建筑电气设计中的节能问题探究

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摘要：紧跟高速增长的经济趋势，不断提高的居民经济收入，带动了智能化、自动化建筑的迅猛发展，建筑用电量也相应增加。对此，本文通过深入探究建筑电气的具体情况，全面了解建筑电气设计应用中各个环节，有针对性的采取一定的电气节能措施，真正落实电气节能的建筑目的，最大限度的实现建筑电气节能的经济效益。

关键词：建筑电气；电气设计；电气节能；节能

目前，国内逐步加快的一体化城镇建设，一定程度上加快了每年建筑面积上亿平方米的增长，同时，在国内总体能耗中，建筑能耗占得比重直线上升。针对此种情况，建筑企业内势必应用良好的建筑节能措施。对此，基于切实符合舒适、便捷的居民生活空间需求指标的同时，需要建筑电气设计人员或作业人员，充分发挥自身的聪明才智，合理设计建筑电气节能，最大限度的降低建筑能耗。节能建筑电气设计，主要涉及到以下几方面：

一、设计建筑电气的基本原则

目前，综合考虑国内设计建筑电气的实际情况 ，需切实落实建筑电气设计的相关政策规定。设计建筑电气设计人员的要求指标，严格遵循设计建筑电气基本原则，需充分体现国内建筑质量的政策要求。同时，建立于建筑基本功能需求指标符合的基础之上，设计建筑电气需保证稳定顺利运行建筑的相关各项功能，便捷居民的日程生活。建筑离不开建筑电气设计这一关键环节，并综合考虑设计过程的经济因素，合理兼顾预期投资与实际运行费用，进而达到以最短的建筑时间及最少的经济成本共赢最大的经济效益。

二、设计建筑电气的安全注意项

在建筑电气设计过程中，需注意电气应用的安全事项，具体表现有供应电力、供电线路、接地设施以及控制建筑消防等方面。

1.供应电力

目前，建筑节能设计中，电力起到尤为重要的作用。建筑离不开电，电的缺失，将直接导致建筑处于瘫痪状态。居民正常生活保证的基础在于保证稳定的建筑电力供应。

对此，现代高层建筑供电可靠性保障，势必少不了两个独立电源，并依据大小负荷及当地实际电网条件确定具体电源数量。原则上，两个相应的独立电源是互为备用的两路同步供电。

除此之外，备用柴油以及燃汽轮发电机组应急设备需装置好，并在规定的15 秒钟内对应的照明、电脑、消防以及电梯等基本设备自动恢复，保证事故用电供电正常。与此同时，依据建筑标准，合理选用自身具备的“五防”功能真空开关手车式的高压开关柜。基于防火的要求油浸电力变压器不可装置大容量型号在主楼内的前提下，选择符合指标的电力变压器，并将配电屏的容量低压出线制作成合理的手车形式，方便应用。

2.供电线路

居住建筑中各种电路繁多。为保证各种设备电路的稳定、安全运行供电电路的主线截面不能随意更改。如果要更改也要参照规范作相应的计算验证后再更改。否则线路截面的变小使电阻变大功率过载将导致电路发热或引发火灾。

3.电气接地设施

现在建筑中存在电脑、电视、冰箱等大量电子设备电子设备通过保护接地系统的重复接地与共用接地体相连为保证人员安全此共用接地体的电阻不应大于1Ω。

4. 控制建筑消防

建筑消防设计指火灾自动报警灭火系统，包括火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分实现报警灭火自动化。其中消防线路要求穿金属管或者暗敷，目的是火灾发生后可以保持消防线路的正常使用，保证信号、命令得到有效的传输。消防水泵的控制尤为重要，为确保安全消防水泵的控制应设置两路：一条引至消防水泵控制柜；另一路则引至消防控制室。

三、设计节能的建筑电气

设计建筑中，起到尤为重要作用的是设计建筑电气。建筑能耗的有效降低，需主要设计人员综合考虑建筑预期投资与电气建筑运行能耗间的平衡点。对此，主要涉及到建筑电气的变压器、线路以及照明几大事项，具体分析如下：

