【摘 要】本文主要介紹了建筑電氣節(jié)能和建筑照明節(jié)能設(shè)計的內(nèi)容。為了提高建筑電氣設(shè)計質(zhì)量，本文結(jié)合規(guī)范和工程管理經(jīng)驗，闡述了現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計的主要內(nèi)容，并提出了建筑照明節(jié)能設(shè)計的具體辦法。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣節(jié)能；設(shè)計節(jié)能；照明節(jié)能

1 引言

能源問題是全球性的重大問題。2010年，我國一次能源消費量為32.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，同比增長了6%。中國能源研究會常務(wù)副理事長周大地稱中國已成為全球第一能源消費大國。據(jù)不完全統(tǒng)計，由于電力能源供應(yīng)不足，全國約有20%以上的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力不能發(fā)揮作用。這不僅限制了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，積壓和浪費了建設(shè)資金，同時也給人民生活帶來不便。為了緩和我國電力能源供應(yīng)的緊張局面，應(yīng)堅持能源的開發(fā)與節(jié)約并重的方針，把節(jié)約能源放在優(yōu)先地位。據(jù)報道，當(dāng)前我國能源消耗強(qiáng)度偏高，是美國的3倍，日本的5倍，可見節(jié)能潛力巨大。

節(jié)省能源是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項重大政策，節(jié)約用電又是節(jié)省能源工作中的一個重要方面，它直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和人們的日常生活。而建筑節(jié)能在當(dāng)下又是比較可行的節(jié)能方案，因此把建筑節(jié)能作為節(jié)省能源的一項政策來執(zhí)行是必要的。

2 建筑電氣節(jié)能環(huán)保

在現(xiàn)代建筑的電氣設(shè)計中，要把電能消耗指標(biāo)作為全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的重要組成部分。節(jié)電的設(shè)計方案，應(yīng)根據(jù)技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的原則來確定。采用合理的配電方式，采用高效率變壓器、電動機(jī)和照明光源、無功功率補(bǔ)償裝置和設(shè)備監(jiān)控電腦系統(tǒng)等措施，減少電能損耗，節(jié)約用電。

2.1 建筑電氣節(jié)能的三原則

2.1.1 實用原則——滿足建筑物的功能滿足建筑物的功能，也就是說要滿足舒適性空調(diào)的溫度，滿足照明的亮度，滿足特殊工藝要求等等。

2.1.2 經(jīng)濟(jì)合理原則——實際效益建筑電氣節(jié)能不能因為節(jié)能而使得實際投資過高，應(yīng)該按照實際情況考慮實際經(jīng)濟(jì)效益。

2.1.3 技術(shù)先進(jìn)原則——節(jié)省無謂消耗的能量采用先進(jìn)的技術(shù)將與建筑物功能無關(guān)的能量消費實施節(jié)能措施。

2.2 建筑物電氣節(jié)能途徑

2.2.1 節(jié)能設(shè)計合理節(jié)能

建筑物由于照明及空調(diào)負(fù)荷多，電梯等運輸設(shè)備多，給排水設(shè)備多，所以用電量特別大。因此在供配電系統(tǒng)的設(shè)計之初應(yīng)做好以下幾點：

（1）在供配電系統(tǒng)的設(shè)計之初，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷容量，供電距離及布局，用電設(shè)備特點等因素合理設(shè)計供配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)盡量簡單，可靠，操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短配電半徑減少線路損耗。

合理選擇變壓器的型號、容量和臺數(shù)，適應(yīng)在季節(jié)性和工作時間造成的負(fù)荷變化時能夠靈活投切變壓器，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運行，減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。

（2）提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，功率因數(shù)提高了，可以減少線路無功功率的損耗，從而達(dá)到節(jié)能目的。具體方法有：

①減少用電設(shè)備無功損耗，提高用電設(shè)備的功率因數(shù)。在設(shè)計中盡可能采用功率因數(shù)高的用電設(shè)備，如電動機(jī)采用同步電動機(jī)等，電感性用電設(shè)備可選用帶補(bǔ)償電容器的用電設(shè)備等。

②用靜電電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，電容器可產(chǎn)生超前無功電流抵消用電設(shè)備的滯后無功電流從而達(dá)到提高功率因數(shù)同時又減少整體無功電流。在具體工程設(shè)計中采用分散就地補(bǔ)償和高低壓柜集中補(bǔ)償?shù)确绞?，可根?jù)具體情況具體分析。

