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摘要：文章阐述了办公建筑电气设计中节能的原则和方法，从变压器容量的选择、功率因数补偿、供配电系统及导线的选型、建筑照明的节能等方面，结合办公建筑电气设计中的特点，介绍建筑电气设计中节能的原则和方法，并对建筑电气节能的几种方法做了详细的说明。
关键字：电气节能；变压器损耗；功率因数；照明节能
Abstract：The article discusses the principles and methods of energy-efficient office buildings in the electrical design, from the choice of transformer capacity, power factor compensation, supply and distribution system and wire selection, architectural lighting and energy saving, combined with the characteristics of the electrical design of office buildings,introduce the principles and methods of energy conservation in building electrical design and construction of electrical energy are several ways to do a detailed description.
Keywords: Electric Energy; transformer losses; power factor; energy-saving lighting
中图分类号：TE08 文献标识码：A文章编号：
随着我国经济的发展，国家机关办公建筑和大型公共建筑高耗能的问题日益突出，我国建筑用能已超过全国能源消费总量的1/4，并将随着人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。据专家研究结论，国家机关办公建筑和大型公共建筑单位面积年耗电量达到70-300度，为普通居民住宅的10～20倍，占全国城镇总耗电量的22%，是欧洲、日本等发达国家同类建筑单位面积耗电量的1.5～2倍，公共建筑用能数量巨大，浪费严重，民用建筑的电力能耗问题日益突出，如何“节电能，降电耗”进行电气节能设计已势在必行。
本文从经济效益、变压器的选型、导线材质的选择、建筑照明的节能入手，结合本人的设计工作经验，阐述电气设计中电气节能的原则和方法。
一、建筑电气设计节能的三个原则
1. 满足建筑物的使用功能
在满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求即满足建筑物使用功能的前提下，尽量采用高光效低能耗的节能产品。
2.考虑经济效益和投资情况
节能应按建设单位考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。3.合理设计供配电系统降低损耗
节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。供配电系统的设计就尤为重要，合理设计配电系统能缩短配电半径，减少线路损失；合理选择变压器容量和台数，尽量采用新型节能变压器，就能减少变压器的损耗；对于量大面广的照明系统，应采用均布负荷的配电方式，采用新型节能灯具，使其负荷分配均匀，能耗降低。
因此，节能措施应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
二、建筑电气节能的方法
1、选用节能型变压器
选用节能型变压器，更换或改造高能耗的变压器。新建或改建工程应选用SL7、S9、SC(B)9、
SGBl0、SGBll一R等节能型变压器。与老产品比，SL7无励磁调压变压器的空载损耗和短路损耗，10kV系列分别降低41．5％和13．9％；S9系列与SL7系列比．其空载损耗和短路损耗又分别降低5．9％和23．3％：SGBll—R系列卷铁芯干式变压器比SC(B)9系列产品空载损耗降低40％，空载电流降低70％一85％；比SGBl0系列变压器空载损耗降低24％，負
载损耗降低11．7％。
2、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。其三相线路有功功率损耗计算公式如下：△Ｐ＝３Ｉc2Ｒ×１０-3（ＫＷ）
式中：Ｉc—计算相电流（Ａ）
Ｒ—每相线路电阻（Ω）
线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减小线路电阻。
线路电阻Ｒ＝ρ×Ｌ／ｓ，即线路电阻与电导ρ成正比，与线路截面Ｓ成反比，与线路长度Ｌ成正比，因此如何减少线路的损耗应从导线的材质、导线的长度、导线的截面来考虑。
在设计中我们常常都无选择地选用铜质导线，虽然降低了导线的电导，但增大了导线的投资，因此，我们在设计上可以采取截面小于50mm2导线选用铝芯线，截面大于等于50mm2导线选用铜芯线，即大电流选用铜芯线，小电流选用铝芯线，这样即节约了投资，从整体上看也达到了降耗的目的。
