建筑电气节能设计及照明节能设计分析

张丽君

（山西省工业设备安装集团有限公司，山西 太原 030032）

1 节能意义

建筑电气中灯具、空调及电梯等设备的完善性可以更好的提升建筑的使用功能及使用效果，机电设备在运行过程中会消耗一定能源，同时可以在建筑中的各场所完成功能照明、夏季制冷及冬季供暖，可以实现空间快速转换等。在进行建筑设计时电气专业已经成为重要的组成部分，其与建筑中各专业都有直接关系，可以充分满足建筑功能的使用要求及发展需要，但是在实际使用过程中需要做好预留工作，设置好电力负荷及用电接口；满足不同场所功能及场景需要并保证照明效果，满足使用者需求。在建筑后期运行过程中会消耗大量能源且会增加运营成本，若在设计时没有进行全面考虑只将其作为普通照明设计，从照明线路铺设到灯具选择、从照明设备亮度到设备形式等方面都不具备节能意识，导致建筑能源损耗逐渐增加，所以建筑设计中的节能空间是非常大的。

2 建筑电气设计中存在的问题

2.1 建筑电气设计的方案不够深入

当建筑施工受到外界因素的影响，电气设计方案与建筑工程的实际施工之间存在较大差异，工程施工的可行性就会受到影响，导致建筑工程某些功能无法实现，不能达到预期设计标准。例如电气设计方案不成熟，导致某些原本具备的功能无法发挥作用；在整体设计方案中未详细备注材料规格以及型号，工作人员大量采购以后得知与现实需求存在较大差别，无法使用到施工过程中，只能再次购买，导致工期延长。施工时甚至使用不符合要求的材料，导致建筑质量较低，无法达到质量标准，甚至存在建筑质量的安全风险。

2.2 建筑电气设计重点不够突出

设计工作是建筑工程的重点部分，大多数建筑电气工程项目在初期设计时期并未全面思考到重点问题，在进行设计的时候导致重点内容不集中，或者重点较多，没有侧重。以上问题导致施工难度提高，施工质量较低，如此导致建筑电气工程在施工时存在较大的漏洞，未来施工风险较高。所以，在开展建筑电气设计工作时，必须关注核心内容，了解关键点，防止发生重点不突出、不集中的问题。

2.3 建筑电气设计缺乏适用性

在建筑电气设计时期，某些设计和电气工程项目核心信息不符合或并未参考现实情况进行设计，或者设计内容和建筑现状之间有明显的差异。不符合要求的设计对建筑电气设施的正常运作带来负面作用，甚至直接影响用户的日常用电，导致电气工程项目承受较大的亏损。

2.4 建筑电气节能设计不全面

建筑设计过程中存在的节能问题不可忽视，也是当前建筑领域的关键问题。在资源反复使用和不可再生资源不足的情况下，提高资源使用效率、加强环保力度始终是社会发展的关键问题。在设计过程中，由于设计人员在节能设计方面存在线路设计不科学、电力与节能电器设计不成熟等现象，导致电力资源损耗较多。

3 建筑电气节能设计

3.1 建筑配电系统的节能

第一，严格控制地理位置及间距。例如，在距离负合中心较近的位置，特别是变电所及电井位置应缩小供电半径范围，可以控制在200米以内，降低电路损耗所带来的影响。第二，在应用变压器时应始终遵循优先原则。在已知实际负荷符合能力的基础上完成数据范围换算，通过换算判断变压器容量及台数的准确性。重点关注变压器的选择，将负荷率控制在70%至85%之间，保证变压器具有良好的性能。第三，将采集中补偿及分散就地补偿进行全面结合。做好电气设备分类工作，将集中补偿设置到变电所内，其中荧光灯、金卤灯采用就地补偿方式。以上电气设备补偿后功率因数要高于0.9.

3.2 供配电系统科学设计

在现代化建筑施工中，如果能够对施工现场供配电系统进行科学合理化设计，达到既能够保证施工现场供配电的正常运行，还能够减少资源的非必要损耗。要想实现共备电系统科学化的方法，首先，是对于共配电系统进行简约化设计，在同等电压级别下供配电级数不能超过三级。其次，使用220V的电压，如果施工现场需要更高的电压供应，可以根据实际情况进行适当提高，但是，也要有电压的最高限制。最后一点对于变电所位置的选择，最好选在离电压负荷中心较近的位置。注意以上几点能够实现施工现场配电系统科学，进一步提升建筑电气节能水平。

3.3 建筑电压器节能设计

根据调查研究相关数据表明，我国当前35kV标准以下的配电变压器依然还在使用，此类变压器虽然购买成本相对较低，但是，被投入使用后会产生相当多的能源损耗，从根本上是不利于节能减排新理念的，所以在现代化建筑施工过程中，对于能耗较高的变压器应当及时更换。全面升级为节能变压器，因为节能变压器不减可以降低噪音减小，对于周边环境的污染更能够有效地在施工过程中进行节能降耗的工作，最终实现建筑行业节能减排的最终目标。

