浅谈建筑电气的节能设计
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１ ８
源自文库电子科 学
２年３ 科０第期 ０ 霸 １
浅谈建筑 电气 的节能设计
邹俊慧
（ 哈尔滨东铝建筑有 限责任公 司 ，黑龙 江哈尔滨 １ ０ ９ ） ５００
摘 要 节能减排 已经成为全社会 的共识 ，近年来建 筑节能与节 能型建筑也取得 了很大的发展 ，本 文结合 自身 工作实际 ，对建 筑电气的节
具体方法有 ： １ 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如同步电动机等 ，电感性用电设备可
２ 变压器 的节 能
减少变压器的有功损耗。变压器的有功损耗按下式计算 ：
△Ｐ＝ ＋１ Ｐ Ｋ Ｐｏ ３
选用有补偿 电容器 的用电设备（ 配有电容补偿 的荧光灯） 。２ 用静电 女 Ⅱ 等 ） 电容器进行无功补偿 ，电容器可产生超前无功 电流抵消用 电设备 的滞后 无功电流从而达到提高功率因数 同时又减少整体无功电流 。在具体工程 设计 中有采用分散就地补偿 和高低压柜集 中补偿等方式 ，可根据具体 隋 况具体分析。
式 中 △Ｐ一 变压器 的有功损耗（ ；Ｐ０变压器的空载损耗ｆｗ） Ｋ 一 ｌ ； ｅ Ｐ Ｋ一 变压器的短路损耗（聊 ； Ｂ一 Ｉ （ 变压器的负载率。 １ ）Ｐｏ 作为变压器的空载损耗又称铁损 ，它是由铁芯涡流损耗及漏 磁损耗组成 ， 其值 与铁 芯材料及制造工艺有关 ，与负荷大小无关 ，所 以在选用变压器时最好选择节 能型变压 器如 ｓ ，Ｓ ９ Ｃ 等 。它们采 ９ Ｌ ，Ｓ ８ 用优质冷轧取 向矽 钢片 ，由于 “ 向”处理 ，使矽 钢片的磁畴方 向接 取 近一致 ，减少铁 芯涡流损耗 ，４ 度全斜度接缝 结构使接缝密合性好 ， ５ 减少 了漏磁损耗。２ 是变压器额定负载传输的损耗 又称变压器线 ）Ｐ
５ 电动机 节 减少 电动机 能损耗的主要途径是 提高电动机 的工作效 率和功率因 数。在工程设计中应选用高效率 的电动机 ， 但是在具体工程中电动机通 常都是水暖及建筑等专业设 备所配套的 ，由设备制造商统一供应 的，所 以节能措施只能贯彻在运行过程 中。除了就地电容器补偿 以减少线路损 耗外 主要是减少电动机轻载和空载运行 ，因为在轻载运行下电动机效率
损 ，它取决于变压器绕组 的电阻及流过绕组电流 的大小 ， 并与负荷率平 方成正 比。因此在选择变压器时应选用阻值较小的绕组，如铜芯变压器。 ｐ Ｐ 用微分求它极值时，是在 Ｂ ５ ％ ｚ － Ｏ 时每千瓦的负荷 ，此时变压器的 能耗最小 ， 但在 １ ５％负载率时仅减少变压器的线损 ，并未减少变压器 ３ Ｏ ＝ 的铁损 ，因此也不是最节能的。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 ，变压器最经 济节能运行 的负载率一般在７％一５ 之间。３ 在选择变压器容量和台数 ５ ８％ ） 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。 ３ 减 少线 路损 耗
所可采用节能 自熄开关。 ’
４ 提 高供 配 电系统 的功率 因数
７ 结束 语 建筑电气 的节 能潜 力很大 ，建筑 电气设 计人员应反复 比较设 计方 案 ，优化建筑电气系统节 能方案。在保证用 电安全条件下 ，应该尽可能
能设计进 行了粗浅 的探讨 。
关 键词 建筑 电气 ；节能设计 中 围分 类号 Ｔ ｌ３ 文献 标识 码 Ａ Ｕ ｌ． ６ 文 章编 号 １７— ６ １（００ ２－０ ８Ｏ ６３９７ 一 １） １０ １一 ｌ ２ ０
我国是个能源消费大 国 ，能源相对短缺 ，然而能源浪费却相应严 重 。节能问题一直是 我国发展国民经济的一项长远战略方针 ，在建筑电 气系统中，节能也是势在必行的。但在实际建筑 电气设计 中，往往没有 考虑节能措施 。笔者根据长期从事建筑电气施工经验 ， 就建筑电气设计 中的几种节能措施谈谈一些看法 。
１ 供配 电系统 的节 能 。
