建筑电气节能设计论文(7)
时间：2021-08-31第七篇：建筑电气节能设计技术要点探讨
根据相关数据，建筑能耗在全社会总能耗中占有比例超过五分之一，并且随着全国建筑面积的增加，这一比例也将随之增加。因此，如何更加节能的设计建筑电路，降低建筑能耗成为建筑电气设计的重要内容。提高建筑电气的电能转换率，建立绿色环保的建筑节能电气系统，是现代化建筑电气系统的目的。本文根据建筑电气节能理念，利用建筑电气中常用的节能方法，从配电系统、照明、动力系统等方面阐述建筑电气设计的技术要点。
1建筑电气节能设计概论
随着电气能耗在建筑行业所占比例逐渐增大，所以，在建筑电气系统设计过程中，我们需要考虑其能耗的控制。电气能耗主要由电力线路铺设时的材料损耗以及电器运行时的电能消耗组成。建筑电气节能的设计也要从这两方面出发，合理规划线路，提高能源转换效率，使得建筑电气系统更加安全，经济，环保。
2建筑电气节能设计原则
2.1安全适用性
建筑电气节能的设计，必须要保证建筑电气设备的能耗需求和运行安全。在此基础上，进一步的考虑降低电能消耗，避免能源浪费。所以，在设计建筑电气系统的时候，首先应该考虑到建筑内各种电气设备的功能和电力参数，合理分配电能，达到节能目的。
2.2经济效益性
在设计建筑电气系统过程中，还必须注重经济效益，避免不必要的材料和设备的浪费。不能耗费大量的资金来建设节能设备，这样往往会得不偿失。只有合理的分配资金，才能更好的节约能源，降低能耗。比如可适当的采用先进的电气节能设备。在设计中，要充分考虑这些设备的经济效益。
2.3环保
设计建筑电气节能系统，一定要考虑到对环境的影响。之所以降低能耗，一方面也是为了保护环境，构建更加和谐的人与自然的关系。建筑电气节能的设计不能顾此失彼，只考虑电能的节约而不考虑节能设备对环境的影响。只有真正做到绿色节能，才能达到建筑节能的真正目的。
3建筑电气节能设计要点
3.1选择高效能配电器
配电变压器作为重要的电能转换和分配的电气设备，在一定程度上也会消耗能源。因此，选择合适的配电变压器非常重要。为了提高变压器的电能转换效率，我们应该选择合适的变压器容量和参数，进而降低其运行能耗。根据实际的负荷需求，将负荷率设置在70%左右较为合理。此外，在选择配电变压器的型号的时候，应该选择空载、负载功耗相对较小的变压器。
3.2选择合理的无功补偿策略
合理的选择线路的无功补偿方式可以有效地降低线路损耗，进而提高功率因素来降低能耗。对于建筑中的配电系统而言，主要采用三相共补和单相分补的方式来提高系统的功率因素。民用的建筑供电系统中，单相负荷有照明、家用办公的电器等；三相负荷则主要有电梯、水泵、中央空调等设备。其中，主要以单相负荷为主，大约占总负荷的40%—60%。然而，“单相分补”的配电方式投资比较大，比“三相分补”要大25%左右。所以，根据实际情况，应该采用“单相、三相相互结合共补”的配电方式来达到节能经济的目的。
3.3合理的设计电气线路
选择恰当的配电间，合理铺设电气线路，既能够节约电气线路的材料损耗，也能减少电气的线路损耗。在建筑电气线路的铺设中，尽量选择最短路径，并且要铺设在散热通风条件好的地方，避免因高温使得线路老化加快，而增加额外的电能损耗和不安全因素。根据实际需求，需要选择合适的导线截面积，增加线路导电性能。
3.4选择合适的用电照明系统
在建筑电气功耗中，照明系统的功耗占有很大部分，所以选择节能高效率的照明设备可以很大程度上降低能耗，节约成本。首先，应该选择优质、高光效率的光源。比如LED节能灯、荧光灯或者是气体放电光源。这些光源不仅发光效率高。光质量好，而且使用寿命长，不易损坏。其次，要设计合理经济的照明线路。实践证明，三相四线式的供电方式可以很大程度降低电能损耗。再次，多采用智能开关，比如光控开关和声控开关。这样可以很大程度的提高照明的使用效率，避免不必要的浪费。合理利用自然光源也是节约能源的一种途径，科学设计建筑体结构，增加其采光面积。比如采用透光性能好的玻璃或者铺设反射面，提升室内光线亮度。
3.5合理的设计控制系统
可以的控制用电设备也可以很大程度的节约能源，提高用电效率。采用智能化的控制，可以实时的根据需求，来控制用电设备的工作。随着现代科技的快速发展，智能控制技术在建筑行业得到广泛应用，这样不仅可以做到节能环保，而且能够很大程度的提高人们生活水平。
4总结
