建筑电气节能设计要点分析

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　　摘要：本文从国内外建筑电气节能设计规范化管理出发，从建筑设计所包括的照明、供配电系统、变压器选择、线路损耗等多方面，对电气节能进行了分析。
　　关键词：建筑 电气节能 设计
　　1 引言
　　我国是一个能源消耗大国，不仅能源相对短缺，而且利用率极低。特别是在我国的建筑行业，建筑能耗中建筑电气的能耗占有相当大的比例，因此，对我国的建筑电气提出节能设计的要求，贯彻并执行实用、经济、先进的设计原则就显得尤为重要。建筑电气节能设计既是我国国民经济发展的一项长远的战略方针，也是利国利民，造福千秋万代的工程。
　　2 国外建筑节能研究状态
　　石油危机爆发后，各国政府都对包括建筑行业在内的节能事业给予了充分的重视。2005年美国政府颁布的《2005能源政策法》即对建筑节能的设计方法、仿真技术等做出了新规定；加拿大1989年颁布的《国家建筑节能规范》，在对建筑物设计总能耗进行必须满足规范要求的最低要求规定的同时，鼓励设计人员采用新技术的创新思路和设计思想；德国在2006年发布实施的《建筑节能规范》中明确规定，建筑物和用能设备是一个不可分割的整体，要求在建筑设计阶段，各专业设计人员应协调配合，通过整体设计科学、合理地节能。
　　此外，国外发达国家将计算机模拟仿真技术成功地运用于建筑电气节能设计，极大地推动了建筑电气节能设计的技术进步，同时也减轻了节能设计人员的负担。早在20世纪70年代，美国就开发出著名的两大建筑模拟程序：EnergyPlus和DOE.2，其中EnergyPlus，在动态模拟领域享有盛誉；而DOE.2则是公认的对建筑能耗的分析结果最为准确的软件之一。欧洲对此的研究始于同期，其具有代表性的软件是英国的ESP.r、Energy2，瑞典的BKL、JULOTTA，法国的CLM2000等半个世纪以来，在建筑电气节能设计领域广为应用。
　　3 我国建筑节能研究现状
　　与发达国家相比，我国的节能降耗工作起步较晚。我国是个能耗大国, 建筑能耗约占社会总能耗三分之一的统计数字表明了建筑节能的迫在眉捷，而建筑节能的重要组成部分是建筑电气节能，建筑电气节能设计是一项专业性、技术性很强的工作，工程设计中如何利用建筑电气节能技术，降低建筑结构的能耗，做到在保证电气系统安全可靠和正常运转的前提下，既减少投资和能耗，又能有效地缓解电力供需，实现中央提出的建设“节约型”社会的目标, 日益成为电气设计工作者深入研究的亟待解决的问题。
　　为发挥设计在节能建筑中的作用、不断提高各地区各类建筑节能设计水平，我国先后出台了GB 50034-2004《建筑照明设计标准》、GB 50189-2005《公共建筑节能设计标准》等多部强制性国家标准以及发布实施了《北方寒冷地区建筑节能标准》、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》和《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》等多项行业标准。
　　据统计，在我国每年最新建成的建筑群中，能够达到国家强制性节能标准的仅仅占到总建筑数量的10%～15%，而高能耗建筑占据80%以上。建筑高消耗所造成的能源负担的加重以及所带来的环境污染，严重地制约了我国的可持续发展。
　　4 建筑电气节能设计的原则与要点分析
　　4.1 建筑电气设计节能的原则
　　建筑设计中，建筑电气节能应坚持的三个原则如下：
　　4.1.1建筑物功能的满足
　　建筑电气节能设计应将充分满足和完善建筑物功能要求为前提，即满足建筑物的采光、照明、空调的舒适性温度及新风量要求以及运输通道的畅通无阻，对于娱乐场所必须满足的电气设施电力用电、展厅工艺照明等特殊工艺要求，设计时应给予充分的考虑并达到技术指标，避免为过度达到节能效果，刻意控制电气用材、致使建筑物的功能无法满足而导致的质量事故的发生。
