建筑电气设计节能措施分析

　　摘要：随着我国经济的快速发展与能源短缺的予盾日益突出，而我国各大城市建筑在不断崛起，造成能源消耗急速增加。建筑的电气能消耗问题突出，“如何控制、节电能、降电耗，进行电气节能设计”势在必行。本文结合多年实践工作经验对建筑电气设计角度提出了几种电气节能设计有效措施。以供参考。
　　关键词：电气工程，节能，设计
　　1建筑电气工程设计节能应遵循的原则
　　1.1优化供电设计，促进电能合理利用,在进行民用建筑工程电气设计时，既不能以牺牲建筑功能，损害使用需求为代价，也不能盲目增加投资，为节能而节能，首先考虑的是适用性，也就是能够为建筑电气设备的运行提供必需的动力，建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源；能够满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求能够保证建筑电气设备对于控制方式的要求，从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。其次考虑的是安全性，电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定裕度，确保供电、配电与用电设备的安全运行；有可靠的防雷装置，防雷击技术措施；特殊功能要求的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施，按建筑物的重要性与火灾潜在的危险程度设置相应必要的技术措施。在满足民用建筑电气工程的适用性和安全性的基础上，采用先进的节能技术，优化供配电设计，促进电能合理利用。
　　1.2提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗,在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各种能源的消耗。做到选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高能源的综合利用率。
　　
　　1.3合理调整负荷，选取合理的设计系数，提高负荷率和设备利用率设计时尽可能合理调整负荷，选取合理的设计系数，在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率，达到节约电能的目的。
　　总之，在建筑电气工程设计节能的过程中要贯彻适用、安全、经济合理、技术先进的原则。
　　2建筑电气工程设计节能的途径
　　电压等级选择
　　(1)城镇的高压配电电压宜采用10KV，低压配电宜采用220V／380V。
　　(2)用电企业的供电电压，应根据其计算容量、供电距离、用电设备特性、供电回路数量、远景规划，及当地公共电网的现状和发展规划等技术经济因素综合考虑确定。
　　(3)当小负荷用户用电时宜接当地低压电网。当用户的计算容量为22OKVA或用电设备单台功率大于250KW，以及供电距离大于250m，计算负荷大干100KVA的用户，即采用高压供电。
　　(4)地区电网提供的电源电压为35KV，且采用35KV配电经济合理时，经当地供电部门同意，可采用35KV／0.4KV的供配电方式。若根据用电设备的具体情况，选用6KV配电技术经济合理时，也可采用6KV配电。
　　2.2供配电系统设计
　　(1)设计供配电系统时应简单可靠，配电级数不宜过多；同一电压等级的配电级数高压不宜多于两级，低压一般不宜多于三级，三级负荷不宜多于四级。
　　(2)应根据用电负荷的容量及分布，使变压器深入负荷中心，以缩短低压供电半径，降低电能损耗，节约有色金属，减少电压损失，提高供电质量。
　　(3)10KV配电系统应简单灵活，有较大的适应性。根据负荷等级、容量、分布及线路走向等情况设计，配电系统宜以环式为主，也可采用放射式或树干式。
　　(4)每条线路、每个变配电所都应有明确的供电范围，不宜交错重叠。
　　2.3变压器的选择
　　(1)减少变压器的有功功率损耗。
　　空载损耗又称铁损，它是由铁芯的涡流损耗和漏磁损耗组成，是固定不变的部分，其大小随硅钢片的性能和铁芯制造工艺而定。所以，在设计选择变压器时应选用节能型的，如采用高导磁硅钢片，绕组采用优质铜导线，增加导线截面积；采用先进的硅钢片剪切工艺，改进铁芯碟片方式。如S9、SC9及AMDT等型由浸变压器或千式变压器。
　　铜损的大小取决于变压器绕组的电阻和流过绕组电流的大小。因此应选用阻值较小的绕组，并采用铜芯变压器。
　　(2)正确选择变压器的负载率。
　　虽然在负载率=5O％时，变压器的能耗最小，但在实际使用中有一半的变压器容量没有投入运行，所以目前设计规范要求设计变压器的负载率为75％～85％。
　　民用建筑在使用上有季节性负荷。建筑物季节性负荷就是冬季取暖，夏季空调制冷，用电量大。当季节性负荷很大设计时应选择专用变压器。
　　(3)三相电源分相单独供电时，会使流过的三相电流产生不平衡。这种不平衡的状态会引起电网的失调、中线电位升高及变压器本体损耗增加。三相不平衡越大，损耗增加也越大。减少负荷不平衡的方法有：
　　①将单相用电设备均匀分接在三相电源上，最大相负荷不宜超
　　过-t8负荷平均值的115％，最小相负荷不宜小于平均值的85％。
　　②220V照明负荷的线路电流小于等于30A时，采用单相供电；大于30A时，采用三相四线制供电。
　　③使用单相自动补偿设备。
　　2.4减少电能在线路传输上的损耗
　　由于电路上存在电阻，电流流过时，就会产生有功功率损耗。线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减少线路电阻。因此，减少线路的损耗应从以下几方面入手。
　　(1)选用电导率较小的材质作导线，铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。因此，在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中采用铝锌导线。
　　(2)减少导线长度。①线路尽可能走直线，以减少导线长度；②低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失；③变压器尽量接近负荷中心，以减少供电距离。当建筑物每层平面在10000左右时，至少要设2个配电所，以减少干线的长度；④在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着干线倒送的现象。即低压配电室与竖井位置的布局上应使线路部分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。
　　(3)增大导线截面。对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面。例如，建筑电气工程所增加的费用为M，由于节约能耗而减少的年运行费用为m，则M／m为回收年限，若回收年限为几个月或一二年，则应加大一级导线截面，一般而言，导线截面小于7Omm，线路长度超过100m的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给长期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻。例如，将空调风机、风机盘管与照明、电开水器等计费相同的负荷集中在一起，采用同一干线供电，既便于采用一个火警命令切除非消防用电，又可在春秋两季空调不用时使用同样大的干线截面传输较小的电流，从而减少了线路损耗，这就相当于充分利用了季节性负荷的线路。
　　另外，提高自然功率因数是电气设计节能的一个重要环节。应选用功率因数高的用电设备，采用电容器就地补偿。民用建筑物内的电动机在起动和运行过程中的节能和照明部分的节能也应重视。
　　3结束语
　　在供电系统或用电设备中都荐在着节能的巨大潜力。设计人员要重视节能，掌握先进的节能设计方法和新型电力电子节能产品信息，把节能措施运用到每项工程设计中。
　　参考文献：
　　［1］GB50016-2006建筑防火设计规范[s]
　　［2］GB50045-1995(2005年版)高层民用建筑设计防火规范[s]
　　［3］吴宏岐、民用建筑电气设计中的节能措施[J]、能源研究与利用，2002(4)