建筑電氣節能設計及照明節能設計探討

王朋召

（江蘇筑原建筑設計有限公司鄭州分公司，河南 鄭州 450000）

隨著建筑行業的發展，我國相關部門設立了多項建筑節能標準，降低了民用建筑中采暖和照明能耗，公民的節能意識也在不斷增強。但建筑行業的節能工作是非常復雜的，需要相關設計人員系統全面地分析，并研究設計有效的節能措施，達到建筑節能的相關標準。

1 電氣節能的定義及其設計內容

1．1 電氣節能的定義及設計原則

建筑的電氣節能是指在滿足民用建筑用電功能基礎上，有效考慮到建筑工作的經濟效益，節省電氣無謂的消耗能量，從而有效節省電氣能源。在電氣節能技術設計上，需要遵循經濟適用性原則、節約性原則和節能性原則：（1）經濟實用性原則，是指在建筑設計中需要滿足建筑物良好的人工環境，為居民提供必備的電氣能源和動力，在保證居民的用電設施條件下，優化配電設計，促進電氣能源的合理化使用。同時需要保證建筑物周邊的公用設施照明強度，滿足建設區舒適的衛生環境和各項運輸通道的暢通運行。（2）節約性原則，是指在電氣節能設計中，需要充分考慮到建筑區居民使用的經濟效益和建筑單位的經濟效益，不能為了節能浪費過多的節能技術資金，增加建筑單位的建設資金和居民使用的運行資金。電氣節能技術需要建筑單位根據當地建筑工程的實際情況，選擇適合的節能材料和節能設備，用較低的節能投資獲取到最大的經濟效益。（3）節能性原則，是指在電氣節能技術中，設計人員需要找到建筑工程中不必要的能量消耗，并采用相關的節能措施，有效節約電器能源。

1．2 電氣節能的具體設計內容

（1）供配電系統的節能設計。供配電系統的節能設計需要設計人員根據當地建筑工程的負荷指標進行計算，選擇適合的節能設備和供電距離及分布，提高供配電系統的可操作性，達到節約性原則。例如，供電線路上有電流通過，線路電阻會影響供配電系統的電能損耗，因此，設計人員需要減少供電距離，采用電導率找小的線路材料作為導線，同時，增大線路橫截面積，保證線路的供電量和動熱穩定，從而有效減少線路傳輸上的損耗。

（2）變壓器的節能設計。變壓器的電能損耗主要分為兩個方面，一方面是變壓器與負載無關的空載損失，另一方面，是變壓器與負債成平方比的負債損失。變壓器的負荷率較低時，變壓器自身損耗所占的比例較大，變壓器效率較低，變壓器的電能損耗增加。因此，在變壓器的選擇上可以合理選擇變壓器的容量、線纜等方式，從而減少變壓器的電能損

耗。例如，針對氣候變化明顯，居民用電量差距較大的城市來說，可以裝設兩臺變壓器聯合使用，在建筑用地負荷量較小時，停用其中一臺變壓器，來降低變壓器的電能損耗。

（3）電動機的節能設計。電動機的電能消耗主要是因為電動機連續負荷，輸出功率較大與建設用地的負荷量不匹配，從而導致大量的電能消耗。電動機的節能設計需要從提高電動機的工作效率和功率因素兩方面來設計。針對電動機的工作效率可以采用變頻裝置，設計人員需要根據實際上負荷量調速電動機的運行轉速，達到電動機的節能效果。針對電動機的功率因素，設計人員需要提高電動機的功率因素，從而提高電動機的輸出功率。例如，設計人員在電動機的節能設計上需要明確負荷是連續的還是斷續的，若是連續負荷，設計人員需要了解。采用電動機輸出功率是否與當地負荷量相匹配，在電動機輕載時打開風門和閥門，降低電動機的運行轉速，降低電動機的電能消耗。

2 照明節能的定義及其設計內容

2．1 照明節能的定義及設計原則

照明節能是建筑節能和環境節能的重要組成部分。包括照明光源的選擇。照明時間的控制和照度分布的優化，是將照明的有效利用率最大化的節能技術。在照明節能設計工作中，需要遵循建筑合理布局、符合整體經濟效益、綠色照明、減少能源消耗的設計原則：（1）建筑合理布局是指設計人員需要滿足建筑物的照明功能，滿足建筑居民的需求，在合理布局上提高建筑物的整體效益。（2）符合整體經濟效益是指設計人員在設計照明節能方案時，需要充分考慮到當地的經濟發展和居民的需求，選擇經濟高效照明設備。（3）綠色照明是指設計人員需要在保證居民的工作、學習、生活照明需求的同時，提高照明的節能效果，減少照明資源浪費。（4）減少人員消耗是指設計人員需要提高照明設備的使用效率。例如，路燈的照明只需要在天黑的情況下進行，并且路上沒有行人和車輛情況下，照明的路燈都在消耗多余的能量。

2．2 照明節能的具體設計內容

（1）制定合理的照明節能方案。在建筑照明節能的設計方案中，設計人員需要嚴格根據《建筑照明設計標準》進行設計。同時，需要考慮當地的建筑工程照明設備的照度和使用情況，選擇適合的照明設備和照明方式。例如，在采光條件好的建筑工程中，設計人員可以盡量利用當地的自然光，減少照明設備的數量和照明設備的功率，采用太陽能技術將收集到的電能資源用于夜晚照明，保證了夜晚行人的安全性，提高了人們的生活質量。

（2）采用高效節能光源和燈具。在建筑照明節能設計中，設計人員需要在保證照明質量的前提下，采用高效的節能光源。例如，目前市面上常見的LED節能光源，能夠在相同的照度和色溫下，有效降低光源的能源消耗，具有照明質量保證、綜合費用低、節約能源的特點。同時，設計人員還需要選擇高效的節能燈具，有效降低光源的消耗量。相關調查顯示，若照明燈具選擇不當會導致30%左右的光源消耗，增加照明設備的能量消耗。因此，設計人員需要根據設計環境和相應光源，選擇恰當的節能燈具。

（3）降低照明線路的能源消耗。由于照明線路上存在電阻，當電流通過時會有一部分電能損耗。因此，在選擇電線時，需要選擇電阻較小的導線，并且在設計電路中需要盡量減少導線長度，增大導線的橫截面積來節約電能消耗。

（4）不斷創新照明技術和設備種類。目前在照明技術設計中，通常采用天然光和光纖作為照明光源，與此同時，科學家也在努力創新照明技術和照明設備，并應用到建筑照明節能設計中。例如，市面上使用最多的LED，也稱發光二極管，是一種單向導電的照明設備，具有電能消耗低、壽命長的優點。因此，相信未來的照明技術和設備，能夠具有更加節能的效果，促進建筑照明節能工作的發展。

3 結語

綜上所述，電氣節能設計和照明節能設計是目前建筑行業設計的重要內容。在電氣節能技術設計上，設計人員需要遵循經濟適用性原則、節約性原則和節能性原則，從供配電系統、變壓器和電動機三個方面進行電氣節能技術設計，有效減少電氣能源消耗。在照明節能設計工作中，設計人員需要遵循建筑合理布局、符合整體經濟效益、綠色照明、減少能源消耗的設計原則，從制定合理的照明節能方案、采用高效節能光源和燈具、降低照明線路的能源消耗、創新照明技術和設備種類四個方面進行照明節能技術設計，有效減少光源消耗，從而提高建筑工程的節能效果，建設綠色、節能的生活環境。