简析现代建筑电气节能设计

简析现代建筑电气节能设计
一、建筑电气节能设计遵循的原则
1.节能需满足建筑物的实际经济效益。

节能应考虑国情，不能因为追求节能而过高地消耗投资增加运行费用，电气工程师在设计时应该通过比较分析，合理选用节能设备及材料，使增加的节能方面的投资，能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

2.节能需减少无谓的能量消耗。

设计时首先找出哪些方面的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。

如传输电能线路上的有功损耗，变压器的功率损耗、电能传输线路上的有功损耗，都是无用的能量损耗；又如量大面广的照明容量，宜采用先进的调光技术、控制技术使其能耗降低
3.节能需满足环境保护的先进性原则。

以提高能源利用率和综合效益为主要途径，根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定设计方案。

通过正确的计算，合理选择电气设备及其控制方式，尽量在不增加或少增加投资的前提下取得较显著的节电效果。

二、建筑电气节能设计的策略研究
1.减少变压器的能量损耗。

首先根据负荷情况，综合考虑投资和设备运行费用，对负荷进行合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效区内。

变压器效率与变压器负荷和损耗有关，也与负荷的功率因数有关，选用节能型变压器，更换或改造高能耗的变压器。

据统计选用节能型变压器与无励磁调压变压器相比，1OkV系列其空载损耗和短路损耗分别降低41%和l3%。

同一变电站的变压器尽量并联运行，根据负荷的变化调整并联运行的变压器的台数。

在负荷变化的情况下，如投运变压器台数和数量不变，其负荷率和运行效率都将发生變化，使其超出经济运行范围，因此要及时投入或切除部分变压器，以防止变压器轻载和空载运行。

对长期轻载（负荷率在3O%以下）的变压器，必要时应按实际负荷更换小容量变压器，以实现节能的目的。

另外，还需考虑控制各类非线性用电设备所产生的高次谐波，降低高次谐波值，降低变压器的运行环境温度，平衡三相负荷，合理选择变压器的接线方式等因素。

2.减少线路上的能量损耗。

据统计，线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响线路损耗的主要是供电方式和导线截面积。

因此在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标的前提下，根据建筑的规模、用电负荷性质及容量，使电气位置合理的靠近用电负荷中心，应按经济电流密度合理选择电缆及导线的截面，从降低电能损耗、减少投资等方面综合进行选择。

具体措施有：①尽量选用电阻率P较小的导线，如铜芯线和铝线。

但又要贯彻节约用铜的原则，在负荷较大的一类、二类建筑中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。

②尽可能减少导线长度，在设计中线路应尽量走直线少走弯路，另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。

变电所应尽可能地靠近负荷中心，以减少供电半径。

③增大导线截面积，对于较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的前提下，在选定线截面时加大一级线截面。

这样增加的线路费用，由于节约能耗而减少了年运行费用，从而达到节能、经济的目的。

另外利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给常期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻。

3.提高供配电系统的功率因数。

系统中的用电设备，如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功相抵消，这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备，在线路上就产生了有功损耗，具体措施如下：
①减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。

在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备，如同步电动机，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备，如配有电容补偿的荧光灯。

②用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流，从而达到提高功率因数，同时又减少整体无功电流。

4. 照明系统的节能。

照明节能是一项系统工程，照明系统的节能设计一方面照度、色温、显色指数要达标，另一方面又要达到节能的目的。

由于电气照明设备的耗电量与照明方式、用电使用时间、照明设备损耗、房间面积、照明器数量等因素成正比关系，与照明电气的发光效率成反比关系。

因此，照明系统的节能设计可从以下方面来综合考虑：
①合理选择高效节能电光源。

照明光源应选择发光效率高、显色性好、使用寿命长、启动可靠方便快捷、性能价格比高的高效光源。

在满足照明质量的前提下，一般场所应优先采用高效发光的荧光灯及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及
体育场馆的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源；另外推广使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等；②减少设备使用时间。

合理选择照明电路控制方式通过光线感应可根据环境光自动控制灯光回路的开闭。

当环境光变亮时，可自动关闭部分灯光，通过人体感应可自动控制灯光的开关。

建筑物应尽量利用自然采光，采用透光性能较好的玻璃门窗。

③合理选择照明线路。

照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线三种方式供电。

三相四线式供电比其它供电方式线路损耗小得多。

因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。

三、配电箱的布置
在配电箱设计中，除要标明配电箱每部电气元件如断路器、隔离开关等型号，还要明确配电箱本身的型式，所选的配电箱应适合用于住宅楼内，配电箱相对体积较大，内装电气元件，又有不少管线敷出，设计时对其位置的确定更要考虑周全。

一方面要对照水专业图，协调好配电箱的安装位置，防止两个专业都看中了同一面墙，配电箱与消火栓箱位置重叠。

在建筑电气的设计中，通常是将两户（普通多层住户）的户表箱置于楼梯间，而随着每户配电线的增加，必须造成楼梯间管线增多，给施工带来麻烦，因此我们可以考虑在户表箱内放置电度表、燃气和冷热水的室外计量表，将每户的分支回路开关置于户内配电箱，户内配电箱应装于室内易操作的地方，这样做首先是要以将集中于楼梯间的管线分散来布置，其次是可以使入户的管线简单，其余的管线则完全在室内布置，再次是为住户的操作带来方便。

在设计中可以考虑在冷热水表和燃气对应位置的墙上留86型接线。

然后在预埋线至室外户表箱，如果用户需要安装只要接上线就可以了。

四、结束语
建筑电气节能是一个系统工程，逐渐向着自动化、节能化、信息化和智能化方向发展。

建筑电气节能设计的措施还有很多，如提高电网功率因数、采用智能化系统、采用新型节能机电产品等。

电气设计专业人员应高度重视节能设计理念，从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合分析，全面掌握并运用有效的节能措施，拿出一套既符合各种技术指标又能够满足功能需求，行之有效而又切实可行的节能措施，从而真正实现“节电能、降电耗”的目的。