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摘要：我国是个能源大国，电力资源匮乏，人口众多，人均占有量不足，能开发的资源总是有限的，如何控制电力资源中的浪费，如何合理使用电能，节约电能是电气设计中需要考虑的一個很重要的环节，本文浅谈了几种电气设计中几种常见的方案。
关键词：电气设计；节能；措施
Abstract: China is a big country energy, electric power resource scarcity, population, per capita are insufficient, can develop resources is limited, how to control the electric power resource waste, how to reasonable use electricity, managing electric energy is electrical design need to consider a very important link, this paper briefly discusses several electrical design of several common solutions.
Keywords: electrical design; Energy saving; measures
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 优化供配电设计
促进电能合理利用的是适用性，就是要能为建筑设备的运行提供必需的动力；在为建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源，应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；应能保证建筑设备对于控制方式的要求，从而使建筑设备使用得到充分的发挥。做到供电系统高效、灵活、稳定、易控、多样、便捷、畅通。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；在特殊功能的场所还应有防静电，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应性和安全性的基础上，利用先进的技术，优化供配电设计，促进电能合理应用。
2照明节能设计
在民用建筑中，照明设备的用电占比大概为20%以上，照明节能设计就是在保证不降低照明质量的要求下，尽量减少照明电路中能量的损失，从而达到能量利用的最大化。
照明节能设计的措施通常一般有以下几种：
①照明方式选择。
充分利用自然光，这是节省照明能耗的重要方式之一，即在设计中电气设计人员应当尽量考虑到自然光与人工照明的充分结合，从而节省照明电能。
②选择合理的光源。
其最基本的原则就是应根据不同的场所选择不同的光源。
例如一般的房间应当选用荧光灯。但是在显色性要求较高的场所应当采用稀土节能荧光灯，三基色荧光灯，小功率高显色型钠灯等光源。室外场所的照明则应当选用高压钠灯等使用时间较长的气体光源。
③选择恰当的照明方式或装置也是一种可行的节电能的方法。
根据照明使用的要求分别采用各种节能型开关，如病房、卧房可采用调光开关；室外场所和公共场所得照明则可采用光电、声控开关；走道、走廊等场所可采用节能声控开关。
3建筑电气节能的途径
3.1减少线路上的能量损耗
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，其公式如下：P=31Ф2R×10-3（KW）式中：IФ-相电流（A）；R-线路电阻（Ω）。
例如，在L=100m的VV-3×50+2×25的电缆上传输60KW，cosф=0.8的电能其有功损耗量可由以下步骤求得：IФ=60×103/（380×0.8）=113.6A芯线温度70℃的50mm2铜芯线每公里电阻RO=0.44，则R=0.1×0.44=0.044（Ω）P=3.113.62×0.044×10-3=1.70KW从以上可看到，线路上的功率损耗相当于每6m的线路上安一个100W的灯泡。在一个工程中，线路左右上下纵横交错，小工程线路全长不下万米，大工程更是不计其数，所以线路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路上的能耗必须引起设计重视。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。线路电阻R=P×L/s，即线路电阻与电导P成正比，与线路截面S成反比，与线路长度L成正比，因此减少线路的损耗应从以下几点入手。应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳，但又要贯彻节约铜的原则。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芯导线。
3.2减小导线长度
首先，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；其次，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；第三，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10000m2左右时，至少要设两个变电所，以减少干线的长度；第四，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。亦即低压配电室与竖井位置的布局应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。
3.3增大导线截面
