建筑电气节能设计的途径与方法

【摘 要】建筑电气领域节约用电潜力巨大，我们重点应该从工程设计阶段开始，采取各种节电措施，充分利用自然光源，减少电能消耗。

【关键词】建筑节能；电气设计；途径；方法

随着我国建筑行业的高速发展，对能源的消耗量也在急剧增加，据统计，全国建筑综合耗能达到社会能源消费的30%，在建筑耗能中，供暖，照明，空调分列前三基，其中，照明能耗的占建筑能耗的35%，所以建筑电气领域节约用电蕴含着巨大的潜力，要做好建筑电气的节能，应着重从工程设计入手，采用各种措施节约用电，提高建筑工程设计的经济性和实用性。

一、电气节能设计应遵循的原则

建筑电气节能应坚持以下四个原则：（1）可用性。应满足建筑物的使用功能，即满足照明的照度，色温，显色指数，满足舒适卫生，满足上下左右的运输通道道畅无阻，满足特殊工艺要求。（2）经济性。建筑电气设计的经济性就是节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是让该部分增加的投资，能在几年甚至更短的时间内用节能减少的运行费用进行回收。（3）可靠性。根据用电负荷的等级，保证在各种运行方式下提高供电的连续性，力求可靠供电，满足建筑物的功能，即满足照明的亮度，色温，显色指数，舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生，满足上下，左右的运输通道畅通无阻。（4）安全性。保证在运行一切操作切换时工作人员和设备的安全，以能能在安全条件下进行维护检修工作。

二、高层建筑电气设计的主要内涵。

（一） 负荷的计算。电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备，。安全可靠与经济运行，均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算，基本上采用负荷密度法和需要系数法。

（二） 供电电源及电压的选择。为了保证供电可靠性，现代高建筑至少应有两个独立电源，具体数据运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在15秒内自动恢复供电，保证事故照明，电脑设备，消防设备，电梯等设备的事故用电，国内高层建筑的供电电压，都彩和10KV标准电压等级。

（三） 高低压配电系统的设计。（1）高压配电系统。现代高层建筑均是采用两路独立的10KV电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。导线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的结构，电源进线几乎全部采用电缆进线。（2）高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统，配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽，水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接，每层楼竖井设备配电小间。（3）功率因数按规定应补0。9-0。95，无功补偿都采用集中补偿方式，为降低变压器容量，多集中装设在低太侧，与配电屏放在一起，但必须采用于式移相电容器。

（四） 主要设备的选型。（1）高压开关柜。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关，国外用于高层建筑的开头有三种类型可供选用。高压空气断路器，SP6开关和真空断路器，其中高压空气新路器因技术陈旧，SP6开关和真空断路器，其中高压空气断路器因技术陈旧，SP6开关尺寸数大，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。（2）电力变压器。根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的，目前有干式变压器，SFE变压器和硅油变压器等三种产品可供选用。（3）低压配电器。国外低压配电屏的结构，几乎都做成抽屉式，特别是大容量的出线，则做成手车式。（4）应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的，近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。（5）变电所位置的确定。现代高层建筑的用电量相当大，在确定变电所位置时，应尽可能使高压深入负荷中心，这对节约电能，提高供电质量都有重要意义。

（五） 电气照明设计。电气照明设计，包括淘汰选择，照度计算，灯具造型灯具布置，眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等，照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一，选用高光效电光源，可以取得节能的明显效果。

（六） 防雷与接地。现代高层建筑的防雷设计，采用避雷针和避雷带的做法简单可靠，经济合算，但必须保证各层楼面钢筋，金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接，形成等电位层。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处。

三、建筑电气设计中的节能措施

（一） 供配电系统的节能设计。根据工程供电容量及负荷的具体使用情况，合理设计供配电系统，做到尽理简单可靠，这对于有效地实现电气节能可以起到很好的作用，首先，变配电所或箱式变电站位置的设置。现代高层建筑的用量相当大，在确定变配电所或箱式变电们位置时，应尽量靠近负荷中心，这样可以减小配电半径，有利于减少线路损耗，其次，合理选择变压器容量及台数，在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷运行合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内，从而实现变压器的投入台数可以随季节性负荷的变化灵活投切，减少部分变压器轻载而引起的不必要的电能消费。

（二） 电缆线路的合理设计。在一个工程中，线路左右上下纵横交错，小工程线路全长不下万米，大工程更是不计其数，所以线路上的总有功损耗是相当可观，减少线路上的能耗必须引起设计重视，在建筑中，低压配电室应靠近竖井，不至于产生支线沿着干线倒送的现象，亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都向分向前进，尽可能减少回头输送电能的支线，另外，还可利用某些季节性负荷的线路，这睦用户不用时，可提供给常期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻。

（三） 风机水泵的节能。（1）采用高效机水泵。（2）设计时注意选型和配套。（3）调速控制流量，减少节流损失。94）合理设计管网，降低管道阻力。（5）在管网或叶轮上涂敷复合材料。（6）减小叶轮直径。（7）调节入口导向叶片。

（四） 照明系统的节能。（1）减少设备使用时间。在设计的时候，楼梯间，走廊这样的公共场所可采用自动控制的方式，做到人来灯亮，人走灯灭，考虑到线路损耗。对于面积小的房间可采用一灯一控或二灯一控，面积较大的房间采用多灯一控的方式，同时，设计时应充分利用天然光，建筑物靠近室外的部分，在建筑物结构允许的情况下，门窗尽可能开的大些，门窗的玻璃采用选用透光率高的，以充分利用自然光的，百靠近室外的部分，可用导光管，反射高窗或棱镜窗将光线引入需要阳光的地方，以最大限度地减少照明设备的使用时间。（2）提高光源的利用效率。首先要改善环境的反射条件，即建筑物内的墙壁，天顶，地面以及家具的表面尽量光滑，色彩尽量选用浅色，当然考虑到健康因素，屋顶和墙面的光反射系数宜在55%-60%之间，地面宜为15-35%。其次用高效光源，首选发光率高的光源，这些光源节能效果及光效都非常显著，因此能够在照明系统的设计环节达到节能的目的。（3）控制照明器的数量。在设计时要考虑建筑类型及功能的实际需要，按照我国照度标准确定最合适的照明，并且要结合房间面积确定照明器数量及布置，在这方面，我们可以利用先进的照明设计软件做出精确的计算，以确定灯具的最为合理的布置，在满足舒适的前提下，最大限度减少照明器的使用。

结束语

民用建筑的节能潜力很大，是建筑节能设计的一个重要组成部分，因此，在设计中要仔细考虑设计方案，通过对技术与经济的反复比较，适时采用高效节能设备，最终达到节能的目的。

参考文献

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