建筑電氣設計節(jié)能的原則及建筑電氣設計中的節(jié)能措施
摘要：隨著我國經濟的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，能源的消耗也就急劇增加。建筑電氣的能耗又在整個建筑的能耗中占有很大的比例，因此建筑電氣的節(jié)能設計是非常有必要的。本文以建筑電氣的概念及現狀為切入點，分別闡述了建筑電氣設計節(jié)能的原則及建筑電氣設計中的節(jié)能措施。
關鍵詞：建筑電氣,節(jié)能,原則
一、建筑電氣的概念及現狀
建筑電氣是指在建筑物中利用科學的理論知識和先進的電氣技術，為人們創(chuàng)造人性化的電氣系統(tǒng)。這里的電氣技術包括電力技術、信息技術和智能化技術。
在經濟快速發(fā)展的當今社會，我國對能源的消耗量越來越大，各類能源供不應求卻存在著嚴重的浪費現象。近年來我國興建了一大批大型及特大型的住宅小區(qū)和公共建筑，但是大部分都沒有對建筑節(jié)能特別是建筑電氣節(jié)能予以重視，長此以往必將造成巨大的資源浪費。
二、建筑電氣設計節(jié)能的原則
1.滿足建筑物的功能
這些功能包括：照明的照度、色溫、顯色指數；滿足舒適性空調的溫度及新風量；輸送通道暢通無阻；特殊的工藝要求等。
2.考慮到實際經濟效益
節(jié)能應考慮實際經濟效益，不能一味地追求節(jié)能而消耗過高的投資，夜深人增加的部分投資能在較短的時間內通過節(jié)能降低的運行費用進行回收。
3.節(jié)省無所謂消耗的能量
首先應找出與發(fā)揮建筑物功能無關的能量消耗，再考慮采取措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗、傳輸電能線路上的有功損耗等，都是無用的能量損耗。
三、建筑電氣設計中的節(jié)能措施
1.供配電系統(tǒng)節(jié)能設計
配電系統(tǒng)應從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質、用電容量、工程特點、系統(tǒng)規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃以及當地供電條件，選擇合理供電電壓和供電方式，合理設計供配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)經濟合理，簡單明確，減少電能損失，并便于維護和管理。變電所低壓側至用電設備的配電級數要少，一般為2級~3級。
根據建筑布局、系統(tǒng)分配要求、用電設備分布等情況，并考慮供電半徑及減少電能損耗，合理設置機房及豎井，變配電所及供配電設備應盡量靠近負荷中心。合理選擇變壓器的容量、臺數、運行方式，合理調整負荷。季節(jié)性負荷較大或沖擊性負荷嚴重影響電能質量時，設專用變壓器，以適應由于季節(jié)性造成的負荷變化時能夠靈活投切變壓器，實現經濟運行，減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。
2.變壓器節(jié)能
變壓器的有功功率損耗用公式表示為：
△Pb―變壓器的有功損耗（KW）：
P0―變壓器的空載損耗（KW）：
Pk―變壓器的有載損耗（KW）：
β―變壓器的負載率。
P0部分為空載損耗又稱鐵損，它由鐵芯的渦流損耗及漏磁損耗組成，變壓器應選用節(jié)能型的。Pk是傳輸功率的損耗，即變壓器的線損，由變壓器繞組的電阻及流過繞組的大小決定，與負載率β的平方成正比。因此，應選用阻值較小的繞組，可采用銅芯變壓器。
3.減少變壓器的能量損耗
�。�1）選用節(jié)能型變壓器，如S9、SL9及SC8等型油浸變壓器或干式變壓器，它們都是采用優(yōu)質冷軋取向鋼片，由于“取向”處理，使鋼片的磁疇方向接近一致，以減少鐵芯的渦流損耗：45度全斜接縫結構，使接縫密合性好，以減少漏磁損耗。選用銅芯變壓器，盡量降低變壓器電阻的繞組的電阻，增大通過電流。
�。�2）合理確定負載率，目前一般以75%～85%為宜。20世紀80年代，我們通常將變壓器負載率確定為50%，但事實上50%負載率僅減少了變壓器的線損，并沒有減少變壓器的鐵損，因此也不是最節(jié)能的措施。計及初裝費、變壓器、低壓柜、土建的投資及各項運行費用，又要使變壓器在使用期內預留適當的容量，變壓器的絕緣的使用年限滿負荷計為20年，20年后可能有更好的變壓器問世，這樣就可以有機會更換新的設備，才能使該建筑總趨技術領先地位。