供電質(zhì)量的提高，使得電網(wǎng)電壓穩(wěn)定正常，這樣不但延長使用設(shè)備的壽命，也增加了不必要的能量消耗。

2.2.2 利用自然光源

充分利用自然光源，不僅實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的功能，而且還實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益。由于建筑的照明面積非常大，所以充分利用自然光源進(jìn)行節(jié)能，其潛力和效果非常之大。自然光源是無需消耗能源的。在施工過程中，采用透光率較好的玻璃門窗，以達(dá)到充分利用自然光的目的。在設(shè)計中電氣設(shè)計人員應(yīng)與建筑專業(yè)配合，做到充分合理地利用自然光使之與室內(nèi)人工照明有機(jī)地結(jié)合。從而節(jié)約人工照明電能，在節(jié)能環(huán)保以及經(jīng)濟(jì)合理方面起到一定的作用。

2.2.3 建筑電氣設(shè)備節(jié)能

建筑電氣設(shè)備節(jié)能主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）變壓器

變壓器應(yīng)選用節(jié)能型的，以減少鐵芯的渦流損耗和漏磁損耗，同時要將變壓器的負(fù)載率提高到41%-63%，總損耗最小，具體數(shù)值隨著變壓器的不同而不同。

（2）電機(jī)

用變頻調(diào)速的方法來減少電機(jī)輕載和空載運行。如建筑給排水所用水泵采用變頻調(diào)速器，當(dāng)所需水流量減少，水泵轉(zhuǎn)速降低時，其電動機(jī)的所需功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降，節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益是非常顯著的。

2.2.4 高效照明

照明的節(jié)能設(shè)計是在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下，力求減少照明系統(tǒng)中光能的損失，從而最大限度地利用光能，具體的節(jié)能措施有以下幾種：

（1）合理確定照明標(biāo)準(zhǔn)，配置合理照明方式

在照明設(shè)計之前應(yīng)先詳細(xì)了解工程概況，根據(jù)工程性質(zhì)、功能、環(huán)境、規(guī)模，確定主要房間及場所的標(biāo)準(zhǔn)照度值和功率密度值，以判斷照明設(shè)計是否滿足標(biāo)準(zhǔn)。照度標(biāo)準(zhǔn)是固定的，要有效地控制單位面積燈具安裝功率，根據(jù)照明不同需求，可將照明方式分為：一般照明、局部照明和混合照明。一般照明是指適合工作場所的照明設(shè)置；局部照明是指根據(jù)不同區(qū)域的不同要求，在同一場所內(nèi)為滿足特殊的需求而設(shè)置；混合照明就是以上兩者的結(jié)合，當(dāng)一般照明或局部照明都無法滿足某些特殊場所的需要時，可以采取這種照明方式。

（2）合理選擇光源，盡可能采用高效光源

光源是電能轉(zhuǎn)換成光的器件，是實施照明節(jié)能的核心環(huán)節(jié)，其效率的高低很大程度上決定了照明系統(tǒng)效率的高低。光源的選擇主要考慮光效、色溫、顯色指數(shù)、光源壽命、啟動點燃和再啟動時間等光電特性指標(biāo)，以及價格和安裝場所等因素。各種光源均有其應(yīng)用范圍，必須做到合理地選用。照明節(jié)能設(shè)計時光源選用應(yīng)根據(jù)不同的使用場合，在滿足照明質(zhì)量的前提下，盡可能選擇高光效光源，降低照明功率密度值。常用光源性能見表1。

（3）合理選擇燈具，定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)

燈具的主要作用是把光源的光通量分配到需要的方向，以提高光的利用率和避免眩光。一般效率較高的燈具都采用高反射率的材料和先進(jìn)的工藝制作，如電化拋光的高純鋁板，透光性能好的防護(hù)罩，透光玻璃或有機(jī)玻璃，再就是密封性好，能防水防塵，盡可能地減少光的損失。燈具的效率是指其對光源光通量的利用率。任何材料制成的燈具對于光源幅射的光通量在經(jīng)過反射或透射時，其效率總是小于1。因此，在選擇燈具時應(yīng)盡量選擇配光曲線好、效率高的燈具。

另外，燈具在使用過程中不可避免地受到污染，如反光器的鋁氧化，防護(hù)罩內(nèi)外積塵生垢等等，勢必造成光的損失，如不定期維護(hù)保養(yǎng)，則和上述道理相同，光源所消耗的功率大部分就浪費了。所以，在選擇燈具時要選擇密封性能達(dá)到IP55以上的燈具，減少維護(hù)工作量。

（4）選用優(yōu)質(zhì)的電器附件

使用低能耗、性能優(yōu)的光源用電附件，如電子鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等，公共建筑場所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無功補(bǔ)償?shù)臒艟?，緊湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器，氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器，燈具功率因數(shù)不小于0.9。

