【摘 要】由于人民生活水平的不断提高，建筑内部使用的电气设备越来越多，电能损耗越来越大，为贯彻我国“节能降耗”的方针，本文结合相关电气书籍、手册和实际经验，详细阐述了现代建筑电气节能设计的主要内容和行之有效的具体做法。
【关键词】建筑电气节能措施供配电系统照明系统
随着我国国民经济的持续快速发展，人民生活水平不断提高，全国各地的房地产行业发展迅猛，建筑物使用的冷暖空调、风机、水泵等动力设备，照明电气设备日益增多，电能的消耗量也明显加大，而我国是能源消费大国，能源相对短缺，但能源的浪费却是相当严重，近年来电能的供需矛盾也日渐突出，因此，如何合理利用电能，降低损耗，提高电能的利用率和经济效益，已成为我国目前急需解决的问题。
1、建筑电气节能设计的内容
1.1 合理确定供配电系统
（1）合理选定系统的供电电压：10kV供电线路宜深入负荷中心。民用建筑用电设备的电压等级一般为220/380V，但是对于制冷机组等大容量用电设备，可以选用10kV供电。
（2）配变电所应深入或者接近负荷中心，根据负荷容量、分布和实际情况，合理确定配变电所的型式，民用建筑宜集中设置配变电所，但负荷较大、供电半径较长时也可分散设置。
1.2 降低变压器的损耗，提高运行效率
变压器节能的实质就是降低损耗，提高运行效率。变压器的损耗包括可变损耗和固定损耗。变压器可变损耗包括变压器的铜损和配电线路上的铜损，损耗百分率为80%～90%，变压器固定损耗包括变压器的铁损，电缆线路、电容器及其他电器上的介质损耗及各种计量仪表、互感器线圈上的铁损，损耗百分率为10%～20%，为降低损耗，应选择高效低耗节能型变压器，变压器容量应根据计算容量选择，负荷率不应大于85%；对于季节性负荷（冷暖空调机组）或专用设备可考虑设专用变压器；变压器应设置在负荷中心，以减少低压侧供电电缆长度，降低线路损耗。
1.3 降低线路上的能量损耗
电网中的能量损耗，包括有功功率损耗和无功功率损耗，其中有功功率损耗与线路的电阻成正比，无功功率损耗与线路的电抗成正比，因而降低线路的电阻和电抗就可以降低能量损耗，达到节能的目的。降低线路的电阻和电抗的方法有如下几种：
（1）线路应以最短路径布置，减少不必要的弯曲，减少中间接头的数量。
（2）合理选择低压电力配电系统的接线型式，可以有效的减少有色金属的消耗，如树干式（用于用电设备的布置比较均匀，容量不大，又无特殊要求的场合）。
（3）配变电所应满足深入负荷中心，接近电源侧，进出线方便等原则，以减少低压供电电缆的长度，当建筑物高度超过100米时，也可在高层区的避难层或技术夹层内设置变电所。局部采用10kV中压深入负荷中心的供电方案。
（4）根据具体情况合理的确定计算负荷，得出计算电流，按载流量、经济电流选择电缆截面，然后根据电压损失校验、热稳定校验、保护灵敏度校验，确定最终电缆截面。
1.4 提高供配电系统的功率因数
提高系统的功率因数，可以提高线路输送有功功率的能力，降低线损，降低变压器的设计容量，从而达到节能的目的。
在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功功率，使得系统的功率因数降低。因此，在供配电设计时应合理选择电动机功率、避免变压器轻载运行、合理选择灯具的镇流器、降低线路的感抗等以提高系统的功率因数。具体方法有：
（1）采用并联电力电容器补偿：根据无功功率补偿率与计算有功功率的乘机确定无功功率补偿容量，合理选定电力电容器。高压电气设备与低压电气设备宜分别独立设置补偿电容器。补偿基本功率的电容器组，可选择集中补偿，容量较大、负载稳定的用电设备的无功功率可选择单独就地补偿。
（2）在设计中尽量选择功率因数高或带有自补偿的用电设备。
（3）经过技术经济论证后，证明采用同步电动机作为无功功率补偿装置合理时，可利用同步电动机补偿系统的无功功率。
1.5 电动机的节能
（1）根据负载特性和运行要求，合理选择电动机功率，使负荷率在0.8至0.9范围内，此时电动机的效率最高。
（2）民用建筑中的风机、水泵类动力设备，宜选用普通鼠笼型电动机。当采用变频器控制电动机时，变频器的容量按电动机的额定功率选取。
