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【摘要】当前低碳环保的概念已经普及到社会的各个领域。对于一个合格的建筑电气工程师而言，在进行电气设计时除了应当满足各项技术指标要求外，还应当尽量减少电能损耗，提高电能利用率，从而达到降低成本、延长使用周期的目的。本文通过探讨建筑电气设计时常遇到的电动机、照明及其他电气器件选择问题，总结出若干项节能设计的方法和措施。
【关键词】电气设计；节能；绿色照明
Energy-saving measures in the residential building electrical section of the Design of
Yuan Cong-ming
【Abstract】The current low-carbon environmental protection concept has spread to all areas of society. For building a qualified electrical engineers, in addition to carrying out electrical design should meet the technical requirements, but also should try to reduce energy consumption, improve energy efficiency, which can reduce costs and extend the life cycle of purpose. This paper discussed building electrical design often encountered motors, lighting and other electrical device selection problem, summed up a number of methods and measures of energy-saving design.
【Key words】Electrical design;Energy conservation;Green Lighting
1. 电动机节能
电动机在建筑行业的应用十分广泛，一般为三相异步电机。据资料统计，建筑领域中电动机的耗电量已经占到了所有电气设备耗电总量的65%以上，节能潜力巨大。在实际操作中，电动机尤其是异步电动机的节能方法很多，综合可靠实用性和经济成本等因素，可在以下三个方面采取措施。
1.1选择合适的电机型号。
电机负载率在75%以上时，才能有效减少损耗。因此，电机节能首先要选择合适的电机容量；高效电机的价格一般比普通电机要高，但能降低约25%的损耗，出于节能的考虑，建议选择高效电动机；此外，异步电机最好选择效率高的鼠笼型转子。
1.2采用变频调速。
随着电力电子技术的不断成熟，变频调速已成为提高电机效率的有效手段之一。所谓变频调速，就是通过构造包含变频装置的闭环电路系统，当电机的负载发生变化时，系统能够自动调节电机转速，使之与负载的变化相适应，从而达到节能的目的。建筑领域的电气设备均工作在工频，因此选择带有SCR(普通晶闸管)或GTR的变频装置即可满足要求。
1.3进行无功补偿。
电动机是感性负载，电感值较大时会对电网产生不利影响，也不利于电机效率的提高。因此，有必要通过无功补偿的方式提高电网的功率因数。具体而言，可以增加滤波装置或者并联参数合适的电容。当功率因数提高后，供电系统的视在功率降低，从而实现节能的目的。
2. 照明系统节能
随着人们对生活质量要求的不断提高，建筑照明的需求也在不断的增加。因此，对照明系统进行节能设计也就成了社会发展的必然要求。一般而言，用户购买住宅后会进行室内装修，破坏原来的室内照明设计，因而节能设计应主要针对于户外的照明系统。
2.1利用太阳能照明。
太阳能是一种可再生的清洁能源，在电气设计时若能考虑充分利用太阳能进行照明，无疑将起到巨大的节能作用。目前，太阳能光伏系统的技术已经成熟，可为住宅小区的地下车库和庭前道路等提供照明电源。以笔者接触的深圳市某小区地下车库节能改造工程为例，小区地下车库面积18000m2，改造前使用传统灯具年用电量64万KWh，用光伏系统改造后，年耗电量仅为原来的10%，以商业电价每度0.8元计算，每年可节约电费46万元。
2.2根据不同应用选择合适照明光源。
住宅建筑的室外照明按用途大致分为道路照明（即路灯）、景观照明和楼体外立面照明。设计人员在进行设计时，要根据场所的性质和要求有区别的选择光源。例如，对于道路及景观照明，要尽量选择金卤灯，淘汰耗电的白炽灯；对于楼体外立面照明，可选择使用荧光灯或者LED灯等光线柔和的灯具，达到突出楼体轮廓的效果。
2.3照明控制方式及日常管理。
合理的照明控制方式既可以节约电能，又能延长灯具的使用寿命。具体而言，室外照明系统应采用一灯一相的连接方式，灯具配合使用节能型镇流器，在楼道、公路分别设置声控和光感应控制器，当不需要照明时灯可自行熄灭。
