電氣工程師是指取得《中華人民共和國注冊電氣工程師執業資格注冊證書》，從事電氣專業工程設計及相關業務的專業技術人員。本文是選自核心級科技期刊《科技進步與對策》中的職稱論文范文：論建筑電氣節能幾大要點設計。

　　摘要：能源是人類生活中最重要的資源，是關于我們現實和未來生存發展的最基本、最核心的動力問題。目前，我國正處于建筑行業快速發展時期，建筑的供配電系統的節能降耗問題則更顯得重要。因此，降低建筑電氣節的能源消耗是大勢所趨。本文在此從幾個不同的方面對建筑電氣節能設計做了一定的詮釋。

　　關鍵詞：建筑,電氣,節能

　　一、供配電系統的節能設計

　　根據負荷容量，供電距離及分布，用電設備特點等因素合理設計供配電系統，變配電所應盡量靠近負荷中心，以縮短配電半徑減少線路損耗。合理選擇變壓器的型號、容量和臺數，以適應由于季節性和工作時間造成的負荷變化時，能夠靈活投切變壓器，實現經濟運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。

　　當線路上有電流流過時，由于線路上電阻的存在，勢必會產生有功功率的損耗。因此，線路傳輸上的損耗是電能利用率低的一個重要原因。要想減少此類損耗主要著眼于四個方面。第一、選用電導率較小的材料做導線。通常選用銅芯線纜，但考慮到要節約用銅，也可以改為采用新型的銅鋁復合材料線纜。第二、減少配線的長度。在布線時盡量使線路走直線，不走或少走回頭線，變壓器盡量接近負荷中心，減少供電距離，且供電半徑不要超過規定。第三、增大導線截面。對于比較長的線路在滿足載流量、動熱穩定、保護配合、電壓損失等條件下，可按經濟截面選擇，或根據情況加大一級線纜的截面。第四、合理調劑季節性負荷。也就是要使供電線路得到充分的利用。如將空調風機、風機盤管與一般照明、電開水器等計費相同的負荷集中。

　　供配電系統中根據情況還可以采取一些其它節能措施，如負荷波動較大的加變頻器、低壓配電加電容補償，以及盡量降低諧波等。

　　二、配電變壓器設計

　　目前適合國內需求的節能產品是S9型及S11型配電變壓器，有防火要求的地方，可采用環氧樹脂澆注的干式變壓器，住宅小區多為箱式變壓器。而配電變壓器的節能原理主要體現在減少變壓器的有功功率損耗：變壓器的有功功率損耗如下式表示：△Pb=Po+Pkβ2其中：△Pb——變壓器有功損耗(KW);Po——變壓器的空載損耗(KW);Pk——變壓器的有載損耗(KW));β——變壓器的負載率。Po部分為空載損耗又稱鐵損，它是由鐵芯的渦流損耗及漏磁損耗組成，是固定不變的部分，大小隨矽鋼片的性能及鐵芯制造工藝而定。所以，變壓器應選用節能型的，如S9及SC9等型油浸變壓器或干式變壓器，它們都是采用優質冷軋取向矽鋼片，由于“取向”處理，使矽鋼片的磁疇方向接近一致，以減少鐵芯的渦流損耗;45°全斜接縫結構，使接縫密合性好，以減少漏磁損耗。Pk是傳輸功率的損耗，即變壓器的線損，又稱銅損，決定于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小，即負載率β的平方成正比。因此，應選用阻值較小的繞組，可采用銅芯變壓器。從Pkβ2用微分求它的極值，在β=50%處每千瓦的負載，變壓器的能耗最小。因此，在80年代中期設計的民用建筑，變壓器的負載率絕大部分在50%左右，在實際使用中有一半變壓器沒有投入運行，這種做法有的一直沿襲至今。但是，這僅是為了節能，而沒有考慮經濟價值。事實上50%負載率僅減少了變壓器的線損，并沒有減少變壓器的鐵損，因此也不是最節能的措施。既要考慮初裝費、變壓器、低壓柜、土建的投資及各項運行費用，又要使變壓器在使用期內預留適當的容量，變壓器的負載率應在75%～85%為宜(參見JGJ 16-2008 民用建筑電氣設計規范第4.3.2條)。這樣也可以做到物盡其用，因為變壓器絕緣的使用年限滿負荷計為20年，20年后可能有更好的變壓器問世，這樣就可以有機會更換新的設備，才能使該建筑總趨技術領先地位。為減小變壓器損耗，當容量大而需要選用多臺變壓器時，在合理分配負荷的情況下，盡可能減少變壓器的臺數，選用大容量的變壓器。例如需要裝機容量為2000KVA，可選2臺1000KVA，不選4臺500KVA。因為選用前者可節能：△P=4×(1.6+4.44)-2×(2.45+7.45)=4.36KW(全按β=100%計，同等條件，SC3變壓器)。(注∶JGJ16-2008 民用建筑電氣設計規范第4.3.6條，建議單臺變壓器容量不宜大于1250kVA)

