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【摘要】：可持续发展是我国经济建设的根本保障，电气设计也不例外，这就要求电气设计工作者在遵循建筑电气设计规范的前提下，还应该提倡低碳环保的节能措施，这样不仅能保证建筑物的质量，还能节约资源，为我国的可持续发展做贡献。
【关键词】：建筑电气设计；节能措施
中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：
我国是能源短缺的国家，但能源浪费却很严重，无论是供配电系统或用电设备，都存在着节能的巨大潜力。
节能工作的重点是：建立和健全节能管理机制，正确设计供配电系统，改革高电耗工艺，选用节能产品，更换改造低效设备，通过科学管理和合理组织生产，实现供配电及用电设备的经济运行。本文就建筑电气设计工作中的节能措施进行简要分析。
环保节能在建筑电气设计中实践应用的基本原则
环保节能在建筑电气设计中，应坚持3个基本原则：一是坚持满足建筑物功能，即不仅要满足照明所需的亮度、显色指数以及色温，还应满足舒适性，这里所指的舒适性主要指空调的新风量和温度，达到舒适卫生即可，更应满足各运输通道的畅通。二是坚持一切经济实用为出发点，即不能因节能环保而过多的消耗资金，导致运行费用的增加，则应考虑如何让增加的资金，能在短期内通过节能降低运行费用而回收。三是尽可能的节省无谓的能耗，首先，找出那些能量的消耗与建筑物功能的发挥无关，然后，再采取具体的措施，比如，变压器上的功能损耗、电能传输线路上的有功损耗等都是无所谓的能耗。因而环保节能在建筑电气设计中，应坚持经济适用、合理和技术先进的基本原则。
2.环保节能在建筑电气设计中的实践应用
2.1合理设计供配电
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。
2.1.1选取科学的供电电压级别
通常输电线路上承载的电压量越高，实际可以输送的总容量就越大，同样的输送距离相对地就越长了。所以，在电压相同时，如果要输送长距离的话，那么其输送的总容量就要小，相反，想要输送总容量较大的话，则要求输送的距离必须短点。最好按照负荷承载的总容量、输送供电的距离跟相关设备，科学设计实用的供配电系统，合理选取供电电压级别。变电所最好建在负荷中心附近，达到缩短供电整个半径的目的，在一定程度上减少了线路上所消耗的能量。
2.1.2正确选取供电线路
如果导线电缆整个截面的选择得过大，即使在一定程度上能够节能，可其整体的投资却过大；如果选择过小的话，就有可能不能正常运作，让使用寿命变短，更有甚者还会威胁生命。设计线路最好要依照“减少线路整体损耗”这一目的来选择。因为电流在流通于配电线路上时，一般会损耗一定功率，如果将线路电阻R值设定为固定不变的话，那么线路越长，其电阻值就越大，换句话说，所损耗的电能值就越大了。所以，最好选用那些电阻率相对较小的导线，比如铜芯导线。而且线路也应该多走直线，少绕弯。另外，还可选择季节性负荷的特殊线路，作为长时间供电使用线路。
2.1.3提高功率因数
线路的损耗按下式计算：
ΔΡ=3I2R*10-3=[P2R/U2COS2Φ]*103 （1）
式中：ΔΡ—三相输电线路的功率损耗（kＷ）；
Ρ—电力线路输送的有功功率（kＷ）；
U—线电压（V）；
I—线电流（A）；
COSΦ—电力线路输送负荷的功率因数；
由以上公式可看出，当有功功率一定的情况下，COSΦ越低，功率损耗ΔΡ也将越大，设法提高功率因数COSΦ，就可使功率损耗ΔΡ减小。
2.2建筑电气设计中变压器的环保节能设计
减少变压器的有功损耗。变压器的有功损耗按下式计算：ΔΡ＝Ρｏ＋β2Ρk（2）式（1）中：ΔΡ—变压器的有功损耗（kＷ）；Ρｏ—变压器的空载损耗（kＷ）；Ρk—变压器的短路损耗（kＷ）β—变压器的负载率.
