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摘要：建筑节能对于促进能源资源节约和合理的利用，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，实现我国国民经济可持续的高速发展，有着举足轻重的作用；同时也是保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展的一项重要举措。电气节能为建筑节能的组成部分， 电气节能设计已成为电气设计重要内容。
关键词：建筑节能；照度标准；照明方式；无功补偿
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
节约能源，保护环境，是我国长期的重大方针，也是全世界所关注的重要课题。据有关资料的统计表明：我国国民生产总值每增长1％ ，能源消耗就要增长1．5％ ，而合理的比例应该是国民经济每增长1％ ，能源消耗只增长0．8％ 。由此可见，中国经济的快速增长是建立在高能耗基础上实现的。其中，作为能耗大户的建筑耗能已成为危及社会可持续发展的一个重大问题，建筑节能已成为当前一项极为紧迫的任务。为此，中央提出了建设“资源节约型”社会的目标，大力推广“节能省地”型建筑，在“十一五”规划纲要中，首次将建筑节能工程列入国家十大节能工程。足见建筑节能在当今的重要意义，建筑节能已成为时代的需要。
二、建筑电气节能措施
照明的节能设计
照明节能设计就是在保证不降低作业视觉要求、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，通常的节能措施有以下几种：
1.1 充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一。在进行照明设计时，应尽量利用自然光，白天少开灯。室内墙壁以洁白干净为准，可提高光的反射率，增加亮度。做到充分合理地利用自然光，使之与室内人工照明有机的配合，从而大大减少人工照明的成本。
1.2 采用高效光源，灯的效率是指所消耗的电能中有多少可转变为可见光。灯的效率越高，达到同一照度时就越省电。如白炽灯发光效率为15Lm/W，荧光灯为60Lm/W，因此在可以采用荧光灯的场所尽量不采用白炽灯。
1.3 改进灯具控制方式，尽量减少灯具的使用时间，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节点方法。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。如病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯灯人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。
1.4 选用低能耗、性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器。
1.5 照明设计规范（《建筑照明设计标准》GB50034—2004）规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等等。照度标准是不可以随意降低的，也不宜随便提高，在设计时应根据建筑类型及工作场所的实际需要，去选择最合适的照度，有效地控制单位面积灯具的安装功率。在实际的建筑电气照明设计中往往忽略了照度计算及照明功率密度值的标注，这是不可取的。
1.6 合理地选择照明器，如白炽灯采用T8型（36W、φ26mm、三基色）荧光灯管。荧光灯加罩前后的照度相差1倍，而且加了伞状罩后，光线经反射后可得到充分利用。选用经国家批准并颁发了生产许可证的企业生产的照明器。1.7 合理布置照明器是建筑电气照明设计中一个重要的节能环节。被照物面上的照度与照射距离有很大关系，白炽灯距被照面分别为0.5m、0.75m时，两者照度相差50%；间距为0.75m、1.0m时相差40%。因此，灯不宜装得过高。
1.8 加强对灯与照明器的清扫与维修工作，灯与照明器积尘严重时，会使照度明显降低，导致电能浪费。尤其是工厂的照明应当重视灯与照明器的清扫工作，并作为生产管理的内容之一。
2．提高变压器的效能
2.1 尽量选用低损耗、高效能的变压器，少选用或不选用高能耗的变压器。
据有关资料统计表明，全国电网上每年运行的35kV和10kV及以下配电变压器总电能损耗约占当年总发电量的2～3％。因节能变压器具有损耗低、重量轻、噪音低、效率高、抗冲击、节能显著等优点，能获得相当大的能源节约和减少温室气体的排放， 因此采用节能变压器存在着巨大的节能潜力，所以，设计时应首选高效低损的节能变压器。如油浸式变压器已出现了比S9系列更节能的S10、S11系列，S11型变压器与S9型变压器相比，空载损耗平均降低30％ ，空载电流平均下降70％ ， 变压器噪音水平下降7～1 0dB。
