随着经济高速发展，如何节约能源是保证可持续发展的必要条件，而建筑电气节能的空间还很大。因此，将电气节能技术用到建筑电气设计中，精心思考，反复斟酌，从而真正达到提高效率，节约能源，为经济的可持续发展和节约型的社会做出应有的贡献。建筑电气设计应充分考虑选择高效率的节能设备，应用先进的设计技术，按照节能标准进行设计，为人们提供健康、舒适、安全的居住工作和活动空间，采用先进的节能技术，达到电气节能最大化的目标。
一、我国建筑电气节能技术现状分析
1、建筑电气节能的现状
随着经济的快速发展，我国对能源的需求越来越大，各类能源供不应求，能源的浪费却较为普遍。特别是近几十年来兴建了一大批规模庞大的各类大型、特大型公共建筑以及规模日益扩大的住宅小区，其中的不少建筑，都没有把建筑节能放在应有的重要位置，特别是没有把电气节能放在应有的重要位置，长此以往，将会造成新的、巨大的能源浪费。
近年来，国家及相关部门已经深刻意识到节能问题的重要性和紧迫性，建筑节能工作已经全面展开并不断深化，建筑节能的管理工作不断加强，建筑节能技术的研究不断深化，建筑节能设计标准不断完善。而且随着社会的发展和文明的进步，公众节能意识不断增强，节能的理念也为越来越多的人所接受。
其实建筑节能是一项十分艰巨而复杂的工作，它甚至比某些建筑智能化系统的应用更为困难，因为建筑节能涉及的专业和领域更为深入、更为广泛。如果不对其进行系统、全面和综合的分析、研究和实施，要想做好建筑节能是十分困难的。
2、建筑电气节能技术存在问题的原因
（1）不合理的设计和系统导致能耗高变配电及采暖、通风、给水、排水等设备都存在设备选型和运行方式的不合理导致设备效率过低，能耗增加。不合理的系统运行方式，导致系统效率过低。照明光源、控制方式选择的不合理导致照明系统能耗高，照明系统中盲目的提高照度标准，灯具或光源过多使能耗增加。
（2）不合理的运行制度（控制方式）导致能耗高
不合理的运行制度导致系统运行时间过长，下班后系统继续运行，或部分设备持续运行，消耗大量电能。此外，由于极少部分建筑在夜间要继续使用，导致整个系统24小时连续运行，也造成巨大浪费。
3、建筑节能技术在我国的应用和发展
（1）建筑电气节能设计应用的原则
设计施工中必须始终贯彻国家的有关政策和法律，符合现行的国家标准和设计规程，对于某些行业、部门和地区的工程设计任务，还应该遵守这些行业、部门和地区的有关规定。但是，在规范的前提下，应该尽量满足建设单位的需要，保证设计质量，国家制订了相关标准。建筑供电设计和施工必须贯彻执行国家有关政策和法令，设计文件的编制符合国家现行的标准、设计规范和制图标准，遵守设计工作程序。
（1）适用性原则
就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源，为建筑设备运行提供必需的动力，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，促进电能合理利用。
（2）节能性原则
节能的着眼点，应考虑采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗，首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能，宜采用先进技术使其能耗降低。
设计应结合实际情况，积极采用先进技术，正确掌握设计标准。对于电气安全、节约能源、环境保护等重要问题要采取切实有效的措施；设备布置要便于施工和维护管理；设备及材料的选择要综合考虑。建筑电气设计是整个建筑工程没计的一部分，设计过程中要与有关建筑、结构、给排水、暖通、动力和工艺等工种密切协调配合。
二、建筑电气节能技术应用措施
1、变压器的节能措施
