在建筑電氣設計中的節能技術措施

沈江華 顧傳杰

杭州國美建筑設計研究院有限公司 310000

摘要：節能降耗一直是基于科學發展觀的策略，堅持可持續發展，因此，電氣節能如今已是節能建筑的重點課題之一。電氣節能技術在建筑工程中的合理利用將大大降低建筑物的能耗？在闡述電氣節能設計應遵循的原則的基礎上，從不同角度提出了建筑電氣技術在節能上的合理應用

關鍵詞：建筑電氣；設計；節能

隨著我國經濟的持續快速增長，作為二次能源的電能供需矛盾日益突出。在積極倡導節能減排、發展低碳經濟的今天，如何把節能措施貫穿于整個電氣設計過程則顯得尤為重要。建筑節能在建筑行業勢在必行。這些都要求建筑電氣工程師發揮才智，既要滿足建筑功能要求，給居民提供舒適、方便的生活空間，還要盡可能的做到減少建筑耗能。

1.建筑電氣節能設計的原則

電氣節能應充分考慮到建筑物本身的功能，不能為了節能而犧牲建筑功能為代價，同時也不能盲目增加投資、為節能而節能。建筑電氣設計應滿足建筑的功能需求，保證建筑的各項功能穩定連續運行，給居民的日常生活帶來方便、快捷。因此，電氣節能應遵循以下原則：

實際性：就是要根據建筑物本身的作用出發，在滿足設計建筑物的功能條件下，充分考慮到建筑電氣節能的設計。

適用性：就是基于滿足在建筑物內創造良好人工環境提供必要的條件，為建筑設備運行提供必需的動力，按照用電設備對于負荷容量、電能質量與供電可靠性等方面的要求，來優化供配電設計，促進電能合理利用。

經濟性：不能為了節能而節能，要充分考慮到現實的經濟狀況，根據現實的經濟條件，盡可能達到建筑電氣節能的目的，不能盲目過高地增加投資，增加運營成本而節能。應該充分考慮到節能的經濟效益，盡可能地在較短的時間內收回投資成本。

節能性：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。

2.建筑電氣設計中的建筑節能

2.1變、配電設備的節能設計

2.1.1變壓器的選擇

變壓器應選用節能型變壓器，高導磁的優質冷軋晶粒取向硅鋼片和先進工藝制造使硅鋼片的磁場方向接近一致，可以減少鐵心的渦流損耗；良好的接縫密合，可減少漏磁損耗。與老產品比，節能型變壓器空載損失和短路損失降低，10kV系列分別降低41.5%和13.93%。平均每千伏安年節電9kW？h。節能型變壓器，因其具有損耗低、質量輕、效率高、抗沖擊、節能顯著等優點，而在近年得到了廣泛的應用。

變壓器的容量選擇。理論上計算變壓器負載率為50%時，變壓器的有功耗能能耗最小。但此時變壓器的無功能耗增加，因此要考慮綜合經濟效益后進行選擇。工程中變壓器的容量選擇在考慮初投資和運行費后，一般變壓器的負載率取容量的80%。

2.1.2配電線路損耗

減少線路損耗，首先掌握一個大前提：不管是配電房或者配電箱盡量考慮建筑中供電線路長且多，由于電阻的存在，當電流通過時就會產生功率損耗，其計算公式是：式中：ΔΡ—三相輸電線路的功率損耗；I—線電流；R—線路相電阻。對于供電線選定的條件下，“R”值不變。可見電流越大，電路損失越大。線路的電阻R=ρL/S，電阻與電阻率ρ、導線長度L成正比，與導線截面S成反比。要減少電阻損耗應從以下幾個方面考慮：

選用電阻率ρ較小的導線，如銅芯導線較佳，鋁線次之。減少導線長度，在設計中線路應盡量走直線少走彎路，另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應盡可能地靠近負荷中心，以減少供電半徑。增大導線截面積，對于較長的線路，在滿足載流量、熱穩定、保護配合及電壓降要求的前提下，在選定線截面時加大一級線截面。這樣增加的線路費用，可以由以后的運行費用抵消。

