建筑电气节能设计应用要点剖析

建筑电气节能设计应用要点剖析

王莉

广西蓝天科技股份有限公司541001

摘要：近年来，随着我国经济发展，建筑行业得到了飞速发展，随之带来的能耗也越来越高。而建筑电气能耗在建筑能耗中占有相当大的比例，做好电气节能设计，保证节能措施贯穿于整个建筑电气设计过程的始终，着力提升能源的利用率，对电气设备进行优化配置，合理确定供电电压等级，采用新材料、新技术。本文在此从电气节能设计过程中的几个注意问题出发，从几个不同的角度对如何做好建筑电气节能设计做了详细的研究。

关键词：建筑电气；节能技术；能耗

前言

建筑电气设计的任务是根据人们生产与生活的需求，设计出同时具有质量好、安全性、方便性、经济性、可靠性的等优点的建筑供配电系统。应从安全性、可靠性、经济性及节能等方面进行综合考虑，选择合理的设计方案，有效降低电能损耗。

一、建筑电气节能设计的原则及注意问题

建筑电气节能设计中，要以实用、经济、合理、先进为主要的原则，重点考虑工程投资的有效利用，并且合理的应用节能设计，避免由于节能设计造成整体建筑设计均衡，增加整体投资成本。建筑电气节能设计上，要避免能量的浪费，选用先进的科学设备，并且针对相关设备的性能、原理、效果进行有效的分析，进行深入的经济与技术比对，避免节能设计的形式化与表面化。

在照明节能方面，如何选择合适的节能灯具；如何采用高效率因数的启动设备，缺少使用新型光源的意识；在动力节能方面，如何选用合适的电动机来提高工作效率；在电源节能方面，供配电系统节能与变压器节能的技术措施缺乏一定的科学性。

二、做好建筑电气节能设计的几个要点

1、供配电系统节能设计

（1）供配电过程中节能

实际应用中，供电系统操作要简单，性能要可靠，尽量合理设计和选择供配电系统。在离用电中心近的地方设计变配电所设，就可以降低在电能传输过程中线路上的损耗；变压器的台数及每台的容量应根据现实的需要进行合理地配置与选择，有利于在不同的用电季节灵活的投切变压器，降低降低轻载引起的电能损耗。

（2）变压器节能设计

合理选择变压器容量和台数，选择容量与电力负荷相适应的变压器，对负荷进行合理分配，使其工作在高效区内。对车间停产后仍不能停电的负荷，宜设置专用变压器，选用节能型变压器，更换或改造高能耗变压器。加强运行管理，实行变压器经济运行。在负荷变化情况下，及时投入或切除部分变压器，防止变压器轻载和空载运行。

（3）降低线路的功能损耗

当电网输送电能时。在电网中就产生有功损耗，单一线路的纯电阻负载有功损耗计算公式为：△P=I2×R，式中，△P―损失功率，I―导线电流，R―导线电阻。线路上的电流是不能改变的，因此，要想减少线路的功能损耗，只有想办法减少导线的电阻。电阻计算公式为：R=p×L/S，式中，P为电导率，L为导线长度，S为导线截面积。从上述公式中，我们不难得出，要在建筑电气设计中，减少线路的功能损耗要做到以下几点：首先，选择电导率小的导线．铜线是比较好的选择。其次，在设计中，尽量减少导线的长度，尽可能使用直线，尽量少用或者不用回头线，因此要尽可能把配电箱设置在负荷中心。合理选用导线截面，减少功能损耗。供电线路不宜过长，不宜超过250米。

（4）尽可能使三相负荷平衡，提高用电设备的功率因素

选择合适的地点及容量进行无功补偿；采用抑制和消除谐波的措施等。尽量提高设备的自然功率因数，以减少对无功的要求。采用功率因数较高的同步电动机；荧光灯采用高次谐波系数低15?的电子镇流器；采用电感镇流器的气体放电灯，单灯安装电容器等，都可以使自然功率因数提高到0.85～0.95。减少系统高、低压线路传输的超前无功功率。

