基于节能理念建筑电气设计分析与研究论文

基于节能理念的建筑电气设计分析与研究
摘要：随着社会经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，能
源危机是制约我国经济发展的重要因素，人们对环境、能源和人类
自身三者关系认识的越来越深，人们对节约能源、保护环境的重要
性越来越重视。近年来，建筑行业的飞速发展，对能源的需求越来
越多，特别是建筑电气系统这样的“能耗大户”。当前建筑电气设
计人员面对的重要问题就是采取一定的节能措施降低建筑中的能
源消耗。对基于节能理念的建筑电气设计的分析和研究很必要和有
意义的。
关键字：节能；建筑；电气设计；分析研究
中图分类号： tu96+3 文献标识码： a 文章编号：
1.概述
随着社会经济的快速稳定发展，能源问题是一个很迫切的问题，
制约着人类的向前发展和进步。同时，我国能源紧张的现状严重制
约着我国经济的发展。能源相关的行业主管部门出台了一系列关于
节约能源的政策和文件。根据有关能源消耗相关的资料显示，建筑
能耗的消耗量大约占到全社会能源消耗总量的30%，并且处于持续
增长的趋势。电力的供应不足会使国家的工业生产能力达不到应有
的要求，因此，我国将能源开发与建设作为国民经济建设的战略重
点之一，在加强能源开发的同时必须提高能源的利用效率和创造最
大的经济价值，达到降低能源消耗的目的。节约电能可以从很多方
面采取措施，比如，降低发电厂的电耗，减少电网电能传输的损耗
以及分配过程的损耗，减少配电变压器的电耗，建筑电气的节能等。
2.建筑电气节能设计的策略研究
2.1 建筑电气节能设计的重要性
建筑领域的蓬勃发展,对能源的急剧增加的需求突显了建筑能耗
在我国能源发展中所占的比重越来越重。 经济的发展和能源供应
对紧缺的矛盾,正成为制约我国经济发展的关键。中央将能源问题
从能源安全的高度来对待,建设部要求开展节能、节地、节水、节
材和环境保护工作走可持续发展的道路。建筑节能也是我们义不容
辞的责任。从建筑方面耗能来看建筑能耗目前占我国一次能源消耗
总量的27.8％，我国的建筑能耗是世界上同纬度国家的3倍左右，
住宅耗能一般在10～30度电／m2；公共建筑耗电量达到了100～300
度电／m2·年是住宅用电量的10～15倍；我国目前城镇既有居住
建筑存量约85亿平方米，城镇既有公共建筑存量约45亿平方米，
其中大型公共建筑约5亿平方米。尽管公共建筑面积比住宅要少，
但其耗电量却占到了主要的份额。从能源的战略高度来看问题，节
能势在必行。在民用建筑中，电能的消耗大致上是空调用电占到建
筑用电的40～50％，水泵等设备用电占10～15％，照明用电占15～
25％，其他设备用电占10～15％左右。从这些数据中可以看出在建
筑耗能方面，空调和照明占到了举足轻重的作用。因此在这些方面
节能，是可以收到很好的效果。据对北京市大型公共建筑能耗调查
显示对于公共建筑夏季空调室温提高１摄氏度，大约可节电5％－
10％；对建筑设备进行合理改造，避免“大马拉小车”现象，注重
设备的运行效率，使之在最佳运行点运行，大约可节电10％－20％；
采用建筑设备监控系统，达到最佳的控制需求，又能达到节能10％
－20％的效果；另外，除了采用高效的系统、设备之外，很重要的
一方面就是加强空调系统的日常运行维护，减少因人员维护工作不
完善而造成的浪费，达到节能的目的。
2.2 建筑影响电气节能的因素
在建筑的节能电气设计中，技术人员需要首先分析影响建筑节能
的因素，然后进行针对性的设计。技术人员通过查阅近三年的变电
所运行记录，绘制出三年内各季度总电耗、柱状年能耗对比表和各
月总电耗柱状年对比表。结合使用单位的用电设备增减记录和年气
象记录，分析造成能耗增减的原因，查找是否存在不合理电耗增加
的因素。根据近三年的变电所运行记录及各类用电负荷的设备容
量、运行时间及运行规律，详细汇总、计算出近一年各类用电负荷
的分项电耗。通过分析分项电耗的各种指标，节能诊断工作应重点
关注高百分比电耗项目和单位面积电耗超出常规数据的项目根据
已掌握的房间功能及灯具资料，找出不同类型的典型房间或区域，
确定白天某一代表时段和夜间某时段，利用照度计测量出各典型房
间（或区域）白天开灯、不开灯及夜间的平均照度值并计算出它们
的照明功率密度值。 照明节能诊断根据标准值、实际照度值、光
源、灯具、镇流器等参数，通过研究对比，发现问题提出改造方案。
包括产品的类型及控制方式电力照明配电系统诊断针对每个配电
支干线回路逐一进行负荷统计、计算，对不合理回路必须进行调整。
常见的问题有：改建时没有对配电系统统筹考虑，出现严重三相负
荷不平衡现象，造成不必要的线路损耗; 个别回路季节性超负荷运
行，这样既增加线路损耗又影响供电安全，对这些回路，必须重点
进行改造.
