建筑電氣節能設計關鍵點剖析

蔡俊祥

摘要：隨著建筑行業的高速發展，對能源的消耗量也在急劇增加。據統計，建筑綜合耗能達到社會能源消費的30%，在建筑耗能中，供暖、照明、和動力分列前三項。其中，照明能耗約占建筑能耗的35%。所以要做好建筑電氣的節能，應著重從工程設計入手，采用各種措施節約用電，提高建筑工程設計的經濟性和實用性。本文在此分別從供配電、照明和動力設備等幾個具體的方面對建筑電氣的節能設計要點做了詳細的研究。

關鍵詞：建筑電氣；節能；重要性

一、建筑電氣節能設計的重要性

經濟的快速發展，帶動了工農業生產水平的提高，同時對能源的需求量也不斷的增加，在能源日益緊張的情況下，我國的能源實際利用率較低，同時環境污染也在不斷的加劇，同時在能源的消耗中，建筑消耗占有較大的比例，且呈逐年上升的趨勢。因此建筑節能成為人們關注的焦點。隨著建筑領域對電力需求的不斷增加，在建筑節能中，電氣節能所占的比例較大，近幾年來，由于建筑用電出現了供不應求的局面，全面相當多的地方都曾出現過拉閘限電的情況，因此，抓好建筑電氣節能已成為刻不容緩的重要事情。

隨著國家提倡的創建節約型社會的要求，在此形勢下，節能減排問題已成為當前非常重要和緊迫性的問題，國家在這方面相繼出臺了一系列的政策方針，把建設“資源節約型”社會作為當前的總體目標，由于電力能源的覆蓋面較大，能源消耗量較多，因此合理的利用電力能源已成為當前的重要課題。

二、供配電系統節能設計

1、合理選擇和使用變壓器

變壓器的有功損耗按計算公式為，AP=Po+B2PK.式中：AP―變壓器的有功損耗（KW），Po―變壓器的空載損耗（KW）由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成，其值與鐵芯材料及制造工藝有關，與負荷大小無關，PK―變壓器的短路損耗（KW）是變壓器額定負載傳輸的損耗又稱變壓器線損.多稱為銅損，它與流過繞組電流的平方成正比，B―變壓器的負載率即變壓器實際功率與額定功率的比值。由上式可得：選擇節能型的變壓器主要依據以下指標：（1）空載損耗低的變壓器，可采用S9，SL9，SC8型的；（2）繞組阻值小，可以采用銅芯變壓器；（3）負載率設定合理.從理論上來說，B=50%時。變壓器的能耗最小，由于P0值是固定的，因此此時減少的是PK值，大量的實踐證明，80%的負載率是最經濟的節能。

2、降低線路的功能損耗

當電網輸送電能時。在電網中就產生有功損耗，單一線路有功損耗計算公式為：AP=12R，式中，△P―損失功率，R―導線電阻。線路上的電流是不能改變的，因此，要想減少線路的功能損耗，只有想辦法減少導線的電阻。電阻計算公式為：R=p×US，式中，P為電導率，L為導線長度，S為導線截面積。從上述公式中，我們不難得出，要在建筑電氣設計中，減少線路的功能損耗要做到以下幾點：首先，選擇電導率小的導線.銅線是比較好的選擇。其次，在設計中，盡量減少導線的長度，盡可能使用直線，盡量少用或者不用回頭線，因此要盡可能把配電箱放置負荷中心。最后，增大導線截面。可按照正常需求的截面，加大一級導線截面，既能減少功能損耗，又能延長使用壽命，并且還能提高用電的安全性。

2、動力節能

2.1采用高效率電動機

采取各種切實可行的措施，減少電動機的各部分損耗（主要為負載損耗及空載損耗）、提高電動機的效率和功率因數。采用高效率電機（Y、Y2系列）減少的耗電量與普通標準電動機相比，其總損耗減少20%～30%，效率可以提高3%～6%。

