燕珊

（甘肅省建材科研設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司寧夏分公司，銀川 750000）

1 引言

建筑工程電氣設(shè)計(jì)是以建筑物為載體，融合了電力、照明、弱電、消防等方面的技術(shù)應(yīng)用，對(duì)建筑空間利用、功能實(shí)現(xiàn)、費(fèi)用成本等方面均有一定的影響，也是衡量建筑品質(zhì)、生活檔次的重要因素。雖然電氣設(shè)計(jì)理論已經(jīng)相對(duì)成熟，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)逐漸豐富，但是仍然存在許多問(wèn)題。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析，電氣能耗是建筑能耗中所占比例最大的。如何從源頭上做好節(jié)能設(shè)計(jì)成為重難點(diǎn)問(wèn)題，需要從實(shí)際出發(fā)，更好地滿(mǎn)足建筑工程的節(jié)能性需求。

2 工程簡(jiǎn)介

寧夏閩泰紡織有限公司10 萬(wàn)錠紡紗項(xiàng)目，選址為固原市開(kāi)發(fā)區(qū)輕工產(chǎn)業(yè)園。建設(shè)內(nèi)容主要包括生產(chǎn)功能區(qū)、配套設(shè)施區(qū)，總建筑面積57 660 m2。其中，生產(chǎn)功能區(qū)包括1#車(chē)間、2#車(chē)間、1#倉(cāng)庫(kù)、2#倉(cāng)庫(kù)，配套設(shè)施區(qū)包括辦公樓、職工公寓、消防水池、維修車(chē)間等。生產(chǎn)功能區(qū)主體結(jié)構(gòu)為門(mén)鋼結(jié)構(gòu)，配套設(shè)施區(qū)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。本文將重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)本項(xiàng)目電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能性保障措施，為建筑電氣工程綠色節(jié)能發(fā)展提供參考。

3 建筑工程電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能性保障措施

3.1 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)供電可靠性要求和中斷供電的影響程度，科學(xué)計(jì)算用電負(fù)荷，本項(xiàng)目有二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。其中，消防系統(tǒng)設(shè)備用電為二級(jí)負(fù)荷，其他用電均為三級(jí)負(fù)荷。

該項(xiàng)目從市政供電管網(wǎng)接入2 路10 kV 供電線路，在1#車(chē)間設(shè)置高壓開(kāi)閉所和高低壓變配電室、2#車(chē)間內(nèi)設(shè)高低壓變配電室，用于生產(chǎn)功能區(qū)建筑供電。配套設(shè)施區(qū)在室外設(shè)置箱變供電。進(jìn)線電纜穿管埋地進(jìn)入棟樓配電間，低壓系統(tǒng)采用TN-C-S 三相四線制，系統(tǒng)整體接地電阻不超過(guò)1 Ω，采用放射式和樹(shù)干式相結(jié)合的供電方式，這樣既能有前者的可靠性特點(diǎn)，又兼具了后者的靈活性?xún)?yōu)勢(shì)，在本建筑供電系統(tǒng)中具有較強(qiáng)的適用性[1]。

在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采取了諸多節(jié)能性保障措施。

配電室的位置盡可能設(shè)置在用電負(fù)荷密集處，這樣能夠縮短配電半徑，基本控制在100～150 m 左右，減少了不必要的電力線路損失，而且又可以降低供電電力的電纜的費(fèi)用成本，將單相負(fù)荷盡可能均衡地分配在三相上，使三相負(fù)荷保持基本平衡。

變壓器在整個(gè)供配電系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，作為應(yīng)用較多的電氣設(shè)備，必須重視變壓器的功率損耗，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選用節(jié)能型變壓器。經(jīng)過(guò)綜合比對(duì)，本項(xiàng)目選擇了SCB13型干式變壓器，同時(shí)，要根據(jù)建筑用電負(fù)荷特點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)變壓器數(shù)量和容量。在用電負(fù)荷不變的情況下，變壓器的運(yùn)行效率的提高能夠有效減少功率損耗，采用電容補(bǔ)償法能夠達(dá)到這一目的。可通過(guò)高壓電容器對(duì)變壓器和高壓用電設(shè)備無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)于一些距離較遠(yuǎn)、相對(duì)分散的用電設(shè)備，則可以使用就地補(bǔ)償?shù)姆桨浮?/p>

