民用建筑电气设计的节能措施运用

佟德军 胡曦

针对民用绿色建筑电气设计，在明确设计原则的基础上，对民用绿色建筑电气设计中的供配电系统、电气照明和设备设计的节能措施进行深入分析，以此为建筑电气设计节能水平的提高提供参考。

电气系统是建筑主要耗能部分，若能在电气设计过程中采取合理可行的节能措施，则能有效降低能耗消耗，减少损失，提高能源、资源实际利用率，这在绿色建筑快速发展的大背景下，有十分重要的现实意义，应引起相关技术人员的高度重视。

一、民用绿色建筑电气设计原则

在进行民用绿色建筑电气设计时，应严格遵循以下基本原则：

1.在确保建筑使用功能完善的基础上，尽可能减少能源、资源的实际消耗，并提高能源、资源的利用率。

2. 对以下因素进行综合考虑：供配电、电气照明、设备节能，同时在条件允许的情况下考虑新能源引入与可再生能源利用。

3.选择正确的负荷计算参数，优先考虑具有节能功能的设备，避免设备或线路产生较大损耗，提高供配电系统运行功率因数，对谐波电流进行有效抑制。

只有严格遵循以上原则，才能在经济合理、技术可行的前提下实现节能。

二、民用绿色建筑电气设计节能措施及运用

1.供配电系统

在民用建筑中，对其供配电系统设计中的节能措施及运用做如下分析。

（1）三相配电变压器满足现行国家标准《三相配电变压器能效限定值及能效等级》GB20052的节能评价值要求。

（2）以建筑总体规范为依据，设计在负荷中心进行变配电房布置，这样能缩短低压侧线缆实际长度，起到降低线损的作用。对低压系统而言，其供电半径应尽量控制在200m以内。

（3）三相单相负荷应在保证均衡的同时分配于三相，以确保三相负荷的平衡性，相负荷应控制在三相负荷平均值85%～115%范围内。如果供配电系统为三相不平衡，则应根据系统实际情况配置无功补偿装置。

（4）本建筑设计在低压侧集中配置无功补偿，安装自动投切装置，使功率因数不小于0.9。如果用电设备的容量相对较大，需要长期运行，但功率因数不满足要求，则应通过与电容器的并联实现就地补偿。对于非线性负荷，因其谐波电流相对严重，所以无功补偿必须充分考虑谐波带来的影响，采用有效的谐波抑制方法，如设置有源滤波装置等。

2.电气照明

（1）光源选择

①光源首先要符合启动时间及显色性等方面的要求，同时综合考虑各项影响因素，通过技术经济对比确定合适的光源。

②绿色建筑电气照明设计应满足以下要求：a光源高度相对较低的房间，应以细管直管形三基色荧光灯为主；b有商业用途的房间，可选择细管直管形三基色荧光灯或陶瓷金属卤化物等，要注意光源功率不宜过大，重点区域照明建议选择发光二极管灯；c光源高度相对较高的房间，需根据具体使用要求，选择频率和功率均较大的细管直管形三基色荧光灯、金属卤化物灯或高压钠灯；d一般不允许选用传统光源，即普通白炽灯，但除有特殊要求的场所以外。

（2）灯具与附属装置选择

在符合眩光限制要求及配光标准的基础上，以效能较高的为首选。几种常用光源的灯具效率应满足以下要求：

①直管形荧光灯，当为开敞式时，灯具效率不能低于75%；采用透明保护罩时，灯具效率不能低于70%，采用棱镜保护罩时，灯具效率不能低于55%；格栅式灯具效率不能低于65%；

②紧凑型荧光灯，当为开敞式时，灯具效率不能低于55%；采用保护罩时，灯具效率不能低于50%；格栅式灯具效率不能低于45%；

③金属卤化物灯：当为开敞式时，灯具效率不能低于60%；采用保护罩时，灯具效率不能低于55%；格栅式灯具效率不能低于50%；

④发光二极管灯（筒式）：a色温为2700K时，格栅式灯具效能不能低于55lm/W，采用保护罩时，灯具效能不能低于60lm/W；b色温为3000K时，格栅式灯具效能不能低于60lm/W，采用保护罩时，灯具效能不能低于65lm/W；c色温为4000K时，格栅式灯具效能不能低于65lm/W，采用保护罩时，灯具效能不能低于70lm/W；

镇流器是主要附属装置，应按照以下要求选择：优先考虑具有节能功能的电感镇流器；如果房间对频闪效应提出特殊要求，则应配置高频镇流器；对于所选镇流器，其电磁与谐波都应满足现行标准的要求；当电压偏差相对较大时，应选择恒功率镇流器；对于功率相对较小的，应选择电子镇流器。对气体放电灯而言，其触发器和光源设置距离必须满足实际使用需求。

（3）照明功率密度

对于功能房间的照明布置，在满足现行国家规范《建筑照明设计标准》规定的照度要求前提下，应尽量达到功率密度的目标值要求。

（4）照明控制

对于民用建筑中走廊、楼梯间、门厅、大堂、大空间、地下停车场等场所的照明系统采取分区控制等节能控制措施。

3.建筑设备

（1）空调系统设备

①选择与建筑类型和使用功能相匹配的空调控制模式，同时还要和物业管理系统良好结合，以功能为依据进行分区，实现分时控制。

②对于人员密集的房间，根据需求设置空气质量实时监测控制系统。借助这一系统，对二氧化碳气体实际浓度进行动态采集和分析，根据数据控制通风系统。

③通风系统设备应满足现行技术规范，且具有良好的节能性能。

（2）给排水系统设备

①实时监测给水系统、排水系统和中央等的水箱实际水位与压力大小。

②以水位和压力等参数为依据，对水泵启动与停止进行自动控制，优化主泵及副泵的启停顺序。

③当系统发生故障，超时间运行和水位低于标准时，自动报警，以免对正常用水造成影响。

（3）电动机设备

①在达到工艺标准且运行保持可靠的基础上，采用变频器进行电动机调速控制。实践表明，通过对变频器的使用，能发挥良好的节电效果。

②对异步电动机而言，应以就地补偿无功功率的模式为主，这样能有效提高设备功率因数，从根本上减少线损。

③优先考虑具有节能效果的电梯及其配套设备，同时采用合理的智能群控措施，以进一步提高节能效能。

4.太阳能在民用建筑中的应用

太阳能是一种绿色的可再生能源，全国每个地方的年太阳辐射总量是931到2333kwh/m2，中值是 1632kwh/m2，每年全国有三分之二的地区日照时间不少于2000小时，我们国家的太阳能的资源非常丰富，因此设计中应根据当地的气候和自然条件，合理的利用太阳能以达到节约资源，推进可持续发展的目的。

三、结语

综上所述，民用绿色建筑电气设计过程中，必须重视并做好节能，在了解建筑类型、功能和环境的基础上，结合现有条件，在供配电、电气照明和设备等方面采取合理可行的节能措施，合理利用可再生能源，以提高建筑电气整体节能水平，实现预期的节能设计目标。