民用建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

方鈺

中國(guó)美術(shù)學(xué)院風(fēng)景建筑設(shè)計(jì)研究院 310012

摘要：本文主要圍繞民用建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中可以有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能的幾大環(huán)節(jié)進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計(jì)；電氣節(jié)能；建筑電氣；節(jié)能設(shè)計(jì)

隨著這些年各種商業(yè)建筑、住宅建筑等民用項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的如火如荼，近年來(lái)各設(shè)計(jì)院都設(shè)計(jì)了大量的工程項(xiàng)目，而我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，能源的需求量大，消耗量也大，特別是對(duì)昂貴的二次能源——電源，進(jìn)行有效的節(jié)約，也就顯得尤其重要。本文主要圍繞電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的幾大環(huán)節(jié)——供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、照明設(shè)計(jì)、電氣配電線(xiàn)路設(shè)計(jì)等多個(gè)方面進(jìn)行論述，對(duì)電氣節(jié)能的應(yīng)用與廣大建筑行業(yè)同仁探討。

1、供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)分析

根據(jù)工程供電容量及負(fù)荷具體使用情況合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，做到盡量簡(jiǎn)單可靠，對(duì)有效實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能可以起到很好作用。

1.1變配電所或箱式變電站位置的設(shè)置

變配電所或箱式變電站盡量靠近負(fù)荷中心，這樣可以減少配電半徑，即減少供電電力電纜的一次投資，而且縮短配電半徑有利于減少線(xiàn)路損耗。

1.2合理選擇變壓器容量及臺(tái)數(shù)

比如學(xué)校建筑、大型小區(qū)的供配電系統(tǒng)就是很好的例子，在比較節(jié)能與經(jīng)濟(jì)的條件下，宜設(shè)計(jì)2臺(tái)以上的變壓器，從而達(dá)到變壓器的投入臺(tái)數(shù)可以隨季節(jié)性負(fù)荷變化靈活投切，減少部分變壓器輕載而引起的不必要的電能浪費(fèi)。像筆者幾年前曾設(shè)計(jì)的某師范學(xué)院新校區(qū)的供配電系統(tǒng)就是很好的例子，盡管用1臺(tái)400kVA 的變壓器和1臺(tái)630kVA 的變壓器比用1

臺(tái)1250kVA的變壓器一次投資稍多，但是因?qū)W校寒假暑假放假時(shí)用電負(fù)荷與平時(shí)相比明顯小一大半，所以寒暑假只投切1臺(tái)400kVA 的變壓器即可，從而避免了選1臺(tái)變壓器造成寒暑假輕載引起的電能浪費(fèi)。

1.3提高供配電系統(tǒng)的功率因素

供電部門(mén)一般要求用戶(hù)的月平均功率因數(shù)達(dá)到0.9 以上，所以為了達(dá)到這個(gè)要求，我們?cè)诠┡潆娤到y(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)裝設(shè)必要的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備，以進(jìn)一步提高用戶(hù)的功率因素，如在民用建筑項(xiàng)目電氣設(shè)計(jì)中我們常用的辦法就是采用并聯(lián)電力電容器在低壓側(cè)集中補(bǔ)償。

2、照明節(jié)能設(shè)計(jì)分析

照明是民用建筑不可缺少的一部分，照明方式可分為：一般照明、局部照明和混合照明等；

照明種類(lèi)可分為：正常照明、應(yīng)急照明、值班照明、警衛(wèi)照明等（小區(qū)、學(xué)校還有景觀照明、部分高層建筑還有航空障礙照明等）。

衡量照明質(zhì)量的主要指標(biāo)有：照度、眩光、顯色性等；而照明節(jié)能的評(píng)價(jià)指標(biāo)是照明功率密度LPD（即單位面積上的照明安裝功率），如何在照明設(shè)計(jì)中做到有效節(jié)能，可以從以下幾個(gè)方面入手：

