浅谈建筑工程电气节能设计

王翠萍 殷晏超

摘要：建筑电气节能设计成为现代建筑工程发展的主题之一。目前建筑上的电气节能空间还很大，在建筑电气设备的选用上，在了解其基本原理、性质、特点和相关技术指标后依据具体经济基础进行充分的比较研究，选用新技术下的节能电气设备；在建筑电气节能设计上，应当在了解建筑工程整体功能要求的前提下，科学合理地选用新的设计理念和控制方法，提高电气设备的使用效率，减少电气设备的电能损耗。

关键词：建筑工程；电气；节能设计

中图分类号：TU198 文献标识码： A

引言

随着我国市场经济的快速发展，使得我国对电力需求快速增加，从而加大了我国供电企业的工作压力，以及我国能源的大量损耗，因此，节能工作的有效开展，对于我国可持续发展战略的实施具有非常重要的意义。建筑工程电气节能工作的实现，能够很好的缓解我国电力部门压力，降低我国能源损耗，促进我国节能事业的快速发展。

一、建筑电气节能的重要性

节约能源、保护环境是我国乃至全世界的重大课题，我国的电力能源绝大部分是来自煤、油等不可再生燃料。一方面，我国能源极为有限，难以满足现代化发展的需要；另一方面，燃煤发电必然向大气排出大量CO2、NO2及其他氮氧化合物，导致了环境污染。

随着建筑业的迅速发展，其消耗的能源也在迅速增长，而建筑中消耗的能源大部分都是以电能的方式消耗的。多年以来，人们只是盲目用电，电气设计人员只是按照前人的经验来选照明、动力和电源等设备，很少考虑节电。待工程竣工后，运行期间出现一些多余的能耗，也只能任其存在。因为无法做出有效的定量分析，也就无法找到一种让人信服的解释，再加上普通的单位和企业没有认识到我国一直处于能源匮乏的状态，也就忽视了优选节能设施和日常的节电教育，以致造成能源严重浪费的后果。直至最近几年，多个省份出现拉闸限电才暴露了问题的严重性。如果形势继续恶化，将进一步加剧能源匮乏问题对人们生活和经济发展的影响，因此，在能源日益短缺的今天，建筑电气的节能显得尤为重要。现在，节能已落实到施工图的设计环节。

二、电气节能设计技术

1、变压器节能设计

变压器的损耗包括有功损耗和无功损耗，在变压器的节能设计上只考虑有功损耗，空载损耗与负载损耗是有功损耗的两个主要组成部分。空载损耗又称为铁损即功率传输的损耗，主要包括变压器铁芯漏磁和涡流损耗，它们的大小取决于变压器自身的结构参数，与外部条件无关，可以看作不变量。因此在变压器的选型上应选择干式变压器或者油侵变压器等节能型变压器。

负载损耗与变压器的负荷率有关，经验证当负荷率为0.5时变压器的能耗最小，但是在考虑经济条件的情况下负荷率控制在0.75-0.85间是最为合适的选择。在实际变压器的选型中变压器的容量应根据具体情况而定，变压器容量过低不能满足用电设备的正常需求，如果容量过高会引起铁损增加，因此，合理科学地选用变压器的容量和台数是变压器节能设计的关键。

2、照明节能设计

对于建筑物来说，照明方面的节能设计需要在可以保证照明质量的前提下进行，达到最大化的能源利用率。主要需要做到以下几点：根据我国颁布的建筑照明设计标准进行严格施工。同时根据建筑物不同区域的不同功能的要求，合理的进行照明设计，对于照明要求较高的场所可以适当的采取混合照明的形式进行重点突出。充分利用自然光线。因为自然光是可再生的资源，且其取之不尽、用之不竭，安全、绿色、环保。故在进行设计时需要充分的对自然光线进行应用，与人工采光进行结合，以实现最佳的照明效果，同时达到最好的节能目的。合理选择光源。根据光源提高的照明亮度、使用的寿命和价格等因素对其进行综合分析比较，对不同的区域采用不同的光源进行照明。使用不同的照明控制模式。对于不同区域可以分别采取分组控制、分区控制、调光控制以及声音控制等模式进行照明控制，以实现节能的目的。大力推广发光二级管（LED）、新型光源等绿色光源。这类光源的电压较低、光利用率较高、节电等，可以大大降低能量的消耗。

