建筑电气系统的节能设计研究范文

摘要:在我国现阶段的能源使用状况发展形势中，电能的使用相比其他能源最为普及，使用量也最为庞大，发展也更为迅速。日常生活和工业生产中，时时刻刻都在使用电能。而建筑电气系统所提供的生活用电在电能的使用中占有很大的比例。因此，对于建筑电气系统节能设计的分析结论，可以作为新型建筑电气系统节能设计的参考，对于我国的绿色发展道路和能源工程建设，具有很大的意义。

关键词:建筑;电气系统;节能设计;措施

1我国建筑电气系统节能现状

随着科技的进步和发展，我国在建筑电气系统节能设计、施工、管理、维修、养护等多个方面取得了很大的进步，但是节能设计方案和一些细节性的地方仍旧有许多不足。没有完整的统筹规划，也没用统一的施工标准，各类工程师对建筑缺少实地考察和预算，只能片面地对建筑中的各种设施进行设计规划，往往在细节上不够完美，况且各个建设环节和施工部门往往分工明确，相互间缺少沟通交流，这就导致了整个建筑电气系统在许多方面都存在一定的瑕疵和问题，而且国内建筑的电气系统设计中普遍缺少自动化调控设备，许多用电设备间不能很好地协调工作，导致了不必要的电能耗损。但是统计数据显示，使用自动化楼宇智能化调控设备的建筑物，普遍较无自动化调控设备的建筑物省电25%～35%。而且许多建筑的后期养护和管理机制不完备，产生了不必要的电能损耗。

2建筑电气系统节能设计基本原则

2．1建筑电气系统设计要符合国家安全标准

建筑电气系统的节能设计应当在符合国家安全标准的前提下进行，切不可为了节能或是节约建筑用料成本而造成工程质量问题，所用一切设备和所用电器都应是质量合格的产品，设计过程中要尽可能地提高整个建筑电气系统的安全性和稳定性。

2．2施工设备的选择要环保节能

建筑施工过程中应尽量选用使用寿命长、电能消耗小、功能稳定且效率高的用电设备。用电设备的选择在整个建筑电气系统的设计中意义重大。合理选择用电设备对整个建筑电气系统的节能设计具有很大的作用。

3建筑电气系统节能设计存在的问题

1)建筑设计和施工过程中所选择的变压器所在的位置与整体电路的负载核心距离较远，这就容易造成变压器的容量选择偏差过大，从而导致了变压器在使用过程中对电能造成一定程度上的损耗;而且，变压器的选择不当还会间接影响用电设备的使用寿命，造成不必要的损失。2)建筑施工过程中所使用的电气设备选型和建筑电气控制系统的细节设计不够合理、不够完善，用电设备间的搭配缺少科学性;个别开发商为节约建筑材料的使用成本而选用价格相对低廉，能耗相对较大，寿命相对较短的电气设备，从而导致了建筑整体电力损耗过大，而且设备损坏和更换频繁，从而导致了本不该出现的额外电能损耗和经济损失。3)在建筑的照明设备和镇流器的选择上不够合理，照明设备分布规划缺少科学性，造成不必要的电能损耗。4)由于施工现场环境及施工技术水平的原因，配电线一般采用迂回的方式进行铺设，这就不可避免地造成了供电线路过长，从而导致了电能在输送过程中的损耗。5)水泵、风机、空调等设备的选用和分布设计不够合理，这就导致这些设备难以在高效状态下维持运行，不仅浪费电能，而且会损伤设备。

4建筑电气节能设计的改进建议

4．1满足建筑物的电气节能要求

在建筑施工过程中，各个环节要严格按照国家规定的工程标准进行设计和施工。一定要在满足建筑的照明和用电需求量的前提下，通过对用料的品牌及功率的选择和用电设备的排布设计，尽可能地节约电能损耗。

4．2改进配电系统的设计

配电系统的节能设计对个建筑电气节能系统设计至关重要，所涉及内容比较广泛，包括建筑电气系统电负荷的详细计算统计;无功动态策略的补偿设计以及设备变配电的节能设计;建筑电气系统的谐波方案的治理和设计;照明设备的排布和节能设计;排水系统和空调智能系统设计;电梯的电机拖动设计等。一般的电气设备都有很高的用电率，对电能的消耗很大，所以改进配电系统对于建筑电气系统整体的节能设计具有极大意义。

5建筑电气系统节能设计方案

5．1对供电线路和导线进行合理选用

供电线路和导线的选择，要结合建筑的规模，用电负荷以及容量进行综合考虑。在靠近用电负荷中心的位置上，适当地建立电气间，从而减少供电的半径和电能传输损耗。在导线的选择上，应当本着安全、节能、符合各种技术指标的原则进行选择，应该在满足载流的情况下尽可能的减少电能耗损，同时减少工程投资。具体方案如下。1)选用电阻率小的导线，优先选择使用导电性能好的铜线，其次是导电性一般的铝线。2)合理选择导线的横截面积，对于较长的线路，要做到在满足其安全性和使用需求的基础之上，适当加大导线的横截面积，这样会显著减少配电线的电阻，从而增大电能传输效率，一定程度上可以降低电能损耗;此外，对于环形供电方式，为降低其电阻值，可以将开网式运行改造为闭网式运行，同样有减少耗能的效果3)适当提高传输电路的电压等级，统计数据显示，当电压升高10%的时候，电路的能耗可减低17%。因此，适度提高线路的电压，有助于建筑物电气系统的整体节能。4)在建筑的施工过程中，应当尽量减少导线长度，线路走线应当少走弯路，争取少走线、走直线。

