1、1建筑电气的节能设计探讨摘要：能源是人类生活中最重要的资源，是关于我们现实和未来生存发展的最基本、最核心的动力问题。目前，我国正处于国民经济快速发展时期，中国经济高速增长的必要支撑条件之一是能源需求的巨幅增长，这对于我们这个能源资源人均拥有量大大低于世界平均水平的国家来说是一个不可承受之重。所以我们有权利也有责任在设计工作中认真考虑节能问题，并把节约电能放在首位。 关键词：建筑电气工程；电气节能设计 中图分类号：F407.6 温馨标识码：A 人口增长、工业发展、生活水平提高，一系列的因素促使能源消耗在急剧增加。因此，各行各业为应对可能迫在眉睫的能源危机提出了节能的要求，而节约二次能源电能，也成
2、为民用建筑电气设计的焦点。 1.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。合理选择变压器的容量和台数，以适应由于季节性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。 2.变压器的节能设计 变压器的有功损耗包括空载损耗和负载损耗，即 Pb=Po+2Pk，2式中 Pb 为变压器的有功损耗，Po 为变压器的空载损耗，Pk 为变压器的短路损耗，为变压器的负荷率。 Po 又称铁损，它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成，是固定不变的部分
3、，它是大小取决于矽钢片的性能及铁芯制造工艺。所以变压器应选用节能型的，如 S9、SL9 及 SC8 型等油浸变压器及干式变压器。 Pk 是功率传输的损耗，即变压器的线损，它决定于变压器线组的电阻及流过绕组电流的大小，与负载率的平方成正比。 2Pk 用微分求它极值时，当=50%时变压器的能耗最小。此时，仅仅是为了节能而没有考虑经济价值。其实变压器实际运行的负荷率是很不均匀的，根据变压器允许过负荷系数的负荷率最大负荷持续时间关系曲线可求得变压器的过负荷系数，所以在确定变压器容量时，可按 75%-85%的负荷率选择。 若变压器选择容量过大，长期低于经济运行的负荷率，会造成有功损耗的上升，因为其铁损并
4、没有减少。相反，容量过大，铁损增大。为减小变压器损耗，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下，尽可能减少变压器的台数，选用大容量的变压器。例如需装机容量为 2000KVA，可选二台 1000KVA，不选四台 500KVA. 3.电气配电线路的节能设计 配电线路电能的损耗取决于线路的阻抗和电流，与阻抗成正比、与电流的平方成正比； 而线路的阻抗与导线的导电率和长度成正比，与导线的截面积成反比。因此配电线路选用高导电率的导体，尽量采用铜芯线，不采用铝芯线；在满足规范要求的情况下，尽量提高电压等级和功3率因数，以降低电流。如今照明大量采用荧光灯。配置电感镇流器，其功率因数很低，仅约 0
5、.5，而就地加电容补偿器或采用电子镇流器，其功率因数可达约 0.9，这样一来，采用电子镇流器的线路电流只有采用电感镇流器的 5/9，而线路损耗在只考虑电阻时只有 1/3.24。 对于没有特殊要求的场所，尽量采用三相供电，而避免采用单相供电，也可降低电流。三相与单相供电线路损耗比较，假设线路长度一样，负荷为电阻性负载且三相完全平衡，单相线路导线截面积 S1=16mm2，三相线路导线截面积 S2=4mm2，那么单相线路电阻 R1 为三相线路电阻 R2的 1/4，在负载功率相同时，单相线路损耗 P1 为三相线路损耗 P2 的 1.5倍。由于三相负荷完全平衡，N 线电流为 O，因此 N 线没有损耗。
6、此外还应避免导线穿管产生涡流，造成电能损耗，如严禁金属管内穿交流单根导线。对于铜外套的矿物绝缘电缆，应按一定的规则排列进行安装，把涡流降到最少。精心设计，减少供电线路长度，提高功率因数，降低电流，不仅减低线路损耗，而且还可以减少线路压降，提高供质量。 4.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。前面提到了输电线路损耗 P 中包含了线路传输有功功率时而引起线损和线路传输无功功率时引起的线损。传输有功功率是为了满足建筑物功能所必须的，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
7、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4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：1 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。 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。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
8、高效率的电动机，但是在具体工程中电动机通常都是水暧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整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。 5.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，从而最大限度的利用光能。合理选择照明线路：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
9、是供电方式和导线截面积。大多数照明电压为5220V，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线三种方式供电。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。 合理选择控制开关和充分利用天然光：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。 天然光是免费的光源，要充分利用，因此就要合理设计照明开关。充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。充分利用室内受光面
10、的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色的墙面的反射系数可达 70%-80%，同样能起到节电的作用。合理选用照明方式：在满足标准照度的条件下，为节约电能，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。例如工厂高大的机械加工车间，只用一般照明的方式，用很多灯也很难达到精细视觉作业所要求的照度值，如果每个车床上安装一个局部照明光源，用电很少的可以达到很高的照度。 合理选择照度值：选择照度是照明设计的重要问题。照度太低，会损害工作人员的视力，影响产品质量和生产效率。不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相应。设计照明可按国家颁布的照明设计标准来选择照度，必要的照明质量合理的
11、照度和优良的6照明质量形成的光环境可以提高工作效果和改进人们的心情，要综合考虑照明系统的总效率。 6.结语 节能降耗是国家的基本国策，我们在设计时应大力推广和实施国家的节能方针，精心考虑各种可行技术措施，合理配置各种电气设备，并对其进行有效、科学的控制和管理，减少能源消耗，提高能源利用率，为国家节能方针贡献一份自己的力量。这些必须通过工程技术人员的精心设计，才会将美好的愿望变成现实。 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梁美贵.浅析建筑电气节能技术措施J.科技资讯.2010(12)3郑飞然.对建筑电气设计节能措施的探讨.建材与装饰：中旬，2011（11） 4秦顺安.谈高层建筑的电气设计与节能.山西建筑，2011（36）