1.选用合理的变压器

选用合理变压器，需综合考虑建筑节能设计因素，立足实际，可使用节能型变压器，高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片以及科学性、先进性的工艺制造，可保持一致性的硅钢片的磁场方向，使铁心的涡流损耗得到最大程度的降低，其接缝密合的良好程度可有效减少漏磁损耗。对比以往产品的空载损失与短路损失，使用10kV 系列的节能型变压器可分别有效降低达41.5%和13.93%，平均节电9kW/h每千伏安年。同时，集聚一定低耗能、轻巧、优质、高效以及强抗冲击力、节能等优点为一体的节能型变压器，最近几年，已广泛应用于国内各大建筑企业。

与此同时，选用合适容量的变压器。基于变压器负载率理论上讲，最小有功耗能耗能为50%的变压器，但此时势必会大大增加变压器的无功能耗。对此，在进行选用时，需周全考虑其整体经济效益。基于预期投资与实际运行费用合理平衡考虑的前提下，建筑节能工程中，选用容量的变压器，通常采用80%容量的变压器的负载率。

2.配电线路的能耗

建筑中供电线路长且多由于电阻的存在，当电流通过时就会产生功率损耗，其计算公式是: 式中:ΔΡ―三相输电线路的功率损耗；I―线电流；R―线路相电阻。对于供电线选定的条件下“R”值不变。可见电流越大电路损失越大。线路的电阻R=ρL/S，电阻与电阻率ρ、导线长度L 成正比与导线截面S 成反比。电阻损耗的降低，可考虑以下几方面：

选用电阻率ρ较小的导线，如铜芯导线较佳，铝线次之。减少导线长度，在设计中线路应尽量走直线少走弯路。另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心以减少供电半径。增大导线截面积，对于较长的线路在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的前提下，在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用可以由以后的运行费用抵消。

3.探析节能电动机

电动机的工作效率与功率因数进一步提高，是电动机损耗降低的重要捷径。立足节能建筑实际，通常电动机都是水暖及建筑等专业设备所配套的，因此电气设计节能措施主要在运行过程中。除了就地电容器补偿减少线路损耗外，还应减少电动机低效率的轻载和空载运行。其核心措施在于采用变频调速控制电动机使其适应负载的变化以提高电动机轻载时的效率，从而达到节约电能的目的。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30～40%。

4.节能照明

在建筑作业面视觉规定及照明质量不降低的基础上，有效降低照明系统中的光能损失，进而赢取光能利用的最大化，也即节能照明设计的要义。一般情况下，节能措施有三大种：第一种，自然光利用的最大化。在节能建筑电气设计的过程中，负责人员需全力配合建筑专业，使自然光得到最大程度的利用，并有机结合室内人工照明，真正落实人工照明电能的节约目的。第二种，合理更换公共建筑场所内的使用灯。基于综合考虑公共建筑场所电能应用实际的基础上，使用节能高效灯具、电子高效镇流器、电子触发器以及节能型电感镇流器、电子变压器等各种形式的荧光灯，适当情况下，选用无功补偿的灯具设备，电子镇流器可优先选择应用于紧凑型荧光灯内，而电子触发器可应用于气体放电灯内。第三种，采用切实可行的控制照明灯具的节电手段。立足使用照明的实际情况，灯光可采用分区控制手段，或适当的增多照明开关点。其中，调光开光可设置在卧房、病房、客房等床头灯，节电钥匙开关可设置在高级客房，程序控制或光电、声控开光可设置在公共场所及室外照明，相应的，节能自熄开关可设置在走道、楼梯等人员停留短暂的公共场。

5.软启动器

对比变频器，软启动器的节能效果，更明显、更为经济实惠。软启动器设备是通过启动时间来进行调节可控硅中的导通角，控制电压的变化。软启动器能够采用正反馈电流、负反馈电压或反馈测速，从而利用反馈的信息来进行可控硅导通角的控制，以此来使转速能够随着负载的变化而进行相应的变化。在建筑电气节能设计中，软启动器一般被用于电机容量大并且需要频繁进行启动的水泵等设备当中，或者被用于对电压的稳定性要求较高的设备当中。

结束语：

概况来讲，本文通过深入探究建筑电气的具体情况，全面了解建筑电气设计应用中各个环节，合理制定建筑电气节能设计方案，有针对性的采取了切实可行的电气节能措施，提高了设计的技术含量，符合电气节能及功能运行的基本需求指标，真正落实了电气节能的建筑目的，进而实现了建筑电气最大限度节能的经济效益目标。