建筑電氣節能設計及照明節能設計

劉澤榮

（太原智博熱電工程設計有限公司，山西太原 030000）

能源問題是很多國家需要共同面對的問題。我國人口數量多，資源分配不均，能源產業處于發展不平衡的狀態。能源短缺問題成為阻礙我國經濟可持續前行的重要因素。現階段，建筑行業發展迅速，電能資源消耗日益增多。對此，相關部門就需采取有效措施推動建筑電氣節能的全面發展，提高能源利用率。

1 電氣節能概述

建筑電氣節能主要指在充分保障民用建筑用電需求前提下，全方位考量建筑工程運行的經濟效益，減少能源消耗和浪費，發揮出電能的最大利用價值。電能是人們日常生活中必不可少的重要資源。建筑建設結束后，這類資源也成為確保建筑電氣及照明系統平穩運行的有力支持。建筑電氣照明系統產生的能耗在建筑的總能耗中占有較大比重。所以，設計人員應準確把握節能的意義與價值，立足建筑電氣及照明系統設計，優化和完善傳統電氣系統及照明系統，充分利用自然光、太陽光等資源，以降低能源消耗，緩解我國能源短缺的現狀，一方面保護自然環境，另一方面滿足群眾的電氣及照明需求，推動建筑行業的穩定發展。

2 建筑電氣節能設計分析

建筑電氣節能設計主要由供電系統設計、變壓器節能設計、電動機節能設計構成，以下筆者就從上述三個方面簡要分析建筑電氣節能設計。

2.1 供配電系統節能設計

建筑電氣節能設計中，供配電系統扮演著十分重要的角色，設計人員在建筑電氣設計中，必須始終堅持不故意壓縮，不鋪張浪費的原則，合理計算項目的負荷指標，科學選擇供電距離、分布及節能設備。項目方案設計期間，電氣專業也需要充分考慮項目的開閉所和配電房，結合相關規定和要求計算負荷，這種計算方式通常也被人們稱為負荷估算法。同時，計算負荷的過程中，工作人員需明確項目當中是否有大型用電設備，如存在大型用電設備，則要單獨列舉。

常見的大型設備主要有消防水泵、廚房設備、舞臺的聲光電設備等。在不浪費資源的同時，也不得漏算，以此加強負荷計算的準確性。根據建筑電氣設計相關規定，低壓線路供電半徑控制在250m 以內，開閉所和配電房的設置也必須嚴格遵守上述原則。對于距離較大的建筑，如無法靈活地調整配電房的間距，可適度增加截面積，從而達到降低線路傳輸中電壓損失的目的。

2.2 變壓器節能設計

在建筑節能設計的過程中，變壓器的節能設計尤為關鍵，變壓器電能損耗主要體現在變壓器的空載損失和二者平方比負載損失兩個方面，如變壓器負載率較低，則變壓器的損耗也相對較大，且運行效率無法達到相對理想的狀態，會加大線路運行過程中的電能損耗。對此，設計人員應全方位考量用電的重要性、用電形式、用電容量和運行方式，從而科學選擇變壓器，在全面發揮其作用的同時，也有效降低電能損耗。如建筑工程處于居民用電量差異明顯且氣候條件復雜的城市中，設計人員就要設置兩臺變壓器，獨立運行。負荷較小時，及時停用其中一臺變壓器，有效減少電能損耗。變壓器負載率可取75%～85%，且結合實際留有適度的余量，以保證交付使用后，業主新增負荷后配電房依舊能夠滿足電氣運行需要。

2.3 電動機節能設計

電動機產生的電能消耗與電動機連續負荷有十分密切的關系。較大的輸出功率與建設用電負荷量無法相互適應，就會產生嚴重的電能損耗。電動機節能設計中，要求人員全面考慮電動機的工作效率和運行功率，采用變頻裝置提高電動機的工作和運行效率。設計人員也可參照實際負荷量，合理調整電動機的運行速度，以降低電動機的能源消耗。再者，設計人員也可采取有效措施增大電動機的功率因數，以提高電動機的運行效率和輸出功率。

