建筑电气节能设计的基本原则

　　随着国民经济高速发展，对电力的需求也快速增长，但发电装机容量和电网供电能力不足，全国大部分地区出现了不同程度的拉闸限电现象，可见电气节能的重要性。电气节能是建筑节能重要的组成部分，因此电气设计人员在设计过程中，应进行方案比较分析，从可靠性、经济性及节能等方面进行综合考虑，通过合理的运行方案减少不必要的能源损耗。本文以降低建筑电能消耗为目的，就建筑电气节能设计进行简要的探讨。 

 

 

　　1.1满足建筑物使用功能。节能不能以影响建筑本身功能作为代价，也不能盲目地加大投资，要使投资可在短期内以节约能源所减少的运行费用进行回收。为建筑提供必要动力，在保证建筑照明功能前提下，尽可能节约无谓消耗的能源，给建筑物创造舒适、方便的工作和生活空间提供必要的能源。 

 

　　1.2保证经济效益。节能的同时应考虑经济效益，不能因追求节能而增加运行费用，而是应让增加的部分投资，能在短的时间内利用节能将减少的运行费用收回。 

 

　　1.3减少无谓的能量消耗，优化利用资源。通过比较分析，采取相应措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的能耗，如合理确定供电中心、合理选择节能设备及材料、提高功率因数、降低变压器损耗、照明节能、动力节能等。因此，在进行建筑电气设计时也应贯彻实用、经济合理、技术先进的节约能量损耗的原则。 

 

　　总之，在建筑电气节能设计中，遵循基本原则是实现设计目标的关键，是保障设计方案科学性的依据。通过以上原则，分析建筑电气系统中能耗和成本较高问题，实现工程投资经济效益与电气节能的平衡，降低电气设备自身消耗的目的。 

 

 

　　2.1照明节能 

 

　　照明的节能设计照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求和照明质量的前提下，尽量减少照明系统中光能的损失，从而最大限度地利用光能，通常的照明节能措施有以下几种： 

 

　　（1）充分利用自然光，电气设计者应多与建筑专业配合，做到充分有效的利用自然采光使之与室内人工照明有机地结合，有条件的利用各种导光和反光装置将天然光引入室内进行照明，以减少电量的消耗。 

 

　　（2）严格遵循《建筑照明设计标准》，在标准中规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等，照度标准是不可随意降低或提高，要有效控制单位面积灯具安装功率。 

 

　　（3）照明设计可采用高效的光源，一般场所应优先采用高效发光的荧光灯（如T5、T8管）、紧凑型荧光灯及LED光源，高大车间、厂房及体育馆场等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。

 

　　（4）推广使用低能耗、性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器，灯具功率因数不小于0.90。 

 

　　（5）改进灯具控制方式，通过采用各种节能型开关或装置进行节电。根据照明使用特点采取分区控制灯具或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，在楼梯、过道、厕所等处可装上自动控制开关，并应尽量选择小容量的灯泡。 

 

　　2.2供配电系统节能 

 

　　在建筑电气节能设计中，供配电系统是设计工作的重点，根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，尽量做到系统简单、可靠、操作方便。 

 

　　（1） 减少变压器的能量损耗，变压器作为配电系统的基本设备，其损耗大约占总耗量的6%，主要分为铁耗（又称为空载损耗）和铜耗，铁耗与负荷大小无关，是与铁芯的制作材料和制造工艺有关，而铜耗与负荷的大小有关，对用电负荷精准计算后合理的进行分配，选择变压器的运行参数与台数，应使变压器的负载率最佳，以保证能够降低电压器的容量、延长变压器使用寿命。 

 

　　（2）减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备（如配有电容补偿的荧光灯等）。使用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。 

 

　　（3）对配电位置进行合理设计，变配电所应靠近负荷中心，以缩短配电半径减少线路损耗。 

 

　　（4）对非线性用电设备进行控制，降低设备所产生的高次谐波值，降低变压器的运行环境温度，平衡三相负荷，合理选择变压器的接线方式。 

 

　　（5）峰谷调节能量的控制，在用电高低峰期进行有效的调节控制，灵活控制，以达到节省电气能源。 

 

　　2.3降低线路损耗 

 

　　当电能传输时，线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响线路损耗的主要是供电方式、负载的大小、导线长度和截面积等相关。因此在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标的前提下，尽量提高系统的功率系数、减少导线电阻，从而降低其损耗。主要措施有： 

 

　　（1）线路路径的选择要合理，尽可能减小导线长度，合理确定电气用房所在位置，变配电间应尽可能地靠近负荷中以减少供电半径。 

 

　　（2）合理选择导线截面积，对于较长线路，在满足载心、流量、热稳定、保护配合和电压降要求的情况下，可使导线的截面积加大1～2级。 

 

　　（3）尽量选用电阻率较小的铜导线。 

 

　　2.4软启节能 

 

　　电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门损害极大，对设备和管路的使用寿命极为不利。当用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命，节省了设备的维护费用。从理论上讲，变频器可以用在所有带有电动机的机械设备中，电动机在启动时，电流会比额定高5-6倍，不但会影响电机的使用寿命而且消耗较多的电量。设计时在电机选型上会留有一定的余量，电机的速度是固定不变，但在实际使用过程中，有时要以较低或较高的速度运行，因此进行变频改造是非常必要的。变频器可实现电机软启动、补偿功率因素、通过改变设备输入电压频率达到节能调速的目的，而且能给设备提供过流、过压、过载等保护功能。 

 

　　2.5充分利用太阳能光伏发电系统 

 

　　太阳能是环保的可再生能源，太阳能光伏发电系统是由太阳能电池板、控制器和蓄电池和逆变器组合而成。太阳能光伏发电系统主要应用于建筑物的部分用电设备上，如：环境照明（庭院灯和草坪灯等）、道路照明和体育场照明等。在系统的节能设计中，应考虑下列主要因素：用电负荷的性质、用电量和每天所需的工作时间；系统输出时电压的等级设计；阴雨及雾霾天气时，保证系统能够处于连续工作的状态；建筑物所处位置的日照时间和太阳能辐射量等。 

 

 

　　节能是我国长远的可持续发展战略。在建筑电气设计中应当注重节能设计，推广及实施国家的节能方针。建筑电气节能正向着自动化、节能化、信息化和智能化方向发展。设计时要从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合分析，在满足建筑物的基本功能的同时，通过建筑物设备的合理配置，对其进行高效、科学的控制和管理，充分利用新能源、新技术，提高能源的利用率，减少能源消耗。 

 

　　参考文献： 

 

　　[1]郑飞然.对建筑电气设计节能措施的探讨.建材与装饰：中旬，2011（11） 

　　[2]陈江祥.浅析住宅电气节能设计的要点[J].福建建材，2011.5.