试论建筑电气的节能设计

【摘 要】电气节能是建筑节能的重要组成部分，它的设计尤为重要，需要设计人员综合考虑其经济性、可靠性和有效性等全方位因素。本文依据其设计原则，进行具体的设计措施探讨。

【关键词】建筑；电气节能

随着我国经济的快速发展，对电能的需求量一路呈直线上升。我国是能源消耗大国，当下电力资源还比较匮乏，在此现状下，要想缓解用电紧张，必须节约用电，可以这么说，节约电能就等于一种能源开发。此外，节约电能还可间接地降低用于发电的能源的污染。再者，电能在各种能源中最为昂贵，有资料显示电能的费用近乎是煤的8倍、煤气的6倍，在节约电能的同时还可以节约资金。因此，在工作和生活中，我们每一个人都有责任做好节能设计。

一、建筑电气节能设计的基本原则

1.满足建筑用电需求

满足建筑用电需求，这是电气节能设计应遵循的一项基本原则，在进行电气节能设计时，首先要达到各项功能用电的最低用电标准，保障建筑物能够正常运转；对于照明电气，要充分考虑照明的色温、亮度、显色指数等因素；对于空调，要满足舒适性，温度及风量适宜，也就是舒适卫生的功能；另外还要注意其他各种电器的用电需求，切实保障居民的生活质量。

2.考虑经济效益

在进行住电气节能设计时，应考虑实际经济效益，不能为了节能而盲目加大投资比率或者增加运行费用等，即使增加了投资，也应该运用节能的方式对增加的那部分资金进行回收。

3.节约能量损耗

在进行住电气节能设计时，首先要找出无用的能量消耗的地方，如传输电能线路上的有功损耗和变压器的功率损耗等都属于无用的能量损耗，然后有针对性的采取相应的节能措施。因此，在进行住宅楼电气节能设计时也应贯彻实用、经济合理、技术先进的节约能量损耗的原则。

4.优化利用资源

在进行电气节能设计时，还要做好与电气相关的配电网络的规划、建设和设计的工作，在推动合理使用能源，促进电力资源优化利用的基础上，通过让居民使用节能高效的电气设备，来使其享受优质高效的服务。

二、建筑电气节能设计的基本措施及其应用

1.供配电系统的节能设计

供配电系统应尽可能地简单可靠，参照用电负荷容量及其分布、用电设备特征等因素进行合理设计，保障系统实现最佳状态的经济节能运行，在设计时应注意几点：

（1）安全选择供电电压，一般情况下，电压越高。损耗越小。民用建筑的用电设备绝大多数电压都是220/380V。但也有例外，如一些大型的民用建筑为达到空调主机的节能目的，经全面考虑可选择10KV的制冷设备。

（2）安全选择导线截面和电缆，以达到运行电压损耗、允许载流量等技术指标为前提，综合考虑减少投资、降低消耗等方面，依照经济电流密度进行导线截面选择。

（3）变电所应在负荷中心左右，低压配电间距离竖井不能太远。保证供电网络的合理分布，把低压供电的半径维持在在200m以内。要提高网络的运行质量，减少线路的电压损失。

（4）依据负荷大小，正确选择变压器的数量和容量，为使接线适应变化，应保持变压器的负载率在0.8左右，依照经济运行的原则活灵活投切变压器。

（5）在调速控制方案和用电设备选型一定的条件下，如果供配电系统的功率因素不符合接入电网的要求，要及时补偿无功率，以减少线路损耗和变压器损耗。

2.照明节能设计

照明节能设计是指在保证建筑的使用功能、不降低生活标准和照明质量的前提下，达到作业面视觉要求，尽量减少照明系统中光能的耗损，从而最大限度的利用光能，通常有以下几种措施：

