中国是能源消费大国，位居世界第二。我国的能源消耗，按每一美元生产总值能耗计算，居世界十大经济国的最后一位，比先进国家能耗高４～５倍，比印度高出６０％.中国能源储量（人均）小，消费总量大，浪费严重，而我国又是一个能源匾乏的国家。有资料表明，我国建筑能耗约占全国能耗的２７％，电力供应目前也处于匾乏状态，很多发达的城市都受到电力匾乏的困扰。有统计数字显示，２００４年中国有２４个省拉闸限电，但我国去年电力装机容量的年增长率是世界上最快的，所以如何利用能源，如何节约能源就成为目前的当务之急，电气节能也就具有非常重要的意义。如何把节能技术合理应用到工程项目的设计中去，将是电气设计工作者今后的工作重点。
电气节能要满足以下三条基本原则：
（1）满足建筑物的使用功能，在保证安全性、舒适性的前提下节省能源，避免不必要的能源浪费。
（2）满足经济性，应考虑投资和运行费用，不应因为追求节能而过度增加投资，增加运行费用，而应是通过比较分析，合理选用高效、低能耗的设备，提高能源的利用效率。
（3）采用新技术和利用新能源
下文从低压电气设计、设备选型和新技术新能源三个方面探讨节能措施。
1 低压电气设计中的节能
根据负荷用电性质、负荷容量及分布、供电距离等因素，合理设计低压供配电系统和选择供电电压，供配电系统应尽量简单可靠，缩短供电路径。
1.１ 减少线路的能量损耗
由于线路上存在着电阻，当电流通过时便产生了功率损耗。在一个工程中使用的各类导线电缆不计其数，所以在线路上消耗的有功功率是相当可观的，所以减少线路上的损耗，就很有必要。
首先变配电所尽量靠近负荷中心，低压线路供电半径小于１５０ｍ为宜，并在合理情况下线路越短越好；其次高层建筑低压配电室应尽量靠近电气竖井，不宜产生倒送电的现象；最后对于比较长的线路，除了满足载流量、保护配合及电压损失所选定的截面外，宜适当增加导线截面来换取较低的线路损耗，此时宜对增加投资的费用与回收年限进行计算和比较。
1.２ 降低三相不平衡度
单相用电设备应均匀地接在三相网络上，降低三相不平衡度，供电网络的电压不平衡度应小于２％.
1.３ 提高系统的功率因数
提高变压器二次侧的功率因数，由于可使总的负荷电流减少，所以可减少变压器的铜损，并能减少线路及变压器的电压损失，所以能达到节能的目的。
高压供电的用电单位，功率因数为０．９以上。低压供电的用电单位，功率因数为０．８５以上。
（1）首先要提高自然功率因数
应正确选择电动机、变压器的容量，减少线路感抗。
正确设计和选用变流装置，对直流设备的供电和励磁应采用硅整流或晶闸管整流装置，取代变流机组、贡弧整流器等
直流电源设备。
限制电动机和电焊机的空载运转。空载率大于５０％的电动机和电焊机，可安装空载断电装置；对大、中型连续运行的胶带运行的胶带运输系统，可采用空载自停控制装置；对大型非连续运转的异步笼型风机、泵类电动机，宜采用电动调节风量，流量自动控制方式，以节省能源。
（2）设置补偿装置
当采用提高自然功率因数措施后仍达不到要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。实践表明，每ｋｖａｒ补偿电容每年节电１５０～２００ｋW•ｈ.采用电力电容器作无功补偿装置时，宜采用就地平补偿原则。低压部分的无功负荷由低压电容器补偿，高压部分的无功负荷由高压电容器补偿。容量较大三相负荷平衡经常使用的用电设备的无功负荷宜单独就地补偿。补偿基本无功负荷的电容器组，宜在配变电室内集中补偿。
对于补偿低压基本无功功率的电容、常年稳定的无功功率、配电所内的高压电容器组，宜采用手动投切的无功补偿装置。