即减少变压器的有功损耗。变压器的有功损耗按下式计算:ΔΡ=Ρo+β2Pκ式中ΔΡ为变压器的有功损耗(KW);Ρo为变压器的空载损耗(KW);Ρκ为变压器的短路损耗(KW);β为变压器的负载率。(1)Po作为变压器的空载损耗又称铁损,它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成,其值与铁芯材料及制造工艺有关,与负荷大小无关,所以在选用变压器时最好选择节能型变压器如S9,SL9,SC8等。它们采用优质冷轧取向矽钢片,由于“取向”处理,使矽钢片的磁畴方向接近一致,减少铁芯涡流损耗,45度全斜度接缝结构使接缝密合性好,减少了漏磁损耗。(2)Pκ是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损,它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小,并与负荷率平方成正比。因此在选择变压器时应选用阻值较小的绕组,如铜芯变压器。βPκ用微分求它极值时,是在β=50%时每千瓦的负荷,此时变压器的能耗最小,但在β=50%负载率时仅减少变压器的线损,并未减少变压器的铁损,因此也不是最节能的。综合初装费,变压器、高低压柜、土建投资及运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的余量,变压器最经济节能运行的负载率一般在75%～85%之间。(3)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,选取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。
2、减少供配电线路损耗
线损是供配电线路经济运行的重要指标,由于配电线路有电阻,有电流通过时就会产生功率损耗,其公式为:ΔΡ=3I2R·10-3式中:ΔΡ为三相输电线路的功率损耗(KW);I为线电流(A);R为线路相电阻(Ω)。其中“R”线路电阻在通过电流不变时,线路长度越长则电阻值越大。在具体工程中,线路上电流一般是不变的,那么要减少线损,只能尽量减少线路电阻。而线路的电阻R=ρL/S,即与导线电阻率ρ、导线长度L成正比,与导线截面S成反比。要减少电阻值应从以下几个方面考虑:(1)尽量选用电阻率ρ较小的导线,如铜芯导线较佳,铝线次之。(2)尽可能减少导线长度,在设计中线路应尽量走直线少走弯路,另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心,以减少供电半径。(3)增大导线截面积,对于较长的线路,在满足载流量,热稳定,保护配合及电压降要求的前提下,在选定线截面时加大一级线截面。
这样增加的线路费用,由于节约能耗而减少了年运行费用,综合考虑节能经济时还是合算的。
3、照明节能措施
(1)充分利用自然光,根据自然光的照度变化,分组分片控制灯具开停。设计时适当增加照明开关点,即每个开关控制灯的数量不要过多,以便管理和有利节能。室外照明系统,最好采用光电控制器代替照明开关,以利节电。在插座面板上设置翘板开关控制,当用电设备不使用时,可方便切断插座电源,消除设备空载损耗,达到节电的目的。
(2)有效控制单位面积灯具安装功率。按照照明设计规范的视觉要求、照度标准、照明功率密度等,在满足照明质量的前提下,一般房间及公共场所应优先采用紧凑型荧光灯及高效发光的荧光灯,体育馆场及厂房的室外照明等一般照明宜采用金属卤化物灯、高压钠灯等高效气体放电光源。
(3)使用低能耗性能优的光源用电附件,如节能型电感镇流器、电子镇流器、电子变压器以及电子触发器等,公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具,紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器,气体放电灯宜采用电子触发器。
4、电动机节能措施
在建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备配套的,由设备制造厂商统一供应的。因此,其节能措施只能贯彻在运行过程中,除了用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外,还应减少电机轻载和空载运行。采用这种方式,可提高电机在轻载时的效率,达到节能的目的。另外,其它节电途径还有按经济运行选择合适的电机容量,减少轻载和空载运行时间,保证电机的电源电压基本正常等措施。
总之，我国在建筑电气节能领域中面临着新的挑战,因为国外的设计公司在设计过程中十分重视环保和节能,如果我们在设计过程中不重视节能,就有可能被淘汰出局。而节电节能工作牵涉的面又十分广泛,从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言,就是要合理的选用设备(变压器,电动机,电缆,照明光源等),合理确定供电电压等级以及采用新材料,新技术等。建筑电气节能设计潜力很大,应精心考虑设计方案,选择高效节能设备,应用先进的设计技术,按照节能标准合理设计。在为人类提供健康、舒适、安全的居住、工作和生活空间的同时,又能行之有效地节约能源。
