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摘要：可以说能源在国家的生存和发展过程中起了相当重要的作用，它是提高人民生活水平的重要条件之一。在国民经济逐步发展，建筑行业也得到了长足发展，因而使能源的消耗愈加严重，导致我国的能源短缺现象越来越突出，使国内经济发展受到了一定的阻碍。本文主要就建筑电气设计中的节能技术及相关设计应用进行了探究，仅供大家参考。
关键词：建筑电气设计；节能设计；应用研究；节能技术
引言
建筑工程中离不开电气设备的使用，受到人为主观因素和设备客观条件影响。在建筑工程电气设备的使用过程当中存在着不同程度的能源浪费。电能在生产、传输、分配和使用等过程中需要经过各种电气设备（发电设备、变电设备、电缆线路、用电设备等）来进行运作。这些设备都会导致不同程度的能源损耗，虽然有些损耗是不可避免的（电缆线中的发热损失），但是却可以使用相应的节能技术将损耗降至最低。
1.电气设计中节能技术应用现状
伴随我国社会经济的持续发展，建筑行业发展速度迅速提升，进入快速发展阶段。与此同时，能源消耗问题也成为制约该行业发展的重要阻碍。在整个社会能源消耗总量中，建筑行业对于能源消耗占据一半以上，其中房建工程的总体能源消耗高达22%左右，总建筑耗能已超过能耗总量的48%。由此可见，我国的建筑行业的能耗问题，已经迫在眉睫。
伴随改革开放，我的社会经济飞速发展，人们的生活水平得到了显著提高，同时，生产生活所带来能源消耗也逐渐增多，能源紧缺问题也成为当前建筑企业发展的重要阻碍因素。因此，建筑行业纷纷开始注重对节能技术的应用。所谓节能技术，实质是指运用高效率低成本的技术知识，来提升对能源的使用效率。在整个建筑领域的能源消耗中，所涉及的内容主要包括对水、电、燃气的大量消耗。我国居民生活能源消耗，占据国内能源消耗总量的一半以上这，节能技术的重要性显而易见，建筑电气的节能技术，符合时代的发展要求，是推动建筑行业快速发展的法宝。
2.建筑电气节能设计的原则
建筑的电气节能设计需要考虑各个方面的因素，比如实用性，使得设备利用效率提高，以达到节约的目的，从而最终获得效益最大化。
2.1实用、经济型原则
一方面，实用性表示满足建筑设计中的照明的要求，达到人们在日常生活中的要求；让人们居住的时候，感到干净和舒服，保证周围的交通设施比较通畅另一方面，需要考虑到投入的资金成本，避免增加多余的资源浪费，所以建筑电气在刚刚开始设计时候，要从技术方面着手，通过节能来取得最大的收益，实现经济性。
2.2安全性
安全性，指的是电气线路要保持绝缘等功能，保证建筑电气设施的安全使用，可以进行可靠装置的安装，引入防需技术措施，此外还有防静电，防火灾等等，通过配置合理的安全措施，保证建筑电气的正常运行。
2.3技术先进原则
在建筑电气的设计和施工阶段，可以采用多种多样的方案，进行分析、沦证，最终选择合理优化的方案，让损耗达到最小值，从而更加节能。
2.4节能环保原则
在刚开始的方案设计阶段，需要考虑环保、技能，多方案进行严格的计算，多控制方法进行比较，降低投入，选择更加节能环保的方案。
3.电气节能设计关键内容
3.1供配电系统的节能设计
（1）合理布置供配电系统，减少线路损耗
首先，在方案设计的初始阶段，需将配电小间及变配电室的位置予以综合考虑，不仅要将供电半径考虑在内，而且还要将线路的长度尽可能缩短；除此之外，在线路具体的布线环节，需尽量走直线，减少导线长度，减少能源运输途中的损耗。其次，针对低压线路来考量，减少回线路电损。最后，针对高层建筑，在搭配与之对应的低压配电室时，需做到与竖井相靠近，且由低压配电室提供所需要的各种竖井干线，避免线路返送，尽可能让线路往前送。
