试析民用建筑电气节能设计
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摘要：随着我国城市化进程的飞速推进，人民群众对于建筑物的使用要求也在不断地提高。除了要满足大众的居住和生活需要，还要有安全、健康、环保、节能等方面的新要求。在其中，建筑电气作为建筑工程中的一项重要组成部分，其好坏将会对建筑的整体使用效率产生重要的影响，其节能效率的高低也将会是建筑节能的重要环节。本文根据笔者工作经验，对民用建筑电气工程节能现状、原则及措施进行了探讨。
关键词：民用 建筑 电气 节能
中图分类号： TE08文献标识码：A 文章编号：
正文：
建筑电气的节能技术指的是在满足建筑正常运转的前提下，通过对电气设备合理的整合配置，优化设置各电气设备的参数，对电气设备进行合理有效的控制，在保证其正常工作的前提下，节约建筑电气能量消耗，提高能量的利用率。建筑电气的节能技术研究，并不是要降低电气设备的性能，而是在保证电气设备性能的前提下，通过合理优化配置，利用科学有效的节能措施，降低电气设备能源的消耗。
一、建筑电气工程节能的现状
在目前的建筑电气设计过程中，很多建筑较少考虑采用节能设计，且即使考虑采用的节能技术也相对落后，导致建筑能耗居高不下，具体存在以下问题：
（１）用电负荷计算偏差导致能耗损失。为了正确计算用电负荷，在建筑方案初步设计时，单位指标法和需要系数法等负荷预测技术应用较为广泛，但在实际工程设计过程中许多建筑方案设计没有采用负荷预测技术，从而导致用户负荷计算出现较大偏差，造成建设资金浪费较多，同时也使建筑能耗增加；此外，用户负荷计算偏差会导致变压器选择错误，使大容量变压器运行过程中负荷系数长期偏低以及大容量变压器使用范围不当。
（２）建筑材料质量问题导致能耗损失。为了降低建筑成本，建筑方案实施过程中往往存在着建筑材料不符合规范要求的问题，使得设计方案和实际采用的材料性能参数存在较大的偏差，例如选用材料没有产品合格证、生产许可证等文件资料，选用导线的电阻率、熔点等参数不能满足实际需求，开关和插座等常用材料标称值和实际导电值参数不符合等，这些问题不仅会产生额外的建筑能耗，而且还会降低建筑的安全性能。
（３）建筑额外设备导致能耗损失。为了保证建筑的使用性能，建筑设计中需要采用采暖、通风、给排水等设备以维持建筑自身的安全运行，但在实际设计中往往存在着设备选型和运行方式不合理等问题，例如在建筑照明系统设计中，照明光源选择、控制方式等的不合理设计，照度标准较高等问题都带来了额外的建筑能耗，导致建筑能耗居高不下。
二、建筑电气节能技术原则
为了在保证建筑可靠性的基础上有效降低建筑能耗，在建筑电气设计过程中需要根据实际情况采用节能技术，最终通过引入节能技术达到建筑节能的目的。因此，建筑电气节能应遵循如下原则：
（１）节能性原则。为了有效降低建筑能耗，建筑电气设计时必须考虑节能性原则，因此在实际设计过程中，首先需要对建筑能耗进行综合考虑，找出建筑能耗中与发挥民用建筑功能无关的能量消耗，在保证建筑使用功能的前提下考虑对非功能区域进行节能设计。在建筑节能设计过程中，可以通过采用降低变压器的功率损耗及传输电能线路上的有功损耗、扩大建筑照明容量等先进技术来有效降低能耗，同时还需要在实用、经济合理、技术先进等方面进行综合考虑。
（２）实际性原则。在电气节能设计过程中，需要综合考虑建筑的使用性能问题，例如满足照明系统的照度、色温、显色指数等指标，满足通风系统的舒适性、温度及风量等指标，以及满足民用建筑一些电气设施的特殊需求等。
（３）合理性原则。在电气节能设计时需要综合考虑经济效益问题，在保证节能的前提下尽可能地降低节能所带来的额外运行费用。在实际设计过程中，需要对节能所减少的运行费用进行事先估计，同时要综合考虑节能设备的投资问题，使得节能增加的资本能够通过节能减少的运行资本进行回收，从而避免由于节能设计而导致额外建筑成本的增加。
三、民用建筑电气节能具体措施
1.供配电系统的节能设计