3、降低线路损耗

当电网在正常输送各种设备的电能时，输送过程中会产生功率损耗，它与线路的技术参数和负荷的高低有着直接或间接的关系。把电网运行过程中的功率因数扩大，使电网在正常运行的情况下无功功率降到最低，及时控制好导线中电阻最大最小值等，都能有效降低电网中的线体损耗。主要通过以下途径进行：线路路径走向要科学合理。电气设备用房的位置要布置准确。变压器与负荷中心的距离要适中，从而减少供电的有效工作半径。导线的线体截面要适当增大，充分考虑季节、气候对线路的影响。使系统的功率因数标准状态下达到最大值。适当提高设备在正常运转情况下的自然功率因数，减少没有必要的无用功；合理安装补偿装置降低无功的可能，对于容量大并且负荷平稳的线路能够及时补偿其损耗，容量不大或者断续负载比较小的情况可以利用变压器低压侧的方式进行及时集中补偿。

三、建筑工程电气节能设计现实的有效措施

1、加强配电设备的节能设计

配电设备的电能损耗是不能忽略的，因此在实际电气节能设计过程中，要采取合理有效的手段避免配电设备的能源损耗，提高能源的利用率：

由于供电设备材料的不同，对电能消耗的影响也有所不同，因此，在进行配电设备选择时，要尽量挑选电能消耗较少的设备进行安装，减少相关元件的损耗，从根本上降低配电设备的能源损耗。

配电设备使用过程中，应尽量选择较为合理的供电电压。在同等情况之下，电压越高，则配电设备的损耗就会越小，因此，要按照建筑工程实际情况，选择合适的电压供电，如民用建筑选择安全有效的220/380V电压供电，但是较为大型的建筑工程则可以选取较高电压进行电力输送，从而减少能源的损耗。

要根据建筑工程的负荷情况合理选择变压器的容量、台数，提高配电设备的使用效率，减少能源的损耗。同时，变压器的负载率应该固定在O．7～0．85之间，其接线应能适应负荷变化，在实际使用过程当中，要按照经济运行原则进行灵活投切变压器，使变压器在最佳状态下运行，这样能够有效减少能源的损耗。

2、加强智能化照明系统的应用

智能化照明系统，旨在根据室内环境进行相应照明效果的改变，从而达到减少能源消耗的目的。智能化照明是随着我国科技技术水平的提高而提出的一种有效节能手段，利用光感原理和计算机系统进行相应环境因素的分析和处理，比如室内自然光效果达到一定高度时，室内照明设备就会减少工作效率，或是停止照明工作，从而有效减少能源的消耗。智能化照明系统是目前最为有效的电气节能手段，因此，在日常工程施工设计过程中，我们一定要加强对智能化照明系统的应用，从而减少建筑的整体能源消耗，促进我国节能工作的顺利开展。

结束语

建筑电气节能过程，贯穿于项目的决策、设计、施工、投产、使用等整个周期。作为专业电气设计人员，应该在整个设计过程中精心考虑，严谨地进行方案比较，从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合考虑，选择合理的供配电方案，采用先进技术，选用高效设备，实施电网的经济运行技术，在节约能源、促进科学技术进步的同时，又保护了环境，取得社会效益及经济效益的双赢，保证我们高速的经济发展势头，实行社会的可持续发展。

参考文献

[1]魏耀强.建筑电气设计中节能设计的重要性[J].建材与装饰：下旬，2011，（07）.

[2]林勇.浅析建筑电气节能设计的方法[J].工会博览：理论研究，2012，（08）.

[3]孙敦强.民用建筑设计中电气节能研究[J].黑龙江科技信息，2010，（16）.

[4]梁美贵.浅析建筑电气节能技术措施[J].科技资讯，2012，（12）.

