論現代建筑的電氣設計及節能措施

杭浩然

【摘 ?要】建筑電氣設計中，節能技術使用的前景非常廣闊，實際應用意義也很強。在建筑電氣建設不斷向自動化、信息化發展的過程中，加強對節能技術的研究，有利于擴大建筑電氣的業務范圍，降低消耗成本，能夠實現經濟效益和社會效益上的雙贏，對于構建資源節約型社會，促進經濟發展具有重要意義。

【關鍵詞】節能設計;節能原則;技術探討;方法

前言

住宅建筑電氣節能設計能夠有效降低住宅建筑的能源消耗，提高能源利用率，實現住宅建筑電氣系統的經濟運行。因此在住宅建筑電氣設計中，設計人員應該根據住宅建筑的實際情況以及當地的供電情況，應精心考慮，反復比較，拿出一套在符合各種技術指標，滿足功能需求的前提下，進而實現住宅建筑的能耗，真正實現節能的目標。

1 建筑電氣節能設計原則

1.1 滿足建筑物的功能

在建筑電氣節能設計中首先要考慮建筑物的功能，只有在滿足建筑功能要求的基礎之上才能進行節能設計，不能僅僅為了追求建筑電氣節能而破壞建筑物的功能。

1.2 經濟效益原則

在建筑電氣節能設計中還必須要遵循經濟效益原則，在電氣節能設計之前必須要進行經濟性分析，選用先進的、經濟合理的技術和方案，不能為了過度追求建筑電氣的節能而造成過高的消耗投資，形成“偽節能”效果。

1.3 盡可能減少無謂的能量消耗

建筑電氣節能設計的出發點就是減少無謂的能量消耗，因此必須要根據實際情況來設計建筑電氣系統，例如在設計中應該根據照明的照度、色溫、顯色指數來選擇合適的節能燈具。同時還應該積極利用一些自然光源來代替人工照明，這樣可以有效降低建筑電氣的耗能。

2 建筑電氣中的節能技術探討

2.1 變壓器節能設計

變壓器的節能設計既要滿足其技術運行條件，又要保證運行中的安全可靠性，在考慮其運行條件和運行需求的前提下，將成本和能耗控制到最低。因此，在設計中應該盡量選用以低能耗材質為主的高效節能變壓器，在考慮臺數、容量等數據時，要注意保持變壓器的負荷率在最佳數值狀態70%一85%左右。當變壓器容量和負荷率根據建筑電氣設計需求保持在平穩狀態時，可以盡量減少其臺數，考慮使用大容量的變壓器，這樣以來，損耗能夠大大降低，提升能源利用率，也減少能耗帶來的經濟損失。季節性負荷較大或沖擊性負荷嚴重影響電能質量時，設專用變壓器，以適應由于季節性造成的負荷變化時能夠靈活投切變壓器，實現經濟運行，減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。比如空調負荷較大時可以使用單獨的變壓器作為空調變壓器，這樣空調的季節性使用特征就能夠充分發揮，也利于減少能耗，提升使用效益。

2.2 配電系統節能設計

配電系統的節能設計是建筑電氣設計中的重要環節。配線系統的設計要根據建筑布局、系統分配要求、用電設備分布等情況來規劃，考慮供電半徑，減少電能損耗，合理設置機房及豎井，尤其是變配電所及供配電設備應盡量靠近負荷中心，縮短配電半徑，減少線路中的損耗情況，同時還要多方兼顧電源進出線的走線情況。配電系統節能設計配電系統應從全局出發，統籌兼顧，按照負荷性質、用電容量、工程特點、系統規模和發展規劃以及當地供電條件，選擇合理供電電壓和供電方式，合理設計配電系統，做到系統經濟合理，簡單明確，減少電能損失，并便于維護和管理。

2.3 降低線路損耗

電力傳輸中的線路損耗是造成能源浪費的主要方式之一。當電流從線路中通過時，就會產生功率損耗，這種損耗與線路材質參數和負荷密切相關。線路損耗的降低可以通過多種方式來解決，比如提升電網的功率因數，選擇更好的材質、減少線路中的電阻、減少電網的無功功率等都能降低損耗。一般來說，常用的方法主要有以下幾種：①選擇合適的線路路徑。減少線路跨越長度是減少損耗的最直接手段之一，這需要對建筑電氣的線路設計有很充分的認識，對于走線情況極為熟悉，如此才能設計出合理的線路，同時還不影響后續的操作。②增大線路截面，利用季節協調線路負荷。導線截面可以在滿足載流量、熱穩定及保護需求的前提下，再加大一級，這樣能夠有效降低線路損耗。季節性供電線路一般是空調使用線路或者供暖使用線路，可以對這些線路進行改造，將其作為日常使用電路，在春秋兩季不供暖不使用空調時，這樣就能減少線路和電阻。

2.4 提升功率因數

提升系統功率因數是降低線路損耗的一種有效手段。系統中用電設備的有功損耗可以從兩個方面進行處理解決：①提升設備自然功率因數，減少超前無功的需求。這條措施主要是通過采用功率因數較高的等容量同步電動機來取代原本的異步電動機，或者只要經濟效益劃算，兩種電動機同步化運行也是一種有效手段。②安裝無功補償裝置。想要減少線路上的無功傳輸，可以使用就地補償，在民用建筑中，很多容量大且平穩的負荷所采用的就是這種方式，用以達到節能降耗的目的。至于容量較小或斷續負載使用變壓器低壓側進行集中補償。在使用補償裝置時，要注意避免發生過補償現象，否則反而會導致節能效果降低，造成另外一種能源浪費。

2.5應急電源的設計

在超高層建筑中設計應急電源就是為了滿足消防的需求，保障建筑計算機等用電設備的安全，避免突發故障而引發的停電、斷電所帶來的損失。首先，應保證應急電源的“及時性”，當原始供電線路出現問題時，應急電源能立即開始輸電，保證正常用電。其次，在電力系統恢復運行后，應急電源能自動停止輸電，防止二次故障。某企業在電氣設計中將應急電源的工作進行了合理配置，將UPS、EPS的應急電源和發電機相配合，在故障開始時，將UPS、EPS作為臨時應急電源使用，等到柴油發電機能夠穩定運行時，在使用發電機電源，大大增強了應急電源的可靠性及穩定性。

結語

節能工作關系到技術進步和緩解能需矛盾，是支持國民經濟迅速發展的重要一環。社會、經濟的發展加劇了能源需求與供應之間的矛盾，能源使用中的嚴重浪費現象已經引起了廣泛關注。建筑電氣設計在未來的節能建筑設計中具有非常重要的地位，在設計中依據建造需求，除了滿足實際應用需要之外，還要創新思路，綜合設計性能、效果，在技術上、經濟上實現高效節約、節能，多利用節能設備，以達到構建節約型社會的目的。

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