建筑电气的节能与供配电线路设计研究

建筑电气的节能与供配电线路设计研究

陈梓鑫

北京中外建建筑设计有限公司深圳分公司 , 广东 深圳 518000

摘要：在建筑设计中，电气设计属于重要组成部分。在建筑电气设计的时候，需要对各个方面进行综合性的考虑，尤其是供配电线路方面，需要结合实际情况，以此满足建筑工程对电气的需求。除此之外，还需要注重电气的节能，避免能源过多的消耗，以实现良好的功能效益，为建筑行业的发展，提供有利的支撑。

关键词：建筑电气；节能；供配电线路；设计研究

引言

随着城市化建设规模的不断扩大，建筑项目日益地增多，电气系统作为建筑工程中重要的组成部分，其设计的合理性直接影响着建筑工程的质量，也决定了电气设备能源消耗的多少。要想有效实现建筑电气节能降耗理念的融入，就必须加强对其供配电线路系统设计的合理性，结合建筑电气节能及供配电线路设计的原则进行相关的改进，以此来提升供配电线路设计的节能效果。

1我国建筑电气节能方面存在的问题

目前，建筑电气的节能化供配电线路已经应用到我国建筑行业的各个领域，落实了可持续发展的治国方略。随着我国科学技术的不断发展和提高，建筑电气行业的节能性技术设计越来越成熟，但是由于多种因素的制约，或电气供配电不合理的方案造成资源的浪费，因此建筑工程在电气节能方面仍存在着许多漏洞和待改进的地方：

①电气节能意识不够成熟，目前国内用户在用电需求上盲目加大，而建筑电气设计师未能充分引导用电的使用情况，无节制地适应用户的用电需求，这既加大了工程投资又导致能源上的浪费。②我国建筑行业对于节能技术不重视，这就导致了我国建筑相关人员忽视建筑电气的节能工作，阻碍了建筑工程电气节能工作的开展。③我国相关政府部门缺少对于建筑工程电气节能设计的规范指导和管理制度，对工程施工及开发商缺乏一定的约束力，许多企业盲目追求经济效益，简化甚至取消建筑电气系统，在工程设备需求上采购市面上一些低劣低效产品，这直接影响到电气系统的性能指标。

2建筑电气节能的设计原则

建筑电气设计应遵守经济实用性，功能性及高效性原则。在进行电气设计时，需要在满足建筑使用功能及用户需求的前提上，尽量考虑节能问题，以减少能源的消耗，提高能源的利用率。①综合考虑建筑物供配电系统、电气照明、建筑设备的电气节能、计量与管理的措施及可再生能源的利用。②合理选择负荷计算参数，选用节能设备，采用合理的照度标准，减少设备及线路损耗，提高供配电系统的功率因数，抑制谐波电流。③同时，对于建筑电气设备资金的投入，应注重其经济效益，若在设备节能上未得到应有的经济效益，则失去了电气工程设计的实际意义。

3建筑电气节能设计的改进措施

3.1供配电线路的节能设计

一般供配电线路具有长度大，种类多，线路输送时电能消耗大等特征，所以，其节能思路主要是从导体长度、材料以及导体的截面积等方面进行重点的考量，减少供电线路长度。根据建筑规划将变配电房、配电间及干线管井等靠近负荷中心布置，减少低压侧线路长度，以达到降低线路损耗方面的目的。在符合经济实用性原则基础上，可选择横截面积较大的铜导体以降低能耗损失。

3.2变压器的节能设计

变压器在运行的过程中会产生负载损耗，其主要为负载电流通过绕组的损耗。这配电变压器的损耗能占输配电损耗的百分之四十至百分之五十，而输配电损耗又占全国发电量的百分之六左右。为了解决这方面的问题，可对变压器进行能效提升，在实际工程中，选用低磁滞损耗和低涡流损耗的材料和工艺的变压器，如选用非晶合金铁芯的变压器，同时，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，要求功率因数保持在0.9以上，以达到节能降耗的目的。

