引言
随着我国经济建设的飞速发展，能源需求趋于紧张，当今社会对节约能源这一话题非常重视，鉴于当今国际社会对可持续发展的要求．节能技术的研究与应用越发重要。随着国家对建筑节能工作的重视，建筑电气节能设计成为建筑节能工作的一项重要内容．这就要求电气设计人员应增强节能设计理念，在设计中有效应用电气节能技术措施，搞好建筑电气节能设计工作。
1、建筑电气节能设计存在的若干问题
近年来，随着国家有关部门先后制订和颁布了《“十一五”十大重点节能工程实施意见》、《公共建筑节能设计标准》，《民用建筑节能设计标准》、《全国民用建筑工程设计技术措施，节能专篇(电气)》、《电气设备节能设计》等相关法规或行业指导资料。但是．建筑电气节能还存在着不少问题或片面的理解，很多标准和规范偏重于建筑和空调方面．电气只纳入照明节能的内容，并未把其他电气节能纳入，很不全面。其实，电气节能涉及的内容是很多的，但要坚持在充分满足建筑物功能要求的前提下．提高能源利用率，减少能源消耗的原则。在民用建筑的电能损耗中。空调用电占40～50％，甚至70％，给排水设备用电占10—15％。可见，在建筑能耗方面，空调占了大部分，其次是照明和给排水，但这些方面的节能都与电气有关。
2、电气节能的主要内容及途径
2.1 供配电系统的节能
(1)正确的负荷计算
供电设计中．负荷计算是确定建筑物容量选择设备的基础．也是节电的基础，负荷计算偏大。必须导致设备选型过大而浪费资源及耗电。目前的负荷计算常用单位指标法和需要系数法。单位指标法是按不同建筑物提出的单位面积变压器容量装置指标，适用在方案设计及初步设计时估算负荷用。需要系数法引自工业企业的负荷计算．现在民用建筑中套用，在施工图设计阶段中用作负荷计算用．作为选择变压器和导线的依据。这种计算方法一般偏大．并要注意消防设备和备用负荷(尤为一备一用的水泵设备)不应纳入计算的安装容量中。
(2)变配电所位置尽量接近负荷中心(如冷气机房、水泵房)，以减少低压线路长度，降低线路损耗。
(3)合理选择变压器负荷率
变压器每天24h运行，本身有一定损耗。包括两部分，产生于铁芯的铁损和初次级绕组的铜损。制造厂设计时，负载为50～60％范围内，变压器处于经济运行区，即运行最经济，这是降低变压器损耗的一种方法。以往一向认为．我们沿用的负荷计算方法偏于保守，实际使用时变压器的负荷率不足60％，从充分利用变压器考虑、负荷率设计的标准是在70～80％，但从节能角度看，变压器的负荷率在50～60％时是最经济运行，最节能的。
(4)灵活选择变压器容量、台数和供电方式
全部采用集中空调．安装两台1250kVA变压器，变压器功率密度125VA／m2。
变压器的单台容量一般不超过2000kVA为宜。对于南方地区，只制冷、只在夏天使用，有明显的季节性。办公大楼空调设备只在上班时使用．此类设备宜使用专用变压器，按季节性或时间性停用。其供电方式应灵活、在变压器间设低压联络开关，可以在一定季节或晚上停用部分变压器．以节能能源。
笔者对该设计大厦负荷作了调查(详见表1)，从统一可看出，此办公楼的实际最大负荷密度为51．4Wh2(含空调)，而停用空调时．负荷密度为16．3W抽2，变压器安装密度为125VA／m2，最大负荷时，变压器负荷率为47％。每年11月～次年4月停用空调，停用一台变压器，以一台变压器维持全办公楼负荷。
(5)选用低损耗变压器
