建筑電氣節能設計

惠士偉

（葫蘆島市建筑設計院有限責任公司 125000）

1 引言

改革開發以來，大量人口涌入城市，極大的推動了我國城市化發展的進程。隨著城市化進程的逐漸推進，大型建筑的大量出現，促進了建筑業的繁榮，也帶來了能源大量消耗的問題。電能的消耗是建筑能源消耗的主要組成部分，因此，建筑電氣節能問題已經是能源消耗中不可忽視的主要問題，尤其在當今提倡綠色節能理念的主旋律指引下，這一問題更加的突出。本文圍繞著建筑電氣節能設計的各個方面進行研究分析，并提出節能措施。

2 建筑電氣節能設計原則

為了有效的實施建筑電氣節能設計，需要遵循以下的設計原則：

（1）將電氣節能設計應用到實際建筑物中，建筑物的功能參數不能有影響，更不能降低相關指標。因為建筑物的根本作用是滿足人們的特定需求，或者給人們提供舒適、安全的工作或者生活環境。

（2）采用的節能措施要因地制宜，根據不同的建筑物的用途和使用環境，采用不同的節能設計，不能拘泥于成規。不然會出現在甲建筑物上適用的節能設計在乙建筑物上并不能起到預期的目標，可能還會帶來負面的影響。

3 建筑電氣節能設計中普遍存在的問題

由于我國在建筑電氣節能方面的研究起步較晚，沒有先進的理論基礎支持，導致建筑電氣節能設計中存在著許多問題，總結起來主要有以下問題：

（1）建筑設計人員不重視節能設計。由于當前多數的建筑工程的設計周期很短，且設計的效果和設計人員的績效沒有掛鉤，導致大多設計人員只重視設計數量，不重視質量，對節能設計更是不予重視。

（2）照明控制方式以及光源的選擇不合理。在設計中不能根據外部天氣環境和氣候等原因合理的控制建筑物的照明系統，導致大量照明用電損耗；同時在照明光源的選用上沒有注意綠色環保的要求。

4 建筑電氣節能措施

4.1 提高節能設計意識

提高節能設計意識主要采用兩種方式：①加強對建筑設計人員的教育和宣傳，使其養成節能設計的意識。在建筑設計中將電氣節能設計作為一個重要的設計因素進行考慮，選用合適的方案和措施，降低建筑物電氣能耗。②還要強化對設計單位和設計個人的考核，將設計的建筑電氣節能效果和其經濟利益相掛鉤，一當發現，電氣能源消耗超標，不符合國家要求的情況，對設計單位和設計人進行經濟處罰。

4.2 優化建筑電氣系統節能設計

4.2.1 變壓器的節能設計

變壓器是電力系統組成中重要的電氣設備，在建筑電氣系統中，變壓器的電能損耗約占總損耗的10%。變壓器的節能，主要從兩個方面考慮：

（1）選用低損耗變壓器

在高層建筑、地下建筑等有極高消防安全要求的地方，適合采用干式電力變壓器，如SC6、SG10、SG11等。這類變壓器的空載損耗低，一般采用冷軋取向硅鋼片，能極大減少鐵芯中的渦流損耗和漏磁損耗。

（2）提高變壓器的運行效率

變壓器的有功損耗計算公式如下：

ΔP=P0+β2PK

其中，P0為空載損耗，β為負載率，PK為負載損耗。

所以為了降低變壓器的有功損耗，就要從降低變壓器的空載損耗、選擇合適的負載率和負載損耗著手。

變壓器的空載損耗是一個常量，與選擇的變壓器類型有關，所以要選擇節能型變壓器，其P0值小。

變壓器的負載損耗和其內部繞線的電阻的大小成正比例關系，阻值較小的繞線，負載損耗越小，因此可選擇采用銅芯繞線等電阻值較小的導線制作的變壓器來降低負載損耗。

4.2.2 電動機的節能設計

（1）選用高效電動機

一般情況下，同為三相異步電動機，其中的YX系列和Y系列相比，YX系列的電動機的運行效率更高，綜合節能能達到13%之多。在選擇的過程中，還要根據實際的建筑內部情況，選擇與工作環境相適應的電動機，如合適的冷卻方式等。

（2）減少電動機損耗

電動機的損耗主要由恒定損耗和負載損耗組成。可以通過提高電動機的運行效率以及改善功率因數的方式降低損耗。提高運行效率主要是要減少其空載率以及提高負載時的效率，常規的方式是利用變頻器，來改變不同負載下的運行速度，以減少輕載時的損耗。改善功率因數的方式為增加補償電容器以減小線路上的損耗。

4.3 提高建筑照明節能

建筑照明使用量大，用途廣，在多數的建筑設計中還存在著大量問題，所以改善建筑照明的節能潛力巨大。

4.3.1 選用節能，高效光源

光源在選擇過程中要以綠色、節能為主要目標，要結合光源的發光效率、壽命和成本等方面，綜合考慮，選擇合適的光源。

光源發光的高效性是選擇的主要指標，是指其將單位電能轉化為光能的比值，也可以理解為光源的總光通量與消耗的總電能的比值。若光源的發光效率越高，則說明其光能轉化能力強，照明性越好。

4.3.2 優化光源控制

光源的控制方式也是影響其使用效率和功耗的重要原因。結合實際使用，主要的控制手段有：

（1）定時控制。對于地下車庫部分以及應急照明設備，可以通過定時控制器控制開啟和關閉時間，減少電能損耗。

（2）感應控制。在走道內、樓梯、電梯等場所，利用傳感器感應技術，在有人的時候打開電源開關，無人時自動關閉。

（3）亮度自動調節。在辦公區域，要求的亮度在一個適宜的范圍內，可以通過對環境亮度的采集，來調節光源的亮度，達到區域亮度基本不變的目的，尤其在白天太陽光強烈的時候，可以將照明亮度降低或者關閉。

5 結論

本文在研究建筑電氣節能設計的原則、存在的問題的基礎上提出了提高節能意識；對建筑物內的電氣系統，如電動機，變壓器，照明等，進行優化設計和監控，以提高用電效率，減少電能損耗，對建筑電氣節能設計提供相關參考。

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