配变电站尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径，减小线路长度，如果建筑物每层平面面积在１００００ｍ2左右时，至少要分设两个变配电所，用来缩短供电半径。而在高层建筑中，低压配电室的设置应可能靠近竖井，以减少配电干线的长度；从而减少线路损失，降低损耗。
3、提高系统的功率因数减少电能损失
提高设备的自然功率因数，减少对超前无功的需求，可减少变压器的铜损，减少线路及变压器的电压损失，增加发配电的供电能力，减少线路的损失，对于负荷平稳的电动机可采用就地补偿的方法来提高功率因数。这样就减少了无功在线路上的传输，达到节能降耗的目的。
随着电气技术的飞速发展，大量照明用的气体放电灯及电子镇流器、生活日用电器中变频空调器、计算机等非线性设备以及变频水泵、变频风机等设备的广泛应用，均向电网输送了大量的高次谐波。谐波的产生会导致风机或水泵的电动机效率降低、发热增加，从而缩短其使用寿命；使变压器产生附加损耗，从而引起过热，使绝缘介质老化加速，导致绝缘损坏：谐波电流会引起电气设备及配电线路过载导致短路．甚至引发电气火灾。谐波的抑制方法很多，常用的方法有增加换流装置的脉动数、加装交流滤波装置、改善三相不平衡度、在用户进线处加装串联电抗器、采用有源滤波器，无源滤波器等新型滤波措施。谐波抑制措施的选择要根据谐波达标的水平、效果、经济性和技术成熟度等综合比较后确定，从而抑制高次谐波造成的系统发热和损耗．实现电气系统的节能。
三、建筑照明的节能方法
2004年12月1日开始实施的《建筑照明设计标准》(GB 50034—2004)，对照明节能提出了严格的要求，其巾6．1。2—6。l。7条为强制性条文，必须严格执行。它确定了公共建筑功率密度值，并列出了现行值和目标值。
1、大型办公建筑的公共照明宜采用建筑设备监控系统控制。观众厅、会议室等宣采用智能照明控制系统控制。
2、照明光源、灯具及附件的选择
a．根据光源与光效、色温、显色指数、寿命强价格选择高效节能光源，即每瓦输出的光通量高的光源。如：T系列细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯(节能灯)、HID好(高强度气体放电灯)、LED灯(发光二极管)。
b．灯具附件的选择，主要是指镇流器的选择。《建筑照明设计标准》中规定：自镇流荧光灯应配电子镇流器；直管形荧光灯应配电子镇流器或节能型电感镇流器；高压钠灯、金属卤化物灯应配节能型电感
3、 照明与室内装修设计应有机结合，避免片面追求形式和不适当选取照度标准以及照明方式，在不降低照明质量的前提下，应有效控制单位面积的安装功率。
4、 在有集中空调而且照明容量大的场所，宜采用照明灯具与空调回风口结合的形式。 四、结束语
无论是供配电系统或是用电设备及建筑照明，都存在着节能巨大潜力，应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较后，再选定节能设备，真正做到“节电能、降电耗”的目的。
参考文献：《建筑电气节能》 李弘毅中国电力出版社
《建筑电气节能技术与设计指南》李炳华 中国建筑工业出版社
关键字：电气节能；变压器损耗；功率因数；照明节能
Abstract：The article discusses the principles and methods of energy-efficient office buildings in the electrical design, from the choice of transformer capacity, power factor compensation, supply and distribution system and wire selection, architectural lighting and energy saving, combined with the characteristics of the electrical design of office buildings,introduce the principles and methods of energy conservation in building electrical design and construction of electrical energy are several ways to do a detailed description.
Keywords: Electric Energy; transformer losses; power factor; energy-saving lighting
中图分类号：TE08 文献标识码：A文章编号：
随着我国经济的发展，国家机关办公建筑和大型公共建筑高耗能的问题日益突出，我国建筑用能已超过全国能源消费总量的1/4，并将随着人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。据专家研究结论，国家机关办公建筑和大型公共建筑单位面积年耗电量达到70-300度，为普通居民住宅的10～20倍，占全国城镇总耗电量的22%，是欧洲、日本等发达国家同类建筑单位面积耗电量的1.5～2倍，公共建筑用能数量巨大，浪费严重，民用建筑的电力能耗问题日益突出，如何“节电能，降电耗”进行电气节能设计已势在必行。
本文从经济效益、变压器的选型、导线材质的选择、建筑照明的节能入手，结合本人的设计工作经验，阐述电气设计中电气节能的原则和方法。
一、建筑电气设计节能的三个原则
1. 满足建筑物的使用功能
