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摘要：文章就建筑电气节能设计应遵循的原则，从供配电系统设计、功率因数补偿、谐波治理、合理使用电动机、照明节能设计、可再生能源利用、能源管理系统等方面，论述了建筑电气节能的若干技术措施。
关键词：建筑电气；节能；供配电；照明节能；再生能源
Abstract: the design of building electrical energyprinciples, from the aspects of power supply and distribution system design, power factor compensation,harmonic control, rational use of motor, energy saving lighting design, the use of renewable energy, energy management system, it discusses some technicalmeasures in the construction of electrical energy saving.
Keywords: Building Electrical; energy saving; power supply; lighting energy; renewable energy
中图分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
引言
建筑节能不仅在缓解全球环境和能源安全问题中起到至关重要的作用，而且是可持續发展战略的重要内容。而建筑中消耗的能源大部分都是以电能的方式消耗的，因此在能源日益短缺的今天，关于建筑电气的节能问题显得尤为重要。下面结合工作实际，探讨一下建筑电气设计中的节能措施。
建筑电气节能的措施
2.1电气节能设计应遵循的原则
建筑电器节能的原则是：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，而不是简化建筑物的功能要求，降低其功能标准。节能的途径之一是合理配置建筑设备，并对其进行有效、科学的的控制与管理。
2.2合理设计供配电系统
供配电系统节能的主要方向是减少供配电系统电能的损失。根据用户的重要性、负荷性质、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。
2.2.1合理选择变压器。电力变压器应当选用10型及以上、非晶合金等节能环保、低损耗和低噪声的变压器。变压器负载率宜为0.75—0.85，选取容量与电力负荷相适应的变压器，其接线应能适应负荷变化，以实现其经济运行，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。降低变压器的环境温度、平衡三相负荷、合理选择变压器接线方式、季节性造成的负荷变化时灵活投切变压器等也是降低能耗的有效途径。同时，以电力为主要能源的冷冻机组、锅炉等大负荷应设专用电能计量装置。
2.2.2合理选择供电电压。同等情况下，电压越高，损耗越小。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机组，考虑节能因素，经方案比较可以选用10(6)kV制冷设备，但应考虑大容量电动机启动时对变压器的影响。
2.2.3变电所应靠近负荷中心，低压配电间应靠近电气竖井，合理分布供电网络，降低线路损耗，减少电压损失，提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。
2.2.4供配电系统应简单可靠，配电级数不宜过多，尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。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；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。
2.2.5合理选择电缆、导线截面，减少线路能量损耗。在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标的前提下，应按经济电流密度合理选择电缆及导线的截面，从降低电能损耗、减少投资和节约有色金属等方面综合衡量，进行选择。
2.2.6合理提高供配电系统中的功率因数。提高功率因数可以减少线路及变压器的损耗。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。在用电设备选型及调速控制方案一定的情况下，若自然功率因数达不到接人电网要求，应进行无功功率的补偿。变电所低压侧设置集中无功补偿装置，使10 kV侧功率因数在0.9以上；成组用电设备的无功补偿容量大于100 kvar且远离变电所时，应采用就地无功补偿。
2.2.7配电设计时尽量使三相负荷达到平衡。最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115％，最小相负荷不小于平均值的85％。可采用移相平衡法或容抗平衡法来改善系统的平衡，以减少因不平衡带来的最大相的多余损耗。
2.2.8合理进行谐波的预防和治理。谐波的危害很大，能够使变压器产生附加损耗，使电动机效率降低，发热增加。谐波电压会使电缆绝缘局部放电增加，谐波电流会引起电气设备及配电线路过载从而导致能耗增加。因此，设计时要采取措施有效治理谐波，使用户注人电网的谐波符合国家有关标准和当地电力公司的相关规定。具体方法：用户配电变压器采用DYnll型接线；功率因数补偿电容器串接消谐电抗器；采用有源或无源滤波装置；舞台调光装置的供电回路设置隔离变压器；谐波较严重且功率较大的设备采用专线供电等。
