试论建筑电气设计中节能措施

[摘要] 随着我国发展步伐的的加快，为了更好的建立资源节约型社会。建筑电气在设计的时候需要从节能的角度去考虑。本文重点从供配电系统和照明系统的设计入手，探讨其中的节能设计。另外在配电线路导线和电缆的选择上也探讨了一些节能的措施。

[关键词] 建筑电气节能设计措施探讨

Abstract：With the accelerated pace of development, in order to better establish a resource-saving society. When designing building electrical needs from the energy point of view to consider. This article focuses on the distribution system from the supply and lighting system design, discusses one of the energy-saving design. Also in the distribution line conductors and cable selection also explores some energy-saving measures.Key words]：Building Measures of electrical energy-saving design

中图分类号：F407.6文献标识码A 文章编号

引言

建筑电气是一个极为重要的工程，在进行建筑电气的设计时，不仅要考虑到经济性，更为重要的是要考虑到节能性，只有这样才能够更好的响应国家建立资源节约型社会，顺应目前的社会新形势，也才能更好的推动建筑行业的快速发展。

一、供配电系统的节能设计

在进行供配电系统的设计时，要尽可能的做到系统操作方便、简单和可靠，这就要根据供电距离及其分布和负荷的容量要求来进行设计。为了缩短配电路径，减少电能在线路中的损耗，变配电所需要尽可能的靠近整个负荷的中心，并且要合理的选择变压器的容量和相应的台数。另外在变压器的选择上需要考虑到季节的变化，选择可以灵活投切变压器来满足季节的变化，进而实现经济运行，减少不必要的电能损耗，达到节能的目的。

提高供配电系统中的相关功率因数可以有效的降低线路无功功率。在供配电系统中有很多的用电设备都具有电感性，像变压器、电动机、灯具的镇流器和一些家用电器等。这些设备都会产生相位滞后电压的电流，进而产生无功电流，然而无功电流对于负载来说是没有用途的，并且这些电流需要从高低压线路传输到用电设备，这样就会增加线路的计算电流，进而增加了整个线路的功率损失。通过提高相关的功率因数，不仅可以减少无功电流，还可以补偿感性负载的电感性和降低线路无功功率的损失，在实际设计中可以采取以下措施：

（1）采用人工补偿的办法，使用带静电的电容器进行无功补偿来提高功率因数。电容器产生的超前电压的无功电流可以和用电设备之后电压产生的无功电流相互抵消一部分，进而达到减少线路的计算电流，降低整个线路的功率损耗。

（2）降低用电设备的无功损耗，提高设备的自然功率因数，可以采取限制电焊机和电动的空载运转和在设计的时候采取更为实用的同步电动机来达到降低设备自然功率的目的。

（3）在电动机的节能设计时可以采取三个方面的措施：根据整个负载的情况，对电动机采取就地补偿，那些供电距离较远，容量很大的，并且需要连续运行的电动机可以采用就地补偿装置，来提稿相关的功率因数，降低线路损耗；采用一些变频调速装置控制电动机，使其在负载不断变化的时候能够自动调节，避免电动机空载运行，提高电动机空载时的效率；采用效率较高的电动机，在设计的时候尽量采用高效率电动机，淘汰一些功耗较大的设备，进而达到降低功耗的目的。

二、照明系统中的节能设计

所谓照明节能设计就是在不降低照明质量和不降低作业面视觉要求的前提下，减少照明系统中的光能损失，从而最大限度的利用好电能、太阳能。照明节能应根据建筑的使用条件和天然采光状况，选择合理的照度标准，采用合理的灯具按装方式、照明配电系统和合适的光源和高效节能灯具照以及明控制装置来实施。通常照明节能措施有以下几种：

（1）照明节能的重要之一——充分利用自然光。照明设备应与建专业配合使得自然光被充分利用，并使得照明光和自然光有机结合，从而大大节约了人工照明消耗的电能，也就达到了节能的目的。

