摘要：我國(guó)是個(gè)能源消費(fèi)大國(guó)，能源相對(duì)短缺，然而能源浪費(fèi)卻相應(yīng)嚴(yán)重。作為二次能源的電能供需矛盾近年來(lái)越來(lái)越突出，能源的缺乏已嚴(yán)重制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。節(jié)能問(wèn)題一直是我國(guó)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，那么節(jié)約電能就成為每位電氣設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)真考慮的問(wèn)題。下面就建筑電氣設(shè)計(jì)中的幾種節(jié)能措施談?wù)勔恍┛捶ā?br /> 　　關(guān)鍵詞：建筑電氣，節(jié)能設(shè)計(jì)
　　一、配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)
　　根據(jù)負(fù)荷容量，供電距離及分布，用電設(shè)備特點(diǎn)等因素合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)單可靠，操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心位置，可以節(jié)省線材，降低電能損耗，提高電壓質(zhì)量。合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，以適應(yīng)由于季節(jié)性造成的負(fù)荷變化時(shí)能夠靈活投切變壓器，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行減少由于輕載運(yùn)行造成的不必要電能損耗。
　　二、變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)
　　減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按下式計(jì)算：
　　ΔΡ=Ρo+β²Ρκ
　　式中ΔΡ--變壓器的有功損耗(KW)Ρo-變壓器的空載損耗(KW)
　　Ρκ-變壓器的短路損耗(KW)β-變壓器的負(fù)載率
　　(1)Ρo作為變壓器的空載損耗又稱鐵損，它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成，其值與鐵芯材料及制造工藝有關(guān)，與負(fù)荷大小無(wú)關(guān)，所以在選用變壓器時(shí)最好選擇節(jié)能型變壓器如S9，SL9，SC8等。它們采用優(yōu)質(zhì)冷軋取向矽鋼片，由于“取向”處理，使矽鋼片的磁疇方向接近一致，減少鐵芯渦流損耗，45度全斜度接縫結(jié)構(gòu)使接縫密合性好，減少了漏磁損耗。
　　(2)Ρκ是變壓器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗又稱變壓器線損，它取決于變壓器繞組的電阻及流過(guò)繞組電流的大小，并與負(fù)荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時(shí)應(yīng)選用阻值較小的繞組，如銅芯變壓器。β²Ρκ用微分求它極值時(shí)，是在β=50%時(shí)每千瓦的負(fù)荷，此時(shí)變壓器的能耗最小，但在β=50%負(fù)載率時(shí)僅減少變壓器的線損，并未減少變壓器的鐵損，因此也不是最節(jié)能的。綜合初裝費(fèi)，變壓器、高低壓柜、土建投資及運(yùn)行費(fèi)用，又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔浚�變壓器最�?jīng)濟(jì)節(jié)能運(yùn)行的負(fù)載率一般在75%--85%之間。
　　(3)在選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，綜合考慮投資和年運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)負(fù)荷合理分配，選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，使其工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。
　　三、電氣配電線路的節(jié)能設(shè)計(jì)
　　配電線路電能的損耗取決于線路的阻抗和電流，與阻抗成正比、與電流的平方成正比；而線路的阻抗與導(dǎo)線的導(dǎo)電率和長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)線的截面積成反比。因此配電線路選用高導(dǎo)電率的導(dǎo)體，盡量采用銅芯線，不采用鋁芯線；在滿足規(guī)范要求的情況下，盡量提高電壓等級(jí)和功率因數(shù)，以降低電流。如今照明大量采用熒光燈，配置電感鎮(zhèn)流器，其功率因數(shù)很低，僅約0.5，而就地加電容補(bǔ)償器或采用電子鎮(zhèn)流器，其功率因數(shù)可達(dá)約0.9，這樣一來(lái)，采用電子鎮(zhèn)流器的線路電流只有采用電感鎮(zhèn)流器的5/9，而線路損耗在只考慮電阻時(shí)只有1/3.24。
　　對(duì)于沒(méi)有特殊要求的場(chǎng)所，盡量采用三相供電，而避免采用單相供電，也可降低電流。三相與單相供電線路損耗比較，假設(shè)線路長(zhǎng)度一樣，負(fù)荷為電阻性負(fù)載且三相完全平衡，單相線路導(dǎo)線截面積S1=16mm2，三相線路導(dǎo)線截面積S2=4mm2，那么單相線路電阻R1為三相線路電阻R2的1/4，在負(fù)載功率相同時(shí)，單相線路電流I1為三相線路電流I2的3倍，在只考慮線路電阻損耗時(shí)，單相線路損耗P1為三相線路損耗P2的1.5倍。由于三相負(fù)荷完全平衡，N線電流為0，因此N線沒(méi)有損耗。
　　此外還應(yīng)避免導(dǎo)線穿管產(chǎn)生渦流，造成電能損耗，如嚴(yán)禁金屬管內(nèi)穿交流單根導(dǎo)線。對(duì)于銅外套的礦物絕緣電纜，應(yīng)按一定的規(guī)則排列進(jìn)行安裝，把渦流降到最少。精心設(shè)計(jì)，減少供電線路長(zhǎng)度，提高功率因數(shù)，降低電流，不僅減低線路損耗，而且還可以減少線路壓降，提高供電質(zhì)量。
　　四、電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)
　　減少電動(dòng)機(jī)電能損耗的主要途徑是提高電動(dòng)機(jī)的工作效率和功率因數(shù)。在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)選用高效率的電動(dòng)機(jī)，但是在具體工程中電動(dòng)機(jī)通常都是水暖及建筑等專業(yè)設(shè)備所配套的，由設(shè)備制造商統(tǒng)一供應(yīng)的，所以節(jié)能措施只能貫徹在運(yùn)行過(guò)程中。