（2）针对供配电系统技术而言，选择切实有效的配电方案
对于建筑中诸如空调等具有相应季节性的设备，需为其专门配置专用型的变压器，由同一台变压器负责不同时间或季节的负荷，能够实现变压器容量的降低；针对采用一些具有季节性负荷的线路，则可通过共用干线的方式，实现电阻及线路的减少，运用相同大小的干线截面传送较小的电流，进而实现线路损耗的减少；针对变压器数量与容量之间的配合，则需对其开展针对性的计算与比较，全面、细致、综合化地计算出变压器的初投资。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，还需选择较为妥善的负载率，通常情况下，选择75%-85%最为合宜。
（3）选择合适的线缆截面及节能产品
针对一些在供电质量方面要求比较高的工程项目，不仅需选用一些能够达到有载调压的、低损耗节能的变压器设备，而且还需选择较低消耗且较小噪音的接触器。结合建筑需要，还要合理挑选导线截面。 如若线路较长，除了需要与电压损失、保护的配合、热稳定及载流量所选定的界面相满足之外，还要外加一级导线截面与每日所需要的相应工作时长相结合，然后对此进行深入、详细的计算。如果把A作为增加的费用，由于节约能耗而减少的年运行费用为B，那么A/B便是回收年限。若回收年限为几个月或1年-2年，则应加大一级导线截面。通常，在导线截面取值上，以小于7mm2为宜，在长度上，不得高于100m，这样通过增加线路一级截面，便能较好地满足上述条件。
（4）多选用平衡三相负荷，提升设备功率因数
多选用平衡三相负荷，提升设备功率因数，选择适当容量及合适地点，对其实施无功补偿；除此之外，在选用同步电动机时，需选择具有比较高功率因数的；在荧光灯选择时，需选用的电子镇流器，在高次谐波系数上需<15%；所选用的气体放电灯需带有电感镇流器，在单灯上还要安装有电容器，这些均可提高自然功率因数，使其维持在0.85 -0.95。减少系统高、低压线路传输的超前无功功率。
无功补偿装置，需尽量做到就地安装，将其就地补偿优势充分发挥出来，能够在一定程度上，减少线路无功传输，最终达到节能效果。当前，从民用建设节能设计角度来考量，低压侧相应集中补偿仍是比较常用且性能可靠的变压器。此种做法在某种程度上，虽然能够实现无功传输减少，但基于用户而言，变压器低压母线经连接线路，被输送至各用户点，在此过程中所进行的无功传输，在一定程度上不能发生较大程度改变。因此需选择一个比较稳妥位置，设置符合实际需要，且配合建筑使用的补偿装置，以此实现功率因数的最大化提升。而在空调主机等设备附近，则可依据实际需要设置专用性的变配电所，将其当作集中补偿之用。
若电动机负荷稳定，可在原地进行补偿，如若存有较大幅度的变动，电机端的电压也会与之对应变动，电容器在未完全放完电的状况下，又开始充电会造成电容器出现无用电流，造成电机有过电压状况，损坏电器设备。所以针对诸如自动步行道、自动扶梯及电梯等设备，对于断续负载等无需在电动机端，安装补偿电容器。如星三角起动的异步电动机也不能在电动机端加装补偿电容器，因为它在启动过程中有开路闭路瞬时转换，使电容器在放电瞬间又充电，也会使电机因过电压而损坏。
针对谐波抑制或消除措施而言，可在无功补偿处，专门设置电抗器。在电抗器的选择上，可选用电抗系数为5.5%的，当调谐频率为214Hz时，可有效吸收50%- 60%谐波。另外，选用压敏断路技术等，能够为运行稳定、安全，提供充足保证。
3.2照明节能设计
（1）选用高效光源
