关于民用建筑电气设计中的节能措施探讨

【摘 要】本文主要阐述了建筑电气设计中的几种可行的节能省电措施，从变压器容量选择、线路上的电能损耗、照明设备的设计、电动机节能方式等方面探讨了民用建筑电气设计中的几种节能减耗方法。

【关键词】电气设计 节能 损耗 电能损耗 照明节能

不得不承认，我国的资源储备量位居世界前茅，但可惜的是浪费却也十分严重，总括起来，还是呈现出相当严峻的能源紧缺局势。在民用建筑中，制冷机组、空调器及新风机组等占40%～50%电能消耗，照明占 20%～30%的电能损耗，电梯、厨房等设备占5%～15%的电能消耗。最近几年，全国用电量和增长较快，一些地方一度出现电量匮乏的情况，人民生活得不到很好的保障，牵制了经济的发展，节能减排，也成为民用建筑节能的必要举措。节能减排成为当前经济活动中的大事，亟待科学的方法解决。下面就民用建筑电气设计中应该考虑的几种节能措施谈谈看法。

一、 合理选择变压器

现阶段，我们还无法有效对电能的消耗进行控制，与此同时，电能费用却有持续上升的趋势，由变压器损耗所引起的费用所占比重变得越来越大，人们不得不考虑利用变压器节能，即选择较为经济、节能的变压器。减少变压器的有功功率损耗是变压器主要的节能措施，在初期设计变压器时，应充分考虑变压器的空载损耗状况，根据当地实际情况，把控制负荷与进行合理分配同时把控，在选择变压器时，不仅需要我们时刻关注其数量，更需要注意其容量与其他电力因素，使变压器工作时大多数时间处在低耗区内。在确定所需变压器容量大小时，不能简单地按照常规方法设计变压器的负荷率。应全面考查系统内负荷的大小，再根據最佳运行条件来确定所需容量的大小。这需要设计人员根据现场实际用电情况，做出仔细的计算设计，只有这样，才能最终保证能够有效控制变压器损耗。除了在进行变压器容量设计时要注意分析负荷，在选择变压器本身也应该优先选用低损耗、低噪音的节能变压器。

二、 控制线路上的电能损耗

在配电线过程中，由于存在电流通过，电能的损耗是不可避免的，为了减少在这方面的电能损失，可采取以下措施。

1. 选择低电阻率的导线

银线是电阻率最低的材料，然后是铜线，但是由于银线成本过高，因此通常选择铜线进行线路安装，同时，铝线也是理想的选择方案。

2. 控制供电距离

在建筑电气设计过程中，要尽量将线缆的供电距离控制在经济范围内。对于 0.4kV 供电系统，线缆的损耗是巨大的，设计时应尽量将变压器至末端设备的供电距离控制在 200 m 以内（笔者在实际工程中发现很多时候控制在 200 m 不容易，但是应严格控制在 250 m 以内，超过 250 m 线缆的经济性较差），而变压器出线线缆的成本往往较 10kV 线缆的成本大很好，这样既可节约前期投资，也能有效的控制线缆损耗，达到了节能和节约耗材的双重效果。

3. 合并小负荷，增大供电线缆截面在建筑电气设计中，不可避免会遇到较多的小负荷，设计时应尽量将同类型的小负荷合并供电，这里可以增大供电线缆的截面，减少线路损耗；另外在设计时也不可避免的会出线使用长导线的问题，在遇到这类问题时，我们可以通过增大导线横截面的方法来降低电能损耗。

三、 电动机节能设计

笔者认为，不仅可以通过提高电动机的工作效率来达到电动机的低损耗的效果，而且还可以通过功率因数去减少电动机能损耗。在设计时，必须选择效率更高，质量上成的电动机。但是在具体实施过程中，由于电动机的规格往往是相对固定，且由制造厂决定的，所以在落实时会相对复杂。除了可以利用地电容器的补偿措施减少线路损耗外，还可以尽量减少电动机的轻载（包括空载）负荷，保证电动机的损耗最低，从而降低电动机效率。对于采用变频调速控制的电动机，选用能够自动调整转速的更好，这类电动机的转速可以与负载变化相适应，提高电动机轻载的效率，从而达到节约电能的目的。另外，《全国民用建筑工程设计技术措施》——电气节能专篇也再次强调了国家规范多次提出的，功率在 50kW 及以上的电动机，应单独配置电压表、电流表、有功电能表，以便监测与计量电动机运行中的相关参数。这一点是电动机的一项作用的节能措施，而实际设计中却被很多设计人员遗忘。

