現代建筑電氣節能設計分析

汪雨

【摘要】節能降耗一直是基于科學發展觀的策略，堅持可持續發展，因此，電氣節能如今已是節能建筑的重點課題之一。電氣節能技術在建筑工程中的合理利用將大大降低建筑物的能耗?在積極倡導節能減排、發展低碳經濟的今天，如何把節能措施貫穿于整個電氣設計過程則顯得尤為重要。

【關鍵詞】電氣設計；節能措施；照明系統的節能

一、建筑電氣節能設計遵循的原則

1.節能需滿足建筑物的實際經濟效益。節能應考慮國情，不能因為追求節能而過高地消耗投資增加運行費用，電氣工程師在設計時應該通過比較分析，合理選用節能設備及材料， 使增加的節能方面的投資，能在較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收。

2.節能需減少無謂的能量消耗。設計時首先找出哪些方面的能量消耗是與發揮建筑物功能無關的，再考慮采取什么措施節能。如傳輸電能線路上的有功損耗，變壓器的功率損耗、電能傳輸線路上的有功損耗，都是無用的能量損耗；又如量大面廣的照明容量，宜采用先進的調光技術、控制技術使其能耗降低

3.節能需滿足環境保護的先進性原則。以提高能源利用率和綜合效益為主要途徑， 根據技術先進、安全適用、經濟合理、節約能源和保護環境的原則確定設計方案。通過正確的計算，合理選擇電氣設備及其控制方式， 盡量在不增加或少增加投資的前提下取得較顯著的節電效果。

二、建筑電氣節能設計的策略研究

1.減少變壓器的能量損耗。首先根據負荷情況，綜合考慮投資和設備運行費用，對負荷進行合理分配，選取容量與電力負荷相適應的變壓器，使其工作在高效區內。變壓器效率與變壓器負荷和損耗有關，也與負荷的功率因數有關，選用節能型變壓器，更換或改造高能耗的變壓器。據統計選用節能型變壓器與無勵磁調壓變壓器相比，1OkV系列其空載損耗和短路損耗分別降低41%和l3%。

同一變電站的變壓器盡量并聯運行，根據負荷的變化調整并聯運行的變壓器的臺數。在負荷變化的情況下，如投運變壓器臺數和數量不變，其負荷率和運行效率都將發生變化，使其超出經濟運行范圍，因此要及時投入或切除部分變壓器，以防止變壓器輕載和空載運行。對長期輕載（負荷率在3O%以下）的變壓器，必要時應按實際負荷更換小容量變壓器，以實現節能的目的。另外，還需考慮控制各類非線性用電設備所產生的高次諧波，降低高次諧波值，降低變壓器的運行環境溫度，平衡三相負荷，合理選擇變壓器的接線方式等因素。

2.減少線路上的能量損耗。據統計，線路的損耗約占輸入電能的4%左右，影響線路損耗的主要是供電方式和導線截面積。因此在滿足允許載流量、運行電壓損失等各種技術指標的前提下， 根據建筑的規模、用電負荷性質及容量， 使電氣位置合理的靠近用電負荷中心， 應按經濟電流密度合理選擇電纜及導線的截面，從降低電能損耗、減少投資等方面綜合進行選擇。具體措施有：①盡量選用電阻率P較小的導線，如銅芯線和鋁線。但又要貫徹節約用銅的原則，在負荷較大的一類、二類建筑中采用銅導線，在三類或負荷量較小的建筑中采用鋁芯導線。②盡可能減少導線長度， 在設計中線路應盡量走直線少走彎路，另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應盡可能地靠近負荷中心，以減少供電半徑。③增大導線截面積，對于較長的線路，在滿足載流量、熱穩定、保護配合及電壓降要求的前提下，在選定線截面時加大一級線截面。這樣增加的線路費用，由于節約能耗而減少了年運行費用，從而達到節能、經濟的目的。另外利用某些季節性負荷的線路，這些用戶不用時，可提供給常期用戶作供電線路使用，以減少線路和電阻。

