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[摘 要] 建筑电气节能作为建筑节能的重要组成部分已成为建筑电气设计的重要内容 文章依据建筑电气节能设计应遵循的原则从不同角度详细阐述了建筑电气节能设计的相关措施及其应用
[关键词] 建筑电气节能设计措施及应用
0 引言
随着经济的高速发展能源的消耗量急剧增加能源危机迫在眉睫，目前我国的能源问题尤为突出。能源总量不足能源利用率极低，作为能耗大户的建筑耗能已成为危及社会可持续发展的一个重大问题。根据建设部统计的数据我国的建筑能耗是发达国家平均建筑能耗的3倍左右，每年建筑能耗约占全社会能源总消耗量的30%左右且有持续上涨的趋势，建筑节能已成为当前一项极为紧迫的任务，建筑电气节能作为建筑节能的重要组成部分已成为建筑电气设计的重要内容。建筑电气节能设计是一项技术性很强影响因素复杂的工程，如何将建筑电气节能技术合理应用到工程设计中，做到电气系统安全可靠节约投资减少能耗使用管理方便是广大电气设计工作者应该深入思考和研究的问题。文章将结合建筑设计的特点探讨建筑电气节能设计的相关措施及其应用。
1 建筑电气节能设计的基本原则
建筑电气节能设计应在充分满足完善建筑物功能要求的前提下减少能源消耗提高能源利用率合理配置建筑设备并进行有效科学的控制和管理，不能为了达到节能效果而刻意地控制电气从而导致满足不了建筑物的功能。
建筑电气节能设计应贯彻实用经济合理技术先进的原则按工程投资考虑经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资及增加运行费用而是应该让增加的部分投资能在较短的时间内通过节能减少下来的运行费用得到回收。建筑电气节能设计应节省无谓消耗的能量，在选用节能的新设备上应具体了解其原理性能效果并从技术上经济上进行比较后再选定节能设备绝不能只做表面形式上的节能。
2 建筑电气节能设计的基本措施及其应用
2.1 照明节能设计
照明节能设计就是在保证不降低照明质量的要求下尽量减少照明回路中的能量损失从而达到能量利用的最大化。照明节能设计的措施通常有如下几种
（1）严格执行国家 建筑照明设计标准 根据工作生产学习和生活对视觉的要求选择合理的照度标准同时对要求照度提高的场所尽量采用混合照明方式以突出重点部分；
（2）合理选择光源 在满足显色性启动时间等要求的条件下根据光源灯具及镇流器等的效率寿命和价格在进行综合技术经济分析比较的基础上 对不同的场所選择不同的光源。高度较低的室内场所如办公室会议室教室仪表电子生产车间及商店等 应采用细管径直管形荧光灯紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯等，光源高度较高的室内场所如工业厂房等 应采用金属卤化物灯或高压钠灯也可采用大功率细管径荧光灯，室外场所应选用高压钠灯等使用时间较长的气体光源以及利用太阳能作为能源；
（3）选择合理的照明控制方式 合理的照明控制方式对照明节能同样起重要的作用。照明控制方式主要有集中控制分区分组控制就地控制调光控制声控开关控制人体感应控制楼宇智能控制等，诸多的照明控制方式中应做好切合实际的选择，既要做到方便又要达到节能的效果如对旅馆的每套客房设置节能控制型总开关，对居住建筑有自然光的楼梯间走道灯（应急照明除外）采用节能自熄开关，对公共场所室外照明可采用集中控制遥控管理的方式或采用自动控光装置等；
（4）积极推广使用新型光源 发光二极管LED被称为绿色光源，其寿命长光利用率高耐振温升低低电压显色性好节电，白光LED灯较同等亮度的白炽灯耗电量减少约80% 节能潜力巨大，LED灯目前在显示技术领域标志灯和带色彩的装饰照明中占有举足轻重的地位。光纤照明是近年新发展起来的一门新照明技术，它是采用光导纤进行照明的一种新的照明方式， 光纤照明的装饰性强安全度高现已广泛应用于建筑物立面装饰室内装饰及水下装饰中。
2.2供配电系统节能设计
根据负荷容量供电距离及分布用电设备的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位置从而节省线材降低电能损耗 提高电压质量。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地投切变压器 实现经济运行 减少由于轻载运行时造成的不必要的损耗。
