方鈺

中國美術(shù)學(xué)院風(fēng)景建筑設(shè)計研究院 310012

摘要：本文主要圍繞民用建筑電氣節(jié)能設(shè)計中可以有效實現(xiàn)節(jié)能的幾大環(huán)節(jié)進行論述。

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

隨著這些年各種商業(yè)建筑、住宅建筑等民用項目開發(fā)的如火如荼，近年來各設(shè)計院都設(shè)計了大量的工程項目，而我國作為一個發(fā)展中國家，能源的需求量大，消耗量也大，特別是對昂貴的二次能源——電源，進行有效的節(jié)約，也就顯得尤其重要。本文主要圍繞電氣設(shè)計節(jié)能的幾大環(huán)節(jié)——供配電系統(tǒng)的設(shè)計、照明設(shè)計、電氣配電線路設(shè)計等多個方面進行論述，對電氣節(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)計分析

根據(jù)工程供電容量及負荷具體使用情況合理設(shè)計供配電系統(tǒng)，做到盡量簡單可靠，對有效實現(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路損耗。

1.2合理選擇變壓器容量及臺數(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)濟的條件下，宜設(shè)計2臺以上的變壓器，從而達到變壓器的投入臺數(shù)可以隨季節(jié)性負荷變化靈活投切，減少部分變壓器輕載而引起的不必要的電能浪費。像筆者幾年前曾設(shè)計的某師范學(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400kVA 的變壓器和1臺630kVA 的變壓器比用1

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

1.3提高供配電系統(tǒng)的功率因素

供電部門一般要求用戶的月平均功率因數(shù)達到0.9 以上，所以為了達到這個要求，我們在供配電系統(tǒng)的設(shè)計時就應(yīng)裝設(shè)必要的無功功率補償設(shè)備，以進一步提高用戶的功率因素，如在民用建筑項目電氣設(shè)計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)集中補償。

2、照明節(jié)能設(shè)計分析

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)能的評價指標(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)計中做到有效節(jié)能，可以從以下幾個方面入手：

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)類建筑光源選擇

在照明設(shè)計中為了有效節(jié)能，在一些層高不高的場所，如辦公室、教室、會議室及儀表車間宜采用細管徑（≤26mm）直管形熒光燈；商業(yè)場所、營業(yè)廳也宜采用細管徑直管形熒光燈、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所（主要工業(yè)廠房居多），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管徑熒光燈。

（2）居住類建筑光源選擇

在起居室等場所，設(shè)計時考慮到用戶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、會議室、商場等場合也較多使用。

（3）公共場所光源選擇

衛(wèi)生間、公共走道推薦選用細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、樓梯等公共場所的燈具可選用透光率高的吸頂燈；而居住類場所的燈具推薦選用蝙蝠翼式，因為蝙蝠翼式燈具控光性能合理；辦公類場所則推薦用金屬隔柵類燈具，沒有眩光且發(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，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，工作時溫度低、噪聲小、壽命長，屬于安全可靠型電感鎮(zhèn)流器，價格也比較便宜。

2.3不斷改進燈具的控制方式

門廳、走廊、樓梯間等公共場所的照明，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，能方便地手動或自動關(guān)閉一部分照明。在照明設(shè)計時還應(yīng)注意的一點就是，當(dāng)照明場所裝設(shè)有兩列或多列燈具時，所控?zé)袅幸伺c側(cè)窗平行，而且回路每列分開控制，以便于利用天然光，白天可以關(guān)掉靠窗的一排燈，從而實現(xiàn)節(jié)能；對于一些高檔次建筑和智能建筑，經(jīng)濟條件許可時，大部分照明場所還可采用調(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、電氣配電線路節(jié)能設(shè)計分析

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

3.1配電線路設(shè)計中盡量多采用高導(dǎo)電率的導(dǎo)體

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

3.2配電線路設(shè)計中盡量減少配電線路的長度

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

3.3電線、電纜界面選擇宜按經(jīng)濟電流選擇

按經(jīng)濟電流選擇電線、電纜截面的方法是經(jīng)濟選型，盡管我們在配電設(shè)計中這種方法用得較少，但這種方法卻可以盡量減少配電線路中的電能損耗，從而實現(xiàn)節(jié)能，而且減少電纜電能損耗隨之也帶來一些技術(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，延長了電纜的使用壽命等。

4、建筑電氣設(shè)計中的其余節(jié)能分析

在建筑電氣設(shè)計中，除了在以上三個大環(huán)節(jié)可以有效實現(xiàn)節(jié)能外，我們在建筑電氣節(jié)能方面還應(yīng)注意以下幾個點：

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）占用電負荷的很大部分，因此在電氣設(shè)計中空調(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)進行管理和控制，以達到節(jié)能目的；如果是分體式空調(diào)，因為用戶一般采用遙控器控制開或關(guān)，而調(diào)查顯示各種家電產(chǎn)品的平均待機能耗高達15W到30W之間，因此我們應(yīng)針對上述空調(diào)所用電源插座，在方便操作的位置宜設(shè)計一個專用開關(guān)用于控制其用電插座回路，減少其待機損耗從而達到節(jié)能的目的。這種方式也可應(yīng)用于住宅電氣設(shè)計中對冰箱、DVD 機、電視等用電設(shè)備插座回路的控制。

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

在各類公共建筑中，風(fēng)機、泵類設(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、擋板相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失費用占到維護成本的 7% 以上，是筆不小的費用開支。所以對這類設(shè)備的節(jié)能降耗顯得很有必要，除了從產(chǎn)品設(shè)計來提高這類設(shè)備的效率外，還有一個方式就是改進其調(diào)速方式從而實現(xiàn)節(jié)能，在設(shè)計中常采用的是變頻調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、電磁調(diào)速、變極對數(shù)調(diào)速、串級調(diào)速（或轉(zhuǎn)子串電阻）、無換向器電動機調(diào)速等等。

5、結(jié)語

民用建筑電氣設(shè)計節(jié)能是建筑節(jié)能的一個重要組成部分，只要我們在設(shè)計中不斷學(xué)習(xí)，精心設(shè)計，就能對昂貴的二次能源——電能進行有效的節(jié)約，從而為我國的節(jié)能事業(yè)做出自己的一份微薄的貢獻。