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【摘要】低碳社会、低碳城市、低碳经济是社会发展追逐的目标，电气设计是低碳社会的重要组成部分。 本文就电气节能设计需关注的有关问题进行探讨。
【关键词】低碳；建筑；电气；设计
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号
引言
能耗是我国建筑行业的大问题，能源消耗比世界平均水平高出1-2倍，已成为仅次于美国的全球第二大能源消耗国家，而建筑电气系统的能源消耗及浪费更是明显，因此，降低建筑能源消耗是大势所趋。要求设计师和工程师应当有较强的责任心，运用先进的专业技术，保证建筑电气系统安全可靠、技术先进、经济合理的同时，还应当符合建筑电气设计的低碳要求。
一、 问题与研究
电气化的实现，导致了用电量大增，也产生了较大的能源浪费现象，建筑电气系统也不例外。过去，设计人员对建筑电气系统的安全可靠性、技术先进性、经济合理性比较重视，忽视了建筑电气系统明显或潜在的能源浪费问题。智能化设计较少，自控设施较少，视频控制设计较少，手动化设计、原始设计较多。许多企事业单位还没能认识到我国能源缺乏现象，国家对建筑电气节能的日常教育缺失，使用的电力拖动设备效率低下、大马拉小车，日积月累、积少成多，甚至导致一些地区用电紧张，造成限电拉闸的局面经常出现。因此，要通过一系列有效的措施，自工程初期可研阶段至工程施工图设计阶段自始至终贯彻低碳设计，实现绿色建筑，最终实现效益的最大化。
二、基本要求
建筑电气系统首先要保证用电安全性，满足人们生活的舒适性需求。在此基础上，节能应考虑国情及实际经济效益，合理选用节能设备及材料，采取必要的节能措施。建筑电气设计要充分分析并找出哪些方面的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取具有针对性的节能措施。如传输电能线路上的有功损耗，变压器的功率损耗等，都是无用的能量损耗。建筑电气设计要根据技术先进、安全适用、经济合理的原则确定设计方案。建筑电气低碳设计首先应做到选用符合国家能效标准的高效节能电气产品，否则低碳设计无从谈起。负荷计算采用正确的负荷计算方法，尤其是要注意采用需要系数法进行负荷计算时的需要系数K值选择的合理性。经审图发现，某工程设计负荷计算中需要系数K值随意选取，取值偏大，造成所有电气设备选择过大 ，不仅增加了投资，也造成能源的巨大浪费。应设计合理的配电系统，如某工程由厂区变电所采用380/220V架空配电线路敷设至2KM之外深水井处的作法就不可取，况且附近就有农电线路通过。照明和动力采用具有节能控制的运行方式，如水泵采用变频调速控制方式等。建筑电气低碳设计尽量在不增加或少增加投资的前提下取得较显著的节能效果。
三、节能要素构成
1、变压器：应选择高效低耗低噪音的干式变压器，通过正确的负荷计算力求使变压器的供电负荷接近于实际的综合用电负荷，提高变压器的技术经济效益，减少变压器能耗，长期工作负载率在75%~85%之间。空调机组等用电选用专用变压器供电，空调负荷属于季节性负荷，尤其是东北，冬季采暖期制冷空调机组几乎关闭，此时，空调专用变压器可切除。2、计量：根据供电部门要求高压设总表，变压器低压侧主受柜设多功能智能化仪表，测量电流、电压、有功/无功/视在功率、总谐波畸变、分次谐波等参数。供电部门依据这些参数调整系统运行方式，抑制谐波产生，提高系统稳定性，降低能源损耗。3、功率因数补偿：在变配电室低压侧设干式不燃型功率因数集中自动补偿装置，电容器组采用自动循环投切方式，要求补偿后的功率因数不小于0.90。4、谐波治理：选用D,Yn11结线连接组别的配电变压器。变电所内设专用滤波柜。变电所内的低压无功补偿柜内，按电容器的分组分别串联电抗器，避免谐振和限制电容器回路中的谐波电流，保护电容器。减小配电系统三相不平衡度，有效减少3次谐波的产生。采用符合GB19510.4.2005国家标准电子镇流器以降低配电系统谐波含量。