建筑电气节能设计的具体节能措施分析

建筑电气节能设计的具体节能措施分析

胡艺涵

上海光翼建筑设计有限公司杭州分公司 310015

摘　要：能源问题已成为全球共同关注的问题，能源短缺成为制约经济发展的重要因素。建筑中的节能设计已得到充分重视，做到合理使用能源、提高能源利用效率，为能源的节约提供可靠保障。建筑电气节能设计已成为电气设计的重中之重, 逐渐向着自动化、节能化、信息化和智能化方向发展。电气设计专业人员应高度重视节能设计理念, 全面掌握并运用有效的节能措施。

关键词：建筑电气；节能设计

1、前言

随着我国经济的持续快速增长和人们收入的增加，建筑的智能化、自动化使建筑用电量猛增。城镇一体化建设的加速，我国的建筑面积以每年十几亿平方米的速度递增。在积极倡导节能减排、发展低碳经济的今天，如何把节能措施贯穿于整个电气设计过程则显得尤为重要。相关部门也相继出台了关于节约能源的相关政策文件，鼓励人们在进行生产活动过程中节约能源。

2、我国建筑电气节能设计的现状

建筑电气节能已经逐渐引起业内人员的重视。曾经在建筑节能领域，和暖通专业、建筑专业相比，电气专业有被边缘化的倾向；经过光大业内人员多年的努力，现在全行业在建筑电气节能的认知和行动上有了很大的提高，有很多人都投身到建筑电气节能方面的研究和应用中；但对近几年的实践经验进行总结，我们可以发现，我国的建筑电气节能设计还存在着许多急需解决的问题。

1. 国家标准中有关建筑电气节能设计要求不够全面，地方标准各异，缺乏统一的规范性文件。目前国家出台的节能设计标准中，建筑电气节能设计方面的要求不够全面，建筑电气节能设计要求存在于各种国标电气设计规范中；各地出台的节能设计地方标准，要求各异；有的地方无地方标准。这就导致建筑电气节能的设计良莠不齐。建议国家相关部门组织专门的机构，对建筑电气节能设计的实际经验进行整合，编写相关的规范及参考文献，以实现对建筑电气节能设计更好的控制和管理。

（2）建筑电气节能设计模式化，脱离实际。目前建筑电气节能设计主要还是节能专篇为主，因规范标准中细化的内容并不多，所以大多比较模式化，以文字表达为主，没有结合具体的工程。规范中较明确要求的部分，如LPD（照明功率密度）值，在一次设计时，设计师一定会严格按照规范要求执行，确保图审通过，但很多工程需二次装修设计，此时LPD值很难监控。这就需要有关部门对规范标准进行细化，提高可操作性，并加强对二次装修中建筑电气节能设计的监管。

（3）随着物质生活水平的提供，现代建筑中大量采用变频器、智能调光器等电子产品，这些电子产品在实现节能或者带来方便的同时也带来了谐波，谐波影响了电能质量，对设备运行及能耗产生了很大的负面影响，但介于目前谐波治理的高昂成本，能够做到充分治理谐波的建筑物并不多。

（4）当前很多施工单位在施工时偷梁换柱使用的仍是不符合国家节能标准的淘汰产品，增加了能耗。这就需要甲方、监理、设计方及质检部门提高节能意识、严格监管，以避免类似事件发生。

（5）建筑物后期运营中，节能缺乏监管与考核：目前大多数建筑电气节能的监管仅停留在设计阶段；笔者认为建筑物设置完善的电能计量系统是建筑物投入使用后节能监管与考核的一个重要手段。但目前仅部分省份地方标准有明确要求何种建筑物必须设置电能计量系统，建议全国推广。

3、建筑电气节能设计的具体节能措施

3.1供配电系统节能

（1）配电系统电压等级的确定：根据负荷容量选择较高的电压深入负荷中心，用电负荷较大的公共建筑宜采用10KV及以上电压等级供电。对于单台大容量设备（如制冷机组）宜采用中压供电。

（2）合理选定供电中心：将变压器（变电所）设置在负荷中心，可以减少低压侧线路长度，降低线路损耗。 380/220V供电半径不宜大于200m；当受条件限制，且安装容量较小时，可不超过250m。

（4）合理选择变压器容量及台数：根据负荷计算，选择合理的变压器容量及台数，控制变压器负载率在30%~70%左右，提高变压器的技术经济效益，减少变压器损耗。季节性负荷或专用设备可考虑专用变压器，以降低变压器损耗。