2.2 根据负载情况，选择合理容量的变压器。
变压器平均负载系数应大于70％；平均负载系数经常小于30％时，应酌情调换小容量变压器；电力变压器长期过轻负载运行，通称“大马拉小车”。变压器“大马拉小车”，不仅使变压器的容量没有得到充分利用，并且降低了变压器的运行效率（增加损耗率）。这对变压器的运行和投资来说都是一种浪费。
2.3 提高负载功率因数，以提高变压器输送有功功率的能力。
变压器输送有功功率与负载因数关系如下：（以1000KVA为例）
从上表可知：负载功率因数越低，变压器输送有功功率就越低，而变压器的负载电流都相同，所以对负载进行无功补偿，提高功率因数，可以提高变压器的输送能力，同时也可降低线路损耗。
2.4 合理配置负载，尽量减少变压器的运行台数。
3．合理设计供配电系统
根据用电负荷容量及其分布、用电设备特点及负荷等级，合理设计供配电系统，使系统在最佳状态下运行，使供配电系统在运行中的损耗减至最低，实现供配电系统的经济运行，达到节能的目的。设计应从下面几个方面考虑：
3.1 供配电系统应尽量简单可靠，同一电压等级供电系统变配电级数不宜多于两级，尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。
3.2 合理选择供电电压。同等情况下，电压越高，损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220／380V，但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了达到节能目的，经方案比较可以选择10(6)KV的制冷设备。
3.3 变电所应靠近负荷中心，低压配电间应靠近电气竖井，合理分布供电网络，使低压供电半径控制在200m 以内，供电线路的电压损失已满足规范的允许值，减少线路电压损失，提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。
3.4 根据负荷情况合理选择变压器容量、台数，变压器负载率宜为0．7～0．85，其接线应能适应负荷变化时，按经济运行原则灵活投切变压器，使变压器在最佳状态下运行，从而减少损耗。
3.5 合理选择电缆、导线截面。在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标前提下，应按经济电流密度合理选择导线截面，并应从降低电能损耗、减少投资和节约有色金属等方面综合衡量。
3.6 合理地提高供配电系统的功率因素。在用电设备选型及调速控制方案一定的情况下，若自然功率因素达不到接入电网要求时，应进行无功率的补偿，提高功率因素，减少线路及变压器损耗。
4．电动机节能设计
合理选用电动机的起动调速方式，注意电动机在运行过程中的节能在建筑电气设计中， 电动机都是与暖通、给排水水工种的设备配套，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，除了上述方法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。对功率较大的电动机可以采用变频调速器，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， 它起动平稳，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，同样达到节能的目的。
5．考虑实际经济，节省无谓的能材消耗
设计人员在工程设计时应根据每个工程项目本身的特点及要求，如居住建筑中有别墅、高级住宅、安居住房、经济适用房等高、中、低档建筑等级， 电气设计标准也相应有高、中、低档等之分，正确理解规范条文，设计时不能干篇一律地采用高标准，取规范的上限值，应重视经济指标，避免设备材料选型过大，节省无谓的能材消耗。
三、结语
建筑的节能潜力很大，建筑节能过程贯穿于项目的决策、设计、施工、投产、使用等的整个周期。电气节能设计已成为电气设计的重中之重，作为主角之一的电气设计人员，应在设计中精心考虑，进行方案比较，从安全性、可靠性、經济性及节能等方面进行综合考虑，选择合理的供配电方案，实施电网的经济运行技术。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，选择低能耗设备及节能等先进的设备，减少中间过程的各种损耗，以达到真正节能的目的，为提高社会效益及经济效益作贡献。
参考文献
[1] 《建筑照明设计标准》GB50034—2004.
[2] 《民用建筑电气设计规范》JGJ T16-2008.
[3] 《全国民用建筑工程设计技术措施－节能专篇》(2007)－《电气》.
