市政電氣設計節能措施探討

夏泳（安徽中匯規劃勘測設計院有限公司，安徽 銅陵244000）

市政電氣設計節能措施探討

夏泳（安徽中匯規劃勘測設計院有限公司，安徽 銅陵244000）

隨著我國經濟的快速發展，我國也正在大力構建資源節約型國家，因此近年來節能環保建筑得到了充分的開發，而電氣技術在節能建筑的發展中具有舉足輕重的作用，特別是近年來節能環保建筑的開發，使電氣技術的創新應用受到前所未有的關注。本文就針對這個背景從電氣節能設計方面入手，簡要探討了在具體的設計中應該遵守的原則，以及市政工程中電氣節能技術的實現的具體步驟，其中重點的從相關變壓器的選擇、相應的供電以及配電設施等的設計，同時還對其他方面的選取進行了相關的介紹，整體的探討了市政工程設計中電氣節能技術的應用。

市政工程；技術措施；電氣節能

1 市政工程電氣節能基本原則

1.1 節能設計必須滿足建筑工程本身的功能

市政工程電氣節能設計基本原則首先不能夠拋開建筑本身所具有的功能。要滿足不同的地方以及相關部位的照明溫度等具體要求，同時還要盡可能的保證建筑物中的空調所需要的相應溫度以及風量，同時建筑物中可能會需要其他特殊的工藝要求，所以要留出這部分空間。

1.2 工程的經濟性

所以市政工程電氣節能設計的過程中一定要考慮到我們國家的具體國情，注重提高市政工程的經濟效益，不能夠以節能為借口而出現高消耗、高費用等現象，而是要進行適度的設計成本估算，盡量的避免不必要的浪費。

1.3 安全可靠性

在設計電氣節能技術時必要考慮電氣節能技術的安全性，電氣線路必須要有足夠的絕緣距離、絕緣強度、負荷能力與熱穩定，只有這樣才能在最大程度上確保供電、配電與用電設備的安全運行，進而為電氣節能技術的實現提供基礎。

2 電氣節能中供配電系統以及相關線路的合理配置

在市政工程電氣節能設計中合理的選擇變壓器規模具有十分重要的意義，因為在建筑耗能中有50%的耗能都在配電系統上，而變壓器是配電系統的基本設備，因此合理的選擇電壓器規格，就可以在很大程度上降低那些不必要的損耗。表1顯示的是S-13系列變壓器性能標準。

表1 S-13系列變壓器性能標準

所以市政工程電氣節能變壓器的選擇可以參照S-13系列變壓器性能標準，根據具體市政工程要求，選擇合適的高壓分接范圍，這種新型節能變壓器使用的三相對稱立體式結構，運行噪音非常低，是目前相對更為緊湊的高效節能型變壓器，在節約材料和降低能耗方面有明顯的優勢。同時在實現建筑電氣節能技術時必須要根據建筑物為各個設備的負荷運行的時間與時間變化性，然后相應的選擇變壓器的臺數與參數。

對于供配電系統以及相關線路的合理配置文章結合具體的市政工程案例來具體說明：

工程概況：某市實驗室中心辦公樓，工程總體面積大約30000m2，高度80m，屬于高層建筑，市政工程使用10kV雙電源，地下一層建筑設置了一座10/0.4kV的變電站，針對這個市政工程電氣節能供配電系統設置如下：

（1）首先要根據整個工程的負荷情況以及相關的分布狀況、相關部位的供電路程以及相應設備的特征等因素對供配電系統進行合理的設計以及選擇，這樣能夠在供電系統設計之初達到節能的目的，同時盡量保證供配電系統的簡單和安全，同一個電壓下的供電系統相應的點級數不能夠大于兩級，表2顯示的是變壓器負荷計算以及選型計算表。

表2 變壓器負荷計算以及選型計算表

負荷計算就是電氣供配電系統設計的主要理論依據，通過變壓器符合計算，選擇合適的變壓器臺數和裝機容量，根據世界工程需求和節能要求，本工程應該選擇2臺1600kWA的10/0.4kV變壓器，單位建筑面積的容量指標2×1600×1000/ 30000=106.56。

（2）其次是要根據相關工程要求合理的選擇供配電系統中的導線截面，將經濟電流的相應密度作為主要的參考依據，通常情況下，主要是根據綜合運行費用最小化原則來確定最后建筑單位面積的電流密度。

（3）通常情況下的建筑工程因為本身的工程干線以及支線等線路在內的整體線路總長非常的龐大，所以工程總線路中的功能損耗勢必會很大，所以節能設計中必須考慮這一部分的功能損耗，損耗計算公式：

