节能技术在建筑电气设计中的应用

摘要：随着社会的不断发展，我国的能源消耗的也越来越多，高层建筑中的电能损耗现状尤为突出，因此，我国的建筑电气设计开始注重节能技术的应用，节能照明设备、智能调光系统、高效低能耗的电气设备（节能型变压器、交流接触器等）、配电系统设计等方面都体现出了节能的原则，起到了减少建筑电能损耗的目的。本文就根据我国当前的建筑电气设计中节能技术的应用进行分析研究，并探索节能技术在建筑电气设计应用中的新方向。

关键词：节能技术；建筑；电气设计；应用研究

中图分类号：S210.4 文献标识码：A文章编号：

近年来，由于我国建筑行业的不断发展，电气能源浪费的矛盾越来越明显，因此，在2004年，我国提出了“四节一环保”的方针，即节地、节水、节电、节材、环境保护。由此可见，建筑电气的节能设计非常重要。下面笔者就针对当前建筑电气设计中的节能现状进行分析，并提出有效的改善措施。

民用建筑中的电能损耗现状

建筑结构本身的电能损耗

有调查显示，我国的南北地区由于气候不同，建筑的耗电量也大不一样，南方建筑耗电量明显高于北方建筑。而且，民用住宅的公共部分用电的节能问题已经引起社会上关注。

照明、排水、空调等设备的电能损耗

在普通的民用建筑中，空调是主要的电能消耗设备，空调的耗电量能够达到建筑用电总量的一半左右。其次，就是建筑照明设备的耗电，据统计，建筑照明用电达到建筑用电的25%左右。再次，就是建筑排水设备的耗电，排水设备用电量占建筑用电的15%左右，建筑其他方面的用电量只占建筑用电的10%。由以上的统计数据可以看出，空调、照明、排水等设备的耗电量是建筑电器中耗电的主要方面。

二、建筑电气设计中的节能原则

充分考虑电气设计的经济效益

高层建筑电气设计的节能原则，首先要注意电气的经济效益，要选择性价比最高的电气设备，不能因为过分追求节能而增加电气设备的费用，那样就增加了电气设计的整个投资，起不到根本节能的效果。因此，想要实现高层建筑的电气节能，一定要注意其经济效益的平衡，使其在一定时间内能够节约运行费用。

增强电气的节能设计，减少不必要的能源浪费

建筑的电气节能，主要就是为了减少能源的浪费。因此，电气设计师在进行电气设计时，一定要增强电气节能设计的能力。在设计之前，充分掌握项目所在的地理位置，了解当地的气象条件。在设计时，经过经济技术指标的对比，选择经济合理的电气设计方案。例如：选用节能型变压器，减少变压器的空载损耗。使变压器处于经济运行状态，充分掌握设计项目的用电情况。当向一二类负荷供电的变压器，当选用两台变压器时，应同时使用，确保变压器的长期负荷率在80%左右。

建筑电气设计中的节能措施

（一）建筑照明方面的节能措施

1、改进建筑灯具的灯源以及控制方式

高层建筑电气节能，首先就要选择节能的照明设备，因此，在电气设计时，设计师首先应该尽量选用节能的光源，并改进建筑不同用途灯具的控制方式，最大程度的达到节能的效果。例如，①建筑的大门、高大门厅、建筑内的共享等公共场所，可以选择金属卤化物灯并配置节能型电感镇流器，采用集中控制、分组控制的方式，派专人管理，减少因为忘记关开关而引起的电能损失；②建筑的地下车库等大面积的场所，可以按照防火分区设置照明配电制箱，放置在本防火分区的电气小间内进行集中控制。对于车库内照明线路的设计，应采用交叉布线的方式，在车库平时使用率不高的时候可以将部分照明回路关掉，这样可以至少减少一半的照明能耗；③对于建筑内的楼梯间，应采用集中控制方式，若楼梯间设有采光窗，可以采用灯控照明系统进行定时开关，在白天可以利用自然光采光，在傍晚时分可以定时开启。当然楼梯间照明一般为应急照明系统，对于此问题可以采用应急照明箱内设置继电接触器，当在应急状态下可以强制点亮灯具内另一只应急灯具；④室内照明则可以选择小功率、反射系数较高、光稳定性比较强的灯具，减少电能的浪费。

