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摘要：随着我国城市化进程的不断推进，建筑特别是高层建筑的建设要求越来越高，如何设计好建筑内部的强电设计，不仅关系到整个建筑电力系统的正常运转，也影响到建筑的整体质量和使用安全，有着十分重要的意义。而在强电设计中，电气节能也是需要重点考虑的事宜。本文拟结合建筑强电系统设计情况进行研究，探索科学设计与电气节能的具体措施，以期为完善建筑电力设计与建设提供有价值的参考。
关键词：建筑领域；强电设计；电气节能；
在建筑领域，电气设计是建筑设计的重要组成部分，设计要符合建筑功能需要，应努力做到安全可靠、经济合理、技术先进、整体美观、维护管理方便。在现代建筑中，如果没有合理规划好强电的设计，不仅建筑在使用过程中会出现诸多问题，而且会对后期的使用和维修造成巨大的困难，使建筑安全难以得到有效保障。因此，建筑企业在进行建筑设计时，必须充分重视电气设计，将其纳入到设计的重要环节，并且充分考虑到电气节能的问题，从而使建筑设施得到最优的设计。
一、建筑强电系统的相关设计
（一）强电系统的总体规划与设计
在建筑设计中，需要电气专业解决的问题比较多，主要包括：供电电压等级的确立、自备应急电源系统、高压供配电系统、低压供配电系统、变配电所选址、照明系统、消防系统和防雷系统等。因此，建筑强电系统的设计，首先要考虑到电力系统的整体情况（具体见图1），从整体上进行科学合理的布局和规划，确保建筑强电系统得以正常运转。
图1电力系统与电力网络模拟图
在进行整体供配电系统设计时，基本原则是，做到保障人身和财产安全、节约能源、技术先进、功能完善、经济合理、配电可靠和安装运行方便。用电负荷应根据供电可靠性及中断供电所造成的损失或影响程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。为保证供电的可靠性和稳定性，特别重要的负荷或者业主方有特殊要求时，至少需要两路独立的电源。在确定电源的数量时，通常应是在充分考虑到实际电网的条件和负荷的实际情况后才能确定。两个独立的电源应是互为备用，并且它们在运行方式上应选择同时供电。各路电源应为不同路由的线路，宜采用专线由上级变电站或开关站放射式供电。电源电压等级一般为10kV、20kV、35kV，少数为110kV。当一路电源断电时，剩余电源应能保证二级及以上负荷的供电。
（二）配变电所位置选择与节能设计
配变电所位置选择，应根据设计规范要求综合确定，其中直接影响造价与节能的基本原则是：
1、深入或接近负荷中心；
2、接近电源侧；
3、进出线方便。
这样做可以让供电的线路最佳，无论一次高压电源侧，还是二次低压电源侧都是最短路径，以减小配电电缆截面，既节约投资又最大程度的降低线路上的能源损耗。建筑物低压配电室通常会被设置在建筑地下层的区域，但正上方及贴邻并不能是在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所，如果贴邻，相邻隔墙应无渗漏、无结露等防水处理。配电室内部具备防水、防潮、防小动物进入及通风等条件，使变配电系统得以稳定运转。
（三）电气照明系统的具体设计
建筑公共的电气照明系统，是强电设计中十分重要的组成部分，也是建筑用户经常使用的公用电气系统。建筑电气照明系统不同于家庭照明，通常应当采用效率较高的灯具，并且灯具的反向罩需要有较高的反射比，从而以相对较少的灯具设置来满足尽可能广阔的空间照明需求。灯具的高度要在考虑到楼层高度的基础上，既不能过高，避免照明资源的浪费和照明效果的低下，也不能过低，避免与建筑用户产生高度冲突，造成灯具破损率的上升。在照明系统的开关方面，电梯口等人流较多的位置可以设置为手动开关或者光控开关，避免反复的开关折扣灯具的使用寿命，而楼道、进户走廊等使用频率较低的位置，则可以设置为触控式开关或者声控式开关，既方便建筑用户的使用，又避免灯具照明的闲置。
二、建筑强电系统节能的具体措施
环保与节能工作涉及到设计、施工与物业运营的方方面面，而每一位设计人员在设计过程中尤其应该重视和考虑的问题，而节电节能工作，从发电厂开始到线路末端的用户都应高效地使用电能，减少不必要的浪费，需要从点滴入手，各个层面共同努力才能实现低碳环保型社会。笔者经过多年的实践经验，总结有以下几个方面的做法与大家分享：
（一）供配电系统的节能设计由于不同建筑供配电系统的负荷存在着较大的差异，因而需要根据负荷容量，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，做到系统尽量简单可靠，操作方便。
