建筑電氣節能設計

陳春杰

【摘要】我國作為發展中國家中的能源消費大國，能源供需矛盾非常突出，建筑電氣的節能設計顯得尤為重要。本文就建筑電氣節能設計相關問題進行了闡述。

【關鍵詞】建筑；電氣節能；設計

一、引言

我國是一個能源消耗大國，不僅能源相對短缺，而且利用率較低。特別是在我國的建筑行業，建筑能耗中建筑電氣的能耗占有相當大的比例。因此，對我國的建筑電氣提出節能設計的要求，貫徹并執行實用、經濟、先進的設計原則就顯得尤為重要。建筑電氣節能設計既是我國國民經濟發展的一項長遠的戰略方針，也是利國利民，造福千秋萬代的工程。

二、我國建筑節能研究現狀

與發達國家相比，我國的節能降耗工作起步較晚。我國是個能耗大國，建筑能耗約占社會總能耗三分之一的統計數字表明了建筑節能迫在眉睫，而建筑節能的重要組成部分是建筑電氣節能，建筑電氣節能設計是一項專業性、技術性很強的工作，工程設計中如何利用建筑電氣節能技術，降低建筑結構的能耗，做好在保證電氣系統安全可靠和正常運轉的前提下，既減少投資和能耗，又能有效的緩解電力供需，實現中央提出的建設“節約型”社會的目標，日益成為電氣設計工作者深入研究的解決問題。

三、建筑電氣節能設計分析

1、供配電系統的節能設計

（1）應使供電系統整體分布合理，減少線路損耗。如在方案階段就需要考慮變配電室、配電小間的合適的位置，既滿足供電半徑又能盡量縮短線路長度；在布線上線路要盡量走直線，少走彎路，以減少導線長度。其次，低壓線路應不走或少走回頭線，以減少來回線路上的電能損失。第三，變壓器盡量接近負荷中心，以減少供電距離。第四，在高層建筑中，低壓配電室應靠近豎井，而且由低壓配電室供給各個豎井的干線，也盡量是線路都向前送，減免線路返送。

（2）對供配電系統的構成進行技術經濟分析，選擇合理的配電方案。對空調等季節性負荷單獨設置變壓器；將不同季節或時間段使用的負荷由同一臺變壓器負擔，可降低變壓器的容量；利用某些季節性負荷的線路，公用干線以減少線路和電阻，使同樣大的干線截面傳輸較小的電流，從而減少線路損耗；對變壓其容量和數量的配合應進行相應的計算，比較；考慮變壓器初投資，對變壓器選擇適當的負載率，根據筆者的經驗，可在75﹪～85﹪之間進行選擇。

（3）選擇節能產品及合適的線纜截面。選用低損耗節能型的變壓器，對部分供配電質量要求高的工程項目采用有載調壓變壓器；選用低耗無噪聲節能型接觸器。合理選擇導線截面。對于比較長的線路，除滿足載流量、熱穩定、保護的配合以及電壓損失所選定的截面，再加大一級導線截面，可按每天工作時間進行一下簡單的計算。如所增加的費用為A，由于節約能耗而減少的年運行費用為B，則A/B為回收年限，若回收年限為幾個月或者1、2年，則應加大一級導線截面。一般而言，導線截面小于7mm?，線路長度超過100mm的增加一級導線截面比較容易實現上述條件。

（4）盡可能使三相負荷平衡，提高用電設備的功率因素，選擇合適的地點及容量進行無功補償；采用抑制和消除諧波的措施等。盡量提高設備的自然功率因數，以減少對無功的要求。采用功率因數較高的同步電動機；熒光燈采用高次諧波系數低15﹪的電子鎮流器；采用電感鎮流器的氣體放電燈，單燈安裝電容器等，都可以使自然功率因數提高到0.85～0.95.。減少系統高、低壓線路傳輸的超前無功功率。

