李旭中煤科工重庆设计研究院重庆市渝中区400016
摘要：建筑电气节能设计是为实现建筑周期内电气能源的节约最大化的设计，其实现了建筑物的环境保护、居民生活的舒适保障，本文对建筑电气节能相关设计进行了分析，从建筑电气节能的基本要求开始叙述，分析了系统的节能设计，包括供配电系统、变压器、照明系统、中央空调系统、线路损耗、管理节能等方面，希望通过这一研究进一步推广电气节能化建筑。
关键词:建筑电气；节能设计；功率损耗
1引言
随着国家的经济的不断发展，国内的建筑物不断增加，与之而来的是建筑能源问题，降低建筑物的能耗早已成为了热点问题。建筑电气节能设计是为实现建筑周期内电气能源的节约最大化的设计，其实现了建筑物的环境保护、居民生活的舒适保障。本文正是在这一发展背景下，对建筑电气节能相关设计进行了分析，希望通过这一研究进一步推广电气节能化建筑。
2建筑电气节能的基本要求
建筑电气节能设计除满足相关的建筑能源法律规范外，还应达到以下基本要求：建筑功能性要求——包括建筑物的照明亮度、色温等，满足生活健康、舒适的要求，在特定的一些场所内，还应达到相应供电照明的标准；无谓能源损耗的较低要求——无谓能耗是建筑电气节能设计的关键点，降低如变压器的功率损耗等无关能量以及应用先进的科技产品达到能量消耗；经济效益的要求——建筑节能设计也应立足经济效益的角度，任何投资都应考虑所处的大环境，不能为了节能过高的增加成本，投资节能运营时应能满足较快时间运营费用回收的要求。建筑的电气节能设计应做好以上立足点，进行有效的投资运营。
3系统节能设计
图1分别给出了建筑节能设计分布（a）以及08年的节能审查设计（b），这一部分将具体给出建筑电气各系统的节能设计分析。
图1：（a）建筑节能设计分布；（b）08年的节能审查设计
3.1供配电系统
供配电系统的节能设计应从电力变压器、三相电路中的功率损耗等方向进行处理，即主要通过损耗进行处理，设计是应从以下几方面进行考虑：变压器的选择，位置应靠近负荷中心，容量应进行适宜确定，以节能型变压器为方向；系统功率因素的改进，对电动机等用电设备应从自然功率因素方向进行选择，应用高、低压补偿与集中分散等人工方式进行补偿设计实现功率因素改进；线路损耗的降低，设计分析时应着眼于单位长度的电抗、电阻以及长度等选择。供配电系统的电气节能设计还是主要从硬件方面入手，做好各线路的能耗选择，可以达到比较合理的成本控制、节能目标。
3.2变压器
建筑电气中的变压器节能设计主要是如配电系统一样进行损耗和效率方面的处理。就损耗的设计处理方面应尽量减少空载的应用、同负载损耗成平方比的负载的应用；对于变压器效率的节能设计处理应从短路损耗、固有特性方面就行考虑，此外对于某些冬夏负荷显著不同的变压器，应考虑多个变压的节能设计，达到经济运行的目的。变压器的节能设计在建筑电气节能设计中也是一个较为重要的节能点，设计时应进行充分的分析处理。
3.3照明系统
照明系统的节能设计首先应满足国际照明委员会(CIE)提出9条照明节能原则：根据视觉工作需要，决定照明水平；得到所需照度的节能照明设计；在考虑显色性的基础上采用高光效光源；采用不产生眩光的高效率灯具；室内表面采用高反射比的材料；照明和空调系统的热结合；设置不需要时关灯的装置；不产生眩光和差异的人工照明同天然采光的综合利用；定期清洁照明器具和室内表面，建立换灯和维修制度。再次在建立确保照明质量、施工视觉的要求的前提下，最大的限度利用照明系统中光能，降低损耗。实际操作中应尽最大限度的应用高效的节能光源，同时更多的应用值照型设计的灯具，此外还包括节能镇流器、电子镇流的应用，更多的设计开关点。而对于某些大型场所，应充分考虑自然光源的应用，具备一定的投入的成本的工程可应用照明控制系统进行自动化的节能控制。照明在建筑能源损耗中的比重较大，其节能设计应小到每个灯泡的应用，充分合理的进行设计。
3.4中央空调系统
在大型酒店、商场等中央空调的能源消耗也占据了很大的一部分空间，这一部分将讨论中央空调系统的节能设计处理。中央空调系统通常是由制冷主机、循环水泵、风机盘管等。由相关实践经验和统计数据表明水泵的能耗占到了整个空调系统能耗的五分之一以上，变频调速的循环水泵的节能设计处理，以当前应用发展的共识。但是在分析计算机节能效果过程总是无法做到足够全面，系统应用的节能计算方法为：水泵节点量=（改进前水泵实际运动平均功率-改进后水泵平均功率）×使用时间。如果按此进行计算，进行变频调速就能达到三五年内实现早期空调系统改进的同时收回成本，而实际却不是如此，空调系统是一个动态的工作系统，还需要从电光源辐射的能耗、应用热、动力学作用处理等方式进行全面的节能设计。中央空调在大型建筑中能源损耗比重，决定了其节能设计需要做好各方面的处理，在基于变频调速等方式进行改进的过程同时，还应做好更多能源损耗设计处理。
3.5线路损耗
任何供电系统都会有线路损耗，如何最大限度的减少线路损耗达到节能效果是一项较为细致的设计工作。线路损耗与线路参数、负荷大小有着显著的关系，进行节能设计处理时应从缩短导线长度、应用电导率低的导线、增加导线截面等方面设计，另外提高电网功率因素、降低无功功率等都能实现电网中线路的能源损耗。线路损耗尽管中电网的能耗中所占比重不大，但从节能设计处理方面来讲，也是一个不容忽视的方面，实际设计处理时也应进行周密的安排，尽量减少这方面的损耗。
3.6管理节能
任何项目设计的成功的实施都需要合理高效的管理，建筑电气节能设计施工的在成功不能进行长期稳定的可靠管理也是无济于事的。电气节能的相关管理应从管理制度等方面进行行为规范的要求，同时应用监控等系统进行各类电气设备的节能控制，应用可实现的任何方法进行实际的照明节能，上述这些依然还需要基于电气节能设计的合理性才能进行有效的操作，此外电气设计的相关人员还应对工程建设、运营管理等运行施工负责方给出明确的要求，使建筑或设备在整个生命周期内真正实现合理的节能。管理节能在电气节能设计的看似无关，其实是最为重要的一环，因为即使你设计施工的再好，没有进行的有效的管理控制，所有的节能设计都无法真正达到效果。
4小结
建筑电气的节约用电具备着巨大的潜力，其节能意义大到可以缓和电力紧缺的现状，确保国民经济稳增长的发展，小到可以为降低个人的生活成本开支，本文从建筑电气节能的基本要求开始叙述，分析了系统的节能设计，包括供配电系统、变压器、照明系统、中央空调系统、线路损耗、管理节能等方面，在实际的项目实施中还应考虑所建项目的具体要求以及能耗比例，进行针对性节能设计，这样才能在确保成本投入合理的情况下，实现有效的建筑电气节能目标。
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