建筑電氣設計節(jié)能措施探析

何 思 （安徽地平線建筑設計有限公司，安徽 合肥 230001）

建筑電氣節(jié)能設計是指在滿足建筑使用功能下，采用優(yōu)化的設計方式來減少電氣工程中的照明設備、變壓器、空調(diào)等的能源消耗，提高建筑用電的效率，降低電氣設備的運行成本。目前來說，隨著我國建筑能耗量不斷增大，實施建筑電氣節(jié)能顯得極其重要，這不僅是國家能源戰(zhàn)略的重要舉措，也是建筑行業(yè)的未來發(fā)展方向。因此，我們需要做好建筑電氣節(jié)能設計，以減少建筑行業(yè)的能源消耗。

1 建筑電氣節(jié)能設計時應遵循的原則

①實用性。建筑電氣在設計過程中，首先應該考慮實用性原則。電氣設計需要認真分析電氣工程的實用性，堅持建筑電氣工程的實用性原則，才能夠使建筑電氣工程滿足使用要求，保證建筑電氣設備能夠與電能質(zhì)量還有負荷容量等要求相適應。

②經(jīng)濟性。建筑電氣在設計過程中，不能一味追求節(jié)能而忽略了節(jié)能的投資成本和運營的費用。合理增加節(jié)能投資，使增加的這部分投資能在幾年或較短周期內(nèi)通過利用節(jié)能設計減少運營費用進行回收，達到一定的經(jīng)濟效益，這樣才是真正實現(xiàn)建筑電氣設備節(jié)能經(jīng)濟性原則。

③技術性。除了上述原則，還有一項必須要遵循的設計原則，那就是技術性原則。在進行建筑電氣節(jié)能設計過程中要融入各種先進的節(jié)能技術，并借助電氣設計中節(jié)能措施對建筑電氣中存在的問題及時發(fā)現(xiàn)并妥善解決。另外，為了響應國家的節(jié)能減排理念，在建筑設計時可以再利用一些原有的技術，還可以使用一些環(huán)保材料，避免給環(huán)境造成污染和破壞。從長遠的角度考慮，可以利用可再生能源進行電氣設計，做到節(jié)能環(huán)保，減少設計方面的投入。

2 建筑電氣節(jié)能設計的有效措施

結(jié)合建筑電氣設計內(nèi)容，大致歸納節(jié)能設計的有效措施主要如下。

2.1 建筑照明設計中的節(jié)能措施

建筑電氣的設計主要是為了人們生活和工作中的照明使用，最大限度地將自然光引入室內(nèi)，可以節(jié)約建筑的照明耗能。而人工照明系統(tǒng)主要為了彌補自然光線的照明不足帶來的照明問題，因此，在建筑照明設計中采取的節(jié)能措施，主要包括照明方式和照明控制方面的節(jié)能措施。照明方式節(jié)能措施在于選擇合理的照明方式和照度標準。在照明方式上可選擇混合照明及局部照明等較靈活的照明方式；在照度標準的選擇上，可根據(jù)工作面的分布情況在高、中、低三檔標準中進行選擇。

①燈具選用發(fā)光效率高，顯色性好，使用壽命長，色溫適宜并符合環(huán)保要求的光源。例如采用LED、T5細管三基色熒光燈、緊湊型節(jié)能熒光燈，配電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能電感鎮(zhèn)流器，功率因數(shù)0.90以上。另外，在滿足基本照明需求的基礎上，各場所設計照明功率密度值均不高于《建筑照明設計標準》（GB50034-2004-6.1）限定值。

②照明燈具控制應根據(jù)不同的功能場所、使用功能進行分區(qū)，分組，分時段控制。例如采用紅外感應控制、聲光控制、時間控制等措施達到節(jié)能目的。

③加強照明燈具的維護，對燈具上的積塵進行清理，保證燈具的照度，延長燈具使用壽命。

2.2 供配電系統(tǒng)設計中的節(jié)能措施

2.2.1 供配電線路損耗及節(jié)能

建筑中供電線路長且多，由于電阻的存在，當電流通過時就會產(chǎn)生功率損耗，因此減少電阻損耗應從以下幾個方面考慮：①電源引入應處于負荷中心，減少供電半徑，在設計中線路應盡量走直線少走彎路，盡可能不走或少走回頭路，避免過長線路產(chǎn)生無謂的功率損耗，對于供電半徑較大線路，可合理增大電纜截面，減少壓降，降低損耗；②選用電阻率ρ較小的導線，如銅芯導線較佳，鋁線次之。