随着科学技术的发展，现代建筑中，电气节能设计是个系统的工程。我们需要综合的考虑各方面因素，主要从节约材料和提高电能利用率两方面着手。优化电气系统整体结构，从配电、电气线路、电气设备等各方面考虑，合理协调好各方面机能，利用好先进的科学技术，最大程度的提高电能利用率，实现资源的高效利用。进而，设计出高效，环保，智能的建筑电气节能系统。
第八篇：住宅建筑电气节能设计研究
住宅建筑电气系统的节能设计应该从整体上考虑，结合建筑电气工程特点与供电条件，优化供配电系统的网络结构，合理选择供配电方式和照明形式以及电气设备。以各项功能用电的要求和设计规范的要求为依据进行电气设计，设计做到经济、实用、节能原则的同时，能够最大化地保证居住者的舒适度和居住质量。本文就住宅建筑电气中的供配电系统的节能设计和照明的节能设计问题简要进行分析。
1供配电系统的节能设计
供配电系统功率损耗主要包括三相线路中有功及无功功率损耗，电力变压器的有功及无功功率损耗等，因此供配电系统的节能设计主要集中在变压器的节能设计、提高系统功率因数、降低配电线路损耗三个方面：
1.1变压器的节能设计
配电变压器是整个建筑电气系统中的核心设备，供配电系统的节能设计主要通过它来实现。民用建筑中大都采用干式变压器，干式配电变压器具有高效节电、绿色环保、安全可靠等优点，应优先选择SC（B）10、SC（B）11等节能变压器。设计变配电所时如果选用两台及以上变压器，可根据负荷类型情况在两台变压器中间增加联络柜，设置联络柜既提高了供电的可靠性，又可以根据电气设备的负荷的运行情况的，投入变压器的运行台数。在变压器运行时，变压器的铁损即空载损耗是不随负荷变化的，铜损即负载损耗与通过电流平方成正比，如果工程项目需要做绿建时，配电变压器应选用能效等级高的变压器，变压器应符合规范《三相配电变压器能效限定值及能效等级》（GB20052-2013）的能效等级要求，变压器的空载损耗和负载损耗为衡量变压器等效等级的两个主要参数，变压器的负载率应在75～85％较合理。
1.2配电电缆或电线损耗的降低
为了降低配电电缆或电线的损耗，应在满足其敷设规范的条件下，敷设最近的路由到配电点。变配电房尽量接近负荷中心，宜靠近电气竖井，以便减少主干线（电缆或插接母线）的长度。根据需要配电负荷的密集度确定变压器的配电半径，变压器的配电半径不宜超过200m，配电的负荷比较密集时不宜超过150m。合理设置配电电井或者配电间，划分配电范围，对于同层面积大的建筑物，根据防火分区和配电形式等情况，应电气竖井尽可能设在中部（或两端），强电井的配电半径距离一般是不大于50m，弱电井的配电距离一般是不大于100m，以便减少水平电缆敷设长度。配电电缆和电线的材质宜选用电阻率ρ较小的铜芯材质，消防配电线路、密集的公共场所以及重要的居住建筑、机房等需选用铜芯材质，铝线的电阻率ρ比铜线的电阻率ρ大。对于较长的配电路径，在满足载流量热稳定，保护配合及电压降要求的前提下，设计时加大一级选择电缆或电线的截面，降低电缆或电线电阻，从而降低电缆或电线损耗。尽管增加了电缆或电线的截面增加了初期的投资费用，由于节约了电能，减少了年运行费用。对没有计费要求的负荷进行分类配电，动力、照明、消防负荷和非消防负荷等同类负荷由一条主干电缆供电，同样大的干线截面可传输更多的功率，减少线路的损耗和节省投资。
1.3系统功率因数的提高
供配电系统中一些用电设备，比如水泵、电梯的电动机、家用电器灯具的镇流器等很多为电感性负荷，电感性负荷在电网中会产生无功功率，增加了电缆或电线的功率损耗。无功功率的存在既影响变配电系统中的电压质量，也增加了变配电系统总的供电容量，更增加了变配电系统中的的线路损耗。为了减少无功功率在线路上的流动，通过提高用电设备的工作效率，提高配电系统中的功率因数来改善电压质量，同时也达到节能目的。一方面可通过集中补偿与就地补偿来提高功率因素，通常10（6）kV及以下的无功补偿宜在配电变压器低压侧集中补偿，且低压侧的功率因数不宜低于0.9，高压侧的功率因数指标，应符合当地供电部门的要求；容量较大、负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率宜单独就地补偿；另一方面电气动力系统的电动机应结合电机具体运行工况，通过控制方式如电动机的软启动、变频节能调速等控制技术达到节能的目的。