避免过补偿，轻载时电压过高，会造成某些用电设备损坏，必须满足在所有负荷情况下都能改善电压变动率时，宜装设无功自动补偿装置。在采用高、低压自动补偿效果相同时，宜采用低压自动补偿装置。
当荧光灯选用电子
镇流器，
气体放电灯的电感
镇流器单灯安装就地补偿电容器，可使功率因数提高到０．８５～０．９５。
电梯自动扶梯，自动步行道等负载，不应在电动机端加补偿电容器。因为负荷变动时，电机端电压也变化，使补偿电容器没有放完电又充电，这时电容器会产生无功浪涌电流，使电机易产生过电压而损坏；星三角启动的异步电动机也不能在电动机端加装补偿装置，因为它启动过程中有开路，闭路瞬时转换，使电容器在放电瞬间又充电，也会使电机过电压而损坏。
1.４ 根据用电负荷的特性和变化规律，正确选择和配置变压器容量和台数
通过运行方式的选择，合理调整负荷，季节性负荷经过经济技术比较后合理，可由单独变压器供电，以达到节能的目的。例如，有的建筑夏季采用集中空调制冷，冬季采用市政热源供暖，制冷机组如果采用电制冷，那么机组的电量会很大，对于这样的系统，把制冷机房内的设备按夏季和冬季分开供电，在冬季时可将供电给制冷机组的变压器停止运行，可减少变压器损耗，减少运行费用，达到了节能的目的。
1.５ 照明设计中的节能
据估算统计，我国照明用电量约占总发电量的１０％，且以低效照明为主，所以照明设计节能，有良好的经济效益和社会效益。
选择合理的照度。要根据不同的建筑物以及不同部位的功能确定合理的照度值。太高照度会造成浪费，不符合节能要求，太低的照度则会影响场所的正常使用。
选择合理的照明方式。按照分区、功能等采用一般照明、局部（或重点）照明、均匀对称布置、适宜的距高比等等。例如大型商场应采用一般照明和局部重点照明、地下车库宜采用车行道和车位分区分控照明。
有集中空调且照明容量大的场所，采用照明灯具与空调回风口结合的型式。
充分利用自然光。白天尽量以自然光为主，当自然光不足时应加以人工照明。根据自然光的照度变化，分组分片控制灯具。增加照明开关数量，使每个开关所控灯具不宜太多，所控灯列与
窗平行（即利用自然光）。楼梯走道采用节能延时开关，以利管理和节能。
室外照明系统宜采用时控、光控、手控等措施。道路照明、庭院照明宜采用分区、分时段时间表程序
开关控制和光电传感器控制二种组合控制方式，根据室外亮度自动调节，根据经纬度进行季节性时间控制；建筑物的景观照明宜采用分时段时间表程序开关控制方式，根据节假日、集会活动等进行临时编程控制。
1.６ 采用建筑智能化控制系统
建筑设备管理系统需实现对所有建筑设备的集中监测、管理与控制功能，通过集散式数字控制系统，实现各被控对象的优化、节能控制，节省运营、使用费用，降低能量消耗，通过各种
人机界面、趋势曲线、参数分析等功能为对建筑设备的使用、管理提供操作、监测平台并为决策提供辅助信息。建筑设备管理系统可以实现规范各建筑设备的运行状态，节省能源消耗及设备的损耗，达到节能、低碳的机电设备运营目标。
智能控制系统功能：系统可对楼内的冷热源系统、空调系统、新风系统、通风及排风系统、给水及排水系统、变配电、照明等系统进行集中管理与分散控制。系统采用集散式数字控制系统，具有密码保护、控制点摘要、控制点报警、时间及假日起停控制、控制点历史记录、动向记录、设备运行时间积累、控制系统动态彩图、自适应控制、外界条件重置、假日及夜间净化循环、最佳起停控制、所有设定值重新设定等。系统的设置只是为建筑节能打下了基础，另一个重要的环节是软件编制和运行管理。良好的管理可以在具备节能系统的基础上，达到更进一步的节能。
目前，大量的各类公共建筑均设置有集中空调系统，每时每刻都在消耗能量，空调设备的耗电在整个建筑用电中占４０%～６０％，是建筑的耗能大户，但是，空调负荷是由多种因素决定的，它是一个不断变化的变量，实际运行中９０％以上时间处于非满负荷状态，因而具有极大的节能潜力。