[4] 《配电变压器的节能潜力及评价方法》 周胜、赵凯．
作者简介：蒋贤慧（1982—），女，浙江杭州人，电气工程师，研究方向：建筑电气设计。
关键词：建筑节能；照度标准；照明方式；无功补偿
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
节约能源，保护环境，是我国长期的重大方针，也是全世界所关注的重要课题。据有关资料的统计表明：我国国民生产总值每增长1％ ，能源消耗就要增长1．5％ ，而合理的比例应该是国民经济每增长1％ ，能源消耗只增长0．8％ 。由此可见，中国经济的快速增长是建立在高能耗基础上实现的。其中，作为能耗大户的建筑耗能已成为危及社会可持续发展的一个重大问题，建筑节能已成为当前一项极为紧迫的任务。为此，中央提出了建设“资源节约型”社会的目标，大力推广“节能省地”型建筑，在“十一五”规划纲要中，首次将建筑节能工程列入国家十大节能工程。足见建筑节能在当今的重要意义，建筑节能已成为时代的需要。
二、建筑电气节能措施
照明的节能设计
照明节能设计就是在保证不降低作业视觉要求、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，通常的节能措施有以下几种：
1.1 充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一。在进行照明设计时，应尽量利用自然光，白天少开灯。室内墙壁以洁白干净为准，可提高光的反射率，增加亮度。做到充分合理地利用自然光，使之与室内人工照明有机的配合，从而大大减少人工照明的成本。
1.2 采用高效光源，灯的效率是指所消耗的电能中有多少可转变为可见光。灯的效率越高，达到同一照度时就越省电。如白炽灯发光效率为15Lm/W，荧光灯为60Lm/W，因此在可以采用荧光灯的场所尽量不采用白炽灯。
1.3 改进灯具控制方式，尽量减少灯具的使用时间，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节点方法。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。如病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯灯人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。
1.4 选用低能耗、性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器。
1.5 照明设计规范（《建筑照明设计标准》GB50034—2004）规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等等。照度标准是不可以随意降低的，也不宜随便提高，在设计时应根据建筑类型及工作场所的实际需要，去选择最合适的照度，有效地控制单位面积灯具的安装功率。在实际的建筑电气照明设计中往往忽略了照度计算及照明功率密度值的标注，这是不可取的。
1.6 合理地选择照明器，如白炽灯采用T8型（36W、φ26mm、三基色）荧光灯管。荧光灯加罩前后的照度相差1倍，而且加了伞状罩后，光线经反射后可得到充分利用。选用经国家批准并颁发了生产许可证的企业生产的照明器。1.7 合理布置照明器是建筑电气照明设计中一个重要的节能环节。被照物面上的照度与照射距离有很大关系，白炽灯距被照面分别为0.5m、0.75m时，两者照度相差50%；间距为0.75m、1.0m时相差40%。因此，灯不宜装得过高。
1.8 加强对灯与照明器的清扫与维修工作，灯与照明器积尘严重时，会使照度明显降低，导致电能浪费。尤其是工厂的照明应当重视灯与照明器的清扫工作，并作为生产管理的内容之一。
2．提高变压器的效能
2.1 尽量选用低损耗、高效能的变压器，少选用或不选用高能耗的变压器。
据有关资料统计表明，全国电网上每年运行的35kV和10kV及以下配电变压器总电能损耗约占当年总发电量的2～3％。因节能变压器具有损耗低、重量轻、噪音低、效率高、抗冲击、节能显著等优点，能获得相当大的能源节约和减少温室气体的排放， 因此采用节能变压器存在着巨大的节能潜力，所以，设计时应首选高效低损的节能变压器。如油浸式变压器已出现了比S9系列更节能的S10、S11系列，S11型变压器与S9型变压器相比，空载损耗平均降低30％ ，空载电流平均下降70％ ， 变压器噪音水平下降7～1 0dB。
2.2 根据负载情况，选择合理容量的变压器。
