刍议建筑电气节能设计的途径和措施

摘要：节能减排是经济社会发展的必然趋势，也是建设环境友好型社会的必由之路，现就从电气设计的节能所注意的原则开始，对建筑电气设计的途径和措施加以分析。

关键词：建筑电气；基本原则；节能设计；措施

前言：建筑电气节能对于促进能源节约和合理利用，降低生产成本、提高产品质量是企业发展的根本之道，缓解我国能源紧张，加快发展循环经济，实现我国国民经济可持续高速发展有举足轻重的作用。同时也是保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量，贯彻落实科学发展观的一项重要举措。通过很多办法都可以降低企业的用电成本，取得节本增效的效果，下面就阐述一下节能技术在电气技术中的应用。

一、现状与节能设计基本原则

我国是个能源消费大国，能源相对短缺，然而能源浪费却相应严重，作为二次能源的电能供需矛盾近年来越来越突出，能源的短缺已严重制约着国民经济的发展。由于人口的增加，工业化和城镇化的发展，建筑业的迅速兴起，导致能源消耗剧增，能源危机迫在眉睫。而根据建筑物的功能不同，电能在建筑总能耗中占有的比例在60%～90%之间，多数民用建筑，其电气能耗在80%左右，因此，在新形势下，在建筑电气中如何达到节能环保的目的，就是每一个建筑电气专业人员在从事设计之时所必须首先要解决的问题。

二、建筑电气节能设计的途径和措施

（一）照明节能设计

1.选择合理的照明方式。

减少照明器及配套设施的额定功耗也直接降低了照明功耗.为此要确定合理的照明方式，根据场所的不同的功能要求，选择一般照明、局部照明或混合照明。在光源的选择上，要尽可能选择光效高，寿命长的光源，同时，光源配合合适的灯具才能发挥其最大的作用，如果选择了不恰当的灯具，就会导致光源的效率大大降低，能够使得单位面积能量损失最高达35%左右，如果为光源选择了恰当的灯具，则光源能够充分发挥效率，能够使得单位面积耗电量明显下降，从而 达到节能环保的目的。在灯具的具体选用上，应根据室内占空比RCR来确定选用宽或中窄光束的照明灯具。在满足照明质量的前提下，一般房间（场所）应优先采用高效发光的荧光灯（如T5、T8 管）及紧凑型荧光灯，室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源；

（二）中央空调系统的节能改造

一般来讲，中央空调系统主要由三个部分组成：制冷主机、循环水泵和风机盘管等末端设备。据有关资料，对于综合性豪华型酒店，中央空调系统的耗电量约占其总耗电量的40%，水泵目前的平均能耗占整个空调系统能耗的20%以上。采用变频调速技术进行循环水泵节能改造，已经得到越来越广泛地应用，节能效果也得到了越来越多的共识。然而，在分析和计算机节能效果时往往存在片面性。

系统集成上常用的节能计算做法是大致分三个不同负荷时段，并按下式计算水泵的节点量=（改造前水泵实际运动平均功率-改造水泵的平均功率）×使用时间待搞糟完成投入运行后，按以上计算方法在三至五年内收回全部成本。以上节能技术改造，看似用户受益很大。但是制冷机组、循环水泵、风机盘管以及冷却塔等设备是一个完整的中央空调系统的组成部分，而系统是动态的并且本身也在消耗能源。

（三）建筑电气中变压器的节能措施

建筑设计电气节能首先要考虑的是配电系统选用的电气产品必须是节能型，针对变压器损耗大的问题，在此结合民用建筑设计的特点阐释配电变压器的节能措施。变压器节能的实质就是降低其损耗、提高其运行效率，具体有以下几项措施：

1. 合理选择变压器的容量和台数。选择变压器的容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷进行合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高校区内。变压器效率与变压器负荷和损耗有关，也与负荷的功效因数有关。一般情况下负荷率在30%～75%时，是经济运行区，负荷率在50% ～60%时，变压器效率最高。负载一定时，功率因素越高越变压器效率亦越高。

