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【摘要】随着社会经济的快速发展，资源和能源问题已经成为制约我国经济发展的重要问题之一，建筑行业作为我国能耗最大的行业，建筑行业电气设计的节能设计对于降低建筑能耗具有重要意义，推动建筑电气节能设计及其应用是当前建筑行业发展的一项重要任务。作者根据多年的理论与实践对建筑电气节能设计中的技术应用进行了分析和探讨。
【关键词】建筑；电气节能；技术；应用
【中图分类号】TU85 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）11-0157-01
通过建筑电气节能设计能够降低建筑物的能耗，减少建筑工程对环境的不利影响。由于人类不合理的开发与利用，节约能源已经日渐成为一个全球化的课题。在全球追求节能的大背景下，我国现代建筑设计中电气节能技术的应用已经势在必行，对于建筑电气节能设计的应用与发展具有重要意义。
一、建筑设计电气节能技术应遵循的原则
在建筑电气设计环节中，采取相应有效的节能措施可以在很大程度上减少能量损耗。充分考虑节能因素，采用先进的设计技术，并尽量使用效率较高的节能设备，依照合理的节能标准为人们提供绿色健康舒适的居所与空间。适用原则：就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源，为建筑设备运行提供必需的动力，按照用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性等方面的要求，来优化供配电设计，促进电能合理利用。实际原则：要充分考虑实际经济效益，合理选用节能的设备及材料，使节能增加的投资能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。节能性原则：应考虑采取措施减少或消除与建筑物本身功能无关的能源消耗，比如电气照明节能，传输线路上的电能消耗等等。这应该是节能的着眼点。
二、建筑设计电气节能技术应用的具体措施
2.1 合理设计供配电系统和变压器
根据负荷性质、负荷容量、供电距离、用电设备等因素，合理设计供配电系统和选择供电电压，供配电系统接线力求简单可靠，同一电压供电系统配电级数不宜超过两级。变压器的损耗和变压器负荷的因数会对变压器的功率和负荷造成一定的影响。一般而言，负荷率在O.5-0.6之间时，变压器的效率达到最高；负荷率在0.3-0.85之间时，变压器处在经济运行区；故在选择变压器时负荷率一般不超过0.85。
2.2 注重照明设备的节能设计
照明对于建筑有着十分重要的影响，是民用建筑不可缺少的重要组成部分，因此在照明环节中进行节能设计，是建筑电气设计节能的关键点之一。
建筑物照明用电量大且面积广，照明的节能潜力很大。在工程照明设计中，首先按照《建筑照明设计标准》要求为各类建筑选择合理的照度标准。同时对要求照度较高的场所尽量采用混合照明方式，突出重点部分。其次除了满足照度、光色、显色指数外，不能单靠减少灯具数量或降低功率.要充分利用自然采光，改善环境的反射条件，推广应用新光源和改进照明灯具的控制方式及照明灯具的工作时间，从而达到节能的目的。采用高效节能光源：在灯具悬挂较高的场所的—般照明，宜采用高压钠灯、金属卤化物灯和大功率节能灯，除特殊情况外，不应采用管形卤钨灯及大功率普通白炽灯。在灯具悬挂较低的场所的一般照明，宜采用荧光灯和节能灯，除特殊功能建筑物如博展馆、影剧院、高级饭店等场所，不应采用普通白炽灯。改善照明器的控制方式：照明器的控制，应根据各房间使用的不同特点和要求区别对待。面积较小的房间宜采用一灯一控或二灯一控的方式；面积较大的房间采用区域集中控制的方式。建筑内的楼梯问、走廊等公共通道照明器宜采用定时开关控制或分回路智能控制。现在许多大型厂房及地下室车库等大面积空间的照明设计中多采用灯具区域集中控制，同时又按不同功能区分照明回路控制；如：地下室车库中的车道与停车位的灯具（采用T5或T8型荧光灯）分不同的照明回路控制，车道（或停车位）上相邻的灯具再分为不同的照明回路控制，这样在过半夜车辆出入很少时，在保留基本照明基础上，适当减少照明灯数，达到降低能耗的效果。
室外路灯及景管照明宜采用光电自动开关或光电定时开关控制；根据不同的需要进行开（关）灯、调光等，使照明功能得到更好的发挥，满足照明需要，节约能源。
2.3 科学提高系统的功率因数
