现代建筑电气设计节能方法探讨

现代建筑电气设计节能方法探讨

吕季航

广东现代建筑设计与顾问有限公司   广东.深圳 518000

摘要：节约资源事关我们每个人的切身利益。建筑照明的节能设计可以极大地缓解国家供电的压力，给子孙后代带来深远的影响。满足建筑节能设计的电气设计方案既要做到安全用电又要做到经济合理，更主要的还是为了环保。文章就现代建筑电气设计中的节能方法展开论述。

关键词：现代建筑；电气设计；节能方法

电力节能设计有益于减少能耗和减少能源成本，使人类生活绿色，生态，改善人类生存环境，工程施工有益于促进经济社会协调发展。因此，我们应该进一步强化环保节能观念、学习理论知识、充分运用新科技方式与民用建筑优势、做到社会效益与经济效益双赢、实行电气节能设计、尽可能节约能源等方面下功夫。

1、建筑电气设计节能措施意义

将其运用到建筑电气节能措施设计当中，能够有效达到环境保护与节能效果，为全面延缓中国能源短缺，环境保护与节约能源措施要强化到建筑电气设计实际流程当中，切实解决我们生存空间与环境污染控制。电气节能措施渗入全部电气工程过程，机组类别选择需谨慎考虑到电气设备耗电量问题，并且还要把它当作一个主要因素。除此之外，将节能措施应用到建筑电气设计之中，有利于促进社会经济蓬勃发展、节约资源、保护生态环境等，行政部门对此项工作高度重视。政府部门颁布相关法律法规和政策来降低建筑能耗并扎实推动建筑节能设计向建筑电气设计方向发展。

2、建筑电气设计节能途径

2.1进行配电系统节能设计时

在对配电系统做节能设计时，首先要选择一个简单、可靠的系统，其次要选择有效供电电压，供电电压越大，耗损越小，因此设计师要结合实际情况选择合适供电电压，比如对大中型民用建筑来讲，设计师可以选择10kv制冷设备。最后使变电站与负荷中心间的距离维持在一个有效范围之内，如低压供电半径应保持在300米内。

2.2照明节能设计措施

在照明节能设计时应加强照明光源合理选型，照明设备选型时应综合考虑照明需求和照明设备参数相对较大等因素，选用电能消耗相对较低的LED节能灯进行节能设计，同时还应加强LED技术的运用。要选择一个合理的布局方案建筑中所需照明设备较多且涉及面较广，因此为了降低照明系统中电能的消耗量，工作人员应合理分配照明设备，并加强照明设备科学的管理。

2.3变压器节能设计

变压器耗损量与电负荷之间不存在直接联系，多与变压器制造时采用铁芯有关。因此在工程建筑电气设计环节中需有限度地采用节能型变压器。在变压器设计型号选择环节中，要选择新式节能高效变压器。当工程建筑空间内空调负荷较大时，宜选用空调专用变压器能够确保空调不用时关机，节省电能，完成建筑节能减排。在实施电气设计时，必须采用线损绕组少的变压器，如普通电缆铜线变压器是绕阻少的变电器。人们进行电气设计时，以变压器容量和变电器数量为设计目标，其核心设计要点是根据房屋建筑是否符合，进行型号选择，还要充分考虑相应建筑电气投入和相关运作费用。在实施导出电网设计的时候，要尽量地采用环状网络为输出电压线路，其优点在于可以随时开关电压输出随路线满足情况而相应改变（如图1）。

图1  节能变压器

2.4选用适当无功补偿策略

选择对应赔偿线的形式以减少线路损耗从而减少能耗，并且以功率因素及建筑配电系统来推动提升，通常情况下系统输出功率需要以单向逐渐增大的方式进行三相共补和分别补偿。工程建筑供电系统的单相负荷通常为家用，办公室，电气和照明灯具。三相负荷通常由电梯，中央空调，离心水泵构成。本案中通常认为单相负载为主要部件并占据整个负载的比例为1~2。而单相配电系统分布范围大于三相分布范围，且大于三相分布范围大约多。所以，为了达到经济节能之目的，应结合具体情况采取“单相，三相结合”的配置方式。

2.5电气节能照明系统的设计过程中，应充分利用太阳能照明

在我国很多能源资源具备一定运用限度，但我国太阳能资源归属于可长期性运用并且不耗竭资源能源。因此在建筑电气设计环节中，要灵活运用太阳能资源。目前中国很多工程建筑小区室外照明系统所使用能源都以太阳能资源为主导，这可以极大程度保证能源供应和降低能源消耗。目前国内太阳能路灯、太阳能草坪灯都将大面积投入使用。所以在进行电气设计时，还需要将太阳能应用到建筑上，使之变成主要照明能源之一。现阶段LDE智能控制系统灯已获得很好地开发，在设计流程里还可以有效应用。LED灯将太阳辐射源有效地转换成电能，不但节约我国能源供应，并且高效地减少对空气污染和降低对地球损害（原理如图2）。太阳能这一新型能源和我国传统能源相比有着众多优势，因此在建筑电气设计环节中应当合理应用。

