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1、浅谈节能设计问题和对策毕 业 论 文浅谈节能设计问题和对策 摘 要1一、绪论1二、论文主体1（一）建筑电气节能设计的必要性 1（二）建筑电气节能设计的常见问题4 （三）建筑电气节能设计的原则 5（四）建筑电气节能设计的对策分析6 五、结论8参考文献9致谢10浅谈节能设计问题和对策摘要：我国如今的发展已经越来越加发达，在许多行业方面都进入了发达时期。建筑行业一直是我国的一个重要的行业，而随着我国科技的发展，建筑行业已经进入了智能化时期，各种智能化建筑技术被人们研究出来。但是现如今的智能技术还停留在初期阶段，在很多方面的发展还不够完善，如当前建筑电气能耗形势非常严峻，节约建筑电能消耗已成为一个不容

2、忽视的问题。建筑电气节能设计对我国当前实施的环境保护战略以及资源节约型战略均有着重大的意义，所以应当加强分析与研究。本文将针对这一方面的内容展开论述，详细分析了现代化的电气节能设计之中存在的有关问题，同时对工作开展过程当中需要重点把控的部位和需要不断加强改进的部位进行了细致的研究，进一步探讨应对建筑电气节能设计上的对策措施。关键词：建筑电气；节能设计；问题；对策随着经济的快速增长，能源消耗与浪费日益受到人们的关注，节能已成为社会的公共话题。同时，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源-电能，也就成为民用建筑电气设计的焦点。本文就建筑电气节能设计中的常见问题进行分析，并提出相应的解决方案。一、建

3、筑电气节能设计的必要性现在我国正处于工业高速发展的时期，工业高速增长需要以消耗大量的资源和原材料为前提。经济的增长受能源的约束，会严重影响我国工业化的进程，节约能源已经成为关系到国家经济发展的重大问题。建筑耗能已经成为我国能源消耗的一个重要的消耗源，建筑耗能主要是建筑电气耗能。因此，在设计上开始寻求建筑电气节能的方法和电气节能的措施显得更加重要。（一）实现节约电能的功能目前我国在各方面能源消耗都比较大，所以在能耗方面，我国一直在进行着对新型能源的探索以及开发，虽然如今在这方面已经取得了一些成就，但是却不足以实行普及应用。所以目前我国主要还是通过使用电能来作为主要消耗能源的，据统计，在我国每年的

4、能源消耗方面，建筑电能的使用一直处于居高不下的地位，为了能够生产足够的电能供人们生活的正常运转，需要消耗大量的物资。而如果能够实现电气节能优化，那么就能够有效的节省电气能源的消耗，直接降低在电气能源方面的成本费用。（二）符合节能减排的理念我国一直提倡节能减排的理念，在各方面都提倡“绿色”行动。国家在近些年之所以能够取得如此之多的成就，大部分都是建立在牺牲环境资源的基础上的，然而自然环境资源始终是有限的，如果把这些资源耗尽，那么我国的发展将会停滞不前。所以提倡节能减排理念，就是为了能够最大限度的节省在各方面的能源消耗，通过使用新型能源、可再生能源、节能优化等措施，来实现降低对能源的消耗。二、建筑

5、电气节能设计的常见问题虽然在电气节能设计方面我国已经做出了许多的研究，但是现如今仍然存在着许多方面的问题，现实中的电气能源消耗往往都要超出人们的预设，导致节能的目的一直都无法实现。（一）供配电系统设计不合理供配电系统是建筑用电调度主控平台，基于电网运行模式可实现资源优化配置，加快地区用电作业流程的一体化建设。当前供配电系统设计中存在的普遍问题是“能耗大”，建筑物的单位能耗和系统损耗大。内部线路设计不合理，没有根据负荷容量、供电距离及分布、用电设备特点等因素合理设计供配电系统，不符合经济型建筑使用标准。（二）忽视电气节能的需求有些设计人员在进行建筑电气设计时，仅仅只对单位的需要及利益进行考虑，严

