时间：2013-11-29 分类：建筑设计
摘 要：本文针对建筑电气设计节能进行了一系列的简要分析。
关键词：建筑电气 变压器 损耗 节能
近年来，我国建筑工程在电气设计中逐渐向着节能化方向迅速发展，使得电气工程在建筑设计中的作用和地位也愈来愈重要，建筑电气设计的节能已经直接影响到整个建筑工程的投资、工期、安全和质量等各个方面。因此电气设计人员应当负有高度的荣誉感和责任心，通过将自己专业的水平充分发挥出来，从而做好建筑电气设计中包括节能在内的各方面的工作。
1.建筑电气设计节能的原则
1.1满足建筑物的功能
这些功能包括：照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量;输送通道畅通无阻;特殊的工艺要求等。
1.2考虑到实际经济效益
节能应考虑实际经济效益，不能一味地追求节能而消耗过高的投资，夜深人增加的部分投资能在较短的时间内通过节能降低的运行费用进行回收。
1.3节省无关消耗的能量
先找出与发挥建筑物功能无关的能量消耗，然后再考虑采取措施节能。如变压器的功率损耗、传输电能线路上的有功损耗等，都是无用的能量损耗。
2.变压器节能
变压器的有功功率损耗用公式表示为：△Pb=P0+Pkβ2
△Pb—变压器的有功损耗(KW)：
P0—变压器的空载损耗(KW)：
Pk—变压器的有载损耗(KW)：
β—变压器的负载率。
P0部分是空载损耗又称为铁损，它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成，变压器应选用节能型的。
Pk是传输功率的损耗，即变压器的线损，是由变压器绕组的电阻及流过绕组的大小决定，与负载率β的平方成正比。因此，应选用阻值较小的绕组，可采用铜芯变压器。
3.减少变压器的能量损耗
(1)选用节能型变压器，如油浸变压器或干式变压器，它们都是采用优质冷轧取向钢片，由于\"取向\"处理，使钢片的磁畴方向接近一致，以减少铁芯的涡流损耗：45度全斜接缝结构，使接缝密合性好，以减少漏磁损耗。选用铜芯变压器，尽量降低变压器电阻的绕组的电阻，增大通过电流。
(2)合理确定负载率，目前一般以75%～85%为宜。20世纪80年代，我们通常将变压器负载率确定为50%，但事实上50%负载率仅减少了变压器的线损，并没有减少变压器的铁损，因此也不是最节能的措施。计及初装费、变压器等方面的投资及各项运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的容量，变压器的绝缘使用年限满负荷计为20年，20年后可能有更好的变压器，这样就可以更换新的设备，才能使该建筑总趋技术领先地位。
(3)为了减小变压器损耗，当容量大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。例如需要装机容量为2000KVA,可选2台1000KVA，不选4台500KVA。
4.电动机节能
建筑电气中的电动机在设计时可采用变频调速器。变频调速器在负载下降时，能自动调节转速，使其与负载的变化相适应。采用这种方式可以提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。
另一种节能方式是采用软起动器，软起动器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。该技术可用在电动机容量较大、又需要频繁起动的设备中(例如电梯)以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场所。因为它从起动到运行，其电流变化不超过3倍，可保证电网电压的波动在所要求的范围内。
5.照明节能
5.1选用优质的电光源
科学选用电光源是照明节能的首要工作。节能的电光源发光效率高，每瓦电能发出更多的光通量。过去用的最广泛的是白炽灯，既便宜，安装维护又简单，但其致命的弱点是发光率太低。白炽灯泡寿命一般为1000h，特殊的为2000h.单端的紧凑型荧光灯(俗称节能灯)共光通量一般为551m/W。采用一只寿命为3000—5000h型细管荧光灯可以节约大约30%的电能。
5.2选择节电的照明电器配件
各种电光源中均需要有电器配件，其中镇流器就是一个高耗能器件。例如，以往广泛的应用的直管荧光灯电感镇流器，其自身功耗为光源功率的20%左右，这是一个相当高的比例，意味着40W的灯，其镇流器就耗电约8W，其功率因数也只有0.5;而节能的电感镇流器电能损耗率小于10%，更节能的电子镇流器，电能损耗率只有3%———5%，其功率因数能达到0.9。在量大面广的照明设计中，采用节能电子镇流器，节能的效果就非常明显。
5.3选择控制开关以充分利用自然光
自然光是免费的光源。充分利用自然光，就是要结合射入室内的
自然光情况，合理地设置照明开关，使照明控制灵活、方便、合理。充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，起到节电的作用。
5.4合理地选择照明方式
在满足照度标准的条件下，为节约电能，应选用一般照明、局部照明和混合照明相结合的照明方式。例如，工厂高大的机械加工车间，只用一航照明的方式，要想害到精细视觉作业所要求的照度，在每个车床上安装一个局部照明光源即可，这样既满足了照度要求，又达到了节电的目的。#p#分页标题#e#
5.5合理地选择照度值
选择照度是照明设计需要考虑的重要问题。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适应。
6.减少线路上的能量损耗
(1)选用电导率较小的材质做导线。在所有电导率较小的材质中铜芯是最佳选择，但铜比一般材质的单价要高。因此，在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中可适当选用铝芯导线以减小成本。
(2)减小导线长度。照明线路的设计应尽可能走直线，以减少导线长度;其次，低压线路应不走或少走回头线，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，当建筑物每层平面在10000m2左右时，至少要设2个变配电所，以减少干线的长度;第四，在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井由低压配电室直接提供干线至每个竖井，不产生支线沿着干线倒送的现象。
(3)增大导线截面。对于较长的线路，除了满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面外，可视情况再加大一级导线截面。假设因增大截面而增加的费用为M，节约能耗而减少的年运行费
用为m，则M/m为回收年限，若回收年限为几个月或者一两年，则可加大一级导线截面。一般而言，导线截面小于70mm2、线路长度超过100m的输电线路增加一级导线截面比较容易实现上述条件。
(4)合理地选择照明线路。照明线路的损耗约占输入电能的4%，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。三相四线式供电比其他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。
7.提高系统的功率因数
提高系统的功率因数，减少在线路上的无功传输，可以达到节能
的目的。例如电动机、变压器、气体放电灯中的整流器等都具有电感，都会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功相抵消，这样超前的无功率就从系统经高低压线路传输到用电设备，在线路上就会产生有功损耗，而这部分损耗是可以想办法改变的。
采用无功补偿可以提高功率因数，因而也就减小了无功的需求量，无功补偿装置宜就地安装，实行就地补偿，这样才能减少线路上的无功传输，达到节能的目的。
8.结语
建筑电气的节能设计潜力非常大，电气设计人员应精心考虑、反复比较设计方案，在满足功能需要的前提下，采取行之有效的节能措施，从而真正达到节能的目的。
参考文献：
[1]钱济强.高层建筑电气设计的主要内容及节能原则[J].科技创新导报.
[2]何前爱.建筑电气照明设计中的节能措施.民营科技.2008,(8).
