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摘要：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；方法
中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：
能源问题已成为全球共同关注的问题，能源短缺成为制约经济发展的重要因素。随着工业化和城镇化加速发展，建筑业也迅速兴起，导致建筑能耗迅猛递增，因此，如何在满足高需求的基础上最大限度的节约能源就显得尤为重要，建筑节能势在必行。目前，建筑中的节能设计已得到充分重视，做到合理使用能源、提高能源利用效率，为能源的节约提供了保障。而二次能源——电能在整个建筑能耗中占有比例非常大，在电气设计阶段做好电气节能工作会起到事半功倍的效果。
建筑电气节能应坚持的三个原则是：①满足建筑物的功能。②考虑实际经济效益。③节省无谓消耗的能量。因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
在电气设计阶段做好电气节能工作应从以下几方面考虑：
供配电系统的节能设计
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。
变压器的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+Ρκ
式中：
ΔΡ--变压器的有功损耗(KW)
Ρo-变压器的空载损耗(KW)
Ρκ-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度全斜度接缝结构使接缝密合性好，减少了漏磁损耗。 (2) Ρκ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。βΡκ用微分求它极值时，是在β=50%时每千瓦的负荷，此时变压器的能耗最小，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。
合理选择变压器的型号、容量和台数，以适应由于季节性和工作时间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。
（三） 减少线路损耗
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=3R
式中：
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，一般工程线路总的不下万米，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，如铜芯导线較佳，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。
（四）提高供配电系统的功率因数
功率因数提高了，可以减少线路无功功率的损耗，从而达到节能目的。传输有用功率是为了满足建筑物功能所必需的，是不变的。而在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功电流，它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的功率损耗。然而这部分损耗是可以避免的，具体方法有：
减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备（如配有电容补偿的荧光灯）等。
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滞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。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。
（五） 电动机节能设计 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。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
（六） 照明的节能设计
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，从而最大限度地利用光能，通常的节能措施有以下几种：
充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了人工照明电能。
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）、紧凑型荧光灯及LED光源，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。
推广使用低能耗、性能优的光源用电附件，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，灯具功率因数不小于0.90。
改进灯具控制方式，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。
为了保证照明系统运行达到规定的照度和照明质量标准，创造良好的光环境，并且节约能源，维护与管理也是重要环节，照明节能设计应为此创造必要条件。设计应对用电单位按户分别计量和考核照明用电，这是一项行之有效的节能措施；公共建筑安装用电分项计量装置亦应将照明用电单独分项计量。通过分项计量，可以得到照明系统的实际耗电量，为节能诊断和制定节能措施奠定坚实的基础。
合理设计照明线路， 照明线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。大多数照明电压为220 V，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线几种方式供电。三相四线式供电比其它供电方式线路损耗小得多。因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。
建筑电气的节能设计潜力很大，广大电气设计人员在设计中应精心考虑，反复比较设计方案，拿出一套符合各种技术指标，满足功能需求，行之有效而又切实可行的节能方案，从而达到真正节约电能的目的。
参考文献：
［１］高晋峰．论民用建筑工程照明设计中的节能；智能建筑电气技术，2010(4)．
［２］张军．关于建筑电气节能设计措施的探讨；中国科技信息，2007(6)．
［３］齐雪艳．现代住宅电气设计节能技术探讨；黑龙江科技信息，2008(10)．
关键词：建筑电气；节能设计；方法
中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：
能源问题已成为全球共同关注的问题，能源短缺成为制约经济发展的重要因素。随着工业化和城镇化加速发展，建筑业也迅速兴起，导致建筑能耗迅猛递增，因此，如何在满足高需求的基础上最大限度的节约能源就显得尤为重要，建筑节能势在必行。目前，建筑中的节能设计已得到充分重视，做到合理使用能源、提高能源利用效率，为能源的节约提供了保障。而二次能源——电能在整个建筑能耗中占有比例非常大，在电气设计阶段做好电气节能工作会起到事半功倍的效果。
建筑电气节能应坚持的三个原则是：①满足建筑物的功能。②考虑实际经济效益。③节省无谓消耗的能量。因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
在电气设计阶段做好电气节能工作应从以下几方面考虑：
供配电系统的节能设计
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。
变压器的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+Ρκ
式中：
ΔΡ--变压器的有功损耗(KW)
Ρo-变压器的空载损耗(KW)
Ρκ-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度全斜度接缝结构使接缝密合性好，减少了漏磁损耗。 (2) Ρκ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。βΡκ用微分求它极值时，是在β=50%时每千瓦的负荷，此时变压器的能耗最小，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。
合理选择变压器的型号、容量和台数，以适应由于季节性和工作时间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。
（三） 减少线路损耗
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=3R
式中：
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，一般工程线路总的不下万米，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，如铜芯导线較佳，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。
（四）提高供配电系统的功率因数
功率因数提高了，可以减少线路无功功率的损耗，从而达到节能目的。传输有用功率是为了满足建筑物功能所必需的，是不变的。而在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功电流，它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的功率损耗。然而这部分损耗是可以避免的，具体方法有：
减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备（如配有电容补偿的荧光灯）等。
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滞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。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。
（五） 电动机节能设计 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。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
（六） 照明的节能设计
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，从而最大限度地利用光能，通常的节能措施有以下几种：
充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了人工照明电能。
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）、紧凑型荧光灯及LED光源，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。
推广使用低能耗、性能优的光源用电附件，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，灯具功率因数不小于0.90。
改进灯具控制方式，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。
为了保证照明系统运行达到规定的照度和照明质量标准，创造良好的光环境，并且节约能源，维护与管理也是重要环节，照明节能设计应为此创造必要条件。设计应对用电单位按户分别计量和考核照明用电，这是一项行之有效的节能措施；公共建筑安装用电分项计量装置亦应将照明用电单独分项计量。通过分项计量，可以得到照明系统的实际耗电量，为节能诊断和制定节能措施奠定坚实的基础。
合理设计照明线路， 照明线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。大多数照明电压为220 V，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线几种方式供电。三相四线式供电比其它供电方式线路损耗小得多。因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。
建筑电气的节能设计潜力很大，广大电气设计人员在设计中应精心考虑，反复比较设计方案，拿出一套符合各种技术指标，满足功能需求，行之有效而又切实可行的节能方案，从而达到真正节约电能的目的。
参考文献：
［１］高晋峰．论民用建筑工程照明设计中的节能；智能建筑电气技术，2010(4)．
［２］张军．关于建筑电气节能设计措施的探讨；中国科技信息，2007(6)．
［３］齐雪艳．现代住宅电气设计节能技术探讨；黑龙江科技信息，2008(10)．