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摘要：本文根据节能设计的要求及建筑电气设计的特点，从供配电系统、照明系统、用电监测计量及控制系统、可再生能源四个方面对电气节能设计要点进行了探讨和研究。
关键词：建筑电气；节能
0引言
电能作为清洁高效的二次能源，在人们日常生活与生产经营中扮演着不可替代的角色。我国既是一个能耗大国，又是一个能源短缺的国家。据统计，我国的建筑能耗约占全国总能耗的1/4，电能消耗又在建筑终端能耗中占有较大的比重。因此降低电能消耗、提高电能利用率，对国民经济发展有着重要的意义和深远的影响。
1建筑电气节能设计的前提及目的
建筑电气节能设计应该以满足建筑使用功能，保证建筑设备及系统正常运行为前提，在设计阶段合理选择节能设备、材料和技术，综合考虑实际的经济效益、投资回收及运维费用。不应单纯为了节能而节能，盲目增加投资，为了节能效果刻意选用高耗能生产的节能材料。应合理优化设计以达到提高电能利用率，有效控制、降低建筑电能消耗的目的。
2建筑电气节能设计的要点
1）供配电系统
供配电系统的电能消耗主要集中在变压器和线路上，在设计阶段对变压器和线路两方面分别采取节能技术措施，可以有效的降低供配电系统能耗。
a）变压器
变压器的损耗主要为有功损耗和无功损耗，其中有功损耗又分为负载损耗（铜损）和空载损耗（铁损）。
变压器的负载损耗（铜损）约占变压器有功总损耗的70%~80%，它与导电率系数、电流密度、导线质量、负载率等因素有关。变压器的空载损耗（铁损）约占变压器有功总损耗的20%~30%，它与变压器的铁芯材料、质量及工艺等因素有关，空载损耗不随负载的变化而变化，是变压器的基本参数之一，因此降低空载损耗对于长期连续运行的电力变压器而言，具有相当重要的意义。
低损耗、节能高效的新型变压器近年来在我国逐渐被推广应用，其在保证变比前提下，通过提高匝间电压减少线圈匝数、改善绝缘结构减小线圈尺寸来降低导线质量。通过选用高导磁优质冷轧晶粒取向硅钢片、改进铁芯结构和制造工艺，来降低铁芯材料损耗和铁芯质量。具有高效率、轻质量、低损耗等优点。
变压器一、二次绕组所产生的有功、无功损耗均与变压器的负载率有关，因此设计应根据项目特点合理配置变压器台数和容量，确定合适的负载率，保证变压器工作在经济运行范围，优先选用低损耗、节能高效的新型变压器，以达到变压器节能的目的。
b）三相平衡
当变压器三相不平衡时，负荷较大的一相绕组负荷电流过大，会使绕组过热导致铜损增加，缩短绕组寿命；还会由于磁路不平衡，产生大量零序漏磁通，经过变压器箱壁、夹件等部件使其严重发热，造成变压器杂散损耗增加。因此设计需要合理选择单相负荷的相位，照明、插座等同一类型的单相负荷不集中于同一相上，使三相尽量平衡。
c）减少线路功耗
线路功率损耗由电流通过线路电阻产生的有功损耗和通过线路电抗产生的无功损耗两部分组成。因此降低线路功耗的最直接方法就是减小线路单位长度阻抗和减少供电距离。在设计中将变配电所位置尽可能选取在负荷中心，靠近电气竖井，合理规划线路敷设路径，避免回供，适当增加长距离供电线路的导线截面，以减少配电线路功率损耗。
d）无功补偿
无功补偿原因：在电力系统中，异步电动机、变压器等许多工作需要励磁的设备都要从电力系统中吸收感性无功功率来励磁工作，另外输电线路上的分布电容也会产生容性无功功率，吸收感性无功功率。而在电力系统中，发电机是唯一的有功源，也是基本的无功源。如果只靠发电机来提供无功功率，是远远不够的，而且也会因为无功功率的传输而加重电网负荷，使电网损耗增加，系统电压下降。故需要对消耗无功功率的设备就地或者就近补偿。
