关于建筑电气工程节能设计的探讨

郑欣

摘要：随着现代工业的迅速发展和人们生活水平的不断提高，民用建筑的电力能耗问题日益突出。如何节能降耗，成为民用建筑电气设计的焦点。本文结合建筑电气工程设计中的节能原则，节能途径，详细论述了建筑电气工程中节能设计的措施，可供同行参考。

关键词：电气工程；节能设计；原则；途径

0 前言

随着我国经济和社会的不断发展，对于能源的消耗急剧增加，能源问题成为了实现经济又好又快发展目标必须要突破的瓶颈。要解决能源问题，除了开发利用新的能源外，最基本的解决途径还是节约能源。因此，党中央国务院一直以来都非常重视节能问题，特别是今年，温家宝总理代表国务院在十一届一次人民代表大会上所做的政府工作报告中强调指出“更加重视节约资源和保护环境 ，“加大节能减排和环境保护力度 ，报告给各行各业提出了新的更高的节能要求，特别是二次能源--电能的节约。作为民用建筑电气工程专业人员除了做好旧网设施改造外，就是要把好新建项目电气设计的节能关。

1 建筑电气工程设计节能的原则

建筑电气节能应坚持以上三个原则，在建筑电气工程设计节能的过程中要贯彻适用、安全、经济合理、技术先进的原则。

1.1 优化供电设计，促进电能合理利用，在进行民用建筑工程电气设计时，既不能以牺牲建筑功能，损害使用需求为代价，也不能盲目增加投资，为节能而节能，首先考虑的是适用性，也就是能够为建筑电气设备的运行提供必需的动力，建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源；能够满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求 能够保证建筑电气设备对于控制方式的要求，从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。其次考虑的是安全性，电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定裕度，确保供电、配电与用电设备的安全运行；有可靠的防雷装置，防雷击技术措施；特殊功能要求的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施，按建筑物的重要性与火灾潜在的危险程度设置相应必要的技术措施。在满足民用建筑电气工程的适用性和安全性的基础上，采用先进的节能技术，优化供配电设计，促进电能合理利用。

1.2 提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗，在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各种能源的消耗。做到选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高能源的综合利用率。

1.3 合理调整负荷，选取合理的设计系数，提高负荷率和设备利用率设计时尽可能合理调整负荷，选取合理的设计系数，在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率，达到节约电能的目的。

2 建筑电气工程节能设计的措施

2.1 减少变压器的能量损耗

（1）选用节能型变压器，如s9、SL9及SC8等型油浸变压器或干式变压器，它们都是采用优质冷轧取向矽钢片，由于“取向 处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，以减少铁芯的涡流损耗，450全斜接缝结构，使接缝密合性好，以减少漏磁损耗。选用铜芯变压器，尽量降低变压器电阻的绕组的电阻，增大通过电流。

（2）合理确定负载率，目前我认为以75%～85% 为宜。20世纪80年代，我们通常将变

压器负载率确定为50%，但事实上50% 负载率仅减少了变压器的线损，并没有减少变压器的铁损，因此也不是最节能的措施。计及初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的容量，变压器的负载率应在75%～85% 为宜。这样可以做到物尽其用，因为变压器绝缘的使用年限满负荷计为20年，20年后可能有更好的变压器问世，这样就可以有机会更换新的设备，才能使该建筑总趋技术领先地位。

（3）为减小变压器损耗，当容量大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下，尽可能减少变压器的台数，选用大容量的变压器。例如需要装机容量为2000kVA，可选2台l000kVA，不选4台500kVA。

2.2 减少电能在线路传输上的损耗

由于电路上存在电阻，电流流过时，就会产生有功功率损耗。线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减小线路电阻。因此，减少线路的损耗应从以下几方面人手。

（1）选用电导率较小的材质做导线，铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。因此，在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。

（2）减小导线长度。① 线路尽可能走直线，以减少导线长度；② 低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失：③在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着干线倒送的现象。即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。

（3）增大导线截面。对于较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面。例如，建筑电气工程所增加的费用为M，由于节约能耗而减少的年运行费用为m，则M/m为回收年限，若回收年限为几个月或一二年.则应加大一级导线截面。一般而言，导线截面小于70mm ，线路长度超过100m的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给长期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻。

2.3 提高系统的功率因数，减少无功在线路上传输

为达到节能的目的系统中的用电设备，如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功相抵消，这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备，在线路上就产生了有功损耗，我们可以如下措施：

（1）注意提高设备自然功率因数。可采用功率因数较高的同步电动机，荧光灯可采用高次谐波系数低于l5% 的电子镇流器，采用电感镇流器的气体放电灯，单灯安装电容器等，都可使自然功率因数提高到0.85～0.95，这就可减少系统高、低压线路传输的超前无功功率。

（2）采用电容器就地补偿方式，消除感抗引起无功需求。在日本，东京电力公司的法规规定容量达0.75kW 的电动机端，都要安装30u F的静电电容器，以减少由于线路上传输无功而引起的有功损耗。在我国即将颁布的《工业与民用供电设计规范》中规定容量较大，负荷平稳又长期使用的用电设备的无功负荷宜单独就地补偿。

2.4 照明部分的节能设计

（1）采用高效光源。自熾灯过去用得最广泛，因为它便宜，安装维护简单，它致命的弱点是发光率太低，因此II前常被各种发光率高，光色好，显色性能优异的新光源取代。

（2）建筑物尽量利用自然采光。靠近室外部分的建筑面积，应将门窗开大，采用透光率较好的玻璃门窗，以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分的照明，可采用按照度标准检测现场照度，进行灯光自动调节。

3 结束语

以上仅是本人根据多年来的工作经验的几点心得，写出来供参考交流。借此机会本人也提一条倡议，希望每一个电气专业设计人员，都能够站在职业操守的高度上，严格把好设计环节能关，从源头上做好节能工作，为全社会的节能做贡献。

参考文献：

[1]龚国栋.《浅谈建筑电气设计的节能》[J].浙江建筑，2007

[2]李宏毅， 金磊.《建筑工程电气节能》[M].中国电力出版社，2004.