浅谈绿色建筑电气节能设计

姚雪

随着全面建设小康社会的逐步推进，建设事业迅猛发展，建筑能耗迅速增长，绿色建筑已成为了城市建设发展的主要趋势。一定要高度重视建筑施工中的节能技术的应用，加大科技投入，节约资源，提高能源的使用效率，减少运行成本，最大程度的满足现代化建筑施工的需求，提供经济效益，促进社会可持续发展。本文笔者对绿色建筑电气节能设计问题进行了分析。

一、建筑电气设计应用在绿色建筑中的重要性

在建筑电气设计过程中，电气设计的健康、绿色、节能是切实贯彻绿色建筑设计规范的重要方面，是实现绿色建筑的重要保证。

二、建筑电气设计中的原则

（一）满足建筑物的使用功能。即满足照明的照度、色温、显色指数；

（二）考虑实际经济效益。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，而是应该让增加的部分投资，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。

（三）节省无谓消耗的能量。节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能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，宜采用先进技术使其能耗降低。

三、绿色建筑电气设计的节能措施

（一）变压器的选择

在变压器的选择上面，需要根据实际的需要状况进行选择相应的数量。变压器的效率和变压器承载的压力的消耗之间呈现的是正相关的关系，和承载的压力的具体功率之间也存在着直接的联系。在变压器的选择上，应该选择节能型的变压器，而把那些能源消耗比较高的变压器淘汰掉。

（二）电气产品的选择

工程设计中，在对电气产品的设计进行选择时，应采用国家认证机构确认的标准产品，并优先选择高效、节能、环保的电气产品和设备，绝不采用国家明令禁止的、淘汰的和高耗能的产品。随着科学技术的发展，建筑电气专业也涌现出一些新技术和新产品，在电气设计中设计者应根据所需设备功能的要求，进行经济技术比较，积极推广新产品、新技术，发挥新产品新技术的节能作用。相信随着科学技术的进步，产品成本的降低，新技术、新产品必然会得到更广泛的应用。

（三）供配电系统

根据用电负荷容量及其分布、用电设备特点，合理设计供配电系统，实现供配电系统的经济有效运行。

（1）供配电系统应尽量简单可靠，同一电压变配电级数不宜多于两级，尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。变配电所应尽量靠近负荷中心，合理分布供电网络，减少线路电压损失，提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益；

（2）合理选择变压器容量、级数。变压器负载率宜为0.7～0.85，能适应负荷变化，使变压器工作于最佳状态。尽可能选择节能型变压器（10KV及35KV电压等级），节约变压器空载损耗，降低空载电流和噪音。同等传输状况下，电压越高，损耗越小。因此，设计中需要平衡变压器在不同负荷条件下的铁损和铜损，合理选择电压；

（3）合理选择配电干线电缆。在满足允许载流量前提下，综合电压损失、热稳定性等各种技术指标，以及有色金属使用的经济指标，合理选择导线截面，并根据敷设条件选择电缆型号。在高层建筑中，变配电室应靠近电气竖井，以减少主干线电缆的长度。对于单层面积大的建筑，应将电气竖井尽可能地设在中部，减少水平电缆敷设长度。

（四）无功功率的合理补偿

无功补偿时首先应减少用电设备的无功消耗，提高自然功率因数，具体措施：

（1）正确选择变压器的容量和台数，以便可以切除季节性负荷专用的变压器。

（2）荧光灯、气体放电灯灯具功率因数小于0.9时应做单灯电容补偿。

（3）减少供配电线路的感抗，采用正确的电线、电缆的敷设方式及采用同心结构的电缆等措施。

（4）正确选择电动机的容量。当采用提高自然功率因数的措施后，仍达不到供电部门及节能要求时，在变、配电室内进行集中电容补偿，对容量较大、负荷平稳且经常使用的用电设备宜单独就地补偿。