无功补偿原理：电流在电感元件中作功时，电流滞后于电压90°；而电流在电容元件中作功时，电流超前电压90°。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180°。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，就可以使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小。因此把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。
无功补偿的意义：提高用电设备的自然功率因数，降低发、供电设备容量，减少功率损耗，并以此减少投资。稳定电网及受电端的电压，提高供电质量，在长距离输电线路合适的地方设置动态无功补偿装置，还可以改善系统的稳定性，提高输电能力。在三相不平衡的系统中，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载，调整三相不平衡电流。
2）照明系统
照明系统是建筑电能主要消耗之处，照明节能设计应以保证视觉要求和照明质量为前提，从充分利用自然光、提高照明光能利用率以及合理设置照明控制三个方面进行节能设计。
a）在设计过程中，要对天然光源进行充分地利用，确定建筑自然采光的要求和采光的方式，将照明与采光较好的结合起来，采用灵活的照明布置方式，最大程度的利用自然光。
b）根据项目特点及功能要求，确定合理的照度标准、均匀度、眩光限制及光源的显色指数等相关照明质量，严格满足标准规定的照明功率密度限值（LPD）要求。选择合适的显色指数和色温，选用高效的光源、高性能、低功耗的灯具附件，选择荧光灯或高效气体放电灯时应配用电子镇流器或节能型电感镇流器。选用高光输出比的灯具。不采用间接照明或漫射发光顶棚的照明方式。在无人长期停留的场所，优先选用LED灯。
c）根据不同房间或场所的视觉要求、工作性质和环境条件，确定合理的照明控制方式，对不同光环境下的照明进行合理设置及管理，采取与自然光相协调的照明控制措施，比如采用采用分区、分组、定时、感应等节能控制装置或智能照明控制系统（随天然光照度变化自动调节人工光源维持需要的照度）等措施。
3）用电监测、控制及计量系统
按国家相关标准及地方现行标准设置计量装置及系统。对建筑照明系统、空调系统、动力系统以及特殊用电等能耗进行分项电能计量，分项计量数据可通过网络上传到该建筑的管理部门。
能耗监测管理系统应满足相关专业的工艺要求，对供配电系统、集中供冷（热）的空调系统、集中热水系统、通风系统等各个系统的工作状态进行监测和控制。以安全性、稳定性、开放性为原则，具有能耗数据监测与分析、预警与预报、能耗数据统计报表、能耗信息发布、能耗数据查询等功能，掌握建筑设备运行状态和能耗状态，根据需求有效的控制设备以达到节能效果。
4）可再生能源
太阳能光伏系统在将光能转换为电能的过程中，不会产生废气、振动、噪声等污染，同时也不会消耗燃煤等资源，是一种清洁、绿色电源。
在光伏的设计中，应结合建筑的使用功能、建筑结构形式，综合考虑发电效率、发电量、电气和结构安全、美观等因素，确定光伏系统形式，选用合适的组件材料，与建筑一体化设计，设计宜优先采用并网系统，采用转换效率、衰减率达到先进水平的产品组件。
3结束语
随着社会的进步，经济的发展，人们对于能源的需求越来越大。相应的，人们的节能观念也越来越强，节能技术的发展也日趋成熟。在建筑设计方面，设计人员必须将节能设计理念融入到设计全过程中，在满足业主需求的条件下，结合实际情况对项目各专业、各阶段进行分项节能设计，在设计阶段将节能要求切实有效的落实。
参考文献：
[1]张金凤.民用建筑电气节能设计要点分析[J].科技信息，2010（01）.
[2]万小洪.建筑电气设计中的节能措施[J].科技信息，2010（04）.
[3]杨彤.现代建筑电气节能设计[J].电气应用，2005（8）.
[4]工业与民用配电设计手册，第四版
[5]钢铁企业电力设计手册，上册.