建筑电气节能技术范文

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关键词：

建筑电气；节能；应用

随着经济的发展，工业的不断繁荣，人们的生活水平也在不断提高。与此同时，能源的消耗也就急剧增加,。而电能是能源浪费的一个主要形式，因此，建筑电气节能技术的发展就显得尤为迫切。通过介绍建筑电气在技能设计应遵循的一些原则以及介绍在安装过程中的一些问题，最后分析在建筑电气节能中几种主要的措施的应用。

1建筑电气在技能设计应遵循的一些原则

1.1建筑电气在设计时一定要注意满足建筑各方面的使用需求。

在进行电气节能技术的运用时，建筑物在设计时各方面的使用需求如照明、温度、采光、舒适程度等这些情况的影响都是十分重要的。因此，技术人员在进行电气节能设计时，一定要尽可能地考虑到建筑物各方面的使用需求。既能满足建筑物在不同情况下对于照明度、温度、以及显色指数等参数的不同要求，也要满足相关的技术要求，并尽可能地节约成本。

1.2要注意不能投入过多不必要的资金。

在进行建筑电气节能设计时，技术人员要根据建筑设计运行中实际的资金合理使用资金，不必要的投入和不必过多资金的投入都应避免。尽量做到最有效地利用资金，防止不必要的资金浪费，能够保证对于建筑电气节能技术的资金投入在短期内就能收回。

1.3选取最佳的节能设备。

在进行建筑电气节能设计前，技术人员要提前做好对节能设备的了解，充分、全面理解其原理、性能和效果。然后在进行节能设备的选用时，做到最大限度的节约资金，且不影响节能技术各方面参数的运用。运用经济学原理，从技术经济上进行全面的比较，与要实施节能技术的建筑实际情况进行有机结合，选择最佳的节能设备。做到以最少的资金，完成最大限度的节能。

1.4尽量减少节能过程中产生的无用的损耗。

在建筑电气节能过程中，往往会产生一些跟节能毫无关系的无用损耗。这些损耗没有任何用处，只会带来不必要的浪费用处。在节能设计时我们应把能源充分利用在有效能耗上，对于在设计过程中遇到的与对建筑物电器节能无关的损耗，要尽量采取措施时这些无用的损耗最小。例如想办法进行无功补偿，尽可能地提高系统的功率因数，提高有用功率所占的比例，减小无用损耗的数量；尽量减小建筑负载的谐波，从而达到降低建筑物功率损耗的目的。

2建筑电气设计时遇到的一些常见问题

尽管电气节能技术在我国建筑电气安装运用中已经普遍使用，但是由于我国目前电气节能技术尚不成熟，仍然在电气安装过程中遇到许多问题。例如对于电气负荷的计算不够科学和有效以及对于用电数据的记录不够全面等都将影响到电气节能的质量，它将导致在建筑设计中的照明度与选择的照明光源不合理，进而只能使用较大的变压器。此外，我国现行的建筑节能设计标准及规则也未能全面地体现建筑电气节能措施，对于建筑物室内的电气设备以及照明工具都未能进行详尽的分析。一些声控或者光控开关未能在照明区域中设置，而设置照明工具的区域也存在着很多问题。众所周知，室外照明工具安装在环境较为多变和恶劣的室外，往往要受到许多不利因素的影响,稍有不慎就会对灯具的机械参数或照明参数造成影响，严重时便会导致事故的发生。而室外照明工具发生损伤，长期暴露于公共场所，极有可能对在室外活动的人们造成人身伤害，甚至电击致死，这是十分严重的。

3建筑电气节能技术的主要措施

3.1建筑照明工具上的电气节能设计。

在建筑的电气安装过程中，对于照明工具的合理选用往往能够大大提高节能效率、节约成本，尤其是当选用直接照明型的工具时，能够获得极好的效果；在不同使用情况下合理选用节能型荧光灯、LED灯、以及各种新型的节能设备，这样就能够提供正常的照明，而且在相同的照明情况下更加节约电能和资源；此外，在选择镇流器时适当选用节能型的电感镇流器，在相关条件允许的情况下选择电子镇流器，使得在相同的照明情况下，更加节约资金和资源，并且降低了电能的损耗。此外，在对建筑照明系统进行节能设计时还要充分的考虑到建筑物对照明情况的要求，尽可能使设计出的结果能够达到建筑物要求的水平，对于建筑物的结构以及风格等诸多情况不同的情况，技术人员应灵活应对，对不同建筑物采取不同的节能措施。例如采取分区控制的方法对面积较大的建筑物进行节能设施的安装，对于一些只在特定时间才需要照明的建筑物区域，可以对照明系统采用时间控制等措施，在特定时间进行照明，从而提高了使得照明系统更加便捷和高效。