首先，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，所增加的费用为M，由于节约能耗而减少的年运行费用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70mm2，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。其次，利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给常期用户作供电线使用，以减少线路和电阻。在设计中，认真落实上述三条措施，就可减少线路上的能量损耗，达到了线路节能的目的。
3.4提高系统的功率因数
提高系统的功率因数，减少无功在线路上传输，以达到节能的目的。线路损耗的公式展开后得到下列计算式：P=31Ф2R×10-3（RP2/UL2+RQ2/UL2）10-3（KW）式中：UL-线电压（V）；P-有功率（KW）；Q-无功功率（KVar）。前项RP2/UL2为线路上传输有功功率而引起的功率损耗，后项RQ2/UL2为线路上传输无功功率而引起的功率损耗。有功功率是满足建筑物功能所必须的，因此是不可变的。系统中的用电设备，如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功相抵消，这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输用电设备，在线路上就产生有功损耗，而这部分损耗是可以想办法改变的，具体措施如下。
3.5采用电容器就地补偿
无功补偿装置应就地安装，实行就地补偿，这样才能使线路上的无功传输减少，达到节能的目的。目前，民用建筑设计中，绝大部分采用变压器低压侧集中补偿，这种做法仅减少了区域变电站到用户处的高压线路上的无功传输，提高了用户处的功率因数，可以不受或少受电业局的罚款。而对用户，无功补偿仍由变压器低于母线经传输线路输送到各用户点，低压线路上的无功传输并没有减少，那么无功补偿也就达不到节能的目的。
4空调系统的节能
公共建筑暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的50％以上,系统节能潜力巨大。具体应遵循一下原则：
①机电设备启停优化控制；
②变风量、变流量系统最优控制；
③冬夏季部分负荷时水泵分设控制；
④与冰蓄冷相结合的低温送风系统控制；
⑤参数设定节能控制，包括温度标准设定、焓值控制、利用室内CO2浓度控制新风量等。
5合理选择变压器
变压器作为配电系统的基本设备，其损耗大约占总耗量的6%，主要分为铁耗和铜耗，铁耗又称为空载损耗，与负荷大小无关，仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关，故一般来说，最好选择节能型变压器。铜耗与负荷的大小有关，故在选择变压器的容量和台数时，应根据负荷运行的时间性变化，相应的选择变压器的运行参数与台数，尽量减少不必要的损耗。
建筑电气的节能设计潜力很大，面对日益严重的能源问题，需要我们广大的电气设计人员在设计中精心考虑，反复比较设计方案，拿出一套符合各种技术指标，满足功能需求的前提下，行之有效而又切实可行的节能措施，从而达到真正节约电能的目的。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：电气设计；节能；措施
Abstract: China is a big country energy, electric power resource scarcity, population, per capita are insufficient, can develop resources is limited, how to control the electric power resource waste, how to reasonable use electricity, managing electric energy is electrical design need to consider a very important link, this paper briefly discusses several electrical design of several common solutions.
Keywords: electrical design; Energy saving; measures
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 优化供配电设计
促进电能合理利用的是适用性，就是要能为建筑设备的运行提供必需的动力；在为建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源，应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；应能保证建筑设备对于控制方式的要求，从而使建筑设备使用得到充分的发挥。做到供电系统高效、灵活、稳定、易控、多样、便捷、畅通。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；在特殊功能的场所还应有防静电，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应性和安全性的基础上，利用先进的技术，优化供配电设计，促进电能合理应用。
2照明节能设计
在民用建筑中，照明设备的用电占比大概为20%以上，照明节能设计就是在保证不降低照明质量的要求下，尽量减少照明电路中能量的损失，从而达到能量利用的最大化。
照明节能设计的措施通常一般有以下几种：
①照明方式选择。
充分利用自然光，这是节省照明能耗的重要方式之一，即在设计中电气设计人员应当尽量考虑到自然光与人工照明的充分结合，从而节省照明电能。
②选择合理的光源。
其最基本的原则就是应根据不同的场所选择不同的光源。
例如一般的房间应当选用荧光灯。但是在显色性要求较高的场所应当采用稀土节能荧光灯，三基色荧光灯，小功率高显色型钠灯等光源。室外场所的照明则应当选用高压钠灯等使用时间较长的气体光源。