2、照明節能設計

因為照明用量大而面廣，因此，照明節能的潛力很大，應從下列幾方面著手：

（1）采用高效光源。白熾燈便宜，安裝維護簡單，光色好，顯色指數最高，但其缺點是發光率太低，不節能。所以應盡量不用或少用白熾燈，只有在局部藝術照明或防止高頻光譜照射的古董字畫照明中或部分住宅內聲光控制場所使用。低壓鈉燈和高壓鈉燈的發光率最高，但由于色溫低，光色偏暖，顯色指數在40～80之間，顏色失真度大，只能在路燈或者廣場照明用。顯色指數在60的高顯色性鈉燈可與汞燈組成混合燈，用于工廠和體育場照明，這也是量大面廣的照明方式，發光率很高的金屬鹵化物，三基色熒光燈及稀土金屬熒光燈，由于色溫范圍廣，自3200～4000K，光色選擇性好，顯色指數又高，可達80～95，顏色失真度小，尤其金屬鹵化物等對人的皮膚顯色性特別好，因此除用作商場、展廳的照明外，還廣泛用于車站的候車室、碼頭的侯船室，航空港的侯機樓以及舞臺燈光照明等。一般熒光燈及稀土金屬熒光等可用在寫字樓、住宅的照明；熒光高壓汞燈，、自整流高壓汞燈、納燈以及三者組合的混合燈常用于生產廠房的照明。

（2）建筑物應盡量利用自然采光。靠近室外的部分，應將門窗打開，采用透光率較好的玻璃門窗，以達到充分利用自然光的目的。對大進深房間或教室、商場、大廳等大空間場所，燈具設計可采用與外窗平行的方式，分區、分級控制，充分考慮靠窗測的自然光，以節約電能。利用自然光的這部分照明，可以按照標準檢測現場照明，合理安裝開關點進行燈光調節，使燈具開關控制靈活、方便、節能。對長期需要開停，但又要按人流的多少自動調整照度的場合，在增加投資不多的情況下，對熒光燈可利用調壓的方式，固定幾級進行調節。

（3）其他照明節能措施包括：滿足現行的建筑照明設計標準所規定的功率密度值的要求，選用高限電子鎮流器或節能型號電感鎮流器；部分項目采用照明電器；居住建筑樓梯間、內走道等采用聲光控制開關，庭院照明燈具采用光控開關等節能控制；車庫照明根據車道、停車位等采用分級控制；走廊、大廳等公共照明等采用集中控制或樓宇自控；高級會議室、宴會廳等場所采用智能照明控制管理系統，不僅能實現照明的定時開關、時鐘控制、調光控制、多場景效果，且能接受BAS系統的各種控制信號，利于能源管理的動態化、實時化。高級別墅宜等采用智能照明控制系統等。

3、建筑設備的電氣節能

規模較大的及重要建筑物可采用樓宇自控系統，對空調、給排水、電動機等進行監控，實現節能目的。空調系統以及給排水系統需要與暖通以及給排水專業在方案及施工圖階段重點配合，使控制方案更趨于合理。在設備選擇上，合理采用節能型電動機及變頻調速風機、水泵等節能設備，才能發揮明顯的節能效果。變頻風機通過變頻方式調節空調箱的送風量，使之與室內負荷相匹配，能夠在滿足空調要求的同時，大幅節約風機電耗。對電梯，可設立群控或其他節能控制模式，自動扶梯設節電感應控制模式。車庫內選用帶一氧化碳自動探測器的誘導風機，自動聯動排風機；空調系統中選用設置二氧化碳傳感器，根據現場環境情況控制，調節新風量。減少電動機在運行過程中的耗能。除了采用就地補償電容器以減少無功損耗外，還應該減少電機輕載和空載運行。另一種節能方式是采用軟起電器，軟起電器設備是按起動時間逐步調節可控硅的導通角，以控制電壓的變化。由于電壓可連續調節，因此起動平穩，起動完畢，則全壓投入運行。它可用在電動機容量較大，又需要頻繁起動的設備，以及附近用電設備對電壓的穩定要求較高的場合，目前已取得較廣泛應用。

四、結束語

隨著經濟高速發展，電氣節能已成為電氣設計中的重中之重。民用建筑節能特別電氣節能是非常重要的組成部分。作為建筑電氣設計人員，應結合工程項目自身特點，精心設計、精心比較，采用切實可行的節能措施，把節能貫穿于電氣設計過程始終，從而真正達到提高照明效率，節約能源，為經濟的可持續發展和節約型的社會做出應有的貢獻。

參考文獻：

[1]王宇平，盧訟齡，淺談高層民用建筑的電氣設計[J]科技信息，2006

[2]陳存禮，淺談高層建筑物的電氣設計[J]廣東科技，2009