谈谈电气设计节能的几点主要措施

【关键词】电气设计；电气节能；建筑电气；节能设计

　　近年来随着各种商业、住宅等民用项目开发的如火如荼，能源的消耗量也逐渐增大，对建筑进行有效的节约设计，也就显得尤其重要。

　　本文主要围绕电气设计节能的几大环节——供配电系统的设计、照明设计、电气配电线路设计等多个方面进行论述，对电气节能的应用与广大建筑行业同仁探讨。

　　2、供配电系统的设计环节中的节能措施

　　根据工程供电容量及负荷具体使用情况合理设计供配电系统，做到尽量简单可靠，对有效实现电气节能可以起到很好作用。

　　2.1变配电所或箱式变电站尽量靠近负荷中心。

　　这样可以减少配电半径，即减少供电电力电缆的一次投资，而且缩短配电半径有利于减少线路损耗。

　　2.2合理选择变压器容量及台数。

　　比如学校建筑、大型小区的供配电系统就是很好的例子，在比较节能与经济的条件下，宜设计2台以上的变压器，从而达到变压器的投入台数可以随季节性负荷变化灵活投切，减少部分变压器轻载而引起的不必要的电能浪费，像笔者曾设计的某职业学院新校区的供配电系统就是很好的例子，尽管用一台400kVA的变压器和一台630kVA的变压器比用一台1000kVA的变压器一次投资稍多，但是因学校放假时用电负荷与平时相比明显小很多，所以寒暑假只投入一台400kVA的变压器即可，从而避免了选一台变压器造成寒暑假轻载引起的电能浪费。

　　2.3提高供配电系统的功率因素

　　供电部门一般要求用户的月平均功率因数达到0.9以上，所以为了达到这个要求，我们在供配电系统的设计时就应装设必要的无功功率补偿设备，以进一步提高用户的功率因素，如在民用建筑项目电气设计中我们常用的办法就是采用并联电力电容器在低压侧集中补偿。

　　3、照明设计环节中的节能措施

　　照明是民用建筑不可缺少的一部分，衡量照明质量的主要指标有: 照度、眩光、显色性等；而照明节能的评价指标是照明功率密度LPD（即单位面积的照明安装功率），如何在照明设计中做到有效节能，可以从以下几个方面入手：

　　3.1 光源的合理选择

　　在照明设计中为了有效节能，在一些层高不高的场所，如办公室、教室、会议室及仪表车间宜采用细管径（≤26mm）直管形荧光灯；商业场所、营业厅也宜采用细管径直管形荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯；在一些层高较高的场所（主要工业厂房居多），可采用金属卤化物灯或高压钠灯，当然也可采用大功率细管径荧光灯；对于居住建筑，在起居室等场所，设计时考虑到用户装修可能选用花灯或吸顶式筒灯灯具，光源宜选用紧凑型荧光灯。

　　对于户外场所，比如住宅小区、学校校区的路灯、庭院灯的照明，按节电要求推荐选用高压钠灯，它的发光率最高，可达到100 Lm /W，寿命长，不易腐蚀，且不易使被照物褪色，显色性能虽然差，但透雾性能较好，一般广泛运用于室外照明。

　　3.2 光源用电附件的合理选择

　　在灯具的选择上，比如走廊、楼梯等公共场所的灯具可选用透光率高的塑料吸顶灯；而居住类场所的灯具推荐选用蝙蝠翼式，因为蝙蝠翼式灯具控光性能合理；办公类场所则推荐用金属隔栅类灯具，没有眩光且发射率高。因日光灯本身功率因数较低，所以灯具应带节能型电感整流器或电子整流器。

　　3.3不断改进灯具的控制方式

　　门厅、走廊、楼梯间等公共场所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制，以便在白天自然光好的情况下，或深夜人少的情况下，能方便地手动或自动关闭一部分照明。

