关于现代建筑电气节能设计的讨论

李鹏飞

摘要：本文结合建筑电气现状，阐述了建筑电气设计节能的必要性、需遵守的设计原则、节能效益和相关节能措施。

关键词：现代建筑；电气节能设计；讨论

中图分类号：F407文献标识码： A

如今各行各业都提出了节能要求，电力系统作为全国八大节能降耗的重点行业，其节能日益受到重视。建筑电气节能，就成了我们电气设计行业的重点。节约能源是我国的基础国策之一，也是现在电气设计者必须遵守的一个技术规范。现就建筑电气节能进行设计探讨。

1 建筑电气节能现状和节能设计的必要性

在民用建筑中，电能的消耗大致上是：空调用电占到建筑用电的40%～50%，给排水等设备用电占10%～15%，照明用电占15%～25%，其他设备用电占10%～15%左右。从以上可以看出，在建筑耗能方面，除空调外，其次就是照明和给排水。因此在电气这方面节能，是可以收到很好的效果。作为建筑电气设计工程技术人员，有必要对建筑电气节能设计进行探讨。

2 建筑电气节能设计需要遵守的原则

电气节能设计既不能以牺牲建筑功能、损害使用需求为代价，也不能盲目增加投资、为节能而节能。因此，电气节能设计应遵循以下原则：

2.1适用性

适用性就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源，为建筑设备运行提供必需的动力，按照用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性等方面的要求，来优化供配电设计，促进电能合理利用。

2.2实际性

节能应考虑国情以及实际经济效益，不能因为追求节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是应该通过比较分析，合理选用节能设备及材料，使增加节能方面的投资，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节能性

应考虑采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗，比如，变压器的功率损耗、电能传输线路上的有功损耗，都是无用的能量损耗。又如，量大面广的照明容量，宜采用先进的调光技术、控制技术使其能耗降低。

节能设计应把握“满足功能、经济合理、技术先进”的原则。具体来说，可重点从以上多个方面采取节能措施，将节能技术合理应用到实际工程中。

3 现代建筑节能设计的具体措施

3.1减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数

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（如配有电容补偿的荧光灯）等。

3.2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。在具体工程设计中，有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。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，从而达到节能的目的。

3.3电动机的节能

目前，电动机变频调速装置得到广泛的应用，交流调速性能指标得到极大的提高，可以获得10%以上的节能。电梯系统采用合理的调配与管理方式，可减少电梯的电能消耗。永磁同步电动机驱动无齿轮曳引机比交流异步电动机减速机结构系统节能达30%以上。对于人流较少场所的扶梯宜选用自动扶梯相控，节能装置自动判断运行负荷和效率状态，调整电机的运行功率，还可通过红外感应装置增加扶梯的自动开停功能，在无人状态时自动停止，有人时自动启动，使电机始终处于节能状态。风机和水泵系统在建筑物中的耗能较大，根据风量和用水量的变化需求采用变频调速方案可显著节约电能，特别是供水系统可节省水箱基建投资。

3.4变压器的节能

变压器节能的实质就是降低其损耗、提高其运行效率。

3.4.1合理选择变压器容量和台数

若变压器选择容量过大，长期低于经济运行的负荷率，会造成有功损耗的上升，因为其铁损并没有减少。相反，容量过大，铁损增大。为减小变压器损耗，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下，尽可能减少变压器的台数，选用大容量的变压器。例如，需装机容量为2 000 kV•A，可选二台1 000 kV•A，不选四台500 kV•A。

3.4.2选用节能型变压器

变压器铁损是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成，是固定不变的部分，它的大小取决于矽钢片的性能及铁芯制造工艺。所以变压器应选用节能型的，如SL7、SLZ7、S9等节能变压器。

3.5照明节能

据统计，我国年照明用电量占总发电量的10%左右，且以低效照明为主，节能潜力很大。在满足照度、色温、显色指数等相关技术参数要求的前提下，照明节能设计应从以下几方面着手：

3.5.1采用符合要求的照度标准

各类建筑按照《建筑照明设计标准》要求选择合理的照度标准。照度太低，会损害工作人员的视力，影响产品质量和生产效率。不合理的高照度则会浪费电力。

3.5.2合理选择照明方式

在满足照度的条件下，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。例如，工厂高大的机械加工车间，只用一般照明的方式，用很多灯也很难达到精细视觉作业所要求的照度值，如果每个车床上安装一个局部照明光源，用电很少就可以达到很高的照度。

3.5.3使用高效光源

采用T5、T8细管径直管形荧光灯、紧凑型荧光节能灯、金属卤化物灯及高压钠灯等。还有一种新光源LED——发光二极管，在国外使用非常普遍。相比传统的照明产品，它具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。

3.5.4充分利用太阳光

合理设计照明开关，充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色的墙面的反射系数可达70%～80%，同样能起到节电的作用。

3.5.5有效的照明控制系统

照明控制系统设计应考虑照明的分区效果、与天然采光的配合、照明场景变换等，根据需要关闭部分灯具或降低相应位置的照度来达到节能目的。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。例如，智能照明系统，通过中控电脑监视和控制整个建筑的灯光、遮阳和空调设备，通过数据反馈，可看到各房间、各区域的实时温度，并可根据上下班时间定时对上下班区域的灯光、遮阳及空调进行调整控制。又如，使用声光控制器代替普通照明开关；在插座面板上设置翘板开关控制，当用电设备不使用时可切断插座电源，消除设备空载损耗，以达到节电的目的。

3.5.6合理选择照明线路

照明线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。照明系统应尽可能采用三相四线制供电。例如，在停车场的照明中，将停车间和车道分组分片控制灯具开停，灯具采用三相四线制供电控制，都可以达到节约电能的目的。

4 结束语

总之，建筑电气的节能潜力很大，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，从而达到真正节约电能的目的。

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