关于节能建筑电气节能设计任务书

摘要：近年来我国城乡的建筑规模迅速扩大，电力消耗也随之增长。文章从建筑电气设计的供配电方面和用电设备方面分别阐述了如何节能。
关键词：建筑节能；节能设计；供配电系统；功率因数
最近几年国家提倡加大力度建设节约型社会，相关行业主管部门也接连出台了不少关于节约能源的系列政策和文件。城乡现代化建设向着资源节约型和环境友好型的方向发展。这就需要规划设计人员和建设投资方善于综合考虑建设费和运行维护费，注重运用经济分析和评估方法。做好建筑电气的节能，应着重从工程设计这个源头抓起，消化吸收先进的节能降耗方法，优化节能策略，提高建筑工程设计的经济性和实用性。
1建筑电气节能设计的原则

1.1应满足建筑物的使用功能

这些功能包括满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及进风量；满足上下左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如游乐场所的一些游乐设施的设备用电，展厅的艺术照明及动力用电等。

1.2考虑实际经济效益

节能应按照国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高的消耗投资，及运行费用，而是让该部分增加的投资尽可能在几年甚至更短的时间内用节能减少的运行费用进行回收。

1.3节省无谓消耗的能量

节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物的功能无关，再考虑采取相应的措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路的功率损耗都是无用的能量损耗；又如量大面广的照明，采用发光二极管等先进技术成果使其能耗降低。因此，节能措施也应

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该贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
2建筑电气节能设计的策略研究

2.1供配电系统节能

在供配电系统中的用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功电流，并从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的无功功率损耗。
应采取提高系统的运行电压和功率因数，减少无功功率及导线中的电阻，降低供配电系统线路损耗等措施。节能途径主要有：
（1）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和选择供电电压，供配电系统应尽量简单可靠，同一电压供电系统变配电级数不宜多于两级；
（2）变电站应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径，减少线路损耗，电力用户内部变电站之间宜敷设联络线，根据负荷情况，可切除部分变压器，从而减少损耗；
（3）降低线路电阻，线路截面选择要与国际接轨推广应用IEC287-3—2/1995“电力电缆截面的经济最佳化”，按经济电流密度法合理选择导线截面，以减少损耗。此外，对于环形供电方式，为降低线路的电阻值，将开式网运行改为闭式网运行，同样可明显降低线路损耗；
（4）传输上可以采用提高电压等级的方法。通过计算可知，当电压提高10%线损可降低1

7.4%，因此，提高电压传输，是降低线损的有效途径。

2.2变压器节能

变压器的损耗主要分为2部分：①与负载无关的空载损失。变压器空载时，空载电流I0很小，在绕组中引起的铜损Pcu可忽略不计，空载损失P0可视为与铁损Pfe相等。而铁损由磁滞损失与涡流损耗组成，这两项损耗近似与一次线路电压U1的平方成正比，只要运行一次电压不变，则铁损不变；②与负载成平方比的负载损失。变压器有载时，除了固定铁损外，还存在由于电流通过1次、2次线圈的电阻损耗，即铜耗Pcu在不同负载条件下，变压器的总损耗为Pcu与Pfe之和。

2.3电动机动力系统节能

一般来讲，选择电动机的额定功率比负载实际功率高10%左右。当电动机的平均负载为70%以上时，电动机的效率与额定效率差不多，可以认为容量合适。当电动机的平均负载为45%～70%时，电动机的效率与额定效率稍低，要经过计算才能决定是否将容量减小。当电动机的平均负载为25%～40%时，应当选择容量相当的电动机，或将电动机绕组由△接法改为Y接法。负载率低不仅效率低，还会降低功率因数。
（1）选用高效率电动机。提高电动机的效率和功率因素，是减少电动机的电能损耗的卞要途径。与普通电动泪L相比，高效电动机的效率要高3%～6%，平均功率因数高7%～9%，总损耗减少20% ～30%，因而具有较好的节电效果。所以在设计和技术改造中，应选用Y，YZ，YZR等新系列高效率电动机，以节省电能。
（2）选用交流变频调速装置。大力推广交流电机调速节电技术，是当前我国节约电能的措施之一。采用变频调速装置，使电机在负载下降时，自动调节转速，从而与负载的变化相适应，即提高了电机在轻载时的效率，达到节能的目的。目前，用普通晶闸管、GTR（大功率晶体管）、GTO（门极可关断开关）、IGBT（绝缘门双极晶体管）等电力电子器件组成的静止变频器对异步电动机进行调速已广泛应用。变频调速是通过由电子元件组成的变频器及相应的辅助控制装置，来改变电动机的输入电压和频率以实现电动机的调速。与其他方法相比，变频调速具有自身损耗小，效率高，调速精度高的优点，通过微机还可以进行闭环自动控制，是理想的调速方法，尤其适用于高层建筑中
水泵、风机、电梯等电动机的调速。

2.4照明系统节能

（1）照明的节能设计。通常的节能措施有以下几种：①充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了人工照明电能；②选用高效光源。照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等。照度标准不可随意更改，这就需要有效地控制单位面积灯具安装功率；③推广使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器；④采用合理的控制方式。充分利用天然光的照度变化，决定电气照明点亮的范围，实行一般照明的分区控制和适当增加照明开关点，改变全开习惯，在给定的时间和地点控制照明提供的照度，可有效地节能；采用各种类型的节电开关，如在旅馆客房设置节能控制型总开关，对居住建筑有天然采光的楼梯间、走道灯（应急照明除外）采用节能自熄开关等。
（2）提高供配电系统的功率因数。功率因数提高了可以减少线路无功功率的损耗，从而达到节能目的。具体方法有：①减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备（如配有电容补偿的荧光灯）等；②用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数，同时，又减少整体无功电流。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。
3结语
无论是供配电系统、变压器系统、电动机动力系统、照明系统或者其他用电设备，都有着节能的巨大潜力。为实现“节电能、降电耗”的目的，建筑电气技术工作者应建立和健全节能理念，通过科学的管理、精心的考虑、反复的比较方案。拿出一套既符合各种技术指标又能够满足功能需求，行之有效而又切实可行的节能措施，从而达到真正节约电能的目的。
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