高壓鈉燈和金屬鹵化物燈等氣體放電燈，點燃時都是弧光放電即燈泡的伏安特性是反比的，即電流增大時燈電壓不是升高而是下降，必須串聯(lián)一個具有正比的伏安特性的元件來平衡這種反比特性，具有這種特性的元件稱為限流器或鎮(zhèn)流器。優(yōu)質(zhì)電感鎮(zhèn)流器具備阻抗穩(wěn)定性好和伏安性好，功率因數(shù)高，功率損耗低等特點。這樣才能穩(wěn)定燈泡工作電流，延長燈泡使用壽命。

降低鎮(zhèn)流器的功率損耗也是節(jié)能工作不容忽視的一個方面。以路燈為例，泰州市安裝的汞燈和鈉燈其所用的配套鎮(zhèn)流器都選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，以平均每只鎮(zhèn)流器降低功率損耗3W，全年點燈時間4000h計算，則可節(jié)電60000KWh。

2.2.5 選擇合理的照明控制方式，科學(xué)控制開關(guān)時間

在照明設(shè)計中，照明的控制方式對照明節(jié)能同樣起到了重要的作用。照明控制應(yīng)根據(jù)建筑物的建筑特點、建筑功能、使用要求等具體情況，對照明系統(tǒng)進(jìn)行分散、集中、手動、自動等經(jīng)濟(jì)實用、合理有效的控制。

具體方法有：

（1）每個照明開關(guān)所控光源數(shù)不宜太多。每個房間控制燈的開關(guān)數(shù)不宜少于2 個（設(shè)置1 只燈的除外）。

（2）房間或場所裝設(shè)有兩列或多列燈具時，宜分組控制：所控?zé)袅信c側(cè)窗平行分組；生產(chǎn)場所按車間、工段或工序分組；電化教室、會議廳、多功能廳、報告廳等場所，按靠近或遠(yuǎn)離講臺分組。

（3）居住建筑有天然采光的樓梯間、走道的照明宜采用節(jié)能自熄開關(guān)。應(yīng)急燈采用節(jié)能自熄開關(guān)，其開關(guān)應(yīng)具有消防功能。

（4）公共建筑和工業(yè)建筑的走廊、樓梯間、門廳等公共場所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區(qū)、分組控制。

（5）旅館的每間客房應(yīng)設(shè)置節(jié)能控制型總開關(guān)，旅館的門廳、電梯大堂和客房層走廊等場所，應(yīng)采用夜間定時降低照度的自動調(diào)光裝置。

（6）體育場館比賽場地照明應(yīng)分級控制，并應(yīng)做到單燈控制。

（7）醫(yī)院病房走道夜間應(yīng)能關(guān)掉部分燈具。

（8）有條件的場所，宜采用下列控制方式：天然采光良好的場所，按該場所照度自動開關(guān)燈或調(diào)光；個人辦公室，采用人體感應(yīng)或動靜感應(yīng)等方式自動開關(guān)燈；大中型建筑，按具體條件采用集中或集散、多功能或單一功能的自動控制系統(tǒng)。實現(xiàn)上述控制，簡單的可采用定時開關(guān)、光控開關(guān)、可編程控制器等，復(fù)雜的可采用樓宇自控系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)等。

（9）為了保證照明系統(tǒng)運行達(dá)到規(guī)定的照度和照明質(zhì)量，創(chuàng)造良好的光環(huán)境，并節(jié)約能源，維護(hù)與管理也是重要環(huán)節(jié)，照明節(jié)能設(shè)計應(yīng)為此創(chuàng)造必要條件。設(shè)計應(yīng)對用電單位按戶分別計量和考核照明用電。公共建筑采用照明用電單獨分項計量，通過分項計量，可以得到照明系統(tǒng)的實際耗電量，為節(jié)能診斷和制定節(jié)能措施奠定堅實的基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

節(jié)能降耗是國家的基本國策，在建筑工程電氣設(shè)計時應(yīng)大力推廣和實施國家的節(jié)能方針，在充分滿足建筑物的功能要求的前提下，建筑電氣節(jié)能設(shè)計中，相關(guān)工作人員應(yīng)反復(fù)比較研究多個方案，從設(shè)計源頭上熟悉理解建筑節(jié)能的多方應(yīng)用，采取積極有效的措施，以達(dá)到真正節(jié)能的效果，創(chuàng)建一個適合節(jié)能的人居環(huán)境，實現(xiàn)人類與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

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