　　除了就地電容器補(bǔ)償以減少線路損耗外主要是減少電動(dòng)機(jī)輕載和空載運(yùn)行，因?yàn)樵谳p載運(yùn)行下電動(dòng)機(jī)效率是極低的，切實(shí)可行的辦法是，采用變頻調(diào)速控制電動(dòng)機(jī)使其在負(fù)載率變化時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使得與負(fù)載變化相適應(yīng)，以提高電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)的效率，從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。
　　五、智能控制技術(shù)在節(jié)能中的作用
　　利用智能控制技術(shù)進(jìn)行節(jié)能，主要體現(xiàn)在對(duì)建筑設(shè)備的監(jiān)控和照明設(shè)計(jì)及控制方面。
　　1、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)
　　建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，是始于上世紀(jì)70年代初國(guó)際上的能源危機(jī)。經(jīng)過(guò)30多年技術(shù)的發(fā)展，尤其是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、顯示技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展，建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的性能更趨優(yōu)異，成為建筑節(jié)能的有效方式和手段，可以全方位地對(duì)建筑中各類機(jī)電設(shè)備進(jìn)行最佳控制，從而達(dá)到在滿足需求的前提下，最大限度地節(jié)能。
　　2、照明節(jié)能設(shè)計(jì)及控制
　　除了建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)以外，在建筑中照明節(jié)能也是一項(xiàng)重點(diǎn)需要解決的問(wèn)題。對(duì)于高大的公共空間可以采用智能照明控制系統(tǒng)，然而由于投資或具體使用的問(wèn)題等原因，有相當(dāng)多的房間照明仍然是采取就地控制的方式。針對(duì)照明能源的利用，如何做到既滿足工作、生活的照度標(biāo)準(zhǔn)要求，又達(dá)到節(jié)約能源的目的，這是我們?cè)谶M(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真考慮的問(wèn)題。照明設(shè)計(jì)，首先離不開(kāi)對(duì)被照明空間的了解，確定采用何種照明方式。一旦確定了照明方式，則應(yīng)考慮照明的種類。
　　在建筑中，哪些區(qū)域或部位需要設(shè)置何種照明，需要根據(jù)建筑本身的特點(diǎn)和使用情況來(lái)確定。概括起來(lái)主要從四方面進(jìn)行：
　　（1）照明光源的選擇。主要考慮以下幾個(gè)要素：光效、色溫、顯色指數(shù)、光源壽命和價(jià)格。這是在照明設(shè)計(jì)中做到切合實(shí)際應(yīng)用很重要的要素。在民用建筑中，主要應(yīng)用的光源有白熾燈、熒光燈、HID燈，根據(jù)技術(shù)的發(fā)展，還有一些新的光源也逐漸得到應(yīng)用，例如光纖照明、LED等。各種光源均有其應(yīng)用范圍，但必須做到合理地應(yīng)用。有些節(jié)能光源，例如緊湊型熒光燈，它是替代白熾燈的最理想光源。雖然從一次性投資來(lái)看是要高出一些，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)的效果來(lái)看，即從燈具的壽命、燈具的能耗來(lái)看，其綜合效益比白熾燈要好許多。在工程實(shí)際應(yīng)用中如何合理地選擇光源，應(yīng)根據(jù)工程的具體性質(zhì)、使用的場(chǎng)所、人員的視覺(jué)要求、照明的數(shù)量和質(zhì)量來(lái)確定。
　　(2)照明設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了各種場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺(jué)要求、照明功率密度等等。照度標(biāo)準(zhǔn)是不可隨意降低的，也不宜隨便提高，要有效地控制單位面積燈具安裝功率，在滿足照明質(zhì)量的前提下，一般房間(場(chǎng)所)應(yīng)優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈(如T5、T8管)及緊湊型熒光燈，高大車間、廠房及體育館場(chǎng)的室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。
　　(3)推廣使用低能耗性能優(yōu)的光源用電附件，如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等，公共建筑場(chǎng)所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無(wú)功補(bǔ)償?shù)臒艟撸�緊湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器，氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器。
　　（4）照明控制。值得注意的是，在照明設(shè)計(jì)中，照明的控制方式對(duì)于照明節(jié)能同樣起到了重要的作用。現(xiàn)有的照明控制方式很多，例如：?jiǎn)螣艨刂啤⒍酂艨刂啤㈦p控開(kāi)關(guān)控制、樓宇自控系統(tǒng)控制、智能控制（總線控制）、其他控制方式（采用探測(cè)器控制）等。在這眾多的控制方式中，如何在照明設(shè)計(jì)中做到切合實(shí)際，是每位設(shè)計(jì)人員應(yīng)十分注意的問(wèn)題。既要做到方便，又要達(dá)到節(jié)能。
　　六、結(jié)語(yǔ)
　　建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)潛力很大，廣大電氣設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中應(yīng)精心考慮。在選擇新型節(jié)能設(shè)備上,要充分了解其原理、性能、效果,反復(fù)比較設(shè)計(jì)方案，拿出一套符合各種技術(shù)指標(biāo)、滿足功能需求、行之有效而又切實(shí)可行的節(jié)能措施，從而達(dá)到真正節(jié)約電能的目的