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摘要： 随着建筑工程的不断扩大与发展，建筑电气设计与安装也逐渐向数字化、综合化方向发展。人们在追求舒适、安全的居住环境的同时，对建筑电气的设计与安装也提出高质量、高效率的要求。本文就建筑电气的节能原则及一些节能设计的措施展开讨论。
关键词：建筑电气 设计 可行性措施
前言：建筑电气技术的发展，是随着建筑技术的发展，电气科技的发展而同步的。尤其是随着信息技术的发展，如计算机技术、控制技术、数字技术、显示技术、网络技术以及现代通信技术的发展，使建筑电气技术实现了飞跃性的发展。随之建筑的供配电系统的能源消耗也越来越大。因此，降低建筑电气节的能源消耗是大势所趋。
（一）建筑电气设计的原则
1、满足建筑物的使用功能。
建筑电气设计的原则应满足以下几点：1、照明的照度、色温、显色指数；2、满足舒适性空调的温度及新风量；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；④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。
2.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.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。
二、电气节能设计的几种可行性措施介绍
1合理设计供配电系统 根据用户的重要性、負荷性质、用电容量、工程特点、系统规模，合理设计供配电系统，使系统在最佳状态下运行。 1.1根据用电负荷的容量及分布，使变、配电所靠近负荷中心，以缩短低压供电半径，降低线路损耗，减少电压损失，满足供电质量要求。供配电线路长度不宜超过250m。 1.2供配电系统应简单可靠，配电级数不宜过多，同一用户内，高压配电级数不宜多于两级；变压器二次侧至用电设备间的低压配电级数不宜超过三级，尽量减少电能损耗。由两路进线供电的系统，宜采用两路电源同时运行的方式，以减少正常运行时的线路损耗。 1.3合理选择供电电压。同等情况下，电压越高，损耗越小。供电电压等级的确定应考虑技术经济合理性及电力公司的相关规定等因素。当用电设备总容量在250kW及以上或变压器容量在160kVA及以上时，宜以10(6)kV供电。对大型公共建筑的空调冷水机组，考虑节能因素，经方案比较尽量采用10(6)kV冷水机组，但应考虑大容量电动机启动时对变压器的影响。 1.4合理选择变压器。
变压器节能措施 变压器损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分。变压器有功功率损耗可用下式计算：p2=p0+β2pk 式中:p2——变压器有功功率损耗(kw)； P0——变压器空载损耗(kw)； Pk——变压器短路损耗(kw)； β——变压器负载率(％)。 一般，在50％～60％时，变压器效率最高。在设计中，要正确选择变压器的负载率，以便合理选择变压器容量。变压器的经济运行在节能的同时，还能降低运行费用(包括设备折旧、正常维护和能耗)，取得经济效益。铁损对变压器来说虽为常数，但可通过合理选型与运行而达到节能的目的；变压器铜损是变化的，合理地确定最佳运行，保持变压器在正常条件下，选择最大效率点，可达到经济运行的目的。故变压器节能措施主要为：1)合理选择变压器容量和台数，选择容量与电力负荷相适应的变压器，对负荷进行合理分配，使其工作在高效区内。对车间停产后仍不能停电的负荷，宜设置专用变压器，大型厂房及非三班制车间宜设置照明专用变压器。2)选用节能型变压器，更换或改造高能耗变压器。近年来逐渐推广的S10、S11系列油浸变压器比s9系列更为节能。S11型卷铁芯变压器与s9型变压器相比：空载损耗平均降低30％，空载电流平均下降70％。新型干式变压器SC9系列以及非晶合金变压器等产品也都显示了低损耗的节能潜力。1.5减少线路能量损耗。在满足允许载流量、电压损失、短路电流热稳定等技术指标前提下，应按经济电流密度合理校验、选择导线截面，从而达到降低电能损耗、减少投资和节约有色金属的目的。 2、降低电动机电能损耗，提高电动机使用效率 2.1根据负荷特性合理选择高效率电动机，提高电动机运行的效率和功率因数。 2.2功率较大的电动机可以采用变频调速器(消防设备除外)，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。 2.3采用软启动器，使电机启动平稳，保证电网电压的波动在要求范围内。 3合理提高供配电系统中的功率因数 设计中应通过正确选择电动机、变压器的容量以及照明灯具启动器，降低线路感抗，采用正确的电线、电缆敷设方式，提高用电单位的自然功率因数。当自然功率因数偏低，达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。