3.2对电气设备的合理使用。

建筑电气的安装过程极其复杂，它不仅仅是单一的安装，还要与其他许多相关工位配合，在其他相关专业的协调辅助下，完成一整套的安装操作。由此可见，在建筑电气设备的安装中，合理的选择和使用电气设备将起到十分关键的作用。设计人员在进行建筑电气安装时，合理地使用电气设备将大大地节约能源。例如，运用变频手法来控制空调箱的送风量，这样运行出来的空调，不仅能够满足室内正常通风的要求，还使室内空调的负荷情况保持在正常的情况下，由此而达到了节约能源的目的。

3.3对变压器的合理选用。

在供配电系统的正常工作中，变压器起着十分重要的作用，因此，选择合适的变压器对于建筑电气设备的安装也是极其关键的。铁耗和铜耗时变压器在工作过程中两种主要的能量损耗形式，因此在选择变压器时，我们重点依据这两点为原则来对变压器进行选择。为了防止铁耗，我们一般选择节能型变压器来避免;而对于铜耗，由于铜耗的产生与铁耗不同，它是由于负荷的大小而引起的，因而在选择变压器时要根据变压器运行过程中负荷随时间变化而该发生改变的具体规律来合理选择最为合适的变压器。此外，为了达到最佳的节能水平，一般要确定变压器的数目和在不同位置安放变压器的数目。

3.4合理采光，尽量地减少电能的使用。

不使用照明设备，最大限度的使用自然光来进行建筑物的照明是最为有效的节能方法。当然这种方法的可行性太低，而在降低照明系统消耗的过程中我们加大对自然光的使用，这是最为有效的措施。通过扩大建筑物门和窗户的尺寸、在不影响建筑物美观的基础上，尽可能地增加建筑物窗户的数量，保证建筑物采集的自然光源足够多，这样就大大降低了电能的使用，从而达到了节能的目的。结束语总之，建筑电器节能发展到今天，仍然存在着许多的问题，它仍有很大的发展空间。在为人们提供舒适生活空间的同时,又能节约资源，解决资源大量损耗的现状，是每个设计人员都应当面对和思考的问题。

作者：王鲲鹏 单位：黑龙江飞天建设工程总承包有限责任公司

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1电气节能设计应遵循的原则

电气节能设计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｡因此,电气节能设计应遵循以下原则:

(1)适用性｡就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源,为建筑设备运行提供必需的动力,按照用电设备对于负荷容量､电能质量与供电可靠性等方面的要求,来优化供配电设计,促进电能合理利用｡

(2)实际性｡要充分考虑实际经济效益,合理选用节能设备及材料,使节能增加的投资能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用收回｡

(3)节能性｡应考虑采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗,比如电气设备自身的电能消耗,传输线路上的电能消耗等等｡这应该是节能的着眼点｡

2电气节能设计技术的合理利用

2.1照明部分的节能

因建筑照明量大而面广,故照明节能的潜力很大｡在满足照度､色温､显色指数等相关技术参数要求的前提下,照明节能设计应从下列几方面着手:

(1)采用符合要求的照度标准｡各类建筑按照《建筑照明设计标准》要求选择合理的照度标准｡同时对要求照度较高的场所尽量采用混合照明方式,突出重点部分｡

(2)使用高效光源｡采用T5､T8直管荧光灯,小功率陶瓷金属卤化物灯等｡

(3)选用合理的照明灯具｡选用效率高,易清扫和换灯的照明灯具｡

(4)充分利用太阳光｡通过外窗利用天然光;适部位采用太阳能灯;利用太阳光采光技术｡

(5)考虑照明环境｡照明环境装修多考虑浅色､光泽的表面,可增加光反射,无论天然光还是人工照明光,均可提高照度｡

2.2合理设计供配电系统及线路

根据负荷容量,供电距离及分布,用电设备特点等因素合理设计供配电系统,做到系统尽量简单可靠,操作方便｡变配电所应尽量靠近负荷中心,以缩短配电半径减少线路损耗｡合理选择变压器的容量和台数,以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器,实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗｡

