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摘要
本文结合国家有关设计规范，从建筑电气系统中的建筑照明、动力系统、供配电系统、建筑智能控制技术、新技术新产品的应用等方面对电气设计节能措施进行探讨。
关键词
建筑电气；节能设计
中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：
能源安全是实现经济发展和社会进步必须的保障。本文结合国家有关设计规范，从建筑电气系统中的建筑照明、动力系统、供配电系统、建筑智能控制技术、新技术新产品的应用等方面对电气设计节能措施进行探讨。
1照明系统节能设计
在建筑中照明节能是一项重点需要解决的问题。如何做到既满足工作、生活的照度标准要求，又达到节约能源的目的，这是我们在进行照明设计时必须认真考虑的问题。
照明节能量大面广，根据有关文献提供的研究数据表明：若将灯具利用能源作为100％，改进后则能耗呈逐步递减趋势；光源更新为90％，灯具改良为70％，换用电子镇流器为50％，合理控灯为20％。照明节能设计，概括起来主要从四方面进行：按照规范确定照明标准值；照明光源的选择；照明灯具及其附属装置的选择；照明的控制方式。
1.1照明标准值
在照明设计中，设计人员可根据所设计的工程，针对不同的建筑，参照标准值进行设计，合理选取高、中、低档照度水平，有效地控制单位面积安装电功率或单位面积照明功率密度限值(LPD)。
1.2照明光源的选择
光源是能量转换成光的器件，是实施照明节能的核心。对设计者来说，为实现以上限值(LPD)，必须选用高效节能光源和适合的灯具。常用的有白炽灯、荧光灯、卤钨灯、高压汞灯、钠灯、金属卤化物灯等等。设计时光源选用主要原则是应选高效节能光源。照明光源选择还应考虑以下几个要素：光效、色温、显色指数、光源寿命和价格。
在《建筑照明设计标准》GB50034—2004中3.2.3条规定“照明设计可按下列条件选择光源：一般情况下，室内外照明不应采用普通照明白炽灯；在特殊情况下需采用时，其额定功率不应超过100W。”
1.3照明灯具及其附属装置的选择
灯具的主要功能是将光源所发出的光通进行再分配，选择灯具时应优先选用直射光通比例高，控光性能合理的高效灯具。如：蝙蝠翼式配光灯具、块板式高效灯具、高纯阳极氧化铝反射器等。在实际的应用中，还应注意灯具的配光曲线，这是我们进行照明设计时的依据之一，以便对确切的照度值等做到心中有数，采用合理的灯具配光可提高光的利用率，达到节能的效果。
2供配电系统的节能设计
电源和供配电系统节能事关重大。据有关数据表明推广新型变压器节能设计，其空载、短路损耗分别降低8％和24％。
电气工程师在供配电系统设计时，应在变电所的位置确定、变压器的选择、减少线路损耗和提高供配电系统的功率因数几个方面采取针对性的节能措施。
2.1供配电系统
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電能损耗。
2.2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：
△P=Po+2Pk
式中△P——变压器的有功损耗(kw)；
P。——变压器的空载损耗(kW)；
Pk——变压器的短路损耗(kW)；
——变压器的负载率。
(1)P。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SCll等。
(2)P。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。要综合初装费、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。
2.3 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。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：
(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的效果。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。
3动力节能设计
动力节能潜力很大。电动机耗电约占到全国总电耗的60％，仅采用变频调速设计，空调可节电30％～60％，电梯可节电20％～30％，水泵、风机等也有可观的节能效果。
3.1变频调速器的应用
在建筑电气中的电动机都是与暖通、给排水、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，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。
3.2软起动器的应用
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。
4、新技术和新产品的应用
随着技术的发展，建筑电气专业也涌现出一些新技术和新产品，例如：新型节能高低压电气产品和新的智能化的节能控制技术，作为电气设计人员，在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较后，积极推广和采用这些新技术、新方法和新产品，充分发挥新技术和新产品的节能作用。
5、结束语
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措施，从而达到真正节约电能的目的。
参考文献
[1]姚福来．电气节能控制方法与实践[M]．北京：中国电力出版社，2009
[2]李宏毅，金磊．建筑工程电气节能[M]．北京：中国电力出版社，2004
