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摘要：随着社会经济的发展，现代建筑的功能越来越强，建筑电气的重要性也日益明显。合理设计建筑电气的各个系统和运用先进的电气设备对满足建筑功能要求及节约基建投资是极为重要的。建筑电气设计的经济性就是电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理。做好建筑电气设计的节能性是我们电气设计师的职责，笔者在此就现实中电气设计中能量消耗提出了几点设计措施。
关键词：建筑电气；节能；设计
Abstract: As social and economic development of modern architecture, the importance of building electrical increasingly obvious. It is extremely important for the rational design of building electrical systems and the use of advanced electrical equipment to meet the building functional requirements and conservation infrastructure investment. Key words: electrical construction; energy conservation; design
中图分类号：TU201.5文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）03-0020-02
随着经济的增长和人们收入的增加,建筑智能化、自动化使建筑用电量猛增。城镇一体化建设的加速,我国的建筑面积以每年十几亿平方米的速度递增。据建设部和国家建材局的统计,我国建筑能耗约占全社会总能耗的2 7%。建筑节能在建筑行业势在必行。这些都要求建筑电气工程师发挥才智,既要满足建筑功能要求,给居民提供舒适、方便的生活空间,还要尽可能的做到减少建筑耗能。
一、建筑电气节能设计的几个原则 1.满足建筑物的使用功能。 满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等；满足舒适性空调的温度及新风量；照明的照度、色温、显色指数； 2.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，而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。 3.节省无谓消耗的能量。 节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。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。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，宜采用先进技术使其能耗降低。
二、建筑电气节能设计的几大要点
建筑电气设计是建筑设计的一部分。为降低建筑的能耗,建筑电气设计师也应从全盘考虑,既要兼顾初投资还要考虑建筑电气的运行能耗。从几下几个方面对建筑电气节能设计进行分析：
变压器的选择
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%，主要分为铁耗和铜耗，铁耗又称为空载损耗，与负荷大小无关，仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关，故一般来说，最好选择节能型变压器。铜耗与负荷的大小有关，故在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，相应的选择变压器的运行参数与台数，尽量减少不必要的损耗。
变压器的有功功率损耗如下式表示：△Ｐｂ＝Ｐｏ＋Ｐｋβ２其中：△Ｐｂ--变压器有功损耗（ＫＷ）；Ｐｏ--变压器的空载损耗（ＫＷ）；Ｐｋ--变压器的有载损耗（ＫＷ）；β--变压器的负载率。Ｐｏ部分为空载损耗又称铁损，它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成，是固定不变的部分，大小随矽钢片的性能及铁芯制造工艺而定。所以，变压器应选用节能型的，如Ｓ９、ＳＬ９及ＳＣ８等型油浸变压器或干式变压器，它们都是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，以减少铁芯的涡流损耗；４５°全斜接缝结构，使接缝密合性好，以减少漏磁损耗。Ｐｋ是传输功率的损耗，即变压器的线损，决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，即负载率β的平方成正比。因此，应选用阻值较小的绕组，可采用铜芯变压器。从Ｐｋβ２用微分求它的极值，在β＝５０％处每千瓦的负载，变压器的能耗最小。因此，在８０年代中期设计的民用建筑，变压器的负载率绝大部分在５０％左右，在实际使用中有一半变压器没有投入运行，这种做法有的设计人员一直沿袭至今。但是，这仅是为了节能，而没有考虑经济价值。线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减小线路电阻。线路电阻Ｒ＝Ｐ×Ｌ／ｓ，即线路电阻与电导Ｐ成正比，与线路截面Ｓ成反比，与线路长度Ｌ成正比，因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。
首先，应选用电导率较小的材质做导线；再次，减小导线长度。线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度，低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失，在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。另外，还要保证增大导线截面。
