建筑电气设计中的节能技术应用分析

彭波

摘要：建筑行业和人们的生产活动和生活实际息息相关，由于现代人们对于建筑的使用功能有了更多的关注。通过对建筑电气的节能化设计，可以大大提升资源的利用效率，减少其对周围环境的不利影响，本文就对当前建筑的电气节能设计进行了分析。

关键词：建筑；电气设计；节能

中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：1674—3024（2016）11—145—02

引言

随着现代工业的迅速发展和人们生活水平的不断提高，民用建筑的电力能耗问题日益突出。如何节能降耗，成为民用建筑电气设计的焦点。在具体的电气节能设计工作中，一方面需要保证整个系统设计的安全性和稳定性，另一方面还要尽可能的把造成成本控制在最低，减少能源的浪费。

1电气节能设计综述

1.1建筑电气设计的主要内容

建筑电气的节能设计是以科学为依据，节能为前提的将建筑设计进而优化的措施。将节能的注意事项进行研究和分析，不断进行改革，将能源的消耗不断降低，使节能技术不断提升。因此，在对电气进行节能设计时，就需要对它的各个环节进行具体分析，掌握各个环节节能设计的主要特点。一般来说，它的节能设计主要有以下几方面：

（1）配电系统节能设计（包括：详细负荷统计计算、无功动态补偿策略和谐波综合治理方案设计以及变配电设备优化节能选型设计等）；

（2）照明系统节能设计（包括：照明系统设计、照明灯具匹配节能设计以及照明控制系统设计等）；

（3）电气设备节能设计（包括：空调系统、给排水系统和电梯等电机拖动系统的节能设计；

（4）新能源综合利用节能设计（包括：太阳能发电、风力发电、水源热泵、热电冷三联供系统等节能系统设计）。

1.2节能设计遵循的原则

建筑的电气节能设计最终的目的还是为建筑自身功能有效性发挥所服务的，在设计时就需要考虑到建筑的功能发挥，对能源消耗进行有效控制，提高能源的利用率，对电气功能进行科学合理的控制和管理，不能对建筑自身功能的有效性发挥造成太大影响和干扰。此外.在进行设计的过程中，还要遵循实用性、经济性和合理性原则，对工程投资的有效利用进行重点考虑和分析，对节能设计进行合理利用，尽可能的避免因为节能设计而造成的整体建筑设计失衡，进而导致整体投资成本的增加。总的来说，就是要在节能设计中，尽可能的提高资源的利用率，减少资源的浪费.采取先进的科学化设备，确保其性能发挥不会和建筑自身功能有较大冲突，使电气节能设计落实到位。

2电气节能设计的具体措施分析

2.1供配电系统方面

在建筑的整体结构设置中，供电配电系统的分布是重要内容之一，它是建筑使用功能有效发挥的保障。在进行建筑电气优化设计时，通常应结合建筑规模、结构等实际情况，充分考虑建筑内部电力负荷类型和容量，并按照电力负荷曲线数据，通过详细的分析计算决定配电系统优化设计方案，使建筑供配电系统中负荷曲线尽量趋于平坦，减少闲置电气设备数量和闲置容量，使电能功率在整个建筑电气系统中能够得到最大限度的转换利用，减少电能资源浪费。

2.1.1变配电所与箱式变电站在建筑中的位置

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，都是合理且科学的。

2.1.2变压器容量及数量

在电气节能设计时，应根据实际负荷需求，按照略高于变压器最佳负荷率来确定变压器容量，通常应设置负荷率在70%左右较为经济合理，为减少变压器的损耗，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷、充分考虑经济技术指标的情况下，应尽量减少变压器台数。另外，配电变压器选型时，应优选空载、负载损耗相对较小的节能性配电变压器。

2.1.3提高供配电系统的功率因素

对于功率因数的不断提升，能够保证线路中的无功功率不断降低。采用无功补偿的技术手段，将分散就地补偿等补偿技术进行有效利用，可将消耗的功率能够快速进行补偿。建筑中低压配电系统的无功补偿方式主要是在变电所内进行集中补偿，采用三相共补和单相分补等无功补偿措施来提高供配电系统功率因数。同时可采用电抗器及谐波保护器等谐波预防及治理措施，减少配电线路和变配电设备中电能损耗，并提高供电质量。

2.2线路损耗的有效性控制

当电能传输时，由于线路上存在电阻电抗，电流通过时，就会产生电能损耗，而该损耗又与线路的长度和负载的大小相关联。在配电线路中，电阻是重要构成部件，只要有电流经过其就会产生功率损耗，具体的损耗量大小可以由以下公式得到：