（5）合理选择路径：负荷线路尽量短，以降低线路损耗。

（6）提高供配电系统的功率因数

①供配电设计应通过正确选择电动机、变压器的容量以及照明灯具启动器，降低线路感抗等措施，提高用电单位的自然功率因素。

②当采用提高自然功率因数措施后，仍达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。当工艺条件适当，证明工艺设备采用同步电动机合理时，可利用同步电动机过励磁超前运行，以补偿系统的感性无功功率；且经技术经济比较，确认采用同步电动机作为无功补偿装置合理时，可采用同步电动机作为无功补偿装置。容量较大、负载稳定且长期运行的用电设备的无功功率宜单独就地补偿，补偿基本无功功率的电容器组宜在配变电所内集中补偿。采用就地补偿时，宜采用固定电力电容补偿方式，补偿装置宜与设备同时通断电，补偿容量应防止过补偿；采用集中补偿时，宜采用分组自动投切式补偿装置。

7. 谐波治理：设置无源吸收谐波装置，如电容串接调谐电抗器、设置无源滤波器等；设置有源吸收滤波装置，如并联有源滤波器、串联有源滤波器、串并联复合型有源滤波器；设置无源有源复合滤波吸收装置，由无源滤波器和有源滤波器组合而成，由无源滤波器吸收一个或数个功率较大且稳定的特定频率的谐波，再由有源滤波器消除其余谐波；静止无功发生器（SVG），无功功率变化较大且谐波严重的系统中宜采用静止无功发生器，在进行功率因素补偿的同时，也能在一定程度上实现对谐波的抑制。

8. 电力设备选择节能设备：变压器选择10型以上节能环保型、低损耗、低噪音的变压器；电动机选择节能型和高效率电动机，并根据负载的不同种类、性能采用相应的启动、调速的节电措施。

3.2建筑电气照明系统节能设计

在追求高品位照明环境的同时，们把照明和全球环境保护问题紧密联系在一起。因为照明需要耗电，照明耗电在每个国家的总发电量中占有不可忽视的比重。我国照明耗电大体占全国总发电量的10%~12%。当前照明节能所遵循的原则是必须保证有足够的照度和质量的前提下，尽可能的做到节约照明用电，这是照明节能的正确原则。照明节能是一项系统工程，要从提高整个照明系统的效率来考虑。照明工程设计节能的措施主要有：

（1）照明光源设备选用T8、T5直管形三基高显色荧光灯、紧凑型节能荧光灯、LED灯和其它型节能光源。

（2）荧光灯灯具效率：开敞式不低于75%,透明保护罩不低于65%，荧光灯配用电子镇流器，荧光灯补偿后功率因数大于0.9。

（3）对不同场合确定合适的照明方式及控制方式，充分利用天然采光。

（4）合理选用照明灯具及照明光源，在满足环境使用要求的同时，符合国家照明设计规范关于LPD（照明功率密度）值的要求；二次装修场所的照度及LPD值需严格按《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）执行。

3.3建筑电气电能计量系统

电能计量系统的设置主要是作为节能考核之用。对于大型建筑或能耗高的建筑建议设置建筑物用能管理平台，此平台应满足分项系统数据采集及传输要求，接入BA系统，作为BA系统的一部分。计量点的选择参照《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》等相关技术规范要求；下图为一新建公共建筑安装分项电能计量装置图示，供读者参考：

3.4可再生能源利用

建筑电气专业相关的可再生能源利用主要包括太阳能光伏发电和风力发电。在气候变化和能源短缺的大背景下，太阳能光伏发电和风力发电越来越受青睐。

4. 结束语

本文在分析了建筑电气节能现状后，认识到建筑电气节能任重而道远。建筑电气节能是整个国家的政策和国际节能减排形势的需求，从建筑电气专业来说也是属于要再节能减排里做出贡献的一个重要专业，电气设计师们在设计时除了遵守国家标准的规定和要求外，还应充分重视技术的先进性和节能性，进一步推动我国节能减排以及绿色建筑的发展。

参考文献 ：

[1]中国建筑标准设计研究院：《全国民用建筑工程设计技术措施-节能专篇（2007）》 中国计划出版社出版。

[2]江苏省工程建设标准：《DGJ32/J96-2010 公共建筑节能设计标准》，江苏科学技术出版。社，2010年.