建筑电气工程设计节能

【摘 要】随着政府建设资源节约型、环境友好型社会的步伐加快,在节能意识深入人心的今天,每一个电气工程设计师都更应该加注重建筑电气工程设计的节能设计和安全性,在保证建筑功能和用户舒适度的前提下最大限度地节约能源.笔者在本文中简要概述了建筑电气工程设计中的几项节能原则,并据此从提出了相对有效的节能设计策略,以期能对各位读者有所借鉴.

【关 键 词】建筑；电气工程；节能设计

随着我国工业化进程步伐加快和人民收入水平的显著提高,在经济增长速度节节攀升的同时,人们更加重视生活舒适度,对于住房环境也提出了越来越多的要求,这种要求直接体现在房屋的供电供气方面.目前在我国全社会总的能源消耗中,建筑能耗占有很大一部分,因此建筑电气工程设计中的节能设计就显得尤为重要了.如何在增加用户满意度、房屋舒适性和便利性的同时,有效减少能源消耗、保护生态环境,促进经济的可持续发展和社会的长久进步,建设资源节约型和环境友好型的国家,是我们应该重视的问题.

一、建筑电气工程节能设计需要遵守的原则

(一)优化配电设计

建筑电气工程节能设计需要对建筑配电进行优化,使电能得到更加充分的利用,提高供电效率.在配电方式的选择上,对于商业和高层住宅一般采用放射式或者树干式的配电方式,或者两种方式结合起来实施,少部分特殊建筑使用链式进行配电.设计师要对建筑功能用途进行充分考虑,将电气设备和电力供应结合起来,根据实际对配电设计进行优化,使每一分电量都得到利用.

(二)减少电能损耗

建筑电气设计中最重要的当然就是对电能地节约了,节能措施有很多种,但不一定都是设计师能够控制的.对于建筑电气设计人员来说,要将节能、环保的设计理念融入建筑整体的电气设计中去,要能渗透到每一个设计细节中去.同时电气工程节能设计还要和工程经济效益综合考虑,不但要减少电能损耗,还要符合效益发展需要,这样才是真正意义上的节能设计.

(三)合理调整负荷

电气工程节能设计还需要对整体的负荷搭配进行调整,在进行特殊供电的情况下合理调整相关系数,采取相应节能措施,保证负荷在可控的合理范围之内,同时提高设备的利用率,进而节约电能.同时对负荷的控制也保障了用电的安全性,所以在电气工程节能设计中需要加以考虑.

二、建筑电气工程具体节能设计的措施

（1）一般来说,如果用户用电设备的单台功率小于250KW,供电距离小于250m,用电负荷小于100KVA,用电负荷即较小,接当地的低压电网比较合适,低压配电宜采用220V/380V；用电负荷较高的用户应采用高压供电,高压配电宜采用10KV.

（2）地区电网提供的电源电压一般为35KV,现在的问题是,有的用电设备并不需要35KV的配电方式,在造成电能浪费的同时也并不经济化.所以在当地供电部门同意的前提下,可以根据用电设备的具体情况,选择采用35KV/0.4KV或者6KV的供配电方式,合理节能.

（3）商业建筑用电（如企业用电）的供电电压选择比家用建筑更具复杂性,往往需要根据用电设备的功率,计算出最大用电负荷、最优供电距离等,并确定供电回路的数量；还要为今后增加用电设备预留出空间；同时要综合考虑当地公共电网的现状和发展规划等技术经济因素.

（1）变压器在设计时,应选用如高导磁硅钢片之类的节能型变压器、铜芯变压器或者S11及AMDT等油浸式变压器.与普通变压器相比,这类变压器采用横截面积较大的优质铜导线绕组,阻值较小；而且相对于传统铁芯叠片的方式来说,更为先进的硅钢片剪切工艺带来了更低损耗,从而在节能上有良好的效果,平均每千伏安年节电9kWh3.

（2）从能耗最小的角度来看,变压器的负载率理论上应该取50%,但由于民用建筑的住户在冬季暖气取暖、夏季空调制冷,用电量在夏季和冬季尤其大,用电负荷具有季节性特征,因此设计时应选择专用变压器,且变压器的负载率一般取70～80%.

（3）使用变压器时还应注意,如果三相电流负荷不平衡,容易引起变压器损耗增加.解决这个问题,可以采用同时在三相电源上分接单相用电设备的办法,保证最大负荷不超过三相负荷平均值的115%,最小相负荷不超过85%；并以负荷线路电流超过30A与否为界,决定采用单相供电还是三相四线制供电；还可以采用单相自动补偿设备.

（1）供配电系统在设计时应尽量简单化、有效化,多采用环式或者放射式、树干式的布局,适应性较强,这里需要注意的是,每条供配电线路的供电范围应明确,不宜交错重叠；还要注意控制同一电压等级下的配电级数,高压一般不超过两级,低压一般不超过；在低压供电中,还可以通过使变压器深入负荷中心以缩短供电半径的方法降低电能损耗、提高供电质量.

（2）其次还应该注意供电线路上的节能,主要通过减少线路电阻,进而减少线路损耗来实现.可以选用电导率较小的材质（如铜芯）做导线,线路尽可能走直线,这样来回线路上的电能损失就减小了；对于比较长的线路还可以采用加大一级导线截面的做法.同时也可以将夏季和冬季具有季节性负荷的线路利用起来,在这些用户不用空调或者暖气时,将供电线路提供给长期用电户使用,以减少线路和电阻.

(四)优化设计照明系统

（1）积极利用混合照明.建筑的照明方案的选择,不能只关注是否美观,更应该对照明的实用性加以重视.在照明系统设计中,根据不同场所的实际需求,采用混合照明可以收到很好的效果.下表1所示的就是常用的四种混合照明的搭配,每种的照度、显色指数都不同,因此也适用于不同的建筑场所.在墙壁的装饰上,可以将颜色选的浅一点,这样能够更大化地发挥出照明的效果.同时根据不同场所的功能,可以将高照度和低照度两种照明系统混合搭配使用,在需要的时候开启高照度照明,平时则用低照度照明,最大化地发挥出节能效果.

（2）灯具选择要高效并节能.在满足场合对装饰、照明量等需求之后,照明灯具要尽量选择那些寿命长、转化率高、性价比高的产品.高效的光源可以减少电能的损失,降低工程在电气建设中的投入.同时灯具的相关附件例如镇流器也要选择高效率、节能的新型镇流器,以达到更高的电能利用率,获得更好的节能效果,节省工程成本和资金.

三、总结

综上所述,在建筑电气工程的节能设计中,遵循节能设计原则,有效兼顾建筑的安全性和节能性,通过合理选择电压等级和变压器类型、优化设计供配电系统和设计照明系统等途径,有效利用先进的科学技术成果,可以做到有效节能,对于缓和我国能源紧张的现状、保护生态环境,建设资源节约型、环境友好型社会具有重要意义.