淺談建筑電氣設計的節能

金利明

（浙江天韻建筑設計有限公司，浙江 杭州 310000）

近年來，建筑業的發展取得了很大的進步，其中，科學技術的發展使建筑電氣工程的應用越來越廣泛，人們對建筑電氣設計的技術要求也越來越高。節能與我國現階段提倡的節能減排是相呼應的，因此，建筑電氣設計過程應繼續貫徹節能降耗的理念，使電氣工程能夠長期發展。

1 建筑電氣設計中的節能原則

1.1 適用性原則

在設計過程中，不僅要實現節能，還要滿足建筑的整體功能，使設備能夠正常運行，達到人們用電安全、生活舒適、交通暢通的目的。

1.2 節約原則

盡可能減少建筑消耗。在保證建筑用電的使用功能和安全的同時，可以找出哪些地方與建筑功能無關，合理配置施工設備，減少不必要的能耗，合理選擇節能設備和材料，并在技術和經濟上仔細比較得出結論，從而盡可能地降低能耗，提高能源利用率，使設備的操作和維護費用盡可能地降低。

1.3 安全性原則

建筑電氣建設的目的是要提供動力保證人民的生產生活，但首先要保障工程的安全性。要實現安全，首先是保證建筑電氣設備的完整性，使線路具有足夠的絕緣性和負載阻力，同時，還設計了防雷技術和防靜電等安全防護措施。

2 建筑工程電氣節能設計要點

2.1 合理設計配電系統

建筑配電系統的設計應遵循簡單、靈活的原則，具有較強的適應性。10 kV配電系統應盡可能采用環形配電方式，根據負載的分布，輻射型或主干型也可以使用；根據負荷容量和負荷分布，應在負荷中心安裝變壓器，縮短低壓電源半徑，降低電壓損耗，提高供電質量；合理確定電氣功能室和變壓器的位置，可以減小供電半徑；選擇線路路線以避免交叉重復和迂回；適當增加導線的截面，現場補償系統的無功功率，盡可能減少無功率傳輸的損失，以達到目標。

2.2 正確選擇電壓等級

城市高壓配電電壓應以10 kV為主，低壓配電電壓應為220 V/380 V，更有利于電網的經濟運行；小負荷用戶應直接接入最近的低壓電網，當用戶的計算容量較大或供電距離較長時（單負荷大于250 kW），應根據高壓電源進行設計。

3 精心設計照明系統

照明節能設計原則是保證照明質量，在這種情況下最大限度地利用光能。

3.1 盡可能多地使用自然光

陽光是一種取之不盡的環境能源，民用建筑獲得更多的自然光，可以提高室內溫度，節約照明能耗，也有利于環保需要。因此，在設計中，應合理確定建筑照明標準，盡可能使用天然光源。在具體措施中，可采用高反射窗、照明框架，以增加天然光源的使用。

3.2 采取合理的控制模式

要充分利用自然光的光變化，確定電氣照明的范圍，實行綜合照明分區控制，在適當的位置增設照明開關點，改變完全開放的習慣，達到有效的節能效果。各種類型的節能開關也可以使用，比如在酒店房間安裝節能控制開關，住宅建筑有天然照明樓梯，人行道燈（應急照明除外）使用節能自熄燈等。這種節能開關適用于公共和室外照明，便于集中控制、遙控管理或使用自動照明控制裝置等。

3.3 選用高效光源和電氣附件

照明設計規范規定了照明標準、視覺要求、照明功率密度等。照度標準不能隨意改變，這就要求對單位面積照明安裝功率進行有效控制。一般采用高效熒光燈和緊湊型熒光燈，大型廠房、體育館室外照明應采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。電氣附件也要注意節能環保產品的選擇，與傳統的感應鎮流器相比，目前的電子鎮流器具有起動電壓低、噪聲小、溫升低、質量輕、無頻閃等優點，可良好地環境保護。

4 建筑電氣設計中的節能措施

4.1 建筑物內系統的節能設計

在建筑電氣工程中，建筑照明在整個工程中占有很大的比例，因此，能夠實現一定的節能效果。在建筑照明設計中，科學設計照明色彩、照明和色彩渲染指標，可以提高照明的轉換點，保證對相關燈具各開關的控制，方便燈具的管理，降低能耗；調光開關可用于床頭燈，比如休息室、客房、程控開關或光電子開關、語音控制開關等。在公共和室外照明方面，節能自熄燈可用于公共場所，比如走道和樓梯；對于室外照明系統，應采用傳感器來提高照明系統的效率，防止長期戶外照明系統用電。

