【摘要】随着建筑业的迅速发展其消耗的能源也在迅速增长，而建筑中消耗的能源大部分都是以电能的方式消耗的，因此在能源日益短缺的今天关于建筑电气的节能问题显得尤为重要。本文将重点关注建筑电气中的供配电系统、电气照明系统以及建筑电气设备的节能的问题并进行分析，探究解决方案。
【关键词】 建筑电气 供配电系统节能电气照明系统节能电气设备节能
前言
作为能源消费大国，我国的能源相对短缺，石油和天然气每年都要依靠进口，其次由于其能源利用率低，所以在每平方米建筑中的能源消耗约为发达国家的2至3倍。因此我国建筑电气节能技术的发展空间巨大。近年来，电气能源供需矛盾激化建筑用电是能源消耗的主要部分，所以我国建筑电气节能技术的发展迫在眉睫。如果在建筑工程中大量运用节能技术，不仅每年可节约用电数十亿度，同时可以延缓温室效应，也造福了经济与社会环境。
供配电系统的节能
供配电系统的节能包含在输送、转换、运行过程中的尽可能地减少损耗及在使用中的节能。
1.1减少变压器的功率损耗
变压器的有功功率损耗按下式表示：
△P=P0+β2Pk
式中：△P为变压器用功损耗（KW）；P0为变压器的空载损耗（KW）；Pk为变压器的有载损耗（KW）；β为变压器的负载率。
（1）降低空载损耗。P0作为变压器的空载损耗，又称为铁损．它是由铁芯的涡流 损耗及漏磁损耗组成，其值与铁芯材料和铁芯制造工艺等有关，与负荷大小无关，所以变压器应选用节能型的油浸变压器或干式变压器，它们均采用优质冷轧取向硅钢片，由于“取向”处理时硅钢片的磁畴方向接近一致，以减少铁芯涡流损耗，450全斜接缝结构使接缝密合性好，以减少漏磁损耗；
(2)降低负载损耗。PK为变压器额定负载传输的损耗，又称为变压器线损，其值取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，因此需要考虑选用阻值较小的绕组，如选用铜芯变压器等；
(3)选择适宜的负载率。根据公式B=S／Sn，Sn为变压器额定容量，S为变压器运行中的实际容量，β2Pk用微分求其极值时，是在β=50％时每千瓦的负荷，此时变压器的能耗最小，但在β=50％负载率时仅减少变压器的线损，并未减少变压器的铁损，因此也不是最节能的。综合多方面因素，同时考虑变压器在使用期内预留适当的余量，变压器最经济节能运行的负载率一般在75％～85％之间；
(4)优化变压器的运行方式。对负荷进行合理分配，选择容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区，同一变电站的变压器尽量并联运行，根据负荷的变化调整并联运行的变压器的台数。另外，还需考虑控制各类非线性用电设备所产生的高次谐波，降低高次谐波值，减少变压器、电动机、线路等的损耗，降低变压器的运行环境温度，平衡三相负荷，合理选择变压器的接线方式等因素。
1．2减少输电线路上的能量损耗
由于线路上存在电阻，有电流流过时，就会产生有功功率损耗。功率损耗为：
△P=3Iβ22Rβ×10-3
式中: Iβ―相电流
Rβ―线路电阻
例如：在l=100m的VV-3×50＋2×25的电缆上传输60KW，cosφ=0.8的电能时其有功功率损耗量可由以下步骤求得：
Iβ=60／3-2×380×0.8=113.9（A）
芯线温度70℃50mm2铜芯线每千米电阻R0=0.44Ω，则
Rβ=0.1×0.44=0.044Ω
P=3×113.92×2×0.044×10-3=1.712KW
可看出，线路上的功率损耗也是非常大的。因此，减少线路上的能耗必须引起设计人员的重视。线路上的电流是不能改变的，减少线路损耗，只有减小线路电阻。由R=ρl／S可知，，线路电阻与电导率ρ成正比，与线路截面S成反比，与线路长度l也成正比，因此减少线路的损耗应从以下几个方面人手：
(1)应选用电导率ρ较小的材质作导线、电缆的芯线，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。在选择导线截面时，要充分考虑导线压降、损耗和供电距离与价格的关系，找出最佳截面。
(2)减少导线长度。线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度。低压线路应不走或少走回头线，以减少回头线路上的电能损失。
(3)变压器尽量接近负荷中心，以减少供电距离。因此当建筑物每层面积在10000m2左右时，至少要设2个变配电所，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，不致产生支线沿着干线倒送的现象。即低压配电室与竖井位置在布局上应使线路尽可能减少回头输送电能的支线。
