建筑電氣設計的節能方法初探

唐繼軍

（惠來縣建筑設計室，廣東 惠來 515200）

1 前言

最近幾年國家提倡加大力量建設節約型社會,相關行業主管部門也接連出臺了不少關于節約能源的系列政策和文件。節約能源，保護環境，已成為每位公民的責任和義務，也是全世界所關注的重要課題。電氣節能為建筑節能的組成部分，近年來由于國民經濟高速發展.對電力需求快速增長，由于發電裝機容量和電網供電能力不足，全國大部分地區出現了不同程度的拉閘限電現象。由于我國節能的潛力巨大，因此把電能節約與電能開發并舉，并把電能節約放在首位。由此可見電氣節能的重要性，電氣節能設計已成為電氣設計重要內容。國家針對建筑設計的節能審查已屬于強制審查環節。

2 合理設計供配電系統

根據用電負荷容量及其分布、用電設備特點及負荷等級，合理設計供配電系統，使系統在最佳狀態下運行，使供配電系統在運行中的損耗減至最低。實現供配電系統的經濟運行，達到節能的目的。設計應從下面幾個方面考慮。

2.1 供配電系統應盡量簡單可靠。同一電壓等級供電系統變配電級數不宜多于兩級，盡量減少變電級數過多產生的電能損耗。

2.2 合理選擇供電電壓。同等情況下，電壓越高，損耗越小。民用建筑用電設備電壓等級大部分為220／380V，但一些大型或特大型的民用建筑的空調主機為了達到節能目的，經方案比較可以選擇10(6)kV的制冷設備。

2.3 變電所應靠近負荷中心，低壓配電間應靠近電氣豎井，合理分布供電網絡，使低壓供電半徑控制在200m以內，供電線路的電壓損失已滿足規范的允許值，減少線路電壓損失，提高供電網絡的供電質量及網絡運行的經濟效益。

2.4 根據負荷情況合理選擇變壓器容量、臺數，變壓器負載率宜為0.7-0.85.其接線應能適應負荷變化。按經濟運行原則靈活投切變壓器.使變壓器在最佳狀態下運行，從而減少損耗。

2.5 合理選擇電纜、導線截面。在滿足允許載流量、運行電壓損失等各種技術指標的前提下，應按經濟電流密度合理選擇導線截面，并應從降低電能損耗、減少投資和節約有色金屬等方面綜合衡量。

2.6 合理提高供配電系統的功率因素。在用電設備選型及調速控制方案一定的情況下.若自然功率因素達不到接入電網要求時，應進行無功功率的補償.提高功率因素可以減少線路及變壓器損耗。

3 選用節能型變壓器

據有關資料統計表明，全國電網上每年運行的35kv和10kv及以下配電變壓器總電能損耗約占當年總發電量的2%-3%。因節能變壓器具有損耗低、重量輕、噪音低、效率高、抗沖擊、節能顯著等優點，故節能變壓器的使用尤為重要。采用節能變壓器，能節約能源和減少溫室氣體的排放，因此采用節能變壓器有巨大的節能潛力。所以設計時應首選高效低損的節能變壓器。如油浸式變壓器已出現了比S9系列更節能的S10系列、S11系列，S11型變壓器與S9型變壓器相比，空載損耗平均降低30%，空載電流平均下降70%，變壓器噪音水平下降7-10dB。

4 合理選用電動機

在建筑電氣設計中，電動機都是與暖通、給排水水工種的設備配套的，由設備制造廠商統一供應。因此，其節能措施只能貫徹在運行過程中，除了上述的應就地補償電容器以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗外，還應減少電機輕載和空載運行。因為在這種情況下，電機的效率是很低的。對功率較大的電動機可以采用變頻調速器，可提高電機在輕載時的效率，達到節能的目的。但是，這種設備的價格仍偏高，因此在應用中受到一定的限制。另一種節能方式是采用軟啟動器，它啟動平穩，從啟動到運行，其電流變化不超過3倍，可保證電網電壓的波動在所要求的范圍內，同樣達到節能的目的。

