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摘要：建筑电气设计从狭义上仅指民用建筑中的电气设计，从广义上讲应该包括工业建筑、构筑物和道路、广场等户外工程。本文简单介绍了建筑电气设计的特点和内容，并根据建筑电气的节能原则，提出了几种在工程设计中行之有效又切实可行的节能措施。
关键词：建筑电气设计， 特点， 节能措施
Abstract: the construction of electrical design from narrow sense means only civil building of the electrical design, from the broad sense should include industrial buildings, structures and road, square outdoor project. This article simply introduces the characteristics of the building electric design and content, and according to the principle of the construction of electrical energy saving, and proposed several in the engineering design effective and feasible energy saving measures.
Keywords: building electrical design features, energy saving measures
中图分类号： TU855文献标识码：A文章编号：
1 建筑电气设计的特点
建筑电气是技术要求高的系统工程，从电气设计角度出发进行节能设计必须
仔细分析其特点，按照其特点进行针对性设计，才能确保最终设计的合理性。建筑电气的特点简单说有以下几个表现：一是设备用电负荷需要精确计算。负荷计算是否准确对合理选择设备，确保设备安全可靠和经济运行有决定性作用。二是需要进行高低压供配电系统的设计，以确保供电的可靠性。三是终端照明设计。照明设计既与节能环保密切相关，而且与建筑装饰美观程度有着直接的关系。四是防雷和接地设计。高层建筑的日渐增多，雷击风险也在日增长。防雷设计与配电系统的可靠性和安全性的关系随着高层建筑的原来越多而显得日益密切。
2 电气设计的主要内容
现代建筑趋于多元化的风格，高度大、面积大、功能复杂。电气设计内容也日趋复杂，项目繁多。
2.1 供电系统
建筑供电主要是解决建筑物内用电设备的电源问题。包括变配电所的设置，线路计算，设备选择等。
（1）供电电源及电压的选择。供电设计：包括供电电源的电压、来源、距离和可靠程度，目前供电系统和远景发展情况；用电负荷的性质、总设备容量和计算负荷；变配电所的数量、容量、位置和主接线；无功功率的补偿容量和补偿前后的功率因数：备用容量和备用电源供电的方式；继电保护的配置、整定和计量仪表的配置。建筑物中一二级用电负荷应有两个独立电源，三级负荷可采用单个独立电源供电。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时使用，互为备用。
（2）高压接线。好的设计能够产生巨大的效益，这是工程师设计的主要目的。如何因地制宜，保证高低压接线的安全、合理、经济、方便，是很关键的。高压配电系统及低压干线配电方式常采用放射式，楼层配电则为混合式。水平干线因走线困难，多采用动力与竖井母线通过插接箱连接。每层楼竖井设层配电小问，经过插接箱从竖井母线取得电源。当层数较多或负荷巨大时，可按楼层分区供电或将变压器分散布置，但要进行经济分析。
（3）低压配电线路设计。首先确定进户线的方位，然后确定各区域总配电箱、分箱的位置，根据线路允许电压降等因素确定干线的走向，管材型号和规格，导线截面等，绘制平面图。低压配电系统的各级开关，一般采用低压断路器。设计时注意选择性。保护等级不宜超过三级。消防设备及重要负荷要求两路供电、末端切换，如消防电梯，要求在消防电梯机房设置切换装置。配电设计包括配电系统的接线、主要设备选择、导线及敷设方式的选择、低压系统接地方式选择等。
2.2 电气设备选择
现代建筑要求电气设备防火、肪潮、防爆、防污染、节能及小型化。电气设备有的需要引进。设备引进是一项技术性、政策性很强的工作，对国际市场的产品动态及发展趋势都应有一定了解，具备必要的国际贸易常识。
（1）电气设备的选择涉及多种因素，首先要考虑并坚持的是产品性能质量。电气产品的选用必须符合国家现行使用的有关规范。其次才是经济性，要根据业主功能要求、经济情况做出选择。随着人们环境保护意识的日益增加，选择环保产品、节能产品也是新的时尚，而不仅仅是钱的问题了。
（2）电梯按使用功能分类有：高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、消防梯、货梯、自动扶梯等；按速度划分有：低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯；按电流分为直流和交流梯。设计人员的任务是确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和选型，往往是建筑师根据建筑需要作出决定，但电气设计人员宜参与协商，与建筑师共同研究确定。为缩短候梯时间、提高运输能力，采用高速电梯、分区控制和电脑群控已经是常见的。
2.3 电气照明设计
电气照明设计，包括光源选择、照度计算、灯具造型，灯具布置，眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高光效电光源，可以取得节能的明显效果。
3 建筑电气节能的三个原则
