浅谈民用建筑电气节能

摘要：“6级严重污染!”城市不再拥堵不堪、机动车行驶减量，部分工厂、工地停工，这是北京近来的真实记录，河北、山西、山东等地均出现不同程度的空气污染，进入秋冬交季的静稳天气和污染物排放总量过大是主要原因。面对如此严重的环境问题，身为一名普通的工程人员我们能为此做出什么？我们应该怎样去避免，更为负责任的说减缓这种情况？作为一名电气工程管理人员，我个人觉得怎样使建筑节能真正实现才是我们所应该积极用心去做的本职工作，下面根据我这几年来的工作经验浅谈一下民用建筑电气节能方面的问题，仅供大家参考。

关键词： 建筑电气 电气节能 电气环保 绿色电气

中图分类号：F407文献标识码： A

正 文：中国进入飞速发展阶段，这导致了众多矛盾综合体的出现，其中，能源消耗剧增、环境污染愈演愈烈与国民素质的提高、节能环保意识越来越强的矛盾已浮出水面，节约能源与绿色环保成为当下国民热议的话题。据统计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。因此研究建筑电气的节能，选择合理的设计方案可以在不降低建筑使用功能和安全性能的前提下更有效的减少建筑物的电能消耗，提高建筑电气系统运行的经济性，电气节能、绿色电气将成为日后环保热词。我简单从以下几个方面浅谈一下电气节能： 

供配电系统的节能

1.1 高压变配电室位置

变配电室位置选址很重要，既要考虑后期维护，又要考虑辐射半径以及与电业部门的对接，在确定变电所的位置时，应尽量使高压深入负荷中心，缩短配电半径，尽量缩短高压配套进线长度，目前电业高压配套长度为200m。做好电气设计委托书就显得尤为重要，但是现实当中，电气设计委托书往往做得不够明确细致，这将导致后期施工中无形中增加建设成本，不能很好的实现节能的目的。委托书应明确施工图设计对电气的要求、功能，应包括各项技术指标，主要设备的情况及建设位置提供电源的位置和方式，各相关专业与其他建筑物电气连接的要求和条件以及使用性质，并包括工作制和工作时间，以决定供配电设计的级别及设备用电计算利用系数等。设计部门根据总体规划及工程用电要求确定配电室的位置。所以委托书的质量将直接影响设计图纸的电气工程质量、节能情况，作为电气管理人员应该认真调研，积极参与委托书的起草工作。

1.2用电负荷正确计算

用电负荷是电气设计的参数依据，计算准确与否，对合理选择供配电设备，保证电气系统安全可靠与经济运行，均起决定性作用。用电负荷计算方法宜按照以下原则选取：民用建筑的电力负荷计算，基本上都采用单位指标法、需用系数法以及负荷密度法。负荷密度法主要适用于规划设计，方案设计阶段可采用单位指标法确定变压器的容量和台数，初步设计和施工图设计阶段则采用需用系数法。

1.3变压器的选择

变压器选型一般由电气设计院完成设计，建设单位可根据前期建筑设计文件提出相应意见，作为电气设计院的参考意见，可通过降低损耗、提高运行效率来实现其节能效果。首先通过负荷计算，利用最佳负载系数法确定变压器容量，选择技术参数好的变压器和系统开关设备，要合理选择变压器的台数与容量，使其容量和电力负荷相适应，确保系统安全、可靠，在最经济运行方式下运行。通常情况下，变压器的经济节能负载率在75%～85%比较适宜，季节性负荷适合采用单独变压器供电。对于变压器来说,减少变压器上的电能损耗,就是要选择空载损耗低、节能型的变压器，这些变压器能够有效减少铁芯的涡流损耗以及漏磁损耗。

2.降低建筑物内的设备、线路无功损耗

2.1设计阶段

电网在输送电能时，在网络中就产生功率损耗，其与线路参数和负荷大小密切相关。提高电网的功率因数、减少电网的无功功率及导线中的电阻等均能降低电网中的线损。线路的电阻R=ρL/S,即与导线电阻率ρ、导线长度L成正比,与导线截面S成反比。具体途径如下： 

(1)合理降低线路路径L。为减小导线长度，线路尽可能走直线，不走或少走回头线。变压器尽量接近负荷中心，以减少供电半径；在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，且低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。 

适当增大导线截面S。对于较长的线路，除满足载流量、保护的配合、热稳定及电压损失所选定的截面，应再加一级导线截面，这样可以延长导线的使用寿命，以减少线路的损耗，这样增加的线路费用,由于节约能耗而减少了年运行费用,综合考虑节能经济时还是合算的。

选用电阻率ρ较小的材质作导线，也可以减少线路的电能损耗。比如电井里用铜排代替电缆等等。

2.2图纸会审阶段

设计单位提交设计图纸后，建设单位电气部门主管人员应及时审核电气设计指标、设备布置、强电和弱电电路布线等。第一阶段的审图应着眼于总体性、方案性等重大原则问题。如这一关不能严格把住，就势必造成一边建设一边修改或建成后马上改，造成浪费，不利于节能的实现。在完成第一阶段的审图后，第二阶段的审图即为技术交底和开工前的准备，设计单位向施工单位做一次较全面的图纸说明，这期间电气部分的审图内容主要包括：管线布局走向是否合理和可行；各设备位置是否合理；施工图大样、做法和施工图说明是否齐全；配管线是否合理；设备型号规格说明是否清楚。一旦这一阶段没能做好，很可能导致边做边改，返工等不利于节能的问题出现。

