基于建筑电气设计探讨建筑节能

摘要：建筑电气节能设计有利于节约能源，是建筑电气设计的重点。本文从建筑电气设计中的供配电系统节能、电动机动力系统节能、照明系统节能等方面，详细分析了建筑电气设计中具体的节能策略和措施，提出未来建筑电气节能设计的发展方向，以供参考。

关键词：建筑电气；电气设计；节能措施

Abstract: The design of building electrical energy is conducive to saving energy, is the key of building electrical design. Energy supply system, motor power system energy saving, energy saving lighting system, the electrical design of buildings, a detailed analysis of the energy-saving strategies and specific measures in building electrical design, bring forward the development direction of future design of building electrical energy saving, for reference.

Key words: electrical building; electrical design; energy saving measures

中图分类号：S972.7+4

0 引言

建筑电气是指在建筑物中利用科学的理论知识和先进的电气技术，为人们创造人性化的电气系统。在经济快速发展的当代社会，中国对能源的消耗量越来越大，各种能源供不应求但却存在着严重的浪费现象。近年来兴建的一大批大型及特大型的住宅小区和公共建筑，大部分都没有对建筑节能特别是建筑电气节能予以重视，长此以往必将造成巨大的资源浪费。

在民用建筑中，电能的消耗大致上是: 空调用电占到建筑用电的40～50 %，给排水等设备用电占10～15%，照明用电占15～25%，其他设备用电占10～15% 左右。可以看出，在建筑耗能方面，空调占到了举足轻重的作用，其次是照明和给排水。因此在这几方面控制节能，是可以收到很好的效果。作为建筑电气设计工程技术人员，有必要对建筑电气节能设计进行一些探讨。

1 建筑电气设计的节能原则

1.1 要满足建筑物的使用功能。建筑电气设计应当满足建筑物照明需要、符合人们工作生活的需求。要满足建筑物照明的照度、色温以及显色指数，同时也应当满足居住的舒适卫生和建筑物的运输通道保证通畅无阻等。

1.2 要考虑实际经济效益。节能应按实际情况考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行及附加费用，而是应该让增加的部分投资，能在短时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

1.3 要节省无谓消耗的能量。节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。先找出哪些地方的能量消耗是与建筑物功能无关的，再考虑采取哪方面的措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。

合理的建筑电气设计能够满足建筑物使用者对电气的要求，使建筑的各功能得到进一步完善，这也是建筑工程中极为重要的一环。

2 建筑电气节能的措施

2. 1 对供配电系统的节能

变配电所与箱式变电站在建筑中的位置，在安置变配电所或箱式变电站时应当尽量靠近负荷中心的中心位置，这样无论从节约成本上讲( 电缆) ，还是缩短供电半径上讲，都是合理而且科学的。

在选择电力设备时，应尽可能选用节能产品，或兼用节能措施。如目前尚无此类产品，设计时应考虑日后改造或更换的可能性。在电网条件允许情况下，电动机的启动方式尽可能采用直接启动方式。大容量电动机启动应避免引起电压波动，应采用降压启动装置。只允许0.6kw 以下的电动机以插座为操作开关；经常无人监视的电动机应设断相保护装置；一般电动机的操作开关均可使用磁力启动器，但符合控制保护要求的3kw 以下的电动机，也可使用负荷开关。配电箱和控制箱的选用一般以标准产品为主，根据具体情况也可以选用非标准的配电箱。车间的配电设计应根据其特点和工艺情况，选择树干式、放射式或混合式，在条件合适的情况下多选树干式为宜。一、二级负荷双电源时，通常应选2 台变压器，三级负荷通常选1台；但根据使用要求或因运行方式变化可以节约电能的，不限制台数。对距离较远、低压配电不经济时，应根据技术经济比较来选定变电点。

变压器容量的选择，一般情况负荷率应选在85% 左右为宜。但对一、二级负荷还应考虑1台停止运行时另1台能负担全部一、二级负荷的供电。需要考虑发展的，首先考虑更换大容量变压器，发展后容量超过1000kVA 的可考虑增加变压器。

2.2 电动机节能

减少电动机能损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。高层建筑电气中的电动机都与暖通、给排水、消防、建筑等工种的设备配套，由设备制造厂商统一供应（如高层无负压供水、消防设施等）。因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中，除采用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外，我们还应减少电机轻载和空载运行的状况。因为在这种情况下，电机的效率很低，消耗的电能并不与负载的下降成正比。所以，我们可采用变频调速器，使其在负载下降时采用变频的方式自动调节转速，并使其与负载的变化相适应。这种方式，可提高电机在轻载时的效率，从而达到节能的目的。另一种节能方式是采用软起动器。软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此起动平稳，起动完毕后该设备则全压投入运行。

此设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到速度随负载的变化而变化。它可用于电动机容量较大又需要频繁起动的设备，以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。从起动到运行，其电流变化不超过三倍，这样可以保证电网电压的波动在所要求的范围内。它采用的是可控硅调压，正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上而不会返回电网，因此它要求必须散热、通风措施完善。其价格比变频器要底，可选用于水泵系统中的大容量电动机的控制设备中。

2.3 建筑物照明部分的节能

照明节能是电气节能当中的重要部分，建筑物的照明量比较大并且面积较广。照明部分的节能设计要满足照度、色温以及显色指数等相关要求, 建筑物的照明节能设计可从下列几点入手：

严格遵循建筑物的照度标准。

2）建筑物当中的照明设计可采用高效的光源。

3）建筑物的照明灯具选取应当合理。

4）充分利用自然光源。

5）合理利用照明周边环境。

3 建筑电气节能设计的发展方向

如今全球气候的变化已经给建筑电气的节能设计拉响了警报，一场强大的绿色革命正在袭来。新光源与新能源照明应用于建筑电气设计。在全球呼吁低碳经济，追求绿色、高效发展的今天，新光源与新能源照明发展成为一场重要变革。新光源与新能源照明行业是个朝阳产业，其增长速度之快可以说是极为惊人。

国内新光源与新能源照明行业也正处于高速发展阶段。这将给建筑电气的绿色节能设计提供新的方向。未来建筑电气设计将重点放在超高层建筑发电机供电系统、办公建筑的绿色节能设计、数据中心的能效分析、电气系统的绿色节能设计、太阳能光伏发电系统在大型民用建筑工程中的应用、数字调光系统及建筑能效管理系统的应用等方面，进一步提高电气节能的效果

4 结论

建筑电气节能设计的措施还有很多，如采用智能化系统、采用新型节能机电产品、提高电网功率因数等。电气设计专业人员应高度重视节能设计理念，从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合分析，全面掌握并运用有效的节能措施。在改善公共建筑的使用环境和提高能源的利用率上具有重大的意义。于电气设计人员而言，在设计中必须全方面地考虑各种因素，在安全、可靠、经济性达到标准的前提下，将节能的新技术充分应用到建筑电气设计中，从而达到提高能源利用率，节约资源的目的，为城市的可持续性发展做出贡献。