一、我国建筑电气节能技术现状分析
1、建筑电气节能的现状
随着经济的快速发展，我国对能源的需求越来越大，各类能源供不应求，能源的浪费却较为普遍。特别是近几十年来兴建了一大批规模庞大的各类大型、特大型公共建筑以及规模日益扩大的住宅小区，其中的不少建筑，都没有把建筑节能放在应有的重要位置，特别是没有把电气节能放在应有的重要位置，长此以往，将会造成新的、巨大的能源浪费。
近年来，国家及相关部门已经深刻意识到节能问题的重要性和紧迫性，建筑节能工作已经全面展开并不断深化，建筑节能的管理工作不断加强，建筑节能技术的研究不断深化，建筑节能设计标准不断完善。而且随着社会的发展和文明的进步，公众节能意识不断增强，节能的理念也为越来越多的人所接受。
其实建筑节能是一项十分艰巨而复杂的工作，它甚至比某些建筑智能化系统的应用更为困难，因为建筑节能涉及的专业和领域更为深入、更为广泛。如果不对其进行系统、全面和综合的分析、研究和实施，要想做好建筑节能是十分困难的。
2、建筑电气节能技术存在问题的原因
（1）不合理的设计和系统导致能耗高变配电及采暖、通风、给水、排水等设备都存在设备选型和运行方式的不合理导致设备效率过低，能耗增加。不合理的系统运行方式，导致系统效率过低。照明光源、控制方式选择的不合理导致照明系统能耗高，照明系统中盲目的提高照度标准，灯具或光源过多使能耗增加。
（2）不合理的运行制度（控制方式）导致能耗高
不合理的运行制度导致系统运行时间过长，下班后系统继续运行，或部分设备持续运行，消耗大量电能。此外，由于极少部分建筑在夜间要继续使用，导致整个系统24小时连续运行，也造成巨大浪费。
3、建筑节能技术在我国的应用和发展
（1）建筑电气节能设计应用的原则
设计施工中必须始终贯彻国家的有关政策和法律，符合现行的国家标准和设计规程，对于某些行业、部门和地区的工程设计任务，还应该遵守这些行业、部门和地区的有关规定。但是，在规范的前提下，应该尽量满足建设单位的需要，保证设计质量，国家制订了相关标准。建筑供电设计和施工必须贯彻执行国家有关政策和法令，设计文件的编制符合国家现行的标准、设计规范和制图标准，遵守设计工作程序。
（1）适用性原则
就是基于满足在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源，为建筑设备运行提供必需的动力，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，促进电能合理利用。
（2）节能性原则
节能的着眼点，应考虑采取措施减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗，首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能，宜采用先进技术使其能耗降低。
设计应结合实际情况，积极采用先进技术，正确掌握设计标准。对于电气安全、节约能源、环境保护等重要问题要采取切实有效的措施；设备布置要便于施工和维护管理；设备及材料的选择要综合考虑。建筑电气设计是整个建筑工程没计的一部分，设计过程中要与有关建筑、结构、给排水、暖通、动力和工艺等工种密切协调配合。
二、建筑电气节能技术应用措施
1、变压器的节能措施
即减少变压器的有功损耗。变压器的有功损耗按下式计算:ΔΡ=Ρo+β2Pκ式中ΔΡ为变压器的有功损耗(KW);Ρo为变压器的空载损耗(KW);Ρκ为变压器的短路损耗(KW);β为变压器的负载率。(1)Po作为变压器的空载损耗又称铁损,它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成,其值与铁芯材料及制造工艺有关,与负荷大小无关,所以在选用变压器时最好选择节能型变压器如S9,SL9,SC8等。它们采用优质冷轧取向矽钢片,由于“取向”处理,使矽钢片的磁畴方向接近一致,减少铁芯涡流损耗,45度全斜度接缝结构使接缝密合性好,减少了漏磁损耗。