阮世敢
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摘要: 当前我国正处于经济转型期，建筑耗能相对于发达国家要高出许多。因此研究建筑电气设计中的节能策略势在必行，本文重点分析建筑电气设计中节能的原则及若干项节能措施的探讨。
关键词：建筑电气设计；节能设计；节能原则；措施探讨
近年来，节能环保这一课题已成为世界共同关注的焦点，在国民经济高速发展的大背景下，对于电力的需求量直线上升。但由于发电装机容量和电网供电能力不足，产生了电能供需不足的矛盾。而建筑电气节能可有效控制电力能源的浪费，缓解能需矛盾。因此，建筑电气节能在未来建筑节能设计中不可忽视。
1、建筑电气设计节能原则分析
（1）满足建筑物使用功能的节能。设计的目的就是要满足人们对美好生活的向往。安全的设计是保障人们享受生活的前提，人性化的设计能使人们的生活更加方便舒适。例如空调设备温度的自动控制；光源的亮度、色温、显色指数合理选择；舞台、体育场馆等场所工艺照明的合理设计与控制；商业场所用电量预留标准等等。这些措施既要满足使用，又不能盲目设计而导致浪费。
（2）满足建筑物经济效益的节能。建筑电气设备的选择除考虑经济效益方面的问题，还要结合实际、投资成本、运营与回报关系等情况。切忌为了盲目追求节能而忽视投入成本与运行费用的增加，从而掉入投资超标，回报周期无法预测的怪圈。所以建筑电气设计过程中应做效益回报对照的分析，确保较短期内通过减少节能费用收回投资成本。
（3）减少没必要能耗的节能。在节能措施设计过程中，应合理地提高供配电系统功率因数，优先考虑绿色节能产品，淘汰不合理产品。
（4）满足环境保护的节能。在选择建筑电气设计方案中，要优先考虑合理、环保、先进的原则。如科学规划高低压线路路由，减少对周边环境的影响；准确计算负荷容量，合理规划电房，不浪费面积。控制成本，避免对环境的破坏等合理规划来达到目的。
2、建筑电气设计节能技术要点分析
2.1变压器节能设计
相关资料指出，变压器自身消耗电能占据了全国发电约5%，这表明变压器消能巨大，所以建筑电气节能中，降低变压器耗能是建筑电气节能中重要一环。如：（1）选择节能型变压器，降低变压器本身能耗。目前市场上节能型变压器有SC11系列（干式变压器）、SH11系列（非晶合金变压器）及S11系列（油浸式变压器）。（2）合理的变压器负载率。理论得知，变压器负载率在50%时损耗达量到最小值。但决定变压器的负载率还应考虑到初期投资、维护以及使用年限等一系列问题，常规变压器的使用年限是20年。根据相关的经验得知，若要变压器的经济效益最大化，就要将变压器的负载率控制在75%-80%之间。（3）变压器数量应优先考虑偶数，并实现两两联络，合理分配负荷。在实际管理中，可根据冬夏季投入负荷的情况，或新建住宅入住率由少变多的实际来调整投入使用变压器的数量，以达到节能的效果。
2.2照明节能设计
照明节能是生活中最直观的措施，在设计上不得不额外重视。从多年工作经验中总结措施有：（1）严格执行新版《建筑照明设计标准》，控制各功能场所的照明功率密度（LPD）限值。（2）设计上尽量利用自然光源等。灯具合理分为多组控制，以便在实际使用时可节能控制；又如公区照明可考虑声光控制、时间继电器控制等方案。（3）合理选择电光源和电器附件（如镇流器等）。设计时应根据具体场所选择电光源，优先选用节能型灯具，如节能LED灯、节能荧光灯等，同时选用节能型镇流器。简而言之，照明节能即选用高效照明器材，且善于把建设费和运行维护费综合考虑，运用技术经济分析和评价方法以达到节能的目的。
2.3电动机节能设计
