建筑電氣設計中的節能技術應用分析

彭波

摘要：建筑行業和人們的生產活動和生活實際息息相關，由于現代人們對于建筑的使用功能有了更多的關注。通過對建筑電氣的節能化設計，可以大大提升資源的利用效率，減少其對周圍環境的不利影響，本文就對當前建筑的電氣節能設計進行了分析。

關鍵詞：建筑；電氣設計；節能

中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）11—145—02

引言

隨著現代工業的迅速發展和人們生活水平的不斷提高，民用建筑的電力能耗問題日益突出。如何節能降耗，成為民用建筑電氣設計的焦點。在具體的電氣節能設計工作中，一方面需要保證整個系統設計的安全性和穩定性，另一方面還要盡可能的把造成成本控制在最低，減少能源的浪費。

1電氣節能設計綜述

1.1建筑電氣設計的主要內容

建筑電氣的節能設計是以科學為依據，節能為前提的將建筑設計進而優化的措施。將節能的注意事項進行研究和分析，不斷進行改革，將能源的消耗不斷降低，使節能技術不斷提升。因此，在對電氣進行節能設計時，就需要對它的各個環節進行具體分析，掌握各個環節節能設計的主要特點。一般來說，它的節能設計主要有以下幾方面：

（1）配電系統節能設計（包括：詳細負荷統計計算、無功動態補償策略和諧波綜合治理方案設計以及變配電設備優化節能選型設計等）；

（2）照明系統節能設計（包括：照明系統設計、照明燈具匹配節能設計以及照明控制系統設計等）；

（3）電氣設備節能設計（包括：空調系統、給排水系統和電梯等電機拖動系統的節能設計；

（4）新能源綜合利用節能設計（包括：太陽能發電、風力發電、水源熱泵、熱電冷三聯供系統等節能系統設計）。

1.2節能設計遵循的原則

建筑的電氣節能設計最終的目的還是為建筑自身功能有效性發揮所服務的，在設計時就需要考慮到建筑的功能發揮，對能源消耗進行有效控制，提高能源的利用率，對電氣功能進行科學合理的控制和管理，不能對建筑自身功能的有效性發揮造成太大影響和干擾。此外.在進行設計的過程中，還要遵循實用性、經濟性和合理性原則，對工程投資的有效利用進行重點考慮和分析，對節能設計進行合理利用，盡可能的避免因為節能設計而造成的整體建筑設計失衡，進而導致整體投資成本的增加。總的來說，就是要在節能設計中，盡可能的提高資源的利用率，減少資源的浪費.采取先進的科學化設備，確保其性能發揮不會和建筑自身功能有較大沖突，使電氣節能設計落實到位。

2電氣節能設計的具體措施分析

2.1供配電系統方面

在建筑的整體結構設置中，供電配電系統的分布是重要內容之一，它是建筑使用功能有效發揮的保障。在進行建筑電氣優化設計時，通常應結合建筑規模、結構等實際情況，充分考慮建筑內部電力負荷類型和容量，并按照電力負荷曲線數據，通過詳細的分析計算決定配電系統優化設計方案，使建筑供配電系統中負荷曲線盡量趨于平坦，減少閑置電氣設備數量和閑置容量，使電能功率在整個建筑電氣系統中能夠得到最大限度的轉換利用，減少電能資源浪費。

2.1.1變配電所與箱式變電站在建筑中的位置

安置變配電所或箱式變電站時應當盡量靠近負荷中心的中心位置，這樣無論從節約成本上講（電纜），還是縮短供電半徑上講，都是合理且科學的。

2.1.2變壓器容量及數量

在電氣節能設計時，應根據實際負荷需求，按照略高于變壓器最佳負荷率來確定變壓器容量，通常應設置負荷率在70%左右較為經濟合理，為減少變壓器的損耗，當容量大而需要選用多臺變壓器時，在合理分配負荷、充分考慮經濟技術指標的情況下，應盡量減少變壓器臺數。另外，配電變壓器選型時，應優選空載、負載損耗相對較小的節能性配電變壓器。

2.1.3提高供配電系統的功率因素

對于功率因數的不斷提升，能夠保證線路中的無功功率不斷降低。采用無功補償的技術手段，將分散就地補償等補償技術進行有效利用，可將消耗的功率能夠快速進行補償。建筑中低壓配電系統的無功補償方式主要是在變電所內進行集中補償，采用三相共補和單相分補等無功補償措施來提高供配電系統功率因數。同時可采用電抗器及諧波保護器等諧波預防及治理措施，減少配電線路和變配電設備中電能損耗，并提高供電質量。

