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试析建筑电气设计中的节能措施
摘要：从建筑电气设计的几个环节,即建筑照明及其控制的节能、供配电系统及电器产品的节能入手,运用科学发展的观点,结合民用建筑设计的特点提出了节能的一些措施。
关键词：建筑电气设备节能措施
一、建筑电气节能应坚持的原则
现代住宅要求健康、舒适、安全、节能、高效。住宅电气的发展也随着时代的进步不断的发展,因此住宅电气涉及的内容也越来越丰富,由最初的照明扩展到当今的智能化电气(照明、家用电器、网络、安全管理、智能化管理),如此多的住宅电气内容给设计者带来了一个重要的难题,就是在设计中如何实现住宅电气的节能成为当今电气设计的重要任务。国家对此非常重视,相继出台了许多规范和规定,因为这涉及到能源的有效利用和可持续发展。这些规定有:《中华人民共和国节约能源法》《中华人民共和国电力法》《节约用电管理办法》《评价企业合理用电技术导则》(gb/t3485)和《产品电耗定额和管理导则》(gb/t5623)等法律、规范、规定。
建筑电气节能应坚持以下三个原则:(1)应满足建筑物的使用功能,即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适卫生;满足上下左右的运输通道通畅无阻;满足特殊工艺要求,如游乐场所的一些游乐设施的设备用电,展厅的艺术照明及动力用电等。(2)节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是让该部分增加的投资,能在几年甚至更短的时间内用节能减少的运行费用进行回收。(3)节能的着眼点,应是节省无为损耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物的功能无关的,再考虑采取相应的措施节能。如变压器的功率损耗,传输电能线路的功率损耗都是无用的能量损耗;又如量大面广的照明容量,采用先进技术成果使其能耗降低。因此,节能措施也应该贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
二、建筑电气节能的措施
（一）合理设计供配电系统
a.根据负荷容量、供电距离及分布、用电设备特点等因素,合理设计供配电系统和选择供电电压,供配电系统应尽量简单可靠,同一电压供电系统变配电级数不宜多于两级。
b.变电所应尽量靠近负荷中心,以缩短配电半径,减少线路损失,企业内部变电所之间宜敷设联络线,根据负荷情况,可切除部分变压器,从而降低损耗。
c.根据负荷情况合理选择变压器容量、台数,其接线应能适应负荷变化时,按经济运行原则灵活投切变压器。对分期投产企业,宜采用多台变压器方案,避免轻载运行增大损耗。
d.按经济电流密度合理选择导线截面,一般按年综合运行费用最小原则确定经济电流密度。
（二）照明智能控制及维护管理
智能照明节能控制装置是在满足规范要求照度的前提下，对气体放电灯实施轻松自如的调控，达到节能效果，同时使光源和附件的使用寿命延长，以节省费用采用各种类型的节电开关（如声光控延时开关、光电自动控制器、节电控制器等），通过控制灯光点燃时间，进一步达到节能的目的。如楼梯间常选用的声光控延时开关，路灯照明、景观照明常选用的时钟和光电控制器加强用电管理，做好节电宣传工作，建立实施节电制度，使人们养成节约用电的好习惯。在维护方面定期清扫照明灯与照明灯具上的灰尘。
因为灰尘聚积过多，就会减少透射与反射的光通量，降低照度。定期对室内墙壁和天花板进行刷白。因为白色墙壁的光反射率高，可达80%~85%，墙壁变灰之后，发光效率降低，耗电量反而增大。照明灯具损坏后，反射光的性能变差，使照度降低。所以照明灯具老化和损坏后都应及时更换。
（三）机电设备的节能
民用建筑内部有大量的电气设备、空调设备、照明设备、给排水设备等等，这些设备数量多而且多分散在大楼的各个层次和角落。为了合理的利用设备，节约能源，大型民用建筑应采用智能化的建筑设备自动化管理控制系统。自动控制、监视和测量和建筑物设备管理的3大要素，目的是正确掌握建筑设备的运转状态、事故状态、能耗和负荷的变动。通过有效的控制，可达到节能的目的。电动机采用变频调速，因为旋转磁场的转速与输入电流的频率成正比，如果改变电源的频率，同步速率也随之而改变，由此改变转子的旋转速率，从而达到节能的目的。变频调速在水泵/风机调速中应用十分广泛。单台用电功率大干350kw的电动机宜采用中压电动机。
（四）降低高次谐波
电力谐波的主要危害有：①引起串联谐振及并联谐振，放大谐波，造成危险的过电压或过电流；②产生谐波损耗，使发电、变电和用电设备效率降低；③加速电气设备绝缘老化，使其容易击穿，从而缩短它们的使用寿命；④使设备(如电动机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等)运转不正常或不能正确操作；⑤干扰通信系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正确传递，甚至损坏通信设备。变频装置、硅整流器、晶闸管装置、调光设备、交流调速设备、电子镇流器、ups等具有谐波源的负荷，在运行中注入电网的谐波电流和产生的电压畸变率应符合《电能质量-公共电网谐波》(gb/t14549-1993)的规定。设备每相输入电流小于等于16a的低压电气及电子设备发出的谐波电流值应符合《低压电气及电子设备发出的谐波电流限值》(gb17625-1-1998)的规定。对谐波可能超标的用户，应加强在设计阶段采取限制谐波电流的方案和措施。
（五）用电峰谷调节
合理用电的峰谷调节对节能的意义也非常重大，根据不同时段的用电负荷合理设计配电系统，使变压器在最佳负载率时运行，有利于节能。在空调系统中采用冰蓄冷技术，在电气设计中推广应用峰谷电能表，鼓励用户避峰用电，虽然不是直接的节能措施，但对落实国家的节能政策有重要的意义。
三、结语
建筑电气设计应充分考虑选择高效率的节能设备，应用先进的设计技术，按照节能标准进行设计，为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动空间，同时在建筑的全生命周期中实现高效率地利用能源、最低限度地影响环境，使之符合社会的可持续发展战略。