公共建筑电气设计的节能措施探析

公共建筑电气设计的节能措施探析

张宇浩

沈阳国际工程咨询中心辽宁110014

摘要：经济水平的不断提升，社会的不断进步，促使我国公共建筑事业取得了令人瞩目的成绩。在公共建筑设计中，建筑电气设计是一项极为重要的工作内容。目前全球面临着能源危机日趋紧张的局面，节能已经成为了全世界共同关注的重要课题。建筑电气节能作为建筑节能的重要组成部分，其对于提升整体建筑的节能水平发挥着十分重要的作用。基于此，笔者结合工作实践，就公共建筑电气设计中的节能措施进行一定的探讨。

关键词：公共建筑；电气设计；节能措施

公共建筑涵盖范围较广包括商业建筑、办公建筑、通信建筑、科教文卫建筑等，由于公共建筑的数量巨大，所以能源浪费现象也最严重，但同时也存在着较大的节能降耗空间。公共建筑节能不仅能够大大地降低建筑能耗量，提高了能源的利用效率，还能够提高人们的生活和工作水平。

一、公共建筑电气设计过程中存在的问题

（一）配电系统设计中存在的问题

在进行公共建筑电气设计的时候，需重点关注变配电房的选址问题。在实际设计过程中，部分设计人员将变电所设置偏离了负荷的中心，导致供电的半径增大，进而引发线路的损耗相应增加。同时不合理的选择变压器的型号。例如选择有功损耗较大的变压器，并安排不合理的负荷，造成不必要的电能损耗。在配电系统方面，由于配置了不平衡的电能，不仅会增加线路和变压器的电能损耗，同时还会导致零序电流的产生，严重威胁到用电设备的安全运行。此外，伴随着公共建筑中不断增多的电子设备和电器设备，3次及以上的奇次谐波越来越多，不仅增加了供电线路的附加损耗，还严重的污染了共用电网，影响到电气设备的正常运转。因此在电气设计时需尽量减少或者消除奇次谐波。

（二）照明系统设计中存在的问题

公共建筑不可或缺的一项电气设计就是照明设计，在照明设计中依然存在诸多问题。例如不重视照明节能设计。照明能耗在建筑能耗占据相当大的比重，据相关研究显示，2012年我国的总用电量达到5.15万亿KW，照明用电占据总用电量的12%，也就是6180亿KW，这显然是一个相当庞大的数字。由此可见，照明节能已经刻不容缓。部门部分设计人员由于缺乏足够的光源产品知识，未在图纸上注明相关参数，导致建材市场上大量充斥着6000k以上的高色温、低显色指数和低光效的荧光灯。此外不同的场所对于灯具的防护等级、亮度限制级噪音限制等有着相应的规范，若在具体设计时不对这些因素加以考虑，不仅无法实现既定的照明目标，还会导致大量电能的浪费。

（三）公共建筑能耗计量、管理问题

伴随着经济水平的不断提升，城市化进程的不断推进，大型的民用建筑日渐增多，同时也带来了日趋严峻的能源消耗，并凸显出强烈的电能依赖性。目前在国家大力推行低碳节能减排的方针政策下，采取分项计量电能就显得尤为必要。采用能耗的分项计量，通过搭建建筑能耗的分析平台，通过数据的采集和分析，能够为后期的电气节能设计提供重要的参考依据。所以在电气设计中，不能够将不同用途的负荷混合同回路配电。

二、公共建筑电气设计中的节能措施

在公共建筑中，电气设计的节能与能源利用主要包括照明节能、能耗管理和节能电力设备的选用和低压配电电源质量等几个方面。

（一）照明节能要点及节能技术措施

1.节能要点

对于公共建筑中照明节能设计时需注意以下要点：第一，合理选择光源和灯具。需依据公共建筑的照明目的来合理选用光源及灯具；第二，照度及年龄。在辨认文字的时候，年龄越大则需要越高的照度。照度的确定不仅要综合考虑使用目的和用途，还应该综合考虑到使用人的年龄状况；第三，荧光灯的光通量和环境温度的关系。通常将荧光灯的使用环境温度设置为20℃，以便于获取最高效率的使用效果；第四，照明设备的减光因素。如果不做好照明设备的维护工作，不仅影响到日常的工作及安全，还会导致电能的浪费。因此需重点分析设备的减光因素，一般有灯射出的光通量的减退，灯具变脏带来的光通量减退，天棚和墙壁造成的减光等三个主要原因。基于减光因素分析的基础上，做好相应的维护工作，确保照明设备的正常运行。

