民用建筑电气节能设计方法探讨

来源:用户上传      作者: 高明

　　［摘　要］　能源危机提出了节能的要求，“节电能，降电耗”进行电气节能设计已势在必行。所以，建筑电气设计，电气节能问题就成为民用建筑电气设计的焦点。文章就工程设计中，配电系统的设计和建筑照明的节能两方面，详细介绍节能技术的措施和方法。
　　［关键词］　变压器；电气节能；设计方法；功率；密度值
　　［作者简介］　高明，中国有色集团（广西）平桂飞碟股份有限公司贺州市平桂设计院有限责任公司，广西　贺州，542601
　　［中图分类号］ TU85 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-7723（2012）05-0091-0002
　　建筑电气节能是建筑节能的一个重要组成部分，电气节能应该是在电气系统设计之前就加以考虑的问题。首先，在设计中就应该考虑线路损耗及配电损失，采用新型节能变压器，合理进行功率补偿，最大限度地减少无功损失；其次，在照明设计上，优先选用节能型灯具和光源，从而达到降低照明损耗，达到节能的目的。
　　一、配电系统的节能
　　（一）合理选用变压器
　　变压器容量的选择对于节能十分重要。变压器容量选择小了，易引起过负荷运行，过载损耗就会增加；变压器容量选择过大，不能被充分利用，增加了投资，变压器的空载也会相应增加。所以，在设计配电系统中，就要根据计算负荷，合理选配变压器容量，确保变压器运行在最佳负荷状态，负荷率不应低于30%，宜工作在70%～80%的容量范围内。同时，根据设计的要求，采取比较灵活的接线方式。
　　（二）降低线损
　　1. 导线、电缆的选择
　　在工程设计中，尽量减少导线、电缆的长度。低压线路的供电半径不宜超过100m，密集负荷地区供电半径不宜超过150m，小负荷地区供电半径不宜超过250m，减少供电距离，容易达到电压降的要求，减小了线路损耗。同时，在设计中，对于较长的线路，在计算中已经满足载流量及其他相关要求时，在导线、电缆截面的选择上，应该往上加大一级线缆截面，可以有效地降低线路的损耗。
　　2. 在大型的公共建筑电气工程设计中，变配电室的位置应该尽量靠近电气竖井，这样可以减少干线电缆的长度。设置电气竖井的位置时，应尽可能设在建筑物的中部或两端，以有效减少电缆的敷设长度。
　　3. 根据负荷的等级进行分类，除一二级负荷外，普通（三级）负荷尽量由一回路供电，有利于线路的切换，在低负荷时，由于电缆截面是一定的，形成电流减小，使得线路损耗减少。
　　（三）进行无功功率补偿
　　供配电系统的设计，由于有各种设备，如变压器、电动机、电梯等，会使线路产生无功功率损耗，所以，在工程设计中就要进行无功功率补偿，提高功率因数。在低压系统设计中，一般采用集中补偿，对于比较大的电动机，一般在55kW以上电机，就采用就地补偿。这样，可以有效地节约线路输送的视在功率，也就是节约了有功功率。如果功率因数由0.7提高到0.9时，线路损耗一般可以减少40%。根据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008要求，10～35kV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。
　　（四）尽量保证三相负荷的平衡
　　民用建筑设计中，单相负荷占主要部分，如果在配电系统的设计中三相负荷严重不平衡，就会产生高次谐波，影响变压器和电动机的安全运行，加大了配电系统中零线和相线的线路损耗。所以，在工程配电系统设计时，就要合理分配好三相负荷，保证电网的安全运行。
　　二、建筑照明的节能
　　照明节能的原则是在保证有足够的照度水平和照明质量的前提下，尽可能节约照明用电，而不是为了节能，影响照明质量。在民用建筑照明电气节能设计中，执行“照明功率密度值”和“照度”指标双达标的要求，不同的建筑类别和房间的使用功能，有不同的照明功率密度值对应。
　　（一）光源的选择
　　光源的选择直接影响到照度及照明功率密度值（LPD）。在高大厂房、户外场地，就可以选择金属卤化物灯和高压钠灯，前者有较优的色温和显色指数，而后者有更高的光效和更长的寿命。
　　在普通住宅楼或办公室，可以选用T8灯管和带电子镇流器的荧光灯，它比原来的带铁心整流器的荧光灯具节电30%以上。
　　在走廊、门厅、旅馆等，可以使用节能灯替代白炽灯。
　　（二）建筑照明设计应充分利用自然光
　　天然的光源是一种直接的照明光源，利用天然光作照明采光，这就要从建筑出发，要求建筑设计时充分利用“窗”的特性，做好“采光窗”的文章，走廊应尽可能使用外走廊。
　　（三）选用高效节能的灯具
　　节能设计的第二项指标就是照度，在设计时，首先应选用高效的灯具，以满足照度要求。如办公室和住宅可以选用T8灯管和带电子镇流器的高效节能型荧光灯具，对于高强度的气体放电灯的效率应>75%等。
　　（四）合理的照明控制方式
　　根据《建筑照明设计标准》GB 50034-2004的要求，各类建筑的照明控制方式如下：
　　1. 公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明要采用集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况，采取分区、分组控制措施。
　　2. 体育馆、影剧院、候机厅、候车厅等公共场所要采用集中控制，并按需要采取调光或降低照度的控制措施。
　　3. 旅馆的客房应设置节能控制型总开关。
　　4. 居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明，要采用红外线声光控制开关。
　　5. 每个照明开关控制的灯具数量不要太多。
　　6. 照明场所设有两列或多列灯具时，应分组控制，所控灯列与侧窗平行。
　　7. 电化教室、会议厅、多功能厅、报告厅等场所，按靠近或远离讲台分组。
　　综上所述，做到电气节能并不复杂。作为一个建筑电气设计人员，首先就要有一种社会责任意识，在设计时多想一想，各种方案多比较一下，就能做出合理的设计，尽量做到既节能降耗又大量降低投资，从而达到真正节约电能的目的。
　　［参考文献］
　　［1］全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇——电气［S］.
　　［2］建筑照明设计标准GB 50034-2004［S］.
　　［3］建筑电气节能技术及设计指南［S］.
　　［4］电气节能控制方法与实践［S］.
　　［5］民用建筑电气设计规范JGJ16-2008［S］.
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