建筑电气节能设计措施解析

段 新 生

(山西 太原 030000)

建筑电气节能设计措施解析

段 新 生

(山西 太原 030000)

在提倡建筑设计节能环保的背景下，分析了照明系统与供配电系统装置等建筑电气的节能设计措施，并对太阳能发电工作原理及应用技术进行了研究，以提升建筑电气的节能效果。

建筑，电气，节能，设计

1 概述

随着建筑行业的不断发展，建筑数量的逐渐增多，这使得建筑的功能不断变多。电气系统作为建筑运行必不可少的系统之一，随着建筑的层次越来越高，智能化程度不断提升，建筑的电能耗用量也在逐渐增多，从而导致电力资源逐渐匮乏。另外正是由于电能的大量使用，导致温室气体的排放量不断提升，已经严重影响到了自然环境。所以一定要将节能设计措施应用到建筑电气系统的设计环节，在保证人们正常生活、建筑正常运行的基础上，降低电力系统的耗电量，从而使生态环境得到更好的保护。

2 将节能技术应用到照明系统设计中

1)对照明节能有所影响的常见因素。

根据相关资料可以得知，式(1)代表照明装置的电能损耗ΔW：

ΔW=ΔW1+ΔW2

(1)

其中，ΔW1为线路电阻中所出现的损耗；ΔW2为镇流器中所出现的损耗。

(2)

其中，Φ为选择好灯具形式后，根据理论计算而得出的达到照度标准而使用的总光通量；ρ为镇流器所引起的功率消耗以及灯具功率之间的比例；η为光源的光效；t为照明装置的工作时间；U为单相系统装置的电压有效值；R为照明配电线路所带的电阻；cosφ为灯具的功率因数。

由此可得，在开展建筑照明节能设计时，需做好光源选择工作，同时使用节能措施控制照明开关。

2)选择使用高效光源。

我国相关规定中已经明确了各不同场所区域的照明功率密度大小、照度标准以及视觉要求等等，就此设计人员在设计选用照明系统时，需基于相关规定要求，对单位面积区域的灯具安装功率进行科学控制。另外光源效率直接的反映到电力消耗上，所以需在照明质量得以满足的基础上，普通建筑尽可能的选取紧凑型荧光灯或者是发光效率相对较高的荧光灯，其他特殊建筑如体育场馆、高大车间或者是厂房的标高，可选择使用效率相关较高的气体放电光源，比如说金属卤化物灯或者是高压钠灯等等。

3)科学选择控制方式。

太阳光的光照强度是随着时间而变化的，所以电气照明区域需基于天然光的发展变化制定。就此需提升开关的设计数量，提升照明开关点，并将照明范围划分为各个分区，通过地点的需求以及时间的不同对光照亮度进行控制，从而改变业主的全开习惯，达到节能的目的；其次还需选用更为节能的开关，比如说在走廊、楼梯间以及卫生间等区域设计使用延时开关，在旅馆客房等区域安装使用具有节能效果的总开关等等。图1为延时开关的示意图。

3 通过节能设计，提升供配电系统装置的节能性

对建筑供配电系统进行科学优化设计，除了能够增强设备运行效率之外，还可以降低其运行能源消耗，大大节省建筑的投资、运营成本。在设计建筑的配电系统时，需综合考虑建筑的用电设备特点、负荷容量以及供电距离与其分布情况，从而提升系统设备运行的安全性、可靠性，降低系统操作难度，大大提升系统的效率。

其次还需选择有效、科学的变压器。变压器可以说是电力系统运行的核心装置，所以需对变压器着重设计。在选择变压器时，需以建筑所需要的实际用电负荷为基础，科学确定变压器的容量与具体数量，从而通过有效设计时变压器设备的负荷率减少至70%～80%，从而使变压器的容量满足电力负荷需求；另外，还需考虑到变压器自身的耗损量，选择使用低损耗的变压器。一般来说，变压器损耗主要是由铜损以及铁损这两部分构成，其中铁损一般可划分为磁滞损耗以及涡流损耗，而铁芯制造技术以及硅钢片的性能直接影响到铁损的程度，所以为了降低铁损，需考虑使用由高导磁硅钢片构成的变压器，或者是以改良铁芯叠片手段的变压器等节能性变压器。而铜损一般会受到电流大小以及绕组电阻的影响，因此，为了降低铜损需选择使用绕组电阻相对来说比较小的电力变压器。

