综述建筑电气节能设计技术
摘要：节约能源，保护环境，是我国长期的重大方针。随着现代化科技的迅速发展，节能技术、节能设备也将不断提高和发展。本文根据笔者从事电气设计专业的多年经验，阐述了建筑电气设计节能的重要性。
关键词：建筑电气；节能设计；节能措施
“节能降耗”是国家的基本国策之一。建筑电气领域节约用电蕴含着巨大的潜力，同时，节能具有重大意义，它不仅能有效地缓和电力供需矛盾，保证国民经济持续、高速、健康的发展，而且经济效益显著，是一种经济的电力开发形式。
1 建筑供配电系统节能
建筑供配电系统节能包含尽可能地减少在输送、转换、运行过程中的损耗及系统使用中的节能，就建筑供配电系统节能而言，主要包括三个方面：供配电系统节能设计、变压器节能和系统运行管理节能。
1．1供配电系统节能设计
根据用电负荷容量及其分布、用电设备特点及负荷等级，合理设计供配电系统，使系统在最佳状态下运行，实现供配电系统的经济节能运行。设计应从下面几个方面考虑。
(1)供配电系统应尽量简单可靠，同一电压等级供电系统变配电级数不宜多于2级，尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。
(2)合理选择供电电压。同等情况下，电压越高，损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220／380V，但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了达到节能目的，经方案比较，可以选择l0(6)kV的制冷设备。
(3)变电所应靠近负荷中心，低压配电间应靠近电气竖井，合理分布供电网络，使低压供电半径控制在200m以内，供电线路的电压损失已满足规范的允许值，减少线路电压损失，提高供电网络的供电质量及网络运行的经济效益。
(4)在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内。
(5)合理选择电缆、导线截面。在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标前提下，应按经济电流密度合理选择导线截面，并应从降低电能损耗、减少投资和节约有色金属等方面综合衡量。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。
(6)合理地提高供配电系统的功率因素。若系统自然功率因素达不到接入电网要求时，应进行无功补偿，提高功率因素，减少能量损耗。具体方法下面二种。
A、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。
B、用静电电容器进行无功补偿，提高功率因数。
1．2变压器节能
变压器节能的实质就是降低其损耗、提高其运行效率。变压器运行中的铁损、杂散损耗是固有的，而铜损是随负载率的平方而变化。为降低能耗，除了从自身材质、结构等方面着手外，还应重视变压器运行中的降损，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，故变压器节能措施主要为：
(1)合理选择变压器容量和台数，选择容量与电力负荷相适应的变压器，对负荷进行合理分配，使其工作在高效低耗区内。
(2)选用节能型变压器，节能变压器具有损耗低、重量轻、噪音低、效率高、抗冲击、节能显著等优点，设计时应首选高效低损的节能变压器。如油浸式变压器已出现了比S9系列更节能的S10，S1I系列。S11型变压器与s9型变压器相比，空载损耗平均降低30％，空载电流平均下降70％。新型干式变压器SC9系列以及非晶合金变压器等产品，也都显示了低损耗的节能潜力。
(3)加强运行管理，实行变压器经济运行。电力用户内部变电所之间宜设置联络控制，在负荷变化情况下，及时投入或切除部分变压器，防止变压器轻载和空载运行，从而减少损耗。
1．3系统运行管理的节能措施
(1)用电峰谷调节实现节能，合理用电是节约能源的重要内涵之一，电是不可储存的，充分发挥电力资源的综合效益，利用电力系统的低谷电能，实行避峰用电，也是一种间接的节能降耗办法。
(2)通过抑制电力谐波达到节能效果。民用建筑，尤其是现代智能建筑中，存在的大量3次谐波污染，不仅会严重影响电能质量，还将增加功率损耗，造成电能的浪费。抑制谐波的措施主要有以下几点。
A、改善配电系统。选用D．Yn11接线组别的三相配电变压器，为3次谐波电流提供环流通路；尽可能保持三相电压平衡；对谐波源负荷采用专用回路供电，减少谐波对其他负荷的影响，也有助于集中抑制和消除谐波。
B、降低谐波源的谐波含量。在谐波源设备选型上，尽量选用谐波含量少的设备，最大限度地避免谐波的产生。
C、在谐波源处安装滤波器，吸收谐波电流。
D、防止并联电容器组对谐波的放大。当并联电容器组附近有谐波源，谐波电流超过规定允许值时，应在回路中设置串联电抗器，或将电容器组的某些支路改为滤波器，还可以采取限定电容器组的投入容量，避免电容器对谐波的放大。
2 建筑动力系统节能
由于建筑动力用电设备通常容量较大，故其消耗的电能亦较大。据统计，约占整个建筑耗电的40％～60％，如此大容量的动力用电设备，无疑使我们在节电方面大有所为。动力系统节电应在满足工艺要求的前提下，尽可能减少电动机电能损耗，提高电能的有效利用率。其节电技术如下。
2．1采用高效率节能型电动机
采取各种切实可行的措施，减少电动机的各部分损耗(主要为负载损耗及空载损耗)、提高电动机的效率和功率因数。采用高效率电机(Y，Y2系列)减少的耗电量与普通标准电动机相比，其总损耗减少20％～30％，效率可提高3％～6％。
2．2根据负荷特性合理地选择电动机
首先，要了解负荷的特性，然后，根据电机的工作环境及负载特点，选用合适的电动机，提高电动机及其拖动负载的运行效率，减小损耗。
2．3选择正确的起动方式
对于需频繁起动的电动机设备，正确选择起动方式，将直接影响节电效果。如直接起动方式，建议除特别小容量(＜0.75kW)的电动机外，应尽量不予采用；减压起动则有利于节电，故适用于容量较大的电动机。近年来，在民用建筑中采用变频器起动的越来越多，因其原理是根据负载变化自行调节电动机转速使两者相适应，从而提高电动机运行效率来达到节电目的。