公共建筑電氣設計的節能措施探析

張宇浩

沈陽國際工程咨詢中心 遼寧 110014

摘要：經濟水平的不斷提升，社會的不斷進步，促使我國公共建筑事業取得了令人矚目的成績。在公共建筑設計中，建筑電氣設計是一項極為重要的工作內容。目前全球面臨著能源危機日趨緊張的局面，節能已經成為了全世界共同關注的重要課題。建筑電氣節能作為建筑節能的重要組成部分，其對于提升整體建筑的節能水平發揮著十分重要的作用。基于此，筆者結合工作實踐，就公共建筑電氣設計中的節能措施進行一定的探討。

關鍵詞：公共建筑；電氣設計；節能措施

公共建筑涵蓋范圍較廣包括商業建筑、辦公建筑、通信建筑、科教文衛建筑等，由于公共建筑的數量巨大，所以能源浪費現象也最嚴重，但同時也存在著較大的節能降耗空間。公共建筑節能不僅能夠大大地降低建筑能耗量，提高了能源的利用效率，還能夠提高人們的生活和工作水平。

一、公共建筑電氣設計過程中存在的問題

（一）配電系統設計中存在的問題

在進行公共建筑電氣設計的時候，需重點關注變配電房的選址問題。在實際設計過程中，部分設計人員將變電所設置偏離了負荷的中心，導致供電的半徑增大，進而引發線路的損耗相應增加。同時不合理的選擇變壓器的型號。例如選擇有功損耗較大的變壓器，并安排不合理的負荷，造成不必要的電能損耗。在配電系統方面，由于配置了不平衡的電能，不僅會增加線路和變壓器的電能損耗，同時還會導致零序電流的產生，嚴重威脅到用電設備的安全運行。此外，伴隨著公共建筑中不斷增多的電子設備和電器設備，3次及以上的奇次諧波越來越多，不僅增加了供電線路的附加損耗，還嚴重的污染了共用電網，影響到電氣設備的正常運轉。因此在電氣設計時需盡量減少或者消除奇次諧波。

（二）照明系統設計中存在的問題

公共建筑不可或缺的一項電氣設計就是照明設計，在照明設計中依然存在諸多問題。例如不重視照明節能設計。照明能耗在建筑能耗占據相當大的比重，據相關研究顯示，2012年我國的總用電量達到5.15萬億KW，照明用電占據總用電量的12%，也就是6180億KW，這顯然是一個相當龐大的數字。由此可見，照明節能已經刻不容緩。部門部分設計人員由于缺乏足夠的光源產品知識，未在圖紙上注明相關參數，導致建材市場上大量充斥著6000k以上的高色溫、低顯色指數和低光效的熒光燈。此外不同的場所對于燈具的防護等級、亮度限制級噪音限制等有著相應的規范，若在具體設計時不對這些因素加以考慮，不僅無法實現既定的照明目標，還會導致大量電能的浪費。

（三）公共建筑能耗計量、管理問題

伴隨著經濟水平的不斷提升，城市化進程的不斷推進，大型的民用建筑日漸增多，同時也帶來了日趨嚴峻的能源消耗，并凸顯出強烈的電能依賴性。目前在國家大力推行低碳節能減排的方針政策下，采取分項計量電能就顯得尤為必要。采用能耗的分項計量，通過搭建建筑能耗的分析平臺，通過數據的采集和分析，能夠為后期的電氣節能設計提供重要的參考依據。所以在電氣設計中，不能夠將不同用途的負荷混合同回路配電。

二、公共建筑電氣設計中的節能措施

在公共建筑中，電氣設計的節能與能源利用主要包括照明節能、能耗管理和節能電力設備的選用和低壓配電電源質量等幾個方面。

（一）照明節能要點及節能技術措施

1.節能要點

對于公共建筑中照明節能設計時需注意以下要點：第一，合理選擇光源和燈具。需依據公共建筑的照明目的來合理選用光源及燈具；第二，照度及年齡。在辨認文字的時候，年齡越大則需要越高的照度。照度的確定不僅要綜合考慮使用目的和用途，還應該綜合考慮到使用人的年齡狀況；第三，熒光燈的光通量和環境溫度的關系。通常將熒光燈的使用環境溫度設置為20℃，以便于獲取最高效率的使用效果；第四，照明設備的減光因素。如果不做好照明設備的維護工作，不僅影響到日常的工作及安全，還會導致電能的浪費。因此需重點分析設備的減光因素，一般有燈射出的光通量的減退，燈具變臟帶來的光通量減退，天棚和墻壁造成的減光等三個主要原因。基于減光因素分析的基礎上，做好相應的維護工作，確保照明設備的正常運行。