2.2.1合理选择变压器
变压器作为配电系统的基本设备 其损耗大约占总耗量的6%主要由铁损和铜损组成，铁损又称空载损耗其与负载大小无关仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关，因此选择变压器时应选择高效低耗的节能型变压器。铜损与负载大小有关故选择变压器的容量和台数时应根据负荷运行的时间性变化相应地选择变压器的运行参数与台数尽量减少不必要的损耗，变压器的容量不宜过大以免供电线路过长而增加线路的损耗，选择负载率适宜的变压器变压器最佳经济节能运行的负载率一般在75%～85% 之间，优化变压器的运行方式对负荷进行合理分配 选择与电力负荷相适应的变压器使其工作在高效低耗区，另外还应考虑降低变压器的运行环境 平衡三相负荷 合理选择变压器的接线方式等因素。
2.2.2降低线路损耗
线路损耗一般与线路的长度和负载的大小相关联 降低线路损耗的主要措施有：
（1）尽量选用电阻率较小的导线 铜导线较佳铝导线次之；
（2）线路路径的选择应合理 尽量走直线尽可能不走弯路，配电房应靠近负荷中心以减少供电半径；
（3）合理选择导线截面 导线截面大小的确定应根据电流指标及经济条件来确定，对于较长的线路在满足电流及电压降要求的情况下可使导线截面适当放大，这样做虽然增加了线路费用但由于节约能耗而减少了年运行费用从而达到节能的目的。此外对于环形供电方式为降低线路的电阻值将开式网运行改为闭式网运行同样可明显降低线路的损耗；
（4）提高传输线路的电压等级 资料显示当电压提高时耗能可降低10% 因此提高传输线路电压是降低17.5%线损的有效途经； （5）提高系统的功率因数及设备的自然功率因数 线路损耗与电力用户的功率因数的平方成反比 因此提高功率因数也是降低线路损耗的有效措施。工程设计中应尽可能采用功率因数高的设备（如同步电动机）等，对电感性设备可选用附有补偿电容器的用电设备 （如配有电容补偿的荧光灯） 设置无功补偿装置时对容量大且平稳的负荷采用就地补偿方式，对容量较小或断续的负荷宜采用变电所低压侧集中补偿方式。
2.3太阳能光伏系统设计
太阳能是绿色环保型能源 太阳能光伏系统供电是利用光伏效应将太阳光能直接转化成电能的供电模式，该系统由太阳能电池板蓄电池充电控制单元及放电控制单元组成，目前主要应用于太阳能热水太阳能锅炉及太阳能照明路灯庭院灯草坪灯等。随着太阳能光伏供电技术的不断完善和日趋成熟该系统的制造成本会越来越低，相信在不久的将来该系统会广泛应用于各个领域。
2.4抑制谐波以实现电气系统节能
随着变频调速设备等非线性用电负荷的大量使用配电系统的谐波问题日益严重从而导致导线中电流加大线路能耗增加，治理和抑制谐波迫在眉睫。常用的方法有增加换流装置的脉动数加装交流滤波装置改善三相不平衡度在用戶进线处加装串联电抗器及采用有源滤波器等新型滤波措施，通过以上方法来抑制高次谐波所造成的系统发热和损耗实现电气系统的节能。
2.5建筑电气新技术的应用
随着计算机技术控制技术网络技术通信技术和显示技术的迅速发展，建筑智能控制技术 建筑设备监控系统的性能更加完善节能效果更加显著，该系统已成为建筑节能的有效手段和方法。采用建筑设备监控系统可以对建筑中的制冷机组空调器及新风机组等设备的运行状态进行实时监控，可以对送排风机及给排水水泵等设备进行有效的控制，还可以对高低压变配电系统照明系统电梯系统等进行实时监控。总之利用该系统可以全方位地对建筑中各类机电设备的运行状态进行有效的控制，在满足建筑功能要求的前提下使各种设备均处于最佳运行状态从而实现最大限度节能的目的。
3.结束语
建筑电气节能设计的潜力很大 广大电气设计工作者在设计中应精心考虑反复衡量 从安全性可靠性经济性以及节能性等方面进行综合分析 选择合理的供配电方案 实现电网的经济运行 努力采用成熟有效的节能技术 合理配置建筑节能设备 从而达到真正有效的节约能源 为经济的可持续发展和节约型社会做出应有的贡献。
参考文献
{1}CB50034--2004建筑照明设计标准（S）中国建筑工业出版社.2004
{2}北京照明学会照明设计专业委员会照明设计手册（M）2版北京中国电力出版社.2006
