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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。本文论述了建筑电气设计常见的主要问题，并对高层建筑的电气节能方法进行了归纳。旨在为相关从业人员提供有价值的参考。
关键词：建筑电气节能技术
中图分类号：TU201.5文献标识码： A 文章编号：
随着社会的发展，节能减排已经成为社会及政府呼吁的重要的发展内容，同时也是环境保护的关键问题。在我国的民用建筑中，电力是主要的能源。在节能减排政策的倡导之下，民用建筑电气节能设计成为大家共同关注的话题。建筑电气节能设计有利于节约能源,缓解我国能源资源供应与社会经济发展的矛盾,加快发展循环经济,实现我国国民经济的可持续发展。作为电气设计人员,如何将建筑电气节能技术合理应用到工程设计中,做到电气系统安全可靠,节约投资,减少能耗等是广大电气设计工作者应该深入思考和研究的问题。
1 建筑电气节能应该遵守的基本原则
1.1 功效原则
建筑的电气设计最基本的要求就是要满足人们的需求，并且舒适卫生。这也就意味着既要满足运输通道的周围空间畅通无阻，又要考虑照明的照度、色温、以及显色指数。同时还要兼顾特殊工艺指数的要求，做到最大限度的满足建筑物的需求。
1.2 经济性原则
电气节能不是盲目的进行，需要按照当前的国情进充分的考虑，来实行节能的经济性。在其节能的措施中，不能够单纯的因为需要节能就增加投资的消耗及运行的费用，而是要考虑投入及产出的比例。一般来说应该让增加的投资能够在几年或者是较短的时间内能够用节能减少下来的运行费用进行回收，短期时间能得到节能的经济效益。
1.3 节能性原则
所谓的节能就是要避免浪费，在电气的使用过程中经常的出现能耗过高的现象。因此建筑电气节能要从能量消耗的地方着手，对于发挥建筑功能无关的能耗尽量删除，对于发挥建筑功能有关的能耗，采取科学的措施，尽量降低能耗。
2 建筑电气节能方法归纳
2.1 配电系统的节能设计
配电系统的节能设计是建筑电气节能的措施之一。影响配电系统能耗的因素有很多，在其节能设计的过程应该考虑负荷容量、供电距离及分布、用电设备的特点等因素，根据这些影响因子合理的设计供配电系统。最终实现系统简单可靠，操作方便的目标。变配电所应尽量的靠近负荷中心位置, 这样可以节省线材, 降低电能损耗, 提高电压质量。合理选择变压器的容量和台数, 能够适应季节性的负荷变化时，灵活的投切变压器, 最终实现经济运行、减少不必要电能损耗。
2.2 无功补偿装置
应就地安装实行就地补偿, 这样才能使线路上的无功传输减少,达到节能的目的为什么常提到负荷平稳的电动机可采用就地补偿,因为负荷变动时电机端电压也变化,使电容器没有放完电又充电,这时电容器会产生无功浪涌电流,使电机易产生过电压而损坏。因此,断续负载,如电梯、自动扶梯、自动步行道等不应在电动机端加装补偿电容器；另外,如星三角起动的异步电动机也不能在电动机端加装补偿电容器,因为它起动过程中有开路闭路瞬时转换,使电容器在放电瞬间又充电,也会使电机过电压而损坏。在民用建筑中应改变电容器集中安装的做法,对容量超过10kW的风机、水泵、传送带等电动机端设置就地补偿装置, 空调主机及冷冻泵等常在其附近设专用变配电所,可以集中补偿,但若供电距离超过20ｍ时也最好采用就地补偿。
2.3 减少线路上的电能损耗
一个工程中由于线路上下纵横交错,一般工程线路总长不下万米,大工程更甚,因此而造成的电能损耗相当可观, 所以减少线路能耗必须引起设计人员的足够重视。低压线路截面选择的一般原则是按发热条件、机械强度、电压损失, 并按热稳定校核其最小截面,当线路较长时,电压损失较大, 这时主要依电压损失的计算选择截面。因为线路上的电流是不能改变的,要减少线路的损耗,只有减少线路电阻。线路电阻R=rL/S,即与线路电阻电导率r成正比,与线路截面积S成反比,与线路的长度成正比。
因此,减少线路的损耗应从以下几方面考虑：(1)应选用电阻率r较小的材质作导线,如铜芯导线较佳,铝线次之；(2)减小导线的长度,首先线路尽可能走直线, 少走弯路, 以减少导线长度; 其次低压线路应不走或少走回头路, 以减少来回线路上的电能损失;第三,变压器尽量接近负荷中心, 以减少供电距离；(3)适当增大导线的截面,对于比较长的线路, 除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压降要求所选定的截面外, 可适当再加大一级导线的截面, 这样可以延长导线的使用寿命,减少线路的损耗,减少火灾危险,而且提高了供电质量,并为负荷的发展留有余地。