設計人員在電動機節能設計中，需確定電動機的負荷類型，即連續負荷或斷續負荷。如為連續負荷，設計人員要對其展開深度了解和分析。確定現用的電動機輸出功率是否滿足當地的負荷要求。在電動機處于輕載狀態下，及時打開風門和閥門，以降低電動機的轉速，從而有效減少電動機的電能損耗。

3 建筑電氣的照明節能設計分析

3.1 照明節能概念和設計原則

照明節能在建筑節能與環境保護中發揮著十分關鍵的作用。照明節能主要涵蓋光源選擇、照明時間控制及照度分布優化幾方面內容，其能夠提高能源利用率。在照明節能設計中，必須始終秉承科學布局的原則，要在提升工程經濟效益的同時，也實現綠色照明的目標，最大限度減少能耗。

建筑合理布局通常指的是設計人員在設計期間，保證建筑照明效果，全方位滿足居民的照明需求，在保障布局合理性的同時，提升建筑物的整體效益。而符合整體經濟效益則主要指設計人員在編制照明節能設計方案的過程中，要全方位考量當地經濟發展水平及居民的實際需求，選擇經濟性優勢較為明顯的照明設計。綠色照明通常指的是設計人員需在確保居民日常生活、工作、學習的照明需求基礎上，加強照明節能設計的整體效果，最大限度提高照明資源的應用率。除此之外，設計人員還應采取多種措施，發揮照明設備的最大應用價值。如路燈照明僅需在天黑時開啟，當路上無行人和車輛時，便可有效減少路燈照明所產生的能耗。

3.2 編制科學的節能方案

設計人員在照明節能設計的過程中，必須嚴格落實并執行設計標準和規范，深度考量當地建筑照明設備的照度與照明設備的應用概況，以此加強照明節能方案的科學性與合理性，選擇科學的節能照明裝置和照明方式。如建筑工程自然采光較為理想，在照明設計的過程中能夠最大限度利用自然照明，就可以有效減少照明裝置的數量，最終降低照明裝置運行中產生的能耗。與此同時，也要在夜晚照明時合理應用太陽能儲能電池，這樣在減少能源消耗的基礎上，也可達到保護生態環境的目的。

3.3 合理選擇節能照明設備

建筑照明節能設計中，設計人員要考慮到滿足日常生活的照明需求，合理選擇節能照明裝置。應用較為廣泛的節能照明裝置主要有太陽能節能燈（見圖1）以及LED 節能燈等（見圖2），其能夠在照度和色溫完全相同的條件下，降低電能損耗。該燈具成本較低，能耗小。此外，設計人員也可積極創新和完善節能照明技術，利用自然光，提高節能照明裝置運行效率。這樣在減少電能消耗的同時，也可延長照明裝置的使用壽命，全面展現出太陽能資源的作用與價值。

3.4 降低照明線損

建筑照明線路運行中會產生一定的電阻，若線路較長或線路電阻較大，則會產生較大的損耗，該情況也直接關乎照明線路的經濟性。因此，在建筑照明節能設計中，務必嚴格按照建筑工程的概況，科學規劃照明線路布局，把控線路距離。同時選擇小電阻電線，將其設為照明裝置導線，擴大導線的橫截面積，以此有效降低能源消耗，不斷提高照明線路的運行效率，達到城市照明的節能目標。

4 結語

如今，由于建筑數量明顯增多，電氣設計人員需采取有效措施優化建筑電氣照明設計標準機制。建筑電氣節能設計一方面能夠大力推動城市的可持續發展，另一方面也可保證建筑節能環保的總體效果，滿足人們的生活需求。針對建筑電氣節能設計中的不足，還應采取科學有效的應對措施，從而為大眾打造綠色環保的照明環境，推動節能環保型城市的前行。

圖1 太陽能路燈

圖2 LED 節能燈