2.3 建筑电气节能设计探析
建筑电气节能设计中技术人员需要对建筑的变配电系统进行诊
断，由于电力照明配电系统调整（增加）带来的个别馈电回路断路
器的整定值及供电电缆的调整; 有些低压配电系统中电流互感器
及电流表等出现错误或偏差，无法真实反映实际电流。电容补偿柜
的功率因数传感器及补偿控制器出现故障;仅在高压电源进电侧设
有计量仪表，无法准确记录电源及各项目运行参数、耗能数据。技
术人员需要进行配电线路的谐波抑制，既有办公楼用电设备包括计
算机及其它电子设备，变频空调、水泵、电梯，以及节能灯，h级
荧光灯电子镇流器等大量含有谐波的用电负荷，造成许多供电线路
谐波非常严重。在建筑电气节能设计中还需要进行设备控制的节能
诊断。由于设备分散，无法进行自动化统一管理，极易造成大量能
源浪费。对公共区空调、照明、通风及电开水器等，安装时间定时
或分时控制器进行控制；对分散设备指定专人强化管理，都会具有
很大的节能潜力。另外，一些重要指挥中心、数据中心、机房等，
由于其用电量大、时间长，24小时不间断运行，对其用电设备及空
调在保证正常运转的前提下进行优化控制，将会有可观节能效果。
既有办公楼设备虽然在改建过程中有过更换，但都会保留个别陈旧
用电设备，或者是有些设备没有很好地进行时间控制，从而导致耗
电现象十分严重。对于效率低下、频繁使用的用电设备，从节能的
角度一定要进行有效控制或逐步更换。 既有建筑的节能包括建筑
物围护结构，供暖、通风、空调、供水、供电、照明等各个专业的
相关内容，对它们的改造必须各方面相互协调。 在满足正常使用
的前提下，实事求是，统盘考虑，分清主次，制订出近期、中期、
远期计划，逐步实现。在建筑节能方面建筑电气设计工程技术人员
所能做到的就是：节电、环境保护。选用节能、绿色环保的电气产
品，节约每一度电，从而达到减少污染物的排放，注重柴油发电机
排出的烟气处理。 选用节能、绿色环保的电气产品如：节能型变
压器；节能型光源、灯具和附件(实行绿色照明）；内置旁路型软启
动器；低烟、无卤型电线电缆；变频器；谐波抑制装置等。对于设
备专业的运行工艺要求能够有一个清楚的了解。最重要的是能够按
预定的控制程序对系统的被控参数进行自动调节，实现机组的台数
控制和优化运行，采用综合措施实现节能运行。
变配电所计算机监控系统是基于现场总线技术协议简单具备开
放性，容错能力强，实时性好，适于频繁交换等特点。采用现场总
线技术可以快速、简单、低成本实现供配电系统的自动化。智能化
供配电系统一般由计算机、通信网络、智能化开关和控制设备组成。
实现集中数据采集和处理，集中进行监控，真正达到供配电系统的
遥测、遥调、遥控和遥信。对建筑物和建筑群的高压供电变压器、
低压配电系统、备用发电机组的运行状态和故障报警进行监测，并
检测各类数据等。为节能和安全运行提供实时信息和必要的运行数
据。系统运行参数的监测可以由设备监控系统直接监测，也可通过
第三方设备的通信接口进行监测。 智能照明控制系统是有别于建
筑设备监控系统的照明控制系统。主要采用分布式集散控制方式。
它是以计算机通信网络为平台组成的系统，将复杂的系统设计分层
次进行，各层负责其须承担的任务。层次之间采用模块化设计方法，
并提供层间接口的组合通道。智能照明系统是改变传统的照明管理
模式，将照明回路纳入微机管理。智能照明控制不仅可对各单元照
明实现开关控制，还可进行调光控制，并可根据不同时间不同环境
的要求对光照度进行精确设置和合理管理；采用智能照明管理可获
得良好的节能效果，大量节省电能和运行费用。建筑能源管理系统
除采用先进的硬件设备外还应建立一套有效的能源管理软件，通常
包括：冷负荷计算和冷冻机的台数控制；冷冻水温度设定；冷却塔
控制；自动夜风净化；最佳启动程序控制；最佳关机程序控制；间
歇运行控制；送风温度再设定；压缩高峰用电负荷等。
结语：
随着经济和科学技术的快速发展，现代建筑工程的设计中节能理
念应用越来越多。在建筑电气设计中设计人员采用先进的设计理念
能够有效的节约能源，避免资源的浪费。
【参考文献】
［1］曹国熙．建筑电气设计的节能措施．建材技术与应用.2008
［2］徐水欣，张松滨．谈建筑电气的节能策略［j］.经济技术
协作信息.2010
［3］朱林根．2l世纪建筑电气设计手册［m］.中国建筑工业出
版社，2011