根据负荷容量 ，供电距离及分布 ，用电设备特点等因素合理设计供 配 电系统 ， 到系统尽量简单可靠 ，操作方 便。变配电所应尽量靠近 做 负荷 中心，以缩短配电半经减少线路损耗。合理选择变压器 的容量和台 数 ，以适应 由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器 ，实现经 济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗 。
功率 因数 提高 了可 以减少线 路无 功功率 的损耗 ， 而达到节能 目 从 的。前面提到的输 电线路损耗 △Ｐ中包含了线路传输有功功率时而引起 的线损和线路传输无功功率时引起 的线损。传输有 功功率是为了满足建 筑物功能所必须 的 ， 不变的 。而在供配 电系统 中的某 些用电设备如 是 电动机、变压器 、 灯具的镇流器 以及很多家用 电器等都具有电感性 ，会 产生滞后 的无功电流 ，它要从 系统 中经过高低压线路传输到用电设备末 端， 无形 中又增加 了线路的功率损耗。然而这部分损耗是可以避免 的，
△ Ｐ＝３２ ・１ ＿ ＩＲ Ｏ３
是极低 的，切实可行 的办法是采用变频调速控制电动机使其在负载率变 化时 自 动调节转速使得与负载变化相适应 以提高电动机轻载时的效率从
而达到节约电能的 目的。
式 中：△Ｐ 三相输 电线路的功率损耗（ｗ） Ｉ线电流（ ； Ｒ 线 一 Ｋ ； － Ａ ） 一 路相电阻（ ） 其 中 “ ”线路 电阻在通过电流不变时 ， ｎ； Ｒ 线路长度越长则 电阻值越大。在具体工程中 ， 线路上电流一般是不变的，那么要减少线 损 ，只能尽量减少线路 电阻 。而线路的电阻Ｒ ｐ ／ ，即与导线 电阻率 ＝ Ｓ Ｌ ｐ、导线长度 Ｌ 成正 比，与导线截面 ｓ 成反 比。要减少 电阻值应从 以下 几个方面考虑 ： １ 尽量选用电阻率 Ｐ ） 较小 的导线 ， 如铜芯导线较佳 ，铝线次之。 ２ 尽可能减少导线长度 ，在设计中线路应尽量走直线少走弯路 ，另外 ） 在低压配电中尽可能不走或少走 回头路。变 电所应尽可能地靠近负荷中 心 ，以减少供 电半径 。３）增大导线截面积 ，对于较长 的线路 ，在满足 载流量 ，热稳定 ，保护配合及 电压降要求 的前提下 ，在选定线截面时加 大一级线截面。这样增加的线路费用 ，由于节约能耗而减少了年运行费 用， 综合考虑节能经济时还是合算的。
６ 照 明 的节能 设计 照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求 、不降低照明质量 的前提下 ，力求减少 照明系统中光能 的损失 ，从而最大 限度的利用光 能，通常的节能措施有以下几种 ： １ 充分利用 自然光 ，这是 照明节 能的重要途径之一 ，在设计 中电 ） 气设计人员应多与建筑专业 配合 ，做到充分合理地利用 自然光使之与室 内人 工照 明有机地结合 ，从而大大节约了人工照明电能 。２ 照明设计 ） 规范规定了各种场所 的照度标准 、视觉要求 、照明功率密度等等 。照度 标准是不可随意降低 的， 也不宜随便提高 ，要有效地控制单位面积灯具 安装 功率 ，在满足照明质量的前提下 ， 一般房 间（ 场所） 应优先采用高效 发光 的荧光灯（ ’ ８ 及 紧凑 型荧光灯 ，高大车间、厂房及体育馆 如１ 、Ｔ 管） ５ 场 的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯 、金属卤化物灯等高效气体放 电光 源。３ 推广使用低能耗性能优的光源用 电附件 ，如 电子镇流器、 ） 节能型电感镇 流器 、电子触发器以及电子变压器等 ， 公共建筑场所 内的 荧光 灯宜选用带有无功补偿 的灯具 ，紧凑型荧光灯优先选 用电子镇流 器， 气体放 电灯宜采用 电子触发器。４） 改进 灯具控制方式 ，采用各种 节能型开关或装置也是一种行之有效的节 电方法。根据照明使用特点可 采取分区控制灯光或适当增加照明开关点 。卧房、病房 、客房等床头灯 可采用调光开关 ，高级客房采用节电钥匙开关 ， 公共场所及室外照明可 采用程序控制或光 电、 声控开关 ，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场
