民用建筑电气节能设计研究

随着我国经济的持续发展，能源短缺问题已经越来越突出，在我国的“十一五”发展纲要中，就把“节能减排”作为一个主要的约束性指标进行实施。除了工业方面的节能减排工作以外，民用建筑作为建设工程领域的重要组成部分，它的节能工作与每个人息息相关。在民用建筑的节能工作中，除了提倡使用清洁能源之外，最主要的还是在建筑的设计阶段和施工阶段，进行规范的节能设施的建设。这其中最主要的就是建筑的电气系统，它的节能设计和建设，对整个建筑的节能工作起到了决定性的作用。

1供配电系统的节能分析

供配电系统的节能主要是在满足电能的使用前提下，通过减少供配电设备本身的能耗来实现节能。为了达到这一目的，除了使用节能设备之外，还有就是要考虑整个配电系统的合理性，以采取行之有效的方法来减少设备能耗。供配电系统损耗主要是由线路损耗和变压器损耗两方面构成的，而依照损耗的变化情况，又可以细分为固定损耗和可变损耗两种。固定损耗主要是线路上的电器介质损耗和变压器的铁损，损耗大小跟整个系统的频率和电压相关，并且只要接通电源，固定损耗就会一直存在。所以降低固定损耗的方法就是选择合适的节能设备。可变损耗又可以称为铜损，是电流通过变压器和导体的时候所产生的损耗，它的大小与线路的阻抗有关。因此想要降低可变损耗，主要是通过降低线路阻抗来实现这一目的。

2供配电系统的节能措施

2．1合理配置系统变压器的容量和台数

实现系统变压器的容量和台数的合理配置，主要是通过负荷计算实现的，它是整个供配电系统中用来确定变压器的容量和台数的主要依据。根据我国的用电水平和相关标准，各类建筑类别的变压器的容量和台数应该按照《全国民用建筑工程设计技术措施—节能专篇》中的规定指标进行。变压器装配指标如表1所示。

2．2减少低压线路长度

减少低压线路长度，能够降低系统的线路损耗。而要实现这一目的，首要的就是要将变压器设置在负荷中心，并尽量采用高压线路。在一些民用建筑选择供电中心时，设计者往往只从减少设备房的面积、管理方便或者是减少投资等方面进行考虑，这样造成的结果就是供电中心的变压器容量大、台数多，不仅造成管理困难，而且也形成了能源浪费。

3照明系统的节能措施

照明系统是民用建筑工程中不可或缺的一部分，因此，实现民用建筑工程照明系统的有效节能是建筑节能工作中的决定性因素之一，而实现照明系统的节能工作，主要可以从以下几个方面入手。

3．1采用合理的照明灯具

选用高效的节能灯具是实现照明系统节能的手段之一，因为节能灯具的发光效率更高，可以实现电能的利用最大化，下面就对比白炽灯、节能灯和LED灯的功率大小和成本，以此来说明节能灯具选择的重要性。在不同的建筑场所中，灯具的选择也应该合理。比如在商业类的建筑中，为了实现有效节能，在一些楼层不高的场所中，应该使用直管型荧光灯;而在一些楼层较高的场所中，可以选择高压钠灯或者是大功率的细管径荧光灯。在居住类的建筑中，应该采用紧凑型荧光灯，不仅节能而且光通量是普通白炽灯的5倍，并且LED灯也开始逐渐由室外装饰照明发展为家用照明，所以还可以使用更加节能的LED灯。而在一些公共场所中，应该选择更加耐用的日光灯或者是荧光灯。除此之外，一些户外场所需要发光率更高的灯具，所以高压钠灯是很好的选择。

3．2更加科学的灯具控制方式

根据不同的建筑场所，灯具的控制方式也应该不同，但是总的原则是科学合理，避免造成能源浪费。在走廊、楼梯间等公共场所的照明，应该采用集中控制，或者是按照建筑的自然采光和不同季节，来进行合理的分区和控制。在较大的公共场所中，也应该采取集中控制的方式，方便人员管理。而像酒店宾馆的客房电源就应该设置成节能控制型的总开关，以保证旅客离开后客房能够自动切断电源，避免了电能浪费。

3．3使用智能灯光节电器

智能灯光节电器主要是利用微电子技术对照明系统的电能质量进行优化处理，它是在不影响照明设备正常使用的前提下，输出一个最优照明度，以实现节约用电和延长照明设备的使用寿命的目的。根据我国变配线路长，距离远的现状，为了减少输电线路中的损耗，供电部门的初始供电电压都高于额定电压，这样才能保证供电线路末端能够达到额定电压，但是过高的电压不仅会缩短设备的使用寿命，而且还会产生额外的电费开支，因此使用智能灯光节电器就非常有必要。

4配电线路的节能设计

在经济条件允许的情况下，配电线路一般推荐高导电率的导体，也就是铜芯电线比铝芯电线更好。因为铝芯电缆的电阻率比铜芯电缆约高1.68倍，因此铜芯电线比铝芯电线允许通过的最大电流高30%左右。并且由于铜芯电线的电阻率低，在同截面流过相同电流的情况下，铜芯电缆的电压较小。因此，同样的输电距离，能保证更高的电压质量;或者说，在允许的电压条件下，铜芯电线的输送电能能达到更远的距离，也就是供电的覆盖面积更大，有利于供电网络的规划，减少供电点的设置数量，达到节约资源的目的。而在配电线路的设计中，应该尽量走直线，以减少配电线路的长度，提高功率因数。

这样的设计不仅能够降低线路损耗，而且还能提高供电质量。另外在电线界面的选择上也适宜按经济电流来进行，这种方法能够减少配电线路中的电能损耗，延长电线的使用寿命，达到节能目的。当然，除了以上的一些节能措施之外，民用建筑的配电线路设计还应该遵循以下原则:

1)要充分满足建筑物的功能要求，即不同建筑场所的显色指数、照度和色温要求;满足医疗建筑、体育场馆、餐饮娱乐场所和酒店的电气设备的用电需求;

2)要充分考虑实际的经济效益，不能因为要节能降耗，就不考虑必要的投资消耗。所以节能也要进行有效的经济效益评估，经过合理的比较分析，科学的选择节能设备，这样才能达到真正的节能目的;

3)减少无谓的能量消耗，这是节能的关键。

5其他设备的节能措施

在民用建筑供电中，空调用电占了很大的一部分，因此设计出更加节能环保的空调系统也非常重要。一般来说，假如民用建筑采用的是中央空调系统，那么就可以采用自控管理系统来进行控制，从而达到节能的目的;如果采用的是分体式空调，那么应该设计一个专用开关，来控制它的用电插座回路，减少空调的待机损耗，从而达到节能目的。除了空调以外，在民用建筑中，冰箱、电视等等常用的家用电器也可以使用插座回路来减少其待机损耗。另外，在不少的公共建筑中风机和水泵设备的使用范围也是比较广泛的，并且据有关的数据显示，风机和水泵的节流损失费占到了整个维修成本的7%，所以对于这类设备也应该进行节能降耗。

6结语

节能降耗是经济可持续发展战略的重要目标之一，作为能耗大户，民用建筑也应该进行节能降耗工作，而电气节能就是主要的措施之一。据估算，到2020年所节约的建筑电气能源可以媲美4座～5座三峡发电站的发电量，因此这笔资源是非常可观的。现在，国家正在大力发展节能设计，所以建筑电气节能设计的发展潜力很大，这也为所有的建筑电气工程人员提供了机遇。

作者:程青          单位:山西一建集团有限公司