2.2.2 變壓器功率損耗及節(jié)能

優(yōu)化與改善配電變壓器，發(fā)揮各種技術優(yōu)勢來完成對電能轉(zhuǎn)換利用率的提升，能夠很好地降低能耗。具體措施：①在選擇配電變壓器的型號中，合理確定變壓器容量，例如變壓器采用SCB11型低損耗、低噪聲節(jié)能干式變壓器，接線型式采用DYn11型，減少設備損耗，設強制風冷系統(tǒng)、溫度監(jiān)測和報警裝置。變壓器滿足現(xiàn)行國家標準《三項配電變壓器能效限定值及能效等級》（GB20052-2013）的要求，干式變壓器的空載報耗值和負載換耗值不高于標準中2級的規(guī)定；②為避免并聯(lián)電容器組對諧波的放大，在高壓和低壓配電柜功率因素補償電容器串接消諧電抗器，以避免發(fā)生電網(wǎng)諧振。并聯(lián)電容器在一定條件下會產(chǎn)生諧波放大，所以應根據(jù)設備情況將并聯(lián)電容器組的串聯(lián)電抗器進行適當調(diào)整；③提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。應盡量減少無功在線路上的傳輸，以達到節(jié)能的目的。

提高系統(tǒng)功率因素的方法主要有：①提高電氣設備的自然功率因素，如在熒光燈中采用高次諧波系數(shù)低于15%的電子鎮(zhèn)流器，電動機采用功率因素較高的同步電動機，選擇電動機的經(jīng)常負荷不低于額定容量的40%；②采用并聯(lián)電容器，實現(xiàn)就地補償，當前，在民用建筑設計中，大部分都采用了變壓器低壓側(cè)集中補償，這樣減少了區(qū)域變電站至用戶之間高壓線路上的無功傳輸，提高了用戶處的功率因素；③對于民用建筑，在設計低壓供配電系統(tǒng)時，電容器可分散安裝，對功率超過10kW的電氣設備，設置就地補償裝置，對空調(diào)主機、冷凍泵等進行集中補償。d.控制配電變壓器的負載率不大于80%。

2.2.3 分項計量與管理

對于電能、中央空調(diào)系統(tǒng)、能耗的計量與管理也可以有效地降低建筑電氣的能耗。通過可靠度以及準確性較高的儀表，組成結(jié)構(gòu)簡單的系統(tǒng)，為自動計量進行物理條件的預留。對于建筑物中的計量表，采用目前技術比較成熟并且已經(jīng)得到了廣泛應用的電子式遠傳儀表。采用設備成本低，系統(tǒng)調(diào)整靈活，系統(tǒng)使用時間長的時間型計量系統(tǒng)對中央空調(diào)系統(tǒng)進行計量。

2.3 建筑智能控制設計中的節(jié)能措施

在建筑電氣設計中，建筑智能控制設計離不開相關技術的支持，利用相關專業(yè)技術實施節(jié)能控制是建筑電氣設計中的重要節(jié)能措施。例如能耗監(jiān)測系統(tǒng)，對建筑照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、動力系統(tǒng)以及特殊用電（充電樁）等能耗進行分項電能監(jiān)測，同時根據(jù)能源種類，對用電能耗和用水能耗進行分類能耗監(jiān)測。這對于了解和掌握各項能耗水平和能耗結(jié)構(gòu)是否合理，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題并提出改進措施等具有積極的意義。

2.4 合理利用綠色能源

新能源的開發(fā)與利用是建筑電氣設計中一項重要的節(jié)能措施。比如光伏發(fā)電系統(tǒng)，這種可持續(xù)綠色能源不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)供電的目標，還達到了節(jié)能用電的目的。隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，新能源的開發(fā)與利用將是值得研究的課題。

3 結(jié)語

建筑電氣的能耗在整個建筑能耗中占較大比重，其具有的節(jié)能空間較大。設計人員應進一步轉(zhuǎn)變設計理念，按照高效節(jié)能的標準進行設計。本文主要針對建筑電氣節(jié)能設計的發(fā)展現(xiàn)狀及不足進行了研究分析，在此基礎上提出有效的節(jié)能設計途徑，促進節(jié)能設計效果的提升，真正實現(xiàn)建筑電氣節(jié)能的目的。