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摘要 电气节能技术在民用建筑工程中的合理利用能有效地降低能耗｡本文通过实例阐述民用住宅建筑中电气节能技术的应用，探讨了电气节能技术在建筑节能应用方面的有效方式和途径。
关键词 建筑电气节能住宅工程
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
随着城市建设的高速发展，我国的建筑能耗逐年大幅度上升，已达全社会能源消耗量的32%，加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%，建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%，其中电气用电约占总发电量的10％以上，建筑電气节能的空间很大。
2项目概况
某民用住宅项目位于深圳市光明新区，占地面积约65000平米，容积率2.0，限高100米。根据场地条件及规划许可，该项目规划有9栋33层高达99.5米的高层住宅楼，以及11栋4层的联排别墅。建筑布局上，多层的联排别墅按四行三列的布局形式布置；高层住宅则在多层住宅的的西侧半月形环抱布置。由于高层建筑与多层建筑在电气配置形式上存在很大的差异，同时新型的电气节能技术持续发展，因此科学合理的规划设计本项目的电气节能应用，具有较大的应用价值和示范作用。
3 建筑电气节能有效实现的三原则
3.1 适用性原则：就是满足为建筑物内良好的人工环境提供必要的能源，为建筑设备运行提供必须的动力，并按照用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性等方面的要求，来优化供配电设计，从而促进电能的合理化运用。也就是说不能因为节能而影响建筑物的整体功能；要保证建筑物照明的照度、色度及显色指数；要满足建筑物舒适卫生的良好环境；满足各处运输通道的畅通无阻等等。
3.2 经济性原则：就是指在电气节能设计中要充分考虑到实际的经济效益，不能因为节能而过高的消耗投资，增加运行费用，而是要科学合理的选用节能设备和材料，争取实现用较低的投资得到最大的经济效益，使因节能而增加的投资可以在最短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。
3.3 节能性原则：就是采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗，也就是节省无谓消耗的能量。要节省无谓消耗的能量，首先要找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物的功能无关的，然后再考虑采取什么措施节约能源。比如选择节能的新设备，应具体了解其原理、性能、效果，从技术上、经济上进行比较后，再选定节能设备，才能真正达到节能的目的。如电气设备自身的电能消耗，传输线路上的电能消耗等等｡这应该是节能的着眼点｡
4建筑电气节能在本项目的应用
4.1 输电线路的节能
电能在线路上的损耗和电流的平方及导线的电阻成正比，线路的电流取决于用电设备的容量，在电压等级不变的情况下很难改变，所以要降低线路损耗就要减小导线的电阻。目前配电系统中选用的导线多为铜线和铝线，而铜的电导率比铝高。在本项目中，配电线路采用铜芯导线、电缆、铜质密集型母线，同时线径的截面根据负荷的容量和配电线路长度综合选择，输电线路材质节能效果明显。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径减少线路损耗｡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｡
4.2供配电系统节能措施
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和选择供电电压，供配电系统应尽量简单可靠，同一用户内，高压配电级数不宜多于两级；变压器二次侧至用电设备间的低压配电级数不宜超过三级，可以尽量减少正常运行时的线路损耗。
本项目根据用电部位的重要性、负荷性质、用电容量、工程特点、系统规模等合理设计供配电系统，减少配电级数；同时低压配电系统采用220/380V放射式与树干式相结合的方式，对于单台容量较大的负荷或重要负荷采用放射式供电，对于照明以及一般负荷采用树干式供电，减少输电损耗。
电力变压器采用新型10系列环抱节能变压器，变压器的长期工作负载率不宜大于0.85。同时根据负荷变化情况，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，并对单相负荷基本按三相平衡设计，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。
