建筑电气节能设计方法探讨

建筑电气节能设计方法探讨

进入21世纪的第二个十年，建筑电气节能设计对人类社会发展的推动作用越来越重要，已成为经济发展的核心动力之一。目前低碳环保的意识已经在全世界普及，只有低碳环保的产业，才能促使世界经济可持续性的发展。一个合格的建筑电气节能设计，除了满足各项技术指标的要求外，还应尽量降低电能损耗，提升电能利用率，达到降低成本、保护环境的目的。通过阐述建筑电气节能设计的原则，进而探讨了建筑电气节能设计的方法。

标签：建筑电气；节能；设计方法

现代建筑由于使用功能的不断加强，电气系统也越来越庞大，电能的消耗也越来越多，这种情况不但加剧了电力缺乏的局面，并且由于电能的无节制使用，大大增加了温室气体的排放，对环境造成巨大的破坏，严重威胁到人类生存的环境。因此，我们必须通过对建筑电气节能设计的方法进行优化，才能使建筑在为人类提供美好的家居和工作环境时，不会破坏生态环境。

1 建筑电气节能设计原则

1.1 节能性原则

节能性原则是建筑电气节能设计最基本的原则。通过减少能源的消耗和采取相应的措施来避免和杜绝不必要的能源消耗。

1.2 经济性原则

建筑电气节能设计的经济性原则，是指节能设计应该以实际经济效益为出发点，能够在最短的时间内，通过节能减少开支，来快速收回节能设施所增加的投资和运行费用，以实现电气节能所带来的巨大经济效益。

1.3 适用性原则

适用性原则是指建筑物在电气节能及用电安全的基础上，其使用功能必须能够满足人们在日常生活、工作上的各项要求，包括满足照明的照度、色温、显色指数；满足生活舒适度和工作效率的温度和清新风量；满足各个方向运输及通行的通畅无阻；满足特殊场所的特殊需求等。

1.4 环保性原则

环保性原则是指建筑电气的节能设计必须是高效、节能、无污染的。建筑电气的节能设计，必须是建立在保护环境的基础上，通过减少不必要的能源消耗和采取各种先进的技术措施，达到节能减排的目的，做到真正的生态、环保。

2 建筑电气节能设计方法

2.1 供配电系统的节能设计方法

2.1.1 合理设计供配电系统，可以在提高设备运行效率的同时减少能源消耗，降低建筑的投资成本。在建筑电气节能设计时，应根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等方面进行科学而合理的供配电系统设计，使系统操作更简单，运行更可靠，效率更高。

2.1.2 科学合理地选择和使用变压器。在进行变压器的设计时，应根据建筑物的实际用电负荷，合理选择变压器的容量大小和数量，各变压器设计负荷率控制在70%～85%，最大限度地保证变压器的容量跟电力负荷的匹配性，而且，变压器的选择应当优先考虑使用具有低损耗、低噪音、高效率等优点的节能型变压器，这样既能够达到节能目的，又能减少温室气体的排放，保护了大气环境。

2.1.3 减少配电级数，降低输电线路的损耗。在建筑的电气系统里，由于输送电的距离较长，不可避免地存在着线路的损耗，因此，可通过以下方法来降低线路的损耗：一是选用电阻率低的材料，铜芯导线比铝芯导线的电阻率更低，因此，从节能方面考虑，就当优先选用铜芯导线；二是在选择导线的横截面积时加大一级，来增加导线的横截面积，虽然成本有所增加，但是却达到了电能的损耗，综合起来还是达到了节能的效果；三是在设计建筑电气电路时，应当以实现最少的辅设线路为目的，把变电所安装在负荷的中心位置，并通过科学的布线，尽可能地减少线路的总长度。

2.2 建筑照明系统的节能设计方法

2.2.1 充分利用天然光源。照明节能工程的主要内容之一是如何充分利用天然光源，天然光源是取之不尽、用之不竭的能源，应当充分加以利用。将自然采光和照明有效地结合起来，白天应尽量使用天然光源，使建筑物内获得稳定的光照条件，并在室内引入阳光，这样既能在很大程度上节约照明能耗，也有助于提高室内温度，对于降低建筑物电气能耗具有重要的现实意义。

2.2.2 应根据不同的使用场所，合理选择不同的照明方式。在照明度要求较高的场所，应尽可能地选择混合照明的方式；在工作位置密集场所，应选用单独的一般照明方式，但照度不宜太高；当工作位置的密集程度不同或者为某一区域时，可用分区一般照明的方式；对于照明度要求较高的工作区，可选用较高的照度，非工作区可选用较低的照度，但两者的照度比不可大于3。

2.2.3 照明的设计应从节能角度出发，在大大提高整个照明系统效率的情况下，保证照明质量，而不是片面地强调节能。同时，应从各方面来客观、综合地评价，以利于照明系统的节能。

2.2.4 应选择高效节能型的光源及灯具。照明光源的选择必须符合国家现行的相关标准、规定。根据不同的使用场合，选择合适的照明光源，同时使用高光

效、长寿命的灯具，以达到照明节能的目的。如在楼梯、走廊、走道等公共场所，灯具适宜使用节能灯，并通过节能声控开关或继电延时装置来控制照明灯的开启。

2.3 空调系统的节能设计方法

建筑空调系统的能源消耗约占建筑总能源消耗的一半左右，因此，空调系统的节能具有非常广阔的空间。

首先，合理设计空调系统，在满足建筑居住功能的基础上，优化系统。由于在空调系统中，能耗消耗最多的当属制冷机组，可见，在空调系统选型时，应尽量选用能效高而容量小的机组，如使用变频空调等。

其次，空调系统中冷冻水泵及冷却水泵约占空调系统总能耗的15%～20%之间，为了使空调系统最大程度的节能，就必须使水泵通过定转速流方法与变频空调变速流量方式来达到优良的调节性能，从而大大提高水泵的工作效率，降低水泵的能源消耗，达到电气节能的目的。

2.4 电动机的节能设计方法

电动机的节能设计，应当从提高电动机的工作效率和功率因数入手。

首先，选用高效率的电动机。在工程设计时，应当根据实际的负载情况，选用与之相匹配的电动机，并尽可能地选用调速电动机，以达到节能的目的。

其次，对于起动负载较大的电动机，宜采用软起动装置进行启动，这样不但能使电动机较为平稳地起动，又能使起动时的电流变小，电能消耗大大减少。

其次，采用变频器装置进行变频调速。变频调速是我国当前大力推广的节能措施之一，在非固定转速场合，在电动机的负载发生变化时，变频器装置自动进行调速，使电动机转速与负载随时保持匹配，减少了电动机轻载时不必要的功率消耗，达到节能的效果。

再次，采用电容器就地补偿线路对电动机无功功率进行就地补偿。如图所示，对电动机进行无功就地补偿，可以提高电动机的功率因数，并减少线路损耗。

3 结束语

综上所述，节能降耗是我国的基本国策，它已成为我国经济可持续发展的重要组成部份。我国的建筑电气节能设计的潜力巨大，我们必须在建筑电气设计中，通过加强电气节能设计技术的推广应用，对建筑电气设施进行有效的科学的节能控制，提高电能的利用率，减少不必要的能源损耗，使人们在享受高科技成果的同时，促进生态环境的可持续发展。