6、重忽略消费者对电气节能方面的实际需求，导致建筑物的使用无法满足消费者的要求。同时设计人员没有针对不同类型消费者的诉求，对建筑物使用中涉及的能源管理细节等不够了解，难以设计出适用于内部能耗核算的计量表。（三）自动化以及智能化技术的限制自动化以及智能化技术是电气节能优化设计中的重要技术，但是由于目前在智能化建筑方面，自动化技术以及智能化技术无法跟上先进的设计，使得设计的功能都成了空想。这样一来，在理论知识方面有了充分的准备，但却没有实际的硬件设备来发挥理论知识的作用。如果想要真正实现电气节能的优化设计，那么就必须要首先对自动化技术以及智能化技术进行提升。三、建筑电气节能设计的原则建筑电气的节能设计

7、是有则可循的，不能够随意而为。总体来说，建筑电气节能设计应普遍遵循“贯彻实用、经济合理、技术创新”的原则。（一）实用性在节能设计时，所有节能设施的材料和布线等都必须结合建筑物自身的使用功能，在满足整个建筑物照明、采光、色温、显色等硬性指标的前提下，还要满足使用建筑物的消费者对于舒适条件、卫生环保等方面的需求。同时，在节能设计的时候不能仅仅注重节能材料的走向和方位，要综合考虑整个建筑物的实体情况，保证安全通道的畅通、各处运输路线的准确和安全。对于一些特殊场所的建筑物，更要根据其自身的独特需求进行设计，比如大型游乐场类的建筑，就必须采用特殊的工程工艺来完成游乐场内部多数设备和设施的供电用电；再比如

8、大型演绎场所，要根据现场要求所需达到的灯光和布景效果来进行艺术照明和动力用电的设计。（二）经济合理性尽可能减少被浪费使用的电力。施工单位在进行建筑物规划和电气设计以前，有必要提前对哪些地方的用电是与建筑物正常发挥其电力作用无关进行调研分析，确定浪费用电的源头和可能位置，再采用具有针对性的方法进行节能设计和指导。通常，变压器的功率损耗、电线等传输线路上的功率损耗都是无谓的电力流失，造成能源浪费，在设计时要针对变压器和电线电缆进行专门的节电措施设计。（三）技术创新引进先进的设备与工艺，能够更好地节省耗能。比如超市、大型商场等人流量大、面积广大的场所，所需照明设别及供电量也相对较大，普通负载的灯泡及

9、灯具设备可能经不起这样的考验，这就为我国灯具研究和电气设计的专业人士们提出了一个新的研究课题。如何创新与技术换代，使先进的节能技术成果为国家节省更多的能源。四、建筑电气节能设计的对策分析照明系统、动力系统、供配电系统是建筑物用电最主要的三大块，我们根据这三大系统的各自特点来阐述建筑电气节能在设计时的应对对策。（一）照明系统节能措施设计节能环保的照明系统建筑中离不开照明系统的支持,消费者对于建筑中感受最为直观的电气设备当属照明系统,与此同时照明系统的电能消耗量也能通过电表的形式直观表现。建筑中照明系统主要包括建筑房屋内部照明系统、走廊照明系统以及外部照明系统等,改善建筑物照明系统的节能性的同时还

10、要保证人们对于物体的可视性以及视觉的舒适性,兼顾照明设备的质量同时还要将设备的损耗降到最低,最大程度的利用现有的能源包括自然光源和设备能源。合理选择照明方式。电气设计人员与建筑物设计人员是紧密相关的，电气设计人员在设计时一定要参考建筑物的整体规划和窗体朝向等进行节能的安排，必要时候，可以对建筑物设计人员提出相关意见与建议。自然光是最为有利于身心和日常生活的可再生能源，有效利用自然光，可以帮助施工单位大大减少电气能源的消耗。设计人员要注重自然光与室内照明的合理结合，既能保证人们的日常用光，又能有效节约照明设备的使用与供应。同时，根据自然光所能达到的光照效果，设计合理适用的灯具照度，在自然光效较好

