建筑電氣節能設計方法探討

摘 要：進入21世紀的第二個十年，建筑電氣節能設計對人類社會發展的推動作用越來越重要，已成為經濟發展的核心動力之一。目前低碳環保的意識已經在全世界普及，只有低碳環保的產業，才能促使世界經濟可持續性的發展。一個合格的建筑電氣節能設計，除了滿足各項技術指標的要求外，還應盡量降低電能損耗，提升電能利用率，達到降低成本、保護環境的目的。通過闡述建筑電氣節能設計的原則，進而探討了建筑電氣節能設計的方法。

關鍵詞：建筑電氣；節能；設計方法

現代建筑由于使用功能的不斷加強，電氣系統也越來越龐大，電能的消耗也越來越多，這種情況不但加劇了電力缺乏的局面，并且由于電能的無節制使用，大大增加了溫室氣體的排放，對環境造成巨大的破壞，嚴重威脅到人類生存的環境。因此，我們必須通過對建筑電氣節能設計的方法進行優化，才能使建筑在為人類提供美好的家居和工作環境時，不會破壞生態環境。

1 建筑電氣節能設計原則

1.1 節能性原則

節能性原則是建筑電氣節能設計最基本的原則。通過減少能源的消耗和采取相應的措施來避免和杜絕不必要的能源消耗。

1.2 經濟性原則

建筑電氣節能設計的經濟性原則，是指節能設計應該以實際經濟效益為出發點，能夠在最短的時間內，通過節能減少開支，來快速收回節能設施所增加的投資和運行費用，以實現電氣節能所帶來的巨大經濟效益。

1.3 適用性原則

適用性原則是指建筑物在電氣節能及用電安全的基礎上，其使用功能必須能夠滿足人們在日常生活、工作上的各項要求，包括滿足照明的照度、色溫、顯色指數；滿足生活舒適度和工作效率的溫度和清新風量；滿足各個方向運輸及通行的通暢無阻；滿足特殊場所的特殊需求等。

1.4 環保性原則

環保性原則是指建筑電氣的節能設計必須是高效、節能、無污染的。建筑電氣的節能設計，必須是建立在保護環境的基礎上，通過減少不必要的能源消耗和采取各種先進的技術措施，達到節能減排的目的，做到真正的生態、環保。

2 建筑電氣節能設計方法

2.1 供配電系統的節能設計方法

2.1.1 合理設計供配電系統，可以在提高設備運行效率的同時減少能源消耗，降低建筑的投資成本。在建筑電氣節能設計時，應根據負荷容量，供電距離及分布，用電設備特點等方面進行科學而合理的供配電系統設計，使系統操作更簡單，運行更可靠，效率更高。

2.1.2 科學合理地選擇和使用變壓器。在進行變壓器的設計時，應根據建筑物的實際用電負荷，合理選擇變壓器的容量大小和數量，各變壓器設計負荷率控制在70%～85%，最大限度地保證變壓器的容量跟電力負荷的匹配性，而且，變壓器的選擇應當優先考慮使用具有低損耗、低噪音、高效率等優點的節能型變壓器，這樣既能夠達到節能目的，又能減少溫室氣體的排放，保護了大氣環境。

2.1.3 減少配電級數，降低輸電線路的損耗。在建筑的電氣系統里，由于輸送電的距離較長，不可避免地存在著線路的損耗，因此，可通過以下方法來降低線路的損耗：一是選用電阻率低的材料，銅芯導線比鋁芯導線的電阻率更低，因此，從節能方面考慮，就當優先選用銅芯導線；二是在選擇導線的橫截面積時加大一級，來增加導線的橫截面積，雖然成本有所增加，但是卻達到了電能的損耗，綜合起來還是達到了節能的效果；三是在設計建筑電氣電路時，應當以實現最少的輔設線路為目的，把變電所安裝在負荷的中心位置，并通過科學的布線，盡可能地減少線路的總長度。

2.2 建筑照明系統的節能設計方法

2.2.1 充分利用天然光源。照明節能工程的主要內容之一是如何充分利用天然光源，天然光源是取之不盡、用之不竭的能源，應當充分加以利用。將自然采光和照明有效地結合起來，白天應盡量使用天然光源，使建筑物內獲得穩定的光照條件，并在室內引入陽光，這樣既能在很大程度上節約照明能耗，也有助于提高室內溫度，對于降低建筑物電氣能耗具有重要的現實意義。

2.2.2 應根據不同的使用場所，合理選擇不同的照明方式。在照明度要求較高的場所，應盡可能地選擇混合照明的方式；在工作位置密集場所，應選用單獨的一般照明方式，但照度不宜太高；當工作位置的密集程度不同或者為某一區域時，可用分區一般照明的方式；對于照明度要求較高的工作區，可選用較高的照度，非工作區可選用較低的照度，但兩者的照度比不可大于3。

2.2.3 照明的設計應從節能角度出發，在大大提高整個照明系統效率的情況下，保證照明質量，而不是片面地強調節能。同時，應從各方面來客觀、綜合地評價，以利于照明系統的節能。

2.2.4 應選擇高效節能型的光源及燈具。照明光源的選擇必須符合國家現行的相關標準、規定。根據不同的使用場合，選擇合適的照明光源，同時使用高光效、長壽命的燈具，以達到照明節能的目的。如在樓梯、走廊、走道等公共場所，燈具適宜使用節能燈，并通過節能聲控開關或繼電延時裝置來控制照明燈的開啟。

2.3 空調系統的節能設計方法

建筑空調系統的能源消耗約占建筑總能源消耗的一半左右，因此，空調系統的節能具有非常廣闊的空間。

首先，合理設計空調系統，在滿足建筑居住功能的基礎上，優化系統。由于在空調系統中，能耗消耗最多的當屬制冷機組，可見，在空調系統選型時，應盡量選用能效高而容量小的機組，如使用變頻空調等。

其次，空調系統中冷凍水泵及冷卻水泵約占空調系統總能耗的15%～20%之間，為了使空調系統最大程度的節能，就必須使水泵通過定轉速流方法與變頻空調變速流量方式來達到優良的調節性能，從而大大提高水泵的工作效率，降低水泵的能源消耗，達到電氣節能的目的。

2.4 電動機的節能設計方法

電動機的節能設計，應當從提高電動機的工作效率和功率因數入手。

首先，選用高效率的電動機。在工程設計時，應當根據實際的負載情況，選用與之相匹配的電動機，并盡可能地選用調速電動機，以達到節能的目的。

其次，對于起動負載較大的電動機，宜采用軟起動裝置進行啟動，這樣不但能使電動機較為平穩地起動，又能使起動時的電流變小，電能消耗大大減少。

其次，采用變頻器裝置進行變頻調速。變頻調速是我國當前大力推廣的節能措施之一，在非固定轉速場合，在電動機的負載發生變化時，變頻器裝置自動進行調速，使電動機轉速與負載隨時保持匹配，減少了電動機輕載時不必要的功率消耗，達到節能的效果。

再次，采用電容器就地補償線路對電動機無功功率進行就地補償。如圖所示，對電動機進行無功就地補償，可以提高電動機的功率因數，并減少線路損耗。

3 結束語

綜上所述，節能降耗是我國的基本國策，它已成為我國經濟可持續發展的重要組成部份。我國的建筑電氣節能設計的潛力巨大，我們必須在建筑電氣設計中，通過加強電氣節能設計技術的推廣應用，對建筑電氣設施進行有效的科學的節能控制，提高電能的利用率，減少不必要的能源損耗，使人們在享受高科技成果的同時，促進生態環境的可持續發展。

參考文獻

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