提高功率因数可以减少线路及变压器损耗。线路上传输的功率分为有功功率和无功功率。有功功率是满足建筑物功能所必须的其不可变的。电气系统的用电设备，如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功功率就需要从系统中引入超前的无功功率相抵消，超前的无功功率就从系统经高低压线路传输到用电设备，在线路上就产生了功率损耗。这部分损耗是可以通过以下几种措施来降低的：首先，采用自然功率因数的设备，以减少对超前的无功功率的需求，优先考虑采用功率因数较高的同步电动机，荧光灯可采用高品质的电子镇流器。再者，由于感抗产生的是滞后的无功功率，可采用电容器补偿，因为电容器产生的是超前的无功功率，两者可以相互抵消。在加强无功功率补偿的同时还要提高抑制谐波，减少高次谐波造成的系统发热和损耗，实现电气系统的节能。
最后，对供电点较远且无功功率较大的设备应采用就地补偿以减少线路上的无功传输损耗，达到节能的目的；在用电设备集中的地方采用成组补偿；建筑内其他的无功功率则主要在变电所处进行集中补偿；多采用无功功率自动补偿加固定补偿方式。
三、电气配电线路设计环节中的节能措施
在电气耗能中，配电线路的耗能不可忽视，我们知道，配电线路电能的损耗取决于线路的阻抗和电流，与阻抗成正比、与电流的平方成正比；而线路的阻抗与导体的导电率、导体的长度、导体的截面积有关。
3.1 配电线路设计中尽量多采用高导电率的导体，同时减少配电线路的长度
在经济条件允许情况下，配电线路推荐选用高导电率的导体，即相比铝芯电缆（电线）而言，宜采用载流量较高的铜芯电缆。在设计中，变电所尽量设置于负荷中心附近，各层配电间、层配电箱应尽量设置在用电负荷中心附近，减少线路的长度。尽量走直线，可减少供电线路长度，提高功率因数，减低线路损耗和减少线路压降，提高供电质量。
3.2 电线、电缆选择宜按经济电流选择
我们可根据实际情况，最好通过经济选型的方法来根据经济电流选择电线、电缆截面。尽管我们在配电设计中这种方法用得较少，但这种方法却可以尽量减少配电线路中的电能损耗，从而实现节能，而且减少电缆电能损耗随之也带来一些技术上的好处。
总之，建筑电气的节能设计具有很大的发展空间，建筑电气设计人员应该在实际工程的设计中综合考虑建筑物的功能特性、实际的经济效益及减少能源的消耗等方面。节电节能工作牵涉的面又十分广泛，从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言，就是要合理的选用用电设备（如：变压器、电动机、电缆、照明光源等），合理确定供电电压等级以及采用新材料、新技术等。电气设计人员应精心考虑设计方案，选择高效节能设备，应用先进的设计技术，按照节能标准合理设计，有效的减少建筑总的电能消耗，促进能源以及经济双重的可持续发展。
【关键词】建筑；电气节能；技术；应用
【中图分类号】TU85 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）11-0157-01
通过建筑电气节能设计能够降低建筑物的能耗，减少建筑工程对环境的不利影响。由于人类不合理的开发与利用，节约能源已经日渐成为一个全球化的课题。在全球追求节能的大背景下，我国现代建筑设计中电气节能技术的应用已经势在必行，对于建筑电气节能设计的应用与发展具有重要意义。
一、建筑设计电气节能技术应遵循的原则
在建筑电气设计环节中，采取相应有效的节能措施可以在很大程度上减少能量损耗。充分考虑节能因素，采用先进的设计技术，并尽量使用效率较高的节能设备，依照合理的节能标准为人们提供绿色健康舒适的居所与空间。适用原则：就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源，为建筑设备运行提供必需的动力，按照用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性等方面的要求，来优化供配电设计，促进电能合理利用。实际原则：要充分考虑实际经济效益，合理选用节能的设备及材料，使节能增加的投资能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。节能性原则：应考虑采取措施减少或消除与建筑物本身功能无关的能源消耗，比如电气照明节能，传输线路上的电能消耗等等。这应该是节能的着眼点。
二、建筑设计电气节能技术应用的具体措施
2.1 合理设计供配电系统和变压器
根据负荷性质、负荷容量、供电距离、用电设备等因素，合理设计供配电系统和选择供电电压，供配电系统接线力求简单可靠，同一电压供电系统配电级数不宜超过两级。变压器的损耗和变压器负荷的因数会对变压器的功率和负荷造成一定的影响。一般而言，负荷率在O.5-0.6之间时，变压器的效率达到最高；负荷率在0.3-0.85之间时，变压器处在经济运行区；故在选择变压器时负荷率一般不超过0.85。