（１）Ρｏ作为变压器的空载损耗又称铁损，它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成，其值与铁芯材料及制造工艺有关，与负荷大小无关，所以在选用变压器时最好选择节能型变压器如Ｓ９，ＳＬ９，ＳＣ８等。它们采用优质冷轧取向矽钢片，由于“取向”处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，减少铁芯涡流损耗，４５°全斜度接缝结构使接缝密合性好，减少了漏磁损耗。
（２）Ρk是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损，它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，并与负荷率平方成正比。因此，在选择变压器时应选用阻值较小的绕组，如铜芯变压器。β2Ρκ用微分求它极值时，是在β＝５０％时每千瓦的负荷，此時变压器的能耗最小，但在β＝５０％负载率时仅减少变压器的线损，并未减少变压器的铁损，因此也不是最节能的。综合初装费，变压器、高低压柜、土建投资及运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的余量，变压器最经济节能运行的负载率一般在７５％~８５％之间。
（３）在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内。
2.3建筑电气设计中线路的环保节能设计
由于配电线路有电阻，有电流通过时就会产生功率损耗，其公式为：ΔΡ＝３Ｉ2Ｒ•１０-3（3）式（2）中：ΔΡ—三相输电线路的功率损耗（kＷ）；Ｉ—线电流（Ａ）；Ｒ—线路相电阻（Ω）.
其中“Ｒ”线路电阻在通过电流不变时，线路长度越长则电阻值越大。如果在一个工程中由于线路上下纵横交错，一般工程线路总数可达万米，大工程更是不计其数，造成电能损耗是相当可观的，所以减少线路能耗必须引起设计人员的足够重视。在具体工程中，线路上电流一般是不变的，那么要减少线损，只能尽量减少线路电阻。而线路的电阻Ｒ＝ρＬ/Ｓ，即与导线电阻率ρ、导线长度Ｌ成正比，与导线截面Ｓ成反比。要减少电阻值应从以下几个方面考虑：
（１）尽量选用电阻率ρ较小的导线，如铜芯导线较佳，铝线次之。
（２）尽可能减少导线长度，在设计中线路应尽量走直线少走弯路，另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心，以减少供电半径。
（３）增大导线截面积，对于较长的线路，在满足载流量，热稳定，保护配合及电压降要求的前提下，在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用，由于节约能耗而减少了年运行费用，综合考虑节能经济时还是合算的。
2.4建筑电气设计中电动机运行的环保节能设计
减少电动机能损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。在工程设计中应选用高效率的电动机，但是在具体工程中电动机通常都是水暖及建筑等专业设备所配套的，由设备制造商统一供应的，所以节能措施只能贯彻在运行过程中。
2.4.1:变频调速
除了就地电容器补偿以减少线路损耗外，主要是减少电动机轻载和空载运行，因为在轻载运行下电动机效率是极低的，切实可行的办法是采用变频调速控制电动机使其在负载率变化时自动调节转速使得与负载变化相适应以提高电动机轻载时的效率从而达到节约电能的目的。
2.4.2:软启动
变频调速的缺陷就是此种设备的代价较高，应用过程中由于受到资金的限制而难以使用。因而就必须选取软起动器，该设备是根据起动时间逐渐调控可控硅的导通角，从而控制电压的变化，因电压能持续调节，从而起动平稳，到起动结束，则以全压状态投入并运行。该设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到速度随负载的变化而变化。由于其自起动至运行，电流变化一般不高于3倍，从而确保电网的电压波动在规范的范围内，而它是采取可控硅调压，正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上，不会返回电网。因而，它对散热和通风有较高的要求。但其价格相对变频器较便宜，所以，在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中应广泛应用。
2.5建筑电气设计中照明的环保节能设计
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，从而最大限度的利用光能，通常的节能措施有以下几种：
2.5.1合理、全面借助自然光
照明的环保节能设计，应合理全面的借助自然光，并与室内照明相结合。比如，室外景光灯应选用太阳能灯具，对于能调节照度或能借助自然光的灯具，应采取分片分区的自动化控制的开停方式进行节能降耗，从而大大节约了人工照明电能。
