民用建筑电气的节能设计探讨

民用建筑电气的节能设计探讨

靳亚东

广州市科城建筑设计有限公司510663

摘要：随着人们对绿色建筑的认识，为降低建筑能耗，建设与自然和谐共生的建筑，民用建筑电气除在设计中采取常规的节能措施外，还应从建筑全寿命期考虑建筑电气的节能。本文结合民用建筑电气节能设计的重要性，分析了常规电气节能设计的利弊。

关键词：民用建筑；建筑电气；节能

引言：建筑节能环保设计已成为建筑设计发展必须考虑和落实的内容。民用建筑工程规模不断扩大，在建筑市场中所占的比重越来越大，民用建筑应首当其冲，采取措施降低能源消耗。随着新技术、新材料的涌现，民用建筑电气设计工作十分复杂，需要设计人员结合实际情况进行合理的节能设计，实现节能减排和可持续发展。

一、民用建筑电气节能的重要性

民用建筑主要的能源消耗是电力，其节能降耗具有相当的意义，在总的电力能源的消耗中民用建筑占比据资料统计为30%左右。科技的进步同时使得民用建筑的电能损耗呈飞速上升的趋势，因此，电气节能为是建筑节能的组成部分之一。

国家绿色建筑的发展，要求必须把节约、智能、绿色、低碳等生态文明的新理念融入到建筑设计的进程中，使建筑物在全寿命期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境、减少污染。民用建筑的节能降耗不仅包括节能设计，还应从运行节能方面进行考虑。

二、民用建筑电气节能设计的原则

民用建筑电气节能设计，应以满足使用要求为前提，有效节约能源为目的，以经济适用为原则。建筑电气专设计应根据建筑物的使用功能和设计标准等综合要求，合理进行供配电、电气照明、建筑设备及系统的控制设计，确保安全可靠、经济合理、灵活适用、高效节能。

同时在电气节能设计时，新技术和新设备的使用应当结合建筑以及当地的实际情况，防止因新技术和新设备使用过度而使成本增加。

三、民用建筑电气设计的节能措施

在民用建筑电气节能设计中，通常从以下几方面采用相应措施：

1.供配电系统的电气节能

合理设计和选择供配电系统；尽量使供电系统操作简单，性能可靠；变配电所设在负荷中心，降低线路损耗；合理地选择变压器，以便在不同的季节能灵活的投切变压器，降低由于轻载造成的电能损耗。

2、照明系统的节能

采取合理的照明方式、高效的照明灯具、节能的光源、充分利用自然光。对于大型公共建筑采用智能照明控制系统，利用现场总线技术，借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。

3、电气设备的节能

电气设备选用技术先进、成熟、可靠，损耗低、谐波发射量少、能效高、经济合理的节能产品；并根据电动机的特点、设备性质选用合理的启动方式。

4、可再生能源利用

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。

5、设置建筑设备管理控制系统

通过应用信息通信、计算机网络、自动化控制等智能化技术，对建筑物内采暖、通风和空气调节系统、给排水及热水供应系统、照明和其他各类用电设备系统的运行实施能效管理，确保各类设备系统运行稳定、安全可靠，从而达到提高能效、降低能耗的目的。

四、民用建筑电气节能设计上的缺陷

在民用建筑电气的节能设计中采用的措施，往往存在以下问题；

1、在供配电系统设计中，用电负荷计算偏差导致能耗损失。在采用需要系数法进行负荷计算时，不恰当的同时系数、功率因数的选取，使负荷计算不准确，通常造成开关、线缆选择偏大或偏小。最终造成变压器选择错误，造成大容量变压器在运行中负载率不在其经济运行范围内，负载率长期偏低。