目前普遍使用的干式变压器系列已发展至10型。按变压器行业的规定，每一个新的系列均比前一个系列节能。例如新型低损耗干式变压器SCBl0型与SC9型相比．空载损耗平均低20％，负荷损耗平均低15％。在TN和7rr系统接在型式的低压系统中．应选用D．Ynll接线的变压器。这类变压器的优点是三相电流不平衡时．变压器仍可得到充分的利用．也有利于抑制三次谐波．有利于节能。
(6)改善电力品质
电力品质包括无功功率因数补偿和谐波处理．均与节电有关。
①无功率因数补偿：一般通过关联静电电容器补偿无功损耗，使功率因数提高至0．90～0．93之间。补偿方式宜采用集中与分数相结合，如荧光灯的补偿应分散在每支灯设补偿电容，以减少线路损耗；②谐波治理：随着电子产品的增多和可控硅调光、变频调速设备的使用．网络中的高次谐波成分增加，使变压器发热增大．中性线电流增大，电耗增大。因此．对建筑物的电气设备应认真分析其产生谐波的可能性和数量。治理谐波的方法就是在电网中装设谐波滤波器。谐波滤波器分无源滤波器和有源滤波器两种。无源滤波器是由电容器和电抗器串联而成，结构简单，且价格较低，用得较多。当网络的非线性负载及谐波较稳定时，应选用无源滤波器装置。当网络的非线性负载变化较大，谐波不稳定．且无源滤波器不能有效工作时才选用有源滤波器。目前对用电设备产生的谐波值很难作出准确的计算，只能凭工程经验估算，运行后再作相应调调整。
(7)应急电源的选择
目前使用的应急电源有柴油发电机组、UPS不间断电源、EPS应急电源、蓄电池组等。每一种应急电源各有特点．可以适用于不同的场合。从容量考虑．发电机适合大容量的设备(如消防水泵、电梯)，可靠性高，但自起动时间较长、一般要求15s以内起动并带全负荷。UPS容量较小．但切换时间短，可在毫秒以内起动，特别适用于容量较小、要求切时间短的设备，如计算机房、音响设备。EPs容量比UPS大、但切换时间稍长，在250ms以内，适用于照明及动力负荷。从节能角度考虑、UPS和EPS都利用蓄电池作基本电源．需要对蓄电池充电、消耗电能。因此，从节能考虑．宜使用柴油发电机组作应急电源。
2.2 电气照明节能
(1)按国家规范《建筑照明设计标准》的规定，满足照度标准和功率密度标准。
(2)选用节能光源和高效灯具
各种光源的发光效率见表2。
发光效率低的白炽灯一般不应使用．应大力推广使用节能灯具。同样功率下，一般节能灯比白炽灯省电60％，而寿命是白炽灯灯的8倍。中央财政部日前设立了专项资金．对节能灯的推广和使用进行补贴．以市场平均价格1，5的超低价卖给普通家庭．使用荧光灯时，应选用发光效率较高的细管(T8和T5)荧光灯具代替普通的大管荧光灯。
(3)照明线路设计时，力求三相照明负荷平衡。
(4)采用智能照明控制系统。特别是公共照明，如展厅、餐厅、会议室等的照明都应纳入智能照明控制系统。利用设备监控系统(BA)或专业的照明控制系统，对照明回路按不同季节、不同时间(日、夜)定时分组控制。
(5)夜景景观照明要控制功率密度
现在很多城市都在建筑物外墙装设夜间景观照明，对美化城市景观起了很大的作用．但由于景观照明的设计缺乏规范的约束，有的设计单纯追求高亮度、大面积、多色彩照明，豪无美感，甚至造成光污染，浪费电能。今后应该制订这方面的节能标准。
应推广使用LED灯及冷光源灯作夜间景观照明．可比传统泛光灯照明节电50％以上。
2.3 空调系统的节能
空调系统的能耗占建筑能能耗的40～60％．而且目前空间设备的选型普遍偏大，节能空间很大。
(1)建筑设备监控系统(BA)
