建筑电气工程节约问题及解决

吴军

（福建省晋一建筑工程有限公司）

建筑电气工程节约问题及解决

吴军

（福建省晋一建筑工程有限公司）

目前，我国的建筑行业发展迅速，建筑电气作为该行业重要环节，在不断发展中存在着诸多不合理因素。很多建筑电气在设计上通常在满足人们的需求的同时忽略了节能技术，消耗过多电能，提高了建筑成本。合理的电气设计会提高建筑的使用价值。本文从电气节能的角度分析建筑工程的设计和问题的解决，为建筑设计行业提供参考和建议。

建筑电气；电气工程；节能技术

引言

随着科技快速进步，电器也逐渐增多，使电气设计更为复杂化，人们对电气设计的要求也越来越高。对于建筑物的功能不同，电能在建筑总能耗中所占的的比例也不同，一般都在60～ 90%之间，多数民用建筑的电气能耗会在八成左右。所以在目前经济形势下，如何发展电气节能性是建筑电气设计人员必须要解决的问题。

1　弱电部分设计

建筑智能化是目前建筑行业的趋势，其关键部分就是弱点系统，同时弱电设备的投资也越来越多。所以，对弱电系统进行节约性投资和设计，会使电气系统的智能化水平得到提升。在弱电系统里，楼宇自控系统由设计院控制和设计，阀门、变送器、控制器、传感器等的控制器电源和控制线，全都会由承包商对其进行设计。我们主要是对两方面进行设计：①综合布线系统；②消防联动系统和火灾自动报警系统这两个部分。

1.1综合布线系统

综合布线系统是一种开放式的网络平台，融合了数字信号、语言信号的配线，并将其综合于一套标准配线系统中，融合所有信息功能，包括个人数据库、财务管理、电视会议、电子邮件，并可以实现资源共享。为了降低布线系统的成本，主要是减少信息点的数量，因此在进行设计之时，关键是要按照实际情况对信息点进行合理设置，做出有必要的删减，实现成本最小化。

1.2消防联动系统和火灾自动报警系统

消防联动系统和火灾自动报警系统的主要运行器件为模块和探测器，对线路的分析后，合理的减少模块和探测器的数量可以会降低消防联动系统以及火灾自动报警系统的成本。

1.3建筑节能智能化

建筑节能智能化是弱点部分重要的环节，需要建立一套功能性、适用性强的系统。针对建筑智能化系统运行存在的一些问题，我们要做好以下几方面的工作：

（1）在了解建筑设备的运行参数和节能运行方式的基础上，建立相应完整的节能运行数学模型和准确的控制算法，编写控制程序。

（2）建立一个开放性的软件平台，方便各子系统的集成和不断优化完善。

（3）设计的系统要具有很强的兼容性，有利于各子系统的数据和资料的共享，使用准确的控制算法，实现对建筑设备的节能运行智能控制。

（4）建筑智能化系统的软、硬件相统一，保障系统的优化运行。

2　强电部分设计

强电部分节能设计主要包括供配电系统及电器产品的节能技术和照明系统的节能设计。在此部分设计时，需要按照安全、灵活、可靠的原则来进行。考虑经济性设计时，可以根据建筑工程的特点设计出相应的方案，但都有一个必要前提就是可靠性。有些情况下经济性和可靠性产生冲突，比如配电网的设计，正常情况变配电所都是以放射状的形式供电，这样设备变多，成本变大，另一方面如果过于考虑经济性而简化接线，减少设备，则可能会出现停电或设备损坏等一系列问题，造成更大的经济损失。因此，在处理经济性和可靠性的时候，一定要以可靠性为首，再考虑经济性。

2.1供配电系统及电器产品的节能技术

2.1.1选择合理供配电方案

建筑电源的供应受总体占地面积、地理环境、性能及特质，使用强度等因素影响。我们需要认识到负荷容量和用电特点，合理选择好供配电方案，对减少供配电工程投资，实现节约用电有很大的帮助。供配电方案一般要遵循以下原则：

（1）首先供配电系统设计要应尽量简单，做到同一电压供电，变配电级数少于两级。

（2）变配电所尽量靠近负荷中心，可以缩短配电网络半径，减少线路的损耗。在多电源分段供电系统中，由于电源变压器或负荷端设备的投切是系统自动的，无需人为干预，可以降低管理成本，所以尽量在各分段母线或配电房之间设置联络线，随着负荷的变动，自动适时地投切变压器，用来匹配供电负荷和供配系统的变压器容量，降低变压器轻载情况下的电能损耗。

（3）合理选择变压器的容量和台数。选择的依据是根据负荷情况，考虑投资和年运行费用。当变压器工作在高效区时，可以降低电损耗，所以选择的电力变压器的容量一定要和电力负荷相适应。另一方面电能的损耗也与负荷的性质和干挠因素所决定的运行功率因素有关，故另一有效方法就是确保负荷匹配合理，使变压器在较高功率因数条件下运行（如图1）。

