谈高层民用建筑电气节能设计

张程

摘 要：节能理念已经成为了现代城市大型建筑工程的通用理念，無论在建设环节中，还是在后续的使用中，建筑系统的耗电量始终举高不下，而在所有类型的建筑之中，民用型的建筑的耗电量也是相对较高的。其内部的电气系统运行的时间比较长，民用建筑需要支持的电气设备数量多，因此设计民用建筑时，设计人员需要在保证电气系统完整的前提下，优化其节能设计。本文对具体的节能设计举措加以列举。

关键词：高层民用建筑；电气节能；设计方法

民用建筑内部设有的新型电气系统的运行量极大，不仅仅需要对建筑的公用区域提供电能，同时还要给内部居住者提供电力服务，而不合理系统设计方式使电气系统在运行时，其耗电量逐渐提升，加重了城市电能消耗压力。借助一些节电方法可以有效地改进原来的电气系统，优化之后的电气系统不仅仅能够提供电能，同时还能拿减少电能这种宝贵资源的不合理消耗。设计人员要发挥出作用，采用电气节能型的设计方法，本文对节能型的电气系统水方法进行详细解释。

1 电气节能设计要求分析

虽然节能设计是当前的民用建筑设计环节之中一种相对紧迫的设计需要，但是不能为了节能设计而违背以下电气系统基本水要求：首先，建筑的电气系统需要具有功能性，如照明功能、空气调节功能等，电气系统是民用建筑中的居住者保持健康生活的保障性系统，例如在设计照明系统的时候，不能出现为了节省照明消耗的电能，而降低照亮度与照明时间，如果民用建筑的公共空间之中没有完善的照明设备，居民出行安全就不能被保证。设计人员要抓住节能设计的要点，重点控制电能的无用消耗情况，尤其是变压器这种需要长时间运转的电力设备；在设计时，设计人员还要确保电气系统的经济性，防止出现为了节能而消耗过多的经济成本的情况的，经济性与节能性是现代民用建筑内设电力系统应当具有的两大特性。

2 选择并使用具有节能功能的全新电气产品

2.1 灯具

灯具应选用高效率的。这里我们把灯具分为照明器和发光装置。为了节约电能，设计时应首先考虑用直接配光或半直接配光的照明器，灯具悬挂不高的照明器能用广照型的就不用深照型，多选用玻璃灯罩、搪瓷反射罩等制成的光源衰减较慢的照明器；少选用光效低的发光天栅、光檐、光龛等发光装置。

2.2 变压器

变压器应选用低能耗、高效率的，采用高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进工艺制造的新系列节能变压器。例如SL7、SLZ7、SC、S9型。光源应选用高效光源。除显色性要求高、场所使用要求特殊等情况外，尽量少用白炽灯、管形卤钨灯、自镇流高压汞灯、氙灯等。应根据使用功能要求，多选用荧光灯、金属卤化物灯、钠灯、外镇流高压汞灯。设计时，一些有改善光色要求的场所，可以考虑用两种以上光源组成混光照明。进行泛光照明设计时，若能使光源光色与被照射物表面颜色结合起来，同样视觉效果情况下更能节电。

2.3 其他电力设备的选用

占民用建筑耗电量不大的一些低压电器产品亦不能忽视用节能型的替代能耗高的。例如：用RT20、RT16系列熔断器取代RT10系列熔断器后，降低了熔体的电阻约15%，每只熔断器平均可节电约3W。用JR20、T系列热继电器取代JR0、JR16系列热继电器后，全系列平均节电30%，每只热继电器平均可节电约4W。新型信号灯AD1、AD系列与旧型XD2、XD3、XD5、XD6相比，平均节电率可达70%，每只信号灯平均节电约8W。而60A以上的大、中型交流接触器采用节电技术（加一个节电器）后，节电率可高达85%以上，每台接触器平均节电约50W。

3 供配电系统节能性设计情况分析

3.1 调整供电电压

同等情况下，电压越高，损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220/380V，但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了节能目的，可以选择10（6）kV的设备。

提高功率因素可以减少线路及变压器损耗。在用电设备选型及调速控制方案一定的情况下，若自然功率因素达不到要求，应进行无功功率的补偿。

3.2 确定变压器的应用方式

应根据负荷情况合理选择变压器容量、台数，其接线应能适应负荷变化时，按经济运行原则灵活投切变压器。变压器效率与变压器负荷和损耗有关。变压器负载率为0.3-1时效率较高，0.5-0.6时最高。民用建筑选用变压器数量及投切方式时，要充分考虑根据不同季节的负荷率灵活调整变压器数量。例如南方地区装设中央空调的民用建筑，到春、冬季时完全可以切断50%的变压器。

3.3 选用合适的导线与电缆

在选择供配电体系之中的导线与电缆的时候，优先选择截面偏小的导线与电缆，截面偏大的导线应用的有色金属材料也相对较多，改变原有的错误电路设计原则，尤其是用铝线来代替铜线这种线路设计原则。

在我国目前情况下，选择铜芯线路已是大家的共识。密集型封闭母线槽及预分支电缆的批量性生产，亦为按经济电流密度选线路提供了更加广阔的空间。

4 用电设备耗电控制方法

对于照明类型的电力设备开展节能控制工作的时候，需要对多种不同的照明设备加以控制，照明设备在民用建筑的分布比较散乱，节能控制难度比较高，针对处于不同位置的照明设备需要选用完全不同的节能控制方法，可以采用分散控制理念，对民用建筑的照明区域进行划分，给处于不同区域的照明设备分别选用合适的节能方案，可以控制照明设备的应用时间，将一般照明设备与多种感应型的照明设备联合使用，在白天的时候，应用能够感应日光照射强度的照明设备，适当调低照明灯的亮度，在零点之后可以开启声控照明设备，在居民有需要的时候，照明设备就可以提供亮度，既能给居民提供照明服务，通话还可以减少照明设备的不必要的能源消耗。

在控制电机类型的电气设备时，需要先明确控制对象，一般是水泵、风机以及空调等大型设备，这类设备控制难度偏高，其运行时需要的功率也比较大，内部系统复杂。设计人员可以优化电机的安装工作，经冷源系统添加到电机运转系统中。

通过楼宇自控系统（BAS）对用电设备进行计算机化管理，与传统的人工管理方式相比，更为精确、可靠、科学，从而有效地实现节能

5 结束语

本文在第一部分列举了当前的民用建筑设计标准中提出的几点节能设计要求，在节能设计工作之中，设计人员的设计基础就是这几点设计要求。后文有着重对几种不同的电气节能设计行为进行了解释，设计人员既可以从电气系统本身开展节能控制工作，也可以从常用电气设备的角度来提升系统的节能效果。在结合使用多种设计技术的时候，设计人员还需要考虑到电气设计成本，避免出现设计成本应用问题。可应用的节能设计方法有很多，需要根据现有的民用建筑拥有的电气设计条件来选出适合的节能设计方式，使民用建筑也拥有节能型的电气应用系统。

参考文献

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