ＢＡＳ的系统结构主要以集散型计算机控制系统ＤＣＳ结构为主。ＤＣＳ的通信网络为多层结构，其中分为三层，即管理网络层、控制网络层、现场设备层，并与Ｗｅｂ商业活动结合在一起的系统，预计在今后若干年仍将占主导地位。但上述系统成本会高一些，设计前要作投资与回收经济分析，达到最优化设计。
1.７ 谐波的抑制
电网谐波产生的原因是整流器、ＵＰＳ电源、电子调速装备、荧光灯系统、计算机、微波炉等电力设备和电器设备的使用。现代建筑尤其是智能建筑中存在着大量的三次谐波污染，其不仅会严重影响电能质量，还将增加功率损耗，造成电能的浪费，抑制谐波的措施有多种途径。
（1）选用Ｄ．Ｙｎｌｌ接线组别的三相配电变压器，为三次谐波电流提供环流通路；尽可能保持三相电压平衡；加大中性线的截面；对产生高次谐波电流的负荷设置专用供电回路，可以避免谐波对其他负荷的影响，也有助于集中抑制和消除谐波。
（2）在谐波源设备选型上，尽量选用谐波含量少的设备，比如选择电子镇流器一定要有３Ｃ认证，符合国家强制标准ＧＢ１７６２５限值的产品。在谐波源处安装滤波器吸收谐波电流。滤波器与滤波源越近滤波效果越好，这是减小滤波电流和滤波电压畸变的最好方法，尤其适用于非线性负荷的供电点集中，又与线性负荷共同由一个变压器供电的情况。
（3）防止并联电容器组对谐波的放大。当并联电容器组附近有谐波源，谐波电流超过规定允许值时，应在回路中设置串联
电抗器，或将电容器组的某些支路改为滤波器，还可以采取限定电容器组的投入容量，避免电容器对谐波的放大。
（4）谐波污染较严重的设备采用有源滤波装置，如大型ＵＰＳ、变频器、充电器、工业电炉等。
2 选择高效、低能耗的设备
在供配电系统设计中，应首先考虑选用高效节能的产品，以期降低产品自身的能耗。
2.１ 选择高效节能的变压器
变压器的有功损耗由两部分组成，一部分为铁损，是铁芯的涡流损耗和铁芯的漏磁损耗引起的，与负荷大小无关。另一部分是铜损，即二次侧绕组短路而电流达到额定时的有功损耗，称为“短路损耗”。
变压器的无功损耗，主要由用来产生磁通的无功功率和消耗在变压器一，二次绕组上的无功功率组成。
由此可见，选择新型的低能耗变压器和合理选择变压器的负载率，节能意义非常重大。在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选择容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内。
在我国配电变压器中Ｓ９系列占有较大比重，正在逐步淘汰中，目前我国推荐使用的节能变压器型号为：Ｓ１１系列（油浸式变压器），ＳＣ１０系列（干式变压器）以及ＳＨ１１系列（非晶合金变压器）。非晶合金变压器，其铁损仅为硅铜片铁芯变压器的1/５，铁损大幅度降低。
新型变压器虽然价格较高，但每年节约大量电能，寿命周期内节能效果显著，经济效益和低碳效益明显，应当加大力度推广使用。
2.２ 照明设备的选择
（1）选择高效光源。在各种光源中，
白炽灯的光效最低，所以除了特别场所之外，应严格控制使用白炽灯。光源选泽的总原则是选用高光效，寿命长，显色性好的光源。在各种光源中，高压
钠灯光效最高，但显色性差，主要用于道路照明；其次是金属卤化物灯，室内室外均可，一般低功率用于室内层高不太高的房间，而大功率应用于体育场馆以及建筑夜景照明等，荧光灯光效和金卤灯光效大体水平相同，在荧光灯中尤以稀土三基色荧光灯光效最高，因荧光灯的光效高和显色性好而广泛应用于民用建筑中。高压汞灯光效较低；而
卤钨灯和白炽灯光效最低。所以，除了特别场所之外，应严格控制使用白炽灯。