2.1 光源的合理選擇

選用高效電光源是照明節(jié)電的首要工作。節(jié)能的光源發(fā)光效率要高，使得照明燈每瓦電發(fā)出更多的光通量（L m）。

（1）商業(yè)類(lèi)建筑光源選擇

在照明設(shè)計(jì)中為了有效節(jié)能，在一些層高不高的場(chǎng)所，如辦公室、教室、會(huì)議室及儀表車(chē)間宜采用細(xì)管徑（≤26mm）直管形熒光燈；商業(yè)場(chǎng)所、營(yíng)業(yè)廳也宜采用細(xì)管徑直管形熒光燈、緊湊型熒光燈或小功率的金屬鹵化物燈；在一些層高較高的場(chǎng)所（主要工業(yè)廠(chǎng)房居多），可采用金屬鹵化物燈或高壓鈉燈，當(dāng)然也可采用大功率細(xì)管徑熒光燈。

（2）居住類(lèi)建筑光源選擇

在起居室等場(chǎng)所，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到用戶(hù)裝修可能選用花燈或吸頂式筒燈燈具，光源宜選用緊湊型熒光燈，它每瓦產(chǎn)生的光通用量是白熾燈的5倍。目前，緊湊型熒光燈應(yīng)用范圍很廣，在賓館、會(huì)議室、商場(chǎng)等場(chǎng)合也較多使用。

（3）公共場(chǎng)所光源選擇

衛(wèi)生間、公共走道推薦選用細(xì)管日光燈或緊湊型熒光燈，而不用白熾燈。

2.2 光源用電附件的合理選擇

在燈具的選擇上，走廊、樓梯等公共場(chǎng)所的燈具可選用透光率高的吸頂燈；而居住類(lèi)場(chǎng)所的燈具推薦選用蝙蝠翼式，因?yàn)轵鹨硎綗艟呖毓庑阅芎侠?；辦公類(lèi)場(chǎng)所則推薦用金屬隔柵類(lèi)燈具，沒(méi)有眩光且發(fā)射率高。因光燈本身功率因數(shù)較低，所以還應(yīng)讓燈具帶整流器，比如細(xì)管光燈的附件鎮(zhèn)流器就推薦選用電子整流器，而不宜選電感鎮(zhèn)流器。這里提一點(diǎn)，其也可以選節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，它比傳統(tǒng)40W電感鎮(zhèn)流器低40% 左右，工作時(shí)溫度低、噪聲小、壽命長(zhǎng)，屬于安全可靠型電感鎮(zhèn)流器，價(jià)格也比較便宜。

2.3不斷改進(jìn)燈具的控制方式

門(mén)廳、走廊、樓梯間等公共場(chǎng)所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區(qū)、分組控制，以便在白天自然光好的情況下，或深夜人少的情況下，能方便地手動(dòng)或自動(dòng)關(guān)閉一部分照明。在照明設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意的一點(diǎn)就是，當(dāng)照明場(chǎng)所裝設(shè)有兩列或多列燈具時(shí)，所控?zé)袅幸伺c側(cè)窗平行，而且回路每列分開(kāi)控制，以便于利用天然光，白天可以關(guān)掉靠窗的一排燈，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能；對(duì)于一些高檔次建筑和智能建筑，經(jīng)濟(jì)條件許可時(shí)，大部分照明場(chǎng)所還可采用調(diào)光、調(diào)壓或其他自控措施，如采用I—BUS 系統(tǒng)控制，以節(jié)約電能。

3、電氣配電線(xiàn)路節(jié)能設(shè)計(jì)分析

在電氣耗能中，配電線(xiàn)路的耗能不可小覷，我們知道，配電線(xiàn)路電能的損耗取決于線(xiàn)路的抗和電流，與阻抗成正比、與電流的平方成正比；而線(xiàn)路的阻抗與導(dǎo)體的導(dǎo)電率、導(dǎo)體的長(zhǎng)度、導(dǎo)體的截面積有關(guān)。因此，我們?cè)陔姎馀潆娋€(xiàn)路中要緊緊抓住影響電氣線(xiàn)路耗能的以上幾個(gè)因素優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

3.1配電線(xiàn)路設(shè)計(jì)中盡量多采用高導(dǎo)電率的導(dǎo)體

在經(jīng)濟(jì)條件允許情況下，配電線(xiàn)路推薦選用高導(dǎo)電率的導(dǎo)體，即相比鋁芯電纜（電線(xiàn)）而言，宜采用銅芯電纜（電線(xiàn)）。

