建筑電氣設計節能的原則及途徑探究

衣光照，王磊鑫

（同圓設計集團有限公司，濟南250101）

1 引言

在建筑方面使用能夠節約電氣的節能設計，能提高能源利用效率，降低能源消耗，使建筑實現電氣系統的整體經濟運行。因此，在建筑電氣設計時需要從電氣使用的實際情況出發，結合當地的供電情況，綜合考慮各方面技術實施，在使用功能完整的前提下，對電氣的使用進行節能設計，實現建筑的低耗能、高節能。

2 建筑電氣節能設計原則

在建筑電氣節能設計過程中，實現節能設計方式有多種，不管采用哪種方法，在開展設計時應用好設計節能原則是提升設計質量的關鍵。常見的建筑電氣節能設計原則有以下3個方面。

2.1 滿足建筑物的功能需求

實現電氣節能要以建筑基本功能為前提，不能一味追求電氣的節約而破壞和犧牲建筑的實際效能。因此，在建筑電氣節能設計中，要追求實際功效，滿足建筑功能需求，設計出符合實際建筑要求的節能方案。

2.2 符合經濟效益原則

建筑在進行電氣節能設計時要符合實際的經濟投入和消耗，以實際的經濟原則為依據，對實際需求以及經濟運行做實際的設計，選擇最科學、經濟的設計方案。如果過于追求電氣節能而實行高投入，則違反了經濟原則。這種“偽節能”現象，反而會消耗更多的資源【1】。

2.3 盡可能減少無謂的能量消耗

在建筑電氣設計中，節能設計就是針對電氣減少多余的、無作用的消耗，所以，需要在實際情況中多使用自然光代替電氣照明，選擇與實際相匹配的照明光度、色溫、顯色指數的照明燈具，形成能夠減少無作用耗能的低耗能建筑電氣系統。

3 建筑電氣中的節能技術探討

3.1 變壓器節能設計

變壓器的節能設計需要考慮到實際的技術條件，也要保證實際運行中的安全，因此在運行過程中，要先在滿足變壓器需求的情況下，再實現控制能耗和成本的最低。在實際設計中，要盡量選用材質為低能耗的高效節能變壓器，在考慮變壓器使用臺數以及容量時，注意變壓器的負荷數值要保持在最佳狀態的70%～85%。而根據建筑電氣設計，在一定的負荷和容量下，可以減少變壓器的臺數，選用容量較大的變壓器，這樣可以實現能耗損失的減少，將能源使用率提高，同時減少經濟上的損失。在特定的季節，電能負荷較大以及有沖擊性負荷時，為避免對電能的質量影響，可以設置專門的變壓器，使其能夠在高負荷季節時實現靈活變換，減少實際電路的損耗，提升經濟效益。如夏季使用空調高峰期時，為減少空調在線路上的電能損耗，為空調單獨設置專門的變壓器，可以充分發揮空調的季節使用性，提升使用效益【2】。

3.2 配電系統節能設計

在建筑電氣設計中有一個環節十分重要，即對配電系統的節能設計。配電系統的設計與許多方面有關聯，既要統籌全局規劃，也要根據具體情況，滿足建筑的布局以及系統更新方面分配的要求，要統籌建筑面積中各項用電設備的分布情況才能實現規劃。在規劃過程中要考慮綜合的供電范圍半徑，實現電能的低耗，并且機房和豎井的設置也要合理和實用。在建筑中，要明確電力負荷中心，變配電所以及供配電設備要在其附近，這樣，可以縮短配電的半徑，也能減少一些電路上的損耗。電源的進出點也需要細節的兼顧。因此配電系統需要進行綜合的設計和規劃，要將負荷、用電容量以及實際工程、規模和供電實際情況以及最終的發展規劃納入統籌的條件。另外，還需要綜合經濟效益，做到實際的減能減耗，最終選擇最合適、合理的供電方式，設置配電系統，并為維護和管理打下基礎。

3.3 降低線路損耗

造成能耗損失的另一情況就是電力傳輸過程中線路上的消耗。電力傳輸上的損耗一般和線路的材料、質量以及電路的承載、負荷有關，因此，在傳輸過程中會有不同的消耗。在實際節能操作中會通過提升功率因數、使用優良材質的線路、減少電阻、減少無功功率來進行解決。一般有2 種方法：

1）為電力傳輸設計最優良的傳輸線路，縮短線路路徑長度。為此在電路設計中設計人員需要對線路走向十分熟悉，對建筑實際電路設計也能有較好的認識，才能將線路設計合理，在減少線路損耗的同時，又便于操作。

2）精確電流輸送所需要的線路橫截面積，為保證不同時間段、不同季節在使用時電流的阻力都最小，線路橫截面積可以比需要的再大一級。另外，可以將季節供暖、供涼線路與一般生活用電的線路分開，在不使用供暖、空調等大功率時就使用一般的日常線路，這樣就可以有效減少電阻和損耗【3】。

3.4 提升功率因數

在實際電氣系統中，有不少設備會有功率損耗問題，而降低功率損耗是實現電氣節能的一項有效方式。在實際生活中提升系統功率因素可以降低損耗，因此可以總結以下2 種方法來解決損耗問題：

1）減少設備超前無功的需要，針對異步電動機使用功率因素較高且相當容量的同步電機取代，或在可行的經濟效益下，使用兩者共同工作，這種方法在實際功率損耗問題中比較有效。

2）使用無功補償設備，這一方法是針對在線路上減少一些無功傳輸，進行實地補償。而這種裝置設備在民用建筑中大容量且負荷平穩的電氣設備中普遍應用，實現降低能耗、電氣節能的效用。而一些容量比較小會有斷續負載情況的則是使用變壓器用低壓側進的方式進行集中補償。但在使用這一設備過程中要注意過度補償的情況。因為這種情況實際上會增加耗能，造成能耗浪費的現象，所以要實控避免【4】。

3.5 應急電源的設計

應急電源是使用在超高層建筑中的實用設備，當突遇故障而停電、斷電時，應急電源設備則能對建筑內各項設施進行保障，這也能滿足消防的實際要求。應急電源在實際應用中既要保證及時性，也要保證智能性。即應急設備能在故障斷電、停電時第一時間啟動，進行輸電，保證建筑內各項設備正常使用。還能在電力系統正常運作后，及時停止運行，不與正常電流輸送形成沖突，避免故障。在實際操作中，有某企業在應急電源的配置上十分合理，即將UPS、EPS 的應急電源和實際工作的發電機配合運作，因此當出現電源故障時，UPS、EPS 的應急電源會臨時啟動進行電源供應，等到發電機排除故障再次運轉時，再及時停止工作，這樣既高效又安全，也實現了節能。

4 結語

在國民經濟發展過程中，節能工作是重要的一環，節能工作與實際的技術發展以及社會需求與能源之間的矛盾都有著很大的關系。在社會的發展過程中，現代社會對能源的需求越來越大，造成能源實際供不應求，因此矛盾不斷加劇。而另一方面，在供應使用過程中，還存在能源浪費的情況。綜上所述，節能工作的實際發展已是迫在眉睫，需要設計工作者根據實際社會情況、建筑實際需求與人們生活的情況設計出適宜的、可操作的、有效的節能系統。也需要廣泛關注節能工作，集思廣益，創新思路，綜合人們生活各方面的推廣節能產品，從經濟效益上實現節能生活，構建節能社會。