对建筑电气工程中节能设计措施进行探讨

【摘 要】 经济的增长一方面使人民群众的生活水平大幅提高，城市人口迅猛增长，城市建设欣欣向荣；另一方面却使得电能的消耗成倍增长，造成了电能的生产供应远远满足不了与日俱增的电能消费的浪潮。本文将从节能设计的角度对建筑中的电气工程节能设计进行探讨。

【关键词】 建筑 电气工程 节能设计 原则 途径 措施 探讨 建造 民用 节能降耗

电能是我国的最主要的能源，也是我国目前为止最为缺乏的能源，电能属于二次能源，需要从煤炭的燃烧，风力、水力与太阳等的能量中转化而来，因此，获取的过程漫长而艰难，然而消耗起来却极为容易，我们可能在毫不经意间就把许许多多宝贵的电能浪费掉了。我国电力部门每年公布的电能缺口的数字都极为惊人，高峰限电、停电等举措已经屡见不鲜，电能日趋紧张与用电无限扩张间形成了尖锐的矛盾，一方面我们要寻求更多、更快、更好的获取电能的途径，另一方面我们必须进行节能降耗，否则，长此以往，电能将难以为继。据统计，用电最量大的莫过于城市的居民用电，我国的工厂虽然规模较大，用电量巨大，但是工厂的数量毕竟有限，与我国的数亿城市居民用电量比起来，就显得微不足道了。因此，在民用建筑设计中对各电气设施、电气线路等进行节能设计对于有效节能将起到十分重要的作用。

1 建筑电气工程设计节能的原则

建筑电气工程设计的节能的原则应该遵循供配电合理设计、节能材料大胆选用和灯具变压器等的节能控制等原则。下面我们就分以下三个方面加以详细论述。

1.1 优化供电设计，促进电能合理利用

建筑工程电气的节能设计必须注意以下两个方面的问题，一个就是建筑是为了满足人居舒适的，这个大前提不能改变，节能要在这个大前提满足的基础上进行；另一个就是节能要体现在设计的巧妙之处上与节能设施的巧妙选用上。

1.1.1 节能设计要在满足适用性的基础上进行

节能设计不是减能设计，节能设计必须为建筑提供充沛的电能以满足人居适用性；节能设计可以体现在针对电气设施的节能控制上，比如采用节能声控装置等。

1.1.2 节能设计要在满足安全性的基础上进行

节能设计不是不顾安全的“偷工减料”式的设计，节能设计必须在保证建筑物的安全的基础上进行。建筑物应有的绝缘问题、负荷问题、电气设施稳定问题、避雷问题都必须充分加以考虑。

在满足上述适用性与安全性的基础之上，我们可以利用巧妙的设计与适当地选用节能设备对供配电进行优化设计以实现节能的目的。

1.2 提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗

最优秀的建筑电气工程节能设计就是既能满足建筑用电所需又能节约电能消耗，还可以适当减少投资。其实要做到这些要求并不太难，只要在设计中尽可能地采用节能的电气设施，将电气设施应量设计在距离供电设施的均衡位置处，尽可能地节约线路长度，对变压器等做好无功补偿。优秀的设计的另外一个好处就是可以降低运营维护费用。

1.3 合理调整负荷，选取合理的设计系数，以提高负荷率和设备利用率

在实际设计过程中，过小的负荷因为无法满足区域用电需求可能会造成事故频发，运维费用急剧上升，过大的负荷势必造成投资的严重浪费。因此，最节能的设计就是对建筑的功能进行深入了解，对各用电区域的满负荷状态进行充分考虑，在此基础上提高百分之十的充裕量即可满足一般建筑的用电需求。

2 建筑电气工程设计节能的途径

2.1 减少变压器的能量损耗

（1）选用节能型变压器。节能型变压器与传统的老式变压器相比，大约可以节能百分之十左右，但却反而可以增容百分之五十至百分之一百二十左右。可别小看这区区的百分之十，如果所有的变压器都更换成节能型，每年就可以节省数以亿计的电量。如S9、SL9及SC8等油浸变压器或干式变压器，它们都是采用优质冷轧取向矽钢片，由于“取向”处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，以减少铁芯的涡流损耗，450度全斜接缝结构，使接缝密合性好，以减少漏磁损耗。选用铜芯变压器，尽量降低变压器电阻的绕组阻值，增大通过电流。

（2）合理确定负载率，目前认为以75%～85%为宜。20世纪80年代，我们通常将变压器负载率确定为50%，但事实上50%负载率仅减少了变压器的线损，并没有减少变压器的铁损，因此也不是最节能的措施。计算初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的容量，变压器的负载率应在75%～85%为宜。

（3）为减小变压器损耗，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下，尽可能减少变压器的台数，选用大容量的变压器。

2.2 减少电能在线路传输上的损耗

由于电路上存在电阻，电流流过时，就会产生有功功率损耗。线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减小线路电阻。

（1）选用电导率较小的材质做导线，铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。因此，在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。

（2）减小导线长度。线路尽可能走直线，以减少导线长度。低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失。

（3）增大导线截面。对于较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面。

2.3 提高系统的功率因数，减少无功在线路上传输

为达到节能的目的系统中的用电设备，如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功相抵消，这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备，我们可采取如下措施：

（1）注意提高设备自然功率因数。可采用功率因数较高的同步电动机，荧光灯可采用高次谐波系数低于l5%的电子镇流器，采用电感镇流器的气体放电灯，单灯安装电容器等，都可使自然功率因数提高到0.85～0.95，这就可减少系统高、低压线路传输的超前无功功率。

（2）采用电容器就地补偿方式，消除感抗引起无功需求。在日本，东京电力公司的法规规定容量达0.75kW的电动机端，都要安装30uF的静电电容器，以减少由于线路上传输无功而引起的有功损耗。

2.4 照明部分的节能设计

（1）采用高效光源。自炽灯过去用得最广泛，因为它便宜，安装维护简单，但它致命的弱点是发光率太低，因此之前常被各种发光率高，光色好，显色性能优异的新光源取代。

（2）建筑物尽量利用自然采光。靠近室外部分的建筑面积，应将门窗开大，采用透光率较好的玻璃门窗，以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分的照明，可采用按照度标准检测现场照度，进行灯光自动调节。