談高層民用建筑電氣節能設計

張程

摘 要：節能理念已經成為了現代城市大型建筑工程的通用理念，無論在建設環節中，還是在后續的使用中，建筑系統的耗電量始終舉高不下，而在所有類型的建筑之中，民用型的建筑的耗電量也是相對較高的。其內部的電氣系統運行的時間比較長，民用建筑需要支持的電氣設備數量多，因此設計民用建筑時，設計人員需要在保證電氣系統完整的前提下，優化其節能設計。本文對具體的節能設計舉措加以列舉。

關鍵詞：高層民用建筑；電氣節能；設計方法

民用建筑內部設有的新型電氣系統的運行量極大，不僅僅需要對建筑的公用區域提供電能，同時還要給內部居住者提供電力服務，而不合理系統設計方式使電氣系統在運行時，其耗電量逐漸提升，加重了城市電能消耗壓力。借助一些節電方法可以有效地改進原來的電氣系統，優化之后的電氣系統不僅僅能夠提供電能，同時還能拿減少電能這種寶貴資源的不合理消耗。設計人員要發揮出作用，采用電氣節能型的設計方法，本文對節能型的電氣系統水方法進行詳細解釋。

1 電氣節能設計要求分析

雖然節能設計是當前的民用建筑設計環節之中一種相對緊迫的設計需要，但是不能為了節能設計而違背以下電氣系統基本水要求：首先，建筑的電氣系統需要具有功能性，如照明功能、空氣調節功能等，電氣系統是民用建筑中的居住者保持健康生活的保障性系統，例如在設計照明系統的時候，不能出現為了節省照明消耗的電能，而降低照亮度與照明時間，如果民用建筑的公共空間之中沒有完善的照明設備，居民出行安全就不能被保證。設計人員要抓住節能設計的要點，重點控制電能的無用消耗情況，尤其是變壓器這種需要長時間運轉的電力設備；在設計時，設計人員還要確保電氣系統的經濟性，防止出現為了節能而消耗過多的經濟成本的情況的，經濟性與節能性是現代民用建筑內設電力系統應當具有的兩大特性。

2 選擇并使用具有節能功能的全新電氣產品

2.1 燈具

燈具應選用高效率的。這里我們把燈具分為照明器和發光裝置。為了節約電能，設計時應首先考慮用直接配光或半直接配光的照明器，燈具懸掛不高的照明器能用廣照型的就不用深照型，多選用玻璃燈罩、搪瓷反射罩等制成的光源衰減較慢的照明器；少選用光效低的發光天柵、光檐、光龕等發光裝置。

2.2 變壓器

變壓器應選用低能耗、高效率的，采用高導磁的優質冷軋晶粒取向硅鋼片和先進工藝制造的新系列節能變壓器。例如SL7、SLZ7、SC、S9型。光源應選用高效光源。除顯色性要求高、場所使用要求特殊等情況外，盡量少用白熾燈、管形鹵鎢燈、自鎮流高壓汞燈、氙燈等。應根據使用功能要求，多選用熒光燈、金屬鹵化物燈、鈉燈、外鎮流高壓汞燈。設計時，一些有改善光色要求的場所，可以考慮用兩種以上光源組成混光照明。進行泛光照明設計時，若能使光源光色與被照射物表面顏色結合起來，同樣視覺效果情況下更能節電。

2.3 其他電力設備的選用

占民用建筑耗電量不大的一些低壓電器產品亦不能忽視用節能型的替代能耗高的。例如：用RT20、RT16系列熔斷器取代RT10系列熔斷器后，降低了熔體的電阻約15%，每只熔斷器平均可節電約3W。用JR20、T系列熱繼電器取代JR0、JR16系列熱繼電器后，全系列平均節電30%，每只熱繼電器平均可節電約4W。新型信號燈AD1、AD系列與舊型XD2、XD3、XD5、XD6相比，平均節電率可達70%，每只信號燈平均節電約8W。而60A以上的大、中型交流接觸器采用節電技術（加一個節電器）后，節電率可高達85%以上，每臺接觸器平均節電約50W。

3 供配電系統節能性設計情況分析

3.1 調整供電電壓

同等情況下，電壓越高，損耗越小。民用建筑用電設備電壓等級大部分為220/380V，但一些大型或特大型的民用建筑的空調主機為了節能目的，可以選擇10（6）kV的設備。

提高功率因素可以減少線路及變壓器損耗。在用電設備選型及調速控制方案一定的情況下，若自然功率因素達不到要求，應進行無功功率的補償。

3.2 確定變壓器的應用方式

應根據負荷情況合理選擇變壓器容量、臺數，其接線應能適應負荷變化時，按經濟運行原則靈活投切變壓器。變壓器效率與變壓器負荷和損耗有關。變壓器負載率為0.3-1時效率較高，0.5-0.6時最高。民用建筑選用變壓器數量及投切方式時，要充分考慮根據不同季節的負荷率靈活調整變壓器數量。例如南方地區裝設中央空調的民用建筑，到春、冬季時完全可以切斷50%的變壓器。

3.3 選用合適的導線與電纜

在選擇供配電體系之中的導線與電纜的時候，優先選擇截面偏小的導線與電纜，截面偏大的導線應用的有色金屬材料也相對較多，改變原有的錯誤電路設計原則，尤其是用鋁線來代替銅線這種線路設計原則。

在我國目前情況下，選擇銅芯線路已是大家的共識。密集型封閉母線槽及預分支電纜的批量性生產，亦為按經濟電流密度選線路提供了更加廣闊的空間。

4 用電設備耗電控制方法

對于照明類型的電力設備開展節能控制工作的時候，需要對多種不同的照明設備加以控制，照明設備在民用建筑的分布比較散亂，節能控制難度比較高，針對處于不同位置的照明設備需要選用完全不同的節能控制方法，可以采用分散控制理念，對民用建筑的照明區域進行劃分，給處于不同區域的照明設備分別選用合適的節能方案，可以控制照明設備的應用時間，將一般照明設備與多種感應型的照明設備聯合使用，在白天的時候，應用能夠感應日光照射強度的照明設備，適當調低照明燈的亮度，在零點之后可以開啟聲控照明設備，在居民有需要的時候，照明設備就可以提供亮度，既能給居民提供照明服務，通話還可以減少照明設備的不必要的能源消耗。

在控制電機類型的電氣設備時，需要先明確控制對象，一般是水泵、風機以及空調等大型設備，這類設備控制難度偏高，其運行時需要的功率也比較大，內部系統復雜。設計人員可以優化電機的安裝工作，經冷源系統添加到電機運轉系統中。

通過樓宇自控系統（BAS）對用電設備進行計算機化管理，與傳統的人工管理方式相比，更為精確、可靠、科學，從而有效地實現節能

5 結束語

本文在第一部分列舉了當前的民用建筑設計標準中提出的幾點節能設計要求，在節能設計工作之中，設計人員的設計基礎就是這幾點設計要求。后文有著重對幾種不同的電氣節能設計行為進行了解釋，設計人員既可以從電氣系統本身開展節能控制工作，也可以從常用電氣設備的角度來提升系統的節能效果。在結合使用多種設計技術的時候，設計人員還需要考慮到電氣設計成本，避免出現設計成本應用問題。可應用的節能設計方法有很多，需要根據現有的民用建筑擁有的電氣設計條件來選出適合的節能設計方式，使民用建筑也擁有節能型的電氣應用系統。

參考文獻

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