2.2.9降低电动机电能损耗，提高电动机使用效率。
（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）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。
（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。
2.3合理设计照明系统
照明节能应通过选择合理的照度标准，选用合适的光源及高效节能灯具，采用合理的灯具安装方式及照明配电系统，并根据建筑的使用条件和天然采光状况采用合理有效的照明控制装置来实施。
2.3.1照明节能原则
照明节能设计的基本原则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，最大限度的减少照明系统中光能的损失，从而达到能量利用的最大化。
2.3.2正确选择照度标准值
根据视觉作业要求以及建筑等级和功能的不同，应根据《建筑照明设计标准》确定合理的照明标准。不由于各地区条件差别较大，因此还应结合现场实际情况，在规范推荐的高、中、低值中确定合理的标准，对标准值的确定应掌握适度。
2.3.3合理选择照明方式
(1)采用分区一般照明。在同一场所不同区域有不同照度要求时，为节约能源，所选照度在该区该高则高，该低则低。
(2)在设备上装灯。照明灯具安装在设备或家具上，近距离照射，可提高照度，也是一种节能方式，还可以采用高灯低挂的方式来节能。
(3)特殊要求采用混合照明。在照明要求高，但作业宽度又不大的场所，若只装设一般照明，会增加照明安装功率，应采用局部照明来提高作业面的照度，以节约能源。在高大的房间或场所可采用一般照明与加强照明相结合的方式，在
上部设一般照明，在柱子或墙壁下部装壁灯，比单独采用一般照明更节能。
2.3.4合理设计照明控制方式
采用合理的照明控制方式是實现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。在照明开关应用中，我们应注意：
(1)体育馆、影剧院、候机厅、高档写字楼、报告厅等公共建筑的公共场所应采取集中控制，并按需要采取调光或降低照度的控制措施。酒店的每套或每间客房应装设独立的总开关，控制全部照明，并采用钥匙或门卡式节能开关。
(2)居住建筑以及有天然采光的楼梯间、走廊的照明，除应急照明外，应采用节能自熄开关。
(3)每个照明开关所控光源数不宜太多，每个房间的灯开关数不宜少于2个(只设1盏灯的除外)。
(4)房间或场所装设两列或多列灯具时，所控制列与侧窗平行；生产场所按车间、工段或工序分组；电化教室、报告厅等场所按靠近或远离讲台分组。
(5)天然采光良好的场所应按场所照度自动开关灯或调光；个人使用的办公室采用人体感应或动静感应等方式自动开关灯；酒店大堂、电梯厅和客房走廊等场所，采用夜间定时降低照度的自动调节。
(6)大型公共建筑尤其是智能建筑可以充分利用变配电综合监控及楼宇自控技术，建立起能源管理系统，实现能耗跟踪、节能的远程及就地控制。
2.3.5合理选择光源和灯具
应在不同的使用场合，在满足照明质量的前提下，尽可能选择高光效的光源。为充分利用光源发出的光通量，在灯具选用时应注意选用配光合理、效率高、利用系数高的灯具，优先选用开启式直接照明灯具，并选择电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器以提高功率因数。
2.3.6充分利用自然光
太阳能是无处不有、取之不尽、用之不竭的清洁能源。科学合理地利用太阳能照明在节能、环保方面具有重大的意义。在灯具布置时，将所控灯列与侧窗平行，跟据日照强弱来进行灯具控制也是照明节能的有效手段。
2.4其他节能措施
能源的综合利用：在条件允许的场所，合理利用太阳能、风能等可再生资源，有利于节能减排、改善能源结构、保护环境。
建筑设备的电气节能：建筑设备的节能主要通过对空调系统、给排水系统、电动机、电梯、电动门窗等的控制实现。
可以通过应用信息通信、计算机网络、自动化控制等智能化技术对建筑物内各类用电设备系统的运行实施能效管理，确保各类设备系统运行稳定、安全可靠，从而达到提高能效、降低能耗的目的。
结束语
节能减排，绿色低碳已经成为全球范围内的焦点。在我国，建筑电气部分的能耗相当可观，建筑电气节能降耗在我国今后发展中已是大势所趋，实现建筑电气节能迫在眉睫。 但电气节能设计既不能以牺牲建筑功能､损害使用需求为代价,也不能盲目增加投资､为节能而节能｡这就要求电气设计人员对所负责的电气工程具有高度负责的责任心，充分应用自己的专业水平深入、细致的搞好电气工程的设计，通过合理的设计及运行方案减少不必要的能源损耗。
关键词：建筑电气；节能；供配电；照明节能；再生能源
Abstract: the design of building electrical energyprinciples, from the aspects of power supply and distribution system design, power factor compensation,harmonic control, rational use of motor, energy saving lighting design, the use of renewable energy, energy management system, it discusses some technicalmeasures in the construction of electrical energy saving.