配电系统节电有多种途径,一种为采用高科技的瞬流抑制专用快速开关元件的组合,有效过滤电网电路中的瞬流浪涌,保护末端设备不受其影响或损坏;减少由此引起的用电设备能耗的增加,提高设备的运行效率,降低运行成本和设备维护费用,延长设备的使用寿命,具有节电和保护设备的双重功效,另一种为分相智能无功补偿｡

2.3提高系统的功率因数

(1)正确设计和选用变流装置,对直流设备的供电和励磁,应采用硅整流或晶闸管整流装置,取代变流机组､汞弧整流器等直流电源设备｡

(2)限制电动机和电焊机的空载运转｡设计中对空载率大于50%的电动机和电焊机,可安装空载断电装置;对大､中型连续运行的胶带运输系统,可采用空载自停控制装置;对大型非连续运转的异步笼型风机､泵类电动机,宜采用电动调节风量､流量的自动控制方式,以节省电能｡

(3)条件允许时,采用功率因数较高的等容量同步电动机代替异步电动机,在经济合算的前提下,也可采用异步电机同步化运行｡

2.4建筑电气新技术的应用

为解决传统节能技术能源浪费大的问题,新一代建筑电气技术正在试图采用各种先进的控制方式对传统建筑电气设备进行有效的控制｡

另外,通过中控电脑则可监视和控制整个建筑的灯光､遮阳及空调设备,同时可以看到各区域､各房间的实际温度,并可设定各房间可调节温度的上下限;通过定时则可对定时上下班场所的灯光!空调､窗帘等进行定时控制｡所有这些措施都可以达到节能的目的,有效地降低建筑电气的能耗｡

民用建筑的节能潜力很大,建筑电气设计应充分考虑选择高效率的节能设备,应用先进的设计技术,按照节能标准进行设计,为人们提供健康､舒适､安全的居住､工作和活动空间｡

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Abstract: The design of building electrical energy is directly related to the whole building construction and operation of the project, it is throughout the entire decision-making, design, construction, settled part of the process, it can be said to be a key project of the construction design phase. This paper write start from the construction of electrical energy-efficient design principles, methods, measures, and take a simple analysis of building electrical energy-saving technologies.Key word: electrical construction, energy-saving methods; measures

中图分类号：TU29 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）02-

能源是人类赖以生存的基础，现在整个人类都处在能源短缺与环境恶化的巨大压力之中。因此，只有合理使用能源，减少能源浪费，减少环境污染，才能营造一个良好的生活环境而努力。节能减排，绿色低碳已经成为全球范围内的焦点。在我国，建筑电气部分的能耗相当可观，建筑电气节能降耗在我国今后发展中已是大势所趋，如何实现建筑电气节能迫在眉睫。

一、建筑电气的概念

建筑电气是以建筑为平台，以电气技术为手段，在有限空间内，为创造人性化生活环境的一门应用学科;狭义的解释是：在建筑物中，利用现代先进的科学理论及电气技术(含电力技术，信息技术及智能化技术等)，创造一个人性化生活环境的电气系统，统称为建筑电气。这里谈及的“电气技术”主要由电力技术、信息技术及各类楼宇智能技术等综合而成。

二、建筑电气节能设计的原则

1、适用性原则

就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供的必要能源，为建筑设备运行提供必需的动力，按照用电设备对负荷容量、电能质量、供电可靠性等方面的要求，来优化供配电设计，促进电能合理利用。

2、节能性原则

建筑电气设计是整个建筑工程没计的一部分，设计过程中要与有关建筑、结构、给排水、暖通、动力和工艺等工种密切协调配合。节能的着眼点，应考虑采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗，首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关，再考虑采取什么措施节能，宜采用先进技术使其能耗降低。设计还应结合实际情况，积极采用先进技术，正确掌握设计标准。对于电气安全、节约能源、环境保护等重要问题要采取切实有效的措施;设备布置要便于施工和维护管理;设备及材料的选择要综合考虑。

