建筑电气设计在节能技术上的应用
摘要：建筑电气施工是一个复杂的系统工程，建设单位的管理人员、施工单位的施工人员及监理单位的监理人员应密切配合，通力协作，共同提高电气的施工质量，确保智能建筑整体运行的可靠性、舒适性和先进性，发挥其应有的作用。
关键词：建筑电气；节能设计；电气系统
1、建筑电气设计节能的原则分析
1) 满足建筑物的功能。满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所一些电气设施的用电、展厅的工艺照明及电力用电等。2) 考虑实际经济效益。节能应考虑国情及经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的投资在几年或较短的时间内用节能效益进行回收。3) 节省无谓消耗的能量。节能的着眼点应是节省无谓的能量。首先找出哪些地方的能量消耗与发挥建筑物功能无关，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗、传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗；又如量大面广的照明容量，要采用先进技术使其能耗降低。因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
2、变压器的节能设计
减 少 变 压 器 的 有 功 损 耗。 变 压 器 的 有 功 损 耗 按 下 式 计 算：
ΔΡ=Ρo+β2Ρk 式中 ΔΡ—变压器的有功损耗 （kW）；Ρo—变压器的空载损耗（kW）Ρk—变压器的短路损耗（kW）；β—变压器的负载率 1）Po 作为变压器的空载损耗又称铁损，它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成，其值与铁芯材料及制造工艺有关，与负荷大小无关，所以在选用变压器时最好选择采用优质硅钢片的变压器。2）Ρk 是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损，它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，并与负荷电流平方成正比。因此在选择变压器时应选用阻值较小的绕组。综合初装费，变压器、高低压柜、土建投资及运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的余量，变压器最经济节能运行的负载率一般在 75%~85% 之间。3）在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内。
3、减少线路损耗
由于配电线路有电阻，有电流通过时就会产生功率损耗，其公式为：
ΔΡ=3I2R*103 式中：ΔΡ- 三相输电线路的功率损耗（kW）；I- 线电流（A）；R- 线路相电阻（Ω）其中“R”线路电阻在通过电流不变时，线路长度越长则电阻值越大。在具体工程中，线路上电流一般是不变的，那么要减少线损，只能尽量减少线路电阻。而线路的电阻 R=ρL/S, 即与导线电阻率 ρ、导线长度 L 成正比，与导线截面 S 成反比。要减少电阻值应从以下几个方面考虑：1）尽量选用电阻率 ρ 较小的导线，如铜芯导线较佳，铝线次之。2）尽可能减少导线长度，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。
3）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，由于节约能耗而减少了年运行费用，综合考虑节能经济时还是合算的。
4、提高供配电系统的功率因数
提高功率因数可减少线路损耗，减少变压器铜损，减少线路及变压器的电压损失和增加发配电设备的供电能力。具体方法有：1）减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备 ( 如配有电容补偿的荧光灯）等。2）用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。
5、电动机节能设计
电动机的节能措施有如下几点：1） 根据电动机经济运行的原则合理选用电动机。如恒负载连续运行，功率在 250kW 及以上，宜采用同步电动机、功率在 200kW 及以上，宜采用高压电动机、除特殊负载需要外，一般不宜采用直流电动力。电动机功率选择，应根据负载特性和运行要求合理选择，使电动机工作在经济运行范围内。异步电动机当采取更换或改造措施时，须经综合功率损耗与节约功率计算及起动转距的校验后，在满足机械负载要求的条件下，使新投入的电动机工作在经济运行范围内。2）采用高效率电动机，减少电动机损耗。3）对轻载电动机采取降压运行方式实现节能。如改变电动机绕组接法，对经常处于轻负荷动行的电动机，应采用三角 - 星切换装置，将三角形接法的电动机改为星形接法，降低电机运行电压可以达到良好的节电效果。4）电动机无功功率就地补偿。如远离电源的水源泵站电动力、距离供电点200m 以上的连续运行电动机、轻载或空载运行时间校长的电动机、YZR或 YZ 系列电动机、高负载率变压器供电的电动机均应首先采用电动机无功功率就地补偿。
6、照明系统的节能措施
现代民用建筑的照明系统在满足基本照明功能的同时 , 也适应了灵活多变以及个性化的需要 , 增加了建筑物的舒适感 , 对居住环境也有一定的美化作用。设计时 , 要根据不同房间不同的使用功能 , 对环境美化与照明要求进行协调。? 充分利用自然光。自然光是绿色能源 , 应该多加利用。目前利用天然光的方式有 : 导光管法、光 - 热 - 电 - 光转换法、棱镜多次反射法、平面反向镜反射法、光电效应法。设计民用建筑时 ,靠近室外部分的建筑面积 , 门窗尺寸应该尽量增加 , 玻璃门窗透光率也应较好 , 让更多的自然光照射到房间里面。? 合理选用光源、灯具及附件。
灯具的选择据悬挂高度而定 , 一般在悬挂较高的场所 , 选用高压钠灯、金属卤化物灯 , 悬挂较低的场所照明采用荧光灯。在选择光源时 , 应尽量减少白炽灯的数量 , 而使用高效光源、照明器反射面的反射比较高的灯具。附件选择时应尽量选择低能耗的光源用电附件。民用建筑中一般采用荧光灯 , 并尽可能地采用电子镇流器 , 以达到节能等目的。一般民用建筑节能指标按照以下规定 : 房间或场所的照明按照照明功率密度值作为照明节能的评价标准 , 客厅、卧室、厨房、餐厅以及卫生间的照明功率密度目标值不宜 >6 WPm2, 现行值不宜 >7 WPm2, 且卧室的对应照度值不宜 >75 lx。在选择光源时 , 根据不同的使用场合 , 选用合适的照明光源 , 并且应具有尽可能高的光效 , 以达到照明节能的效果 , 并尽可能选用功率因数不 <0.9 的照明光源。
1) 客厅的照明
客厅是家人娱乐和休闲的场所 , 也是家人滞留时间最长的场所 , 所以要根据家具的位置以及功能对照明器具进行布置。对照明器采用分组的控制 , 根据不同的情况对照明器进行同时开启或者是部分开启。客厅的照明开关也适宜采用双控或者是多控的开关方式 , 在客厅入口、卧室出口或者是沙发等多处设置 , 也可以采用遥控控制的方式 , 做到既方便又节能。
2) 书房的照明
书房的照明要满足阅读的需要 , 所以要有较强的局部照明 , 可以采用荧光灯或者是台灯等局部照明的方式。
3) 卧室的照明
卧室的灯光应柔和 , 还应该设置脚灯或者是床头台灯 , 主灯开关也应在床头和门口进行双控 , 或者是采用遥控开关。
4) 厨房以及餐厅照明
由于厨房的烟雾较大 , 所以应该采用带有保护罩的荧光灯具 , 便于擦洗且具有较高的照明度。而餐厅的照明应柔和明亮 , 能够正确地反应食品的色香味 , 促进人进食的欲望。
7、结语
我国是一个能源短缺的国家，但能源浪费却非常严重，节能降耗已经成为我国发展经济的一项长期的基本国策。节能已成为现今各个行业领域关注的重要话题，而建筑电气节能设计的空间还很大，电气人员要提高认识，将节能技术用到建筑电气照明设计中，精心思考，反复斟酌，从而真正达到提高照明效率，节约能源，为经济的可持续发展和节约型的社会做出应有的贡献。