Keywords: Building Electrical; energy saving; power supply; lighting energy; renewable energy
中图分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
引言
建筑节能不仅在缓解全球环境和能源安全问题中起到至关重要的作用，而且是可持續发展战略的重要内容。而建筑中消耗的能源大部分都是以电能的方式消耗的，因此在能源日益短缺的今天，关于建筑电气的节能问题显得尤为重要。下面结合工作实际，探讨一下建筑电气设计中的节能措施。
建筑电气节能的措施
2.1电气节能设计应遵循的原则
建筑电器节能的原则是：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，而不是简化建筑物的功能要求，降低其功能标准。节能的途径之一是合理配置建筑设备，并对其进行有效、科学的的控制与管理。
2.2合理设计供配电系统
供配电系统节能的主要方向是减少供配电系统电能的损失。根据用户的重要性、负荷性质、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。
2.2.1合理选择变压器。电力变压器应当选用10型及以上、非晶合金等节能环保、低损耗和低噪声的变压器。变压器负载率宜为0.75—0.85，选取容量与电力负荷相适应的变压器，其接线应能适应负荷变化，以实现其经济运行，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。降低变压器的环境温度、平衡三相负荷、合理选择变压器接线方式、季节性造成的负荷变化时灵活投切变压器等也是降低能耗的有效途径。同时，以电力为主要能源的冷冻机组、锅炉等大负荷应设专用电能计量装置。
2.2.2合理选择供电电压。同等情况下，电压越高，损耗越小。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机组，考虑节能因素，经方案比较可以选用10(6)kV制冷设备，但应考虑大容量电动机启动时对变压器的影响。
2.2.3变电所应靠近负荷中心，低压配电间应靠近电气竖井，合理分布供电网络，降低线路损耗，减少电压损失，提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。
2.2.4供配电系统应简单可靠，配电级数不宜过多，尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。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；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。
2.2.5合理选择电缆、导线截面，减少线路能量损耗。在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标的前提下，应按经济电流密度合理选择电缆及导线的截面，从降低电能损耗、减少投资和节约有色金属等方面综合衡量，进行选择。
2.2.6合理提高供配电系统中的功率因数。提高功率因数可以减少线路及变压器的损耗。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。在用电设备选型及调速控制方案一定的情况下，若自然功率因数达不到接人电网要求，应进行无功功率的补偿。变电所低压侧设置集中无功补偿装置，使10 kV侧功率因数在0.9以上；成组用电设备的无功补偿容量大于100 kvar且远离变电所时，应采用就地无功补偿。
2.2.7配电设计时尽量使三相负荷达到平衡。最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115％，最小相负荷不小于平均值的85％。可采用移相平衡法或容抗平衡法来改善系统的平衡，以减少因不平衡带来的最大相的多余损耗。
2.2.8合理进行谐波的预防和治理。谐波的危害很大，能够使变压器产生附加损耗，使电动机效率降低，发热增加。谐波电压会使电缆绝缘局部放电增加，谐波电流会引起电气设备及配电线路过载从而导致能耗增加。因此，设计时要采取措施有效治理谐波，使用户注人电网的谐波符合国家有关标准和当地电力公司的相关规定。具体方法：用户配电变压器采用DYnll型接线；功率因数补偿电容器串接消谐电抗器；采用有源或无源滤波装置；舞台调光装置的供电回路设置隔离变压器；谐波较严重且功率较大的设备采用专线供电等。