由于人口的增加，工业建筑的发展，人们生活水平的不断提高，能源的消耗也就急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，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。建筑电气节能应坚持以下三个原则：
3.1 考虑实际经济效益
节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
3.2 满足建筑物的功能
即滿足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。
3.3 节省无谓消耗的能量
节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。
4 建筑电气设计的节能措施
4.1 供配电系统的节能设计
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。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，以适应由于季节性造成的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。
4.2 提高供配电系统的功率因数
功率因数提高了，可以减少线路无功功率的损耗，具体方法有：
（1）减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备(如配有电容补偿的荧光灯)等。
（2）用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。
4.3 照明的节能设计
照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度地利用光能。
(1)合理选用灯具、光源及附件。灯具的选择应根据悬挂高度而定，一般在悬挂较高的场所，选用高压钠灯和金属卤化物灯，悬挂较低的场所照明采用荧光灯．在选择光源时，应尽景减少白炽灯的数量，使用提供高效光源、照明器反射面的反射比较高的灯具．附件选择时，应尽量选低能耗的光源用电附件。
(2)改善照明器的控制方式。采用智能照明控制系统能通过系统控制不同工作场合的照明工作模式，在可以保证必要照明的同时，有效地减少灯具的工作时间，节省不必要的能源开支，延长灯具的寿命，这也是照明控制系统节能的最大优势。
(3)充分利用自然光。自然光是绿色能源，目前利用自然光的方式主要有：棱镜多次反射法、平面反向镜反射法、导光管法、光电效应法。
5 结语
建筑电气节能设计是个技术含量高，系统复杂的过程，而且正日益向着自动
化、节能化和智能化方向发展。建筑电气的节能设计潜力很大，广大电气设计人员在设计中应精心考虑，反复比较设计方案，拿出一套符合各种技术指标，满足功能需求的前提下，行之有效而又切实可行的节能措施，从而达到真正节约电能的目的。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：建筑电气设计， 特点， 节能措施
Abstract: the construction of electrical design from narrow sense means only civil building of the electrical design, from the broad sense should include industrial buildings, structures and road, square outdoor project. This article simply introduces the characteristics of the building electric design and content, and according to the principle of the construction of electrical energy saving, and proposed several in the engineering design effective and feasible energy saving measures.
Keywords: building electrical design features, energy saving measures
中图分类号： TU855文献标识码：A文章编号：
1 建筑电气设计的特点
建筑电气是技术要求高的系统工程，从电气设计角度出发进行节能设计必须
仔细分析其特点，按照其特点进行针对性设计，才能确保最终设计的合理性。建筑电气的特点简单说有以下几个表现：一是设备用电负荷需要精确计算。负荷计算是否准确对合理选择设备，确保设备安全可靠和经济运行有决定性作用。二是需要进行高低压供配电系统的设计，以确保供电的可靠性。三是终端照明设计。照明设计既与节能环保密切相关，而且与建筑装饰美观程度有着直接的关系。四是防雷和接地设计。高层建筑的日渐增多，雷击风险也在日增长。防雷设计与配电系统的可靠性和安全性的关系随着高层建筑的原来越多而显得日益密切。
2 电气设计的主要内容
现代建筑趋于多元化的风格，高度大、面积大、功能复杂。电气设计内容也日趋复杂，项目繁多。
2.1 供电系统
建筑供电主要是解决建筑物内用电设备的电源问题。包括变配电所的设置，线路计算，设备选择等。
（1）供电电源及电压的选择。供电设计：包括供电电源的电压、来源、距离和可靠程度，目前供电系统和远景发展情况；用电负荷的性质、总设备容量和计算负荷；变配电所的数量、容量、位置和主接线；无功功率的补偿容量和补偿前后的功率因数：备用容量和备用电源供电的方式；继电保护的配置、整定和计量仪表的配置。建筑物中一二级用电负荷应有两个独立电源，三级负荷可采用单个独立电源供电。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时使用，互为备用。
