摘要：由于环保节能理念的深入人心，住宅建筑的电气节能设计也被人民列入了节能环保的措施之中。通过进行住宅建筑电气节能设计，能够降低电能的消耗、提升资源利用率。本文通过对变压器的节能设计、建筑设备的节能设计以及电能的使用等方面具体阐述了如何实现节能。
关键词：电气工程；节能；电能
一、进行电气节能设计的必要性
我国是人口大国，虽然经济水平有限但人口基数大，对能源的用量相当大。我国的能源需求量大，由于各种原因造成的能源浪费也不少，能源的紧缺也在制约着人们的生活水平提升。我国要建立资源节约型、环境友好性国家，势必要遵循科学发展观、坚持可持续发展的观念，进行一系列的环保节能措施，宣传工作落到实处，实际工作也必要开展。随着国家相关政策的倡导，电气设计师也可以实行电气节能方面的设计。
住宅在建筑物中存在特殊性，要满足人民生活的各种需求。在住宅内进行节能设计，要同物业和施工方都建立良好的合作关系。如果在施工过程中完成了节能设计并直接应用在住宅内能和建筑原本的设计理念相融合，达到内外部的和谐美观设计。如果住户是要进行二次装修，设计师可能参与不到节能设计这个环节，有的家庭也没有设想到住宅需要做节能设计就需要物业与业主进行沟通和交涉。
对住宅进行电气节能设计，既合理节约了社会资源，又能够让住户使用时不必为电费而烦恼。而且电气节能设计本就是一项覆盖范围较广的工作，需要各家各户人民的配合。
二、电能的传输和分配
1.变电所（配电室）的选择应深入负荷中心，减少干线和支线路供电距离，从而减少有色金属损耗和减少线路的电压损失。对于用电设备的设备容量在100kW及以下或变压器容量在50kVA及以下者，建议采用3800/220V供电；对于大容量用电设备（制冷机组，电热锅炉等）宜选用10kV供电。
2.合理选用变压器：选用高效低能耗的变压器，力求使变压器的实际负荷接近设计的最佳负荷，提高变压器的技术经济效益，减少变压器损耗。对于季节性负荷（空调机组，变压器，换热站等）应根据负荷容量的大小设置专用变压器，从而降低变压器损耗。另外，应在变电所低压侧设置集中无功补偿装置，使10KV侧功率因数在0.92以上。无功补偿电容串接滤波电抗器，并根据实际运行情况，当谐波量超出规范要求时，在设置相应的有源滤波器。
3.设计者要深思熟虑考虑变电站位置，同时应尽可能减少配电级数，简化系统，减少开关数量，从而间接减少了开关上的损耗。选择开关柜、开关时要注意产品的功率损耗数据，经济合理前提下尽量选择功耗小的产品。
4.研究负荷特点，使单相设备尽量做到三相平衡。
5.减少线路的功能损耗。
首先，选择电导率小的导线，铜线是比较好的选择。其次，在设计中尽量减少导线的长度，尽可能使用直线，尽量少用或者不用回头线，要尽可能把配电箱放置负荷中心。再有，增大导线截面。可按照正常需求的截面，加大一级导线截面，既能减少功能损耗，又能延长使用寿命，并且还能提高用电的安全性。
三、变压器的节能设计
变压器损耗包括有功功率和无功功率损耗两部分。其中有功损耗又分为铁损和铜损，铁损与变压器的铁心材质有关，铜损与负荷电流平方成正比。有功损耗计算式为△P=P0+β?PK（其中△P为有功功率损耗，P0为铁损，β为负载率，PK为铜损）；变压器的无功损耗由两部分组成，一部分是励磁电流即空载电流造成的空载无功损耗，它与铁芯有关；另一部分无功损耗指一、二次绕组的无功漏磁电抗损耗，其大小与负载电流平方成正比。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆无功损耗计算式为△Q=Q0+β?QK（其中△Q为无功功率损耗，Q0为空载无功损耗，β为负载率，QK为无功漏磁电抗损耗）。