荧光灯有Ｔ１２型灯管径３８ｍｍ，Ｔ８型灯管径２６ｍｍ，Ｔ５型灯管径１６ｍｍ，办公室、教室、商店、会议室、仪表和电子等生产车间。用Ｔ８电感式三基色荧光灯替代Ｔ１２普通荧光灯，可节电费２５．４％，用Ｔ８电子式三基色荧光灯替代Ｔ１２普通荧光灯，可节电费３５．９％，用Ｔ５电子式荧光灯替代Ｔ１２普通荧光灯，可节电费３１．４％.紧凑型荧光灯就是一般家庭中普遍应用的灯具，用紧凑型荧光灯代替白炽灯，光效可提高４～６倍。
（2）选用高效节能灯具
在满足眩光限制和配光要求的条件下，应选用效率高的灯具。荧光灯灯具的效率应符合：开敞式≥７５％，透明保
护罩≥６５％，磨砂或棱镜保护罩≥５５％，格栅≥６０％，高强度气体放电灯灯具的效率应符合开敞式≥７５％，格栅或透光罩≥６０％；根据使用场所不同，采用控光合理的灯具；选用光通量维持率好的灯具；采用光利用系数高的灯具。
（3）选用高功率因数的启动设备
荧光灯用电感镇流器一般功率为灯管额定功率的２０％，高强度气体放电灯（ＨＤ）的镇流器功率为额定功率的１５％～１６％.电子镇流器与电感镇流器相比较，具有启动电压低、噪音小、温升低、重量轻、无频闪等优点，比电感镇流器节电１０％以上，本身功耗也比电感镇流器降低５０％～７５％，综合电输入功率降低１８％～２３％，节电效果显著。
2.３ 选用高效电动机
与普通电动机相比，高效电动机的效率要高３％～６％，平均功率因数提高７％～９％，总损耗减少２０％～３０％，因而具有较好的节电效果。所以应选用Ｙ、ＹＺ、ＹＺＲ等系列高效电动机，以节省电能。
2.4 选用交流变频调速装置
采用变频调速装置，根据压力、流量、风量等指标，自动调节电机转速，使电机的运转与负载的变化相适应，提高了电机在轻载时的效率，达到节能的目的。
综上所述，建筑电气设计应充分考虑选择高效的节能设备，应用先进的技术，遵循各种节能标准，做出合理节能的工程设计，为人们提供健康舒适的居住工作和活动空间，使我们的建筑成为生态的可持续的绿色建筑。
3 采用新技术，合理开发和利用新能源
（1）太阳能发电分为光热发电和光伏发电
通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光电”。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。独立光伏系统是各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。并网光伏发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。
广泛发电与其它新能源相比在资源潜力和持久适用性方面更具优势，太阳能光伏发电的能源来源于取之不尽，用之不竭的太阳能。太阳能发电不会给空气带来污染，不破坏生态，是一种清洁安全的能源，同时又具有在自然界不断生成，并得到有规律的补充的特点，是可再生的清洁绿色能源。是较少受地域限制和无需架设输电线路即可就地发电供电的一种能源。太阳能光伏发电是能源的高新技术，具有独特的优势和巨大的开发利用潜力。
目前太阳能发电的成本较高，大约是生物质发电（沼气发电）的７～１２倍，风能发电的６～１０倍，煤炭发电的１１～１８倍。太阳能发电如果单从电价上讲，太阳能发电是亏本的。在我国太阳能光伏发电用于照明或其他电气装置的实例并不太多，而且发电量也相当有限。在首都博物馆，其中太阳能光伏发电的容量为３００ｋＷ，已经是属于最大的系统之一了。
在光伏发电推广方面，许多国家都采取了切实的措施。经过努力，美国发展的最快，太阳能电池的应用已经从备用电力系统扩大到照明安全系统、长途通信等范围。
