试论电气设计如何贯彻节能减排

任巍

摘要：本文根据节能建筑的设计要求以及电气设备运行的特点，从空调系统的节能，供电系统照明设计，照明节能设计，采用新能源等几方面进行了论述，提出了建筑电气设计中的节能技术措施。

关键词：电气设计;节能减排;措施

1.感应设备节能

在现代建筑物里，有大量的感应性质的用电设备，像变压器、气体放电灯，这些用电设备内部的整流器都是有电感的，在使用过程中会产生滞后的无功功率，这就需要从用电系统中引入一些无功功率来抵消，在节能设计上可以提高系统的功率因数，进而降低因无功功率而造成的电能损耗，达到节能的目的。

1.1 供配电过程中节能

在实际设计时，可以根据供电系统的负荷容量大小，供电距离的远近以及用电设备状态等因素，合理设计和选择供配电系统，尽量使供电系统操作简单，性能可靠。设计时，应将变配电所设在离用电中心近的地方，进而降低在电能传输过程中线路上的损耗;应根据现实的需要，合理地选择变压器的台数以及每台的容量，以便在不同的季节能灵活的投切变压器，降低由于轻载造成的电能损耗。

1.3 降低线路上的电能损耗

在配电线中，由于有电流通过，就不可避免的造成电能的损耗，为了减少此项电能的损失，可采取以下办法：①使用电阻率低的导线。电阻率最低的材料是银线，其次是铜线，但银线造价太高，所以在线路上尽量使用铜线，铝线有时也是不错的选择;②减小导线长度。在建筑电气设计中，要尽量避免导线走弯路，以便减少电路中导线的长度，配电所设计的距离最好离用电中心最近，以便降低导线的长度;③增大导线横截面。在建筑电气设计中，对于不可避免的使用较长的导线情况，可以在满足载流量以及保护配合等要求时，尽量选用横截面相对较大的导线。这样做虽然在最初安装过程中增加了线路导线的支出，但这么做可以减少线路中电能的损失，从长远意义上讲，还是相对经济的做法。

1.4 适当提高功率因数

在供配电系统中，应尽量提高功率因数，这么做可以减少线路中由于无功功率造成的电能损耗，进而达到节能的目的。在电力输送过程中有功功率要以满足建筑物使用为前提，这项是不可以更改的，但是，供电系统中的像发电机这样的用电设备，在使用中由于具有电感性，会引起滞后的无功电流，这在电力输送过程中就造成了线路中的功率损耗，但是，在设计时可以采取以下方法予以降低：①提高用电设备的功率因数。②可以考虑使用静电电容器。

2.暖通空调系统的自动控制

目前，暖通空调系统的自动控制基本上采用建筑设备自动化系统，简称BAS或BA系统。BA系统是智能建筑的特征之一，也是建筑节能的有效途径之一，节能效率达10%-30%。

系统接口节能设计：BA系统工程师应与暖通空调系统、强电系统工程师密切配合，以优化系统的接口设计。主要包括：检测参数与传感器的选择;风、水、蒸汽阀门管径的计算;电动调节节阀的流量特性选择;电力与照明配电柜㈤的一次、二次接线原理图设计;与独立运行控制系统的通信接口设计。

从整体上讲，暖通空调系统的自动控制应考虑下列策略：机电设备启停优化控制;变风量、变流量系统最优控制;冬夏季部分负荷时水泵分设控制;与冰蓄冷相结合的低温送风系统控制;参数设定节能控制，包括温度标准设定、焓值控制、利用室内C02浓度控制新风量等。

3.照明系统节能设计与光伏发电系统的应用

照明系统的能耗非常大，约占建筑总能耗的15%～30%。在住宅设计中，应采用如下系统设计节能措施：采用独立运行的二线制控制系统，如奇胜C—Bus2、松下全2线式控制系统等，这一系统独立运行，场景预设与亮度调节灵活，尤其适用于控制点多且功能要求较高场所;采用BA系统，将照明系统作为BA系统的一个子系统设计，这一系统适用于大空间场所的集中控制;荧光灯功率因数应补偿至0.9以上，根据应用场所特点选用节能型电感镇流器或电子镇流器;照明负荷为单相负荷，要尽可能平衡分接相序;利用采光板的昼光照明设计;应用声光结合控制装置及宾馆客房用节电装置。

太阳能属于可再生能源，其优点是减少污染、保护生态环境。目前，太阳能光伏发电系统应用场所主要包括：建筑物部分用电设备;环境照明，如庭院灯、草坪灯等;道路照明、体育场照明等。系统设计时应考虑的主要因素：用电负荷的性质、大小及每天工作的时间;系统输出的电压等级;阴雨于气时系统连续工作时间;建筑物所在区域的太阳能辐射量和日照时间;太阳能电池板的安装位置和抗风荷载的措施。

4.供配电系统节能设计与合理选择变压器

优化用电负荷计算与负荷分配，选择最佳变压器负载率，从而降低变压器容量，减少变压器损耗;采用集中或分散方式进行无功补偿，提高低压侧功率因数，使其大于0.9，减少变压器损耗及配电线路损耗;合理确定配电点位置，配电间或配电柜应靠近负荷中心，从而减少电压损失与电能损耗;控制各类非线性用电设备所产生的高次谐波。降低高次谐波值，减少变压器、电动机、线路等的电能损耗;采用峰谷调节能量控制。变压器作为配电系统的基本设备，其损耗大约占总耗量的6%，主要分为铁耗和铜耗，铁耗又称为空载损耗，与负荷大小无关，仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关，故一般来说，最好选择节能型变压器。铜耗与负荷的大小有关，故在选择变压器的容量和台数时，应根据负荷运行的时间性变化，相应的选择变压器的运行参数与台数，尽量减少不必要的损耗。

节能的着眼点，应是节省无为损耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物的功能无关的，再考虑采取相应的措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路的有功损耗都是无用的能量损耗。节能措施还应该贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。建筑节能涉及多专业技术及其融合，如建筑设计、建筑维护结构、暖通空调系统、热水和照明等多方面问题。电气设计是建筑节能内容之一，目前有关建筑节能的标准，包括强制性条文规定已经相继公布，但节能设计的理念淡薄，有效措施掌握不够，设计中节能措施应用较少。

参考文献：

[1] 马利辉.浅谈建筑电气设计安装过程中常见的问题与预防[J].黑龙江科技信息.2011（07）