4.3 照明系统的节能
一个高效节能的照明系统，首先要有高效的光源 我国照明用电约占全社会用电量的12%，减少照明用电量，对降低电能损耗意义重大。降低照明用电量并非降低照明质量，而是通过合理选用光源，合理布置线路等在满足照明需求的前提下降低对电能的损耗。科学的选用电光源是照明节电的首要工作。高效光源顾名思义具有高光效，显色好等优点。高效光源发光效率要高，使得每瓦电（W）发出更多光通量（Lm）。普通白炽灯泡的发光效率一般为7～20Lm/W，其寿命一般为1000h～2000h；而单端的紧凑型荧光灯（俗称节能灯）其光通量一般为50Lm/W，寿命一般为3000～5000h；而现在的T5型荧光灯的发光效率则高达90～110 Lm/W，寿命可达8000～10000h。选用高效光源，节能效果十分明显。在本项目中，照明用电主要采用高效荧光灯，所有荧光灯均采用高功率系数的电子镇流器，减少无功损耗。同时要求节能灯的显色指数不小于80。如此设计照明系统，既可以有效的节约能源，同时又能很好的满足使用者的视觉需求。
除了高效的光源外，合理的照明控制方式既是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。照明灯具的控制方式要根据建筑的类别、使用的不同特点和要求区别对待。本项目为住宅项目，对于住宅范围内的照明控制主要采用就地开关为主，而公共区域的照明则主要采用集中控制或智能控制。这样既能很好的满足居住者的使用需求，又能有效地节约照明用电。例如设备房、幼儿园等处的照明控制采用就地设置照明开关控制；住宅电梯厅、楼梯间采用自熄式节能开关控制；走廊等公共区域采用双控开关和自熄式节能控制快关；而对于楼梯间、消防通道及主要出入口的应急照明则由火灾控制系统控制模块强制点亮。车库和室外环境照明由物业统一管理和控制，其他公共场所的控制采用就地的智能面板的延时控制，以实现人走灯灭及定时器灭的功能。另外，同一室内装设两个以上的灯具时，开关所控制灯具按灯具与采光窗距离远近分组，以充分利用自然光，从而节约能源
4.4 风机、水泵等设备的节能
民用建筑中，各类风机、水泵的用电占着重要的比例，对电能的消耗具大，如能降低这类设备的用电量，将会节约大量的电能。目前多数风机还是采用落后的调节挡风板或阀门开启度的方式来调节气体的流量、压力和温度等，这实际上是通过人为增加阻力的方式，并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体流量调节的要求。这种落后的调节方式，不仅浪费了宝贵的能源，而且调节精度差，很难满足控制系统的要求。水泵对电能的消耗主要是电机。目前水泵多采用三相异步电动机，异步电动机存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点，不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现水泵损坏同时电机也被烧毁的现象。而在本项目中，风机和水泵均采用变频调速技术，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频节能系统在风机或水泵等各类调速系统中使用时，其节能效果对于单台设备可做到20-55%，综合使用时节能效果平均也可做到20-50%，节能效果相当可观。
4.5 采用建筑设备能耗监控系统
本项目对各类照明、动力空调等分类计量，表计均采用多功能数字表，配合相应的能量管理系统，可以实时的的对整个项目的能耗状况进行监控。通过对设备能耗的有效监控，可以对整个系统的电能使用状况进行调整与优化，以确保各类设备系统稳定、能效的运行，以达到降低能耗的目的。
结语 电气节能已成为电气设计中的重中之重，结合工程项目自身特点，精心设计、精心比较，采用切实可行的节能措施，把节能贯穿于电气设计过程始终，把节能理念落到实处，才能真正实现建筑电气节能的可持续发展，促进资源节约型社会的更好建立
参考文献
[1] 吴慧娟.全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇[J]．电气，2005(4)
[2]《电气照明技术》 王晓东 机械工业出版社，2004
[3]高晋峰．论民用建筑工程照明设计中的节能；智能建筑电气技术，2010(4)．
[4]齐雪艳．现代住宅电气设计节能技术探讨；黑龙江科技信息，2008(10)．
[5]华东建筑设计研究院，智能建筑设计技术[M].上海:同济大学出版社，2002.
