建筑电气节能设计及照明节能设计分析

陈晶晶

（江西省建筑设计研究总院集团有限公司）

1 引言

探究建筑电气节能设计及照明节能设计，要求从建筑本身出发，在满足其最大电气、照明需求的同时，减少电气、照明设备使用量，并注重引入各种新进的高新电气、照明设施，以此来提升设计效果，降低能源损耗。

2 建筑电气节能设计

建筑电气节能设计可从以下模块着手：

1）供配电系统模块

供配电系统模块的节能设计是整个建筑供配电系统节能设计的核心模块，在设计时需把握以下重点：①要求整合建筑物的基本情况，规划建筑负荷指标，且指标制定应按照不浪费、不压缩的原则展开；②供配电系统关系到规格型号选型、设备部署安装等，因此要求综合部署需具备较高合理性，可同时达到系统标准要求、节能要求；③该模块电气设计还需考虑建筑开闭所、配电房等，根据不同建筑类型用电指标估算整个建筑的负荷用电量；④在设计时需明确建筑中有无厨房设备、消防水泵、舞台电、光、声设备等，应对这部分设备进行电量的独立核算，避免浪费电力；同时需实现各项设备的优化配置，避免漏项，保证估算用电量与实际用电负荷不会产生较大差异；⑤若是建筑与配电房间存在较远的供电距离，应通过增加导线截面积等方式来有效降低电压损失；但是通常低压线路架设的供电半径不会超过250m，特别是配电房、开闭所区域的设置应谨遵工程技术标准、规范展开。

2）变压器模块

变压器模块电气节能设计，应关注以下核心内容：①首先需关注变压器主体的电能损耗情况，一般来说，电压损耗来自于本身的负载损失或者是空载损失，若是配电系统配置的变压器有着较低的负载率，就会产生对应的空载现象，提升变压器的损耗量，降低变压器在各个阶段的运行效率，电能损耗程度亦会更大。故而针对变压器的电气技能设计，需从其运行方式、用电容量、用电性质、重要程度等方面考虑，避免其出现比较严重的能耗问题。比如小区各个住户会因生活习惯、用电习惯等方面的不同在用电量方面产生较大的差异，设计人员需在综合该方面信息的同时，设置规格不同的变压器；若是建筑用电负荷相对较小，可选择装备小型变压器以降低电能损耗，反之则选择大型变压器。一般变压器负载率需控制在80%以内，结合真实用电量，预留相应比例设计余量，如此可在出现新增用电负荷时不再对配电房加以改造就能满足使用。在变压器模块电气节能设计时，应做好变压器选型，因不同变压器产生的节能效果有着差异，如SCB13-30型干式电力变压器，空载时损耗达到150W，负载时损耗可达710W，该种变压器相对SCB11-30型干式电力变压器损耗低了20%，节能效果良好。

3）电动模块

通常民用建筑中消防风机、水泵、电梯会占较大用电比重，这部分电动机会在持续负荷的状况下产生较大的用电损耗，若是在用电进程中用电系统在相应阶段的输出功率提升，会与建设用地负荷量出现冲突，且此时电动机损耗难以避免。故而可从两点着手以实现电动机节能设计，其一是提升电动机工作效率，其二是增加电动机功率因数，前者主要是通过变频装置调整，综合建筑物在各个阶段的负荷量，预设电动机运行转速，使其满足基本用电所需[1]。

4）水暖系统模块

综合各项水暖系统的耗电情况，空调耗能最快，针对其的电气节能优化设计产生的效果亦是最明显的。在进行空调电气节能设计时，可从三方面着手：①在建筑施工阶段引入自然通风、风能、太阳能、地热等各种形式的新能源，其对比常规能源来说虽然前期投入成本较高，但是就长远来说，其会为建筑使用者节省大量的电能；②可选择引入对应的技术来进行建筑水暖系统的设计优化，比如引入节能模糊联动控制技术，从多角度、多维度、多层面实现对水暖系统的节能设计，满足空调系统的长久使用需求；③在选择空调设备时若情况允许尽量选择变频节能空调，其可根据建筑内的温度来合理调控与启闭空调设备，以此来达到节能的目的。

5）安全系统模块

建筑系统安全模块的电气节能设计亦是整体设计的重点内容，为确保不发生较大的安全问题，很多施工团队会选择在该方面投入一定量的安全保障设施与监控设施，比如消防泵房、排烟防风、防火报警、电动门窗、监控等，这部分亦会造成较多的能耗。在针对该模块进行电气节能设计时，需根据建筑的整体布置与安全所需，精简与优化各项安全设施与系统，可选择引入楼宇自控系统，监控建筑各个部分安全设备的运行情况，实现对其的智能化操作与调节，以此来达到节能的目的[2]。

