建筑电气节能设计探微

建筑电气节能设计探微

连迪波

连迪波

华东建筑设计研究院有限公司华东都市建筑设计研究总院上海200070

摘要：近年来，随着我国经济的不断发展，建筑行业得到了极大的进步。建筑行业的能源消耗比较大，在这样的背景之下，如何减少建筑电气的使用能耗，推动我们国家建筑电气节能的发展和进步是每一个相关从业者都需要考虑的问题。本文分析建筑电气工程设计的节能原则，并进一步针对电气设计的节能措施进行了阐述。

关键词：建筑工程；电气设计；节能原则；节能措施

随着我们国家经济的不断发展，城市化进程的不断推进，我们国家建筑数量正在大幅度上升，建筑电气能耗也正在不断加大，在这样的背景之下，建筑电气的节能问题已经成为了行业的工作与研究重点。建筑电气的节能设计，包括节能理念、节能技术、节能手段等，将是本文重点探讨的内容。

1建筑电气工程设计的节能原则

（1）优化供电设计

在建筑工程电气设计的过程当中，需要从适用性出发，确保电气设计方案可以满足日常使用。在此之外，供配电系统的设计要尽可能采取节能措施：根据项目规模和性质、外部电源条件、负荷特点等合理规划确定变电所的位置、数量、电压等级和高低压系统的接线方式，合理地进行负荷计算，按设计需要给配电系统设置无功功率补偿和谐波抑制装置，合理地选择节能电气设备，并优化电缆选择。优化建筑电气的供电设计，一方面可以确保建筑电气工程的适用性与安全性；另一方面可以节约建筑电气的能源消耗，推动建筑电气的使用效率[1]。

（2）提高设备的运行效率

建筑电气的设计要满足建筑物对使用功能的需求，尽量减少能源的消耗。在选择电气设备的时候，尽量选择一些低能源消耗的节能设备。除此之外，也要确保节能设备可以有效的满足建筑的使用需要，降低线路损耗以及运行维护费用，提高设备的运行效率，实现能源的高效利用[2]。

（3）经济效益原则

在建筑电气节能设计过程中，需要重视效益原则，考虑设计方案的性价比。在具体的设计工作当中要选择最适宜的节能设计方案，避免出现预算超支以及资金支付过多的情况，这种情况不利于建筑电气节能的发展和进步。

2建筑电气设计中的节能措施

（1）线路损耗的节能设计

电能在导体传输的过程中，会产生电能损耗。在建筑电气设计的过程中，应在保证用电安全和可靠的基础上，采用合理方法减小线路损耗。如尽可能设置配电变压器在负荷中心处，减少配电线路的距离，有效地减少线路损耗[3]；配电线路的选择应首先满足正常、过载、短路等工况下系统的稳定运行，并尽可能使用“经济电流密度”方法确定线路截面。

（2）照明部分的节能设计

照明是建筑电气中的重要组成部分，其设计情况直接影响到建筑功能的发挥。照明节能是一项系统工程，其与照度水平、照明质量、装饰美观、建设投资等都有关系。建筑照明的节能设计，可以根据房间的使用性质和空间特性，选择合理的照明方式、确定合适的照度水平，既保证一般照明的要求，又能满足特殊场所对高照度的要求；选择高效率的光源和灯具，如满足显色指数要求，尽量选用LED光源或者荧光灯光源，选用荧光灯配套镇流器时，应选用低功耗产品；合理选用照明控制方式，大型公共建筑采用智能照明控制，其他公共建筑及住宅的公共区域采用感应控制；结合建筑设计，充分利用自然光，使其作为白天照明的重要补充。除此之外，照明供电回路功率、长度的设计都要校核压降影响，若压降不满足规范要求，应增大线径，尽量达到降损的效果，实现节能减排的目标[4]。

（3）供配电系统的节能设计

供配电系统的节能设计是建筑电气节能设计的核心。

根据项目负荷容量、供电距离，合理选择供电电压，可以减少电能损耗。例如将10kV的供电电压提高到20kV，输送同样负荷时，供电线路的功率损耗可降低75%，节能效果显著。项目供电方案中若有双回路或多回路供电需求时，应使各供电回路各自带载运行，减少总的线路损耗。

项目中各个变电所的位置应尽可能设置在各自服务区域的负荷中心，缩短低压配电线路的长度，减少其电能传输损耗。同时合理选择变压器的类型、容量也可有效减少变压器的损耗：选择高能效等级的变压器，根据项目负荷容量选择合适的变压器容量使得变压器运行在经济状态。

供配电系统是建筑电气运行的关键和基础，想要提高建筑电气的节能水平，就需要加强完善建筑电气的供配电系统[5]。

（4）无功补偿设计

对配电系统进行无功功率补偿、提高系统功率因数，可以减少变压器的铜损、线路的损耗。在建筑电气设计中，一般在变压器低压侧集中安装采用微机控制的低压电容器柜，根据系统无功负荷的波动情况实时跟踪补偿，可有效降低配电网与配电变压器的损耗；对于主要使用三相负荷的建筑，无功补偿采用三相共补即可；但对于大量使用照明等单相负荷的建筑，需采用三相共补+单相分补结合的无功补偿方式，且一般分补容量为总补偿容量的40%；对于功率因数很低的设备，为减少线路损耗，在经济可靠的情况下，应在用电设备处就地进行无功补偿，例如气体放电灯配电感整流器时，需要灯具内设置电容补偿，提高功率因数。

（5）电机运行的节电设计

水泵和风机作为建筑功能实现当中不可缺少的一部分，也是耗能大户；为了减少水泵和风机运行中的能耗，需要选择合适能效级的电机。

根据负载功率，选择电压等级合适的电机，确定供电电压等级和合理的控制方式。

建筑电气设计中，合理使用变频调速技术可以减少能源损耗，主要有以下方式：对冷却水泵、循环泵、给水泵、空调机组等进行变频控制，节能效果明显。

（6）清洁能源的利用

清洁能源的应用一方面可以减少我们国家的能源消耗，另一个方面可以改善我们国家的环境污染情况。在当前的建筑电气设计工作当中，已经有部分使用案例：如部分项目中运用了太阳能光伏发电系统，这既可以补充自身建筑对电能的需求，又可以减少对电网的电能需求，在太阳能资源丰富地区，使用太阳能光伏发电系统可以有效减少能耗。在进行太阳能等清洁能源的运用过程中，要结合当地建筑施工的具体情况以及资源特点，因地制宜。总而言之，在建筑电气设计工作当中，要加强清洁能源的使用。

3结束语

改革开放以来，虽然我们国家的经济得到了翻天覆地的变化，但是随着社会的不断发展，国家的能源消耗问题以及环境污染问题变得愈发严重，习近平总书记多次在讲话中强调要建立资源节约型、环境友好型的社会。在这样的背景之下，必须加强能源节约设计，为供电系统节约更多能源。本文对建筑电气节能设计进行了研究，希望这篇文章可以为建筑业的持续健康发展提供一定的理论支持。

参考文献：

[1]马玉生.关于公共建筑低压电气设计节能的应用与研究思路构建[J].智能城市，2019（08）：137-138.

[2]严国志.智能化建筑电气的节能优化设计[J].建材与装饰，2019（09）：84-85.

[3]盛同平.建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术探究[J].建材与装饰，2019（03）：90-91.

[4]李金峰，王世荣，丁恒.建筑电气节能的简要分析[J].电子技术与软件工程，2018（20）：226.

[5]徐超.在建筑电气设计中的绿色节能技术措施[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2018（10）：141-142.