摘要：为应对日益严峻的能源危机，如何降低建筑能耗近年来受到了业界的广泛关注，基于节能降耗的建筑电气设计也随之成为研究的焦点。基于此，本文将简单分析基于节能降耗的建筑电气设计要点，并结合实例开展深入探讨。
关键词：节能降耗；建筑电气设计；电气节能
前言：受城市化水平、工业化水平不断提升影响，能源利用率低下、环境污染等问题大量涌现，而通过降低建筑能耗，这类问题即可得到一定程度缓解。为有效降低建筑能耗，正是本文围绕基于节能降耗的建筑电气设计开展具体研究的原因所在。
1.基于节能降耗的建筑电气设计要点
1.1设计原则
基于节能降耗的建筑电气设计需遵循多方面原则，包括满足建筑功能、考虑实际经济效益、节省无谓消耗的能量。所谓满足建筑功能，指的是设计满足特殊工艺要求、照明照度要求、舒适性要求，如照度均匀度、显色指数、湿度及新风量等；考虑实际经济效益要求设计避免过高投资，并严格控制运行费用，节能材料及设备耗费的投资需通过未来的运行费用收回；无谓消耗能量的节省需结合建筑物功能，以此针对性采取节能措施，如电能传输线路的有功损耗、变压器的功率损耗，以此贯彻“技术先进、经济合理、满足功能”原则，节能降耗目标即可通过建筑电气设计更好实现。
1.2供配电系统及线路设计
建筑供配电系统及线路设计可基于节能降耗理念展开，具体设计需结合用电设备特点、供电距离、负荷容量及分布，由此开展供配电系统的合理设计，即可保证供电电压选择的科学性，实现一定程度的节能。具体设计需遵循简单可靠原则，同一电压供电系统应采用不多于两级的变配电级数，导线截面积需按照经济电流密选择，单位面积经济电流密确定需结合最低的年综合运行费用。为有效降低损耗，可减小导线长度、选用铜芯导线、增大线缆截面积，以此靠近负荷中心设立变配电所，并适当增设变配电所，保证低压线路供电半径尽可能控制在200m内。以高层建筑为例，应靠近强电竖井设置低压配电室，并避免“支线沿着干线倒送电”现象出现，线路应尽量少走弯路并避免走回头线的低压线路存在。线缆截面积的加大需在动热稳定、满足载流量等条件下进行，一般来说当线路长度在100m以上且拥有70mm2以内的截面积，可通过增加一级线缆截面积实现能耗节约。
1.3变压器选型
变压器选型同样直接关系着建筑电气设计能耗高低，而基于式（1）所示的变压器的有功功率损耗计算公式可以了解到，式中的ΔPb、Po、Pk、β分别为变压器的有功损耗、空载损耗、有载损耗、负载率，其中Po也被称作铁损，铁心的涡流损耗及漏磁损耗属于空载损耗的主要构成，铁心的制造工艺、硅钢片的性能直接影响其值，且不受负荷大小影响。
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（1）
因此，建筑电气设计应重点选择节能变压器，如采用先进工艺和高导磁优质冷轧晶粒取向硅钢片制造的变压器，铁心的涡流损耗、漏磁损耗均可由此降低。此外，非晶合金变压器也能够较好服务于建筑电气节能，因此具体设计应选择具备抗冲击、效率高、质量轻、损耗低、节能显著等优点的节能型变压器。此外，还可以选择阻值较小的铜芯绕组变压器，并保证一般设计中变压器的负载率控制在75%～85%区间，通过对用电负荷的合理分配、变压器台数和容量的合理选择，即可保证变压器在高效区内工作，变压器总损耗的控制自然能够得到较好保障，并真正做到经济合理要求与节能目的同时实现。
1.4提高系统的功率因数
为提高建筑电力系统的功率因素，应从减少线路上无功功率的传输入手，线路损耗可由此降低，节能目的也可随之实现，通过提高变压器二次侧功率因数减少铜损，可实现变压器及线路的电压损失减少，这同样能够有效降低建筑能耗。在具体实践中，可设法限制电焊机和电动机的空载运转，如设置空载断电装置、空载自停控制装置，或采用自动控制方式等。在条件允许情况下，异步电动机可由的等容量同步电动机代替，其拥有更高的功率因数，异步电动机同步化运行可在经济合算前提下采用。在针对性开展的无功补偿设计中，固定与自动补偿相结合、高低压电容器补偿相结合、分散与集中补偿相结合等要点必须得到重视。以自动步行道、自动扶梯、电梯等不平稳的断续负载为例，补偿电容器不应加装于电动机端，以此避免过电压损坏等问题出现。
