有關建筑電氣設計中的節能問題分析與探討

【摘花】本文主要就建筑電氣設計的節能措施進行了深入探討。主要從電氣產品的選擇、變壓器的選擇、無功功率的合理補償、照明節能等方面的節能方法進行分析，希望對同行工作人員起到一定的借鑒作用。

【關鍵詞】建筑電氣設計；節能措施； 照明節能

一、前言

我國是能源短缺的國家，但能源浪費卻很嚴重。無論是供配電系統或用電設備，都存在著節能的巨大潛力。節能工作的重點是： 建立和健全節能管理機制，正確設計供配電系統，改革高耗能工藝，選用節能產品，更換改造低效設備，通過科學管理和合理組織生產，實現供配電及用電設備的經濟運行。

二、建筑電氣設計的節能措施分析研究

1、產品的選擇。工程設計中，在對電氣產品的設計進行選擇時，應采用國家認證機構確認的標準產品，并優先選擇高效、節能、環保的電氣產品和設備，絕不采用國家明令禁止的、淘汰的和高耗能產品。

2、變壓器的選擇。變壓器的損耗包括有功功率損耗和無功功率損耗兩部分。變壓器節能設計中主要考慮的是減少其有功損耗，提高運行的效率。變壓器的有功損耗包括空載損耗和負載損耗，變壓器的空載損耗又稱為鐵損，它是由鐵芯的渦流損耗和漏磁損耗組成，其值與鐵芯的材質等有關，而與負荷大小無關，是基本不變的； 而銅損與負荷電流平方成正比，負載電流為額定值時的銅損又稱短路損失。降低空載損耗和負載損耗的途徑有：1） 采用優質硅鋼片，改進鐵芯結構，降低空載損耗。2） 改進絕緣結構，適當減小電流密度，降低負載損耗。因此，在變壓器設計中應優先選用 S9-S11 或 SC9-SC11 等低損耗節能變壓器。近年來，非晶合金鐵芯變壓器由于其噪聲小、低損耗的特點在市場上得到了很好的使用，它的空載損耗只有傳統鋼材鐵芯變壓器的 1/10。

3、供配電系統的節能措施。具體節能措施為： 根據工程性質、規模、負荷容量、防火分區及業主要求等因素綜合考慮，合理選擇變電所、配電小間的位置，配電小間的設置一般以 800 m2～ 1 000 m2左右設一個為宜，末端配電箱的供電半徑宜為 30 m ～50 m，同時配電線路敷設時盡可能走直線，少走彎路，不走或少走回頭路，避免出現“支線沿著干線倒送電”的現象，以減少來回線路的電能損失。

4、無功功率的合理補償。無功補償時首先應減少用電設備的無功消耗，提高自然功率因數，具體措施：1） 正確選擇變壓器的容量和臺數，以便可以切除季節性負荷專用的變壓器。2） 熒光燈、氣體放電燈燈具功率因數小于 0. 9 時應做單燈電容補償。3） 減少供配電線路的感抗，采用正確的電線、電纜的敷設方式及采用同心結構的電纜等措施。4） 正確選擇電動機的容量。當采用提高自然功率因數的措施后，仍達不到供電部門及節能要求時，在變、配電室內集中進行電容補償，對容量較大、負荷平穩且經常使用的用電設備宜單獨就地補償。

5、照明節能。

1） 合理選擇和確定照度標準值。GB 50034-2004 建筑照明設計標準規定了各類場所的照度標準值，實際設計中執行的照度值可能提高或降低一級。在一般情況下設計照度值與照度標準值相比較，可有 ± 10% 的誤差，使照度標準值的選擇具有一定的靈活性。對于規范條文規定的房間或場所，在選定的相關參數條件下，須達到規定的照度值并確保LPD 值不超標，該比值的量綱是 Lm /W，表示投入的光通量相對于輸入功率的比值，可作為照明設計參考的能效指標，規范條文規定的照度標準值與對應的照明功率密度值之比作為能效指標下限。