（2）高压接线。好的设计能够产生巨大的效益，这是工程师设计的主要目的。如何因地制宜，保证高低压接线的安全、合理、经济、方便，是很关键的。高压配电系统及低压干线配电方式常采用放射式，楼层配电则为混合式。水平干线因走线困难，多采用动力与竖井母线通过插接箱连接。每层楼竖井设层配电小问，经过插接箱从竖井母线取得电源。当层数较多或负荷巨大时，可按楼层分区供电或将变压器分散布置，但要进行经济分析。
（3）低压配电线路设计。首先确定进户线的方位，然后确定各区域总配电箱、分箱的位置，根据线路允许电压降等因素确定干线的走向，管材型号和规格，导线截面等，绘制平面图。低压配电系统的各级开关，一般采用低压断路器。设计时注意选择性。保护等级不宜超过三级。消防设备及重要负荷要求两路供电、末端切换，如消防电梯，要求在消防电梯机房设置切换装置。配电设计包括配电系统的接线、主要设备选择、导线及敷设方式的选择、低压系统接地方式选择等。
2.2 电气设备选择
现代建筑要求电气设备防火、肪潮、防爆、防污染、节能及小型化。电气设备有的需要引进。设备引进是一项技术性、政策性很强的工作，对国际市场的产品动态及发展趋势都应有一定了解，具备必要的国际贸易常识。
（1）电气设备的选择涉及多种因素，首先要考虑并坚持的是产品性能质量。电气产品的选用必须符合国家现行使用的有关规范。其次才是经济性，要根据业主功能要求、经济情况做出选择。随着人们环境保护意识的日益增加，选择环保产品、节能产品也是新的时尚，而不仅仅是钱的问题了。
（2）电梯按使用功能分类有：高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、消防梯、货梯、自动扶梯等；按速度划分有：低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯；按电流分为直流和交流梯。设计人员的任务是确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和选型，往往是建筑师根据建筑需要作出决定，但电气设计人员宜参与协商，与建筑师共同研究确定。为缩短候梯时间、提高运输能力，采用高速电梯、分区控制和电脑群控已经是常见的。
2.3 电气照明设计
电气照明设计，包括光源选择、照度计算、灯具造型，灯具布置，眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高光效电光源，可以取得节能的明显效果。
3 建筑电气节能的三个原则
由于人口的增加，工业建筑的发展，人们生活水平的不断提高，能源的消耗也就急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，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。建筑电气节能应坚持以下三个原则：
3.1 考虑实际经济效益
节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
3.2 满足建筑物的功能
即滿足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。
3.3 节省无谓消耗的能量
节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。
4 建筑电气设计的节能措施
4.1 供配电系统的节能设计
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。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，以适应由于季节性造成的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。
4.2 提高供配电系统的功率因数
功率因数提高了，可以减少线路无功功率的损耗，具体方法有：
（1）减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备(如配有电容补偿的荧光灯)等。
（2）用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。
4.3 照明的节能设计
照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度地利用光能。
(1)合理选用灯具、光源及附件。灯具的选择应根据悬挂高度而定，一般在悬挂较高的场所，选用高压钠灯和金属卤化物灯，悬挂较低的场所照明采用荧光灯．在选择光源时，应尽景减少白炽灯的数量，使用提供高效光源、照明器反射面的反射比较高的灯具．附件选择时，应尽量选低能耗的光源用电附件。
(2)改善照明器的控制方式。采用智能照明控制系统能通过系统控制不同工作场合的照明工作模式，在可以保证必要照明的同时，有效地减少灯具的工作时间，节省不必要的能源开支，延长灯具的寿命，这也是照明控制系统节能的最大优势。
(3)充分利用自然光。自然光是绿色能源，目前利用自然光的方式主要有：棱镜多次反射法、平面反向镜反射法、导光管法、光电效应法。
5 结语
建筑电气节能设计是个技术含量高，系统复杂的过程，而且正日益向着自动
化、节能化和智能化方向发展。建筑电气的节能设计潜力很大，广大电气设计人员在设计中应精心考虑，反复比较设计方案，拿出一套符合各种技术指标，满足功能需求的前提下，行之有效而又切实可行的节能措施，从而达到真正节约电能的目的。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。