5、配电线路：合理选择导线截面、线路敷设方式，以降低线路损耗。6、节能控制器：所有电梯、风机、水泵等电力拖动设备控制箱设置节能控制器。7、变频器：电力拖动设备根据工艺要求，采用变频器进行节能控制。8、照明：应根据不同的使用场所合理选择照明光源，在满足照明质量的前提下选择高校光源，在满足眩光要求的条件下优先选用效率高的开启式直接照明灯具。灯具效率不低于70%，且灯具的反射罩有较高的反射比。满足灯具允许安装高度及美观要求的前提下，尽可能降低灯具的安装高度，以节约电能。室内照明采用光效高、寿命长、显色性好的光源和效率高的节能灯具，光源显色指数Ra≥90，色温应在3000K~5500K之间。一般工作场所采用T8或T5管三基色直管荧光灯、紧凑型荧光灯或LED灯，荧光灯选用带有无功补偿的灯具；高大空间采用高压钠灯、金属卤化物灯或LED灯等高效气体放电光源；附件选用电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器、电子变压器等。建筑照明尽可能采用智能照明控制方式，根据不同照明要求采取分区、分组控制灯光，客房走廊采用1/2照明方式集中控制，办公楼、住宅的走廊、楼梯间照明采用节能自熄开关控制或采取人体感应光电控制方式，办公室、附属用房、機房等采用就地开关进行控制。室内照明应当注重浅色、光照好的墙面，利用光的反射原理，增强室内的照明，减少电能的消耗，达到节电的目的。道路照明、绿化景观照明等室外照明采用高压钠灯、金属卤化物灯、LED灯，采取光电控制、程序控制与手动控制相结合的控制方式。9、太阳能利用：目前我国太阳能光伏发电技术已成熟，设计人员应将这一新技术积极推广和应用到建筑电气设计中来。
4 结语
节能降耗是我国的基本国策，由于建筑物的能源消耗量巨大，在建筑电气设计当中应当注重建筑节能的设计，贯彻、实施国家的节能方针、政策。在满足建筑物的基本功能的要求基础上，通过配置建筑物设备的合理性，对其进行有效的、科学的控制和管理，充分利用新能源，提高能源的利用率，坚持科学发展观，保证低碳节能的设计，促进良性循环经济的快速发展。
作者简介：林春健男高级工程师大学本科毕业。
【关键词】低碳；建筑；电气；设计
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号
引言
能耗是我国建筑行业的大问题，能源消耗比世界平均水平高出1-2倍，已成为仅次于美国的全球第二大能源消耗国家，而建筑电气系统的能源消耗及浪费更是明显，因此，降低建筑能源消耗是大势所趋。要求设计师和工程师应当有较强的责任心，运用先进的专业技术，保证建筑电气系统安全可靠、技术先进、经济合理的同时，还应当符合建筑电气设计的低碳要求。
一、 问题与研究
电气化的实现，导致了用电量大增，也产生了较大的能源浪费现象，建筑电气系统也不例外。过去，设计人员对建筑电气系统的安全可靠性、技术先进性、经济合理性比较重视，忽视了建筑电气系统明显或潜在的能源浪费问题。智能化设计较少，自控设施较少，视频控制设计较少，手动化设计、原始设计较多。许多企事业单位还没能认识到我国能源缺乏现象，国家对建筑电气节能的日常教育缺失，使用的电力拖动设备效率低下、大马拉小车，日积月累、积少成多，甚至导致一些地区用电紧张，造成限电拉闸的局面经常出现。因此，要通过一系列有效的措施，自工程初期可研阶段至工程施工图设计阶段自始至终贯彻低碳设计，实现绿色建筑，最终实现效益的最大化。
二、基本要求
