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浅述建筑电气设计中节能技术的应用张洁

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年5月下作者：张洁

[导读] 随着时代的进步，建筑行业也蓬勃发展起来。在建筑工程中，电气系统是一重要的组成部分，其直接关系到自动化系统的稳定性以及人们的生活环境质量。

湖北省武汉市城建设计院股份有限公司张洁 430000

摘要：随着时代的进步，建筑行业也蓬勃发展起来。在建筑工程中，电气系统是一重要的组成部分，其直接关系到自动化系统的稳定性以及人们的生活环境质量。大量研究表明，建筑物的主要能耗形式是电气能好，电气设计工作打开展，需要充分用到电气节能降耗措施，这对于降低整个建筑物的能耗来说意义重大。
关键词：建筑电气设计；节能技术；应用
        引言
        在建筑设计中，建筑电气设计的重要性不言而喻，它是保障电力系统稳定运行的重要工作。其次，建筑电气设备会有着较大能耗，也是建筑系统内最重要的能耗来源。为响应节能环保理念，对电气设计进行强化，避免各能源的大量浪费是建筑行业应重视的重点。在能源短缺的大环境中，如何利用新型技术和材料，促使电气设计提高节能性是各电气设计师的重要工作，它具备着充分的研究价值。
        1建筑电气节能设计的基本要求
        1.1经济要求
        电气系统与经济效益息息相关，电气设计师需从实际需求出发，尽量避免不必要或过度设计的经济投资，使用绿色节能型设备，控制好电气施工中的各项费用，达到绿色经济。
        1.2能源要求
        在建筑电气中，能源是非常重要的，设计师应根据能源要求，排除引发能源风险的因素，按能源要求完善电气系统设计，以满足建筑工程在电气设计方面的能源要求。
        1.3消耗要求
        建筑电气中有非常多的能源消耗，设计师应考虑能源消耗的最低标准，不能随意减低能源消耗，在满足电气基本需求的基础上，采取降耗处理，既可满足建筑电气的高效运行，又可实现消耗控制，同时保证建筑工程质量。
        1.4建筑要求
        电气绿色环保节能的设计理念需要融入建筑系统中，是建筑整体的内在组成部分。部分建筑由于无法适应电气系统的节能处理，以此无法实现标准的能源节约，会出现能源风险。设计师需充分配合建筑要求，不断融合创新，达到完善建筑内的硬件环境。
        2建筑电气设计中节能技术措施
        2.1供配电系统的节能
        建筑电气设计应保障变电所中心位置和负荷中心尽量接近，以此对配电半径进行缩短，让线路损耗得到降低；针对用户需求，变电算位置的选择应参考线路功率损失量、有色金属消耗量，以促使用户在设备维护管理、节能降损等方面获得经济效益；从用电设备特征、负荷容量或供电距离等因素出发，节能设计供配电系统，促使供配电系统提高可靠性和便利性，保障其操作便捷；对变压器的容量、台数合理选择，以此对变压器灵活投入，并适应由季节变化带来的负荷变化，达成经济、安全运行的目的，避免因轻载运行导致的非必要性电能损耗；从建筑电气规定可知，供配电变压器的出口处应保持≤10%的电流不平衡度，干线、分支线首端应保持≤20%的不平衡度，性线电流应小于25%的额定电流；在供配电系统内，部分相电流较小，而部分相电流却和额定电流相近或超出额定电流，该类状况不仅会对变压器的安全、经济运行带来影响，也会降低供配电质量，让供配电线损成倍增加。因此在设计建筑电气时，应将三相不平衡度尽量降低，保障供配电系统实现节能设计，促使供配电节能目标得以实现。

