试述现代建筑中的电气节能设计

摘要：随着人们节能意识的提高和绿色建筑理念的发展，建筑电气节能设计已经被人们接受并逐步应用到建筑设计当中，这对于降低建筑能耗，减少建筑行业发展对生态环境的不利影响具有重要意义。因此，建筑设计师在电气节能设计的时候，应该针对建筑能耗需要，通过供配电系统的节能设计和照明节能设计来达到节能降耗的目的，此外还要继续探索电气节能设计的新方法，以进一步提高电气节能的效果。

关键词：现代 建筑 电气 节能 设计

中图分类号： TE08文献标识码：A 文章编号：

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建筑电气节能是指在建筑材料生产、房屋的规划，设计、建筑改造及使用过程中，对电气的生产，使用和传输进行技术开发和改善，减少电气能源的损耗、电气节能是现代科学技术发展的产物。 随着科学技术的日新月异，对电气节能的要求越来越高。在可持续发展的方针指导下环保措施也日益重要。下面就电气节能措施具体系统要点进行详细的介绍。

1.选择技术经济合理的配电方案

在配电系统方案设计过程中，设计人员需要详细分析方案的技术性和经济性，在此基础上选择最经济的方案。设计人员需要对方案的整体耗能情况进行分析，在此基础上对一些耗能的细节进行完善，以求方案的经济性和节能性。如，对空调等季节性负荷单独设置变压器，将不同季节或时间段使用负荷可由同1台变压器负担，以减少配电系统整体变压器的容量。对某些季节性的负荷线路，共用不仅能节约投资，更能够减少电阻和线损。配电系统变压器的容量和数量需要进行详细计算，充分考虑变压器的初投资、负载率等因素。实践证明，在一些工程当中，这一比例既能满足配电网的供电需要，又能最大限度地节约投资、减少线损，其节能效果非常明显。

2.通过供配电系统的合理分布减少线损

线损是能耗的重要部分，线损的存在意味着一部分能源做了无用功，为此，设计人员应该通过供配电系统的合理分布来达到减少线损的目的。设计人员在方案设计阶段就应考虑到变配电室、配电小间的位置，以满足供电半径和所选线路长度的需要；在线路选择上应以走直线为原则，以减少导线长度。在系统整体分布上应尽量减少或者不走回头线，以减少回线上的线损。在变压器的位置设计上，需要尽量靠近整个建筑的负荷中心，通过减少供电距离来达到减少线损的目的。在高层建筑供配电系统布置当中，低压配电室的位置应该布置在竖井位置，由低压配电室提供竖井干线，以保证线路都向前送，避免出现线路返送。这种系统布局方案在高层建筑中起到了广泛应用。

3.变电站节能措施

近年来， 电力企业已基本完成了对 500kV 及以下电压等级的各类变电站的典型设计。 这些变电站在设计中，均针对不同环境选用了电场、磁场水平较低的先进设备。采用了 GIS 组合电气设备等。节省了占地面积和降低了电磁场对环境的影响。 在变电站站址设计中，变电站的进出线方向尽量避开居民密集区。 选用低噪声设备，采取安装防噪、隔噪措施，尽最大可能降低变电站对环境的影响。 位于城市区域的变电站，采用了与周边环境高度协调的设计方案，仅从外观几乎难以辨认出是变电站。

4.变压器节能与环保措施

变压器选用的原则,一是满足建筑物的功能、二是考虑实际经济效益、三是节省无谓消耗的能量。

4.1 减少变压器的有功功率损耗变压器应选用节能型的, 以减少铁芯的涡流损耗和 漏磁损耗,同时要将变压器的负载率提高到 75%~85%,减少变压器的线损,还应选用 大容量的变压器,尽可能减少变压器的台数,使变压器经济运行。

4.2 降低供配电线路上的能量损耗应选用电导率较小的铜芯材质做导线、减少导线 长度、增大导线截面积。

4.3 提高系统的功率因数,减少无功在线路上传输。 还有采用电容器补偿、无功补偿装置就地安装就地补偿等。

4.4 电动机在运行过程中的节能主要是减少电机轻载和空载运行。 可采用变频调速器,,提高电机在轻载时的效 率,达到节能目的。 另一种节能方式是采用软启动器,按启动时间逐步调节可控硅的导通 角,以控制电压的变化。 如生活水泵、电梯等设备。