△P∝R，R=P·L/S

整體線路的功能損耗是和線路中的電導率以及長度關系呈正比，但是和線路的截面是呈反比的，所以要想從這一方面減少耗能的話，就必須從不同的角度入手，具體的方法如下：

（1）選擇線路電導率相對比較小的材料作為線路的導線，這一方面銅芯是最好的選擇，但是如果使用銅芯的話將會損耗過多的原材料，這樣就違背了電氣節能設計本身的原則，所以可以再整體負荷比較大的地方使用銅芯材質的導線，另一方面在負荷量比較小的地方就可以使用其他材質的同樣電導率比較低的導線。

（2）另一方面就是減少相應的線路長度，可以根據不同的情況進行選擇。第一就是解決源頭問題，保證變配電源頭盡可能的靠近整體負荷量的中心區，這樣可以在開始就縮短供電的距離，進一步的減少大量的不必要線路。這里需要注意的是供壓線路一般情況下的供電半徑是在200m以內，所以如果建筑物的面積過大的時候需要根據不同的情況設置不同位置的變配電所，因為這樣能夠大大的減少線路長度。

3 提高建筑電氣系統的功率因數

有輸電線路就會不可避免的產生無功消耗，因此在建筑電氣節能的實現的過程中對于那些容量超過10kW的設備，需要在系統電動機端安裝專門的補償裝置，這樣能夠有效的提升供配電系統的功率因數。然后可以根據調節之后的配電系統自身功率因數和理想偏差實際范圍來計算所需要補償的電容容量，然后根據實際需要的電容容量進行合理配置，這樣能夠保證系統的節能運行。同時為了能夠有效的避免系統出現三相不平衡帶負荷運行，不能夠使用非線性負載設備裝置，最大限度的提升系統的自然功率因數，這樣能夠有效的降低系統線路以及變壓器的電壓損失。

4 市政工程照明系統節能設計

市政工程電氣節能設計中照明節能設計是比較重要的一個環節，高效節能的照明系統設計能夠大幅度的降低市政工程能源消耗。在建筑電氣設計中照明的設計是必不可少的，于是高效的照明系統可以在很大程度上降低能源的損耗。整體上照明系統節能設計要能夠充分的利用自然光源，根據建筑物本身的采光標準，選擇合適的采光方式，例如白天盡量的使用自然光源，這樣一方面能夠節省大量的照明系統能耗，另一方面能夠充分的利用自然光源尤其是太陽光來提升建筑室內溫度。

4.1 高效光源以及燈具選用

（1）對于光源的選擇可以根據不同的情況選擇不同的，主要的目的就是降低電能消耗。具體在一般的室內可以首先選用小功率的高壓鈉燈等，對于比較高大以及室外的照明可以使用金屬鹵化物或者是高壓鈉燈等，如果是利用氣體放電的話應該使用耗能比較低的，同時要安裝電容器，這樣能夠補償相應的無功損耗。對于燈具的選擇要優先的使用直射光比例相對比較高的，同時還要保證合理的控光性能。

（2）要盡可能的使用節能型燈具，例如LED燈、新類型電磁等等新型節能燈具，同時還要配合建筑裝修，盡可能的使用可以調節光亮的燈具，這樣能夠在不同光照條件下更好的實現電氣節能。對于市政大廳等比較開闊的室內空間，燈具盡可能的安裝可以單開和單裝的節能燈具，盡量避免使用過于復雜的吊燈，衛生間要使用感應器類的照明裝置。

4.2 改變現有照明控制

改變現有照明控制一方面能夠提升市政電氣工程照明系統的效率，另一方面能夠降低電氣系統運營維護成本，例如可以在樓梯一級走廊安裝聲控開關，對于一些大型的市政辦公樓以及公共區域都可以使用智能照明控制系統。同時利用照明系數比較高的布燈方案，這里優先使用的是分區的一般性的照明方式。另一方面在有中央空調同時空間比較大的場所中，要使用相關的照明燈具和中央空調的回風口進行有效的結合；在需要高強度照明或者是要求改善具體的光色的建筑中，要使用兩種或者是兩種以上的混合形式的光源進行照明。

5 積極的推廣新的技術以及產品

隨著經濟的發展，我國的科學技術也有了比較大的發展，科學技術的進步推動了建筑電氣行業節能技術以及節能產品的出現和使用，所以市政建筑電氣節能設計首先要根據建筑工程本身的功能選擇合適的產品和節能技術，將新產品與新技術積極地運用到建筑電氣節能的設計之中，進而降低建筑電氣的消耗。在設計中將舊的電器產品取代換成一些有新技術支持的電氣產品。具體可以選用帶有節點裝置的交流式接觸器，這種接觸器既能夠降低能耗，同時還能有效的降低噪音污染。

6 結論

建筑電氣節能的實現能夠在很大程度上降低建筑行業對能源的消耗，提高建筑行業對能源的使用效率，同時還可以在很大程度上緩解我國能源緊張的局面，在實現我國國民經濟可持續高速發展中有著十分重要的作用。

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TU99

A

2095-2066（2016）22-0169-02

2016-7-10

夏 泳（1972-），男，安徽蕭縣人，工程師，大專，從事市政電氣、建筑電氣設計工作。