浅谈现代建筑供配电节能降耗的合理设计

发布时间：2021-04-02 09:52:55

作者：瑞泽能源

在我国居民生活用能占国内总能耗的一半以上这一情况下，节能技术的重要性显而易见，建筑供配电设计中的节能技术符合时代发展的要求，是推动建筑业快速发展的不二法宝。

　　浅谈现代建筑供配电节能降耗的合理设计

　　在我国居民生活用能占国内总能耗的一半以上这一情况下，节能技术的重要性显而易见，建筑供配电设计中的节能技术符合时代发展的要求，是推动建筑业快速发展的不二法宝。

　　环保、节能、低碳”是我国在新世纪长期实施的战略和方针。电能是当前最重要也是最紧缺的能源之一，随着社会的不断进步，生活和工业用电都在不断增加，出现了供不应求的局面。因此，在社会生产活动中要重视节能，珍惜能源。作者阐述了供配电节能设计，仅供同行参考。

　　一、供配电设计中的节能技术应用现状

　　随着我国社会经济的持续发展，建筑业的发展速度迅速提高，进入了快速发展阶段。同时，能源消耗问题已成为制约工业发展的一个重要因素。

　　就全社会能源消费总量而言，建筑业占能源消费总量的一半以上，其中房屋建筑的能源消费总量高达22%左右，总建筑能耗已经超过总能耗的48%。这说明，我国建筑能耗问题，经研迫在眉睫。

　　随着改革开放的不断深入，我国社会经济快速发展，人民生活水平明显提高，同时由于生产生活所带来的能源消耗逐渐增加，能源短缺已成为制约当前建筑企业发展的重要因素。于是，建筑行业开始重视节能技术的运用。节能型技术，实质上就是运用高效、低成本的技术知识，提高能源利用效率。建筑能耗是整个建筑领域的能耗，主要涉及到水、电、气等能源的大量消耗。在我国居民生活用能占国内总能耗的一半以上这一情况下，节能技术的重要性显而易见，建筑供配电设计中的节能技术符合时代发展的要求，是推动建筑业快速发展的不二法宝。

　　二建筑物供配电系统的电气节能设计基本原则

　　供电系统是建筑物供电、供电的主要载体，也是建筑物电气节能设计的重点。供电系统电气设计应在保证建筑物电气功能正常运行的基础上，合理地选择变压器和电缆，并考虑后期建筑供电系统发展规划，综合考虑技术、经济、适用性等因素，设计出高效、节能、经济的优化方案，以达到节约能源和降低能耗的目的。

　　2.1保证建筑物内电气系统正常运行

　　电力供配电系统的节能设计，应以满足建筑内部电气系统正常工作的基本条件为设计方案的基本前提，例如，电力供配电系统应满足建筑内部各机械设备系统、电气设备系统、照明系统和安全可靠的用电要求;电力供配电系统应满足照明房间或场所的照度、色温、显色指数等技术要求;电力供配电系统应满足中央空调系统和通风空调系统的基本温湿用电要求;电力供配电系统应满足照明房间或场所的拖动系统的安全用电要求。有效地、稳定地、有效地实现建筑物的安全运行和节能经济是建筑供配电系统节能设计的基本前提。

　　2.2应综合考虑供配电系统的运行经济效益

　　对供电系统进行节能设计时，不能一味追求设计阶段的节能效果，而忽视后期运行维护费用。应从设计、施工、运行维护等方面综合考虑供配电系统节能设计方案的实际经济效益。应综合考虑供配电系统投运后运行维护的长期节能效益，不能以牺牲系统后期昂贵的运行维护为代价，在设计阶段节省更少的投资。在运行维护期应考虑长期的节能降耗措施，使设计阶段增加少量的额外投资，可在几年或更短的时间内通过合理的节能降耗措施加以抵消，从而有效地提高设计方案的节能经济效益。

　　2.3以发展的眼光来设计供配电系统节能

　　建筑物供配电系统电气节能设计的内容比较复杂，有很多影响因素需要考虑。从建筑后期扩建、周边环境及电气系统投入使用后的运行情况来看，设计方案应始终贯彻经济、合理、技术先进、材料新奇、设计方案不会短时落伍等设计理念，在供配电系统节能设计方案中，应始终遵循以下原则：(1)慎重考虑，慎重计算，慎重选择设计方案中的具体细节;

