高文婷

榆林市恒泰建筑設計有限公司

綠色建筑電氣設計與節(jié)能環(huán)保

高文婷

榆林市恒泰建筑設計有限公司

近幾年來，隨著能源的過度消耗，節(jié)能減排、能源節(jié)約成為各行各業(yè)廣泛重視的問題。在建筑設計中，綠色建筑成為新時期建筑的走向形式。綠色建筑的設計要符合節(jié)能減排的目的，其電氣設計同樣要符合綠色環(huán)保的基本要求。本文對綠色建筑的電氣設計進行簡單分析，研究和探討了綠色建筑中通過電氣設計實現(xiàn)能源節(jié)約的方法。

綠色建筑；電氣設計；節(jié)能環(huán)保

綠色建筑是為人們提供健康、安全、舒適的環(huán)境，同時在建筑全生命周期中實現(xiàn)高效率充分利用資源的最大化及最小化的影響環(huán)境的建筑物，這個理論包括了綠色建筑的幾個重要要素，其中每個方面都和建筑電氣設計密切相關，現(xiàn)代建筑電氣技術綜合應用了建筑電氣的設備制造、工程設計、實施及電工、電子、信息技術與控制形成了一條成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，本文就將對綠色建筑電氣設計與節(jié)能環(huán)保進行分析與探討。

1.綠色建筑電氣節(jié)能設計應該遵循的原則

電氣節(jié)能設計既不能以犧牲建筑功能、損害使用需求為代價，也不能盲目增加投資、為節(jié)能而節(jié)能。因此，電氣節(jié)能設計應遵循以下原則：

（1）適用性。就是基于滿足在建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好人工環(huán)境提供必要的能源，為建筑設備運行提供必需的動力，按照用電設備對于負荷容量、電能質(zhì)量與供電可靠性等方面的要求，來優(yōu)化供配電設計，促進電能合理利用。

（2）實際性。要充分考慮實際經(jīng)濟效益，合理選用節(jié)能設備及材料，使節(jié)能增加的投資能在較短的時間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運行費用收回。

（3）節(jié)能性。應考慮采取措施減少或消除與發(fā)揮建筑物功能無關的消耗，比如電氣設備自身的電能消耗，傳輸線路上的電能消耗等等，這應該是節(jié)能的著眼點。

2.供配電節(jié)能設計

2.1科學選擇變壓器

變壓器是電壓變換設備，廣泛應用于電力系統(tǒng)，特別是10kV和35kV電壓等級的變壓器，在電力系統(tǒng)和配電系統(tǒng)中使用普遍，數(shù)量較大。據(jù)統(tǒng)計，目前在電網(wǎng)上運行的10kV和35kV級變壓器約有10 億kVA以上。由于使用量大，運行時間長，變壓器的選擇和使用存在著巨大的節(jié)能潛力，特別是量大面廣的10kV和35kV級變壓器。選擇高效節(jié)能產(chǎn)品，不但對節(jié)約能源具有重要意義，同時還可以大大降低變壓器的運營成本，是用電企業(yè)改善經(jīng)濟效益的重要途徑。在供配電設計中應選擇高效節(jié)能變壓器，從而有效減少電力運行費用，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益。

2.2合理選擇電動機

在供配電設計中，電動機的選擇經(jīng)應根據(jù)負荷運行不低于額定容量的40%，變壓器負荷率宜在75―85%，不低于60%。減少電動機能量損耗的主要途徑是提高電動機的工作效率和功率因數(shù)。異步電動機在空載或輕載運行時，功率因數(shù)很低，空載時功率因數(shù)低于0.4，輕載時約為0.6左右；負荷在70%以上至滿載時功率因數(shù)較高，約為0.85左右。所以，設計時如能正確的選擇電動機的容量，使之盡可能地滿負荷運行，將會大大提高自然功率因數(shù)。特別是當電動機處在空載運行狀態(tài)時，或者是選用的為異步電動機，電動機的功率因數(shù)會非常低，例如：在空載時，功率因數(shù)在0.2―0.3范圍內(nèi)：而當處在滿載情況時，功率因數(shù)則較高，可達到0.85―0.89范圍。因此，在供配電系統(tǒng)設計過程中，對于異步電動機的容量要合理進行選擇，要求容量不能選擇過大，使之能夠達到滿負荷運行即可。

