探討建筑電氣節(jié)能設(shè)計

劉暉

一、建筑電氣節(jié)能設(shè)計的基本原則

既然建筑電氣節(jié)能設(shè)計的目的是節(jié)省電能的消耗，降低運行費用。那么在設(shè)計中該如何做，遵循哪些原則，才能實現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)呢？概括起來主要有以下幾點：

1.必須遵照國家的相關(guān)節(jié)能規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，來確定本工程的電氣節(jié)能設(shè)計內(nèi)容。設(shè)計時，首先要根據(jù)本工程的工程概況，依據(jù)國家的相關(guān)節(jié)能規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，尤其是《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189、《民用建筑綠色設(shè)計規(guī)范》JGJ/T229等規(guī)范的相關(guān)條文規(guī)定，確定出本工程的電氣節(jié)能設(shè)計內(nèi)容。

2.采用科學(xué)合理的電氣技術(shù)方案。例如：對于超市、商場及人流較大的場所，由于其照明用電量非常大，各場所的業(yè)務(wù)功能不同，且對照明質(zhì)量的要求也較高，所以在照明方式和照明種類的選定方面，就應(yīng)該根據(jù)不同場所的具體情況，在一般照明、局部照明、混合照明、重點照明等照明方式中，合理地進(jìn)行選擇和組合；并需恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置疏散照明、安全照明、備用照明等種類的照明，從而保證各場所照明的功能、質(zhì)量、安全性和可靠性。再比如：若設(shè)計的照明配電方案不合理，使照明負(fù)荷在電源A、B、C三相中的分配出現(xiàn)嚴(yán)重不平衡，就會在工程投入使用后，造成電能的大量浪費，從而與節(jié)能的目標(biāo)背道而馳。

3.選用技術(shù)先進(jìn)、高效節(jié)能的電源及配電裝置。首先，電源是保證配電系統(tǒng)正常運行的根源，在選擇交流電源的變壓器，直流電源的發(fā)電機或蓄電池時，應(yīng)使其技術(shù)先進(jìn)、高效節(jié)能、結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠。其次，在選用配電裝置，如開關(guān)設(shè)備、控制電器、無功補償?shù)妊b置方面，均應(yīng)在同類產(chǎn)品中選用壽命長、性能高、并且諧波含量、噪音、電磁干擾等指標(biāo)均滿足限值要求的產(chǎn)品，使之既能準(zhǔn)確、可靠地保證系統(tǒng)安全運行，又高效、節(jié)能、環(huán)保。

4.盡量減少配電線路的電壓和電能損耗。首先，應(yīng)充分利用放射式、樹干式配電方式各自的長處，優(yōu)化設(shè)計配電線路，避免不必要的環(huán)繞線路，杜絕電源回送，使供配電線路最短；其次，應(yīng)根據(jù)工程實際，盡量選用電阻率低的電纜或?qū)Ь€材料（通常銅芯比鋁芯線纜優(yōu)越）。從而減少配電線路上的電壓和電能損耗。

5.科學(xué)地選擇用電設(shè)備和電器。所選的用電設(shè)備和電器應(yīng)節(jié)能、高效、安全、可靠；還應(yīng)符合建筑環(huán)境（如用戶對污染、噪音、美觀、舒適等因素）的要求。比如：選用電能利用率和功率因數(shù)高的電力設(shè)備；選擇效能高的照明光源和燈具；還應(yīng)使所選電氣設(shè)備及輔助裝置的諧波含量符合限值要求，并且噪音低、無毒、無有害輻射等。

6.采用先進(jìn)的控制方式。例如：對非消防類的風(fēng)機、水泵等電力設(shè)備采用變頻控制；對照明燈具采用聲光控制、分組控制、智能化自動控制等方式，來控制利用和節(jié)省電能。

二、電力配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

電力配電系統(tǒng)是給建筑內(nèi)的動力用電設(shè)備提供電力的系統(tǒng)。例如：給建筑內(nèi)的電梯、空調(diào)、消防、各種泵和風(fēng)機、以及移動式電動工具等用電設(shè)備配電的系統(tǒng)。動力用電設(shè)備的特點是：單機用電功率大，有較大的無功消耗，啟動電流大，它們工作時可能造成供配電系統(tǒng)的電壓波動、諧波干擾及電磁干擾。為使電力配電系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)要求，在設(shè)計時，除應(yīng)滿足電氣節(jié)能設(shè)計的基本原則外，還應(yīng)具體做好以下幾點：

1.科學(xué)地選擇用電設(shè)備。認(rèn)真地研究建筑功能，選用工作特性與建筑功能相適應(yīng)的優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能的用電設(shè)備和配電裝置。

2.精確的負(fù)荷計算。對用電設(shè)備的系統(tǒng)進(jìn)行精確的負(fù)荷計算，給建立合理、簡潔、節(jié)能、高效的電力配電系統(tǒng)提供科學(xué)的依據(jù)。在負(fù)荷計算時，應(yīng)注意精確合理地選擇各種指標(biāo)、參數(shù)。其中，設(shè)備功率、負(fù)荷系數(shù)、計算系數(shù)、無功補償?shù)戎笜?biāo)參數(shù)，對計算結(jié)果影響較大，選用時務(wù)求精準(zhǔn)。

3.合理的無功補償。系統(tǒng)過大的無功分量會造成電能浪費，必須設(shè)置無功補償裝置來降低無功損耗；但過度補償又會造成投資浪費。所以，必須精確計算無功補償功率，恰當(dāng)?shù)剡x擇無功功率補償裝置。

