淺談住宅建筑電氣設計中節能技術的運用

吳華忠

摘要：建筑電氣節能是一項系統工程， 它所考慮的不僅僅是純粹的節約， 而是不降低建筑功能的節約， 它是在滿足建筑物的功能的前提下通過減少設備使用時間或提高設備使用效率的方法降低能耗。本文對建筑電氣設計節能途徑和措施進行了簡述，供大家參考。

關鍵詞：住宅 節能 設計 措施

前言：能源與環境問題是當今世界所面臨的重要課題。現階段，我國處于經濟發展騰飛階段， 對能源消耗很大， 是個能耗大國。我們的國土面積很大， 大約有建筑面積五百多億平方米，能源消耗比世界平均水平高出1—2倍，浪費現象卻相當嚴重，長期以往，這將嚴重制約我國經濟社會的可持續發展，因此，降低建筑電氣節的能源消耗是大勢所趨。所以，電氣工程師應該按照“滿足建筑物的功能、考慮實際經際效益、節省無謂消耗的能量”這三個原則來設計。針對現代住宅建筑探討了建筑電氣的相關節能措施。

一、建筑電氣設計節能途徑

1、照明節能設計

照明節能設計就是在保證不降低照明質量的要求下，盡量減少照明電路中能量的損失，從而達到能量利用的最大化。照明節能設計的措施通常一般有以下幾種：

1.1 照明方式選擇：應當充分利用自然光，這是節省照明能耗的重要方式之一，即在設計中電氣設計人員應當盡量考慮到自然光與人工照明的充分結合，從而從很大程度上節省了照明電能；

1.2 選擇合理的光源：其最基本的原則就是應根據不同的場所選擇不同的光源。

（1）一般的房間應當選用熒光燈。自鎮流緊湊型熒光燈取代白熾燈（40～10oW） ，節能率為30%～75%。

（2）顯色性要求較高的場所應當采用稀土節能熒光燈，三基色熒光燈，小功率高顯色型鈉燈等光源。用細管徑直管形三基色T8和T5熒光燈代替T12熒光燈.節能率為25% 一35%。

（3）室外場所的照明則應當選用高壓鈉燈等使用時間較長的氣體光源；用金屬鹵化物燈或高壓鈉燈代替熒光高壓汞燈，節能率為37.5%。

1.3 選擇恰當的照明方式或裝置也是一種可行的節電能的方法。根據照明使用的要求分別采用各種節能型開關，如病房、臥房可采用詞光開關；室外場所和公共場所得照明則可采用光電、聲控開關；走道、走廊等場所可采用節能聲控開關。

2、變壓器的節能設計

2.1 變壓器的損耗主要分為兩部分：a.與負載無關的空載損失。b.與負載成平方比的負載損失。變壓器有載時，除了固定鐵損外，還存在由于電流通過一次、二次線圈的電阻損耗，即銅耗P在不同負載條件下，變壓器的總損耗為與P之和。

2.2變壓器的效率。變壓器的效率為輸出功率1）2與輸入功率P之比，變壓器的最高效率點是由變壓器固有結構的特性、空載損耗PO、短路損耗P決定的。從經濟運行的角度考慮，對于季節性變化較大的負荷，宜裝設兩臺變壓器，當負荷長時間較低時可停用1臺，以保持經濟運行。

3、動力設備系統的節能

作為動力源的電動機，從家用電器到民用建筑內部以及各行各業中均用得比較普遍，其耗電量極大。降低電動機電能損耗的主要途徑，是提高電動機的工作效率和功率因數。在工程設計中，應根據負荷特性考慮選擇更為節電的電動機，其關鍵在于明確負荷是連續的還是斷續的。若為連續負荷，要了解電動機的輸出功率是否與各種負荷相匹配，如果是風機和泵等平方遞減負荷特性，在輕載時打開風門和閥門，采用調速電動機在低速運行可以節約電能。斷續負荷時，如果輕負荷時不能停止電動機的工作，則應考慮采用調速裝置，即在額定負荷下運行時采用常用電源，使電動機在額定轉速下運行；而需要低速運行時，考慮采用逆變器變頻裝置或其他方式調速。

