建筑电气设计阶段环保节能措施浅谈

　　摘要：社会进步的同时给建筑电气节能带来了更高的要求，建筑节能可以从多个角度同时进行。在电气设计阶段就考虑好环保节能对建筑节能有重要的意义，本文就建筑电气设计阶段的供电系统节能、照明节能和动力节能做了详细的阐述，对于建筑电气节能设计有很好的指导意义。

　　关键词：建筑节能；电气设计；节能设计；

　　Abstract: the development of the society and electric energy conservation for building to bring higher requirements, building energy saving from multiple perspectives simultaneously. In the electrical design stage consider good environmental protection and energy saving of building energy have important sense, this paper building electrical design phase of the power supply system energy saving, energy saving and energy saving lighting power this paper expounds in detail, for building electrical energy saving design good guidance significance.

　　Keywords: building energy efficiency; Electrical design; Energy saving design;

　　0 引言

　　我国是一个能源大国，但同时也是一个能耗大国。随着社会的快速发展，能源的消耗日益加剧，节约能源已经成为国家长期坚持的一项政策。电能是我国能源消耗中的重中之重，做好建筑电气设计阶段的环保节能对于减少建筑行业的能耗，促进能源的可持续发展有极其重要的意义。

　　1 供电系统的节能设计

　　1.1 变压器的选择

　　变压器的损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分。变压器节能设计中主要考虑的是减少其有功损耗，提高运行的效率。变压器的有功损耗是空载损耗和负载损耗之和。其中空载损耗为一个常数，负载损耗与电流的平方成正比，变压器的有功损耗可表示为：

　　P=P0+PL

　　式中P--变压器总损耗功率；

　　P0--变压器空载损耗功率；

　　PL--变压器负载损耗功率；

　　其中

　　PL=I2R

　　式中R--变压器绕组等值电阻。

　　降低空载损耗和负载损耗的途径有：采用优质硅钢片，改进铁芯结构，降低空载损耗或者改进绝缘结构，适当减小电流密度，降低负载损耗。

　　1.2 提高供配电系统的功率因数

　　提高功率因数可减少线路损耗，减少变压器铜损，有利于节能降耗，减少线路及变压器的电压损失和增加发配电设备的供电能力。在设计时，采用功率因数高的电气设备如同步电机等，感性设备可以选择有补偿电容器的设备。电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流的作用。对配电变压器进行无功补偿可提高功率因数，补偿后功率因数可大于0. 95。

　　1.3 提高配电压降，减少线路损耗

　　在主线路上尽量采取高压输电，线路在铺设时尽量少走弯路，以走直线为主。如有降压变压器设备，应将设备放置在所有负载的中心位置，以降低低压线路的长度。导线的电阻公式为：

　　R=ρL/S

　　式中：ρ--电阻的电阻率；

　　L--电阻的长度；

　　S--电阻的横截面积

　　所以在导线的选择上，应在经济条件允许下选择截面积相对大的导线，选用如铜芯导线以降低电阻率。这样导线电阻降低，有利于减少电能消耗。

　　2 照明节能设计

　　2.1 利用自然光

　　对于有地下层或地下室的建筑，可以考虑在白天时利用自然光。可以用光纤维通过全反射将地面以上的自然光引入地下房间，达到照明或者辅助照明的作用。也可以在白天利用太阳能板将太阳能转化为电能，加以储藏，待晚间或白天照明不佳时将储存的电能用于照明，或者将电能并入电网后用于照明。

　　2.2 使用节能灯

　　我国照明总用量占社会全部用电量的12%，采用高效的节能灯代替一般的照明灯可以有效节电约60%-70%，其节能潜力巨大。

　　2.3 照明的分时分区自动控制

　　电气设计人员在考虑建筑的照明时可以加入分时分区控制系统，即系统可以适应不同时节的白天时间段，自动打开或关闭照明灯。可以通过传感器随时感知环境亮度，特殊天气亮度不佳时打开照明灯。照明自适应环境，可以有效节约10-15%的电能。

　　3 动力节能

　　3.1 空调系统的优化节能

　　采暖通风空调系统是建筑设备中最主要的组成部分。采暖空调系统的节能，除了一般要求的加强设备的能源利用效率外，主要需要做到的是根据室内实际工况和人员活动状况，设置合理的采暖空调分区。系统通过对空调设备的最佳启停时间的计算和控制，可以在保证环境舒适的前提下，缩短不必要的空调启停宽容时间，达到节能的目的。采用优化节能方法，可有效节能20%，节能效益显著

　　3.2 地源热泵节能

　　地源热泵以地下地热资源为建筑提供能量，通过消耗少量高品位能源（如电能），将地下不可直接利用的低品位热能变成可直接利用的高品位热能。冬季热泵把大地中的热量升高温度后对建筑供热，同时使大地中的温度降低，即储存了冷量，供夏季使用。夏季热泵把建筑内热量传给大地供冬天使用。该能量仅仅是被"搬运"而不是转换，系统使用的制冷剂比常规空调装置减少25%充灌量，属自含式系统，密封性好。因而其效率高、成本低、节能效果好。如图3-1为地源热泵的工作原理图。

　　图3-1地源热泵的工作原理图

　　3.3 变频调速节能

　　电动机作为一种动力源，在电气设备中使用广泛。据统计，电动机占用电总量的60%-70%，电动机节能设计对于环保节能有关键的意义。以水泵为例，根据风机的比例定律，对于风机和泵，流体流量与转速的一次方成正比，即

　　q / qe= n / ne

　　功率与转速二次方成正比，即

　　H / He= ( n / ne)2

　　功率与转速的三次方成正比，即

　　p / pe= ( n / ne)3

　　式中，q、n、H 和 p 分别表示流量、转速、扬程和功率。

　　当转速减小时，电动机的功率将以其三次方的速率下降，因此变频调速的节电效果显著。如果流量由100%降低到70%，则转速相应降到70%，压力降到49%，而电动机的功率降到34. 3%，即节约电能65. 7%，节能效果显著。

　　4 结语

　　建筑电气节能设计是一个没有最好只有更好的过程，做好建筑节能对于能源的可持续发展有重要的意义。建筑电气节能又是一个复杂的过程，在建筑生命周期的各个阶段都伴随能源的消耗，所以作为一个电气设计者，更有义务在设计阶段就将节能概念引入设计理念之中。建筑电气节能设计可以从多个方面入手，综合运用多种电气节能手段，可以达到更好的效果。

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