3.4 建筑空调系统节能设计

在现代化建筑工程中，另一个必不可少的建筑设备就是空调，空调作为整体工程消耗能量的主力军，把空调重点作为节能降耗对象是建筑行业未来发展的必然要求。要想实现建筑电气节能设计，首先，要控制空调的送风量和变风量等因素，以提升空调的使用效率，降低能源消耗，除此之外，建筑物空调在温度不同的情况下，能源消耗也会不一样。

4 建筑电气照明系统节能设计中的问题

我国传统建筑照明系统中，主要采用白炽灯、荧光灯、金属卤化物等多种气体放电光源，而上述光源会引发严重地电能资源浪费问题。

4.1 系统运行功率因数较低

荧光灯和金属卤化物灯具会降低照明系统的功率因数，使线路上产生较大的损耗。设计人员为有效解决该类问题，需要在系统中合理设置无功补偿功率，但是该处理方式也会增大建筑照明系统的建设和使用成本。

4.2 电压波动导致较大损耗

如系统的平均电压升压超过4%，则荧光灯的寿命就会缩短一半左右。所以，建筑照明系统如产生明显的电压波动，则会缩短系统寿命，且电压波动还会增加供电线路运行中的电能损耗。若想解决上述问题，就需合理选择灯具。

5 建筑照明节能设计

5.1 建筑照明设计要求

在进行建筑照明设计时应充分满足节能设计要求，应注意以下方面。首先在进行建筑照明设计时应充分满足应用要求，尤其是一些建筑中的特殊要求。利用高效灯具满足照明、照度及色温等方面的要求，只有照明设计满足节能要求才能继续完成后期工作。其次确保建筑照明节能设计可以与建筑其他电器系统进行兼容，充分满足建筑节能设计要求，同时保证设计形式及风格方面可以与建筑整体结构及外观充分融合，满足国家与行业验收标准后实现建筑节能设计目标。

5.2 加强智能照明控制系统设计

在照明系统运行的过程中是否可以对能耗使用情况进行改善，可以体现出建筑电气节能设计方案价值。因此要想加快节能建筑发展，应不断强化与照明系统间的联系，做好照明设计工作，设计人员应积极开展设计工作并对设计中可能出现的问题进行积极处理。在进行设计时，首先设计人员应到建筑中了解具体情况，并将照明系统与通信系统、网络系统及自动化技术等进行全面结合，从而实现智能照明控制系统设计目标，对建筑照明能源消耗进行有效控制，满足照明系统运行过程中对节能的要求。其次，对照明控制设备进行合理设置并将自动化技术融入到其中，做好智能照明控制系统设计并将先进的管理理念、精细化管理理念融入到其中，确保节能照明系统可以更好的满足建筑工程要求，降低建筑照明方面的能源损耗，充分体现出智能照明控制系统在建筑工程中的价值。同时在智能控制系统的支持下可以实现建筑中的照明系统智能控制要求，同时可以更加科学的设置照明设备，保证智能照明控制系统的科学性。

5.3 注重电源启动装置设置

第一，从荧光灯方面来看电子镇流器的能耗额定功率通常在10%；高强度气体放电灯电子整流器能耗额定功率通常在15%。因此，在进行照明设计时设计人员应确保照明节能设计方案的完整性，对电源启动装置进行深入思考，关注电子镇流器、气体放电光源的结合，保证两者结合后利用的高效性，降低照明系统能源消耗量，并可以提升节能理念在照明系统中的作用，提升使用效果。第二，全面考虑电源启动装置设置工作，同时可以拓宽电气照明设计人员的设计思路，使设计方案更加完善，实用性也更强，为建筑行业发展奠定基础。同时，从性能方面来看电源启动装置可以有效解决照明系统能耗高的问题，提高建筑节能设计水平。

5.4 对照明系统进行合理控制

照明系统的控制方式，在设计时应综合考虑照明环境的实际照明要求以及功能特点。在照明场所面积较小的情况下，设计人员应尽可能选择一对一或者二对一的控制方式。若是照明场所面积较大，且灯具数量较多，设计人员要合理划分照明区域，从照明区域的具体情况出发，充分利用自然光，可考虑多对一的控制方式。

6 结语

综上所述，采用电气节能设计以及照明节能设计，能够在提高建筑工程质量的同时实现对于能源的节约利用，对于我国生态文明建设的优化发展有着积极的促进作用。因此相关设计人员需要综合考虑各方面影响因素，并结合建筑工程的实际情况，优化节能设计的应用，实现节能降耗的可持续发展目标。