試論民用建筑中電氣節能設計

摘要：文章從供配電系統、照明系統、空調系統等方面討論了民用建筑中電氣節能設計要點，以供參考。

關鍵詞：民用建筑；電氣；節能設計

隨著人口的增加，工業的發展，人民生活水平的提高，對能源的消耗也急劇增加，我國作為一個能源消費大國，能源危機迫在眉睫，節能減排成為當前經濟活動中的頭等大事已提到議事日程。目前，我國建筑能耗約占全社會總能耗的27%左右，而節約二次能源——電能，如何降低損耗、高效利用，如何將節能技術合理應用到工程項目當中，已成為建筑電氣設計的焦點。筆者將結合自己多年的實踐經驗，對民用建筑中電氣節能設計進行探討。

一、供配電系統的節能設計

供配電系統的節能設計主要目的在于減少變壓器以及線路上的電能損耗。對于變壓器來說，減少變壓器上的電能損耗，首先是要選擇空載損耗低、節能型的變壓器，可以選用S9，SL9，SC8型油浸變壓器或干式變壓器，這些變壓器采用優質冷軋取向硅鋼片，鋼片的磁疇方向一致加上45°全斜接縫結構，能夠有效減少鐵芯的渦流損耗以及漏磁損耗。其次是選用繞組阻值小的變壓器，繞組阻值大，則電流損耗也大，在這方面要盡可能選用銅芯變壓器，因為金屬銅的電阻小，這樣當電流通過時，電流損耗也就比較小。

對于線路來說，減少線路上的功耗主要是降低線路的電阻。導線電阻=電阻率×導線長度/導線截面積。根據這種關系，減少線路的損耗首先要選擇電阻率小的導線，電阻率越小，其導電性能越高，電能就越少通過轉化為熱能而損耗，在這方面，銅芯是首選。其次要減少導線的長度，為此要合理選擇線路路徑，使得線路盡可能以直線為主，同時要合理確定電氣功能用房的位置，變壓器盡可能接近負荷中心的位置，以盡可能減少供電半徑，當建筑物單層面積達10000m2，至少要設2個配電中心，以減少供電半徑。再次，對于比較長的供電線路，可以選擇加大一級導線截面的方式以減少電阻，從而降低線路上的電能損耗。

二、照明系統的節能設計

（一）選用合適的照明方式

確定合理的照明指標（如照度、照度均勻度等），嚴格控制照明負荷功率密度（LPD）值。

（1）照明設計時的照明方式選擇。

a當照明場所要求高照度時，應選混合照明的方式。b當工作位置密集時，可采用單獨的一般照明方式。但照度不宜太高，一般最高不宜大于500lx。c當工作位置的密集程度不同或者為某一區域時，可采用分區一般照明的方式。要求高的工作區可采用較高的照度，非工作區可采用較低的照度，但兩者的照度比不宜大于3。

（2）確定合理的照明指標

a照明的節能應能提高整個照明系統的效率，而不應在損失主要照明質量的情況下片面地強調節能。b照明設計時，應從照度標準、照明均勻度、統一眩光值、光色、照明功率密度（LPD）值、能效指標等來客觀、綜合地評價。c在民用建筑中實施的照度標準值，可以根據照明要求的檔次高低來選擇。檔次要求高的允許提高一級，檔次要求低的允許降低一級，以有利于照明的節能。d建筑照度標準值應從節能角度考慮，按實際需求來選擇照度標準值的高低，不宜追求或攀比高照度水平。e民用建筑（含居住建筑、公共建筑）的照度標準、照明均勻度、統一眩光值、光色、照明功率密度（LPD）值等應符合《建筑照明設計標準》所對應的相關標準值要求。

（3）合理選擇照明燈具

燈具的主要功能是合理分配光源輻射的光通量，滿足環境和作業的配光要求，并且不產生眩目現象和嚴重的光幕反射。選擇燈具時，除考慮環境光分布和限制眩光的要求外，還應考慮燈具的效率，選擇高光效燈具。在各類燈具中，熒光燈主要用于室內照明，汞燈和鈉燈用于室外照明，也可將二者裝在一起作混光照明。這樣光效高、耗電少、光色逼真、協調、視覺舒適。另外，在燈具設計上要采用合理的配光。如白熾燈的燈具在弧度上處理合理，照度不變的情況下可節電20%，熒光燈的燈具設計錯開重光部分，可提高光效80%。

