住宅建筑电气节能设计方法及措施

　　关键词：电气设计 节能 绿色照明

　　

　　1.电动机节能

　　

　　电动机在建筑行业的应用十分广泛，一般为三相异步电机。据资料统计，建筑领域中电动机的耗电量已经占到了所有电气设备耗电总量的65%以上，节能潜力巨大。在实际操作中，电动机尤其是异步电动机的节能方法很多，综合可靠实用性和经济成本等因素，可在以下三个方面采取措施。

　　1.1选择合适的电机型号

　　电机负载率在75%以上时，才能有效减少损耗。因此，电机节能首先要选择合适的电机容量；高效电机的价格一般比普通电机要高，但能降低约25%的损耗，出于节能的考虑，建议选择高效电动机；此外，异步电机最好选择效率高的鼠笼型转子。

　　1.2采用变频调速

　　随着电力电子技术的不断成熟，变频调速已成为提高电机效率的有效手段之一。所谓变频调速，就是通过构造包含变频装置的闭环电路系统，当电机的负载发生变化时，系统能够自动调节电机转速，使之与负载的变化相适应，从而达到节能的目的。建筑领域的电气设备均工作在工频，因此选择带有SCR(普通晶闸管)或GTR的变频装置即可满足要求。

　　1.3进行无功补偿

　　电动机是感性负载，电感值较大时会对电网产生不利影响，也不利于电机效率的提高。因此，有必要通过无功补偿的方式提高电网的功率因数。具体而言，可以增加滤波装置或者并联参数合适的电容。当功率因数提高后，供电系统的视在功率降低，从而实现节能的目的。

　　

　　2.照明系统节能

　　

　　随着人们对生活质量要求的不断提高，建筑照明的需求也在不断的增加。因此，对照明系统进行节能设计也就成了社会发展的必然要求。一般而言，用户购买住宅后会进行室内装修，破坏原来的室内照明设计，因而节能设计应主要针对于户外的照明系统。

　　2.1利用太阳能照明

　　太阳能是一种可再生的清洁能源，在电气设计时若能考虑充分利用太阳能进行照明，无疑将起到巨大的节能作用。目前，太阳能光伏系统的技术已经成熟，可为住宅小区的地下车库和庭前道路等提供照明电源。以笔者接触的深圳市某小区地下车库节能改造工程为例，小区地下车库面积18000㎡，改造前使用传统灯具年用电量64万kWh，用光伏系统改造后，年耗电量仅为原来的10%，以商业电价每度0.8元计算，每年可节约电费46万元。

　　2.2根据不同应用选择合适照明光源

　　住宅建筑的室外照明按用途大致分为道路照明（即路灯）、景观照明和楼体外立面照明。设计人员在进行设计时，要根据场所的性质和要求有区别的选择光源。例如，对于道路及景观照明，要尽量选择金卤灯，淘汰耗电的白炽灯；对于楼体外立面照明，可选择使用荧光灯或者LED灯等光线柔和的灯具，达到突出楼体轮廓的效果。

　　2.3照明控制方式及日常管理

　　合理的照明控制方式既可以节约电能，又能延长灯具的使用寿命。具体而言，室外照明系统应采用一灯一相的连接方式，灯具配合使用节能型镇流器，在楼道、公路分别设置声控和光感应控制器，当不需要照明时灯可自行熄灭。

　　

　　3.电气设备选择

　　

　　设计人员在除了设计时注意节能，在选择电气设备时也要考虑合适的参数和型号，合理的电气设备不仅提高系统的稳定可靠性，还能提高设备运行效率，节约电能。建筑行业所需电气设备虽然多为低压设备，但数量众多，用途很广。下面仅以最常用的开关器件和照明器件的为例，说明选择的一般原则。

　　3.1断路器、插座和电缆的选择

　　断路器是最常用到的保护器件，对其整定主要取决于用电设备的容量。根据家庭用电总量小、变化大的特点，应当避免将断路器统一设成一种型号，而应当依据回路电流大小设成若干档次，例如分为20A、25A和32A三档。电源插座选择原则与断路器类似，根据统计资料，我国家庭的待机用电量已经占到了家庭总用电量的12%，为了减少待机耗能，可专门设计一个用于控制空调、电脑、冰箱等设备的电源插座。建筑物中电缆损耗电能相对较少，按照适用的原则，主配电线路应当选低阻值的铜电缆，并且依据电气规范计算导体截面大小，达到既节能又经济的效果。最后，选择时要考虑到地理差异和城乡差异，做到用电设备与当地经济状况相适应。

　　3.2照明器件的选择

　　完整的照明系统包括照明灯具、镇流器、触发器和控制装置（开关）等几部分。正确合理地选择各类照明器件对于节能设计而言也是十分必要的。照明灯具除了满足上文提到的要求外，选取时还要注意灯具样式，一般而言，敞开式要比包合式灯具好，荧光式要比金属导电式好。市场上的镇流器主要分为电感型和电子型，两者价格相差不多，但是对于不频繁启动的室外照明而言，选择电感型镇流器更能满足节能要求。为了更加科学地照明，可以安装一些智能照明控制器，比如声控开关和光感应开关，有条件的小区还可安装照明自动调节系统，该系统可以根据周围环境光亮、声波等信号的变化自动调节光照，达到节约电能的效果。

　　

　　小结

　　建筑行业是耗能大户，是我国节能减排工作向前推进的一个瓶颈。在提倡低碳节能的当代，对住宅建筑进行电气节能设计，不但能降低建设的成本，更有着重要的能源战略意义。电气节能涉及面很广，只有从供配电系统设计、设备型号及参数整定、电能管理控制等诸多环节采取有效措施，才能达到理想效果。这就要求每位建筑设计人员都要以高度负责的精神，严格执行国家的节能规定。只有这样，才能使建筑行业真正实现可持续的发展。

　　

　　参考文献：

　　[1]杨航超 建筑电气节能设计及照明节能设计的探讨[J]灯与照明，2006.1(10)

　　[2]朱林根 21世纪建筑电气设计手册[M]北京：中国建筑工业出版社，2001：970-985

　　[3]王国峰 建筑楼宇中的电气节能综合措施研究[J]建筑技术， 2010.2(3)