2、动力设备系统的节能设计

（1）采用高效率节能型电动机

采取各种切实可行的措施，减少电动机的各部分损耗（主要为负载损耗及空载损耗）、提高电动机的效率和功率因数。采用高效率电机（Y，Y2系列）减少的耗电量与普通标准电动机相比，其总损耗减少20％—30％，效率可提高3％—6％。

（2）轻载电动机采取降压运行

对经常处于轻负荷运行的电动机，应采用三角-星切换装置。当负荷系数低于013时，将三角形接法的电动机改为星形接法，可以达到良好的节电效果。对于经常轻载（负载率小于014）的生产机械，也可采用具有启动功能的轻载节电器，以达到“轻载降压运行节点”的目的。

（3）采用变频器调速装置

采用变频器调速装置也是节约电能的措施之一，这种装置在电机负载下降时自动调节转速，从而与负荷的变化相适应，提高了电机在轻载时的效率，达到节能目的。这种技术普遍应用于水泵、货梯，能收到比较好的节能效果。

3、照明节能设计

（1）选用高效光源

照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等。照度标准不可随意更改，这就需要有效地控制单位面积灯具安装功率。光源的效率与电力消耗最为密切，，在满足照明质量的前提下，一般场所应优先采用高效发光的荧光灯及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及体育场馆的室外照明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。

（2）采用合理的控制方式

灯具的控制方式可分为手动控制与自动控制两种：对于手动控制，一是可适当增加照明开关点，以达到分区控制灯光的目的；二是可采用各种类型的节电开关，如调光开关、定时开关、节电控制器等，都有显著的节能效果。而自动控制，则包括红外遥控开关、光电照明控制、中央控制系统及智能照明控制系统等方式，可结合具体的工程实际，选用以节约用电。

（3）提高光源的利用效率

首先要改善环境的反射条件，即建筑物内的墙壁、屋顶、地面以及家具的表面尽量光滑、色彩尽量选用浅色。当然考虑到健康因素。屋顶和墙面的光反射系数宜在55％-60％之间，地面宜为15％一35％。其次用高效光源，首选发光率高的光源，如T5系列直管荧光灯、节能灯、金属卤化物灯、电磁感应灯等，配电子整流器或节能电感整流器。这些光源节能效果及光效都非常显著，因此能够在照明系统的设计环节达到节能的目的。

4、暖通空调系统设计

应当先从系统的接口处进行设计做到电气节能。系统接口处的设计主要包括参数的检测、正确选择传感器；合理计算出风阀门、水阀门以及蒸汽阀门管径；选择合适的电动调节阀流量；以及对独立运行控制系统的通信口进行设计等。其节能设计方案应当把节约能源与提高控制水平等同对待。具体可考虑下列措施：⑴对机电设备实施启停方案；⑵对变风量以及变流量系统进行最优的控制；⑶对水泵进行分季节的控制；⑷对低温送风系统的优化设计控制等。

5、充分利用太阳能光伏发电系统

太阳能光伏发电系统是由太阳能电池板、控制器以及蓄电池和逆变器组合而成的。太阳能光伏发电系统的应用主要在建筑物的部分用电设备上、环境照明（庭院灯和草坪灯等）以及道路的照明和体育场照明等。在系统的节能设计上，应当考虑下列几个主要因素：⑴用电负荷的性质以及用电的大小和每天所需的工作时间；⑵系统输出时电压的等级设计；⑶阴雨天气时，保证系统能够连续保持工作状态的设计；⑷建筑物所处位置的日照时间以及太阳能辐射量等。

三、结语

综上，电气节能的设计无论是在供配电系统还是在用电设备和材料的选择上，都有着很大的节能潜力。设计过程中考虑选择高效率的节能设备选择合理的供配电方案，采用先进技术，选用高效设备，实施电网的经济运行技术，真正的降低能源消耗，为我国社会的可持续发展提供有力的保障。

参考文献

[1]《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）（中华人民共和国建设部发布2008年）

[2]吴磅.浅谈建筑电气节能的几点措施[J].智能建筑电气技术，2007（3）：13-15.