摘要：我國經濟發展迅猛，大中型住宅社區、樓宇層出不窮。在建筑電氣設計中節能方面的措施運用能為節約能源起很大作用，民用建筑電氣設計中的節能措施雖然是一個小的環節，可它又是設計中不能忽略的重要環節。本文提出了一些建筑電氣設計中的節能措施，供同行參考。
關鍵詞： 建筑電氣;節能; 措施; 功率損耗
Abstract: the rapid economic development in our country, large and medium-sized residential community, building are endless. In the construction of electrical design of energy conservation in energy saving measures apply can play a large role, civil building electrical energy saving measures in the design of though is a small link, but it is design can't ignore important segment. This paper puts forward some construction of electrical energy saving measures in the design of, refers for the colleague.
Keywords: electrical building; Energy saving; The measure; Power loss
中圖分類號：TE08 文獻標識碼：A 文章編號：
1 建筑電氣節能的措施
1.1 供配電系統的節能設計根據負荷容量，供電距離及分布，用電設備特點等因素合理設計供配電系統，做到系統盡量簡單可靠，操作方便。變配電所應盡量靠近負荷中心，以縮短供電半徑從而減少線路損耗。合理選擇變壓器的容量和臺數，以適應由于季節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。
1.1.1減少變壓器的有功功率損耗
變壓器有功損耗的公式：
△Pb=Po+Pkβ2
式中：△Pb ——變壓器有功損耗(kW) ;
Po——變壓器的空載損耗( K W) ;
Pk ——變壓器的有載損耗( k W) ;
β——變壓器的負載率。
( 1 ) Po為空載損耗又稱鐵損，它是由鐵芯的渦流損耗及漏磁損耗組成的固定不變的部分， 它的大小隨著硅鋼片的性能及鐵芯的制造工藝而定。所以在建筑電氣設計中，應優先選擇節能型的變壓器， 如S11一R 、SL11一R及SGB11一R等油浸式變壓器及干式變壓器， 它們都是采用優質冷軋取向硅鋼片，由于”取向”處理，使硅鋼片的磁疇方接近一致，以減少鐵芯的渦流損耗;45°全斜接縫結構，使接逢密合性好，以減少漏磁損耗。
( 2 ) Pk是功率傳輸的損耗，即變壓器的線損，決定于變壓器繞組的電阻及流過繞組的電流的大小即與負載率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。當β=50%時，變壓器的理論能耗最小，但事實上，50%的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，此時變壓器并非最節能綜合考慮初裝費、土建投資各項運行費用和變壓器使用壽命，變壓器的負載率75—85%之間比較合適。
( 3 ) 當容量較大而需要選多臺變壓器時，在合理分配負荷的前提下，應盡可能減少變壓器的臺數，選用大容量的變壓器，以減少變壓器的損耗。
1.1.2 減少線路的能量損耗
由于線路上存在電阻，有電流流過時，就會產 生有功功率損耗。
有功功率損耗△P=3Iφ2R×10-3 (kW)
式中：Iφ——相電流( A)
R ——線路電阻(Ω)
在工程中，由于線路往往較長且縱橫交錯，線路的總有功損耗可能會很大。減少線路的能耗必須引起設計者足夠的重視。
線路的電流是不能改變的，要減少線路損耗，只有減少線路電阻。線路電阻R=p#FormatImgID_0#L/S，其中，p為線路電阻電導率p，L為線路的長度，S為線路的截面。因此，減少線路的損耗應從以下幾方面人手。
( 1 ) 應選用電導率p較小的材質做導線，優先選擇銅芯導線。
( 2 ) 盡量減少導線長度。首先變壓器應盡量靠近負荷中心，以減少供電距離;其次，線路盡可能走直線，少走彎路，以減少導線長度;第三，低壓線路應盡量不走或少走回頭線路，以減少來回線路上的電能損失。
( 3 ) 增大導線截面。首先對于比較長的線路除滿足載流量、熱穩定、保護的配合及電壓損失所選定的截面外，再適當加大一級導線截面。一般而言導線截面小70㎜2或者線路長度超過100m的回路增大一級導線截面是比較經濟科學的。
1.1.3 提高系統的功率因數，減少無功功率在線路的傳輸，以達到節能的目的
線路損耗的公式展開后如下列計算式：
△P=3Iφ2R×10-3=(P2R/UL2+Q2R/UL2)×10-3(KW)
式中：UL——線電壓( V) ;