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        2.2照明系统
        照明系统是建筑电气设计中的一个重点，因为照明贯穿于整个建筑使用过程中。照明环节的节能潜力非常大，所以可以采用的节能管控措施较为多样化，可以从以下几个方面入手，选择合适的光源和灯具。目前市场上的光源和灯具，选择比较多，但不同的光源和灯具其能耗大小是不一样的，主要考虑性能稳定，光源效果好，灯具可循环利用的，在电量对等的情况下，可以有更多的照明光量。比较有代表性的就是LED光源节能灯，但成本比较高，忽略成本因素，我们可以考虑同等价位性价比更高的荧光灯管，当然，对于光源和灯具的选择更多的是根据建筑实际需求而定，不同的建筑场合选择性不同，不能一概而论。对于商业公共区域，我们可以选择直管形荧光灯，这种灯光照效果比较好，覆盖范围较为广，能够最大程度上实现节源需求。小规模场所可以选择小功率的金属卤化物等，造价成本偏低，且照明效果相对来说比较理想。优化灯具的控制方式，灯具控制方式的不同所产生的能耗也是有差别的，公共区域的照明，我们可以采用统一调控的方式，集中化控制，然后分区、分组控制，在不影响正常照明的前提下，实现自动照明调控需求，灵活调控灯具照明，减少不必要的电量流失。在宾馆、酒店等区域，设置了很多常用电器，可以设置一个节能控制总开关，当用户需要使用该区域的时候再照明，实现多功能电源切换，降低电能损耗。在地下车库大面积区域，将照明配电箱放在车库入口，设置一个照明控制盘，通过回路操作控制开关闭合，这样可以使工作人员更好的进行管理，从而实现对能源的节能需求。
        2.3变压器的节能设计
        在建筑物电气设备中，变压器是不可缺少的装置，承载着转变电压的作用，这种转化方式是通过电磁来实现的，而在转化的过程会消耗能源则称之为电损耗。在用电负荷集中时，电损耗消耗能量更大。另外，变压器节能设计的改变（如适当增加变压线圈匝数、降低供电电流，减少功率速损耗等），都会产生空载损耗，因此在电气设计中要选择节能性较好的变压器，同时要充分考虑供电部门的要求，将对投资、年运行费用等合理分配选择相应数量、容量的变压器，重要的是达到高效低耗的目的。（1）合理选择变压器型号。变压器应选用低损耗高效率的干式变压器，变压器不低于SCB11型，可以大幅度地提高配电变压器的节能效率。（2）合理配置变压器。当变压器负载率在50%～70%时，变压器的运行效率最高。故应根据配变所供负荷的特点，计算负荷变化的范围，在同时考虑技术和经济两因素的前提下，合理地配置变压器的容量及台数，这既可减少基本电费和提高运行效率，又能降低变压器损耗。在导线截面一定的情况下，低压线路越长，损耗越大。因此，配电房应设置在的负荷中心；另外，应增加配变的布点，避免低压长距离供电。（3）采用无功补偿提高功率因数。配电变压器的效率不仅会随着输送有功功率的变化而变化，还会随着负荷功率因数的变化而变化。通常来说，当功率因数低时，变压器效率相应地也降低，此时应对变压器进行无功补偿，可以提高其功率因数，从而大大地减少无功功率在变压器上的传输，以及减少变压器上的损耗。一般情况下，在在功率因数较低时，会采用就地电容补偿或减少感性负载运行。（4）优化变压器运行。对于变压器低压侧网络来说，要合理配置负荷的分布情况，工作人员就需要依托负荷运行情况，及时地切换相关负荷开关，并积极改进和调整变压器的组合形式。这不仅能保证电气负荷供电的稳定性和安全性，还能也高效地降低并联变压器运行过程中所产生的电能损耗。
        结语
        建筑电气设计中的节能技术对于能源规划有着重要的作用，通过电气节能可以降低很多不必要的能源损耗。在电气设计中，应当遵循功能性、经济性、实用性原则，根据建筑工程实际需求进行合理的调控，将节能技术落实到实际项目中，做好相关准备工作，在提高工程施工水平的同时降低能源损耗率，实现建筑工程的可持续发展。
参考文献
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