谢玉柱

摘要：随着我国经济的飞速发展，能源问题被提到越来越重要的地位。建筑的供配电系统的节能降耗问题则更显得重要。我国大约有建筑面积五百多亿平方米，能源消耗比世界平均水平高出1-2倍，而电气建筑部分的能源消耗更是明显，因此，降低建筑电气节的能源消耗是大势所趋。但是电气建筑节能是一项技术性很强，影响因子复杂的工程。所以，电气工程师应对所负责的电气工程质量具有高度负责的责任心，充分应用自己的专业水平深入、细致的搞好电气工程的技术、质量、进度、签证、安全等管理工作，同时，建筑的电气安装要符合节能的需要。本文根据作者多年工作经验就建筑电气设计中的节能相关问题进行了简单的阐述。

关键词：建筑电气；设计；节能

引言

建筑工程电气设计中的节能措施不能独立于建筑功能而存在，建筑功能依赖建筑物内的环境设备（如空调设备、采暖设备、通风设备）与公用设施设备（如供电设备、通讯设备、防火设备、供水设备、电梯设备）来实现。由于电力是最便捷的能源，建筑物内环境设备与公用设施设备都依靠电力来支撑（即使是水暖系统也离不开电能的使用）。因此，建筑物节能设计最终都以节约电能为目的。建筑电气专业虽然不可能从根本上大幅降低电能使用，但是，建筑电气专业在节能方面也不是一无所能之处。新世纪以来，节能已经成为社会发展的主流，也是建筑行业得以生存的基石。由于过敏经济的飞速发展以及社会各行各业对店里能源需求不断的增加，而发电机容量以及电网供电能力的不足造成了国内大部分地区出现了不同程度上的电力供应不足的现象。可见，在目前的建筑电气设计中做好节能设计是多么的重要，这种社会趋势也促使了建筑电气节能地位的日益突出。由于我国电气节能潜力是非常巨大的，因此在建筑设计中通常都将其放在首要的位置，是同建筑节能共存的一个话题。

一、建筑电气节能设计应遵循的原则

在进行建筑工程电气设计时，既不能以牺牲建筑功能，损害使用需求为代价，也不能盲目增加投资，为节能而节能。

1适用性，也就是能够为建筑电气设备的运行提供必需的动力，建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源；能够满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求能够保证建筑电气设备对于控制方式的要求，从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。

2安全性，电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定裕度，确保供电、配电与用电设备的安全运行；有可靠的防雷装置，防雷击技术措施；特殊功能要求的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施，按建筑物的重要性与火灾潜在的危险程度设置相应必要的技术措施。

3在满足民用建筑电气工程的适用性和安全性的基础上，采用先进的节能技术，优化供配电设计，促进电能合理利用。另外，提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗，在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各种能源的消耗。做到选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高能源的综合利用率。

二、建筑电气设计中的节能措施

1照明

照明设计是实现建筑电气节能的关键环节，通过高质量的照明设计可以创造高效、舒适、节能的建筑照明空间。在保证照度标准和照明质量的前提下，尽可能减少照明系统中的能量损失，最有效地利用电能。

（1）合理选择照度标准

选择照度必须与视觉环境相适应。合理的照度值和优良的照明质量形成的光环境可以提高工作效果和改进人们的心情，要综合考虑照明系统的总效率。民用建筑（含居住建筑、公共建筑）的照度标准、照明均匀度、统一眩光值、显色指数、照明功率密度值等均应符合《建筑照明设计标准》所规定的相关标准值。

（2）灵活选择照明方案

照明分为一般照明、局部照明和混合照明3 种，应根据不同设计对象灵活选择。其中一般照明可结合局部照明，对于大型空间，实施分区照明。对于照度要求高的场合，利用一般照明加局部照明加强照明效果，实现按需布置、保证照度。照明电源线路应尽量采用三相四线制供电，同时设计三相对称照明负载以减少电压损失，减小中性线电流。

（3）选择高效光源和节能灯具

目前大部分使用的光源包括卤钨灯、荧光灯或小功率的高压钠灯，白炽灯逐渐被取代。其中紧凑型荧光灯和高强度气体放电灯需要正确选择镇流器，根据功率和应用场合选择电子型或电感型镇流器。同时设置电容补偿，以提高功率因素。在今后设计中，需要推广应用发光均匀、波长一致、平均寿命长的节能型led（发光二极管）光源。相对于白炽灯光源，白光led 光效高、能耗低、稳定性高，局限于目前的昂贵价格，未能得到广泛应用，但led光源的自身特性决定它会成为目前理想的替代光源。灯具选择上，选用高反射率高纯电化铝作为底反射器，变质速度较慢的材料（玻璃）作为控光器的灯具，以减少光能衰减。