四、 照明设计中的节能

我国照明用电量急剧扩张。节电照明已成为节能的重要举措，何为节能？笔者认为，节电就是在保证照度的前提下，推广使用节能照明器具。

1. 合理选用电光源

建筑中照明存在用电量大需要照射面积广的特点，照明设备的选择是节能的重要环节。白炽灯泡发光使用寿命一般为 1 000 h（小时），特殊的为2 000 h；单端的节能灯其使用寿命 3 000～5 000 h，是40w白炽灯的有效取代灯具；双端直管荧光灯T12型的使用寿命为 3 000～5 000 h 之间，但是现在的T5 型使用寿命可达八千到一万小时。所以应该淘汰T12、T10、T8 型的荧光灯，这样做不但可以实现节约电能的目的，还可以达到改善灯光的柔和度的目的，利用节约的电能可用在大型工厂、高层住房等建筑的照明。除此之外，还有诸多混合的灯具在各个领域得到广泛的应用与利用，随着科技的飞跃，电光源也发展迅猛，不断提升发光效率，在此背景下，在照明节能的设计环节，生产部门也应该恪守相关标准，严格按照要求规范，在满足基本光照需求的基础上，选择高效率低耗能的灯具，根据场所的实际情况以及电光源的特性选用科学合理的照明设备，力求在使用场所的照度有大幅提高的前提下，节约成本。

2. 按照需求选择照明灯具

选择灯具的配光要求受环境和作业的影响，在视觉上不炫目甚至还需要考虑到阳光反射的问题。用户在选择灯具的过程中，要充分考虑对环境光的分布规律，同时兼顾考虑灯具的效率，选择高效低耗能的灯具。在灯具选择中，灯具主要在于室内照明，汞灯和钠灯时用于室外照明的灯具，结合两者同时使用。不仅可以满足灯具利用率高、耗电少，还不影响人体眼睛的感觉。并且，在灯具设计时要合理配光。例如合理处理白炽灯灯具弧度规模，在照度不变的同时可以达到节能 20%的需求，荧光灯的灯具可提高 80%的光效。

3. 按照照度标准选择照度和照明

节约用电是在满足一定照明需求的条件下，合理地选用相适应的照明方式。不同的地方应该选用与该地方实际相符的灯具照明，例如工厂仓库，采用一般照明的方式，就能达到要求，这样既能达到照度的要求又满足了照明节能的目的。

4. 完善照明用电的制度

相关制度上的完善，在节能照明过程中是十分重要的。这不仅需要电力主管部门的政策出台，更需要后续的执行中逐步完善，也需要广大用户的积极参与，提出合理性建议，逐渐完善照明用电政策，将节能减排控制在合理范围内。

五、 空调用电的节能设计

空调样式分为中央空调、分体式空调等。夏天的空调使用量在居民用电中占很大比重，但是在空调使用中却常常使空调处于待机状态，这不仅是对电能的浪费，长此以往，发生危险的概率也增加了，解决这一问题可以采取为空调遥控器设置智能化程序，如智能手机那般智能省电，同时在关闭空调机电源时切断插头上的电源。对于应用在大型建筑物内如医院，办公楼，商场等的中央空调，采用的是与照明灯具同一配电箱，在进行关闭打开时需要来回奔波，徒增工作量，解决这一问题可采用独立配电箱对中央空调进行远程遥控，既方便管理，又有利于技能省电。

六、 结语

我国的民用建设用电具有很大的节能潜力，设计人员在建设之前应认真规划，坚持经济、实用、便民、的原则，在规划、完善好建筑内的电气设备时，应充分考虑用电的措施，节约用电成本，促进节能工作落到实处。

作者简介：

张健伟，男，助理工程师，工作于河南地远建筑工程有限公司