2.5.2选用高效、节能的光源：
照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等。照度标准是不可随意降低的，也不宜随便提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，一般房间（场所）应优先采用高效发光的荧光灯（如Ｔ５、Ｔ８管）及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及体育馆场的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。
2.5.3 推广使用低能耗性能優的光源用电附件
如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器。
2.5.4灯具控制方式的改进
结合照明特点，应选用分区控制或视情况增减照明开关点，并选取节能型的装置或开关。对于病房、卧室、客房应在床头安装可调光开关，对于高级客房选取节电钥匙开关，室外照明或公共照明可以选用光电、声控或程序控制的开关，对于楼梯、过道灯短暂停留地带，则可以采用节能自动熄灭开关。
3.结语
总之，在建筑电气设计中，环保节能的实践应用是一项较为系统复杂的工程，面对当前能源紧张的状况，必须在电气设计中进行认真、细致的考虑，从环保性、节能性和适用性等方面进行探讨，确保在建筑电气设计中环保节能得到具体应用，从而达到真正节约电能的目的。
【关键词】：建筑电气设计；节能措施
中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：
我国是能源短缺的国家，但能源浪费却很严重，无论是供配电系统或用电设备，都存在着节能的巨大潜力。
节能工作的重点是：建立和健全节能管理机制，正确设计供配电系统，改革高电耗工艺，选用节能产品，更换改造低效设备，通过科学管理和合理组织生产，实现供配电及用电设备的经济运行。本文就建筑电气设计工作中的节能措施进行简要分析。
环保节能在建筑电气设计中实践应用的基本原则
环保节能在建筑电气设计中，应坚持3个基本原则：一是坚持满足建筑物功能，即不仅要满足照明所需的亮度、显色指数以及色温，还应满足舒适性，这里所指的舒适性主要指空调的新风量和温度，达到舒适卫生即可，更应满足各运输通道的畅通。二是坚持一切经济实用为出发点，即不能因节能环保而过多的消耗资金，导致运行费用的增加，则应考虑如何让增加的资金，能在短期内通过节能降低运行费用而回收。三是尽可能的节省无谓的能耗，首先，找出那些能量的消耗与建筑物功能的发挥无关，然后，再采取具体的措施，比如，变压器上的功能损耗、电能传输线路上的有功损耗等都是无所谓的能耗。因而环保节能在建筑电气设计中，应坚持经济适用、合理和技术先进的基本原则。
2.环保节能在建筑电气设计中的实践应用
2.1合理设计供配电
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。
2.1.1选取科学的供电电压级别
通常输电线路上承载的电压量越高，实际可以输送的总容量就越大，同样的输送距离相对地就越长了。所以，在电压相同时，如果要输送长距离的话，那么其输送的总容量就要小，相反，想要输送总容量较大的话，则要求输送的距离必须短点。最好按照负荷承载的总容量、输送供电的距离跟相关设备，科学设计实用的供配电系统，合理选取供电电压级别。变电所最好建在负荷中心附近，达到缩短供电整个半径的目的，在一定程度上减少了线路上所消耗的能量。
2.1.2正确选取供电线路
如果导线电缆整个截面的选择得过大，即使在一定程度上能够节能，可其整体的投资却过大；如果选择过小的话，就有可能不能正常运作，让使用寿命变短，更有甚者还会威胁生命。设计线路最好要依照“减少线路整体损耗”这一目的来选择。因为电流在流通于配电线路上时，一般会损耗一定功率，如果将线路电阻R值设定为固定不变的话，那么线路越长，其电阻值就越大，换句话说，所损耗的电能值就越大了。所以，最好选用那些电阻率相对较小的导线，比如铜芯导线。而且线路也应该多走直线，少绕弯。另外，还可选择季节性负荷的特殊线路，作为长时间供电使用线路。
2.1.3提高功率因数
线路的损耗按下式计算：
ΔΡ=3I2R*10-3=[P2R/U2COS2Φ]*103 （1）
式中：ΔΡ—三相输电线路的功率损耗（kＷ）；
Ρ—电力线路输送的有功功率（kＷ）；
U—线电压（V）；
I—线电流（A）；
COSΦ—电力线路输送负荷的功率因数；
由以上公式可看出，当有功功率一定的情况下，COSΦ越低，功率损耗ΔΡ也将越大，设法提高功率因数COSΦ，就可使功率损耗ΔΡ减小。
2.2建筑电气设计中变压器的环保节能设计
减少变压器的有功损耗。变压器的有功损耗按下式计算：ΔΡ＝Ρｏ＋β2Ρk（2）式（1）中：ΔΡ—变压器的有功损耗（kＷ）；Ρｏ—变压器的空载损耗（kＷ）；Ρk—变压器的短路损耗（kＷ）β—变压器的负载率.