11、的建筑群中，可适当减小照明设备的照度，从而降低能源消耗。另外，按照自然光照位置、强度等，可以适当地分区安排照明设备，不均匀布光或者使用混光照明。合理利用可再生资源。太阳能是无处不有、取之不尽、用之不竭的清洁能源。太阳能发电的利用，由于建筑工程条件限制，屋顶和墙体面积能加装太阳能很有限，加上投入与产出相差较大，大量应用还存在难度。目前在室外照明包含庭院灯、草坪灯、高杆等很多地方都采用独立光伏发电作为电源，路灯也可采用太阳能和风电联合发电的形式等方法，在实际工程中应用较为普遍，起到了一定的作用。高效设计光源。在进行照明系统设计的过程中要考虑以下几个因素:光源寿命、光效、价格、显色指数以及色温等。我

12、们常见的几种光源包括传统的自然光、荧光灯、白炽灯和HID灯以及LED灯和光纤照明等新式的照明光源,上述几种光源所适合的范围也不尽相同,在进行光源选择的过程中要综合适用范围,建筑要求,舒适性以及节能性等多个方面综合考虑。例如说采用荧光灯取代传统的白炽灯,虽然从短期成本来讲相对较高,但是其能源消耗相对较低,使用寿命也显著提升,消费者对于照明系统的舒适度也有所提升,因此从综合角度出发,采用荧光灯取代传统的白炽灯,更加符合建筑的电气节能设计要求。值得注意的是荧光灯的能源消耗等级与光效也不尽相同,根据不同的场所需要选择不同型号的荧光灯,例如环境相对封闭的室内建议采用紧凑型或者是T8荧光灯;在相对空旷且悬

13、挂位置相对较高的室外,应当采用金卤灯或者高压钠灯等使用寿命相对较长光效相对较好的种类,要减少功率较大的白炽灯、高压汞灯和卤钨灯;在悬挂位置相对较低的室外,应尽可能选用性价比较高的荧光灯;而新型的LED灯则可以作为背景灯光使用,但是受到目前的技术以及通光性限制LED灯暂时还不能替代普通的照明系统,随着社会和技术的进步,其生产成本将会逐渐降低,通光性的问题也将得到改善,因此在不久的将来有望得到更加普遍的应用。要选择相对高效的光源来进行设计。按照照明设计的规范文件，对各个不同场所的照度标准、照明功率密度、视觉要求等进行严格控制，从另一个角度来说，控制好照明规范的各个条款，就是要从单位面积上限制好安装

14、灯具的功率消耗。最好在保证照明质量的前提下选择高效发光或紧凑型的荧光灯进行照明，这类灯具相比于普通白炽灯具有更好的节能效果。我们以紧凑型荧光灯为例做出比较：表1-紧凑型节能荧光灯与白炽灯技术参数比较节能灯的功率（W）5812162023光通量（lm）22540065081011001330寿命（h）600060006000600060006000等效的白炽灯功率（W）25406075100120由表数据可见，紧凑型荧光灯节电率更高。再加上它自身使用方便等特点，目前已经成为建筑电气节能设计中的首选灯具。当然，一些大型厂房、体育场馆等的照明不适用于荧光灯，一般可选用高压钠或金属卤化物等高效气体类发

15、光灯具。科学设计照明控制方式。控制系统的设计应当综合考虑以下因素:光色、照明的均匀度、能效的指标、统一的眩光值和相关照明标准等。节能效果最为明显的控制系统是智能控制系统,在大型公用建筑例如大中型体育馆、剧院以及公园等中的应用相对较多。智能控制系统是指能够根据不同需求设计不同种类光源的设计方案,在达到系统预置的环境之后系统将会进行自动切换。比如说,在完成了一整天的工作之后,系统会自动判定从而缓慢的切换到夜间工作模式,同时依靠自动探测功能将无人工作区的照明灯光彻底关闭,同时调节还有员工工作区域的照明系统,安排较为合理的照明。与此同时,还可以预先设置适合不同环境的照明方案,根据探测系统的反馈系统将自

