现代建筑电气节能设计探讨

摘 要：列举了目前我国国内与电气节能相关的主要标准、规范。从供配电系统、电气照明以及新技术等方面，对民用建筑电气节能设计中涉及的主要内容、注意事项及方法进行了阐述。文章探讨了我国建筑电气节能的原别、基本方法及配套措施，以应对迫在局捷的能源危机。

关键词：民用建筑 电气节能 供配电

随着经济社会的发展，人口的不断增加以及人们对生活质量要求的不断提高，能源的消耗也就随之急剧增加，能源价格不断攀升，能源危机迫在眉睫，这对各行各业都提出了节能的要求，而建筑电气节能也就不可避免地成为节能的一个焦点。本文就建筑电气节能的原则、一些具体方法及配套措施进行有益的探讨。

一、建筑电气节能应坚持几个原则

1.1满足建筑物功能的原则

即要满足建筑物照明的照度、色温及显色指数；满足空调舒适性的温度及新风量，也就是舒适、卫生、健康的要求；满足上下左右运输通道的畅通无阻；满足特殊工艺的要求，如满足娱乐场所的一些电气设施用电，满足展厅的工艺照明及电力用电等。

1.2考虑经济效益的原则

节能应结合我国国情，充分考虑实际经济效益，不能为了节能而过高地增加投资，增加运营费用，而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内以通过节能减少运营费用的方式进行回收。

1.3减少能量无谓消耗的原则

节能的着眼点应是减少能量的无谓消耗，因此，先找出与发挥建筑物功能无关的能量消耗.再考虑应该采取的有效节能措施。如，变压器的功率损耗、传输电能线路上的有功损耗等都是无用的能量损耗；又如，针对量大面广的照明要求，应采用先进技术的产品以降低能耗。

1.4选择低损耗的节能型变压器

变压器是电压变换设备，广泛应用于电力系统，特别是10kV和35kV电压等级的变压器在电力和配电系统中普遍使用且数量巨大。据估计，目前在电网上运行的10kV和35kV级变压器容量约有10亿kVA以上。由于使用量大，运行时间长，变压器在选择和使用上存在着巨大的节能潜力，特别是量大面广的10kV和35kV级变压器。选择高效节能产品，不但对节约能源具有重要意义，同时还可以大大降低变压器的运营成本，是改善经济效益的重要途径。因此，选择变压器时，应选用低损耗节能型变压器，如S10系列、S11系列。SL7、S7型变压器及以前的高损耗变压器已由国家先后公布淘汰，停止其生产和销售，不再采用。

在变压器设计中，降低变压器的环境温度、平衡三相负荷、合理选择变压器接线方式等也是节约能源的有效途径。

1.5降低线路的损耗

当电网输送电能时，在网络中就产生功率损耗，其与线路参数和负荷大小密切相关。提高电网的功率因数、减少电网的无功功率及导线中的电阻等均能降低电网中的线损。具体途径如下：

（1）合理选择线路路径。为减小导线长度，线路尽可能走直线，不走或少走回头线；

（2）合理确定电气功能用房的位置。变压器尽量接近负荷中心，以减少供电半径；在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，且低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线；

（3）增大导线截面，利用季节性负荷线路。按满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面；将某些季节性负荷的线路，用作常年使用的供电线路，以减少线路和电阻。例如，将空调风机、风机盘管与照明、电开水器等计费相同的负荷，集中在一起，采用同一干线供电，可在春秋两季空调不用时，使同样大的干线截面传输较小的电流，从而减小了线路损耗。

二、照明的节能设计

2.1充分利用自然光

在照明的节能设计中，应充分利用自然光，使之与室内人工照明有机结合；室外景观灯具可使用太阳能灯具；对能利用自然光的灯具或可变照度的照明，采用成组分片的自动控制开停方式等节能措施，可获得照明节能的效果。

2.2采用高效节能光源

在满足照明质量的前提下，应选用细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯。对灯具悬挂位置较高的场所的一般照明，宜采用高压钠灯、金属卤化物灯或镇流高压荧光汞灯，其综合费用低、视觉质量高，同时也节约能源。除特殊情况外，不宜采用管形卤钨灯及大功率普通白炽灯，灯具悬挂位置较低的场所照明宜采用荧光灯。

2.3改进灯具控制方式

根据照明的使用特点，可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点，采用各种节能型开关或装置。

三、电气节能新技术

供配电系统中的节能技术包括低损耗变压器S11、SC10；高效电机Y2；节能耐腐型电缆桥架QGQJ；消除高次谐波装置（采用有源、无源滤波装置） ；克服三相不平衡装置；稳定供电电压开关；浪涌吸收装置；无功补偿电容装置；各种调速节能装置（采用液力、斩波、变极、变频、电磁、晶闸管等） 。

建筑设备监控系统监控对象包括冷冻水及冷却水系统；热交换系统；采暖通风及空调节系统；给排水系统；供配电系统；公共照明系统；电梯和自动扶梯系统。

考虑到投资、设备用房及管理人员综合技术水平等因素，一些设备供应商及专业公司根据客户要求，开发了单项节能技术，如照明总线控制技术、电能管理装置、空调系统节能自动控制装置、电梯群控装置等。

四、电气配电线路设计中的节能措施

在电气耗能中，配电线路的耗能不可小觑。我们知道，配电线路电能的损耗取决于线路的阻抗和电流，与阻抗成正比、与电流的平方成正比；而线路的阻抗与导体的导电率、导体的长度、导体的截面积有关。因此，我们在电气配电线路中要紧紧抓住影响电气线路耗能的以上几个因素优化设计，从而达到节能的目的。

4.1配电线路设计中尽量多采用高导电率的导体在经济条件允许情况下，配电线路推荐选用高导电率的导体，即相比铝芯电缆（电线）而言，宜采用铜芯电缆（电线） 。

4.2配电线路设计中尽量减少配电线路的长度在设计中尽量走直线，可减少供电线路长度，提高功率因数，不仅减低线路损耗，而且还可以减少线路压降，提高供电质量；各层配电间、层配电箱也应尽量设置在负荷中心，减少线路的长度。

五、结语

改善公共建筑的使用环境、提高能源利用效率、建设环境友好型和资源节约型社会是我国政府乃至世界各国的基本国策。建筑电气节能具有重大的政治意义和深远的历史意义。节能法规的制订执行、节能技术的推广应用需要政府有关部门、勘察设计单位、施工安装单位、开发商及每个公民共同努力，政策实施过程中产生的矛盾和困难需要各方共同来完善、克服和解决，从而使节能法规更具有前瞻性和可操作性，节能技术更具有先进性和经济性。

参考文献：

[1]李宏毅，金晶.建筑工程电气节能[M].北京：中国电力出版社，2004.

[2]GB50034-2004建筑照明设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社.

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