浅谈建筑电气的节能设计措施

关键词：建筑 电气工程 节能设计 

　　在经济不断发展的今天，我国居民在生活质量方面的要求有所提高，在能源方面的使用日益加大。目前，针对我国能源生产量滞后于使用量的情况，国家已经采取了相应的措施，像是拉闸限电、将电气自动化引入火力发电中、提高建筑节能设计等方式，都能够有效进行节能减排工作，为建立节约型社会贡献出一份力量。在这些举措中，建筑的节能设计是从源头上进行的节能工作，相对于其他几种节能方式而言，这种方式比较节约成本，效果也是最好的。建筑节能包括很多方面，这里，笔者将重点放在了电气工程的节能方面来展开分析。 

　　一、电气节能的原则 

　　（一）适用性原则 

　　适用性原则指的是电气只需要足够居民日常生活需要即可，不必浪费。在建筑结构需要拥有的相关功能能够正常使用的前提下，电气设计应满足预先设定的要求。像是建筑物在色调、温度方面，空调的使用频率方面，艺术照明方面以及安全通道用电方面，一些特殊工艺的要求需要依据节能设计标准来进行相应的修改。在进行建筑电气节能工程的时候，要考虑设备能否进行正常运转以及运转中的负荷量及电能承载量等问题。在“节能”理念下进行设计。 

　　（二）实用性原则 

　　电气的使用是为生活服务的，设计者应科学合理的选择电气设备与材料，选用“适合的”，而不是“贵的”。实用性实质上来讲是考虑到了电气工程的经济效益，避免在节能方面过多的投入，反而造成资金的浪费。节能设计应该理论联系实际，按照建筑工程本身在建筑上的节能设计来对电气系统进行设计，最终达到用最少的花费达到最优化的配置的目的。 

　　（三）节能性原则 

　　节能应该是在满足建筑物的正常使用情况下考虑的。电气工程的节能指的是设计出一套安全、可靠、经济的电气系统，保障居民的正常使用即可，不造成浪费。在节能性原则下，应尽量减少无谓的能量消耗，如传输电能与变压器的功率损耗，大面积照明能量损耗等。设计师们应使用先进的建筑工艺与设备材料，让其能耗降到最低。 

　　二、建筑电气节能措施 

　　对于建筑电气节能措施涉及到各个方面，并不是单一因素，本文结合工程实例对节能计划措施进行阐述。 

　　2.1 选择供电方案 

　　（1）选择电源；在选择电源上必须要从传输效率、供电能力以及热稳定性等各个方面进行综合考虑，本案例中选用了10kV电压等级进行供电。这种电压机相对于低电压而言具有较大优势就是降低了线损，同时也便于外部中压环网供电的实现，有利于提升用户端的电压质量。因此，10kV电压级供电属于兼顾现在与未来之优化选择。 

　　确保供电基本上都要依靠外部的供电网络来确保，大中城市中基本上都使用中压环网供电，通过这种供电方式确保供电的经济性、可靠性及短时间内对城市旧电网的改造。伴随着计算机设备及信息高速推进，给电能质量与可靠性提出较高要求，因此应用双线双环网供电是发展所需。但是目前应用双线环网供电条件下，其内部网络依然应用单母线分段带母联开关互投配电方式，这种方式具备可靠性高、切换方便、经济及故障影响范围较小等各种优势，还便于整定继电保护，将这套系统应用到安全性能完备双路电源的自动互投装置中，就会体现出供电性能的优越性。所以为了实现电气节能，本工程案例就供电电源上选用了双回路供电，双回路是从附近变电站各个母线段引出，铺设线路上应用了直埋电缆方式，其供电电压的等级选用10kV。 

　　（2）电压配电系统；本案例中低压配电系统主要选用了放射式为主，其他的形式作为辅助，从沟内将聚氯乙烯电缆铺设至各个高低压用电点。而单体建筑中采用了树干式与辐射式有机结合供电系统，而变电所到建筑单体主干线都使用了沿地沟铺设电缆或者直接埋地，当然也可以应用穿管埋地铺设。建筑单体中配电箱间都采用穿钢管铺设。 

　　（3）消防及各种二级负荷供电；所有的消防以及应急与诱导照明所用电都依照二级用电的负荷供电，确保了用电可靠性，而这些用电设备都使用了双电源末端切换莫斯进行供电，从两个不同的变电所低压母线引出电源。 

　　（4）通过类比确定小区内装机容量；案例中的各栋厂房和宿舍都已经确定了使用功能，同时也明确了单位工程建筑面积，设备用电容量及宿舍的住宿人数，因此为了确保电气节能就用类比法确定装机容量。在设计前笔者就做了调查研究，先后征求了使用厂房和各车间人员的电用量采集，初步对厂房宿舍等建筑运行负荷，最低运行负荷及最高运行负荷等各种技术数据，并登记好。对该案例工程原电气工程的施工图纸设计装机容量进行比较，最终将装机容量确定为2000kVA。工程总用电负荷设计为2000kVA，依据变配电室供电线路、供电质量、供电负荷等各种技术要求，该工业区拟建一处10kV的总开关站，因要考虑节能，变压器都选用了S11系列产品。 