（3）民用建筑中，大功率的水泵、风机宜采用软启动装置。设置液位控制器，控制水泵的启停，通过控制器控制风机和水泵的风量和流量，以实现节能措施。
2、照明节能设计原则
照明节能设计应是在保证作业面视觉要求和照明质量的前提下，最大限度的减少照明系统中的能量损失，在满足《建筑照明设计标准》GB50034—2004所对应的照度标准、照明均匀度、统一眩光值、光色、照明功率密度值、能效指标等相关标准值的前提下，合理的选择光源及高效节能灯具，确定合理的灯具安装方式及照明配电系统，充分利用自然光、太阳能等新型能源。
在民用建筑中所要求的照度标准值，可以根据具体情况进行选择，档次要求高的场合可以提高一级进行选择，档次要求低的场合可以降低一级进行选择，合理选择照度值，以达到节能的效果。照明设计时，选择合理的照明方式也是至关重要的，比如需要高照度的场合，一种照明方式往往达不到要求，而且电能浪费比较严重，这时可以采用混合照明的方式。
3、照明节能措施
3.1 合理选择光源
光源应根据不同的使用场合进行选择，在满足照明质量的前提下，优先选择高光效节能光源。
（1）商场营业厅、超市的照明光源的选择
商场营业厅、超市、百货店等的照明光源一般以直管形荧光灯和紧奏型（节能）荧光灯为主，必要时也可以采用小功率的金属卤化物灯，在有特殊照明要求的场合可以设置一些卤钨灯和陶瓷金属卤化物灯。对于层高比较高的场所，宜选用金属卤化物灯作为照明光源； （2）酒店、旅馆建筑的照明光源的选择
酒店、旅馆客房一般以暖色调为主，所以宜用暖色调的节能灯。大堂、功能厅、餐厅等场所宜以节能灯为主，对于有特殊要求的功能厅等可采用节能灯、卤钨灯结合的光源，必要时也可采用智能控制；
（3）写字楼等办公建筑的照明光源的选择
写字楼等办公建筑一般以荧光灯光源为主；
（4）居住类建筑的照明光源的选择
居住类建筑的照明光源宜以荧光灯为主，局部房间也考虑使用白炽灯；
（5）机房、车库、公共场所的照明光源的选择
机房、车库等应优先选择直管型荧光灯，卫生间、走道等公共场所可选用紧凑型（节能）荧光灯或细管荧光灯。
（6）室外场所的照明光源的选择
住宅小区道路路灯、围墙灯、公共建筑四周道路路灯、庭院及景观照明灯可选用紧凑型（节能）荧光灯，小功率金属卤化物灯。建筑物外立面的照明可选用金属卤化物灯、高压钠灯，建筑物广告招牌的透光灯可选择细管荧光灯。建筑物外轮廓照明用光源可选用LED灯带或高效发光二极管。
3.2 确定合理有效、经济实用的照明系统控制方式
（1）公共建筑的走道，大堂、楼梯间等公共场所的照明，可采取集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施，居住类建筑的楼梯间、走道的照明宜采用节能自熄开关。
（2）酒店、旅馆的客房、包房应设置节能控制总开关。
（3）对于小开间办公室，房间的照明可采用控制面板控制，每个照明开关所控制的光源数量不宜过多。对于大开间的办公室、图书馆等可采用智能照明控制系统，照明的控制宜结合建筑物的采光情况而定。
（4）高档会议中心的会议厅、多功能厅、影剧院等宜采取调光控制。
（5）室外道路照明宜采用光控、时控、程控等智能控制方式，并具有手动控制功能。室外道路照明的道路两侧都设置光源时，在深夜应能关闭一个光源，实现单侧照明，室外道路照明的道路一侧设置光源时，在深夜应能转至低功率运行。
景观照明应具备节假日、平日等不同的控制模式。
4、结束语
目前我国的建筑电气节能设计还不够成熟和完善，与国外的设计公司和设计人员相比，我国的设计公司和设计人员还存在着经验不足、起步较晚的劣势，我们要虚心学习新的技术，深入调查研究、吸收良好的经验，不断总结经验，在建筑电气设计中应充分考虑节能设计，合理选用节能环保的产品，合理采用高新技术材料、高新技术，合理选用高效电气设备，既重视大范围、大能耗用户的节能，也关注局部、细节的节能，全面着手、精益求精的完成建筑电气节能设计工作，保障国家能源安全，降低能源浪费，贯彻落实我国的基本国策。
参考文献：
[1]全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-电气中国计划出版社，2007.
