建筑电气节能设计及照明节能设计探究

张雁

邯郸钢铁集团设计院有限公司 河北邯郸 056003

1 电气照明概述

1.1 电光源

结合能量转换原理，光能主要是通过其他形式的能量转换形成的，同时使用这项原理的装置达到的照明效果的设备成为光源。在此其中，光源通常是将电能转化为光能的形式，使其能够满足人们的照明需求，这种光源被叫作电光源。由于科学技术的迅猛发展，电光源的种类也在不断增加，建筑照明的需求不能获得良好满足，同时在安全性、应用寿命等方面都具有极大提升，这对节能环保事业的发展具有重要意义。为此，针对电光源进行研究，寻找更好的节能电气光源，可以有效地促进建筑电气照明节能技术的进程[1]。

1.2 灯具

灯具的主要功能是保护和固定所有的电光源元件和电源连接的线路附件，并且灯具还拥有透光、分布光源和改变光源分布的功能，为此，开展有关灯具选择与灯具特点的研究同样极其重要。

1.3 电力光源综合能效评价方式

从能耗层面来说，电力光源对光效和使用寿命具有更严格的要求。高光效可以提高电光源的能量转换效率，这主要是因为发光效率行程的影响，而发光效率和电光源的能量转换作用形成正比。但是光效越高，通常使用寿命越短，在应用时必须不断更换，才能确保照明需求获得满足。为此，在对电光源进行综合能效评价的过程中，不但要提高光效，并且还应该考虑电光源的使用寿命，才能有效提高电光源的节能降耗效果。

2 电气节能化设计

2.1 注重变压器的合理选择

在现代建筑中，变压器是十分重要的电气基础设备。所以，设计人员在开展电气节能化设计的实践中，应当注重变压器合理化选择这一方面的工作内容。在电路当中，变压器属于基本组成元件，作用较大，可以说，选择变压器这一方面工作对系统照明整体质量可以产生直接影响。在设计实践中，为了将节能方面的要求凸显出来，应当先对变压器实际运动方式予以充分了解，确保在实际工作当中尽量减少由于型号方面问题所致电能损耗情况出现的问题。变压器损耗电能原因，通常与电路内部存在着冲击性的负荷有着密切关系，极易导致电能损耗较大。那么，为达到良好节能效果，设计者在设计该变压器时，就应当确保它处于电路内部能够实现自由投切操作，为电路系统安全稳定地运行提供保障，不但可保证照明质量，还可达到良好节能效果。如某工厂生产线在不生产情况下，日常光照又不可断，就需要充分考虑其内部电路负载方面问题，可设专用的变压器，以满足实际光照需求，也可防止电能浪费情况出现，以提高变压器实际利用率，解决空载高损耗方面问题。为确保变压器的损耗能够降低，若容量相对较大，变压器应设多个，并且合理分配，将变压器实际数量减少，选定较大容量的变压器[2]。

2.2 电线电缆的合理选择

在建筑电气工程中，电线电缆是不可或缺的重要组成部分。所以，设计人员在设计电路照明该系统期间，务必要注重电线电缆的合理化选择。电能传输期间，电线电缆通常会因电阻因素，导致电缆有较大损耗情况，经调查研究后可发现，该电路系统内部功耗状况及线路电缆实际场地之间存在密切联系。对此，设计者设计电路系统期间，可从电线电缆这一方面着手，注重合理化选择，促使电力内部无用电能损耗能够得以有效降低。设计者选择电缆期间，务必要结合建筑物整体结构，合理安排好线路；线路安置设计期间，应当防止系统内部有弯曲或者缠绕等各种问题状况出现，这主要是由于电线电缆若从直变弯后，线路电能消耗会大幅度提升，需充分考虑配电箱具体位置。设计者需全面考虑到施工相关因素，进行合理化设计，将供电线路实际长度缩短，避免电能影响到电路。线路具体设计期间，可选定建筑物内部通风较为良好位置安置线路，促使温度对于线路的影响能够得以有效降低。

