試論節能技術在建筑電氣設計中的應用

岳斌

（湖北工業大學湖北武漢430000）

試論節能技術在建筑電氣設計中的應用

岳斌

（湖北工業大學湖北武漢430000）

在城市發展的過程中，建筑工程建設所消耗的建筑能源日益增加，甚至在一定程度上給能源消耗增加了負擔。節能設計是建筑電氣設計環節的關鍵，本文重點探討了建筑電氣設計的節能措施，從而為實施過程提供了有力保障。

節能技術；建筑電氣設計；供配電

1 引言

電氣設計不僅是工程設計中不可或缺的一環，還是保證電力系統正常運行的重要步驟，它直接關系著建筑行業的生存與發展。為節約能源，穩定企業的發展，建筑行業采取了一些節能措施，并將其應用到建筑電氣設計當中來減少能源消耗，以起到節能的目的。

2 概述

2.1 建筑電氣節能的意義

隨著近年來經濟的快速發展，能源的消耗日俱增，造成能源的日益枯竭。而在建筑業的建設中，電梯、照明、空調、給排水裝置等諸多設備都會消耗大量能源。我國當前在建筑工程的節能技術方面，仍然有所欠缺。所以，建筑電氣節能的研究至關重要，成為了當前工程建設中，急需解決的問題。而通過節能化、智能化技術的實施，能夠在工程的設計、施工管理和后期運行維護環節中，以有效降低建筑工程成本，利于對自然資源的保護，提高實際利用率。

2.2 建筑電氣節能要求

（1）在對建筑電氣進行節能設計的同時，要將建筑居民的適用以及方便納入考慮，建筑的本身是要服務于人的，所以應該在居民滿意的前提下盡量的對其進行節能方面的設計。這里最重要的就是不能因為對節能過于看重而忽視了人們對于建筑的適用要求。

（2）對于建筑電氣節能設計方面還要有一部分的初期啟動資金，這種做法可以對能源進行一定的回收，但對于這一過程我們也要全面的進行考慮，不能因一味的要求節能而將大部分資金投入其中。

（3）當人員對建筑電氣方面進行節能規劃的時候，也要對全局進行考量，這樣就能在保證建筑電氣的節能環保以及整體布局上都獲得人們想要達到的效果。

2.3 建筑電氣設計節能技術原則

2.3.1 功能性原則

對于一項建筑工程來說，首先要滿足的就是建筑本身功能，例如：用電安全，舒適性等。建筑工程的施工首先需要滿足照明要求，從而保證所涉及的數據能夠滿足建筑使用標準；對于建筑內部空間溫度、風量等，均要求具備相應舒適度；建筑內部的樓梯、走道路線設計，必須保證其實用性。

2.3.2 經濟性原則

設計建筑電氣節能裝置時，應當符合企業自身發展目標，避免因為忽視工程成本預算，給建筑企業增添壓力。而在電氣設計的過程中，設計人員則應當全面考慮，以不超出工程成本預算作為前提，選擇節能材料，在保障質量的同時提高施工效率，減少后期的維修費用。

2.3.3 降低損耗原則

建筑設計中，應當詳細了解建筑施工的各個環節，以便于準確找到各電氣設備的位置，進而詳細了解其功用，然后將這些電器設備中過多以及重復性的環節進行刪減，達到降低能源損耗的目的。

3 建筑電氣設計中的節能技術措施

3.1 變壓器節能

變壓器需要根據其規格、型號等參數，結合建筑實際需要進行選擇，從而在保證投資成本的同時，滿足實際需求。為滿足不同季節的建筑用電負荷，可在運行側運用并聯的方式，在配電側運用環形網絡。而變壓器負載率的高低應當依據實際需求進行選擇，確保節能效果，避免資源投入的浪費。

3.2 電動機節能

建筑用電動機是由風機、水泵組成的，其主要功能在于為建筑提供通風、供水等動力能源。而依據建筑的實際用途，設備能耗也存在差異。以高層建筑為例，水泵的耗電量高達筑總耗電量的30%以上。

例如：在設計電動機的節能時采用軟起動器，其接線如圖1所示，它根據具體起動時間對導通角進行逐步調控，繼而控制電壓的實際變化，由于可對電壓進行持續調節，所以能保證起動的平穩性，從起到開始到結束，都能以全壓的狀態彎沉運行。

圖1 軟啟動器接線圖

3.3 照明系統節能

照明系統的使用是建筑建設過程中最為頻繁的，直接關系到基本功能的發揮。照明系統的節能應當重視以下兩點：①要求應當充分合理地運用自然采光，實現人造照明的有機結合，達到節約電能的效果；②根據場所不同，照明要求也不同，必須嚴格控制好單位面積以內的燈具安裝功率。

3.4 暖通空調系統節能

在現代設計控制建筑工程中，暖通空調能源消耗占據重要地位。暖通空調的設計過程中，設計師應當加強與弱電工程師之間的交流，從而通過優化空調接口，實現電氣的節能。此外，在空調的接口處，還需要導入弱電傳感器，以便進行暖通空調風速、溫度的檢測，根據所獲得的數據，借助智能化接口進行實施監控，以節省電能。