近年来，我国加大了对太阳能产业的扶持力度，更是三次出台财政扶持政策。在今后的十几年中，中国光伏发电的市场将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。国家未来三年将投资２００亿补贴光伏业，中国太阳能光伏发电必将迎来了快速发展阶段。
（2）天然光和光纤照明的应用
在有些建筑中，其顶部或侧面有大量的玻璃，白天大量的天然光线透过玻璃窗，使室内完全可以不用人工照明而获得充足的照度。这时可利用顶部或侧面采光，在白天替代人工照明。对于透过玻璃的光线多少，可以通过采用自动控制幕帘进行控制，使室内光线达到视觉舒适的程度。对于一些室外光线投射不进来的地方，尤其是地下室，则可以采用光纤照明的方式。光纤照明，不消耗人工能源，而是在室外设置阳光采集装置，将太阳光通过光纤，传至室内光纤照明端口。而且随着光纤照明技术的日趋成熟，还将创造出许多艺术的效果。
（3）半导体发光二极管（ＬＥＤ）灯
半导体电光源是一种无
灯丝的电光源，是一种将电能转换成光能的半导体器件，它是靠半导体化合物制成的特殊结构把电能转换成光能，称为发光二极管，简称ＬＥＤ。近年来，利用掺氧工艺和新的半导体材料，使发光二极管的亮度提高了１０倍以上，具有红、黄、橙、绿、蓝和白等多种发光颜色。发光二极管有许多的优点，如工作电压低、耗电量少、性能稳定、使用寿命长抗冲击、耐振动性强、重量轻、体积小、成本低、电路简单、安全环保、使用方便。
ＬＥＤ正取代传统光源，被广泛应用于指示灯、
信号灯、显示屏、景观照明等领域，在人们的日常生活中的家用电器、电话机、仪表板照明、汽车防雾灯、交通信号灯等设备中随处可见。
从２０１０年开始，沈阳万科的项目开始使用ＬＥＤ作为普通照明。他们选定的产品其灯具是２４Ｖ电源，２２０Ｖ和２４Ｖ之间就需要一个控制器转换，这个控制器只能配出８路，所以普通不超过４０００m2的地下室一个防火分区一般得需要三个控制器，这样设计上就显得很繁琐，而且外形上很单一，造型不丰富，光色也是最成熟的白色。ＬＥＤ灯是否能给沈阳万科带来一个理想的照明改革，还得需要一段时间的检验。
大量实际应用表明，ＬＥＤ不能加大输入功率，是因为ＬＥＤ在工作过程中会放出大量的热，温度的升高将导致器件性能变化与衰减。ＬＥＤ照明灯具里，底灯，吊灯，
投射灯等装饰用，反射用途的ＬＥＤ照明灯具可以完全胜任于任何场合，包括美术馆，博物馆等对颜色度要求较高的场所。但是对于商场，写字楼等面积的建筑物，由于ＬＥＤ灯具指向性（ＬＥＤ芯片发出的光是直线，发散性不好）太高，造成大面积的平均照度很困难。灯管型ＬＥＤ照明灯具排列过密，设计成本过高，失去节能效果，而且发热量大。因此，现阶段装饰用途场合，ＬＥＤ照明灯具完全可用，而在追求均匀性的大面积室内照明应用还不完全成熟。
综上所述，建筑电气设计应充分考虑选择高效的节能设备，应用先进的技术，遵循各种节能标准，做出合理节能的工程设计，为人们提供健康舒适的居住工作和活动空间，使我们的建筑成为生态的可持续的绿色建筑。
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只看楼主 我来说两句-
biro
沙发
谢谢楼主很不错的东西
2017-06-16 22:38:16
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明太祖
板凳
2017-06-16 20:32:16
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谢谢啊很不错的东西了
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