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摘要：可持续发展，是我国20世纪末和21世纪社会发展和技术革新的方向与目标。其核心，除了人们所熟知的，在源头上更多使用可再生资源外，还有就是提高对现有能源的使用效率。而电力行业作为我国经济发展的基础支撑行业，提高电能的使用效率更具有现实意义。本文从建筑电气行业的角度出发，基于建筑供配电系统节能的思路，对建筑电气设计的节能措施进行分析整理。
关键词：绿色建筑；电气设计；节能；可持续发展
引言
众所周知，近代人类社会得以飞速发展，其背后是庞大的能源作为支撑，而近、现代历史中的很多战争，其本质也是能源制高点争夺的结果。由此可见，能源的重要性对于现在人们的生活来说可见一斑。
所以，本文将结合作者所从事的行业，分析我国节能需求的背景和建筑供配电系统设计中的节能措施，更好的达到节约电能目的，深入践行可持续发展的发展理念。
1 节能需求背景
根据国家能源局最新数据，目前我国电力供应的主要组成部分中，依靠煤炭等化石能源发电的占比为73.23%。也就是说，这种通过消耗不可再生资源为主的发展方式与可持续发展战略相悖。而且由于受地形影响，我国资源分布不均匀，发电资源丰富的区域在西部，而用电需求庞大的却在东部沿海地区。受现有技术条件限制，电网的电能输送能力有限，发电格局短期内也无法改变。这就导致我国电力能源的缺口仍然较大，夏季“错峰用电”现状时有发生。
因此，在这种大环境下，如何提高电能的利用效率，如何更好地节约用电是每位电气从业者都需关注和思考的问题。作者将从建筑电气配电系统设计的多个环节进行分析，总结归纳建筑电气节能设计的一些措施。
2 建筑电气节能设计的基本原则
2.1安全性
建筑电气节能设计的安全性原则是指，节能措施的落实不应以牺牲建筑供配电系统的安全性为代价来达到节能的目的。举个例子，消防水泵、消防风机等一些消防用电负荷，不应采用变频启动、软启动等一些降低供电可靠性的启动方式来实现节能目标。
2.2可行性
建筑电气节能设计的可行性原则，是指在建筑本身的各类功能得以保证的前提下开展节能设计。例如，通过技术革新，采用节能型的绿色环保设备代替高能耗的设备，或者采用声光控、红外感应和温控等自动控制方式代替手动控制方式。
2.3经济性
建筑电气节能设计的经济性原则，是指需要充分考虑当前社会的经济发展条件，不可盲目追求节能而忽略所带来的高成本。因此，电气设计人员应当综合分析比较建筑配电系统节能措施，搭配一种既具可行性又经济性的电气节能方案，以达到满足需求的前提下实现节能效益最大化的目标。
3 建筑电气设计节能措施
建筑电气节能设计，可基于供配电系统各个环节（如下图1所示），针对变配电所、各级低压电网和终端用电设备制定相应的节能措施，确保节能要求能够有效落到实处，提高节能效果。
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图1 建筑供配电系统示意图
3.1变配电所的节能措施
一是合理选择变配电所的位置。变配电所作为建筑供配电系统的枢纽，应尽可能设于用电负荷的中心，且靠近电源侧。这不仅可以有效缩减各用电负荷的供电距离，降低低压配电网的成本，也可以有效减少低压电网电能输送的发热损耗，从源头上通过设计的合理性减少配电系统不必要的电能损耗。
二是采用低能耗配电变压器。根据《三相配电变压器能效限定值及能效等级》GB20052-2013标准规定，油浸式配电变压器和干式配电变压器的空载损耗值和负载损耗值均应不高于标准中规定的3级能效值。而对于有绿建星级要求的项目，其配电变压器的空载损耗值和负载损耗值均应不高于标准中规定的2级能效值。同时，通过负荷计算，合理配置配电变压器的容量，将变压器的负载率控制在75%~85%，使其处在最经济运行的范围内。
三是采用无功补偿装置。我们知道，配电系统里面存在很多感性负荷，使电流与电压的相位并一致，从而系统总体功率因数往往会低于0.9。那意味着，配电系统中存在大量的无功电流，导线的实际电流会比计算电流大，从而增加线损。因此，通常会在变配电房的低压母线上采用集中电容补偿的方式，降低系统中的无功电流分量，将配电系统整体功率因数提高至不低于0.9。这样不仅可降低系统中的无功损耗，还可提高电网的电能质量，确保设备运行安全。
3.2低压电网的节能措施
一是合理规划供电路径。供配电系统的设计，实际上就是电能的“点对点”输送所组成的网络的设计。众所周知，两点之间直线距离最短。在规划供电路径时，尽可能地走直线，避免迂回供电，同时应注意与热力管道的距离满足《电力工程电缆设计标准》GB50217-2018的相关要求，避免影响电缆载流能力，造成无谓的损耗。
二是合理选择线缆载面。在进行负荷分配时，尽量使运行时的三相负荷平衡，既可以减少零线电流带来的线损，又可以降低配电变压器的零序损耗，同时还可以避免其中一项的电流偏高导致开关整定电流和导线截面整体加大，增加成本。
3.3用电设备的节能措施
一是采用节能型运行管理策略。电梯采用群控策略，根据不同时段人流量，自动调度控制，既能减少候梯时间，又能避免数台电梯同时响应同一召唤造成空载运行和浪费电力。合理设置电梯的运行模式，分时段控制，在某段时间内无召唤时，自动切断照明、风扇电源，以实现节能。公共区域照明采用分时段、分区域等组合型的自动控制方式。车库照明、景观照明或节日照明可结合实际需要采用分时段、分区域的时控或光控方式，而楼梯间、过道等一些较少人通行区域，可采用声光或红外感应控制的方式，实现照明节能。另外，一些配置排风机的设备房，可装设温控功能，既能确保设备安全运行，又能有效节能。
二是使用经国家认证的节能型用电设备。对于动力设备而已，采用高效节能型电动机，其能效应符合《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》GB18613节能评价值的规定，而对一些公共服务场所的电热水器可配备带有可编程时间控制器的电控箱，使其可按工作人员的实际需要，合理设置对电热水器进行分时控制。此外，对于一些非消防类的动力设备，如电梯、风机、水泵等设备可采用变频控制方式。对于照明设备，选用一些光效高、显色性好的光源及配光合理、安全高效的光源及灯具，如LED灯具等，还可采用低能耗、性能优越的照明附件，如电子镇流器等。
三是各场所照明功率密度限值争取达到目标值。根据《建筑照明设计标准》GB 50034—2013规定，各类建筑的各种场所需满足相应的照度标准值±10%要求，同时照明功率密度限值需达到现行值的最低要求。实际设计中，我们可通过选用合适灯具，使照明功率密度限值争取达到目标值，降低单位面积的照明消耗。
4结束语
近年来，随着发展战略的不断调整，国家对于环境更为重视，人们对于环保、健康的观念也更为关注，很大程度上推动着节能材料和节能技术的进步。所以，更好运用电气节能技术的绿色、环保建筑既是大势所趋，又是势在必行，既能有效缓解我国能源紧张的局面，又能建设美丽中国，实现国家的可持续发展。
参考文献：
[1]中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-电气.中国计划出版社.2007
[2]全国智能建筑电气技术情报网.建筑电气节能设计.中国建筑工业出版社.2014
[3]杜金城.电气动力系统节能.中国电力出版社.2013