2.4 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,提高设备利用率,从而达到节能目的。提高供配电系统功率的方法具体从以下几点分析。
2.4.1提高自然功率因数
自然功率因数是在没有任何补偿情况下,用电设备的功率因数。提高自然功率因数的方法有：(1)择异步电机；(2)电力变压器轻载运行；(3)安排和调整工艺流程,改善机电设备的运行状况；(4)在生产工艺条件允许的情况下,采用同步电动机代替异步电动机。
2.4.2采用人工补偿无功功率
装用无功功率补偿设备进行人工补偿, 电力用户常用的无功功率补偿设备是电力电容器, 又称并联电容器、移相电容器、静电电容器,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。
2.5 电动机节能设计
减少电动机电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。
3 结语
随着社会经济的快速发展，资源和能源问题已经成为制约我国经济发展的重要问题之一，建筑行业作为我国能耗最大的行业，建筑行业电气节能设计对于降低建筑能耗具有重要意义，推动建筑电气节能设计及其应用是当前建筑行业发展的一项重要任务。建筑电气节电节能工作牵涉的面十分广泛, 从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言,就是要合理的选用设备。如变压器、电动机、电缆、照明光源等,合理确定供电电压等级以及采用新材料、新技术等。建筑电气节能设计潜力很大, 应精心考虑设计方案,选择高效节能设备,应用先进的设计技术,按照节能标准合理设计。在为人类提供健康、舒适、安全的居住、工作和生活空间的同时,又能行之有效地节约能源,这是每一个设计人员必须思考的问题。民用建筑的节能潜力很大，应在设计中精心考虑。但是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，再选定节能设备，以达到真正节能的目的。
参考文献
[1] 陈众励,赵济安,等.建筑电气节能技术综述[J].楼宇自动化,2007.4.
[2] 朱英.建筑电气节能设计方法[J].科技信息化,2007.2.
[3] 任元會.提高认识实施标准推进建筑照明节电[J].建筑电气,2005.3.
关键词：建筑电气节能技术
中图分类号：TU201.5文献标识码： A 文章编号：
随着社会的发展，节能减排已经成为社会及政府呼吁的重要的发展内容，同时也是环境保护的关键问题。在我国的民用建筑中，电力是主要的能源。在节能减排政策的倡导之下，民用建筑电气节能设计成为大家共同关注的话题。建筑电气节能设计有利于节约能源,缓解我国能源资源供应与社会经济发展的矛盾,加快发展循环经济,实现我国国民经济的可持续发展。作为电气设计人员,如何将建筑电气节能技术合理应用到工程设计中,做到电气系统安全可靠,节约投资,减少能耗等是广大电气设计工作者应该深入思考和研究的问题。
1 建筑电气节能应该遵守的基本原则
1.1 功效原则
建筑的电气设计最基本的要求就是要满足人们的需求，并且舒适卫生。这也就意味着既要满足运输通道的周围空间畅通无阻，又要考虑照明的照度、色温、以及显色指数。同时还要兼顾特殊工艺指数的要求，做到最大限度的满足建筑物的需求。
1.2 经济性原则
电气节能不是盲目的进行，需要按照当前的国情进充分的考虑，来实行节能的经济性。在其节能的措施中，不能够单纯的因为需要节能就增加投资的消耗及运行的费用，而是要考虑投入及产出的比例。一般来说应该让增加的投资能够在几年或者是较短的时间内能够用节能减少下来的运行费用进行回收，短期时间能得到节能的经济效益。
1.3 节能性原则
所谓的节能就是要避免浪费，在电气的使用过程中经常的出现能耗过高的现象。因此建筑电气节能要从能量消耗的地方着手，对于发挥建筑功能无关的能耗尽量删除，对于发挥建筑功能有关的能耗，采取科学的措施，尽量降低能耗。
2 建筑电气节能方法归纳
2.1 配电系统的节能设计
配电系统的节能设计是建筑电气节能的措施之一。影响配电系统能耗的因素有很多，在其节能设计的过程应该考虑负荷容量、供电距离及分布、用电设备的特点等因素，根据这些影响因子合理的设计供配电系统。最终实现系统简单可靠，操作方便的目标。变配电所应尽量的靠近负荷中心位置, 这样可以节省线材, 降低电能损耗, 提高电压质量。合理选择变压器的容量和台数, 能够适应季节性的负荷变化时，灵活的投切变压器, 最终实现经济运行、减少不必要电能损耗。