　　体育馆、剧院、候机厅、门诊大厅等较大公共场所的照明，则宜采用集中控制，以便由值班人员（工作人员）管理，而且宜采用分组开关方式或调光方式控制，从而有效实现节能。

　　宾馆、酒店、招待所等的客房电源则应设置节能控制型总开关（除冰箱电源、电脑电源外），以保证旅客离开客房后能自动切断电源；

　　电教室、会议厅、多功能厅、报告厅等场所的照明，则宜让灯具随讲台的距离远近分组控制，以便在使用投影仪等设备时，方便关闭部分灯光，既方便使用有节能；

　　地下车库等一些特定的大面积场所，如果照明配电箱没条件放在车库入口时，则推荐在入口处设一照明控制箱，其控制回路引至车库配电箱各回路的接触器，从而方便对车库照明开关的控制，从而有利于节能。

　　在照明设计时还应注意的一点就是，当照明场所装设有两列或多列灯具时，所控灯列宜与侧窗平行，而且回路每列分开控制，以便于利用天然光，白天可以关掉靠窗的一排灯，从而实现节能；对于一些高档次建筑和智能建筑，经济条件许可时，大部分照明场所还可采用调光、调压或其他自控措施，如采用I—BUS系统控制，以节约电能。

　　4、电气配电线路设计环节中的节能措施

　　在电气耗能中，配电线路的耗能不可小觑，我们知道，配电线路电能的损耗取决于线路的阻抗和电流，与阻抗成正比、与电流的平方成正比； 而线路的阻抗与导体的导电率、导体的长度、导体的截面积有关。因此，我们在电气配电线路中要紧紧抓住影响电气线路耗能的以上几个因素优化设计，从而达到节能的目的。

　　4.1配电线路设计中尽量多采用高导电率的导体

　　在经济条件允许情况下，配电线路推荐选用高导电率的导体，即相比铝芯电缆（电线）而言，宜采用铜芯电缆（电线）。

　　4.2配电线路设计中尽量减少配电线路的长度

　　在设计中尽量走直线，可减少供电线路长度，提高功率因数，不仅减低线路损耗，而且还可以减少线路压降， 提高供电质量；各层配电间、层配电箱也应尽量设置在负荷中心，减少线路的长度。

　　4.3电线、电缆界面选择宜按经济电流选择

　　按经济电流选择电线、电缆截面的方法是经济选型，尽管我们在配电设计中这种方法用的较少，但这种方法却可以尽量减少配电线路中的电能损耗，从而实现节能，而且减少电缆电能损耗随之也带来一些技术上的好处：如随着电缆电压损失的减小，改善了电网的电压质量；随着电缆发热的减少，延长了电缆的使用寿命等。

　　5、建筑电气设计中的其余节能措施

　　在建筑电气设计中，除了在以上三个大环节可以有效实现节能外，我们在建筑电气节能方面还应注意以下几个点：

　　5.1空调用电的节能

　　民用建筑中，空调用电（特别是在夏、冬两季）占用电负荷的很大部分，因此在电气设计中空调系统的节能显得尤为重要。

　　而空调系统分为中央空调系统、分体式空调系统，一般来讲，如果建筑采用的是中央空调系统，我们可采用楼宇自控BA 系统进行管理和控制，以达到节能目的；如果是分体式空调，因为用户一般采用遥控器控制开或关，而调查显示各种家电产品的平均待机能耗高达15瓦到30瓦之间，因此我们应针对上述空调所用电源插座，在方便操作的位置宜设计一个专用开关用于控制其用电插座回路，减少其待机损耗从而达到节能的目的。这种方式也可应用于住宅电气设计中对冰箱、DVD机、电视等用电设备插座回路的控制。

　　5.2改进风机、水泵等设备的调速方式的节能

　　在各类公共建筑中，风机、泵类设备应用范围非常广泛，但据有关资料，其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失费用占到维护成本的7%以上，是笔不小的费用开支，所以对这类设备的节能降耗显得很有必要，除了从产品设计来提高这类设备的效率外，还有一个方式就是改进其调速方式从而实现节能，在设计中常采用的是变频调速、调压调速、电磁调速、变极对数调速、串级调速（或转子串电阻）、无换向器电动机调速等等。

　　6、结束语

　　民用建筑电气设计节能是建筑节能的一个重要组成部分，只要我们在设计中不断学习，精心设计，就能对昂贵的二次能源——电能进行有效的节约，从而为我国的节能事业做出自己的一份微薄的贡献。