3、照明節(jié)能設計

a.可適當降低燈具工作電壓或采用節(jié)能燈，來延長燈具使用壽命和節(jié)約電力資源。具體設計策略：首先設計前要了解各類電光源的特點，合理進行光源選擇；然后做好計算工作，有照度計算、三相平衡計算、燈具配光曲線選擇等，根據(jù)不同的場合選擇不同的燈具，設計者要多考慮技術規(guī)格方面的因素，如燈具效率、照度值、功率消耗等，在滿足照明需求的同時還應盡量保持美觀性，使照明系統(tǒng)與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)

b.照明設計要想做到生態(tài)節(jié)能環(huán)保，可以采用智能照明控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)根據(jù)預設的時間自動地在各種工作狀態(tài)之間進行轉(zhuǎn)換，就以高檔建筑辦公樓的大廳、會議室等場所來說，可以根據(jù)一天的不同時間、不同用途精心地進行燈光的場景預設置，而且利用智能系統(tǒng)進行調(diào)光，倘若遇照度設計偏高，但系統(tǒng)還是會按照預先設置的標準亮度使辦公室在使用期內(nèi)保持恒定照度，而不受燈具效率降低和墻面反射系數(shù)衰減的影響。

4、電機節(jié)能設計

在綠色建筑電氣設計中，對于電機的設計，由于電機是感性負載，電機能夠帶來滯后的無功率的電流，通過高壓和低壓線路輸送到電氣設備的端尾，進而會加大整個輸送過程中和變壓器功率的消耗等，我們對于電機的設計上，需要增強供電配電網(wǎng)絡的功率，進而使得在系統(tǒng)的實際運行中能夠?qū)υO備進行就地的補償，我們也可以在供電配電的網(wǎng)絡中加入電容器柜進而采取集中無功補償?shù)姆椒?，我們都了解，電機的主要的運行特征是，通過負載波動的大小，進而影響運行中的效率，也就是說，電機的效率越高，其功率因數(shù)也是越高的。在電機穩(wěn)定的運行中，在電機轉(zhuǎn)載時，它的效率會有所減低的，因而會浪費比較多的電能。在進行空載運行中，電機的實際的功率因數(shù)一般會降到0.3以下，因此，對于節(jié)能的設計的一個重要的方面就是采取合理的電機容量，從而最大可能的避免電機空載以及輕載的情況。進一步的提高電機的效率，因為電機全壓啟動的電流是額定的電流的7倍左右，其對電網(wǎng)刺激是非常強烈的，如果能夠在使用中使變頻調(diào)速，那么，在低頻啟動電機的時候啟動電流就可以降低很多，就會減少很多的損耗。

5、地下空間采光優(yōu)化

在設計時結(jié)合室外設計，充分利用自然光，某大樓采用了兩個采光通風井，通往地下一層和地下二層，采光效果良好，并能同時夠?qū)崿F(xiàn)通風換氣的功能，在其他部位采用了光導管的形式試下地下自然采光，共采用六個光導管，光導管的位置和間距均經(jīng)合理性論證，能夠有效改善地下采光功能采光通風井和光導管位置。

綜上所述，在實施綠色建筑設計過程中，電氣設計的健康、綠色、節(jié)能是切實貫徹綠色建筑設計規(guī)范的重要方面，是實現(xiàn)綠色建筑的重要保證，因此，我們應該注重電氣節(jié)能技術的發(fā)展，通過建筑物將“綠色”理念傳播之千家萬戶。

［1］鐘鳴.淺析民用建筑電氣設計中的節(jié)能措施［J］.技術研發(fā)，2011（18）.

［2］（美）查爾斯·G·伍德.綠色建筑設計方法與實例［M］.中國電力出版社，2005，9.