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【摘 要】随着人们节能意识的提高和绿色建筑理念的发展，建筑电气节能设计已经被人们接受并逐步应用到建筑设计当中，这对于降低建筑能耗，减少建筑行业发展对生态环境的不利影响具有重要意义。因此，建筑设计师在电气节能设计的时候，应该针对建筑能耗需要，通过供配电系统的节能设计和照明节能设计来达到节能降耗的目的，此外还要继续探索电气节能设计的新方法，以进一步提高电气节能的效果。
【关键词】建筑电气；节能设计；措施
建筑电气节能设计是一个复杂系统性的工程，广大设计人不但要从节能技术研究的本身入手，同时建筑电气节能工程还需要全社会意识观念的改变。只有在这样的基础上，先进的节能技术才能找到广阔的用武之地，形成节能技术的良性循环。
1.建筑电气节能的重要性
节约能源、保护环境是我国乃至全世界的重大课题，我国的电力能源绝大部分是来自煤、油等不可再生燃料。一方面，我国能源极为有限，难以满足现代化发展的需要；另一方面，燃煤发电必然向大气排出大量CO2、NO2及其他氮氧化合物，导致了环境污染。
随着建筑业的迅速发展，其消耗的能源也在迅速增长，而建筑中消耗的能源大部分都是以电能的方式消耗的。多年以来，人们只是盲目用电，电气设计人员只是按照前人的经验来选照明、动力和电源等设备，很少考虑节电。待工程竣工后，运行期间出现一些多余的能耗，也只能任其存在。因为无法做出有效的定量分析，也就无法找到一种让人信服的解释，再加上普通的单位和企业没有认识到我国一直处于能源匮乏的状态，也就忽视了优选节能设施和日常的节电教育，以致造成能源严重浪费的后果。直至最近几年，多个省份出现拉闸限电才暴露了问题的严重性。如果形势继续恶化，将进一步加剧能源匮乏问题对人们生活和经济发展的影响，因此，在能源日益短缺的今天，建筑电气的节能显得尤为重要。现在，节能已落实到施工图的设计环节。
2.我国建筑电气节能的基本原则
在我国，建筑电气节能技术的发展遵循一定的原则。首先，要充分满足建筑物的基本功能；其次，要减少建筑电气的能源消耗；最后，还要提高能源利用率。因此，要坚持实用、经济合理、技术先进这三个原则。
2.1要充分满足建筑物的基本使用功能
要充分满足建筑物的基本使用功能，就要使照明的照度、色温、显色指数等指标达到一定的要求；满足上、下、左、右的运输通道畅通无阻；满足舒适性空调的温度及新风量；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。
2.2考虑实际效益节能需要
根据国情考虑实际的经济效益，但不能仅因为节能目的而过多地对节能投资，增加运行费用，也不能建立在终止生产发展之上，应使增加的部分投资能在几年或较短的时间内以节约的运行费用形式进行回收。
2.3节省无谓的能量消耗
要找出与发挥建筑物功能无关的能量消耗，然后再采取相应的措施节省能耗。例如，变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无谓的能量损耗，需要采取措施予以解决；又如照明容量，宜采用先进节能技术使其能耗降低。
3.建筑电气节能设计的措施
3.1供配电系统的节能措施
3.1.1合理设计供配电系统
根据负荷性质、供电距离、用电设备、负荷容量等因素，合理选择供电电压并设计供配电系统，力求简单、可靠的供配电系统接线，且同一电压供电系统配电级数不宜超过两级；变配电所应尽量靠近负荷中心，从而使配电半径线路缩短，以降低线路末端电压降，而多个变配电所之间宜设计联络，这样就可灵活根据负荷变化情况投入或切换变压器，使变压器能高效运行，降低损耗；按经济电流密度合理选择导线截面，一般按年综合运行费用最小原则确定单位面积经济电流密度，以减少线路阻抗。
3.1.2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，变压器的长期工作负载率不宜大于0.85。在选择变压器容量和台数时，应灵活根据负荷变化情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，以实现经济运行，减少由于轻载运行造成不必要的电能损耗。此外，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。
3.1.3提高功率因数和负荷率