源自文库电子科 学
２年３ 科０第期 ０ 霸 １
浅谈建筑 电气 的节能设计
邹俊慧
（ 哈尔滨东铝建筑有 限责任公 司 ，黑龙 江哈尔滨 １ ０ ９ ） ５００
摘 要 节能减排 已经成为全社会 的共识 ，近年来建 筑节能与节 能型建筑也取得 了很大的发展 ，本 文结合 自身 工作实际 ，对建 筑电气的节
具体方法有 ： １ 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如同步电动机等 ，电感性用电设备可
２ 变压器 的节 能
减少变压器的有功损耗。变压器的有功损耗按下式计算 ：
△Ｐ＝ ＋１ Ｐ Ｋ Ｐｏ ３
选用有补偿 电容器 的用电设备（ 配有电容补偿 的荧光灯） 。２ 用静电 女 Ⅱ 等 ） 电容器进行无功补偿 ，电容器可产生超前无功 电流抵消用 电设备 的滞后 无功电流从而达到提高功率因数 同时又减少整体无功电流 。在具体工程 设计 中有采用分散就地补偿 和高低压柜集 中补偿等方式 ，可根据具体 隋 况具体分析。
式 中 △Ｐ一 变压器 的有功损耗（ ；Ｐ０变压器的空载损耗ｆｗ） Ｋ 一 ｌ ； ｅ Ｐ Ｋ一 变压器的短路损耗（聊 ； Ｂ一 Ｉ （ 变压器的负载率。 １ ）Ｐｏ 作为变压器的空载损耗又称铁损 ，它是由铁芯涡流损耗及漏 磁损耗组成 ， 其值 与铁 芯材料及制造工艺有关 ，与负荷大小无关 ，所 以在选用变压器时最好选择节 能型变压 器如 ｓ ，Ｓ ９ Ｃ 等 。它们采 ９ Ｌ ，Ｓ ８ 用优质冷轧取 向矽 钢片 ，由于 “ 向”处理 ，使矽 钢片的磁畴方 向接 取 近一致 ，减少铁 芯涡流损耗 ，４ 度全斜度接缝 结构使接缝密合性好 ， ５ 减少 了漏磁损耗。２ 是变压器额定负载传输的损耗 又称变压器线 ）Ｐ
５ 电动机 节 减少 电动机 能损耗的主要途径是 提高电动机 的工作效 率和功率因 数。在工程设计中应选用高效率 的电动机 ， 但是在具体工程中电动机通 常都是水暖及建筑等专业设 备所配套的 ，由设备制造商统一供应 的，所 以节能措施只能贯彻在运行过程 中。除了就地电容器补偿 以减少线路损 耗外 主要是减少电动机轻载和空载运行 ，因为在轻载运行下电动机效率
损 ，它取决于变压器绕组 的电阻及流过绕组电流 的大小 ， 并与负荷率平 方成正 比。因此在选择变压器时应选用阻值较小的绕组，如铜芯变压器。 ｐ Ｐ 用微分求它极值时，是在 Ｂ ５ ％ ｚ － Ｏ 时每千瓦的负荷 ，此时变压器的 能耗最小 ， 但在 １ ５％负载率时仅减少变压器的线损 ，并未减少变压器 ３ Ｏ ＝ 的铁损 ，因此也不是最节能的。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 ，变压器最经 济节能运行 的负载率一般在７％一５ 之间。３ 在选择变压器容量和台数 ５ ８％ ） 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。 ３ 减 少线 路损 耗
所可采用节能 自熄开关。 ’
４ 提 高供 配 电系统 的功率 因数
７ 结束 语 建筑电气 的节 能潜 力很大 ，建筑 电气设 计人员应反复 比较设 计方 案 ，优化建筑电气系统节 能方案。在保证用 电安全条件下 ，应该尽可能
能设计进 行了粗浅 的探讨 。
关 键词 建筑 电气 ；节能设计 中 围分 类号 Ｔ ｌ３ 文献 标识 码 Ａ Ｕ ｌ． ６ 文 章编 号 １７— ６ １（００ ２－０ ８Ｏ ６３９７ 一 １） １０ １一 ｌ ２ ０
我国是个能源消费大 国 ，能源相对短缺 ，然而能源浪费却相应严 重 。节能问题一直是 我国发展国民经济的一项长远战略方针 ，在建筑电 气系统中，节能也是势在必行的。但在实际建筑 电气设计 中，往往没有 考虑节能措施 。笔者根据长期从事建筑电气施工经验 ， 就建筑电气设计 中的几种节能措施谈谈一些看法 。
１ 供配 电系统 的节 能 。