变压器产品由第一代热轧硅钢片变压器发展至第二代冷轧硅钢片变压器，第三代低损耗节能变压器，第四代非晶合金铁心变压器，变压器铁损和空载无功损耗逐代下降。根据计算负荷容量，选择负载率，当正常使用时变压器负载率低于30%时，变压器损失率会很高（变压器损失率为变压器损失与变压器输入功率之比），可能会出现“大马拉小车”的情况，需要通过变压器损耗计算比较小一级同类型变压器，选择损耗最小的变压器；当负载率大于80%时，同样通过变压器损耗计算比较大一级同类型变压器，选择损耗最小的变压器。由此可知选择节能变压器，合理选择负载率，可以降低变压器损耗，使得变压器更为节能。
四、住宅公共区域的灯具选型和照明控制方式
住宅公共区域的照明主要是路灯、景观照明、泛光照明、楼梯间照明等。照明控制既要考虑节能，也要兼顾巡逻、监控所需要的最低照度。照度要求和功率密度（LPD）要求参照《城市道路照明设计标准》CJJ45―2006，《建筑照明设计标准》GB50034-2004的规定。
小区路灯的光源应采用高光效、长寿命的钠灯，附属的电子镇流器、触发器、电容器也要能耗小，寿命长。由于路灯广泛采用就地单独补偿，路灯的电容器损坏时功率因数将下降到0.33～0.35左右，而路灯仍能点亮，造成长时间无人发现和维护，造成浪费。一般路灯电容器寿命在两年左右，管理人员应注意观察变压器低压侧无功功率的变化，检查路灯电容器是否损坏，加强管理，及时更换。同时低压侧集中补偿电容器应计人30％―50％ 路灯电容损坏时的补偿容量，由功率因数控制器自动调节补偿，避免长时间电容损坏的路灯得不到补偿，造成无功功率的大量损耗。
泛光照明、景观灯、楼梯间等选用高效的光源、灯具，采用光控、时控等相结合的控制方式，自然光照度过低时自动开启，夜间在设定的时间关闭，路灯采用则光控，可减少电能的浪费。
五、建筑设备的电气节能
建筑采用的电气设备很多，有结合设备原有的特点和设备自带的系统进行节能设计，目前主要的设备有空调、电梯、水泵等等。针对各个设备能够进行具体的节能设计和处理。
1.空调：空调的系统有些复杂，包括冷热水交换器系统、排风系统等等。通过检测系统的使用数据和设备的状态，了解供回水的温度、流量、气压等等要素，进行设备数据上的调节和作设备零件的更换。也要在改进后通知用户空调的节能使用方法，以免造成设备不必要的损耗。
2.电梯：电梯的节能设计，需要搭配智能系统、感应系统等多方面进行改良设计。根据电梯的使用寿命、最大搭载人、货物等物品的重量、人员流动的高峰期等等，提高电梯的使用效率，在不被使用的时间内减少耗电量、在电梯运行过程中合理利用供给能源。
3.水泵：水泵是被广泛运用在排水系统中的，控制水箱的水位根据水箱的压力低进行作业。水泵的节能设计需要结合水泵使用时水的消耗量以及水箱压力进行设计，通过对水箱位置的调整便可以实现，也可以改造水泵的内部结构达到节能目的。
结语：总之，电气节能是一个系统工程，建筑电气节能设计应充分考虑如何在满足建筑物功能的前提下尽量减少设备使用时间和提高设备使用效率，这个问题是节能设计的出发点，从这个出发点我们才能够因地制宜的设计合理的节能方案。建筑电气节能设计方法有很多，例如文中所讲如提高电网功率，采用节能机电产品，智能化控制等，但万变不离其宗，总的原则仍然是既节约能源又满足建筑物功能的需要。
参考文献：
[1]住宅建筑的电气设计策略[J].熊俊.住宅与房地产.2018（22）
[2]关于住宅建筑的电气设计重点解析[J].耿晶晶，朱海超.科技创新与应用.2014（12）
[3]住宅建筑电气设计中存在的问题浅析[J].左延军.延安职业技术学院学报.2013（03）
论文作者:王鑫磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
标签：变压器论文; 节能论文; 住宅论文; 设备论文; 路灯论文; 功率论文; 负荷论文; 《基层建设》2019年第12期论文;