3.5 電氣線路節能

電氣線路施工過程中，電能傳輸可能會產生部分的消耗，從而產生相應的能耗，而具體的能耗程度，關系到電氣線路的規劃建設。能耗影響因素是眾多的，主要包括：線路長度、負載。所以，電氣線路施工中需要重視電纜和電線的合理選擇，從而降低線路電阻。不僅可提高系統功率，還可有效減少傳輸的能耗，從而實現線路節能的目的。

4 建筑電氣設計中的節能實例分析

某辦公樓，總建筑面積8200m2，地下2建筑層，地上8建筑層。項目計算負荷800kW，其中一級負荷容量220kW，二、三級負荷容量580kW。

4.1 供配電設計

4.1.1 供電電壓確定

在相同的輸送容量下，隨著電壓的不斷升高，實際損耗越小。在設計工作中，支持高壓配電的需要優先使用高壓，若負荷較大，最需使用的低壓降低損耗。

4.1.2 供電線路選擇

在對線路進行設計時，需要遵循“降低線路損耗”的基本原則，由于電流在流經線路時，會損耗一部分功率，若線路電阻保持不變，則隨線路的不斷延長，其損耗將越老越大。基于此，在設計中應優先選取小電阻率導線，如當前常用的銅芯導線。此外，線路敷設應盡可能的平直，減少繞彎。

4.2 變壓器設計

針對變壓器設計，需要結合變壓器對應的工序損耗計算公式：

△P0=P0+Pkβ2

其中：△P0代表變壓器空載損耗；Pk代表變壓器有載損耗；β2代表變壓器負載率；P0代表鐵損，主要由鐵芯制造工藝與硅鋼片基本性能決定。

為實現節能目標，在選取變壓器時，需要優先選擇干式、油浸式變壓器。此外，為有效降低損耗，如果變壓器的數量較多，或容量很大，需要在負荷分配合理的基礎上，盡可能的縮減變壓器數量，選用大容量變壓器替換小容量變壓器。

4.3 線路設計

對于線路設計而言，由于電線自身有一定電阻，所以當電流通過時，會產生功率損耗，線路損耗計算公式為：

△P=3I準2R×10-3

其中：準代表相電流；R表示電阻值；I表示電流值；△P表示線路損耗。

建筑工程中，輸電線路很長，甚至可以達到萬米以上，所以會產生很大的線路損耗，必須對此引起足夠的重視，當電流固定時，只能采取減小電阻的方法來降低損耗。因此，應優先選擇小電導率導線，如銅芯導線等。此外，為降低銅材使用量，在負荷相對較大的建筑中可使用銅導線，而在負荷相對較小的建筑中，可使用鋁芯導線，并在此前提下盡量縮短線路長度，進而降低線路實際損耗。

4.4 暖通空調的節能設計

在暖通空調節設計中，在空調接口處導入了弱電傳感器，并將接口設計為獨立的通信控制口，嚴格按照當地的季節特征，對暖風空調進行實時調節，針對其變風量和變流量系統進行優化設計，控制暖通空調風量，同時針對機電設備采取了汽艇措施，達到節約能源的目的。

4.5 照明系統的節能設計

在建筑工程中照明系統會消耗大量的電能并且涉及面較廣，因此可以對照明系統中進行節能設計，主要從以下幾方面考慮：

（1）充分利用自然光。對于建筑照明設計，首先應充分利用自然光，同時和室內的照明進行緊密結合。比如，建筑的室外景觀燈需要使用太陽能燈具，對于具有照度調節功能的燈具，需要合理采用分片分區的控制方法來降低能耗。

（2）采用高效節能燈。在設計建筑的照明用燈光時，為了滿足眩光、配光方面的需求，采用了具有較高效率的燈具。其中，以熒光燈的效率作為標準：建筑開敞式大于或等于75%；建筑透明保護罩大于或等于65%；建筑磨砂類的保護罩大于或等于55%；格柵大于或等于60%，因此，燈具的選擇要根據建筑場所的不同采用合理的燈具。

5 結語

綜上所述，建筑電氣設計過程中，為了能夠全面落實環保節能理念，需要在設計過程中進行認真、細致的分析，遵循經濟性、合理性與舒適性的基本原則，保證環保節能設計發揮出應有的作用和效果，為建筑業可持續發展奠定良好基礎。

[1]閆龍.針對建筑電氣照明節能的探究[J].黑龍江科技信息，2014（26）：207.

[2]許青青.智能化建筑電氣的節能優化設計[J].山西建筑，2014，40（11）：223～225.

[3]劉偉華.論現代建筑電氣設計節能的若干因素[J].建筑工程技術與設計，2015（28）：74～75.

TU113.6

A

1004-7344（2016）30-0303-02

2016-10-12

岳斌（1985-），男，工程師，本科，主要從事電力營銷工作。