3 建筑照明节能设计

3.1 方案设计

建筑照明节能设计方案的有效性直接关系着后续的节能效果，需把握以下数点：①要求全面、细致掌握建筑的整体照明所需，并在相关标准、规范与制度的指导下，选择最佳的照明设备与照明方式，提升设计方案整体的可行性；②要求引入各种新能源，强化对自然光源的应用，在满足照明最大需求的同时，减少照明设备的功率与数量。比如建筑公共区域可装设太阳能式照明灯，其可在白天吸收太阳能，晚上用于发电；③应综合分析建筑各个部分、各个房间的规划与布置，选择最佳功率、数量的灯具，如此可降低大约30%的光源损耗[3]。

3.2 优化照明技术设计与应用

在优化照明技术时，需结合电气节能设计，照明系统除了各种照明灯具之外，还包括了各条照明线路，这部分线路在流经电流时会形成电阻，产生更多的电能损耗。针对该种情况，可从以下数点着手：①照明电路在情况允许的情况下，选择小电阻的导线，并借助控制导线横截面积、长度的方式来降低电能损耗；②要求在照明系统照明度的规划与设计时，按照相应的照明要求、标准规范来展开设计工作，提升照明合理度，给建筑使用者带来更佳的照明体验；③在优化照明技术时需积极的引进更加先进的照明技术，并与整体的照明系统相融合。比如LED照明技术，其寿命长、能耗低、安装方便、类型多样，例如太阳能路灯、庭院灯、埋地灯、洗墙灯、隧道灯、筒灯、球泡灯、蜡烛灯，可适用于多种建筑环境，需根据实际情况来选择对应类型的LED照明灯。

3.3 控制好照明系统

照明系统在运行时需搭配以对应的控制方式，这与照明系统功能特性与所处环境有关，一般来说，若是照明场所整体空间有限，会选择二对一、一对一对其加以控制，若是照明空间相对较大，其装设的灯具与照明工具就会过多，很难再采取以上控制方式，针对该种情况，需对照明区域科学划分，结合照明区域的实际需求与照明特点，配备对应光源，再以多对一的方式加以控制。例如建筑外部路灯设计时，可选择智能控制系统对其加以控制，通过装设声学、光学传感器来收集对应的声音、光源信号，在适宜的时间进行路灯的自动启闭，并根据周边环境所处的光亮度来自由调节各个路灯的亮度；而针对大堂区域、公共走廊等位置的照明，可选择引入声光控制、红外感应、感应控制、智能照明控制等方式，以此来实现对照明系统的调节，提升照明系统应用效果，节省电量。

3.4 提高功率因数

在整个照明系统中，会设置有各种使用性能的电感元件，这些元件会产生大小不一的无用功率，亦会影响到电能正常使用。为保证电能的正常使用，减少浪费，选择以电子镇流器来补偿电容器，减少无功效率，提升建筑功率因数，切实满足照明节能标准要求，以此来达到节能的目的[5]。

4 照明节能设计实例分析

4.1 案例简述

以某会展中心的其中一个展馆为例，探究其照明节能设计效果，该建筑属于多层展览公共建筑，主体建筑部分是钢框架型钢桁架屋盖结构。整体功能按照如下方式布局：其一层包括卫生间、报警阀间、消防室、前厅、多功能展厅与系列服务配套用房等；第二层包括空调设备、配套用房等；第三层为多功能展厅与各种配套用房；第四层为变配电室、空调机房、配套用房等。

4.2 光源、灯具选择

该项工程因其本身建筑的属性特征，对光线照明有着较高的要求，因此要求在进行照明节能设计时需考虑灯具的具体效果，从该角度来选择节能效果良好、高效的灯具。因该馆主展厅高度达到24m，整体空间较大，在灯具选择时从功能角度出发，需选择光源能效低、穿透能力强的灯具，据此主展厅灯具可选择LED探照型天棚灯，该种灯具功率175W，光通量可达到24500lm；配套用房、消防室等建筑空间相对较小、应用强度较高的场所可选择LED光板灯，功率56W，光通量可达6160lm；多功能厅、卫生间这些房间装有吊顶、建筑空间小，可装配LED筒灯，功率40W，光通量3720lm[6]。

4.3 照明方案设计

照明方案设计的合理性、科学性直接关系着建筑的节能效果、照明效果，B8B9馆公共走道、多功能厅、主要展厅可选择I-Bus智能照明控制系统，该系统为总线型、分布式智能控制系统，可根据整个建筑所需实现对各个照明系统的智能控制，以此来满足整个建筑的照明所需，并降低照明能耗。

4.4 效果

设计人员在对建筑的整体照明系统设计时，考虑到了节能与照明效果的要求，对传统电路系统加以改造，应用了照明效果、节能效果更好的电路系统，使得电路的整体电压维持在稳定状态，照明、节能效果良好，并提升了灯具的使用寿命。

5 结语

综述，文章就建筑电气节能设计及照明节能设计进行了论述与分析，探讨了其重要性与必要性，建议给予其足够的重视，预设设计方案，推测方案的可行性与不足点，根据实际情况加以优化，使其发挥出最大的价值与效用。