2.选用节能型变压器，更换或改造高能耗的变压器。新建或改建工程应选用SL7、S9、SC（B）9、SGB10及SGB11-R等型号的节能型变压器。与传统产品相比，SL7无励磁调压变压器，10kV系列的空载损失和短路损失分别降低41.5%和13.9%；S9系列变压器与SL7系列变压器相比，其空载损失和短路损失又分别降低5.9%和23.3%。SGB11-R系列卷铁心干式变压器比SC（B）9系列变压器空载损耗降低40%，空载电流降低70%～85%；比SGB10系列变压器空载损耗降低24%，负载损耗降低11.7%。

3. 加强运行管理，实现变压器的经济运行。在符合变化的情况下，使其超出经济运行范围，因此要及时投入或切除部分变压器，以防止变压器轻载或空载运行。对长期轻载的变压器，必要时应按实际负荷更换小容量变压器，以实现变压器节能的目的。

（四）电动机节能设计

降低电动机电能损耗的主要途径，是提高电动机的工作效率和功率因数。在工程设计中，应根据负荷特性考虑选择更为节电的电动机，其关键在于明确负荷是连续的还是断续的。若为连续负荷，要了解电动机的输出功率是否与各种负荷相匹配，如果是风机和泵等平方递减负荷特性，在轻载时打开风门和阀门，采用调速电动机在低速运行可以节约电能。断续负荷时，如果轻负荷时不能停止电动机的工作，则应考虑采用调速装置，即在额定负荷下运行时采用常用电源，使电动机在额定转速下运行；而需要低速运行时，考虑采用逆变器变频装置或其他方式调速。

（五）采用新技术、新产品，合理开发和利用新能源

为了达到节能节水和节电，空调和给排水专业的工程技术人员均在考虑如何采用新技术，在满足建筑功能和专业工艺要求的前提下达到节能、节水和节电的效果。在对这些新技术的供电和控制过程中，需要工程技术人员对这些技术的工艺有深刻的理解，才能做到符合工艺技术的要求。

随着变频设备技术的完善和价格的降低，变频器已在给水系统中广泛使用。锅炉房给水系统能耗较大，如何解决锅炉运行中的给水系统的节能问题，是一个不可回避的实际问题。经过与工艺专业沟通以及深入实际的调查，设计中采用变频器控制给水泵的工作状态，取得了较好的效果。

（六）采用建筑智能化技术中的建筑设备监控系统

利用智能控制技术进行节能主要体现在对空调和给排水专业建筑设备的监控。对照明设计及控制方面建筑设备监控系统的功能包括：实现受控机组和设备的启、停控制和必要的连锁操作。实时监测和存储设备运行的工作状态及故障报警信号，实时监测和采集系统的主要参数，如温度、湿度、压力、流量、监测变配电系统的主要开关状态、电源电压、电流和功率因数等。按预定的控制程序对系统的被控参数进行最佳自动调节，使其运行在相关专业系统设计工艺所要求的设定范围。实现机组的台数控制和优化运行。采用综合措施实现节能运行。在实现自动控制功能的同时，提供远程操作和就地操作的功能。自动形成系统运行报告、设备故障报警报告及设备维修报告。提供的系统运行状态、故障报警的实时数据和历史数据记录等均可以图形化界面显示建筑设备监控系统的内容按系统和设备的功能可分成以下子系统进行监控：制冷系统、热源和热交换系统、空词系统、通风系统、给排水系统、供配电系统、公共照明系统、电梯系统。如在长春滑冰场馆中制冷机组、空调的工作状态的监控，采用一整套完善的控制技术，可以根据不同的环境状况及使用要求，自动调节设备运行台数及参数，降低能耗，同时保证冰面质量。

参考文献：

[1]《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-2008

[2]龚国栋.浅谈建筑电气设计的节能[J].浙江建筑，2010（24）：54-56.

[3]陈众励，赵济安.建筑电气节能技术综述[J].楼宇自动化，2007（4）.