建筑电气系统首先要保证用电安全性，满足人们生活的舒适性需求。在此基础上，节能应考虑国情及实际经济效益，合理选用节能设备及材料，采取必要的节能措施。建筑电气设计要充分分析并找出哪些方面的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取具有针对性的节能措施。如传输电能线路上的有功损耗，变压器的功率损耗等，都是无用的能量损耗。建筑电气设计要根据技术先进、安全适用、经济合理的原则确定设计方案。建筑电气低碳设计首先应做到选用符合国家能效标准的高效节能电气产品，否则低碳设计无从谈起。负荷计算采用正确的负荷计算方法，尤其是要注意采用需要系数法进行负荷计算时的需要系数K值选择的合理性。经审图发现，某工程设计负荷计算中需要系数K值随意选取，取值偏大，造成所有电气设备选择过大 ，不仅增加了投资，也造成能源的巨大浪费。应设计合理的配电系统，如某工程由厂区变电所采用380/220V架空配电线路敷设至2KM之外深水井处的作法就不可取，况且附近就有农电线路通过。照明和动力采用具有节能控制的运行方式，如水泵采用变频调速控制方式等。建筑电气低碳设计尽量在不增加或少增加投资的前提下取得较显著的节能效果。
三、节能要素构成
1、变压器：应选择高效低耗低噪音的干式变压器，通过正确的负荷计算力求使变压器的供电负荷接近于实际的综合用电负荷，提高变压器的技术经济效益，减少变压器能耗，长期工作负载率在75%~85%之间。空调机组等用电选用专用变压器供电，空调负荷属于季节性负荷，尤其是东北，冬季采暖期制冷空调机组几乎关闭，此时，空调专用变压器可切除。2、计量：根据供电部门要求高压设总表，变压器低压侧主受柜设多功能智能化仪表，测量电流、电压、有功/无功/视在功率、总谐波畸变、分次谐波等参数。供电部门依据这些参数调整系统运行方式，抑制谐波产生，提高系统稳定性，降低能源损耗。3、功率因数补偿：在变配电室低压侧设干式不燃型功率因数集中自动补偿装置，电容器组采用自动循环投切方式，要求补偿后的功率因数不小于0.90。4、谐波治理：选用D,Yn11结线连接组别的配电变压器。变电所内设专用滤波柜。变电所内的低压无功补偿柜内，按电容器的分组分别串联电抗器，避免谐振和限制电容器回路中的谐波电流，保护电容器。减小配电系统三相不平衡度，有效减少3次谐波的产生。采用符合GB19510.4.2005国家标准电子镇流器以降低配电系统谐波含量。5、配电线路：合理选择导线截面、线路敷设方式，以降低线路损耗。6、节能控制器：所有电梯、风机、水泵等电力拖动设备控制箱设置节能控制器。7、变频器：电力拖动设备根据工艺要求，采用变频器进行节能控制。8、照明：应根据不同的使用场所合理选择照明光源，在满足照明质量的前提下选择高校光源，在满足眩光要求的条件下优先选用效率高的开启式直接照明灯具。灯具效率不低于70%，且灯具的反射罩有较高的反射比。满足灯具允许安装高度及美观要求的前提下，尽可能降低灯具的安装高度，以节约电能。室内照明采用光效高、寿命长、显色性好的光源和效率高的节能灯具，光源显色指数Ra≥90，色温应在3000K~5500K之间。一般工作场所采用T8或T5管三基色直管荧光灯、紧凑型荧光灯或LED灯，荧光灯选用带有无功补偿的灯具；高大空间采用高压钠灯、金属卤化物灯或LED灯等高效气体放电光源；附件选用电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器、电子变压器等。建筑照明尽可能采用智能照明控制方式，根据不同照明要求采取分区、分组控制灯光，客房走廊采用1/2照明方式集中控制，办公楼、住宅的走廊、楼梯间照明采用节能自熄开关控制或采取人体感应光电控制方式，办公室、附属用房、機房等采用就地开关进行控制。室内照明应当注重浅色、光照好的墙面，利用光的反射原理，增强室内的照明，减少电能的消耗，达到节电的目的。道路照明、绿化景观照明等室外照明采用高压钠灯、金属卤化物灯、LED灯，采取光电控制、程序控制与手动控制相结合的控制方式。9、太阳能利用：目前我国太阳能光伏发电技术已成熟，设计人员应将这一新技术积极推广和应用到建筑电气设计中来。
4 结语
节能降耗是我国的基本国策，由于建筑物的能源消耗量巨大，在建筑电气设计当中应当注重建筑节能的设计，贯彻、实施国家的节能方针、政策。在满足建筑物的基本功能的要求基础上，通过配置建筑物设备的合理性，对其进行有效的、科学的控制和管理，充分利用新能源，提高能源的利用率，坚持科学发展观，保证低碳节能的设计，促进良性循环经济的快速发展。
作者简介：林春健男高级工程师大学本科毕业。