1、选用损耗值小的节能型变压器。反映变压器耗损的主要参数就是空载损耗Po和负载损耗Pk，以及附加杂散耗损等。可根据各厂商的产品样本所列参数对比，选用Po和Pk均较小的变压器产品。同时，选用更新换代的产品，新产品一般都会比前一代产品的性能更佳，节电能力更强。例如，SCB10干式变压器比SCB9干式变压器的效率高，更节能。
2、经多年数据积累研究，变压器的负载率在65%~80%之间比较合理，负载率较小时，虽然负载损耗Pk也小，但变压器发挥不出应有的效率，造成初投资的浪费；如果负载率超过80%时，变压器的温升会大幅度提高，变压器的损耗也大幅度提高，所以更浪费能源。因此，设计时合理选择变压器负载率显得较关键。
3、对于各类用电器，应选用节能性能更好的产品，包括生活给水泵、生活热水泵、消防泵、喷淋泵、污水泵、送风机、排烟风机以及电梯、扶梯、货梯等的各类电动机等等，俗话说省着用不如用着省就是这个道理。
4、建筑业态的不同，其用电负荷的比例也是不同的，但往往空调负荷都是大头，一般占50%~70%，因此掌握好空调电气设计与控制，就抓住了节能的主要矛盾。住宅类多为居民独立式空调，用电控制由业主自行掌握，不必多说。酒店、商业和写字楼等公共建筑，就可采用楼宇自控BA来纳入节能设计里，除此之外，根据经营季节周期变化规律，合理选择变压器的容量和台数，合理分配变压器所带的负荷。例如酒店，可将大堂区、后勤区、少部分客房为一个空调系统，大部分客房、宴会厅等设为另一个空调系统，通过计算机自动化控制的方式，灵活地对变压器进行切换管理，以适应昼夜性或者季节性、经营性变化带来的负荷变化，从而，发挥出节能效益。
（二）照明节能设计
在各类建筑中，照明负荷比例占总负荷的15%~20%，是电气设计的重要组成部分，由于其用电量较大，涉及范围也特别广，节能设计有着很大的潜力。
第一，要适度控制照明功率密度。对于建筑内外的各种场所，要充分考察实际的照明需求，对照度标准、视觉要求、照明功率密度等进行科学合理的设计，而不宜片面追求过高的照明标准。
第二，要尽量采用高效光源。低压钠灯、高压钠灯具有较高的光通量，但其光色属于暖系，仍可用于道路和广场照明。荧光灯及稀土金属荧光灯有着较好的光照效果和光照范围，还可用于建筑的部分照明。随着科技的进步，近些年LED节能灯在建筑领域得到大量应用，主流灯企产品的光效达100~150lm/W，发光效率大幅度提高，是普通节能灯的3~5倍，白炽灯的10~15倍，并且寿命可达6~8万小时，因此设计中在没有特殊要求下，优先选择LED灯来照明。
第三，照明控制方式要符合节能要求，采用各种节能型开关或装置。如上述所述的公共场所及室外照明，可以采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关等；地下停车场可采用分回路控制，或者采用人体感应智能控制。根据照明使用特点采取分区控制或适当增加照明开关点，可以对照明系统进行更加精准和高效的控制，避免无用照明和闲置照明所产生的电能浪费，这也是一种行之有效的节电方法。
三、结束语
绿色发展理念是当前我国经济建设与社会发展的核心理念之一，对于可持续发展有着十分重要的影响。目前，我国建筑行业正处于蒸蒸日上的快速发展阶段，更加需要将节能降耗作为建筑设计与施工的重要参照因素，在确保建筑工程的整体质量、效率、安全、经济等因素的前提下，不断地引进新理念、新技术、新材料、新工艺，促进建筑强电系统的优化设计和节能降耗，使我国建筑行业保持可持续发展的趋势。
参考文献：
[1]章庆.建筑电气设计中安全与节能措施的探讨[J].绿色环保建材，2018，No.136（06）：227+229.
[2]王蕊，高锦波.节能理念下的民用建筑电气设计措施研究与分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2015（13）：113-114.
[3]陈松元.我国建筑电气节能存在的技术问题及节能途径研究[J].硅谷，2013（17）：128-128.
论文作者:王洪彬
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第21期
论文发表时间:2019/5/13
标签：建筑论文; 节能论文; 系统论文; 负荷论文; 变压器论文; 强电论文; 电源论文; 《建筑细部》2018年第21期论文;