2、空调系统的节能 公共建筑暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的50％以上,系统节能潜力巨大。具体应遵循一下原则：机电设备启停优化控制；变风量、变流量系统最优控制；冬夏季部分负荷时水泵分设控制；与冰蓄冷相结合的低温送风系统控制；参数设定节能控制, 包括温度标准设定、焓值控制、利用室内CO2 浓度控制新风量等。
3、最重要一点，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，尽量减少照明电路中能量的损失，从而达到能量利用的最大化。照明节能设计的措施通常一般有以下几种：①照明方式选择：应当充分利用自然光，这是节省照明能耗的重要方式之一，即在设计中电气设计人员应当尽量考虑到自然光与人工照明的充分结合，从而从很大程度上节省了照明电能；②选择合理的光源：其最基本的原则就是应根据不同的场所选择不同的光源。例如一般的房间应当选用荧光灯。但是在显色性要求较高的场所应当采用稀土节能荧光灯，三基色荧光灯，小功率高显色型钠灯等光源。室外场所的照明则应当选用高压钠灯等使用时间较长的气体光源；3）选择恰当的照明方式或装置也是一种可行的节电能的方法。根据照明使用的要求分别采用各种节能型开关，如病房、卧房可采用调光开关；室外场所和公共场所得照明则可采用光电、声控开关；走道、走廊等场所可采用节能声。
4、电动机在运行过程中的节能在建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备配套的，由设备制造厂商统一供应的。因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中，除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外，还应减少电机轻载和空载运行。因为，在这种情况下，电机的效率是很低的，消耗的电能并不与负载的下降成正比。采用变频调速器，使其在负载下降时，采用变频的方式，自动调节转速，使其与负载的变化相适应。采用这种方式，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。但是，这种设备的价格仍偏高，因此在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软起动器，软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此起动平稳，起动完毕，则全压投入运行。此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。它可用在电动机容量较大，又需要频繁起动的设备，以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从起动到运行，其电流变化不超过三倍，可保证电网电压的波动在所要求的范围内。但它是采用可控硅调压，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。因此，它要求散热、通风措施完善。其价格比变频器便宜，在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中可以应用。
參考文献：
李海安,黎文安.实用建筑电气技术[M].北京:水力水电出版社,1996.
朱英.建筑电气节能设计方法[J].科技信息化,2007,(2).
李宏毅,金晶.建筑工程电气节能[M].北京:中国电力出版社,2004.
关键词：建筑电气；节能；设计
Abstract: As social and economic development of modern architecture, the importance of building electrical increasingly obvious. It is extremely important for the rational design of building electrical systems and the use of advanced electrical equipment to meet the building functional requirements and conservation infrastructure investment. Key words: electrical construction; energy conservation; design
中图分类号：TU201.5文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）03-0020-02
随着经济的增长和人们收入的增加,建筑智能化、自动化使建筑用电量猛增。城镇一体化建设的加速,我国的建筑面积以每年十几亿平方米的速度递增。据建设部和国家建材局的统计,我国建筑能耗约占全社会总能耗的2 7%。建筑节能在建筑行业势在必行。这些都要求建筑电气工程师发挥才智,既要满足建筑功能要求,给居民提供舒适、方便的生活空间,还要尽可能的做到减少建筑耗能。
一、建筑电气节能设计的几个原则 1.满足建筑物的使用功能。 满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等；满足舒适性空调的温度及新风量；照明的照度、色温、显色指数； 2.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，而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。 3.节省无谓消耗的能量。 节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。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。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，宜采用先进技术使其能耗降低。
二、建筑电气节能设计的几大要点
建筑电气设计是建筑设计的一部分。为降低建筑的能耗,建筑电气设计师也应从全盘考虑,既要兼顾初投资还要考虑建筑电气的运行能耗。从几下几个方面对建筑电气节能设计进行分析：
变压器的选择
