摘要：文章闡述了建筑供配電系統設計中的節能方法及應用。從建筑供配電系統運行中的主要損耗(變壓器損耗、線路損耗)和照明節能著手，論述在建筑供配電系統設計時，如何合理選擇變壓器、配電導線、照明光源、燈具與照明控制方式等，最大程度節省無謂消耗的能量。

　　關鍵詞：建筑供配電系統 節能 變壓器損耗 線路損耗 照明節能設計
　　隨著我國經濟的飛速發展, 人口的增加，工業的發展，生活水平的提高，能源消耗急劇增加。目前，全世界建筑能耗約占能源總消費量的30%，中國占23%，因此，建筑節能成為中國節能戰略的必然選擇。建筑節能，即在建筑中合理使用和有效利用能源，不斷提高能源利用效率。人類日常生活中的每一個環節都離不開電，建筑內所有設備也都離不開電，可以說建筑供配電系統是建筑的最基本的、應用最廣泛的系統，因此建筑供配電系統節能是建筑節能的任務之一。建筑電氣設計人員在進行建筑供配電系統設計時，在滿足建筑功能及供電安全的同時應該考慮建筑電氣節能。建筑電氣節能是一項技術性強、影響因子復雜的工程。電力系統運行與國民經濟和人民生活密切相關，供電的突然中斷會造成很大的損失以致嚴重的后果。所以，建筑供配電系統設計方案，首先必須保證安全可靠供電和電能的質量，考慮節能應在滿足建筑物的功能的前提下，采用先進技術，綜合考慮初投資及長期運行的經濟效益，最大程度節省無謂消耗的能量，達到真正節能的目的。

　　1降低供配電系統的傳輸損耗

　　電能在傳輸過程中產生傳輸損耗，傳輸損耗主要由供電系統提供。供配電系統的傳輸損耗主要是線路損耗和變壓器損耗;消耗在傳輸線路阻抗中的損耗稱為線路損耗，消耗在電力變壓器中的損耗稱為變壓器損耗。傳輸損耗使供電效率降低，消耗無謂消耗的能量。降低傳輸損耗是供配電系統節能的主要措施之一，對供配電系統的經濟運行有重要意義。

　　1、1降低變壓器有功損耗

　　電力變壓器的基本結構是將一、二次側的繞組纏繞在由相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵心上，利用電磁感應原理實現電壓等級變換。負載電流在變壓器一、二次側繞組的電阻中產生的損耗稱為“銅損”，與負載變化有關;變壓器的鐵心在交變磁場的作用下產生的損耗，稱為“鐵損”,其主要取決于變壓器外加電壓和頻率，外加電壓和頻率不變時，“鐵損”基本不變，可以認為與負載變化無關。

　　考慮變壓器的短路損耗的換算關系，變壓器在計算負荷下的有功損耗△PT可以根據“空載試驗”和“短路試驗”的結果，采用下式計算：

　　△PT =△POT+△PCUN(SC/SNT)2

　　式中△POT為變壓器的空載損耗，近似為變壓器的“鐵損”;

　　△PCUN為變壓器的空載損耗和短路損耗，近似為變壓器的“銅損”;

　　SC、SNT為變壓器的計算負荷和額定容量。

　　由上述可知，降低變壓器損耗可以采用以下兩種方法：一是選用節能型變壓器，如S9、SL9及SC8型等油浸變壓器及干式變壓器，減少變壓器的鐵損;二是在技術經濟性合理時，選擇合適的變壓器容量，減少傳輸系統的變壓級數和變壓器數量，以適應由于季節性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，降低變壓器的銅損。

