关于建筑电气设计中节能的探讨

时间：2024-05-17

（广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司，广东东莞 523000）

关于建筑电气设计中节能的探讨

程国平

（广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司，广东东莞 523000）

近年来，随着我国经济发展到一定的阶段，国家越来越重视环保、节能减排问题，现在不再唯GDP论成败。“节能减排”列入了我国“十一五”规划纲要。建设资源节约型、环境友好型社会是建立和谐社会的必然选择。电能作为日常生活、生产中的重要能源，节约空间巨大。

；环保；节能；变电所

本人作为一名建筑电气设计师，在工作岗位中，也要响应国家的号召，作一点自己的贡献。为此根据以往的设计经历，对建筑电气设计中的节能方面作一点总结，跟各位电气设计同行交流。

一、变电所的设计中的节能

1 变电所应靠近负荷中心、变电所供电半径。有人觉得把变电所半径放大一些，可以减少变电所的数量，好像更省一点。而实际变电所数量减少但设备基本不会减少（计算负荷是一定的，变压器和低压屏总数不变，只是高压进出线柜略有减少），但会增加低压电缆的长度，造价增加，电缆压降会增加，损耗增加，运行费用相应也增加。

2 变电所布置应尽量紧凑，在满足规范的情况下，少占建筑面积，特别是占车位等有效面积。这就能为业主节省土建成本。

3 负荷计算应尽量合理准确，适当留有裕量；如果计算小了，电缆设备发热，不安全也不舒适，线路压降增大，损耗增大。运行费增大。如果计算大了，设备和电缆投资都将增大，变压器负载系数低，变压器损耗也增大，固定投资和运行费用都增大了。

4 变电所设备应尽量布置合理，高压配电房、变压器房、低压配电房、发电机房的高低压电缆、母线布置应顺序布置，减少交叉，合理减小电缆及母线的长度能既减少损耗（运行费用）又能减少固定投资费用。

5 功率补偿。为了减少因无功功率的传输引起线路的有功损耗，宜在变配电房设电容器租集中补偿，并根据负荷容量的波动自动投切。末端设备也尽量选用功率因数较高的产品，容量较大的设备可以考虑单独就地补偿，以减少线路损耗。

二、变压器节能

变压器的损耗包括有功损耗（铜损）和无功损耗（铁损），当两者相等时，变压器的损失率达到最低，由此计算出的有功经济负载系数约为0.5～0.6，在设计工作中，考虑到我们的计算负荷是按需要负荷（即半小时最大负荷）来计算，放在一天24小时里，可能只有少部分时间变压器的负载系数在0.5～0.6，大部分时间是低于这个值的。直接用来计算变压器容量就太保守了，损失率较大。负载系数取0.7～0.8就比较就既节能利用率也较高。

在设计中应尽量避免选择单台变压器，选两台或以上变压器，可以在用电低谷时关停一台或几台，而且供电可靠性也可以提高。或者选择单台调容变压器也能实现一样的节能效果。

变压器类型的选择对节能也有重要的意义。应优先选用低能耗的变压器，比如可以选用新S9系列、S11卷铁芯系列低损耗变压器。

三、开关及电缆设计

负荷计算应准确，根据计算电流选开关时不要留过大的裕量。有的设计人员在上一级电箱的出线开关比下级电箱的进线开关大一级，相应电缆截面就增大。这种情况如果上级开关用断路器，下级开关用负荷开关，整定电流取同一级，就可以不用加大电缆，节省固定投资费用。