(2)Pκ是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损,它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小,并与负荷率平方成正比。因此在选择变压器时应选用阻值较小的绕组,如铜芯变压器。βPκ用微分求它极值时,是在β=50%时每千瓦的负荷,此时变压器的能耗最小,但在β=50%负载率时仅减少变压器的线损,并未减少变压器的铁损,因此也不是最节能的。综合初装费,变压器、高低压柜、土建投资及运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的余量,变压器最经济节能运行的负载率一般在75%～85%之间。(3)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,选取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。
2、减少供配电线路损耗
线损是供配电线路经济运行的重要指标,由于配电线路有电阻,有电流通过时就会产生功率损耗,其公式为:ΔΡ=3I2R·10-3式中:ΔΡ为三相输电线路的功率损耗(KW);I为线电流(A);R为线路相电阻(Ω)。其中“R”线路电阻在通过电流不变时,线路长度越长则电阻值越大。在具体工程中,线路上电流一般是不变的,那么要减少线损,只能尽量减少线路电阻。而线路的电阻R=ρL/S,即与导线电阻率ρ、导线长度L成正比,与导线截面S成反比。要减少电阻值应从以下几个方面考虑:(1)尽量选用电阻率ρ较小的导线,如铜芯导线较佳,铝线次之。(2)尽可能减少导线长度,在设计中线路应尽量走直线少走弯路,另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心,以减少供电半径。(3)增大导线截面积,对于较长的线路,在满足载流量,热稳定,保护配合及电压降要求的前提下,在选定线截面时加大一级线截面。
这样增加的线路费用,由于节约能耗而减少了年运行费用,综合考虑节能经济时还是合算的。
3、照明节能措施
(1)充分利用自然光,根据自然光的照度变化,分组分片控制灯具开停。设计时适当增加照明开关点,即每个开关控制灯的数量不要过多,以便管理和有利节能。室外照明系统,最好采用光电控制器代替照明开关,以利节电。在插座面板上设置翘板开关控制,当用电设备不使用时,可方便切断插座电源,消除设备空载损耗,达到节电的目的。
(2)有效控制单位面积灯具安装功率。按照照明设计规范的视觉要求、照度标准、照明功率密度等,在满足照明质量的前提下,一般房间及公共场所应优先采用紧凑型荧光灯及高效发光的荧光灯,体育馆场及厂房的室外照明等一般照明宜采用金属卤化物灯、高压钠灯等高效气体放电光源。
(3)使用低能耗性能优的光源用电附件,如节能型电感镇流器、电子镇流器、电子变压器以及电子触发器等,公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具,紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器,气体放电灯宜采用电子触发器。
4、电动机节能措施
在建筑电气中的电动机都是与暖通、水道、建筑等工种的设备配套的,由设备制造厂商统一供应的。因此,其节能措施只能贯彻在运行过程中,除了用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外,还应减少电机轻载和空载运行。采用这种方式,可提高电机在轻载时的效率,达到节能的目的。另外,其它节电途径还有按经济运行选择合适的电机容量,减少轻载和空载运行时间,保证电机的电源电压基本正常等措施。
总之，我国在建筑电气节能领域中面临着新的挑战,因为国外的设计公司在设计过程中十分重视环保和节能,如果我们在设计过程中不重视节能,就有可能被淘汰出局。而节电节能工作牵涉的面又十分广泛,从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言,就是要合理的选用设备(变压器,电动机,电缆,照明光源等),合理确定供电电压等级以及采用新材料,新技术等。建筑电气节能设计潜力很大,应精心考虑设计方案,选择高效节能设备,应用先进的设计技术,按照节能标准合理设计。在为人类提供健康、舒适、安全的居住、工作和生活空间的同时,又能行之有效地节约能源。