5．2合理进行照明设计

1)尽量使用自然采光和利用太阳能。在建筑设计过程中，对于靠近室外及朝阳的地方，应当尽量增大自然采光面积，尽量使用透光度好的玻璃，充分地利用自然光照明，这样会大大减少日间对照明灯的使用，从而减少电能的使用。2)采用高效节能光源。大多数建筑的照明设计中，比较倾向于白炽灯的使用，原因是白炽灯价格相对便宜，安装维修相对简单。但是白炽灯比其他新型灯具更不节能，而且发光率偏低，寿命相较于其他灯具也偏短;而低钠灯和荧光灯则更节能，且寿命更长，价格也十分合理，综合性价比更高，更适合用于建筑照明设备的使用，不但照明效果更好，而且能达到节能的目的。3)合理选择镇流器。灯具的镇流器应当选用电子镇流器或者电感镇流器，这两类镇流器相对于同性能其他镇流器，能耗较低，使用寿命长，性价比更高。

5．3变电所合理选址布置

变电所的合理选址布置对于整个电力系统的节能实际十分重要。选址时要考虑用电负荷特征，准确统计工程区的电力负荷的用电等级和所需用电量。选址时应当考虑到住宅单体分布情况，使变电所靠近用电负荷中心，这样不仅能降低输电能耗，缩短配电线路半径，而且可以有效提高供电效率和减少建筑耗材。

5．4合理的无功补偿策略

选择合理的无功补偿可以降低电路的电能耗损，一般来讲，建筑电气系统设计中常使用三相共补和单相分补两种方式提升系统的整体用电功率。三相共补通常被用于电梯、中央空调、水泵等大型电气设备的供用电设计上，而单相分补一般被用于照明和家用电器的供用电，合理地运用“单相———三相相互结合共补”的配电设计，将很大程度上降低电能的使用。

5．5对节能变压器的合理选择与设计

在进行变压器的台数与容量选择时，应结合负荷情况，进行对比分析，变压器负载率计算公式为:ΔPb=P0+PKβ2(1)式中，ΔPb为变压器有功损耗，kW;P0为变压器空载损耗，kW;PK为变压器的有载损耗，kW;β为变压器负载率。数据表明，当变压器的负载率为0．5时，电能耗损最低，所以在变压器的选择上一定要选择负载率接近0．5的变压器，此时变压器线损电能最低，同比其他变压器会节省很多电能损耗。需要注意的是，选取变压器的时候要预留一部分容量用以后期扩容，预留量应当视情况而定。

5．6电机节能措施

在建筑电气系统的节能设计方案中，不可缺少的要考虑到建筑中涉及电机的节能措施，在电机节能方面，主要该考虑的就是电机的运转节能，而减少其运转节能的最佳方式就是减少其空载和轻载运行，可以通过加装变频调速器来适应电机的负载，或者使用软启动器的方式进行控制。

5．7通过抑制谐波达到电气系统的节能

1)通过改善电力系统中三相电的不平衡度来解决问题。可以采取在用户用电线的进线处串联电抗器或采用有缘滤波器进行电流滤波的处理方法，从而达到节能的目的。2)适当、合理地增加换流装置的脉动数，或者合理地安装交流滤波装置。

5．8提高系统的功率因数及设备的自然功率因数

因为线路的电能损耗与用户的电力功率成正比，所以，提高功率因数也是提高节能效果的很好的措施之一。电气系统设计过程中应当尽量采用功率因数高的电气设备，同时，对于电感设备应选用附加补偿电容设备的用电设备;设置无功补偿装置时，应当对容量大且平稳的负荷采用就地补偿的方式，对于容量小或断断续续的负荷采用变电所低压侧集中的补偿方式。

5．9采用建筑电气新技术

我国近年自动控制技术发展速度飞快，伴随着计算机技术、通信技术、控制技术、显示技术等高精尖新型科学技术的飞速发展，楼宇智能化建筑技术也得到了很大程度的发展和完善，使用楼宇智能化的设备调控系统对整个建筑物的电气设备进行科学、合理监测调控的方式，已经逐渐成为建筑电气系统节能的最有效方式和发展趋向。采用这种较为先进的设备控制技术，不但可以对建筑中的制冷装置、排风装置、给排水装置进行十分有效的控制;而且可以对建筑的配电系统、照明系统、电梯升降系统进行实时监控和智能调控。相比于传统的建筑电气设备调控方式。楼宇智能化系统可以全面的对建筑物中的各类电气装置做到有效的调控，在满足建筑不同环境中各项功能需求的前提下，使建筑内的电气装置均处于最佳运行状态，从而使建筑电气系统节能最大化。而且，楼宇智能化控制系统相比传统建筑电气控制系统更节省人力和维护成本，非常经济实用。

6结束语

当前，虽然我国的科技创新水平和电力技术水平发展迅速，工程施工技术和水平不断提升，建筑物安全性、运行稳定性、管理维护系统和节能设计趋于完善，但是在发展科技的同时不应该忽略环保问题。我国人口较多，建筑覆盖面积大，用电量也很大，因此，建筑电气系统节能设计的发展与改进，是关乎民生和国家科技水平的大事，同时也是践行社会主义可持续发展战略的重要形式。

参考文献:

［1］冯敏玲．建筑电气系统的节能设计［J］．住宅与房地产，2016，22(35):45．

［2］崔政博．建筑中的电气节能设计［J］．居舍，2017，13(24):33－34．

［3］谢同建．浅谈建筑电气节能设计［J］．江苏建筑，2010，30(S1):103－104．

作者:顾波 杨帅 单位:沈阳科技学院