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摘要：本文介绍了建筑电气设计节能的原则，探讨了建筑电气节能技术措施。
关键词：建筑电气节能技术原则措施
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
随着我国经济的快速发展，能源问题被提到越来越重要的地位。国家对能源的需求越来越大，各类能源供不应求；而另一方面，能源的浪费却较为普遍。据有关资料显示，建筑能耗又占到全社会能源总消耗量的 30% 左右，且有持续上涨的趋势，而我国的建筑能耗是发达国家平均建筑能耗的 3 ～ 4 倍。所以，对设计人员来说，在设计的各个阶段充分考虑建筑节能是非常必要和紧迫的。
一、建筑电气设计节能的原则
1、适用性原则。建筑电气的设计与施工应当能够满足使用者对环境所必须的要求，确保能够为建筑设备的运行提供所需要的能源基础，同时根据不同用电设备的符合容量，使用不同的用电设备。
2、实际性原则。要充分考虑实际经济效益,节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用;合理选用节能设备及材料, 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。
3、节能性原则。节能的着眼点,应考虑采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗,比如变压器的功率损耗,传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗, 又如量大面广的照明容量等等。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么措施节能。宜采用先进技术使其能耗降低。
二、建筑电气节能技术措施
（一）电源节能
1、提高供配电系统的功率因数。功率因数提高可以减少线路无功功率的损耗， 从而达到节能的目的。具体方法有：
（1）减少用电设备的无功功率，提高用电设备的功率因数。
（2）用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滯后无功电流，从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。
2、提高配电线路压降，减少供配电系统线路损耗。
（1）在主线路上尽量使用高等级电压，线路应以直线为主少走弯线，在低配电钟不走或少走回头线路，此外，变电所应尽可能靠近负荷中心，以减少供电半径。
（2）使用截面积相对大的导线，选用如铜芯导线以减小电阻率降低线路功耗。
3、包括变压器在内的配电系统优化。
（1）合理选择变压器的容量和台数。选择容量与电力负荷相适应的变压器，对负荷进行合理分配，使其始终工作在高效区内。
（2）选用节能型变压器。
（3）加强运行管理，采用智能化系统统一调度管理。近几年， 国内外一些公司对供配电系统进行了广泛深入地研究，开发研制出了一系列用于供配电系统计算机监控的产品和设备，这些产品均是基于现场总线技术。采用现场总线技术可以快速、简单、低成本实现供配电系统的自动化。
智能化供配电系统一般由计算机、通信网络、智能化开关和控制设备组成。它是由通信网络将供配电系统中带有通信接口的开关和控制设备连接起来，并与计算机相连，由工作人员在计算机上进行智能化管理和操作，从而实现集中数据采集和处理，集中进行监控，真正达到供配电系统的遥测、遥调、遥控和遥信，系统拓扑如图1。
图1 智能供配电系统网络拓扑图
该系统可对建筑物和建筑群的高压供电、变压器、低压配电系统、备用发电机组的运行状态和故障报警进行监测，并检测系统的电压、电流、有功功率、功率因数和电度数据等，为节能和安全运行提供实时信息并向物业管理部门提供必要的运行数据。
此外，利用该系统，通过与冰蓄冷设备、应急发电机等配合，可以在用电高峰时，选择卸除某些相对不重要的机电设备来减少高峰负荷，或投入应急发电机以及释放存储的冷量等措施，实现避峰运行，降低运行费用。
（二）动力节能
在一般的情况下，电动机的额定功率比负载的实际功率要高10%左右。只有当电动机的效率和额定的效率相差不多时，容量才是最合适的。也只有在电动机的效率与额定效率稍低时，才能决定是否要减小容量。在高层住宅中，像水泵、风机这些电气设备耗用的轴功率都和转速有关系。而且需要在运行的过程中调节负载量。根据功率和负载量的关系可以看出，在同样的负载量下，使用变速调节需要的轴功率比使用定速阀门调节要小一些，并且有更明显的效果。这归因于变速调节的阀门没有阻力损耗。所以，要使电动机有更好的转速，可以采用这几种方法: 一是改变转差率、电机极数和电源频率。当前常用的调速方式有三种，分别是交流变频调速、变级调速以及电磁耦合器调速。其中变频调速是通过变频器和辅助控制装置来改变输入电压和频率来对电动机进行调速。这种方法具有很多优势，效率高、损耗小和调速精度高，还可以通过微机来实现闭环自动控制，是一种比较成熟的调速方法。比较适合用在高层建筑中的电动机使用; 二是提高控制的技术。