论文部分内容阅读
摘要：电气节能设计已成为电气设计的重中之重，作为主角之一的电气设计人员，应在设计中精心考虑，进行方案比较，从安全性、可靠性、经济性及节能等方面进行综合考虑。本文探讨了建筑电气节能设计措施。
关键词：建筑；电气；节能设计；措施
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
在民用建筑中， 电能的消耗大致上是: 空调用电占到建筑用电的40% ~ 50%， 给排水等设备用电占10% ~15%，照明用电占15% ~ 25%， 其他设备用电占10% ~15%左右。从以上可以看出。在建筑耗能方面， 空调占到了举足轻重的作用， 其次是照明和给排水。因此在这方面节能， 是可以收到很好的效果。作为建筑电气设计工程技术人员， 有必要对建筑电气节能设计进行一些探讨
一、供配电系统节能
应采取提高系统的运行电压和功率因数，减少无功功率及导线中的电阻，降低供配电系统线路损耗等措施。节能途径主要有：
1、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；
2、变电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径，减少线路损耗，电力用户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，从而减少损耗；
3、降低线路电阻，线路截面选择要与国际接轨，推广应用 “电力电缆截面的经济最佳化”，按经济电流密度法合理选择导线截面，以减少损耗。此外，对于环形供电方式，为降低线路的电阻值，将开式网运行改为闭式网运行，同样可明显降低线路损耗；
4、传输上可以采用提高电压等级的方法。通过计算可知，当电压提高10%線损可降低17.4%，因此，提高电压传输，是降低线损的有效途径；
5、提高功率因数减少电能损耗。线损与电力用户的功率因数的2 次方成反比，故提高功率因数也是降损的有效措施。提高功率因数，可从合理选用电气设备容量及装设并联补偿电容器2 个方面着手。
二、变压器的节能设计
1、变压器的损耗主要分为两部分：a.与负载无关的空载损失。b.与负载成平方比的负载损失。变压器有载时，除了固定铁损外，还存在由于电流通过一次、二次线圈的电阻损耗，即铜耗P 在不同负载条件下，变压器的总损耗为与P 之和。
2、变压器的效率。变压器的效率为输出功率P2 与输入功率P 之比，变压器的最高效率点是由变压器固有结构的特性、空载损耗P0、短路损耗P 决定的。从经济运行的角度考虑，对于季节性变化较大的负荷，宜装设两台变压器，当负荷长时间较低时可停用1 台，以保持经济运行。
三、电动机节能设计
降低电动机电能损耗的主要途径，是提高电动机的工作效率和功率因数。在工程设计中，应根据负荷特性考虑选择更为节电的电动机，其关键在于明确负荷是连续的还是断续的。若为连续负荷，要了解电动机的输出功率是否与各种负荷相匹配，如果是风机和泵等平方递减负荷特性，在轻载时打开风门和阀门，采用调速电动机在低速运行可以节约电能。断续负荷时，如果轻负荷时不能停止电动机的工作，则应考虑采用调速装置，即在额定负荷下运行时采用常用电源，使电动机在额定转速下运行；而需要低速运行时，考虑采用逆变器变频装置或其他方式调速。
四、照明系统的节能设计
照明系统的节能设计一方面照度、色温、显色指数要达标，另一方面又要达到节能的目的。由于电气照明设备耗电量与照明设备用电时间、照明设备损耗、房间面积、照明器数量等因素成正比关系，与照明电气的发光效率成反比关系。
1、减少设备使用时间
因此设计的时候，楼梯间、走廊这样的公共场所可采用自动控制的方式，做到人来灯亮，人走灯灭。考虑到线路损耗，对于面积小的房间可采用一灯一控或二灯一控，面积较大的房间采用多灯一控的方式。楼梯间、走道等处采用节能自熄开关。室外道路、景观照明采用光控、时控方式。同时设计时应充分利用天然光。
2、 提高光源的利用效率
首先要改善环境的反射条件，即建筑物内的墙壁、天顶、地面以及家具表面尽量光滑、色彩尽量选用浅色。当然考虑到健康因素屋顶和墙面的光反射系数宜在55%～60%之间，地面宜为15%～35%。其次用节能型光源，以T5 型直管荧光灯和紧凑型荧光灯等高效光源为主，这些光源节能效果及光效都非常显著，因此能够在照明系统设计环节达到节能的目的。荧光灯均采用高效优质电子整流器；金卤灯采用节能型电感整流器，并带功率因数补偿装置。两者功率因数都在0.9 以上，所有整流器符合产品能效标准，各灯具总谐波电流含量不得大于10%。
3、控制照明器的数量
在设计时要考虑建筑类型及功能的实际需要，按照我国照度标准确定最合适的照度，并且要结合房间面积确定照明器数量及布置。在这方面我们可以利用先进的照明设计软件，如Dialux，LumenDesigner，AGI32 等做出精确计算，以确定灯具最为合理的布置，在满足舒适的前提下，最大限度减少灯具数量。