16、动进行判定,从而给出最适宜的照明环境,既保证工作生活需求同时又降低能源损耗。对于大多数建筑而言,控制系统的数量应尽可能的精简,对于面积相对不大的房间而言采用一灯一控或者两灯一控的方式较为适宜,对于建筑面积相对较大的房间而言,则可以采用多灯一控的方式。声控灯比较适合应用在走廊或者楼梯间等位置;对于距离侧窗天井等天然采光区域较远的走廊或者楼梯间选择能够自动调节光电的装置较为适宜;室外则可以采用定时开关或者感应光电的自动控制系统。（二）动力节能科学选用电动机。选择高效率的电动机，对电动机的控制方式进行适当改进，尽量减少电动机的负载与空载消耗，这样可以提高其在实际运行中的效率。如电梯和压缩机等设备中使

17、用变频器、交流电动机可选用变频调速的方式等。与普通电动机相比，高效电动机的效率要高36，平均功率因数高79，总损耗减少2030，因而具有较好的节电效果。所以在设计和技术改造中，应选用Y、YZ、YZR等新系列高效率电动机，以节省电能。另一方面要看到，高效电机价格比普通电机要高2030，故采用时要考虑资金回收期，即能在短期内靠节电费用收回多付的设备费用。一般符合下列条件时可选用高效电机：（1）负载率在0.6以上；（2）每年连续运行时间在3 000h以上；（3）电机运行时无频繁启、制动(最好是轻载启动，如风机、水泵类负载)；（4）单机容量较大。采取各种切实可行的措施，减少电动机的各部分损耗（主要为负

18、载损耗及空载损耗）、提高电动机的效率和功率因数。采用高效率电机减少的耗电量与普通标准电动机相比，其总损耗减少20%30%，效率可以提高3%6%。首先要了解负荷的特性，然后根据电机的工作环境及负载特点，选用合适的电动机，避免“大马拉小车”，以提高电动机运行的效率和功率因数。科学选择使用型号。对电动机的使用型号进行选择时，应该从施工环境出发，合理评估其对电动机的负荷需求，结合电动机的不同负荷特征加以选择，严禁选用过小或过大的电动机型号。根据负荷特性合理地选择电动机容量。轻载电动机采取降压运行，对经常处于轻负荷运行的电动机，应采用三角-星切换装置。当负荷系数低于0.13时，将三角形接法的电动机改为星

19、形接法，可以达到良好的节电效果。对于经常轻载(负载率小于0.14)的生产机械，也可采用具有启动功能的轻载节电器，以达到“轻载降压运行节点”的目的。条件允许时，可采用比变频器价格便宜的另一种节能措施是采用软起动器。软启动器设备是按启动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此起动平稳，起动完毕，则全压投入运行。软启动器也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到转速随负载的变化而变化。软启动器通常用在电机容量较大、且又频繁启动的水泵设备以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从启动到运行，其电流变化不超过三倍，可保证电网电压

20、的波动在所要求的范围内。但由于它是采用可控硅调压，正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上，不会返回电网。因此，它要求散热条件较好、通风措施完善。加强产品质量控制。对需要根据负荷变化调节的设备采用调速电机，是节电的有效方法。交流电动机调速分为变极调速、变频调速和变转差率调速三种方式，节电效果以变频调速最为明显。在水泵、风机、压缩机、电梯等机械上应用变频器不但可以节约大量电能，还可以提高控制质量，是实现机电一体化的重要手段。阀门以及挡风板的方式来进行风机的控制不利于提高建筑物的电气节能效果，此种方式难以根据实际需要合理的分配能源，极易造成电能的浪费。水泵的电机对于电能的消耗也是巨大的，这就 要求

21、我们要对风机水泵运行的速度进行控制调节，目前效果最佳的方式就是变频技术来达到控制的目的。风机、水泵的运行可与智能 控制系统相结合，在建筑物中人员较多的区域和时间段正常运行，在建筑物中人员较少的区域和时间段保持低效运行，以此来降低电气能源损耗。目前大多建筑物都会配备电梯系统，但是电梯的电能损耗相对较高，因此使用一部能够发电的变频电梯是十分必要的，它能够将电梯的势能转化为电能再送回到电网中，供照明等设备使用。（四）供配电系统节能配电系统设计应在满足可靠性、经济性及合理性的基础上，提高整个供配电系统的运行效率，并尽量降低建筑物的单位能耗和系统损耗。根据负荷容量、供电距离及分布、用电设备特点等因素合理