[2]北京照明学会照明设计专业委员会编.照明设计手册（第二版）.中国电力出版社，2006.
[3]李宏毅，金磊.建筑工程电气节能.中国电力出版社，2004.
【关键词】建筑电气节能措施供配电系统照明系统
随着我国国民经济的持续快速发展，人民生活水平不断提高，全国各地的房地产行业发展迅猛，建筑物使用的冷暖空调、风机、水泵等动力设备，照明电气设备日益增多，电能的消耗量也明显加大，而我国是能源消费大国，能源相对短缺，但能源的浪费却是相当严重，近年来电能的供需矛盾也日渐突出，因此，如何合理利用电能，降低损耗，提高电能的利用率和经济效益，已成为我国目前急需解决的问题。
1、建筑电气节能设计的内容
1.1 合理确定供配电系统
（1）合理选定系统的供电电压：10kV供电线路宜深入负荷中心。民用建筑用电设备的电压等级一般为220/380V，但是对于制冷机组等大容量用电设备，可以选用10kV供电。
（2）配变电所应深入或者接近负荷中心，根据负荷容量、分布和实际情况，合理确定配变电所的型式，民用建筑宜集中设置配变电所，但负荷较大、供电半径较长时也可分散设置。
1.2 降低变压器的损耗，提高运行效率
变压器节能的实质就是降低损耗，提高运行效率。变压器的损耗包括可变损耗和固定损耗。变压器可变损耗包括变压器的铜损和配电线路上的铜损，损耗百分率为80%～90%，变压器固定损耗包括变压器的铁损，电缆线路、电容器及其他电器上的介质损耗及各种计量仪表、互感器线圈上的铁损，损耗百分率为10%～20%，为降低损耗，应选择高效低耗节能型变压器，变压器容量应根据计算容量选择，负荷率不应大于85%；对于季节性负荷（冷暖空调机组）或专用设备可考虑设专用变压器；变压器应设置在负荷中心，以减少低压侧供电电缆长度，降低线路损耗。
1.3 降低线路上的能量损耗
电网中的能量损耗，包括有功功率损耗和无功功率损耗，其中有功功率损耗与线路的电阻成正比，无功功率损耗与线路的电抗成正比，因而降低线路的电阻和电抗就可以降低能量损耗，达到节能的目的。降低线路的电阻和电抗的方法有如下几种：
（1）线路应以最短路径布置，减少不必要的弯曲，减少中间接头的数量。
（2）合理选择低压电力配电系统的接线型式，可以有效的减少有色金属的消耗，如树干式（用于用电设备的布置比较均匀，容量不大，又无特殊要求的场合）。
（3）配变电所应满足深入负荷中心，接近电源侧，进出线方便等原则，以减少低压供电电缆的长度，当建筑物高度超过100米时，也可在高层区的避难层或技术夹层内设置变电所。局部采用10kV中压深入负荷中心的供电方案。
（4）根据具体情况合理的确定计算负荷，得出计算电流，按载流量、经济电流选择电缆截面，然后根据电压损失校验、热稳定校验、保护灵敏度校验，确定最终电缆截面。
1.4 提高供配电系统的功率因数
提高系统的功率因数，可以提高线路输送有功功率的能力，降低线损，降低变压器的设计容量，从而达到节能的目的。
在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功功率，使得系统的功率因数降低。因此，在供配电设计时应合理选择电动机功率、避免变压器轻载运行、合理选择灯具的镇流器、降低线路的感抗等以提高系统的功率因数。具体方法有：
（1）采用并联电力电容器补偿：根据无功功率补偿率与计算有功功率的乘机确定无功功率补偿容量，合理选定电力电容器。高压电气设备与低压电气设备宜分别独立设置补偿电容器。补偿基本功率的电容器组，可选择集中补偿，容量较大、负载稳定的用电设备的无功功率可选择单独就地补偿。
（2）在设计中尽量选择功率因数高或带有自补偿的用电设备。
（3）经过技术经济论证后，证明采用同步电动机作为无功功率补偿装置合理时，可利用同步电动机补偿系统的无功功率。
1.5 电动机的节能
（1）根据负载特性和运行要求，合理选择电动机功率，使负荷率在0.8至0.9范围内，此时电动机的效率最高。
（2）民用建筑中的风机、水泵类动力设备，宜选用普通鼠笼型电动机。当采用变频器控制电动机时，变频器的容量按电动机的额定功率选取。
（3）民用建筑中，大功率的水泵、风机宜采用软启动装置。设置液位控制器，控制水泵的启停，通过控制器控制风机和水泵的风量和流量，以实现节能措施。