三、建筑节能设计的方法

1、照明节能技术的应用

照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求和照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损耗，从而最大限度地利用光能。光源的选择应根据使用场所的不同，合理选择光源的光效、显色性、寿命、启动点燃和再启动时间等光电特性指标。一般房间优先选用荧光灯，在显色性要求较高的场所宜选用三基色荧光灯、稀土节能荧光灯、小功率高显色型钠灯等高效光源。高大房间和室外场所的一般照明宜采用金属卤化物灯、高压钠灯等高效长寿命气体放电光源。

2、选择恰当的照明方式或装置

选择恰当的照明方式或装置也是一种可行的节电方法。根据照明使用的要求，分别采用各种节能型开关，如病房、卧房可采用调光开关;室外场所和公共场所得照明则可采用光电、声控开关;走道、走廊等场所可采用节能声控开关。当使用者需要时才开启照明，这样就可以尽可能地减少不必要的开灯时间、数量和过高的照度，以有利于照明的节能。

3、合理选择照明电路控制方式

自然采光是绿色环保的照明方式，也是照明节能的重要途径之一，电气设计人员应综合考虑利用自然光和室内照明的有机结合，选择理想的照度标准值，尽量少用一般照明，可考虑非均匀照明、混光照明以及其它灵活的照明系统的综合运用，使灯光充分得到利用，从而达到节能的目的。

4、科学合理地利用太阳能照明技术与产品

太阳能是无处不有、取之不尽、用之不竭的清洁能源。太阳能照明技术的开发利用，可节省资源，减少废气排放，减少对地球资源的使用和破坏，保护地球环境。此外，太阳能照明技术通常利用太阳能光伏发电系统，将入射的太阳辐射能直接转换为电能，提供给照明负荷。科学合理地利用太阳能照明在节能、环保方面具有重大的意义。

四、建筑电气节能设计的措施

照明系统、动力系统、供配电系统是建筑物用电最主要的三大块，我们根据这三大系统的各自特点来一一阐述建筑电气节能在设计时的应对对策。

1．照明系统的节能措施。

照明系统，可谓是与消费者最为息息相关的电气系统之一，消费者眼能看到、手能触到、通过电表的显示也能直接了解到电能的消耗量。同时，照明系统也是电气设计中涉及面较广的一个部分，它涵盖了房屋内部、通廊过道、小区内外部等。对照明系统的节能设计，旨在保证人们可视度和视觉舒适度的要求，并且在保证照明器材质量的前提之下，尽可能降低照明系统内对光能的无谓损耗，最大限度地利用好光能。

照明系统的节能可以有以下几种途径：

（1）要选择相对高效的光源来进行设计。

按照照明设计的规范文件，对各个不同场所的照度标准、照明功率密度、视觉要求等进行严格控制，从另一个角度来说，控制好照明规范的各个条款，就是要从单位面积上限制好安装灯具的功率消耗。

（2）照明方式的选择很重要，要做到合理与便捷。电气设计人员与建筑物设计人员是紧密相关的，电气设计人员在设计时一定要参考建筑物的整体规划和窗体朝向等进行节能的安排，必要时候，可以对建筑物设计人员提出相关意见与建议。自然光是最为有利于身心和日常生活的可再生能源，有效利用自然光，可以帮助施工单位大大减少电气能源的消耗。设计人员要注重自然光与室内照明的合理结合，既能保证人们的日常用光，又能有效节约照明设备的使用与供应。同时，根据自然光所能达到的光照效果，设计合理适用的灯具照度，在自然光效较好的建筑群中，可适当减小照明设备的照度，从而降低能源消耗。另外，所自然光照位置、强度等，可以适当地分区安排照明设备，不均匀布光或者使用混光照明。

（3）注意照明控制方式的设计。设计人员可以根据布光的不均匀程度，适当增加照明控制开关，减少消费者全光照明的机率，通过照明设备开关引导使用者哪里用光就点这哪里，有效减少发光设备的同时使用数量。另外，根据建筑物的不同设计不同类型的开关，以便整体控制。比如在学校、宾馆、体育馆等地，可以对走廊、公共活动区域的照明进行统一布控，使用同一开关进行控制，设专人根据天气情况或时间变化进行光照控制，减少光能的浪费。

