鄭 亮（酒鋼集團筑誠工程管理咨詢有限責任公司，甘肅 嘉峪關735100）

我國是個能源相對緊缺的國家，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，這種能源的緊缺更加突出，對此我國政府提出節(jié)能的口號。在人們?nèi)粘Ｉ钪?，電力能源是普及面最廣、覆蓋面積最大的基礎能源，人們幾乎離不開電力能源。在我國消耗能量較大的民用建筑中，電氣設計節(jié)能措施的實施能夠高效節(jié)約電能，保證生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

1 民用建筑電氣設計節(jié)能原則

1.1 實際性

民用建筑電氣設計的實際性是依據(jù)民用建筑自身的用途，在滿足民用建筑實際功能的基礎上，設計出切實可行、符合民用建筑實際的節(jié)能方案。

1.2 適用性

適用性原則是民用建筑電氣設計節(jié)能措施中必須考慮的原則，如果民用建筑中設計出的節(jié)能電氣不適用，那么它的設計沒有利用的價值再節(jié)能也是徒然，如果付諸實施只能是浪費資源。適用性為滿足民用建筑創(chuàng)造優(yōu)良條件提供必要的條件，也為民用建筑電氣設備在節(jié)能前提下的正常運行提供必須的動力。與此同時，根據(jù)民用建筑用電設備負荷容量、供電可靠性、電能質(zhì)量等方面的實際要求，不斷優(yōu)化民用建筑電氣的節(jié)能設計，進而促進民用建筑用電設備電能的合理應用，節(jié)約電能。

1.3 經(jīng)濟性

經(jīng)濟性是民用建筑電氣設計節(jié)能措施中必須時刻注意的原則，在節(jié)能設計中不能為了節(jié)能罔顧民用建筑的實際經(jīng)濟狀況。民用建筑電氣設計節(jié)能措施的經(jīng)濟性原則是指在符合實際經(jīng)濟的條件下，盡量滿足民用建筑電氣設計的節(jié)能要求。在設計中，不得脫離經(jīng)濟性原則盲目追求節(jié)能，致使盲目甚至過高增加電氣節(jié)能投資金額、不斷增加民用建筑工程運營的節(jié)能成本，致使設計得不償失。在設計時，需注意綜合考慮民用建筑的經(jīng)濟效益，盡量保持節(jié)能成本投資期內(nèi)便能收回的原則

1.4 節(jié)能性

民用建筑電氣設計的節(jié)能性原則是指在符合其實際性、適用性、經(jīng)濟性的原則下，盡量減少民用建筑電氣設備不必要的消耗。這需要設計人員在設計前，先查找與民用建筑無關的能量消耗，然后綜合考慮提出相應行之有效的電氣設計節(jié)能措施。

2 民用建筑電氣設計的具體節(jié)能措施

2.1 合理控制配電變壓器的容量消耗

合理控制配電變壓器的容量消耗是指在進行民用建筑電氣節(jié)能設計時，須結(jié)合民用建筑總體投資預算的實際情況，盡量降低民用建筑電氣工程的投資成本。在選擇配電變壓器時，盡量選用節(jié)能經(jīng)濟的變壓器。在設計民用建筑配電變壓器時，需將變壓器負載率提高到合理的范圍，使變壓器的總損耗降至最低，對變壓器負債率的提高的范圍一般是41%-63%，它是根據(jù)變壓器本身具體數(shù)值變化而變化，沒有固定的提高概率值。為了提高民用建筑變壓器的整體運行效率，對變壓器負荷率的計算需要高于它最佳時的負荷率，變壓器的負荷率一般控制在80%-85%之間最合適。

2.2 合理選擇供配電系統(tǒng)設置

2.2 .1 合理布控供電網(wǎng)絡

合理選擇供配電系統(tǒng)設置的措施之一是合理布控供電網(wǎng)絡。在布控供電網(wǎng)絡時，變電所須接近負荷中心位置，供配電系統(tǒng)中低配電間須靠近電氣豎井，以保證民用建筑低壓供電半徑可以控制在200米之內(nèi)，以此確保民用建筑供配電系統(tǒng)整體供電線路的電壓損失在滿足規(guī)范允許值的前提下，減少整體線路上的電壓損失，最終實現(xiàn)民用建筑供配電系統(tǒng)供電質(zhì)量提高的同時，還能使經(jīng)濟效益達到最大化。

