建筑电气设计中的节电措施

汤广超

摘要：节能减排是当今社会发展趋势,同样也是环境保护的核心内容。电力是民用建筑中的主要能源,民用建筑电气节能设计的主要措施之一就是节电。本文主要从民用建筑电气设计节电入手,在满足建筑原有功能的前提下,合理计算用电负荷、变压器的经济运行、减少线路的电能损耗、提高系统的功率因数、照明用电的节能设计以及智能建筑控制系统的应用等方面介绍了民用建筑电气节能设计的主要措施。

关键词：建筑电气；节电措施；电气设计

前言

现代建筑中广泛采用了变压器、空调、照明和电梯等耗能系统，建筑作为我国一个重要的能耗源，对其节能方法和节能措施的研究已是刻不容缓。欧美等发达国家建筑用能一般占到全国总能耗30%~40%，合理节能有效提高能源利用率是国家经济持续发展的关键。到2020年，全国将新增建筑面积约200亿m2，建筑能耗占全社会总能耗的比例会更高。与国外的建筑节能发展相比，我国还处在一个比较初级的发展阶段，必须采取措施来解决这个问题。

2. 建筑电气能耗的经济技术分析2.1 建筑工程中的电力变压器

在建筑工程中，根据单位工程建筑规模的大小差异及使用功能的差别，都要用到规格、型号、数量不同的变压器。变压器是从输电到配电、用电不可缺少的电气设备。其数量多容量大，所以在广义电力系统中，变压器总的电能损耗约占发电量的10%左右。对全国来说，全年变压器总的电能损耗为1000多亿kWh，这相当于一较大电力系统的发电量。变压器损耗约占电力系统线损的一半左右，在农电系统中变压器损耗约占农电网中损耗的60%一70%。

2.2 建筑电气工程中电力电缆的能耗

电力电缆的功能是使电能能够最有效地从电源点输送到用电点。因为存在电阻的，电缆会以热的形式消耗掉一些功率，而产生电能损耗的，该损耗的大小取决于。即有：

式中 —每米导线电阻产生的功率损耗（W/m）；—电流（A）；—导线电阻（Ω）。

沿电缆的全部损耗是：

(kW)

式中，—载体导体芯数；L—电缆传输距离（m）。

2.3 建筑电气工程中电动机的经济技术分析

建筑工程将电能转化为机械能的电动机应用普遍，耗电极大，电动机负荷约占总用电量的60%一70%，交流电动机占电机总用电量的85%，应用十分频繁，其节能非常关键，有较大的潜力。感应电动机具有结构单、质量轻、效率高、价格便宜及易于维护、保养等特点。采用新技术、新设备等措施后，感应电动机的启动、调速、运行、制动等具有较高的机电能量转换效率，有取代直流电动机的趋势。

2.4 建筑电气工程中照明部分的节能

目前，我国照明所消耗的电能约占电力总消耗量的1/6。提高照明系统的能效水平无疑将较大幅度降低照明能耗。国家建设部对照明节能设计的要求就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，利用电能、太阳能等能源，力求最大限度地减少照明系统中的能耗损失。建筑照明量大而面广，故照明节能的潜力很大。照度、色温、显色指数等相关技术参数是照明节能中应重点考虑的因素

3. 建筑电气节能措施建筑电气工程中照明部分的节能

设计单位应要求设计人员设计的每项电气分项工程，都有较详细的电气负荷计算书和采取了哪些节能措施。要及时掌握各种节能新技术的原理，在设计中适当采用以获得巨大的经济效益和社会效益。政府有关职能部门应加强对建筑电气设计项目的审核管理，可以委托相关技术部门如学会等对设计图纸文件进行严格审查，对未达到国家有关节能标准的设计严禁施工建设。

合理选择变压器的规格和型号

为了节约电能，减少电路电能损耗，可以考虑适当降低变压器的负载率，但是这样势必造成工程初始投资提高。配电变压器低压侧输出电网，宜尽可能形成环形网络，以便能随负荷变化而采取及时切换，或决定投入运行的变压器台数，且又不影响各环节所需电力供应。对于季节性变化负荷，可以采取并联运行的方法来减少电能损耗。

合理选择电线和电缆

照明线路的损耗占输入电能的4%左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和各导线截面积。由于线路存在电阻，有电流流过时，就会产生有功功率损耗和无功功率损耗。应选用电阻率较小的材质做导线，铜芯最佳但又要贯彻节约用铜的原则。

电动机节能的途径

减少电动机电能损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。在建筑工程中应选用高效率的电动机。选择电动机类型时，必须正确掌握负荷特性，弄清楚负荷是连续的还是断续的。

合理选择节能光能

众所周知，合理选择节能灯具是建筑照明实现节能的重要措施，荧光灯是应用广泛，用量最大的气体放电光源，它具有结构简单、光效高、发光柔和、寿命长、无频闪和无电磁辐射等优良性能，把它应用到建筑物照明中会取得良好的照明和节电效果。

4. 建筑电气节能工程实例分析

4.1 工程概况

某省医学科学院东部新区 用地长1191.6米，宽为839.5米，面积为645700平方米。药物研究院的布局以主楼为核心，用连廊将各具特色的组团连接起来，形成南北两个主要广场。包括化学药物车间。生物药物车间、天然药物车间、信息传媒中心、生物品公司、医用诊断试剂中心、新药评价中心、试验动物繁殖和饲养中心和饲料中心。

4.2 供电方案选择

从供电能力、传输效率、热稳定性等几方面综合考虑，选用10kV电压等级供电。10kV

电压级比低压供电有一个不容忽视的优势就是减少线损，而且有利于外部实现中压环网供

电，同时也有利于提高用户端电压质量。所以，对于用户而言，10kV电压级供电是一种兼

顾现在和未来的优化选择。所以有必要采用双线双环网供电。新区项目工程供电电源采用双

回路供电，双回路引自附近变电站不同母线段，线路铺设采用电缆直埋方式，供电电压等级

为10kV。

4.3 电动机节能技术的具体应用

该院正在建设的药物研究院给水泵站，该院内室外消防给水及三层以下(包括三层)生活

给水由市政给水直供。泵房内给水系统分为室内消防给水系统、自动喷淋给水系统、生活用水给水系统。其中生活给水系统分为两个区。低区为四到七层生活给水，高区为八层以上生活供水。其中室内消防和自动喷淋给水系统为临时高压给水系统。

4.4 建筑电气照明节能

根据国家节能要求，除特殊装饰要求外，照明光源均选用高效、低耗的节能型日光灯和高效金属卤化物灯为主。院区照明类型分为普通照明、事故照明、疏散照明、应急诱导照明、道路照明及庭院照明等。室内照明以荧光灯为主，在图书信息楼、办公楼大厅以及接待会议室等地方可考虑辅以装饰性灯饰，以确保使用要求达到环境舒适、美观大方的目的。图书信息楼、阅览室、大会堂、体育馆、教学楼、办公楼、学生活动中心和学生公寓等建筑物，均需按规范设置应急诱导照明。

结语

笔者在总结了国内外建筑电气节能研究成果的基础上，主要针对变压器、电力电缆、电动机及照明器具，根据具体工程实例研究了建筑电气的节能问题分析了变压器的主要技术参数和功率损耗，研究了目前国内外用于变压器节能的技术措施分析了电力电缆的主要技术参数和功率损耗，综合研究了导线截面和初期投资的关系分析了电动机的机械特性及启动、运行、停止的特点;研究了电动机的损耗及其特点分析了建筑电气照明节能的关键环节。

参考文献

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