2供配电系统

合理选择变压器

变压器的容量大小与能耗之间存在十分重要的联系，容量过小，很容易造成超负荷运行，导致过载损耗增加；如果容量过大，而又不能被充分利用，则会使空载损耗增加，基于此点原因，在选择变压器时应尽量根据实际情况来确定变压器的容量，从而确保变压器在运行过程中始终保持最佳工作状态，一般情况下，变压器的负荷率应尽可能大于30%，最佳工作范围需在70%左右。此外，还应尽量选择节能型的变压器，接线时可根据用电特点采用较为灵活的方式进行接线。

（2）减少线路损耗

a减少导线长度，在进行设计时，配电箱、低压柜的出线回路应尽可能为直线，并且不走或少走回头线；变电所最好建在负荷中心附近，这样可以减少接线长度；低压线路的供电半径可按照用电负荷密集区而定，大负荷密集地区半径应尽量控制在100m 以内、中、小负荷密集区应分别控制在150m 和250m 以内。这样做能够节省敷设电缆的长度，使供電距离最短。从而达到减少线损的目的。

b增大導线的截面积，对于较长的线路，可以适当加大一级线缆的截面积，虽然这样会增加线路的费用，但是却可以减少年运行费用，增加的费用估计大约可在2 年左右内收回。

c对于高层建筑而言，变电室应尽量靠近电气竖井，以此来减少主线缆的长度，同时电气竖井应尽可能设在建筑的中部位置或两端，这样可以减少水平线缆的敷设长度。

d将负荷归类。除了对计费有特殊要求的负荷以及消防负荷以外，其余普通负荷可采用一条主电缆供电，这样不仅方便消防电源切非操作，同时还可以在非空调季节使用同样大的线路截面传输较小的电流，使线路的损耗大幅度减少。

（3）无功补偿

供配电系统中有很大一部分用电设备为电感性负荷，如变压器、电动机等，它们在运行时会产生无功电流，这部分电流流经高低压传输线路会使线路发生功率损耗。因此，在设计供配电系统时，可以考虑采用电容柜对系统进行就地补偿或集中补偿，以此来减少无功电流，使功率因数有所提高。通常情况下，功率因数由0.7 提升到0.9，线路损耗约可减少40%左右。功率因数的大小需符合电力部门的要求，若无具体要求时，建议低压用户的功率因数可在0.85 以上，高压可在0.9 以上。可见，无功补偿不仅能够改善电能的质量，提高供电能力，而且还可以达到节能降耗的目的。

谐波抑制

随着各类电力、电子设备在建筑中日益广泛地应用，由此产生的谐波电流对供配电系统产生的危害表现为谐波使电动机发热效率下降4%～6%，使线路损耗增加1.5～2.5 倍，使变压器局部严重过热，造成铜损和铁损增加2～2.5 倍。谐波还会导致继电保护和自动装置的误动作并会使电气仪表的计量产生2%～20%误差。可见，谐波电流的存在不仅增加了供配电系统的电能损耗，而且对供配电线路和设备安全工作产生危害。为了抑制谐波，通常设计时，在变压器低压侧或用电设备处单独设置有源滤波器、无源滤波器，也可将有源滤波器和无源滤波器混合使用或采用节电装置。通过以上措施有效地滤除中性线和相线的谐波电流，不仅净化了电路，降低了能耗，而且提高了供电质量，提高了设备使用寿命。

3电动机

（1）根据电动机经济运行的原则合理选用电动机。如恒负载连续运行，功率在250kw 及以上，宜采用同步电动机、功率在200kw 及以上，宜采用高压电动机、除特殊负载需要外，一般不宜采用直流电动力。电动机功率选择，应根据负载特性和运行要求合理选择，使电动机工作在经济运行范围内。异步电动机当采取更换或改造措施时，须经综合功率损耗与节约功率计算及起动转距的校验后，在满足机械负载要求的条件下，使新投入的电动机工作在经济运行范围内。

（2）采用高效率电动机，减少电动机损耗。

（3）对轻载电动机采取降压运行方式实现节能。如改变电动机绕组接法，对经常处于轻负荷动行的电动机，应采用三角- 星切换装置，将三角形接法的电动机改为星形接法，降低电机运行电压可以达到良好的节电效果。

（4）电动机无功功率就地补偿。如远离电源的水源泵站电动力、距离供电点200m 以上的连续运行电动机、轻载或空载运行时间校长的电动机、yzr 或yz 系列电动机、高负载率变压器供电的电动机均应首先采用电动机无功功率就地补偿。

结束语

在当前的建筑电气设计中，应把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节约电能应以提高能源利用率和综合效益为主要途径，根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定设计方案。通过正确的计算，合理选择电气设备及其控制方式，尽量在不增加或少增加投资的前提下取得较显著的节电效果。

参考文献：

[1]赵莹莹，陶庆友.论建筑电气节能设计探讨[j]. 科技致富向导. 2010（32）

[2]陈秀丽.浅谈建筑电气设计中的节能设计[j]. 黑龙江科技信息. 2009（17）

[3]刘翠丽.建筑电气设计的节能[j]. 民营科技. 2011（04）

[4]万小洪.建筑电气设计中的节能措施[j]. 科技信息. 2010（04）