　　三建筑物用电、配电系统节能设计通病分析

　　3.1缺乏有关规范的知识

　　“10 kV及以下变电站有关规范”中明确作出规定：变配电房不得设在浴室、经常积水的地下室、厕所等场所，也不得与其相邻。一般情况下，居住建筑在设计时，一般都把配电房设计在一层，而楼上的卫生间位置则是局部夹层。但这样的设计往往会因屏蔽性差、降噪措施不到位等原因而引起楼上住户的投诉。2011年，国家最新颁布并实施的《住宅建筑电气设计规范》明确规定：当配变电所设在住宅建筑内时，不应设在住宅建筑的正上方、正下方、紧邻住宅建筑的疏散出口两侧，也不应设在住宅建筑的低层底层。这几条规定都比较明确，要求楼下不设变配电房。

　　3.2供电设备设置与规范不符

　　按照我国《民用建筑电气设计规范》的规定：当消防用电负荷为二级，采用交流供电时，宜采用双回路树干式供电，并按防火分区自动切换应急照明配电箱。使用集中式蓄电池或内装电池组的灯具，可采用单回线树干式供电，并按防火分区设置应急照明配电箱。但在实际的设计中，由于存在着认识上的偏差，建筑供配电设计人员、建筑监理人员、消防电梯前室的消防控制室管理员往往还要求单独安装一个或两个紧急照明开关。考虑到经济上的设计，这么做显然更浪费。若建筑物每层的防火分区均设有紧急照明配电箱，则更为不合理。

　　3.3电梯井道照明电源和检修口设置不合理

　　实践中，许多设计人员都会在自己的供配电设计中进行讲解，电梯井道照明供电和检修用的插座都是由电梯厂家来设计完成，很明显，这是不合理的，电梯厂家不完全了解建筑物的供配电设置情况，不了解建筑物的线路布置情况，只能凭经验或工程图纸来分析。设计者不负责任的设计会给用户的电力使用带来安全隐患。

　　3.4电缆和导体的选择时应考虑欠整

　　建筑物供配电设计中，许多设计者在选择电缆和导体的截面积时，往往只考虑到负荷计算出的电流满足要求，根本不考虑电力设备的端电压，远距离供电。如高层建筑的电梯，屋顶上的小风扇等设备。在电力传输过程中，由于电能的线路损耗问题，当电能传输到用电设备端时，此时的电压已不能满足电动机起动所需的电压偏差。

　　四是建筑供配电设计节能降耗方法分析

　　4.1合理选用变压器类型

　　变压器的合理选用可达到节能降耗的目的，节能变压器主要是通过降低损耗来提高其工作效率，所以在建筑电气节能中，变压器的参数要特别注意。受负荷能力和负荷特性的限制，供电系统应该更加可靠和简单，同一电压的供电系统不能有两个以上的配电级数。另外，合理地选择变压器的容量也是提高其节能效果的一个有效途径。多变压器并联供电时，需要根据实际负荷合理确定变压器的数量，才能有效控制变压器的损耗。为了缩短供电距离从而降低供电损耗，变压器应在负荷中心附近放置。

　　4.2合理选择线路走向

　　传输线通路不同，其耗电量也不尽相同。建筑电气设计中，应注重线路路径的选择问题。在进行线路设计时，应严格按照建筑物电路设计的有关要求，保证线路传输质量，同时提高线路传输效率，这样才能实现节能。

　　根据有关要求对线路进行初步选择后，则应首先确定好变电站的位置，然后再根据实际情况进行线路选择。在初步线路确定后，相关工作人员应审核线路方案，确保线路方案的合理性，同时应尽量减少线路距离，尽量采用直线输送，减少线路折弯次数。这样可以减少线路之间的距离，即减少线路传输的费用。

　　在完成了线路的初步选择工作后，还应进行现场考察，确保线路能满足实际需要。线径是建筑电气设计的重要内容，只有对线径进行合理的设计，才能确保传输过程中线路的安全性，既能满足用电用户的要求，又能达到环保、节能的要求。