2.建筑照明節能技術措施

第一，選用高效長壽命的光源。照明節能的首要因素就是光源，而光源及節能又取決于發光的效率。高效的光源主要指的是氣體放電等。低壓氣體放電燈的主要代表為熒光燈，高壓氣體放電等的主要代表為高壓鈉燈及金屬鹵化物等；第二，選用高效節能的照明燈具。燈具的主要功能在于合理分配光源輻射的光通量，并滿足環境及作業的配光要求，同時不產生眩光及嚴重的光幕反射。因此在燈具選擇方面，不僅要考慮環境光分布及限制眩目，同時還應該考慮到燈具的效率；第三，選用高效節能的照明電器附件。鎮流器的選擇應符合照明標準的3.3.6條規定，即熒光燈應配用電子鎮流器或節能電感鎮流器；對頻閃效應有限制的場合，應采用高頻電子鎮流器；金屬鹵化物燈、高壓鈉燈應配用節能電感鎮流器，在電壓偏差較大的場所，宜配用恒功率鎮流器；功率較小者可配用電子鎮流器。從普遍節能角度出發，一般優先選擇電子鎮流器，其次為節能型電感鎮流器。

（二）能耗管理

公共建筑電氣節能設計中還需要做好能耗管理工作，也就是采取分項計量電能的技術措施。依據住房和城鄉建設部頒布的《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據采集技術導則》，將分類能耗數據采集的指標劃分為6項：即電量、水耗量、集中供熱耗熱量、集中供冷耗冷量、燃氣量（天然氣量或煤氣量）、其它能源應用量，如集中熱水供應量、煤、油、可再生能源等。同時將分類能耗中的電量劃分為四個分項，主要有照明插座用電、動力用電、空調用電及特殊用電等。在具體設計的時候，需分開計量照明插座的用電量、空調的用電量、電梯水泵的用電量、廚房餐廳的用電量及信息機房的用電量等。針對使用集中光伏發電的，可以集中計量電能后進行使用或者并網處理。

（三）節能電力設備的選用和低壓配電電源質量

第一，供配電系統的節能設計。依據負荷容量、供電距離、分布，用電設備特點等因素合理設計供配電系統，使系統使用可靠，操作方便；第二，變壓器的選擇。變壓器選用低能耗、低噪聲、過載能力強的節能型變壓器，以減少損耗、

提高電能質量；各個變壓器的設置應盡可能地減少空載運行，對于季節性負荷單獨設置變壓器；第三，減少線路損耗。由于配電線路有電阻，有電流通過時就會產生功率損耗。工程中盡量選用電阻率ρ較小的導線，如銅芯導線較佳，鋁線次之。此外，以導線長度最短為目標，在設計中線路應盡量走直線少走彎路。截面積變大，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，綜合考慮節能經濟時還是合算的；第四，提高供配電系統的功率因數。配電系統中設置電容器進行無功補償。補償后配電系統的功率因數達到0.9以上。總之，優化配電系統，降低線路損耗；合理安排三相上的負荷容量，基本做到三相平衡供電。

綜上所述，伴隨著社會經濟的不斷發展，我國的公共建筑事業得到了廣闊的發展前景。在公共建筑中，電氣設計具備極大的節能潛力。因此作為設計人員，需結合公共建筑的具體使用功能及特點，合理設計照明節能、強化能耗管理，并優化供配電系統，降低線路的損耗等，最大限度的實現電氣節能。只有這樣才能實現公共建筑電氣功能上的多樣性，才能讓公共建筑電氣更好地造福人類。

參考文獻：

[1]武若可.公共建筑工程設計中電氣節能技術的應用[J].機電信息，2013，12

[2]周雙.公共建筑空調系統的節能設計與優化管理[J].江西建材，2015，17

[3]張巧云.綠色建筑電氣設計若干思考[J].中外企業家，2015，06