（1）宣传推广性能优、低能耗的光源电器，选择照明光源时主要考虑光效、显色指数、色温、价格和光源寿命等因素。民用建筑的光源以荧光灯、白炽灯、HID灯居多，新光源有LED、光纤照明等。室内照明以T8荧光灯和紧凑型荧光灯为主，室外照明逐步减少高压汞灯，悬挂较高场所宜用仓卤灯或高压钠灯。公共场所宜选用带有无功补偿的荧光灯，电子触发器主要用于气体放电灯，紧凑型荧光灯以电子镇流器为优。

（2）充分利用自然光，这也是途径之一。在设计时，设计人员应多与建筑知识相联系，充分利用自然光，使之与室内人工照明有机结合，从而节约电能。

（3）改善照明控制方式，在设计时，应综合考虑照度标准、光色、照明均匀度、功率密度值、能效指标、统一眩光值等多方面因素。采用节能型装置或开关也是一种节电方式。根据不同的使用特点可相应地采用不同的装置，如分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房等床头灯的开关可选用调光式，公共场所宜用声控开关，走道、楼梯适合使用节能自熄开关。

3.建筑电气设备的节能

（1）空调系统。主要考虑风系统的能耗和空调的制冷负荷，其节能设计措施：减少风系统的电能损耗，需要结合住宅楼的综合条件来考虑空调风系统的设计，即布局及室内要尽量通风，设计时充分考虑门窗、进风口在新风引进中的作用，尽量少使用新风系统，以便减少风系统的电能损耗；

缩减空调的冷热负荷，空调的冷热负荷受住宅楼的围护结构影响较大，尤其是围护结构的隔热性。因此，在设计时应对墙体的传热系数给以适当控制，为减少空调的冷热负荷，尽量采用适宜的能有效降低墙体传热性能的材料和结构。

（2）优化控制排水系统。通过对生活给水中水及排水系统的水泵，水箱或水池的水位及系统压力的监测来实现对水泵的启停，及控制系统主备用泵启停顺序达到节能控制。

（3）电动机。在设计时应使用高效率的电动机，根据相应的负荷特性做出科学合理的选择，为减少有功损耗，轻载电动机应采取降压运行，并根据实际情况对电动机采取无功补偿，还应减少电机的轻载或空载运行，因为在这种情况下，电机的效率很低，耗损的电能与负载的下降并不成正比。变频调速器是对电动机进行调速的最佳部件，在负载下降时，利用变频自动调节转速，使其适应负载的变化。变频调速器有利于提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的，但是由于价格偏高，在实际应用中有局限性。还有一种节能方式，就是使用软起动器，软起动器可利用反馈信息对可控硅导通角进行控制，反馈信息法包括测速反馈、电流正反馈或电压负反馈等方式，它适用于电动机容量较大又需频繁起动的设备。因为从起动到运行，其电流变化总在三倍之内，符合电网电压所要求的范围，但不会返回电网，因为它采用可控硅调压，正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上。因此，它对通风、散热要求较高，其价格比变频器便宜，在水泵中大容量电动机的设备上也可以应用。

（4）电梯。包括电梯的合理选型（如载重量、速度、调速方式等）、群控策略以及停层计划。

（5）电动门窗。包括遮阳系统的自动控制、门窗的节能控制等。

三、结束语

总之，节能降耗作为国家的基本国策，有很大的潜力，我们在设计时应从安全性、高效性、经济性多方面进行综合考虑，尽量使用节能电器，并对其进行科学有效的管理和控制， 提高能源利用率，减少能源消耗，以达到真正节能的目的，为国家节能计划献一份力，为提高经济效益和社会效益做贡献。

参考文献：

[1]黄红兵.试论建筑电气节能设计[J].科技向导，2011，43（17）：277-277

[2]郑飞然.对建筑电气设计节能措施的探讨.建材与装饰，2011，6（11）：100-103

[3]赵青娟.建筑电气设计中的节能措施.山西建筑，2011，23（36）：56-58

[4]程嬛，杨豪，程妍.实现建筑电气节能设计的思考[J].现代商贸工业，2010，22（7）：189-190

[5]秦顺安.谈高层建筑的电气设计与节能.山西建筑，2011，12（36）：132-133