关键词 建筑电气节能住宅工程
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
随着城市建设的高速发展，我国的建筑能耗逐年大幅度上升，已达全社会能源消耗量的32%，加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%，建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%，其中电气用电约占总发电量的10％以上，建筑電气节能的空间很大。
2项目概况
某民用住宅项目位于深圳市光明新区，占地面积约65000平米，容积率2.0，限高100米。根据场地条件及规划许可，该项目规划有9栋33层高达99.5米的高层住宅楼，以及11栋4层的联排别墅。建筑布局上，多层的联排别墅按四行三列的布局形式布置；高层住宅则在多层住宅的的西侧半月形环抱布置。由于高层建筑与多层建筑在电气配置形式上存在很大的差异，同时新型的电气节能技术持续发展，因此科学合理的规划设计本项目的电气节能应用，具有较大的应用价值和示范作用。
3 建筑电气节能有效实现的三原则
3.1 适用性原则：就是满足为建筑物内良好的人工环境提供必要的能源，为建筑设备运行提供必须的动力，并按照用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性等方面的要求，来优化供配电设计，从而促进电能的合理化运用。也就是说不能因为节能而影响建筑物的整体功能；要保证建筑物照明的照度、色度及显色指数；要满足建筑物舒适卫生的良好环境；满足各处运输通道的畅通无阻等等。
3.2 经济性原则：就是指在电气节能设计中要充分考虑到实际的经济效益，不能因为节能而过高的消耗投资，增加运行费用，而是要科学合理的选用节能设备和材料，争取实现用较低的投资得到最大的经济效益，使因节能而增加的投资可以在最短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。
3.3 节能性原则：就是采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗，也就是节省无谓消耗的能量。要节省无谓消耗的能量，首先要找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物的功能无关的，然后再考虑采取什么措施节约能源。比如选择节能的新设备，应具体了解其原理、性能、效果，从技术上、经济上进行比较后，再选定节能设备，才能真正达到节能的目的。如电气设备自身的电能消耗，传输线路上的电能消耗等等｡这应该是节能的着眼点｡
4建筑电气节能在本项目的应用
4.1 输电线路的节能
电能在线路上的损耗和电流的平方及导线的电阻成正比，线路的电流取决于用电设备的容量，在电压等级不变的情况下很难改变，所以要降低线路损耗就要减小导线的电阻。目前配电系统中选用的导线多为铜线和铝线，而铜的电导率比铝高。在本项目中，配电线路采用铜芯导线、电缆、铜质密集型母线，同时线径的截面根据负荷的容量和配电线路长度综合选择，输电线路材质节能效果明显。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径减少线路损耗｡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｡
4.2供配电系统节能措施
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和选择供电电压，供配电系统应尽量简单可靠，同一用户内，高压配电级数不宜多于两级；变压器二次侧至用电设备间的低压配电级数不宜超过三级，可以尽量减少正常运行时的线路损耗。
本项目根据用电部位的重要性、负荷性质、用电容量、工程特点、系统规模等合理设计供配电系统，减少配电级数；同时低压配电系统采用220/380V放射式与树干式相结合的方式，对于单台容量较大的负荷或重要负荷采用放射式供电，对于照明以及一般负荷采用树干式供电，减少输电损耗。
电力变压器采用新型10系列环抱节能变压器，变压器的长期工作负载率不宜大于0.85。同时根据负荷变化情况，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，并对单相负荷基本按三相平衡设计，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。
