建筑电气设计节能的原则及途径探究

衣光照，王磊鑫

（同圆设计集团有限公司，济南250101）

1 引言

在建筑方面使用能够节约电气的节能设计，能提高能源利用效率，降低能源消耗，使建筑实现电气系统的整体经济运行。因此，在建筑电气设计时需要从电气使用的实际情况出发，结合当地的供电情况，综合考虑各方面技术实施，在使用功能完整的前提下，对电气的使用进行节能设计，实现建筑的低耗能、高节能。

2 建筑电气节能设计原则

在建筑电气节能设计过程中，实现节能设计方式有多种，不管采用哪种方法，在开展设计时应用好设计节能原则是提升设计质量的关键。常见的建筑电气节能设计原则有以下3个方面。

2.1 满足建筑物的功能需求

实现电气节能要以建筑基本功能为前提，不能一味追求电气的节约而破坏和牺牲建筑的实际效能。因此，在建筑电气节能设计中，要追求实际功效，满足建筑功能需求，设计出符合实际建筑要求的节能方案。

2.2 符合经济效益原则

建筑在进行电气节能设计时要符合实际的经济投入和消耗，以实际的经济原则为依据，对实际需求以及经济运行做实际的设计，选择最科学、经济的设计方案。如果过于追求电气节能而实行高投入，则违反了经济原则。这种“伪节能”现象，反而会消耗更多的资源【1】。

2.3 尽可能减少无谓的能量消耗

在建筑电气设计中，节能设计就是针对电气减少多余的、无作用的消耗，所以，需要在实际情况中多使用自然光代替电气照明，选择与实际相匹配的照明光度、色温、显色指数的照明灯具，形成能够减少无作用耗能的低耗能建筑电气系统。

3 建筑电气中的节能技术探讨

3.1 变压器节能设计

变压器的节能设计需要考虑到实际的技术条件，也要保证实际运行中的安全，因此在运行过程中，要先在满足变压器需求的情况下，再实现控制能耗和成本的最低。在实际设计中，要尽量选用材质为低能耗的高效节能变压器，在考虑变压器使用台数以及容量时，注意变压器的负荷数值要保持在最佳状态的70%～85%。而根据建筑电气设计，在一定的负荷和容量下，可以减少变压器的台数，选用容量较大的变压器，这样可以实现能耗损失的减少，将能源使用率提高，同时减少经济上的损失。在特定的季节，电能负荷较大以及有冲击性负荷时，为避免对电能的质量影响，可以设置专门的变压器，使其能够在高负荷季节时实现灵活变换，减少实际电路的损耗，提升经济效益。如夏季使用空调高峰期时，为减少空调在线路上的电能损耗，为空调单独设置专门的变压器，可以充分发挥空调的季节使用性，提升使用效益【2】。

3.2 配电系统节能设计

在建筑电气设计中有一个环节十分重要，即对配电系统的节能设计。配电系统的设计与许多方面有关联，既要统筹全局规划，也要根据具体情况，满足建筑的布局以及系统更新方面分配的要求，要统筹建筑面积中各项用电设备的分布情况才能实现规划。在规划过程中要考虑综合的供电范围半径，实现电能的低耗，并且机房和竖井的设置也要合理和实用。在建筑中，要明确电力负荷中心，变配电所以及供配电设备要在其附近，这样，可以缩短配电的半径，也能减少一些电路上的损耗。电源的进出点也需要细节的兼顾。因此配电系统需要进行综合的设计和规划，要将负荷、用电容量以及实际工程、规模和供电实际情况以及最终的发展规划纳入统筹的条件。另外，还需要综合经济效益，做到实际的减能减耗，最终选择最合适、合理的供电方式，设置配电系统，并为维护和管理打下基础。

3.3 降低线路损耗

造成能耗损失的另一情况就是电力传输过程中线路上的消耗。电力传输上的损耗一般和线路的材料、质量以及电路的承载、负荷有关，因此，在传输过程中会有不同的消耗。在实际节能操作中会通过提升功率因数、使用优良材质的线路、减少电阻、减少无功功率来进行解决。一般有2 种方法：

1）为电力传输设计最优良的传输线路，缩短线路路径长度。为此在电路设计中设计人员需要对线路走向十分熟悉，对建筑实际电路设计也能有较好的认识，才能将线路设计合理，在减少线路损耗的同时，又便于操作。

2）精确电流输送所需要的线路横截面积，为保证不同时间段、不同季节在使用时电流的阻力都最小，线路横截面积可以比需要的再大一级。另外，可以将季节供暖、供凉线路与一般生活用电的线路分开，在不使用供暖、空调等大功率时就使用一般的日常线路，这样就可以有效减少电阻和损耗【3】。

3.4 提升功率因数

在实际电气系统中，有不少设备会有功率损耗问题，而降低功率损耗是实现电气节能的一项有效方式。在实际生活中提升系统功率因素可以降低损耗，因此可以总结以下2 种方法来解决损耗问题：

1）减少设备超前无功的需要，针对异步电动机使用功率因素较高且相当容量的同步电机取代，或在可行的经济效益下，使用两者共同工作，这种方法在实际功率损耗问题中比较有效。

2）使用无功补偿设备，这一方法是针对在线路上减少一些无功传输，进行实地补偿。而这种装置设备在民用建筑中大容量且负荷平稳的电气设备中普遍应用，实现降低能耗、电气节能的效用。而一些容量比较小会有断续负载情况的则是使用变压器用低压侧进的方式进行集中补偿。但在使用这一设备过程中要注意过度补偿的情况。因为这种情况实际上会增加耗能，造成能耗浪费的现象，所以要实控避免【4】。

3.5 应急电源的设计

应急电源是使用在超高层建筑中的实用设备，当突遇故障而停电、断电时，应急电源设备则能对建筑内各项设施进行保障，这也能满足消防的实际要求。应急电源在实际应用中既要保证及时性，也要保证智能性。即应急设备能在故障断电、停电时第一时间启动，进行输电，保证建筑内各项设备正常使用。还能在电力系统正常运作后，及时停止运行，不与正常电流输送形成冲突，避免故障。在实际操作中，有某企业在应急电源的配置上十分合理，即将UPS、EPS 的应急电源和实际工作的发电机配合运作，因此当出现电源故障时，UPS、EPS 的应急电源会临时启动进行电源供应，等到发电机排除故障再次运转时，再及时停止工作，这样既高效又安全，也实现了节能。

4 结语

在国民经济发展过程中，节能工作是重要的一环，节能工作与实际的技术发展以及社会需求与能源之间的矛盾都有着很大的关系。在社会的发展过程中，现代社会对能源的需求越来越大，造成能源实际供不应求，因此矛盾不断加剧。而另一方面，在供应使用过程中，还存在能源浪费的情况。综上所述，节能工作的实际发展已是迫在眉睫，需要设计工作者根据实际社会情况、建筑实际需求与人们生活的情况设计出适宜的、可操作的、有效的节能系统。也需要广泛关注节能工作，集思广益，创新思路，综合人们生活各方面的推广节能产品，从经济效益上实现节能生活，构建节能社会。