4.有效地抑制諧波干擾。對非線性負(fù)荷的電力設(shè)備，要注意諧波干擾問題。應(yīng)選擇諧波限值低的合格產(chǎn)品，或采取諧波治理的技術(shù)措施，以減輕其電力能耗，防止產(chǎn)生噪聲、震動或影響系統(tǒng)安全運行。

5.正確地配置附加啟動設(shè)備。小容量的電力設(shè)備啟動電流小，可直接啟動；大容量的電力設(shè)備，必須配用啟動器來限制過大的啟動電流，降低電能損失、控制電壓波動、防止設(shè)備過熱而損壞。

三、電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

電氣照明系統(tǒng)設(shè)計，可分為建筑電氣照明設(shè)計和建筑電氣照明配電系統(tǒng)設(shè)計兩部分，其節(jié)能設(shè)計也對應(yīng)地有兩部分。建筑電氣照明配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計要點，也遵循電氣節(jié)能設(shè)計基本原則，并與前面所述電力配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計的前四項內(nèi)容基本相同，這里就不再贅述。建筑電氣照明的節(jié)能設(shè)計應(yīng)做到以下幾點：

1.合理地選擇照明指標(biāo)、參數(shù)，正確地進(jìn)行照明計算。根據(jù)工程概況，恰當(dāng)?shù)剡x用建筑照明設(shè)計規(guī)范（如《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50034等），用以確定建筑內(nèi)各場所的照度標(biāo)準(zhǔn)、眩光值、顯色指數(shù)、功率密度等照明技術(shù)指標(biāo)；再經(jīng)過各項正確的照明計算，來滿足建筑內(nèi)相應(yīng)場所的照明質(zhì)量要求。

2.正確地選用照明光源和燈具。根據(jù)照明計算結(jié)果，恰當(dāng)?shù)剡x擇適合指定場所的照明光源和燈具。所選照明光源和燈具的效能，直接影響著照明的節(jié)能效果，通常：普通建筑盡可能選用緊湊型熒光燈或其他高效熒光燈；對于某些特殊的建筑，比如商場、博物館、體育館、高大廠房等空間大、顯色指數(shù)要求高的場所，可選用鹵鎢燈、高壓鈉燈等高效氣體放電燈。隨著科技的迅猛發(fā)展，節(jié)能效果比傳統(tǒng)光源高80%以上的LED照明燈，目前已在市場中大量應(yīng)用，并且將有更廣泛的發(fā)展空間。

3.采用科學(xué)的建筑電氣照明控制。建筑電氣照明控制，是以節(jié)約用電和適用為宗旨，配合建筑內(nèi)各場所的天然采光狀況，恰當(dāng)?shù)乜刂茍鏊鶅?nèi)的建筑電氣照明，來滿足該場所的照明需求。建筑電氣照明的控制方式多種多樣：有單燈控制和分區(qū)、分組控制，有人工控制和自動控制，有分布控制和集中控制等。具體采用何種方式，應(yīng)與場所的具體特征和需求相適應(yīng)。比如：對同一場所內(nèi)，因自然采光狀況的差異，電氣照明采用單燈或分組控制；對賓館的客房，除冰箱插座電源獨立外，其它電源設(shè)總開關(guān)并由門鎖聯(lián)動控制，在客人離開時，聯(lián)動斷開客房總電源；對照明有固定時間和照度要求的場所，采用定時控制方式；對人流少、照明需要時間短的場所，像住宅樓的走道、樓梯間，采用自熄式聲光定時控制；對建筑面積大、功能復(fù)雜、人流量大的大型公共建筑的各場所，采用智能自動化集中控制等。智能自動化集中控制，是利用科學(xué)的智能化技術(shù)，對建筑內(nèi)各種場所需求的照明，由控制中心進(jìn)行智能的自動優(yōu)化管理控制。它最能保證各場所的不同照明質(zhì)量要求，同時又能節(jié)省電能和降低運行費用，是建筑電氣照明控制不斷追求和發(fā)展的方向。

四、注意事項

進(jìn)行建筑電氣節(jié)能設(shè)計時，在做好上述節(jié)能設(shè)計措施的基礎(chǔ)上，還需注意下列相關(guān)事項：

1.建筑電氣的各種電源，不應(yīng)跨越本工程內(nèi)的建筑防火分區(qū)供電。

2.建筑電氣設(shè)計時，通常，電力與照明等其他負(fù)荷宜共用電源變壓器。但若電力設(shè)備的運行，對照明等其他負(fù)荷產(chǎn)生較大的沖擊干擾，影響這些負(fù)荷的正常運行或壽命時，則應(yīng)獨立設(shè)置電力系統(tǒng)的電源變壓器。

3.妥善做好防雷、接地、抗震等各項設(shè)計。

五、結(jié)語

為提高建筑電氣節(jié)能設(shè)計效果，設(shè)計時，要依據(jù)現(xiàn)有的相關(guān)設(shè)計規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，結(jié)合本工程的具體情況，從電源、配電裝置、控制裝置、配電線路到用電負(fù)荷，都充分采用與其相關(guān)的各項節(jié)能技術(shù)措施，就能設(shè)計出完整實用的建筑電氣節(jié)能工程。在工程投入運行后，就能獲得良好的社會效益和經(jīng)濟效益。