供电电网进行优化设置，确保低压供电半径在200m 以内。同时也要做好供电线路的电压损失控制，避免线路电压的损失的出现，而且需要在供电网络可靠性与合理性的基础上，降低网络运行的成本。

3.6 电梯节能技术

电梯再生能量回馈是实现电梯动力系统节能技术的关键，在变频器的运用下，机械能可以转化为电能，这样用电设备就可以对电能进行使用，从而对电机在运行期间的电能损耗下降。二极管整流桥是常规变频器交流电转化成直流的重要工具，并在IGBT 逆变技术的应用下，直流与频率分别可以转化为电压与可调整的交流。IGBT 功率模块在实际运行期间，能量可以实现双向流动，当整流桥选择为IGBT 时，SPWM 控制脉冲可以在DSP 的应用下产生。这样就可以对谐波污染进行控制，也可以达到良好的节能效果。电梯节能技术的应用需要制定节能控制方案，具体如下：

①电动机发电的电能在直流侧电能并联控制系统的应用下进行控制的，这样就可以让电梯对电能进行平均分配，达到节能的效果；②电能如果过剩，不用通过电阻热耗，电能可以在整流逆变器的应用下，将剩余的电能给电网回馈；③当出现发电电能小于电梯总用电时，在直流电能并联控制的应用下，可以对过剩的能量进行控制；④当有电梯的状态为回馈能量时，其他电梯这时会停止整流功能，可以有效防止发生环流现象；⑤在控制系统出现故障时，需要让电梯保持独立运行，这时就要切断控制器，不再让电梯变频器直流侧并联。

4 结束语

“节能”一直是建筑行业的主题，电气设计是建筑工程的重要环节，也是建筑电气节能设计的重点，所以在设计期间需要遵循基本的设计原则，并对负荷进行合理计算，确保设计基础的可靠性，确保暖通空调系统控制的可靠性，降低变压器损耗等多种途径，共同优化节能设计，确保建筑行业的绿色发展。