建筑电气设计节能方面的应用

潘丹

摘要：电能是建筑物维持正常功能和运转的重要能源，也是建筑物绿色、节能的重要切入点。在倡导绿色、环保、节能、低碳的社会大环境下以维系建筑物功能正常运转的电能作为切入点，探讨建筑电气设计的节能方法，就具有十分积极的意义。未来城乡现代化建设必须朝着资源节约型以及环境友好型的力向发展。在建筑电气的节能力面，要重视设计，要消化和吸收先进的节能和降低损耗的力法，从而优化建筑的节能策略，还要提高建筑工程设计的经济性、可操作性、稳定性以及实用性。本文就将对建筑电气的节能设计进行分析探讨。

关键词：建筑；电气设计；节能；应用

中图分类号：S611文献标识码： A

节约能源，保护环境，是我们国家长远的重要国策，也是世界各国重点关注的课题。相关资料统计证实:我国GDP每增长1%，消耗能源增加1.5%，而较为合理的比例应是GDP增长1%，消耗能源只增加0.8%。由此可知中国实体经济的高速增长是建立在高耗能基础上，以牺牲环境作为代价的。作为高能耗大户的建筑耗能已经成为经济可持续发展的主要障碍，建筑节能已成为我国当前一项刻不容缓的任务。因此，国务院提出了建设“资源节约型社会”的目标，大力推广“节能省地型建筑”，在“十二五”规划纲要中，再次将建筑节能工程列入国家十大节能工程。足见建筑节能现今的重要意义，建筑节能已成为社会发展的必然要求。

1、建筑电气节能设计的基本原则

1.1、实用原则

建筑电气设计应保证在不降低建筑物居住舒适性、不降低建筑物照明的照度、色温以及显色指数的同时也应当满足居住的舒适卫生和建筑物的运输通道保证通畅无阻等。

1.2、符合实际经济效益的原则

建筑电气节能设计不能由于节能要求而使得能源消耗投资过大。建筑电气节能设计应当从技术老化的部分入手，投资可在较短时间内用节能所减少的费用回收资金。

1.3、建筑电气先进技术的原则

建筑电气应当在设计和施工阶段对无谓的能源消耗进行节省。节能的着眼点，应当先找出无谓的能源消耗的地方，然后进行价析、探讨，最后再考虑采用合适的节能措施。

2、建筑电气设计的难点分析

2.1、配电设计方面

在现代建筑物室内，配电回路的设置数量不能太少，比如配电回路较少，在电气设备回路过程中就会导致设备负荷增大，导线截面减少。随着人们生活水平日益提高，现代住宅中各居室均安装了空调，所以在设置回路时，应结合空调负荷大小，配置合适的回路数量，回路导线截面也需要增加，导线均采用铜芯绝缘线和电缆，铜芯绝缘线穿管要采用具备阻燃性能的PVC管。

2.2、电缆线路设计

建筑工程的电气工程设计是一个复杂的过程，其电气线路铺设面积需覆盖整体建筑的各个角落，线路敷设长度超过万米，这种超长线路敷设后，在使用过程必定会产生相当大的总有功损耗。所以减少线路能耗是电气工程设计的一个难点，必须引起重视。另外还可以利用季节性负荷的线路，当用户不使用时，可以给常年用户使用，这样就能够减少线路敷设长度，降低电阻值。在选择电线电缆的载流量时，应与低压短路器的整定电流相互配合，这是电气工程设计中常见的问题，是最基本的电气设计常识，但设计出来的施工图纸却问题不断，其主要表现在导线允许的载流量过小、与保护导线的短路器整定电流不相匹配。因此设计过程中，必须计算电流并确定短路器的整定电流，确保导线得到短路器的有效保护。

2.3、电气线路设计

在建筑工程中，室内应使用铜芯塑料线作为配线。但是很多建筑企业为了提高建筑电气工程的经济效益，使用铝芯塑料线作为配线，这样就会给建筑物用电安全带来一定的隐患。在相关理论知识中，铜制导线的机械强度要高于铝导线，导电性能也比铝导线强，使用寿命长于铝导线。而因铝线熔点低，在建筑物用电负荷的情况下，就会导致铝导线起火。所以在建筑电气设计中，必须选择合理的导线材料，提高建筑电气设计的安全性和可靠性。