（五）照明节能

我国照明用电约占社会总用电量的12%，采用高效照明产品代替低效照明产品可节电60%～80%，所以照明节电潜力巨大。提倡照明节能不是说降低视觉要求和降低照明质量，照明节能基本原则是保证不降低照明场所的视觉要求，力求减少照明系统中的能耗，最有效地利用电能。在工程设计中以照明功率密度（LPD）值作为照明节能指标，力求合理提高照度而降低用电量。

（1）合理选择和确定照度标准值。GB50034-2013《建筑照明设计标准》规定了各类场所的照度标准值，实际设计中执行的照度值可能提高或降低一级。在一般情况下设计照度值与照度标准值相比较，可有±10%的误差，使照度标准值的选择具有一定的灵活性。对于规范条文规定的房间或场所，在选定的相关参数条件下，须达到规定的照度值并确保LPD值不超标，该比值的量纲是Lm/W，表示投入的光通量相对于输入功率的比值，可作为照明设计参考的能效指标，规范条文规定的照度标准值与对应的照明功率密度值之比作为能效指标下限。

（2）应用高光效照明光源。照明光源的节电指标是发光效率。它是指每瓦所产生流明数的大小，数值越大表示发光效率越高，越节省电能。

使用直管荧光灯的场所，应选用细管径（即T8或T5型）、稀土三基色直管荧光灯，不应使用卤磷酸钙荧光粉制的荧光灯，这样提高光效、显色指数，而且使用寿命更长，节能效果好。在办公室、教室、商场和工业厂房一般功能性照明场所，使用直管荧光灯满足照度均匀度要求条件下，应选用功率较大的灯具（T8不小于36W，T5不小于28W），可提高能效30%～40%。办公室、会议室应用直管荧光灯或紧凑型荧光灯，应不用白炽灯，紧凑型荧光灯具有光效较高、寿命长、显色性较好，用它取代白炽灯可节约电能，其他场所应严格限制白炽灯的应用。积极推广应用高光效、长寿命的金属卤化物灯和高压钠灯。商场营业厅、展览厅、候机厅等中等高度（如灯具安装高度4～6m）的公共建筑显色要求高的宜采用较小功率的陶瓷金卤灯，其光效更高；大件仓库、锻工车间、炼铁车间显色性要求不高的场所以及道路照明，应采用光效更高的高压钠灯；高大的工业厂房采用金属卤化物灯。

（3）推广应用高效节能镇流器。荧光灯应选用电子镇流器或节能电感镇流器，符合使用要求时，可选用两个或几个灯管共用的镇流器；金属卤化物灯、高压钠灯应选用节能电感镇流器，根据产品的发展，逐步应用电子镇流器。

（4）选用高效的灯具。灯具发出的总光通量占灯具内光源发出的光通量的百分比为灯具的效率，它说明了灯具对光源光通的利用程度。影响灯具效率的主要因素有：反射器和保护罩的材料。目前这些材料很多，一般地对反射器而言经镀铝处理的反射镜其反射率达80%以上，保护罩以透明玻璃的透过率为最高，其次为棱镜塑料。因此，在灯具选型时，应优先选用高效的节能灯具，实现设计时阶段的节能。

（5）照明控制：光源的选择可以达到照明节能，照明控制是关系运行中节能的重要因素。公共建筑和工業建筑的公共场所，宜采用集中控制，为了节能，宜按建筑使用条件和天然光状况分区、分组控制。

（6）合理利用自然光节能降耗。充分利用自然光，把照明和自然采光相结合。建筑物的照明设计应充分利用自然光节能降耗。在进行照明设计时，应尽量利用自然光，白天少开灯。室内墙壁以洁白干净为准，可提高光的反射率，增加亮度。

四、结语

伴随着市场经济的快速发展，建筑总量和居住舒适度不断提升，建筑能源消耗急剧上扬。在建筑电气设计过程中，电气设计的健康、绿色、节能是切实贯彻绿色建筑设计规范的重要方面，是实现绿色建筑的重要保证。endprint