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%，主要分为铁耗和铜耗，铁耗又称为空载损耗，与负荷大小无关，仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关，故一般来说，最好选择节能型变压器。铜耗与负荷的大小有关，故在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，相应的选择变压器的运行参数与台数，尽量减少不必要的损耗。
变压器的有功功率损耗如下式表示：△Ｐｂ＝Ｐｏ＋Ｐｋβ２其中：△Ｐｂ--变压器有功损耗（ＫＷ）；Ｐｏ--变压器的空载损耗（ＫＷ）；Ｐｋ--变压器的有载损耗（ＫＷ）；β--变压器的负载率。Ｐｏ部分为空载损耗又称铁损，它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成，是固定不变的部分，大小随矽钢片的性能及铁芯制造工艺而定。所以，变压器应选用节能型的，如Ｓ９、ＳＬ９及ＳＣ８等型油浸变压器或干式变压器，它们都是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，以减少铁芯的涡流损耗；４５°全斜接缝结构，使接缝密合性好，以减少漏磁损耗。Ｐｋ是传输功率的损耗，即变压器的线损，决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，即负载率β的平方成正比。因此，应选用阻值较小的绕组，可采用铜芯变压器。从Ｐｋβ２用微分求它的极值，在β＝５０％处每千瓦的负载，变压器的能耗最小。因此，在８０年代中期设计的民用建筑，变压器的负载率绝大部分在５０％左右，在实际使用中有一半变压器没有投入运行，这种做法有的设计人员一直沿袭至今。但是，这仅是为了节能，而没有考虑经济价值。线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减小线路电阻。线路电阻Ｒ＝Ｐ×Ｌ／ｓ，即线路电阻与电导Ｐ成正比，与线路截面Ｓ成反比，与线路长度Ｌ成正比，因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。
首先，应选用电导率较小的材质做导线；再次，减小导线长度。线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度，低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失，在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。另外，还要保证增大导线截面。
2、空调系统的节能 公共建筑暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的50％以上,系统节能潜力巨大。具体应遵循一下原则：机电设备启停优化控制；变风量、变流量系统最优控制；冬夏季部分负荷时水泵分设控制；与冰蓄冷相结合的低温送风系统控制；参数设定节能控制, 包括温度标准设定、焓值控制、利用室内CO2 浓度控制新风量等。
3、最重要一点，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，尽量减少照明电路中能量的损失，从而达到能量利用的最大化。照明节能设计的措施通常一般有以下几种：①照明方式选择：应当充分利用自然光，这是节省照明能耗的重要方式之一，即在设计中电气设计人员应当尽量考虑到自然光与人工照明的充分结合，从而从很大程度上节省了照明电能；②选择合理的光源：其最基本的原则就是应根据不同的场所选择不同的光源。例如一般的房间应当选用荧光灯。但是在显色性要求较高的场所应当采用稀土节能荧光灯，三基色荧光灯，小功率高显色型钠灯等光源。室外场所的照明则应当选用高压钠灯等使用时间较长的气体光源；3）选择恰当的照明方式或装置也是一种可行的节电能的方法。根据照明使用的要求分别采用各种节能型开关，如病房、卧房可采用调光开关；室外场所和公共场所得照明则可采用光电、声控开关；走道、走廊等场所可采用节能声。
4、电动机在运行过程中的节能在建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备配套的，由设备制造厂商统一供应的。因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中，除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外，还应减少电机轻载和空载运行。因为，在这种情况下，电机的效率是很低的，消耗的电能并不与负载的下降成正比。采用变频调速器，使其在负载下降时，采用变频的方式，自动调节转速，使其与负载的变化相适应。采用这种方式，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。但是，这种设备的价格仍偏高，因此在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软起动器，软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。由于电压可连续调节，因此起动平稳，起动完毕，则全压投入运行。此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。它可用在电动机容量较大，又需要频繁起动的设备，以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从起动到运行，其电流变化不超过三倍，可保证电网电压的波动在所要求的范围内。但它是采用可控硅调压，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。因此，它要求散热、通风措施完善。其价格比变频器便宜，在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中可以应用。
參考文献：
李海安,黎文安.实用建筑电气技术[M].北京:水力水电出版社,1996.
朱英.建筑电气节能设计方法[J].科技信息化,2007,(2).
李宏毅,金晶.建筑工程电气节能[M].北京:中国电力出版社,2004.