建筑電氣節能設計的宏觀措施探討

鄧海霞

摘要：我國能源供需矛盾日益突出，如何節約能源和高效利用能源已成為能源應用領域一個亟待解決的課題。尤其對于建筑行業而言，建筑電氣節能勢在必行，良好的建筑電氣節能設計可以降低建筑電力系統負荷，緩解社會能源矛盾，還可以保護環境，節約資源，促進建筑設計走向節能化、綠色化和科技化。本文筆者結合自身工作實踐，對建筑電氣節能設計的宏觀措施作了簡要探討。

關鍵詞：建筑電氣；節能設計；措施

中圖分類號：TU201.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）14-205-02

引言

我國能源供需矛盾日益突出，如何節約能源和高效利用能源已成為能源應用領域一個亟待解決的課題。尤其對于建筑行業而言，近年來，隨著我國城市化進程的加快，城市建筑也在不斷發展，建筑能耗整體也呈現出持續上升的態勢，相關數據和研究表明，目前我國的建筑行業能耗占到全國能源總消耗的三分之一左右，建筑能耗仍在飛速增長，而建筑能耗中，建筑電氣的能耗又相對較高，建筑舒適性和建筑能耗的矛盾也越來越突出，建筑電氣節能的設計顯得更加重要，建筑電氣節能也勢在必行，良好的建筑電氣節能設計可以降低建筑電力系統負荷，緩解社會能源矛盾，還可以保護環境，節約資源，促進建筑設計走向節能化、綠色化和科技化。

1電力系統的線路節能

電力系統中的線路損耗問題是整個電力系統中較為突出的問題所在，其根本原因在于設計者不能夠根據現場的實際情況來設計和規劃布局。電力系統中的線路節能需要設計者實事求是的選取最佳的電力線路，既不能過長又不能過短，要符合現實的需要，此外還要進行各個線路段的監控和管理，以便能夠及時的掌握到線路的損耗問題。第一要縮短供電線路的距離。供電損耗與供電線路的長度成正比，線路越長就意味著更大的供電損耗，供電電源應盡可能設在負荷中心、電纜布線盡可能以直線為主，低壓線路的布置，盡可能避免布置回頭線，通過縮短供電距離降低線損，從而達到節能目的。此外，在高層建筑中，低壓配電室可以靠近豎井進行布置，并由其為每個豎井提供干線，避免直線沿干線倒送的情況發生。第二，可以增大導線截面。在建筑工程實踐中，不可避免地會出現較長的供電線路，對于此類線路，可以通過增大導線截面的方法降低線損。在進行布設時，可在符合熱穩定、載流量要求截面的基礎上，加大一級導線截面。

2供配電系統的優化設計

供配電系統的設計要綜合考慮系統的負荷容量，供電距離及分布，用電設備特點等因素，力求做到系統的簡單可靠，便于操作。變配電所的位置應盡量靠近負荷中心，這樣可以縮短輸配電的半徑，從根本上降低線路的損耗。作為高低壓的交換器，電力系統中的變壓器在整個線路中起到的是調節的作用，變壓器的配置要充分考慮到季節性以及工作時間上的負荷變化，能夠進行靈活的變壓器投切，從而合理設置變壓器的型號、數量和容量，達到經濟運行的目的，切實降低電能損耗。此外電氣節能設計者可以考慮設計和選取一些能夠具有較強的抗壓性、耐損性和負荷能力較強的以及轉換能力較強的變壓器，以便能夠將變壓器在使用中的能源消耗降低到最低的程度，這樣就能夠較好的實現電力系統的節能，一定程度上減少能源的消耗。目前建筑電氣市場上涌現出來了大量節能型的變壓器，并滿足了相關的質量標準，節能型變壓器的總能耗損失與普通型變壓器相比能降低25%左右，可想而知，節能型變壓器在建筑電氣工程中廣泛應用的話其節能效果是毋庸置疑的。

配電系統節電有多種途徑，比如常見的有分相智能無功補償，另外還有采用高科技的瞬流抑制專用快速開關元件的組合，可以對電網電路中的瞬流浪涌作高效的保護，保證末端設備不至受其影響和損壞，降低由此引起的用電設備能耗，提高電氣設備的運行效率，它也具備節約電能和保護設備的雙重功能，可以降低整個配電系統的運行維護成本，并延長設備的使用壽命。