　　4.3合理配置电源点，减少线路损耗

　　与其它材料的传输不同，由于绝缘和发热等原因，导线在传输过程中会产生不必要的电能损耗，在传输过程中就没有任何意义和价值。它主要有两种形式：导线相交距离长，电阻大，传输电流值大。尽管实际传输的电流不能在建筑电气传输过程中改变，但是可以根据传输线路的实际距离而改变。举例来说，可以让电源点更靠近负荷中心，为了避免迂回现象的发生，尽量使输电线路走直线，缩短线路长度。也可以通过增加导线的截面来减小导线的电阻。当然，选择这些方法主要是根据实际情况，在保证传输效果的基础上，保证输电线路的实际使用效率。此外，在导线的选择上应尽可能地选用铜芯材料，这样既能保证传输线的效率，又能保证企业的利益。

　　4.4升降机控制系统节能技术应用

　　显而易见，电梯控制系统是高层建筑电气系统的重要组成部分，电梯设备的使用率虽然很高，但由于高层建筑楼层较高，电力消耗也很大。所以高层建筑电梯控制系统要实现节能降损，就必须合理设计节能经济、高效可靠的电梯控制模式。先将变频控制方式应用于高层建筑的电梯控制系统，根据电梯控制系统的功能要求，在电梯控制系统中设置变频调速控制器，以实现电机的拖动。

　　升降机控制系统输入输出之间的动态平衡，可以提高其功率因子，降低系统能耗。其次，根据高层建筑电梯控制系统的实际运行情况，合理地确定电梯控制系统电机的驱动容量，保证其在最佳运行状态下工作。

　　4.5节能照明系统的选择

　　照明系统在建筑工程中非常重要，它直接关系到人们生活的各个方面。因此电气节能技术在照明系统中的应用非常重要，是建筑工程电气施工的重中之重。为更好地满足人们的日常使用需要，可加强对自然光源的采用，并可根据自然光源的强度，控制不同的灯具开关，从而能有效地提高自然光源的利用率，从而减少人工照明产生的资源消耗。选择灯具时应遵循绿色、环保的原则，加强对光源及其它因素的综合认识，选择寿命长、能耗低的灯具。但在一些经济相对落后的乡村地区，对路灯持续照明的要求相对较低，此时可采用太阳能技术，利用太阳能路灯，以减少电能消耗。

　　4.6新能源风能太阳能电力节能技术

　　4.6.1太阳能电气节能技术

　　截止到目前为止，在整个建筑业中太阳能热水和采暖电气节能技术的应用范围已经非常广泛，而且取得的节能效果也非常不错。在实际建筑中，高层楼宇建筑中光热利用对太阳能集热器的安装角度、周围遮挡物以及采集面积等因素的要求是非常高的，因此，面对太阳能热水和采暖系统设计工作时，工作人员考虑的首要问题是太阳能建筑一体化设计方案，这种方案能够直接的对建筑功能结构的完美性以及太阳能集热系统带来一定的影响，因此其方案的设计与制定是至关重要的，在实际的工程项目运行中，工作人员要在建筑的坡屋面上进行太阳能热水以及采集系统的安装，使整个建筑在屋顶面积的配合中得到水供应的满足。

　　4.6.2风力发电电气节能技术

　　目前，节能建筑开展的一个重要组成部分就是可再生能源的利用开发，在电气节能的研究中，风能作为一种可再生资源，有着不可取代的作用。风能的电能资源有可能成为节能环保工作的标志性景观，这样还能提升巨门的节能环保意识，认识到环保的重要性。同时在建筑工程中利用风能，不仅能够将其产生的风力电能直接的运用于高层建筑中，还具有免于输送的特点，同时节能环保。另外，还可以和实际的工程相结合，把电气新能源应用其中，采取太阳能庭院照明，风光互补庭院照明，风光互补供电系统等等的方式进行节能技术的应用。

　　5结语

　　无论时代怎么进步，社会如何发展，节能减排永远是一个国家关注的关键话题，其对国家的经济发展和进步有着至关重要的作用。在建筑工程中应用供配电节能技术是时代发展的需求，不仅能够为居民的生活提供方便，还可以保障建筑相关企业的经济效益，更可以推动我国经济的健康发展，因此说，加强建筑供配电节能技术的应用势在必行。