2.实例分析
2.1项目概况
为提升研究的实践价值，本文以高70m的建筑整体改造工程作为研究对象，工程采用剪力墙结构，地上20层，耐火等级为一级，总占地面积、总建筑面积分别为1192m2、19823m2。为有效降低建筑能耗，工程采用了较为完善、实用的电气节能设计方案，节能改造完成后的工程每年可节约70.88万度电，由此该建筑工程电气节能降耗设计具备较高借鉴价值。
2.2节能设计
为有效降低建筑能耗，工程针对性开展了电气节能设计，设计主要围绕能耗管理系统、供电系统、建筑照明、设备选型四方面展开。在能耗管理系统的设计中，工程建立了由现场设备层、网络通信层、监控层、能源管理应用层组成的能源管理系统，现场设备层由第三方系统、仪表、配电系统、机房机组、电源设备、控制器组成，监控层由关系数据库、实时数据库系统平台、SCADA系统平台组成，能源管理应用层可提供能源优化管理、能耗数据统计、能耗控制策略、远程设备管理、能耗数据分析等功能。系统可在运行过程中不断收集数据，由此对比能耗数据，即可为建筑降低能耗提出实用性较高的策略；在供电系统节能设计中，设计采用了低涡流损耗和低磁滞损耗的非晶合金干式变压器，变压器保护采用门开跳闸、超高温跳闸、高温报警、高低压侧零序保护、过电流、速断等措施，配合按年运行费用选择变压器的做法，设计采用非晶合金干式变压器可实现每年43%的运行费用节约；建筑照明节能设计采用集中与分散控制相结合控制方式，配合“1-3-6原则”（智能照明控制原则），即可通过60%的适应性照明、30%的基础照明、10%的应急安全照明实现能耗节约，照明的开启或关闭控制以照度情况、工作时间、室内外环境因素为依据，在场景控制、红外线控制、远程控制等控制方式支持下，即可有效降低建筑照明能耗。
建筑设备选型节能设计主要围绕空调系统、风机系统展开。空调系统选型基于低能耗原则进行，并设置冷热计量、采取有效保温措施，具体的合适的空调机组选择基于冷热负荷确定，保证空调负荷与机组容量相匹配，为降低能耗，同时采用变风量和变水量系统和自动控制，电动两通阀设置于新风机组、风机盘管的供水管上；风机水泵选型基于高效率原则和国家标准开展，采用两用一备或一用一备设计，配合变频控制柜、针对性配置的测量仪表，即可对运行产生进行实时监控并有效降低能耗。
结论：综上所述，基于节能降耗的建筑电气设计需关注多方面因素影响。在此基础上，本文涉及的提高系统的功率因数等内容，则提供了可行性较高的电气节能设计路径。为更好降低建筑能耗，各类新型设备的积极应用必须得到重视。
参考文献：
[1]王朋召.建筑电气节能设计及照明节能设计探讨[J].中国设备工程,2020(02):237-238.
[2]陈东明.关于节能技术在建筑电气设计中应用的研究[J].绿色环保建材,2020(01):44-45.
[3]李雅蓉.探析建筑电气设计中的绿色节能技术措施运用[J].建材与装饰,2020(01):117-118.
[4]钮鑫,叶必朝.智能建筑电气管理方法研究[J].电子世界,2019(24):54+57.
[5]贺伟.建筑电气照明系统的节能设计分析[J].居业,2019(12):62-63.
作者简介：姓名：任逸凡（1988.02--）；民族：汉族；性别：男，籍贯：山东潍坊人，学历：本科，毕业于青岛大学；现有职称：中级工程师；研究方向：电力系统设计
论文作者:任逸凡
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：建筑论文; 变压器论文; 节能论文; 节能降耗论文; 电气设计论文; 系统论文; 线路论文; 《电力设备》2019年第22期论文;