摘要：文章基于建筑电气节能设计的基本原则，从供配电系统、照明、电气设备、太阳能光伏发电系统等方面，分析建筑电气节能设计要点，以供业界参考。
关键词：电气；节能；设计
随着我国经济建设的飞速发展，电能的需求量一直在急剧增长。目前我国还是一个电力资源缺乏的国家，可以说节约电能就相当于一种能源开发，可以缓解用电的紧张程度。另一方面，电能是各种能源中最为昂贵的一种，有资料表明电能的费用大约是煤的8倍、煤气的6倍，所以节约电能还可以获取可观的节约资金。再者节约电能可间接地减少用于发电的其他能源的污染。因此，作为电气工程设计人员，我们有责任在工作中做好节能设计。
一、建筑电气节能设计的基本原则
（一）满足电气用电需求的原则
满足电气用电需求，这是住宅楼电气节能设计应遵循的一项基本原则，要求住宅楼在电气节能设计时满足电气各项功能用电的需求，对于照明电气要满足照明的亮度、色温、显色指数等，对于空调要满足舒适性的温度及风量，也就是舒适卫生的功能，以及其他各电器的用电需求，切实保障居民的生活质量。
（二）提高经济效益的原则
在进行住宅楼电气节能设计时一定不能因为为了节能而盲目的增加投资以及增加运行费用等，即使增加了投资，应该让增加的那部分资金，通过节能的方式进行回收。
（三）节约能量损耗的原则
在进行住宅楼电气节能设计时首先找出哪些无用的能量消耗的地方，如变压器的功率损耗以及传输电能线路上的有功损耗等都属于无用的能量损耗，然后有针对性的采取相应的节能措施。因此，在进行住宅楼电气节能设计时也应贯彻实用、经济合理、技术先进的节约能量损耗的原则。
（四）优化利用资源的原则
在进行住宅楼电气节能设计时还要做好与电气相关的配电网络的规划、建设和设计的工作，在推动合理使用能源，促进电力资源优化利用的基础上，通过让居民使用节能高效的电气设备，来使其享受优质高效的服务。
二、建筑电气节能设计的基本措施及其应用
（一）供配电系统的节能设计
供配电系统的节能设计主要目的在于减少变压器以及线路上的电能损耗。对于变压器来说，减少变压器上的电能损耗，首先是要选择空载损耗低、节能型的变压器，可以选用S9，SL9，SC8型油浸变压器或干式变压器，这些变压器采用优质冷轧取向硅钢片，钢片的磁畴方向一致加上45°全斜接缝结构，能够有效减少铁芯的涡流损耗以及漏磁损耗。其次是选用绕组阻值小的变压器，绕组阻值大，则电流损耗也大，在这方面要尽可能选用铜芯变压器，因为金属铜的电阻小，这样当电流通过时，电流损耗也就比较小。
对于线路来说，减少线路上的功耗主要是降低线路的电阻。导线电阻=电阻率×导线长度／导线截面积。根据这种关系，减少线路的损耗首先要选择电阻率小的导线，电阻率越小，其导电性能越高，电能就越少通过转化为热能而损耗，在这方面，铜芯是首选。其次要减少导线的长度，为此要合理选择线路路径，使得线路尽可能以直线为主，同时要合理确定电气功能用房的位置，变压器尽可能接近负荷中心的位置，以尽可能减少供电半径，当建筑物单层面积达10000m2，至少要设2个配电中心，以减少供电半径。再次，对于比较长的供电线路，可以选择加大一级导线截面的方式以减少电阻，从而降低线路上的电能损耗。
（二）照明的节能设计
照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、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)推广使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子变压器、节能型电感镇流器、电子触发器等，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。
(2)充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一。在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了，人工照明电能。
(3)照明设计规范规定了各种场所的视觉要求、照度标准等等。照度标准是不可随意降低的，也不宜随便提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，一般房间(场所)应优先采用高效发光的荧光灯(如T5、T8管)及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及体育馆场的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。
(4)改进灯具控制方式，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。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。卧房、病房等床头灯可采用调光开关，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、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。
（三）建筑电气设备的节能
（1）空调系统。空调系统的能耗节能主要考虑如下几方面因素：空调的制冷负荷和风系统的能耗。因此空调系统的节能设计可以通过以下方式来实现：
①减少空调的冷热负荷。空调的冷热负荷主要与住宅楼的围护结构有关。围护结构隔热性能在很大程度上影响空调的冷热负荷。因此，在设计时应当控制墙体的传热系数，采用合适的结构和材料有效降低墙体的传热性能，进而减少空调的冷热负荷。②降低风系统的电能损耗。空调风系统的合理设计，需要从住宅楼设计的总体来考虑，即住宅楼的布局及室内设计要尽量通风，设计的时候要充分考虑门窗、进风口在新风引进中的作用，以尽量减少空调新风系统的使用，从而降低风系统的电能损耗。
（2）给排水系统的优化控制。通过对生活给水中水及排水系统的水泵，水箱或水池的水位及系统压力的监测来实现对水泵的启停，及控制系统主备用泵启停顺序达到节能控制。
（3）电动机。在设计中应采用高效率的电动机，应根据负荷特性合理选择电动机，轻载电动机采取降压运行，并根据情况对电动机采取无功就地补偿，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，消耗的电能并不与负载的下降成正比。对于需要对电动机进行调速的场合应采用变频调速器，在负载下降时，采用变频的方式，自动调节转速，使其与负载的变化相适应。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，变频调速器的价格仍偏高，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，软起动器设备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。软起动器也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到速度随负载的变化而变化。它可用在电动机容量较大，又需要频繁起动的设备，以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从起动到运行，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。但它是采用可控硅调压，正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上，不会返回电网。因此，它要求散热、通风措施完善。其价格比变频器便宜，在水泵中的大容量电动机的控制设备中可以应用。
（4）电梯。包括电梯的合理选型(如速度、载重量、调速方式等)、停层计划及群控策略。
（5）电动门窗。包括门窗的节能控制、遮阳系统的自动控制等。
（四）充分利用太阳能光伏发电系统
太阳能是可再生的能源，具有污染少、环保的优点。太阳能光伏发电系统是由太阳能电池板控制器以及蓄电池和逆变器组合而成的。我国拥有丰富的太阳能资源，对其充分利用可年发电量为200kW左右，对于我国严峻的能源问题可起到一定的缓解作用。太阳能光伏发电系统的应用场主要在建筑物的部分用电设备上，环境照明（庭院灯和草坪灯等）以及道路的照明和体育场照明等在系统的节能设计上，应当考虑下列几个主要因素：用电负荷的性质以及用电的大小和每天所需的工作时间；系统输出时电压的等级设计；阴雨天气时，保证系统能够连续保持工作状态的设计；建筑物所处位置的日照时间以及太阳能辐射量等。
结束语
总之，节能降耗是国家的基本国策，我们在设计时应大力推广和实 施国家的节能方针，精心考虑各种可行技术措施，合理配置各种 电气设备，并对其进行有效、科学的控制和管理，减少能源消耗， 提高能源利用率，为国家节能方针贡献一份自己的力量。这些必 须通过工程技术人员的精心设计，才会将美好的愿望变成现实。
参考文献：
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