建筑電氣系統的節能設計研究范文

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摘要:在我國現階段的能源使用狀況發展形勢中，電能的使用相比其他能源最為普及，使用量也最為龐大，發展也更為迅速。日常生活和工業生產中，時時刻刻都在使用電能。而建筑電氣系統所提供的生活用電在電能的使用中占有很大的比例。因此，對于建筑電氣系統節能設計的分析結論，可以作為新型建筑電氣系統節能設計的參考，對于我國的綠色發展道路和能源工程建設，具有很大的意義。

關鍵詞:建筑;電氣系統;節能設計;措施

1我國建筑電氣系統節能現狀

隨著科技的進步和發展，我國在建筑電氣系統節能設計、施工、管理、維修、養護等多個方面取得了很大的進步，但是節能設計方案和一些細節性的地方仍舊有許多不足。沒有完整的統籌規劃，也沒用統一的施工標準，各類工程師對建筑缺少實地考察和預算，只能片面地對建筑中的各種設施進行設計規劃，往往在細節上不夠完美，況且各個建設環節和施工部門往往分工明確，相互間缺少溝通交流，這就導致了整個建筑電氣系統在許多方面都存在一定的瑕疵和問題，而且國內建筑的電氣系統設計中普遍缺少自動化調控設備，許多用電設備間不能很好地協調工作，導致了不必要的電能耗損。但是統計數據顯示，使用自動化樓宇智能化調控設備的建筑物，普遍較無自動化調控設備的建筑物省電25%～35%。而且許多建筑的后期養護和管理機制不完備，產生了不必要的電能損耗。

2建筑電氣系統節能設計基本原則

2．1建筑電氣系統設計要符合國家安全標準

建筑電氣系統的節能設計應當在符合國家安全標準的前提下進行，切不可為了節能或是節約建筑用料成本而造成工程質量問題，所用一切設備和所用電器都應是質量合格的產品，設計過程中要盡可能地提高整個建筑電氣系統的安全性和穩定性。

2．2施工設備的選擇要環保節能

建筑施工過程中應盡量選用使用壽命長、電能消耗小、功能穩定且效率高的用電設備。用電設備的選擇在整個建筑電氣系統的設計中意義重大。合理選擇用電設備對整個建筑電氣系統的節能設計具有很大的作用。

3建筑電氣系統節能設計存在的問題

1)建筑設計和施工過程中所選擇的變壓器所在的位置與整體電路的負載核心距離較遠，這就容易造成變壓器的容量選擇偏差過大，從而導致了變壓器在使用過程中對電能造成一定程度上的損耗;而且，變壓器的選擇不當還會間接影響用電設備的使用壽命，造成不必要的損失。2)建筑施工過程中所使用的電氣設備選型和建筑電氣控制系統的細節設計不夠合理、不夠完善，用電設備間的搭配缺少科學性;個別開發商為節約建筑材料的使用成本而選用價格相對低廉，能耗相對較大，壽命相對較短的電氣設備，從而導致了建筑整體電力損耗過大，而且設備損壞和更換頻繁，從而導致了本不該出現的額外電能損耗和經濟損失。3)在建筑的照明設備和鎮流器的選擇上不夠合理，照明設備分布規劃缺少科學性，造成不必要的電能損耗。4)由于施工現場環境及施工技術水平的原因，配電線一般采用迂回的方式進行鋪設，這就不可避免地造成了供電線路過長，從而導致了電能在輸送過程中的損耗。5)水泵、風機、空調等設備的選用和分布設計不夠合理，這就導致這些設備難以在高效狀態下維持運行，不僅浪費電能，而且會損傷設備。

4建筑電氣節能設計的改進建議

4．1滿足建筑物的電氣節能要求

在建筑施工過程中，各個環節要嚴格按照國家規定的工程標準進行設計和施工。一定要在滿足建筑的照明和用電需求量的前提下，通過對用料的品牌及功率的選擇和用電設備的排布設計，盡可能地節約電能損耗。

4．2改進配電系統的設計

配電系統的節能設計對個建筑電氣節能系統設計至關重要，所涉及內容比較廣泛，包括建筑電氣系統電負荷的詳細計算統計;無功動態策略的補償設計以及設備變配電的節能設計;建筑電氣系統的諧波方案的治理和設計;照明設備的排布和節能設計;排水系統和空調智能系統設計;電梯的電機拖動設計等。一般的電氣設備都有很高的用電率，對電能的消耗很大，所以改進配電系統對于建筑電氣系統整體的節能設計具有極大意義。

5建筑電氣系統節能設計方案

5．1對供電線路和導線進行合理選用

供電線路和導線的選擇，要結合建筑的規模，用電負荷以及容量進行綜合考慮。在靠近用電負荷中心的位置上，適當地建立電氣間，從而減少供電的半徑和電能傳輸損耗。在導線的選擇上，應當本著安全、節能、符合各種技術指標的原則進行選擇，應該在滿足載流的情況下盡可能的減少電能耗損，同時減少工程投資。具體方案如下。1)選用電阻率小的導線，優先選擇使用導電性能好的銅線，其次是導電性一般的鋁線。2)合理選擇導線的橫截面積，對于較長的線路，要做到在滿足其安全性和使用需求的基礎之上，適當加大導線的橫截面積，這樣會顯著減少配電線的電阻，從而增大電能傳輸效率，一定程度上可以降低電能損耗;此外，對于環形供電方式，為降低其電阻值，可以將開網式運行改造為閉網式運行，同樣有減少耗能的效果3)適當提高傳輸電路的電壓等級，統計數據顯示，當電壓升高10%的時候，電路的能耗可減低17%。因此，適度提高線路的電壓，有助于建筑物電氣系統的整體節能。4)在建筑的施工過程中，應當盡量減少導線長度，線路走線應當少走彎路，爭取少走線、走直線。