P——有功功率( k w) ;
Q ——無功功率( k w) 。
公式中，前項P2R/UL2 。為線路上傳輸有功功率而引起的功率損耗，后項Q2R/UL2。為線路上傳輸無功而引起的功率損耗。有功功率是滿足建筑物功能所必須的，因此是不可變的。電氣系統的用電設備如電動機、變壓器、線路、體放電燈中的整流器都具有電感，會產生滯后的無功功率，需要從系統中引入超前的無功功率相抵消。這樣超前的無功功率就從系統經高低壓線路傳輸到用電設備，在線路上就產生了功率損耗，這部分損耗是可以想辦法改變的，其措施有以下幾種。
(1) 提高設備的自然功率因數，以減少對超前無功的需求。
在工程設計中，應優先考慮采用功率因數較高的同步電動機;熒光燈可采用高次諧波系數低于15%的電子鎮流器。
(2) 由于感抗產生的是滯后的無功，可采用電容器補償，因而電容器產生的是超前的無功， 兩者可以相互抵消，即Q=QLQC，因此采用電感鎮流器的氣體放電燈，安裝電容器，這就可減少系統經高低壓線路傳輸的超前無功功率，可以提高功率因數，同時也減少了無功的需求量。
(3) 無功補償裝置應就地安裝，減少線路上的無功傳輸損耗，達到節能的目的。
當前民用建筑電氣設計中，絕大部分采用變壓器低壓側或高壓側集中補償，這種做法僅減少了區 域變電站至用戶處的高壓線路的無功傳輸，提高了用戶處的功率因數而無功仍由變壓器低壓母線經傳輸線路輸送到各用戶點，低壓線路上的無功傳輸并未減少，那么無功補償也就達不到節能的目的。因此，日本東京電力公司的法規規定，容量達0.75kW的電動機端都要安裝30μf靜電電容器。
因此，對容量超過10kW的風機、泵等電動機端設置就地補償裝置，空調主機及冷凍泵、冷卻泵等在其附近設專用變配電所，可以集中補償。若供電距離超過20m時，最好也采用就地補償。
1.2 照明節能設計
由于照明用電量大，涉獵面廣，照明的節能潛力很大，主要應從下列幾方面著手。
(1) 適度控制照明功率密度。
《建筑照明設計標準》GB50034—2004規定了各種場所的照度標準、視覺要求、照明功率密度等。照明設計在滿足功能要求的基礎上，應適度控制照明功率密度，而不宜片面追求過高的照明標準。
(2) 采用高光效光源。表1列出了各種光源每瓦的光通量(Lm)。從表中可以看到低壓鈉燈、高壓鈉燈的光通量最高，但由于這兩種光源色溫低，光色偏暖，顯色指數40—60之間，顏色失真度大，只適用于道路和廣場照明，顯色指數60的高顯色性鈉燈可與汞燈組成混光燈，用于工廠及體育場館照明發光率很高的金屬鹵化物燈、三基色熒光燈及稀土金屬熒光燈，由于色溫范圍廣(3200～400OK)，光色選擇性好，因此除用作商場、展廳的照明外，還廣泛應用在車站的候車室、碼頭的候船室、航空港的候機樓以及作為舞臺的燈光照明等;一般熒光燈及稀土金屬熒光燈用作寫字樓、住宅的照明;熒光高壓汞燈、自鎮流高壓汞燈、鈉燈及三者相互組合的混光燈常用作生產廠房的照明。盡量不用或少用白熾燈。
1.3 電動機節能設計
減少電動機能損耗的主要途徑是提高電動機的工作效率和功率因數。在工程設計中，應選用高效率的電動機。因此節能措施只能貫徹在運行過程中。除了就地電容器補償以減少線路損耗外，主要是減少電動機輕載和空載運行，因為在輕載運行下電動機效率是極低的。切實可行的辦法是采用變頻調速控制電動機，使其在負載率變化時自動調節轉速，使得與負載變化相適應 以提高電動機輕載時的效率，從而達到節約電能的目的。
2 建筑節能的注意事項
(1) 在充分滿足、完善建筑物的使用功能的前提下，盡量減少能源消耗，提高能源利用率， 但不以簡化功能和降低功能要求為代價。即滿足照明的照度、色溫、顯色指數;滿足舒適衛生;滿足上下左右的運輸通道通暢無阻;滿足特殊工藝要求，如游樂場所的一些游樂設施的設備用電，展廳的藝術照明及動力用電等。
(2) 節能應按國情考慮實際經濟效益，不能因為強調節能而過高地消耗投資，增加運行費用。而應該是讓該部分增加的投資，能在幾年甚至更短的時間內用節能減少的運行費用進行回收。
(3) 節能的著眼點，應首先節省無為損耗的能量，盡量減少那些與發揮建筑物的功能無關的能量消耗，再考慮采取相應的措施節能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路的有功損耗都是無用的能量損耗;又如量大面廣的照明容量，采用先進技術成果使其能耗降低。
3 結束語
隨著全球化能源危機形勢的日益嚴峻，節能已經成為建筑電氣設計中的一個相當重要的原則，為了能夠實現節能，進行電氣設計時，必須根據電氣設計的原則采取有效的節能措施，當然，更重要的是我們每個人都應當具有強烈的節能意識，并將其具體到生活的各個方面，這樣才是最有效的節能手段。
參考文獻
[1]《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008
[2]《建筑照明設計標準》GB50034—2004
[3]《低壓配電設計規范》GB 50054-95
[4]《供電系統設計規范》 GB 50052-2009
[5]《電力工程電纜設計規范》 GB 50217-2007
[6]《并聯電容器裝置設計規范》GB 50227—2008