根据负荷容量 ，供电距离及分布 ，用电设备特点等因素合理设计供 配 电系统 ， 到系统尽量简单可靠 ，操作方 便。变配电所应尽量靠近 做 负荷 中心，以缩短配电半经减少线路损耗。合理选择变压器 的容量和台 数 ，以适应 由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器 ，实现经 济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗 。
功率 因数 提高 了可 以减少线 路无 功功率 的损耗 ， 而达到节能 目 从 的。前面提到的输 电线路损耗 △Ｐ中包含了线路传输有功功率时而引起 的线损和线路传输无功功率时引起 的线损。传输有 功功率是为了满足建 筑物功能所必须 的 ， 不变的 。而在供配 电系统 中的某 些用电设备如 是 电动机、变压器 、 灯具的镇流器 以及很多家用 电器等都具有电感性 ，会 产生滞后 的无功电流 ，它要从 系统 中经过高低压线路传输到用电设备末 端， 无形 中又增加 了线路的功率损耗。然而这部分损耗是可以避免 的，
△ Ｐ＝３２ ・１ ＿ ＩＲ Ｏ３
是极低 的，切实可行 的办法是采用变频调速控制电动机使其在负载率变 化时 自 动调节转速使得与负载变化相适应 以提高电动机轻载时的效率从
而达到节约电能的 目的。
式 中：△Ｐ 三相输 电线路的功率损耗（ｗ） Ｉ线电流（ ； Ｒ 线 一 Ｋ ； － Ａ ） 一 路相电阻（ ） 其 中 “ ”线路 电阻在通过电流不变时 ， ｎ； Ｒ 线路长度越长则 电阻值越大。在具体工程中 ， 线路上电流一般是不变的，那么要减少线 损 ，只能尽量减少线路 电阻 。而线路的电阻Ｒ ｐ ／ ，即与导线 电阻率 ＝ Ｓ Ｌ ｐ、导线长度 Ｌ 成正 比，与导线截面 ｓ 成反 比。要减少 电阻值应从 以下 几个方面考虑 ： １ 尽量选用电阻率 Ｐ ） 较小 的导线 ， 如铜芯导线较佳 ，铝线次之。 ２ 尽可能减少导线长度 ，在设计中线路应尽量走直线少走弯路 ，另外 ） 在低压配电中尽可能不走或少走 回头路。变 电所应尽可能地靠近负荷中 心 ，以减少供 电半径 。３）增大导线截面积 ，对于较长 的线路 ，在满足 载流量 ，热稳定 ，保护配合及 电压降要求 的前提下 ，在选定线截面时加 大一级线截面。这样增加的线路费用 ，由于节约能耗而减少了年运行费 用， 综合考虑节能经济时还是合算的。
６ 照 明 的节能 设计 照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求 、不降低照明质量 的前提下 ，力求减少 照明系统中光能 的损失 ，从而最大 限度的利用光 能，通常的节能措施有以下几种 ： １ 充分利用 自然光 ，这是 照明节 能的重要途径之一 ，在设计 中电 ） 气设计人员应多与建筑专业 配合 ，做到充分合理地利用 自然光使之与室 内人 工照 明有机地结合 ，从而大大节约了人工照明电能 。２ 照明设计 ） 规范规定了各种场所 的照度标准 、视觉要求 、照明功率密度等等 。照度 标准是不可随意降低 的， 也不宜随便提高 ，要有效地控制单位面积灯具 安装 功率 ，在满足照明质量的前提下 ， 一般房 间（ 场所） 应优先采用高效 发光 的荧光灯（ ’ ８ 及 紧凑 型荧光灯 ，高大车间、厂房及体育馆 如１ 、Ｔ 管） ５ 场 的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯 、金属卤化物灯等高效气体放 电光 源。３ 推广使用低能耗性能优的光源用 电附件 ，如 电子镇流器、 ） 节能型电感镇 流器 、电子触发器以及电子变压器等 ， 公共建筑场所 内的 荧光 灯宜选用带有无功补偿 的灯具 ，紧凑型荧光灯优先选 用电子镇流 器， 气体放 电灯宜采用 电子触发器。４） 改进 灯具控制方式 ，采用各种 节能型开关或装置也是一种行之有效的节 电方法。根据照明使用特点可 采取分区控制灯光或适当增加照明开关点 。卧房、病房 、客房等床头灯 可采用调光开关 ，高级客房采用节电钥匙开关 ， 公共场所及室外照明可 采用程序控制或光 电、 声控开关 ，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场