建筑电气主要节能措施探讨

许建兴

（太原理工大学建筑设计研究院，山西 太原 030024）

节能减排蕴含着发展理念、发展道路、发展模式的创新和提升，是应对资源紧缺和环境承载能力有限挑战必然选择，是遵循人类社会发展规律和顺应时代发展潮流的战略举措。建筑电气的节能潜力很大，应在设计中精心考虑，达到优化设计、节约电能的目的。现从以下几个方面进行探讨。

1 照明节能

现行国家标准为《建筑照明设计标准》（GB50034—2004），新标准有利于提高照明能效，推进绿色照明的实施。标准将照明功率密度值的规定作为强制性条文,从而把节能放到了重要位置。

照明控制是照明设计中的一个重要内容。在满足标准照度的条件下为节约电能，应恰当选用一般照明、局部照明和混合照明3种方式。通过控制光环境来划分空间，同一空间中可创造出不同的环境氛围。使用者需要时才开启照明，尽可能减少不必要的开灯时间、数量和过高照度，以利于照明的节能。工程设计人员应当充分认识到照明控制的重要性，科学控制开关时间。根据实际使用情况选择合适的控制方式，以达到既满足使用要求又节能的目的。选择恰当的照明方式或装置是一种可行的节能方法。根据照明使用的要求分别采用各种节能型开关，走道、走廊等场所采用节能声控开关。

选择合理的光源，根据不同的场所选择不同的光源，充分利用天然光源，制定建筑物的采光标准，确定采光方式，将采光和照明有机结合起来。白天尽可能地利用天然光源，使建筑物内获得稳定的光照条件。同时，室内引入阳光，既能大大节约照明能耗，有助于提高室内温度，对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义。充分利用自然光是节省照明能耗的重要方式之一，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，从而在很大程度上节省电能。

选用优质电器元件。优质电感镇流器具备阻抗稳定性和伏安性好、功率因数高、功率损耗低等特点。降低镇流器的功率损耗也是节能工作不容忽视的一个方面。如果在选用配套镇流器时都能注意选用优质产品，那么节能效果是很显著的。应合理选择灯具，定期维护保养。一般效率较高的灯具都采用高反射率的材料和先进的工艺制作，并选择透光性能好的防护罩，同时密封性能要好，能防水防尘，尽可能地减少光的损失。选择灯具时应尽量选择配光曲线好、效率较高的灯具。另外，灯具在使用过程中不可避免地受到污染，势必造成光的损失，如不定期维护保养，光源所消耗的功率大部分就被浪费掉了。

2 供配电系统节能设计

供配电系统的节能应根据负荷容量、供电距离及分布、用电设备特点等因素合理设计，做到系统简单、可靠、操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径，减少线路损耗。减少供配电线路损耗是供配电线路经济运行的重要指标，因为配电线路有电阻,有电流通过时就会产生功率损耗。尽量选用电阻率ρ较小的导线，尽可能减少导线长度,在设计中线路应尽量走直线，少走弯路。增大导线截面积，对于较长的线路,在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的前提下，在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用，由于节约能耗而减少了年运行费用，综合考虑节能经济时还是合算的。优化用电负荷计算与负荷分配，选择最佳变压器负载率，从而降低变压器容量，减少变压器损耗。采用集中或分散方式进行无功补偿，提高低压侧功率因数，使其大于0.9，减少变压器损耗及配电线路损耗。合理确定配电点位置，配电间或配电柜应靠近负荷中心，从而减少电压损失与电能损耗。控制各类非线性用电设备所产生的高次谐波，降低高次谐波值，减少变压器、电动机、线路等的电能损耗。采用峰谷调节能量控制。照明负荷为单相负荷，要尽可能平衡分接相序，否则中性线电流加大，导致能耗加大。

3 合理选择变压器

变压器数量多、容量大，总损耗不容忽视，降低变压器损耗是势在必行的节能措施。因此，应在输配电项目建设环节中推广使用低损耗变压器且使变压器经济运行。每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失、无功功率的空载消耗和额定负载消耗。变压器的容量、电压等级、铁芯材质不同，上述参数各不相同。变压器经济运行就是选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器运行。在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内。合理选择变压器的型号、容量和台数，以适应由于季节性和工作时间造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。提高供配电系统的功率因数，功率因数提高了，可以减少线路无功功率的损耗，从而达到节能目的。传输有用功率是为了满足建筑物功能所必需的，是不变的,而在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功电流，这部分损耗可以通过减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数避免。

4 电动机节能措施

建筑电气中的电动机都是与暖通、给排水、建筑等专业设备配套的，由设备制造厂商统一供应。因此，在选择节能产品的前提下，其节能措施是贯彻在运行过程中的。除了用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外，还应减少电机轻载和空载运行。采用这种方式可提高电机在轻载时的效率,达到节能的目的。另外，其他节电途径还有按经济运行选择合适的电机容量、减少轻载和空载运行时间、保证电机的电源电压基本正常等措施。新一代建筑电气技术正在试图采用各种先进的控制方式对传统建筑电气设备进行有效的控制。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备等。用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流，抵消用电设备的滞后无功电流，从而达到提高功率因数，同时又减少整体无功电流的目的。

5 科学、合理地利用太阳能技术与产品

太阳能是无处不在的清洁能源。太阳能技术利用太阳能光伏发电系统将入射的太阳辐射能直接转换为电能，提供给用电负荷。太阳能技术的开发利用可节省资源，减少废气排放，减少对地球资源的使用和破坏，保护地球环境。科学合理地利用太阳能在节能、环保等方面具有重大的意义。太阳能属于可再生能源，其优点是减少污染、保护生态环境。

另外，智能照明系统可监视和控制整个建筑的灯光、遮阳，同时可以看到各区域、各房间的实际温度，并通过调节空调系统调节各房间的温度，通过定时则可对定时上下班场所的灯光、空调、窗帘等进行定时控制。所有这些措施都可以达到节能的目的，从而有效地降低建筑电气能耗。

民用建筑的节能潜力很大，建筑电气设计应充分考虑选择高效率的节能设备，应用先进的设计技术，按照节能标准进行设计，为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动空间。

[1]任元会.工业与民用配电设计手册第三版，北京：中国电力出版社，2007，04.

[2]住房和城乡建设部工程质量安全监管司.2009全国民用建筑工程设计技术措施—电气，北京：中国建筑标准设计研究院，2009，12.

[3]中国建筑学会建筑电气分会.民用建筑电气设计规范实施指南，北京：中国电力出版社，2008，10.

[4]李文东.节能减排，北京:经济管理出版社，2008，07.