　　1、2降低線路損耗

　　供配電系統的線路損耗指交流電流在傳輸線路的阻抗中產生的損耗。導線作為供配電系統中功率傳輸的載體，導線的選擇不僅關系到供電系統的安全和經濟運行，還影響傳輸損耗。傳輸系統的阻抗、電流大小，是影響線路損耗的兩個主要因素。因此，可根據工程具體情況采用以下措施降低線路損耗。1、降低傳輸線路的電阻和電抗。比如可根據用電負荷，選擇合理的導線形式和截面，以電纜取代架空線路等，降低傳輸線路阻抗。2、在傳輸有功功率不變條件下，降低傳輸系統的電流，例如提高傳輸線路電壓等級，可有效地降低傳輸線路電流。3、改善傳輸系統的功率因數。通過提高傳輸系統的功率因數，在傳輸有功功率不變的條件下，降低傳輸系統的電流，進而減小線路損耗。4、合理設置變配電所、配電箱等分配電能設備，盡量靠近用電負荷中心，以降低供電半徑;線路敷設滿足施工技術的前提下，盡量走直線，以減少電線長度，減小無謂損耗的能量。供配電系統中常用的導體材料有銅和鋁，從自然資源的角度，銅比鋁要稀少;從節能的角度，為了減少電能傳輸時引起的線路損耗，要求減小導線的阻抗，則選用電阻率ρ較小的銅比鋁好;從輸電的要求，導線的截面越大，則電壓損失越小，損耗也越小，但意味著線路的投資和金屬材料的消耗越大;從投資經濟效益考慮，既要使輸電損耗小，又要考慮線路的投資和金屬材料的消耗少，這就要求綜合考慮供電安全、初投資及長期運行的經濟效益，選擇具體工程應用中最適合的導線及其截面。

　　2照明節能設計

　　2.1、設計要求

　　節能是社會可持續發展的要求，在照明設計和評價中，要始終貫徹節能要求。照明設計要求根據照明空間的環境特點與使用性質，考慮節能要求，選擇高效的光源、燈具等照明設備，并通過對照明設備的合理布局，滿足照明空間的使用功能要求，使照明設備與照明環境相適宜，視覺清晰，亮度均勻，讓使用者在照明空間內工作或生活感到舒適和輕松。

　　2.2、照度標準

　　應照明節能要求，在《建筑照明設計標準》中，規定了各類建筑的照明功率密度值，且大部分照明功率密度值屬于強制性標準，必須嚴格執行。有裝飾需要時，照明與室內裝修設計應有機結合，在確保照明質量的前提下，應有效控制照明功率密度值。

　　2.3、照明節能設計要點

　　2.3.1燈具選擇

　　在滿足照明空間的使用功能要求的前提下，選擇高效的光源對于照明節能是必然選擇。除有裝飾要求外，可選用直射光通比例高、控光性能合理的高效燈具和采用功率損耗低、性能穩定的燈用附件。例如選用直管型熒光燈，則配節能型鎮流器，而當使用電感式鎮流器時，其能耗應符合現行國家標準《管形熒光燈鎮流器能效限定值和節能評價值》GB17896的規定;選用氣體放電光源時，光源應帶電容補償器，令氣體放電光源供電線路的功率因數不低于0.9，以減少線路上電能損耗;景觀照明采用長壽命高光效光源和高效燈具，并采取點燃后適當降低電壓以延長光源壽命的措施;景觀照明可設置深夜減光控制方案。總之，選用燈具，應綜合考慮最初投資與長期運行的綜合經濟效益。

　　2.3.2照明配電回路的控制要求

　　節能是貫穿供配電設計的主題，照明配電回路系統的控制除滿足正常運行的要求外，還要考慮節能運行和管理的要求。根據環境條件、使用特點，可采用以下照明控制方式：充分利用自然光，根據天然光的照度變化控制電氣照明的分區;采取分區控制燈光或適當增加照明開關點;用定時開關、調光開關、光電自動控制器等節電開關和智能照明控制系統控制照明配電回路;公共場所照明、室外照明可采用集中遙控節能管理方式或自動光控制裝置。比如：公共建筑和工業建筑的走廊、樓梯間、門廳等公共場所的照明，可采用集中控制，按建筑的使用條件和天然采光條件采取分區、分組控制措施;居住建筑有天然采光的樓梯間、走道上的照明，除應急照明外，可采用節能自熄開關;旅館的客房可設置節能控制型總開關;體育館、影劇院、候車(候機)廳等公共場所的照明可采用集中控制方式，兼具有按需要采取調光或降低照度的控制措施。

　　3 結 語

　　建筑供配電系統的節能潛力很大，廣大電氣設計人員在設計中應精心考慮，供配電系統設計方案除應符合各種技術指標、滿足功能需求外，還應有切實可行的節能措施，在建筑中合理使用和有效利用能源，節省無謂消耗的能源，實現建筑節能。

　　參考文獻

　　[1]徐曉寧主編，建筑電氣設計基礎，華南理工大學出版社，2007.5。

　　[2]朱英.建筑電氣節能設計方法[J].科技信息化,2007,(2)。

　　[3]李景慶,劉榮福.建筑照明與節能淺析 。

　　[4]龔國棟.淺談建筑電氣設計的節能[J].浙江建筑,2007(24):54-56。