對建筑電氣設計中節能問題的研究分析

尹春銘　范正陽　汪元初

摘要：電力系統是關系到整個自動化系統安全和人類生存環境質量的重要組成部分。同時，大量科學研究表明，建筑能耗主要依賴于電能，因此，在設計電氣設施時，應注意降低建筑能耗，這對降低建筑總能耗很重要。因此，本文從建筑電氣設計的角度，分析了建筑電氣設備設計中的節能措施，并對其進行了系統的分析和總結

關鍵詞：建筑電氣設計;變壓器;節能

1基于節能視角的建筑電氣設計方式

1.1建筑供配電系統節能設計

1.1.1供電電壓設計

在功率因子為一定的情形下，電源控制系統的壓力和電流成反比，壓力越高，其電流也越小，而電纜截面面積就會相應減小，實現了節省電纜成本、降低電力消耗的目的。所以，應該在用電控制系統的節電系統設計中合理設定壓力級別。

1.1.2變壓器節能設計

變壓器消耗占用電網能源的比例較高，其中，又以空載消耗和負載損耗為主要消耗形態，故在建筑節能方案設計時，應當引入變壓器節電技術，具體內容包括：

（1）減少空載損失。空載損耗一般由磁滯損耗和渦流損失所形成，其損失程度與交流變壓器鐵芯磁通密度、晶片厚薄、材質特性因素直接相關。在交流變壓器的節能工程設計中，應選用較高牌號的電工鋼帶減少空載損耗。

（2）減少流量損失。負荷損失是由銅損引起的，與其比例成正比，同時，大負荷也是造成雜散損失和渦流損失的重要因素。所以，在交流變壓器的節能設計中，應正確地進行負荷的正確計算，盡量選擇高效的交流變壓器來降低負載損失。

（3）確定變壓器臺數和容量。根據年運營經費控制目標選用合理的變壓器容量，以增加變壓器運營的經濟性。并設有獨立的變壓器進行空調采暖、冷藏等季節性電源運用，當不需要電源時會停運變壓器。

1.2建筑照明系統的節能設計

1.2.1合理選擇光源

在綜合考量使用燈光的壽命、光效、顏色、光源、節能措施等各種因素的情況下，應該盡可能使用LED燈具解決照明需要。LED燈和三基色直管日光燈、金屬鹵化物燈等常規燈光比較，具有節能效果好、壽命長等優點。

1.2.2鎮流器的選擇

鎮流器自身也會耗費部分功率，從而直接影響燈具效率。在燈具系統的節能工程設計中，在綜合考慮燈光品質、燈具效率、照明功率等各種因素的具體情況下，應該盡可能地選用電子鎮流器。電子鎮流器相較電感鎮流器來說，具有效率較高、能與燈管整合配置、減少頻閃現象等優點。

2建筑電氣設計中節能降耗的技術措施

2.1配電變壓器的節能降耗技術措施

配電變壓器節能對策，一般從配電變壓器運營的無功功率消耗、有功功率消耗、綜合運營輸出功率消耗三方面入手。其中，有功功耗主要集中在有功電能上，有功功耗主要是提高配電變壓器的功率因數，而在總運行的總功率損耗中，既要兼顧有功、有功又要降低電網損耗。因此，在配電變壓器的節能設計中，應充分考慮無功、有功、電價等因素的影響。目前中國大多數的建筑物都是由幾個交流變壓器組成，所以交流變壓器的耗電量也包括了它的有功和無功。當多個變壓器裝置運行方式發生變化時，不論獨立工作或者并列，都應經濟地分擔變壓器設備的總負荷，使無功功率損失、有功功率損耗都降到最低點。

在做好配電變壓器方案設計、優化供配電系統工程設計布線之時，應當著重關注交流變壓器與三相負荷供電系統不均衡問題。不均衡的三相負荷配電變壓器很極易引起三相壓差增大，出現負序電流、也極易生成磁路的不均衡，從而引起電流漏磁通過進而出現雜散損失，同時引起的交流變壓器部分單相繞組生成過大負荷輸出電壓，也會引起交流變壓器損失的增加。電力變壓器的布置，宜以建筑靠近負荷中心部位為設計基準。尤其面對布置有大容量單相設備的建筑，宜工程設計與供配電體系或大型高壓網絡系統提供連通的專門的單相變壓器，并做好消諧、勞而無功的補償設計。

大量的研究表明，在電力系統中，當電力系統中的最高電流值與工作電流的比率由20%降低到10%時，變壓器內部的總鐵損耗將由15%增加到50%，同時，變壓器內部的空載電流值和勞而無功損耗也會顯著增加。因此，有必要對電源變壓器進行優化和優化。

2.2供配電線路節能降耗技術措施

2.3照明系統節能降耗技術措施

照明燈具的選擇是實現照明系統節能的重要途徑。實際設計應考慮工程性能、經濟效益、特殊照明條件等因素，用戶對照明的要求主要集中在低照度區域的亮度、啟動時間、安裝方便、顏色好、發光效率高、工作環境可靠等方面，安全可靠，使用壽命長，價格相對較高，室內和辦公場所的裝修要求。在多功能辦公樓等場所，無特殊照明系統、光通量利用率高、光輸出高、成本高的低空安裝應選用壽命長、顏色高的T5、T8燈具，裝修設備要求高，燈具安裝要求高，首選金屬鹵素燈和高壓鈉電池;當需要更高顏色時，應選擇陶瓷鹵素燈。

結束語

建筑與電力能源是中國社會能耗的極其重要部分，已給國家能源供給造成了嚴重威脅。在對建筑物電器進行工程設計時，加強對已有節電降耗科技措施的運用，并主動收集市民反饋建議，進一步研究發現系統中存在的問題、研究最新的節電舉措，盡最大力量地減少能源消耗，真正做到節電降耗，助力中國市場經濟社會的可持續發展是電氣設計人員應盡的工作。

參考文獻

[1]梁良.對建筑電氣設計中變壓器節能問題的分析[J].工程建設與設計，2021（20）：36-37+54.