现代建筑中关于节能设计的研究

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摘要：从供配电系统、照明系统、提高电气系统的功率因数以及电气配电线路四个方面对电气节能设计在现代建筑中的应用进行了详细的探讨，并对相关的方案提出了自己的建议与策略。

关键词：电气设计；节能；现代建筑

中图分类号：TU201.5 文献标识码：A文章编号：

Abstract: from the power supply system, lighting system, raise the electricity the power factor of system and electric power distribution lines four aspects to electrical energy saving design in the modern building applications of the detailed study, and related scheme gives some Suggestions and strategies.

Keywords: electrical design; Energy saving; Modern architecture

0 引言

现代建筑正朝着智能化的方向发展，而智能化建筑最初起源于上世纪80 年代的西方，并开始逐步的向美、日等国家发展。我国在社会主义现代化建设的时期，由于能源消耗增加等方面的原因，使得我国逐步的开始对现代建筑电气节能的重视。在现代建筑的所有耗电设备中，各个部分的耗电比例大致如下：制冷机组、空调设备以及通风设备等占到总用电量的40%~50%，照明用电占到了20%~30%，送/排风设备与水泵等设备占到了10%~15%，其他的电梯与厨房设备等占到了5%~15%。因此，下面将从供配电系统、照明系统、提高电气系统的功率因数以及电气配电线路四个方面对电气节能设计在现代建筑中的应用进行了详细的探讨，并对相关的方案提出了自己的建议与策略。

1 供配电系统设计过程中的节能策略

在现代建筑电气设计中，要根据建筑的用电容量以及具体的使用情况来对配电系统进行合理的设计，保证用电设备的简单可靠，这将对电气设备的节能起到积极的作用。

1.1 合理的设置变配电所、箱式变电站的位置

为了减少配电的半径，在对变配电所、箱式变电站的位置进行设置时，要尽可能的靠近负荷中心。同时，这样还可以减少建筑建设过程中对于电缆的一次性投资，还能有效的减少运行之后线缆的损耗等。

1.2 合理的设置变压器容量与台数

以某高校新校区的供配电系统为例，学校就采用了1 台400kVA 的变压器与1 台630kVA 的变压器相结合的方式进行供电，虽然这样比采用1 台1250kVA 的变压器所投入的资本较多，但是从长远来看却给学校省下了不少的运行资金。因为学校在寒暑假期间的用电负荷明显降低，只有平时的40%，这时候只需要使用1 台400kVA 的变压器就可以保证学校的正常供电。

2 照明系统设计过程中的节能理念

2.1 合理的选择节能照明光源

目前广泛使用的荧光灯一般适用于层高小于4.5m 的房间，诸如办公室、教室、商店和图书馆等场所。在选用这类灯管时，要注意尽量选用直管荧光灯，同时要选择细管径型（一般要求直径d

2.2 根据灯光的具体需要合理选择照明控制方式

当室内的灯具按照多列进行布置时，可以按照和侧窗平行的方式进行控制；而工厂的生产车间可以按照生产车间、工组等来进行控制；大型会议室、电化教室或者是报告厅等场所，应该以和讲台之间的距离来进行分组控制。同时，随着现代控制技术的发展，各种个性化与人性化的控制方式层出不穷，包括人体感应、动静感应和智能化面板开关等，这些方式对可以纳入到现代建筑的节能设计当中。

2.3 设计智能型的照明控制系统

在现代建筑当中采用智能照明控制系统的目的就是节能。这里所谓的智能照明控制系统，就是在控制元件中预先的设置好各种控制方式和控制时段，根据不同时间对光线的不同需求进行合理的控制与调配，对照明灯进行电能管理。以商铺为例，当人流较大、光亮程度需求高的时候，可以自动的调节光亮程度，而在不需要的时候则关掉一些灯，这样可以达到的节能的目的。在这里值得注意的是，这种亮度控制与调节的方式是在充分的利用自然光的基础上进行的，只有在必要的时候才通过灯管来达到对应的亮度要求，以在尽可能的在节能模式下达到所要求的照度要求。从实际的应用来看，这种方式可以节约大概30% 的电能。

2.4 积极的使用新型照明光源

近些年兴起的发光二极管（LED）在当前的照明节能方面得到广泛的应用，现在实际生产的LED 灯的发光光效能够达到110lm/W，而实验室的发光光效能达到250lm/W，在同等照度之下，与白炽灯相比其大概可节能80%，是一种节能潜力极大的新型光源。随着LED 技术的不断发展，尤其是讲LED 技术与发光光纤相结合，在现代建筑的立面以及室内的装饰等方面具有广泛的应用。3 提高电气系统的功率因数由于电气设备中所使用的整流器等都具有电感，所产生的滞后无功功率需要引入超前的无功功率来进行抵消，而这部分功率在传输的过程中消耗在了线路之上，形成了功率损耗。我们可以采用下面这样几种措施来降低损耗。

3.1 适当的提高设备的自然功率因数

这样可以降低对超前无功功率的需求，同时要尽量采用功率因数高的同步电动机，灯管的镇流器要尽量采用谐波系数低于15% 的电子镇流器。

3.2 进行无功功率补偿

当耗电设备的选型以及基本的调速与控制方案不能进行更改，而且其自然功率因素不能满足要求的时候，应该通过对无功功率进行补偿来达到对应的要求。对那些供电距离较远而且所需补偿的无功功率较大时应该采用在当地进行补偿的方式，这样可以降低在线路上的损耗，实现节能。对于那些用电负荷集中且较大的地方，额可以采用成组补偿的方式。而对那些在建筑中没有其他的无功功率的情况，则可以在变电所中采用集中固定补偿的方式来进行补偿。

4 电气配电线路设计中采用的节能策略

4.1 对线路进行设计时要尽量采用导电率高的导体

在资金充足的情况下，在对配电线路进行设计时，要尽可能的选择那些导电率高的导体，所以一般要采用铜缆，这样可以减少电能在电缆上的耗散。

4.2 尽量减少线路布置过程中的弯曲

在线路布置的过程中，这样可以尽可能的减少供电线路的长度，不但减少了在线路方面的投入，更加重要的是提高了线路的功率因数，减少了线路的电能损耗。同时，还可以减少在线路上导致的压降，提高供电的质量。

4.3 根据经济电流来选择电线、电缆的截面

为了得到更经济性的电线、电缆截面积，可以根据经济电流来选择。虽然这种方式在实际的配电中较少的采用，但是这种方法可以尽量减少电能在线路中的损耗，达到节能的目的。而且还可以但这种方法却可以尽量减少配电线路中的电能损耗，从而实现节能。而且这种方式还可以减小电缆压降的损失，减少发热而提高电缆的使用寿命等。