3.3照明系统的节能设计

照明系统是建筑工程项目内部空间、外部结构当中最基本的用电设施，也是人们生活当中所必不可少的功能电器。而照明系统的节能，不能单纯追求高效和低价，而是要从整个照明系统能效节约和降低方面进行充分的考量。在进行建筑电气节能照明系统和节能技术的设计时，可采用以下优化措施。

①要确定合理合适的照明方式，并作出明确的分类，例如采用分区照明、一般照明和混合照明等等方式，合理的照明方式更加有利于电气的节能。②我国针对建筑照明设计有着明确的技术规定，在设计时要严格执行照明功率密度的限制与照度标准，在满足用电场所的照度要求下，尽量降低功率密度值。③选用光源灯具方面，在符合眩光限制的前提下，应优先采用发光效率高的光源灯具，项目设计时所有光源、镇流器等均采用节能型荧光灯且装设优质的电子式镇流器。④根据不同建筑场所的使用功能可采用多种照明控制方式，如智能照明控制、时间控制、红外声光感应等方式，以达到节能的目的。⑤应充分考虑自然光条件，对于靠近室外的场所应可能应将门窗开大，采用透光率较好的玻璃门窗，灯具与外窗平行布置，充分利用自然光，以达到节约电能的目的。

3.4选择合理的供配电方案，制定合理的计量管理方式

建筑物内通常存在负载性质不同的用电设备，有的是稳定负荷，有的是波动性较大的负荷，有的是线性负荷，还有的是非线性负荷。正确区分不同负载性质的用电设备，在节能方面也是有效的。

①对于不同类别的负荷应分别自成配电系统，如照明负荷与动力负荷应自成配电系统。动力设备在启动时会产生较大的启动电流对整个配电系统产生较大的电压波动，引起的电压偏差可能达到10%~15%，远远大于照明所要求的电压偏差5%的要求，导致电能质量下降，既然无法保证照明的功能要求也会降低灯具寿命，因此合理分配用电负荷在设计很有必要的。②将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，最大相负荷不超过三相负荷平均值的115％，最小相负荷不小于三相负荷平均值的85％。③对容量较大、负载稳定且长期运行的功率因数较低的用电设备采用并联电容器就地补偿。对谐波电流较严重的非线性负荷，无功功率补偿考虑谐波的影响，采取抑制谐波的措施，安装无源吸收谐波装置（电容器串接调谐电抗器）。

3.5设置必要的智能化系统，并与城市相关系统联通

①给排水系统设备的电气节能措施，对生活给水、中央及排水系统的水泵、水箱（水池）的水位及系统压力进行监测；根据水位及压力状态，自动控制相应水泵的启停，自动控制系统主、备用泵的启停顺序；对系统故障、超高低水位及超时间运行等进行报警。②电动机设备的电气节能措施，对大功率的交流异步电动机采用星三角降压启动，改善启动特性；在满足工艺要求、运行可靠的前提下，电动机采取变频器调速节电措施。③电梯设备的电气节能措施，采用节能型电梯，提高电动机负载的运行效率,电梯处于空载时宜具有延时关闭轿厢内照明和风扇的功能，宜采用变频调速和能量回收的电梯；两台电梯采用并联控制，两台以上电梯采取智能群控措施。④为了有效进行电能计量、管理，工程可按户和各使用单位设置计量装置，专用低压配电系统在空调系统、照明系统、电梯系统、信息中心系统及相关系统的出线回路上设置具有标准通讯接口的分项能耗数据计量仪表,并设置向上一级能耗数据中心通讯接口，以监测能耗的使用情况。

结语

本文结合供配电线路设计原则与工程实际需求以及实际情况进行综合的考量分析，并不断地进行设计思路和设计理念的优化改善，希望能够真正有效地达到节能的目的，因此，科学合理的供配电线路节能设计方案必须要予以足够的重视，并以电气系统安全稳定运行为基础，进行科学合理的供配电线路设计。实现建筑项目节约更多的能源，提高经济效益，推动现代化城市建设进程，促进建筑行业的健康环保发展。

参考文献

[1]张健.简论建筑电气供配电线路设计[J].山东工业技术，2017（7）.

[2]杨莉.建筑供配电线路设计技术分析[J].门窗，2014（5）.