建筑電氣設計中的節能措施

賀繼勝

（1.中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600 ；2.蘇州眾通規劃設計有限公司，江蘇 蘇州 215131 ）

1 建筑電氣設計的特點

由于我國十分重視節能環保理念的落實情況，因此建筑電氣在設計時，需要在確保電氣系統穩定、安全運行的前提下，使用形式多樣的方式方法來高效提升建筑電氣設計的合理性和經濟性。建筑電氣設計的應特別注意以下四點：

（1）伴隨著人們生活質量的不斷提高，人們對建筑設計中防雷措施的重視程度也逐年提高。所以，建筑電氣設計過程中需要高度重視防雷接地工作的執行情況，以保證建筑用戶的財產和人身安全不受到損害。

（2）在電氣照明設計的過程中，需全面考慮節能環保和照明光亮度等因素，將自熄燈、延時控制和自動控制等智能控制技術應用到電氣照明設計中。

（3）在設計供配電系統時，需區分開高壓線纜和低壓線纜，有效管控供電半徑，從而全面落實分項分類配電工作，以確保整個供配電系統能夠實現平穩的運行。

（4）以建筑實際功能為基礎，科學管理用電能級和用電負荷，采取合理的計算方法，實現對用電負荷的精確管理，同時正確挑選功率設備、配電設備和線纜，使所有的設備全部實現正常運轉，防止設備功率出現浪費、超標或者是功率不足的情況[1]。

2 建筑電氣節能設計遵循的原則

2.1 實用性

建筑物的主要用途就是最大程度地提升人們的居住質量，因此人們在挑選建筑物時，往往關注的焦點都是建筑物自身的使用性能和使用價值。所以，建筑電氣的節能設計要將建筑的實用性放在第一位。

2.2 節能性

節能是建筑電氣節能設計的核心，故而建筑電氣節能設計必須要保證最基本的特性。對此，在開展建筑電氣節能設計前，要全面掌握建筑物各功能電氣損耗的實際情況，科學管控所有不相關電力的消耗情況。

2.3 差異性

不同建筑物的結構和內部布置都會存在很大的不同，因此建筑電氣節能設計需要具體問題具體分析，針對不同的建筑物采取不一樣的設計思路，以滿足建筑物自身的實際需求。建筑電氣設計工作為建筑工程內部設備的正常運行提供了強有力的支撐，不斷地提升了建筑工程的使用質量。

在開展建筑電氣節能設計工作時，需確保所有設計工作均能滿足電氣的使用要求，使建筑電氣節能設計工作真正的發揮作用。不僅如此，還需在高度重視設計方案質量和實效性的同時，也要合理地選擇電氣設備的型號，以實現對電氣設備的不斷優化和升級，從而高效地提升電能的使用率。

2.4 經濟性

在建筑電氣節能設計的過程中，投入的成本較大即表明設計工作的經濟性未能實現科學的管理，這間接地表明了此項設計工作并不是一項成功的工作。建筑電氣節能設計的基礎是指，保證電氣的基本使用需求，并使用較少的成本來實現對能耗的最大程度降低，同時杜絕任何的浪費問題發生。因此，在建筑節能設計的過程中，需要從建筑自身的實際情況出發，避免盲目投資和建筑超負荷運行情況，從而更好地實現建筑電氣節能的根本目標。

3 建筑電氣設計采取的節能措施

3.1 降低線路損耗

電力在傳輸時，變壓器和傳輸線路會出現功率損耗的情況。通常情況下，輸電線路的負載和長度都會給功率損耗造成嚴重的影響[2]。所以，必須要有效地控制輸電線路電阻，從而不斷地提高輸配電效率，并將線路無用的損耗控制在最小范圍內：

（1）在選擇電氣用房位置的時候，需要遵循降低供電半徑的原則。

（2）在選擇導線截面積的時候，需要以經濟條件和電流指標為基礎。對于長線路來說，要以電壓和電流為核心，適當的提高導線截面積。

（3）科學挑選線路鋪設路徑和鋪設方法，采取直線鋪設的方式，盡可能的控制導線長度，最好在通風和散熱條件比較好的位置鋪設輸電線路。

3.2 照明節能設計

照明節能設計主要是指在滿足照明質量的前提下，有效的降低照明電路中所產生的無用損耗，大幅度的提升電能的使用效率。

3.2.1 照明方式和照明設備的選擇

以建筑功能為基礎，根據不同的需要選擇最佳的節能開關，例如公共建筑公共區域(如地下車庫、走廊、樓梯間、門廳或道路等)的照明可采取感應延時、光控延時、聲控延時控制或定時控制等一種或多種集成的控制方式，也可以采用智能燈光控制系統。

3.2.2 光源類型的選擇

根據不同的使用場所，選擇合適的照明光源，在滿足照明質量的前提下，選擇高光效光源和高效燈具，工作場所宜選用T5 熒光燈、緊湊型熒光燈及LED 燈，一般工作場所不應選用熒光高壓汞燈、自鎮流高壓汞燈、普通白熾燈。高、大空間照明光源宜選用高光效、長壽命的無極燈及金屬鹵化物燈。常用各類光源的效率及節能效果詳見下表1 所示。

