建筑电气节能设计及照明节能设计探究

刘超

海口拓一置业有限公司 海南海口 570000

摘要：我国大力提倡节能减排，倡导建筑行业减少资源损耗实现可持续发展的长久目标。建筑电气设计是节约电能使用的关键环节，从宏观而言，建筑电气设计需要遵循建筑电气节能设计原则与理念；从微观而言，建筑电气设计需要规划合理的供配电系统设计方案、电梯系统设计方案、照明系统设计方案等等，从总体与细节上实现建筑节能目标。

关键词：建筑电气；节能设计；照明

引言

据相关统计数据显示，截至2018年底，我国建筑电气照明系统已达到了国家能源消耗总量的12%~20%，这其中尤其以酒店与商场居多。在未来的发展中，电气照明既要满足日益增长的用电负荷需求，又要能满足节能降耗的需求。

1、建筑电气节能设计的重要性

随着社会经济的发展，人类对能源的需求不断提升，为了推动社会可持续发展，需对能源使用结构加以改善，从公共建筑电气节能设计层面人手，从源头上解决节能降耗的问题。公共建筑前期施工与后期投人使用都会耗费大量的电能，节约电能也就成为建筑电气系统设计的焦点。完善的电气节能设计应在满足安全可靠、经济及合理的基础上，从供电方案、负荷计算、变配电设备选择、线路损耗等方面，对供配电系统、照明系统、空调系统、电梯系统等加以协同优化设计，提高系统协调性，从系统上实现高效、科学、可控的一体化能源供给控制，降低建筑物的单位能耗和系统损耗，实现能源效率的最大优化。

2、建筑电气节能设计原则

2.1、符合经济效益原则

建筑在进行电气节能设计时要符合实际的经济投入和消耗，以实际的经济原则为依据，对实际需求以及经济运行做实际的设计，选择最科学、经济的设计方案。如果过于追求电气节能而实行高投入，则违反了经济原则。这种“伪节能”现象，反而会消耗更多的资源。

2.2、节能性原则

在设计节能方案时，首先应找出哪些地方的能量消耗是与建筑物的实际使用无关的，然后在该基础上制定合理的能源节约措施。例如可以从电气设备本身的电能消耗、变压器的功能消耗、照明传输线路的电能损耗等方面着手。节能设计可以采用先进的调光技术，降低电耗，在满足经济合理、使用功能齐全的基础上实现全面发展。

2.3、满足建筑物的功能需求

实现电气节能要以建筑基本功能为前提，不能一味追求电气的节约而破坏和牺牲建筑的实际效能。因此，在建筑电气节能设计中，要追求实际功效，满足建筑功能需求，设计出符合实际建筑要求的节能方案^[1]。

3、电气节能化设计

3.1、注重变压器的合理选择

在现代建筑中，变压器是十分重要的电气基础设备。所以，设计人员在开展电气节能化设计的实践中，应当注重变压器合理化选择这一方面的工作内容。在电路当中，变压器属于基本组成元件，作用较大，可以说，选择变压器这一方面工作对系统照明整体质量可以产生直接影响。在设计实践中，为了将节能方面的要求凸显出来，应当先对变压器实际运动方式予以充分了解，确保在实际工作当中尽量减少由于型号方面问题所致电能损耗情况出现的问题。变压器损耗电能原因，通常与电路内部存在着冲击性的负荷有着密切关系，极易导致电能损耗较大。那么，为达到良好节能效果，设计者在设计该变压器时，就应当确保它处于电路内部能够实现自由投切操作，为电路系统安全稳定地运行提供保障，不但可保证照明质量，还可达到良好节能效果。如某工厂生产线在不生产情况下，日常光照又不可断，就需要充分考虑其内部电路负载方面问题，可设专用的变压器，以满足实际光照需求，也可防止电能浪费情况出现，以提高变压器实际利用率，解决空载高损耗方面问题。为确保变压器的损耗能够降低，若容量相对较大，变压器应设多个，并且合理分配，将变压器实际数量减少，选定较大容量的变压器^[2]。