改善建筑灯具的分布方式

在一定的光照强度下，采用非对称的灯具分布方式，能够使各部分光源达到最大的利用，而且能够大大减轻灯光的发射炫目效果，更利于人们的视觉，还能有效减少电能的浪费。

（二）选择节能的电动机

1、使用软启动器

与一般的启动器相比，软启动器的启动时间能够对导通角进行有效的调节，从而达到电压的控制，因为其能够连续调节电压，也就保证了电压的平稳，从而减少了不稳定的电压输出造成的电能损耗。除此之外，软启动器还能通过正、负反馈电流、反馈测速等，对导通角进行调节，使导通角能够随着电流负载的变化而变化，达到电流稳定的目的，也能有效减少电能的损耗。

2、采用交流变频的交流电机

交流电机能够变频调速，从而达到高层建筑电压、电流的稳定，减少电能的损耗。交流电机主要采用的就是交流变频的技术，通过变频调速使电机的负载在下降的时候，能够自动调节转速，使转速能够与电机的负载随时保持相互适应的状态，从而增强电机的有用功率，减少能源的损耗。目前，这种交流变频的交流电机已经广泛应用于异步电机的调速中。

3、采用高效率的电动机

采用高效率的电动机，也就是提高了建筑配电系统的功率因数，能够有效减少电机的无用功电能损耗，从而达到节能的效果，与普通的电动机相比，高效率的电动机的电机效率能够提高3%~6%左右，总电能损耗能够降低20%~30%，节省电能的效果非常明显。

供配电系统的节能措施

1、尽量将变电站深入负荷中心

在方案阶段应深入了解建筑的使用功能、功能分区、以及其他相关专业的方案情况，经过与各专业协商确定电气专业的供电方案，将变电站深入至负荷中心，缩短低压电缆的供电半径。这样不仅可以减少低压电缆的工程量，还可以减少电能损失和电压损失。将干线电缆的电压损失减少至2%以下，从而减少了电缆因电压不足导致的电流过大引起电气火灾

提高功率因数

供电部门一般对用电部门的功率因数有所要求，一般变压器低压母线上不应小于0.9，这样我们经常采用在低压侧集中补偿的方式，以满足其要求。对于建筑内的大型用电设备功率因数较低且距变电站较远的情况下，我们还可以采用分散补偿与集中补偿相结合的方式，这样不仅可以提高功率因数还可以减小电缆的截面，达到一举两得的效果。除了利用并联电容进行补偿外，还可以利用同步电动机进行补偿。当工艺条件适当，证明工艺设备采用同步电动机合理时可以利用同步电动机过励磁超前运行，以补偿系统的感性无功功率。当经技术经济比较，确认采用同步电动机作为无功补偿装置合理时，可以采用同步电动机作为无功补偿装置。

选择节电型的低压电器

节电型的低压电器也是减少建筑电器电能损耗的有效措施，例如，设计人员可以用JR20、T系列的热继电器代替JR0、JR16系列的热继电器，可以用RT20、RT16(NT)系列的熔断器代替RT0系列的熔断器，这些都能有效降低电器的能源损耗，取得较高的节能效益。

结束语：

总而言之，建筑电气的节能设计已经成为当今的一大趋势，而且节能设计对建筑的电气节能有着重要的作用，通过建筑照明设备、电动机、配电线路、低压电器等的节能设计，不仅能够使人们的生活更舒适、建筑供电质量更高，还能有效降低我国的电能损耗，减少不必要的电能浪费。而且，通过分析可以知道，当今的建筑电气节能潜力是非常大的，前景也非常好，相信在建筑电气设计师的努力下，我国的建筑电气节能一定能够取得非常好的效果，切实实现我国的能源可持续发展。

参考文献：

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[2]李茹雪.对现代建筑电气节能设计的探讨[J].中国新技术新产品，2010（01）

[3]胥正祥，王浩然.建筑电气设计节能的几个问题[J].智能建筑电气技术，2010（10）