表1 常用照明設備的效率與節能效果

3.2.3 照明方式的選擇

通過使用自然光源，具有有效降低照明產生的電能損耗。對此，在設計建筑電氣時，設計人員要充分考慮自然光與人工照明的有機結合，以實現對照明所產生的電能損耗的精準管控。

3.3 變壓器的節能設計

在建筑物電氣設備中，變壓器是不可缺少的裝置，承載著轉變電壓的作用，這種轉化方式是通過電磁來實現的，而在轉化的過程會消耗能源則稱之為電損耗。在用電負荷集中時，電損耗消耗能量更大。另外，變壓器節能設計的改變（如適當增加變壓線圈匝數、降低供電電流，減少功率速損耗等），都會產生空載損耗，因此在電氣設計中要選擇節能性較好的變壓器，同時要充分考慮供電部門的要求，將對投資、年運行費用等合理分配選擇相應數量、容量的變壓器，重要的是達到高效低耗的目的。

（1）合理選擇變壓器型號。變壓器應選用低損耗高效率的干式變壓器，變壓器不低于SCB11 型，可以大幅度地提高配電變壓器的節能效率。

（2）合理配置變壓器。當變壓器負載率在50%～70%時，變壓器的運行效率最高。故應根據配變所供負荷的特點，計算負荷變化的范圍，在同時考慮技術和經濟兩因素的前提下，合理地配置變壓器的容量及臺數，這既可減少基本電費和提高運行效率，又能降低變壓器損耗。在導線截面一定的情況下，低壓線路越長，損耗越大。因此，配電房應設置在的負荷中心；另外，應增加配變的布點，避免低壓長距離供電[3]。

（3）采用無功補償提高功率因數。配電變壓器的效率不僅會隨著輸送有功功率的變化而變化，還會隨著負荷功率因數的變化而變化。通常來說，當功率因數低時，變壓器效率相應地也降低，此時應對變壓器進行無功補償，可以提高其功率因數，從而大大地減少無功功率在變壓器上的傳輸，以及減少變壓器上的損耗。一般情況下，在在功率因數較低時，會采用就地電容補償或減少感性負載運行。

（4）優化變壓器運行。對于變壓器低壓側網絡來說，要合理配置負荷的分布情況，工作人員就需要依托負荷運行情況，及時地切換相關負荷開關，并積極改進和調整變壓器的組合形式。這不僅能保證電氣負荷供電的穩定性和安全性，還能也高效地降低并聯變壓器運行過程中所產生的電能損耗。

3.4 暖通空調的節能設計

因在建筑設計中沒有完全利用自動控制技術，浪費了暖通空調能源，成為消耗能量中比例最大的一部分。因此，需要嚴格控制暖通空調中的能源消耗問題，以進一步實現電氣節能。對暖通空調進行設計時，應該保障暖通空調設計師與弱電工程師雙方有效溝通，綜合考量實現空調接口的節能設計。

3.5 智能控制系統在電氣節能中的應用

在當今科技不斷向前發展的背景下，智能控制作為新型控制工具成為熱門應用。通過智能控制系統科學控制電氣設備，將使控制操作更加高效快捷，并且實現建筑電氣的正常使用，從根本上降低了能源的消耗量。如對照明系統進行節能控制設計時，可以通過控制場景、場景的時間來降低照明設備運行的時間，在時間與使用地點上對照明系統進行智能化操作，不但有利于節能，而且能夠增加照明系統的安全性；對建筑中采用監控系統進行智能化控制，可以實現對空調、排水、制冷以及電梯系統等的高效控制，提升電氣建筑的管理效率，最終達到降低能耗的目的。

3.6 其他措施

3.6.1 加大新技術的研發力度

要實現建筑電氣節能設計效果的快速提升，就需要不斷加大新技術的研究速度。當前，我國科學技術水平發展迅速，建筑電氣行業也發生了翻天覆地的變化，新產品、新技術層出不窮，給這建筑電氣節能設計效果帶來了意義深遠的影響。在新產品、新技術推廣的過程中，最具典型代表性的就是智能化節能控制技術和新型節能高低壓電氣產品，而在推廣這兩類新技術和新產品的過程中，需要重點培養相關的技術人員，使其能夠全面掌握新技術和新產品的使用規則，從而推動新技術和新產品實現大范圍的普及。

3.6.2 高效利用智能控制體系

隨著科學技術水平的不斷發展和進步，通信技術、計算機技術、信息化技術和智能化技術也實現了快速的發展，這為建筑電氣節能設計實現智能化管理提供了強有力的技術支撐。

使用智能化控制系統后，能實現對建筑電氣設備的全方位、多角度、智能化管理，以更好地實現建筑電氣設備的使用效率和節能降耗的目標[4]。

當前，在建筑電氣工程中，投入使用的智能化控制系統比較多，最具典型代表的有計算機監控系統、智能照明控制系統和建設設備監控系統等。這些系統投入使用以后，推動了建筑電氣工程朝著更加科學、智能、健康的方向發展。另外，在智能化技術發展水平不斷加速的背景下，將來會有更多的智能控制系統被研發出來，進而推動建筑電氣節能設計工作的穩健發展。

4 結束語

隨著社會的不斷發展和進步，各行各業對電能的需求量呈現出逐年上漲的趨勢，尤其是建筑行業，建筑行業中電氣設備的種類非常多，其用電負荷不斷地增加，給供電系統造成了巨大的壓力。當前綠色環保觀念深入人心，而建筑電氣設計也高度地重視了對節能設計理念的有效利用。對此，在建筑電氣節能設計過程中，要積極采取有效措施，降低建筑電氣設備運行過程中所產生的電能損耗，從而推動整個建筑行業實現了綠色、健康發展。