2、照明节能设计原则
照明节能设计应是在保证作业面视觉要求和照明质量的前提下，最大限度的减少照明系统中的能量损失，在满足《建筑照明设计标准》GB50034—2004所对应的照度标准、照明均匀度、统一眩光值、光色、照明功率密度值、能效指标等相关标准值的前提下，合理的选择光源及高效节能灯具，确定合理的灯具安装方式及照明配电系统，充分利用自然光、太阳能等新型能源。
在民用建筑中所要求的照度标准值，可以根据具体情况进行选择，档次要求高的场合可以提高一级进行选择，档次要求低的场合可以降低一级进行选择，合理选择照度值，以达到节能的效果。照明设计时，选择合理的照明方式也是至关重要的，比如需要高照度的场合，一种照明方式往往达不到要求，而且电能浪费比较严重，这时可以采用混合照明的方式。
3、照明节能措施
3.1 合理选择光源
光源应根据不同的使用场合进行选择，在满足照明质量的前提下，优先选择高光效节能光源。
（1）商场营业厅、超市的照明光源的选择
商场营业厅、超市、百货店等的照明光源一般以直管形荧光灯和紧奏型（节能）荧光灯为主，必要时也可以采用小功率的金属卤化物灯，在有特殊照明要求的场合可以设置一些卤钨灯和陶瓷金属卤化物灯。对于层高比较高的场所，宜选用金属卤化物灯作为照明光源； （2）酒店、旅馆建筑的照明光源的选择
酒店、旅馆客房一般以暖色调为主，所以宜用暖色调的节能灯。大堂、功能厅、餐厅等场所宜以节能灯为主，对于有特殊要求的功能厅等可采用节能灯、卤钨灯结合的光源，必要时也可采用智能控制；
（3）写字楼等办公建筑的照明光源的选择
写字楼等办公建筑一般以荧光灯光源为主；
（4）居住类建筑的照明光源的选择
居住类建筑的照明光源宜以荧光灯为主，局部房间也考虑使用白炽灯；
（5）机房、车库、公共场所的照明光源的选择
机房、车库等应优先选择直管型荧光灯，卫生间、走道等公共场所可选用紧凑型（节能）荧光灯或细管荧光灯。
（6）室外场所的照明光源的选择
住宅小区道路路灯、围墙灯、公共建筑四周道路路灯、庭院及景观照明灯可选用紧凑型（节能）荧光灯，小功率金属卤化物灯。建筑物外立面的照明可选用金属卤化物灯、高压钠灯，建筑物广告招牌的透光灯可选择细管荧光灯。建筑物外轮廓照明用光源可选用LED灯带或高效发光二极管。
3.2 确定合理有效、经济实用的照明系统控制方式
（1）公共建筑的走道，大堂、楼梯间等公共场所的照明，可采取集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施，居住类建筑的楼梯间、走道的照明宜采用节能自熄开关。
（2）酒店、旅馆的客房、包房应设置节能控制总开关。
（3）对于小开间办公室，房间的照明可采用控制面板控制，每个照明开关所控制的光源数量不宜过多。对于大开间的办公室、图书馆等可采用智能照明控制系统，照明的控制宜结合建筑物的采光情况而定。
（4）高档会议中心的会议厅、多功能厅、影剧院等宜采取调光控制。
（5）室外道路照明宜采用光控、时控、程控等智能控制方式，并具有手动控制功能。室外道路照明的道路两侧都设置光源时，在深夜应能关闭一个光源，实现单侧照明，室外道路照明的道路一侧设置光源时，在深夜应能转至低功率运行。
景观照明应具备节假日、平日等不同的控制模式。
4、结束语
目前我国的建筑电气节能设计还不够成熟和完善，与国外的设计公司和设计人员相比，我国的设计公司和设计人员还存在着经验不足、起步较晚的劣势，我们要虚心学习新的技术，深入调查研究、吸收良好的经验，不断总结经验，在建筑电气设计中应充分考虑节能设计，合理选用节能环保的产品，合理采用高新技术材料、高新技术，合理选用高效电气设备，既重视大范围、大能耗用户的节能，也关注局部、细节的节能，全面着手、精益求精的完成建筑电气节能设计工作，保障国家能源安全，降低能源浪费，贯彻落实我国的基本国策。
参考文献：
[1]全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-电气中国计划出版社，2007.
[2]北京照明学会照明设计专业委员会编.照明设计手册（第二版）.中国电力出版社，2006.
[3]李宏毅，金磊.建筑工程电气节能.中国电力出版社，2004.