建筑電氣節能與構造

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隨著我國工業化和城鎮化的發展,建筑業迅速興起,導致能源消耗劇增，能源危機迫在眉睫。據統計電能在建筑總能耗中占有的比例在60%～90%之間,多數民用建筑,其電氣能耗在80%左右。因此研究建筑電氣的節能，選擇合理的設計方案可以在不降低建筑使用功能和安全性能的前提下更有效的減少建筑物的電能消耗，提高建筑電氣系統運行的經濟性。

1正確計算用電負荷

用電負荷是電氣設計的參數依據，計算準確與否，對合理選擇供配電設備，保證電氣系統安全可靠與經濟運行，均起決定性作用。用電負荷計算方法宜按照以下原則選?。好裼媒ㄖ碾娏ω摵捎嬎?，基本上都采用單位指標法、需用系數法以及負荷密度法。負荷密度法主要適用于規劃設計，方案設計階段可采用單位指標法確定變壓器的容量和臺數，初步設計和施工圖設計階段則采用需用系數法。

2供配電系統的節能

2．1變電所位置的確定

目前建筑物的用電量都比較大，特別是高層建筑，因此在確定變電所的位置時，應盡量使高壓深入負荷中心，縮短配電半徑，這對于節約電能、提高供電質量都有重要意義。

2.2變壓器的選擇

對于變壓器，可依靠降低損耗、提高運行效率來實現其節能效果。首先通過負荷計算，利用最佳負載系數法確定變壓器容量，選擇技術參數好的變壓器和系統開關設備，要合理選擇變壓器的臺數與容量，使其容量和電力負荷相適應，確保系統安全、可靠，在經濟運行方式下運行。通常情況下，變壓器的經濟節能負載率在75%～85%比較適宜，季節性負荷適合采用單獨變壓器供電。對于變壓器來說,減少變壓器上的電能損耗,就是要選擇空載損耗低、節能型的變壓器，這些變壓器能夠有效減少鐵芯的渦流損耗以及漏磁損耗。

2.3降低線路損耗

當電網輸送電能時，在網絡中就產生功率損耗，其與線路參數和負荷大小密切相關。提高電網的功率因數、減少電網的無功功率及導線中的電阻等均能降低電網中的線損。具體途徑如下：（1）合理選擇線路路徑。為減小導線長度，線路盡可能走直線，不走或少走回頭線。（2）合理確定變配電室的位置。變壓器盡量接近負荷中心，以減少供電半徑；在高層建筑中，低壓配電室應靠近豎井，且低壓配電室與豎井位置的布局上應使線路都分向前送，盡可能減少回頭輸送電能的支線。（3）適當增大導線截面。對于較長的線路，除滿足載流量、保護的配合、熱穩定及電壓損失所選定的截面，應再加一級導線截面，這樣可以延長導線的使用壽命，以減少線路的損耗。另外選用電阻率較小的材質作導線，也可以減少線路的電能損耗。

3照明系統的節能

3.1充分利用自然采光

照明節能工程中的一個較為主要的內容是如何充分利用天然光源，天然光源是取之不盡、用之不竭的能源。在照明節能的實施過程中，應當充分加以利用，確定采光方式，將采光和照明有機地結合起來，盡可能地利用天然光源，使建筑物內獲得穩定的光照條件。

3.2利用太陽能光伏發電系統照明

太陽能是一種可再生的清潔能源，在電氣設計時若能考慮充分利用太陽能進行照明，無疑將起到巨大的節能作用。目前，太陽能光伏系統的技術已經成熟，建筑公共部分的照明可利用太陽能光伏發電系統來實現。比如建筑公共走廊部分的照明，小區場地公共照明，地下停車庫的照明，建筑物景觀照明等均可采用太陽能光伏發電系統實現。

