林福群

（福建華景建筑設(shè)計院有限公司 362600）

建筑電氣設(shè)計在節(jié)能技術(shù)上的應(yīng)用體會探討

林福群

（福建華景建筑設(shè)計院有限公司 362600）

伴隨改革程度的不斷加深，我國建筑行業(yè)實現(xiàn)了快速發(fā)展，當前節(jié)能技術(shù)在建筑電氣設(shè)計當中的作用越來越大。在實際工作中，電力節(jié)能設(shè)計應(yīng)當始終遵循的工作原則，關(guān)鍵在于變壓器的選用，系統(tǒng)功率因數(shù)的提升，供配電系統(tǒng)及系統(tǒng)的設(shè)計，以及電動機節(jié)能、照明節(jié)能、節(jié)電型電壓電器的選擇等諸多方面。確保建筑電氣設(shè)計的相關(guān)技術(shù)措施能夠得到科學、合理的應(yīng)用。

建筑電氣設(shè)計；節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用體會

我國作為一個能源消耗大國，能源卻相對匱乏，而能源浪費的問題依舊普遍存在。電能作為二次能源，供求矛盾在最近幾年顯得尤為突出，已經(jīng)逐漸成為制約社會經(jīng)濟深入發(fā)展的主要因素。“節(jié)能降耗”始終是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略舉措，因而電氣設(shè)計人員應(yīng)該在自身工作中認真思考這一問題。從當前狀況來看，國內(nèi)建筑耗能大約占到了整個社會能耗總量的近3成，預(yù)計到2020年我國新增建筑面積大約在200億m2，所以建筑耗能將會更高。所以，做好建筑電氣設(shè)計至關(guān)重要。以下筆者將結(jié)合自身多年實踐工作經(jīng)驗，并通過本文，針對建筑電氣設(shè)計在節(jié)能技術(shù)上的應(yīng)用體會進行闡述。

1 建筑電氣節(jié)能設(shè)計需要堅持的原則

建筑電氣節(jié)能設(shè)計不僅不能以犧牲建筑功能和使用要求為代價，同時也不可盲目擴大投入，為了“節(jié)能”而去節(jié)能。所以，建筑電氣節(jié)能應(yīng)該堅持以下原則：

1.1 符合建筑物功能

這一原則主要包含：符合建筑物不同場合、位置對于照明色溫、照度以及顯色指數(shù)的不同需要；符合建筑舒適性空調(diào)所需溫度和風量；達到特殊工藝要求，例如，學校、辦公建筑等的照明用電，餐飲娛樂、酒店、醫(yī)療建筑、體育館等場所很多必需的電氣設(shè)施用電，多功能廳、展廳等工藝照明和電力用電。

1.2 切實考慮經(jīng)濟效益

建筑電氣節(jié)能需要切實考慮實際情況和經(jīng)濟效益，切不可因盲目追求節(jié)能而過高消耗投資擴大運行費用，而是應(yīng)該利用對比分析，科學合理的選擇節(jié)能材料及設(shè)備，進而增加電氣節(jié)能方面的投入，這樣一來可以在較短時間內(nèi)通過節(jié)能減少下來的費用完成回收。

1.3 節(jié)省不必要的能量消耗

在實際工作中，我們應(yīng)該將節(jié)能的關(guān)鍵點放在節(jié)省不必要的能量消耗上來。在設(shè)計工作開始時，先要找出那些能量消耗和建筑物發(fā)揮功能無關(guān)的部位，然而研究出具體的措施加以解決。例如，電能傳輸線路上的有功損耗以及變壓器的功率損耗等，均是無用能量損耗；又如面廣、量大的照明容量，適合通過運用先進的控制技術(shù)和調(diào)光技術(shù)來降低其能耗。

2 供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

2.1 設(shè)置箱式變電站或變配電所的位置

箱式變電站或變配電所的位置應(yīng)該盡可能貼近負荷中心，如此一來能夠有效降低供電半徑，減少電力供電電纜的一次性投入，并且通過配電半徑的縮短還降低了線路的損耗。

2.2 選用適宜的變壓器容量及臺數(shù)

