浅谈建筑电气的节能设计

浅谈建筑电气的节能设计

王章烜郑州市建筑设计院

【摘要】节约能源、保护环境是我国长期的重大方针。本文阐述了电气节能的重要性，明确了搞好建筑电气节能设计应遵循的原则及需掌握的主要技术措施。

【关键词】建筑电气节能电气设计配电系统照明

能源问题始终是全球性的重大问题。我国已经成为仅次于美国的第二大能源生产国。随着经济的快速发展，我国对能源的需求越来越大，各类能源供不应求，能源的浪费却比较普遍。近年来，国家及相关部门已经深刻意识到节能问题的重要性和紧迫性，建筑节能工作已经全面展开并不断深化，建筑节能的管理工作不断加强，建筑节能技术的研究不断深化，建筑节能设计标准不断完善。建筑电气节能是一项十分艰巨而复杂的工作，如果不对其进行系统、全面和综合的分析、研究和实施，要想做好建筑电气节能是十分困难的。

一、主要相关法规文件及标准目前，建筑电气设计人员需要掌握的国家及相关部门主要法规文件、规范和技术措施有：１．中华人民共和国节约能源法；２．国务院加强节能工作的决定（国发（２００６）２８号）；３．民用建筑节能管理规定（建设部第１４３号令）；４．ＧＢ５０１８９－２００５《公共建筑节能设计标准》；５．ＧＢ５００３４－２００４《建筑照明设计标准》；６．ＧＢ５００９６－２０１１《住宅设计规范》；７．ＪＧＪ２４２－２０１１《住宅建筑电气设计规范》；８．《全国民用建筑工程设计技术措施－节

能专篇》。

除此之外，建筑电气设计人员还应熟悉省市建厅根据本省市的经济发展和实际情况定制的一些法规文件及标准。目前郑州市正在实行的涉及建筑电气节能的主要法规文件及标准有：郑州市建委发布的郑建办〔２００８〕１０１号文。

二、供配电系统的节能供配电系统的节能主要通过减少线路损耗、提高功率因数、平衡三相负荷、抑制谐波等措施实现。根据用户的建筑性质、负荷等级、用电容量、工程特点、系统规模，合理设计供配电系统，使系统在最佳状态下运行。

１．根据用电负荷的容量及分布，将变配电所设计在靠近负荷中心的位置，以缩短供电半径，降低线路损耗，减少电压损失，满足供电质量的要求。供电干线半径应控制在２００ｍ，当供电容量超过５００ｋＷ（计算容量），供电距离超过２５０ｍ时，宜考虑增设变电所。

２．供配电系统应尽量简单可靠，同一用户，高压配电级数不宜多于两级，变压器二次侧至用电设备见得低压配电级数不宜超过三级，尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。由两路电源进线供电的系统，宜采用两路电源同时运行的方式，以减少正常运行时的线路损耗。

３．合理选择供电电压。同等情况下，电压越高，损耗越小。城镇的高压配电电压优先采用１０ｋＶ，特殊情况下，可采用６ｋＶ，低压配电电压应采用２２０Ｖ／３８０Ｖ。当用电设备功率在２５０

ｋＷ及以上或需用变压器在１６０ｋＶＡ及以上者，宜采用１０ｋＶ供电。对于大型公用建筑的殿制冷冷水机组，条件许可时，应尽量采用１０ｋＶ（或６ｋＶ）冷水机组，以利节能。

４．减少线路能量损耗，合理选择电缆、导线截面。在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标前提下，应按经济电流密度合理选择导线截面，并应从降低电能损耗、减少投资和节约有色金属等方面综合考虑。

５．合理选择变压器。电力变压器应选用Ｓ１０型及以上、非晶合金等节能环保、低损耗和低噪声的变压器。注重提高设备运行的负荷率。

尽可能使变压器处在经济运行状态。部分对供电质量要求高的工程项目采用有载调压变压器。在选择变压器容量和台数时，应根据负荷变化情况，综合考虑投资和年运行费用，队负荷合理分配选取容量与电力负荷相匹配的变压器。

６．降低电动机电能损耗，提高电动机效率。根据负荷特性选择合理高效的电动机，提高电动机工作效率和功率因数。功率较大的电动机壳采用变频调速器（消防设备除外），减少电机轻载和空载运行。采用软起动器，使电机启动平稳，减少对电网电压的冲击。

７．合理提高供配电系统中的功率因数。正确合理的选择电动机、变压器的容量及照明灯具的镇流器，降低线路感抗，采用正确的电线、电缆敷设方式，提高用电单位的自然功率因数。若自然功率因数达不到接入电网要求时，应进行无功功率补偿，提高功率因数，减少能耗。

８．谐波治理。配电系统的合理设计、用电设备的正确选型对于提高电能使用效率至关重要。选用Ｄｙｎ１１变压器，设置滤波或隔离滤波装置。合理选择中性线截面等措施抑制谐波，提高电能质量。

三、电气照明节能照明节能设计应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，力求最大限度地减少照明系统中的光能损失，最大限度地采取措施利用好电能、太阳能。。应在提高整个照明系统效率，保证照明质量的前提下，节约照明用电。

１．合理选择照度标准和照明方式。针对不同工作环境对视觉作业的要求，按照《建筑照明设计标准》来确定合理的照明标准。在规范推荐的高、中、低值中确定合理的标准，不宜追求或攀比高照度水平。照明设计时，应选择合适的照明方式：１．１当照明场所要求高照度时，应选用混合照明的方式。

１．２当工作位置密集时，可采用单独的一般照明方式，但照度不宜太高，一般不宜超过５００ｌｘ。

１．３当工作位置的密集程度不同，或仅为其中某一区域时，可采用分区照明方式，要求高的工作区采用较高的照度，而非工作区可采用较低的照度，但两者的照度比不宜大于３：１。

２．利用自然光源。在设计过程中，对自然光源充分利用不仅实现了节能环保而且满足了经济效益要求，是非常倡导的做法。可根据工程的地理位置、日照情况来进行经济、技术比较，合理的选择导光或反光装置。对日光有较高要求的场所宜采用主动式导光系统；一般场所可采用被动式导光系统。

３．合理选择光源和灯具。在满足照明质量的前提下，优先选用效率高的灯具。灯具选用时应注意选用配光合理、效率高、利用系数高的灯具。一般情况下首选敞开式直接型照明灯具，不宜选用带保护罩的包合式灯具，并选择电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器以提高功率因数。

４．采用合理的照明控制方式。应根据建筑物的建筑特点、建筑功能、建筑标准、使用要求等具体情况，对照明系统进行分散、集中、手动、自动、经济实用、合理有效的控制。主照明电源线路尽可能采用三相供电，以减少电压损失，并应尽量使三相照明负荷平衡，以免影响光源的放光效率。设置具有光控、时控、人体感应等功能的智能照明控制装置，做到需要照明时，将灯打开，不需要照明时，将灯关闭。

５．积极推广实用新型能源并充分利用可再生资源。在条件允许的场所。合理利用太阳能、风能等可再生资源，有利于节能减排、改善能源结构、保护环境。

ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ），发光二极管被称为“绿色光源”，比同等亮度的白炽灯耗电减少约８０％，节能潜力巨大。在ＬＥＤ照明的实际应用过程中，将太阳能光伏系统引入ＬＥＤ照明系统中，做为ＬＥＤ的供电电源，可进一步节约能源，体现“绿色照明”的现代照明理念。

四、结语能源是发展国民经济的物质基础，是人类赖以生存和发展的最基本的条件之一，“节能降耗”是国家的基本国策之一，随着