2.1.3提高系統功率因數

提高系統功率因數，減少無功功率在線路上的傳輸。由于目前大部分建筑工程中，均采用變壓器低壓側集中補償，這種做法只能減少變電站至用戶側的高壓線路的無功傳輸，提高了用戶處的功率因數。但對用戶而言，變壓器低壓母線至各建筑用電點的無功傳輸并沒減少。因此，想真正的達到節能目的，必須做到就地補償；當然，就地補償還需要考慮不同設備及功率等因數，此處就不詳述了！

2.2建筑物照明部分的節能設計

建筑物的照明量比例大且面積較廣，所以照明節能是電氣節能當中的重要部分。照明部分的節能設計應滿足照度、色溫和顯色指數等基本要求，同時，基本不使用白熾燈和電感燈具。在建筑物的照明節能設計過程中，我們可從下列幾點入手：

2.2.1嚴格依照建筑物的照度標準。各類建筑物都應當依照《建筑照明設計標準》當中的要求進行合理設計與施工，相比照度要求較高的場合可采用混合照明方式，突出其重要部分，減少其他地方的浪費；例如，我們在進行一些娛樂休閑場所的設計時，需要結合現場環境，在規范的大前提下，進行合理的燈光設計。

2.2.2建筑物當中的照明設計應該采用高效的光源，一般采用T5或LED燈具，相同功率的T5管配電子鎮流器（采用電子鎮流器燈具的功率因數會提高）比T8管省電30%。而LED燈具比T5燈管又節能約50%，因此在設計中首選LED燈具，其次是T5燈管，視不同環境而定。至于白熾燈和電感燈由于其對電能的消耗巨大，還會導致二氧化碳、二氧化硫等溫室氣體過度排放，因此不建議設計使用。

2.2.3合理應用照明周邊環境及自然光。建筑物的照明環境在裝修上，應當注重淺色、光澤的墻面，應用光的反射原理，增強室內的照明，減少電氣的消耗等。同時，對自然光的合理應用，不但節能環保，并且更加實現了經濟效果與利益的最大化。

2.2.4照明燈具的合理科學控制。不同區域、不同功能區間，我們必須分區合理控制。例如，辦公室我們可以按工作點分開控制，上下班時間可以通過時間繼電器進行分時控制；同理，地下車庫等大面積區域一樣，車道可以增加照度，車位可以適當減少，同時也要實行分時控制（如上、下半夜，交叉控制等）；對于公共區域樓梯間等，需要采用節能開關，只有充分考慮建筑物的使用功能，才能更好的把握節能設計尺度。

2.3充分應用太陽能光伏發電系統

太陽能是可再生的能源，具有污染少、環保的長處。太陽能光伏發電系統是由太陽能電池板、控制器和蓄電池和逆變器組合而成的。我國擁有豐富的太陽能資源，對其充實應用可年發電量為200 k W左右，相比我國嚴峻的能源難題可起到一定的緩解作用。太陽能光伏發系統的應用場主要在建筑物的部分用電設備上、環境照明（庭院燈和草坪燈等）和道路的照明和體育場照明等。在系統的節能設計上，應當考慮下列幾個主要原因：

2.3.1用電負荷的性質和用電的大小和每天所需的工作時間；

2.3.2系統輸出時電壓的等級設計；

2.3.3陰雨天氣時，包管系統可以連續保持工作狀態的設計；

2.3.4建筑物所處位置的日照時間和太陽能輻射量等。

3.結語

建筑電氣節能應該始在設計上體現，終在實踐中應用，只有采取合理的設計方案，應用合理的節能器具以及優化節能措施，才能實現建筑電氣節能的可持續發展。同時，國家應該對節能設計提供良好的環境，鼓勵及適當引導業主和行業設計師，從大局出發，著眼于未來！我們廣大電氣設計人員在設計中應精心考慮，反復比較設計方案，為人們提供健康？舒適？安全的居住？工作和活動空間！

參考文獻：

[1] 曹玉亭.對電氣節能技術的思考[J].山西建筑，2007，33（7）：239—240.

[2] 江億.中國建筑能耗遠低于發達國家（第一部分）.

[3] 李蔚.在建筑電氣設計中的節能技術措施.電氣應用.2007，2（10）：12-15.

[4] 中國計劃出版社.《民用建筑電氣設計規范》.JGJ/T16-1992.