變壓器額定容量應(yīng)能滿足全部用電負載的需要，但不應(yīng)使變壓器長期處于過負載狀態(tài)下運行。變壓器的經(jīng)常性負載應(yīng)以在變壓器額定容量的60%為宜。對于較大型小區(qū)、學?；蛘咿k公建筑的供配電系統(tǒng)來說，在對比經(jīng)濟性和節(jié)能性條件下，適合設(shè)計大于兩臺的變壓器，以實現(xiàn)變壓器投入臺數(shù)伴隨季節(jié)性負荷改變而靈活投切，降低一些變壓器輕載而產(chǎn)生不必要的電能損失。

2.3 提升供配電系統(tǒng)功率因數(shù)

通常供電部門要求用戶每月功率因數(shù)能夠超過0.9，因而，為實現(xiàn)這一要求，工作人員在設(shè)計供配電系統(tǒng)時需要設(shè)置必要的無功功率補償設(shè)備，以此提升用戶的功能因數(shù)。如果是在民用建筑中進行電氣的設(shè)計，工作人員較為常用的方法就是運用并聯(lián)電力電容在低壓側(cè)進行集中補償。

3 照明環(huán)節(jié)節(jié)能的設(shè)計

3.1 合理選用光源

《建筑照明設(shè)計標準》（GB50034-2004）規(guī)定了各種場所的照度標準、視覺要求、照明功率密度等。照度標準不可隨意更改，這就需要有效地控制單位面積燈具安裝功率。光源的效率與電氣消耗關(guān)系密切，在滿足照明質(zhì)量的前提下，在選用光源的問題上，需要重點注意選擇高效用電光源，這也是照明節(jié)能的基礎(chǔ)工作。

3.1.1 關(guān)于商業(yè)建筑光源的選用

在設(shè)計照明時，為了保證節(jié)能的有效性，可以在一些層數(shù)不高的場所，諸如會議室、教室、辦公室以及儀表車間使用T8細管徑直管形熒光燈；營業(yè)廳、商業(yè)場所適合使用T5細管徑直管形熒光燈、小功率金屬鹵化物燈或者緊湊型熒光燈；而在一些層高較高的場所，可使用金屬鹵化物燈或者高壓鈉燈，同時也可以使用功率較大的細管徑熒光燈。

3.1.2 關(guān)于居住建筑光源的選用

如果是起居室等場所，在設(shè)計時應(yīng)該用戶裝修應(yīng)該考慮使用吸頂式筒燈或者花燈燈具，而光源則適合使用緊湊型熒光燈或LED光源，其每瓦電產(chǎn)生的光通用量是白熾燈的5～10倍。

3.1.3 關(guān)于公共場所光源的選用

為能夠更好的達到節(jié)能效果，公共走道、衛(wèi)生間等地建議使用緊湊型熒光燈、細管日光燈或者LED光源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的白熾燈。

3.1.4 關(guān)于戶外場所光源的選用

學校和住宅小區(qū)的庭院燈、路燈照明按照節(jié)能需要，一般使用高壓鈉燈，其發(fā)光率相對更高，一般能夠達到100Lm/W，壽命長、不易被腐蝕，并且不易被照物褪色，其顯色性雖然比較差，但是透霧性卻良好，在室外照明中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，國內(nèi)LED照明應(yīng)用發(fā)展迅速，大功率LED路燈作為節(jié)能產(chǎn)品越來越多的應(yīng)用于道路照明中，并逐步的被廣泛使用。在光源選用過程中還應(yīng)該注意的問題是，在設(shè)計時不可使用白熾燈和高壓汞燈。例如，在考慮到美觀、節(jié)能、技術(shù)、經(jīng)濟等因素，只有少數(shù)場所能夠使用，如對于照度要求較低且照明時間相對較小，以及對裝飾有特定要求的場所等。

3.2 合理選擇光源用電附件

在選擇燈具時，樓梯、走廊燈公共場所的燈具我們可以使用透光率更好的吸頂燈，居住類場所的燈具建議使用蝙蝠翼式，這主要是因為蝙蝠翼式燈具具有合理的控光性能；而辦公場所適合使用金屬格柵類燈具，其發(fā)射率高且無眩光，由于光燈自身功率因數(shù)比較小，因而還需要使燈具帶有鎮(zhèn)流器，例如，細管光燈附件鎮(zhèn)流器建議使用電子鎮(zhèn)流器，而不推薦使用電感鎮(zhèn)流器。這種節(jié)能型電子鎮(zhèn)流器，和傳統(tǒng)40W電感鎮(zhèn)流器相比電量低近40%，工作溫度較低、壽命長、噪音小、是一種安全可靠的電子鎮(zhèn)流器，而且市場價格也相對較低。