（4）合理選擇照度和照明

在滿足標準照度的條件下，為節約電能，應恰當地選用一般照明、局部照明和混合照明三種方式

（5）照明控制

照明控制是照明節能中一個很重要的環節，合理的照明控制方法可以使照明節能效果達到極大化。室外照明：景觀照明及路燈照明盡量采用時控和光控，時控可以設置時間段關閉或開啟一定的燈具，例如，前半夜可以開啟大部分燈具，后半夜可以關閉一半或2/3的燈具（路燈設計時燈具宜間隔控制）。室內照明：a住宅及宿舍公共走道樓梯照明可以采用自熄控制，如聲光控，觸摸延時，人體紅外線控制；b商務辦公，會議等辦公大樓內各功能房可以采用i-bus、c—bus等來自動控制。i-bus或c—bus可根據人體探測器使各辦公室起到人在燈開，人走燈滅的效果，避免了很多辦公室無人關燈的浪費情況。

三、空調系統的節能設計

空調系統在建筑電氣總能耗當中約占30%～50%左右，因此，空調系統的節能設計對于建筑電氣的節能設計尤為重要。減少空調的能耗主要可以通過以下方式來得以實現：

（1）空調的冷熱負荷主要與建筑物的圍護結構，即墻體、窗戶以及門扇有關。圍護結構隔熱性能不佳，則冬季，會有大量的熱量通過它而流失增加房屋的供暖負擔，夏季室外的熱量不斷通過圍護結構傳入室內，增加房屋的制冷負擔。因此，設計時應當控制墻體的傳熱系數，采用合適的結構和材料降低墻體的傳熱性能。與此同時，人體感覺舒適的室內溫度13℃～23，宅氣相對濕度20%～80%，在滿足人體舒適的前提下，要合理確定室內沒計參數，以減少空調的冷熱負荷。

（2）合理選用空調的制冷機組。

在空調機組中，制冷制熱機組是主要的能耗設備。其能耗占整個空調系統的55%～65%，因此，選擇合適的制冷制熱機組對空調系統的節能來說就尤為重要。就目前的技術來說，可選擇如螺桿式、離心式冷水機組，這類機組的能效比比較高，最高可達到6.0。

（3）降低水系統的電能損耗

空調的冷凍水泵、冷卻水泵耗電量可占到空調總能耗的15%～20%。因此，也必須重視調水系統的節能。在實際的運行中，空調制冷和制熱機組主要處于部分負荷運行。因此，水系統節能的關鍵便是隨著負荷的變化而改變流塔，根據實際經驗，宜采用變頻調速變流量方法以減少水泵的運行能耗，最大限度節約電能損耗。另外，冷凍水溫度越高，冷卻水溫越低，制冷效率越高，根據這個原理，運行時可提高冷凍水的溫度，提高冷卻水的溫度，通過提高制冷效率達到節約電能的目的。

（4）降低風系統的電能損耗

空調風系統的合理設計，電可以節約空調的用電量，這首先需要從建筑設計的總體來考慮，即建筑物的布局及室內設計要盡量通風。設計的時候要充分考慮門窗、進風口以及建筑平面在新風引進中的作用并加以充分利用，以盡量減少空調新風系統的使用。而對于空調系統本身來說，可用溫度變風量的方式使送風量隨負荷的變化而變化以達到使用時節約電能的目的。

結束語

總之，建筑電氣節能設計直接關系到整個建筑物的施工以及項目的運行，同時貫穿于整個決策、設計、施工、入駐的進程環節中，可以說是建筑施工設計階段的重點項目。作為電氣設計人員，應在技術指標滿足功能需求的前提下，及時將節能技術和措施應用到建筑電氣照明設計中，精心考慮，反復斟酌，真正達到提高照明效率，節約能源，保護環境的日的。

參考文獻：

【1】魏耀強.建筑電氣設計中節能設計的重要性【J】.建材與裝飾：下旬，2011（7）.

【2】林勇.淺析建筑電氣節能設計的方法【J】.工會博覽：理論研究，2011（8）

【3】孫敦強.民用建筑設計中電氣節能研究【J】.黑龍江科技信息，2011（16）.