2） 應用高光效照明光源。照明光源的節電指標是發光效率，它是指每瓦所產生流明數的大小，數值越大表示發光效率越高，越節省電能，熒光燈的發光效率比白熾燈高得多。使用直管熒光燈的場所，應選用細管徑（ 即 T8 或 T5 型） 、稀土三基色直管熒光燈，不應使用鹵磷酸鈣熒光粉制的熒光燈，這樣提高光效、顯色指數，而且使用壽命更長，節能效果好。在辦公、教室、商場和工業廠房一般功能性照明場所，使用直管熒光燈滿足照度均勻度要求條件下，應選用功率較大的燈具（ T8 不小于36 W，T5 不小于 28 W） ，可提高能效約 30% ～ 40% 。旅館客房、會議室應用直管熒光燈或緊湊型熒光燈，應盡量不用或少用白熾燈，緊湊型熒光燈具有光效較高、壽命長、顯色性較好，用它取代白熾燈可節約電能，其他場所應嚴格限制白熾燈的應用。積極推廣應用高光效、長壽命的金屬鹵化物燈和高壓鈉燈。商場營業廳、展覽廳、候機廳等中等高度（ 如燈具安裝高度 4 m ～6 m 左右） 的公共建筑顯色要求高的宜采用較小功率的陶瓷金鹵燈，其光效更高； 大件倉庫、鍛工車間、煉鐵車間顯色性要求不高的場所以及道路照明，應采用光效更高的高壓鈉燈； 高大的工業廠房采用金屬鹵化物燈。對設計選用的燈具（ 直管熒光燈、單端熒光燈、自鎮流熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等光源） 應選擇其光效符合“節能評價值”的產品，以滿足節能的要求。

3） 選用高效的燈具： 燈具發出的總光通量占燈具內光源發出的光通量的百分比為燈具的效率，它說明了燈具對光源光通的利用程度。影響燈具效率的主要因素有： 反射器和保護罩的材料。目前這些材料很多，一般地對反射器而言經鍍鋁處理的反射鏡其反射率達 80%以上，保護罩以透明玻璃的透過率為最高，其次為棱鏡塑料。因此，在燈具選型時，應優先選用高效的節能燈具，實現設計時階段的節能。

4） 照明控制： 光源的選擇可以達到照明節能，照明控制是關系運行中節能的重要因素。公共建筑和工業建筑的公共場所，宜采用集中控制，為了節能，宜按建筑使用條件和天然光狀況分區、分組控制； 體育館、影劇院、候機廳、報告廳等公共場所應采用集中控制，并按需要采取調光或降低照度的控制措施。每個照明開關所控燈數不宜太多。每個房間的燈開關數不宜小于 2 個。房間或場所裝設兩列或多列燈具時，所控燈列與側窗平行；生產場所按車間、工段或工序分組； 電化教室、會議廳、多功能廳等場所按靠近或遠離講臺分組。

5） 合理利用自然光節能降耗： 充分利用天然光，把照明和天然采光相結合。建筑物的照明設計應充分利用自然光節能降耗。在進行照明設計時，應盡量利用自然光，白天少開燈。室內墻壁以潔白干凈為準，可提高光的反射率，增加亮度。

6） 嚴格執行照明功率密度（ LPD） 限值： 照明設計中應按選用的光源、燈具及布置計算照度，在符合 GB 50034-2004 建筑照明設計標準規定的照度標準值后，再驗算實際的 LPD 值，以不超過標準規定的 LPD 限值為合格，低于 LPD 限值更為節能。不能用規定的 LPD 限值作為單位面積功率去計算照度。

三、結語

節能降耗是國家的基本國策，我們在設計時應大力推廣和實施國家的節能方針，精心考慮各種可行技術措施，合理配置各種電氣設備，并對其進行有效、科學的控制和管理，減少能源消耗，提高能源利用率，為國家節能方針貢獻一份自己的力量。

參考文獻

[1] JGT 16-2008，民用建筑電氣設計規范[S].

[2] GB 50034-2004，建筑照明設計標準[S].

[3] 中國航空工業規劃設計研究院. 工業與民用配電設計手冊[M]. 第 3 版. 北京： 中國電力出版社，2006.