3提高供配電系統的功率因數

功率因數提高了，可以減少線路無功功率的損耗，從而達到節能目的。傳輸有用功率是為了滿足建筑物功能所必需的，是不變的。而在供配電系統中的某些用電設備如電動機、變壓器、燈具的鎮流器以及很多家用電器等都具有電感性，會產生滯后的無功電流，它要從系統中經過高低壓線路傳輸到用電設備末端，無形中又增加了線路的功率損耗。然而這部分損耗是可以避免的。比如可以通過以下的方法：減少用電設備無功損耗，提高用電設備的功率因數。在設計中盡可能采用功率因數高的用電設備，如同步電動機等，電感性用電設備可選用有補償電容器的用電設備（如配有電容補償的熒光燈）等。用靜電電容器進行無功補償，電容器可產生超前無功電流，抵消用電設備的滯后無功電流，從而達到提高功率因數同時又減少整體無功電流的目的。在電氣工程設計的實踐中有采用分散就地補償和高低壓柜集中補償等方式，可根據具體情況具體分析。

4電機、空調、電梯等的節能設計

對于電機而言，其電能損耗通常較高，住宅建筑的電氣節能設計中需要對其內部的電動機進行有效的節能設計，通過選取合格的電動機，保障設備最佳工況，合理調整輸出和負荷之間的協調性，實現電動機的節能。

對于空調系統而言，冷水機組能耗較高，設計中要注意對冷水機組的啟停時間進行合理設置，當空調系統處于間歇式運行狀態時，可按照建筑圍護結構的熱工特性及室外溫度變化、房間使用功能需要確定預熱預冷時間。此外要注意對空調冷凝器和蒸發器定期進行清洗，加強運行管理，降低能耗。

對于電梯而言，由于無齒輪永磁同步電梯采用了高磁通密度的永磁材料，整個傳動過程幾乎沒有能耗產生，與帶齒輪的曳引機相比，節能效果明顯，與傳統的渦輪式電梯相比，節能甚至可達50%左右，可作為電梯選型的首選。電梯運行要加大運行管理力度，平衡電梯使用時間，盡可能減少電梯的運行次數，在人流密度降低時，縮減電梯使用臺數，還應采取群控方式管理電梯，提高電梯的使用效率，達到降低能耗的目的。

5照明系統的節能設計

照明節能設計就是在不影響住宅建筑物照明需要的條件下，盡可能地將所用到的能源消耗控制在一定的范圍內，在保證不降低作業面視覺要求、不降低照明質量的前提下，力求減少照明系統中光能的損失，從而最大限度地利用光能，通常的節能措施有以下幾種：一是充分利用自然光，這是照明節能的重要途徑之一，電氣設計人員應積極與建筑專業配合，做到充分合理地利用自然光使之與室內人工照明有機地結合，將太陽光和人造光進行協調統一，從而大大節約人工照明電能。二是合理選擇照明燈具，照明設計規范規定了各種場所的照度標準、視覺要求、照明功率密度等。照度標準是不可隨意降低的，也不宜隨便提高，要有效地控制單位面積燈具安裝功率，在滿足照明質量的前提下，一般房間（場所）可優先采用高效發光的熒光燈（如T5、T8管）、緊湊型熒光燈及LED光源，高大車間、廠房及體育場館的室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。推廣使用低能耗、性能優的光源用電附件，如電子鎮流器、節能型電感鎮流器、電子觸發器以及電子變壓器等，公共建筑場所內的熒光燈宜選用帶有無功補償的燈具，緊湊型熒光燈優先選用電子鎮流器，氣體放電燈宜采用電子觸發器，燈具功率因數不小于0.90。三是改進燈具控制方式，采用各種節能型開關或裝置也是一種行之有效的節電方法。根據照明使用特點可采取分區控制燈光或適當增加照明開關點。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調光開關，高級客房采用節電鑰匙開關，公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關，走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可采用節能自熄開關。