4.3 照明系统的节能
一个高效节能的照明系统，首先要有高效的光源 我国照明用电约占全社会用电量的12%，减少照明用电量，对降低电能损耗意义重大。降低照明用电量并非降低照明质量，而是通过合理选用光源，合理布置线路等在满足照明需求的前提下降低对电能的损耗。科学的选用电光源是照明节电的首要工作。高效光源顾名思义具有高光效，显色好等优点。高效光源发光效率要高，使得每瓦电（W）发出更多光通量（Lm）。普通白炽灯泡的发光效率一般为7～20Lm/W，其寿命一般为1000h～2000h；而单端的紧凑型荧光灯（俗称节能灯）其光通量一般为50Lm/W，寿命一般为3000～5000h；而现在的T5型荧光灯的发光效率则高达90～110 Lm/W，寿命可达8000～10000h。选用高效光源，节能效果十分明显。在本项目中，照明用电主要采用高效荧光灯，所有荧光灯均采用高功率系数的电子镇流器，减少无功损耗。同时要求节能灯的显色指数不小于80。如此设计照明系统，既可以有效的节约能源，同时又能很好的满足使用者的视觉需求。
除了高效的光源外，合理的照明控制方式既是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。照明灯具的控制方式要根据建筑的类别、使用的不同特点和要求区别对待。本项目为住宅项目，对于住宅范围内的照明控制主要采用就地开关为主，而公共区域的照明则主要采用集中控制或智能控制。这样既能很好的满足居住者的使用需求，又能有效地节约照明用电。例如设备房、幼儿园等处的照明控制采用就地设置照明开关控制；住宅电梯厅、楼梯间采用自熄式节能开关控制；走廊等公共区域采用双控开关和自熄式节能控制快关；而对于楼梯间、消防通道及主要出入口的应急照明则由火灾控制系统控制模块强制点亮。车库和室外环境照明由物业统一管理和控制，其他公共场所的控制采用就地的智能面板的延时控制，以实现人走灯灭及定时器灭的功能。另外，同一室内装设两个以上的灯具时，开关所控制灯具按灯具与采光窗距离远近分组，以充分利用自然光，从而节约能源
4.4 风机、水泵等设备的节能
民用建筑中，各类风机、水泵的用电占着重要的比例，对电能的消耗具大，如能降低这类设备的用电量，将会节约大量的电能。目前多数风机还是采用落后的调节挡风板或阀门开启度的方式来调节气体的流量、压力和温度等，这实际上是通过人为增加阻力的方式，并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体流量调节的要求。这种落后的调节方式，不仅浪费了宝贵的能源，而且调节精度差，很难满足控制系统的要求。水泵对电能的消耗主要是电机。目前水泵多采用三相异步电动机，异步电动机存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点，不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现水泵损坏同时电机也被烧毁的现象。而在本项目中，风机和水泵均采用变频调速技术，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频节能系统在风机或水泵等各类调速系统中使用时，其节能效果对于单台设备可做到20-55%，综合使用时节能效果平均也可做到20-50%，节能效果相当可观。
4.5 采用建筑设备能耗监控系统
本项目对各类照明、动力空调等分类计量，表计均采用多功能数字表，配合相应的能量管理系统，可以实时的的对整个项目的能耗状况进行监控。通过对设备能耗的有效监控，可以对整个系统的电能使用状况进行调整与优化，以确保各类设备系统稳定、能效的运行，以达到降低能耗的目的。
结语 电气节能已成为电气设计中的重中之重，结合工程项目自身特点，精心设计、精心比较，采用切实可行的节能措施，把节能贯穿于电气设计过程始终，把节能理念落到实处，才能真正实现建筑电气节能的可持续发展，促进资源节约型社会的更好建立
参考文献
[1] 吴慧娟.全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇[J]．电气，2005(4)
[2]《电气照明技术》 王晓东 机械工业出版社，2004
[3]高晋峰．论民用建筑工程照明设计中的节能；智能建筑电气技术，2010(4)．
[4]齐雪艳．现代住宅电气设计节能技术探讨；黑龙江科技信息，2008(10)．
[5]华东建筑设计研究院，智能建筑设计技术[M].上海:同济大学出版社，2002.