低壓輸電線纜在輸送電能過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)部分能量損失，除了盡可能縮短供配電線路長(zhǎng)度，還應(yīng)該從降低線纜電阻方面著手，合理確定線纜截面積，假如負(fù)載電流為80 A，運(yùn)行時(shí)間為4 000 h，如果以發(fā)熱條件為設(shè)計(jì)依據(jù)，采用截面積為25 mm2線纜，每千米的總費(fèi)用約31萬(wàn)元，如果從節(jié)能的角度出發(fā)，采用截面積為70 mm2的線纜，每千米總費(fèi)用約19 萬(wàn)元，節(jié)約百分比能夠達(dá)到38.7%，雖然在建設(shè)階段線纜成本較高，但是在正常運(yùn)營(yíng)的情況下，2～4 年節(jié)約的電能費(fèi)用就可以抵消初期投資增加的費(fèi)用，所以，必須通過(guò)科學(xué)計(jì)算對(duì)比不斷優(yōu)化電纜選型方案設(shè)計(jì)，盡可能把能量損耗降到最低[2]。

3.2 照明配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.2.1 合理選擇照明器具

在照明配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，光源的選擇是基礎(chǔ)，直接決定著整體照明效果，應(yīng)優(yōu)先選擇光效高、綜合能效高、單位照明成本低的光源類(lèi)型。比如，使用LED 日光燈能夠比普通熒光燈節(jié)電1/3 左右，使用細(xì)管熒光燈取代粗管熒光燈，節(jié)電效果更加顯著。同時(shí)，還要結(jié)合光源使用場(chǎng)所、工程實(shí)際情況、用戶(hù)照度需求、光源啟動(dòng)時(shí)間等綜合因素，選擇更加合適的高效光源，比如，在燈具安裝高度低的情況下，如果沒(méi)有特殊照度要求，優(yōu)先選用熒光燈，具有使用壽命長(zhǎng)、光效性能高、性?xún)r(jià)比好等優(yōu)點(diǎn)，而且直管型熒光燈中的T8 型熒光燈綜合效率較高；在燈具安裝高度較高的情況下，如果有一定照度要求，可優(yōu)先選用金鹵燈，這是一種接近日光色的新型節(jié)能光源，具有壽命長(zhǎng)、光效高、性能穩(wěn)定、顯色性好等優(yōu)點(diǎn)；在一些安裝高度十分高的特定場(chǎng)所，可以?xún)?yōu)先選用高頻無(wú)極熒光燈。

選用效率高、流明利用率高、流明維持率高的燈具，這樣能夠獲得不錯(cuò)的照明節(jié)能效果。通常情況下，不帶光學(xué)附件的燈具效率較高，從這個(gè)角度出發(fā)，在滿(mǎn)足眩光限制條件下，優(yōu)先采用敞開(kāi)式出光口形式的燈具，不宜選擇帶保護(hù)罩的包合式或柵格式燈具，而流明利用率反映了燈具對(duì)光源發(fā)出的光通量的利用程度，與燈罩形狀、材料等方面相關(guān)，同時(shí)也與燈具和光源的配置方式分不開(kāi)，燈具在使用壽命內(nèi)某一特定時(shí)間的光通量與燈具初始光通量比值就是流明利用率，通過(guò)改善材料光學(xué)性能、鍍光觸媒膜、設(shè)置活性炭過(guò)濾器等多種方式，都可以實(shí)現(xiàn)提高光通量利用率的目的[3]。

燈具附件的能量損耗也不容小覷，合理選擇節(jié)能附件，也能對(duì)照明節(jié)能產(chǎn)生一定作用。作為熒光燈的重要附件，鎮(zhèn)流器的主要類(lèi)型有普通電感鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子鎮(zhèn)流器，其中，普通電感鎮(zhèn)流器應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)、應(yīng)用范圍較廣，具有壽命長(zhǎng)、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，但是自身功耗較大，啟動(dòng)電流大，系統(tǒng)功率因數(shù)低，存在頻閃效應(yīng)，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器節(jié)能效果更好，可靠性更高，從產(chǎn)品單位成本、使用壽命、總費(fèi)用、投資回收期等方面考慮，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器優(yōu)勢(shì)更加明顯，性?xún)r(jià)比更高，在選擇照明燈具時(shí)，優(yōu)先選擇配有節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器的熒光燈具。

3.2.2 科學(xué)設(shè)計(jì)照明方案

光源與燈具的匹配是照明系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，也是實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能的重要手段，利用照度計(jì)算原理，提高減光系數(shù)和燈具利用系數(shù)，有利于提高平均照度。采用高光通量維持率的燈具，改善房間衛(wèi)生狀況，調(diào)整證明控制策略，都能有效提升減光系數(shù)。而燈具利用系數(shù)與室形指數(shù)以及墻面、地板、頂棚的反射比密切相關(guān)，在不能改變室形指數(shù)的情況下，可以通過(guò)改面飾面材料、提高反射比的方式提升燈具利用系數(shù)。