4谐波治理 随着大量非线性负载的广泛使用，产生的大量谐波电流注入电网中，使电压波形产生畸变。可通过选用D，yn11变压器；设置滤波或隔离滤波装置；合理选择中性线截面；功率因数补偿电容器组串联消谐电抗器等措施抑制谐波，提高电能质量。三、太阳能节能设计措施 目前住宅热水系统虽然已不少设计采用了太阳能设备，但本人认为在大型住宅小区以及公共建筑的室外照明系统应该可以设计采用太阳能蓄电的照明设备。目前这类产品以太阳能LED灯具为主，其产品的工作原理是：白天太阳光照射到太阳能组件上，使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压，把光能转换为电能，再传送给智能控制器，经过智能控制器的过充保护，将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存；到了夜晚太阳能组件因接收不到光能，其输出的直流电压降到接近为零时，智能控制器自动开启控制装置，向LED提供电能，促使LED发光源发出足够的亮度用于照明；到天亮时，太阳能组件又接收到光能产生电压时，智能控制器又自动转换到充电模式工作。随着太阳能蓄电的照明设备的产业发展，这种产品的制造成本将会越来越低，相信在不久的将来太阳能蓄电的照明设备应该会在室外照明领域得到普及应用。 四、减少线路的电能损耗 在一个工程中,线路较长且复杂交错,线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路的能耗须引起设计者足够的重视。线路的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减少线路电阻。线路电阻R=ρ×L/S(式中:ρ为电导率;L为导线长度;S为导线截面积)。因此,减少线路的损耗应从以下几方面入手: (1)选用电导率ρ较小的材质作导线,铜芯最佳。 (2)减少导线长度L。首先线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;其次配电室或配电箱应位于负荷中心,减少配电导线长度L,以减少线路上的电能损失。民用建筑的主要用电为空调用电,其次为照明用电,还有所占份额不大的电梯、水泵、风机等动力用电。一般有空调的民用建筑,负荷中心往往是在空调主机附近。 (3)适当增大导线截面S,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,应再加一级导线截面,这样可以延长导线的使用寿命,减少线路的损耗,减少火灾危险。
五、结束语：
节能已成为现今各个行业领域关注的重要话题，作为电气工程师，应在设计中精心考虑，反复衡量，除了在安全性、可靠性、经济性等各种技术指标满足功能要求的前提下，同时，电气设计人员还要综合考虑各种因素，将节能技术用到建筑电气照明设计中，精心思考，反复斟酌，从而真正达到提高照明效率，节约能源，为经济的可持续发展和节约型的社会做出应有的贡献。
参考文献：
罗建华. 建筑电气设计中的节能措施.建筑与设计[J]. 2007.1:66-67
李宏毅.建筑电气设计及应用[M].北京:科学出版社,2001.
高发亮、杨瑞霞.浅谈建筑电气设计中存在的问题与处理[J].煤矿现代化，2005，(6).
关键词：建筑电气 设计 可行性措施
前言：建筑电气技术的发展，是随着建筑技术的发展，电气科技的发展而同步的。尤其是随着信息技术的发展，如计算机技术、控制技术、数字技术、显示技术、网络技术以及现代通信技术的发展，使建筑电气技术实现了飞跃性的发展。随之建筑的供配电系统的能源消耗也越来越大。因此，降低建筑电气节的能源消耗是大势所趋。
（一）建筑电气设计的原则
1、满足建筑物的使用功能。
建筑电气设计的原则应满足以下几点：1、照明的照度、色温、显色指数；2、满足舒适性空调的温度及新风量；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；④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。
2.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.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。
二、电气节能设计的几种可行性措施介绍
1合理设计供配电系统 根据用户的重要性、負荷性质、用电容量、工程特点、系统规模，合理设计供配电系统，使系统在最佳状态下运行。 1.1根据用电负荷的容量及分布，使变、配电所靠近负荷中心，以缩短低压供电半径，降低线路损耗，减少电压损失，满足供电质量要求。供配电线路长度不宜超过250m。 1.2供配电系统应简单可靠，配电级数不宜过多，同一用户内，高压配电级数不宜多于两级；变压器二次侧至用电设备间的低压配电级数不宜超过三级，尽量减少电能损耗。由两路进线供电的系统，宜采用两路电源同时运行的方式，以减少正常运行时的线路损耗。 1.3合理选择供电电压。同等情况下，电压越高，损耗越小。供电电压等级的确定应考虑技术经济合理性及电力公司的相关规定等因素。当用电设备总容量在250kW及以上或变压器容量在160kVA及以上时，宜以10(6)kV供电。对大型公共建筑的空调冷水机组，考虑节能因素，经方案比较尽量采用10(6)kV冷水机组，但应考虑大容量电动机启动时对变压器的影响。 1.4合理选择变压器。