3、建筑电气节能设计现状

电气设计是建筑工程中的一项重要内容，然而近些年大部分专业人员都没有注重建筑电气设计中的各项标准，导致越来越多电气设计不规范现象层出不穷，不仅造成了很大的建筑安全隐患，而且导致了建筑电气能源的浪费。与此同时，众多的建筑企业以及人们依旧没有很好的意识到目前我国能源的紧缺状态，导致在建筑工程中造成了严重的资源浪费，部分地区用电已经十分紧张。所以在以后相关的设计人员应当注重电气的节能设计，提出切实可行的措施与方案，最终实现电能的最大化效益。

4、强化建筑电气节能设计的措施

4.1、动力设备、材料选型的节能

首先要选用低损耗节能型干式变压器、合理的变压器容量，使其达到经济运行，减少电能损耗。采用低压系统无功补偿措施，选用比较先进的无功补偿设备，达到对高次谐波的滤波，满足无功补偿设备的正常运行，达到节能的目的。同时配电线路所采用电线的材料质量也直接关系到配电线路节能的效率。目前较为常用的为铝芯式或铜芯式电缆，铝芯电缆轻、软、成本底，但由于内阻大、耗电载流量小、抗拉强度差、容易起氧化层，使用周期短等缺点得不到大范围的运用。铜芯电缆内阻小、省电载流量大、抗拉强度高、使用寿命长等优点被广泛的使用，但我国是一个严重的贫铜资源国家，铜芯线路成本高。合金材料的不断发展和铜铝结合的新型电缆的广泛应用，将是未来建筑能耗平衡的一大发展方向。

4.2、配电线路的合理规划

配电线路的规划和导线截面的选择对能源的损耗是有影响的。相同负荷情况下，线路越短，该线路的能源损耗越小。合理的导线截面选择在满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失的前提下，也可有效的降低电能在线路输送过程中的能耗。这就要求在配电线路设计中要充分考虑到线路的距离和负荷性质，比如:变压器深入负荷中心设置，可以有效的缩短配电线路，将季节性负荷和常用负荷如空调和照明线路采用统一干线供电，在春秋两季时空调不用，使较大的干线截，面传输较小的电流，从而减少线路损耗。

4.3、照明设计节能

对于电力设计中的照明节能设计，首先要充分考虑利用自然光及太阳能，做到充分合理里利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约人工照明的电能，不仅实现节能环保的功能，并且实现相关的经济效益，另外在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度地利用光能。比如在相关的设计中，保证在满足照明质量的前提下，大量选用光效高、显色性好的节能光源及节能高效灯具。对于照明系统的控制，要设计集中的分组控制系统，同时在办公等场所充分的结合太阳光的分布来布置照明灯具并分别控制，为人的行为节能提供可能。

4.4、管理系统智能化节能

在具体的工作中，要合理的设置计量以及检测设备，比如进线系统设置电流、电压以及有功电表、无功电表测量；对于配电系统要设置电压、电流因数等参量变送器并将信号送至监控中心，监控中心根据上述参数实时监控配电系统的实际运行情况进行定点定时控制，达到优化节能管理的目的。

4.5、能源的综合利用

在具体的工作中要做到充分的利用太阳能、风能等等。比如将太阳能发电与建筑材料相结合。在小区路灯等公共照明采用以太阳能蓄电池供电为主，普通市电供电为辅的供电方式，以此来大大的节约电能。

总之，节能是人类长久生存的重要条件，一个永远无法避免的话题。而建筑的节能潜在的能力是将是巨大的，建筑节能贯穿于项目的整体规划、设计、施工、投产、运行等周期的全过程。节能在电气设计中已成为电气设计灵魂，作为电气建设的主要元素的电气设计人员，应精心考虑设计的精髓，对方案进行多方面对比，从安全、可靠、经济及节能等各方面综合考虑，选择最佳的供配电方案，实现电网的经济运行。新的节能设备选择上，应深刻理解其原理、性能、功效，经技术、经济上的综合比较，选用能耗低的先进设备，尽量减少中间环节的损耗，达到节能的真正目标，为提升社会和经济的综合效益做出应有的贡献。

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