建筑电气设计中的节能措施

试论建筑电气设计中的节能措施
摘要：在我国全面构建环境友好型和资源节约型社会的背景下，对于建筑行业的电气设计提出了更高的标准和要求，即在保证建筑正常使用性能的前提下，合理的应用各种节能措施。

在国内现阶段的电气设计中，节能措施的应用尚处于探索和研究阶段，仍然存在很多工艺、技术方面的问题急需得到解决。

本文结合笔者多年建筑电气设计经验，简要分析节能措施应用的相关问题，仅供同行参考。

关键词：建筑工程;电气设计;节能措施
中图分类号：[tu761.6]文献标识码：a文章编号：
1、我国建筑电气节能的现状
在我国社会经济的建设与发展中，能源浪费的问题日益突出，而且成为社会各界关注的焦点之一。

据国内相关统计资料显示：建筑行业的能耗约占全国能源总消耗量的1/3左右，并呈现出持续上升的形式。

与欧美、日本、韩国等建筑行业先进国家相比，我国建筑行业的能耗约为其3-4倍，特别是在电气设计方面，存在严重的能源浪费问题。

因此，在国内的建筑电气设计中，加强各种节能措施的应用是十分必要与紧迫的。

随着社会经济的快速发展，以及社会各界对于建筑电气节能认识的不断提高，我国政府及建筑主管部门相继出台了一系列的建筑电气节能设计规范，其中明确规定了各种工艺、技术、新设备、新能源的实际应用问题，为建筑电气节能设计工作的全面开展提供必
要的条件。

但是在建筑电气的实际设计中，为了压缩工程项目的整体建设成本，很多工程项目并没有认真落实电气节能设计的相关规定，仍然采用传统的电气设计措施，进而导致建筑电气方面的能源消耗居高不下，这是国内建筑行业在今后发展中必须解决的关键性问题。

2、建筑电气设计节能的原则
2.1. 满足建筑物的功能
即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。

2.2.考虑实际经济效益
节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。

而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

2.3.节省无谓消耗的能量
节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。

首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。

如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。

因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。

3、建筑电气设计中节能措施的应用
在现代建筑工程项目的电气设计中，节能措施的应用要综合考虑各方面的因素，并注重经济性、实用性与节能性的有机协调。

目前，在国内的建筑电气设计中，应用的节能措施主要包括以下几方面：
3.1供配电系统的节能设计
在建筑工程供配电系统的节能设计中，应根据各种用电设备的特点、用电负荷容量与负荷等级等，在保证供配电系统安全、稳定运行的基础上，尽量降低供配电系统的运行损耗。

在设计中应重点考虑以下几方面的问题：
3.1.1供配电系统的结构形式尽量简单、可靠，相同电压等级的供电系统中，变配电的级数应不宜超过两级，以尽量减少因变配电等级过多而造成的电能损耗;
3.2.2合理选择建筑工程的供电电压，在同等情况下，供电电压越高，其能耗越小。

在国内民用、工业及商业建筑中，用电设备的电压等级通常为220/380v，但是在一些大型建筑中，为了达到尽量控制空调主机能耗的目的，一般选用10kv的制冷设备;
3.2.3变电所的位置应尽量靠近负荷中心，尤其是低压配电间要布置于电气竖井附近，并保证供电网络的合理分布。

低压供电半径应控制在200-300m之间，以保证供电线路的电压损失在允许值内，
从而减少线路的电压损失，提高供配电系统运行的经济性;4)根据供配电系统的实际负荷情况，应注意变压器容量、台数的合理选择，变压器的负载率应控制在0.7-0.85之间，并且按照经济运行的基本原则，灵活投切变压器，从而减少损耗;5)根据供配电系统的实际运行环境，适当提高供配电系统的功率因素。