2.2 无功补偿装置
应就地安装实行就地补偿, 这样才能使线路上的无功传输减少,达到节能的目的为什么常提到负荷平稳的电动机可采用就地补偿,因为负荷变动时电机端电压也变化,使电容器没有放完电又充电,这时电容器会产生无功浪涌电流,使电机易产生过电压而损坏。因此,断续负载,如电梯、自动扶梯、自动步行道等不应在电动机端加装补偿电容器；另外,如星三角起动的异步电动机也不能在电动机端加装补偿电容器,因为它起动过程中有开路闭路瞬时转换,使电容器在放电瞬间又充电,也会使电机过电压而损坏。在民用建筑中应改变电容器集中安装的做法,对容量超过10kW的风机、水泵、传送带等电动机端设置就地补偿装置, 空调主机及冷冻泵等常在其附近设专用变配电所,可以集中补偿,但若供电距离超过20ｍ时也最好采用就地补偿。
2.3 减少线路上的电能损耗
一个工程中由于线路上下纵横交错,一般工程线路总长不下万米,大工程更甚,因此而造成的电能损耗相当可观, 所以减少线路能耗必须引起设计人员的足够重视。低压线路截面选择的一般原则是按发热条件、机械强度、电压损失, 并按热稳定校核其最小截面,当线路较长时,电压损失较大, 这时主要依电压损失的计算选择截面。因为线路上的电流是不能改变的,要减少线路的损耗,只有减少线路电阻。线路电阻R=rL/S,即与线路电阻电导率r成正比,与线路截面积S成反比,与线路的长度成正比。
因此,减少线路的损耗应从以下几方面考虑：(1)应选用电阻率r较小的材质作导线,如铜芯导线较佳,铝线次之；(2)减小导线的长度,首先线路尽可能走直线, 少走弯路, 以减少导线长度; 其次低压线路应不走或少走回头路, 以减少来回线路上的电能损失;第三,变压器尽量接近负荷中心, 以减少供电距离；(3)适当增大导线的截面,对于比较长的线路, 除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压降要求所选定的截面外, 可适当再加大一级导线的截面, 这样可以延长导线的使用寿命,减少线路的损耗,减少火灾危险,而且提高了供电质量,并为负荷的发展留有余地。
2.4 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,提高设备利用率,从而达到节能目的。提高供配电系统功率的方法具体从以下几点分析。
2.4.1提高自然功率因数
自然功率因数是在没有任何补偿情况下,用电设备的功率因数。提高自然功率因数的方法有：(1)择异步电机；(2)电力变压器轻载运行；(3)安排和调整工艺流程,改善机电设备的运行状况；(4)在生产工艺条件允许的情况下,采用同步电动机代替异步电动机。
2.4.2采用人工补偿无功功率
装用无功功率补偿设备进行人工补偿, 电力用户常用的无功功率补偿设备是电力电容器, 又称并联电容器、移相电容器、静电电容器,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。
2.5 电动机节能设计
减少电动机电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。
3 结语
随着社会经济的快速发展，资源和能源问题已经成为制约我国经济发展的重要问题之一，建筑行业作为我国能耗最大的行业，建筑行业电气节能设计对于降低建筑能耗具有重要意义，推动建筑电气节能设计及其应用是当前建筑行业发展的一项重要任务。建筑电气节电节能工作牵涉的面十分广泛, 从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言,就是要合理的选用设备。如变压器、电动机、电缆、照明光源等,合理确定供电电压等级以及采用新材料、新技术等。建筑电气节能设计潜力很大, 应精心考虑设计方案,选择高效节能设备,应用先进的设计技术,按照节能标准合理设计。在为人类提供健康、舒适、安全的居住、工作和生活空间的同时,又能行之有效地节约能源,这是每一个设计人员必须思考的问题。民用建筑的节能潜力很大，应在设计中精心考虑。但是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，再选定节能设备，以达到真正节能的目的。
参考文献
[1] 陈众励,赵济安,等.建筑电气节能技术综述[J].楼宇自动化,2007.4.
[2] 朱英.建筑电气节能设计方法[J].科技信息化,2007.2.
[3] 任元會.提高认识实施标准推进建筑照明节电[J].建筑电气,2005.3.