3.3 選擇合理的照明方式

自然采光是綠色環(huán)保的照明方式，也是照明節(jié)能的重要途徑之一，在設(shè)計中要與建筑設(shè)計人員密切配，綜合考慮利用自然光和室內(nèi)照明的有機結(jié)合，選擇合理的照度標準值，把握好照明標準的高、中、低三擋的照度值，盡量少用一般照明，并考慮非均勻照明、混光照明以及其他靈活的照明系統(tǒng)，是燈光物盡其用，從而達到節(jié)能的目的。

3.4 控制方式

照明控制方式遵循以下幾條原則：①每個開關(guān)所控制光源數(shù)不宜太多，每個房間燈的開關(guān)數(shù)量不宜少于2只（只設(shè)置一個光源的除外）；②房間或場所裝設(shè)有兩列或多列燈具時，宜分組控制。所控燈列與側(cè)窗平行；生產(chǎn)場所按車間、工段或工序分組控制；電化教室、會議廳、多功能廳、報告廳等場所按靠近或遠離講臺分分組控制；③不同場所應(yīng)采用適當?shù)墓?jié)電開關(guān)，如定時開關(guān)、接近式開關(guān)、調(diào)光開關(guān)，光控開關(guān)、聲控開關(guān)等；④走廊，電梯前室、樓梯間及公共部位的燈光控制可采取定時控制，集中控制及調(diào)光和聲光控制等方式。有BA系統(tǒng)的，可納入BA系統(tǒng)進行集中管理，如永春縣電力調(diào)度中心大樓所有公共照明均采用DDC系統(tǒng)集中控制。

4 電氣配電線路節(jié)能的設(shè)計

在電氣耗能當中，配電線路的耗能量是不可小覷的。一般來說，配電線路電能的損失決定于線路的電流和阻抗，和電流的二次方成正比、和阻抗成正比，而線路的阻抗和導體的長度、導體的導電率以及導體的橫截面積聯(lián)系極為緊密。

4.1 在設(shè)計配電線路時盡可能減小配電線路的長度

在實際工作中，應(yīng)盡可能走直線，這樣能夠減小供電線路的長度，提升功率因數(shù)，一方面可降低線路的損耗，另一方面又可減少線路的壓降。提升供電質(zhì)量。此外，每一層配電間和配電箱還要盡可能設(shè)置在負荷中心，降低線路的長度。

4.2 在設(shè)計配電線路時應(yīng)盡可能使用導電率較高的導體

在經(jīng)濟條件允許的基礎(chǔ)上，配電線路建議使用高導電率的導體，和鋁芯電纜相比，使用銅芯電纜的效果更佳良好。現(xiàn)今，隨著科技的發(fā)展，一些高導電率的合金線纜相繼出現(xiàn)，采用新型高導電率合金為導體材料的電纜，在同樣載流量條件下，電纜的質(zhì)量只在銅芯導體電纜的一半，運輸、安裝過程中的碳排放量都相應(yīng)減少。

4.3 應(yīng)按照經(jīng)濟電流選擇電線、電纜的橫截面積

工作人員應(yīng)該按照實際情況，通過經(jīng)濟選型方法，并按照經(jīng)濟電流來選擇電線、電纜的橫截面積。雖然在設(shè)計配電中此類方法應(yīng)用較少，但是它卻能盡量降低配電線路中的電能損耗，進而達到節(jié)能的目的。此外，此方法也降低了電纜電壓損失，改善了電網(wǎng)電壓的質(zhì)量，同時也減少了電纜的發(fā)熱量，使電纜使用壽命得到更大的延長。

5 結(jié)語

總而言之，建筑電氣節(jié)能設(shè)計具有很大的潛力，在實際工作中應(yīng)該重點考慮切實可行的技術(shù)措施。與此同時，在選擇節(jié)能設(shè)備問題上，需要了解其性能、原理及其效果，在對比經(jīng)濟、技術(shù)等要素之后，選擇出合理的節(jié)能節(jié)能設(shè)備，最終真正實現(xiàn)節(jié)能的目的。

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TU85

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1673-0038（2015）01-0001-02

2014-12-20

林福群（1976-），男，工程師，本科，主要從事建筑電氣設(shè)計工作。