③选择恰当的照明方式或装置也是一种可行的节电能的方法。
根据照明使用的要求分别采用各种节能型开关，如病房、卧房可采用调光开关；室外场所和公共场所得照明则可采用光电、声控开关；走道、走廊等场所可采用节能声控开关。
3建筑电气节能的途径
3.1减少线路上的能量损耗
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，其公式如下：P=31Ф2R×10-3（KW）式中：IФ-相电流（A）；R-线路电阻（Ω）。
例如，在L=100m的VV-3×50+2×25的电缆上传输60KW，cosф=0.8的电能其有功损耗量可由以下步骤求得：IФ=60×103/（380×0.8）=113.6A芯线温度70℃的50mm2铜芯线每公里电阻RO=0.44，则R=0.1×0.44=0.044（Ω）P=3.113.62×0.044×10-3=1.70KW从以上可看到，线路上的功率损耗相当于每6m的线路上安一个100W的灯泡。在一个工程中，线路左右上下纵横交错，小工程线路全长不下万米，大工程更是不计其数，所以线路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路上的能耗必须引起设计重视。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。线路电阻R=P×L/s，即线路电阻与电导P成正比，与线路截面S成反比，与线路长度L成正比，因此减少线路的损耗应从以下几点入手。应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳，但又要贯彻节约铜的原则。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芯导线。
3.2减小导线长度
首先，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；其次，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；第三，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10000m2左右时，至少要设两个变电所，以减少干线的长度；第四，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。亦即低压配电室与竖井位置的布局应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。
3.3增大导线截面
首先，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，所增加的费用为M，由于节约能耗而减少的年运行费用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70mm2，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。其次，利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给常期用户作供电线使用，以减少线路和电阻。在设计中，认真落实上述三条措施，就可减少线路上的能量损耗，达到了线路节能的目的。
3.4提高系统的功率因数
提高系统的功率因数，减少无功在线路上传输，以达到节能的目的。线路损耗的公式展开后得到下列计算式：P=31Ф2R×10-3（RP2/UL2+RQ2/UL2）10-3（KW）式中：UL-线电压（V）；P-有功率（KW）；Q-无功功率（KVar）。前项RP2/UL2为线路上传输有功功率而引起的功率损耗，后项RQ2/UL2为线路上传输无功功率而引起的功率损耗。有功功率是满足建筑物功能所必须的，因此是不可变的。系统中的用电设备，如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功相抵消，这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输用电设备，在线路上就产生有功损耗，而这部分损耗是可以想办法改变的，具体措施如下。
3.5采用电容器就地补偿
无功补偿装置应就地安装，实行就地补偿，这样才能使线路上的无功传输减少，达到节能的目的。目前，民用建筑设计中，绝大部分采用变压器低压侧集中补偿，这种做法仅减少了区域变电站到用户处的高压线路上的无功传输，提高了用户处的功率因数，可以不受或少受电业局的罚款。而对用户，无功补偿仍由变压器低于母线经传输线路输送到各用户点，低压线路上的无功传输并没有减少，那么无功补偿也就达不到节能的目的。
4空调系统的节能
公共建筑暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的50％以上,系统节能潜力巨大。具体应遵循一下原则：
①机电设备启停优化控制；
②变风量、变流量系统最优控制；
③冬夏季部分负荷时水泵分设控制；
④与冰蓄冷相结合的低温送风系统控制；
⑤参数设定节能控制，包括温度标准设定、焓值控制、利用室内CO2浓度控制新风量等。
5合理选择变压器
变压器作为配电系统的基本设备，其损耗大约占总耗量的6%，主要分为铁耗和铜耗，铁耗又称为空载损耗，与负荷大小无关，仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关，故一般来说，最好选择节能型变压器。铜耗与负荷的大小有关，故在选择变压器的容量和台数时，应根据负荷运行的时间性变化，相应的选择变压器的运行参数与台数，尽量减少不必要的损耗。
建筑电气的节能设计潜力很大，面对日益严重的能源问题，需要我们广大的电气设计人员在设计中精心考虑，反复比较设计方案，拿出一套符合各种技术指标，满足功能需求的前提下，行之有效而又切实可行的节能措施，从而达到真正节约电能的目的。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。