2.3 重视电动机的节能优化

在建筑物内部，电动机发挥着十分重要的作用。所以，在电气节能化设计当中，电动机应当属于主要设备。电动机的合理化选用，对于建筑内部电气节能化整体设计效果可起到积极作用。针对小功率灯具，应当着重研究该电动机实际运行效果。那么，对于民用类建筑，风机与水泵式电动机，属于整体系统运行当中核心动力负荷，节能潜力及空间相对较大。水泵式电动锯，应当结合运行过程中可能会出现最大的负荷，进行配置容量选择，保障水泵运行特性为转速、流量成正比，轴功率及转速的立方呈正比、转速与扬程的平方呈正比。流量在减少一半后，需要以调速法将电动机实际转速降至一半，而此时电动机轴功率为额定功率1/8，针对所需变流量的运行水泵，应当借助调速处理技术，将能耗降低。变频调速，属于现阶段高效能调速措施之一，能够在维持正常的转差率情况下，达到无级调速运行效果。而在低速运行期间，电动机所输出的最大转矩恒定不变，可达到良好节能降耗设计效果。同时，对电动机实施节能优化，也可从软起动装置的选用方面着手。软起动装置基本特点：针对晶闸管的导通角条件，其主要是依据起动的实现实施有效调节，属于电压调控最佳手段，可保证线路平稳启动，为后期运行安全提供保障[3]。其中的软起动装置，具备测速反馈的功能，可对反馈信息数据执行相应的控制操作，在负载变化的条件下合理调整转速，这在电压较高稳定性要求场合当中，节能效果较为显著。

3 建筑电气照明节能设计措施

3.1 确定设计方案

在建筑电气照明方案的设计和选择中，应该充分考虑建设项目的实际状况，对实际问题进行细致分析，以保证照明效果，达到节能的目的。总的来说，在开展电气照明设计的过程中，不断需要对照明设备的表现形式引起重视，还应该对其节能性进行思考。比如：在设计有空调的房间时，电气照明设计应该对空调摆放的位置进行充分考虑，防止两者在运行过程中相互影响。同时，在分区布置上，应使用电气混合照明的方法，利用各种颜色实施分区，对于一部分分辨率要求较高的空间，需要整合利用工作，适当提高照明系数。

3.2 规范照明标准

电力照明会直接影响照明效果。在建筑电气照明节能优化设计活动中，设计师必须根据室内环境的实际掌控选择相应的照明方法，并注意照明设备的合理投资，以减少照明所需求的能耗。目前，许多建设项目在建筑的最初阶段，建筑照明的亮度要求很高，然而在建筑进行应用时，亮度需求反而降低了，这样会造成很多照明设备闲置，引起资源浪费。在此基础上，在开展建筑电气照明设计的过程中，应该对节能减排性能进行充分考虑，使用高低配置的照明设备计划，结合实际需要，启动高、低能耗模式，不但可以满足实际的照明需求，并且还能有效节约能耗。

3.3 完善光源配置

首先应该最大程度使用天然光源。在建筑照明中，有两种使用自然光的方法：①经过和土木工程的合作，完善建筑门窗设计，将自然光源引进室内照明，如：普通天窗照明、侧窗照明等；②利用有关的控制体系，把自然光源通过反射和折射后，传送到需求照明的地方，例如：镜面反射、光纤导光等采光。其次，光源应合理配置。建筑工程具有结构多样化特点，空间分布也具有一定不同，进行电气照明节能设计时，应该保证光源合理配置，并且对其颜色、亮度、大小等进行充分考虑，并且应该考虑到使用的环境温度、电压波动、空调状况、投资运行费用等各项因素。

3.4 采用智能控制

目前，科学技术的持续发展，使得智能控制系统在建筑电气照明系统中获得了有效使用。它不但可以保证照明设备的有序工作，并且还能让照明灯具长期呈现出最佳照明功率，提高设备使用质量，确保光照均匀分布，产生良好的节能效果。总的来说，在建筑工程照明以及混合电路中，智能照明控制系统具有较好的适应性，可以面对复杂的网格环境，确保照明系统工作的稳定开展。在复杂负荷下必须连续运行时，使用智能照明控制系统还可以延伸电气照明设备的应用寿命，以此来减少日常维护成本。与常规控制系统相比较，智能控制系统在日常监控和管理方面有着极为显著的特征，可以达到对全部电气照明设备的有效监督和控制，调节照明强度和时间，减少能源耗费，减少员工的工作量。并且，在智能控制系统中，还设有亮度传感器，可以感应照明设备的光强并进行调节，提高设备的节能效果[4]。

4 结语

从总体上来说，建筑照明整体设计属于系统性的一项工作，在设计实践中，需要设计者严格遵守相关设计规范及标准，并着重考虑到灯具、光源、照度相关因素，以确定好最优设计方案，充分考虑到广大使用者的实际需求，保证整个设计的品质及效果。