3.2、提升功率因数

在实际电气系统中，有不少设备会有功率损耗问题，而降低功率损耗是实现电气节能的一项有效方式。在实际生活中提升系统功率因素可以降低损耗，因此可以总结以下2种方法来解决损耗问题：1）减少设备超前无功的需要，针对异步电动机使用功率因素较高且相当容量的同步电机取代，或在可行的经济效益下，使用两者共同工作，这种方法在实际功率损耗问题中比较有效。2）使用无功补偿设备，这一方法是针对在线路上减少一些无功传输，进行实地补偿。而这种装置设备在民用建筑中大容量且负荷平稳的电气设备中普遍应用，实现降低能耗、电气节能的效用。而一些容量比较小会有断续负载情况的则是使用变压器用低压侧进的方式进行集中补偿。但在使用这一设备过程中要注意过度补偿的情况。因为这种情况实际上会增加耗能，造成能耗浪费的现象，所以要实控避免^[3]。

3.3、建筑电梯系统的节能设计

高层建筑设计中的电梯能耗不容小觑，在建筑电气节能设计中使用节能高效的电气控制方案降低电梯系统能耗是实现建筑节能目标的重要举措。（1）控制手段改进，选取变频调速控制技术管控电梯的电机转速、电源频率，减少系统能耗；（2）设计高性能的驱动电机容量，电机容量符合电梯系统运行需求即可，以此为前提尽量减少电梯驱动电机的容量，优化电梯系统的高效运行。同时，电梯系统要采用节能设计方法，使用一组按钮控制多个电梯的运行情况，电梯系统提供智能识别算法获取电梯位置，向其发送运行命令，为发出电梯服务请求的楼层服务。由此优化了电梯整体的运行效率，杜绝了梯空跑、重复上下的现象，减少空载能耗。此外，电梯系统轻载上行和重载下行情况下，电梯系统的电机制动状态往往导致电梯构件损耗、电能消耗量大等问题，可使用回馈技术解决轻载上行和重载下行的能耗与损耗问题

^[4]。

4、照明节能化设计

在设计工作的实践过程中，设计人员务必要充分明确具体的设计目标，并且结合建筑物自身的功能、基本特征与步距等，设计出电气内部照明节能优化方案，并严格遵照业内的各项设计标准，充分考虑到建筑空间设备、颜色等诸多个方面，确保照明整体设计方案能够凸显出照明设备优势，起到能源节约的作用。民用住宅当中，日常的照明光源有着较大消耗，需科学合理地进行照明系统设计。为保证建筑系统良好节能设计效果，就务必将光源选择方面工作做好，具体选择期间应当把握好侧重点，照明范围需先满足建筑电气内部照明系统总体设计标准，结合建筑物实际需求，合理设计光照范围，务必要把握好尺度；充分了解建筑灯具性能，做好比选工作。如酒店灯具选择方面，应当以功能需求为主，尽可能选用具备较强光线穿透力灯具，适当扩大光照范围。针对建筑空间相对较小的建筑场景，不可选用较大光照强度灯具；针对多场景、多功能及大空间建筑场所照明设计，应当采用智能化照明的控制系统，优化住宅转入自然光的条件，选用透光性较强玻璃材质照明节能性灯具，以增强节能设计效果^[5]。

结束语

节能是未来电气照明系统长期把握的一项长远举措，在建筑电气照明系统的节能设计上，通过把握设计原则，选择合理的照明方式、先进的设计技术等手段，可以最大限度地节约电能，构建绿色生态工程。

参考文献：

[1]张剑.低碳背景下的建筑电气节能技术设计及应用[J].绿色环保建材,2019(11):43+45.

[2]杨江涛.住宅建筑电气节能设计方法及措施[J].绿色环保建材,2019(11):58-59.

[3]王海深.建筑电气节能设计及照明节能设计探讨[J].四川水泥,2019(11):330.

[4]武东琴.建筑设计中电气节能环保相关技术探讨核心探索[J].智能城市,2019,5(21):120-121.

[5]王晓健,韩博文.建筑电气照明中的节能设计措施[J].居舍,2019(31):117-118.