（4）电气附件的选用也要节能。日常施工和设计过程中，相关人员更关注于照明灯具的节能减耗，却忽略了电气附件也是耗能过程中的一个重要环节。以小见大，电气附件的日常耗能积累起来，也是一笔不小的数目。一般而言，荧光灯的电感镇流器功率为灯管额定功率的20％，而相比之下，高强度气体放电灯(HD)的电子镇流器则仅为灯管额定功率的15％左右。更实际的是，气体放电灯的电子镇流器要比荧光灯的电感镇流器更为轻巧，并且噪音小、无频闪、升温速度也慢。比较下来，电子镇流器的节电能力要远远大于电感镇流器，因此在选用气体灯具的地方，选装电子镇流器更为实用节省。

2．动力系统的节能措施。

电动机是动力系统的动力源泉，无论是家电还是大型电力设备的使用，都离不开电动机的使用。电动机的电力消耗是相当大的，如果在电动机的运转与用电上节约能源，则可以为建筑电气节能提供更具成果性的帮助。要想减少电动机的耗能，最好从提高其工作效率上入手。可以考虑采用以下几种方法：

（1）根据电动机的不同负荷特征来选择使用型号。要根据施工环境对电动机负荷需求进行评估，避免选用负荷过大或过小的电动机型号。

（2）积极选用高效率的电动机。尽可能地减少电动机的空载和负载消耗，提高工作效率。

（3）改进电动机的控制方式，提高其在运行过程中的效率。比如交流电动机可以选用变频调速的方式，或者是在压缩机、电梯等机械设备上使用变频器等。另外要注重产品质量的控制，保证电能消耗的计算与实际应用符合。

3．供配电系统的节能措施。

这主要提在运输、转换等过程中进行节能减耗的方法。主要有以下途径：

（1）慎重选用供电电压。在相同的供电情况下，电压越高，电能的损失越少。

（2）选用简单的供配电系统，选购时注重产品质量。

（3）变压器容量选择合理，变压器使用数量据实际建筑物所需采购，不可浪费，也不可缺少。

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目前全世界都存在能源短缺，而我国又是一个能源消耗大国，每年要从国外进口大量的石油和天然气等，我国人均资源和能源相对贫乏，不到世界人均水平的一半，而我国能源利用率又低，大约为30%。我国单位建筑面积能耗相当于发达国家的2-3倍，由此可见节能工作潜力很大节能工作又关系到技术进步和缓解能需矛盾，是支持国民经济迅速发展的重要一环。本文对有效的建筑电气节能技术措施作了探讨。

一、照明系统的节能措施

1、充分利用天然光源

照明节能工程中一个较为主要的内容是如何充分利用天然光源，随着人们对能源和环境保护的日益关注，建筑物中如何充分利用天然光源来节约照明用电已引起广泛重视，天然光源是取之不尽，用之不竭的能源，在照明节能的实施工程中，应当充分加以利用，制定建筑物的采光标准，确定采光方式，将采光和照明有机地结合起来，白天尽可能地利用天然光源，使建筑物内获得稳定的光照条件 同时，室内引入阳光，既能大大节约照明能耗，亦有助于提高室内温度，对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义

目前应用的方法主要有：①导光管法， ②采光搁板，③反射高窗，④棱镜窗。

2、高效的照明控制系统设计

照明控制是照明设计中一个重要的内容，是照明设计基础理论的一部分，与灯具，光源一样是照明节能实施中不可缺少的。主要体现在以下两个方面：

①能营造良好的光环境，通过控制光环境来划分空间，同一空间中可创造出不同的环境氛围，体现了照明环境的舒适性

②可节能，使用者需要时才开启照明，尽可能减少不必要的开灯时间 数量和过高的照度，以有利于照明的节能 虽然我国现有的照明设计标准几乎没有照明控制的具体内容，对照明控制也没有给予应有的重视，但工程设计人员应当充分认识到它的重要性。

3、科学合理地利用太阳能照明技术与产品

其一，太阳能是“无处不有，取之不尽，用之不竭”的清洁能源，太阳能照明技术的开发利用，可节省资源，减少废气排放，减少对地球资源的使用和破坏，保护地球环境，科学合理地利用太阳能照明在节能，环保方面具有重大的意义，其二，太阳能照明技术通常利用太阳能光伏发电系统，将入射的太阳辐射能直接转换为电能，提供给照明负荷。