变压器效率与变压器损耗和负荷有关，同时也与负荷的功率因数有关。经济运行区，负荷率为0.3～0.75；变压器效率最高时，负荷率为0.5～0.6。当负荷一定时，功率因数越高则变压器效率越高。总体上，变压器损耗主要是铁损和铜损，所以提高变压器二次侧功率因数，可使总的负荷电流减少，从而减少铜损。改善系统功率因数，可改善线路及变压器的电压损失，由此提高现有设备和线路的供配电能力。由于减少了无功功率，提高了功率因数，供给同一负荷功率所需的负荷电流和功率均减少，可选择较小的变压器容量和线路截面，从而减少投资耗费。对现有设备而言，提高了功率因数，变压器容量和线路截面就有了富余，可增加用电设备，也就等于间接增大了配电系统的供电能力。
3.1.4变频调速
用变频调速的方法来减少电机轻载和空载运行，同时利用水泵流量进行节能的经济效益也是非常显著的。当所需流量减少，水泵转速降低时，其电动机的所需功率按转速的3次方下降。
3.1.5谐波治理
随着大量非线性负载的广泛使用，产生的大量谐波电流注入电网中，使电压波形产生畸变。可通过选用D，yn11变压器，设置滤波或隔离滤波装置，合理选择中性线截面、功率因数补偿电容器组串联消谐电抗器等措施抑制谐波，提高电能质量。
3.2照明系统的节能措施
照明节能的基本原则是在保证不降低生产、作业视觉要求，不降低照明质量的条件下，力求减少照明系統中光能的损失，最有效地使用照明用电。 做好照明节能工作应注意以下几点：
3.2.1根据视觉作业要求节能
应根据GB50034—2004《建筑照明设计标准》确定合理的照明标准，不同场所应有目的地进行照明。由于我国幅员辽阔，各地区经济条件差别较大，民族习惯不同，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，对标准值的确定应适度掌握，并合理利用局部照明。
3.2.2充分利用自然光
照明的最佳光源是阳光，太阳光是免费的，不需电力，也不造成污染。在写字楼中，如果在设计时能在大楼内部引入自然光线，员工会情绪更好，效率更高；在医院中，住在靠近窗户附近的病人康复得更快。现在有些窗户可以对光谱进行选择，引入日光的同时还可保持舒适。有一些创新的技术如侧窗、天窗、光栅板和光线管道等，可将日光引入大楼内部。在灯具布置时，将所控灯列与侧窗平行，根据日照强弱来进行灯具控制也是照明节能的有效手段。
3.2.3合理选择光源和灯具
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。
3.2.4合理的照明控制方式
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。照明控制系统分两大类：手动控制和自动控制。
①手动控制是指按照使用者的个人意愿来控制所属区域的照度水平。在照明开关应用中，应注意：a.居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明，除应急照明外，宜采用节能自熄开关；b.每个照明开关所控光源数不宜太多，每个房间灯的开关数不宜少于2个（只设置一只光源的除外）。但手动控制最不利的一点是当人们意识到自然光线不足时会开灯，但当自然光又恢复充足时，没有什么因素促使人们把灯关掉，工作结束后如果灯还开着，这将浪费大量的电能。
②与传统的照明控制方式相比，近年来逐步发展起来的智能化照明控制系统体现出了优越性。目前，智能照明控制系统多采用现场总线技术，借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显。
3.2.5高效照明和节能控制系统设计
T8/T5荧光灯、紧凑型荧光灯（CFL）、高压钠灯、金属卤化物灯、电子镇流器、半导体发光二极管（LED）应广泛应用。T8的节能量可达10%，T5比T8的节能效果还好；紧凑型荧光灯（CFL）比普通灯的寿命长，节能效果好，并且安装简便，非常适合在家庭及其他室内场所安装；高压钠灯代替高压汞灯，电能可节约37%；金属卤化物灯代替高压汞灯，电能可节约30%；半导体发光二极管（LED）光的转换效率高，寿命可达50000～100000h。在建筑物的公共场所，照明应采用节能控制系统，尽量减少不必要的照明时间。除正确选用光源产品外，选择高效照明灯具与光源合理配套使用，在满足照明要求的情况下，可有效节约照明用电。
4.结语
总的来说，建筑电气的节能技术较多，我们需要针对建筑物的实际情况优选相应的技术措施，提高对电能的利用效率，降低能耗，提高经济效益。电气节能就是遵照国家的能源开发利用政策，在电力生产、输送、使用各个环节中，研究分析电能消耗的规律，不断改善用电状况，减少损耗浪费，即采取技术可行、经济合理和对环境保护无妨碍的一切措施，以实现电力供需的平衡。 [科]
【参考文献】
[1]郭帅.关于建筑电气照明节能的探讨[J].山西建筑，2009（3）：230.