3. 电气设备选择
设计人员在除了设计时注意节能，在选择电气设备时也要考虑合适的参数和型号，合理的电气设备不仅提高系统的稳定可靠性，还能提高设备运行效率，节约电能。建筑行业所需电气设备虽然多为低压设备，但数量众多，用途很广。下面仅以最常用的开关器件和照明器件的为例，说明选择的一般原则。
3.1断路器、插座和电缆的选择。
断路器是最常用到的保护器件，对其整定主要取决于用电设备的容量。根据家庭用电总量小、变化大的特点，应当避免将断路器统一设成一种型号，而应当依据回路电流大小设成若干档次，例如分为20A、25A和32A三档。电源插座选择原则与断路器类似，根据统计资料，我国家庭的待机用电量已经占到了家庭总用电量的12%，为了减少待机耗能，可专门设计一个用于控制空调、电脑、冰箱等设备的电源插座。建筑物中电缆损耗电能相对较少，按照适用的原则，主配电线路应当选低阻值的铜电缆，并且依据电气规范计算导体截面大小，达到既节能又经济的效果。最后，选择时要考虑到地理差异和城乡差异，做到用电设备与当地经济状况相适应。
3.2照明器件的选择。
完整的照明系统包括照明灯具、镇流器、触发器和控制装置（开关）等几部分。正确合理地选择各类照明器件对于节能设计而言也是十分必要的。照明灯具除了满足上文提到的要求外，选取时还要注意灯具样式，一般而言，敞开式要比包合式灯具好，荧光式要比金属导电式好。市场上的镇流器主要分为电感型和电子型，两者价格相差不多，但是对于不频繁启动的室外照明而言，选择电感型镇流器更能满足节能要求。为了更加科学地照明，可以安装一些智能照明控制器，比如声控开关和光感应开关，有条件的小区还可安装照明自动调节系统，该系统可以根据周围环境光亮、声波等信号的变化自动调节光照，达到节约电能的效果。
4. 小结
建筑行业是耗能大户，是我国节能减排工作向前推进的一个瓶颈。在提倡低碳节能的当代，对住宅建筑进行电气节能设计，不但能降低建设的成本，更有着重要的能源战略意义。电气节能涉及面很广，只有从供配电系统设计、设备型号及参数整定、电能管理控制等诸多环节采取有效措施，才能达到理想效果。这就要求每位建筑设计人员都要以高度负责的精神，严格执行国家的节能规定。只有这样，才能使建筑行业真正实现可持续的发展。
参考文献
［1］杨航超 建筑电气节能设计及照明节能设计的探讨［J］灯与照明，2006.1(10).
［2］朱林根 21世纪建筑电气设计手册［M］北京：中国建筑工业出版社，2001：970～985.
［3］王国峰 建筑楼宇中的电气节能综合措施研究［J］建筑技术， 2010.2(3).
［文章编号］1006-7619（2014）05-18-321
【关键词】电气设计；节能；绿色照明
Energy-saving measures in the residential building electrical section of the Design of
Yuan Cong-ming
【Abstract】The current low-carbon environmental protection concept has spread to all areas of society. For building a qualified electrical engineers, in addition to carrying out electrical design should meet the technical requirements, but also should try to reduce energy consumption, improve energy efficiency, which can reduce costs and extend the life cycle of purpose. This paper discussed building electrical design often encountered motors, lighting and other electrical device selection problem, summed up a number of methods and measures of energy-saving design.
【Key words】Electrical design;Energy conservation;Green Lighting
1. 电动机节能
电动机在建筑行业的应用十分广泛，一般为三相异步电机。据资料统计，建筑领域中电动机的耗电量已经占到了所有电气设备耗电总量的65%以上，节能潜力巨大。在实际操作中，电动机尤其是异步电动机的节能方法很多，综合可靠实用性和经济成本等因素，可在以下三个方面采取措施。
1.1选择合适的电机型号。
