民用建筑電氣設計的節能措施運用

佟德軍 胡曦

針對民用綠色建筑電氣設計，在明確設計原則的基礎上，對民用綠色建筑電氣設計中的供配電系統、電氣照明和設備設計的節能措施進行深入分析，以此為建筑電氣設計節能水平的提高提供參考。

電氣系統是建筑主要耗能部分，若能在電氣設計過程中采取合理可行的節能措施，則能有效降低能耗消耗，減少損失，提高能源、資源實際利用率，這在綠色建筑快速發展的大背景下，有十分重要的現實意義，應引起相關技術人員的高度重視。

一、民用綠色建筑電氣設計原則

在進行民用綠色建筑電氣設計時，應嚴格遵循以下基本原則：

1.在確保建筑使用功能完善的基礎上，盡可能減少能源、資源的實際消耗，并提高能源、資源的利用率。

2. 對以下因素進行綜合考慮：供配電、電氣照明、設備節能，同時在條件允許的情況下考慮新能源引入與可再生能源利用。

3.選擇正確的負荷計算參數，優先考慮具有節能功能的設備，避免設備或線路產生較大損耗，提高供配電系統運行功率因數，對諧波電流進行有效抑制。

只有嚴格遵循以上原則，才能在經濟合理、技術可行的前提下實現節能。

二、民用綠色建筑電氣設計節能措施及運用

1.供配電系統

在民用建筑中，對其供配電系統設計中的節能措施及運用做如下分析。

（1）三相配電變壓器滿足現行國家標準《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》GB20052的節能評價值要求。

（2）以建筑總體規范為依據，設計在負荷中心進行變配電房布置，這樣能縮短低壓側線纜實際長度，起到降低線損的作用。對低壓系統而言，其供電半徑應盡量控制在200m以內。

（3）三相單相負荷應在保證均衡的同時分配于三相，以確保三相負荷的平衡性，相負荷應控制在三相負荷平均值85%～115%范圍內。如果供配電系統為三相不平衡，則應根據系統實際情況配置無功補償裝置。

（4）本建筑設計在低壓側集中配置無功補償，安裝自動投切裝置，使功率因數不小于0.9。如果用電設備的容量相對較大，需要長期運行，但功率因數不滿足要求，則應通過與電容器的并聯實現就地補償。對于非線性負荷，因其諧波電流相對嚴重，所以無功補償必須充分考慮諧波帶來的影響，采用有效的諧波抑制方法，如設置有源濾波裝置等。

2.電氣照明

（1）光源選擇

①光源首先要符合啟動時間及顯色性等方面的要求，同時綜合考慮各項影響因素，通過技術經濟對比確定合適的光源。

②綠色建筑電氣照明設計應滿足以下要求：a光源高度相對較低的房間，應以細管直管形三基色熒光燈為主；b有商業用途的房間，可選擇細管直管形三基色熒光燈或陶瓷金屬鹵化物等，要注意光源功率不宜過大，重點區域照明建議選擇發光二極管燈；c光源高度相對較高的房間，需根據具體使用要求，選擇頻率和功率均較大的細管直管形三基色熒光燈、金屬鹵化物燈或高壓鈉燈；d一般不允許選用傳統光源，即普通白熾燈，但除有特殊要求的場所以外。

（2）燈具與附屬裝置選擇

在符合眩光限制要求及配光標準的基礎上，以效能較高的為首選。幾種常用光源的燈具效率應滿足以下要求：

①直管形熒光燈，當為開敞式時，燈具效率不能低于75%；采用透明保護罩時，燈具效率不能低于70%，采用棱鏡保護罩時，燈具效率不能低于55%；格柵式燈具效率不能低于65%；

②緊湊型熒光燈，當為開敞式時，燈具效率不能低于55%；采用保護罩時，燈具效率不能低于50%；格柵式燈具效率不能低于45%；

③金屬鹵化物燈：當為開敞式時，燈具效率不能低于60%；采用保護罩時，燈具效率不能低于55%；格柵式燈具效率不能低于50%；

④發光二極管燈（筒式）：a色溫為2700K時，格柵式燈具效能不能低于55lm/W，采用保護罩時，燈具效能不能低于60lm/W；b色溫為3000K時，格柵式燈具效能不能低于60lm/W，采用保護罩時，燈具效能不能低于65lm/W；c色溫為4000K時，格柵式燈具效能不能低于65lm/W，采用保護罩時，燈具效能不能低于70lm/W；

鎮流器是主要附屬裝置，應按照以下要求選擇：優先考慮具有節能功能的電感鎮流器；如果房間對頻閃效應提出特殊要求，則應配置高頻鎮流器；對于所選鎮流器，其電磁與諧波都應滿足現行標準的要求；當電壓偏差相對較大時，應選擇恒功率鎮流器；對于功率相對較小的，應選擇電子鎮流器。對氣體放電燈而言，其觸發器和光源設置距離必須滿足實際使用需求。

（3）照明功率密度

對于功能房間的照明布置，在滿足現行國家規范《建筑照明設計標準》規定的照度要求前提下，應盡量達到功率密度的目標值要求。

（4）照明控制

對于民用建筑中走廊、樓梯間、門廳、大堂、大空間、地下停車場等場所的照明系統采取分區控制等節能控制措施。

3.建筑設備

（1）空調系統設備

①選擇與建筑類型和使用功能相匹配的空調控制模式，同時還要和物業管理系統良好結合，以功能為依據進行分區，實現分時控制。

②對于人員密集的房間，根據需求設置空氣質量實時監測控制系統。借助這一系統，對二氧化碳氣體實際濃度進行動態采集和分析，根據數據控制通風系統。

③通風系統設備應滿足現行技術規范，且具有良好的節能性能。

（2）給排水系統設備

①實時監測給水系統、排水系統和中央等的水箱實際水位與壓力大小。

②以水位和壓力等參數為依據，對水泵啟動與停止進行自動控制，優化主泵及副泵的啟停順序。

③當系統發生故障，超時間運行和水位低于標準時，自動報警，以免對正常用水造成影響。

（3）電動機設備

①在達到工藝標準且運行保持可靠的基礎上，采用變頻器進行電動機調速控制。實踐表明，通過對變頻器的使用，能發揮良好的節電效果。

②對異步電動機而言，應以就地補償無功功率的模式為主，這樣能有效提高設備功率因數，從根本上減少線損。

③優先考慮具有節能效果的電梯及其配套設備，同時采用合理的智能群控措施，以進一步提高節能效能。

4.太陽能在民用建筑中的應用

太陽能是一種綠色的可再生能源，全國每個地方的年太陽輻射總量是931到2333kwh/m2，中值是 1632kwh/m2，每年全國有三分之二的地區日照時間不少于2000小時，我們國家的太陽能的資源非常豐富，因此設計中應根據當地的氣候和自然條件，合理的利用太陽能以達到節約資源，推進可持續發展的目的。

三、結語

綜上所述，民用綠色建筑電氣設計過程中，必須重視并做好節能，在了解建筑類型、功能和環境的基礎上，結合現有條件，在供配電、電氣照明和設備等方面采取合理可行的節能措施，合理利用可再生能源，以提高建筑電氣整體節能水平，實現預期的節能設計目標。