图2  太阳能光伏发电系统的组成

2.6选用智能监控系统

伴随着智能化自动控制系统广泛普及化，以计算机与互联网为依托，从根本上推动建筑电气智能化控制发展。运用智能监控系统的方式对电气设备完成监管，可以实现电气工程的综合监控，并且也可以实现同步控制，从根本上达到建筑物的基础使用功能从而使能耗降至最小。如：在照明控制系统层面，可以有效地把控现场，选用定时定点控制，可以有效地减少照明灯具工作时间，完成了不同时点照明灯具信息化管理，保证照明控制系统环保节能与安全运营：建筑设备监控系统层面，可以在工程建筑电气施工期内对空调机组，制冷机组，排水设备及其电梯系统等方面进行智能控制，提高建筑工程设备管理效益，从而达到节能减排目标。

3、建筑电气节能中需要注意的几个问题

3.1线路设计问题

住宅室内电气设备线路存在3个问题：

一是配电回路方面，各家各户房间均需严格按适应规格设计回路个数及规格、分支回路导线横截面积，这一点要求区分配电箱以及特定住宅室内回路安排；

二是关于电气线路中的导线，必须先准确地知道每种材料导线的适用范围及所起的效果，住宅室内应使用铜芯塑料线作为电气线路，千万不能贪图价格便宜选用铝线。二、住宅室内应选用较大的导线截面以免由于回路阻抗加大影响电压质量，也可造成导线出现线间短路、接地故障等火灾及人身电击事故；

三是电缆线路设计中，既应考虑到尽量少回头传输电能的分支，又有必要对一些季节性负荷较大的线路加以巧妙运用。

3.2低压配电系统导线载流量和断路器整定电流匹配

从《低压配电设计规范》GB50054-2019中有关说明来看，电线载流量配合低电压短路器整定电流时，供线路大部分强受短路器维护，它不仅是设计者应灵活运用的基本素质，乃至难点攻破之处，又是每一个项目都要面对的课题，要求有关操作人员必须全面理解、严格整定、综合考虑各种因素，以创造安全、可靠的供电气氛。

3.3高层建筑电缆转接箱设置存在的问题

电缆转接箱是高层住宅设计中易发生错误的基本设备。一方面是设计人员把这箱装置布置到离进线点较远的部分楼层配电小间时，不小心就会忽略掉从建筑外部传入的配电线路，或者是高层住宅中的某层出现火灾事故后消防人员无法在短期内快速取出有关电源，错过最佳时机等，这些看似不起眼的细小缝隙很可能会给住户生活造成致命打击。

4、建筑电气节能应该采取哪些措施

4.1技术层面

一是照明系统节能措施在不同项目或具体条件要求时，要合理选择高效节能型光源来代替白炽灯的用，尽量选择节能灯具最好为直接照射型，户外相关照明灯具要用声控或光控开关系统，宾馆类或其他特殊高档次项目要结合实际情况来选择和设计最适合的照明系统。

二是线路设计等措施。配电线路设计需综合考虑配电线路导线材质、线路长度等综合因素以发挥最佳节能效果。配电线路设计的时候，经济条件许可时应尽量多用高电导率导体，例如如前所述，各材料相比较而言，铜芯电缆所具备的情况在远远优于铝芯电缆作为导线；二是配电线路设计的时候尽量避免配电线路长度设计的时候尽量走线，能够减少电力线路长度、提高功率因数进而减少线路损耗、线路降压进而提升供电质量。

三是降低电路能量损耗对策研究。应该根据经济电流密度对导线截面进行合理测试和挑选，同时也需要满足容许电缆载流量，电压损失和短路容量热稳定技术指标，既可以降低电缆线电能耗损所产生的一系列技术性效益，又能实现节约能源和降低投资，是一举两得之举。

4.2提高设计人员素质的对策

时代在变，电气产品更新换代非常到空前。要想让社会发展与人类文明进步同步，有关电气人员就更加不能够放松戒备，而应该从各个方面来对自己进行定位，随时更新电气设计知识、增加见闻、了解国际电气发展的科技动态与科技成果、及时把握产品性能与价格、确保电气设计经济合理、恰当地采取调研与试验、参与有关讨论与分析等措施，对社会更新速度与发展趋势做出及时反应。

结束语

总之，设计者在电气节能设计时应不断提高环保节能观念、潜心研究知识与技能、充分运用高科技方式及民用建筑自身条件优势、达到经济效益和社会效益双赢的目的，并为最大限度地节能而不懈奋斗。

参考文献：

[1]袁吉昌.住宅小区的建筑电气设计及其节能措施研究[J].福建建材，2016(01)

[2]张红.建筑电气设计中的节能措施探讨[J].门窗，2017(01).

[3]陈真真.对现代建筑电气设计中的问题探讨[J].商品与质量,2015,(33):163～163.