建筑電氣與照明節(jié)能設(shè)計(jì)研究

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摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展也越來(lái)越快，同時(shí)國(guó)家能夠使用的能源也在不斷減少。為了貫徹國(guó)家資源節(jié)約型發(fā)展觀，現(xiàn)代化建設(shè)需要追求綠色低碳，采用電氣節(jié)能和照明節(jié)能技術(shù)，降低能源損耗。本文從分析電氣節(jié)能技術(shù)和照明節(jié)能技術(shù)出發(fā)，探討電氣節(jié)能和照明節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)原則和內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：建筑行業(yè)；電氣節(jié)能；照明節(jié)能；設(shè)計(jì)

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，我國(guó)相關(guān)部門設(shè)立了多項(xiàng)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，降低了民用建筑中采暖和照明能耗，公民的節(jié)能意識(shí)也在不斷增強(qiáng)。但建筑行業(yè)的節(jié)能工作是非常復(fù)雜的，需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員系統(tǒng)全面地分析，并研究設(shè)計(jì)有效的節(jié)能措施，達(dá)到建筑節(jié)能的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1電氣節(jié)能的定義及其設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.1電氣節(jié)能的定義及設(shè)計(jì)原則

建筑的電氣節(jié)能是指在滿足民用建筑用電功能基礎(chǔ)上，有效考慮到建筑工作的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省電氣無(wú)謂的消耗能量，從而有效節(jié)省電氣能源。在電氣節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)上，需要遵循經(jīng)濟(jì)適用性原則、節(jié)約性原則和節(jié)能性原則：（1）經(jīng)濟(jì)實(shí)用性原則，是指在建筑設(shè)計(jì)中需要滿足建筑物良好的人工環(huán)境，為居民提供必備的電氣能源和動(dòng)力，在保證居民的用電設(shè)施條件下，優(yōu)化配電設(shè)計(jì)，促進(jìn)電氣能源的合理化使用。同時(shí)需要保證建筑物周邊的公用設(shè)施照明強(qiáng)度，滿足建設(shè)區(qū)舒適的衛(wèi)生環(huán)境和各項(xiàng)運(yùn)輸通道的暢通運(yùn)行。（2）節(jié)約性原則，是指在電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，需要充分考慮到建筑區(qū)居民使用的經(jīng)濟(jì)效益和建筑單位的經(jīng)濟(jì)效益，不能為了節(jié)能浪費(fèi)過多的節(jié)能技術(shù)資金，增加建筑單位的建設(shè)資金和居民使用的運(yùn)行資金。電氣節(jié)能技術(shù)需要建筑單位根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖこ痰膶?shí)際情況，選擇適合的節(jié)能材料和節(jié)能設(shè)備，用較低的節(jié)能投資獲取到最大的經(jīng)濟(jì)效益。（3）節(jié)能性原則，是指在電氣節(jié)能技術(shù)中，設(shè)計(jì)人員需要找到建筑工程中不必要的能量消耗，并采用相關(guān)的節(jié)能措施，有效節(jié)約電器能源。

1.2電氣節(jié)能的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容

（1）供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)。供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖこ痰呢?fù)荷指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，選擇適合的節(jié)能設(shè)備和供電距離及分布，提高供配電系統(tǒng)的可操作性，達(dá)到節(jié)約性原則。例如，供電線路上有電流通過，線路電阻會(huì)影響供配電系統(tǒng)的電能損耗，因此，設(shè)計(jì)人員需要減少供電距離，采用電導(dǎo)率找小的線路材料作為導(dǎo)線，同時(shí)，增大線路橫截面積，保證線路的供電量和動(dòng)熱穩(wěn)定，從而有效減少線路傳輸上的損耗。（2）變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)。變壓器的電能損耗主要分為兩個(gè)方面，一方面是變壓器與負(fù)載無(wú)關(guān)的空載損失，另一方面，是變壓器與負(fù)債成平方比的負(fù)債損失。變壓器的負(fù)荷率較低時(shí)，變壓器自身?yè)p耗所占的比例較大，變壓器效率較低，變壓器的電能損耗增加。因此，在變壓器的選擇上可以合理選擇變壓器的容量、線纜等方式，從而減少變壓器的電能損耗。例如，針對(duì)氣候變化明顯，居民用電量差距較大的城市來(lái)說(shuō)，可以裝設(shè)兩臺(tái)變壓器聯(lián)合使用，在建筑用地負(fù)荷量較小時(shí)，停用其中一臺(tái)變壓器，來(lái)降低變壓器的電能損耗。（3）電動(dòng)機(jī)的節(jié)能設(shè)計(jì)。電動(dòng)機(jī)的電能消耗主要是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)連續(xù)負(fù)荷，輸出功率較大與建設(shè)用地的負(fù)荷量不匹配，從而導(dǎo)致大量的電能消耗。電動(dòng)機(jī)的節(jié)能設(shè)計(jì)需要從提高電動(dòng)機(jī)的工作效率和功率因素兩方面來(lái)設(shè)計(jì)。針對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作效率可以采用變頻裝置，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)實(shí)際上負(fù)荷量調(diào)速電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，達(dá)到電動(dòng)機(jī)的節(jié)能效果。針對(duì)電動(dòng)機(jī)的功率因素，設(shè)計(jì)人員需要提高電動(dòng)機(jī)的功率因素，從而提高電動(dòng)機(jī)的輸出功率。例如，設(shè)計(jì)人員在電動(dòng)機(jī)的節(jié)能設(shè)計(jì)上需要明確負(fù)荷是連續(xù)的還是斷續(xù)的，若是連續(xù)負(fù)荷，設(shè)計(jì)人員需要了解。采用電動(dòng)機(jī)輸出功率是否與當(dāng)?shù)刎?fù)荷量相匹配，在電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)打開風(fēng)門和閥門，降低電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，降低電動(dòng)機(jī)的電能消耗。