2.2.9降低电动机电能损耗，提高电动机使用效率。
（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）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。
（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。
2.3合理设计照明系统
照明节能应通过选择合理的照度标准，选用合适的光源及高效节能灯具，采用合理的灯具安装方式及照明配电系统，并根据建筑的使用条件和天然采光状况采用合理有效的照明控制装置来实施。
2.3.1照明节能原则
照明节能设计的基本原则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，最大限度的减少照明系统中光能的损失，从而达到能量利用的最大化。
2.3.2正确选择照度标准值
根据视觉作业要求以及建筑等级和功能的不同，应根据《建筑照明设计标准》确定合理的照明标准。不由于各地区条件差别较大，因此还应结合现场实际情况，在规范推荐的高、中、低值中确定合理的标准，对标准值的确定应掌握适度。
2.3.3合理选择照明方式
(1)采用分区一般照明。在同一场所不同区域有不同照度要求时，为节约能源，所选照度在该区该高则高，该低则低。
(2)在设备上装灯。照明灯具安装在设备或家具上，近距离照射，可提高照度，也是一种节能方式，还可以采用高灯低挂的方式来节能。
(3)特殊要求采用混合照明。在照明要求高，但作业宽度又不大的场所，若只装设一般照明，会增加照明安装功率，应采用局部照明来提高作业面的照度，以节约能源。在高大的房间或场所可采用一般照明与加强照明相结合的方式，在
上部设一般照明，在柱子或墙壁下部装壁灯，比单独采用一般照明更节能。
2.3.4合理设计照明控制方式
采用合理的照明控制方式是實现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。在照明开关应用中，我们应注意：
(1)体育馆、影剧院、候机厅、高档写字楼、报告厅等公共建筑的公共场所应采取集中控制，并按需要采取调光或降低照度的控制措施。酒店的每套或每间客房应装设独立的总开关，控制全部照明，并采用钥匙或门卡式节能开关。
(2)居住建筑以及有天然采光的楼梯间、走廊的照明，除应急照明外，应采用节能自熄开关。
(3)每个照明开关所控光源数不宜太多，每个房间的灯开关数不宜少于2个(只设1盏灯的除外)。
(4)房间或场所装设两列或多列灯具时，所控制列与侧窗平行；生产场所按车间、工段或工序分组；电化教室、报告厅等场所按靠近或远离讲台分组。
(5)天然采光良好的场所应按场所照度自动开关灯或调光；个人使用的办公室采用人体感应或动静感应等方式自动开关灯；酒店大堂、电梯厅和客房走廊等场所，采用夜间定时降低照度的自动调节。
(6)大型公共建筑尤其是智能建筑可以充分利用变配电综合监控及楼宇自控技术，建立起能源管理系统，实现能耗跟踪、节能的远程及就地控制。
2.3.5合理选择光源和灯具
应在不同的使用场合，在满足照明质量的前提下，尽可能选择高光效的光源。为充分利用光源发出的光通量，在灯具选用时应注意选用配光合理、效率高、利用系数高的灯具，优先选用开启式直接照明灯具，并选择电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器以提高功率因数。
2.3.6充分利用自然光
太阳能是无处不有、取之不尽、用之不竭的清洁能源。科学合理地利用太阳能照明在节能、环保方面具有重大的意义。在灯具布置时，将所控灯列与侧窗平行，跟据日照强弱来进行灯具控制也是照明节能的有效手段。
2.4其他节能措施
能源的综合利用：在条件允许的场所，合理利用太阳能、风能等可再生资源，有利于节能减排、改善能源结构、保护环境。
建筑设备的电气节能：建筑设备的节能主要通过对空调系统、给排水系统、电动机、电梯、电动门窗等的控制实现。
可以通过应用信息通信、计算机网络、自动化控制等智能化技术对建筑物内各类用电设备系统的运行实施能效管理，确保各类设备系统运行稳定、安全可靠，从而达到提高能效、降低能耗的目的。
结束语
节能减排，绿色低碳已经成为全球范围内的焦点。在我国，建筑电气部分的能耗相当可观，建筑电气节能降耗在我国今后发展中已是大势所趋，实现建筑电气节能迫在眉睫。 但电气节能设计既不能以牺牲建筑功能､损害使用需求为代价,也不能盲目增加投资､为节能而节能｡这就要求电气设计人员对所负责的电气工程具有高度负责的责任心，充分应用自己的专业水平深入、细致的搞好电气工程的设计，通过合理的设计及运行方案减少不必要的能源损耗。