2.2根據負荷特性合理地選擇電動機

首先要了解負荷的特性，然后根據電機的工作環境及負載特點選用合適的電動機，避免“大馬拉小車”，以提高電動機運行的效率和功率因數。

2.3根據負載情況對電動機采取就地補償

對距供電點較遠的大、中容量連續運行工作制的電動機，應采取電動機的無功功率就地補償裝置。但對單臺電動機補償容量不宜過大，以免產生自勵磁過電壓。

2.4改進控制方式，提高運轉效率

對需要根據負荷變化調節的設備采用調速電機。許多水泵、風機的流（風）量不是要求恒定的，從理論上講，泵類、風機的流（風）量與轉速成比例，而功率與流量的3次方成比例，故按照工藝流（風）量的要求，實現調速控制，當流（風）量減少時，所需功率近似按流（風）量的3次方大幅度下降，是節電的有效方法。交流電動機調速分變極調速、變頻調速和變轉差率調速三種形式，節能效果以變頻器最為明顯。在水泵、風機、壓縮機、電梯等機械上應用變頻器不但可以節約大量電能，還可提高控制質量及產品數量，是實現機電一體化的重要手段。

三、照明節能設計

建筑照明節能應該根據建筑物的性質、用途和所要求的照明質量來確定，在滿足顯色性和啟動時間的基礎上，選擇使用壽命長、性價比高的光源設備。在燈具安裝較低的地方首先選用熒光定，一般情況下選用直管熒光燈，并采用規格較細的燈管；燈具安裝較高的場所首選金鹵燈，在顯色性較高的場所最適宜選用陶瓷金鹵燈，對顯色性要求一般的場所可以選用高壓鈉燈；家庭普通照明最好選用白熾燈；在有條件的地方選用LED光源，它具有壽命長、耗能低、污染小的特點，將是未來最理想的照明設備，據調查顯示：如果全國采用LED光源設備將為我國節約相當于三峽發電量的電能。

另外燈具的效率對節能也有很大影響，燈具的效率過低，會使能量的損失高達40%，燈具的效率高會降低運行費用。所以，在選擇燈具時其效率是不可忽視的方面，應該采用利用系數高、效率高的燈具；合理設計燈具的配光也可以提高燈具的效率；在設計中選用科學的光源用電配件也可以提高燈具的使用效率。

合理的照明方式直接關系到電能消耗的量。照明方式在設計時應該根據建筑物的用途差別對待。例如，大型商場在選擇照明方式時，應該采用一般照明和局部重點照明相結合，在人員比較少的地方采用一般照明，在物品和人員比較多的地方采用重點照明；地下車庫適宜采用車行道和車位分區控制照明；道路的照明方式要選擇夜間和深夜照明方式相結合，在初夜的時候照明的亮度應該強一些，在深夜時照明強度應該弱一些；在大型的商場和超市應該選用節能照明智能控制設備。

充分利用太陽光，設計照明開關時候要本著科學合理的原則，充分利用自然光。自然光的選擇不僅能使人能夠盡快適應環境而且有利于健康，使人感到舒適。提高自然光的利用率可以采取以下措施：使室內受光面的反身性增強；屋內墻壁的顏色以白色為主，因為白色墻面的反射系數可達70%以上，遠遠高于其他顏色的反光系數。

四、空調系統的節能設計

1、減少空調的冷熱負荷

空調的冷熱負荷主要與建筑物的圍護結構，即墻體、窗戶以及門扇有關。設計時應當控制墻體的傳熱系數，采用合適的結構和材料降低墻體的傳熱性能。與此同時，人體感覺舒適的室內溫度13℃～23℃，空氣相對濕度20%～80%，在滿足人體舒適的前提下合理確定室內設計參數，以減少空調的冷熱負荷。

2、合理選用空調的制冷機組

在空調機組中，制冷制熱機組是主要的能耗設備，其能耗占整個空調系統的55%～65%，因此選擇合適的制冷制熱機組對空調系統節能來說就尤為重要。

3、降低水系統的電能損耗

空調的冷凍水泵、冷卻水泵耗電量可占到空調總能耗的15%～20%。因此，也必須重視空調水系統的節能。在實際的運行中，空調制冷和制熱機組主要處于部分負荷下運行，因此，水系統節能的關鍵便是隨著負荷的變化而改變流量，根據實際經驗，宜采用變頻調速變流量方法以減少水泵的運行能耗，最大限度節約電能損耗。

4、降低風系統的電能損耗

空調風系統的合理設計，也可以節約空調用電量。這首先需要從建筑設計的總體來考慮，即建筑物的布局及室內設計要盡量通風。設計的時候要充分考慮門窗、進風口以及建筑平面在新風引進中的作用并加以充分利用，以盡量減少空調新風系統的使用。

五、結語

總之，無論是供電系統或用電設備，建筑電氣節能的潛力巨大。合理計算建筑的用電負荷，正確設計變配電系統，推廣節能型用電設備，運用新技術，再配以科學的管理，是實現建筑電氣節能降耗的有效措施。