　　三、配電線路損耗

　　建筑中供電線路長且多,由于電阻的存在,當電流通過時就會產生功率損耗,其計算公式是 : 式中:ΔΡ—三相輸電線路的功率損耗;I—線電流;R—線路相電阻。對于供電線選定的條件下,“R”值不變。可見電流越大,電路損失越大。線路的電阻R=ρL/S,電阻與電阻率ρ、導線長度L成正比,與導線截面S成反比。要減少電阻損耗應從以下幾個方面考慮:

　　選用電阻率ρ較小的導線,如銅芯導線較佳,鋁線次之。減少導線長度,在設計中線路應盡量走直線少走彎路,另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應盡可能地靠近負荷中心,以減少供電半徑。增大導線截面積,對于較長的線路,在滿足載流量、熱穩定、保護配合及電壓降要求的前提下,在選定線截面時加大一級線截面。這樣增加的線路費用,可以由以后的運行費用抵消。

　　四、照明系統節能設計

　　照明用電量大且面積廣,照明的節能潛力很大。照明節能設計中,除了滿足照度、光色、顯色指數外,不能單靠減少燈具數量或降低功率,要充分利用自然采光,改善環境的反射條件,推廣應用新光源和改進照明燈具的控制方式,從而達到節能的目的。

　　1、采用高效節能光源

　　在燈具懸掛較高的場所的一般照明,宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈,除特殊情況外,不應采用管形鹵鎢燈及大功率普通白熾燈。在燈具懸掛較低的場所的一般照明,宜采用熒光燈, 除特殊功能建筑物(如博展館、影劇院、高級飯店等場所)外,不應采用普通白熾燈。

　　2、改善照明器的控制方式

　　照明器的控制,應根據各房間使用的不同特點和要求區別對待。面積較小的房間宜采用一燈一控或二燈一控的方式;面積較大的房間采用多燈一控的方式,但每個開關控制的燈數不宜太多,也應考慮適當數量的單控燈。建筑內的樓梯間、走廊等公共通道,照明器宜采用定時開關控制，或隔燈分兩組，深夜只開一組。在遠離側窗的天然采光不足的區域內的電氣照明,宜采用光電控制的自動調光裝置以隨天然光的變化而自動地調節電器照明的強弱,保證室內照明的穩定。室外照明宜采用光電自動開關或光電定時開關控制。

　　五、電動機節能設計

　　降低電動機電能損耗的主要途徑，是提高電動機的工作效率和功率因數。在工程設計中，應根據負荷特性考慮選擇更為節電的電動機，其關鍵在于明確負荷是連續的還是斷續的。若為連續負荷，要了解電動機的輸出功率是否與各種負荷相匹配，如果是風機和泵等平方遞減負荷特性，在輕載時打開風門和閥門，采用調速電動機在低速運行可以節約電能。斷續負荷時，如果輕負荷時不能停止電動機的工作，則應考慮采用調速裝置，即在額定負荷下運行時采用常用電源，使電動機在額定轉速下運行;而需要低速運行時，考慮采用逆變器變頻裝置或其他方式調速。

　　變頻器主要用于交流電動機(異步電機或同步電機)轉速的調節，是公認的交流電動機最理想、最有前途的調速方案，除了具有卓越的調速性能之外，變頻器還有顯著的節能作用，是企業技術改造和產品更新換代的理想調速裝置。

　　應用變頻調速，可以大大提高電機轉速的控制精度，使電機在最節能的轉速下運行。

　　六、總結

　　總之，建筑電氣的節能設計潛力很大，面對日益嚴重的能源問題，需要我們在設計中精心考慮，反復比較設計方案，拿出一套符合各種技術指標，滿足功能需求的前提下，行之有效而又切實可行的節能措施，從而達到真正節約電能的目的。

　　參考文獻：

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　　【2】馬海德.試論建筑電氣節能設計;商品與質量•建筑與發展;2010(7).

　　【3】JGJ/T 16-2008《民用建筑電氣設計規范》.

　　《科技進步與對策》創刊于1984年，是由中國管理科學學會、湖北省科技廳主管，湖北省科技信息研究院主辦的學術類期刊。國內刊號CN：42-1224/G3;國際刊號ISSN：1001-7348，郵發代號： 38-118。