最后，还应减少线路损耗，提升电能输送率。在电网输送的电能过程中，会产生一定的功率损耗，该功率损耗主要受到负荷大小以及线路参数的影响。所以为了减少电网中的线损，可通过降低电网导线电阻，增强其功率因数，缩小其无功功率等方式，以下为具体的措施办法：科学制定线路路径。一般为了缩短导线长度，在布设线路时，应尽量将其布设为直线，减少弯曲线路以及回头线的比例；其次变压器需与负荷中心位置尽可能的接近，从而降低供电半径，使电气功能用房布设的位置尽可能的合理；在对高层建筑内的配电室位置进行设置时，要求竖井以及低压配电室位置尽可能的接近，另外从布局角度上来看，竖井以及低压配电室的布设位置需均能够让线路向前送进，从而降低支线以及回头线的出现比例；提升导线截面，通过季节对电能的实际需求确定负荷线路。在确定导线截面时，除了要考虑到电压损失之外，还应当考虑到线路的热稳定性以及载流量，科学确定导线截面，为了确保线路能够正常使用，还适当提升导线截面面积。另外由于夏季空调、电扇的大量使用，会导致出现季节性负荷，为了避免线路出现问题，需将这部分线路设计为专门的供电线路。比如说把各计费一致的负荷，像是电开水器、空调风机以及风机盘管等，集中起来统一供电，另外在空调使用频率较小的季节，可以使用截面大小一致的线路输送相对来说较小的电流，达到降低线路损耗的目的。

4 科学使用太阳能技术

太阳能技术除了能够供暖之外，还可以发电。太阳能属于可再生的能源，对环境几乎没有污染，设计人员可通过在建筑屋顶安装太阳能电站或者是太阳能电池板等手段，建立太阳能发电系统，从而为建筑的可靠运行提供保障。太阳能光伏系统是现阶段比较常见的太阳能发电技术，该系统主要是由电池组件、控制器以及逆变器等部件构成。其中电池组件的主要作用是把太阳能转化成电能,并将电能输送至蓄电池内储存或者是作为直流负荷供建筑使用；控制器主要是对系统的工作状态进行实时的控制；逆变器能够把直流电转化为交流电。太阳能光伏系统的工作原理见图2。

5 结语

为了提升建筑项目电气系统装置的节能效果，设计人员在开展电气系统设计工作时，除了要考虑到设计质量之外，更重要的是分析电气系统装置在实际使用之后的应用效果，对设计方案进行科学对比，严谨选用。另外除了要分析电气系统装置的节能效果，同时也需要分析其经济性、安全性以及可靠性，选用高效系统设备，科学制定供配电方案，在提升其环保节能性的同时，取得更多的经济效益以及社会效益。

[1] 杨小琴.浅析超高层建筑电气节能设计[J].低压电器,2009(22):56-60.

[2] 林毅宏.智能楼宇建筑电气节能现状及节能设计研究[J].自动化与仪器仪表,2011(3):135-136.

[3] 杨静寒.建筑电气节能设计与降耗措施浅析[J].科技创新与应用,2013(15):229-230.

[4] 童 凌.高职院校建筑能耗分析与电气节能设计措施探讨[J].四川建筑,2012(3):272-274.

Analysis on building electricity energy-saving design measures

Duan Xinsheng

(Taiyuan030000,China)

Under the background of broadcasting building design energy-saving and environment protection, the apper analyzes building electricity energy-saving design measures including lighting system and power supply and distribution system device and so on, and studies solar energy power generation working principles and application technologies, with a view to improve building electricity energy-saving effect.

building, electricity, energy-saving, design

1009-6825(2015)28-0183-02

2015-07-29

段新生(1983- )，男，工程师，身份证号：14272619830407393X

TU201.5

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