建筑设备监控系统(BA)主要是对建筑物的空调设备．包括冷热源(制冷主机、锅炉)、水泵(冷冻泵、冷却泵、热水泵、补水泵)、冷却设备(冷却塔)、末端设备(新风机组、组合式空调机组、风机盘管)的监控。从节能角度而言，在保证环境舒适、保证一定的室内温度和湿度的前提下，尽可能减少机组的运行，以节约能源。建筑设备监控系统(BA)在大多数智能建筑中使用，经过了十多年的经验积累，逐渐成熟。理论上其节能效果可达20～30％。但由于这种系统涉及空调技术和自动控制技术，需要很好的配合和现场二次编程、后期维护技术要求高、成本高等因素，系统的开通率和运行尚未理想，有待完善。
(2)主机房模糊控制系统
此技术主要是通过全面的参数采集．运用现代模糊控制技术．对主机房的主机组、冷冻水系统的水泵和冷却水系统的水泵进行控制．实现空调冷媒流量跟随负荷的变化而动态调节，确保整个空调系统保持高效协调运行，降低能耗。这种系统的特点是只集中于主机房的设备．容易实现，节能效果显着，逐步得到推广。
(3)蓄冰空调技术
冰蓄冷空调是指在夜间用电低谷时段，开启制冷主机。将建筑物所需空调冷量制备好，并以冰的形式储存起来。在白天用电高峰时段，关闭制冷主机，进行融冰供冷，达到同样降温的效果。采用该技术的意义在于，为用户降低电费的同时，达到电网移峰填谷的目的。冰蓄冷空调适用于商业、民用、工业等各种功能的建筑物中。冰蓄冷空调技术运行费用比常规空调低，但一次性投资较大，需要政策扶植。大力推广冰蓄冷空调技术是转移高峰电力、开发低谷用电、优化资源配置、保护生态环境的重要措施．符合我国的能源政策。
2.4 电梯的节能
(1)合理选择电梯
按建筑物性质、建筑物面积、层数、高度、人流量等综合因数选择适‘-3电梯．避免电梯载重量过大、速度过高。
(2)提高电梯运输效率
选择恰当的控制系统，对两部并列的电梯选用并联控制，对相邻三部以上的电梯使用群控控制，选用变频变压调速(VVW)，高层建筑电梯合理分区(高、低区或单、双层)均可以提高电梯的运输效率。利用电梯交通计算(流量分析)，合理确定电梯的台数、速度、载重及分区。对一个大型建筑物多台电梯系统而言，主要看两个指标：乘客候梯时间(电梯运行间隔)和电梯输送能力(5min输送能力)。
通过对电梯台数、速度、载重、人流量的分析计算，对照上述两个指标．便可判断电梯系统的设计是否合理和节能。例如对一般办公楼而言，乘客候梯时间(电梯运行间隔)应在40s左右。电梯输送能力(5min输送能力)应在11～14％。电梯的流量分析与各个电梯厂家的参数和使用上可变的因数较多．不一定准确。实际设置还应以现有的同类建筑物作参照。
(3)选用节能电梯
节能电梯一般指利用永磁同步电机作为曳引机的电梯。传统的电梯曳引起由交(直)流电动机、曳引轮、制动器、减速机构等组成。近年来，随着永磁同步电机的生产技术日渐成熟，永磁同步电机有取代传统交流异步电机的趋势。永磁同步电机在低速时仍有较大的转矩，可以无须一套减速机构而直接驱动曳引轮，实现无齿曳引，减少了相应的机械损耗。同时，永磁同步电机加速时，电流较少，功率因数高，使能耗降低。同样规格的电梯，采用永磁同步电机的功率较小．可节能20～30％．还有一种节能电梯利用电梯下降的动能转化为电能．回馈电网，理论上可节能40～50％。
3、结语
总之，建筑电气节能设计是电气节能的重要环节．设计人员在设计中应从技术、经济上进行比较分析．制定可行的技术措施，合理选择节能设备，优化设计方案，将电气节能工作落到实处。