5 照明節能設計

5.1 照明設計應選擇高效光源

照明光源應選擇發光效率高、顯色性好、使用壽命長、啟動可靠方便快捷、性能價格比高的高效光源。按不同的工作場所，選擇相適應的高效光源，可以降低電能消耗，節約能源。根據《建筑照明設計標準》(GB50034-2004)，建議按以下幾個方面選擇光源:

5.1.1 燈具安裝高度較低的場所選用熒光燈。熒光燈包括直管熒光燈和緊湊型熒光燈。它們都具有光效高、壽命長、顯色性較好等優點.但前者比后者光效更高、壽命更長、光通維持效率高、性價比更優。因此，除有裝飾性要求的場所外，一般情況下，都應選用直管熒光燈，并推薦采用T5細管。

5.1.2 燈具安裝高度較高的場所宜用金鹵燈，也可用中顯色高壓鈉燈。對于顯色性要求高的場所，可以采用用陶瓷金鹵燈；對于沒有顯色性要求的工業場所，可以用光效更高、壽命更長的高壓鈉燈。

5.1.3 安裝高度高且不易維護的場所，如高大廳堂等，宜選用高頻無極熒光燈。其重要特點是使用壽命長(達5～6萬小時)。同時，光效高(60-701m／W)。顯色性好(Ra達 80)，起點快捷、可靠。

5.1.4 不應選用熒光高壓汞燈。金鹵燈是在汞燈的基礎上發展起來的，其高效比汞燈約提高60%(400W為例)，顯色指數高，壽命更長。

5.1.5 限制熱輻射光源(普通照明用白熾燈、鹵鎢燈)的應用，其優點是顯色性好、起點快速、便于調光。但由于其光效低、壽命不長，所以最好限制使用。除要求調光、開關頻繁和短暫工作以及特殊裝飾要求等情況外。不應使用。

5.2 照明節能設計應提倡綠色照明

綠色照明并不只是照明節能，更有益于提高人們生產、工作、學習效率和生活質量，在保護身心健康的基礎上達到節約能源、保護環境的目的。為此，在照明設計時，應最大程度地滿足建筑的功能，一項照明工程不能只注重光的物理特性，不僅要考慮照度水平、燈具布置，還需考慮視覺環境及照明效果。所以，照明設計應滿足建筑物不同場所、部位對照明照度、色溫、顯色指數的不同要求。

同時，電氣設計應與建筑設計密切配合,充分合理地利用自然光,使之與室內人工照明有機結合,利用最少的能源保證照度水平,從而達到節約人工照明的電能。

6 合理利用太陽能

目前住宅熱水系統雖然已不少設計采用了太陽能設備,但本人認為在大型住宅小區以及公共建筑的室外照明系統應該可以設計采用太陽能蓄電的照明設備。

目前這類產品以太陽能LD燈具為主,其產品的工作E原理是:白天太陽光照射到太陽能組件上,使太陽能電池組件產生一定幅度的直流電壓,把光能轉換為電能,再傳送給智能控制器,經過智能控制器的過充保護,將太陽能組件傳來的電能輸送給蓄電池進行儲存;到了夜晚太陽能組件因接收不到光能,其輸出的直流電壓降到接近為零時,智能控制器自動開啟控制裝置,向LED提供電能,促使LED發光源發出足夠的亮度用于照明;到天亮時,太陽能組件又接收到光能產生電壓時,智能控制器又自動轉換到充電模式工作。隨著太陽能蓄電的照明設備的產業發展,這種產品的制造成本將會越來越低,本人相信在不久的將來太陽能蓄電的照明設備應該會在室外照明領域得到普及應用。

7 結束語

電氣節能設計已成為電氣設計的重中之重，在設計中精心考慮，進行方案比較，應用先進的設計技術,按照節能標準合理設計。在為人類提供健康、舒適、安全的居住、工作和生活空間的同時,又能行之有效地節約能源,這是每一個設計人員都必須認真對待的問題。

[1]楊航超.建筑電氣節能設計及照明節能設計的探討[J]，燈與照明.2006.2.

[2]尹忠東。可持續發展戰略中的電氣節能技術[J]，電氣時代，2006.1.

[3]尹克寧.配電變壓器節能的新舉措[J]，電力設備，2005.6.