四、电机节能

1 选用高效电机。风机水泵均选择国家公布推荐的节能产品，不用淘汰的高能耗、落后的产品。

2 电机的控制。（1）选用双速风机、水泵，可以在不同工况下运行，节省电能。（2）合理选择调速方式。常见的交流调速方式有调压调速、电磁转差离合器调速、绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速、绕线转子异步电动机串级调速、变级调速、变频调速。随着微电子技术的发展，变频调速的技术越来也成熟，成本已慢慢降低，这种高效调速技术运用越来越广泛。（3）控制方式的运用。听一个业主讲了这样一个例子，有个项目的地下室电房送排风系统，按规范通风专业设计了消防和平时兼用的送排风机各一台，功率分别为3kW、4kW。但是甲方反映电房温度很高但基本都不开这套风机，原因是运行费用太高。如果全开每月开销要约4500元（7×24×0.9×30）。这样开风机太耗电，不开又电房温度又太高。后来甲方要求设计在各房间往走道或车库的外墙上各加了台小功率轴流风机和防火阀，总功率一千多瓦。这样电费降了很多，但夏天用电高峰时，电房温度依然偏高。而且热量转到走道和车库也影响了车库的环境。其实设计时只需在原来的送排风系统控制箱中加上温控器，在电房中设置温度传感器，温度超过规定值时风机开启，温度降到一定值时关闭。这样在基本不增加成本的情况下解决了能耗高的问题，而且能满足用电高峰时的温度要求。

五、照明节能

1 照明方式。照明方式分为一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明。应根据不同的场合选择不同的照明方式。比如有的场所其工作面对照度很大但密度很小，只通过一般照明来满足其照度要求，会固定投入很大，且耗能太大，如果用混合照明就能既满足局部照度要求，又经济节能。

2 照度设计合理。照明规范中要求各类场所和房间的维持平均照度不低于其规定的照度标准值。有的工程师在设计过程中，就认为只要不低于规范的标准值就行，就把照度设计比标准值高很多。特别是有些豪华场所，业主也片面要求加大照度。这样既不节能视觉也不舒适。有些场所在规范中没有列出，可以选择规范中列出相类似的就可以满足要求，一般设计不超出规范规定标准值的10%。

3 光源的选择。应选择光源效率高、显色性好、使用寿命长的灯具。比如稀土三基色荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯、LED灯等都是节能型高效光源。尽量避免选择白炽灯等低效光源。

4 灯具电器附件的选择。镇流器应选择节能电感型或电子镇流器。不应选择功耗大的电感镇流器。气体放电灯配有容量较大电感镇流器时，需增加电容器补偿，以满足设计的功率因数要求。

5 灯具回路的布置及控制方式。每个回路灯具的数量不光是满足规范要求。应根据不同场所、不同功能分开。大面积房间或场所灯具布置，相邻的灯具宜分布不同回路，可以做到均匀的开1/2或1/3灯具。比如靠外窗的灯具宜选择独立的回路，在室外光线满足的情况下关闭。楼梯间、前室等公共场所可以选择红外感应开关或声光控开关控制。路灯景观灯回路宜设置时间控制并设置平时模式和节假日模式，以达到节省电能的目的。

6 对太阳能丰富的区域，可以在适当的区域设置光伏太阳能电池板，供应部分建筑内的公共区域照明。

7 光导照明，可以完全不用电源和电缆，将室外阳光通过反射、折射的光学原理引入室内，替代部分传统灯具。

六、配电设计中计量表的设置

一般住宅、商业供电部门都要求一户一表。在一些公共用电方面，比如住宅小区的公共用电，很多情况下是设置独立的变压器，只设置了总计量，供电部门按总计量表收总电费。从物业公司管理的角度来讲，需要设置的更细致一些，比如各栋公共照明、电梯、风机、水泵等。设置这些计量表的目的在于物业管理公司统计各栋各设备耗电情况，作为采用节能管理措施的参考，以提高管理水平。

七、建筑设备监控系统的设计

对于大体量、超高层、综合体建筑，内部有大量的电气设备。这些设备数量多，成百上千，分散在各个角落。如果靠人工分散管理工作量难以想象。建筑设备监控系统采用实时采集、计量各设备的相关数据，进行分析处理，并自动控制、监视、测量。通过计算机管理系统，管理软件具备自学习功能。可以及时掌握各电气设备的运行状态和能量变化情况，能大量节省人力、物力和能源。