　　（5）优化变压器运行方式；对变压器运行方式进行优化就是要合理分配负荷，同时还要合理选择容量和电力负荷，让变压器尽可能在高效低耗区工作。同时也要考虑到非线性用电设备的控制要产生高次谐波，减小了高次谐波值，降低了电动机、变压器及线路等各种损耗，降低变压器运行环境温度，让三相负荷平衡，要选择合适的变压器型号。 

　　2.2 电动机节能设计措施 

　　建筑中所用电动机大都是设备配套所提供，选型以及招标上都要选择高效节能产品，用于实现电气节能目的。 

　　（1）水泵系统；水泵大体上氛围涡流式、离心式及轴流式，工作时所用特性曲线的描述参量问关系比较直观，水泵流量Q和电机轴功率P间存在一定关系，和风机相同，使用变频调速，只要略微改变了转速，那么轴功率就发生较大变化。在一般情况下，水泵工作时扬程越小，转速和轴功率关系就比较靠近P=Dn3，就越为体现出节电效果。特别是水泵的功率比较大流量大，必然在扬程要求较低场合具备优越的节能。一旦转速n降低了小幅度，轴功率P且产生一个大幅度降低。而多台泵所构成组合具有较好控制效果。变频恒压供水所用控制方式比较多，例如单台变频器对单台水泵控制，或单台控制多台。单台控制单台常常使用在水量一般，供水要求可靠性低、供水压力稳定及有单独供水系统建筑物中。水泵电机主要是变频器提供电源，依据调节用水量的输出功率，进而调节水泵转速，不但满足了用水量，还节约能耗。一旦将3km断开就接通了2km，那么就转化成工频供电，确保了水泵正常运转。为了实现节能，本工程就在某个系部建立了给水泵站，而系部室外的消防给水以及三层之下生活用水均由市政直接给水。水泵房中的给水系统划分成自动喷淋给水系统、室内消防给水系统及生活用水给水系统。 　　2.3 建筑电气照明的节能设计 

　　（1）计算照明光源的标准；在建筑中电气照明分为了正常照明、值班照明以及应急照明，而应急照明灯以及疏散指示灯基本上都一个用自带的镍铬电池供电，应急照明时间不能够低于30min，而灯具要设置玻璃或者其他不燃烧的材料制成的保护罩，值班照明也属于应急照明中一部分。 

　　（2）选择照明方案；选用项目照度上要依据相关标准作为基础，同时也要以国外高标准作为参考。依照国家的节能要求，除了具备特殊装饰要求，对于照明光源上都选用低耗、高效节能型的日光灯与高效的金属卤化物灯。 

　　对于工业区厂房而言，主要是以荧光灯作为主体，对于厂房前室、宿舍大堂、围墙、厂房外墙屋顶等各个地方可以适当加上一些装饰性的灯饰，进而达到美观大方、环境舒适的目的。 

　　室外照明：道路两侧要设置一些太阳能路灯实现照明，而室外其它建筑物及屋顶设置一些投光灯。光源上选用一些显色性高混合照明或者选用荧光灯。而建筑照明节能上主要包含了镇流电器、光源潜力及传感监控器潜力运行管理潜力以及灯具潜力等等。要降低照明的电耗，就应当提升照明率及使用一些高效灯具，降低开灯时间，确保适当照度，尽可能应用局部照明等，才能实现电气节能。 

　　（3）选择合适控制方式：①增强灯具的光通维持率，在施工中要考虑灯具漫射面、反射面、保护罩及格栅材料与表面，例如涂上二氧化硅保护膜，而反射器应用真空镀铝技术。事实上在灯具反射面应用蒸镀银反射面，将常用产品灯具效率从59%提升到了72%。②选用节能光源启动设备；选用CD2系统的电子镇流器实现环境保护，这种镇流器和同类型的电子镇流器比较具备功率因数高、流明系数高、电流谐波低等各种优势，具备较好节能效益。 

　　结语： 

　　节能降耗是国家的基本国策，我们在设计时应大力推广和实施国家的节能方针，精心考虑各种可行技术措施，合理配置各种电气设备，并对其进行有效、科学的控制和管理，减少能源消耗，提高能源利用率，为国家节能方针贡献一份自己的力量。电器节能是建筑设计的重要组成部分，设计人员在进行规划的过程中，要充分考虑电气节能设计与建筑结构设计的有机结合，尽可能的降低电损耗。节能设计是一项才需要在长期实践中不断探究的问题，设计师们要通过有效沟通，结合国内外先进案例来加强电气工程节能方面的知识，运用先进的科学技术合理的进行节能工作。 

　　参考文献： 

　　[1]马骥.提高建筑电气设计的可靠性和经济性分析[J].中国新技术新产品，2011，（01）. 

　　[2]陈晓林，王胜利.对建筑电气设计中的安全及节能问题的探讨[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011，（01）. 

　　[3]翁荟黎.关于建筑电气节能设计的探讨[J].工程建设与设计，2011，（05）. 

　　[4]吴海英，欧文权，何滔.我国建筑电气节能的有效途径探讨[J].企业科技与发展，2009，（04）. 

　　[5]杨静寒.建筑电气节能设计与降耗措施分析[J].科技创新与应用，2013（15）.