据相关部门统计，我国2001年实际发电量为1.5万亿千瓦时，其中约有50％的电能由电动机转换成机械能。可知，电动机的输入电能为7500亿千瓦时，如果电动机效率提高2％，就可节约150亿千瓦时的电能，相当于两个100万千瓦电站的年发电量，从而可大大减少一次能源的消耗，并可相应节省电站建设的投资和电动机用户的电费支出，因此电动机能效水平的提高有着重要的意义。在民用建筑电气设计中，电机的节能措施主要体现如下：（1）选用节能电动机。高效电动机与普通电动机相比，优化了总体设计，选用了高质量的铜绕组和硅钢片，降低了各种损耗。（2）合理选择电动机容量达到节能。国家相关行业标准对三相异步电动机3个运行区域作了如下规定：负载率在70%~100%之间为经济运行区;负载率在40%~70%之间为一般运行区;负载率在40%以下为非经济运行区。因此选择合适的电动机，提高功率因数、负载率，可以减少功率损耗，节省电能。（3）电动机的功率因数无功补偿。提高功率因数，减少功率损耗是无功补偿的主要目的。功率因数等于有功功率与视在功率之比，功率因数越低，电流越大，转化的热能量损耗也越大。因此提高电动机的功率因数，可有效节约电能。（4）采用Y/△自动转换装置。为解决设备轻载时对电能的浪费现象，在不更换电动机的前提下，可以采用星三角自动转换装置以达到节电的目的。在三相交流电网中，负载的不同接法所获取的电压是不同的，因而从电网中吸取的能量也就不同，从而达到节能的目的。
2.4线路节能设计
线路损耗也是造成电能浪费的主要原因之一。众所周知，线路自身存在电阻（R），只要线路中有电流（Ip）通过，就会产生损耗功率（﹡P），其公式为:﹡P=3 Ip 2R（说明：式中﹡P——损耗功率；Ip——相电流; R——线路电阻）。当线路上传输功率及电压一定时，电流又受到电网功率因数cos影响。从根本上了解线路损耗缘由后，更便于我们要通过各种方式来降低功率损耗。（1）选择材质好的导线，降低导线自身电阻。建筑电气设计中导线主要以铜芯为主，但材质却是千差万别，直接影响导线电阻，所以不得不注重。（2）合理规划路由以减小导线长度，如变配电室应靠近负荷中心,缩短供电距离。低压线路的供电半径控制在200 m范围, 线路尽可能直走,以减少导线长度。（3）均衡三相负荷。采用三相四线制配电的线路,三相平衡时,中性线电流为零。因此中性线就没有能耗,也无电压降,即中性线电流越小,能耗就越少。三相配电系统的建筑物,其同类负荷宜均匀地分配于各相上,避免如L1相均为照明负荷,L2相均为插座负荷,L3相均为电热负荷的情况出现。（4）合理地提高供配电系统的功率因数。若系统自然功率因数达不到相关要求时,应进行无功补偿,提高功率因数,减少能量损耗。如采用功率因数高的用电设备或安装无功补偿装置等都是重要节能措施。
2.5开发利用新能源及绿色能源
随着能源节约意识的加强，人们对建筑电气设计要求也越来越高，这也间接促进了新能源的开发与利用。如太阳能、生物质能、风能、潮汐能、地热能、海洋能等，具体例子有：上海世博会太阳能光伏发电项目；黑龙江嫩江市九三农场生物质热电联产项目；欧洲最大的朋特兰湾潮汐能发电阵列项目等都很有代表性。我相信，新能源开发与利用将是人类可持续发展永恒的主题；也相信前景是美好的，在人类的共同努力下将会有更大的突破与成就。
结束语：
在多年工作中发现,建筑电气设计节能潜力巨大,技术措施也是多种多样的。在设计工作中时刻本着对国家社会、对甲方负责的态度，精心考虑,采用各种科学并行之有效的节能措施。但同时也意识到，我国在技术上处于相对落后状态,这更决定了我国的建筑节能工作潜力很大。因此我们应有更强的社会责任感，不断提升专业水平，争做一名优秀设计人员，在职业生涯中为行业向前发展奉献出一份力量。同时也相信我国的建筑节能工作一定会取得更大的成绩,以缓解我国能源紧张的局面。
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