电动机起动时会产生电能损耗，停止时会产生制动能耗，因此减少电动机起动、制动的次数也可以有效降损节能。应该对生活中和消防水箱中的水的容量进行监视，以便更好地控制水泵起动的次数，在一定时间内减少起动和制动的次数。另外，可以在高层住宅楼的电梯中运用变联控制功能，控制多台电梯的起动和制动次数，减小单台电梯平均行程。这样也能够实现节能的效果。也可以对多台电梯进行分区运行以达到减少起动、制动次数的目的。变极多速电动机具有多种转速和多种输出效率，是通过改变电动机的极数和输出效率来完成的。变极多速电动机具有运行可靠、结构简单的优点，其不足之处是不能进行无级调速。电磁耦合器调速是通过对励磁电流的调节来实现调速的，但首先要在电动机上接上电磁耦合器。它的优点是控制功率小、调速范围广，可以进行无级调速。
（三）照明节能
1、选用高效节能光源及灯具。据统计，高压钠灯的光效为最高，荧光灯和金属卤化物灯次之，高压汞灯不高，而白炽灯为最低。故在设计中应严格控制使用白炽灯，推广使用细管径荧光灯和高压钠灯。
2、采用合理的控制方式，引入照明节能控制系统。采用照明节能控制系统的主要目的是节约能源。照明节能控制系统借助各种不同的“预设置”控制方式、控制元件、光线感测控制，对不同时间、不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，从而实现节能。照明节能控制系统对照明的控制是以模块式的自动控制为主，手动控制为辅，照明预置场景的参数以数字方式存储在EPROM 中，这些信息的设置和更换十分方便。该系统能够进行远程集中监控、遥控控制和就地现场控制，使建筑的照明管理和设备维护变得更加简单。
3、充分利用自然光。在设计中，电气设计人员应与建筑专业人员配合，从建筑结构方面充分获取天然光，如：开大面积的顶部天窗，利用屋顶采光；如有条件，可采用光导纤维、棱镜组反射及导光管等新技术进行采光。
4、推广使用新能源。近年来，LED 俗称发光二极管在工程项目中逐渐应用， 白光LED 理论发光光效可达200lm/W,较同等亮度的白炽灯耗电少约80%，节能潜力巨大。
总之，电气节能是建筑节能中不可忽略的重要组成部分,全面系统地实施建筑节能比单一设备节能更有效。而目前我国应该结合实际情况,进一步完善建筑节能的相关标准，规范建筑节能的设计、施工、验收、使用维护及日常管理等各个环节，规范行业管理，制定出可操作性强、便于实施和审核检查的一整套科学体系,使之更好地指导和规范建筑节能,推动建筑节能沿着平稳有序的轨道健康发展。
参考文献：
[1]张利.谈现代建筑建筑电气节能设计的技术观[J].建筑学报,2009（1）．
[2]陈众励,赵济安,邵民杰.建筑电气节能技术综述.低压电器,2007.
关键词：建筑电气节能技术原则措施
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
随着我国经济的快速发展，能源问题被提到越来越重要的地位。国家对能源的需求越来越大，各类能源供不应求；而另一方面，能源的浪费却较为普遍。据有关资料显示，建筑能耗又占到全社会能源总消耗量的 30% 左右，且有持续上涨的趋势，而我国的建筑能耗是发达国家平均建筑能耗的 3 ～ 4 倍。所以，对设计人员来说，在设计的各个阶段充分考虑建筑节能是非常必要和紧迫的。
一、建筑电气设计节能的原则
1、适用性原则。建筑电气的设计与施工应当能够满足使用者对环境所必须的要求，确保能够为建筑设备的运行提供所需要的能源基础，同时根据不同用电设备的符合容量，使用不同的用电设备。
2、实际性原则。要充分考虑实际经济效益,节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用;合理选用节能设备及材料, 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。
3、节能性原则。节能的着眼点,应考虑采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗,比如变压器的功率损耗,传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗, 又如量大面广的照明容量等等。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么措施节能。宜采用先进技术使其能耗降低。
二、建筑电气节能技术措施
（一）电源节能
1、提高供配电系统的功率因数。功率因数提高可以减少线路无功功率的损耗， 从而达到节能的目的。具体方法有：
（1）减少用电设备的无功功率，提高用电设备的功率因数。
（2）用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滯后无功电流，从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。
2、提高配电线路压降，减少供配电系统线路损耗。
（1）在主线路上尽量使用高等级电压，线路应以直线为主少走弯线，在低配电钟不走或少走回头线路，此外，变电所应尽可能靠近负荷中心，以减少供电半径。
