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浅谈建筑电气设计中的节能性措施

摘要：本文从建筑电气设计的几个相关环节，即建筑中的供配电系统、变压器，照明方式及其控制、照明产品的节能入手。结合民用建筑设计的特点阐述了建筑电气节能措施的应用和选择。

关键词：建筑电气设计节能措施供配电系统

随着社会的日益发展，能源消费是当今我国面临的一大难题，能源资源相对短缺，然而能源浪费却相当严重。作为二次能源的电能供需矛盾近年来越来越突出，能源的缺乏已严重制约着国民经济的发展。如何合理地利用能源，降低能耗，提高经济效益，对促进国民经济发展具有十分重要的意义。本文就建筑电气设计中的节能措施进行了一系列探讨。

1合理设计供配电系统

（1）根据负荷容量、供电距离及用电设备分布特点等因素，合理设计供配电系统和选择供电电压。供配电系统应尽量简单可靠。同一电压供电系统变配电级数不宜多于两级。

（2）合理选择供电电压。根据负荷情况合理选择变压器容量、台数，其接线应能适应负荷变化时，按经济运行原则灵活投切变压器。同等情况下，电压越高，损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220／380 V，但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了达到节能目的，可以选择10(6)kV的制冷设备。（3）变电所应靠近负荷中心，低压配电间应靠近电气竖井，合理分布供电网络，使低压供电半径控制在100 m以内，供电线路的电压损失满足规范的允许值，减少线路电压损失，提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。

（4）配电设计时尽量使三相负荷达到平衡，最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115％，最小相负荷不小于平均值的85％。可采用移相平衡法或容抗平衡法来改善系统的平衡，以减少因不平衡带来的最大相的多余损耗。

2合理设计节能变压器

据有关资料统计，变压器总电能损耗占总发电量的2％一3％，因此，节能变压器的使用更为重要。变压器经历了由油浸式变压器转向干式变压器的发展过程，如今具有损耗低、重量轻、噪声低、效率高、抗冲击、节能显著的新型变压器也已产生。如s10型的干式变压器与s9型的干式变压器相比，空载损耗平均降低8％，负载损耗平均降低5％。变压器噪声水平下降7～10 dB，而且价格与s9型相当，可以作为当前通常项目设计的首选型号。减少变压器的有功损耗按下式计算：

△P=P0+β2Pk

式中：△P-变压器的有功损耗(KW)；P0-变压器的空载损耗(KW)；Pk-变压器的短路损耗(KW)；β-变压器的负载率。

（1）P0作为变压器的空载损耗又称铁损，它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成，其值与铁芯材料及制造工艺有关，与负荷大小无关，所以在选用变压器时最好选择节能型变压器如S9，SL9，SC8等。它们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，减少铁芯涡流损耗，45°全斜度接缝结构使接缝密合性好，减少了漏磁损耗。

（2）Pk是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损，它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，并与负荷率平方成正比。因此在选择变压器时应选用阻值较小的绕组，如铜芯变压器。Β2P K用微分求它极值时，是在β=50％时

每千瓦的负荷，此时变压器的能耗最小，但在β=50％负载率时仅减少变压器的线损，并未减少变压器的铁损，因此也不是最节能的。综合初装费，变压器、高低压柜、土建投资及运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的余量，变压器最经济节能运行的负载率一般在75％-85％之间。

（3）在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内。

3合理选择供电线路和导线截面

根据建筑的规模、用电负荷性质及容量，使电气间位置合理的靠近用电负荷中心，减少供电半径、减少电能的损耗。据统计，照明线路的损耗约占输入电能的4％左右，影响照明线路损耗的主要是供电方式和导线截面积。在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标的前提下，应按经济电流密度合理选择电缆及导线的截面，从降低电能损耗、减少投资等方面综合进行选择。按经济电流密度合理选择导线截面。

一般按年综合运行费用最小原则确定经济电流密度。①尽量选用电阻率P较小的导线，如铜芯导线较佳，铝线次之。②尽可能减少导线长度，在设计中线路应尽量走直线少走弯路，另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心，以减少供电半径。③增大导线截面积，对于较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的前提下，在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用，由于节约能耗而减少了年运行费用，从而达到节能、经济的目的。

4合理选择照明方式和节电型产品

照明方式分为：一般照明、局部照明和混合照明。在满足标准照度的条件下为节约电力，应视具体情况适当选用一般照明、局部照明或混合照明方式。

4.1照明控制方式的选择

（1）根据照明使用频繁程度，可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。对病房、卧室、客厅等床点位置及餐厅、酒吧、舞厅，可考虑设置调光开关；旅店客房采用节电钥匙开关；公共场所及室外照明可采用程序控制式光电自控装置；路灯宜分组控制，推荐采用夜间节能控制方式；走道、楼梯、雨蓬、卫生间及其他人员停留时间较短可设置定时开关。

（2）目前较常见的灯具定时开关有：触摸式延时开关、声光控延时开关、红外式延时开关等。①灯具控制开关控制的光源数量不宜少于2个(单灯具除外)，但控制控制的光源数量也不宜太多。②灯具按与侧窗平行分别控制。③对部分光源实施：声、光控制，或全夜、半夜控制。

4.2照明光源、灯具的选择

（1）根据光源的光效、色温、显色指数、寿命和价格选择高效节能型光源，即选择每瓦输出的光通量高的光源。如：T系列细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯(节能灯)、HID好(高强度气体放电灯)、LED灯(发光二极管)。

（2）灯具附件的选择，主要是指镇流器的选择。《建筑照明设计标准》中规定：自镇流荧光灯应配电子镇流器；直管形荧光灯应配电子镇流器或节能型电感镇流器；高压钠灯、金属卤化物灯应配节能型电感镇流器；在电压偏差较大的场所。宜配恒功率镇流器；功率较小者可配电子镇流器。

5结束语

建筑电气的节能设计无论是供电系统或用电设备，都存在着巨大潜力。为实现“节电能、降电耗”的目的，在建筑电气设计中应正确设计供配电系统，选用节能型电气产品等，设计行之有效而又切实可行的节能措施，实现供配电系统及用电设备的经济运行，从而达到真正节约电能的目的。