{3}建设部工程质量安全监督与行业发展司中国建筑标准设计研究院全国民用建筑工程设计技术措施 节能专篇电气（M）北京中国计划出版社.2007
[关键词] 建筑电气节能设计措施及应用
0 引言
随着经济的高速发展能源的消耗量急剧增加能源危机迫在眉睫，目前我国的能源问题尤为突出。能源总量不足能源利用率极低，作为能耗大户的建筑耗能已成为危及社会可持续发展的一个重大问题。根据建设部统计的数据我国的建筑能耗是发达国家平均建筑能耗的3倍左右，每年建筑能耗约占全社会能源总消耗量的30%左右且有持续上涨的趋势，建筑节能已成为当前一项极为紧迫的任务，建筑电气节能作为建筑节能的重要组成部分已成为建筑电气设计的重要内容。建筑电气节能设计是一项技术性很强影响因素复杂的工程，如何将建筑电气节能技术合理应用到工程设计中，做到电气系统安全可靠节约投资减少能耗使用管理方便是广大电气设计工作者应该深入思考和研究的问题。文章将结合建筑设计的特点探讨建筑电气节能设计的相关措施及其应用。
1 建筑电气节能设计的基本原则
建筑电气节能设计应在充分满足完善建筑物功能要求的前提下减少能源消耗提高能源利用率合理配置建筑设备并进行有效科学的控制和管理，不能为了达到节能效果而刻意地控制电气从而导致满足不了建筑物的功能。
建筑电气节能设计应贯彻实用经济合理技术先进的原则按工程投资考虑经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资及增加运行费用而是应该让增加的部分投资能在较短的时间内通过节能减少下来的运行费用得到回收。建筑电气节能设计应节省无谓消耗的能量，在选用节能的新设备上应具体了解其原理性能效果并从技术上经济上进行比较后再选定节能设备绝不能只做表面形式上的节能。
2 建筑电气节能设计的基本措施及其应用
2.1 照明节能设计
照明节能设计就是在保证不降低照明质量的要求下尽量减少照明回路中的能量损失从而达到能量利用的最大化。照明节能设计的措施通常有如下几种
（1）严格执行国家 建筑照明设计标准 根据工作生产学习和生活对视觉的要求选择合理的照度标准同时对要求照度提高的场所尽量采用混合照明方式以突出重点部分；
（2）合理选择光源 在满足显色性启动时间等要求的条件下根据光源灯具及镇流器等的效率寿命和价格在进行综合技术经济分析比较的基础上 对不同的场所選择不同的光源。高度较低的室内场所如办公室会议室教室仪表电子生产车间及商店等 应采用细管径直管形荧光灯紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯等，光源高度较高的室内场所如工业厂房等 应采用金属卤化物灯或高压钠灯也可采用大功率细管径荧光灯，室外场所应选用高压钠灯等使用时间较长的气体光源以及利用太阳能作为能源；
（3）选择合理的照明控制方式 合理的照明控制方式对照明节能同样起重要的作用。照明控制方式主要有集中控制分区分组控制就地控制调光控制声控开关控制人体感应控制楼宇智能控制等，诸多的照明控制方式中应做好切合实际的选择，既要做到方便又要达到节能的效果如对旅馆的每套客房设置节能控制型总开关，对居住建筑有自然光的楼梯间走道灯（应急照明除外）采用节能自熄开关，对公共场所室外照明可采用集中控制遥控管理的方式或采用自动控光装置等；
（4）积极推广使用新型光源 发光二极管LED被称为绿色光源，其寿命长光利用率高耐振温升低低电压显色性好节电，白光LED灯较同等亮度的白炽灯耗电量减少约80% 节能潜力巨大，LED灯目前在显示技术领域标志灯和带色彩的装饰照明中占有举足轻重的地位。光纤照明是近年新发展起来的一门新照明技术，它是采用光导纤进行照明的一种新的照明方式， 光纤照明的装饰性强安全度高现已广泛应用于建筑物立面装饰室内装饰及水下装饰中。
2.2供配电系统节能设计
根据负荷容量供电距离及分布用电设备的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位置从而节省线材降低电能损耗 提高电压质量。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地投切变压器 实现经济运行 减少由于轻载运行时造成的不必要的损耗。
2.2.1合理选择变压器