2照明節(jié)能的定義及其設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1照明節(jié)能的定義及設(shè)計(jì)原則

照明節(jié)能是建筑節(jié)能和環(huán)境節(jié)能的重要組成部分。包括照明光源的選擇。照明時(shí)間的控制和照度分布的優(yōu)化，是將照明的有效利用率最大化的節(jié)能技術(shù)。在照明節(jié)能設(shè)計(jì)工作中，需要遵循建筑合理布局、符合整體經(jīng)濟(jì)效益、綠色照明、減少能源消耗的設(shè)計(jì)原則：（1）建筑合理布局是指設(shè)計(jì)人員需要滿足建筑物的照明功能，滿足建筑居民的需求，在合理布局上提高建筑物的整體效益。（2）符合整體經(jīng)濟(jì)效益是指設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)照明節(jié)能方案時(shí)，需要充分考慮到當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和居民的需求，選擇經(jīng)濟(jì)高效照明設(shè)備。（3）綠色照明是指設(shè)計(jì)人員需要在保證居民的工作、學(xué)習(xí)、生活照明需求的同時(shí)，提高照明的節(jié)能效果，減少照明資源浪費(fèi)。（4）減少人員消耗是指設(shè)計(jì)人員需要提高照明設(shè)備的使用效率。例如，路燈的照明只需要在天黑的情況下進(jìn)行，并且路上沒有行人和車輛情況下，照明的路燈都在消耗多余的能量。

2.2照明節(jié)能的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容

（1）制定合理的照明節(jié)能方案。在建筑照明節(jié)能的設(shè)計(jì)方案中，設(shè)計(jì)人員需要嚴(yán)格根據(jù)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，需要考慮當(dāng)?shù)氐慕ㄖこ陶彰髟O(shè)備的照度和使用情況，選擇適合的照明設(shè)備和照明方式。例如，在采光條件好的建筑工程中，設(shè)計(jì)人員可以盡量利用當(dāng)?shù)氐淖匀还?，減少照明設(shè)備的數(shù)量和照明設(shè)備的功率，采用太陽(yáng)能技術(shù)將收集到的電能資源用于夜晚照明，保證了夜晚行人的安全性，提高了人們的生活質(zhì)量。（2）采用高效節(jié)能光源和燈具。在建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要在保證照明質(zhì)量的前提下，采用高效的節(jié)能光源。例如，目前市面上常見的LED節(jié)能光源，能夠在相同的照度和色溫下，有效降低光源的能源消耗，具有照明質(zhì)量保證、綜合費(fèi)用低、節(jié)約能源的特點(diǎn)。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還需要選擇高效的節(jié)能燈具，有效降低光源的消耗量。相關(guān)調(diào)查顯示，若照明燈具選擇不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致30%左右的光源消耗，增加照明設(shè)備的能量消耗。因此，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)環(huán)境和相應(yīng)光源，選擇恰當(dāng)?shù)墓?jié)能燈具。（3）降低照明線路的能源消耗。由于照明線路上存在電阻，當(dāng)電流通過時(shí)會(huì)有一部分電能損耗。因此，在選擇電線時(shí)，需要選擇電阻較小的導(dǎo)線，并且在設(shè)計(jì)電路中需要盡量減少導(dǎo)線長(zhǎng)度，增大導(dǎo)線的橫截面積來(lái)節(jié)約電能消耗。（4）不斷創(chuàng)新照明技術(shù)和設(shè)備種類。目前在照明技術(shù)設(shè)計(jì)中，通常采用天然光和光纖作為照明光源，與此同時(shí)，科學(xué)家也在努力創(chuàng)新照明技術(shù)和照明設(shè)備，并應(yīng)用到建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)中。例如，市面上使用最多的LED，也稱發(fā)光二極管，是一種單向?qū)щ姷恼彰髟O(shè)備，具有電能消耗低、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。因此，相信未來(lái)的照明技術(shù)和設(shè)備，能夠具有更加節(jié)能的效果，促進(jìn)建筑照明節(jié)能工作的發(fā)展。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電氣節(jié)能設(shè)計(jì)和照明節(jié)能設(shè)計(jì)是目前建筑行業(yè)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。在電氣節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)人員需要遵循經(jīng)濟(jì)適用性原則、節(jié)約性原則和節(jié)能性原則，從供配電系統(tǒng)、變壓器和電動(dòng)機(jī)三個(gè)方面進(jìn)行電氣節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)，有效減少電氣能源消耗。在照明節(jié)能設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員需要遵循建筑合理布局、符合整體經(jīng)濟(jì)效益、綠色照明、減少能源消耗的設(shè)計(jì)原則，從制定合理的照明節(jié)能方案、采用高效節(jié)能光源和燈具、降低照明線路的能源消耗、創(chuàng)新照明技術(shù)和設(shè)備種類四個(gè)方面進(jìn)行照明節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)，有效減少光源消耗，從而提高建筑工程的節(jié)能效果，建設(shè)綠色、節(jié)能的生活環(huán)境。

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作者：王朋召 單位：江蘇筑原建筑設(shè)計(jì)有限公司鄭州分公司