2.2 .2 遵循簡單可靠的原則

遵循簡單可靠的原則選擇民用建筑供配電系統(tǒng)的配備，也是合理選擇供配電系統(tǒng)設置的措施。在配備供電系統(tǒng)時，應注意同一等級的電壓供電系統(tǒng)變配電級數(shù)不能超過兩個電極，這樣選擇的好處是最大可能避免了因供配電系統(tǒng)變電級數(shù)過多而產(chǎn)生的不必要的電能耗損。

2.2 .3 科學合理選擇供電電壓

在同等情況下，供配電系統(tǒng)的電壓與能量損耗的公式是Q=I2Rt=Ivt,從能量損耗的公式中可以看出供配電系統(tǒng)的電壓V與能量損耗Q成反比，換句話說就是供配電系統(tǒng)的電壓越高，整個系統(tǒng)的總損耗就越低。因此，在同等情況下盡量選擇比較低的供電電壓。在民用建筑中，使用的電氣設備所用的電壓等級一般為兩相電220伏和三相電380伏。但是對大型的民用建筑的空調(diào)設備來說，為了節(jié)能可以例外的選擇10千伏或者6千伏的制冷設備。

2.3 適當提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

2.3 .1 適當提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)的原因

適當提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，可以有效減少無功功率造成的電能損耗。在民用建筑供配電系統(tǒng)中，功率因數(shù)是由負荷性質(zhì)和有功功率的比例決定的。在供配電系統(tǒng)電力輸送過程中，傳輸?shù)碾娔芸偭渴枪潭ú蛔兊?，換句話說就是傳輸?shù)挠泄β适枪潭〝?shù)值。民用建筑用電設備在使用中，會產(chǎn)生滯后的無功電流，特別是如發(fā)電機這樣的用電設備，產(chǎn)生的滯后無功電流更大，用電設備產(chǎn)生的無功電流，會造成供配電系統(tǒng)線路中的功率損耗，而且用電設備產(chǎn)生的無功電流越大，造成的功率損耗越多，緊跟著造成的電能損耗也就越多。因此，在民用建筑的供配電系統(tǒng)設計中須盡量提高其功率因數(shù)，以此減少用電設備產(chǎn)生的無功電流造成的電能損耗。

2.3 .2 適當提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)的方法

1）選用功率因數(shù)高的用電設備

在民用建筑供配電系統(tǒng)中，適當提高功率因數(shù)的方法是在民用建筑電氣節(jié)能設計時，盡量選用功率因數(shù)比較高的用電設備。比如：同步電動機、同步調(diào)相機等。對于供配電系統(tǒng)中電感性用電設備的選擇，可以盡量選擇價格低廉有補償電容器的用電設備。比如：單燈安裝電容器、移相電容器等。這些用電設備的功率因數(shù)一般在0.8-0.99之間，比普通供配電系統(tǒng)的用電設備，自然功率因數(shù)可以提高0.185-0.195左右。

2）通過靜電電容器進行無功補償

在民用建筑電氣設計中，提高供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的另一個方法便是通過靜電電容器進行無功補償。對靜電電容器進行無功補償，電容器可產(chǎn)生超前無功電流，這種電流可以抵消供配電系統(tǒng)中用電設備產(chǎn)生的滯后無功電流，并將這種滯后無功電流控制在限定的范圍內(nèi)，這樣便可降低供配電系統(tǒng)整體滯后無功電流的數(shù)量，并可以提高功率因數(shù)，最終降低民用建筑供配電系統(tǒng)的整體電能損耗。利用靜電電容器進行無功補償?shù)姆绞接懈邏弘娙菅a償、集中電容補償和低壓電容補償?shù)?。比如：卡梅爾小?zhèn)和清鑫家園在變電所內(nèi)設置低壓靜電電容器集中補償無功功率，取得了很好的節(jié)能效果。