变压器作为配电系统的基本设备 其损耗大约占总耗量的6%主要由铁损和铜损组成，铁损又称空载损耗其与负载大小无关仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关，因此选择变压器时应选择高效低耗的节能型变压器。铜损与负载大小有关故选择变压器的容量和台数时应根据负荷运行的时间性变化相应地选择变压器的运行参数与台数尽量减少不必要的损耗，变压器的容量不宜过大以免供电线路过长而增加线路的损耗，选择负载率适宜的变压器变压器最佳经济节能运行的负载率一般在75%～85% 之间，优化变压器的运行方式对负荷进行合理分配 选择与电力负荷相适应的变压器使其工作在高效低耗区，另外还应考虑降低变压器的运行环境 平衡三相负荷 合理选择变压器的接线方式等因素。
2.2.2降低线路损耗
线路损耗一般与线路的长度和负载的大小相关联 降低线路损耗的主要措施有：
（1）尽量选用电阻率较小的导线 铜导线较佳铝导线次之；
（2）线路路径的选择应合理 尽量走直线尽可能不走弯路，配电房应靠近负荷中心以减少供电半径；
（3）合理选择导线截面 导线截面大小的确定应根据电流指标及经济条件来确定，对于较长的线路在满足电流及电压降要求的情况下可使导线截面适当放大，这样做虽然增加了线路费用但由于节约能耗而减少了年运行费用从而达到节能的目的。此外对于环形供电方式为降低线路的电阻值将开式网运行改为闭式网运行同样可明显降低线路的损耗；
（4）提高传输线路的电压等级 资料显示当电压提高时耗能可降低10% 因此提高传输线路电压是降低17.5%线损的有效途经； （5）提高系统的功率因数及设备的自然功率因数 线路损耗与电力用户的功率因数的平方成反比 因此提高功率因数也是降低线路损耗的有效措施。工程设计中应尽可能采用功率因数高的设备（如同步电动机）等，对电感性设备可选用附有补偿电容器的用电设备 （如配有电容补偿的荧光灯） 设置无功补偿装置时对容量大且平稳的负荷采用就地补偿方式，对容量较小或断续的负荷宜采用变电所低压侧集中补偿方式。
2.3太阳能光伏系统设计
太阳能是绿色环保型能源 太阳能光伏系统供电是利用光伏效应将太阳光能直接转化成电能的供电模式，该系统由太阳能电池板蓄电池充电控制单元及放电控制单元组成，目前主要应用于太阳能热水太阳能锅炉及太阳能照明路灯庭院灯草坪灯等。随着太阳能光伏供电技术的不断完善和日趋成熟该系统的制造成本会越来越低，相信在不久的将来该系统会广泛应用于各个领域。
2.4抑制谐波以实现电气系统节能
随着变频调速设备等非线性用电负荷的大量使用配电系统的谐波问题日益严重从而导致导线中电流加大线路能耗增加，治理和抑制谐波迫在眉睫。常用的方法有增加换流装置的脉动数加装交流滤波装置改善三相不平衡度在用戶进线处加装串联电抗器及采用有源滤波器等新型滤波措施，通过以上方法来抑制高次谐波所造成的系统发热和损耗实现电气系统的节能。
2.5建筑电气新技术的应用
随着计算机技术控制技术网络技术通信技术和显示技术的迅速发展，建筑智能控制技术 建筑设备监控系统的性能更加完善节能效果更加显著，该系统已成为建筑节能的有效手段和方法。采用建筑设备监控系统可以对建筑中的制冷机组空调器及新风机组等设备的运行状态进行实时监控，可以对送排风机及给排水水泵等设备进行有效的控制，还可以对高低压变配电系统照明系统电梯系统等进行实时监控。总之利用该系统可以全方位地对建筑中各类机电设备的运行状态进行有效的控制，在满足建筑功能要求的前提下使各种设备均处于最佳运行状态从而实现最大限度节能的目的。
3.结束语
建筑电气节能设计的潜力很大 广大电气设计工作者在设计中应精心考虑反复衡量 从安全性可靠性经济性以及节能性等方面进行综合分析 选择合理的供配电方案 实现电网的经济运行 努力采用成熟有效的节能技术 合理配置建筑节能设备 从而达到真正有效的节约能源 为经济的可持续发展和节约型社会做出应有的贡献。
参考文献
{1}CB50034--2004建筑照明设计标准（S）中国建筑工业出版社.2004
{2}北京照明学会照明设计专业委员会照明设计手册（M）2版北京中国电力出版社.2006
{3}建设部工程质量安全监督与行业发展司中国建筑标准设计研究院全国民用建筑工程设计技术措施 节能专篇电气（M）北京中国计划出版社.2007