[2]张盼领.建筑电气节能设计问题的几点探讨[J].科技风，2009（4）：179.
【关键词】建筑电气；节能设计；措施
建筑电气节能设计是一个复杂系统性的工程，广大设计人不但要从节能技术研究的本身入手，同时建筑电气节能工程还需要全社会意识观念的改变。只有在这样的基础上，先进的节能技术才能找到广阔的用武之地，形成节能技术的良性循环。
1.建筑电气节能的重要性
节约能源、保护环境是我国乃至全世界的重大课题，我国的电力能源绝大部分是来自煤、油等不可再生燃料。一方面，我国能源极为有限，难以满足现代化发展的需要；另一方面，燃煤发电必然向大气排出大量CO2、NO2及其他氮氧化合物，导致了环境污染。
随着建筑业的迅速发展，其消耗的能源也在迅速增长，而建筑中消耗的能源大部分都是以电能的方式消耗的。多年以来，人们只是盲目用电，电气设计人员只是按照前人的经验来选照明、动力和电源等设备，很少考虑节电。待工程竣工后，运行期间出现一些多余的能耗，也只能任其存在。因为无法做出有效的定量分析，也就无法找到一种让人信服的解释，再加上普通的单位和企业没有认识到我国一直处于能源匮乏的状态，也就忽视了优选节能设施和日常的节电教育，以致造成能源严重浪费的后果。直至最近几年，多个省份出现拉闸限电才暴露了问题的严重性。如果形势继续恶化，将进一步加剧能源匮乏问题对人们生活和经济发展的影响，因此，在能源日益短缺的今天，建筑电气的节能显得尤为重要。现在，节能已落实到施工图的设计环节。
2.我国建筑电气节能的基本原则
在我国，建筑电气节能技术的发展遵循一定的原则。首先，要充分满足建筑物的基本功能；其次，要减少建筑电气的能源消耗；最后，还要提高能源利用率。因此，要坚持实用、经济合理、技术先进这三个原则。
2.1要充分满足建筑物的基本使用功能
要充分满足建筑物的基本使用功能，就要使照明的照度、色温、显色指数等指标达到一定的要求；满足上、下、左、右的运输通道畅通无阻；满足舒适性空调的温度及新风量；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。
2.2考虑实际效益节能需要
根据国情考虑实际的经济效益，但不能仅因为节能目的而过多地对节能投资，增加运行费用，也不能建立在终止生产发展之上，应使增加的部分投资能在几年或较短的时间内以节约的运行费用形式进行回收。
2.3节省无谓的能量消耗
要找出与发挥建筑物功能无关的能量消耗，然后再采取相应的措施节省能耗。例如，变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无谓的能量损耗，需要采取措施予以解决；又如照明容量，宜采用先进节能技术使其能耗降低。
3.建筑电气节能设计的措施
3.1供配电系统的节能措施
3.1.1合理设计供配电系统
根据负荷性质、供电距离、用电设备、负荷容量等因素，合理选择供电电压并设计供配电系统，力求简单、可靠的供配电系统接线，且同一电压供电系统配电级数不宜超过两级；变配电所应尽量靠近负荷中心，从而使配电半径线路缩短，以降低线路末端电压降，而多个变配电所之间宜设计联络，这样就可灵活根据负荷变化情况投入或切换变压器，使变压器能高效运行，降低损耗；按经济电流密度合理选择导线截面，一般按年综合运行费用最小原则确定单位面积经济电流密度，以减少线路阻抗。
3.1.2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，变压器的长期工作负载率不宜大于0.85。在选择变压器容量和台数时，应灵活根据负荷变化情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，以实现经济运行，减少由于轻载运行造成不必要的电能损耗。此外，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。
3.1.3提高功率因数和负荷率
变压器效率与变压器损耗和负荷有关，同时也与负荷的功率因数有关。经济运行区，负荷率为0.3～0.75；变压器效率最高时，负荷率为0.5～0.6。当负荷一定时，功率因数越高则变压器效率越高。总体上，变压器损耗主要是铁损和铜损，所以提高变压器二次侧功率因数，可使总的负荷电流减少，从而减少铜损。改善系统功率因数，可改善线路及变压器的电压损失，由此提高现有设备和线路的供配电能力。由于减少了无功功率，提高了功率因数，供给同一负荷功率所需的负荷电流和功率均减少，可选择较小的变压器容量和线路截面，从而减少投资耗费。对现有设备而言，提高了功率因数，变压器容量和线路截面就有了富余，可增加用电设备，也就等于间接增大了配电系统的供电能力。
