建筑电气设计及其节能措施研究

摘 要：随着经济的增长和人们收入水平不断的提高，大部分人对房屋的要求也逐步在提高。而在现代住宅建筑中，人们所要的不仅仅只是居住，更多的是感受家的温暖和对生活品质的享受。现阶段，节能是个非常热门的词，用在电气设计上也同样有着它的功能和优越。现代住宅建筑电气设计上，随着设计师们各自的独具匠心，也用着不同的形式在设计和施工中展现出来，而节能就是最主要的一种形式和做法。现就从电气设计的节能所注意的原则开始，对现代住宅建筑电气设计的途径和措施加以分析。

关键词：节能措施；建筑电气设计；新能源中图分类号：F416.6文献标识码：A

1 现代住宅建筑电气节能设计的原则

1.1 合理设计供配电系统

1.1.1 供配电系统应尽量简单可靠

根据负荷容量、供电距离及用电设备分布特点等因素，合理设计供配电系统和选择供电电压。供配电系统应尽量简单可靠。同一电压供电系统变配电级数不宜多于两级。

1.1.2 合理选择供电电压

根据负荷情况合理选择变压器容量、台数，其接线应能适应负荷变化时，按经济运行原则灵活投切变压器。同等情况下，电压越高，损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为 220／380 V，但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了达到节能目的，可以选择 10(6)kV 的制冷设备。

1.1.3 变电所应靠近负荷中心

低压配电间应靠近电气竖井，合理分布供电网络，使低压供电半径控制在 100 m 以内，供电线路的电压损失满足规范的允许值，减少线路电压损失，提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。

1.1.4 配电设计时尽量使三相负荷达到平衡

最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的 115％，最小相负荷不小于平均值的 85％。可采用移相平衡法或容抗平衡法来改善系统的平衡，以减少因不平衡带来的最大相的多余损耗。

1.1.5 考虑实际经济效益

节能应根据国情考虑实际经济效益，不能因为注重节能而过高地消耗投资，增加运行费用。

1.1.6 尽可能减少无谓的能量消耗

照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如，娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。

1.2 合理设计节能变压器

应根据负荷情况:在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内。变压器的效率。变压器的效率为输出功率 P2 与输入功率 P 之比，变压器的最高效率点是由变压器固有结构的特性、空载损耗 P0、短路损耗 P 决定的。从经济运行的角度考虑，对于季节性变化较大的负荷，宜装设两台变压器，当负荷长时间较低时可停用 1 台，以保持经济运行。

1.3 电动机节能设计

降低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，应根据负荷特性考虑选择更为节电的电动机，其关键在于明确负荷是连续的还是断续的。若为连续负荷，要了解电动机的输出功率是否与各种负荷相匹配，如果是风机和泵等平方递减负荷特性，在轻载时打开风门和阀门，采用调速电动机在低速运行可以节约电能。断续负荷时，如果轻负荷时不能停止电动机的工作，则应考虑采用调速装置，即在额定负荷下运行时采用常用电源，使电动机在额定转速下运行；而需要低速运行时，考虑采用逆变器变频装置或其他方式调速。

1.4 照明控制方式的选择

1.4.1 根据照明使用频繁程度

可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。对病房、卧室、客厅等床点位置及餐厅、酒吧、舞厅，可考虑设置调光开关；旅店客房采用节电钥匙开关；公共场所及室外照明可采用程序控制式光电自控装置；路灯宜分组控制，推荐采用夜间节能控制方式；走道、楼梯、雨蓬、卫生间及其他人员停留时间较短可设置定时开关。

1.4.2 根据定时开关的种类

目前较常见的灯具定时开关有：触摸式延时开关、声光控延时开关、红外式延时开关等。①灯具控制开关控制的光源数量不宜少于 2 个(单灯具除外)，但控制控制的光源数量也不宜太多。②灯具按与侧窗平行分别控制。③对部分光源实施：声、光控制，或全夜、半夜控制。

2 现代住宅建筑电气节能设计措施

2.1 采用建筑智能化技术中的建筑设备监控系统

利用智能控制技术进行节能主要体现在对空调和给排水专业建筑设备的监控。对照明设计及控制方面建筑设备监控系统的功能包括：实现受控机组和设备的启、停控制和必要的连锁操作。实时监测和存储设备运行的工作状态及故障报警信号，实时监测和采集系统的主要参数，如温度、湿度、压力、流量、监测变配电系统的主要开关状态、电源电压、电流和功率因数等。按预定的控制程序对系统的被控参数进行最佳自动调节，使其运行在相关专业系统设计工艺所要求的设定范围。实现机组的台数控制和优化运行。采用综合措施实现节能运行。在实现自动控制功能的同时，提供远程操作和就地操作的功能。自动形成系统运行报告、设备故障报警报告及设备维修报告。提供的系统运行状态、故障报警的实时数据和历史数据记录等均可以图形化界面显示建筑设备监控系统的内容按系统和设备的功能可分成以下子系统进行监控：制冷系统、热源和热交换系统、空词系统、通风系统、给排水系统、供配电系统、公共照明系统、电梯系统。如在长春滑冰场馆中制冷机组、空调的工作状态的监控，采用一整套完善的控制技术，可以根据不同的环境状况及使用要求，自动调节设备运行台数及参数，降低能耗，同时保证冰面质量。