2.建筑照明节能技术措施

第一，选用高效长寿命的光源。照明节能的首要因素就是光源，而光源及节能又取决于发光的效率。高效的光源主要指的是气体放电等。低压气体放电灯的主要代表为荧光灯，高压气体放电等的主要代表为高压钠灯及金属卤化物等；第二，选用高效节能的照明灯具。灯具的主要功能在于合理分配光源辐射的光通量，并满足环境及作业的配光要求，同时不产生眩光及严重的光幕反射。因此在灯具选择方面，不仅要考虑环境光分布及限制眩目，同时还应该考虑到灯具的效率；第三，选用高效节能的照明电器附件。镇流器的选择应符合照明标准的3.3.6条规定，即荧光灯应配用电子镇流器或节能电感镇流器；对频闪效应有限制的场合，应采用高频电子镇流器；金属卤化物灯、高压钠灯应配用节能电感镇流器，在电压偏差较大的场所，宜配用恒功率镇流器；功率较小者可配用电子镇流器。从普遍节能角度出发，一般优先选择电子镇流器，其次为节能型电感镇流器。

（二）能耗管理

公共建筑电气节能设计中还需要做好能耗管理工作，也就是采取分项计量电能的技术措施。依据住房和城乡建设部颁布的《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》，将分类能耗数据采集的指标划分为6项：即电量、水耗量、集中供热耗热量、集中供冷耗冷量、燃气量（天然气量或煤气量）、其它能源应用量，如集中热水供应量、煤、油、可再生能源等。同时将分类能耗中的电量划分为四个分项，主要有照明插座用电、动力用电、空调用电及特殊用电等。在具体设计的时候，需分开计量照明插座的用电量、空调的用电量、电梯水泵的用电量、厨房餐厅的用电量及信息机房的用电量等。针对使用集中光伏发电的，可以集中计量电能后进行使用或者并网处理。

（三）节能电力设备的选用和低压配电电源质量

第一，供配电系统的节能设计。依据负荷容量、供电距离、分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，使系统使用可靠，操作方便；第二，变压器的选择。变压器选用低能耗、低噪声、过载能力强的节能型变压器，以减少损耗、

提高电能质量；各个变压器的设置应尽可能地减少空载运行，对于季节性负荷单独设置变压器；第三，减少线路损耗。由于配电线路有电阻，有电流通过时就会产生功率损耗。工程中尽量选用电阻率ρ较小的导线，如铜芯导线较佳，铝线次之。此外，以导线长度最短为目标，在设计中线路应尽量走直线少走弯路。截面积变大，对于较长的线路，在满足载流量，热稳定，保护配合及电压降要求的前提下，在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用，由于节约能耗而减少了年运行费用，综合考虑节能经济时还是合算的；第四，提高供配电系统的功率因数。配电系统中设置电容器进行无功补偿。补偿后配电系统的功率因数达到0.9以上。总之，优化配电系统，降低线路损耗；合理安排三相上的负荷容量，基本做到三相平衡供电。

综上所述，伴随着社会经济的不断发展，我国的公共建筑事业得到了广阔的发展前景。在公共建筑中，电气设计具备极大的节能潜力。因此作为设计人员，需结合公共建筑的具体使用功能及特点，合理设计照明节能、强化能耗管理，并优化供配电系统，降低线路的损耗等，最大限度的实现电气节能。只有这样才能实现公共建筑电气功能上的多样性，才能让公共建筑电气更好地造福人类。

参考文献：

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[2]周双.公共建筑空调系统的节能设计与优化管理[J].江西建材，2015，17

[3]张巧云.绿色建筑电气设计若干思考[J].中外企业家，2015，06