3．照明系统的节能

3.1 充分利用自然采光

太阳能是取之不尽、用之不竭的能源，照明节能工程中的一个较为主要的内容是如何充分利用天然光源。在照明节能的实施过程中，应当充分加以利用，确定采光方式，将采光和照明有机地结合起来，尽可能地利用天然光源，使建筑物内获得稳定的光照条件。举个例子，地下车库条件允许的情况下，可设计地上采光井，可以兼通风口；医院、商场等建筑可设计中央采光井等。

3.2 利用太阳能光伏发电系统照明

在北欧的部分国家正推广一种“零能”住宅的理念,这种 住宅是由“太阳能屋顶”提供该建筑的全部能量的。而这就 应用到了太阳光伏发电技术,在屋顶安装太阳光伏电池,当阳光充足时太阳光伏电池可以适应某一家庭的全部用电需求,并将剩余电量反存于电网,供用电不足时使用。目前，太阳能光伏系统的技术已经逐渐成熟，建筑公共部分的照明可利用太阳能光伏发电系统来实现。比如建筑公共走廊部分的照明，小区场地公共照明，地下停车库的照明，建筑物景观照明等均可采用太阳能光伏发电系统实现。

3.3 选择合理的照明光源及光源用电附件

根据照度、显色指数等要求进行照度计算，合理选择照度值。在光源的选择上,要尽可能选择光效高,寿命长的光源。在满足照明质量的前提下，一般室内照明应优先采用高效发光的荧光灯(如T5、T8 管)及紧凑型荧光灯。例如使用细管径直管型三基色T8 和T5 荧光灯代替T12 荧光灯，节能率为25%～35%；自镇流紧凑型荧光灯取代白炽灯（40～100W），节能率为30%～75%。在工程当中正逐步淘汰白炽灯的使用。室外照明如景观照明、小区场地照明等宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源；对于楼体外立面照明，可选择使用荧光灯或者LED灯等光线柔和的灯具，达到突出楼体轮廓的效果。

应选择使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等。公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器。

3.4 采用合理的照明控制方式

充分利用天然光的照度变化，实行一般照明的分区控制，在给定的时间和地点控制电气照明提供的照度，可有效地节能；采用各种类型的节电开关，如在旅馆客房采用节电钥匙开关，卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关；对住宅建筑有天然采光的楼梯间、走道灯（应急照明除外)采用节能自熄开关等；公共场所、室外照明，可采用集中控制遥控管理的方式或采用自动控光装置。

4．建筑电气设备的节能

4.1 电气设备的选择

建筑材料、器件和设备质量是保证工程质量的先天因素，影响设备后期维护费用；设备材料的能耗则影响工程交付使用后的节能情况。现在很多设备前期投入少，但是后期使用维护费用大，这样的设备非常不利于节能，电气管理人员在设备材料采购时要考虑合适的参数和型号，合理的选择电气设备不仅提高系统的稳定性、可靠性，还能提高设备运行效率，节约电能。：一是要注重设备的质量，减少后期设备维护的费用；二是要注意设备的能耗情况，降低设备运行的能源消耗。

4.2 电动机的节能

减少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。在工程设计中应选用高效率的电动机。电动机的节能除了就地电容器补偿以减少线路损耗外主要是减少电动机轻载和空载运行。因为在轻载运行下电动机效率是极低的，切实可行的办法是采用变频调速控制电动机使其在负载率变化时自动调节转速，使得与负载变化相适应，以提高电动机轻载时的效率，从而达到节约电能的目的。例如对于空调系统的循环泵采用变频控制后空调系统的运行费可节约10%～20%。

4.3 公共建筑暖通空调系统的节能

在工程实践中，公共建筑暖通空调系统的能耗占建筑总能耗的40%以上，系统节能潜力是巨大的。目前，暖通空调系统的自动控制基本上采用建筑设备自动化系统，简称BAS 或BA系统，节能效率达10%～30%。

4.4 电梯系统的节能

电梯系统的节能主要包括电梯的合理选型(如速度、载重量、调速方式等) 、停层计划及群控策略。设计人员的任务是要确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和选型不是电气设计人员单方面所能决定的，必须与总建筑师或总体交通设计人员共同研究才能确定。

4.5 推广使用太阳能热水和采暖系统

太阳能热水系统可采用阳台壁挂太阳能或屋面安装太阳能集热器，充分利用太阳能这种清洁能源提供热水供应以取代电热水器，达到节电的目的。太阳能采暖系统技术目前尚不成熟，价格相对较高，安装面积比较大，比较适合于单体建筑、办公厂房以及远离集中供暖的地方，未来在广大的农村地区有比较大的发展潜力。

结束语

要做好建筑电气节能需要参建各方的共同努力，它贯穿于项目的决策、设计、施工、使用等每个阶段。根据不同的工程环境采取不同的有效的节能措施，不但能达到我们所预期的使用功效，也可以实现 “节能”和“环保”的绿色电气两大主题，让我们共同努力为能源为环境尽一份微薄之力。