电机负载率在75%以上时，才能有效减少损耗。因此，电机节能首先要选择合适的电机容量；高效电机的价格一般比普通电机要高，但能降低约25%的损耗，出于节能的考虑，建议选择高效电动机；此外，异步电机最好选择效率高的鼠笼型转子。
1.2采用变频调速。
随着电力电子技术的不断成熟，变频调速已成为提高电机效率的有效手段之一。所谓变频调速，就是通过构造包含变频装置的闭环电路系统，当电机的负载发生变化时，系统能够自动调节电机转速，使之与负载的变化相适应，从而达到节能的目的。建筑领域的电气设备均工作在工频，因此选择带有SCR(普通晶闸管)或GTR的变频装置即可满足要求。
1.3进行无功补偿。
电动机是感性负载，电感值较大时会对电网产生不利影响，也不利于电机效率的提高。因此，有必要通过无功补偿的方式提高电网的功率因数。具体而言，可以增加滤波装置或者并联参数合适的电容。当功率因数提高后，供电系统的视在功率降低，从而实现节能的目的。
2. 照明系统节能
随着人们对生活质量要求的不断提高，建筑照明的需求也在不断的增加。因此，对照明系统进行节能设计也就成了社会发展的必然要求。一般而言，用户购买住宅后会进行室内装修，破坏原来的室内照明设计，因而节能设计应主要针对于户外的照明系统。
2.1利用太阳能照明。
太阳能是一种可再生的清洁能源，在电气设计时若能考虑充分利用太阳能进行照明，无疑将起到巨大的节能作用。目前，太阳能光伏系统的技术已经成熟，可为住宅小区的地下车库和庭前道路等提供照明电源。以笔者接触的深圳市某小区地下车库节能改造工程为例，小区地下车库面积18000m2，改造前使用传统灯具年用电量64万KWh，用光伏系统改造后，年耗电量仅为原来的10%，以商业电价每度0.8元计算，每年可节约电费46万元。
2.2根据不同应用选择合适照明光源。
住宅建筑的室外照明按用途大致分为道路照明（即路灯）、景观照明和楼体外立面照明。设计人员在进行设计时，要根据场所的性质和要求有区别的选择光源。例如，对于道路及景观照明，要尽量选择金卤灯，淘汰耗电的白炽灯；对于楼体外立面照明，可选择使用荧光灯或者LED灯等光线柔和的灯具，达到突出楼体轮廓的效果。
2.3照明控制方式及日常管理。
合理的照明控制方式既可以节约电能，又能延长灯具的使用寿命。具体而言，室外照明系统应采用一灯一相的连接方式，灯具配合使用节能型镇流器，在楼道、公路分别设置声控和光感应控制器，当不需要照明时灯可自行熄灭。
3. 电气设备选择
设计人员在除了设计时注意节能，在选择电气设备时也要考虑合适的参数和型号，合理的电气设备不仅提高系统的稳定可靠性，还能提高设备运行效率，节约电能。建筑行业所需电气设备虽然多为低压设备，但数量众多，用途很广。下面仅以最常用的开关器件和照明器件的为例，说明选择的一般原则。
3.1断路器、插座和电缆的选择。
断路器是最常用到的保护器件，对其整定主要取决于用电设备的容量。根据家庭用电总量小、变化大的特点，应当避免将断路器统一设成一种型号，而应当依据回路电流大小设成若干档次，例如分为20A、25A和32A三档。电源插座选择原则与断路器类似，根据统计资料，我国家庭的待机用电量已经占到了家庭总用电量的12%，为了减少待机耗能，可专门设计一个用于控制空调、电脑、冰箱等设备的电源插座。建筑物中电缆损耗电能相对较少，按照适用的原则，主配电线路应当选低阻值的铜电缆，并且依据电气规范计算导体截面大小，达到既节能又经济的效果。最后，选择时要考虑到地理差异和城乡差异，做到用电设备与当地经济状况相适应。
3.2照明器件的选择。
完整的照明系统包括照明灯具、镇流器、触发器和控制装置（开关）等几部分。正确合理地选择各类照明器件对于节能设计而言也是十分必要的。照明灯具除了满足上文提到的要求外，选取时还要注意灯具样式，一般而言，敞开式要比包合式灯具好，荧光式要比金属导电式好。市场上的镇流器主要分为电感型和电子型，两者价格相差不多，但是对于不频繁启动的室外照明而言，选择电感型镇流器更能满足节能要求。为了更加科学地照明，可以安装一些智能照明控制器，比如声控开关和光感应开关，有条件的小区还可安装照明自动调节系统，该系统可以根据周围环境光亮、声波等信号的变化自动调节光照，达到节约电能的效果。
4. 小结
建筑行业是耗能大户，是我国节能减排工作向前推进的一个瓶颈。在提倡低碳节能的当代，对住宅建筑进行电气节能设计，不但能降低建设的成本，更有着重要的能源战略意义。电气节能涉及面很广，只有从供配电系统设计、设备型号及参数整定、电能管理控制等诸多环节采取有效措施，才能达到理想效果。这就要求每位建筑设计人员都要以高度负责的精神，严格执行国家的节能规定。只有这样，才能使建筑行业真正实现可持续的发展。
参考文献
［1］杨航超 建筑电气节能设计及照明节能设计的探讨［J］灯与照明，2006.1(10).
［2］朱林根 21世纪建筑电气设计手册［M］北京：中国建筑工业出版社，2001：970～985.
［3］王国峰 建筑楼宇中的电气节能综合措施研究［J］建筑技术， 2010.2(3).
［文章编号］1006-7619（2014）05-18-321