对于市场上的白炽灯而言，其便宜且安装方便，具有最高的显色指数，光色好，但具有比较低的发光率，不节能。因此，在部分住宅内声光控场所及局部艺术照明才使用。高压钠灯与低压钠灯具有最高的发光率，但因光色偏暖，色温低，显色指数仅为40-60时，具有较大的颜色失真度，在广场照明或路灯中较为多用。高显色性钠灯的显色指数在60时，可与汞灯组合使用，在体育馆及工厂内较多使用。而对于具有很高发光率的金属卤化物灯而言，即稀土金属荧光灯、三基色荧光灯等，因具有较广的色温范围，即3 OOOK-45 OOOK，高显色指数，通常达80-95颜色失真度小，不仅在展厅、商场等场所可运用之外，还能在码头的候船室及候车厅等场所广泛应用。通常，稀土金属荧光灯，可用于写字楼等场所的照明。
（2）建筑物尽可能选用自然采光
与室外相近的部分，需开大门窗，所选用的玻璃门窗需具有较好的透光率，以此实现对自然光充分利用的目的。对具有比较大空间的场所，如大厅、商场及教室等，在设计灯具时，可与外窗平行，且进行分级分区控制。充分考虑靠窗的自然光，达到节能目的。对于自然光照明部分，可依据相关照度标准，进行现场照度检测，合理设置开关点，以此来调节灯光，使灯具灯光控制更为节能、方便与灵活。
3.3建筑设备的电气节能
重要建筑物或者具有较大规模的建筑物，可运用楼宇自控系统，监控电动机、给排水及空调等，以此达到节能效果；给排水系统及空调系统，则需重点配合给排水及暖通专业施工，从中获取更加合理的控制方案。在选择设备时，对诸如水泵、变频调速风机及节能型电动机等进行合理运用，至此，方能最大化呈现节能效果。对于变频风机，通过变频调节送风量，即可实现风机电耗的大幅节约。
电梯可专门设置节能控制模式，将节电感应控制设置在自动扶梯上。将带一氧化碳自动探测器的相应诱导风机安装在车库内，对于所采用的全空气空调系统，则可布设二氧化碳传感器，依据建筑现场实际状况，调整风量，使之符合所需。运行时，便可减少耗能。除减少电容器无功损耗外，还需要减少空载运行及电机轻载。因为在此状况下，电机往往效率低，耗能与负载的下降，通常并非正比关系。选用变频调速器降低负荷时，选择变频方式对转速自动调节，促使其适应于负载的变化，实现电机在轻载状态下相应效率的提高，进而实现节能的目的。
但此设备价格往往较高，所以在实际应用过程中，通常会受到相应限制。软起动器为另外一种方式，此种节能方式主要是依据启动时间调节可控硅导通角，以此来控制电压。因电压能够进行连续性调节，所以启动比较平稳。当完成启动后，则可在全压状态下投入运行。此种节能方式不仅能够在频繁启动的设备中予以运用，而且还可用在电动机容量比较大的设备上。另外，可在附近用电设备对于电压具有较高要求的场合使用。由于其自启动至投入运行，在电力变化幅度上不会大于3倍，能够将电网电压的波动维持在固定范围内。但它所选用的是一种可控硅调压，这便造成正弦波在导通上比较缺乏，所以它要求具有比较完善的通风措施，还需强化散热措施；在价格方面，其较变频器便宜，当前被广泛应用于建筑领域中。
4.总结语
综上所述的分析使我们充分了解到节能技术在建筑电气设计中所发挥的作用是极为巨大的，这一点应该得到相关部门的高度重视，而随养可持续发展战略的不断深入，节能技术是建筑电气设计的必然发展趋势，建筑电气的节能设计是集合智能化、自动化等复杂的系统工程合理的建筑电气节能能够节约很多的电能，设计人员应充分遵循电气设计在实用经济、安全、技术先进，节能方面的原则，进行综合的分析，运用到实际项目中，达到节省能源的消耗。
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论文作者:谢雨业
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第11期
论文发表时间:2017/10/10
标签：节能论文; 建筑论文; 线路论文; 设备论文; 截面论文; 节能技术论文; 电容器论文; 《建筑学研究前沿》2017年第11期论文;