浅析建筑电气节能设计

舒春晖

【摘要】随着人们节能意识的提高和绿色建筑理念的发展，建筑电气节能设计已经被人们接受并逐步应用到建筑设计当中，这对于降低建筑能耗，减少建筑行业发展对生态环境的不利影响具有重要意义。因此，建筑设计师在电气节能设计的时候，应该针对建筑能耗需要，通过供配电系统的节能设计和照明节能设计来达到节能降耗的目的，此外还要继续探索电气节能设计的新方法，以进一步提高电气节能的效果。

【关键词】建筑电气；节能设计；措施

一、建筑电气节能设计的重要性

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、建筑电气设计节能的原则

建筑电气节能应坚持以下三个原则：

（一）要充分满足建筑物的基本使用功能

应满足建筑物的使用功能，即满足照明的照度、色温、显色指数，满足舒适卫生，满足上下左右的运输通道通畅无阻。满足特殊工艺要求，如游乐场所的一些游乐设施的设备用电，展厅的艺术照明及动力用电等。

（二）考虑实际效益节能需要

节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资增加运行费用。而是让该部分增加的投资，能在几年甚至更短的时间内用节能减少的运行费用进行回收。

（三）节省无谓的能量消耗

节能的着眼点，应是节省无为损耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物的功能无关的，再考虑采取相应的措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路的功率损耗都是无用的能量损耗。又如量大面广的照明容量，采用先进技术成果使其能耗降低。

因此，节能措施也应该贯彻实用经济合理、技术先进的原则。

三、建筑电气节能设计的措施

（一）合理设计供配电系统

根据负荷性质、供电距离、用电设备、负荷容量等因素，合理选择供电电压并设计供配电系统，力求简单、可靠的供配电系统接线，且同一电压供电系统配电级数不宜超过两级；变配电所应尽量靠近负荷中心，从而使配电半径线路缩短，以降低线路末端电压，而多个变配电所之间应设计联络，这样就可灵活根据负荷变化情况投入或切换变压器，使变压器能高效运行，降低损耗；按经济电流密度合理选择导线截面，一般按年综合运行费用最小原则确定单位面积经济电流密度，以减少线路阻抗。

（二）选用节能变压器

多项研究证明：全国电网上每年有3%-4%的35kv以下的配电变压器在运行，这些变压器的运行虽然节约了购置成本，但是运行过程造成的电能损耗远远超过了其成本。应该对那些耗能高的变压器进行更新，选用节能变压器，不仅可以实现低耗损效率高的目的，同时具有噪音低、抗冲击、减少温室气体排放的优势。

（三）建筑电气照明系统的节能

1、照明光源的选择

主要考虑以下几个要素：光效、色温、显色指数、光源寿命和价格。这是在照明设计中做到切合实际应用很重要的要素。在民用建筑中，主要应用的光源有白炽灯、荧光灯、HID灯，根据技术的发展，还有一些新的光源也逐渐得到应用，例如光纤照明、LED等。各种光源均有其应用范围，但必须做到合理地应用。有些节能光源，例如紧凑型荧光灯，它是替代白炽灯的最理想光源。虽然从一次性投资来看是要高出一些，但从长远的效果来看，即從灯具的寿命、灯具的能耗来看，其综合效益比白炽灯要好许多。在工程实际应用中如何合理地选择光源，应根据工程的具体性质、使用的场所、人员的视觉要求、照明的数量和质量来确定。

2、充分利用自然光

照明的最佳光源是阳光，太阳光是免费的，不需电力，也不造成污染。在写字楼中，如果在设计时能在大楼内部引入自然光线，员工会情绪更好，效率更高；在医院中，住在靠近窗户附近的病人康复得更快。现在有些窗户可以对光谱进行选择，引入日光的同时还可保持舒适。有一些创新的技术如侧窗、天窗、光栅板和光线管道等，可将日光引入大楼内部。在灯具布置时，将所控灯列与侧窗平行，根据日照强弱来进行灯具控制也是照明节能的有效手段。

3、合理的照明控制方式

采用合理的照明控制方式是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。照明控制系统分两大类：手动控制和自动控制。手动控制是指按照使用者的个人意愿来控制所属区域的照度水平。在照明开关应用中，我们应注意：1）居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明，除应急照明外，宜采用节能自熄开关。2）每个照明开关所控光源数不宜太多。每个房间灯的开关数不宜少于2个（只设置一只光源的除外）。但手动控制最不利的一点是：当人们意识到自然光线不足时会开灯，但当天然光又恢复充足时没有什么因素促使他们把灯关掉。而且工作结束后如果灯还开着，这将浪费大量的电能。与传统的照明控制方式相比，近年来逐步发展起来的智能化照明控制系统体现出了强大的优越性。目前智能照明控制系统多数采用现场总线技术，借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显。

（四）建筑电气的新技术应用节能

在建筑电气的节能实现时，除了降低原技术使用中能源耗费，还可以进行新技术的开发应用。新建筑电气相关技术的发展，正在向先进控制技术应用趋势进展。且能够经中控计算机终端实现全建筑遮阳、灯光和空调的动态监控，并依据实际需要进行各房间温度的动态调控，及工作场所灯光、窗帘和空调的动态调控。为了能够科学有效的实现建筑电气节能，对于电气节能新技术的研发和实施推广具有重要价值。

四、结束语

建筑电气节能是一项系统而复杂的工作，它对节约用电的潜力巨大，不仅可以缓解供电矛盾，而且对保护环境有重大意义。所以建筑电气在设计和安装过程中应该结合多方面因素综合考虑，既保证建筑物功能的发挥又可以节能，同时节约有度，应用先进的技术和产品，按照不同的照明要求设计不同的照明方式，实现经济社会的可持续发展。

参考文献：

[1] 黄敏明，黄沙，民用建筑电气节能设计探讨[J] 建筑节能 2009 .2

[2] 朱林根，2l世纪建筑电气设计手册[M] 北京：中国建筑工业出版社 2001

[3] 王爱英，时刚，天然采光技术新进展[J] 绿色建筑