为求保险，不恰当地加大设计的冗余度，使用电设备在轻载、低效运行，造成建设资金的浪费；过分只求供电的可靠性，导致设计标准的提高。

2、照明系统设计中单纯追求建筑的视觉效果，片面强调“新”、“奇”，照明灯具、照明光源、控制方式的不合理设计，照明标准偏高等问题带来了格外的建筑能耗。

3、建筑设计中空调通风、给排水设备选型、运行方式不合理。注重电气节能产品的选择、单个设备的节能效果大量使用变频控制装置等非线性装置，对电能质量造成严重的影响，往往造成在变压器低压侧增加有源滤波装置以净化3次及以上谐波，增加格外设备，导致能耗损失。

4、太阳能是最清洁能源之一，不会污染环境，应大力推广，但在设计中往往不加分析、选择地设计太阳能设备，如太阳能路灯的选用，不考虑建筑物阴影的遮挡；高层居住建筑太阳能热水系统的设置，不考虑太阳能板放置位置是否能满足日照要求。使得太阳能路灯、太阳能热水系统成了新产品、新技术应用的笑话，成了摆设，造成建筑投资的浪费。

四、民用建筑电气节能设计避免缺陷的对策

1、在供配电系统设计中选择使用的同时系数、功率因数使负荷计算准确，选用符合分级保护的开关及线缆；配电系统三相负荷的不平衡度不宜大于15%，单相负荷尽可能均衡地分配在三相上，使三相负荷保持基本平衡；合理选择变压器的台数、容量，调整变压器负载，保证其运行在经济运行参数范围内；在变配电所的低压侧设集中无功自动补偿，采用自动投切装置，使低压侧功率因数达到0.92，降低变压器无功功率；选用D,yn11接线的低损耗型干式变压器，且能效值不应低于现行国家标准《三相配电变压器能效限定值及能效等级》GB20052中能效标准的节能评价值。

2、大型用电设备、大型可控硅调光设备、电动机变频调速控制装置等谐波源较大设备，就地设置谐波抑制装置；非线性用电设备较多时，在低压侧设置并联有源滤波器抑制谐波，减少谐波对其他用电负荷的影响。

3、各场所的照度、照明功率密度值、统一眩光值、一般显色指数等指标均应满足现行国家标准GB50034《建筑照明设计标准》中的有关要求，不盲目提高照度要求，片面追求亮化。照明控制结合建筑使用情况及天然采光状况，进行分区、分组控制；当有多列灯具时，每个开关所控灯列与侧窗平行；建筑景观照明应设置平时、一般节日、重大节日等多种模式自动控制装置；道路照明根据所在地区的地理位置和季节变化、天空亮度变化采用光控和时控相结合的控制方式。设计选用的光源、镇流器的能效不宜低于相应能效标准的节能评价值。

4、水泵、风机等设备及其他电气装置应选用满足相关现行国家标准的节能评价值要求，如《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》GB18613-2012、《通风机能效限定值及能效等级》GB19761-2009的节能评价值要求，并应按国家相关产品的使用要求定期进行维修、调试和保养。

5、考虑建筑物的地理位置、日照情况等条件，充分利用包括太阳能在内的可再生能源。居住建筑热水供应系统采用太阳能电辅助热水系统；设置光电互补庭院灯（路灯）照明；在建筑天面设置太阳能发电装置，设置太阳能发电并配置蓄电池作为建筑公共照明电源；在建筑条件许可时，可在建筑物顶层、地下室采用光导照明，在屋顶或者侧面将室外的自然光引入室内。

五、结语

我国民用建筑数量极大，其电气能源消耗的问题不是一蹴而就的，需要不断完善和发展。随着太阳能等新能源的推广和使用，以及新产品、新技术的应用，在提高人们生活水平的同时，也大大降低了建筑的能耗，有利于可持续发展的实现。各种节能措施也不断推陈出新，极大地提高了民用建筑的节能效果，降低了民用建筑的能源消耗，为建立能源节约型社会和环境友好型社会做出了重要贡献，有利于我国向可持续发展的目标迈进。

参考文献

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