22、设计供配电系统，做到系统尽量简单可靠、操作方便，同一电压供电系统变配电级数不宜多于两级。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径减少线路损耗。合理选择变压器的容量和台数，以适应由于季节变缓造成负荷变化时能够灵活投切变压器， 实现经济运行，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。科学布设供电网络。针对电气系统构成做全方位的节能分析，在安全、可靠的前提下，供配电系统设计应将节能作为主要技术经济指标进行多方案比较，科学布设供电网络，优化设计方案，改进机电设备经济运行方式。对于供电线路而言，其电压损失应该保持在规定的允许值内，以便减少电压损失，促进电网运行效益及供电质量的提高。如图1所示，一个住宅小区

23、的供电方案比较。第一个计划是用两1000KVA变压器集中设置变电站，变电站的负荷中心距离用户远，外加低压电缆出线回路多，线路长，投资大，运行成本高，但是高低压设备的一次性投资少；第二个方案是两个大容量变压器分解成几个较小容量的变压器，电源箱式变电站，变电站设施尽量靠近负荷中心。其中高低压设备投资大，可靠性高，运行成本低。特别是时间越长，节能效果越好越明显，但由于箱变压器靠近负荷中心，配送、管理不方便，占地面积大。综合以上两种方案的比较，在条件允许的情况下，优先选方案二。第一方案 2*1000KVA第二方案 630KVA 800KVA 10KV 配电 800KV合理选择供电电压。这是因为在相同的

24、情况下，电压越高则表明损耗越小。一般民用建筑电气进设备的电压等级多是220V-380V，部分大型民用建筑中的空调主机往往采用10（6）KV的制冷设备，以便达到节能效果。供电网络合理设置。变电所应靠近负荷中心，低压配电间应靠近电气竖井，合理分布供电网络，使低压供电半径控制在200m以内。供电线路的电压损失应满足规范的允许值，减少线路电压损失，提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。供配电系统可靠与简单。配电系统的设计必须要依据建筑的用电荷载、使用设备的特点 及其分布位置等因素，要遵循简单可靠的原则，设计合理，从而保 证配电系统的节能性与安全性。变电站接近负荷中心区域，低压配电间在电气竖井附近

25、，要根据各电器的分布情况合理的设计供电网络，尽可能的保证供电半径不超过二百米，将供电损失降到最低，同时保证供电质量。在电压等级相同的情况下配电系统级数要小于等于两级，从而有效控制电能损耗。在环境相同的情况下，电压越 大损耗也就越低，因此要设计合理的电压。通常情况下，民用建筑会选用380V和220V的用电设备，但是大型或特大型的建筑为了考虑整体的供电效果也可以选用10（6）KV制冷的设备。导线截面以及电缆的选择要充分的考虑电气设备的运营效果，在保证安全性的同时兼顾节能。0.8左右的变压器是目前市面上较为适宜的变压器，根据建筑需求进行不同负载率变压器的选择也能有效的降低能源损耗。在保持设备型号和调

26、速不变且自然功率相对电网要求相对较低的情况下，要考虑补偿配电系统的无用功，从而将变压器与线 路损耗降到最低。 （五）结束语建筑电气节能有着相当的潜力，应在设计中比较方案，从安全性、经济性和高效性等方面进行综合考虑，选用节能的控制设备电气产品，选择合理的供配电方案等，减少中间过程的各种损耗，以达到真正节能的目的，为提高社会效益以及经济效益作贡献。参考文献1王迪.城市智能建筑电气节能设计问题与对策探究j.科技创业月刊.20172卢正秋.建筑电气节能设计的常见问题分析及对策探讨j居舍.2017(19)3罗建华.建筑电气设计中的节能措施j.建筑与设计.20074刘瑞宏.建筑电气节能设计的问题及对策分析j.黑龙江科技信息.2014(22)5詹德英.建筑电气节能设计的常见问题及对策分析.华东科学技术（学术版）j.2012(004)