淺談現代建筑電氣節能設計

【摘 要】列舉了目前我國國內與電氣節能相關的主要標準、規范。從供配電系統、電氣照明以及新技術等方面，對民用建筑電氣節能設計中涉及的主要內容、注意事項及方法進行了闡述。文章探討了我國建筑電氣節能的原別、基本方法及配套措施，以應對迫在局捷的能源危機。

【關鍵詞】民用建筑；電氣節能；供配電

隨著經濟社會的發展，人口的不斷增加以及人們對生活質量要求的不斷提高，能源的消耗也就隨之急劇增加，能源價格不斷攀升，能源危機迫在眉睫，這對各行各業都提出了節能的要求，而建筑電氣節能也就不可避免地成為節能的一個焦點。本文就建筑電氣節能的原則、一些具體方法及配套措施進行有益的探討。

1 建筑電氣節能應堅持幾個原則

1.1 滿足建筑物功能的原則

即要滿足建筑物照明的照度、色溫及顯色指數；滿足空調舒適性的溫度及新風量，也就是舒適、衛生、健康的要求；滿足上下左右運輸通道的暢通無阻；滿足特殊工藝的要求，如滿足娛樂場所的一些電氣設施用電，滿足展廳的工藝照明及電力用電等。

1.2 考慮經濟效益的原則

節能應結合我國國情，充分考慮實際經濟效益，不能為了節能而過高地增加投資，增加運營費用，而是應該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內以通過節能減少運營費用的方式進行回收。

1.3 減少能量無謂消耗的原則

節能的著眼點應是減少能量的無謂消耗，因此，先找出與發揮建筑物功能無關的能量消耗.再考慮應該采取的有效節能措施。如，變壓器的功率損耗、傳輸電能線路上的有功損耗等都是無用的能量損耗；又如，針對量大面廣的照明要求，應采用先進技術的產品以降低能耗。

1.4 選擇低損耗的節能型變壓器

變壓器是電壓變換設備，廣泛應用于電力系統，特別是10kV和35kV電壓等級的變壓器在電力和配電系統中普遍使用且數量巨大。據估計，目前在電網上運行的10kV和35kV級變壓器容量約有10億kVA以上。由于使用量大，運行時間長，變壓器在選擇和使用上存在著巨大的節能潛力，特別是量大面廣的10kV和35kV級變壓器。選擇高效節能產品，不但對節約能源具有重要意義，同時還可以大大降低變壓器的運營成本，是改善經濟效益的重要途徑。因此，選擇變壓器時，應選用低損耗節能型變壓器，如S10系列、S11系列。SL7、S7型變壓器及以前的高損耗變壓器已由國家先后公布淘汰，停止其生產和銷售，不再采用。

在變壓器設計中，降低變壓器的環境溫度、平衡三相負荷、合理選擇變壓器接線方式等也是節約能源的有效途徑。

1.5 降低線路的損耗

當電網輸送電能時，在網絡中就產生功率損耗，其與線路參數和負荷大小密切相關。提高電網的功率因數、減少電網的無功功率及導線中的電阻等均能降低電網中的線損。具體途徑如下：

1.5.1 合理選擇線路路徑。為減小導線長度，線路盡可能走直線，不走或少走回頭線；

1.5.2 合理確定電氣功能用房的位置。變壓器盡量接近負荷中心，以減少供電半徑；在高層建筑中，低壓配電室應靠近豎井，且低壓配電室與豎井位置的布局上應使線路都分向前送，盡可能減少回頭輸送電能的支線；

1.5.3 增大導線截面，利用季節性負荷線路。按滿足載流量、熱穩定、保護的配合及電壓損失所選定的截面，再加大一級導線截面；將某些季節性負荷的線路，用作常年使用的供電線路，以減少線路和電阻。例如，將空調風機、風機盤管與照明、電開水器等計費相同的負荷，集中在一起，采用同一干線供電，可在春秋兩季空調不用時，使同樣大的干線截面傳輸較小的電流，從而減小了線路損耗。

2 照明的節能設計

2.1 充分利用自然光

在照明的節能設計中，應充分利用自然光，使之與室內人工照明有機結合；室外景觀燈具可使用太陽能燈具；對能利用自然光的燈具或可變照度的照明，采用成組分片的自動控制開停方式等節能措施，可獲得照明節能的效果。

2.2 采用高效節能光源

在滿足照明質量的前提下，應選用細管徑直管熒光燈、緊湊型熒光燈。對燈具懸掛位置較高的場所的一般照明，宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈或鎮流高壓熒光汞燈，其綜合費用低、視覺質量高，同時也節約能源。除特殊情況外，不宜采用管形鹵鎢燈及大功率普通白熾燈，燈具懸掛位置較低的場所照明宜采用熒光燈。

2.3 改進燈具控制方式

根據照明的使用特點，可采取分區控制燈光或適當增加照明開關點，采用各種節能型開關或裝置。

3 電氣節能新技術

供配電系統中的節能技術包括低損耗變壓器S11、SC10；高效電機Y2；節能耐腐型電纜橋架QGQJ；消除高次諧波裝置（采用有源、無源濾波裝置） ；克服三相不平衡裝置；穩定供電電壓開關；浪涌吸收裝置；無功補償電容裝置；各種調速節能裝置（采用液力、斬波、變極、變頻、電磁、晶閘管等） 。

建筑設備監控系統監控對象包括冷凍水及冷卻水系統；熱交換系統；采暖通風及空調節系統；給排水系統；供配電系統；公共照明系統；電梯和自動扶梯系統。

考慮到投資、設備用房及管理人員綜合技術水平等因素，一些設備供應商及專業公司根據客戶要求，開發了單項節能技術，如照明總線控制技術、電能管理裝置、空調系統節能自動控制裝置、電梯群控裝置等。

4 電氣配電線路設計中的節能措施

在電氣耗能中，配電線路的耗能不可小覷。我們知道，配電線路電能的損耗取決于線路的阻抗和電流，與阻抗成正比、與電流的平方成正比；而線路的阻抗與導體的導電率、導體的長度、導體的截面積有關。因此，我們在電氣配電線路中要緊緊抓住影響電氣線路耗能的以上幾個因素優化設計，從而達到節能的目的。

4.1 配電線路設計中盡量多采用高導電率的導體在經濟條件允許情況下，配電線路推薦選用高導電率的導體，即相比鋁芯電纜（電線）而言，宜采用銅芯電纜（電線） 。

4.2 配電線路設計中盡量減少配電線路的長度在設計中盡量走直線，可減少供電線路長度，提高功率因數，不僅減低線路損耗，而且還可以減少線路壓降，提高供電質量；各層配電間、層配電箱也應盡量設置在負荷中心，減少線路的長度。

5 結語

改善公共建筑的使用環境、提高能源利用效率、建設環境友好型和資源節約型社會是我國政府乃至世界各國的基本國策。建筑電氣節能具有重大的政治意義和深遠的歷史意義。節能法規的制訂執行、節能技術的推廣應用需要政府有關部門、勘察設計單位、施工安裝單位、開發商及每個公民共同努力，政策實施過程中產生的矛盾和困難需要各方共同來完善、克服和解決，從而使節能法規更具有前瞻性和可操作性，節能技術更具有先進性和經濟性。

參考文獻：

[1]李宏毅，金晶.建筑工程電氣節能[M].北京：中國電力出版社，2004.

[2]GB50034—2004建筑照明設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社.