在设计供配电系统时，充分考虑系统的科学性及设备和供电线路的损耗，其中有：①有效的优化用电负荷的计算和分配，选择最科学的变压器负载率，减轻变压器负载容量，降低变压器损耗。②无功补偿方式可根据实际选择集中或分散补偿，提升低压侧功率因素，减少对变压器和输电线路的损耗等。③对于配电点的位置情况，要详细的计算和科学的确定，保证配电间与负荷中心的距离处于最佳，减少对电压和电能造成的损耗大小。④利用峰谷调节对能量进行控制，减少不必要的浪费现象的发生。
2.降低线路电器的功率损耗
在供配电系统中，存在着多种用电设备，如电动机、变压器等，同时居民日常应用的家用电器也具有电感性，在使用的过程中会产生一定的无功电流，并且从高压输电线路传输到用电设备的末端，增加线路损耗，造成了能源的耗损。通常可以采取以下措施：在进行回路的设计时尽量使用电阻值较小的导线，并且尽量使用直线的方式进行敷设，尤其是在低压配电系统中应当避免走回头路线。变电所的位置应当尽量的靠近负荷中心，以此来缩短供电半径，增强供电线路的传输速率。同时可以考虑增加导线截面积的做法，最然会在一定程度上增加费用，但是却在系统运行的过程中实现了能耗的节约，进而减少了大量的运行费用。如果保持输送功率不变，这时在额定的电压内可以通过调高的方式来达到节能的目的。对于用电设备，应当在电气设计中选择功率因素较高的用电设备。
3.动力设备节能措施
动力设备节能可从以下考虑： 第一，有效地提高电动机运行效率，减少能耗。适当的提高电动机功率，调整电机温度降低损耗。第二，改进设备控制方法，提高运行效率。相比与传统的标准电机，高效的机械设备可以更好的减少设备能耗，改进控制方式，有效的变更电动机运转、定子频率等，可直接看到节能效果。避免空转从而减小不必要耗电。改善动力传递方式，提高效率。第三，改进调速设备。电子技术及现代控制理论的发展，大功率半导体器件、集成电路及微型计算机的出现，飞速发展的交流调速技术，不但可大量节约电能，还可提高控制质量。
4.照明节能措施
在进行照明节能设备的挑选时，我们可以适当的从以下几方面进行综合考虑：第一，对于光源的选择。传统的照明设备广泛使用的是白炽灯，这种灯的成本相对较低，但是这种灯的最大弊端就是其发光效率较低，无法满足一些对光率有较高要求的环境。所以，现在出现的一些有较高发光率，同时光色还相对较好的新能源也就自然成为了我们照明设备的首选。第二，充分利用已有的自然光源，比如说可以适当的使用一些透光性能比较好的玻璃门窗等，从而做到让室外的光线最大范围的进入到室内，同时利用好灯光调节装置进行调节，最终实现节能的目的。第三，一些可能需频繁开关且与人流大小密切关系的，可适当的使用电调光，对开关自动控制，也可以达到节能的目的。第四，采用智能照明控制系统。智能照明控制系统是近几年照明节能新技术发展的趋势。智能照明控制系统在确保灯具能够正常工作的条件下，给灯具输出一个最佳的照明功率，既可减少由于过压所造成的照明眩光，使灯光所发出的光线更加柔和，照明分布更加均匀，又可大幅度节省电能，智能照明控制系统节电率可达20%-40%。智能照明控制系统它可在照明及混合电路中使用，适应性强，能在各种恶劣的电网环境和复杂的负载情况下连续稳定地工作，同时还将有效地延长灯具寿命和减少维护成本。
5.引进新节能技术
现在的建筑节能技术经过长时间的发展和进步，已经出现了一些较为喜人的成绩，各种新节能技术不断涌现。一是变频调速技术，根据负荷要求的不同，随时调整电气设备工作的频率及电压状况，让它始终处在一个较为理想的运行状态。二是冰蓄冷技术。在使用这项技术时并不是为了节能，而是发挥其对用电负荷的调整。通常而言，昼夜用电会有一个不平衡现象，利用冰蓄冷技术可以在低谷阶段制冷制冰，而在高峰段充分利用，将其融化。
四、结语
作为节能减排中的一个重要组成，建筑电气节能在我国还是有更大的发展空间，需要我们在工程设计和施工时采取有力措施，利用好各节能方法实现电气节能，促进电气节能的不断发展，推动经济社会的可持续。
参考文献：
[1] 吴文龙.浅谈建筑电气节能设计的原则和注意事项[J].科技促进发展,2010,(04).
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