五、空调系统的节能设计
空调系统的能耗节能主要考虑如下几方面因素：空调的制冷负荷、空调水系统和风系统的能耗。因此减少空调能耗主要可以通过以下方式来实现：
1、减少空调的冷热负荷
空调的冷热负荷主要与建筑物的围护结构，即墙体、窗户以及门扇有关。围护结构隔热性能不佳，则冬季会有大量的热量通过它而流失，增加房屋供暖负担，夏季室外的热量不断通过围护结构传入室内，增加房屋制冷负担。因此，设计时应当控制墙体的传热系数，采用合适的结构和材料降低墙体的传热性能。与此同时，人体感觉舒适的室内温度13℃～23℃，空气相对湿度20%～80%，在满足人体舒适的前提下合理确定室内设计参数，以减少空调的冷热负荷。
2、 合理选用空调的制冷机组
在空调机组中，制冷制热机组是主要的能耗设备，其能耗占整个空调系统的55%～65%，因此选择合适的制冷制热机组对空调系统节能来说就尤为重要。就目前的技术来说，可选择如螺杆式、离心式冷水机组，这类机组的能效比较高，最高可达到6.0。
3、 降低水系统的电能损耗
空调的冷冻水泵、冷却水泵耗电量可占到空调总能耗的15%～20%。因此，也必须重视空调水系统的节能。在实际的运行中，空调制冷和制热机组主要处于部分负荷下运行，因此，水系统节能的关键便是随着负荷的变化而改变流量，根据实际经验，宜采用变频调速变流量方法以减少水泵的运行能耗，最大限度节约电能损耗。
4、降低风系统的电能损耗
空调风系统的合理设计，也可以节约空调用电量。这首先需要从建筑设计的总体来考虑，即建筑物的布局及室内设计要尽量通风。设计的时候要充分考虑门窗、进风口以及建筑平面在新风引进中的作用并加以充分利用，以尽量减少空调新风系统的使用。
上述主要从几个方面分析探讨了建筑工程中电气节能几个方面控制方法和措施。只要是设计人员努力从电气工程的各细节入手，努力利用现在电气优化利用节能材料，合理布置线路和利用节能电气设备及材料，达到减少支出和资源总量的消耗，为保护环境和促进社会的持续发展作出努力。
参考文献：
[1] 李翀.浅谈电气节能设计[J]. 机电信息. 2011(24)
[2] 时继林.企业高低压配电网电气节能系统设计[J]. 中国房地产业. 2011(02)
[3] 中国建筑学会建筑电气分会. 民用建筑电气设计规范实施指南［S］.北京：中国电力出版社，2008.
[4] 中华人民共和国建设部.民用建筑电气设计规范（JGJ 16—2008）［S］.北京：中国建筑工业出版社，2008.
关键词：建筑；电气；节能设计；措施
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
在民用建筑中， 电能的消耗大致上是: 空调用电占到建筑用电的40% ~ 50%， 给排水等设备用电占10% ~15%，照明用电占15% ~ 25%， 其他设备用电占10% ~15%左右。从以上可以看出。在建筑耗能方面， 空调占到了举足轻重的作用， 其次是照明和给排水。因此在这方面节能， 是可以收到很好的效果。作为建筑电气设计工程技术人员， 有必要对建筑电气节能设计进行一些探讨
一、供配电系统节能
应采取提高系统的运行电压和功率因数，减少无功功率及导线中的电阻，降低供配电系统线路损耗等措施。节能途径主要有：
1、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；
2、变电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径，减少线路损耗，电力用户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，从而减少损耗；
3、降低线路电阻，线路截面选择要与国际接轨，推广应用 “电力电缆截面的经济最佳化”，按经济电流密度法合理选择导线截面，以减少损耗。此外，对于环形供电方式，为降低线路的电阻值，将开式网运行改为闭式网运行，同样可明显降低线路损耗；
4、传输上可以采用提高电压等级的方法。通过计算可知，当电压提高10%線损可降低17.4%，因此，提高电压传输，是降低线损的有效途径；
5、提高功率因数减少电能损耗。线损与电力用户的功率因数的2 次方成反比，故提高功率因数也是降损的有效措施。提高功率因数，可从合理选用电气设备容量及装设并联补偿电容器2 个方面着手。
二、变压器的节能设计
1、变压器的损耗主要分为两部分：a.与负载无关的空载损失。b.与负载成平方比的负载损失。变压器有载时，除了固定铁损外，还存在由于电流通过一次、二次线圈的电阻损耗，即铜耗P 在不同负载条件下，变压器的总损耗为与P 之和。
