新形式下对现代建筑电气节能设计的分析

【摘要】本文结合作者多年来的工作经验，分析了现代建筑电气节能设计中的常见问题并进行了分析，可供同行提供参考借鉴。

【关键词】建筑电气；节能设计；分析

近年来，随着国内房地产行业的快速发展，居民住宅建筑建设行业的发展可谓突飞猛进。在现代住宅建设项目过程中，电气层面的投资通常较低。虽然如此，但若方案设计有问题，则会给居民带来非常严重的不利影响。基于对相关报道的研究与分析，目前欧美国家的居民住宅电气设计均以国际为准，甚至还高干这一标准。然而，从国内实践中来看，该领域的工作显然做的还不够，如何使现行规范与国际相接轨，已经成为当前建筑电气节能设计领域的一大研究课题。

一、建筑电气节能设计的原则

1、 电气设计全面优化原则

最优化是指各方面指标配套衔接，统筹兼顾，达到最佳的理想状态，就是要求在进行电气设计时，既要达到建筑功能的标准，也不能仅为节能而增加投资，应使用电设备负荷容量、电能质量、供电可靠性达到最好，设备控制方便，运行方式处于最佳，同时还要达到安全技术要求。只有这样，才能使建筑节能设计在保证适用性、安全性的基础上，使电气节能设计成为最优化方案。

2、 保证设备最佳经济运行方式原则

建筑电气节能设计要着力于满足房屋的各种功能要求，同时按设备的经济运行方式选择设计，以提升设备的运行效率。如：满足照明的照度、色温，满足空调的温度，满足上下、左右的运输通道畅通无阻等。在满足这些功能要求后，就应充分考虑选用设备的经济运行方式，如合理调整负荷、确定好设计系数等等，最大限度地提升设备的运行效率，从而达到节约电能、创造最佳经济效益的目的。

3、追求节能效益原则

节能是在考虑基本建筑功能实现的条件下减少消除与建筑功能不相关的（输电导线和建筑设备自身电能损耗）损耗。可采用的节能措施如通过正确的设计或采用节能设施来控制变压器损耗、均衡负荷、补偿无功、减少输电线路上的有功损耗、控制光源多余的照明强度及覆盖范围等等都应进行节能效益的比较，不能单方面的加大节能投入，要综合考虑节能效益。

二、建筑电气节能设计要点

1、 合理设计配电系统，减少配电线路损耗。

如商用建筑配电网是经10/0.4kV变压器降压后以三相四线制向用户供电，是三相负载与单相负载混合用电的网络，结合商住建筑的用电特点，我们可从下面两方面考虑减少线路电能损耗：

1.1合理选择导线，降低线路损耗

在三相四线制的供电网络中，电流通过线路导线时，因存在阻抗，必然产生电能损耗，其损耗与通过电流的平方成正比其公式如下：

∆P=3I2R×10-3（kW）

式中：I—相电流（A）；

R—线路电阻（Ω）。

一般商住小区供配电线路的数量是很多的，所以线路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路上的能耗必须引起重视。线路电阻R= L/s，即线路电阻与电阻率ρ成正比，与线路截面S成反比，与线路长度L成正比。因此减少线路的损耗可从以下几方面入手：应选用电阻率较小的材质做导线，即选用铜芯导，但同时也要贯彻节约用铜的原则；尽量减小导线长度，线路尽可能走直线、少走弯路、不走回头线，以减少来回线路上的电能损失，变配电所布置应尽量接近负荷中心，以减少供电距离；适当增大导线截面，对于比较长的线路，减少线路电阻，达到降损节电的目的

2、减少因三相负荷不平衡而引起线损升高

在商用建筑配电网运行中，由于用电户私自增容用电设备或大功率单相负载的投入，或单相负载设备的用电不同时性等，如果不能很好的及时调整负载，均可造成三相负载不平衡，当三相负载不平衡运行时，中性线即有电流通过。这样不但相线有损耗，而且中性线也产生损耗，从而增加了电网线路损耗，不利于配电网的节能运行，应及时调整负荷。调整三相负载使之平衡，这是不要增加投资的降损措施。把单相用户均衡地接在A、B、C三相上，减少中性线电流，降低损耗的目的便可达到。