當(dāng)平均照度和功率密度相等時(shí)，通過(guò)提供恰當(dāng)?shù)牧炼葘?duì)比、照度均勻度、色溫，也能夠提高照明質(zhì)量，從而降低對(duì)照度的依賴(lài)，比如，色溫能夠從一定程度上影響人們的主觀感受，低照度的暖色調(diào)、高照度的冷色調(diào)都能營(yíng)造舒適的環(huán)境，所以，采用色溫較高的暖色光，能夠降低對(duì)照度的要求，從而產(chǎn)生照明節(jié)能的效果。

合理設(shè)計(jì)燈具排布方式和照明方式。燈具的排布涉及兩個(gè)重要參數(shù)，即布置間距和懸掛高度，二者的比值是影響照度均勻度的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為了實(shí)現(xiàn)照度均勻度和節(jié)能效果的平衡，需要將其控制在合理范圍內(nèi)。在照明方式選擇上，如果照明場(chǎng)所要求高照度，采用混合照明的方式更為有利，能夠使亮度分布更加合理，充分利用了不同光源的光學(xué)特性，通過(guò)組合搭配能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)的照明效果。如果各工作面分布密集，那么可以采用單獨(dú)的一般照明方式，根據(jù)相關(guān)規(guī)范和實(shí)際需求，選擇恰當(dāng)?shù)哪繕?biāo)照度進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果室內(nèi)工作面分布的密集度不同，能夠明顯區(qū)分工作區(qū)和非工作區(qū)，可以采用分區(qū)一般照明的方式，但需要控制工作區(qū)和非工作區(qū)的照度之比，避免產(chǎn)生視覺(jué)疲勞。在同樣的照度要求下，采用間接照明的方式消耗的電量更大，所以應(yīng)該盡可能減少間接照明的使用。隨著照明系統(tǒng)復(fù)雜程度的不斷提高，利用專(zhuān)業(yè)仿真計(jì)算軟件能夠更加高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先，建立室內(nèi)空間模型，然后，選擇燈具文件，載入相關(guān)參數(shù)，輸入設(shè)計(jì)目標(biāo)參數(shù)，最后，生成計(jì)算報(bào)表，通過(guò)科學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算，驗(yàn)證照明系統(tǒng)的節(jié)能效果[4]。

3.2.3 積極調(diào)整控制方式

傳統(tǒng)的固定模板式的照明系統(tǒng)控制方案不能根據(jù)照明環(huán)境特點(diǎn)和照明要求的變化進(jìn)行靈活調(diào)整，面對(duì)面積較大的照明場(chǎng)所，需要控制的燈具較多，應(yīng)根據(jù)使用需求合理劃分照明區(qū)域，采取不同的照明控制策略。本工程的門(mén)廳、電梯廳、走道、樓梯間等場(chǎng)所，按照建筑使用條件和天然采光狀況，采取分區(qū)分組控制策略，在公共區(qū)域宜采用聲光控制、定時(shí)控制、紅外感，應(yīng)對(duì)燈具進(jìn)行聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)，在室外照明，宜采用光電定時(shí)控制開(kāi)關(guān)或光電自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)的控制方式。隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循相關(guān)政策和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)建筑功能和用戶(hù)需求，通過(guò)各種控制器和傳感器的使用，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、使用安全、管理方便、節(jié)能降耗的整體效果。

3.3 其他方面節(jié)能性保障措施

其他方面的節(jié)能性保障措施主要體現(xiàn)在建筑設(shè)備的電氣節(jié)能上，本工程設(shè)置了1 臺(tái)電梯，電梯具有節(jié)能運(yùn)行功能，當(dāng)無(wú)外部召喚且轎廂內(nèi)一段時(shí)間無(wú)預(yù)置指令時(shí)，可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換為節(jié)能運(yùn)行模式，電動(dòng)機(jī)采用高效節(jié)能產(chǎn)品，必須符合相關(guān)節(jié)能評(píng)價(jià)規(guī)定，所有控制箱的控制電氣設(shè)備均采用節(jié)能型產(chǎn)品，同時(shí)，充分重視能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在電梯、照明、風(fēng)機(jī)等動(dòng)力用電設(shè)備設(shè)置電量分項(xiàng)計(jì)量裝置，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況檢驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行的能耗狀態(tài)，確保在運(yùn)行過(guò)程中達(dá)到綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電氣專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)是建筑工程設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，直接決定著建筑的運(yùn)行效果，在現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范和理論的基礎(chǔ)上，應(yīng)積極融入綠色發(fā)展理念，應(yīng)用更多的節(jié)能性保障措施，為人們提供更加安全、健康、環(huán)保的居住環(huán)境。本文首先介紹了工程的基本情況，然后從供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、照明配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及其他方面設(shè)計(jì)出發(fā)，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的節(jié)能措施進(jìn)行了總結(jié)分析，希望為建筑工程創(chuàng)造節(jié)能效益提供參考。