3.1.4变频调速
用变频调速的方法来减少电机轻载和空载运行，同时利用水泵流量进行节能的经济效益也是非常显著的。当所需流量减少，水泵转速降低时，其电动机的所需功率按转速的3次方下降。
3.1.5谐波治理
随着大量非线性负载的广泛使用，产生的大量谐波电流注入电网中，使电压波形产生畸变。可通过选用D，yn11变压器，设置滤波或隔离滤波装置，合理选择中性线截面、功率因数补偿电容器组串联消谐电抗器等措施抑制谐波，提高电能质量。
3.2照明系统的节能措施
照明节能的基本原则是在保证不降低生产、作业视觉要求，不降低照明质量的条件下，力求减少照明系統中光能的损失，最有效地使用照明用电。 做好照明节能工作应注意以下几点：
3.2.1根据视觉作业要求节能
应根据GB50034—2004《建筑照明设计标准》确定合理的照明标准，不同场所应有目的地进行照明。由于我国幅员辽阔，各地区经济条件差别较大，民族习惯不同，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，对标准值的确定应适度掌握，并合理利用局部照明。
3.2.2充分利用自然光
照明的最佳光源是阳光，太阳光是免费的，不需电力，也不造成污染。在写字楼中，如果在设计时能在大楼内部引入自然光线，员工会情绪更好，效率更高；在医院中，住在靠近窗户附近的病人康复得更快。现在有些窗户可以对光谱进行选择，引入日光的同时还可保持舒适。有一些创新的技术如侧窗、天窗、光栅板和光线管道等，可将日光引入大楼内部。在灯具布置时，将所控灯列与侧窗平行，根据日照强弱来进行灯具控制也是照明节能的有效手段。
3.2.3合理选择光源和灯具
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。
3.2.4合理的照明控制方式
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。照明控制系统分两大类：手动控制和自动控制。
①手动控制是指按照使用者的个人意愿来控制所属区域的照度水平。在照明开关应用中，应注意：a.居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明，除应急照明外，宜采用节能自熄开关；b.每个照明开关所控光源数不宜太多，每个房间灯的开关数不宜少于2个（只设置一只光源的除外）。但手动控制最不利的一点是当人们意识到自然光线不足时会开灯，但当自然光又恢复充足时，没有什么因素促使人们把灯关掉，工作结束后如果灯还开着，这将浪费大量的电能。
②与传统的照明控制方式相比，近年来逐步发展起来的智能化照明控制系统体现出了优越性。目前，智能照明控制系统多采用现场总线技术，借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显。
3.2.5高效照明和节能控制系统设计
T8/T5荧光灯、紧凑型荧光灯（CFL）、高压钠灯、金属卤化物灯、电子镇流器、半导体发光二极管（LED）应广泛应用。T8的节能量可达10%，T5比T8的节能效果还好；紧凑型荧光灯（CFL）比普通灯的寿命长，节能效果好，并且安装简便，非常适合在家庭及其他室内场所安装；高压钠灯代替高压汞灯，电能可节约37%；金属卤化物灯代替高压汞灯，电能可节约30%；半导体发光二极管（LED）光的转换效率高，寿命可达50000～100000h。在建筑物的公共场所，照明应采用节能控制系统，尽量减少不必要的照明时间。除正确选用光源产品外，选择高效照明灯具与光源合理配套使用，在满足照明要求的情况下，可有效节约照明用电。
4.结语
总的来说，建筑电气的节能技术较多，我们需要针对建筑物的实际情况优选相应的技术措施，提高对电能的利用效率，降低能耗，提高经济效益。电气节能就是遵照国家的能源开发利用政策，在电力生产、输送、使用各个环节中，研究分析电能消耗的规律，不断改善用电状况，减少损耗浪费，即采取技术可行、经济合理和对环境保护无妨碍的一切措施，以实现电力供需的平衡。 [科]
【参考文献】
[1]郭帅.关于建筑电气照明节能的探讨[J].山西建筑，2009（3）：230.
[2]张盼领.建筑电气节能设计问题的几点探讨[J].科技风，2009（4）：179.