3.3選擇合理的照明光源及光源用電附件

根據照度、顯色指數等要求進行照度計算，合理選擇照度值。在光源的選擇上,要盡可能選擇光效高,壽命長的光源。在滿足照明質量的前提下，一般室內照明應優先采用高效發光的熒光燈(如T5、T8管)及緊湊型熒光燈。例如使用細管徑直管型三基色T8和T5熒光燈代替T12熒光燈，節能率為25%～35%；自鎮流緊湊型熒光燈取代白熾燈（40～100W），節能率為30%～75%。室外照明如景觀照明、小區場地照明等宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源；對于樓體外立面照明，可選擇使用熒光燈或者LED燈等光線柔和的燈具，達到突出樓體輪廓的效果。應選擇使用低能耗性能優的光源用電附件，如電子鎮流器、節能型電感鎮流器、電子觸發器以及電子變壓器等。公共建筑場所內的熒光燈宜選用帶有無功補償的燈具，緊湊型熒光燈優先選用電子鎮流器，氣體放電燈宜采用電子觸發器。

3.4采用合理的照明控制方式

充分利用天然光的照度變化，實行一般照明的分區控制，在給定的時間和地點控制電氣照明提供的照度，可有效地節能；采用各種類型的節電開關，如在旅館客房采用節電鑰匙開關，臥房、病房、客房等床頭燈可采用調光開關；對住宅建筑有天然采光的樓梯間、走道燈（應急照明除外)采用節能自熄開關等；公共場所、室外照明，可采用集中控制遙控管理的方式或采用自動控光裝置。

4建筑電氣設備的節能

4.1電氣設備的選擇

建筑行業所需電氣設備雖然多為低壓設備，但數量眾多，用途很廣。在選擇電氣設備時要考慮合適的參數和型號，合理的選擇電氣設備不僅提高系統的穩定性、可靠性，還能提高設備運行效率，節約電能。

4.2電動機的節能

減少電動機電能損耗的主要途徑是提高電動機的工作效率和功率因數。在工程設計中應選用高效率的電動機。電動機的節能除了就地電容器補償以減少線路損耗外主要是減少電動機輕載和空載運行。因為在輕載運行下電動機效率是極低的，切實可行的辦法是采用變頻調速控制電動機使其在負載率變化時自動調節轉速，使得與負載變化相適應，以提高電動機輕載時的效率，從而達到節約電能的目的。例如對于空調系統的循環泵采用變頻控制后空調系統的運行費可節約10%～20%。

4.3公共建筑暖通空調系統的節能

在工程實踐中，公共建筑暖通空調系統的能耗占建筑總能耗的40%以上，系統節能潛力是巨大的。目前，暖通空調系統的自動控制基本上采用建筑設備自動化系統，簡稱BAS或BA系統，節能效率達10%～30%。電梯系統的節能主要包括電梯的合理選型（如速度、載重量、調速方式等）、停層計劃及群控策略。設計人員的任務是要確定電梯臺數和決定電梯功能。電梯的配置和選型不是電氣設計人員單方面所能決定的，必須與總建筑師或總體交通設計人員共同研究才能確定。

4.4推廣使用太陽能熱水和采暖系統

太陽能熱水系統可采用陽臺壁掛太陽能或屋面安裝太陽能集熱器，充分利用太陽能這種清潔能源提供熱水供應以取代電熱水器，達到節電的目的。太陽能采暖系統技術目前尚不成熟，價格相對較高，安裝面積比較大，比較適合于單體建筑、辦公廠房以及遠離集中供暖的地方，未來在廣大的農村地區有比較大的發展潛力。

5結束語

建筑電氣節能是一項系統工程，貫穿于項目的決策、設計、施工、投產、使用等整個周期。應精心考慮設計方案，選擇高效節能設備，按照節能標準合理設計。在提供舒適、健康、安全的居住、工作和生活空間的同時，又能有效地節約能源，提高建筑系統運行的經濟性。這對提高電能的利用率、節約電能、促進經濟可持續發展和建設節約型社會具有重要的意義。