罗招泉

摘要：随着我国经济技术的发展与变革，能源的消耗量日益增加，能源消耗中的损耗问题也日益严重。建筑行业的迅猛发展使得建筑上的能源损耗也受到人们日益广泛的关注。近年来，建筑上的电气节能设计越来越受到人们普遍关注。发展建筑上的电气节能应当充分考虑建筑功能、建筑使用需求、具体建筑规划投资。

关键词：建筑工程；电气节能；设计

中图分类号：TU198文献标识码： A

一、建筑电气节能设计的原则

1、在节能设计中,电气设施的相关材料等必须符合建筑物的使用需求,在满足建筑物照明等基本条件下,还应当满足消费者对于建筑舒适性以及卫生环保等方面的需要。也就是说,在进行节能设计的过程中,我们不仅要选择和使用节能材料,而且要全面考察和分析建筑的总体状况,确保建筑物安全通道的畅通,电气线路安装的准确、科学与安全。对于那些特殊场所的建筑物,要根据建筑场所的独特需要以及使用者、消费者等情况开展设计,例如儿童游乐场等之类的建筑 ,就必须根据少年儿童的使用情况选择特殊的工程材料以及建筑工艺来建设游乐场内部的电气设备,确保少年儿童使用过程中的安全性。而对于那些演艺场馆,就要结合艺术表演所需要的灯光、音响及舞台效果等开展灯光照明等用电方面的设计。

2、在节能设计中,要尽可能减少电力供应和使用过程中的浪费。在建设过程中,施工单位要提前开展调查研究, 分析建筑物中用电与正常发挥其电力作用的关系,合理确定用电浪费的源头,同时还要采取有针对性的措施制定节能设计方案。一般来说,变压器的功率损耗及电力传输线路上的损耗等会造成浪费, 因此,在设计过程中要制定出专门的节电措施。

3、在节能设计中,要合理引进先进设备与施工工艺,这样可以有效降低能耗。对于那些商场、超市等人流量大的场所,照明等设备所需供电量相对较大,普通的灯具设备难以适应照明需要,这就要求合理引进先进的具备节能功能的照明设备, 并采用先进的施工工艺,从而节约更多的能源。

4、在节能设计中,要严格遵守国家相关节能标准。建设过程不能单纯为了节能而增加投资和运行费用,而应使投资在短期内可以通过节约能源的方式回收。也就是说,开展节能设计的根本目的在于使建筑物在一个较长的时期内比同类没有采用节能设计的建筑物总体费用明显降低,能源消耗大量减少。

二、电气节能设计

1、照明部分节能设计

建筑工程中的照明设备使用面积大、分布广泛是建筑能耗的主要组成部分。有关资料显示，照明设备在建筑工程的能耗比重达到0.15-0.25 之间，因此，我们应当充分考虑建筑照明在技术方面的改进，在照明光源上的选择，在对照明设备的控制方法的选用，对自然光在建筑中的使用等方面。对照明部分的节能设计能够减少大量不必要的电能损耗。

在满足照明部分对作业的视觉需求和建筑功能的前提下，尽可能地减少电能在照明系统输电线导线上的损耗和不必要的光源浪费。采用符合相关技术要求的照度标准，减少不必要的光源浪费。使用优质高效节能的光源，传统的白炽灯光质差、发光效率低、电能损耗大，已经逐渐被社会淘汰；而LED节能灯、荧光灯以其光质高、电能损耗小、经济节能等优点已经广泛应用于建筑照明系统。科学合理地选择照明线路，供电方式和输电线路导线截面积都是影响照明线路电能损耗的主要因素。经过实际检验和科学论证，在照明线路中选用三相四线式供电可以使得输电线路的损耗最小。在建筑照明系统中大量使用三相四线制供电方式可以大大降低输电线路的损耗。

自然光是最经济环保的光源，所以在建筑照明部分中应当充分考虑自然光的利用率。通过各种科学合理的建筑设计，将自然光更多更好地引进建筑中，可以有效地减少照明系统中电能的消耗。可以在建筑中大量使用透光性较好的玻璃； 也可以使用光电传感器控制建筑中的电能消耗型光源，在光线达到正常视力需求的情况下自动切断照明输电线路，使用自然光为建筑提供照明。在建筑装修中也可以使用光反射高的材料进行装修，提高整体建筑内的照度。对人员流动较少的走廊和其他室内场所可以采用声控开关、光线感应开关，进而降低不必要的电能光源浪费。

