建筑电气节能与构造

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随着我国工业化和城镇化的发展,建筑业迅速兴起,导致能源消耗剧增，能源危机迫在眉睫。据统计电能在建筑总能耗中占有的比例在60%～90%之间,多数民用建筑,其电气能耗在80%左右。因此研究建筑电气的节能，选择合理的设计方案可以在不降低建筑使用功能和安全性能的前提下更有效的减少建筑物的电能消耗，提高建筑电气系统运行的经济性。

1正确计算用电负荷

用电负荷是电气设计的参数依据，计算准确与否，对合理选择供配电设备，保证电气系统安全可靠与经济运行，均起决定性作用。用电负荷计算方法宜按照以下原则选取：民用建筑的电力负荷计算，基本上都采用单位指标法、需用系数法以及负荷密度法。负荷密度法主要适用于规划设计，方案设计阶段可采用单位指标法确定变压器的容量和台数，初步设计和施工图设计阶段则采用需用系数法。

2供配电系统的节能

2．1变电所位置的确定

目前建筑物的用电量都比较大，特别是高层建筑，因此在确定变电所的位置时，应尽量使高压深入负荷中心，缩短配电半径，这对于节约电能、提高供电质量都有重要意义。

2.2变压器的选择

对于变压器，可依靠降低损耗、提高运行效率来实现其节能效果。首先通过负荷计算，利用最佳负载系数法确定变压器容量，选择技术参数好的变压器和系统开关设备，要合理选择变压器的台数与容量，使其容量和电力负荷相适应，确保系统安全、可靠，在经济运行方式下运行。通常情况下，变压器的经济节能负载率在75%～85%比较适宜，季节性负荷适合采用单独变压器供电。对于变压器来说,减少变压器上的电能损耗,就是要选择空载损耗低、节能型的变压器，这些变压器能够有效减少铁芯的涡流损耗以及漏磁损耗。

2.3降低线路损耗

当电网输送电能时，在网络中就产生功率损耗，其与线路参数和负荷大小密切相关。提高电网的功率因数、减少电网的无功功率及导线中的电阻等均能降低电网中的线损。具体途径如下：（1）合理选择线路路径。为减小导线长度，线路尽可能走直线，不走或少走回头线。（2）合理确定变配电室的位置。变压器尽量接近负荷中心，以减少供电半径；在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，且低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。（3）适当增大导线截面。对于较长的线路，除满足载流量、保护的配合、热稳定及电压损失所选定的截面，应再加一级导线截面，这样可以延长导线的使用寿命，以减少线路的损耗。另外选用电阻率较小的材质作导线，也可以减少线路的电能损耗。

3照明系统的节能

3.1充分利用自然采光

照明节能工程中的一个较为主要的内容是如何充分利用天然光源，天然光源是取之不尽、用之不竭的能源。在照明节能的实施过程中，应当充分加以利用，确定采光方式，将采光和照明有机地结合起来，尽可能地利用天然光源，使建筑物内获得稳定的光照条件。

3.2利用太阳能光伏发电系统照明

太阳能是一种可再生的清洁能源，在电气设计时若能考虑充分利用太阳能进行照明，无疑将起到巨大的节能作用。目前，太阳能光伏系统的技术已经成熟，建筑公共部分的照明可利用太阳能光伏发电系统来实现。比如建筑公共走廊部分的照明，小区场地公共照明，地下停车库的照明，建筑物景观照明等均可采用太阳能光伏发电系统实现。

3.3选择合理的照明光源及光源用电附件

根据照度、显色指数等要求进行照度计算，合理选择照度值。在光源的选择上,要尽可能选择光效高,寿命长的光源。在满足照明质量的前提下，一般室内照明应优先采用高效发光的荧光灯(如T5、T8管)及紧凑型荧光灯。例如使用细管径直管型三基色T8和T5荧光灯代替T12荧光灯，节能率为25%～35%；自镇流紧凑型荧光灯取代白炽灯（40～100W），节能率为30%～75%。室外照明如景观照明、小区场地照明等宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源；对于楼体外立面照明，可选择使用荧光灯或者LED灯等光线柔和的灯具，达到突出楼体轮廓的效果。应选择使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等。公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器。

3.4采用合理的照明控制方式

充分利用天然光的照度变化，实行一般照明的分区控制，在给定的时间和地点控制电气照明提供的照度，可有效地节能；采用各种类型的节电开关，如在旅馆客房采用节电钥匙开关，卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关；对住宅建筑有天然采光的楼梯间、走道灯（应急照明除外)采用节能自熄开关等；公共场所、室外照明，可采用集中控制遥控管理的方式或采用自动控光装置。

4建筑电气设备的节能

4.1电气设备的选择

建筑行业所需电气设备虽然多为低压设备，但数量众多，用途很广。在选择电气设备时要考虑合适的参数和型号，合理的选择电气设备不仅提高系统的稳定性、可靠性，还能提高设备运行效率，节约电能。

4.2电动机的节能

减少电动机电能损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。在工程设计中应选用高效率的电动机。电动机的节能除了就地电容器补偿以减少线路损耗外主要是减少电动机轻载和空载运行。因为在轻载运行下电动机效率是极低的，切实可行的办法是采用变频调速控制电动机使其在负载率变化时自动调节转速，使得与负载变化相适应，以提高电动机轻载时的效率，从而达到节约电能的目的。例如对于空调系统的循环泵采用变频控制后空调系统的运行费可节约10%～20%。

4.3公共建筑暖通空调系统的节能

在工程实践中，公共建筑暖通空调系统的能耗占建筑总能耗的40%以上，系统节能潜力是巨大的。目前，暖通空调系统的自动控制基本上采用建筑设备自动化系统，简称BAS或BA系统，节能效率达10%～30%。电梯系统的节能主要包括电梯的合理选型（如速度、载重量、调速方式等）、停层计划及群控策略。设计人员的任务是要确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和选型不是电气设计人员单方面所能决定的，必须与总建筑师或总体交通设计人员共同研究才能确定。

4.4推广使用太阳能热水和采暖系统

太阳能热水系统可采用阳台壁挂太阳能或屋面安装太阳能集热器，充分利用太阳能这种清洁能源提供热水供应以取代电热水器，达到节电的目的。太阳能采暖系统技术目前尚不成熟，价格相对较高，安装面积比较大，比较适合于单体建筑、办公厂房以及远离集中供暖的地方，未来在广大的农村地区有比较大的发展潜力。

5结束语

建筑电气节能是一项系统工程，贯穿于项目的决策、设计、施工、投产、使用等整个周期。应精心考虑设计方案，选择高效节能设备，按照节能标准合理设计。在提供舒适、健康、安全的居住、工作和生活空间的同时，又能有效地节约能源，提高建筑系统运行的经济性。这对提高电能的利用率、节约电能、促进经济可持续发展和建设节约型社会具有重要的意义。