（3）為減小變壓器損耗，當容量大而需要選用多臺變壓器時，在合理分配負荷的情況下，盡可能減少變壓器的臺數，選用大容量的變壓器。例如需要裝機容量為2000KVA,可選2臺1000KVA，不選4臺500KVA。
4.電動機節(jié)能
建筑電氣中的電動機都是與暖通、水道、建筑等工種的設備配套的，設計中可采用變頻調速器。變頻調速器在負載下降時，能自動調節(jié)轉速，使其與負載的變化相適應。采用這種方式可以提高電機在輕載時的效率，達到節(jié)能的目的。
另一種節(jié)能方式是采用軟起動器，軟起動器是按起動時間逐步調節(jié)可控硅的導通角，以控制電壓的變化。由于電壓可連續(xù)調節(jié)，因此起動平穩(wěn)，起動完畢，則全壓投入運行。此設備也可采用測速反饋、電壓到速度隨負載的變化而變化。該技術可用在電動機容量較大、又需要
頻繁起動的設備中（例如電梯）以及附近用電設備對電壓的穩(wěn)定要求較高的場所。因為它從起動到運行，其電流變化不超過3倍，可保證電網電壓的波動在所要求的范圍內。
5.照明節(jié)能
�。�1）選用優(yōu)質的電光源
科學選用電光源是照明節(jié)能的首要工作。節(jié)能的電光源發(fā)光效率高，每瓦電能發(fā)出更多的光通量。以鈉燈、金屬鹵化物燈為代表的高強度氣體放電燈(HID)具有發(fā)光效率高、耗電少、壽命長、透霧能力強和不銹蝕等優(yōu)點。鈉燈是近年來發(fā)展的高效節(jié)能新光源，分高壓鈉燈和低壓鈉燈兩種，光效為白熾燈的8~10倍，為高壓汞燈的2~2.5倍。它的壽命可達1萬~2萬h，電能至光能的轉換率可達30%。金屬鹵化物燈除具有上述優(yōu)點以外，其中的陶瓷金屬鹵化物燈則代表了高強度氣體放電燈的發(fā)展方向。陶瓷金屬鹵化物燈以其適合于商店的需要，尤其是適宜新鮮產品照明所需的高顯色性和兩種可供選擇的色溫的特點，成為了商業(yè)照明領域中最好的選擇之一。
�。�2）選擇節(jié)電的照明電器配件
各種電光源中均需要有電器配件，其中鎮(zhèn)流器就是一個高耗能器件。例如，以往廣泛的應用的直管熒光燈電感鎮(zhèn)流器，其自身功耗為光源功率的20%左右，這是一個相當高的比例，意味著40W的燈，其鎮(zhèn)流器就耗電約8W，其功率因數也只有0.5；而節(jié)能的電感鎮(zhèn)流器電能損耗率小于10％，更節(jié)能的電子鎮(zhèn)流器，電能損耗率只有3％―――5％，其功率因數能達到0.9。在量大面廣的照明設計中，采用節(jié)能電子鎮(zhèn)流器，節(jié)能的效果就非常明顯。
�。�3）選擇控制開關以充分利用自然光
自然光是免費的光源。充分利用自然光，就是要結合射入室內的自然光情況，合理地設置照明開關，使照明控制靈活、方便、合理。充分利用室內受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，起到節(jié)電的作用。
�。�4）合理地選擇照明方式
在滿足照度標準的條件下，為節(jié)約電能，應選用一般照明、局部照明和混合照明相結合的照明方式。例如，工廠高大的機械加工車間，只用一航照明的方式，要想害到精細視覺作業(yè)所要求的照度，在每個車床上安裝一個局部照明光源即可，這樣既滿足了照度要求，又達到了節(jié)電的目的。
�。�5）合理地選擇照度值
選擇照度是照明設計需要考慮的重要問題。照度太低，會損害工作人員的視力，影響產品質量和生產效率。不合理的高照度則會浪費電力。選擇照度必須與所進行的視覺工作相適應。
四、結束語
總之，建筑電氣工程的節(jié)能設計與應用在現實生活中是很有必要的，也是非常有意義的。建筑電氣的節(jié)能設計潛力很大，電氣設計人員應精心考慮、反復比較設計方案，在滿足功能需要的前提下，擬定各項技術指標，采取行之有效的節(jié)能措施，真正達到節(jié)能的目的。
參考文獻:
�。�1］何前愛.建筑電氣照明設計中的節(jié)能措施.民營科技.2008,(8).
[2]李宏毅.金晶編著．建筑工程電氣節(jié)能[M]．北京：中國電力出版社．2004．
[3]羅建華．建筑電氣設計中的節(jié)能措施[J]．建筑與設計，2007