2.4 合理控制線路電能損耗

民用建筑在進行電能傳輸過程中，電網(wǎng)的線路會產(chǎn)生一定的熱量損失，這些熱量損失便是功率損失，也就是電能損失。因此，在民用建筑電氣設計時可以通過一些途徑降低電網(wǎng)中這些電能損失，以達到民用建筑電氣設計節(jié)能的目的。降低電網(wǎng)線路中電能損耗的途徑大致有三個，這三個途徑如下：

2.4 .1 盡量選擇電阻率比較小的導線

盡量選擇電阻率比較小的導線，比如：銅線、鋁線，雖然鋁線的電阻率也很小，而且便宜，但是因為鋁線比較輕，容易被腐蝕，不安全，所以民用建筑中一般選銅線不選鋁線。

2.4 .2 合理設計線路電路圖，盡量減少電網(wǎng)線路中導線的長度。

導線也有電阻，只是它擁有的電阻比較小，在計算中往往選擇忽略，但是因為導線有電阻，在民用建筑供配電系統(tǒng)運行時，它便會分得總電網(wǎng)中的電流，消耗電能，所以，民用建筑電氣設計時須盡量控制電網(wǎng)線路導線的長度，以減少由于增加不必要導線產(chǎn)生的電能損失?？s短線路導線的長度的具體辦法是，把民用建筑配電所設置在負荷中心位置，變壓器的設置也盡量接近負荷中心。

2.4 .3 合理增加導線橫截面面積

在滿足線路載流量的要求和安全保護等條件下，選擇導線的橫截面積越大導線耗損的電能越少。雖然從短期看，選用橫截面積較大的導線增加了線路的費用，但是從民用線路長遠角度考慮，這種做法還是比較劃算的。因此，條件允許的情況下可合理增加導線的橫截面積，以實現(xiàn)民用建筑電氣設計節(jié)能的目標，減少民用建筑的能源消耗。

2.5 民用建筑照明系統(tǒng)的節(jié)能措施

2.5 .1 合理改善照明器的控制方式

根據(jù)民用建筑房間使用照明器的特點和要求，可以通過合理改善照明器的控制方式以達到照明系統(tǒng)節(jié)能的目的。改善的方法是對于民用建筑面積比較小的房間，采用一燈一控或者二燈一控的方式。面積比較大的房間，采用多燈一控的方式。例如：青島花園大酒店迎賓樓大廳采用的是多燈一控的方式，迎賓樓里能坐6-8人的小包間采用一燈一控、二燈一控的方式。但是在改善民用建筑照明器控制方式的時候，也須考慮設置適當數(shù)量的單孔燈。比如：公共通道、樓梯、走廊等的照明器，可以采用定時開關或者聲控開關，合理控制照明時間，減少能耗。蘇州湖庭大酒店樓道的照明器采用的是多燈一控、一燈多控的方式，而且一樓和二樓之間樓道開關設置在二樓拐角，這樣的設計不僅平白增加電能損耗，而且不方便開息燈，隱藏不安全因素，設計不是很合理。

2.5 .2 合理選用照明設備及附件

在選擇照明設備及附件時，盡量選擇使用方面、發(fā)熱和發(fā)光率高同時消耗電能較低的照明設備，當然選擇時也須考慮這些設備的價格和安裝的高度，以免得不償失。

2.6 充分利用太陽能，借鑒先進經(jīng)驗和做法

宇宙中的自然光是免費的，而且目前也可以膚淺的認為它的能源是無窮的，永遠也用不完，并不會造成污染。所以在設計民用建筑電氣時，可借鑒國內(nèi)外先進經(jīng)驗和做法，充分利用太陽能與室內(nèi)人工照明合理搭配，減少民用建筑耗能。

3 結(jié)語

民用建筑電氣設計的節(jié)能措施是順應時代潮流，響應國家政策。民用建筑電氣設計節(jié)能措施須符合實際性、適用性、經(jīng)濟性和節(jié)能性的原則，從合理控制配電變壓器的容量消耗、合理選擇供配電系統(tǒng)設置、適當提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)、合理控制線路電能損耗、民用建筑照明系統(tǒng)的節(jié)能措施、合理利用太陽能，借鑒國外先進經(jīng)驗和做法六方面進行民用建筑電氣節(jié)能設計。

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