2、合理设计供配电系统及线路

对供配电系统及线路科学合理地设计是建筑电气节能设计必不可少的环节。在实际情况中，应当根据建筑设备的类型和设备对电能的要求合理分析研究，选择简单可靠易操作的供配电系统。建筑用电设备的负荷容量、用电设备自身特点对电能品质的要求都是要考虑的因素，应根据实际建筑工程用电的实际需求选择合适的变压器是电气节能设计的保障。

瞬流抑制专用快速开关元件组合是建筑电气节能的多种手段之一，经实践和科学理论证明，这种手段可以有效地滤除输电线路中产生的瞬流浪涌，确保末端设备无损无影响地运行，最终达到降低建筑用电设备电能损耗，提高相关设备运行效率，减少维护中的经济投入和延长设备使用周期。这种电气节能手段不仅可以达到节约电能的目的，还能同时做到保护建筑电气设备正常高效经济地运行。

3、变压器节能设计

变压器的损耗包括有功损耗和无功损耗，在变压器的节能设计上只考虑有功损耗，空载损耗与负载损耗是有功损耗的两个主要组成部分。空载损耗又称为铁损即功率传输的损耗，主要包括变压器铁芯漏磁和涡流损耗，它们的大小取决于变压器自身的结构参数，与外部条件无关，可以看作不变量。因此在变压器的选型上应选择干式变压器或者油侵变压器等节能型变压器。

负载损耗与变压器的负荷率有关，经验证当负荷率为0.5 时变压器的能耗最小，但是在考虑经济条件的情况下负荷率控制在0.75-0.85 间是最为合适的选择。在实际变压器的选型中变压器的容量应根据具体情况而定，变压器容量过低不能满足用电设备的正常需求，如果容量过高会引起铁损增加，因此，合理科学地选用变压器的容量和台数是变压器节能设计的关键。

4、降低线路电能损耗

建筑工程中输电线路分布广泛走线复杂，有效地减少线路上的电能损耗是建筑电气节能设计中不可缺少的重要部分。影响导线电能损耗的是导线自身的电阻，导线电阻与导线长度和电阻率成正比，与导线截面积成反比。

因为经济成本的因素限制导线的截面积不可能做的很大，在现实中主要依据线路所要求的机械强度、线路发热条件、电压损失来计算选择导线截面积。采用科学合理的电路设计有效地减少建筑工程中输电线路的长度；选用铜芯导线等电阻率较小的金属材质作输电线路的导线，都可以很好地降低线路导线自身总电阻，减少电能在线路中的损耗。此外，还可以限制连接在电网中的电动机和电焊机的空载运转，正确选用设计变流装置，采用功率因数比较高的相同容量的同步电机取换异步电机来提高系统的功率因数，也可以较好地降低线路上的电能损耗。总之，应当依据现实条件科学合理地选择、结合不同的方法减少线路上的电能损耗。

三、建筑节能设计的再发展

1、节水系统是必要的补充

虽然节水系统的设计、完善不在建筑电气节能设计的范畴中,但这同样也是促进节能工作、推动节能工作的重要内容,不仅如此,两者虽然看上去没有实质的联系,但其相互因素却难以言明。做好了建筑的节水系统,其实也是在完善建筑节能体系,不仅仅促进人们节能意识的提高,更促进人们在节能行动上的进步,从侧面去推动了建筑电气节能设计工作的展开。

2、加强建筑的节能管理

任何工作的展开、实行以及贯彻,都需要相关的管理来进行辅助,而节能工作也不例外,通过有效的管理,不仅仅能够强化人们的节能意识,提高人们对节能的正确认识,更能够约束人们的行为,使节能能够真正的被贯彻。比如说展开节能宣传活动、制定相关的节能措施以及针对节能方案展开调查等等。

四、结束语

建筑行业是当前我国能耗最大的行业,开展电气节能设计可以有效降低建筑工程能耗,减少工程建设对环境的不利影响。因此,必须深刻认识到建筑电气节能设计的重要意义,深刻分析我国当前建筑电气设计中存在的问题,通过使用高效节能光源，加强空调用电的节能设计以及引人智能建筑设计理念等措施,使建筑电气节能设计在我国建筑工程施工中得到更加广泛的应用。

参考文献

[1] 邹志军,李伟志.建筑电气节能途径探讨[J2.城市建设理论研

究,2012(31)

[2] 杨小琴. 浅析超高层建筑电气节能设计[J] . 低压电器, 2009, ( 22) .