3.提高供配電系統的功率因數。系統中的用電設備，如電動機、變壓器、線路、氣體放電燈中的整流器都具有電感，會產生滯后的無功，需要從系統中引入超前的無功相抵消， 這樣超前的無功功率就從系統經高、低壓線路傳輸到用電設備，在線路上就產生了有功損耗，具體措施如下：

①減少用電設備無功損耗， 提高用電設備的功率因數。在設計中盡可能采用功率因數高的用電設備，如同步電動機，電感性用電設備可選用有補償電容器的用電設備，如配有電容補償的熒光燈。②用靜電電容器進行無功補償，電容器可產生超前無功電流抵消用電設備的滯后無功電流，從而達到提高功率因數，同時又減少整體無功電流。

4. 照明系統的節能。照明節能是一項系統工程， 照明系統的節能設計一方面照度、 色溫、顯色指數要達標，另一方面又要達到節能的目的。由于電氣照明設備的耗電量與照明方式、用電使用時間、照明設備損耗、房間面積、照明器數量等因素成正比關系，與照明電氣的發光效率成反比關系。因此，照明系統的節能設計可從以下方面來綜合考慮：

①合理選擇高效節能電光源。照明光源應選擇發光效率高、顯色性好、使用壽命長、啟動可靠方便快捷、性能價格比高的高效光源。在滿足照明質量的前提下，一般場所應優先采用高效發光的熒光燈及緊湊型熒光燈，高大車間、廠房及體育場館的室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源；另外推廣使用低能耗性能優的光源用電附件，如電子鎮流器、節能型電感鎮流器、電子觸發器以及電子變壓器等；②減少設備使用時間。合理選擇照明電路控制方式通過光線感應可根據環境光自動控制燈光回路的開閉。當環境光變亮時，可自動關閉部分燈光，通過人體感應可自動控制燈光的開關。建筑物應盡量利用自然采光，采用透光性能較好的玻璃門窗。③合理選擇照明線路。照明系統可由單相二線、兩相三線、三相四線三種方式供電。三相四線式供電比其它供電方式線路損耗小得多。因此， 照明系統應盡可能采用三相四線制供電。

三、配電箱的布置

在配電箱設計中，除要標明配電箱每部電氣元件如斷路器、隔離開關等型號，還要明確配電箱本身的型式，所選的配電箱應適合用于住宅樓內，配電箱相對體積較大，內裝電氣元件，又有不少管線敷出，設計時對其位置的確定更要考慮周全。一方面要對照水專業圖，協調好配電箱的安裝位置，防止兩個專業都看中了同一面墻，配電箱與消火栓箱位置重疊。

在建筑電氣的設計中，通常是將兩戶 （普通多層住戶）的戶表箱置于樓梯間，而隨著每戶配電線的增加，必須造成樓梯間管線增多， 給施工帶來麻煩，因此我們可以考慮在戶表箱內放置電度表、燃氣和冷熱水的室外計量表，將每戶的分支回路開關置于戶內配電箱，戶內配電箱應裝于室內易操作的地方，這樣做首先是要以將集中于樓梯間的管線分散來布置，其次是可以使入戶的管線簡單，其余的管線則完全在室內布置，再次是為住戶的操作帶來方便。在設計中可以考慮在冷熱水表和燃氣對應位置的墻上留86型接線。然后在預埋線至室外戶表箱， 如果用戶需要安裝只要接上線就可以了。

四、結束語

建筑電氣節能是一個系統工程， 逐漸向著自動化、節能化、信息化和智能化方向發展。建筑電氣節能設計的措施還有很多， 如提高電網功率因數、 采用智能化系統、 采用新型節能機電產品等。電氣設計專業人員應高度重視節能設計理念，從安全性、可靠性、經濟性及節能性等方面進行綜合分析，全面掌握并運用有效的節能措施，拿出一套既符合各種技術指標又能夠滿足功能需求，行之有效而又切實可行的節能措施，從而真正實現“節電能、降電耗”的目的。

參考文獻：

[1]邱慧萍，仇洋，淺談建筑電氣設計的節能措施[J].經營建筑者，2011（02）.

[2]龔國棟.淺談建筑電氣設計的節能[J].浙江建筑.2007.24.