（2）各种场所的照明度是不同的，而且各个场所对照明的视觉要求、照明功率密度等都有一定的要求，而照明设计规范对这些都有相关的规定。在设计的时候应根据照明设计的规范来进行设计。设计时在有效地控制单位面积灯具安装功率，满足照明质量的前提下，应优先采用高效发光的荧光灯及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及体育馆场的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。白炽灯是使用时间最长的光源，也是人类最早发明的光源，在相当长的一段时期被人们广泛使用着。它有着显色性好的特点，但它发光效率很低，因此白炽灯已渐渐被各种显色性更佳，发光效率更高的新光源所取代。我们在路边和广场常见的高压钠灯和低压钠灯其发光率比较高，然而因其显色指数较低，颜色失真度大很少在其他场合使用，一般只是用来做路边和广场照明使用。荧光高压汞灯、自整流高压汞灯、钠灯及三者组合的混光灯常用于生产厂房的照明。发光效率很高的金属卤化物灯，三基色荧光灯及稀土金属荧光灯，由于色温范围广，光色选择性好，显色指数高，颜色失真度小，尤其金属卤化物灯对人的皮肤显色性特别好，常被广泛用于各种公共场所。

（3）做到节能我们要要推广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设计的高效率照明灯具。照明器的效率为照明器出射光通量与光源总光通量的比值。根据设计理念照明器反射面的反射比越高，设计越合理，照明效率比也就越高，这样基本上可以提高灯具效率10%~50%。我们通常选择的照明效率均在70%以上。

（4）运用现代科技使用智能照明控制系统。例如运用红外线运动检测技术、恒亮(照)度照明技术，当在照明环境有人出现需要照明时，通过照明控制系统接通照明光源，反之如果照明环境没有人，不需要照明时，就关断照明光源。这种智能控制系统的运用大大减少了照明的浪费。当自然光足够强时，适当减低室内照明光源发光强度，当自然光较弱时就适当提高室内照明发光强度，以此减少恒凉带来的浪费从而达到节能的目的。不同的场合可改进对照明灯具的控制方式，如使用各种节能开关或装置等。根据个场合使用照明的要求及特点采用分区控制灯光或适当增加照明开关点。当在公共场所及室外照明可采用程序控制或声光控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。而在卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，客房采用节电钥匙开关，以达到节能的目的

三、 配电线路导线的节能

节能可从各方面来达到节能的目的。

（1）在选择配电线路时可按最优经济电流密度选择导线、电缆截面配电线路。首先我们在满足安全可靠的技术要求后就考虑经济性。经济上既要减少年运行费又要节约投资，因此,要按经济电流密度选择导线、电缆截面，从而使电力线路建设经济上最优。经济电流密度的确定很复杂，我国目前按最大负荷利用小时查经济电流密度，选择电缆截面和导线。但是根据多年的设计和运用表明这种经济电流密度没有考虑电力线路的电压等级和投资、负荷的功率因数等因素对经济电流密度的影响。通过这种方式选择的导线和电缆截面虽然比较经济但还不是最优方案。最优经济电流密度要同时考虑投资费和年运行费。电力线路的投资费Z与导线、电缆截面有关,可近似用导线、电缆截面S的依次函数来表示,即:Z=As+b①，其中A为投资截面系数，b为投资常数。而电力线路的年运行费F包括线路的年折旧维护管理费Fy及电能损耗费Fs，其计算公式为FY=KYZ②线路的年电能损耗费由下式计算:Fs=3I2maxρ·τ·pS×10-7③，式中Imax为线路最大负荷电流;ρ为导线电阻率;τ为最大损耗时间;p为电价。最优经济电流密度的目标函数(综合计算投资)为:minV=aZ+F(5)式中:a为补偿系数;a=1/T;T为补偿年限。由目标函数可求得最优经济电流密度为:Jop=a(a+Ky)30ρ·τ·p×104(6)由最优经济电流密度,可求得导线、电缆截面,达到电力线路建设经济上的最优。

（2）增大导线截面积。对于较长的线路,在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的前提下,在选定线截面时加大一级线截面。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。

结语

随着经济的快速发展，建筑行业将会更好的发展，建筑电气也会越来越多，将会消耗很多的资源，为此需要研究如何才能够更好的做好建筑电气的节能设计，这样才能更好的推动节能型社会的建设。

参考文献

[1] 周海燕；建筑电气设计中的节能设计[J]. 建筑节能,2009,10.

[2] 宋东先；建筑电气设计中的节能措施[J]. 甘肃科技,2009.10.