变压器平均负载系数应大于70％；平均负载系数经常小于30％时，应酌情调换小容量变压器；电力变压器长期过轻负载运行，通称“大马拉小车”。变压器“大马拉小车”，不仅使变压器的容量没有得到充分利用，并且降低了变压器的运行效率（增加损耗率）。这对变压器的运行和投资来说都是一种浪费。
2.3 提高负载功率因数，以提高变压器输送有功功率的能力。
变压器输送有功功率与负载因数关系如下：（以1000KVA为例）
从上表可知：负载功率因数越低，变压器输送有功功率就越低，而变压器的负载电流都相同，所以对负载进行无功补偿，提高功率因数，可以提高变压器的输送能力，同时也可降低线路损耗。
2.4 合理配置负载，尽量减少变压器的运行台数。
3．合理设计供配电系统
根据用电负荷容量及其分布、用电设备特点及负荷等级，合理设计供配电系统，使系统在最佳状态下运行，使供配电系统在运行中的损耗减至最低，实现供配电系统的经济运行，达到节能的目的。设计应从下面几个方面考虑：
3.1 供配电系统应尽量简单可靠，同一电压等级供电系统变配电级数不宜多于两级，尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。
3.2 合理选择供电电压。同等情况下，电压越高，损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220／380V，但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了达到节能目的，经方案比较可以选择10(6)KV的制冷设备。
3.3 变电所应靠近负荷中心，低压配电间应靠近电气竖井，合理分布供电网络，使低压供电半径控制在200m 以内，供电线路的电压损失已满足规范的允许值，减少线路电压损失，提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。
3.4 根据负荷情况合理选择变压器容量、台数，变压器负载率宜为0．7～0．85，其接线应能适应负荷变化时，按经济运行原则灵活投切变压器，使变压器在最佳状态下运行，从而减少损耗。
3.5 合理选择电缆、导线截面。在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标前提下，应按经济电流密度合理选择导线截面，并应从降低电能损耗、减少投资和节约有色金属等方面综合衡量。
3.6 合理地提高供配电系统的功率因素。在用电设备选型及调速控制方案一定的情况下，若自然功率因素达不到接入电网要求时，应进行无功率的补偿，提高功率因素，减少线路及变压器损耗。
4．电动机节能设计
合理选用电动机的起动调速方式，注意电动机在运行过程中的节能在建筑电气设计中， 电动机都是与暖通、给排水水工种的设备配套，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，除了上述方法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。对功率较大的电动机可以采用变频调速器，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， 它起动平稳，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，同样达到节能的目的。
5．考虑实际经济，节省无谓的能材消耗
设计人员在工程设计时应根据每个工程项目本身的特点及要求，如居住建筑中有别墅、高级住宅、安居住房、经济适用房等高、中、低档建筑等级， 电气设计标准也相应有高、中、低档等之分，正确理解规范条文，设计时不能干篇一律地采用高标准，取规范的上限值，应重视经济指标，避免设备材料选型过大，节省无谓的能材消耗。
三、结语
建筑的节能潜力很大，建筑节能过程贯穿于项目的决策、设计、施工、投产、使用等的整个周期。电气节能设计已成为电气设计的重中之重，作为主角之一的电气设计人员，应在设计中精心考虑，进行方案比较，从安全性、可靠性、經济性及节能等方面进行综合考虑，选择合理的供配电方案，实施电网的经济运行技术。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，选择低能耗设备及节能等先进的设备，减少中间过程的各种损耗，以达到真正节能的目的，为提高社会效益及经济效益作贡献。
参考文献
[1] 《建筑照明设计标准》GB50034—2004.
[2] 《民用建筑电气设计规范》JGJ T16-2008.
[3] 《全国民用建筑工程设计技术措施－节能专篇》(2007)－《电气》.
[4] 《配电变压器的节能潜力及评价方法》 周胜、赵凯．
作者简介：蒋贤慧（1982—），女，浙江杭州人，电气工程师，研究方向：建筑电气设计。