二、合理设计供配电系统及线路

根据负荷容量及分布、供电距离，用电设备特点等因素，供配电系统应尽量简单可靠，配电级数不宜超过三级。

由于一般工程的干线、支线等线路总长度动辄数万米，线路上的总有功损耗相当可观，所以减少线路上的损耗必须引起足够重视

①选用电导率较小的材质作导线。铜芯最佳，但又要符合节约用铜的原则。在负荷较大的一类，二类建筑中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中可采用铝芯导线。

②减少导线长度L。变配电所应尽量靠近负荷中心，低压配电室应靠近强电竖井，缩短线路供电距离，减少线路损失。

③增大线缆截面。对于比较长的线路，在满足载流量、动热稳定、保护配合，电压损失等条件下，可根据情况加大一级线缆截面。一般来说，当线缆截面小于70mm ，线路长度超过100mm ，增加一级线缆截面可达到经济合理的节能效果。在供配电系统的设计，积极采取上述各项技术措施，就可能有效减少线路上的电能损耗，达到线路节能的目的。

三、提高系统的功率因数

供电部门一般要求用户的月平均功率因数达到0.9以上。当用户的自然总平均功率因数较低，单靠提高用电设备的自然功率因数达不到要求时，应装设必要的无功功率补偿设备，进一步提高用户功率因数。

在线路的电压U 和有功功率P 不变的情况下，改善前的功率因数为COφ1，改善后的功率因数为COSφ2，输电线路导线每相电阻为R，则三相回路实际减少的功率损耗为：

另外，提高变压器二次侧的功率因数，由于可使总的负荷电流减少，变压器的铜损减少，并能减少线路及变压器的电压损失。提高系统的功率因数，使负荷电流减少，相当于增加了变配电设备的供电能力。

影响功率因数的主要因素有：民用建筑中风机、水泵用异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备，改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率，变压器不应空载运行或长其处于低负载运行状态。

设计中通常采用以下两种做法，一种是在变配电所设置集中低压补偿柜，对系统前端进行补偿，虽能满足供电部门对并网功率因数的要求，但对以下各级分支电路不作补偿，因此低压配电线路中无功电流大，从而造成线路截面和配电开关容量不能减小，且不能保证整个低压系统的供电质量；另一种做法是在每台用电设备或每盏照明灯具内设置电容器个别单独进行补偿，这种方式效果较好，对于厂矿企业使用的单台大容量用电设备比较适用，但对于大型商场，办公等民用建筑来说，补偿投资成本太大，性价比低，安装分散，造成后期维修量大、维修困难，且电容器利用率低，实际应用并不理想，所以很少采用。

在目前低压补偿电容器技术和制造质量、自动投切装置有了很大提高的前提下，在这类民用建筑的配电系统中分组设置补偿电容，即根据建筑使用功能分区，用电较集中、电气设备功率因数较低的配电箱处设置电容补偿装置较为适宜。

对于电梯，自动扶梯等不平稳的断续负载，不应在电动机端加装补偿电容器。因为负荷变动时，电机端电压也随之变化，补偿电容器没有放完电又充电，产生无功浪涌电流，电机易产生过电压而损坏。

通过无功补偿，提高系统功率因数，可以节约用户电费开支，提高设备利用率，还可以改善电压质量。

四、变压器的节能措施

即减少变压器的有功损耗。变压器的有功损耗按下式计算：ΔΡ=Ρo+β2Pκ式中ΔΡ为变压器的有功损耗(KW)；Ρo为变压器的空载损耗(KW)；Ρκ为变压器的短路损耗(KW)；β为变压器的负载率。

1、Po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度全斜度接缝结构使接缝密合性好，减少了漏磁损耗。

2、Pκ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。βPκ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。

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前言

我国的能源相对短缺，在每平方米建筑中的能源消耗约为发达国家的2至3倍。因此我国建筑电气节能技术的发展空间巨大，近年来，电气能源供需矛盾激化建筑用电是能源消耗的主要部分，所以我国建筑电气节能技术的发展迫在眉睫。如果在建筑工程中大量运用节能技术，可节约大量电源，同时可以延缓温室效应。