(5)选择线芯截面时，技术性和经济性是相互依存的两个方面。按经济电流选择电缆截面可节约总费用，节省能源，有利于环境保护，具有明显的经济效益和社会效益。按照经济电流选择的电缆截面通常大于按照载流量所选的截面，但总费用支出会很小，而且增加的初期投资一般仅需2―4年即可收回。
二、电气设备的节能技术
2.1照明节能技术
建筑照明的节能照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求和照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损耗，从而最大限度地利用光能。现在绿色照明、节能照明等名词已为人们所熟知，“绿色照明从设计开始”这是实施节能标准的第一步，也是最关键的一步。照明设计是电气设计中必不可少的一部分内容，同时也是最基本的内容之一。针对照明设计、绿色照明、照明节能等内容，许多专家、同行们已谈了不少。一般在满足照度、色温、显色指数等相关技术参数要求的情况下，照明节能应从以下几方面着手：
（1）选用高效光源。《建筑照明设计标准》GB50034―2004规定，一般情况下。室内外照明不应采用普通照明白炽灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯。一般室内场所照明，优先采用T5、T8型细管荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率金属卤化物灯等高效光源。高大空间和室外场所的一般照明、道路照明，应采用金属卤化物灯、高压钠灯等商光强气体放电灯。气体放电灯应采用耗能低的镇流器，且荧光灯和气体放电灯，必须安装补偿电容器补偿无功损耗。
（2）选用高效灯具。应优先选用直射光通比例，控光性能合理，反射或透射系数高、配光特性稳定的高效灯具。室内灯具效率不应低于70％，装有遮光栅格时，不应低于55％：室外灯具效率不应低于40％(但室外投光灯不应低于55％)。采用非对称光分布灯具，提高照明效能，选用变质速度较慢的材料制成的灯具，以减少光能衰减率。
（3）选用合理的照明方案。分区设置一般照明和混合照明，在需要有商照度或有改善光色要求的场所，宜采用两种以上光源组成的混光照明。室内顶棚、墙面、地面宜采用较浅颜色的建筑材料，以便能更加有效地利用光能。严格控制照明用电指标，不允许采用降低推荐照度的方式来节能。
（4）照明控制和管理。①充分利用自然光，根据自然光的照度变化，分组分片控制灯具开闭。每个开关控制灯的数量不要过多，以便管理和有利节能。②对大面积场所的照明设计，采取分区控制方式，这样可增加照明分支回路控制的灵活性，使不需照明的地方不开灯，有利节电。③有条件时，应尽量采用调光器、定时开关、节电开关等控制电气照明。公共走廊、楼梯间内安装带延时的光电自动控制装置。④室外照明系统为防止白天亮灯，采用光电控制器代替照明开关，以利节电。⑤在插座面板上设置翘板开关控制，当用电设备不使用时，可方便切断插座电源，消除设备空载损耗、达到节电的目的。⑥采用智能化照明管理系统．采用智能照明控制系统，提高了照明控制的自动化程度，在节省能源的同时，降低了运行管理费用。
总之，建筑尤其是智能建筑可以充分利用变配电综合监控及楼宇自控技术，建立起能源管理系统。实现能耗跟踪、节能的远程及就地控制．当然，节能也应根据具体情况考虑实际经济效益，不能单纯为了实现节能而过高地增加初始投入和运行费用。在建筑的电气节能设计中可以进行节能效益评估，确保节能效果和经济效益。
2.2建筑电气设备的节能
(1)空调系统。其主要内容包括：①冷冻水与冷却水系统的优化控制；②冰蓄冷系统的优化控制，现行的冰蓄冷控制技术还很不成熟，冰蓄冷控制策略仍需作深入研究，尤其是在蓄冰装置优先方式下的融冰策略的研究，对于提高冰蓄冷系统的能源利用效率，促进冰蓄冷技术的商业化应用具有决定性的意义；③热交换系统温差与流量的优化控制；④变风量系统等控制技术。
(2)给排水系统的优化控制。
(3)电动机。包括电动机的正确选型、调速方法、基于负载检测的台数控制。
(4)电梯。包括电梯的合理选型(如速度、载重量、调速方式等)、停层计划及群控策略。
(5)电动门窗。包括门窗的节能控制、遮阳系统的自动控制等。
结语
电气节能是建筑节能中不可忽略的重要组成部分，为了实现我国可持续发展战略，建筑节能势在必行。我国应结合实际情况，综合利用各种节能技术措施，选择经济合理的节能方案，充分研究相关政策的制定和配套，形成新的机制和运作模式，制定出可操作性强，便于实施和审核检查的一整套科学体系，使之更好地指导和规范建筑节能，推动建筑节能的健康发
参考文献
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