变压器节能措施 变压器损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分。变压器有功功率损耗可用下式计算：p2=p0+β2pk 式中:p2——变压器有功功率损耗(kw)； P0——变压器空载损耗(kw)； Pk——变压器短路损耗(kw)； β——变压器负载率(％)。 一般，在50％～60％时，变压器效率最高。在设计中，要正确选择变压器的负载率，以便合理选择变压器容量。变压器的经济运行在节能的同时，还能降低运行费用(包括设备折旧、正常维护和能耗)，取得经济效益。铁损对变压器来说虽为常数，但可通过合理选型与运行而达到节能的目的；变压器铜损是变化的，合理地确定最佳运行，保持变压器在正常条件下，选择最大效率点，可达到经济运行的目的。故变压器节能措施主要为：1)合理选择变压器容量和台数，选择容量与电力负荷相适应的变压器，对负荷进行合理分配，使其工作在高效区内。对车间停产后仍不能停电的负荷，宜设置专用变压器，大型厂房及非三班制车间宜设置照明专用变压器。2)选用节能型变压器，更换或改造高能耗变压器。近年来逐渐推广的S10、S11系列油浸变压器比s9系列更为节能。S11型卷铁芯变压器与s9型变压器相比：空载损耗平均降低30％，空载电流平均下降70％。新型干式变压器SC9系列以及非晶合金变压器等产品也都显示了低损耗的节能潜力。1.5减少线路能量损耗。在满足允许载流量、电压损失、短路电流热稳定等技术指标前提下，应按经济电流密度合理校验、选择导线截面，从而达到降低电能损耗、减少投资和节约有色金属的目的。 2、降低电动机电能损耗，提高电动机使用效率 2.1根据负荷特性合理选择高效率电动机，提高电动机运行的效率和功率因数。 2.2功率较大的电动机可以采用变频调速器(消防设备除外)，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。 2.3采用软启动器，使电机启动平稳，保证电网电压的波动在要求范围内。 3合理提高供配电系统中的功率因数 设计中应通过正确选择电动机、变压器的容量以及照明灯具启动器，降低线路感抗，采用正确的电线、电缆敷设方式，提高用电单位的自然功率因数。当自然功率因数偏低，达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。
4谐波治理 随着大量非线性负载的广泛使用，产生的大量谐波电流注入电网中，使电压波形产生畸变。可通过选用D，yn11变压器；设置滤波或隔离滤波装置；合理选择中性线截面；功率因数补偿电容器组串联消谐电抗器等措施抑制谐波，提高电能质量。三、太阳能节能设计措施 目前住宅热水系统虽然已不少设计采用了太阳能设备，但本人认为在大型住宅小区以及公共建筑的室外照明系统应该可以设计采用太阳能蓄电的照明设备。目前这类产品以太阳能LED灯具为主，其产品的工作原理是：白天太阳光照射到太阳能组件上，使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压，把光能转换为电能，再传送给智能控制器，经过智能控制器的过充保护，将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存；到了夜晚太阳能组件因接收不到光能，其输出的直流电压降到接近为零时，智能控制器自动开启控制装置，向LED提供电能，促使LED发光源发出足够的亮度用于照明；到天亮时，太阳能组件又接收到光能产生电压时，智能控制器又自动转换到充电模式工作。随着太阳能蓄电的照明设备的产业发展，这种产品的制造成本将会越来越低，相信在不久的将来太阳能蓄电的照明设备应该会在室外照明领域得到普及应用。 四、减少线路的电能损耗 在一个工程中,线路较长且复杂交错,线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路的能耗须引起设计者足够的重视。线路的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减少线路电阻。线路电阻R=ρ×L/S(式中:ρ为电导率;L为导线长度;S为导线截面积)。因此,减少线路的损耗应从以下几方面入手: (1)选用电导率ρ较小的材质作导线,铜芯最佳。 (2)减少导线长度L。首先线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;其次配电室或配电箱应位于负荷中心,减少配电导线长度L,以减少线路上的电能损失。民用建筑的主要用电为空调用电,其次为照明用电,还有所占份额不大的电梯、水泵、风机等动力用电。一般有空调的民用建筑,负荷中心往往是在空调主机附近。 (3)适当增大导线截面S,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,应再加一级导线截面,这样可以延长导线的使用寿命,减少线路的损耗,减少火灾危险。
五、结束语：
节能已成为现今各个行业领域关注的重要话题，作为电气工程师，应在设计中精心考虑，反复衡量，除了在安全性、可靠性、经济性等各种技术指标满足功能要求的前提下，同时，电气设计人员还要综合考虑各种因素，将节能技术用到建筑电气照明设计中，精心思考，反复斟酌，从而真正达到提高照明效率，节约能源，为经济的可持续发展和节约型的社会做出应有的贡献。
参考文献：
罗建华. 建筑电气设计中的节能措施.建筑与设计[J]. 2007.1:66-67
李宏毅.建筑电气设计及应用[M].北京:科学出版社,2001.
高发亮、杨瑞霞.浅谈建筑电气设计中存在的问题与处理[J].煤矿现代化，2005，(6).