[3]建筑节能标准规范汇编[M]．北京：中国建筑工业出版社编，2008
本文结合国家有关设计规范，从建筑电气系统中的建筑照明、动力系统、供配电系统、建筑智能控制技术、新技术新产品的应用等方面对电气设计节能措施进行探讨。
关键词
建筑电气；节能设计
中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：
能源安全是实现经济发展和社会进步必须的保障。本文结合国家有关设计规范，从建筑电气系统中的建筑照明、动力系统、供配电系统、建筑智能控制技术、新技术新产品的应用等方面对电气设计节能措施进行探讨。
1照明系统节能设计
在建筑中照明节能是一项重点需要解决的问题。如何做到既满足工作、生活的照度标准要求，又达到节约能源的目的，这是我们在进行照明设计时必须认真考虑的问题。
照明节能量大面广，根据有关文献提供的研究数据表明：若将灯具利用能源作为100％，改进后则能耗呈逐步递减趋势；光源更新为90％，灯具改良为70％，换用电子镇流器为50％，合理控灯为20％。照明节能设计，概括起来主要从四方面进行：按照规范确定照明标准值；照明光源的选择；照明灯具及其附属装置的选择；照明的控制方式。
1.1照明标准值
在照明设计中，设计人员可根据所设计的工程，针对不同的建筑，参照标准值进行设计，合理选取高、中、低档照度水平，有效地控制单位面积安装电功率或单位面积照明功率密度限值(LPD)。
1.2照明光源的选择
光源是能量转换成光的器件，是实施照明节能的核心。对设计者来说，为实现以上限值(LPD)，必须选用高效节能光源和适合的灯具。常用的有白炽灯、荧光灯、卤钨灯、高压汞灯、钠灯、金属卤化物灯等等。设计时光源选用主要原则是应选高效节能光源。照明光源选择还应考虑以下几个要素：光效、色温、显色指数、光源寿命和价格。
在《建筑照明设计标准》GB50034—2004中3.2.3条规定“照明设计可按下列条件选择光源：一般情况下，室内外照明不应采用普通照明白炽灯；在特殊情况下需采用时，其额定功率不应超过100W。”
1.3照明灯具及其附属装置的选择
灯具的主要功能是将光源所发出的光通进行再分配，选择灯具时应优先选用直射光通比例高，控光性能合理的高效灯具。如：蝙蝠翼式配光灯具、块板式高效灯具、高纯阳极氧化铝反射器等。在实际的应用中，还应注意灯具的配光曲线，这是我们进行照明设计时的依据之一，以便对确切的照度值等做到心中有数，采用合理的灯具配光可提高光的利用率，达到节能的效果。
2供配电系统的节能设计
电源和供配电系统节能事关重大。据有关数据表明推广新型变压器节能设计，其空载、短路损耗分别降低8％和24％。
电气工程师在供配电系统设计时，应在变电所的位置确定、变压器的选择、减少线路损耗和提高供配电系统的功率因数几个方面采取针对性的节能措施。
2.1供配电系统
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電能损耗。
2.2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：
△P=Po+2Pk
式中△P——变压器的有功损耗(kw)；
P。——变压器的空载损耗(kW)；
Pk——变压器的短路损耗(kW)；
——变压器的负载率。
(1)P。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SCll等。
(2)P。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。要综合初装费、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。
2.3 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。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：
(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的效果。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。
3动力节能设计
动力节能潜力很大。电动机耗电约占到全国总电耗的60％，仅采用变频调速设计，空调可节电30％～60％，电梯可节电20％～30％，水泵、风机等也有可观的节能效果。
3.1变频调速器的应用
在建筑电气中的电动机都是与暖通、给排水、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，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。
3.2软起动器的应用
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。
4、新技术和新产品的应用
随着技术的发展，建筑电气专业也涌现出一些新技术和新产品，例如：新型节能高低压电气产品和新的智能化的节能控制技术，作为电气设计人员，在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较后，积极推广和采用这些新技术、新方法和新产品，充分发挥新技术和新产品的节能作用。
5、结束语
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措施，从而达到真正节约电能的目的。
参考文献
[1]姚福来．电气节能控制方法与实践[M]．北京：中国电力出版社，2009
[2]李宏毅，金磊．建筑工程电气节能[M]．北京：中国电力出版社，2004
[3]建筑节能标准规范汇编[M]．北京：中国建筑工业出版社编，2008