建筑电气供配电系统节能设计研究获奖科研报告

建筑电气供配电系统节能设计研究获奖科研报告摘要：随着当前人们生活水平的提高，电能消耗也越来越高，节能减排早已经成为各行各业急需解决的关键问题，而建筑的电气节能手段，也是当前建筑行业备受关注的一部分。

关键词：建筑电气供配;配电系统;电气节能

随着现在住宅建筑技术的不断提升，相应的电气供配系统也得到了良好发展，而建筑的电气供配电系统在实际应用中，也明显提升了人们的生活舒适程度，但这种基于电气供配电系统提升的美好生活，就给建筑供配电系统的设计带来了压力和挑战。

一、建筑电气节能设计的必要性和原则

1、建筑电气节能设计的必要性分析

有关于建筑电气节能，除了需要响应国家政策，适应社会需求外，这种电气节能设计也是从建筑节能的应用现状，和节能设计未来发展的趋势决定的。

1.1当前应用现状

就当前的各种建筑电气系统应用过程看，无论是建筑物应用过程中自身消耗的大量能源（图1），还是建筑中各类系统在运行过程中产生的多余的能源消耗，数字都是无法忽视的，这也是当前电气系统在实际应用中遭遇的应用压力。只有重视建筑电气供配电系统节能减耗的问题，才能有效的适应当前社会越来越突出的节能减耗问题。

1.2未来发展趋势

住宅建筑电气系统的未来发展，势必会因为科学技术的提升而提升。在未来，各种电气设备必然花样繁多，层出不穷，相应的建筑电气供配电系统的复杂性也必然会大幅度提升，更不用说因为电气供配电系统在实际运用中造成的重复使用而多余浪费能源的现象。因此有关于节能减耗的要求也会越来越多，只有现在开始不断提升电气供配电系统的节能效果，才能适应电气行业在未来的发展。

2、关于建筑电气供配的节能设计原则

2.1经济性

对于建筑电气供配电系统的设计工作而言，第一点就需要充分考虑经济因素。一方面是考虑建筑电气供配电系统落实的经济情况，另外一方面还要重点考虑建筑电气供配电系统在后续应用中，能否表现出理想的经济效果，避免因为节能目的损害到建筑住户的个人利益，也只有保障小区住户能够得到较好的用电体验和效果，才能为电气供配企业创造更高的利益价值。

2.2舒适性

建筑电气供配电系统的设计主要还是为人所用，提升系统应用区域居民的生活质量和生活水平，基于这种生活上的舒适需求，在进行建筑电气供配电系统设计过程中，不但需要严格的细节控制和节能把关，还要根据实际情况做出相应的节能调整。

二、建筑电气节能设计的要点分析

1、供配电系统的节能设计要点

供配电系统是建筑设计中非常重要的组成部分，设计过程中不但要综合现场条件，还要针对建筑的具体使用功能，考虑到建筑用电设备的详细情况。只有仔细的测算重要设备的用电负荷，才能精确的进行设计研究，保证各项供配电设施在达到节能减耗标准的同时，还不影响建筑用电的使用体验。而电压在电力的节能减耗中非常重要。只要通过合理的选择电压，就能有效降低建筑电能损耗。同时，电气供配电系统在实际的设计过程中，还需要对零散的电力部件进行集成，通过合理的布线让线路短且直，有效降低能源的损失。

2、智能建筑电气供配电系统的节能措施

当前的建筑类型中，智能建筑类型的电气子项目非常多，必须全面考虑建筑各个电气供配子项目的合理性，例如空调系统，可以采用先进的水源热泵空调。水源热泵本身就具良好的节能优势，利用地下水或地下土壤的温度形成持久的恒定温度，比传统中央空调的效能更高，也更容易达到节能环保、无污染、零排放的标准要求。此外，供水系统也可以选择没有负压的供水设备，不但能保证当地的水质安全，还能从一定程度净化水质。还有，关于智能建筑的公共照明系统，应当选用绿色的节能灯具，开关方式采用声光控制，不但能减少电能的浪费，还能合理的利用好自然光，从一定程度上保证了环境的舒适感。

三、建筑电气供配电系统节能管理设计

1、建筑电气供配电系统节能的细节

建筑电气供配电系统是能源消耗的中心组成部分，因此在进行建筑电气设计的时候，设计人员必须要结合设备的性能和设备特点，根据设备用电可负荷的等级、设备用电所需容量等进行合理性的选型和设计，既要让电气设备处于良好的工作状态，又能最高程度的减少电能消耗。

2、变配电房的位置选择

变配电房的位置应处于所有用电设备的中心，这样不但能够减少输电电缆的长度，还能有效降低配电线路的损耗，达到要求的经济性目的。

3、控制配电技术

要对建筑电气供配电系统的配电技术进行合理的控制，例如与用户相同高压侧配电的级数不高于两级，低压侧配电的级数控制不高于三級，这样一方面保障了供电的可靠性，也能保证用电的安全性。

4、变压器的节能设计

变压器的有功损耗与变压器空载损耗都和变压器的负荷率有关，所以在选择变压器型号的同时，还要综合考虑一下变压器的有功损耗因数。虽然这些情况影响并不大，但从各个细节进行的节能考虑，会让整体的节能效果更加明显。

四、供配电线路的优化设计要点

1、合理的选择供配电导线

在进行建筑电气供配电系统的实际应用时，应该结合建筑的实际用电情况，以技术专业性、经济适用性等标准来选择电导率较小的新型材质节能型导线。而在实际应用工程的优化节能设计过程中，铜芯电缆的电能传输效率会比其它材质的更为优越，但铜芯电缆的成本高，因此，在进行供配电线路布线设计过程中，要合理的选择铜、铝等材质的导线。例如负荷容量较大的一类、二类负荷，优先选择铜导线;而三类或负荷容量偏小的其它电力负荷，就选择铝导线，以此来降低经济要求，提高整个建筑电气供配电系统的方案设计技术和经济性能。

2、对配电变压器的科学选择

此外，从设备损耗、投资费用等方面进行考虑，为了确保设计的配电变压器在使用期间能承受一定的扩充，就需要前期余出多余的容量。举个例子：变压器一般的负载率应该在75%～85%是最优的状态。这就需要设计人员在配电变压器的设计过程中，对经济调度方案进行优化和升级，并且要结合负荷电容量的特性，合理分配用电负荷，计算配电变压器的容量和台数，才能科学的调控设计方案，让配电变压器能够长时间的运行，进行高效的工作。在降低变压器运行总损耗的同时，也能降低供配电网络的电能损耗，达到建筑电气供配电系统的最佳节能效果。

3、建立相关的后台能耗监测系统

除了科学的设计建筑电气供配电系统，还需要设计建筑的能耗监测系统。通过检测建筑能耗的，统计相应的能耗数据，随时分析能耗问题，才能对各个区域、各个设备的能耗情况进行随时把控，这对优化资源的利用程度、减少管理人员配置都有着非常重要的作用。此外，关于能耗监测系统的建立可以使用弱电控制。电流分为强电和弱电，弱电的特点是电压低、电流小、功率小、频率高，对资源要