在确定用电设备的选型与调速控制方案后，必须进行供配电系统的无功功率补偿，以提高其功率因素，尽量减少线路和变压器的损耗。

3.3照明节能设计
照明节能设计就是在保证不降低照明质量的要求下，尽量减少照明电路中能量的损失，从而达到能量利用的最大化。

照明节能设计的措施通常一般有以下几种：①照明方式选择：应当充分利用自然光，这是节省照明能耗的重要方式之一，即在设计中电气设计人员应当尽量考虑到自然光与人工照明的充分结合，从而从很大程度上节省了照明电能；②选择合理的光源：其最基本的原则就是应根据不同的场所选择不同的光源。

例如一般的房间应当选用荧光灯。

但是在显色性要求较高的场所应当采用稀土节能荧光灯，三基色荧光灯，小功率高显色型钠灯等光源。

室外场所的照明则应当选用高压钠灯等使用时间较长的气体光源；3）选择恰当的照明方式或装置也是一种可行的节电能的方法。

根据照明使用的要求分别采用各种节能型开关，如病房、卧房可采用调光开关；室外场所和公共场所得照明则可采用光电、声控开关；走道、走廊等场所可采用节能
声控开关；
3.4空调系统的节能设计
在工业、商业及民用建筑工程中，空调系统的能耗较大，其用电量约占建筑总能耗的70%左右。

因此，在建筑工程空调系统的设计中，必须注意以下节能措施的应用：1)优化控制热交换系统的温差与流量，以减少电能的消耗;2)合理控制定风量全空气系统的各类空调机组;3)尽量优化空调系统中的冷冻水与冷却水系统，使得其在运行所消耗的电能不断较少;4)合理控制冰蓄冷系统与水蓄冷系统，保证制冷、蓄冷系统始终处于高效运行的状态，从而降低电能的损耗。

另外，在建筑空调系统的电动机选型、调速方法、台数控制等方面，也要注重节能措施的合理应用。

3.5合理利用太阳能技术与产品
在建筑电气设计中，太阳能技术与产品的合理利用不但可以达到节省资源与减少废气排放的效果，而且减少了建筑使用中的电能消耗。

目前，国内外在建筑电气节能设计中，主要是利用较为先进的太阳能光伏发电系统，将入射的太阳辐射能直接转换为建筑使用中所需的电能，为照明设备提供一定的用电负荷。

另外，在很多建筑的外墙、楼顶等处安装新型太阳能板，可以满足建筑内热水的供应需求，而且可以通过太阳能蓄电设备，将多余的电能进行储存，以满足建筑中其他电气设备的能源需求。

3.6降低线路损耗
当电能传输时，在电路网络中就产生功率损耗，一般来说，其与线路的长度和负载的大小相关联。

因此，应当尽量提高系统的功率系数、减少导线的电阻，从而降低其损耗。

其措施主要有以下几种：①线路路径的选择要合理。

为减小导线长度，线路尽可能不走弯路，尽量走直线；②合理选择导线截面积：导线的截面积大小的确定应根据电流指标与经济条件来确定。

对于线路较长的电路，在满足电流以及电压降要求的情况下，可使导线的截面积加大1～2级；③合理确定电气用房所在的位置。

其遵守的基本原理就是尽量减小供电路径。

3.7合理选择变压器
变压器作为配电系统的基本设备，其损耗大约占总耗量的6%，主要分为铁耗和铜耗，铁耗又称为空载损耗，与负荷大小无关，仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关，故一般来说，最好选择节能型变压器。

铜耗与负荷的大小有关，故在选择变压器的容量和台数时，应根据负荷运行的时间性变化，相应的选择变压器的运行参数与台数，尽量减少不必要的损耗。

4、结语
总之,节能已成为现今各个行业领域关注的重要话题，而建筑电气节能设计的空间还很大，因此，在这过程中扮演重要角色的电气设计人员，应在设计中精心考虑，反复衡量，除了在安全性、可靠性、经济性等各种技术指标满足功能要求的前提下，同时，电气设
计人员还要综合考虑各种因素，将节能技术用到建筑电气照明设计中，精心思考，反复斟酌，从而真正达到提高照明效率，节约能源，为经济的可持续发展和节约型的社会做出应有的贡献。

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