在工程设计中应选用高能效的电动机，电动机的具体性能参数在工程中通常体现在水专业和暖通专业以及建筑专业的设备说明里，由设备制造商统一供应的。例如：项目生态园的电动机性能要满足规范《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》（GB18613-2012）、《清水离心泵能效限定值及节能评价值》（GB19762）中节能评价值的要求，应在水专业或者空调专业的设计说明中表述电动机参数的节能要求。电气专业设计说明中注明非消防类、风机、水泵、电梯等动力设备采取变频启动等节能措施；消防类、风机、水泵等动力设备小功率采用直接启动，大功率采用星三角降压启动，电梯采用群控方式等节能措施。
2照明的节能设计
合理选取照明灯具和照明形式，满足《建筑照明设计标准》（GB50034－2013）中照度标准和照明功率密度的要求。照明灯宜选用三基色细管荧光灯、紧凑型节能荧光灯和LED等高效源，气体放电灯选用电子镇流器，单灯功率因数不小于0.9，应急疏散指示灯采用LED光源。在满足眩光限制的条件下，优先采用灯具效率高的灯具及开启式直接照明灯具，室内灯具效率不低于70%，并要求灯具的反射罩具有较高的反射比。在满足灯具最低允许安装高度及美观要求的前提下，尽可能降低灯具安装高度，以节约电能。对于住宅，设置一般照明后，根据具体使用要求可设置台灯等局部照明灯具。公共走道、楼梯等场所除应急照明外的灯具，采用红外感应延时自熄开关控制。有天然采光的场所，将靠近窗的灯具与远离窗的灯具分组控制，尽量利用自然光，减少灯具开启数量。室外公共照明根据季节变化，并结合天空亮度变化，采用光控和时间控制相结合的智能控制方式。室外公共照明采用分区、分组控制，以节约电能。例如：项目生态园的各房间或场所照明功率密度值不低于现行国家标准《建筑照明设计标准》（GB50034－2013）中的现行值规定，车库、室外照明、公共走道照明、厨卫采用LED灯具，住宅内采用三基色T5环形荧光灯，电梯前室、楼梯间采用声光控延时开光等。
3某住宅小区供配电系统的节能设计实例
小区规划总建筑面积为45623m2，建筑单体共6个，其中商业、住宅楼3栋，商业、办公楼1栋，商业楼1栋，地下车库1座，住宅总户数为326户，其中商业建筑面积为7381m2，办公建筑面积4500m2，地下车库建筑面积为8886m2，住宅建筑面积24856m2，住宅总户数为326户，共设置三台800kVA变压器（变压器型号为SCB11），一台柴油发电机300kW。其中一台住宅负荷用电变压器，负载率83%，总安装功率为1796kW；一台商业用电变压器，负载率75%，总安装功率为778kW；一台商业办公及其公用用电变压器，负载率80%，总安装功率为932kW。三台变压器均采用低压柜处集中补偿，补偿后功率因数均达到0.9以上。变配电室设置在地下室，放射式向位于地下室四周的塔楼配电，变配电房设置方便布置进出线，离用电量大的其他设备房近，以及考虑要求车库的使用情况、变配电房的位置设置要求，发电机的进排风等要求，变配电房设置在一号商业、住宅楼的附近，变配电房的至最远需要配电的塔楼电井的半径在150m内。三级负荷住户用电、商铺用电、办公用电分类分区采用大电缆配电，一级负荷消防负荷风机、水泵按防火分区及栋分别供电，一级负荷平时车库总照明、各栋平时总公共照明以及车库应急总照明、各栋应急总公共照明设配电总回路，一级消防负荷消防泵房、消防控制室以及一级负荷生活水泵房、弱电机房等采用专用配电线路。根据建筑性质合理选择电气设备，减少输配电中能耗；选择电缆、电线根据相关标准，重点考虑电缆如电流密度、机械强度、电压损失及发热等性质，并且对防雷等要求进行考虑。照明设计除满足现行国家标准《建筑照明设计标准》（GB50034－2013）中的规定外，车库灯具采用按车道和车位分回路配电和控制，公共走道采用节能三基色T5环形荧光灯等照明节能设计。
4结束语
综上所述，电气设计是一项多个设备与小体系的系统工程，优化电气设计能够有效降低电能消耗，提升电能使用率。这离不开广大电气设计工作者的努力，设计人员应有节约能源的使命感与紧迫感，严格遵循电气节能的原则，时刻更新设计理念，实现环保节能的长久目标，为我国住宅建筑电气设计行业的发展作出更大的贡献。
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