（１）Ρｏ作为变压器的空载损耗又称铁损，它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成，其值与铁芯材料及制造工艺有关，与负荷大小无关，所以在选用变压器时最好选择节能型变压器如Ｓ９，ＳＬ９，ＳＣ８等。它们采用优质冷轧取向矽钢片，由于“取向”处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，减少铁芯涡流损耗，４５°全斜度接缝结构使接缝密合性好，减少了漏磁损耗。
（２）Ρk是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损，它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，并与负荷率平方成正比。因此，在选择变压器时应选用阻值较小的绕组，如铜芯变压器。β2Ρκ用微分求它极值时，是在β＝５０％时每千瓦的负荷，此時变压器的能耗最小，但在β＝５０％负载率时仅减少变压器的线损，并未减少变压器的铁损，因此也不是最节能的。综合初装费，变压器、高低压柜、土建投资及运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的余量，变压器最经济节能运行的负载率一般在７５％~８５％之间。
（３）在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内。
2.3建筑电气设计中线路的环保节能设计
由于配电线路有电阻，有电流通过时就会产生功率损耗，其公式为：ΔΡ＝３Ｉ2Ｒ•１０-3（3）式（2）中：ΔΡ—三相输电线路的功率损耗（kＷ）；Ｉ—线电流（Ａ）；Ｒ—线路相电阻（Ω）.
其中“Ｒ”线路电阻在通过电流不变时，线路长度越长则电阻值越大。如果在一个工程中由于线路上下纵横交错，一般工程线路总数可达万米，大工程更是不计其数，造成电能损耗是相当可观的，所以减少线路能耗必须引起设计人员的足够重视。在具体工程中，线路上电流一般是不变的，那么要减少线损，只能尽量减少线路电阻。而线路的电阻Ｒ＝ρＬ/Ｓ，即与导线电阻率ρ、导线长度Ｌ成正比，与导线截面Ｓ成反比。要减少电阻值应从以下几个方面考虑：
（１）尽量选用电阻率ρ较小的导线，如铜芯导线较佳，铝线次之。
（２）尽可能减少导线长度，在设计中线路应尽量走直线少走弯路，另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心，以减少供电半径。
（３）增大导线截面积，对于较长的线路，在满足载流量，热稳定，保护配合及电压降要求的前提下，在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用，由于节约能耗而减少了年运行费用，综合考虑节能经济时还是合算的。
2.4建筑电气设计中电动机运行的环保节能设计
减少电动机能损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。在工程设计中应选用高效率的电动机，但是在具体工程中电动机通常都是水暖及建筑等专业设备所配套的，由设备制造商统一供应的，所以节能措施只能贯彻在运行过程中。
2.4.1:变频调速
除了就地电容器补偿以减少线路损耗外，主要是减少电动机轻载和空载运行，因为在轻载运行下电动机效率是极低的，切实可行的办法是采用变频调速控制电动机使其在负载率变化时自动调节转速使得与负载变化相适应以提高电动机轻载时的效率从而达到节约电能的目的。
2.4.2:软启动
变频调速的缺陷就是此种设备的代价较高，应用过程中由于受到资金的限制而难以使用。因而就必须选取软起动器，该设备是根据起动时间逐渐调控可控硅的导通角，从而控制电压的变化，因电压能持续调节，从而起动平稳，到起动结束，则以全压状态投入并运行。该设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到速度随负载的变化而变化。由于其自起动至运行，电流变化一般不高于3倍，从而确保电网的电压波动在规范的范围内，而它是采取可控硅调压，正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上，不会返回电网。因而，它对散热和通风有较高的要求。但其价格相对变频器较便宜，所以，在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中应广泛应用。
2.5建筑电气设计中照明的环保节能设计
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，从而最大限度的利用光能，通常的节能措施有以下几种：
2.5.1合理、全面借助自然光
照明的环保节能设计，应合理全面的借助自然光，并与室内照明相结合。比如，室外景光灯应选用太阳能灯具，对于能调节照度或能借助自然光的灯具，应采取分片分区的自动化控制的开停方式进行节能降耗，从而大大节约了人工照明电能。
2.5.2选用高效、节能的光源：
照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等。照度标准是不可随意降低的，也不宜随便提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，一般房间（场所）应优先采用高效发光的荧光灯（如Ｔ５、Ｔ８管）及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及体育馆场的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。
2.5.3 推广使用低能耗性能優的光源用电附件
如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器。
2.5.4灯具控制方式的改进
结合照明特点，应选用分区控制或视情况增减照明开关点，并选取节能型的装置或开关。对于病房、卧室、客房应在床头安装可调光开关，对于高级客房选取节电钥匙开关，室外照明或公共照明可以选用光电、声控或程序控制的开关，对于楼梯、过道灯短暂停留地带，则可以采用节能自动熄灭开关。
3.结语
总之，在建筑电气设计中，环保节能的实践应用是一项较为系统复杂的工程，面对当前能源紧张的状况，必须在电气设计中进行认真、细致的考虑，从环保性、节能性和适用性等方面进行探讨，确保在建筑电气设计中环保节能得到具体应用，从而达到真正节约电能的目的。