2.2線路損耗的有效性控制

當電能傳輸時，由于線路上存在電阻電抗，電流通過時，就會產生電能損耗，而該損耗又與線路的長度和負載的大小相關聯。在配電線路中，電阻是重要構成部件，只要有電流經過其就會產生功率損耗，具體的損耗量大小可以由以下公式得到：

AP=3I²R·10^-3

A P代表的是三相輸電線路的實際功率損耗量；I代表的是線路電流值：R代表的是線路的相電阻值。通過這一公式的表述，可以明確電阻損耗是可以通過計算獲得的，這樣可以保證其節能設計更具有針對性。那么要保證電阻值始終處于最小就需要做好以下幾方面工作：

首先，對于導線的選擇要以電阻率最小的為主，并確保導線的輸電傳輸質量，例如常見的銅芯導線。

其次，導線的長度使用也要盡可能的減少，在設計中線路要盡可能的以直線形式分布，在低壓配電中也要不走回線。此外，在變電所中，也要盡可能的使其和負荷中心相靠近，這樣可以使供電半徑減少。

第三.擴大導線的截面面積，如果導線的線路長度較長的話，就需要在確保載流量、熱穩定以及保護配合等的基礎上，要選擇截面面積最大的導線，這樣所增加的線路費用，會因為能源的節約而減少年運行的造價成本。

2.3照明系統方面

在實際設計工作中，對于照明系統的設計主要包含有兩部分，即數量化設計和質量化設計，兩者中數量化是基礎，按照建筑功能和活動要求來確定照明的等級和標準，并進行數據化的處理計算，同時在此基礎上還需要進行質量化設計，把人們的居住感受作為依據，考慮到人的視覺和使用人群、使用用途以及建筑自身的風格特征，以最多的收集到周圍環境等的多種因素，從而保證最后設計的科學性和合理性。照明節能設計的措施通常有以下幾種：（1）正確選擇照度標準值：在照明設計時，應綜合考慮工作、生產、學習和生活對視覺的要求，以及建筑等級和功能的不同合理確定照度；（2）合理選擇照明方式：應當充分利用自然采光，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，從而在很大程度上節省了照明電能；盡量采用一般照明和局部照明相結合的方式，貫徹該高則高該低則低的原則，以在滿足使用和質量的前提下節約能源；（3）科學選擇優質的電光源：其最基本的原則就是應根據不同的場所選擇不同的光源。例如一般的房間應當選用熒光燈。但是在條件許可或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；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；（4）合理選擇高效照明燈具：其原則是根據不同場所選用效率高、控光合理、光利用系數高、盡量不帶附件的照明燈具；（5）要為燈具配裝電子鎮流器或節能型電感鎮流器。常規電感鎮流器耗電量大約在燈具功率的25%以上，且其功率因數僅為0.4～0.5。電子鎮流器和節能型電感鎮流器，不僅耗電量低（大約占燈具功率的10%），而且其功率因數高達0.9以上，有利用降低照明燈具線路的線損。（6）較為節能的燈具控制方式主要包括采用觸摸延時開關、聲控、時控紅外、光控和智能控制等。不同的場所，應選擇相對應的控制方式。如道路照明，宜采用光控和時控結合的控制方式；住宅的樓梯間、走道的照明，宜采用紅外、聲控或觸摸延時開關等自熄開關控制：公共建筑的大開間場所的照明，宜采用智能照明控制系統集中控制。

2.4暖通空調

對于暖通空調系統的節能設計，是提高建筑整體能耗控制水平，降低系統整體消耗的重要措施，民用建筑的空調型式有中央空調系統、分體式空調系統等。為了達到節能的目的，中央空調系統可以采用樓宇自控BA系統進行管理和控制，對于住宅空調來說，因為空調的插座安裝得比較高，無法切除電源，因此，平時都是通過遙控器來關機，操作很不方便。為了徹底的解決這一個問題，可以為空調設置一個獨立的開關進行控制，當用遙控器關機時也能夠順手把空調的電源關掉。而對于單位辦公大樓等的分體空調，電氣設計有時往往與照明共用一個配電箱，這樣一來要想關掉空調電源，必然要大樓管理人員到各層配電箱處關掉空調電源回路，工作量很大，也很麻煩，因而往往造成空調處于待機狀態，甚至連春、秋、冬季也處于待機狀態，造成電能的大量浪費，而且還是一個火災隱患。解決這一問題，空調用電可設置專用配電控制箱進行供電，其遠程控制可設置在建筑物的值班室內，以便管理和控制。

3總結

總之，在建筑電氣設計中，電氣設計人員應全面的考慮，精心的設計，還要綜合各種因素，將節能技術良好的運用到建筑電氣設計中。只有這樣，才能真正的實現建筑電氣節能，才能為提高社會與經濟效益做出貢獻。為建筑行業實現生態、綠色環保、低成本可持續建筑發展，提供重要的節能減排技術支撐。