在满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求即满足建筑物使用功能的前提下，尽量采用高光效低能耗的节能产品。
2.考虑经济效益和投资情况
节能应按建设单位考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。3.合理设计供配电系统降低损耗
节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。供配电系统的设计就尤为重要，合理设计配电系统能缩短配电半径，减少线路损失；合理选择变压器容量和台数，尽量采用新型节能变压器，就能减少变压器的损耗；对于量大面广的照明系统，应采用均布负荷的配电方式，采用新型节能灯具，使其负荷分配均匀，能耗降低。
因此，节能措施应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
二、建筑电气节能的方法
1、选用节能型变压器
选用节能型变压器，更换或改造高能耗的变压器。新建或改建工程应选用SL7、S9、SC(B)9、
SGBl0、SGBll一R等节能型变压器。与老产品比，SL7无励磁调压变压器的空载损耗和短路损耗，10kV系列分别降低41．5％和13．9％；S9系列与SL7系列比．其空载损耗和短路损耗又分别降低5．9％和23．3％：SGBll—R系列卷铁芯干式变压器比SC(B)9系列产品空载损耗降低40％，空载电流降低70％一85％；比SGBl0系列变压器空载损耗降低24％，負
载损耗降低11．7％。
2、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。其三相线路有功功率损耗计算公式如下：△Ｐ＝３Ｉc2Ｒ×１０-3（ＫＷ）
式中：Ｉc—计算相电流（Ａ）
Ｒ—每相线路电阻（Ω）
线路上的电流是不能改变的，要减少线路损耗，只有减小线路电阻。
线路电阻Ｒ＝ρ×Ｌ／ｓ，即线路电阻与电导ρ成正比，与线路截面Ｓ成反比，与线路长度Ｌ成正比，因此如何减少线路的损耗应从导线的材质、导线的长度、导线的截面来考虑。
在设计中我们常常都无选择地选用铜质导线，虽然降低了导线的电导，但增大了导线的投资，因此，我们在设计上可以采取截面小于50mm2导线选用铝芯线，截面大于等于50mm2导线选用铜芯线，即大电流选用铜芯线，小电流选用铝芯线，这样即节约了投资，从整体上看也达到了降耗的目的。
配变电站尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径，减小线路长度，如果建筑物每层平面面积在１００００ｍ2左右时，至少要分设两个变配电所，用来缩短供电半径。而在高层建筑中，低压配电室的设置应可能靠近竖井，以减少配电干线的长度；从而减少线路损失，降低损耗。
3、提高系统的功率因数减少电能损失
提高设备的自然功率因数，减少对超前无功的需求，可减少变压器的铜损，减少线路及变压器的电压损失，增加发配电的供电能力，减少线路的损失，对于负荷平稳的电动机可采用就地补偿的方法来提高功率因数。这样就减少了无功在线路上的传输，达到节能降耗的目的。
随着电气技术的飞速发展，大量照明用的气体放电灯及电子镇流器、生活日用电器中变频空调器、计算机等非线性设备以及变频水泵、变频风机等设备的广泛应用，均向电网输送了大量的高次谐波。谐波的产生会导致风机或水泵的电动机效率降低、发热增加，从而缩短其使用寿命；使变压器产生附加损耗，从而引起过热，使绝缘介质老化加速，导致绝缘损坏：谐波电流会引起电气设备及配电线路过载导致短路．甚至引发电气火灾。谐波的抑制方法很多，常用的方法有增加换流装置的脉动数、加装交流滤波装置、改善三相不平衡度、在用户进线处加装串联电抗器、采用有源滤波器，无源滤波器等新型滤波措施。谐波抑制措施的选择要根据谐波达标的水平、效果、经济性和技术成熟度等综合比较后确定，从而抑制高次谐波造成的系统发热和损耗．实现电气系统的节能。
三、建筑照明的节能方法
2004年12月1日开始实施的《建筑照明设计标准》(GB 50034—2004)，对照明节能提出了严格的要求，其巾6．1。2—6。l。7条为强制性条文，必须严格执行。它确定了公共建筑功率密度值，并列出了现行值和目标值。
1、大型办公建筑的公共照明宜采用建筑设备监控系统控制。观众厅、会议室等宣采用智能照明控制系统控制。
2、照明光源、灯具及附件的选择
a．根据光源与光效、色温、显色指数、寿命强价格选择高效节能光源，即每瓦输出的光通量高的光源。如：T系列细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯(节能灯)、HID好(高强度气体放电灯)、LED灯(发光二极管)。
b．灯具附件的选择，主要是指镇流器的选择。《建筑照明设计标准》中规定：自镇流荧光灯应配电子镇流器；直管形荧光灯应配电子镇流器或节能型电感镇流器；高压钠灯、金属卤化物灯应配节能型电感
3、 照明与室内装修设计应有机结合，避免片面追求形式和不适当选取照度标准以及照明方式，在不降低照明质量的前提下，应有效控制单位面积的安装功率。
4、 在有集中空调而且照明容量大的场所，宜采用照明灯具与空调回风口结合的形式。 四、结束语
无论是供配电系统或是用电设备及建筑照明，都存在着节能巨大潜力，应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较后，再选定节能设备，真正做到“节电能、降电耗”的目的。
参考文献：《建筑电气节能》 李弘毅中国电力出版社
《建筑电气节能技术与设计指南》李炳华 中国建筑工业出版社