二、住宅建筑電氣節能設計措施

1、建筑設備監控系統

利用智能控制技術進行節能主要體現在對空調和給排水專業建筑設備的監控。對照明設計及控制方面建筑設備監控系統的功能包括：實現受控機組和設備的啟、停控制和必要的連鎖操作，實時監測和采集系統的主要參數，如溫度、濕度、壓力、流量、監測變配電系統的主要開關狀態、電源電壓、電流和功率因數等。按預定的控制程序對系統的被控參數進行最佳自動調節，使其運行在相關專業系統設計工藝所要求的設定范圍。實現機組的臺數控制和優化運行。提供的系統運行狀態、故障報警的實時數據和歷史數據記錄等均可以圖形化界面顯示建筑設備監控系統的內容按系統和設備的功能可分成以下子系統進行監控：制冷系統、熱源和熱交換系統、空詞系統、通風系統、給排水系統、供配電系統、公共照明系統、電梯系統。如在長春滑冰場館巾制冷機組、空調的工作狀態的監控，采用一整套完善的控制技術，可以根據不同的環境狀況及使用要求，自動調節設備運行臺數及參數，降低能耗，同時保證冰面質量。

2、提高能源的利用效率

在電力系統設計中，應首先考慮選用高效節能的產品，以期降低系統自身的能耗。供配電系統的節能設計：根據負荷容量，供電距離及分布，用電設備特點等因素合理設計供配電系統，做到系統盡量簡單可靠，操作方便。變配電所應盡量靠近負荷中心，以縮短配電半徑減少線路損耗。合理選擇變壓器的容.量和臺數，以適應由于季節性造成的負荷變化時能夠靈活投切變壓器，實現經濟運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。提高系統的功率因數，減少無功在線路上傳輸，以達到節能的目的。系統中的用電設備，如電動機、變壓器、線路、氣體放電燈中的整流器都具有電感，會產生滯后的無功，需要從系統中引入超前的無功相抵消，這樣超前的無功功率就從系統經高、低壓線路傳輸到用電設備，存線路上就產生了有功損耗。這部分損耗足可以想辦法改變的，其措施有以下兩種。第一，提高設備的自然功率數，以減少對超前無功的需求。第二，安裝無功補償裝置。民用建筑中，容量大且負荷平穩的負荷實行就地補償，這樣才能使線路上的無功傳輸減少，達到節能的目的。

3、采用新能源

為了達到節能節水和節電，空調和給排水專業的工程技術人員均在考慮如何采用新技術，在滿足建筑功能和專業工藝要求的前提下達到節能、節水和節電的效果。在對這些新技術的供電和控制過程中，需要工程技術人員對這些技術的工藝有深刻的理解，才能做到符合工藝技術的要求。如：大陽能光伏發系統

3.1 太陽能屬于可再生能源，其優點是減少污染、保護生態環境。獨立運行太陽能光伏發電系統由太陽能電池板、控制器、蓄電池和逆變器組成，若并網運行，則無需蓄電池組。

3.2 系統應用。我國年均太陽能輻射量為5000WJ，年均日照時間為2200h，資源相當豐富。每平方米太陽能電池板的發電量按IOOW/h計算，則年發電量為200kW以上。目前，太陽能光伏發電系統應用場所主要包括：（1）建筑物部分用電設備；（2）環境照明，如庭院燈、草坪燈等；（3）道路照明、體育場照明等。

3.3 系統設計時應考慮的主要因素。

（1）用電負荷的性質、大小及每天工作的時間；（2）系統輸出的電壓等級；（3）陰雨于氣時系統連續工作時間：（4）建筑物所在區域的太陽能輻射量和日照時間；（5）太陽能電池板的安裝位置和抗風荷載的措施。

三、結束語：

總之，建筑電氣的節能設計發展潛力很大，建筑電氣設計工程技術人員應在工程設計中精心考慮，采用各種措施節約電能，同時應滿足科學性、經濟性的要求。在選用節能的新設備時，應全面地了解其原理、性能、效果。從技術上、經濟上進行比較，再選定節能設備，已達到真正的節能目的。

參考文獻：

【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，2006.1（10）

【2】王國峰 建筑樓宇中的電氣節能綜合措施研究[J]建筑技術，2010.2（3）