浅谈建筑电气工程的节能设计

浅谈建筑电气工程的节能设计

摘要：随着我国科技的进步和经济的发展，城市化、现代化进程也在不断地加快，这势必会带来能源消费的增长，目前我国的能源问题十分严重，能源利用率低、能源短缺问题已经成为制约社会可持续发展的障碍。建筑电气节能作为建筑

节能不可或缺的部分，相关的节能设计要合理地运用到工程设计中，做到电气系

统不但安全性高，而且能够减少能耗和投资成本。本文将对建筑电气共工程节能

设计策略进行相关探讨分析，以供参考。

关键词：建设工程；电气工程；节能设计

为解决能源过度紧张以及使用的不合理问题，我国提出了将节能问题当作一

项关乎国内经济持续发展的长远战略方针来抓。为顺应国家节能的方针政策，在

进行建筑电气设计时应充分考虑电气节能设计，在确保能良好地完成电气功能需

求的情况下，应设法降低能源消耗水平，着力提升能源的利用率，对建筑电气设

备进行优化配置，利用科学、节能及高效的管理模式进行日常管理，并应避免因

盲目追求建筑电气功能需求而忽略能源消耗的高消耗设计模式。在建筑电气做到

节能设计后，还存在着所设计的节能方案能否按设计标准实施的问题。

一、供配电系统节能设计

供配电系统的节能设计要考虑方案的合理性、系统设备和供电线路的能耗。

(1)优化用电负荷计算与负荷分配，选择最佳变压器负载率，从而降低变压器

容量，减少变压器损耗。(2)采用集中或分散方式进行无功补偿，提高低压侧功率

因数，使其大于0.9，减少变压器损耗及配电线路损耗。(3)合理确定配电点位置，配电间或配电柜应靠近负荷中心，从而减少电压损失与电能损耗。(4)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，减少变压器、电动机、线路

等的电能损耗。(5)采用峰谷调节能量控制。

二、电动机运行节能设计

在建筑电气中常用的电动设备如风机、水泵和电梯等都是由设备制造厂商统

一供应的，因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中。除了上述采用就地电容器

补偿以减少线路的无功损耗外，还应减少电动机轻载和空载运行，因为在这种情

况下电动机的效率是很低的，消耗的电能并不与负载的下降成正比。采用变频调

速器，当负载下降时，通过变频的方式，自动调节转速，使其与负载的变化相适应。采用这种方式可提高电动机在轻载时的效率，达到节能的目的。但是，这种

设备的价格仍然偏高，因此在应用中受到一定的限制。

另一种节能方式是采用软起动器，软起动器设备是按起动时间逐步调节可控

硅的导通角，以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此起动平稳，起动完

毕即全压投入运行，此设备也可采用测速反馈，电压负反馈或电流正反馈，利用

反馈信息控制可控硅导通角，以达到速度随负载的变化而变化。它可用在电动机

容量较大的设备以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合，因为它从起动

到运行，其电流变化不超过3倍，可保证电网电压的波动在所要求的范围内但它

是采用可控硅调压，正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上不会返回电网。因此，它要求散热通风措施完善，其价格比变频器便宜，在大容量的风机、水泵

用电动机的控制设备中可以应用。

三、供电线路和导线节能设计

根据建筑的规模、用电负荷性质及容量，使电气间位置合理的靠近用电负荷

中心，减少供电半径、减少电能的损耗。据统计，照明线路的损耗约占输入电能

的4％左右，影响照明线路损耗的主要是供电方式和导线截面积。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，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。按经济电流密

度合理选择导线截面。一般按年综合运行费用最小原则确定经济电流密度。（1）尽量选用电阻率P较小的导线，如铜芯导线较佳，铝线次之。（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。

四、照明节能设计

照明的节能设计是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度地利用光能，具体的节能措施有

以下两种：

（1）合理确定照明标准，配置合理照明方式

在照明设计之前应先详细了解工程概况，根据工程性质、功能、环境、规模，确定主要房间及场所的标准照度值和功率密度值，以判断照明设计是否满足标准。照度标准是固定的，要有效地控制单位面积灯具安装功率，根据照明不同需求，

可将照明方式分为：一般照明、局部照明和混合照明。一般照明是指适合工作场

所的照明设置；局部照明是指根据不同区域的不同要求，在同一场所内为满足特

殊的需求而设置；混合照明就是以上两者的结合，当一般照明或局部照明都无法

满足某些特殊场所的需要时，可以采取这种照明方式。

（2）合理选择光源，尽可能采用高效光源

光源是电能转换成光的器件，是实施照明节能的核心环节，其效率的高低很

大程度上决定了照明系统效率的高低。光源的选择主要考虑光效、色温、显色指数、光源寿命、启动点燃和再启动时间等光电特性指标，以及价格和安装场所等

因素。各种光源均有其应用范围，必须做到合理地选用。照明节能设计时光源选

用应根据不同的使用场合，在满足照明质量的前提下，尽可能选择高光效光源，

降低照明功率密度值。

五、软启动器设备节能设计

比变频器价格便宜的另一种节能措施是采用软启动器。软启动器设备是按启

动时间逐步调节可控硅以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此启动平稳，启动完毕，则全压投入运行。软启动器也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正

反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到转速随负载的变化而变化。软启

动器通常用在电机容量较大、又需要频繁启动的水泵设备中，以及附近用电设备

对电压的稳定要求较高的场合。因为它从启动到运行，其电流变化不超过三倍，

可保证电网电压的波动在所要求的范围内。但由于它是采用可控硅调压，正弦波

未导通部分的电能全部消耗在可控硅上，不会返回电网。因此，它要求散热条件

较好、通风措施完善。

六、结语

节能已成为现今各个行业领域关注的重要话题，而建筑电气节能设计的空间

还很大，因此，在这过程中扮演重要角色的电气设计人员，应在设计中精心考虑，反复衡量，除了在安全性、可靠性、经济性等各种技术指标满足功能要求的前提下，电气设计人员还应该综合考虑各种因素，将节能技术，运用到建筑电气节能