2.2 采用新技术、新产品，合理开发和利用新能源

为了达到节能节水和节电，空调和给排水专业的工程技术人员均在考虑如何采用新技术，在满足建筑功能和专业工艺要求的前提下达到节能、节水和节电的效果。在对这些新技术的供电和控制过程中，需要工程技术人员对这些技术的工艺有深刻的理解，才能做到符合工艺技术的要求。随着变频设备技术的完善和价格的降低，变频器已在给水系统中广泛使用。锅炉房给水系统能耗较大，如何解决锅炉运行中的给水系统的节能问题，是一个不可回避的实际问题。经过与工艺专业沟通以及深入实际的调查，设计中采用变频器控制给水泵的工作状态，取得了较好的效果。

3现代住宅建筑电气节能设计措施

3.1采用建筑智能化技术中的建筑设备监控系统

利用智能控制技术进行节能主要体现在对空调和给排水专业建筑设备的监控。对照明设计及控制方面建筑设备监控系统的功能包括：实现受控机组和设备的启、停控制和必要的连锁操作。实时监测和存储设备运行的工作状态及故障报警信号，实时监测和采集系统的主要参数，如温度、湿度、压力、流量、监测变配电系统的主要开关状态、电源电压、电流和功率因数等。按预定的控制程序对系统的被控参数进行最佳自动调节，使其运行在相关专业系统设计工艺所要求的设定范围。实现机组的台数控制和优化运行。采用综合措施实现节能运行。在实现自动控制功能的同时，提供远程操作和就地操作的功能。自动形成系统运行报告、设备故障报警报告及设备维修报告。提供的系统运行状态、故障报警的实时数据和历史数据记录等均可以图形化界面显示建筑设备监控系统的内容按系统和设备的功能可分成以下子系统进行监控：制冷系统、热源和热交换系统、空词系统、通风系统、给排水系统、供配电系统、公共照明系统、电梯系统。如在长春滑冰场馆中制冷机组、空调的工作状态的监控，采用一整套完善的控制技术，可以根据不同的环境状况及使用要求，自动调节设备运行台数及参数，降低能耗，同时保证冰面质量。

3.2采用高效低能耗的设备，提高能源的利用效率，从而进一步降低能耗

在电力系统设计中，应首先考虑选用高效节能的产品，以期降低系统自身的能耗。供配电系统的节能设计：根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单可靠，操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径减少线路损耗。合理选择变压器的容．量和台数，以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。提高系统的功率因数，减少无功在线路上传输，以达到节能的目的。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，在线路上就产生了有功损耗。这部分损耗是可以想办法改变的，其措施有以下两种。第一，提高设备的自然功率因数，以减少对超前无功的需求。第二，安装无功补偿装置。民用建筑中，容量大且负荷平稳的负荷实行就地补偿，这样才能使线路上的无功传输减少，达到节能的目的。

3.3采用新技术、新产品，合理开发和利用新能源

为了达到节能节水和节电，空调和给排水专业的工程技术人员均在考虑如何采用新技术，在满足建筑功能和专业工艺要求的前提下达到节能、节水和节电的效果。在对这些新技术的供电和控制过程中，需要工程技术人员对这些技术的工艺有深刻的理解，才能做到符合工艺技术的要求。

4 结束语

建筑电气的节能设计无论是供电系统或用电设备，都存在着巨大潜力。为实现“节电能、降电耗”的目的，在建筑电气设计中应正确设计供配电系统，选用节能型电气产品等，设计行之有效而又切实可行的节能措施，实现供配电系统及用电设备的经济运行，从而达到真正节约电能的目的。

参考文献

[1]那红宇.浅谈实现建筑电气节能的多种措施[J];低压电器;2008年22期

[2]罗建华.建筑电气设计中的节能措施[J];广东科技;2007年01期

[3]任红.建筑电气设计中的节能措施[J];建筑电气;2008年02期

[4]龚国栋.浅谈建筑电气设计的节能[J];浙江建筑;2007年01期