4.2 優化暖通空調系統的設計

在暖通空調的節能方面，暖通接口的控制是最重要的，它能使暖通空調系統工程師與強、弱電氣工程師相互協調，合理優化暖通接口，使電力更節能。具體包括冬季和夏季局部負荷時水泵的分離控制，室內二氧化碳濃度的控制，低溫送風系統和蓄冰階段的分離，機電設備啟停的優化控制、參數設置和節能控制，溫度規格、焓控制、變風量、變流量系統優化控制等。

4.3 合理選擇電氣變壓器類型

變壓器是供配電系統的基本設備，變壓器的損耗不容忽視。因此，應對具體損失的影響因素進行分析和改進，變壓器損耗主要分為鐵耗和銅耗，鐵的消耗主要是由于鐵芯材料與制造工藝有關，因此，應選用節能變壓器來降低能耗。

因此，在選擇變壓器時，最好選用采用優質冷軋取向硅鋼片的S9、SL9、SC9等節能變壓器。由于“取向”處理，硅鋼片的磁疇方向接近同一方向，從而降低了鐵芯的渦流損耗，45°全斜率接頭結構使接頭閉合，減少了漏磁損失。在選擇變壓器容量時，應充分考慮負荷運行時間，確定變壓器的運行參數，最大限度地減少損耗，提高電氣設備的使用效率，提高電氣利用率。

在選擇變壓器容量和數量時，應根據負荷情況考慮投資和年運行成本，合理分配負荷，選擇適合電力負荷的變壓器，使變壓器能高效率、低消耗地工作。

4.4 提升電氣系統功率因數

采用功率因數較高的電機，降低設備的無功率要求，提高建筑電氣設備的自然功率因數；采用電容無功補償來補償電感引起的無功率。這是因為電容器產生的功率屬于鉛無功率的范疇，只在時間和滯后上才能相互抵消；如果自然功率因數達不到標準，應在電氣設備選型和調速控制方案的條件下對無功率進行補償。在供電點較遠、無功率較大的情況下，采用局部補償，降低了線路上的無功傳輸損耗，使節能效果更加明顯。如果電氣設備更加集中，就必須選擇補償組，建筑物中的其他無功率主要是變電站集中補償和自動無功補償加固定補償。

4.5 減少電能在線路傳輸過程的損耗

電能損耗是一種重要的能源浪費形式，因此，利用技術手段降低輸電過程中的電能損耗顯得尤為必要。輸電線路會出現功率損耗，通常情況下，損耗的大小直接關系到線路的負載和長度。如何最大限度地減少電力損失，是提高電力利用效率的一種手段，可以從材料、截面面積、線路長度等方面降低輸電線路的功率損耗。對于較長的輸電線路，在電壓降和電流的前提下，導線的截面積可增加1～2級，應盡可能將管線放置在通風和散熱較好的區域，為了合理選擇電氣房間的位置，應縮短供電半徑，增加導線的截面面積。這些措施可以降低傳輸過程的損耗，提高電力的利用率，保證電能的運行。

4.6 運用智能控制技術

通過智能監測設備的應用，可以及時發現電氣設備能耗高的問題，并能有效地采集數據，進行不同方位角、多點控制，把握重點，進行綜合分析控制，加強各點之間的聯系進行節能調整。在調整過程中，采用先進的低功耗斷開技術進行智能調整，使所有消費達到最低水平；繼續開展智能技術研究，使智能技術能夠在社區和其他網絡化區域進行全面協調，使整個局域網能夠實現有效的節能控制。

4.7 充分利用清潔能源

隨著科學技術的不斷進步，人們越來越喜歡使用清潔能源進行工作生產，這主要是因為清潔能源自身具有綠色和可持續的優勢，為建筑節能設計提供了更加廣闊的發展思路，太陽能光伏供電系統在提高建筑整體能效方面的應用更加突出和明顯。太陽能光伏電源的應用原理是利用光伏效應將太陽能直接轉化為電能，為建筑電氣設備提供電能。雖然清潔能源的發展主要用于建筑電氣設計中的太陽能照明、熱水系統和鍋爐系統，但在科學技術不斷發展的背景下，太陽能光伏電源技術的發展將越來越好，太陽能光伏電源技術在建筑電氣工程中的應用將越來越廣泛。

5 結束語

綜上所述，我們要不斷更新、開發建筑電氣設計的技術和新手段，積極借鑒發達國家的先進技術經驗，使我國的節能技術日趨完善，以確保最大限度地降低能耗，提高能源利用率，落實建筑工程節能設計理念，使建筑業逐步走向生態和綠色環保。