（4）选用节能型变压器或者更换和改造高耗能的变压器。节能型变压器基本是无励磁调压变压器，和传统的变压器相比较，经过运行试验和检测，新型节能变压器的空载损耗和短路损耗都大大降低。因此在选择变压器的环节上也可以降低运行成本。

（5）合理选择电力电缆。电力电缆的选择不仅联系到工程的投资也关系到整个输电系统的损耗。根据电缆线路的有功电能损耗公式可以知道，总的损耗等于三相线路的有功功率损耗乘以最大负荷年损耗小时数。而三相线路的有功功率损耗主要取决于线路的阻抗，也就是电缆导体的材质、横截面和绝缘形式。所以，应该选择材质电阻率低，导电性能好的电线电缆作为供电电缆，减少线路的有功损耗。

图1

2.1.2提升系统功率因数

功率因数是供配电系统的重要参数，提升供配电系统的功率因数首先可降低输电线路电流，从而降低有功损耗；其次，可以减少运行变压器的铜芯损耗来降低有功损耗；最后，可以优化发电设备的输电条件，提升发电效率。

提升供配电系统的功率因数的主要是通过无功补偿的方法，首先，提高系统的自然功率因数，可以通过减少用电设备的无功损耗来实现。比如不使用非线性负载设备，避免三相不平衡方式带负载运行，可以采用在用户端串联电抗器或加装滤波器的方法来过滤负载高次谐波的干扰；另一种无功补偿的方法就是采用静电电容器，在三相负载平衡的运行方式下，提高功率因数可根据系统功率因数与理想值偏差范围，计算并配置合适的补偿电容容量，在三相负荷不平衡运行方式下，可采用“△/Y三相共补与单相分别补偿相结合”的无功补偿方法。

2.1.3减少低压柜的回路

通常在设计电气线路之前，会要先确定负荷的位置和负荷类型，我们可以通过把同一区域中性质相同的负荷用低压母线所馈出的一回路进行供电，这样做可以减少低压柜出现的回路，从而减少低压柜的台数供应，设备的成本就降低了。但是，这种方法也存在不足之处，即在出线端发生故障，或者在对回路进行检修时可能会导致部分断电。不过此种状况很少出现，所以，这也是一种可以降低电气设备成本的方法。

图2

2.2照明系统的节能

近期国家大力推广节能照明电源和节能运行方式，并且对照明节能提出了一系列量化的要求，给予标准的参数，我们在施工设计过程中，务必进行参考。

2.2.1照明控制方式的选择

照明系统的控制方式是照明节能的基本，实现好对照明光源的合理控制，可以减少光照的浪费，符合节能运行方式的政策。要实现对照明光源的有效控制，要注意以下几点：

（1）灯具控制开关控制的光源控制在2～10个之间；（2）控制开关设置在利于操作的位置，方便开断不必要的光源；（3）对娱乐场所的光源可以采用声、光控制或全夜、半夜控制；（4）对公共楼梯、大堂灯等光源，可以采用定时控制和光感控制；（5）对公共展厅、停车场、建筑泛光照明等可以采用建筑设备综合监控系统统一控制；

（6）对演播厅、音乐水境照明等场所，可以采用智能照明控制系统控制。

2.2.2节能照明设备的选择

选择照明设备时要考虑到光源的光效、色温、显色指数、及价格，综合这些因素选择高效的节能型光源。目前，国家大力推广LED灯光源，LED灯具有节能、无噪音、电压范围宽、保护眼睛、使用寿命长等优点，尽量采用LED光源灯具，可以很好的实现建筑电气工程的节能。另外镇流器的选择也很重要，通常不同的荧光灯对应不同的镇流器。

2.3建筑其他机电设备综合节能

建筑电气施工中会同时使用多种多样的机电设备，所有的机电设备都存在着电能损耗。所以，所有机电设备的节能问题也是建筑电气节能所要考虑的。那么，首先就是要做好建筑机电设备的运行管理和控制。务必要提供合理的运行环境，对于许多电气设备，温度是重要的指标，降低工作环境的温度有利于设备的散热，可以提高效率和延长寿命；还需要严格的规章管理制度，通过监督来提高工作人员的节能意识；最后一定要有科学的控制方法，通过改变设备的工作方式，尽可能的降低电气损耗。

3　结束语

总之，建筑电气工程节约的问题主要可以从弱电部分和强电部分来考虑，弱点是关键，强电是核心。作为一个比较复杂和统一的系统，做好节能的工作，要求我们有一个全面合理的设计体系，采用科学先进的技术，使用新型节能的电气设备，加上严格的监督管理制度。在我们不断努力和不断研究的过程中，一定能够实现建筑节能的目标，促进建筑行业更好的发展。

[1]张远军，张燕.优化建筑电气工程设计提高建筑电气工程经济性[J].科技信息（学术研究），2013（20）.

[2]田建红.智能小区建筑电气工程设计与实践[D].西南交通大学，2014（12）.

[3]乔巍.浅谈如何提高建筑电气工程施工质量[J].企业家天地（理版），2014（07）.

TU85

A

1673-0038（2015）30-0181-02

2015-7-5

吴军（1980-），工程师，本科，主要从事水电设计工作。