供配电系统的节能

供配电系统的节能包含在输送、转换、运行过程中的尽可能地减少损耗及在使用中的节能。

1.1减少变压器的功率损耗

变压器的有功功率损耗按下式表示：

P=P0+β2Pk

式中：P为变压器用功损耗（KW）；P0为变压器的空载损耗（KW）；Pk为变压器的有载损耗（KW）；β为变压器的负载率。

（1）降低空载损耗。P0作为变压器的空载损耗，又称为铁损．它是由铁芯的涡流 损耗及漏磁损耗组成，其值与铁芯材料和铁芯制造工艺等有关，与负荷大小无关，所以变压器应选用节能型的油浸变压器或干式变压器，它们均采用优质冷轧取向硅钢片，由于“取向”处理时硅钢片的磁畴方向接近一致，以减少铁芯涡流损耗，450全斜接缝结构使接缝密合性好，以减少漏磁损耗；

(2)降低负载损耗。PK为变压器额定负载传输的损耗，又称为变压器线损，其值取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，因此需要考虑选用阻值较小的绕组，如选用铜芯变压器等；

(3)选择适宜的负载率。根据公式B=S／Sn，Sn为变压器额定容量，S为变压器运行中的实际容量，β2Pk用微分求其极值时，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。综合多方面因素，同时考虑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；

(4)优化变压器的运行方式。对负荷进行合理分配，选择容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区，同一变电站的变压器尽量并联运行，根据负荷的变化调整并联运行的变压器的台数。另外，还需考虑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、线路等的损耗，降低变压器的运行环境温度，平衡三相负荷，合理选择变压器的接线方式等因素。

1．2减少输电线路上的能量损耗

由于线路上存在电阻，有电流流过时，就会产生有功功率损耗。功率损耗为：

P=3Iβ22Rβ×10-3

式中: Iβ―相电流

Rβ―线路电阻

例如：在L=100m的VV-3×50＋2×25的电缆上传输60KW，cosφ=0.8的电能时其有功功率损耗量可由以下步骤求得：

Iβ=60／3-2×380×0.8=113.9（A）

芯线温度70℃50mm2铜芯线每千米电阻R0=0.44Ω，则

Rβ=0.1×0.44=0.044Ω

P=3×113.92×2×0.044×10-3=1.712KW

可看出，线路上的功率损耗也是非常大的。在一个工程中,线路较长且复杂交错,线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路的能耗须引起设计者足够的重视。线路的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减少线路电阻。线路电阻R=ρ×L/S(式中:ρ为电导率;L为导线长度;S为导线截面积)。因此,减少线路的损耗应从以下几方面入手:

(1)选用电导率ρ较小的材质作导线,铜芯最佳。

(2)减少导线长度L。首先线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;其次配电室或配电箱应位于负荷中心,减少配电导线长度L,以减少线路上的电能损失。民用建筑的主要用电为空调用电,其次为照明用电,还有所占份额不大的电梯、水泵、风机等动力用电。一般有空调的民用建筑,负荷中心往往是在空调主机附近。

(3)适当增大导线截面S,对于比较长的线路,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,应再加一级导线截面,这样可以延长导线的使用寿命,减少线路的损耗,减少火灾危险。

(4)选择线芯截面时，技术性和经济性是相互依存的两个方面。按经济电流选择电缆截面可节约总费用，节省能源，有利于环境保护，具有明显的经济效益和社会效益。按照经济电流选择的电缆截面通常大于按照载流量所选的截面，但总费用支出会很小，而且增加的初期投资一般仅需2―4年即可收回。

二、提高系统的功率因数

提高功率因数可以减少线路及变压器损耗。线路上传输的功率分为有功功率和无功功率。有功功率是满足建筑物功能所必须的,是不可变的。电气系统的用电设备,如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感,会产生滞后的无功功率,这就需要从系统中引入超前的无功功率相抵消,超前的无功功率就从系统经高低压线路传输到用电设备,在线路上就产生了功率损耗。这部分损耗是可以通过以下几种措施来降低的。

(1)提高设备的自然功率因数,以减少对超前的无功功率的需求,优先考虑采用功率因数较高的的同步电动机,荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器。

(2)由于感抗产生的是滞后的无功功率,可采用电容器补偿,因为电容器产生的是超前的无功功率,两者可以相互抵消。采用电感镇流器的气体放电灯,安装电容器,可以提高功率因数,同时也提高了电源的输送能力。