5．2合理進行照明設計

1)盡量使用自然采光和利用太陽能。在建筑設計過程中，對于靠近室外及朝陽的地方，應當盡量增大自然采光面積，盡量使用透光度好的玻璃，充分地利用自然光照明，這樣會大大減少日間對照明燈的使用，從而減少電能的使用。2)采用高效節能光源。大多數建筑的照明設計中，比較傾向于白熾燈的使用，原因是白熾燈價格相對便宜，安裝維修相對簡單。但是白熾燈比其他新型燈具更不節能，而且發光率偏低，壽命相較于其他燈具也偏短;而低鈉燈和熒光燈則更節能，且壽命更長，價格也十分合理，綜合性價比更高，更適合用于建筑照明設備的使用，不但照明效果更好，而且能達到節能的目的。3)合理選擇鎮流器。燈具的鎮流器應當選用電子鎮流器或者電感鎮流器，這兩類鎮流器相對于同性能其他鎮流器，能耗較低，使用壽命長，性價比更高。

5．3變電所合理選址布置

變電所的合理選址布置對于整個電力系統的節能實際十分重要。選址時要考慮用電負荷特征，準確統計工程區的電力負荷的用電等級和所需用電量。選址時應當考慮到住宅單體分布情況，使變電所靠近用電負荷中心，這樣不僅能降低輸電能耗，縮短配電線路半徑，而且可以有效提高供電效率和減少建筑耗材。

5．4合理的無功補償策略

選擇合理的無功補償可以降低電路的電能耗損，一般來講，建筑電氣系統設計中常使用三相共補和單相分補兩種方式提升系統的整體用電功率。三相共補通常被用于電梯、中央空調、水泵等大型電氣設備的供用電設計上，而單相分補一般被用于照明和家用電器的供用電，合理地運用“單相———三相相互結合共補”的配電設計，將很大程度上降低電能的使用。

5．5對節能變壓器的合理選擇與設計

在進行變壓器的臺數與容量選擇時，應結合負荷情況，進行對比分析，變壓器負載率計算公式為:ΔPb=P0+PKβ2(1)式中，ΔPb為變壓器有功損耗，kW;P0為變壓器空載損耗，kW;PK為變壓器的有載損耗，kW;β為變壓器負載率。數據表明，當變壓器的負載率為0．5時，電能耗損最低，所以在變壓器的選擇上一定要選擇負載率接近0．5的變壓器，此時變壓器線損電能最低，同比其他變壓器會節省很多電能損耗。需要注意的是，選取變壓器的時候要預留一部分容量用以后期擴容，預留量應當視情況而定。

5．6電機節能措施

在建筑電氣系統的節能設計方案中，不可缺少的要考慮到建筑中涉及電機的節能措施，在電機節能方面，主要該考慮的就是電機的運轉節能，而減少其運轉節能的最佳方式就是減少其空載和輕載運行，可以通過加裝變頻調速器來適應電機的負載，或者使用軟啟動器的方式進行控制。

5．7通過抑制諧波達到電氣系統的節能

1)通過改善電力系統中三相電的不平衡度來解決問題。可以采取在用戶用電線的進線處串聯電抗器或采用有緣濾波器進行電流濾波的處理方法，從而達到節能的目的。2)適當、合理地增加換流裝置的脈動數，或者合理地安裝交流濾波裝置。

5．8提高系統的功率因數及設備的自然功率因數

因為線路的電能損耗與用戶的電力功率成正比，所以，提高功率因數也是提高節能效果的很好的措施之一。電氣系統設計過程中應當盡量采用功率因數高的電氣設備，同時，對于電感設備應選用附加補償電容設備的用電設備;設置無功補償裝置時，應當對容量大且平穩的負荷采用就地補償的方式，對于容量小或斷斷續續的負荷采用變電所低壓側集中的補償方式。

5．9采用建筑電氣新技術

我國近年自動控制技術發展速度飛快，伴隨著計算機技術、通信技術、控制技術、顯示技術等高精尖新型科學技術的飛速發展，樓宇智能化建筑技術也得到了很大程度的發展和完善，使用樓宇智能化的設備調控系統對整個建筑物的電氣設備進行科學、合理監測調控的方式，已經逐漸成為建筑電氣系統節能的最有效方式和發展趨向。采用這種較為先進的設備控制技術，不但可以對建筑中的制冷裝置、排風裝置、給排水裝置進行十分有效的控制;而且可以對建筑的配電系統、照明系統、電梯升降系統進行實時監控和智能調控。相比于傳統的建筑電氣設備調控方式。樓宇智能化系統可以全面的對建筑物中的各類電氣裝置做到有效的調控，在滿足建筑不同環境中各項功能需求的前提下，使建筑內的電氣裝置均處于最佳運行狀態，從而使建筑電氣系統節能最大化。而且，樓宇智能化控制系統相比傳統建筑電氣控制系統更節省人力和維護成本，非常經濟實用。

6結束語

當前，雖然我國的科技創新水平和電力技術水平發展迅速，工程施工技術和水平不斷提升，建筑物安全性、運行穩定性、管理維護系統和節能設計趨于完善，但是在發展科技的同時不應該忽略環保問題。我國人口較多，建筑覆蓋面積大，用電量也很大，因此，建筑電氣系統節能設計的發展與改進，是關乎民生和國家科技水平的大事，同時也是踐行社會主義可持續發展戰略的重要形式。

參考文獻:

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［2］崔政博．建筑中的電氣節能設計［J］．居舍，2017，13(24):33－34．

［3］謝同建．淺談建筑電氣節能設計［J］．江蘇建筑，2010，30(S1):103－104．

作者:顧波 楊帥 單位:沈陽科技學院