（2）使用截面积相对大的导线，选用如铜芯导线以减小电阻率降低线路功耗。
3、包括变压器在内的配电系统优化。
（1）合理选择变压器的容量和台数。选择容量与电力负荷相适应的变压器，对负荷进行合理分配，使其始终工作在高效区内。
（2）选用节能型变压器。
（3）加强运行管理，采用智能化系统统一调度管理。近几年， 国内外一些公司对供配电系统进行了广泛深入地研究，开发研制出了一系列用于供配电系统计算机监控的产品和设备，这些产品均是基于现场总线技术。采用现场总线技术可以快速、简单、低成本实现供配电系统的自动化。
智能化供配电系统一般由计算机、通信网络、智能化开关和控制设备组成。它是由通信网络将供配电系统中带有通信接口的开关和控制设备连接起来，并与计算机相连，由工作人员在计算机上进行智能化管理和操作，从而实现集中数据采集和处理，集中进行监控，真正达到供配电系统的遥测、遥调、遥控和遥信，系统拓扑如图1。
图1 智能供配电系统网络拓扑图
该系统可对建筑物和建筑群的高压供电、变压器、低压配电系统、备用发电机组的运行状态和故障报警进行监测，并检测系统的电压、电流、有功功率、功率因数和电度数据等，为节能和安全运行提供实时信息并向物业管理部门提供必要的运行数据。
此外，利用该系统，通过与冰蓄冷设备、应急发电机等配合，可以在用电高峰时，选择卸除某些相对不重要的机电设备来减少高峰负荷，或投入应急发电机以及释放存储的冷量等措施，实现避峰运行，降低运行费用。
（二）动力节能
在一般的情况下，电动机的额定功率比负载的实际功率要高10%左右。只有当电动机的效率和额定的效率相差不多时，容量才是最合适的。也只有在电动机的效率与额定效率稍低时，才能决定是否要减小容量。在高层住宅中，像水泵、风机这些电气设备耗用的轴功率都和转速有关系。而且需要在运行的过程中调节负载量。根据功率和负载量的关系可以看出，在同样的负载量下，使用变速调节需要的轴功率比使用定速阀门调节要小一些，并且有更明显的效果。这归因于变速调节的阀门没有阻力损耗。所以，要使电动机有更好的转速，可以采用这几种方法: 一是改变转差率、电机极数和电源频率。当前常用的调速方式有三种，分别是交流变频调速、变级调速以及电磁耦合器调速。其中变频调速是通过变频器和辅助控制装置来改变输入电压和频率来对电动机进行调速。这种方法具有很多优势，效率高、损耗小和调速精度高，还可以通过微机来实现闭环自动控制，是一种比较成熟的调速方法。比较适合用在高层建筑中的电动机使用; 二是提高控制的技术。电动机起动时会产生电能损耗，停止时会产生制动能耗，因此减少电动机起动、制动的次数也可以有效降损节能。应该对生活中和消防水箱中的水的容量进行监视，以便更好地控制水泵起动的次数，在一定时间内减少起动和制动的次数。另外，可以在高层住宅楼的电梯中运用变联控制功能，控制多台电梯的起动和制动次数，减小单台电梯平均行程。这样也能够实现节能的效果。也可以对多台电梯进行分区运行以达到减少起动、制动次数的目的。变极多速电动机具有多种转速和多种输出效率，是通过改变电动机的极数和输出效率来完成的。变极多速电动机具有运行可靠、结构简单的优点，其不足之处是不能进行无级调速。电磁耦合器调速是通过对励磁电流的调节来实现调速的，但首先要在电动机上接上电磁耦合器。它的优点是控制功率小、调速范围广，可以进行无级调速。
（三）照明节能
1、选用高效节能光源及灯具。据统计，高压钠灯的光效为最高，荧光灯和金属卤化物灯次之，高压汞灯不高，而白炽灯为最低。故在设计中应严格控制使用白炽灯，推广使用细管径荧光灯和高压钠灯。
2、采用合理的控制方式，引入照明节能控制系统。采用照明节能控制系统的主要目的是节约能源。照明节能控制系统借助各种不同的“预设置”控制方式、控制元件、光线感测控制，对不同时间、不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，从而实现节能。照明节能控制系统对照明的控制是以模块式的自动控制为主，手动控制为辅，照明预置场景的参数以数字方式存储在EPROM 中，这些信息的设置和更换十分方便。该系统能够进行远程集中监控、遥控控制和就地现场控制，使建筑的照明管理和设备维护变得更加简单。
3、充分利用自然光。在设计中，电气设计人员应与建筑专业人员配合，从建筑结构方面充分获取天然光，如：开大面积的顶部天窗，利用屋顶采光；如有条件，可采用光导纤维、棱镜组反射及导光管等新技术进行采光。
4、推广使用新能源。近年来，LED 俗称发光二极管在工程项目中逐渐应用， 白光LED 理论发光光效可达200lm/W,较同等亮度的白炽灯耗电少约80%，节能潜力巨大。
总之，电气节能是建筑节能中不可忽略的重要组成部分,全面系统地实施建筑节能比单一设备节能更有效。而目前我国应该结合实际情况,进一步完善建筑节能的相关标准，规范建筑节能的设计、施工、验收、使用维护及日常管理等各个环节，规范行业管理，制定出可操作性强、便于实施和审核检查的一整套科学体系,使之更好地指导和规范建筑节能,推动建筑节能沿着平稳有序的轨道健康发展。
参考文献：
[1]张利.谈现代建筑建筑电气节能设计的技术观[J].建筑学报,2009（1）．
[2]陈众励,赵济安,邵民杰.建筑电气节能技术综述.低压电器,2007.