3、 选择低损耗变压器

变压器损耗由铜损和铁损构成，铁损则包括涡流损耗和磁滞损耗，是基本不变的，主要受硅钢片的性能和铁芯制造工艺这些固有因素的影响。因此，从减少铁损的角度，就应注意选择节能型的变压器，如选采用高导磁硅钢片的，对铁芯叠片方式进行了节能型改进的变压器设备等等。变压器铜损的大小则由绕组的电阻和电流的大小确定，所以，要减少铜损就应尽量选择绕组电阻较小的铜芯变压器。

4、 精心设计照明系统

照明节能设计，原则是要在保证照明质量的前提下，最大限度的利用光能，具体可从以下方面着手：

4.1尽可能利用自然光源。天然光源是取之不尽的环保能源，建筑获得较多的自然光，可以提高室内温度，省掉照明能耗，同时也有益于人们对环保的需求。所以，在设计中，应合理确定好建筑物的采光标准， 尽可能利用自然光源，在具体的措施上，可以采用反射高窗、采光搁板等，增加对自然光源的利用。

4.2采用合理的控制方式。应充分利用天然光的照度变化，决定电气照明点亮的范围，实行一般照明的分区控制和适当增加照明开关点，改变全开的习惯，以达到有效地节能。还可采用各种类型的节电开关，如在旅馆客房设置节能控制型总开关，对居住建筑有天然采光的楼梯间、走道灯（应急照明除外）采用节能自熄开关等。对公共场所、室外照明，可采用集中控制遥控管理的方式或采用自动控光装置等。

5、重视建筑电气设备节能

5.1空调系统节能。建筑物内的用电设备基本上分为照明灯具、电热用具及各类电动机。目前，电动机尤其是交流电动机的应用非常频繁，节能潜力较大。众所周知，空调系统是建筑中的用电大户，特别是中央空调系统。近年来，随着智能建筑的发展，中央空调系统的节能控制潜能越发突出，如：冷冻水与冷却水系统的优化控制；冰蓄冷系统的优化控制；热交换系统温差与流量的优化控制；变风量系统等控制技术，都可以在很大程度上减少电力能源消耗。

5.2动力设备系统节能。作为动力源的电动机，从家用电器到商用建筑设备，以及各行各业都用得很多，其耗电量也十分巨大。减少电动机电能损耗的主要途径就是要提高电动机的效率和功率因数，如采用高效率电动机，最大限度地减少电动机的空载损耗及负载损耗；根据负荷特性合理地选择电动机，避免“大马拉小车”；对轻载电动机采取降压运行，减少启动消耗；根据负载情况对电动机无功功率进行就地补偿，提高运行效率；对需要根据负荷变化调节的设备采用调速电机，以改进控制方式等等，通过这些措施，就可以大大改善动力设备系统的节能效果。

三、结束语

在建筑的整个设计过程中，电气节能的设计部分是往往被人们忽略的部分，但作为整个建筑各项功能顺利实现的重要组成部分保证应当引起人们更多的关注。上文对建筑电气节能设计过程中出现的常见问题进行了探讨，并且提出了一些防范措施。现如今人们生活水平的快速提高，人们对建筑各项功能的要求也就更高了。因此，相关技术人员应当努力避免电气节能设计部分经常出现问题，采用一些新的技术和材料使人们的生活更加的舒适切实做到“以人为本”目标。

参考文献：

[1]赵广军.建筑电气节能设计研究[J]. 黑龙江科技信息. 2011（03）

[2]朱锦锋.建筑电气节能设计技术要点探讨[J]. 工程建设与设计. 2012（08）

[3]刘兴祥.浅谈建筑电气的节能设计[J]. 中国新技术新产品. 2013（05）

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