建筑电气节能设计的研究

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摘要：当前，我国在建筑能耗方面占全国总能耗约3/10，是最大的能耗工程，所以建筑节能迫在眉睫。电气能耗作为建筑能耗的主要部分，即把对建筑节能变成了对电气进行节能。本文在综合阐述建筑电气系统组成及建筑电气系统能耗组成后，对电气系统中大能耗的照明节能系统结合实例进行了说明。

关键词：建筑电气；电气能耗；节能设计

Abstract: at present, in the construction of China's energy consumption accounts for the national total energy consumption of about 3/10, is the biggest energy project,so the building energy-saving imminent. Electrical energy consumption of major part of building energy consumption, which is turned into energy to electric to the construction of energy-saving. Based on the comprehensive energy consumption of building electrical systems on composition and construction of electricalsystem, energy-saving lighting system of high energy consumption in the electric system with examples are illustrated.

Keywords: electrical building; electric energy consumption; energy saving design

中图分类号： TU201.5文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

1 前言

随着电器设备的普及，用电量逐年增加，建筑电气能耗已成为建筑能耗中主要部分。研究表明：在建筑电气能耗中，空调用电占建筑能耗约1/2，给排水用电占约3/20，照明用电占约1/4，其他用电占约1/10，因此，将节能理念应用在建筑电气设计各个环节当中迫在眉睫。建筑节能可节约资源并合理进行使用，缓解能源供应同经济发展间的矛盾，发展循环经济。

2 建筑电气系统节能分析

2.1建筑电气系统组成

建筑是集城市规划、园林、艺术等多元素学科、功能强大的综合体，伴随人们不断追求室内环境舒适度，建筑机构为了满足人们的人性化需求，引入了大量的智能电气控制系统，其系统组成结构如图 1 所示：

图1建筑电气系统

由图1，建筑电气系统综合了供配电系统、消防系统、照明系统、电机系统、空调系统、给排水系统等相关系统。这些系统的自动控制和监控管理为建筑电气系统做到智能化、安全可靠、舒适度高、经济实用等提供基础，这些也是建筑节能工作的重心部分。

2.2 建筑电气系统能耗组成

将电力技术、自动控制技术、计算机技术有机结合，使建筑电气自动控制程度有了极大改善，也使能耗极大增加， 21世纪能源极为匮乏，因而研究智能高层楼宇建筑电气系统节能对建筑能源可持续发展有着重要意义。2.1节中分析，空调、照明、电梯、给排水等设备组成的相关系统是建筑电气节能工作的重心部分。下图是建筑主要电能损耗划分比图，图2所示。

图2 建筑主要电能损耗划分比图

由图2，在建筑电气能耗中，空调、照明、办公设备占主要部分，且空调、照明、电梯等设备总能耗占整个高层楼宇建筑的66%，因而下面我将针对图2对建筑中照明节能进行设计。

3 建筑电气照明节能实例

项目的简介

中粮彩云居项目位于双龙大道以西，同仁医院以东，地处南京市江宁经济技术开发区，九龙湖板块。本项目将对小区的照明采用延时开关控制、时间控制器控制、安装荧光灯等节能措施。

小区占地面积43867平米，建筑面积103335平米，其中地上部分面积74575平米，地下部分面积28760平米；

小区共计10栋住宅，其中8栋11层小高层（毛胚交付），2栋多层单身公寓（精装修交付）；

小区楼道、门厅处的公共照明采用延时开关控制，园区路灯采用时间控制器控制，灯具采用节能灯具；

地下室采用荧光灯；

3.1 照明光源的计算标准

中粮彩云居小区有正常照明、应急照明和公共照明，应急照明灯及疏散指示灯由自带镍铬电池供电，应急时间一般在以上，其灯具保护罩采用玻璃或其他不燃烧材料制成。

照度标准:

中粮彩云居小区楼道、门厅处、园区处等均为

小区地下停车场等地方为

光源由节能灯及三基色荧光灯提供，确保中粮彩云居小区楼道和门厅处满足亮度及高显色性，各光源都装有节能、高功率因数电子镇流器，功率因数满足。

3.2照明方案的选择

照度按照国家民用建筑照明标准，并借鉴国外标准照明设计。满足国家节能要求，除个把装饰外，照明光源都用高效、低耗的节能型日光灯和高效金属卤化物灯。

小区照明有室内照明、应急照明、道路照明及公共照明等。

室内采用荧光灯照明，在小高层、小区楼道、单身公寓以及门厅处等地方再安装部分装饰性灯饰。小高层楼道、单身公寓楼道以及其他紧急通道必须安装相应应急照明。

各室内平均照度如表-1所示:

表-1 各室内平均照度表

室外照明包括道路照明及园区照明，小区道路两侧采用高杆汞灯进行照明，小高层楼房及单身公寓四周布设一定数量的投光灯。光源由显色性高的混合照明或由荧光灯来提供。建筑照明节能主要集中在电光源设备、电子镇流器和传感监控器、灯具以及运行管理中用电等环节。

照明用电量(L)可通过公式计算：

由公式可知，想要减少照明能耗，可通过增加分母，即提高照明率、灯具的综合效率；或减小分子，即减少开灯时间，平均设计照度，控制照明面积，达到照明节能的目的。

3.3 建筑照明节能效果

3.3.1 采用T5型荧光灯实现节能

当前，T5直管荧光灯凭借其高光效 (提高27%～44%)、长寿命 (延长60%)、耗料少，显色好、无频闪、无噪音、光衰低等优势，成为新一代节能环保产品，尤其是对汞和荧光粉的用量大为减少，不仅环保且能创造一定得经济效益。

现把中粮彩云居小区设计时的荧光灯盏全部换成T5型荧光灯，以每天8小时的照明时间计算，那么在保证同等照明上，每年可节约电能28253.66度。

3.3.2提高灯具光通维持率实现节能技术

在灯具的反射面、漫射面、保护罩、隔栅材料上，涂以二氧化硅实现防尘密封灯具，反射器实行真空镀铝工艺。反射板镀银反射材料或光学多层膜反射材料。如果灯具的反射面镀银反射材料可使灯具效率由59%提高到72%；如果采光学多层透明反射材料使效率由70%提高到85%。两种材料均都能节能，且使灯具表面难积尘、耐腐蚀、易清扫。对有特殊要求的灯具，进行涂料试验后均达到了IP防护等级。对防污染，开通气孔，气孔中安装活性炭过滤器。

表-2有无过滤器灯具反射率比较技术参数

结合上述技术分析，中粮彩云居小区中所安装的荧光灯、筒灯、防水防尘灯的反射面、保护罩、隔栅材料均镀银多层透明反射材料。以每天8小时的照明时间计算，那么在保证同等照明上，每年可节约电能4036.5度。

3.3.3 使用照度控制后节能效果

考虑特殊区域：中粮彩云居小区楼道、门厅处，经常人流量比较大，这个时候，引入延时开关控制是极好的选择。

有研究表明：若不计较自然光对照度的影响，每天由早上8点到晚上6点一直开灯，每天将消耗电能，而当引入延时开关控制、时间控制器控制后，则小区的照明高效节能，如表-3所示。

表-3采用照度控制后每月、每季和不同天气下的能量节约表

由表-3，采用照度控制后，节能极为显著。不同月份、不同季节、不同天气节能情况是不一样的，一般在25%左右。当然，与使用的灯具有直接的关系，质量好的灯具更节能，而且，节能情况还与天气情况及照入室内的自然光强度也极大的关联。

4总结

建筑电气节能设计已发展成为现代建筑工程拓展市场的热点之一。当前乃至以后，建筑电气节能空间将一直保持巨大潜力，建筑电气节能可节约资源并合理进行使用，缓解能源供应同经济发展间的矛盾，发展循环经济。在进行建筑电气设备选用时，在深入掌握其工作原理、性能、特点及相关技术指标前提下，依照实际经济能力进行充分的比较分析，从而选出新技术下更优的节能电气设备； 在建筑电气节能设计上，必须在充分明确建筑工程整体功能要求的基础下，科学合理地运用新的设计理念，并将电力技术、自动控制技术、计算机技术有机结合来提高控制效率，进而改善电气设备的使用效率，减少电气设备的电能损耗。

参考文献

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