AP=3I²R·10^-3

A P代表的是三相输电线路的实际功率损耗量；I代表的是线路电流值：R代表的是线路的相电阻值。通过这一公式的表述，可以明确电阻损耗是可以通过计算获得的，这样可以保证其节能设计更具有针对性。那么要保证电阻值始终处于最小就需要做好以下几方面工作：

首先，对于导线的选择要以电阻率最小的为主，并确保导线的输电传输质量，例如常见的铜芯导线。

其次，导线的长度使用也要尽可能的减少，在设计中线路要尽可能的以直线形式分布，在低压配电中也要不走回线。此外，在变电所中，也要尽可能的使其和负荷中心相靠近，这样可以使供电半径减少。

第三.扩大导线的截面面积，如果导线的线路长度较长的话，就需要在确保载流量、热稳定以及保护配合等的基础上，要选择截面面积最大的导线，这样所增加的线路费用，会因为能源的节约而减少年运行的造价成本。

2.3照明系统方面

在实际设计工作中，对于照明系统的设计主要包含有两部分，即数量化设计和质量化设计，两者中数量化是基础，按照建筑功能和活动要求来确定照明的等级和标准，并进行数据化的处理计算，同时在此基础上还需要进行质量化设计，把人们的居住感受作为依据，考虑到人的视觉和使用人群、使用用途以及建筑自身的风格特征，以最多的收集到周围环境等的多种因素，从而保证最后设计的科学性和合理性。照明节能设计的措施通常有以下几种：（1）正确选择照度标准值：在照明设计时，应综合考虑工作、生产、学习和生活对视觉的要求，以及建筑等级和功能的不同合理确定照度；（2）合理选择照明方式：应当充分利用自然采光，这是节省照明能耗的重要方式之一，即在设计中电气设计人员应当尽量考虑到自然光与人工照明的充分结合，从而在很大程度上节省了照明电能；尽量采用一般照明和局部照明相结合的方式，贯彻该高则高该低则低的原则，以在满足使用和质量的前提下节约能源；（3）科学选择优质的电光源：其最基本的原则就是应根据不同的场所选择不同的光源。例如一般的房间应当选用荧光灯。但是在条件许可或显色性要求较高的场所应当采用稀土节能荧光灯、三基色荧光灯、小功率高显色型钠灯等光源；室外场所的照明则应当选用高压钠灯等使用时间较长的气体光源；（4）合理选择高效照明灯具：其原则是根据不同场所选用效率高、控光合理、光利用系数高、尽量不带附件的照明灯具；（5）要为灯具配装电子镇流器或节能型电感镇流器。常规电感镇流器耗电量大约在灯具功率的25%以上，且其功率因数仅为0.4～0.5。电子镇流器和节能型电感镇流器，不仅耗电量低（大约占灯具功率的10%），而且其功率因数高达0.9以上，有利用降低照明灯具线路的线损。（6）较为节能的灯具控制方式主要包括采用触摸延时开关、声控、时控红外、光控和智能控制等。不同的场所，应选择相对应的控制方式。如道路照明，宜采用光控和时控结合的控制方式；住宅的楼梯间、走道的照明，宜采用红外、声控或触摸延时开关等自熄开关控制：公共建筑的大开间场所的照明，宜采用智能照明控制系统集中控制。

2.4暖通空调

对于暖通空调系统的节能设计，是提高建筑整体能耗控制水平，降低系统整体消耗的重要措施，民用建筑的空调型式有中央空调系统、分体式空调系统等。为了达到节能的目的，中央空调系统可以采用楼宇自控BA系统进行管理和控制，对于住宅空调来说，因为空调的插座安装得比较高，无法切除电源，因此，平时都是通过遥控器来关机，操作很不方便。为了彻底的解决这一个问题，可以为空调设置一个独立的开关进行控制，当用遥控器关机时也能够顺手把空调的电源关掉。而对于单位办公大楼等的分体空调，电气设计有时往往与照明共用一个配电箱，这样一来要想关掉空调电源，必然要大楼管理人员到各层配电箱处关掉空调电源回路，工作量很大，也很麻烦，因而往往造成空调处于待机状态，甚至连春、秋、冬季也处于待机状态，造成电能的大量浪费，而且还是一个火灾隐患。解决这一问题，空调用电可设置专用配电控制箱进行供电，其远程控制可设置在建筑物的值班室内，以便管理和控制。

3总结

总之，在建筑电气设计中，电气设计人员应全面的考虑，精心的设计，还要综合各种因素，将节能技术良好的运用到建筑电气设计中。只有这样，才能真正的实现建筑电气节能，才能为提高社会与经济效益做出贡献。为建筑行业实现生态、绿色环保、低成本可持续建筑发展，提供重要的节能减排技术支撑。