　　4.1.2考虑实际的经济效益
　　建筑电气节能设计既应考虑技术先进又要贯彻经济合理，避免因节能需要而增加运输等消耗投资和费用，而是将所增加的投资与未来的几年内通过节能减少下来的费用进行核算和评估，切忌盲目节能。
　　4.1.3 节省无谓消耗的能量
　　节能应以节省无谓消耗的能量为主。首先对与建筑物功能无关的能量消耗有一个正确的判断，再充分考虑所采取的节能措施。如变压器的功率损耗、传输电能线路上的有功损耗等，理论上均为无用的能量消耗。在节能新设备的选用上应体现慎重，应在对其性能、原理和技术参数理解和了解的基础上，选定设备。
　　4.2 建筑电气节能设计要点分析
　　4.2.1照明节能设计要点
　　a) 照明节能设计以在不降低照明质量的前提下，减少回路中的能量损失为原则，设计时应注意：
　　b) 严格执行GB 50034-2004《建筑照明设计标准》国家标准，根据场所视觉要求，选择经济合理的照度。
　　c) 充分利用自然光和将导光和反光装置引入室内进行照明的方式既是绿色环保的要求，也是最有利于人体健康的照明方式。
　　d) 在对技术和经济分析进行比较的基础上合理选择光源。本着不同场所选择不同的光源的原则，根据房屋高度较低、而照明要求高低的办公室选择光源。
　　e) 在满足配光要求的条件下，优先选用清理和更换容易的灯具、电子型镇流器和节能型电感镇流器。
　　f) 采用合理的照明控制方式，如节能控制型总开关自熄开关等可达到照明节能的目的。
　　g) 优先选用发光二极管（LED）新型光源。LED作为绿色光源，具有巨大的节能潜力。
　　4.3 供配电系统节能设计要点
　　4.3.1变压器的合理选择
　　配电系统的基本设备是变压器。电气设计人员应对变压器的构造和性能以及市场新品研发情况有足够的认识，设计时应选择节能型高效低耗的变压器，此外还应对变压器容量和使用台数、负荷运行的时间性变化、供电线路的长短等进行综合设计和选配。
　　4.3.2 降低线路损耗。
　　线路损耗与线路的长度和负载密切相关，降低线路损耗应注意以下几点：
　　a) 尽量选用电阻率较小的铜导线。
　　b) 合理选择线路的路径，尽量避免电线走弯路。
　　c) 负荷中心应靠近配电房。
　　d) 合理选择导线截面。如线路较长，应在满足电流及电压降要求的情况下适当放大导线截面。对于环形供电方式采用闭式网运行代替开式网运行，也可明显降低线路的损耗。
　　e) 提高电压等级。当传输线路的电压提高时可降低耗能，因此应采用高压传输。
　　4.4 动力设备系统的节能设计
　　提高电动机的效率和功率因数，可减少电动机的电能损耗。选用高效电动机、避免大马拉小车现象、对电动机无功部分采取就地补偿、采用调速电机等方式都可以达到节能降耗的目的。
　　4.5 空调系统的节能设计
　　空调系统的能耗占建筑总能耗的一半以上，具有巨大的节能潜力。设计时，应对空调系统的选型及控制模式进行优化设置，使设备处于最佳运行状态的同时，充分挖掘系统节电潜能，达到节能的目的。
　　此外，太阳能光伏系统设计、抑制谐波等也是以实现电气系统节能的有效的设计方法。在建筑电气设计中，鼓励控制技术、网络通信技术等新技术的推广和应用。建筑设备监控系统的使用，可对制冷机组等设备的运行状态进行监控和控制，使各种设备处于最佳运行状态，实现最大限度的节能。
　　5 结论
　　建筑电气节能设计潜力巨大，设计中应精心考虑和评估，在安全可靠的前提下，合理配置建筑节能设备，采用成熟并有效的节能技术，为节约型社会做出应有的贡献。

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