2、变压器的效率。变压器的效率为输出功率P2 与输入功率P 之比，变压器的最高效率点是由变压器固有结构的特性、空载损耗P0、短路损耗P 决定的。从经济运行的角度考虑，对于季节性变化较大的负荷，宜装设两台变压器，当负荷长时间较低时可停用1 台，以保持经济运行。
三、电动机节能设计
降低电动机电能损耗的主要途径，是提高电动机的工作效率和功率因数。在工程设计中，应根据负荷特性考虑选择更为节电的电动机，其关键在于明确负荷是连续的还是断续的。若为连续负荷，要了解电动机的输出功率是否与各种负荷相匹配，如果是风机和泵等平方递减负荷特性，在轻载时打开风门和阀门，采用调速电动机在低速运行可以节约电能。断续负荷时，如果轻负荷时不能停止电动机的工作，则应考虑采用调速装置，即在额定负荷下运行时采用常用电源，使电动机在额定转速下运行；而需要低速运行时，考虑采用逆变器变频装置或其他方式调速。
四、照明系统的节能设计
照明系统的节能设计一方面照度、色温、显色指数要达标，另一方面又要达到节能的目的。由于电气照明设备耗电量与照明设备用电时间、照明设备损耗、房间面积、照明器数量等因素成正比关系，与照明电气的发光效率成反比关系。
1、减少设备使用时间
因此设计的时候，楼梯间、走廊这样的公共场所可采用自动控制的方式，做到人来灯亮，人走灯灭。考虑到线路损耗，对于面积小的房间可采用一灯一控或二灯一控，面积较大的房间采用多灯一控的方式。楼梯间、走道等处采用节能自熄开关。室外道路、景观照明采用光控、时控方式。同时设计时应充分利用天然光。
2、 提高光源的利用效率
首先要改善环境的反射条件，即建筑物内的墙壁、天顶、地面以及家具表面尽量光滑、色彩尽量选用浅色。当然考虑到健康因素屋顶和墙面的光反射系数宜在55%～60%之间，地面宜为15%～35%。其次用节能型光源，以T5 型直管荧光灯和紧凑型荧光灯等高效光源为主，这些光源节能效果及光效都非常显著，因此能够在照明系统设计环节达到节能的目的。荧光灯均采用高效优质电子整流器；金卤灯采用节能型电感整流器，并带功率因数补偿装置。两者功率因数都在0.9 以上，所有整流器符合产品能效标准，各灯具总谐波电流含量不得大于10%。
3、控制照明器的数量
在设计时要考虑建筑类型及功能的实际需要，按照我国照度标准确定最合适的照度，并且要结合房间面积确定照明器数量及布置。在这方面我们可以利用先进的照明设计软件，如Dialux，LumenDesigner，AGI32 等做出精确计算，以确定灯具最为合理的布置，在满足舒适的前提下，最大限度减少灯具数量。
五、空调系统的节能设计
空调系统的能耗节能主要考虑如下几方面因素：空调的制冷负荷、空调水系统和风系统的能耗。因此减少空调能耗主要可以通过以下方式来实现：
1、减少空调的冷热负荷
空调的冷热负荷主要与建筑物的围护结构，即墙体、窗户以及门扇有关。围护结构隔热性能不佳，则冬季会有大量的热量通过它而流失，增加房屋供暖负担，夏季室外的热量不断通过围护结构传入室内，增加房屋制冷负担。因此，设计时应当控制墙体的传热系数，采用合适的结构和材料降低墙体的传热性能。与此同时，人体感觉舒适的室内温度13℃～23℃，空气相对湿度20%～80%，在满足人体舒适的前提下合理确定室内设计参数，以减少空调的冷热负荷。
2、 合理选用空调的制冷机组
在空调机组中，制冷制热机组是主要的能耗设备，其能耗占整个空调系统的55%～65%，因此选择合适的制冷制热机组对空调系统节能来说就尤为重要。就目前的技术来说，可选择如螺杆式、离心式冷水机组，这类机组的能效比较高，最高可达到6.0。
3、 降低水系统的电能损耗
空调的冷冻水泵、冷却水泵耗电量可占到空调总能耗的15%～20%。因此，也必须重视空调水系统的节能。在实际的运行中，空调制冷和制热机组主要处于部分负荷下运行，因此，水系统节能的关键便是随着负荷的变化而改变流量，根据实际经验，宜采用变频调速变流量方法以减少水泵的运行能耗，最大限度节约电能损耗。
4、降低风系统的电能损耗
空调风系统的合理设计，也可以节约空调用电量。这首先需要从建筑设计的总体来考虑，即建筑物的布局及室内设计要尽量通风。设计的时候要充分考虑门窗、进风口以及建筑平面在新风引进中的作用并加以充分利用，以尽量减少空调新风系统的使用。
上述主要从几个方面分析探讨了建筑工程中电气节能几个方面控制方法和措施。只要是设计人员努力从电气工程的各细节入手，努力利用现在电气优化利用节能材料，合理布置线路和利用节能电气设备及材料，达到减少支出和资源总量的消耗，为保护环境和促进社会的持续发展作出努力。
参考文献：
[1] 李翀.浅谈电气节能设计[J]. 机电信息. 2011(24)
[2] 时继林.企业高低压配电网电气节能系统设计[J]. 中国房地产业. 2011(02)
[3] 中国建筑学会建筑电气分会. 民用建筑电气设计规范实施指南［S］.北京：中国电力出版社，2008.
[4] 中华人民共和国建设部.民用建筑电气设计规范（JGJ 16—2008）［S］.北京：中国建筑工业出版社，2008.