(3)在用电设备选型及调速控制方案一定的情况下,若自然功率因素达不到要求,应进行无功功率的补偿。对供电点较远且无功功率较大的设备采用就地补偿,减少线路上的无功传输损耗,达到节能的目的;在用电设备集中的地方采用成组补偿;民用建筑内其他的无功功率则主要在变电所内集中补偿,并多采用自动无功功率补偿加固定补偿方式。

三、电气设备的节能技术

经济的发展，人们用电量越来越大，必须研发一套整体的节能设备系统，如泰豪企业研发了“泰豪BEMS建筑电气节能整体解决方案”，采用了多回路计量仪（如图1所示），结合远程监测技术、管理节能技术可对建筑实现数据采集、实时监控、实时审计，并提供能耗监测分析 、节能诊断，为建筑制定最佳节能方案和节能效果评估等一系列服务提供了准确的依据。可针对不同类型的建筑实现分项计量，自动生成数据台帐。而且一台多回路计量仪可监测32个单项回路或16条三项回路，可节省计量监测设备的投入。

图 1

1、照明节能技术

照明用电量大且面积广，照明的节能潜力很大。照明节能设计中,除了满足照度、光色、显色指数外，不能单靠减少灯具数量或降低功率,要充分利用自然采光，改善环境的反射条件，推广应用新光源和改进照明灯具的控制方式，从而达到节能的目的。

（1）选用高效光源。《建筑照明设计标准》GB50034―2004规定，一般情况下。室内外照明不应采用普通照明白炽灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯。一般室内场所照明，优先采用T5、T8型细管荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率金属卤化物灯等高效光源。高大空间和室外场所的一般照明、道路照明，应采用金属卤化物灯、高压钠灯等商光强气体放电灯。气体放电灯应采用耗能低的镇流器，且荧光灯和气体放电灯，必须安装补偿电容器补偿无功损耗。

（2）选用高效灯具。应优先选用直射光通比例，控光性能合理，反射或透射系数高、配光特性稳定的高效灯具。室内灯具效率不应低于70％，装有遮光栅格时，不应低于55％：室外灯具效率不应低于40％(但室外投光灯不应低于55％)。采用非对称光分布灯具，提高照明效能，选用变质速度较慢的材料制成的灯具，以减少光能衰减率。

（3）照明控制和管理。①充分利用自然光，根据自然光的照度变化，分组分片控制灯具开闭。每个开关控制灯的数量不要过多，以便管理和有利节能。②对大面积场所的照明设计，采取分区控制方式，这样可增加照明分支回路控制的灵活性，使不需照明的地方不开灯，有利节电。③有条件时，应尽量采用调光器、定时开关、节电开关等控制电气照明。公共走廊、楼梯间内安装带延时的光电自动控制装置。④室外照明系统为防止白天亮灯，采用光电控制器代替照明开关，以利节电。⑤在插座面板上设置翘板开关控制，当用电设备不使用时，可方便切断插座电源，消除设备空载损耗、达到节电的目的。⑥采用智能化照明管理系统．采用智能照明控制系统，提高了照明控制的自动化程度，在节省能源的同时，降低了运行管理费用。

2、暖通空调系统的节能

建筑暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的50％以上，系统节能潜力巨大，优化系统设计是节能的前提，系统的自动控制则是节能成败的关键。建筑设备自动化系统(BA系统)是现代智能建筑的一个重要组成部分，也是建筑节能的有效途径之一，建筑物采用BA系统节能效率可达10％一30％。从整体上讲，暖通空调系统的自动控制应考虑下列策略：①机电设备启停优化控制；②变风量、变流量系统最优控制；③冬夏季部分负荷时水泵分设控制；④与冰蓄冷相结合的低温送风系统控制；⑤参数设定节能控制，包括温度标准设定、焓值控制、利用室内CO2浓度控制新风量等。

结语

总之，电气节能是建筑节能中不可忽略的重要组成部分，为了实现我国可持续发展战略，建筑节能势在必行。我国应结合实际情况，综合利用各种节能技术措施，选择经济合理的节能方案，推动建筑节能的健康发展。

参考文献

[1]陈众励，赵济安，邵民杰.建筑电气节能技术综述[J]，低压电器，2007