3.2配電線(xiàn)路設(shè)計(jì)中盡量減少配電線(xiàn)路的長(zhǎng)度

在設(shè)計(jì)中盡量走直線(xiàn)，可減少供電線(xiàn)路長(zhǎng)度，提高功率因數(shù)，不僅減低線(xiàn)路損耗，而且還可以減少線(xiàn)路壓降，提高供電質(zhì)量；各層配電間、層配電箱也應(yīng)盡量設(shè)置在負(fù)荷中心，減少線(xiàn)路的長(zhǎng)度。

3.3電線(xiàn)、電纜界面選擇宜按經(jīng)濟(jì)電流選擇

按經(jīng)濟(jì)電流選擇電線(xiàn)、電纜截面的方法是經(jīng)濟(jì)選型，盡管我們?cè)谂潆娫O(shè)計(jì)中這種方法用得較少，但這種方法卻可以盡量減少配電線(xiàn)路中的電能損耗，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能，而且減少電纜電能損耗隨之也帶來(lái)一些技術(shù)上的好處：如隨著電纜電壓損失的減小，改善了電網(wǎng)的電壓質(zhì)量；隨著電纜發(fā)熱的減少，延長(zhǎng)了電纜的使用壽命等。

4、建筑電氣設(shè)計(jì)中的其余節(jié)能分析

在建筑電氣設(shè)計(jì)中，除了在以上三個(gè)大環(huán)節(jié)可以有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能外，我們?cè)诮ㄖ姎夤?jié)能方面還應(yīng)注意以下幾個(gè)點(diǎn)：

4.1空調(diào)用電的節(jié)能

民用建筑中，空調(diào)用電（特別是在夏、冬兩季）占用電負(fù)荷的很大部分，因此在電氣設(shè)計(jì)中空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能顯得尤為重要。而空調(diào)系統(tǒng)分為中央空調(diào)系統(tǒng)、分體式空調(diào)系統(tǒng)，一般來(lái)講，如果建筑采用的是中央空調(diào)系統(tǒng)，我們可采用樓宇自控BA 系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制，以達(dá)到節(jié)能目的；如果是分體式空調(diào)，因?yàn)橛脩?hù)一般采用遙控器控制開(kāi)或關(guān)，而調(diào)查顯示各種家電產(chǎn)品的平均待機(jī)能耗高達(dá)15W到30W之間，因此我們應(yīng)針對(duì)上述空調(diào)所用電源插座，在方便操作的位置宜設(shè)計(jì)一個(gè)專(zhuān)用開(kāi)關(guān)用于控制其用電插座回路，減少其待機(jī)損耗從而達(dá)到節(jié)能的目的。這種方式也可應(yīng)用于住宅電氣設(shè)計(jì)中對(duì)冰箱、DVD 機(jī)、電視等用電設(shè)備插座回路的控制。

4.2改進(jìn)風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備的調(diào)速方式的節(jié)能

在各類(lèi)公共建筑中，風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)設(shè)備應(yīng)用范圍非常廣泛，但據(jù)有關(guān)資料顯示，其電能消耗和諸如閥門(mén)、擋板相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失費(fèi)用占到維護(hù)成本的 7% 以上，是筆不小的費(fèi)用開(kāi)支。所以對(duì)這類(lèi)設(shè)備的節(jié)能降耗顯得很有必要，除了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)來(lái)提高這類(lèi)設(shè)備的效率外，還有一個(gè)方式就是改進(jìn)其調(diào)速方式從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能，在設(shè)計(jì)中常采用的是變頻調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、電磁調(diào)速、變極對(duì)數(shù)調(diào)速、串級(jí)調(diào)速（或轉(zhuǎn)子串電阻）、無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)調(diào)速等等。

5、結(jié)語(yǔ)

民用建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能是建筑節(jié)能的一個(gè)重要組成部分，只要我們?cè)谠O(shè)計(jì)中不斷學(xué)習(xí)，精心設(shè)計(jì)，就能對(duì)昂貴的二次能源——電能進(jìn)行有效的節(jié)約，從而為我國(guó)的節(jié)能事業(yè)做出自己的一份微薄的貢獻(xiàn)。