4.5 推广使用蓄热型电热水器、电锅炉等高效节能电热设备,削峰平谷,使电网及发电机运行更稳定、经济，又能延长寿命。

4.6 把传统的供配电系统、空调通风系统、电力照明系统等纳入智能控制网络。重点关注智能化建筑电气控制系统和电气管理系统节能设计的优化与安全。进行计算机管理，减少能源不必要的浪费。

5.建筑照明节能

照明系统是供电系统的重要组成部分，也是整个建筑电气系统当中耗电量最多的部分，做好照明系统的节能设计对于降低建筑能耗具有重要意义。

5.1.采用高效节能光源

随着科技的发展，各种节能灯具越来越多，节能灯的出现为建筑照明系统的设计提供了重要的节能途径。现在建筑照明系统中，常用的白炽灯虽然价格较低，安装维护比较简单，但是发光率低、能耗高。因此，在照明系统设计当中要尽量使用节能灯，减少白炽灯的使用，只有在建筑当中有艺术照明或高频光谱照射等特殊需要的地方，或者内声光控场所才不会优先考虑使用节能节能灯。不同的照明需要选择的节能灯也有所不同，如，路灯和广场照明对颜色失真度等方面没有特殊的要求，因此可以选择低压钠灯和高压钠灯，虽然色温低、光色偏暖，显色指数仅仅为40~60，但是能够满足露天和广场照明的基本需要；工厂和体育馆等需要大范围照明的建筑，一般选择高显色性钠灯，可与汞灯组成混合灯；候船室、候车室、候机室等建筑的照明，可以选择显色指数高、颜色失真小的金属卤化物灯。现在，很多建筑物在节能灯具选择上逐步理性化，能够根据不同的需要在有效满足照明需求的基础上，选择不同的节能灯，这一点在发达国家的应用中最为明显，国内建筑尤其是高层建筑、行政建筑在节能灯具使用上与发达国家相比还存在较大的差距，利用率还比较低。

5.2选用高效灯具。选用灯具应按照室内灯具效率不低于 70%，室外灯具效率不低于 40%的标准。除装饰需要外，技术人员应优先选用直射光通比例高、控光性能合理、反射或透射系数高、配光物性稳定的高效灯具。

5.3 选用合理的照明方案，可以采用两种以上光源组成的混光照明。室内表面采用高反射率的浅色饰面材料，也可以有效地利用光能大力发展绿色照明。 绿色照明,指通过科学的照明设计,采用光效高寿命长,安全和性能稳定的照明电器产品,以达到高效、舒适、安全、有益于环境保护、有益于人们身心健康的目标,并体现现代文明的照明系统。

5.4智能照明控制系统

采用智能照明控制系统的主要目的是节约能源,智能照明控制系统借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件,对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理,根据不同切合、不同的人流量,进行时间段、工作模式的细分,关掉不必要的照明,在需要时自动开启,实现节能。这种自动调节照度的方式,充分利用室外的自然光,只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度,利用最少的能源保证所要求的照度水平,节通过对照明灯的工作状态科学的管理和控制节电效果十分明显,一般可达30%以上。

6.结语

在现代建筑电气设计中，节能因其特有的重要性和政策性而越来越受到人们的重视，新技术和新设备的使用对建筑电气节能帮助很大，但受产品价格和投资-收益方式的影响，新技术、新产品的推广范围和力度有限的。如蓄冰空调，运行费用一直很高。建筑的电气节能的观点已开始逐渐为人们接受，但是更为重要的是建筑投入使用后有好的管理队伍进行管理，好的制度对能耗进行控制，明确公共建筑的产权与收益的对公建节能有着至关重要的作用，只有业主自发的、自觉的履行节能才能让公共建筑的能耗水平真正大幅下降。

参考文献

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