2.2 注重照明设备的节能设计
照明对于建筑有着十分重要的影响，是民用建筑不可缺少的重要组成部分，因此在照明环节中进行节能设计，是建筑电气设计节能的关键点之一。
建筑物照明用电量大且面积广，照明的节能潜力很大。在工程照明设计中，首先按照《建筑照明设计标准》要求为各类建筑选择合理的照度标准。同时对要求照度较高的场所尽量采用混合照明方式，突出重点部分。其次除了满足照度、光色、显色指数外，不能单靠减少灯具数量或降低功率.要充分利用自然采光，改善环境的反射条件，推广应用新光源和改进照明灯具的控制方式及照明灯具的工作时间，从而达到节能的目的。采用高效节能光源：在灯具悬挂较高的场所的—般照明，宜采用高压钠灯、金属卤化物灯和大功率节能灯，除特殊情况外，不应采用管形卤钨灯及大功率普通白炽灯。在灯具悬挂较低的场所的一般照明，宜采用荧光灯和节能灯，除特殊功能建筑物如博展馆、影剧院、高级饭店等场所，不应采用普通白炽灯。改善照明器的控制方式：照明器的控制，应根据各房间使用的不同特点和要求区别对待。面积较小的房间宜采用一灯一控或二灯一控的方式；面积较大的房间采用区域集中控制的方式。建筑内的楼梯问、走廊等公共通道照明器宜采用定时开关控制或分回路智能控制。现在许多大型厂房及地下室车库等大面积空间的照明设计中多采用灯具区域集中控制，同时又按不同功能区分照明回路控制；如：地下室车库中的车道与停车位的灯具（采用T5或T8型荧光灯）分不同的照明回路控制，车道（或停车位）上相邻的灯具再分为不同的照明回路控制，这样在过半夜车辆出入很少时，在保留基本照明基础上，适当减少照明灯数，达到降低能耗的效果。
室外路灯及景管照明宜采用光电自动开关或光电定时开关控制；根据不同的需要进行开（关）灯、调光等，使照明功能得到更好的发挥，满足照明需要，节约能源。
2.3 科学提高系统的功率因数
提高功率因数可以减少线路及变压器损耗。线路上传输的功率分为有功功率和无功功率。有功功率是满足建筑物功能所必须的其不可变的。电气系统的用电设备，如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功功率就需要从系统中引入超前的无功功率相抵消，超前的无功功率就从系统经高低压线路传输到用电设备，在线路上就产生了功率损耗。这部分损耗是可以通过以下几种措施来降低的：首先，采用自然功率因数的设备，以减少对超前的无功功率的需求，优先考虑采用功率因数较高的同步电动机，荧光灯可采用高品质的电子镇流器。再者，由于感抗产生的是滞后的无功功率，可采用电容器补偿，因为电容器产生的是超前的无功功率，两者可以相互抵消。在加强无功功率补偿的同时还要提高抑制谐波，减少高次谐波造成的系统发热和损耗，实现电气系统的节能。
最后，对供电点较远且无功功率较大的设备应采用就地补偿以减少线路上的无功传输损耗，达到节能的目的；在用电设备集中的地方采用成组补偿；建筑内其他的无功功率则主要在变电所处进行集中补偿；多采用无功功率自动补偿加固定补偿方式。
三、电气配电线路设计环节中的节能措施
在电气耗能中，配电线路的耗能不可忽视，我们知道，配电线路电能的损耗取决于线路的阻抗和电流，与阻抗成正比、与电流的平方成正比；而线路的阻抗与导体的导电率、导体的长度、导体的截面积有关。
3.1 配电线路设计中尽量多采用高导电率的导体，同时减少配电线路的长度
在经济条件允许情况下，配电线路推荐选用高导电率的导体，即相比铝芯电缆（电线）而言，宜采用载流量较高的铜芯电缆。在设计中，变电所尽量设置于负荷中心附近，各层配电间、层配电箱应尽量设置在用电负荷中心附近，减少线路的长度。尽量走直线，可减少供电线路长度，提高功率因数，减低线路损耗和减少线路压降，提高供电质量。
3.2 电线、电缆选择宜按经济电流选择
我们可根据实际情况，最好通过经济选型的方法来根据经济电流选择电线、电缆截面。尽管我们在配电设计中这种方法用得较少，但这种方法却可以尽量减少配电线路中的电能损耗，从而实现节能，而且减少电缆电能损耗随之也带来一些技术上的好处。
总之，建筑电气的节能设计具有很大的发展空间，建筑电气设计人员应该在实际工程的设计中综合考虑建筑物的功能特性、实际的经济效益及减少能源的消耗等方面。节电节能工作牵涉的面又十分广泛，从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言，就是要合理的选用用电设备（如：变压器、电动机、电缆、照明光源等），合理确定供电电压等级以及采用新材料、新技术等。电气设计人员应精心考虑设计方案，选择高效节能设备，应用先进的设计技术，按照节能标准合理设计，有效的减少建筑总的电能消耗，促进能源以及经济双重的可持续发展。